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1、专项提能特训(3)热点金属及其化合物制备的“微流程设计”1图中反应是制备SiH4的一种方法，其副产物MgCl26NH3是优质的镁资源。回答下列问题：(1) MgCl26NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H除外)：_，Mg在元素周期表中的位置：_，Mg(OH)2的电子式：_。(2)A2B的化学式为_。反应的必备条件是_。上图中可以循环使用的物质有_。解析：(1) MgCl26NH3所含元素的简单离子有Mg2、Cl、N3、H，则离子半径由小到大的顺序为HMg2N3Cl。Mg原子核外有12个电子，分别排布在K、L、M层上，且最外层有2个电子，故Mg元素处于元素周期表中第三周期第A族。Mg(
2、OH)2是离子化合物，由Mg2和OH构成，其电子式为 。(2)A2B与NH3、NH4Cl经反应生成SiH4和MgCl26NH3，结合原子守恒推知A2B为Mg2Si。反应是由MgCl2制备Mg，应采用电解熔融MgCl2的方法。分析流程可知，MgCl26NH3与HCl反应生成的NH4Cl以及MgCl26NH3在300 时反应产生的NH3均可重新参与反应，故可循环使用的物质有NH4Cl和NH3。答案：(1)r(H)r(Mg2)r(N3)r(Cl)第三周期第A族 2铬是一种具有战略意义的金属，它具有多种价态，单质铬熔点为1857 。(1)工业上以铬铁矿主要成分是Fe(CrO2)2为原料冶炼铬的流程如图
3、所示：Fe(CrO2)2中各元素化合价均为整数，则铬为_价。高温氧化时反应的化学方程式为_。操作a由两种均发生了化学反应的过程构成，其内容分别是_、铝热反应。(2)Cr(OH)3是两性氢氧化物，请写出其分别与NaOH、稀硫酸反应时生成的两种盐的化学式：_、_。(3)水中的铬元素对水质及环境均有严重的损害作用，必须进行无害化处理。转化为重要产品磁性铁铬氧体(CrxFeyOz)：先向含CrO的污水中加入适量的硫酸及硫酸亚铁，待充分反应后再通入适量空气(氧化部分Fe2)并加入NaOH，就可以使铬、铁元素全部转化为磁性铁铬氧体。写出CrO在酸性条件下被Fe2还原为Cr3的离子方程式：_。若处理含1 m
4、ol CrO(不考虑其他含铬微粒)的污水时恰好消耗10 mol FeSO4，则当铁铬氧体中n(Fe2)n(Fe3)32时，铁铬氧体的化学式为_。答案：(1)34Fe(CrO2)27O28Na2CO32Fe2O38Na2CrO48CO2灼烧使Cr(OH)3分解(2)NaCrO2Cr2(SO4)3(3)3Fe2CrO8H=3Fe3Cr34H2OCr2Fe20O273金属Co、Ni性质相似，在电子工业以及金属材料上应用十分广泛。现以含钴、镍、铝的废渣(主要成分为CoO、Co2O3、Ni、少量杂质Al2O3)提取钴、镍的工艺如下。(1)酸浸时SO2的作用是_。(2)除铝时加入碳酸钠产生沉淀的离子方程式
5、：_。(3)有机层提取出的Ni2可用于制备氢镍电池，该电池工作原理：NiOOHMHNi(OH)2M，电池放电时正极的电极反应式为_。(4)用CoCO3为原料采用微波水热法和常规水热法均可制得H2O2分解的高效催化剂CoxNi(1x)Fe2O4(其中Co、Ni均为2价)。如图是用两种不同方法制得的CoxNi(1x)Fe2O4在10 时催化分解6%的H2O2溶液的相对初始速率随x变化曲线。H2O2的电子式：_。由图中信息可知：_法制取的催化剂活性更高。Co2、Ni2两种离子中催化效果更好的是_。(5)已知煅烧CoCO3时，温度不同，产物不同。在400 充分煅烧CoCO3，得到固体氧化物的质量为2.
6、41 g，CO2的体积为0.672 L(标准状况下)，则此时所得固体氧化物的化学式为_。解析：(1)从流程图可知，在酸浸过程中Co2O3转化为Co2，故SO2为还原剂。(2)Al3与CO会发生相互促进的水解反应生成Al(OH)3沉淀和CO2气体：2Al33CO3H2O=2Al(OH)33CO2。(3)从电池的总反应方程式可知，该电池为碱性电池，放电过程中正极NiOOH转化为Ni(OH)2：NiOOHeH2O=Ni(OH)2OH。(4)从图可知，微波水热法制取的催化剂的催化效果更好。x值越大，Co2的含量越大，H2O2分解的相对初始速率越大，故Co2的催化效果更好。(5)根据原子守恒，n(Co)
7、n(CO2)0.03 mol，m(Co)0.03 mol59 gmol11.77 g；该氧化物中氧原子的质量m(O)2.41 g1.77 g0.64 g，n(O)0.04 mol，所以该氧化物的化学式为Co3O4。答案：(1)还原剂(或将Co3还原为Co2)(2)2Al33CO3H2O=2Al(OH)33CO2(3)NiOOHeH2O=Ni(OH)2OH(4)微波水热Co2(5)Co3O44对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝(Al)、钼(Mo)、镍(Ni)等元素的氧化物，一种回收利用工艺的部分流程如下：已知：25 时，H2CO3的Ka14.5107，Ka24.71011；
8、Ksp(BaMoO4)3.5108；Ksp(BaCO3)2.6109；该工艺中，pH6.0时，溶液中Mo元素以MoO的形态存在。(1)“焙烧”中，有Na2MoO4生成，其中Mo元素的化合价为_。(2)“沉铝”中，生成的沉淀X为_。(3)“沉钼”中，pH为7.0。生成BaMoO4的离子方程式为_。若条件控制不当，BaCO3也会沉淀。为避免BaMoO4中混入BaCO3沉淀，溶液中c(HCO)c(MoO)_(列出算式)时，应停止加入BaCl2溶液。(4)滤液中，主要存在的钠盐有NaCl和Y，Y为_。往滤液中添加适量NaCl固体后，通入足量_(填化学式)气体，再通入足量CO2，可析出Y。(5)高纯Al
9、As(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示，图中所示致密保护膜为一种氧化物，可阻止H2O2刻蚀液与下层GaAs(砷化镓)反应。该氧化物为_。已知：Ga和Al同族，As和N同族。在H2O2与上层GaAs的反应中，As元素的化合价变为5价，则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为_。解析：(1)根据化合物Na2MoO4中Na为1价，O为2价，由化合物中化合价代数和为0，可计算出Na2MoO4中Mo元素的化合价为6。(2)“750 焙烧”时，废催化剂中的氧化铝发生反应：Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O，“滤液”中主要存在NaAlO2和Na2MoO4，通入过量CO2时，发生
10、反应：NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3，生成的沉淀X为Al(OH)3。(3)由(2)的分析可知“滤液”的主要成分是NaHCO3和Na2MoO4。“滤液”中加入BaCl2溶液生成BaMoO4的离子方程式为MoOBa2=BaMoO4。开始生成BaCO3时，溶液中，又因为Ka24.71011，由于“沉钼”中，pH为7.0，则，因此可得。(4)由于“滤液”的主要成分是NaHCO3和Na2MoO4，加入适量BaCl2溶液“沉钼”后，“滤液”中主要存在的钠盐有NaCl和NaHCO3，则Y为NaHCO3。由“滤液”制备NaHCO3，原理类似侯氏制碱法，加入NaCl固体后，通入足量碱性气
11、体NH3，再通入足量CO2，发生反应：NH3H2OCO2=NH4HCO3、NH4HCO3NaCl=NaHCO3NH4Cl，析出溶解度较小的NaHCO3固体。(5)由题给芯片制造的刻蚀过程示意图可知，加入H2O2刻蚀液，GaAs逐渐溶解，当H2O2刻蚀液接触AlAs时，反应生成一种致密的氧化膜，由此可知，Ga、As均可溶于H2O2刻蚀液中，形成的致密氧化膜是AlAs中的铝被氧化为致密的Al2O3膜。GaAs与H2O2反应时，As由3价变为5价，O由1价变为2价，由氧化还原反应中得失电子守恒规律可知，氧化剂(H2O2)与还原剂(GaAs)的物质的量之比为41。答案：(1)6(2)Al(OH)3(3)MoOBa2=BaMoO4(4)NaHCO3NH3(5)Al2O341