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2024届高考化学一轮复习限时训练：《化学物质及其变化》专题03
1．为研究废旧电池的再利用，实验室利用旧电池的铜帽和锌皮(主要成分为Zn和Cu)回收Cu
并制备皓矾(ZnSO∙7HO)的部分实验过程如图所示。下列叙述错误的是
4 2
A．“溶解”操作中溶液温度不宜过高
B．溶解时铜发生的反应为Cu＋HO＋2H+＝Cu2+＋2HO
2 2 2
C．加入NaOH溶液后，若pH过高会使海绵铜中混有氢氧化铜杂质
D．“过滤”操作后，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶即可得到纯净的ZnSO∙7HO
4 2
答案：D
解析：废旧电池的铜帽主要成分为Zn和Cu，电池铜帽加入稀硫酸、过氧化氢溶解，生成硫酸
铜溶液、硫酸锌溶液，加入氢氧化钠溶液调节溶液pH＝2，加入锌粉置换出铜，过滤得到海绵铜，
滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得ZnSO∙7HO。
4 2
A．双氧水在加热条件下易分解，所以“溶解”操作中溶液温度不宜过高，故A正确；
B．溶解时铜在酸性条件下被双氧水氧化为Cu2+，发生的反应为Cu＋HO＋2H+＝Cu2+＋
2 2
2HO，故B正确；
2
C．加入NaOH溶液后，若pH过高会生成氢氧化铜沉淀，使海绵铜中混有氢氧化铜杂质，故C
正确；
D．“过滤”操作后，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可得到纯净的
ZnSO∙7HO，故D错误；
4 2
2．下列离子方程式的书写正确的是
A. 将1molCl 通入含1molFeI 的溶液中：2Fe2+＋2I－＋2Cl＝2Fe3+＋4Cl－＋I
2 2 2 2
B. 1mol·L-1的NaAlO 溶液和2.5mol·L-1的HCl溶液等体积均匀混合：2AlO＋5H+＝Al3+＋
2
Al(OH) ↓＋HO
3 2
C. 过量SO 通入NaClO溶液中：SO ＋HO＋ClO－＝HClO＋HSO
2 2 2
D．Mg(HCO ) 溶液与足量的NaOH溶液反应：Mg2+＋HCO OH－＝MgCO ↓＋HO
3 2 ＋ 3 2
答案：B
解析：A．I－的还原性强于Fe2+，Cl 先与I－反应，1molCl 与2molI－恰好完全反应，符合题意
2 2的离子方程式为Cl＋2I－＝2Cl－＋I，A项错误；
2 2
B．NaAlO 与HCl的物质的量之比为1∶2.5，即 AlO 与H+物质的量之比为2∶5，此时 AlO 与
2
H+都完全消耗得到等物质的量的Al3+和Al(OH) ，符合题意的离子方程式为2AlO＋5H+＝Al3+＋
3
Al(OH) ↓＋HO，B项正确；
3 2
C．SO 具有还原性，ClO－具有氧化性，过量SO 通入NaClO溶液中发生氧化还原反应，反应
2 2
的离子方程式为SO ＋ClO－＋HO＝Cl－＋SO + ，C项错误；
2 2 ＋2H
D．Mg(HCO ) 溶液与足量NaOH溶液反应生成更难溶于水的Mg(OH) ，反应的离子方程式为
3 2 2
Mg2+＋2HCO OH－＝Mg(OH) ↓＋2CO HO，D项错误；
＋4 2 ＋2 2
3．在特定碱性条件下，过量HO 可将Cr(Ⅲ)完全氧化成Cr(Ⅵ)，其反应为HO＋CrO＋
2 2 2 2
W↑→CrO＋Y(未配平)，下列有关说法错误的是
A. W为OH－
B. 上述反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2
C. 1mol H O 参加反应时，转移电子的物质的量为2mol
2 2
D. 在酸性条件下Cr O可以转化为CrO
2
答案：D
解析：HO 中氧元素化合价由－1降低为－2， CrO 中Cr元素化合价由＋3升高为＋6，根据
2 2
得失电子守恒、电荷守恒，反应的离子方程式为3HO＋2CrO＋2OH－＝2CrO＋4HO。
2 2 2
A．据得失电子守恒、电荷守恒，反应的离子方程式为 3HO＋2CrO＋2OH－＝2CrO＋4HO，
2 2 2
W为 OH－ ，故A正确；
B．HO 中氧元素化合价由－1降低为－2，HO 是氧化剂， CrO 中Cr元素化合价由＋3升高
2 2 2 2
为＋6， CrO 是还原剂，根据得失电子守恒，氧化剂和还原剂的物质的量之比为 3∶2 ，故B正确；
C．HO 中氧元素化合价由－1降低为－2， 1molH O 参加反应时，转移电子的物质的量为
2 2 2 2
2mol，故C正确；
D.有可逆反应：Cr O＋HO 2CrO＋2H+，加碱，平衡正向移动，所以在碱性条件下 Cr O
2 2 2
可以转化为 CrO ，故D错误；
4．通常超市里的商品在摆放到货架前会先进行分类，因此我们在超市能迅速找到所需商品。
下列关于物质的分类组合正确的是
选项 物质 类别
A 钠、液氯、铁、冰水混合物 纯净物
B 碘伏、生石灰、青铜、空气 混合物
C HSO 、HClO、稀盐酸、NaCl溶液 电解质
2 4 4
D 纯碱、NaOH、NH 、KOH 碱
3
答案：A
解析：A．钠、液氯、铁、冰水混合物都是只含有一种物质的纯净物，故A正确；
B．生石灰是氧化钙的俗称，是只含有一种物质的纯净物，故B错误；
C．溶液是混合物，混合物既不是电解质也不是非电解质，则稀盐酸和氯化钠溶液不属于电解质，故C错误；
D．纯碱是碳酸钠的俗称，碳酸钠属于盐，不属于碱，氨气不能电离出自由移动的离子，不属
于电解质，不可能是碱，故D错误；
5．已知：①Al(OH) 固体的熔点为300℃；②无水AlCl 晶体易升华；③熔融状态的HgCl 不
3 3 2
能导电，稀溶液具有弱的导电能力且可作为手术刀的消毒液，下列关于Al(OH) 、AlCl 和HgCl 的
3 3 2
说法正确的是
A. 均为弱电解质
B. 均为离子化合物
C. HgCl 的水溶液导电能力很弱，说明其难溶于水
2
D. HgCl 在水中的电离方程式可能是HgCl HgCl＋＋Cl－
2 2
答案：D
解析：A．AlCl 是强电解质，溶于水完全电离，故A错误；
3
B.无水氯化铝易升华，熔融状态HgCl 不导电说明都是共价化合物，故B错误；
2
C. HgCl 的水溶液导电能力很弱，不能说明难溶于水，故C错误；
2
D. HgCl 的水溶液导电能力很弱，说明HgCl 可能是弱电解质，电离是可逆过程，电离方程式
2 2
可能是 HgCl HgCl＋＋Cl－ ，故D正确；
2
6．下列离子方程式正确的是
A．澄清石灰水与过量CO 反应：CO＋Ca2+＋2OH－＝CaCO ↓＋HO
2 2 3 2
B．Fe2+与HO 在酸性溶液中的反应：2Fe2+＋HO＝2Fe3+＋2HO＋2H+
2 2 2 2 2
C．向沸水中滴加饱和的FeCl 溶液制备Fe(OH) 胶体：Fe3+＋3HO=== Fe(OH) (胶体)＋3H+
3 3 2 3
D．向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水：Ca2+＋HCO OH－＝CaCO ↓＋HO
＋ 3 2
答案：C
解析：A．澄清石灰水与过量CO 反应的离子方程式为CO＋OH－＝HCO
2 2 ，A错误；
B．Fe2+与HO 在酸性溶液中的反应的离子方程式为2Fe2+＋HO＋2H+＝2Fe3+＋2HO，B错误；
2 2 2 2 2
C．向沸水中滴加饱和的FeCl 溶液制备Fe(OH) 胶体，反应的离子方程式为 Fe3+＋3HO===
3 3 2
Fe(OH) (胶体)＋3H+，C正确；
3
D．碳酸氢铵溶液与足量澄清石灰水反应时，阳离子、阴离子都发生反应，反应的离子方程式
Ca2+＋HCO OH－＋NH＝NH ∙HO＋CaCO ↓＋HO，D错误；
＋2 3 2 3 2
7．下列实验中，能够正确描述反应的离子方程式是
A. 磁性氧化铁溶于稀HNO：Fe O＋12H+＋NO 3Fe3+＋NO↑＋6HO
3 3 4 ＝ 2
B. 海水提溴工艺中，用纯碱溶液富集Br ：3Br ＋3CO －＋BrO ↑
2 2 ＝5Br ＋3CO2
C. 用石灰乳制漂白粉：Ca2+＋2OH－＋Cl＝Ca2+＋Cl－＋ClO－＋HO
2 2
D. 用足量NaSO 的碱性溶液除去水中的Cl：4Cl＋SO HO＝10H+＋2SO＋8Cl－
2 2 3 2 2 2 ＋5 2
答案：B
解析：A．得失电子不守恒、电荷不守恒，故A错误；
B．海水提溴工艺中，用纯碱溶液富集Br ：3Br ＋3CO －＋BrO ↑，故B正确；
2 2 ＝5Br ＋3CO2C．石灰乳是浊液，氢氧化钙不能拆，故C错误；
D．反应混合物是碱性溶液，不会生成H+，故D错误。
8．已知氧化性：Cl ＞Br ＞Fe3+。向200mLcmol·L-1FeBr 溶液中逐渐通入Cl ，其中n(Fe2+)、
2 2 2 2
n(Br－)随通入Cl 的物质的量[n(Cl )]变化如图所示，下列说法错误的是
2 2
A. 还原性强弱：Fe2+＞Br－
B. 曲线①为Fe2+，且c＝1.5
C．n(Cl )＝0.35 mol时，溶液中c(Fe3+)＝c(Br－)
2
D．n(Cl )＝0.45 mol时，总的离子方程式为2Fe2++4Br－+3Cl＝2Fe3++2Br +6Cl－
2 2 2
答案：C
答案：n(FeBr)＝0.2L×1.5mol/L=0.3mol，通入氯气为0.15mol时，Fe2+恰好被完全氧化，而溴
2
离子浓度不变，可知先氧化亚铁离子，后氧化溴离子，还原性为Fe2+＞Br－，则图中①代表Fe2+，
②代表Br-，结合电子守恒判断。
A．由图可知，通入氯气为0.15mol时，Fe2+恰好被完全氧化，而溴离子浓度不变，则还原性强
弱：Fe2+＞Br－，故A正确；
B．根据化学式FeBr 可知，溴离子的物质的量是亚铁离子的2倍，曲线①为Fe2+，n
2
(FeBr)=n(Fe2+)＝0.2L×cmol/L=0.2cmol，通入氯气为0.15mol时，Fe2+恰好被完全氧化，根据
2
2Fe2+~Cl 可知，0.2cmol＝2×0.15mol，解得c＝1.5，故B正确；
2
C．n(Cl )＝0.35mol时，溶液中c(Fe3+)＝1.5mol/L，由2Br－+Cl＝2Cl－+Br 可知，0.2molCl 氧
2 2 2 2
化0.4molBr－，溶液中c(Br－)＝＝1mol/L，故C错误；
D．n(Cl )＝0.45mol时，由2Br－+Cl＝2Cl－+Br 可知，0.3molCl 氧化0.6molBr－，则溴离子完
2 2 2 2
全被氧化，则总的离子方程式为：2Fe2++4Br－+3Cl＝2Fe3++2Br +6Cl－，故D正确；
2 2
9．反应①②分别是从海藻灰和某种矿石中提取碘的主要反应：
①2NaI＋MnO ＋3HSO ＝2NaHSO＋MnSO ＋2HO＋I；
2 2 4 4 4 2 2
②2NaIO ＋5NaHSO＝2NaSO ＋3NaHSO＋HO＋I。下列说法正确的是
3 3 2 4 4 2 2
A. 两个反应中硫元素均被氧化
B. 碘元素在反应①中被还原，在反应②中被氧化
C. 氧化性：MnO ＞SO＞IO I
2 ＞ 2
D. 反应①②中生成等量的I 时，转移电子数之比为1∶5
2
答案：D
解析：A项，反应①中硫元素化合价未发生变化，反应②中硫元素化合价升高，被氧化，A项错误；
B项，反应①中碘元素化合价升高，被氧化，反应②中碘元素化合价降低，被还原，B项错误；
C项，由反应①可知氧化性：MnO ＞I，由反应②可知氧化性：IO SO，C项错误；
2 2 ＞
D项，由反应①得，生成1molI 转移2mole－，由反应②得，生成1molI 转移10mole－，所以当
2 2
生成等量的I 时，转移电子数之比为1∶5，D项正确。
2
10．常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是
A．在中性溶液中：Na＋、Ba2+、SO、Cl－
B. 与Al反应能放出H 的溶液中：Fe2+、K＋、NO
2 、SO
C．＝1×10-13mol·L-1的溶液中：NH、Na+、Cl－、NO
D．水电离的c(H+)＝1×10-13mol·L-1的溶液中：K+、Na+、AlO、CO
答案：C
解析：A．Ba2+与SO生成BaSO 沉淀，不能共存，A错误；
4
B．与Al反应能放出H 的溶液可能是酸溶液，有可能是碱溶液，Fe2+与NO
2 在酸性溶液中发生氧化还原反应，
OH－生成沉淀，B错误；
在碱溶液中与
C．＝1×10-13mol·L-1的溶液为酸性溶液，NH、Na+、Cl－、NO
能在此溶液中大量共存，C正确；
D．水电离的c(H+)＝1×10-13mol·L-1的溶液可能是酸性溶液，有可能是碱性溶液，AlO、CO
在酸性
溶液中发生反应，不能大量共存，D错误。
11．LiMn O 作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO ，含有少量Si、
2 4 3
Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn O 的流程如下：
2 4
已知：K [Fe(OH) ]＝2.8×10-39，K [Al(OH) ]＝1.3×10-33，K [Ni(OH) ]＝5.5×10-16。
sp 3 sp 3 sp 2
回答下列问题：
(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为_____________________________________。为提高溶矿
速率，可采取的措施_______(举1例)。
(2)加入少量MnO 的作用是_______________________________。不宜使用HO 替代MnO ，
2 2 2 2
原因是___________________________________________。
(3)溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)＝_______mol·L-1；用石灰乳调节至
pH≈7，除去的金属离子是_______。
(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有_____________。
(5)在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为________________________________________。随着电解反应进行，为保持电解液成分稳定，应不断_________________________。电解废液可在
反应器中循环利用。
(6)缎烧窑中，生成LiMn O 反应的化学方程式是__________________________________。
2 4
答案：(1)MnCO ＋HSO ＝MnSO ＋HO＋CO↑ 粉碎菱锰矿
3 2 4 4 2 2
(2)将Fe2+氧化为Fe3+ Fe3+可以催化HO 分解 (3)2.8×10-9 Al3+
2 2
(4)BaSO、NiS
4
(5)Mn2+＋2HO=====H↑＋MnO ↓＋2H+ 加入MnSO
2 2 2 4
(6)2LiCO＋8MnO =====4LiMn O＋2CO↑＋O↑
2 3 2 2 4 2 2
解析：根据题给的流程，将菱锰矿置于反应器中，加入硫酸和MnO ，可将固体溶解为离子，
2
将杂质中的Fe、Ni、Al等元素物质也转化为其离子形式，同时，加入的MnO 可以将溶液中的
2
Fe2+氧化为Fe3+；随后将溶液pH调至制约等于7，此时，根据已知条件给出的三种氢氧化物的溶度
积可以将溶液中的Al3+沉淀出来；随后加入BaS，可以将溶液中的Ni2+沉淀，得到相应的滤渣；后
溶液中含有大量的Mn2+，将此溶液置于电解槽中电解，得到MnO ，将MnO 与碳酸锂共同煅烧得
2 2
到最终产物LiMn O。
2 4
(1)菱锰矿中主要含有MnCO ，加入硫酸后可以与其反应，硫酸溶矿主要反应的化学方程式为：
3
MnCO ＋HSO ＝MnSO ＋HO＋CO↑；为提高溶矿速率，可以将菱锰矿粉碎；故答案为：MnCO
3 2 4 4 2 2 3
＋HSO ＝MnSO ＋HO＋CO↑、粉碎菱锰矿。
2 4 4 2 2
(2)根据分析，加入MnO 的作用是将酸溶后溶液中含有的Fe2+氧化为Fe3+，但不宜使用HO 氧
2 2 2
化Fe2+，因为氧化后生成的Fe3+可以催化HO 分解，不能使溶液中的Fe2+全部氧化为Fe3+；故答案
2 2
为：将Fe2+氧化为Fe3+、Fe3+可以催化HO 分解。
2 2
(3)溶矿完成以后，反应器中溶液pH=4，此时溶液中c(OH-)＝1.0×10-10mol·L-1，此时体系中含有
的c(Fe3+)＝＝2.8×10-9mol·L-1，这时，溶液中的c(Fe3+)小于1.0×10-5，认为Fe3+已经沉淀完全；用石
灰乳调节至pH≈7，这时溶液中c(OH-)＝1.0×10-7mol·L-1，溶液中c(Al3+)＝1.3×10-12mol·L-1，c(Ni2+)＝
5.5×10-4mol·L-1，c(Al3+)小于1.0×10-5，Al3+沉淀完全，这一阶段除去的金属离子是Al3+；故答案为：
2.8×10-9、Al3+。
(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+，此时溶液中发生的离子方程式为BaS＋Ni2+＋SO＝BaSO↓＋
4
NiS↓，生成的沉淀有BaSO、NiS。
4
(5)在电解槽中，Mn2+发生反应生成MnO ，反应的离子方程式为Mn2+＋2HO=====H↑＋
2 2 2
MnO ↓＋2H+；电解时电解液中Mn2+大量减少，需要加入MnSO 以保持电解液成分的稳定；故答案
2 4
为：Mn2+＋2HO=====H↑＋MnO ↓＋2H+、加入MnSO 。
2 2 2 4(6)煅烧窑中MnO 与LiCO 发生反应生成LiMn O，反应的化学方程式为2LiCO＋
2 2 3 2 4 2 3
8MnO =====4LiMn O＋2CO↑＋O↑；故答案为：2LiCO＋8MnO =====4LiMn O＋2CO↑＋
2 2 4 2 2 2 3 2 2 4 2
O↑。
2
12．铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、
硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示：
已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr O存在，在碱性介质中以CrO存在。
2
回答下列问题：
(1)煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为_______(填化
学式)。
(2)水浸渣中主要有SiO 和______________。
2
(3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是_______________。
(4)“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO 和MgNH PO 的形式沉淀，该步需要控制溶液的
3 4 4
pH≈9以达到最好的除杂效果，若pH＜9时，会导致_______________________________；pH＞9时，
会导致_____________________________。
(5)“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到VO 沉淀，VO 在pH＜1时，溶解 为 VO或
2 5 2 5
VO3+在碱性条件下，溶解为VO或VO VO 具有_______(填标号)。
，上述性质说明 2 5
A．酸性 B．碱性 C．两性
(6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(NaSO)溶液，反应的离子方程式为_____________________。
2 2 5
答案：(1)NaCrO (2)Fe O (3) SiO
2 4 2 3
(4)不能形成MgNH PO 沉淀 不能形成MgSiO 沉淀
4 4 3
(5)C (6)2Cr O＋3SO＋10H+＝4Cr3+＋6SO＋5HO
2 2 2
解析：由题给流程可知，铬钒渣在氢氧化钠和空气中煅烧，将钒、铬、铝、硅、磷等元素转化
为相应的最高价含氧酸盐，煅烧渣加入水浸取、过滤得到含有二氧化硅、氧化铁的滤渣和滤液；向
滤液中加入稀硫酸调节溶液pH将硅元素转化为硅酸沉淀，过滤得到硅酸滤渣和滤液；向滤液中加
入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液将硅元素、磷元素转化为MgSiO 和MgNH PO 沉淀，过滤得到含有
3 4 4MgSiO 、MgNH PO 的滤渣和滤液；向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH将钒元素转化为五氧化二钒，
3 4 4
过滤得到五氧化二钒和滤液；向滤液中焦亚硫酸钠溶液将铬元素转化为三价铬离子，调节溶液pH
将铬元素转化为氢氧化铬沉淀，过滤得到氢氧化铬。
(1)由分析可知，煅烧过程中，铬元素转化为铬酸钠，故答案为：NaCrO；
2 4
(2)由分析可知，水浸渣中主要有二氧化硅、氧化铁，故答案为：Fe O Fe O；
2 3 2 3
(3)由分析可知，沉淀步骤调pH到弱碱性的目的是将硅元素转化为硅酸沉淀，故答案为：SiO
；
(4)由分析可知，加入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液的目的是将硅元素、磷元素转化为MgSiO 和
3
MgNH PO 沉淀，若溶液pH<9时，会导致磷元素不能形成MgNH PO 沉淀若溶液pH>9时，会导镁
4 4 4 4
离子生成氢氧化钠沉淀，不能形成MgSiO 沉淀，导致产品中混有杂质，故答案为：不能形成
3
MgNH PO 沉淀；不能形成MgSiO 沉淀；
4 4 3
(5)由题给信息可知，五氧化二钒水能与酸溶液反应生成盐和水，也能与碱溶液发生生成盐和水
的两性氧化物，故选C；
(6)由题意可知，还原步骤中加入焦亚硫酸钠溶液的目的是将铬元素转化为铬离子，反应的离子
方程式为2Cr O＋3SO＋10H+＝4Cr3+＋6SO＋5HO，故答案为：2Cr O＋3SO＋10H+＝4Cr3+＋6SO
2 2 2 2 2
＋5HO。
2
