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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21
1. 下列离子共存的判断或离子方程式书写正确的是
A. 甲基橙显黄色的溶液中可存在大量以下离子：Cu2+、K+、CO Cl－
、
B. 强酸性溶液中可存在大量以下离子：SO ClO－、Na+
、
C. 将过氧化钠投入水中：2NaO＋2HO＝4Na+＋4OH－＋O↑
2 2 2 2
D. 氨化的CaCl 溶液中通入过量CO：2NH ＋Ca2+＋CO＋HO ＝CaCO ↓＋2NH
2 2 3 2 2 3
答案：C
解析：A．甲基橙显黄色的溶液中含有大量的OH－，则Cu2++2OH-＝Cu(OH) ↓，Cu2+
2
+CO ↓，A错误；
=CuCO3
B．强酸性溶液中含有大量的H+，则SO ClO－=SO+Cl-，B错误；
+
C．将过氧化钠投入水中的离子方程式为：2NaO＋2HO＝4Na+＋4OH－＋O↑，C正确；
2 2 2 2
D．氨化的CaCl 溶液中通入过量CO 的离子方程式为：NH ∙HO＋CO＝HCO NH，D错误；
2 2 3 2 2 ＋
2.下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 中性溶液中：Fe3+、Na+、SO、NO
B. lg=10的溶液中：Na+、K+、CHCOO-、Cl-
3
C. 明矾溶液中：NH、K+、I-、Br-
D. 加入铝粉会产生H 的溶液中：Cu2+、Mg2+、NO ClO-
2 、
答案：C
解析：A．中性溶液中Fe3+会发生水解，生成氢氧化铁沉淀，不能共存，A项错误；
B．lg=10的溶液中显酸性，酸性条件下，CHCOO-与氢离子会结合，不能共存，B项错误；
3
C．明矾溶液中存在Al3+，Al3+、NH、K+、I-、Br-互不反应，能大量共存，C项正确；
D．加入铝粉会产生H 的溶液中可能显酸性也可能显碱性，酸性条件下，ClO-不能大量共存，
2
碱性条件下，Cu2+、Mg2+不能大量共存，D项错误；
3．为探究FeCl 的性质，进行了如下实验(FeCl 和NaSO 溶液浓度均为0.1mol·L-1)。
3 3 2 3
实验 操作与现象
① 在5mL水中滴加2滴FeCl 溶液，呈棕黄色；煮沸，溶液变红褐色。
3
在5mLFeCl 溶液中滴加2滴NaSO 溶液，变红褐色；再滴加K[Fe(CN) ]溶
② 3 2 3 3 6
液，产生蓝色沉淀。
在5mL Na SO 溶液中滴加2滴FeCl 溶液，变红褐色；将上述混合液分成两
2 3 3
③ 份，一份滴加K[Fe(CN) ]溶液，无蓝色沉淀生成；另一份煮沸，产生红褐色
3 6
沉淀。
依据上述实验现象，结论不合理的是
A. 实验①说明加热促进Fe3+水解反应
B. 实验②说明Fe3+既发生了水解反应，又发生了还原反应
C. 实验③说明Fe3+发生了水解反应，但没有发生还原反应D. 整个实验说明SO Fe3+的水解反应无影响，但对还原反应有影响
对
答案：D
解析：铁离子水解显酸性，亚硫酸根离子水解显碱性，两者之间存在相互促进的水解反应，同
时铁离子具有氧化性，亚硫酸根离子具有还原性，两者还会发生氧化还原反应，在同一反应体系中，
铁离子的水解反应与还原反应共存并相互竞争，结合实验分析如下：实验①为对照实验，说明铁离
子在水溶液中显棕黄色，存在水解反应Fe3++3H O Fe(OH) +3H+，煮沸，促进水解平衡正向移动，
2 3
得到红褐色的氢氧化铁胶体；实验②说明少量亚硫酸根离子加入铁离子后，两者发生水解反应得到
红褐色的氢氧化铁胶体；根据铁氰化钾检测结果可知，同时发生氧化还原反应，使铁离子被还原为
亚铁离子，而出现特征蓝色沉淀；实验③通过反滴操作，根据现象描述可知，溶液仍存在铁离子的
水解反应，但由于铁离子少量，没检测出亚铁离子的存在，说明铁离子的水解反应速率快，铁离子
的还原反应未来得及发生。
A．铁离子的水解反应为吸热反应，加热煮沸可促进水解平衡正向移动，使水解程度加深，生
成较多的氢氧化铁，从而使溶液显红褐色，故A正确；
B．在5mLFeCl 溶液中滴加2滴同浓度的NaSO 溶液，根据现象和分析可知，Fe3+既发生了水
3 2 3
解反应，生成红褐色的氢氧化铁，又被亚硫酸根离子还原，得到亚铁离子，加入铁氰化钾溶液后，
出现特征蓝色沉淀，故B正确；
C．实验③中在5mL Na SO 溶液中滴加2滴同浓度少量FeCl 溶液，根据现象和分析可知，仍
2 3 3
发生铁离子的水解反应，但未来得及发生铁离子的还原反应，即水解反应比氧化还原反应速率快，
故C正确；
D．结合三组实验，说明铁离子与亚硫酸根离子混合时，铁离子的水解反应占主导作用，比氧
化还原反应的速率快，因证据不足，不能说明亚硫酸离子对铁离子的水解作用无影响，事实上，亚
硫酸根离子水解显碱性，可促进铁离子的水解反应，故D错误。
4．某100mL溶液可能含有Na+、NH、Fe3+、CO SO、Cl－中的若干种，取该溶液进行连续实
、
验，实验过程如图(所加试剂均过量，气体全部逸出)。下列说法正确的是
A. 原溶液可能存在 Cl－和Na+
B. 原溶液一定存在CO SO和NH，一定不存在 Fe3+、Na+、Cl-
、
C. 原溶液中 c(CO是 0.01mol•L－1
)
D. 若原溶液中不存在 Na+，则c(Cl－)=0.1mol•L－1
答案：D
解析：加入氯化钡溶液，生成沉淀，一定含有碳酸根或是硫酸根中的至少一种，则该沉淀为
BaSO、BaCO 中的至少一种，沉淀部分溶解于盐酸，所以一定是BaSO、BaCO 的混合物，一定
4 3 4 3存在CO SO，硫酸钡沉淀是2.33g，n(SO)=n(BaSO )=＝＝0.01mol，n(CO＝n(BaCO)＝＝＝
、 4 ) 3
0.01mol，碳酸根和铁离子不共存，一定不存在Fe3+，所得到的滤液中加入氢氧化钠，出现气体，为
氨气，一定含有NH，n(NH)=n(NH)＝＝＝0.05mol，正电荷量为0.05mol，负电荷量为
3
0.01mol×2+0.01mol×2=0.04mol＜0.05mol，根据电荷守恒可知，一定含有Cl-，可能含有Na+，则
n(Cl-)≥0.01mol，据此分析解答。
由上述分析可知，原溶液中一定含有0.01mol SO、0.01mol CO ≥0.01molCl-，可能含有
、0.05mol NH
Na+，一定不含有Fe3+；
A．由上述分析可知，原溶液中一定含有Cl-，可能含有Na+，故A错误；
B．由上述分析可知，原溶液中一定含有SO、CO +，一定不含有Fe3+，故B正确；
，可能含有Na
C．碳酸根离子的物质的量是n(CO＝＝＝0.01mol，则c(CO＝＝＝0.1mol·L-1 ，故C错误；
) )
D．若原溶液中不存在Na+，根据电荷守恒可知，n(Cl－)=0.01mol， c(Cl－)＝＝＝0.1mol·L-1，
故D错误；
5．利用NaClO氧化尿素制备NH·H O(水合肼)，同时可制备NaSO ，制备流程如图所示：
2 4 2 2 3
已知：NH·H O有强还原性，NH·H O能与NaClO反应生成N；0.1mo1/L亚硫酸钠溶液的
2 4 2 2 4 2 2
pH约为9.5。
下列说法错误的是
A. 步骤I反应时，若产物中n(NaClO)∶n(NaClO)＝5∶1，则n(NaCl)∶n(NaClO)＝2∶1
3
B. 步骤II中须将尿素缓慢加入NaClO碱性溶液中
C. 步骤II反应的离子方程式为C1O－+CO(NH )+2OH-＝C1-+N H·H O+CO
2 2 2 4 2
D. 步骤IV中反应过程中控制溶液为碱性，有利于吸收SO
2
答案：B
解析：由流程可知，步骤I中发生Cl＋2OH－＝ClO－＋Cl－＋HO，温度过高时易发生3Cl＋
2 2 2
6OH－＝ClO＋5Cl－＋3HO ，步骤II中发生ClO－＋2OH－＋CO(NH)＝Cl－＋NH∙HO＋CO
2 2 2 2 4 2 ，且将
H∙HO氧化，步骤III中分离出碳酸钠、水合肼；步骤IV向碳
NaClO溶液逐滴滴加到尿素中，可防止过量的NaClO溶液将N2 4 2
酸钠溶液中通入SO ，反应过程中控制溶液为碱性有利于吸收SO ，将碳酸钠转化为亚硫酸钠；
2 2
A．步骤I反应时，若产物中n(NaClO)∶n(NaClO)=5∶1，假设产物中n(NaClO)=5mol，n(NaClO)
3 3
＝1mol，根据得失电子守恒可知n(NaCl)=10mol，故n(NaCl)∶n(NaClO)=2∶1，A项正确；
B．由分析可知：步骤II中将NaClO溶液逐滴滴加到尿素中，可防止过量的NaClO溶液将
NH∙HO氧化，B项错误；
2 4 2
C．步骤II反应的离子方程式为C1O－+CO(NH )+2OH-＝C1-+N H·H O+CO
2 2 2 4 2 ，C项正确；
D．由分析可知，步骤IV中反应过程中控制溶液为碱性，有利于吸收SO ，D项正确；
2
6．向30mL1.0mol·L-1的HSO 和3 mL 30%的HO 的混合溶液中加入经处理过的铁丝，铁丝表
2 4 2 2面产生气泡，随后消失，再产生气泡，再消失，周而往复，振荡周期(现象重复出现的时间间隔)为
20 s左右，可维持数小时。一种可能的反应机理为：
(a)Fe＋2H+＝Fe2+＋H↑ (b)2Fe2+＋HO＋HO＝Fe O＋4H+
2 2 2 2 2 3
(c) Fe O＋6H+＝2Fe3+＋3HO (d)2Fe3+＋H＝2Fe2+＋2H+
2 3 2 2
下列说法错误的是
A. 该振荡反应与H+浓度的变化有关 B. Fe O、Fe3+为中间产物
2 3
C. 冰水浴比室温条件下的振荡周期要短 D. 由该机理可知：产生的气体是H
2
答案：C
解析：A．四步反应的总反应为Fe＋HO＋2H+＝Fe2+＋2HO，反应物浓度影响反应速率，故
2 2 2
该振荡反应与H+浓度的变化有关，A正确；
B．Fe O、Fe3+在反应中生成又消耗，为中间产物，B正确；
2 3
C．温度越低，反应速率越慢，则冰水浴比室温条件下的振荡周期要长，C错误；
D．由该机理可知：产生的气体只能是H，D正确；
2
7．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 小苏打溶液中：K+、Na+、Br－、AlO
B. ＝1012的溶液中：[Ag(NH)]＋、K+、Cl－、NO
3 2
C. pH＝7的溶液中：NH、Fe3+、Cl－、SO
D. 水电离的c(OH－)＝1×10-13mol·L-1的溶液中：K+、Cl－、CHCOO－、Cu2+
3
答案：B
解析：A．小苏打为NaHCO ，HCO 和HO反应生成CO
3 、AlO 2 和氢氧化铝沉淀，不能大量共存，A错误；
B．＝1012＞0，即c(OH－)＞c(H+)，溶液显碱性，[Ag(NH)]＋、K+、Cl－和NO
3 2 在碱性环境下可大量共存，B正
确；
C．pH＝7的溶液，可能为NH Cl和NH ∙HO的混合溶液，则Fe3+与NH ∙HO反应生成氢氧化
4 3 2 3 2
铁沉淀，不能大量共存，C错误；
D．水电离的c(OH－)＝1×10-13mol·L-1，说明水的电离受到抑制，溶液可能为酸溶液，也可能为
碱溶液，若为酸溶液，CHCOO－与H+结合为醋酸而不能大量共存，若为碱溶液，Cu2+与OH-反应
3
生成氢氧化铜沉淀而不能大量共存，D错误；
8．在复杂的体系中，确认化学反应先后顺序有利于解决问题，下列化学反应先后顺序判断正
确的是
A. 在含Ba(OH) 、KOH的混合溶液中缓慢通入CO：KOH、Ba(OH) 、KCO、BaCO
2 2 2 2 3 3
B. 在含AlO、OH－、CO OH－、CO 、Al(OH)
的溶液中逐滴加入盐酸： 、AlO 3
C. 在含NH、Al3+、H+的溶液中逐滴加入KOH溶液：H+、Al3+、NH、Al(OH)
3
D. 在含有Fe2+、Ag+、Cu2+、H+等离子且浓度相等的溶液中加入锌粉：H+、Ag+、Cu2+、Fe2+
答案：C
解析：A．在含Ba(OH) 、KOH的混合溶液中缓慢通入CO，首先会生成碳酸钡沉淀，故氢氧
2 2
化钡首先反应，A错误；B．在含AlO、OH－、CO
的溶液中逐滴加入盐酸，氢离子首先和氢氧根离子生成水、和偏铝酸根离子生成氢氧化铝沉淀、和碳酸根离子生成碳酸
氢根离子，B错误；
C．在含NH、Al3+、H+的溶液中逐滴加入KOH溶液，氢氧根离子首先和氢离子生成水、和铝
离子生成氢氧化铝沉淀、和铵根离子生成一水合氨，再和氢氧化铝生成偏铝酸根离子，C正确；
D．在含有Fe2+、Ag+、Cu2+、H+等离子且浓度相等的溶液中加入锌粉，锌首先会置换出银离子、
铜离子，再和氢离子、亚铁离子反应，D错误；
9．关于反应2NaNH +N O＝NaN +NaOH+NH ，下列说法正确的是
2 2 3 3
A. NaN 溶液通入CO 可以得到HN (酸性与醋酸相当)
3 2 3
B. 氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1
C. NaN 既是还原产物又是氧化产物
3
D. 生成1molNaN ，共转移4mol电子
3
答案：C
解析：A．由HN 的酸性与醋酸相当可知，NaN 溶液通入二氧化碳不可能生成HN ，否则违背
3 3 3
强酸制弱酸的原理，故A错误；
B．由方程式可知，氨基钠中氮元素化合价升高被氧化，一氧化二氮中氮元素化合价降低被还
原，则氧化剂一氧化二氮和还原剂氨基钠的物质的量之比为1∶2，故B错误；
C．由方程式可知，氨基钠中氮元素化合价升高被氧化，一氧化二氮中氮元素化合价降低被还
原，则NaN 既是还原产物又是氧化产物，故C正确；
3
D．由方程式可知，氨基钠中氮元素化合价升高被氧化，一氧化二氮中氮元素化合价降低被还
原，则反应生成1molNaN ，共转移电子的物质的量为1mol××2=mol，故D错误；
3
10．下列离子方程式书写正确的是
A. 用FeS除去废水中的Hg2+：S2-+Hg2+＝HgS↓
B. 向饱和食盐水中加浓盐酸析出固体：Na+(aq)+Cl-(aq) NaCl(s)
C. 在NaS溶液中滴加NaClO溶液：S2-+ClO-+2H+＝S↓+Cl-+H O
2 2
D. 向血红色Fe(SCN) 溶液中加入过量铁粉至溶液褪色：2Fe3++Fe＝3Fe2+
3
答案：B
解析：A．FeS为沉淀不能拆，用FeS除去废水中的Hg2+：FeS+Hg2+ HgS↓+Fe2+，A错误；
B．向饱和食盐水中加浓盐酸，氯离子浓度增大，促使氯离子和钠离子析出氯化钠固体：Na+
(aq)＋Cl-(aq) NaCl(s)，B正确；
C．在NaS溶液中滴加NaClO溶液发生氧化还原反应生成硫单质和氯离子、同时生成氢氧根
2
离子：S2-+ClO-+H O＝S↓+Cl-+2OH-，C错误；
2D．Fe(SCN) 为络合物不能拆，向血红色Fe(SCN) 溶液中加入过量铁粉至溶液褪色：
3 3
2Fe(SCN) +Fe=6SCN-+3Fe2+，D错误；
3
11．化合物X由两种元素组成，某学习小组按如下流程进行实验：
已知：X可与水反应生成一种二元含氧酸，流程中X与NaOH(物质的量之比1：1)发生化合反
应得到溶液A(含4种元素)。B和D为纯净物。
请回答：
(1)X的组成元素是___________，X的化学式是___________。
(2)写出X→A的化学方程式__________________________________。
(3)写出C→D的离子方程式___________________________________。
(4)实验室制得的黄绿气体单质B含有HCl，设计实验验证___________。
答案：(1)Fe、O FeO (2)FeO ＋NaOH＝NaHFeO (3)Fe3++3OH-=Fe(OH) ↓
2 2 3 3
(4)用四氯化碳除去氯气后，再通入紫色石蕊溶液中，紫色石蕊只变红不褪色，说明Cl 含有
2
HCl
解析：C与氢氧化钠反应生成红褐色沉淀D，D灼烧生成8g红色固体E，则E是Fe O，
2 3
n(Fe O)=0.05mol；C中含有0.1molFe3+，1.12L标准状况下的黄绿色气体单质为氯气，n(Cl )＝
2 3 2
0.05mol，溶液A和盐酸发生氧化还原反应生成氯气和Fe3+，根据得失电子守恒，A中Fe元素为+4
价，流程中X与NaOH(物质的量之比1∶1)发生化合反应得到溶液A(含4种元素)，X中含有Fe、O
两种元素，X为FeO，A的化学式为NaHFeO 。
2 3
(1)根据以上分析，X的化学式是FeO，X的组成元素是Fe、O；
2
(2)FeO 与NaOH(物质的量之比1∶1)发生化合反应得到NaHFeO ，反应的化学方程式为
2 3
FeO+NaOH＝NaHFeO ；
2 3
(3)C→D是氯化铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀，反应的离子方程式Fe3++3OH－＝
Fe(OH) ↓；
3
(4)氯气易溶于四氯化碳，用四氯化碳除去氯气后，再通入紫色石蕊溶液中，紫色石蕊只变红不
褪色，说明Cl 含有HCl。
2
12．硫酸亚锡(SnSO )是应用于镀锡及铝合金表面处理的化学试剂。利用锡精矿(主要成分是
4
SnO ，含少量WO、S、Cu、Pb、Fe)制备硫酸亚锡的流程如下：
2 3已知：
①在酸性条件下，溶液中的Sn2+可被Fe3+氧化成Sn4+；
②常温下，相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表(开始沉淀的pH按金属离子浓度为
0.01mol/L计算)：
金属离子 Fe2+ Fe3+ Cu2+ Sn2+ Sn4+
开始沉淀的pH 7.5 2.1 4.7 1.7 0.3
完全沉淀的pH 95 3.5 6.7 3.7 1.3
(1)滤渣X的化学式是________。
(2)焙烧2中WO 发生反应的化学方程式是_______________________________。
3
(3)若氧化时不引入新的杂质，则足量的Y溶液与金属离子发生反应的离子方程式为________。
(4)利用表格数据，计算Sn(OH) 的K ＝________；沉锡控制溶液pH的范围是________；试剂
4 sp
Z可以是________(填字母)。
a．Ca(OH) b．Fe O c．NH HCO 溶液 d．氨水
2 2 3 4 3
(5)锡有多种同素异形体，其中白锡为四方晶系，晶胞参数a=b=0.5832nm，c=0.3181nm，灰锡
为立方晶系，晶胞参数a=0.6489nm(如图)。在低温下，白锡转化为灰锡的现象常被称为锡疫。列式
比较并说明发生“锡疫”时体积如何变化_______________________________________。
答案：(1)PbSO (2)WO +Na CO＝NaWO+CO ↑ (3)2Fe3++2H++H O= 2H O+2Fe3+
4 3 2 3 2 4 2 2 2 2
(4)1×10-56.8 1.3~2.1 cd
g∙cm-3 g∙cm-3
(5)ρ(白锡)＝ ＞ρ(灰锡)＝ ，“锡疫”时白锡变成灰锡，密度减小，体积增大
解析：锡精矿(主要成分是SnO ，含少量WO、S、Cu、Pb、Fe)在氧气中焙烧得到SO 气体，
2 3 2
Cu、Pb、Fe转化为CuO、PbO 、Fe O，焙烧2中WO 和碳酸钠发生反应，由后续除钨步骤可知
2 2 3 3
WO 转化成了NaWO，说明该过程中没有化合价的变化，则气体X为CO，焙烧后的固体水浸除
3 2 4 2
钨，过滤后的滤渣用硫酸溶解，CuO、PbO 、Fe O 转化为硫酸铜、硫酸铁、硫酸锡，硫酸铅溶于
2 2 3
水，滤渣X为PbSO ，根据已知信息①，溶液中的Sn2+可被Fe3+氧化成Sn4+，在加入碳酸氢铵溶液
4调节pH沉锡，得到的固体在硫酸中溶解，再加入Sn单质将Sn4+还原为Sn2+得到SnSO ，以此解答。
4
(1)酸溶之前的步骤中，已经把S、W除去了，加入硫酸溶解时，硫酸铜、硫酸铁、硫酸锡都是
可溶于水的，但硫酸铅难溶于水，所以滤渣X就是硫酸铅PbSO 。
4
(2)焙烧2中WO 和碳酸钠发生反应，由后续除钨步骤可知WO 转化成了NaWO，说明该过程
3 3 2 4
中没有化合价的变化，则气体X为CO，化学方程式为：WO+Na CO=Na WO+CO ↑。
2 3 2 3 2 4 2
(3)氧化步骤是的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，Y是能把Fe2+氧化成Fe3+的物质，且不引入新的杂
质，则Y为HO，该过程的离子方程式为：2Fe3++2H++H O= 2H O+2Fe3+。
2 2 2 2 2
(4)由表格数据可知，c(Sn4+)=0.01mol/L的溶液中，当pH=0.3时，Sn4+开始沉淀生成Sn(OH)，
4
()4
则Sn(OH) 的K ＝c4(OH－)c(Sn4+)＝ ×0.01＝1×10-56.8；要能使Sn4+全部沉淀，还不能沉淀其它离子，
4 sp
根据表格信息，沉淀pH应在1.3~2.1范围内；Z用碳酸氢铵溶液或氨水最合适，碳酸氢根或一水合
氨可以和氢离子反应，消耗溶液中的氢离子，达到调pH的目的；a的碱性太强，很容易使溶液pH
过高，b是固体，可能会和沉淀出来的氢氧化锡混在一起，引入杂质，故选cd。
g∙cm-3
(5)由白锡晶胞结构可知，其中Sn原子的个数为8×＋4×＋1＝4，密度为ρ(白锡)＝ ，由灰
g∙cm-3
锡的晶胞结构可知，其中Sn原子的个数为8×＋6×＋4＝8，密度为ρ(灰锡)＝ ，则ρ(白锡)＝
g∙cm-3 g∙cm-3
＞ρ(灰锡)＝ ，“锡疫”时白锡变成灰锡，密度减小，体积增大。
