微考点20 金属及其化合物制备流程（一）（Li、Sr、Pb、Zn、Ti、Mo）
1．(2019·江西名校高三第一次联考)锂被誉为“金属味精”，以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以β-锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6，还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下：
已知：①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH：
氢氧化物 开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH
②Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表：
温度/℃ Li2CO3的 溶解度/g
请回答下列问题：
(1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成________________________________________。 (2)反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)写出反应Ⅲ中生成沉淀A的离子方程式：____________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)洗涤所得Li2CO3沉淀要使用________(填“热水”或“冷水”)，理由是__________ __________________________________________________________________________ ____________________________________________________________。
(5)流程中两次使用了Na2CO3溶液，第一次浓度小，第二次浓度大的原因是__________ _________________________________________________________________________ _____________________________________________________________。
(6)该工艺中，电解熔融氯化锂生产锂时，阳极产生的氯气中会混有少量氧气，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
0 1.539 10 1.406 20 1.329 50 1.181 75 0.866 100 0.728 Fe(OH)3 1.9 3.2 Al(OH)3 3.4 4.7 Mg(OH)2 9.1 11.1 2．(2020·广州质检)高纯六水氯化锶晶体(SrCl2·6H2O)具有很高的经济价值，工业上用碳酸锶(SrCO3)粉为原料(含少量钡和铁的化合物等)制备高纯六水氯化锶晶体的过程如下：
已知：①M(SrCl2·6H2O)＝267g·mol ②Ksp(SrSO4)＝3.3×10、Ksp(BaSO4)＝1.1×10
2＋
－
－7
－10
－1
2＋
2＋
3＋
③经盐酸浸取后，溶液中除含有Sr和Cl外，还含有少量Ba、Fe、Fe杂质 ④SrCl2·6H2O晶体在61℃时开始失去结晶水，100℃时失去全部结晶水 请回答下列问题：
(1)已知Sr为第五周期ⅡA族元素，则不符合Sr>Ca的是________(填序号)。 ①原子半径 ②最外层电子数 ③金属性 ④最高价氧化物对应的水化物的碱性 (2)写出碳酸锶与盐酸反应的离子方程式：______________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)工业上用热风吹干六水氯化锶，适宜的温度是______(填字母)。 A．50～60℃ C．80～100℃
B．70～80℃ D．100℃以上
(4)步骤④的操作是________________、____________、过滤。
(5)加入硫酸的目的是________________________________________________________。 (6)若滤液中Ba的浓度为1×10mol·L，依据题给信息计算滤液中Sr的物质的量浓度为________mol·L。
3．(2020·大连模拟)用废铅蓄电池的铅泥(含PbSO4，PbO和Pb等)制备精细化工产品PbSO4·3PbO·H2O(三盐)的主要流程如下：
－12＋
－5
－1
2＋
已知：常温下，Ksp(PbSO4)≈2.0×10，Ksp(PbCO3)≈1.0×10
－8
－13
。回答下列问题：
2PbSO4＋2H2O。
放电
(1)铅蓄电池在生活中有广泛应用，其工作原理是Pb＋PbO2＋2H2SO4充电
铅蓄电池在充电时，阳极的电极反应式为_______________________________________。 若铅蓄电池放电前，正、负极电极质量相等，如果放电时转移了1mol电子，则理论上两电极质量之差为________。
(2)将滤液1、滤液3合并，经蒸发浓缩、降温结晶、过滤等操作，得到一种结晶水合物(Mr＝322)，其化学式为____________________________。
(3)步骤③酸溶时铅与硝酸反应生成Pb(NO3)2及NO的离子方程式为____________________ ____________________________________________________； 滤液2中溶质的主要成分为____________(写化学式)。
(4)步骤⑥合成三盐的化学方程式为____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)步骤⑦洗涤过程中，检验沉淀是否洗涤干净的方法是
________________________________________________________________________。
－
cSO24
(6)在步骤①的转化中，若硫酸铅和碳酸铅在浊液中共存，则＝________。 －
cCO23
4．(2019·甘肃张掖高三第一次诊断)锌焙砂主要含ZnO、ZnFe2O4，还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物。如图是工业上利用锌焙砂制取金属锌的流程图。
(1)酸浸时ZnFe2O4会生成两种盐，该反应的化学方程式为___________________________。 (2)净化Ⅰ操作分为两步：第一步是将溶液中少量的Fe氧化；第二步是控制溶液pH，使Fe
＋
2＋
3
转化为Fe(OH)3沉淀。
2＋
①写出酸性条件下H2O2与Fe反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。 ②25℃时，pH＝3的溶液中c(Fe)＝________mol·L(已知25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10
38
3＋
－1
－
)。
③净化Ⅰ生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)本流程中可以循环利用的物质除硫酸锌外还有_______________________________ ______________________________________________________________(写化学式)。 (4)若没有净化Ⅱ操作，则对锌的制备带来的影响是______________________________ ________________________________________________________________________。 5．(2019·河北冀州中学高三仿真模拟)工业由钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量Fe2O3、
Al2O3、FeO、SiO2等杂质)制备TiCl4的工艺流程如下：
已知：
①酸浸 FeTiO3(s)＋2H2SO4(aq)===FeSO4(aq)＋TiOSO4(aq)＋2H2O(l) 90℃
②水解 TiOSO4(aq)＋2H2O(l)=====H2TiO3(s)＋H2SO4(aq) 煅烧
③煅烧 H2TiO3(s)=====TiO2(s)＋H2O(g)
(1)FeTiO3中钛元素的化合价为__________，试剂A为____________________。 (2)碱浸过程发生反应的离子方程式为_________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)酸浸后需将溶液温度冷却至70℃左右，若温度过高会导致最终产品吸收率过低，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)上述流程中氯化过程的化学方程式为________________________________________ ________________________________________________________________________。 已知TiO2(s)＋2Cl2(g)
TiCl4(l)＋O2(g) ΔH＝＋151kJ·mol。该反应极难进行，当向
－1
反应体系中加入碳后，则反应在高温条件下能顺利发生。从化学平衡的角度解释原因是______ ________________________________________________________________________。 (5)TiCl4极易水解，利用此性质可制备纳米级TiO2·xH2O，该反应的化学方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 6．(2020·苏州高三月考)钼是一种重要的过渡金属元素，通常用作合金及不锈钢的添加剂，可增强合金的强度、硬度、可焊性等。钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)可作为无公害型冷却水系统的金属腐蚀抑制剂，如图所示是化工生产中以辉钼矿[主要成分为硫化钼(MoS2)]为原料来制备金属钼和钼酸钠晶体的主要流程。
(1)已知反应③为复分解反应，则钼酸中钼元素的化合价为____________________。 (2)反应⑥的离子方程式为________________________________________________。 (3)辉钼矿燃烧时的化学方程式为____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)操作X为__________________。
已知钼酸钠在一定温度范围内的析出物质及相应物质的溶解度如下表，则在操作X中应控制温度的最佳范围为________(填字母)。
温度/℃ 析出 物质 0 4 9 10 15.5 32 51.5 100 ＞100 Na2MoO4·10H2O 38.16 Na2MoO4·2H2O 39.82 45.57 Na2MoO4 溶解度 30.63 33.85 A.0～10℃ C．15.5～50℃
39.28 39.27 41.27 — B．10～100℃ D．100℃以上
(5)制备钼酸钠晶体还可用通过向精制的辉钼矿中直接加入次氯酸钠溶液氧化的方法，若在氧化过程中还有硫酸钠生成，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________________。 放电(6)Li、MoS2可用作充电电池的电极，其工作原理为xLi＋nMoS2充电Lix(MoS2)n[Lix(MoS2)n附着在电极上]，则电池充电时阳极的电极反应式为______________________________ ________________________________________________________________________。 (7)可用还原性气体(CO和H2)还原MoO3制取金属钼，工业上制备还原性气体CO和H2的反应高温
原理之一为CO2＋CH4=====2CO＋2H2。含甲烷体积分数为90%的7L(标准状况)天然气与足量二氧化碳在高温下反应，甲烷转化率为80%，用产生的CO和H2还原MoO3制取金属钼，理论上能生产钼的质量为________(Mo相对原子量为96)。
全国2021高考化学一轮复习第三章金属及其化合物微考点20金属及其化合物制备流程一LiSrPbZnTiMo练习含解析
