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单元检测五 金属及其化合物
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有
一项是符合题目要求的)
1．下列关于金属在自然界中存在形态的说法正确的是( )
A．大多数金属在自然界中以单质的形式存在
B．金属在自然界中只能以化合态的形式存在
C．金属在自然界中都能以化合态和游离态两种形式存在
D．金属在自然界中的存在形态与其化学活动性有关
2．下列有关物质性质及应用的说法正确的是( )
A．过量的铜与浓硝酸反应可生成NO
B．Fe在O 中的燃烧产物可用于制红色涂料
2
C．Na、Al、Cu分别可以用电解冶炼法、热还原法和热分解法得到
D．Fe2＋、SO 都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，前者表现出还原性，后者表现出漂白性
2
3．某黑色粉末可能是Fe O 或Fe O 与FeO的混合物，为进一步确认该黑色粉末的成分，
3 4 3 4
下列实验方案不可行的是( )
A．准确称量一定质量的黑色粉末，用H 充分还原，并用干燥剂收集所得的水，获得水的
2
准确质量，进行计算
B．准确称量一定质量的黑色粉末，溶于足量盐酸，加热蒸干溶液并在空气中灼烧至质量
不变，称量所得粉末质量，进行计算
C．准确称量一定质量的黑色粉末，用CO充分还原，在CO气流中冷却后准确称量剩余固
体的质量，进行计算
D．准确称量一定质量的黑色粉末，与一定量铝粉混合后点燃，充分反应后冷却，准确称
量剩余固体质量，进行计算
4.某工厂用 FeCl 溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路。课外活动小组为确认生产后的
3
废液的组成，进行如下实验：(1)取10 mL废液加入足量的AgNO 溶液，生成沉淀 8.61 g；
3
(2)另取10 mL废液放入铜片充分反应，铜片质量减少了0.256 g。下列关于废液组成的判断
错误的是( )
A．一定含有Fe2＋、 Fe3＋、 Cu2＋、 Cl－
B．c(Fe2＋)∶c(Cu2＋)＝2∶1
C．c(Cl－)＝6 mol·L－1，c(Fe2＋)＝1.2 mol·L－1
D．c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝3∶1
5．下列说法不正确的是( )
A．硅酸钠是一种难溶于水的硅酸盐
B．镁在空气中燃烧可生成氧化镁和氮化镁
C．钠与水反应生成氢氧化钠和氢气D．常温下，铝遇浓硝酸或浓硫酸时会发生钝化
6．在火星上工作的美国“勇气号”“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe O
2 3
及其硫酸盐的信息，用以证明火星上存在或曾经存在过水。以下叙述正确的是( )
A．Fe O 与Fe O 互为同素异形体
2 3 3 4
B．制备Al用电解法，制备Fe、Cu可用还原法
C．将SO 通入BaCl 溶液中至饱和，有沉淀产生
2 2
D．检验从火星上带回来的红色物质是否是Fe O 的操作步骤：样品→粉碎→加水溶解→过
2 3
滤→向滤液中滴加KSCN溶液
7．下列说法正确的是( )
A．Na露置在空气中最终变为NaOH
B．可以用H 还原MgO来冶炼金属Mg
2
C．擦去氧化膜的Al条在酒精灯上加热，铝会熔化但不滴落
D．向Fe (SO ) 溶液中加入过量Zn粉生成FeSO 溶液
2 4 3 4
8．下列说法正确的是( )
A．NaO在空气中加热可得固体NaO
2 2 2
B．Mg加入到过量FeCl 溶液中可得Fe
3
C．FeS 在沸腾炉中与O 反应主要生成SO
2 2 3
D．HO 溶液中加入少量MnO 粉末生成H 和O
2 2 2 2 2
9．下列“推理”合理的是( )
A．因为MgCl 溶液低温蒸干得到Mg(OH) ，所以NaCl溶液低温蒸干也可得到NaOH
2 2
B．氯气能使湿润的pH试纸褪色，可推出氯气具有漂白性
C．因为氧化性：浓硝酸强于稀硝酸，所以相同条件下铁在浓硝酸中反应一定更剧烈
D．因为电离出H＋的能力：苯酚强于HCO，所以在苯酚浊液中加入碳酸钠溶液能变澄清
10．由氧化铜、氧化铁、氧化锌组成的混合物a g，加入50 mL 2 mol·L－1硫酸时固体恰好
完全溶解，若将a g该混合物在足量的一氧化碳中加热充分反应，冷却后剩余固体的质量
为( )
A．1.6 g B．(a－1.6)g
C．(a－3.2)g D．无法确定
11．将O 、CH 、NaO 放入密闭容器中，在150 ℃条件下用电火花引燃反应，恰好完全
2 4 2 2
反应，此时容器中的压强为零，由此得出原混合物中O 、CH 、NaO 的物质的量之比为(
2 4 2 2
)
A．1∶1∶1 B．2∶2∶6
C．1∶2∶6 D．无法确定
12．下列关于铝的叙述正确的是( )
A．由于铝在空气中不会锈蚀，所以铝制品的使用寿命都很长
B．由于铝具有强还原性，所以常用铝来冶炼某些高熔点金属C．常温下，铝被浓硫酸钝化，所以可用浓硫酸除去铝表面的铜镀层
D．由于铝的导电性能比铜强，所以常用铝制造电线、电缆
13．为测定含镁3%～5%的铝镁合金中镁的质量分数，设计了两种实验方案：
方案一：镁铝合金加入足量的氢氧化钠溶液中充分反应后过滤，测定剩余固体质量；
方案二：称量m g铝镁合金粉末，放在图中惰性电热板上，通电使其充分灼烧。测得固体
质量增重。下列说法不正确的是( )
A．方案一中若称取5.4 g合金粉末样品，投入V mL 2.0 mol·L－1 NaOH溶液中反应，则
V≥100
B．方案一中测定剩余固体质量时，过滤后未洗涤固体就干燥、称量，则镁的质量分数偏
高
C．方案二中欲计算镁的质量分数，实验中还需测定灼烧后固体的质量
D．方案二中若用空气代替O 进行实验，则测定结果偏高
2
14．CaH 是重要的供氢剂，遇水或酸能引起燃烧。利用下列装置制备氢化钙固体(提供的
2
实验仪器不得重复使用)。下列说法正确的是( )
A．装置①在加入试剂前无需检查装置气密性
B．仪器接口的连接顺序为a→c→b→f→g→d→e
C．加热装置④之前必须检查气体的纯度
D．装置③的主要作用是防止空气中的CO、HO(g)进入装置④中
2 2
15．Cu与浓硝酸反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好溶解在 NaOH溶液中得到NaNO
3
和NaNO 的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示。
2
下列有关判断正确的是( )
A．若铜片为51.2 g，则生成0.2 mol NaNO
3
B．常温下，Cu遇浓硝酸发生钝化，不可能发生上述反应
C．标准状况下收集的氮氧化物为20.16 L
D．反应过程中生成的Cu(NO ) 既是氧化产物，又是还原产物
3 2
二、非选择题(本题包括5小题，共55分)16．(10分)铁是人类较早使用的金属之一。运用所学知识回答下列问题。
(1) 用 丁 达 尔 效 应 鉴 别 Fe(OH) 胶 体 和 FeCl 溶 液 的 操 作 是
3 3
_______________________________
_______________________________________________________________________________
。
(2)电子工业用FeCl 溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板，请写出 FeCl 溶液与铜
3 3
反应的离子方程式：_____________________________________________________________。
(3)某研究性学习小组为检验FeCl 腐蚀铜后所得溶液中是否含有Fe2＋，正确的实验方法是
3
_______________________________________________________________________________
_
(写出具体的实验操作、现象、结论)。
(4)工程师欲从制造印刷电路板的废水中回收铜，并获得FeCl 溶液，设计如下方案：
3
①滤渣C的成分为_____________________________________________________(填化学式)。
② 加 过 量 D 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 为
_______________________________________________。
③通入F发生反应的离子方程式为_________________________________________________。
17．(10分)碱性锌锰电池的工作原理：Zn＋2MnO ＋2HO===2MnO(OH)＋Zn(OH) ，其中
2 2 2
的电解质溶液是KOH溶液。某课题组用废旧铁壳无汞碱性锌锰电池为原料，制备一种新
型材料——MnZn Fe O，其工艺流程如图所示：
x (1－x) 2 4
(1)已知MnZn Fe O 中锰元素的化合价与实验室中用二氧化锰制取氯气时还原产物中的
x (1－x) 2 4
锰元素的化合价相同，则铁元素的化合价为______。
(2)“浸取”工序得到的滤液 A 经蒸发结晶，可以获得化工产品 M，M 的电子式为
____________。
(3)“溶渣”工序中稀硫酸与铁反应生成的硫酸亚铁可将＋3价锰的化合物全部还原成Mn2
＋ ， 写 出 该 反 应 的 离 子 方 程 式 ：________________________________________________________。
(4)“调铁”工序的目的是调整滤液中铁离子的总浓度，使其中金属元素的物质的量之比与
产品的化学式 MnZn Fe O 相符合。写出“调铁”工序中发生反应的离子方程式：
x (1－x) 2 4
________________、________________。
(5)在“氧化”工序中，加入双氧水的目的是__________________；生产过程中发现实际消
耗 双 氧 水 的 量 大 于 理 论 值 ， 其 可 能 原 因 除 温 度 外 ， 主 要 是
_________________________________。
(6)用氨水“调pH”后，经“结晶”“过滤”可得到产品和滤液C，从滤液C中还可分离出
一 种 氮 肥 。 该 氮 肥 的 溶 液 中 离 子 浓 度 由 大 到 小 的 顺 序 为
________________________________。
18．(12分)氮化镁是一种浅黄色粉末，易水解生成氢氧化镁和氨气，常用于制备其他超硬、
高导热、耐高温的氮化物。实验室用如图装置制取干燥、纯净的N 并与金属镁反应制取氮
2
化镁。
已知：Mg＋2NH =====Mg(NH)＋H
3 2 2 2
回答下列问题：
(1)装置A的分液漏斗中盛装的试剂是________；装置B、F中盛装碱石灰的仪器名称是
________。
(2)连接好装置进行实验前经检查装置的气密性良好。其他实验步骤如下：
①装药品 ②点燃装置C处酒精灯 ③点燃装置E处酒精灯 ④打开装置A中分液漏斗
正确的顺序为____________(填序号)。
(3) 与 分 液 漏 斗 相 连 通 的 橡 胶 管 的 作 用 是
_____________________________________________
_______________________________________________________________________________
。
(4)装置C中反应的化学方程式是__________________________________________________。
(5)装置D的作用是______________________________________________________________。
(6)若24.0 g镁放入装置E中，实验结束后称得E增加了7.0 g，则氮化镁的产率是________。
(7) 设 计 简 单 实 验 证 明 装 置 E 中 得 到 的 固 体 中 含 有 氮 化 镁 ：
______________________________
_______________________________________________________________________________
。
19．(10分)四氯化钛(TiCl )是制取航空材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是
4
FeTiO，不溶于水)制备TiCl 等产品的一种工艺流程示意图：
3 4回答下列问题：
(1)“ 酸 浸 ” 时 需 要 将 钛 铁 矿 粉 碎 ， 其 目 的 是
_________________________________________。
(2)浸出液呈强酸性，含有TiO2＋、Fe2＋及少量Fe3＋、Al3＋等离子，则生成TiO2＋的离子方程
式是______________________________________________________________________。
(3)“反应”时需加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发
生：
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
2TiO2＋(无色)＋Fe＋4H＋===2Ti3＋(紫色)＋Fe2＋＋2HO
2
Ti3＋(紫色)＋Fe3＋＋HO===TiO2＋(无色)＋Fe2＋＋2H＋
2
加入铁屑的作用是______________。
(4)通过控制条件，可以使过程①中生成的TiO·nHO形成一种液态分散系，用一束光照射
2 2
该分散系能够产生丁达尔效应，则分散质颗粒直径的范围是________________________。
(5)过程①制得的固体TiO·nHO需用过量酸清洗以除去其中的Fe(OH) 杂质，检验Fe(OH)
2 2 3 3
杂质除净的实验方法是___________________________________________________________。
(6)过程③生成的废气中含有CO，则TiO 和焦炭、氯气在高温下发生反应的化学方程式是
2
________________________________________________________________________。
(7)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程
中存在的不足之处是__________________________(只要求写出一项)。
(8)依据下表中信息，可采用________的方法精制含少量SiCl 杂质的TiCl 。
4 4
TiCl SiCl
4 4
熔点/℃ －25.0 －68.8
沸点/℃ 136.4 57.6
20．(13分)磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO 、SiO 、Al O 、MgO、CaO以及少量
2 2 2 3
的Fe O。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
2 3该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表：
金属离子 Fe3＋ Al3＋ Mg2＋ Ca2＋
开始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 12.4
沉淀完全(c＝1.0×10－5 mol·L－1)的pH 3.2 4.7 11.1 13.8
回答下列问题：
(1)“焙烧”中，TiO 、SiO 几乎不发生反应，Al O 、 MgO、CaO、 Fe O 转化为相应的
2 2 2 3 2 3
硫 酸 盐 。 写 出 Al O 转 化 为 NH Al(SO ) 的 化 学 方 程 式 ：
2 3 4 4 2
__________________________________。
(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6，依
次析出的金属离子是__________________________。
(3)“母液①”中Mg2＋浓度为______________mol·L－1。
(4)“水浸渣”在 160 ℃“酸溶”，最适合的酸是________，“酸溶渣” 的成分是
_________。
(5)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，TiO2＋水解析出TiO·xHO沉淀，该反应的离子方
2 2
程式是______________________________。
(6)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得____________， 循环利用。
单元检测五 金属及其化合物答案解析
1．答案 D
解析 自然界中的金属绝大多数以化合物的形式存在，只有极少数化学性质非常稳定的金
属以单质形式存在，自然界中金属的存在形态取决于金属的化学活动性，故D正确。
2．答案 A
解析 铜与浓硝酸反应生成NO ，过量的铜可与变稀的硝酸反应生成NO，故A正确；制
2
红色涂料的物质的主要成分是氧化铁，Fe在O 中的燃烧产物是四氧化三铁，故B错误；
2
Al是活动性较强的金属，用电解冶炼法得到，铜用热还原法得到，故 C错误；Fe2＋、SO
2
都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，都表现出还原性，故D错误。
3．答案 D
解析 A项，根据水的质量可以计算得到氧元素的质量，再根据黑色粉末的质量得到铁元素的质量，进而确定黑色粉末的成分；B项，灼烧至质量不变所得粉末是氧化铁，依据氧
化铁的质量可以计算得到铁元素的质量，再根据黑色粉末的质量得到氧元素的质量，进而
确定黑色粉末的成分；C项，剩余固体是铁，根据黑色粉末的质量得到氧元素的质量，进
而确定黑色粉末的成分；D项，反应前后都是固体，而且固体质量不变，不能确定该黑色
粉末的成分。
4．答案 D
解析 铜片放入废液中充分反应，铜片质量减少了0.256 g，说明废液中含有Fe3＋，结合反
应2FeCl ＋Cu===2FeCl ＋CuCl 可知，废液中一定含有Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋、Cl－，故A正确；
3 2 2
由 2FeCl ＋Cu===2FeCl ＋CuCl 可知，废液中 c(Fe2＋)＝2c(Cu2＋)，c(Fe2＋)∶c(Cu2＋)＝
3 2 2
2∶1，故B正确；废液中加入足量的AgNO 溶液，生成沉淀8.61 g，沉淀为AgCl，其物质
3
的量为0.06 mol，废液中c(Cl－)＝＝6 mol·L－1，废液放入铜片充分反应，铜片质量减少了
0.256 g，物质的量为＝0.004 mol，设10 mL废液中Fe3＋为n mol，则
2FeCl ＋Cu===2FeCl ＋CuCl
3 2 2
2 1
n mol 0.004 mol
故n＝0.008 mol，所以废液中c(Fe3＋)＝＝0.8 mol·L－1，又c(Fe2＋)＝2c(Cu2＋)，根据电荷守恒，
废液中：3c(Fe3＋)＋2c(Fe2＋)＋2c(Cu2＋)＝c(Cl－)，故3×0.8 mol·L－1＋2c(Fe2＋)＋c(Fe2＋)＝6
mol·L－1，解得c(Fe2＋)＝1.2 mol·L－1，故废液中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝1.2 mol·L－1∶0.8 mol·
L－1＝3∶2，故C正确、D错误。
5．答案 A
解析 硅酸钠是能溶于水的硅酸盐，故A错误；镁在空气中燃烧时，与氧气和二氧化碳反
应生成氧化镁，与氮气反应生成氮化镁，故B正确；钠具有强还原性，能与冷水反应生成
氢氧化钠和氢气，故C正确；浓硫酸和浓硝酸具有强氧化性，常温下铝在浓硝酸和浓硫酸
中会发生钝化，阻碍反应的继续进行，故D正确。
6．答案 B
解析 A项，同素异形体是指同种元素组成的不同单质，Fe O 与Fe O 是铁的不同氧化物，
2 3 3 4
不互为同素异形体，错误；B项，电解熔融氧化铝冶炼Al，还原剂还原Fe、Cu的化合物
冶炼金属Fe、Cu，正确；C项，盐酸的酸性大于亚硫酸，SO 与BaCl 溶液不反应，错误；
2 2
D项，氧化铁不溶于水，无法证明溶液中是否含有铁离子，错误。
7．答案 C
解析 Na露置在空气中被空气中的 O 氧化产生NaO，NaO与HO反应产生NaOH，
2 2 2 2
NaOH溶液吸收CO 生成NaCO，因此Na露置在空气中最终变为NaCO，A错误；Mg是
2 2 3 2 3
活泼金属，要用电解熔融MgCl 的方法冶炼，不能采用H 还原MgO的方法，B错误；擦
2 2
去氧化膜的Al条在酒精灯上加热，Al与空气中的O 反应产生Al O ，由于Al O 的熔点高
2 2 3 2 3达2 050 ℃，因此铝熔化后被表面熔点高的氧化膜包裹，故铝熔化但不滴落，C正确；向
Fe (SO ) 溶液中加入过量Zn粉，首先发生反应：Fe (SO ) ＋Zn===2FeSO ＋ZnSO ，然后
2 4 3 2 4 3 4 4
发生反应：Zn＋FeSO ===ZnSO ＋Fe，故Fe (SO ) 溶液最终被过量Zn粉还原，产生Fe单
4 4 2 4 3
质，D错误。
8．答案 A
解析 无水状态下NaO 比NaO更稳定，NaO在空气中加热可以生成更稳定的NaO ，A
2 2 2 2 2 2
正确；Mg加入到FeCl 溶液中，Mg具有较强的还原性，先与Fe3＋反应，生成Mg2＋和Fe2
3
＋，若Mg过量，Mg与Fe2＋继续反应生成Mg2＋和Fe，但由于反应中FeCl 过量，Mg已消
3
耗完，所以无Mg和Fe2＋反应，所以不会生成Fe，B错误；FeS 在沸腾炉中与O 发生的反
2 2
应为4FeS＋11O=====2Fe O＋8SO ，产物主要是SO 而不是SO ，C错误；HO 溶液中加
2 2 2 3 2 2 3 2 2
入少量MnO 粉末生成HO和O，化学方程式为2HO=====2HO＋O↑，D错误。
2 2 2 2 2 2 2
9．答案 D
解析 氯化钠为强碱强酸盐，所以蒸干得到的还是 NaCl，A错误；常温下铁在浓硝酸中会
发生钝化，无法持续反应，C错误；因为电离出H＋的能力苯酚强于HCO，则在苯酚浊液
中加入碳酸钠生成可溶于水的苯酚钠和碳酸氢钠，溶液变澄清，D正确。
10．答案 B
解析 铁、铜和锌的氧化物在足量的CO中加热，最终得到的固体是相应元素的单质，所
以要求固体的质量，若能求出氧化物中氧元素的总质量，在氧化物总质量的基础上扣除即
可。上述氧化物与硫酸反应过程不涉及变价，实质是复分解反应，可以简单表示为 MO＋
x
2xH＋===M2x＋＋xHO，其中x不一定为整数。因此，消耗的H＋的物质的量是金属氧化物中
2
O元素的两倍，所以该金属氧化物的混合物中：n(O)＝＝0.1 mol，所以金属元素总质量为
(a－1.6)g，B项正确。
11．答案 C
解析 由题意知，三种物质完全反应后压强为零，说明最终剩余固体为 NaCO 和NaOH。
2 3
根据元素守恒和质量守恒可得出总反应的化学方程式：2CH ＋O ＋6NaO=====2NaCO
4 2 2 2 2 3
＋8NaOH，即C项正确。
12．答案 B
解析 铝在空气中与O 反应，生成致密的氧化物薄膜，Al本身易于锈蚀，A错误；由于铝
2
具有强还原性，可利用铝热反应来冶炼难熔金属，B正确；铜与浓硫酸常温下不反应，C
错误；铝的导电性能比铜差，但价格相对低廉且密度较小，故常用铝制造电线、电缆，D
错误。
13．答案 A
解析 A项，含镁为5%时，金属铝的含量最低，5.4 g合金中铝的质量为5.4×(1－5%) g，
则根据反应：2Al＋2NaOH＋2HO===2NaAlO ＋3H↑可知，Al～NaOH，∶
2 2 2(V×10－3×2.0)＝1∶1，解得V＝95，因此V≥95，错误；B项，方案一中金属铝与氢氧化
钠溶液反应，剩余固体为镁；测定剩余固体质量时，过滤后未洗涤固体就干燥、称量，相
当于镁的质量偏大，则镁的质量分数偏高，正确；C项，Mg、Al均与氧气反应生成金属氧
化物，则还需测定生成物的质量，根据质量守恒，列方程可以求出金属镁的质量，进而求
出镁的质量分数，正确；D项，金属镁能够与氮气反应生成氮化镁，金属镁的质量偏大，
测定结果偏高，正确。
14．答案 C
解析 装置①为启普发生器，加入试剂之前必须检查装置气密性，A项错误；装置①中产
生的H 会混有氯化氢、水蒸气，通过装置③可以除去这两种杂质，所以仪器接口的连接顺
2
序为a→d→e→f→g(g→f)→b→c，B项错误；为了防止金属钙与空气中的物质发生反应，
需要在加热前通入氢气排尽装置④中的空气，通过检查氢气纯度判断空气是否排尽，C项
正确；装置③的作用是除去氢气中混有的氯化氢、水蒸气，D项错误。
15．答案 A
解析 分析整个反应过程可知仅有两种元素的化合价发生变化，即 Cu→Cu2＋，NO→NO，
51.2 g Cu的物质的量为0.8 mol，共失去电子0.8 mol×2＝1.6 mol，由得失电子守恒可知
NO→NO得到1.6 mol电子，故产物中NaNO 的物质的量为0.8 mol，由Na原子守恒可得
2
另一种产物NaNO 的物质的量为0.2 mol，A正确；常温下，Cu能与浓硝酸反应，B错误；
3
部分NO 会转化为NO ，且NO 、NO 在标准状况下不是气体，C错误；反应过程中生成
2 2 4 2 2 4
的Cu(NO ) 是氧化产物，不是还原产物，D错误。
3 2
16．答案 (1)用平行光照射两种分散系，Fe(OH) 胶体会产生一条光亮的通路，而FeCl 溶
3 3
液不能
(2)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
(3)取适量溶液于试管中，滴入铁氰化钾溶液，若生成蓝色沉淀，则含有Fe2＋
(4)①Fe、Cu
②Fe＋2H＋===Fe2＋＋H↑
2
③2Fe2＋＋Cl===2Fe3＋＋2Cl－
2
17．答案 (1)＋3 (2)
(3)MnO(OH)＋Fe2＋＋3H＋===Mn2＋＋Fe3＋＋2HO (4)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ Fe＋2H＋===Fe2
2
＋＋H ↑ (5)把Fe2＋氧化为Fe3＋ 生成的 Fe3＋催化了双氧水的分解
2
(6)c(NH)＞c(SO)＞c(H＋ )＞c(OH－ )
解析 (1)实验室用二氧化锰制取氯气时还原产物为氯化锰，其中锰元素的化合价为＋2。
则MnZn Fe O 中锰元素的化合价为＋2价、Zn为＋2价、O为－2价，根据化合物中化
x (1－x) 2 4
合价的代数和为0，铁元素的化合价为＋3。(2) 碱性锌锰电池用水浸取，过滤后的滤液A
中的溶质是KOH，电子式为 。(4)“调铁”工序之前的滤液中含有Fe3＋、过量的硫酸，因此发生反应的离子方程式有 Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H↑。
2
(6)用氨水“调pH”后，经“结晶”“过滤”可得到产品和滤液C，从滤液C中分离出一种
氮肥为硫酸铵[(NH )SO ]，铵根离子水解，导致溶液显酸性，溶液中离子浓度由大到小的
4 2 4
顺序为c(NH)＞c(SO)＞c(H＋ )＞c(OH－ )。
18．答案 (1)浓氨水 (球形)干燥管 (2)①④②③ (3)平衡分液漏斗内外压强，便于液体
顺利流下 (4)3CuO＋2NH =====3Cu＋N ＋3HO (5)吸收氨气并干燥氮气 (6)75.0% (7)
3 2 2
取所得固体放入试管中，滴入少量蒸馏水，用镊子夹取一块湿润的红色石蕊试纸接近试管
口，试纸变蓝色，证明含有氮化镁
解析 (1)装置A是用生石灰和浓氨水制备NH 的装置。
3
(2)装置内含有空气，对装置E反应会有影响，所以要先点燃C处酒精灯，利用产生的N
2
排尽装置中的空气后，再点燃E处酒精灯。
(5)装置E中镁和氮气反应，NH 和水蒸气会干扰实验，用装置D除去。
3
(7)根据氮化镁水解生成氢氧化镁沉淀与氨气，氨气可使湿润的红色石蕊试纸变蓝，据此设
计实验证明有氮化镁生成。
19．答案 (1)增大接触面积，加快反应速率
(2)FeTiO＋4H＋===TiO2＋＋Fe2＋＋2HO
3 2
(3)将Fe3＋还原为Fe2＋
(4)10－9～10－7m
(5)用试管取少量最后一次洗涤液，加入KSCN溶液，若溶液未变为红色，则说明Fe(OH)
3
杂质已除净
(6)TiO＋2C＋2Cl=====TiCl ＋2CO
2 2 4
(7)过程③中产生的CO和残留的Cl 有毒，污染空气
2
(8)蒸馏
20．答案 (1) Al O ＋4(NH )SO =====2NH Al(SO ) ＋6NH ↑＋3HO↑ (2)Fe3＋、Al3＋、
2 3 4 2 4 4 4 2 3 2
Mg2＋ (3)1.0×10－6 (4)硫酸 SiO 、CaSO (5)TiO2＋＋(x＋1)H O=====TiO·xHO↓＋2H
2 4 2 2 2
＋ (6)(NH )SO
4 2 4
解析 (1)氧化铝转化为硫酸铝铵发生的反应为氧化铝、硫酸铵在高温条件下反应生成硫酸
铝铵、氨气和水，反应的化学方程式为Al O ＋4(NH )SO =====2NH Al(SO ) ＋6NH ↑＋
2 3 4 2 4 4 4 2 3
3HO↑。
2
(2)由题给开始沉淀和完全沉淀的pH可知，将pH约为2.0的滤液加入氨水调节溶液pH为
11.6时，铁离子首先沉淀，然后是铝离子、镁离子，钙离子没有沉淀。
(3)由镁离子完全沉淀时，溶液pH为11.1可知，氢氧化镁的溶度积为1×10－5×(1×10－2.9)2
＝1×10－10.8，当溶液pH为11.6时，溶液中镁离子的浓度为mol·L－1＝1×10－6 mol·L－1。
(4)增大溶液中硫酸根离子的浓度，有利于使微溶的硫酸钙转化为沉淀，为了使微溶的硫酸钙完全沉淀，减少TiOSO 溶液中含有的硫酸钙的量，应加入浓硫酸加热到 160 ℃酸溶；
4
由分析可知，二氧化硅和硫酸钙与硫酸不反应，则酸溶渣的主要成分为二氧化硅和硫酸钙。
(5)酸溶后将TiOSO 溶液适当稀释并加热，能使TiOSO 完全水解生成TiO·xHO沉淀和硫
4 4 2 2
酸，反应的离子方程式为TiO2＋＋(x＋1)H O=====TiO·xHO↓＋2H＋。
2 2 2
(6)由分析可知，尾气为氨气，母液①为硫酸铵、母液②为硫酸，将母液①和母液②混合后
吸收氨气得到硫酸铵溶液，可以循环使用。
