當(dāng)前位置： 2021-2022學(xué)年湖南省長沙市長沙縣、望城區(qū)、瀏陽市高二（上）期末化學(xué)試卷> 試題詳情

鈧（Sc）是地殼中含量極少的稀土元素，在照明、合金和催化劑等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。鈦鐵礦的主要成分為FeTiO₃（可表示為FeO?TiO₂），還含有少量SiO₂、Sc₂O₃等氧化物，從鈦鐵礦中提取Sc₂O₃的流程如圖：

已知：①當(dāng)離子濃度減小至10^-5mol?L^-1時(shí)可認(rèn)為沉淀完全
②室溫下，溶液中離子沉淀完全的pH如表所示：

離子 Fe³⁺ Fe²⁺ TiO²⁺

沉淀完全的pH 3.2 9.0 1.05

③lg2=0.3，K_sp[Sc（OH）₃]=1.25×10^-33。
回答下列問題：
（1）基態(tài)Fe²⁺核外電子排布式為
[Ar]3d⁶
[Ar]3d⁶
。
（2）“酸浸”后Ti元素轉(zhuǎn)化為TiOSO₄，其水解反應(yīng)的化學(xué)方程式是
TiOSO₄+（x+1）H₂O=TiO₂?xH₂O↓+H₂SO₄
TiOSO₄+（x+1）H₂O=TiO₂?xH₂O↓+H₂SO₄
。
（3）“萃取”時(shí)，使用10%P₂O₄+5%TBP+煤油作為萃取劑，一定條件下萃取率α受振蕩時(shí)間的影響如右圖，萃取時(shí)選擇最佳的振蕩時(shí)間為
10
10
min。

（4）“洗鈦”所得[TiO（H₂O₂）]²⁺為橘黃色的穩(wěn)定離子，H₂O₂ 的作用是
提供配位體，生成穩(wěn)定配離子[TiO（H₂O₂）]²⁺進(jìn)入水層，便于除鈦
提供配位體，生成穩(wěn)定配離子[TiO（H₂O₂）]²⁺進(jìn)入水層，便于除鈦
，
將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，便于后續(xù)調(diào)pH使Fe³⁺沉淀完全達(dá)到除鐵目的
將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，便于后續(xù)調(diào)pH使Fe³⁺沉淀完全達(dá)到除鐵目的
。（寫出兩點(diǎn)）
（5）“酸溶”后濾液中存在的陽離子Sc³⁺、TiO²⁺、Fe³⁺濃度均小于0.01mol?L^-1?！俺s”過程中應(yīng)控制的pH范圍是
3.2～3.7
3.2～3.7
。
（6）“沉鈧”后得到五水草酸鈧，焙燒生成四種氧化物。其反應(yīng)的化學(xué)方程式為
Sc₂（C₂O₄）₃?5H₂O

焙燒

Sc₂O₃+3CO₂↑+3CO↑+5H₂O↑
Sc₂（C₂O₄）₃?5H₂O

焙燒

Sc₂O₃+3CO₂↑+3CO↑+5H₂O↑
。

【考點(diǎn)】制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)．

【答案】[Ar]3d⁶；TiOSO₄+（x+1）H₂O=TiO₂?xH₂O↓+H₂SO₄；10；提供配位體，生成穩(wěn)定配離子[TiO（H₂O₂）]²⁺進(jìn)入水層，便于除鈦；將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，便于后續(xù)調(diào)pH使Fe³⁺沉淀完全達(dá)到除鐵目的；3.2～3.7；Sc₂（C₂O₄）₃?5H₂O

焙燒

Sc₂O₃+3CO₂↑+3CO↑+5H₂O↑

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：73引用：2難度：0.4

相似題

1．錳及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科技領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。
Ⅰ．溶液中的Mn²⁺可被酸性（NH₄）₂S₂O₈溶液氧化為
M
n
O
-
4
，該方法可用于檢驗(yàn)Mn²⁺。
（1）用酸性（NH₄）₂S₂O₈溶液檢驗(yàn)Mn²⁺時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為

。
（2）該反應(yīng)的離子方程式為

。
（3）（NH₄）₂S₂O₈可視為由兩分子硫酸縮合所得，若硫酸的結(jié)構(gòu)簡式為，則H₂S₂O₈的結(jié)構(gòu)簡式為

。
Ⅱ．實(shí)驗(yàn)室用含錳廢料（主要成分為MnO₂，還含有少量Al₂O₃、MgO、SiO₂）為原料制備Mn的工藝流程如下所示。

已知：①部分難溶物的溶度積常數(shù)如下表所示。

難溶物 Fe（OH）₃ Al（OH）₃ Mg（OH）₂ Mn（OH）₂

溶度積常數(shù) 4.0×10^-38 1.0×10^-33 1.8×10^-11 1.8×10^-13

②當(dāng)溶液中離子濃度≤1.0×10^-5mol?L^-1時(shí)，可認(rèn)為該離子沉淀完全。
（1）“酸浸”時(shí)，MnO₂將Fe氧化為Fe³⁺，該反應(yīng)的離子方程式為

；該過程中浸出時(shí)間和液固比對(duì)錳浸出率的影響分別如圖甲、圖乙所示。

則適宜的浸出時(shí)間和液固比分別為

、

。
（2）若“酸浸”后所得濾液中c（Mn²⁺）=0.18mol?L^-1，則應(yīng)“調(diào)pH”的范圍為

。
（3）“煅燒”反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為

?！斑€原”時(shí)發(fā)生的置換反應(yīng)在化學(xué)上又叫作

。

發(fā)布：2024/11/18 8:0:1組卷：35引用：4難度：0.4

解析

2．高鐵酸鹽（FeO₄^2-）是一種集氧化、吸附、絮凝于一體的新型多功能水處理劑。
已知：
ⅰ）FeO₄^2-具有強(qiáng)氧化性，易被H₂、Cl^-及空氣中的還原性氣體還原。
ⅱ）FeO₄^2-在Fe³⁺或Fe（OH）₃催化作用下分解。
ⅲ）FeO₄^2-分解速率方程為v_（分解）=[1.154×10⁵?e
πt
]?c（FeO₄^2-）。
Ⅰ．Johnson提出由過一硫酸氫鉀復(fù)合鹽（K₂SO₄?KHSO₄?2KHSO₅）溶液，在冰鹽水浴條件下，將Fe（NO₃）₃氧化為K₂FeO₄，裝置如圖所示：

（1）A溶液為

（填“a”或“b”）。
a.過一硫酸氫鉀復(fù)合鹽溶液
b.Fe（NO₃）₃溶液
（2）過一硫酸結(jié)構(gòu)簡式為，則KHSO₅中的S為+

價(jià)。
（3）反應(yīng)中需全程維持冰鹽水浴，原因是

。（任答一條即可）
Ⅱ．Poggendorf首次發(fā)現(xiàn)使用鐵電極在濃NaOH溶液中，利用“電解法”合成高鐵酸鹽，原理為：Fe+2OH^-+2H₂O

電解

FeO₄^2-+3H₂↑。
（4）電解過程中，電解槽中出現(xiàn)紅色渾濁，用離子方程式和文字解釋可能原因：

（任答一條即可）。
（5）采用如圖“隔膜電解法”，可以解決電解過程中出現(xiàn)紅色沉淀的問題。

①陽極區(qū)加入某種電解質(zhì)，能避免Na₂FeO₄被還原，宜加入

（填序號(hào)，單選）。
a.NaCl
b.KNO₃
c.KIO₃
d.Na₂HPO₄
②當(dāng)陰極區(qū)產(chǎn)生6.72L（標(biāo)況下）H₂時(shí)，陽極區(qū)溶液的質(zhì)量變化量為

g。（不考慮FeO₄^2-的遷移）
Ⅲ．FeO₄^2-與水分子結(jié)合會(huì)發(fā)生質(zhì)子化，并存在平衡H₃FeO₄⁺
K
1
H₂FeO₄
K
2
HFeO₄^-
K
3
FeO₄^2-。常溫下，0.1mol?L^-1的高鐵酸鹽溶液中，含鐵粒子的分布系數(shù)隨pH的變化如圖所示。

（6）溶液中水的電離程度：A點(diǎn)

C點(diǎn)（填“＞”“＜”或“=”）。
（7）當(dāng)溶液pH=3時(shí)，c（H₃FeO₄⁺）：c（H₂FeO₄）：c（HFeO₄^-）=1：

：

。
發(fā)布：2024/11/18 8:0:1組卷：15引用：1難度：0.4
解析
3．利用MnO₂懸濁液吸收SO₂氣體制取連二硫酸錳（MnS₂O₆）和硫酸錳（MnSO₄）的裝置（部分夾持、加熱儀器已省略）如圖所示。
已知：i.MnS₂O₆易溶于水，其在pH為2.8～3.5時(shí)最穩(wěn)定，溫度超過30℃會(huì)快速分解生成易溶于水的MnSO₄；
ii.連二硫酸的結(jié)構(gòu)簡式為：。

（1）MnS₂O₆中S的化合價(jià)為

。
（2）儀器a應(yīng)裝入的藥品最好是

。
A．70%的硫酸溶液
B．稀鹽酸
C．稀硝酸
D．濃硝酸
（3）裝置B的作用為

，裝置C中的化學(xué)方程式為

，表明反應(yīng)完成的現(xiàn)象是

。裝置D中水浴溫度應(yīng)控制在80℃左右，溫度不能過高的原因是

。
（4）測(cè)定MnS₂O₆中錳的含量：準(zhǔn)確稱量產(chǎn)品質(zhì)量，充分加熱使之完全分解得到MnSO₄，加適量水溶解，用KMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定（Mn元素均轉(zhuǎn)化為MnO₂），即可計(jì)算出MnS₂O₆中錳的含量。滴定過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

。
發(fā)布：2024/11/18 8:0:1組卷：18引用：2難度：0.6
解析

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難溶物	Fe（OH）₃	Al（OH）₃	Mg（OH）₂	Mn（OH）₂
溶度積常數(shù)	4.0×10^-38	1.0×10^-33	1.8×10^-11	1.8×10^-13