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解密 06 金属及其化合物
一、选择题
1．(2021·江苏期末)2020年11月10日8时12分，中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功
坐底。“奋斗者”号研制及海试的成功，标志着我国具有了进入世界海洋最深处开展科学探索的能力，体
现了我国在海洋高技术领域的综合实力。其中，“奋斗者”号使用了钛合金材料。有关合金的说法中正确
的是( )
A．钛合金是一种新型金属单质
B．在合金中加入稀土金属，对改善合金的性能无太大影响
C．钛合金熔点比成分金属低，但硬度大
D．钛合金的化学性质与钛单质相同
2．(2021·辽宁省葫芦岛协作校高三第二次联考)我国古代的青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历
史价值。下列说法不正确的是( )
A．我国使用青铜器的时间比使用铁器、铝器的时间均要早
B．将青铜器放在银质托盘上，青铜器容易生成铜绿
C．《本草纲日》中载有一药物，名“铜青”，铜青是铜器上的绿色物质，则铜青就是青铜
D．用蜂蜡做出铜器的蜡模，是古代青铜器的铸造方法之一，蜂蜡的主要成分是有机物
3．(2021·吉林省四平市双辽二中高三期末考试)明末科学家宋应星出版的《天工开物》中记载了有关
“五金”的内容：“∙∙∙∙∙∙黄金美者，其值去黑铁(生铁)一万六千倍，然使釜、鬵(xín，一种炊具)、斤(这里指
菜刀、镰刀、锄头等)、斧不呈效于日用之间∙∙∙∙∙∙ ∙∙∙∙∙∙贸迁有无，∙∙∙∙∙∙”，下列解释正确的是( )
A．明代使用的釜、鬵一类的炊具都属于青铜合金
B．添加了铬、镍的不锈钢菜刀和农具使用后即使不保养，也不会生锈
C．金属的另一个用途就是铸成钱币作为贸易交往中的流通手段
D．黑铁在空气中发生的腐蚀主要是化学腐蚀
4．下列关于元素及其化合物的说法不正确的是( )
A．Fe在一定条件下可与浓盐酸、稀硫酸、浓硝酸等剧烈反应
B．Al、Cl 均能和NaOH溶液发生氧化还原反应，且两单质的作用不相同
2
C．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，若再继续加入KNO 固体，铜粉会溶解
3
D．金属单质Na、Mg、Fe在一定条件下与水反应都生成H 和相应的碱
2
5．下列关于金属冶炼的说法正确的是( )
A．由于Al的活泼性强，故工业上采用电解熔融AlCl 的方法生产Al
3B．可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁
C．炼铁高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热
D．金属冶炼的本质是将化合态金属还原为游离态，冶炼方法由金属的活泼性决定
6．下列选项所表示的物质间转化关系均能一步转化的是( )
A．Na → Na O → Na CO → NaOH
2 2 2 3
B．NaCl → NaHCO → Na CO → Na O
3 2 3 2 2
C．Al → Al O → Al(OH) → NaAlO
2 3 3 2
D．Fe(s) Fe O(s) FeCl (aq)
2 3 3
7．(2021·河北衡水中学高三七调)硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备多种物质。有关下列制
备方法错误的是( )
A．制备碱式硫酸铁利用了过氧化氢氧化性
B．为防止NH HCO 分解，生产FeCO 需在较低温度下进行
4 3 3
C．可用KSCN溶液检验(NH )Fe(SO ) 是否被氧化
4 2 4 2
D． 制备(NH )Fe(SO ) 利用了它的溶解度比FeSO 的溶解度大这一性质
4 2 4 2 4
8．(2021·安徽省皖江联盟高三联考).侯德榜是近代化学工业的奠基人之一，是世界制碱业的权威。某
同学在实验室模拟侯氏制碱法生产的纯碱中含有少量NaCl，下列说法正确的是( )
A．相同温度下，碳酸钙在纯碱溶液中的溶度积小于在水中的溶度积
B．用标准盐酸滴定一定质量的样品，可以测量出纯碱的纯度
C．用托盘天平称取10.60g样品配制溶液进行实验
D．只用硝酸银溶液，即可鉴别样品溶液中是否含有氯离子
9．(2021·湖南怀化市期末)下列实验方案不能准确测出NaCO、NaHCO 混合物中NaCO 质量分数的
2 3 3 2 3
是(不考虑实验误差)( )
A．取mg混合物充分加热，质量减少ng
B．取mg混合物与足量稀盐酸完全反应，将反应后溶液加热、蒸发、干燥，得到ng固体
C．取mg混合物与足量Ca(OH) 溶液完全反应将反应后浑浊液过滤、洗涤、干燥，得到ng固体
2
D．取mg混合物与足量稀硫酸完全反应，逸出气体直接用碱石灰吸收，质量增加ng
10．(2021·湖南怀化市期末)下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是( )
选项 操作和现象 结论或目的
A 将饱和的FeCl 溶液滴加到浓NaOH溶液中 制备Fe(OH) 胶体
3 3
B 向钠与水反应形成的溶液中滴加几滴酚酞，溶液变红 钠与水反应生成了碱C 向CuSO 溶液中加入一小块钠，生成气体和沉淀 沉淀为Cu
4
D 向某溶液中通入HO，再加入KSCN溶液，溶液变红色 原溶液中一定含有Fe3+
2 2
11．混合物M中可能含有A1 O、Fe O、Al、Cu，为确定其组成，某同学设计如图所示分析方案。下
2 3 2 3
列分析正确的是( )
A．已知m>m，则混合物M中一定含有A1 O
1 2 2 3
B．生成蓝绿色溶液的离子方程式为Cu+Fe3+=Cu2+ +Fe2+
C．固体P既可能是纯净物，又可能是混合物
D．要确定混合物M中是否含有A1，可取M加入过量NaOH溶液
12．某兴趣小组将过量Cu与FeCl 溶液充分及应，静置后取上层清液于试管中，将KSCN溶液滴加到
3
清液中，观察到瞬间产生白色沉淀，局部出现红色；振荡试管，红色又迅速褪去。已知：
①CuCl +Cu=2CuCl↓(白色)——该反应速率很慢
2
②2CuCl +4KSCN=2CuSCN↓(白色)+(SCN) +4KCl——该反应速率很快
2 2
③(SCN) 是拟卤素，化学性质和氯气相似
2
下列说法正确的是( )
A．用KSCN溶液检验Fe3+时，Cu2+的存在不会对检验产生干扰
B．局部出现红色主要是因为溶液中的Fe2+被空气中的O 氧化成Fe3+，Fe3+与KSCN反应生成Fe(SCN)
2 3
C．白色沉淀是CuCl，是溶液中CuCl 与Cu反应生成的
2
D．红色迅速褪去的原因是振荡试管时Cu2+与SCN-发生反应，从而使Fe3++3SCN- Fe(SCN) 平衡逆移
3
13．向100mL Fe (SO ) 和CuSO 的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中⇌固体剩余物的质量与
2 4 3 4
加入铁粉的质量如图所示。忽略溶液体积的变化，下列说法正确的是( )A．a点时溶液中阳离子仅为Cu2+和Fe2+
B．b点时溶液中发生的反应为：Fe＋Cu2+=Cu＋Fe2+
C．c点时加入的铁粉与Cu2+反应
D．原溶液中Fe (SO ) 和CuSO 的物质的量浓度之比为1∶1
2 4 3 4
14．(2021·陕西汉中市高三月考)工业以软锰矿(主要成分是MnO ，含有SiO、Fe O 等少量杂质)为主
2 2 2 3
要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰(MnCO )，其工业流程如图。下列说法错误的是( )
3
A．浸锰过程中Fe O 与SO 反应的离子方程式为： Fe O＋SO ＋2H＋=2Fe2＋＋SO ＋HO
2 3 2 2 3 2 2
B．过滤I所得滤液中主要存在的金属阳离子为Mn2＋、Fe3＋和Fe2＋
C．滤渣II的主要成分含有Fe(OH)
3
D．过滤II所得的滤液中加入NH HCO 溶液发生反应的主要离子方程式为： Mn2＋＋2HCO =MnCO↓
4 3 3
＋CO↑＋HO
2 2
15．(2021·四川成都市期末)高铁酸钠(NaFeO)具有很强的氧化性，能有效地杀灭水中的细菌和病毒，
2 4
同时被还原成Fe(OH) 能高效地除去水中的悬浮物，是一种新型高效水处理剂。其制备方法如下：
3
2Fe(OH) +3NaClO+4NaOH=2NaFeO+3NaCl+5H O。下列说法错误的是( )
3 2 4 2
A．NaFeO 中 元素显+6价
2 4
B．碱性条件下 氧化性强于NaFeO
2 4
C．每生成1mol Na FeO 转移6mol电子
2 4
D．在水处理中，NaFeO 兼具消毒和净水两种功能
2 4
16．(2021·广东珠海市期末)用铁泥(主要成分为Fe O、FeO和Fe)制备纳米 (平均直径25nm)的
2 3
流程示意图如下：下列叙述错误的是( )
A．步骤①中，生成车间要禁止烟火
B．步骤②中，主要反应的离子方程式是2Fe3++Fe=3Fe2+
C．步骤④中HO 应该过量
2 2
D．步骤⑤中，为验证得到因体是纳米态Fe O 粒子，可将其形成分散系，做丁达尔效应实验
3 4
17．(2021·湖南省临澧县第一中学高三质检)某废催化剂含SiO、ZnS、CuS及少量的Fe O。某实验小
2 3 4
组以该废催化剂为原料，回收锌和铜，设计实验流程如下：
下列说法正确的是 ( )
A．检验滤液1中是否含有Fe2＋，可以选用KFe(CN) 溶液
4 6
B．步骤②操作中，应先加6%H O，然后不断搅拌下缓慢加入1.0 mol·L－1HSO
2 2 2 4
C．滤渣1成分是SiO 和CuS，滤渣2成分只有SiO
2 2
D．步骤①操作中，生成的气体需用NaOH溶液或CuSO 溶液吸收
4
18．(2021·河北唐山市山一中高三质检)银铜合金广泛应用于航空工业。从银铜合金的切割废料中回收
银和制备CuAlO 的流程如下。
2
已知：Al(OH) 和Cu(OH) 开始分解的温度分别为450℃和80℃。下列说法错误的是( )
3 2
A．电解精炼时，粗银做阳极，纯银做阴极
B．为提高原料利用率，流程中应加过量的稀NaOH
C．滤渣B煅烧时发生的反应为4CuO+4Al(OH) 4CuA1O +O ↑+6H O
3 2 2 2
D．若用1.0kg 银铜合金(铜的质量分数为64%)最多可生成10mol CuAlO
219．(2021·沈阳市辽宁实验中学期末)常温下，c(H+)=0.1mol/L的某溶液中可能含有Na+、Fe3+、Fe2+、
I-、Cl-、CO2-中的某几种离子，现取100mL该溶液进行如图所示实验：
3
已知氧化性Fe3+>I 。根据实验结果，判断下列说法正确的是( )
2
A．Fe3+与Fe2+至少有一种
B．一定不存在CO2-，可能存在Na+和Cl-
3
C．一定存在Fe2+、I-、Cl-
D．该溶液中一定存在Fe2+、I-，可能含Cl-
20．(2021·浙江绍兴市期末)某混合物X由Fe O、Cu、SiO 三种物质组成，进行如图实验：
2 3 2
下列有关说法正确的是( )
A．由Ⅰ可知Cu能与过量的盐酸发生置换反应
B．蓝色溶液中一定含有Cu2+、Fe2+，可能含有Fe3+
C．原混合物X中含Fe O 的质量是4.48g，SiO 的质量为3.0g
2 3 2
D．将Ⅰ和Ⅱ的顺序互换，不影响实验最后残留固体的质量
二、非选择题
21．(2021·湖南怀化市期末)某工厂的工业废水中含有大量的FeSO 和较多的Cu2+。为了减少污染并变
4
废为宝，工厂计划从该废水中回收FeSO 和金属铜。请根据以下流程图，回答下列问题：
4
(1)⑥操作方法的名称是__________________；操作⑨包括：蒸发浓缩、____________、过滤、洗涤、
低温干燥。(2)加入试剂⑤发生反应的离子方程式为________________________。
(3)试剂⑦的化学式为____________。
(4)某兴趣小组同学欲鉴别④中的金属阳离子，设计如下实验：
甲同学取2.0mL④溶液，滴加氢氧化钠溶液，产生白色沉淀且很快变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀，
其中涉及氧化还原反应的化学方程式为___________________。
乙同学取2.0mL④溶液，先加入几滴KSCN溶液，无明显现象，再加入几滴氯水，溶液变红，其中涉
及氧化还原反应的离子方程式为___________________。
(5)若按上述工艺处理1000L该工业废水，制得320g铜，则该工业废水中c(Cu2+)=______。
22．(2021·石家庄市藁城区第一中学高三月考)三草酸合铁酸钾晶体(K [Fe(C O)]·3H O)能溶于水，难
3 2 4 3 2
溶于乙醇，该物质对光敏感，光照下即发生分解，产物之一是黄色的草酸亚铁。实验室可用如图流程来制
备三草酸合铁酸钾晶体。根据题意完成下列各题：
(1)若用废铁屑和稀硫酸制备绿矾，需先将废铁屑碱煮水洗，其目的是___________；然后与硫酸反应
时___________(填物质名称)往往要过量。
(2)要从溶液中得到绿矾晶体，必须进行的实验操作是___________(按前后顺序填代号)。
a．过滤洗涤 b．蒸发浓缩 c．冷却结晶 d．灼烧 e．干燥
(3)称取制得的绿矾晶体7.00 g，加稀硫酸溶解。加入一定量的草酸后，加热煮沸，形成黄色沉淀，过
滤，洗涤。如何确定沉淀已经洗涤干净：___________。
(4)氧化过程中除不断搅拌外，还需维持温度在40 ℃左右，原因是___________；写出氧化生成三草酸
合铁酸钾的离子方程式___________。
(5)经过一系列操作后得到的最终产物晶体先用少量冰水洗涤，再用无水乙醇洗涤，低温干燥后称量，
得到9.82 g翠绿色晶体，用无水乙醇洗涤晶体的目的是___________。
(6)列式计算本实验中三草酸合铁酸钾晶体的产率___________(保留一位小数)。
(7)某同学制得的三草酸合铁酸钾晶体表面发黄，推测可能有部分晶体见光分解。为了验证此推测是否
正确，可用的试剂及现象是________________________。
23．(2021·山东潍坊市期末)制备高铁酸钾[K FeO]并用其除去土壤和废水中的有机砷(HAPA)与无机砷
2 4
[+3价砷表示As(Ⅲ)]的流程如图所示：已知：酸性越强，KFeO 越容易发生反应生成O。
2 4 2
回答下列问题：
(1)生成KFeO 的化学方程式为________________。
2 4
(2)K FeO 去除砷污染时作_________(填“氧化剂”或“还原剂”)。若污染物中的砷全部以NaAsO 计，则
2 4 3 3
去除全部污染时NaAsO 与KFeO 的物质的量之比为_______________。
3 3 2 4
(3)氢离子浓度、高铁酸钾的用量对HAPA和As(Ⅲ)去除效果的影响如图所示。
①氢离子浓度为3×10-5mol•L-1时去除率低，原因是(用离子方程式表示)_ ______________。
②最佳铁砷质量比为________________，理由是____________________________。
24．(2021·湖北十堰市期末)镍催化剂的主要成分为 Ni，还含有一定量 Al、Fe 及氧化铁、少量其他
不溶性物质，回收废镍催化剂制备硫酸镍晶体(NiSO ·7HO)的工艺流程如下：
4 2
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的 pH 如下表所示：
金属离子 Fe3+ Fe2+ Ni2+
开始沉淀的pH(c=0.01mol·L-1) 2.2 7.5 7.2
沉淀完全的pH(c=1.0×10-5mol·L-1) 3.2 9.0 8.7
回答下列问题：
(1)“碱浸”时发生反应的离子方程式是___________。提高“碱浸”速率的措施是
_____________________________________ (任写一点即可)。(2)“滤液②”可能含有的金属离子是________________________。
(3)“转化”步骤中加入 HO 的目的是________________________，反应的离子方程式是
2 2
_____________________________________。
(4)“调 pH”时，最适宜的 pH 范围是________________________。
(5)“控制 pH 浓缩结晶”步骤后得到硫酸镍晶体的操作依次是：过滤、_________、 干燥。
(6)利用表格中的数据，计算 Fe(OH) 的 K =___________
3 sp
25．(2021·自贡市田家炳中学高三月考)钪是地壳中含量极少的稀土元素，但在照明、合金和陶瓷材料、
催化化学等领域具有重要应用价值。钛铁矿主要成分为TiO、FeO、Fe O，还含有Mg、Si、Sc等元素，
2 2 3
从钛铁矿中提取Sc O 的流程如下：
2 3
回答下列问题：
(1)“酸浸”时，为提高浸取效率，可以采取的措施有___________(答两个)。滤渣1的主要成分是
___________。
(2)“酸浸”后Ti元素转化为TiOSO ，其水解反应的化学方程式是___________。
4
(3)“萃取”时，使用10%P O+5%TBP+煤油作为萃取剂，一定条件下萃取率α受振荡时间的影响如图，
2 4
萃取时适宜的振荡时间为___________min。“洗钛”所得[TiO(H O)]2+为橘黄色的稳定离子，其中氧的化合
2 2
价有-2、-1两种，则Ti的化合价为___________。
(4)“酸溶”后滤液中存在的金属阳离子Sc3+、TiO2+、Fe3+浓度均小于0.01 mol/L，再用氨水调节溶液pH
使TiO2+、Fe3+沉淀完全而Sc3+不沉淀，则调pH应控制的pH范围是___________。
已知：当离子浓度减小至10-5 mol/L时可认为沉淀完全。lg2=0.3；室温下TiO2+完全沉淀的pH为
1.05，K [Fe(OH) ]=4.0×10-38，K [Sc(OH) ]=1.25×10-33。
sp 3 sp 3(5)加草酸“沉钪”的离子方程式为___________。
(6)“沉钪”后获得Sc O 的方法是___________，该反应产生的气体必须回收利用，其意义是
2 3
_____________________________________。
26．(2020·四川成都市成都七中高三一模)保险粉NaSO 大量用于印染业，并用来漂白纸张、纸浆和
2 2 4
陶土等。某化学兴趣小组同学用甲酸法制取保险粉的装置如图所示(加持装置略去)。
已知：保险粉易溶于水，不溶于甲醇，具有强还原性，在空气中易被氧化：
2NaSO+O +2H O=NaHSO 或NaSO +O +H O =NaHSO +NaHSO 。实验时先把甲酸(HCOOH)与溶于甲
2 2 4 2 2 3 2 2 4 2 2 3 4
醇和水混合溶剂的NaOH混合，再通入SO 气体。回答下列问题：
2
(1)仪器a的名称是______；装置B的作用是________________________________。
(2)装置C中甲醇不参加反应，甲醇的作用是 ________________________________；生成NaSO 的离
2 2 4
子方程式为___________________。
(3)下列有关该实验的说法正确的是 ______(填序号)。
A．可用硝酸和BaCl 溶液检验制得的NaSO 中是否混有NaHSO
2 2 2 4 4
B．实验中甲酸和NaOH最合适的物质的量之比为1：1
C．用N 排尽装置内的空气，有利于提高 的NaSO 纯度
2 2 2 4
D．得到NaSO 固体后可用甲醇洗涤
2 2 4
(4)测定产品中NaSO 质量分数，其实验步骤如下，准确称取0.5000g产品放入锥形瓶中，加入适量水
2 2 4
使其溶解。然后加入足量甲醛，充分反应，再滴加几滴指示剂，用0.2000mol·L-1的标准I 溶液滴定，至终
2
点时，消耗25.00mL标准I 溶液。实验过程中涉及的反应：NaSO+2HCHO+H O
2 2 2 4 2
=NaHSO ·HCHO+NaHSO ·HCHO；NaHSO·HCHO+2I +2H O= NaHSO +HCHO+4HI。该实验加入指示剂是
3 2 2 2 2 4
______ ，产品NaSO (M=174g·mol-1)的质量分数为 ______% (保留一位小数)。
2 2 4
(5)探究NaSO 的性质。隔绝空气加热NaSO 固体完全分解是到固体产物NaSO ，NaSO 和SO ，
2 2 4 2 2 4 2 3 2 2 3 2
但该兴趣小组没有做到完全隔绝空气，得到的固体产物中还含有NaSO 。请设计实验证明该分解产物中含
2 4有NaSO 。实验方案是__________________________。(可选试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl 溶液、
2 4 2
KMnO 溶液)
4
