第27练　无机化合物综合应用(A)（含答案）2026届高考化学二轮复习专题练习

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1.(12分)(2025·南京开学联考)以钛白副产品(含FeSO4及少量TiOSO4)和H2C2O4为原料制备的超微细FeC2O4·2H2O可广泛用于新型电池材料、感光材料的生产。
已知：①TiO2++2H2O===TiO(OH)2↓+2H+；25 ℃时，Ksp[TiO(OH)2]=1×10-29；Ksp[Fe(OH)2]=1×10-16。
②FeC2O4·2H2O不溶于水，溶于硫酸。
③沉淀速度过快，沉淀的粒径会变大，包裹的杂质会变多。
(1)FeC2O4·2H2O的制备。将一定量的钛白副产品用热水溶解，在搅拌下加入还原铁粉，反应后pH为4~5，过滤得到FeSO4溶液。在搅拌下先后加入氨水和草酸溶液，经H2SO4调节pH、过滤、水洗、烘干后得到超微细FeC2O4·2H2O。
①加入还原铁粉的作用是 ；生成FeC2O4·2H2O的离子方程式为 。
②温度对沉淀粒径的影响如图1所示，加入氨水和草酸溶液过程需控制温度在40 ℃的原因是 。
③pH对产品纯度的影响如图2所示，沉淀过程时pH在2~3.5范围内，pH增大会导致产品纯度降低，产生的杂质为 。
(2)FeC2O4·2H2O的结构。
①FeC2O4·2H2O晶体为片层结构，FeC2O4·2H2O晶体层与层之间的作用力为 。
②每层层内每个Fe2+与2个C2O42-和2个H2O相连，形成1个铁氧八面体。在图3中补全该结构。
(3)FeC2O4·2H2O的性质。将FeC2O4·2H2O在氮气的氛围中加热分解。加热过程中固体残留率[固体残留率=剩余固体质量起始固体质量×100%]随温度的变化如图4所示，B点时，固体只含有一种铁的氧化物，则AB段发生反应的化学方程式： 。
2.(12分)(2025·南通联考)实验室以碳酸锰矿(含MnCO3及少量Fe、Al、Si等氧化物)为原料可制得高纯MnCO3。
(1)焙烧：将碳酸锰矿与(NH4)2SO4在温度为300~500 ℃下进行焙烧，写出焙烧时MnCO3所发生反应的化学方程式： 。
(2)制备MnCO3：向净化后的MnSO4溶液在搅拌下缓慢滴加沉淀剂NH4HCO3溶液，过滤、洗涤、干燥，得到MnCO3固体。
①将过滤得到的滤液蒸发浓缩、冷却结晶，可得到的晶体为 (填化学式)。
②沉淀剂不选择Na2CO3溶液的原因是 。
③MnCO3在空气中，一段时间后会生成MnO(OH)2，写出该反应的化学方程式： 。
(3)MnCO3在空气流中热解得到不同价态锰的氧化物，其固体残留率随温度的变化如图1所示。
①770 ℃时，剩余固体中n(Mn)∶n(O)为 。
②图2是MnO2晶胞沿三维坐标z轴方向的晶胞投影图，MnO2晶胞结构如图3所示。用“○”圈出所有位于晶胞体内的原子。
3.(14分)(2025·江苏期中大联考)工业上用锌铜合金灰(含有Cu、Zn、Pb及其氧化物)提取单质Cu和ZnO。
(1)锌铜合金灰在空气中焙烧得到烧渣，主要成分为CuO、ZnO及少量PbO等，用硫酸酸浸后过滤得到ZnSO4溶液和含铜滤渣。Zn、Cu、Pb浸出率随硫酸浓度变化如图1所示。
①用4 ml·L-1稀硫酸溶解时，Zn浸出率远高于Cu、Pb浸出率的原因是 。
②使用2 ml·L-1和5 ml·L-1硫酸溶解时，所得滤渣成分的不同之处为 。
(2)在含有Zn2+、Fe3+、Fe2+的高氯离子浓度的溶液中，先加入适量的Fe粉，后用nLrg萃取剂选择性萃取分离锌、铁。已知Fe2+、Fe3+、Zn2+可以存在多种含氯配离子。
萃取原理为H++ZnCl3-+nLrgHZnCl3·nLrg(ZnCl42-也可以被萃取)。
①该过程中nLrg萃取剂能有效分离锌、铁的原因是 。
②向该溶液中加入浓盐酸能提高锌的萃取率的原因是 。
(3)向有机相中加入草酸溶液，将Zn(Ⅱ)转化为草酸锌(ZnC2O4·2H2O)沉淀，灼烧后得到ZnO。已知Ka1(H2C2O4)=5.9×10-2，Ka2(H2C2O4)=6.4×10-5。
①生成草酸锌(ZnC2O4·2H2O)的化学方程式为 。
②ZnO晶体有立方岩盐、立方闪锌矿等结构，晶胞如图2所示，立方岩盐、立方闪锌矿结构晶胞中锌原子的配位数之比为 。
(4)向水相加入草酸溶液生成草酸亚铁(FeC2O4·2H2O)沉淀，将沉淀置于氮气氛围中焙烧，剩余固体质量随温度变化曲线如图3所示。220~230 ℃时，所得固体产物为 (FeC2O4·2H2O的摩尔质量为180 g·ml-1)。
4.(12分)(2024·苏州模拟)赤铜矿(主要成分为Cu2O，含少量Fe3O4、SiO2)含铜量高达88.8%，是重要的冶金材料，某化学兴趣小组利用其制备CuSO4·5H2O晶体的流程如图：
已知：Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O。
(1)CuSO4·5H2O晶体结构如图所示。晶体中存在的作用力包括离子键、 。
(2)酸溶。控制矿石为12 g、硫酸为6 g，温度为70 ℃，相同时间内，铜浸出率随液固比变化如图所示。液固比大于5∶1后，铜浸出率下降的原因为 。
(3)氧化。Fe2+发生反应的离子方程式为 。检验氧化完全的试剂为 (填化学式)。
(4)沉铁。离子浓度≤10-5 ml·L-1时，可认为该离子被沉淀完全。若室温下溶液pH应调节至略大于3.7，则Fe(OH)3的Ksp为 。
(5)试从产率、试剂选择角度评价该制备流程并提出修改建议： 。 离子
常见配离子
Fe2+
FeCl+
Fe3+
FeCl4-
Zn2+
ZnCl3-、ZnCl42-、ZnCl2、ZnCl+