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专题突破卷 03 金属及其化合物
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一项是符合题目要求的）
1．明代《天工开物》记载“火法”冶炼锌：“每炉甘石十斤，装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼垫
盛，其底铺薪，发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅也”(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，泥罐中掺有
煤炭)。下列说法不正确的是( )
A．倭铅是指金属锌和铅的混合物
B．煤炭中起作用的主要成分是C
C．冶炼Zn的化学方程式：ZnCO ＋2C=====Zn＋3CO↑
3
D．该冶炼锌的方法属于热还原法
【答案】A
【解析】由题意可知，倭铅是指金属锌，不是混合物，故A错误；煤炭的主要成分是碳，反应中碳作还原
剂，故B、C、D均正确。
2．中国银行发行的中国航天普通纪念币，面额为10元，直径为27毫米，材质为双色铜合金。下列关于合
金的叙述不正确的是( )
A．铜合金和单质铜一样，具有良好的导电性、导热性和延展性
B．铜合金的硬度比单质铜大
C．铜合金的熔点比单质铜低
D．该纪念币能完全溶解于稀硫酸中
【答案】D
【解析】合金有别于成分金属的特性是熔点低、硬度大，共性是具有金属的物理通性，但是化学性质没有
改变，故D项错误。
3．（2023·江苏南京期末）下列有关金属冶炼的说法不正确的是（ ）
A. 制Na：电解饱和NaCl溶液
B. 制Mg：电解熔融MgCl
2
C. 制Fe：用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中的铁的氧化物
D. 制Cu：熬胆矾铁釜，久之亦化为铜
【答案】A
【解析】Na 为活泼金属，能与水反应生成氢氧化钠和氢气，所以制Na 时不能电解饱和NaCl 溶液，应
电解熔融NaCl，故A 说法不正确。
4．下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )
A．Fe粉具有还原性，可用作抗氧化剂B．Fe O 粉末呈红棕色，可用于制取铁盐
2 3
C．Fe (SO ) 易溶于水，可用作净水剂
2 4 3
D．FeCl 溶液呈酸性，用于蚀刻铜电路板
3
【答案】A
【解析】Fe O 粉末呈红棕色，可用于制取染料，B错误；Fe3＋水解生成氢氧化铁胶体，可用作净水剂，C
2 3
错误；FeCl 溶液具有氧化性，用于蚀刻铜电路板，D错误。
3
5．（2024·北京师范大学附属中学高三统练）关于离子化合物 和 ，下列说法不正确的是
A． 、 中均含有非极性共价键
B． 、 中阴、阳离子个数比均为
C． 、 与水反应时水均不作氧化剂或还原剂
D．相同物质的量的 和 与足量的水反应，所得气体的物质的量
【答案】B
【解析】在 中，两个氧原子之间形成的是非极性共价键，在 中，两个碳原子之间形成的是非极
性共价键，A正确；在 中，阴离子是 ，阳离子是Na+，其阴、阳离子个数比1：2，而在
中，阴离子是 ，阳离子是Ca2+，它的阴、阳离子个数比1:1，B错误； 与水反应时 既是氧
化剂又是还原剂，水只是提供了反应的环境。而 中化合价不变，是非氧
化还原反应，水均不作氧化剂或还原剂，C正确； ， 根据反应的比例关系，
2mol 与足量水反应生成1molO ，而2mol 与水反应生成2molC H，所以相同物质的量的
2 2 2
和 与足量的水反应，所得气体的物质的量 ，D正确。
6．（2024·广西高三4月模拟）实验改进与优化应遵循科学性、易操作性、安全性的原则，提升化学实验效率。下列有关实验改进分析不正确的是
A．使用恒压滴液漏斗可防止浓氨水污染环境，并使漏斗内液体顺利流下
B．用点燃的木条靠近肥皂泡，听到爆鸣声，可检验产物中有氢气
C．利用该装置可制取 ，并进行 性质的探究实验
D．利用该装置可较长时间看到白色絮状沉淀
【答案】C
【解析】恒压滴液漏斗为密闭装置且能平衡压强，使用恒压滴液漏斗可防止浓氨水污染环境，并使漏斗内
液体顺利流下，A正确；氢气具有可燃性，和氧气混合点燃容易爆炸；用点燃的木条靠近肥皂泡，听到爆
鸣声，可检验产物中有氢气产生，B正确；铜和浓硫酸需要加热才能反应生成二氧化硫，C错误；装置A
中生成氢气排净装置中空气且生成硫酸亚铁，一段时间后关闭a，A中压强变大，硫酸亚铁被压入B中生
成氢氧化亚铁沉淀，利用此装置可较长时间看到白色絮状沉淀，D正确。
7．（2023·辽宁本溪开学考）元素的“价-类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工
具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质类别为横坐标所绘制的二维平面图像。铁元素的“价-类”
二维图如图所示，其中箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法错误的是（ ）A. Fe O 是一种红棕色的氧化物，可由Fe、水蒸气在高温条件下反应制得
3 4
B. 为实现Fe2+向Fe3+的转化，可向含Fe2+的溶液中加入新制氯水
C. 工业上用CO还原Fe O 炼铁，该反应不属于置换反应
2 3
D. 维生素C能将Fe3+转化为Fe2+，该过程中维生素C表现还原性
【答案】A
【解析】Fe O 是一种黑色的氧化物，可由Fe、水蒸气在高温条件下反应制得，A错误；Fe2+转化成
3 4
Fe3+，铁元素的化合价升高，需要加入新制氯水等氧化剂才能实现转化，B正确；置换反应是一种单质与
一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应，工业上用CO 还原Fe O 炼铁的反应不属于
2 3
置换反应，C正确；维生素C 能将Fe3+ 还原为Fe2+，该过程中维生素C 表现还原性，D正确。
8．(2024·湖南永州模拟)自来水厂利用铁屑及FeCl 溶液处理泄漏的Cl。下列有关说法不正确的是( )
2 2
A．Cl 和水反应的离子方程式为HO＋ClHClO＋H＋＋Cl－
2 2 2
B．吸收泄漏氯气的离子方程式为2Fe2＋＋Cl===2Cl－＋2Fe3＋
2
C．铁屑的作用是将FeCl 还原为FeCl ，使吸收液获得再生
3 2
D．铁屑耗尽时溶液中可能大量存在：Fe2＋、Fe3＋、ClO－、Cl－
【答案】D
【解析】溶于水的Cl 部分与水反应生成HCl和HClO，该反应是可逆反应，HClO是弱酸，A正确；泄漏
2
的Cl 被FeCl 溶液吸收，反应生成FeCl ，离子方程式为2Fe2＋＋Cl===2Cl－＋2Fe3＋，B正确；吸收Cl 后
2 2 3 2 2
FeCl 转化为FeCl ，铁屑可将FeCl 还原为FeCl ，使吸收液获得再生，C正确；Fe2＋具有还原性，ClO－具
2 3 3 2
有较强氧化性，二者发生氧化还原反应，不能大量共存，D错误。
9．某研究性学习小组从腐蚀印刷电路板的废液（含有FeCl 、FeCl 、CuCl ）中回收铜并制备氯化铁晶
2 3 2体，设计流程如下：
下列说法正确的是( )
A．试剂a是铁、试剂b是稀硫酸
B．操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都用到玻璃棒引流
C．若试剂c是双氧水和盐酸，相应的离子反应为2Fe2＋＋HO＋2H＋===2Fe3＋＋2HO
2 2 2
D．用酸性KMnO 溶液可检验溶液W中是否含有Fe2＋
4
【答案】C
【解析】由分析知试剂b为盐酸，若用硫酸，则会引入杂质SO，A错误；操作Ⅰ、Ⅱ为过滤，需用玻璃棒
引流液体，操作Ⅲ涉及蒸发操作，需用玻璃棒搅拌，防止液体飞溅，B错误；HO 可将Fe2＋氧化为Fe3＋，
2 2
根据电荷守恒添加H＋配平，相应离子方程式为2Fe2＋＋HO＋2H＋===2Fe3＋＋2HO，C正确；溶液W中过
2 2 2
量的盐酸与KMnO 也反应，故此处不能用KMnO 检验Fe2＋，D错误。
4 4
10．（2023·江苏徐州期末）铜是人类祖先最早应用的金属，目前工业上生产铜的主要方法为火法冶炼铜，
部分工业流程如图所示。下列化学方程式或离子方程式书写正确的是（ ）
A. 制印刷电路板：Fe3++Cu Fe+Cu2+
B. 电解精炼铜时阳极的电极反应式为Cu2++2e− Cu
高温
C. 生产粗铜时发生的化学反应可能有Cu S+2CuO 4Cu+SO ↑
2 2
D. 青 铜 器 产 生 铜 绿 的 过 程 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为
2Cu+3H O+CO Cu (OH) CO +2H
2 2 2 2 3 2
【答案】C
【解析】制印刷电路板时Cu 与Fe3+ 反应的离子方程式为2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+，A项 错 误 ； 电 解 精 炼 铜 时 粗 铜 为 阳 极 ， 精 铜 为 阴 极 ， 阴 极 的 电 极 反 应 式 为
Cu2++2e− Cu，B项错误；生产粗铜时，Cu S与O 在高温条件下反应可生成CuO
2 2
和SO ，CuO可能与未反应的Cu S 在高温条件下反应生成Cu 和SO ，可能发生的反应为
2 2 2
高温
Cu S+2CuO 4Cu+SO ↑ ，C项正确；金属活动性顺序中Cu 在H 的后面，青铜器不可能发
2 2
生析氢腐蚀，青铜器可以发生吸氧腐蚀，青铜器产生铜绿的过程中发生反应的化学方程式为
2Cu+O +H O+CO Cu (OH) CO ，D项错误。
2 2 2 2 2 3
11．（2024·陕西铜川王益中学高三模拟预测）下列实验操作及现象正确且能得出结论或达到预期实验目的
的是
选
实验操作及现象 预期实验目的或结论
项
证明蛋白质在某些无机盐溶液作
A 向鸡蛋清溶液中加入饱和氯化铵溶液，有沉淀析出
用下发生变性
用洁净干燥的玻璃棒分别蘸取 溶液和 溶液，滴在
B 溶液的酸性更强
pH试纸上，与标准比色卡比较，测得 溶液对应的pH更小
取少量 固体样品溶于蒸馏水，加入足量稀盐酸，再加入
C 证明 固体样品已变质
足量 溶液，有白色沉淀产生
室温下，向一定量饱和 溶液中通入足量 气体，观察 室温下固体在水中的溶解度：
D
到有晶体析出
【答案】C
【解析】向鸡蛋清溶液中加入饱和氯化铵溶液，有沉淀析出，再把沉淀加入蒸馏水中，沉淀会重新溶解，
说明蛋白质在某些无机盐溶液作用下发生了盐析，A错误； 溶液本身呈蓝色，会干扰pH试纸的颜
色，B错误；溶流中先加入足量稀盐酸，再加入足量 溶液后，有白色沉淀产生，说明生成了不溶于
盐酸的 沉淀，证明 固体样品已变质，C正确；向饱和 溶液中通入 ，反应过程中消耗了溶剂水，生成 的质量比消耗 的质量大，即使有晶体析出，也不能充分说明
溶解度比 大，D错误。
12．向含a g HNO 的稀溶液中，加入b g铁粉充分反应后全部溶解。已知有 g HNO 被还原，则a∶b不可
3 3
能是( )
A．2∶1 B．3∶1
C．4∶1 D．9∶2
【答案】A
【解析】满足条件的反应为Fe＋4HNO(稀)===Fe(NO)＋NO↑＋2HO ①
3 3 3 2
3Fe＋8HNO(稀)===3Fe(NO)＋2NO↑＋4HO ②
3 3 2 2
满足方程①的a∶b＝(4×63)∶56＝9∶2，
满足方程②的a∶b＝(8×63)∶(3×56)＝3∶1。
介于方程①②之间即3≤≤4.5的都行。 只有A不符合。
13．工业上以粗盐(含Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质)为主要原料，采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥NH Cl，
4
实验室模拟工艺流程如图甲所示。
下列说法正确的是( )
A．饱和食盐水中先通入的气体为CO
2
B．流程图中的“系列操作”中一定需要使用玻璃棒
C．如图乙所示装置可以比较NaCO 和NaHCO 晶体的热稳定性
2 3 3
D．对粗盐溶液除杂可依次加入过量NaOH、NaCO、BaCl 溶液，过滤后再加入盐酸调节溶液的pH
2 3 2
【答案】B
【解析】A项，二氧化碳在水中溶解度较小，氨气溶解度较大，故应先通入氨气，使溶液为碱性溶液，再
通入二氧化碳，可以达到实验目的，错误；B项，从溶液中得到固体，需要加热浓缩、冷却结晶、过滤等
操作，因此流程图中的“系列操作”中一定需要玻璃棒搅拌、引流等，正确；C项，NaCO 加热不易分
2 3
解，NaHCO 晶体加热容易分解，故小试管中盛放NaHCO ，大试管中盛放NaCO ，错误；D项，除去粗
3 3 2 3
盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO及泥沙，可以依次加过量BaCl 除去SO，然后加NaOH除去Mg2＋，用NaCO 除
2 2 3
去Ca2＋和过量的Ba2＋，盐酸要在最后加入，除去过量的NaOH和NaCO，错误。
2 3
14．(2024·安徽安庆第一中学高三6月热身考试)软磁材料 可由阳极渣和黄铁矿 制得。阳极渣的主要成分为 且含有少量Pb、Fe、Cu等元素的化合物。制备流程如下。
25℃时， 。下列说法错误的是
A．X可为稀硫酸
B．滤渣2成分是 和
C．“酸浸”时 中的铁元素转化为 ，该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为3:2
D．利用 替代CaO可优化该流程
【答案】B
【解析】黄铁矿 和阳极渣加稀硫酸酸浸，发生氧化还原反应，过滤，滤渣1为S、PbSO ，滤液中加
4
HO 和CaO，其中CaO调溶液pH，将Fe3+和Cu2+转化为Fe(OH) 和Cu(OH) 沉淀，过滤，滤液中加MnF
2 2 3 2 2
沉淀Ca2+，过滤得到含MnSO 的滤液，然后经过一系列处理得MnO。MnO 具有较强氧化性， 具有
4 3 4 2
较强还原性，据流程图可知，后续操作得到MnSO ，所以X可为稀硫酸，A正确；滤液中加CaO调溶液
4
pH，将Fe3+和Cu2+转化为Fe(OH) 和Cu(OH) 沉淀，由于CaSO 微溶，所以滤渣2的成分是 、
3 2 4
CaSO 和Fe(OH) ，B错误； “酸浸”时 中的铁元素转化为 ，MnO 被还原为MnSO ，反应的离
4 3 2 4
子方程式为 ，所以该反应中氧化剂与还原剂物质的量
之比为3:2，C正确；利用 替代CaO可避免引入杂质Ca2+，即可优化该流程，D正确。
15．(2024·辽宁省实验中学调研)一块11.0 g的铁铝合金，加入一定量的稀硫酸后合金完全溶解，然后加
HO 至溶液中无Fe2＋存在，加热除去多余的HO ，当加入200 mL 6 mol·L－1NaOH溶液时沉淀量最多，且
2 2 2 2所得沉淀质量为26.3 g，设N 为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A
A．该合金中铁的质量为5.6 g
B．所加稀硫酸中含1.2 mol HSO
2 4
C．合金与稀硫酸反应共生成0.45 mol H
2
D．该合金与足量氢氧化钠溶液反应，转移的电子数为0.3N
A
【答案】A
【解析】根据题意，加入HO 完全反应后溶液中的金属离子为Fe3＋和Al3＋，要使得沉淀量最大，则加入
2 2
NaOH溶液后刚好生成Fe(OH) 和Al(OH) ，设合金中Fe的物质的量为x mol，Al的物质的量为y mol，则
3 3
56x＋27y＝11.0,107x＋78y＝26.3，联立两个方程可解得x＝0.1，y＝0.2，即Fe的质量为5.6 g，Al的质量为
5.4 g。由上述分析知，A正确。根据题意，沉淀量最多时溶质只有硫酸钠，则所加硫酸的物质的量为＝0.6
mol，B错误。根据反应Fe＋HSO ===FeSO＋H↑、2Al＋3HSO ===Al(SO )＋3H↑，0.1 mol Fe完全反应
2 4 4 2 2 4 2 4 3 2
生成0.1 mol氢气，0.2 mol Al完全反应生成0.3 mol氢气，共生成0.4 mol氢气，C错误。该合金与足量
NaOH溶液发生反应2Al＋2NaOH＋2HO===2NaAlO ＋3H↑，转移的电子的物质的量为 0.2 mol×3＝0.6
2 2 2
mol，即转移的电子数为0.6N ，D错误。
A
二、非选择题（本题包括4小题，共55分）
16．（14分）（2024·天津第四中学模拟）硫酸亚铁是重要的化工原料
Ⅰ．(1)由 溶液制备硫酸亚铁晶体的方法是 。检验晶体中 是否完全变质，将晶体
溶于水，加 (填试剂)。
(2) 溶液与过量的 溶液混合，可以得到含 的浊液，离子方程式是 。
Ⅱ．氧化铁黄(FeOOH)是一种黄色颜料，具有非常好的耐光性和耐碱性，是氧化铁的一水合物。以
为原料制备FeOOH的流程如下：
回答下列问题：
(3)若在实验室完成上述制备，不需要使用的仪器是 。(4)“氧化”时，溶液pH变化记录如下图所示。
① 时段，pH快速下降的原因是反应生成了FeOOH和 ，该反应的化学方程式为 。
② 时段，经历的反应为 ，该过程pH继续平缓下降的原因可能是
。
(5)判断流程中产品洗涤干净的方法是 。
(6)氧化铁黄(FeOOH)纯度可以通过产品的耗酸量确定，如下图所示。
已知： ， 不与稀碱液反应。
①在溶液c中滴加NaOH标准溶液，使用的指示剂为 。
②若实验时加入了 的 ，消耗 ，设氧化铁黄的摩尔质量为 ，则氧化铁黄样
品纯度为 (用含w、 、 、M的代数式表示)。
③测定时，若滴入 不足量，会使实验结果 (选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)隔绝空气中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥（1分） 溶液（1分）
(2) （2分）
(3)D（1分）
(4) ① （2分） ②反应生成的 水解缓慢产生 （1分）(5)取最后一次洗涤液，加入 溶液，未出现浑浊，则洗涤干净（2分）
(6) ①酚酞溶液（1分） ② （2分） ③偏小（1分）
【解析】（1）Fe2+容易被氧化，所以由 溶液制备硫酸亚铁晶体必须隔绝空气，方法是隔绝空气中蒸
发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥；检验晶体中 是否完全变质，即检验是否还有Fe2+，方法是将
晶体溶于水， 溶液，观察溶液是否产生蓝色沉淀。（2） 溶液与过量的 溶液
混合，可以得到含 的浊液，离子方程式是： 。（3）上述实验室制
备过程需要过滤、洗涤、干燥，所以不需要用到的是蒸发皿，选D。（4）① 时段，pH快速下降的原
因是反应生成了FeOOH和 ，该反应的化学方程式为: ；②
时段，经历的反应为 ，由于反应生成Fe3+，该过程pH继续平缓
下降的原因可能是反应生成的 水解缓慢产生 。（5）判断流程中产品是否洗涤干净即检验是否含有
，方法是：取最后一次洗涤液，加入 溶液，未出现浑浊，则洗涤干净。（6）①在溶液c中滴加
NaOH标准溶液，该过程是硫酸与NaOH的反应，所以使用的指示剂为酚酞溶液；②根据分析可知，氧化
铁黄与硫酸反应的转化关系：2FeOOH~3H SO ，剩余硫酸与NaOH反应的转化关系：HSO ~2NaOH，若
2 4 2 4
实验时加入了 的 ，消耗 ，设氧化铁黄的摩尔质量为 ，则氧化铁黄样品纯
度为 = ；③测定时，若滴入 不足量，会导致溶
液中还有Fe3+，使消耗的NaOH偏多，使结果偏小。
17．（12分）(2024·湖南邵阳检测)镁及其化合物在现代工业、国防建设中有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的________，还生成少量的________(填化学式)。
(2)CH MgCl是一种重要的有机合成试剂，其中镁的化合价为________，CHMgCl水解时除生成甲烷外，
3 3
还生成一种碱和一种盐。写出该反应的化学方程式：
_______________________________________________________________________。
(3)现有一块Al－Mg合金，将其置于烧杯中。若加入20 mL 1 mol·L－1 NaOH溶液，恰好完全反应生成n
1
mol H。若加入20 mL 1 mol·L－1盐酸，则生成n mol H。计算n－n＝________。
2 2 2 1 2
(4)Mg(OH) 是常用的阻燃材料。以白云石(CaCO 、MgCO ，不考虑杂质)为原料制备Mg(OH) 和CaCO 的
2 3 3 2 3
工艺流程如下：
①相同条件下，溶解度：Ca(OH) ________(填“>”或“<”)Mg(OH) 。
2 2
②“煅烧”时称取27.6 g白云石，高温加热到质量不再变化，收集到 6.72 L(标准状况下)CO ，若工艺中不
2
考虑Ca、Mg损失，则Mg(OH) 和CaCO 的质量分别为______、________。
2 3
【答案】(1)MgO（1分） MgN（1分）
3 2
(2)＋2（1分） 2CHMgCl＋2HO===2CH ↑＋MgCl ＋Mg(OH) ↓（2分）
3 2 4 2 2
(3)0.02（2分）
(4)①>（1分）②8.7 g（2分） 15 g（2分）
【解析】(1)镁既能在氧气中燃烧又能在氮气中燃烧，氧气的氧化性比氮气的强，所以单质镁在空气中燃烧
的主要产物是白色的MgO，还生成少量的MgN 。(2)CH MgCl是一种重要的有机合成试剂，根据化合物
3 2 3
中各元素化合价代数和为0知，镁的化合价为＋2，CHMgCl水解时除生成甲烷外，还生成一种碱和一种
3
盐，则该碱一定是氢氧化镁，该盐一定是氯化镁，该反应的化学方程式为 2CHMgCl＋2HO===2CH ↑＋
3 2 4
MgCl ＋Mg(OH) ↓。(3) 20 mL 1 mol·L－1 NaOH溶液中含有0.02 mol NaOH，
2 2
2Al＋2NaOH＋2HO===2NaAlO ＋3H↑，故0.02 mol NaOH参加反应可生成0.03 mol H ，n ＝0.03。20 mL
2 2 2 2 1
1 mol·L－1盐酸中含有0.02 mol HCl，与金属反应产生的n(H )＝n(H＋)＝n(HCl) ＝0.01 mol，即n＝0.01，故
2 2
n －n ＝0.03－0.01＝0.02。(4)① 氢氧化钙微溶于水，氢氧化镁难溶于水，所以相同条件下，溶解度
1 2
Ca(OH) >Mg(OH) 。②“煅烧”时称取27.6 g白云石，高温加热到质量不再变化，收集到6.72 L(标准状况
2 2
下)CO ，则CO 的物质的量为0.3 mol，由碳原子守恒可得，n(CaCO)＋n(MgCO )＝0.3 mol,100 g·mol－
2 2 3 3
1×n(CaCO)＋84 g·mol－1×n(MgCO )＝27.6 g，解得n(CaCO)＝0.15 mol，n(MgCO )＝0.15 mol，若工艺中不
3 3 3 3
考虑Ca、Mg损失，则Mg(OH) 的质量为58 g·mol－1×0.15 mol＝8.7 g、CaCO 的质量为100 g·mol－1×0.15
2 3
mol＝ 15 g。
18．（15分）（2024·北京师范大学附属中学高三三模）某小组同学探究高铁酸钾(K FeO)的制备条件及性
2 4质。
资料：KFeO 为紫色固体，有强氧化性，酸性条件下分解放出气体，微溶于KOH溶液。
2 4
Ⅰ：KFeO 的制备(夹持和加热装置已略)
2 4
(1)装置A中产生Cl 的离子方程式是 。
2
(2)C中得到紫色固体和紫色溶液，写出C中Cl 发生的反应：
2
和 。
(3)实验表明：C中 和KOH的用量对KFeO 的产率有影响。
2 4
实验序号 试剂 C中实验现象
ⅰ 和少量KOH 无明显现象
ⅱ 和过量KOH 得到紫色溶液和紫色固体
注：上述实验中，溶液总体积、 的物质的量、Cl 的通入量均相同。
2
结合电极反应式，分析实验ⅰ和实验ⅱ现象不同的原因可能是 。
Ⅱ：探究KFeO 的性质
2 4
实验ⅲ：取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a。
取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。
(4)根据气体中有Cl 生成，得出：氧化性KFeO>Cl，是否合理？理由是 。
2 2 4 2
(5)a溶液变红可知a中含有 离子，但该离子的产生不能判断一定是KFeO 将 氧化，还可能由
2 4
产生(用离子方程式表示)。
(6)实验ⅳ：用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将KFeO 溶出，得到紫色溶液b．取少量
2 4
b，滴加盐酸，有Cl 产生。该方案可证明KFeO 氧化了 。用KOH溶液洗涤的目的是 。
2 2 4(7)实验反思
①实验一中装置B的作用是 。
②实验一中得到紫色溶液后，持续通入Cl，观察到溶液紫色变浅。解释可能原因 。
2
【答案】(1) （2分）
(2)Cl +2KOH=KCl+KClO+H O（2分）
2 2
(3)电极方程式为：Fe(OH) +5OH-+3e-= +4H O，实验ⅱ中过量KOH碱性较强，增强+3价铁的还原性
3 2
（2分）
(4)不合理，溶液的酸碱性会影响物质的氧化性强弱（2分）
(5)4 +20H+=3O ↑+4Fe3++8H O（2分）
2 2
(6)使KFeO 稳定溶出，并除去KFeO 固体附着的ClO-，防止ClO-与Cl-在酸性条件下反应生成Cl，避免
2 4 2 4 2
ClO-干扰实验（2分）
(7) ①除去挥发的HCl （1分） ②通入氯气后，发生反应：
Cl+2OH-=Cl-+ClO-+H O，溶液碱性减弱，进而导致KFeO 转化为其它物质（2分）
2 2 2 4
【解析】由实验装置可知，A中浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，B中饱和食盐水可除去挥发的HCl,C中
KOH、氢氧化铁、氯气反应生成KFeO，D中NaOH吸收尾气。（1）装置A中二氧化锰和浓盐酸加热反
2 4
应生成氯化锰、水和Cl，离子方程式是 。（2）C中得到紫色固体和
2
紫色溶液，C中发生的反应有： 和
Cl+2KOH=KCl+KClO+H O。（3）氧化反应中，Fe元素由+3价上升到+6价，根据得失电子守恒和电荷守
2 2
恒配平电极方程式为：Fe(OH) +5OH-+3e-= +4H O，实验ⅱ中过量KOH碱性较强，增强+3价铁的还
3 2
原性，因此与少量KOH实验的现象不同。（4）制备KFeO 的反应为
2 4
3Cl+2Fe(OH) +10KOH=2K FeO+6KCl+8H O，Cl 是氧化剂，KFeO 是氧化产物，则氧化性：Cl＞
2 3 2 4 2 2 2 4 2
KFeO，方案Ⅱ反应的氧化性：KFeO＞Cl，二者相反，对比两个反应的条件，制备KFeO 在碱性条件
2 4 2 4 2 2 4
下，方案Ⅱ在酸性条件下，说明溶液的酸碱性的不同会影响物质氧化性的强弱。（5）KFeO 在酸性溶液
2 4
中快速产生O 和Fe3+，产生的Fe3+干扰了实验检验，反应为4 +20H+=3O ↑+4Fe3++8H O。（6）KFeO
2 2 2 2 4在碱性溶液中较稳定，并且固体表面附有ClO-，加入盐酸时ClO-能与盐酸反应生成的Cl，所以用KOH溶
2
液洗涤的目的是使KFeO 稳定溶出，并除去KFeO 固体附着的ClO-，防止ClO-与Cl-在酸性条件下反应生
2 4 2 4
成Cl，避免ClO-干扰实验。（7）①用浓盐酸制取氯气，由于盐酸易挥发，制取的氯气中混有HCl杂质气
2
体，实验一中装置B的作用是除去挥发的HCl；向实验Ⅱ所得紫色溶液中继续通入Cl，观察到溶液紫色变
2
浅，试解释其可能的原因是通入氯气后，发生反应：Cl+2OH-=Cl-+ClO-+H O，溶液碱性减弱，进而导致
2 2
KFeO 转化为其它物质。
2 4
19．（14分）（2024·北京第十四中学高三三模）．I、工业废水中的氨氮和烟气用多种方法进行处理，使
废水和烟气达标后排放。
(1)氨氮( 和 )胶水的处理过程中加 溶液，调节 至9后，升温至 ，通空气将氨赶
出并回收。
①用离子方程式表示加 溶液的作用： 。
②用化学平衡原理解释通空气的目的： 。
(2)氧化法处理烟气中的 。用 溶液将 氧化为 ，实现烟气中 的脱除、向
溶液中加入硫酸，研究初始 对 脱除率的影响，结果如下。
已知：NO 脱除率= ×100%
x
a、不用盐酸调节 溶液初始 的原因是 。
b、 时，从物质性质角度分析 脱除率随溶液初始 升高而增大的可能原因： 。
时、随温度升高， 脱除率有所下降，可能原因为： 。Ⅱ、回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(除 外，还含有 箔、少量不溶于酸碱的导电剂)中的资源，
部分流程如图：
(3)从“正极”可以回收的金属有 。
(4)“碱溶”时 箔溶解的离子方程式 。
(5)“酸浸”时产生标准状况下 ，被氧化的 。(杂质不与 反应)
(6)实验测得滤液②中 ，加入等体积的 溶液后， 的沉降率到 。则滤液③中
。
(7)磷酸亚铁锂电池总反应为： ，电池中的固体电解质可传导 。充
电时， 移向 (填“阳极”或“阴极”)；放电时，正极反应式为 。
(8)磷酸亚铁锂电池中铁的含量可通过如下方法测定：称取 试样用盐酸溶解，在溶液中加入稍过量的
溶液，再加入 饱和溶液，用二苯胺磺酸钠作指示剂，用 重铬酸钾溶液滴定至溶液
由浅绿色变为蓝紫色，消耗重铬酸钾溶液 。
已知：
①实验中加入 饱和溶液的目的是 。
②磷酸亚铁锂电池中铁的含量为 。【答案】(1) ① （1分） ②氨水电离是可逆反应，将生成的氨气带走，即减少
生成物，可以使化学平衡向正反应方向移动，即更多的生成氨气，因而促进了氨水电离（1分）
(2)盐酸是还原性酸，能与 NaClO发生氧化还原反应，因此不能用盐酸调节NaClO溶液的 pH（1分）
反应初始阶段随pH升高，H+浓度减小，有利于平衡2NO +ClO-+H O 2 + Cl-+2H+正向移动，从而提
2 2
高 脱除率（1分） 随温度升高，HClO会发生分解，NaClO的浓度减小， 脱除率有所下降
（1分）
(3)Li、Fe、Al（1分）
(4)2Al+2OH-+2H O=2 +3H ↑（1分）
2 2
(5)0.3（1分）
(6)4（1分）
(7)阴极（1分） Li FePO +xLi++xe-=LiFePO （1分）
1-x 4 4
(8) ①将溶液中过量的 Sn2+转化为稳定的络离子 ，防止干扰Fe2+的测定（1分） ②28.8%（2
分）
【解析】废旧磷酸亚铁锂电池正极片主要为Al箔、LiFePO 活性材料、少量不溶于酸碱的导电剂组成，加
4
氢氧化钠溶液浸泡，将铝溶解，过滤后得到的滤液中含有偏铝酸钠，滤渣为LiFePO ，加硫酸、硝酸，除
4
去不溶于酸碱的导电剂，调节pH生成FePO 沉淀，滤液中加入饱和碳酸钠，生成碳酸锂沉淀。（1）①铵
4
盐能和强碱反应，用离子方程式表示加NaOH溶液的作用： ；②氨水电离是可逆反
应，将生成的氨气带走，即减少生成物，可以使化学平衡向正反应方向移动，即更多的生成氨气，因而促
进了氨水电离。（2）a、盐酸是还原性酸，能与 NaClO发生氧化还原反应，因此不能用盐酸调节NaClO
溶液的 pH；b、 时NaClO首先结合H+生成 HClO，HClO表现强氧化性将NO 氧化为 ，1mol
2
NaClO得2mol电子生成1mol NaCl，1molNO 失1 mol电子生成 ，根据得失电子守恒得：2NO +ClO-
2 2
+H O 2 + Cl-+2H+，可知反应初始阶段随pH升高，H+浓度减小，有利于平衡正向移动，从而提高
2脱除率； 时、随温度升高，HClO会发生分解，NaClO的浓度减小， 脱除率有所下降。
（3）根据分析流程，碱溶可得到NaAlO 滤液，调节pH值，生成的沉淀为FePO ，加入碳酸钠，可生成
2 4
LiCO 沉淀，因此从“正极”可以回收的金属有Li、Fe、Al。（4）碱溶时Al箔与氢氧化钠反应，溶解的
2 3
离子方程式2Al+2OH-+2H O=2 +3H ↑。（5）酸浸时HNO 转化为NO，产生标准状况下2.24LNO的物
2 2 3
质的量为 =0.1mol，产生1molNO，转移3mol电子，则生成0.1molNO转移0.3mol电子，
LiFePO 与硝酸反应转化为FePO ，Fe的化合价由+2价变为+3价，溶解1molLiFePO 转移1mol电子，则转
4 4 4
移0.3mol电子，溶解0.3molLiFePO 。（6）若滤液②中c(Li+)=4mol/L，加入等体积的NaCO 后，Li+的沉
4 2 3
降率到99%，混合后溶液中含有的c(Li+)=4mol/L×(1-99%)×0.5=0.02mol/L，则滤液③中
。（7）充电时，阳离子Li+移向阴极；放电时，正极发生还原反应，Li FePO
1-x 4
转化为LiFePO ，根据得失电子守恒和电荷守恒配平正极反应式为Li FePO +xLi++xe-=LiFePO 。（8）①
4 1-x 4 4
加入 HgCl 饱和溶液，发生反应 ，据此推测其作用是将溶液中过量的
2
Sn2+转化为稳定的络离子 ，防止干扰Fe2+的测定；②根据滴定反应的方程式可得关系式6Fe2+~
，则有n(Fe2+)=6n( )=6×0.030 mol·L-1×40.00×10-3L=7.2×10-3mol，m(Fe)= 7.2×10-3mol×56
g·mol-1=0.4032g，故磷酸铁锂电池中铁元素的百分含量为 。
