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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13
1.溶液中存在Na+、SO Cl－、NH、SO，加入某物质后既产生了白色沉淀，又产生了无色刺激
、
性气体，该物质可以是
A. FeCl B. KHSO C. CaO D. Ba(NO )
3 4 3 2
答案：C
解析：A．FeCl 加入，铁离子和亚硫酸根反应生成亚铁离子和硫酸根，没有沉淀，也没有气体
3
生成，故A不符合题意；
B．KHSO 加入，氢离子与亚硫酸根反应生成二氧化硫气体和水，没有白色沉淀生成，故B不
4
符合题意；
C．CaO加入，可以理解氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和硫酸根生成硫酸钙白色沉
淀，和铵根反应生成氨气，故C符合题意；
D．Ba(NO ) 加入生成硫酸钡、亚硫酸钡白色沉淀，没有气体放出，故D不符合题意。
3 2
2. 25℃时，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. pH=1的溶液中：Na+、NH、[Ag(NH)]+、NO
3 2
B. 麦芽糖溶液中：MnO Na+、SO、H+
、
C. 澄清透明的溶液中：Cu2+、Al3+、SO、NO
D. 能使甲基橙变为红色的溶液中：Fe2+、K+、Cl-、NO
答案：C
解析：A．酸性溶液中银氨离子[Ag(NH)]+不能存在，A错误；
3 2
B．麦芽糖具有还原性，与MnO H+发生氧化还原反应，不能存在，B错误；
、
C．澄清透明溶液中几种离子可以共存，C正确；
D．能使甲基橙变为红色的溶液为酸性溶液，亚铁离子和硝酸根在酸性环境下发生氧化还原反
应，不能共存，D错误；
3.下列各组粒子在水溶液中能大量共存的是。
A. NH、CHCOO－、HCO NO B. Fe3+、ClO－、Na+、SO
3 、
C. Fe2+、Al3+、[Fe(CN) ]3－、Cl－ D. Ag+、K+、NH 、NO
6 3
答案：A
解析：A．铵根离子和碳酸氢根离子发生双水解反应的程度很小，可以共存，A符合题意；
B．Fe3+和ClO-在碱性条件下可以发生反应生成Cl-和高铁酸根，不能共存，B不符合题意；
C．亚铁离子和[Fe(CN) ]3－反应生成蓝色沉淀，不能共存，C不符合题意；
6
D．氨气的水溶液显碱性，能和银离子反应，不能共存，D不符合题意；
4. 能正确表示下列反应的离子方程式的是
A. 小苏打溶液与过量盐酸混合：CO +＝CO↑+H O
+2H 2 2
B. 用铁电极电解饱和食盐水：2C1-+2H O=====Cl↑+H ↑+2OH-
2 2 2
C. Fe(NO ) 溶液中通入足量SO ：Fe3++3NO +4H O＝Fe2++3NO↑+5SO +8H+
3 3 2 +5SO2 2 3D. 硫酸铜溶液中加入过量氨水：Cu2++2NH·H O＝Cu(OH) ↓+2NH
3 2 2
答案：C
解析：A．小苏打为碳酸氢钠，离子方程式为：HCO +=CO ↑+H O，故A错误；
+H 2 2
B．铁作阳极时铁失电子，则电解反应为：Fe+2H O=====H↑+Fe(OH) ，故B错误；
2 2 2
C．Fe(NO ) 溶液中通入二氧化硫，溶液显酸性，NO
3 3 表现强氧化性，能将二氧化硫氧化成硫酸根离子，同时二氧化硫也能将
C正确；
铁离子还原为亚铁离子，离子方程式正确，故
D．硫酸铜溶液中加入过量氨水，形成配合物：Cu2++4NH·H O＝[Cu(NH )]2++4 H O，故D错
3 2 3 4 2
误；
5．下列离子方程式中，正确的是
A．金属钠投入水中：Na+HO＝Na++OH-+H ↑
2 2
B．铁氰化钾溶液检验亚铁离子时生成了蓝色沉淀：3Fe2++2[Fe(CN)]3-＝Fe [Fe(CN) ]↓
6 3 6 2
C．等体积等物质的量浓度的NH HSO 溶液与NaOH溶液混合：NH+OH-＝NH ·H O
4 4 3 2
D．KClO碱性溶液与Fe(OH) 反应制备高铁酸钾：3ClO-+2Fe(OH) ＝2FeO+3Cl-+4H++H O
3 3 2
答案：B
解析：A．金属钠投入水中：2Na+2HO＝2Na++2OH-+H ↑，故A错误；
2 2
B．铁氰化钾溶液检验亚铁离子时生成了蓝色沉淀：3Fe2++2[Fe(CN)]3-＝Fe [Fe(CN) ]↓，故B
6 3 6 2
正确；
C．等体积等物质的量浓度的NH HSO 溶液与NaOH溶液混合，NaOH先与氢离子反应：H+
4 4
+OH-=H O，故C错误；
2
D．KClO碱性溶液与Fe(OH) 反应制备高铁酸钾：3ClO-+2Fe(OH) +4OH-＝2 FeO+3Cl-
3 3
+5H O，故D错误；
2
6．下列离子反应方程式书写正确的是
A．氧化亚铁溶于稀硝酸：FeO＋2H＋＝Fe2＋＋HO
2
B．漂白粉溶液中通入少量SO ：Ca2＋＋2ClO－＋SO ＋HO＝CaSO↓＋2HClO
2 2 2 3
C．电解饱和食盐水：2Cl－＋2H＋=====Cl↑＋H↑
2 2
D．Al溶于NaOH溶液：2Al＋2OH－＋2HO＝2AlO＋3H↑
2 2
答案：D
解析：A项硝酸具有强氧化性，FeO会被氧化成Fe3+，A项错误；B项CaSO 和HClO会继续
3
反应生成CaSO，B项错误；C项水不可拆，C项错误；D项Al和NaOH反应，D项正确；答案选
4
D。
7．现有下列实验探究摩尔盐[(NH )Fe(SO )∙6HO]的化学性质。
4 2 4 2 2
实
装置 试剂a 现象
验
① 紫色石蕊溶液 溶液变红色
② BaCl 溶液 产生白色沉淀
2③ 稀硝酸溶液 溶液变黄色
④ 浓NaOH溶液 产生具有刺激性气味的气体
下列离子方程式不能准确解释相应实验现象的是
A．①中溶液变红：NH＋HO NH ∙HO＋H+、Fe2+＋2HO Fe(OH) ＋2H+
2 3 2 2 2
B．②中产生白色沉淀：Ba2+＋SO＝BaSO↓
4
C．③中溶液变黄：Fe2+＋NO +＝Fe3+＋NO ↑＋HO
＋2H 2 2
D．④中产生有刺激性气体：NH＋OH－＝NH ↑＋HO
3 2
答案：C
解析：A．铵根离子、亚铁离子水解使得溶液显酸性，酸性溶液使紫色石蕊试液变红色，能准
确解释相应实验现象，A不符合题意；
B．硫酸根离子和钡离子生成硫酸钡白色沉淀，能准确解释相应实验现象，B不符合题意；
C．亚铁离子和硝酸根离子生成铁离子和一氧化氮气体，3Fe2+＋NO +＝3Fe3+＋NO↑＋2HO，
＋4H 2
不能准确解释相应实验现象，C符合题意；
D．铵根离子和氢氧根离子生成刺激性气体氨气，能准确解释相应实验现象，D不符合题意；
8．下列指定反应的离子方程式书写正确的是
A．NO 通入NaOH浓溶液中：2NO ＋2OH－＝NO＋NO HO
2 2 ＋ 2
B．(CHCOO) Pb溶液中滴入稀硫酸：Pb2+＋SO＝PbSO ↓
3 2 4
C．NaAlO 溶液中加入少量盐酸：AlO＋4H+＝Al3+＋2HO
2 2
D．NH HSO 溶液中加入少量Ba(OH) 溶液：HSO Ba2+＋OH－＝BaSO↓＋HO
4 3 2 ＋ 3 2
答案：A
解析：A．NO 通入NaOH浓溶液中，发生歧化反应，生成NaNO 、NaNO 和水，反应的离子
2 2 3
方程式为：2NO ＋2OH－＝NO＋NO HO，A正确；
2 ＋ 2
B．(CHCOO) Pb溶液中滴入稀硫酸，醋酸铅和醋酸都是弱电解质，不能拆开，反应的离子方
3 2
程式为：Pb(CH COO) +2H++SO＝PbSO ↓+2CH COOH，B不正确；
3 2 4 3
C．NaAlO 溶液中加入少量盐酸，生成Al(OH) 等，离子方程式为：AlO+H++H O=Al(OH) ↓
2 3 2 3
，C不正确；
D．NH HSO 溶液中加入少量Ba(OH) 溶液：2HSO Ba2+＋2OH－＝BaSO↓＋2HO＋SO
4 3 2 ＋ 3 2 ，D不正确；
9．高铁酸钾(K FeO)是一种暗紫色固体，低温碱性条件下比较稳定。高铁酸钾能溶于水，微溶
2 4
于浓KOH溶液，且能与水反应放出氧气，并生成Fe(OH) 胶体，常用作水处理剂。高铁酸钾有强
3
氧化性，酸性条件下，其氧化性强于Cl、KMnO 等。工业上湿法制备KFeO 的流程如下：
2 4 2 4下列关于KFeO 的工业湿法制备工艺，说法正确的是
2 4
A．“反应”时，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：3
B．“过滤I”所得滤液中大量存在的离子有：Na+、Fe3+、Cl-、NO FeO
、
C．“转化”时，反应能进行的原因是该条件下KFeO 的溶解度比NaFeO 小
2 4 2 4
D．“过滤II”所得滤液在酒精灯外焰上灼烧，观察到火焰呈黄色，说明滤液为NaOH溶液
答案：C
解析：向碱性的KClO浓溶液中加入90%的Fe(NO ) 溶液，发生反应
3 3
2Fe(NO )+3NaClO+10NaOH＝2NaFeO+6NaNO +3NaCl+5HO，过量的饱和的KOH将NaFeO 转
3 3 2 4 3 2 2 4
化为溶解度更小的KFeO；
2 4
A．“反应”时发生反应2Fe(NO )+3NaClO+10NaOH＝2NaFeO+6NaNO +3NaCl+5HO，Cl元
3 3 2 4 3 2
素化合价降低，氧化剂是NaClO，Fe元素的化合价升高，还原剂是Fe(NO )，质的量之比为3∶2，
3 3
A错误；
B．过量NaOH，“过滤I” 所得滤液一定不存在Fe3+，B错误；
C．“转化”时，NaFeO 转化为KFeO，反应能进行的原因是该条件下KFeO 的溶解度比
2 4 2 4 2 4
NaFeO 小，C正确；
2 4
D．没透过蓝色钴玻璃，K+的火焰颜色也是黄色，滤液可能为KOH溶液，D错误；
10．下列离子方程式书写正确的是
A．向AlCl 溶液中滴加过量氨水：Al3+＋4NH ∙HO＝AlO＋4NH＋2HO
3 3 2 2
B．MgO溶于NaHSO 溶液：3MgO＋6H+＋3SO＝3MgSO ↓＋3HO
4 4 2
C．将稀硫酸加入硫代硫酸钠溶液中：SO SO＋4H+＝2SO ↑＋S↓＋2HO
2 ＋ 2 2
D．Fe与稀硝酸反应，当n(Fe)∶n(HNO)＝1∶2时，3Fe＋2NO +＝3Fe2+＋2NO↑＋4HO
3 ＋8H 2
答案：D
解析：A．氨水是弱碱，不会与生成的Al(OH) 反应，离子方程式为：Al3+＋3NH ∙HO＝
3 3 2
Al(OH) ＋3NH，A错误；
3
B．氧化镁与硫酸氢钠溶液反应生成硫酸钠、硫酸镁和水，反应的离子方程式为MgO＋2H+＝
Mg2+＋HO，B错误；
2
C．将稀硫酸加入硫代硫酸钠溶液中，反应的离子方程式为SO 2H+＝SO ↑＋S↓＋HO，C错
2 ＋ 2 2
误；
D．当n(Fe)∶n(HNO)＝1∶4时，发生的反应为Fe＋NO +＝Fe3+＋NO↑＋2HO，再增加1倍的
3 ＋4H 2
Fe时，发生的反应为2Fe3+＋Fe＝3Fe2+，铁过量，D正确。
11.高铁酸钾(K FeO)是一种集氧化、吸附、凝聚、杀菌于一体的新型高效多功能绿色净水剂，
2 4易溶于水，难溶于有机溶剂。一种以Mn、Fe及MnO 制备高铁酸钾和活性MnO 的流程如图所示：
2 2
已知：部分金属离子在溶液中沉淀的pH如下表：
金属离子 Fe3+ Fe2+ Mn2+
开始沉淀的pH 1.9 7.0 8.1
完全沉淀的pH 3.2 9.0 10.1
回答下列问题：
(1)MnO 不溶于稀硫酸，加入过量FeSO 目的是在酸性条件下将MnO 还原成稳定的Mn2+，写
2 4 2
出该反应的离子方程式___________。
(2)“调pH”操作中，调节pH的范围是___________，“滤渣”的主要成分是___________。
(3)“沉锰”操作中，温度过高会导致MnO 产率降低，原因是_____________。
2
(4)某温度下，若要从10m3c(FeO)=2.0×10-4mol·L-1的溶液中沉淀FeO (浓度降至10-5mol·L-1)，理
论上需加入Ca(OH) 固体的物质的量不少于___________mol。(已知该温度下CaFeO 的K =4.5×10-
2 4 sp
9，不考虑水解和溶液体积变化)
(5)已知锰的某种氧化物的晶胞如图所示，其中锰的化合价为________，配位数为_________。
答案：(1)MnO +2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H O (2)3.2≤pH<8.l Fe(OH)
2 2 3
(3)温度过高时，NH HCO 的分解速率加快，浓度降低，不利于沉锰 (4)6.4 (5)+2 6
4 3
解析：以Mn、Fe及MnO 制备高铁酸钾和活性MnO ，酸浸：酸性条件下FeSO ，将MnO 还
2 2 4 2
原为 Mn2+，MnO +2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H O，Mn 和Fe分别生成 Mn2+和Fe2+。氧化：HO 将
2 2 2 2
溶液中的 Fe2+氧化成 Fe3+，便于沉淀分离，反应的离子方程式为HO+2Fe2++2H+=2Fe3++2H O，溶
2 2 2
液中主要含 Fe3+，Mn2+，SO等离子。调pH：由滤渣制备KFeO，可知，Fe3+转化为 Fe(OH) ，沉
2 4 3
淀进入滤渣，Mn2+存在于滤液A中，结合表格数据可知，调节pH 的范围是 3.2≤pH<8.1。沉锰：
NH HCO 与MnSO , 反应生成 MnCO 沉淀和CO，Mn2+＋2HCO MnCO ↓＋CO↑＋HO。焙烧：
4 3 4 3 2 ＝ 3 2 2
MnCO 和O，反应生成活性MnO 和CO，2MnCO ＋O=====2MnO ＋2CO，据此分析解题。
3 2 2 2 3 2 2 2(1)酸性条件下FeSO ，将MnO 还原为 Mn2+，离子方程式为MnO +2Fe2++4H+＝Mn2++2Fe3+＋
4 2 2
2HO，故答案为MnO +2Fe2++4H+＝Mn2++2Fe3++2H O。
2 2 2
(2)由滤渣制备KFeO，可知，Fe3+转化为 Fe(OH) ，沉淀进入滤渣，Mn2+存在于滤液A中，结
2 4 3
合表格数据可知，调节pH 的范围是 3.2≤pH<8.1，故答案为3.2≤pH<8.1；Fe(OH) 。
3
(3)NH HCO 受热易分解，当温度高于 60℃，会加速NH HCO 的分解，导致MnO 产率降低，
4 3 4 3 2
故答案为温度过高时，NH HCO 的分解速率加快，浓度降低，不利于沉锰。
4 3
(4)若要将溶液中FeO的浓度从2.0×10-4mol·L-1降至10-5mol·L-1，需要加入n[Ca(OH) ]＝(2.0×10-
2
4mol·L-1－10-5mol·L-1)×1×104L＝1.9mol，当溶液中FeO浓度降至10-5mol·L-1，溶液中c(Ca2+)＝＝＝
4.5×10-4mol·L-1，n(Ca2+)＝4.5×10-4mol·L-1×1×104L＝4.5mol，共需要加入Ca(OH) 固体的物质的量不
2
少于为1.9+4.5=6.4mol，故答案为6.4。
(5)根据晶胞结构示意图，一个晶胞中含有Mn原子个数为1＋12×＝4，含有O原子个数为×8＋
×6＝4，所以该锰的氧化物化学式为MnO，所以锰的化合价为+2，位于中心的Mn的配位数为6；
故答案为+2；6。
12.锰酸锂(LiMn O)是一种锂电池的正极材料。工业上以方锰矿(主要成分为MnO，还含有少量
2 4
的Fe O、Al O、CaO、SiO))为原料制备锰酸锂的流程如下：
3 4 2 3 2
已知：i．25℃时，相关物质的K 或K 如下表：
sp b
物质 Mn(OH) Fe(OH) Fe(OH) Al(OH) Ca(OH) NH ·H O
2 2 3 3 2 3 2
K 或K 2×10-13 5×10-17 1×10-39 1×10-32 6×10-6 2×10-5
sp b
ii．离子浓度低于1x10-5mol·L-1时即为该离子沉淀完全。回答下列问题：
(1)能加快步骤①反应速率和提高锰元素浸取率的措施有___________(任写一种)。
(2)滤液1中主要含有的金属离子是___________，步骤②中加入MnO 的作用是___________
2
(3)为了使A13＋沉淀完全，步骤③中pH至少调至___________；反应Al3+(aq)+3NH·H O(aq)
3 2
Al(OH) (s)+3NH(aq)的平衡常数K=___________。
3
(4)步骤④反应未见气体生成，则反应的离子方程式为______________________________。步骤
⑤发生的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。
(5)某铁氮化合物晶体的晶胞如图所示，则该晶体的化学式为___________；若晶胞中距离最近
的两个铁原子距离为apm，阿伏伽德罗常数的值为N ，则晶体的密度为___________g/cm3(列出计
A
算式即可)。答案：(1)粉碎方锰矿(或升温、适当提高硫酸浓度等)
(2)Fe2+、Fe3+、Al3+、Mn2+ 将Fe2+氧化成Fe3+ (3)5 8×1017
(4)2Mn2++3CO O=MnCO ·Mn(OH) ↓+2HCO ∶4 (5) Fe N
+2H2 3 2 3 4
解析：由题给流程可知，方锰矿用稀硫酸酸溶时，金属氧化物与稀硫酸反应转化为硫酸盐，二
氧化硅不与稀硫酸反应，过滤得到含有硫酸钙、二氧化硅的滤渣1和含有可溶性硫酸盐的滤液1；
向滤液1中加入二氧化锰将溶液中亚铁离子氧化为铁离子后，加入氨水调节溶液的pH，将溶液中
铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝的滤渣2和含
有硫酸锰的滤液2，滤液2经离子交换、淋洗涤液洗脱后，加入碳酸铵溶液将溶液中的锰离子转化
为碱式碳酸锰沉淀，过滤得到碱式碳酸锰和滤液3，碱式碳酸锰和碳酸锂在高温条件下在空气中煅
烧制得锰酸锂，据此分析解答。
(1)能加快步骤①反应速率和提高锰元素浸取率的措施有：粉碎方锰矿(或升温、适当提高硫酸
浓度等)；
(2)由以上分析可知滤液1中含相应金属的硫酸盐，主要含有的金属离子Fe2+、Fe3+、Al3+、
Mn2+，步骤②中加入MnO 将溶液中亚铁离子氧化为铁离子；
2
(3)由分析可知，加入氨水调节溶液pH的目的是将溶液中铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢
氧化铝沉淀，而锰离子不转化为氢氧化锰沉淀，由氢氧化铝的溶度积可知，溶液中氢氧根离子不小
于=1×10-9mol/L，由氢氧化锰的溶度积可知溶液中氢氧根离子浓度不大于=1×10-6mol/L，则溶液的
nH范围为5~8，pH至少调至5；由方程式可知，反应的平衡常数K＝＝＝ 8×1017；
＝
(4)步骤④中加入碳酸铵溶液将溶液中的锰离子转化为碱式碳酸锰沉淀，反应未见气体生成，可
知生成碳酸氢根离子，反应离子方程式为：2Mn2++3CO O＝MnCO ·Mn(OH) ↓+2HCO ⑤发生
+2H2 3 2 ；步骤
的反应2LiCO＋4MnCO ∙Mn(OH) ＋3O=====4LiMn O＋6CO↑＋4HO，反应中氧化剂为氧气，
2 3 3 2 2 2 4 2 2
还原剂为MnCO ·Mn(OH) ，两者物质的量之比为3∶4；
3 2
(5)由晶胞结构可知Fe位于顶点和面心，个数为：×8＋×6＝4；N位于体心个数为1，则Fe：
N=4：1，化学式为：Fe N；晶胞中距离最近的两个铁原子距离为面对角线的一半，为a pm，则晶
4
胞边长apm，晶胞的质量＝＝g，晶胞体积＝(a×10-10)3cm3，则晶胞密度＝。
