《2025年红对勾高考一轮复习金卷化学》

17.(14分)镁及其化合物是实验设计的热点载体，查阅资料。

Ⅰ.探究镁的性质。
某学习小组设计实验探究镁与二氧化氮反应的产物，实验装置如图所示。
　　　　　　　　　　　　　
(1)B装置中的试剂是________；D装置的作用是________。
(2)实验时，先启动A装置中的反应，当C装置中充满红棕色气体时点燃酒精灯，这样操作的目的是________。
(3)确定有N₂生成的实验现象是________。
(4)实验完毕后，设计实验确认产物中有Mg₃N₂:取少量C装置的玻璃管中的残留固体于试管中，滴加蒸馏水，________，则产物中有氮化镁。
(5)经测定，Mg与NO₂反应生成MgO、Mg₃N₂和N₂，其中Mg₃N₂和N₂的物质的量相等，C装置的玻璃管中发生反应的化学方程式为________。
Ⅱ.探究Mg(OH)₂在氯化铵溶液中溶解的原因。
供选试剂有氢氧化镁、蒸馏水、硝酸铵溶液、盐酸、醋酸铵溶液。
取少量氢氧化镁粉末投入氯化铵溶液中，振荡，白色粉末全部溶解。为了探究其原因，他们提出两种假设。
假设1:氯化铵溶液呈酸性，H⁺ + OH⁻ = H₂O，促进Mg(OH)₂溶解。
假设2:NH₄⁺ + OH⁻ = NH₃·H₂O，促进Mg(OH)₂溶解。
(6)请你帮他们设计实验，探究哪一种假设正确:________。

答案：
(1)P₂O₅(或其他合理答案)　吸收E装置中挥发出来的水蒸气
(2)排尽装置内的空气，避免O₂、CO₂、N₂等与镁反应
(3)E装置中产生气泡,瘪气球缓慢鼓起
(4)产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝(合理即可)
(5)11Mg+4NO₂$\stackrel{\triangle}{=\!=\!=}$8MgO+Mg₃N₂+N₂
(6)取少量氢氧化镁于试管中,加入足量CH₃COONH₄溶液，若白色固体溶解，则假设2正确;若白色固体不溶解，则假设1 正确
解析:
(1)B装置中的试剂用于干燥二氧化氮，由于二氧化氮与水反应生成酸，故不能用碱性干燥剂，应选择酸性或中性干燥剂，如P₂O₅等。D装置的作用是吸收E装置中挥发出来的水蒸气，防止E装置中的水蒸气进入C装置的玻璃管中干扰实验。
(2)金属镁性质活泼,能与空气中的O₂、CO₂、N₂等发生反应，所以实验时应先启动A中反应，用产生的二氧化氮气体排尽装置内空气，避免产生干扰。
(3)依据题中信息，过量的二氧化氮可以被氢氧化钠溶液吸收，所以确定有N₂生成的实验现象是E装置中产生气泡,瘪气球缓慢鼓起。
(5)经测定，Mg与NO₂反应生成MgO、Mg₃N₂和N₂,其中Mg₃N₂和N₂的物质的量相等，所以C中发生反应的化学方程式为11Mg+4NO₂$\stackrel{\triangle}{=\!=\!=}$8MgO+Mg₃N₂+N₂。
(6)常温下,NH₃·H₂O、CH₃COOH的电离常数相同，所以CH₃COONH₄溶液显中性。因此，可以设计如下实验:取少量氢氧化镁于试管中,加入足量CH₃COONH₄溶液，若白色固体溶解，则假设2正确;若白色固体不溶解，则假设1正确。

18.(14分)(2024·山西太原三模)一种从分银渣(含CuO、Cu₂O、Bi₂O₃、Sb₂O₃、Fe₂O₃、Ag、SiO₂等)中回收金属资源的工艺流程如下:

已知:Ⅰ.CuCl难溶于水，但溶于浓盐酸。
Ⅱ.“富锑铋铜液”中含Bi³⁺(铋离子)、Sb³⁺(锑离子)、Cu²⁺、Fe³⁺。
Ⅲ.该工艺条件下，有关金属离子沉淀时的相关pH见下表:

　　回答下列问题:
(1)写出分银渣中的Ag与盐酸、溶解氧反应的离子方程式:________。
(2)“酸浸”时，盐酸浓度对锑、铋、铜浸出率的影响如图1所示，温度对锑、铋、铜浸出率的影响如图2所示。
　　　　　　　　　　
综合考虑，“酸浸”时适宜的盐酸浓度为________；浸出时温度以80 ℃为宜，其原因是________。
(3)①已知“滤渣2”的主要成分是Sb₄O₅Cl₂，则“一次水解”时主要发生反应的化学方程式为________。
②已知“滤渣3”的主要成分是BiOCl和Fe(OH)₃，则“二次水解”时调节pH的范围应该是________。
(4)写出一种从“富铜溶液”中回收金属资源的方法:________。

答案：
(1)4Ag+4H⁺+4Cl⁻+O₂=4AgCl↓+2H₂O
(2)6mol·L⁻¹　温度较低，反应速率和金属的浸出率均较低;若温度升高，金属的浸出率均无明显变化且增加能耗
(3)①4SbCl₃+5H₂O=Sb₄O₅Cl₂↓+10HCl　②3.2≤pH＜4.7
(4)采用电解法制成铜板(或将溶液蒸发结晶制成铜盐，答案合理即可)
解析:根据题干流程图分析可知，向分银渣(含CuO、Cu₂O、Bi₂O₃、Sb₂O₃、Fe₂O₃、Ag、SiO₂等)中加盐酸,反应时CuO、Bi₂O₃、Sb₂O₃、Fe₂O₃发生反应生成可溶性的盐，过滤得“富锑铋铜液”，Cu₂O、Ag发生反应生成CuCl、AgCl沉淀，SiO₂不反应，“富锑铋铜液”中含Bi³⁺(铋离子)、Sb³⁺(锑离子)、Cu²⁺、Fe³⁺，“一次水解”时“滤渣2”的主要成分是Sb₄O₅Cl₂，发生的反应为4SbCl₃+5H₂O=Sb₄O₅Cl₂↓+10HCl，“二次水解”时使Bi³⁺、Fe³⁺沉淀生成BiOCl和Fe(OH)₃，而铜离子不沉淀，调节pH的范围为3.2≤pH＜4.7，最后可从“富铜溶液”中回收铜。
(1)分银渣中的Ag与盐酸、溶解氧反应，根据“滤渣1”知生成AgCl，离子方程式为4Ag+4H⁺+4Cl⁻+O₂=4AgCl↓+2H₂O。
(2)根据题图1知“酸浸”时,应该让锑、铋、铜浸出率较高，“酸浸”时适宜的盐酸浓度为6mol·L⁻¹。根据题图2知浸出时温度以80℃为宜，其原因是温度较低，反应速率和金属的浸出率均较低;若温度升高，金属的浸出率均无明显变化且增加能耗。
(3)①“滤渣2”的主要成分是Sb₄O₅Cl₂,则“一次水解”时主要发生反应的化学方程式为4SbCl₃+5H₂O=Sb₄O₅Cl₂↓+10HCl。②“滤渣3”的主要成分是BiOCl和Fe(OH)₃,则“二次水解”时使Bi³⁺、Fe³⁺沉淀生成BiOCl和Fe(OH)₃,而铜离子不沉淀，调节pH的范围为3.2≤pH＜4.7。
(4)“富铜溶液”中含有氯化铜,回收金属资源的方法为采用电解法制成铜板或将溶液蒸发结晶制成铜盐。