《2025年天利38套五年真题高考试题分类化学》

1. (2025·湖北卷,14分)氟化钠是一种用途广泛的氟化试剂,通过以下两种工艺制备:

已知:室温下,${TiO_{2}}$是难溶酸性氧化物,${CaTiO_{3}}$的溶解度极低。
$20\ ^{\circ}C$时,${NaF}$的溶解度为$4.06\ g/100\ g$水,温度对其溶解度影响不大。
回答下列问题:
(1)基态氟离子的电子排布式为$1s^{2}2s^{2}2p^{6}$。
(2)$20\ ^{\circ}C$时,${CaF_{2}}$饱和溶液的浓度为$c\ mol/L$,用$c$表示${CaF_{2}}$的溶度积$K_{sp}=$$4c^{3}$。
(3)工艺Ⅰ中研磨引发的固相反应为${CaF_{2} +2NaOH\xlongequal{}Ca(OH)_{2} +2NaF}$。分析混合物Ⅰ,测得反应的转化率为$78\%$。水浸分离,${NaF}$的产率仅为$8\%$。
①工艺Ⅰ的固相反应正向(填“正向”或“逆向”)进行程度大。
②分析以上产率变化,推测溶解度$S\left({CaF_{2}}\right)$＜(填“$＞$”或“$＜$”)$S{[Ca(OH)_{2}]}$。
(4)工艺Ⅱ水浸后${NaF}$的产率可达$81\%$,写出工艺Ⅱ的总化学反应方程式$CaF_{2} + 2NaOH + TiO_{2} \longrightarrow CaTiO_{3} + 2NaF + H_{2}O$。
(5)从滤液Ⅱ获取${NaF}$晶体的操作为a(填标号)。
a. 蒸发至大量晶体析出,趁热过滤
b. 蒸发至有晶膜出现后冷却结晶,过滤
(6)研磨能够促进固相反应的原因可能有ab(填标号)。
a. 增大反应物间的接触面积
b. 破坏反应物的化学键
c. 降低反应的活化能
d. 研钵表面跟反应物更好接触

答案： 1.(14分)
(1)$1s^{2}2s^{2}2p^{6}$
(2)$4c^{3}$
(3)①正向 ②＜
(4)$CaF_{2} + 2NaOH + TiO_{2} \longrightarrow CaTiO_{3} + 2NaF + H_{2}O$
(5)a
(6)ab
【解析】$NaF$的制备
(1)基态$F^{-}$的电子排布式为$1s^{2}2s^{2}2p^{6}$。
(2)$CaF_{2}(s)\rightleftharpoons Ca^{2+}(aq) + 2F^{-}(aq)$，$K_{sp} = c(Ca^{2+}) ×$ $c^{2}(F^{-}) = c×(2c)^{2} = 4c^{3}$。
(3)①该反应的转化率为$78\%$，故正向进行程度大；②水浸后$NaF$产率低，说明水浸后反应逆向移动，则$S(CaF_{2}) ＜ S[Ca(OH)_{2}]$。
(4)根据信息知，总化学方程式为$CaF_{2} + 2NaOH + TiO_{2}\longrightarrow CaTiO_{3} + 2NaF + H_{2}O$。
(5)由于温度对$NaF$的溶解度影响不大，可采用蒸发至大量晶体析出，再趁热过滤的方法获得$NaF$晶体(趁热过滤可以保证杂质溶解度大而不析出)，选择 a。
(6)研磨可以增大物质间的接触面积，破坏反应物的化学键，促进固相反应发生，故选择 ab。

2. (2024·江西卷,14分)稀土是国家的战略资源之一。以下是一种以独居石[主要成分为${CePO_{4}}$,含有${Th_{3}(PO_{4})_{4}}$、${U_{3}O_{8}}$和少量镭杂质]为原料制备${CeCl_{3}}· n{H_{2}O}$的工艺流程图。

已知:ⅰ.$K_{sp}\left[{Th(OH)_{4}}\right]=4.0× 10^{-45}$,
$K_{sp}\left[{Ce(OH)_{3}}\right]=1.6× 10^{-20}$,
$K_{sp}\left[{Ce(OH)_{4}}\right]=2.0× 10^{-48}$
ⅱ.镭为第Ⅱ$A$族元素
回答下列问题:
(1)关于独居石的热分解,以下说法正确的是
b(填标号)。
a. 降低压强,分解速率增大
b. 降低温度,分解速率降低
c. 反应时间越长,分解速率越大
d. 提高搅拌速度,分解速率降低
(2)${Na_{2}U_{2}O_{7}}$中铀元素的化合价为+6,热分解阶段${U_{3}O_{8}}$生成${Na_{2}U_{2}O_{7}}$的化学反应方程式为$U_{3}O_{8} + 6NaOH + O_{2}\xlongequal{\triangle}3Na_{2}U_{2}O_{7} + 3H_{2}O$。
(3)浓缩结晶后,得到的晶体产物化学式为$Na_{3}PO_{4}$,滤液可用于热分解阶段循环利用,避免产生大量的高碱度废水。
(4)溶解阶段,将溶液${pH}$先调到$1.5\sim 2.0$,反应后再回调至$4.5$。
①盐酸溶解${Ce(OH)_{4}}$的离子方程式为$2Ce(OH)_{4} + 8H^{+} + 2Cl^{-}\longrightarrow 2Ce^{3+} + Cl_{2}\uparrow + 8H_{2}O$。
②当溶液${pH}=4.5$时,$c{(Th^{4+})}=$$4.0× 10^{-7}$$mol/L$,此时完全转化为氢氧化钍沉淀。
(5)以${BaSO_{4}}$为载体形成共沉淀,目的是去除杂质硫酸镭。

答案： 2.(14分)
(1)b
(2)$ + 6\ U_{3}O_{8} + 6NaOH + O_{2}\xlongequal{\triangle}3Na_{2}U_{2}O_{7} + 3H_{2}O$
(3)$Na_{3}PO_{4}$热分解
(4)①$2Ce(OH)_{4} + 8H^{+} + 2Cl^{-}\longrightarrow 2Ce^{3+} + Cl_{2}\uparrow + 8H_{2}O$
②$4.0× 10^{-7}$
(5)硫酸镭
【解析】以独居石为原料制备$CeCl_{3} · nH_{2}O$的工艺流程
(1)热分解阶段氧气参与部分反应，降低压强，分解速率减小，a错误；反应时间越长，$NaOH$浓度越小，分解速率越小，c错误；提高搅拌速度，分解速率增大，d错误。
(3)滤液中含有$NaOH$，可用于热分解阶段循环使用。
(4)②$pH = 4.5$时，$c(OH^{-}) = 10^{-9.5}\ mol/L$，根据$K_{sp}[Th(OH)_{4}] = 4.0×$ $10^{-45}$可算出$c(Th^{4+}) = 4.0× 10^{-7}\ mol/L$。
(5)结合独居石成分和工艺流程可知共沉淀时只有镭杂质未除去，因此共沉淀的目的是除去硫酸镭杂质。