专题15 金属有关的工艺流程（解析版） 十年（2011-2020）高考真题化学分项详解（全国通用）

1．（2018 新课标Ⅰ卷）磷酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收 废旧硫酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下： 下列叙述错误的是 A．合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用 B．从“正极片”中可回收的金属元素有 Al、Fe、Li C．“沉淀”反应的金属离子为 Fe3+ D．上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠 【答案】D 【解析】正极片碱溶时铝转化为偏铝酸钠，滤渣中含有磷酸亚铁锂，加入硫酸和硝酸酸溶，过滤后滤渣是 炭黑，得到含 Li、P、Fe 的滤液，加入碱液生成氢氧化铁沉淀，滤液中加入碳酸钠生成含锂的沉淀， 据此解答。A、废旧电池中含有重金属，随意排放容易污染环境，因此合理处理废旧电池有利于保护环 境和资源再利用，A 正确；B、根据流程的转化可知从正极片中可回收的金属元素有 Al、Fe、Li，B 正 确；C、得到含 Li、P、Fe 的滤液，加入碱液生成氢氧化铁沉淀，因此“沉淀”反应的金属离子是 Fe3＋，C 正确；D、硫酸锂能溶于水，因此上述流程中不能用硫酸钠代替碳酸钠，D 错误。答案选 D。 2．（2013·浙江高考真题）现有一瓶标签上注明为葡萄糖酸盐(钠、镁、钙、铁)的复合制剂，某同学为了确 认其成分，取部分制剂作为试液，设计并完成了如下实验： 专题 15 金属有关的工艺流程已知：控制溶液 pH＝4 时，Fe(OH)3 沉淀完全，Ca2＋、Mg2＋不沉淀。 该同学得出的结论正确的是(　　)。 A．根据现象 1 可推出该试液中含有 Na＋ B．根据现象 2 可推出该试液中并不含有葡萄糖酸根 C．根据现象 3 和 4 可推出该试液中含有 Ca2＋，但没有 Mg2＋ D．根据现象 5 可推出该试液中一定含有 Fe2＋ 【答案】C 【解析】A、由于试液中外加了 NaOH 和 Na2CO3，所以不能确定原试液中是否含有钠离子，错误；B、试 液中有没有葡萄糖酸根离子，都无银镜生成，因为葡萄糖酸根离子中不含醛基，错误；C、滤液中加氨 水无沉淀产生，说明无镁离子，加入碳酸钠溶液，有白色沉淀，说明有钙离子，正确；D、试液中可能 含亚铁离子，也可能只含铁离子而不含亚铁离子，错误；答案选 C。 3．（2011·江苏高考真题）NaCl 是一种化工原料，可以制备一系列物质。下列说法正确的是 A．25℃，NaHCO3 在水中的溶解度比 Na2CO3 的大 B．石灰乳与 Cl2 的反应中，Cl2 既是氧化剂，又是还原剂 C．常温下干燥的 Cl2 能用钢瓶贮存，所以 Cl2 不与铁反应 D．图 4 所示转化反应都是氧化还原反应 【答案】B 【解析】A、25 ℃，NaHCO3 在水中的溶解度比 Na2CO3 的小，错误；B、石灰乳与 Cl2 的反应生成氯化钙、次氯酸钙和水，只有氯元素化合价发生变化，Cl2 既是氧化剂，又是还原剂，正确；C、常温下 Cl2 不与 铁反应，加热条件下则可以反应，错误；D、图中所示转化反应中生成 NaHCO3、Na2CO3 的反应都是 非氧化还原反应，错误。答案选 B。 4．（2018·上海高考真题）铝元素之间的相互转化如图所示，下列叙述正确的是（ ） A．实现①的转化，可通入过量 CO2 B．实现②的转化，可加入过量 NaOH 溶液 C．实现③的转化，可加入过量 NaOH 溶液 D．实现④的转化，可通入过量 NH3 【答案】C 【解析】A．氢氧化铝不能溶于碳酸，因此通入过量的 CO2 不能实现过程①的转化，错误；B．氢氧化铝为 两性氢氧化物，过量的NaOH会将生成的氢氧化铝溶解变成偏铝酸钠，因此实现过程②应加入少量NaOH 或足量氨水，错误；C．氢氧化铝为两性氢氧化物，过量 NaOH 会将生成的氢氧化铝溶解生成偏铝酸钠， 正确；D．氨水为弱碱，氢氧化铝不能溶于氨水，通入过量 NH3 不能实现过程④的转化，错误；答案选 C。 5．（2015·浙江高考真题）某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为 Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其 他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)，设计了如下流程： 下列说法不正确的是（ ） A．溶解烧渣选用足量硫酸，试剂 X 选用铁粉 B．固体 1 中一定含有 SiO2，控制 pH 是为了使 Al3+转化为 Al(OH)3，进入固体 2 C．从溶液 2 得到 FeSO4·7H2O 产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解 D．若改变方案，在溶液 1 中直接加 NaOH 至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得 到 FeSO4·7H2O 【答案】D【解析】A、流程设计意图是用硫酸把 Fe2O3、Al2O3，转化为硫酸盐，除去 SiO2，然后用铁粉还原 Fe3+得到 硫酸亚铁，A 正确；B、固体 1 为 SiO2，分离 FeSO4 和 Al2(SO4)3 采用的是调控 pH 的方法，使 Al3+转化 为 Al(OH)3 沉淀从而与 FeSO4 分离，B 不正确；C、Fe2+容易被氧化，所以在得到 FeSO4·7H2O 产品的过 程中，要防止其被氧化和分解，C 正确；D、在溶液 1 中直接加过量的 NaOH 得到的是 Fe(OH)3 沉淀， Fe(OH)3 溶于硫酸后生成 Fe2(SO4)3，D 不正确。答案选 D。 6．（2016·全国高考真题）短周期元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增加。m、p、r 是由这些元素组成的二 元化合物，n 是元素 Z 的单质，通常为黄绿色气体，q 的水溶液具有漂白性，0.01mol·L-1r 溶液的 pH 为 2，s 通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是（ ） A．原子半径的大小 W Y C．Y 的氢化物常温常压下为液态 D．X 的最高价氧化物的水化物为强酸 【答案】C 【解析】由 n 是元素 Z 的单质，通常为黄绿色气体，可知 Z 元素为 Cl，n 为 Cl2，再根据 q 的水溶液具有漂 白性，可知 q 为 HClO，由 0.01 mol·L－1 r 溶液的 pH 为 2，可判断 r 为一元强酸，则 r 为 HCl，然后根 据 n 和 p 的反应条件，以及 s 通常是难溶于水的混合物，可知 p 为烷烃，s 为烷烃的氯代物；根据题意， W、X、Y、Z 是短周期原子序数依次增加的四种元素，可进一步推知 W、X、Y、Z 分别为 H、C、O、 Cl。A、根据原子半径的变化规律，可知原子半径：H