【2026版化学高考步步高大二轮专题复习讲义江苏专用版专题七第27练无机化合物综合应用(A)

[分值：50分]

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，K_sp[TiO(OH)₂]=1×10^-29；K_sp[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C₂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=×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：。 

答案　(1)①调节pH，促进TiO²⁺水解，增大Fe²⁺浓度　Fe²⁺+H₂C₂O₄+2NH₃·H₂O===FeC₂O₄·2H₂O↓②温度过高，氨水挥发(分解)，反应速度增加，产品粒径增大，包裹的杂质会变多；温度过低，反应速率减慢　③Fe₂、Fe(OH)₃

(2)①范德华力和氢键(或分子间作用力)

②

(3)3FeC₂O₄₃O₄+4CO↑+2CO₂↑

解析(1)③根据pH对产品纯度的影响图可知，pH过高，亚铁离子被氧化的同时发生水解，生成Fe₂(C₂O₄)₃、Fe(OH)₃沉淀，所以pH>2时会导致产品纯度降低。

(3)设固体物质的量为1mol，总质量为180g，则A点固体质量为180g×80%=144g，A点恰好为FeC₂O_4，B点时，固体只含有一种铁的氧化物，B点固体质量为180g×42.96%=77.328g，其中Fe的质量为56g，则n(O)==1.333mol，n(Fe)∶n(O)=1∶1.333≈3∶4，所以B点固体为Fe₃O₄，则AB段发生反应的化学方程式为3FeC₂O₄₃O₄+4CO↑+2CO₂↑。

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。

答案　(1)MnCO₃+(NH₄)₂SO₄₄+2NH₃↑+CO₂↑+H₂O↑

(2)①(NH₄)₂SO₄②Na₂CO₃溶液碱性较强，会有部分Mn(OH)₂沉淀生成　③2MnCO₃+O₂+2H₂O===2MnO(OH)₂+2CO₂

(3)①3∶4　 ②

解析根据碳酸锰矿中所含成分，以及焙烧、制备过程可知，碳酸锰与硫酸铵反应生成硫酸锰、氨气和二氧化碳，铁的氧化物、氧化铝、二氧化硅不与硫酸铵反应，加水溶解后，得到含硫酸锰溶液；向净化后的MnSO₄溶液中缓慢滴加沉淀剂NH₄HCO₃溶液，过滤、洗涤、干燥，得到MnCO₃固体。

(3)假设MnCO₃ 的物质的量为1mol，即质量为115g，770℃时，由图可知固体残留率为66.38%，则剩余固体的质量为115g×66.38%=76.337g，m(Mn)=55g，则m(O)=76.337g-55g=21.337g，n(Mn)∶n(O)=∶≈3∶4。

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。

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