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专题22 金属有关的工艺流程
1．【2023年辽宁卷】某工厂采用如下工艺制备 ，已知焙烧后 元素以 价形式存在，下列说法
错误的是
A．“焙烧”中产生 B．滤渣的主要成分为
C．滤液①中 元素的主要存在形式为 D．淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用
【答案】B
【解析】焙烧过程中铁、铬元素均被氧化，同时转化为对应钠盐，水浸时铁酸钠遇水水解生成氢氧化铁沉
淀，滤液中存在铬酸钠，与淀粉的水解产物葡萄糖发生氧化还原得到氢氧化铬沉淀。A．铁、铬氧化
物与碳酸钠和氧气反应时生成对应的钠盐和二氧化碳，A正确；B．焙烧过程铁元素被氧化，滤渣的
主要成分为氧化铁，B错误；C．滤液①中 元素的化合价是+6价，铁酸钠遇水水解生成氢氧化铁沉
淀溶液显碱性，所以Cr 元素主要存在形式为 ，C正确；D．由分析知淀粉水解液中的葡萄糖起
还原作用，D正确； 故选B。
2．【2022年山东卷】高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为
主要原料制备Cu粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。
开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2
沉淀完全pH 3.2 6.7 8.2
下列说法错误的是A．固体X主要成分是 和S；金属M为Zn
B．浸取时，增大 压强可促进金属离子浸出
C．中和调pH的范围为3.2~4.2
D．还原时，增大溶液酸度有利于Cu的生成
【答案】D
【解析】CuS精矿(含有杂质Zn、Fe元素)在高压O 作用下，用硫酸溶液浸取，CuS反应产生为CuSO 、
2 4
S、HO，Fe2+被氧化为Fe3+，然后加入NH 调节溶液pH，使Fe3+形成Fe(OH) 沉淀，而Cu2+、Zn2+仍以
2 3 3
离子形式存在于溶液中，过滤得到的滤渣中含有S、Fe(OH) ；滤液中含有Cu2+、Zn2+；然后向滤液中
3
通入高压H，根据元素活动性：Zn＞H＞Cu，Cu2+被还原为Cu单质，通过过滤分离出来；而Zn2+仍
2
然以离子形式存在于溶液中，再经一系列处理可得到Zn单质。A．经过上述分析可知固体X主要成分
是S、Fe(OH) ，金属M为Zn，A正确；B．CuS难溶于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s)
3
Cu2+(aq)+S2-(aq)，增大O 的浓度，可以反应消耗S2-，使之转化为S，从而使沉淀溶解平衡正向移动，
2
从而可促进金属离子的浸取，B正确；C．根据流程图可知：用NH 调节溶液pH时，要使Fe3+转化为
3
沉淀，而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中，结合离子沉淀的pH范围，可知中和时应该调节溶液
pH范围为3.2～4.2，C正确；D．在用H 还原Cu2+变为Cu单质时，H 失去电子被氧化为H+，与溶液
2 2
中OH-结合形成HO，若还原时增大溶液的酸度，c(H+)增大，不利于H 失去电子还原Cu单质，因此
2 2
不利于Cu的生成，D错误；故合理选项是D。
3．【2022年福建卷】用铬铁合金(含少量 单质)生产硫酸铬的工艺流程如下：
下列说法错误的是
A．“浸出”产生的气体含有 B．“除杂”的目的是除去 元素
C．流程中未产生六价铬化合物 D．“滤渣2”的主要成分是
【答案】D
【解析】由流程可知，加入稀硫酸溶解，生成气体为氢气，溶液中含 加入NaS分
2
离出滤渣1含CoS和NiS， 不会沉淀，再加入草酸除铁生成FeC O，过滤分离出硫酸铬，
2 4
以此来解答。A．四种金属均与稀硫酸反应生成H，A正确；B．共有四种金属，由流程可知，沉铁
2
后分离出硫酸铬，则“除杂"的目的是除去Ni、Co元素，B正确；C．由上述分析可知，流程中未产
生六价铬化合物，C正确；D．“滤渣2”的主要成分是FeC O，D错误； 故本题选D。
2 4
4．（2021·福建真题）明代《徐光启手迹》记载了制备硝酸的方法，其主要流程(部分产物已省略)如下：下列说法错误的是
A．FeSO 的分解产物X为FeO B．本流程涉及复分解反应
4
C．HNO 的沸点比HSO 的低 D．制备使用的铁锅易损坏
3 2 4
【答案】A
【解析】A．据图可知FeSO 分解时生成SO 和SO ，部分S元素被还原，则Fe元素应被氧化，X为
4 2 3
Fe O，A错误；B．HSO 与KNO 在蒸馏条件下生成HNO 和KSO ，为复分解反应，B正确；C．
2 3 2 4 3 3 2 4
HSO 与KNO 混合后，蒸馏过程中生成HNO，说明HNO 的沸点比HSO 的低，C正确；D．硫酸、
2 4 3 3 3 2 4
硝酸均可以和铁反应，所以制备使用的铁锅易损坏，D正确；综上所述答案为A。
5．（2021·河北真题）BiOCl是一种具有珠光泽的材料，利用金属Bi制备BiOCl的工艺流程如图：
下列说法错误的是
A．酸浸工序中分次加入稀HNO 可降低反应剧烈程度
3
B．转化工序中加入稀HCl可抑制生成BiONO
3
C．水解工序中加入少量CHCOONa(s)可提高Bi3+水解程度
3
D．水解工序中加入少量NH NO (s)有利于BiOCl的生成
4 3
【答案】D
【解析】A．硝酸为强氧化剂，可与金属铋反应，酸浸工序中分次加入稀 ，反应物硝酸的用量减少，
可降低反应剧烈程度，A正确；B．金属铋与硝酸反应生成的硝酸铋会发生水解反应生成 ，水
解的离子方程式为 ，转化工序中加入稀 ，使氢离子浓度增大，根
据勒夏特列原理分析，硝酸铋水解平衡左移，可抑制生成 ，B正确；C．氯化铋水解生成
的离子方程式为 ，水解工序中加入少量 ，醋酸根会
结合氢离子生成弱电解质醋酸，使氢离子浓度减小，根据勒夏特列原理分析，氯化铋水解平衡右移，
促进 水解，C正确；D．氯化铋水解生成 的离子方程式为 ，水
解工序中加入少量 ，铵根离子水解生成氢离子，使氢离子浓度增大，根据勒夏特列原理分
析，氯化铋水解平衡左移，不利于生成 ，且部分铋离子与硝酸根、水也会发生反应
，也不利于生成 ，综上所述，D错误；故选D。
6．（2018新课标Ⅰ卷）磷酸亚铁锂（LiFePO ）电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回
4
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。
7．（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Fe O、SiO、Al O，不考虑
2 3 2 2 3
其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO ·7H O)，设计了如下流程：
4 2
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SiO，控制pH是为了使Al3+转化为Al(OH) ，进入固体2
2 3
C．从溶液2得到FeSO ·7H O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解
4 2
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FeSO ·7H O
4 2
【答案】D
【解析】A、流程设计意图是用硫酸把Fe O、Al O，转化为硫酸盐，除去SiO，然后用铁粉还原Fe3+得到
2 3 2 3 2
硫酸亚铁，A正确；B、固体1为SiO，分离FeSO 和Al (SO ) 采用的是调控pH的方法，使Al3+转化
2 4 2 4 3
为Al(OH) 沉淀从而与FeSO 分离，B不正确；C、Fe2+容易被氧化，所以在得到FeSO ·7H O产品的过
3 4 4 2
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) 沉淀，
3
Fe(OH) 溶于硫酸后生成Fe (SO )，D不正确。答案选D。
3 2 4 3
8．（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 <X<Y B．元素的非金属性Z>X>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Cl，再根据q的水溶液具有漂
2
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<O<C，错误；B、根据同周期元素非金属的
变化规律，可知非金属性：O＞C，再由CCl 、ClO 中化合价的正负，可知非金属性：O＞Cl＞C，错
4 2
误；C、氧的氢化物可能为HO或HO，常温常压下二者均为液态，正确；D、碳的最高价氧化物的
2 2 2
水化物HCO 为弱酸，错误。答案选C。
2 3
9．（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：
已知：控制溶液pH＝4时，Fe(OH) 沉淀完全，Ca2＋、Mg2＋不沉淀。
3
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NaCO，所以不能确定原试液中是否含有钠离子，错误；B、试
2 3
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。
10．（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CO
2
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NH
3
【答案】C
【解析】A．氢氧化铝不能溶于碳酸，因此通入过量的CO 不能实现过程①的转化，错误；B．氢氧化铝为
2
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NH 不能实现过程④的转化，
3
错误；答案选C。
11．【2014年高考上海卷第15题】右图模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO 的部分装置。下列操作正确的
3
是（ ）
A．a通入CO，然后b通入NH ，c中放碱石灰
2 3
B．b通入NH ，然后a通入CO，c中放碱石灰
3 2
C．a通入NH ，然后b通入CO，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
3 2
D．b通入CO，然后a通入NH ，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
2 3
【答案】C
【解析】由于CO 在水中的溶解度小，而氨气极易溶于水，且氨气是碱性气体，CO 是酸性气体，因此先
2 2
通入氨气，然后再通入CO ，这样有利于吸收CO ，易于形成碳酸氢钠晶体。又因为由于氨气极易溶
2 2
于水需要防止倒吸，因此a通入NH ，b通入CO。氨气是碱性气体需要稀硫酸吸收多余的氨气，答案
3 2
选C。12．【2016年高考江苏卷】根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO 的实验，经过制取氨气、制取NaHCO 、
3 3
分离NaHCO 、干燥NaHCO 四个步骤，下列图示装置和原理能达到实验目的的是
3 3
【答案】C
【解析】A、氯化铵受热分解生成的氨气和氯化氢在试管口遇冷又生成氯化铵固体，不能用加热氯化铵固
体的方法制备氨气，A错误；B、气流方向错误，应该从右侧导管通入CO 气体，B错误；C、从溶液
2
中分离出碳酸氢钠固体用过滤的方法，C正确；D、碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，
不能用该装置干燥碳酸氢钠，D错误。答案选C。
13．（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℃，NaHCO 在水中的溶解度比NaCO 的大
3 2 3
B．石灰乳与Cl 的反应中，Cl 既是氧化剂，又是还原剂
2 2
C．常温下干燥的Cl 能用钢瓶贮存，所以Cl 不与铁反应
2 2
D．图4所示转化反应都是氧化还原反应
【答案】B
【解析】A、25 ℃，NaHCO 在水中的溶解度比NaCO 的小，错误；B、石灰乳与Cl 的反应生成氯化钙、
3 2 3 2
次氯酸钙和水，只有氯元素化合价发生变化，Cl 既是氧化剂，又是还原剂，正确；C、常温下Cl 不
2 2
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NaHCO 、NaCO 的反应都
3 2 3
是非氧化还原反应，错误。答案选B。
14．【2022年6月浙江卷】化合物X由三种元素组成，某实验小组按如下流程进行相关实验：化合物X在空气中加热到 ，不发生反应。
请回答：
（1）组成X的三种元素为_______；X的化学式为_______。
（2）溶液C的溶质组成为_______(用化学式表示)。
（3）①写出由X到A的化学方程式_______。
②X难溶于水，但可溶于氨水中，写出该反应的离子方程式_______。
（4）设计实验，检验尾气中相对活泼的2种气体_______。
【答案】（1） BA．Cu、O BaCu O
3 4
（2）HCl、HSO
2 4
（3） 2NH +BaCu O Ba(OH) +3Cu+N +2H O BaCu O+12NH HO＝3Cu(NH ) +Ba2＋+8OH
3 3 4 2 2 2 3 4 3 2 3
－+8H O
2
（4）将湿润的红色石蕊试纸置尾气出口，若变蓝，说明尾气中有NH 。将尾气通入冷的集气瓶中，若有
3
液珠，说明有HO
2
【解析】化合物X由三种元素组成，在加热条件下和足量氨气反应生成固体混合物A，A和盐酸反应生成
0.960g紫红色固体应该是Cu，无色溶液B中加入0.015mol稀硫酸生成白色沉淀1.165g应该是
BaSO，无色溶液C中加入足量BaCl 溶液生成白色沉淀2.330g是BaSO，据此解答。
4 2 4
（1）根据以上分析可知Cu的物质的量是0.96g÷64g/mol＝0.015mol，第一次生成硫酸钡的物质的量是
1.165g÷233g/mol＝0.005mol，第二次生成硫酸钡的物质的量是2.33g÷233g/mol＝0.01mol，因此
1.965gX中一定含有0.96gCu，Ba的质量是0.005mol×137g/mol＝0.685g，二者质量之和是1.645g＜
1.965g，相差0.32g，根据原子守恒可知应该是氧元素，物质的量是0.32g÷16g/mol＝0.02mol，则
BA．Cu、O三种原子的个数之比是1：3：4，所以组成X的三种元素为BA．Cu、O，X的化学式为
BaCu O。
3 4
（2）根据氯原子原子守恒以及溶液C仍然能与氯化钡反应生成硫酸钡可知溶液C的溶质组成为HCl、
HSO 。
2 4
（3）①反应中Cu元素化合价降低，得到电子，则氨气中氮元素化合价升高，被氧化生成氮气，根据原子
守恒可知由X到A的化学方程式为2NH +BaCu O Ba(OH) +3Cu+N +2H O。
3 3 4 2 2 2
②X难溶于水，但可溶于氨水中，说明有Cu(NH ) 生成，所以该反应的离子方程式为BaCu O+12NH
3 3 4 3
HO＝3Cu(NH ) +Ba2＋+8OH－+8H O。
2 3 2
（4）反应中氨气可能过量，高温下水是气态，氮气性质稳定，所以需要检验的是氨气和水蒸气，实验方
案为：将湿润的红色石蕊试纸置尾气出口，若变蓝，说明尾气中有NH 。将尾气通入冷的集气瓶中，
3
若有液珠，说明有HO。
2
15．【2016年高考浙江卷】Ⅰ．（6分）化合物MgAl （OH） （HO） 可作环保型阻燃材料，受热时按
5 3 19 2 4
如下化学方程式分解：2MgAl （OH） （HO） 27HO↑+10MgO+3Al O
5 3 19 2 4 2 2 3
（1）写出该化合物作阻燃剂的两条依据____________。
（2）用离子方程式表示除去固体产物中Al O 的原理________。
2 3
（3）已知MgO可溶于NH Cl的水溶液，用化学方程式表示其原理____________。
4
Ⅱ．（12分）磁性材料A是由两种元素组成的化合物，某研究小组按如图流程探究其组成：
请回答：
（1）A的组成元素为_________（用元素符号表示），化学式为______。
（2）溶液C可溶解铜片，例举该反应的一个实际应用____________。
（3）已知化合物A能与稀硫酸反应，生成一种淡黄色不溶物和一种气体（标况下的密度为 1.518
g·L-1），该气体分子的电子式为____。写出该反应的离子方程式__________。
（4）写出F→G反应的化学方程式_____________。设计实验方案探究溶液G中的主要微粒（不考虑
HO、H+、K+、I-）______________。
2
【答案】Ⅰ.（1）反应吸热降低温度，固体氧化物隔绝空气，水蒸气稀释空气。
（2）Al O +2OH− 2AlO−+H O
2 3 2 2
（3）NH Cl+H O NH ·H O+HCl，MgO+2 HCl MgCl +H O
4 2 3 2 2 2
Ⅱ．（1）S、Fe Fe S
3 4
（2）制印刷电路板
（3） Fe S+6H+ 3HS↑+3Fe2++S
3 4 2
（4）HSO +I +H O HSO +2HI
2 3 2 2 2 4
取溶液G，加入过量BaCl 溶液，若产生白色沉淀，则有SO 2−，过滤后取滤液，滴加HO 溶液，若产
2 4 2 2
生白色沉淀，则有HSO 。
2 3
【解析】
Ⅰ.（1）此反应为吸热反应，能降低问题，反应产生的固体氧化物能隔绝空气，并且产生水蒸气，可以稀释
空气。故答案为：反应吸热降低温度，固体氧化物隔绝空气，水蒸气稀释空气。
（2）氧化镁和氧化铝的区别在于氧化铝能与强碱反应而氧化镁不能，氧化铝和强碱反应生成偏铝酸
盐和水，离子方程式为：Al O +2OH− 2AlO−+H O。（3）氯化铵溶液中铵根离子水解，
2 3 2 2
NH Cl+H O NH ·H O+HCl，溶液为酸性，氧化镁和水解生成的盐酸反应生成氯化镁，方程式
4 2 3 2
为： MgO+2HCl MgCl +H O。Ⅱ．（1）红棕色固体B为氧化铁，与盐酸反应后生成黄色溶
2 2
液C为氯化铁，氯化铁与硫氰化钾显血红色溶液D为硫氰化铁。无色气体溶于水后为酸性，与碘
反应后生成无色溶液，酸性变强，说明原酸为弱酸，且具有还原性，为亚硫酸，则无色气体为二
氧化硫。则原化合物中含有铁和硫元素。氧化铁的质量为 2.400g，其物质的量为2.400/160=0.015mol，含铁原子的物质的量为0.030mol，则铁的质量为0.030×56=1.680g，则化合
物中硫元素的质量为2.960-1.680=1.280g，硫的物质的量为1.280/32=0.040mol，则铁与硫的物质
的量比为0.030:0.040=3:4，则化学式为：Fe S 。（2）溶液C为氯化铁，可以溶解铜，用来制印
3 4
刷电路板。（3）化合物A与硫酸反应生成淡黄色不溶物为硫，和一种气体，该气体的摩尔质量
为1.518×22.4=34.00，则为硫化氢。硫化氢的电子式为 ，该反应生成硫酸亚铁和硫和硫化
氢，方程式为：Fe S+6H+ 3HS↑+3Fe2++S。（4）亚硫酸和碘单质反应生成硫酸和氢碘酸，
3 4 2
方程式为：HSO +I +H O HSO +2HI；溶液G中主要含有硫酸根离子，或许有未反应完的
2 3 2 2 2 4
亚硫酸分子，硫酸根离子用钡盐检验，亚硫酸可以用氧化剂氧化成硫酸根再检验，具体操作方法
为：取溶液G，加入过量BaCl 溶液，若产生白色沉淀，则有SO 2−，过滤后取滤液，滴加HO 溶
2 4 2 2
液，若产生白色沉淀，则有HSO 。
2 3
16．【2012年高考四川卷第*题】(13分)下列框图中的字母分别代表一种常见的物质或其溶液；相互之间
的转化关系如下图所示(部分产物及反应条件已略去)。已知A、B为气态单质；F是地壳中含量最多的
金属元素的单质；E、H、I为氧化物；E为黑色固体；I为红棕色气体；M为红褐色沉淀。
请回答下列问题：
（1）B中所含元素位于周期表中第 周期第 族。
（2）A在B中燃烧的现象是 。
（3）D+E B的反应中；被氧化与被还原的物质的物质的量之比是 。
（4）G+J M的离子方程式是 。
（5）Y受热分解的化学方程式是 。
【答案】 （1）三 ⅦA（2）产生苍白色火焰（3）2∶1
△
（4）3Al +Fe3++6H O=3Al(OH) ↓+Fe(OH) ↓ （5）4Fe(NO )===== 2Fe O+12NO↑+3O ↑
2 3 3 3 3 2 3 2 2
【解析】由题意可知F是铝；可与酸或碱反应；该反应图中；C由X电解产生且同时产生两气体单质A和
B；能满足以上要求的为电解NaCl溶液。A为H；B为Cl；C为NaOH；D为HCl；E为MnO ；G为
2 2 2
NaAlO ；I 是氧化物；且为红棕色气体；则 I 为 NO ；N 为 HNO ；M 为红褐色固体；则 M 是
2 2 3
Fe(OH) ；Y为Fe(NO ) ；Y分解得到I(NO )和氧化物H；H为Fe O ；J为FeCl 。（1）B中含有的氯
3 3 3 2 2 3 3
元素位于元素周期表第三周期第ⅦA族。（2）H 在Cl 中燃烧产生苍白色的火焰。（3）浓盐酸与二
2 2
△
氧化锰发生的反应为MnO +4HCl(浓) ===== MnCl +Cl↑+2H O；反应中被氧化(注意发生反应的HCl只
2 2 2 2
有一半被氧化)与被还原的物质的物质的量之比是2∶1。（4）NaAlO 与FeCl 在溶液中发生相互促进
2 3
的水解反应：3Al +F +6H O=3Al(OH) ↓+Fe(OH) ↓。（5）硝酸铁受热分解生成氧化铁、二氧化氮
2 3 3△
和氧气；化学反应方程式为4Fe(NO )===== 2Fe O+12NO↑+3O ↑。
3 3 2 3 2 2
17．【2016年高考新课标Ⅱ卷】(15分)
某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题：
（1）分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1mol/L的溶液．在FeCl 溶液中需加入少量铁
2
屑，其目的是________。
（2）甲组同学取2mL FeCl 溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl 可
2 2
将Fe2+氧化。FeCl 溶液与氯水反应的离子方程式为_____ __。
2
（3）乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mLFeCl 溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面
2
下依次加入几滴氯水和l滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是____ __。
（4）丙组同学取10 mL0.1mol/LKI溶液，加入6mL0.1mol/LFeCl 溶液混合。分别取2mL此溶液于3
3
支试管中进行如下实验：
① 第一支试管中加入1mLCCl 充分振荡、静置，CCl 层呈紫色；
4 4
② 第二只试管中加入1滴K[Fe(CN) ] 溶液，生成蓝色沉淀：
3 6
③ 第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。
实验②检验的离子是_____（填离子符号）；实验①和③说明：在I- 过量的情况下，溶液中仍含有
______（填离子符号），由此可以证明该氧化还原反应为___ ___。
（5）丁组同学向盛有HO 溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl 溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离
2 2 3
子方程式为________；一段时间后．溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生
气泡的原因是______；生成沉淀的原因是____ __（用平衡移动原理解释）。
【答案】28.(1)防止Fe2+被氧化 （2）2Fe2++Cl=2Fe3++2Cl-
2
（3）隔绝空气（排除氧气对实验的影响）
（4）Fe2+；Fe3+；可逆反应
(5)H O+2Fe2++2H+=2Fe3++2H O，Fe3+催化HO 分解产生O；
2 2 2 2 2 2
HO 分解反应放热，促进Fe3+的水解平衡正向移动。
2 2
【解析】
（1）亚铁离子具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的FeCl 溶液中加入少量铁屑的目的是防
2
止Fe2+被氧化。
（2）Cl 可将Fe2+氧化成铁离子，自身得电子生成氯离子，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒
2
配平，该反应的离子方程式为2Fe2++Cl=2Fe3++2Cl-。
2
（3）防止空气中的氧气将Fe2+氧化，产生干扰，则煤油的作用是隔绝空气。
（4）根据Fe2+的检验方法，向溶液中加入1滴K[Fe(CN) ] 溶液，若生成蓝色沉淀，一定含有亚铁离
3 6
子；则实验②检验的离子是Fe2+；碘易溶于CCl ，在CCl 中呈紫色，Fe3+遇KSCN溶液显血红色，
4 4
实验①和③说明，在I-过量的情况下，溶液中仍含有Fe3+和I，由此可以证明该反应为可逆反应。
2
（5）HO 溶液中加入几滴酸化的FeCl 溶液，溶液变成棕黄色，铁离子的溶液呈棕黄色，说明HO
2 2 3 2 2
将Fe2+氧化成Fe3+,发生反应的离子方程式为HO+2Fe2++2H+= 2Fe3++ 2H O；一段时间后，溶液中
2 2 2有气泡出现，是因为Fe3+催化HO 分解产生O；HO 分解反应放热，促进Fe3+的水解平衡正向移
2 2 2 2 2
动，所以随后有红褐色沉淀生成。
18．（2018·海南高考真题）某小组在实验室中探究金属钠与二氧化碳的反应。回答下列问题：
（1）选用如图所示装置及药品制取CO。打开弹簧夹，制取CO。为了得到干燥．纯净的CO，产生的气
2 2 2
流应依次通过盛有_________的洗气瓶(填试剂名称)。反应结束后，关闭弹簧夹，可观察到的现象是
____________________________。不能用稀硫酸代替稀盐酸，其原因是
______________________________。
（2）金属钠与二氧化碳反应的实验步骤及现象如下表：
步骤 现象
将一小块金属钠在燃烧匙中点燃，迅速
产生大量白烟，集气瓶底部有黑色固体
伸入盛有CO 的集气瓶中。充分反
2
产生，瓶壁上有白色物质产生
应，放置冷却
在集气瓶中加入适量蒸馏水，振荡．过
滤纸上留下黑色固体，滤液为无色溶液
滤
①为检验集气瓶瓶壁上白色物质的成分，取适量滤液于2支试管中，向一支试管中滴加1滴酚酞溶液，溶
液变红：向第二支试管中滴加澄清石灰水，溶液变浑浊。
据此推断，白色物质的主要成分是________(填标号)。
A．NaO B．NaO C．NaOH D．NaCO
2 2 2 2 3
②为检验黑色固体的成分，将其与浓硫酸反应，生成的气体具有刺激性气味。据此推断黑色固体是
________________。
③本实验中金属钠与二氧化碳反应的化学方程式为_______________________。
【答案】（1）饱和碳酸氢钠溶液、浓硫酸 产生的气体使干燥管内液面降低，与碳酸钙脱离接触，反
应停止 生成的硫酸钙微溶，附着在碳酸钙表面，阻止反应进一步进行 （2）①D ②碳(C)
③4Na＋3CO 2NaCO＋C
2 2 3
【解析】
（1）根据发生的反应分析，产生的二氧化碳气体中，还含有氯化氢和水蒸气两种杂质，除去氯化氢用的
是饱和碳酸氢钠溶液，除水蒸气用浓硫酸；
反应结束后，关闭弹簧夹，产生的气体不能逸出，使干燥管里压强增大，干燥管内盐酸液面下降，与碳酸
钙脱离接触，反应停止；
若使用硫酸，生成的硫酸钙为微溶物，会附着在碳酸钙的表面，阻止反应进行。故答案为饱和碳酸氢钠溶液、浓硫酸；产生的气体使干燥管内液面降低，与碳酸钙脱离接触，反应停止；
生成的硫酸钙微溶，附着在碳酸钙表面，阻止反应进一步进行。
（2）①向一支试管中滴加1滴酚酞溶液，溶液变红，说明是碱性物质，向第二支试管中滴加澄清石灰水，
溶液变浑浊，说明能跟氢氧化钙反应生成沉淀，由此可推出该物质为碳酸钠，故选D；
②黑色固体与浓硫酸反应，生成的气体具有刺激性气味，说明发生了氧化还原反应生成了二氧化硫，故黑
色固体是C；
③由以上分析可知，金属钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠和碳，根据得失电子守恒配平化学方程式为4Na
＋3CO 2NaCO＋C。
2 2 3
19．（2019·浙江高考真题）某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH) 白色沉淀。
2
请回答：
（1） 仪器1的名称________。装置5的作用________。
（2） 实验开始时，关闭K，打开K，反应一段时间后，再打开K，关闭K，发现3中溶液不能进入4
2 1 2 1
中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中________。
（3） 装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产
生白色沉淀的原因________。
【答案】（1）滴液漏斗(分液漏斗) 液封，防止空气进入装置4 （2）在装置2、3之间添加控制开
关 （3）装置4内的空气没有排尽
【解析】该装置制备Fe(OH) 白色沉淀的思路是在排尽空气的气氛中，先将铁屑和稀硫酸反应得到
2
FeSO ，再利用气体产生的气压把FeSO 溶液压至装置4中与NaOH反应，得到Fe(OH) ，注意所需试
4 4 2
剂也需要加热除掉溶解氧。
（1）观察仪器1特征可知是分液漏斗或者滴液漏斗，该反应需要置于无氧环境，注意这里跟防倒吸无关，
可知装置5的作用是液封，防止空气进入装置4。
（2）实验开始时，关闭K，打开K，反应一段时间后，再打开K，关闭K，发现3中溶液不能进入4中。
2 1 2 1
如此操作，不行的原因在于仪器1产生的H 从左侧导管溢出，那么没有足够的压强不能将FeSO 溶液
2 4
挤出，因而在装置2、3之间添加控制开关即可。
（3）灰绿色沉淀产生的原因是Fe(OH) 被空气氧化，因为装置4中空气没有完全排尽。
2
20．（2017·浙江高考真题）已知固体NaSO 受热易分解，实验流程和结果如下：
2 3
已知：气体Y是一种纯净物，在标准状况下的密度为1.518g·L－1。请回答：（1）气体Y分子的电子式_________________，白色沉淀的化学式___________________。
（2）该流程中的NaSO 受热分解的化学方程式____________________________________。
2 3
（3）另取固体X试样和NaSO 混合，加水溶解后与稀盐酸反应，有淡黄色沉淀产生。写出产生淡黄色沉
2 3
淀的离子方程式________________________（不考虑空气的影响）。
【答案】（1） BaSO （2）4NaSO NaS＋3NaSO （3）SO 2-＋2S2－＋6H＋＝
4 2 3 2 2 4 3
3S↓＋3HO
2
【解析】气体Y是一种纯净物，在标准状况下的密度为1.518g·L-1，Y的摩尔质量为1.518g/L×22.4L/
mol=34g/mol，结合NaSO 中的元素可知，Y为HS，固体X与盐酸反应生成硫化氢和溶液，溶液中
2 3 2
加入氯化钡反应生成白色沉淀，说明固体X中含有NaS和硫酸钠，据此分析作答。
2
（1）气体Y为硫化氢，电子式为 ，白色沉淀为硫酸钡，故答案为 ；BaSO；
4
（2）根据上述分析，流程中的NaSO 受热分解的化学方程式为4NaSO NaS+3Na SO ，故答案为
2 3 2 3 2 2 4
4NaSO NaS+3Na SO ；
2 3 2 2 4
（3）固体X和NaSO 混合，加水溶解后与稀盐酸反应，有淡黄色硫沉淀产生，产生淡黄色沉淀的离子方
2 3
程式为SO 2-+2S2-+6H+=3H O+3S↓，故答案为SO 2-+2S2-+6H+=3H O+3S↓。
3 2 3 2
21．（2018·浙江高考真题）某同学用含结晶水的正盐X(四种短周期元素组成的纯净物)进行了如下实验：
实验中观测到：混合气甲呈无色并被蒸馏水全部吸收；固体乙为纯净物；在步骤③中，取1/10溶液丙，恰
好中和需消耗0.00200molNaOH；另取一定量的溶液丙，加入少量KFeO 固体，产生黄绿色气体。
2 4
请回答：
（1）X的化学式是__________，步骤①的化学方程式是______________________________。
（2）溶液丙与KFeO 固体反应的化学方程式是_____________________________________。
2 4
【答案】（1）MgCl ·6H O MgCl ·6H O MgO+2HC1↑+5H O↑ （2）
2 2 2 2 2
2KFeO+16HC1=4KCl+ 2FeCl + 3Cl↑+8H O
2 4 3 2 2
【解析】据题意知，含结晶水的正盐X共含有四种短周期元素，经灼烧所得的混合气体中含有水蒸气，混
合气甲经步骤②、③、④得白色沉淀，可判断混合气甲中有氯元素，由混合气甲呈无色并被蒸馏水全
部吸收，且溶液丙可以被NaOH溶液中和、与少量KFeO 反应能生成黄绿色气体，可得混合气体甲中
2 4
含有HCl气体。结合正盐X灼烧得到混合气体甲和固体乙可推知X含有H、O、Cl和一种金属元素。
2.03-0.40-0.02×36.5
依题意经计算可知混合气体甲中：n(HCl)=0.02mol，n(H2O)= mol=0.05mol。
18
又因盐X为正盐，并且所含元素均为短周期元素，可知其阴离子为氯离子，阳离子可能为Na+、Mg2+或
Al3+。若是钠离子，则X灼烧时无法产生HCl气体，不符合题意，而氯化镁晶体和氯化铝晶体灼烧后得到的分别是氧化酶和氧化铝，根据固体乙的质量计算可知阳离子为Mg2+，固体乙为MgO，
n(MgO)-0.01mol，故X为MgCl ·6H O，据此解答。
2 2
（1）由分析可知X的化学式为MgCl ·6H O，其灼烧时分解生成MgO、HCl和HO，发生反应的化学方程
2 2 2
式为：MgCl ·6H O MgO+2HC1↑+5H O↑。
2 2 2
（2）溶液丙为稀盐酸，加入少量KFeO 固体，产生黄绿色气体为Cl，可知此反应发生氧化还原反应，还
2 4 2
原产物应为FeCl ，根据电子守恒和原子守恒可知发生反应的化学方程式为：2KFeO+16HC1=4KCl+
3 2 4
2FeCl + 3Cl↑+8H O。
3 2 2
22．（2019·浙江高考真题）固体化合物X由3种元素组成。某学习小组进行了如下实验：
请回答：
（1） 由现象1得出化合物X含有________元素(填元素符号)。
（2） 固体混合物Y的成分________(填化学式)。
（3） X的化学式________。X与浓盐酸反应产生黄绿色气体，固体完全溶解，得到蓝色溶液，该反应的
化学方程式是________。
【答案】（1）O （2）Cu和NaOH （3）NaCuO 2NaCuO ＋8HCl 2NaCl＋2CuCl ＋Cl↑＋
2 2 2 2
4HO
2
【解析】固体混合物Y溶于水，得到固体单质为紫红色，说明是Cu，产生碱性溶液，焰色反应呈黄色说
明含有钠元素，与盐酸HCl中和，说明为NaOH（易算出为0.02mol），混合气体能使CuSO 变蓝，
4
说明有水蒸汽。
（1）CuSO 由白色变为蓝色，说明有水生成，根据元素守恒分析，必定含有O元素。
4
（2）现象2获得紫色单质，说明Y含有Cu,现象3焰色反应为黄色说明有Na元素，与HCl发生中和反应
说明有NaOH，故答案填Cu和NaOH。
（3）NaOH为0.02mol，易算出m(Na)=0.02×23g=0.46g，m(O)=m-m(Na)-m(Cu)=2.38-0.46-1.28=0.46g，
N(Na)：N(Cu)：N(O)= =1：1：2，故化学式为NaCuO ，X与浓盐酸反应，根据反应
2
现象，产物有Cl，和CuCl 蓝色溶液，因而化学方程式为2NaCuO ＋8HCl 2NaCl＋2CuCl ＋Cl↑＋
2 2 2 2 2
4HO
2
23．（2015·海南高考真题）单质Z是一种常见的半导体材料，可由X通过如下图所示的路线制备，其中X
为Z的氧化物，Y为氢化物，分子结构与甲烷相似，回答下列问题：
（1）能与X发生化学反应的酸是_________；由X制备MgZ的化学方程式为_________。
2
（2）由MgZ生成Y的化学反应方程式为_________，Y分子的电子式为_________。
2（3）Z、X中共价键的类型分别是_________。
【答案】（1）氢氟酸 SiO+Mg O↑+Mg Si （2） MgSi+4HCl=2MgCl +SiH
2 2 2 2 2 4
（3）非极性键、极性键
【解析】单质Z是一种常见的半导体材料，则Z为Si，X为Z的氧化物，则X为SiO，Y为氢化物，分子
2
结构与甲烷相似，则Y为SiH，加热SiH 分解得到Si与氢气。
4 4
（1）能与SiO 发生化学反应的酸是氢氟酸；由SiO 制备MgSi的化学方程式为：SiO+4Mg
2 2 2 2
2MgO+Mg Si。
2
（2）由MgZ生成Y的化学反应方程式为：MgSi+4HCl=2MgCl +SiH ↑，Y为SiH，电子式为 。
2 2 2 4 4
（3）Z为Si，周期表中位于第三周期IVA族，其单质属于原子晶体，化学键类型为非极性共价键；X为
SiO，属于原子晶体，含有的化学键属于极性共价键。
2
24．（2014·浙江高考真题）某研究小组为了探究一种无机矿物质X(仅含四种元素)的组成和性质，设计并
完成如下实验：
另取10.80gX在惰性气流中加热至完全分解，得到6.40g固体1.请回答如下问题：
（1）画出白色沉淀1中金属元素的原子结构示意图_______，写出气体甲的电子式_______。
（2）X的化学式是______，在惰性气流中加热X至完全分解的化学反应方程式为_______。
（3）白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是_______(用化学反应方程式表示)。
（4）一定条件下，气体甲与固体1中的某种成分可能发生氧化还原反应，写出一个可能的化学反应方程式
_______，并设计实验方案验证该反应的产物_______。
【答案】（1） （2）CaFeC O(或CaCO ·FeCO)
2 6 3 3
CaCO ·FeCO△CaO+FeO+2CO ↑ （3）4Fe(OH) +O +2H O===4Fe(OH) （4）
3 3 2 2 2 2 3
2FeO+CO△Fe O+CO 检验Fe O：将固体加入盐酸溶解，再滴入KSCN溶液，溶液呈血红色；检
2 2 3 2 3
验CO：将气体产物通过灼烧CuO，黑色固体变为红色
【解析】由白色沉淀在空气中可转化为红褐色沉淀知X中含有铁元素，由X与盐酸反应生成气体甲，一般
与盐酸反应产生气体的物质中含有CO2-或HCO -，甲又能与溶液1反应生色沉淀且该白色沉淀又可在
3 3
水中继续与甲反应，故甲是CO。由实验过程知X中含有＋2价的铁，X中含有4种元素，若X中含
2有HCO -和Fe，则X分解的产物有3种，与题意不符，所以应含有CO2-，另一种金属可能是＋2价的
3 3
钙，根据化合价写出X的化学式为CaFe(CO)，X分解得到CO、CaO、FeO。固体1是CaO、FeO的
3 2 2
混合物，溶于水后得氢氧化钙溶液和固体2为FeO，氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀，所以
沉淀1是碳酸钙；FeO与盐酸反应生成氯化亚铁，无氧条件下与氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀，
空气中转化为氢氧化铁。据此分析解答。
（1）根据以上分析，白色沉淀1的金属原子是Ca，其原子结构示意图为 ，CO 的电子式为
2
；
（2）X为CaFeC O(或CaCO ·FeCO)，X分解得到CO、CaO、FeO，化学反应方程式为
2 6 3 3 2
CaCO ·FeCO△CaO+FeO+2CO ↑；
3 3 2
（3）白色沉淀2是Fe(OH) ，红褐色沉淀是Fe(OH) ，变色的原因是4Fe(OH) +O +2H O===4Fe(OH) ；
2 3 2 2 2 3
（4）固体1是CaO和FeO的混合物，由于铁元素处于中间价态，可以升高也可以降低，CO 中碳元素处
2
于最高价态，只能降低，因此可能的化学反应方程式为2FeO+CO△Fe O+CO。验证该反应的产物：
2 2 3
将固体粉末溶于稀盐酸，滴入KSCN溶液若显红色，则可证明产物中有Fe3+；将气体产物通入灼烧的
氧化铜固体中，固体变红色，且反应后气体通入澄清石灰水溶液变浑浊，则证明气体产物是CO。
25．（2016·江苏高考真题）实验室以一种工业废渣（主要成分为MgCO 、MgSiO 和少量Fe、Al的氧化
3 2 4
物）为原料制备MgCO ·3H O。实验过程如下：
3 2
（1）酸溶过程中主要反应的热化学方程式为
MgCO (s)+2H+(aq)＝Mg2+(aq)+CO (g)+HO(l) ΔH=－50.4 kJ·mol-1
3 2 2
MgSiO(s)+4H+(aq)＝2Mg2+(aq)+H SiO(s)+HO(l) ΔH=－225.4 kJ·mol-1
2 4 2 3 2
酸溶需加热的目的是______；所加HSO 不宜过量太多的原因是_______。
2 4
（2）加入HO 氧化时发生发应的离子方程式为___________。
2 2
（3）用图所示的实验装置进行萃取分液，以除去溶液中的Fe3+。
①实验装置图中仪器A的名称为_______。
②为使Fe3+尽可能多地从水相转移至有机相，采取的操作：向装有水溶液的仪器A中加入一定量的有机萃取剂，______、静置、分液，并重复多次。
（4）请补充完整由萃取后得到的水溶液制备MgCO ·3H O的实验方案：边搅拌边向溶液中滴加氨水，
3 2
______，过滤、用水洗涤固体2～3次，在50℃下干燥，得到MgCO ·3H O。
3 2
[已知该溶液中pH=8.5时Mg(OH) 开始沉淀；pH=5.0时Al(OH) 沉淀完全]。
2 3
【答案】（1）加快酸溶速率 避免制备MgCO 时消耗更多的碱 （2）HO＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋
3 2 2
2HO （3）①分液漏斗 ②充分振荡 （4）至5.0＜pH＜8.5，过滤，边搅拌边向滤液中滴加
2
NaCO 溶液至有大量沉淀生成，静置，向上层清液中滴加NaCO 溶液，若无沉淀生成，
2 3 2 3
【解析】
（1）根据外界条件对反应速率的影响可知加热可以加快化学反应速率；如果硫酸过多，则需要消耗更多
的减中和硫酸，从而造成生产成本增加（或影响Mg2+转化成MgCO 。）
3
（2）滤液中含有Fe2＋，加入HO 将Fe2＋氧化为Fe3＋，发生发应的离子方程式为HO＋2Fe2＋＋2H＋＝2Fe3
2 2 2 2
＋＋2HO。
2
（3）①根据仪器A的构造确定其名称为分液漏斗。
②为使Fe3+尽可能多地从水相转移至有机相，采取的操作：向装有水溶液的仪器A中加入一定量的有机萃
取剂，充分振荡、静置、分液，并重复多次。
（4）根据题给信息知向溶液中加入氨水调节pH不大于8.5，不小于5.0，故由萃取后得到的水溶液制备
MgCO ·3H O的实验方案：边搅拌边向溶液中滴加氨水，至5.0＜pH＜8.5，过滤，边搅拌边向滤液中
3 2
滴加NaCO 溶液至有大量沉淀生成，静置，向上层清液中滴加NaCO 溶液，若无沉淀生成或至5.0＜
2 3 2 3
pH＜8.5，过滤，边搅拌边向滤液中滴加NaCO 溶液至无沉淀生成为止，过滤、用水洗涤固体2～3次，
2 3
在50℃下干燥，得到MgCO ·3H O。
3 2
