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高考解密10 常见金属及其重要化合物
A 组 基础练
1．（2022·浙江舟山·舟山中学校考模拟预测）下列物质的转化在给定条件下能实现的是
A．HSO (稀) SO NH HSO (NH )SO
2 4 2 4 3 4 2 3
B．NH NO NO HNO
3 2 3
C．Fe FeCl Fe(OH) Fe(OH)
2 2 3
D．Al NaAlO AlCl 溶液 无水AlCl
2 3 3
【答案】B
【解析】A．稀硫酸和铜不反应，可用浓硫酸在加热条件下与铜反应，二氧化硫与少量氨水反应生成
(NH )SO ，故A错误；B．氨气在催化剂作用下可被氧气氧化生成NO，NO被氧气氧化生成二氧化氮，二
4 2 3
氧化氮和水反应生成硝酸，转化关系正确，故B正确；C．氯气具有强氧化性，铁和氯气反应生成氯化铁，
故C错误；D．氯化铝溶液加热易水解生成氢氧化铝，加热溶液不能得到无水AlCl ，应在浓盐酸作用下加
3
热，故D错误；故选B。
2．（2022·浙江宁波·镇海中学校考模拟预测）根据下列实验操作和现象，不能得到相应结论的是
选项 实验操作和现象 结论
往装有铁钉的试管中加入 饱和氯 铁钉周围出现蓝色沉淀，说明
A
有 生成
化钠和1滴 溶液
向 的 溶液中滴加5滴
B 证明 和 的反应有限度
溶液，再滴入 溶
液，溶液显红色
向矿物油和地沟油中分别加入烧碱溶
C 液，加热，冷却后观察，一个油层变 油层变少的是地沟油
少，一个油层不变
向酸性高锰酸钾溶液中通入 ，溶
D 有漂白性
液褪色
A．A B．B C．C D．D【答案】D
【解析】A．向溶液中加入 ，产生蓝色沉淀，说明溶液中产生 ,铁被腐蚀，A正确；B．
向 的 溶液中滴加少量 溶液，再滴入 溶液，溶液显红色说明，说明 有剩余，
证明 和 的反应为可逆反应，有限度，B正确；C．地沟油为油脂，在碱性条件下能发生水解反应，
矿物油为石油，属于烃类物质，不与碱性溶液反应，油层变少的是地沟油，C正确；D．向酸性高锰酸钾
溶液中通入 ，溶液褪色，酸性高锰酸钾溶液有强氧化性，体现 的还原性，D错误；故选D。
3．（2022·浙江杭州·杭州高级中学校考模拟预测）下列说法正确的是
A．常温下铁与浓硫酸不发生化学反应
B．铜粉与硫粉加热反应可生成硫化铜
C．石油裂解、煤的干馏和气化都是化学变化
D．石英坩埚耐高温，可用来加热熔化烧碱、纯碱等固体
【答案】C
【解析】A．常温下铁遇到浓硫酸会钝化，钝化属于化学反应，A错误；B．硫粉的氧化性较弱，铜粉与硫
粉加热反应生成硫化亚铜，B错误；C．石油裂解是将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子
质量较小、沸点较低的烃的过程，有新物质生成，属于化学变化；煤的干馏是煤在隔绝空气条件下加热、
分解，生成焦炭、煤焦油、粗苯、煤气等产物的过程，有新物质生成，属于化学变化；煤的气化是以煤或
煤焦为原料，以氧气、水蒸气或氢气等作气化剂，在高温条件下通过化学反应把煤或煤焦中的可燃部分转
化为气体的过程，有新物质生成，属于化学变化，C正确；D．石英坩埚主要化学成分是SiO，烧碱、纯
2
碱高温下与SiO 反应，因此石英坩埚不能用来加热熔化烧碱、纯碱等固体，D错误；故答案为：C。
2
4．（2023·浙江杭州·学军中学校考模拟预测）下列说法不正确的是
A．熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固，常用于制作模型和医疗石膏绷带
B．碳酸钠是一种大宗化学品，可用作食用碱或工业用碱
C．大兴机场航站楼顶部镶嵌八百块玻璃，玻璃属于新型无机非金属材料
D．NaO、活性炭都可用于防毒呼吸面具，但两者的应用原理不同
2 2
【答案】C
【解析】A．粉末状的熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固转化为巩固的块状生石膏，因此，其常用于制作模型和医疗石膏绷带，选项A正确；B．碳酸钠水解显碱性，没有毒性，可以用于食用碱或工业用碱，
选项B正确；C．玻璃是传统无机非金属材料，选项C不正确；D．过氧化钠反应生成氧气，则NaO 用于
2 2
呼吸面具，而活性炭具有吸附性，活性炭用于防毒面具，两者原理不同，选项D正确；答案选C。
5．（2023·北京朝阳·北京八十中校考模拟预测）下列能说明金属性Mg＞Al的是
①表面积相同的金属与盐酸反应的剧烈程度Mg＞Al
②Mg(OH) 不溶于NaOH，Al(OH) 溶于NaOH
2 3
③等浓度的Mg(NO) 和Al(NO ) 溶液的pH前者大
3 2 3 3
④电负性Mg＜Al
⑤第一电离能Mg＞Al
A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．②④⑤
【答案】B
【解析】①表面积相同的金属与盐酸反应的剧烈程度Mg＞Al，说明Mg更活泼，能说明金属性Mg＞Al，
正确；②Mg(OH) 不溶于NaOH，Al(OH) 溶于NaOH，说明已经显示出酸的性质，说明它的碱性比
2 3
Mg(OH) 的碱性弱，进而说明金属镁比铝失电子的能力强，即镁的金属性比铝的金属性强，正确；③等浓
2
度的Mg(NO) 和Al(NO ) 溶液的pH前者大，两种金属离子带电量不同，水解后氢离子浓度不同，不能说
3 2 3 3
明镁更活泼，错误，
④同周期元素从左到右，元素的电负性逐渐增强，金属性逐渐减弱，电负性Mg＜Al ，镁的金属性更强，
正确；⑤同周期元素从左到右，第一电离能逐渐增大，但Mg的最外层为全充满状态，电子能量最低，第
一电离能Mg＞Al，不能说明镁的金属性更强，错误；故选①②④，故选B。
6．（2023·湖南岳阳·统考一模）下列物质应用错误的是
A．石膏可用于调节水泥的硬化速率 B．掺杂了 的聚乙炔具有导电性
C．硫酸铜用作无水酒精的检水剂 D．氧化钙用作食品抗氧化剂
【答案】D
【解析】A．工业上常在水泥中添加石膏达到调节水泥硬化速度的目的，A正确；B．掺杂了 的聚乙炔存
在离子，具有导电性，B正确；C．硫酸铜遇水变蓝，可以用作无水酒精的检水剂，C正确；D．氧化钙和
水反应生成氢氧化钙，可用作食品干燥剂，D错误；故选D。
7．（2023·广东·华南师大附中校联考模拟预测）下表中，陈述Ⅰ、Ⅱ均正确及两者间具有因果关系的是
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A 具有较强的还原性 用于除去废水中的B 溶液呈酸性 溶液可用于腐蚀铜电路板
C 着火不能用 灭火 会与 反应生成
D 铁比铜活泼 铜板上的铁钉在潮湿空气中更容易生锈
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A．S的最低价为-2价， 具有较强的还原性，陈述Ⅰ正确， 与Cu2+反应生成极难溶于水的
CuS， 用于除去废水中的 ，陈述Ⅱ正确，但两者间不具有因果关系，A不符题意；B．
溶液因铁离子水解呈酸性， 溶液可与Cu反应从而用于腐蚀铜电路板，两陈述均正确，但是没有因果
关系，B不符题意；C．Na能与二氧化碳反应生成氧化钠和碳，且Na燃烧产生的过氧化钠能与二氧化碳
反应产生氧气助燃，故 着火不能用 灭火，陈述Ⅰ正确，陈述Ⅱ错误，C不符题意；D．铁比铜易失
电子，故铁比铜活泼，Cu、Fe、潮湿的空气会形成原电池，Fe作负极加速腐蚀，故铜板上的铁钉在潮湿空
气中更容易生锈，两陈述均正确，且有因果关系，D符题意；答案选D。
8．（2022·浙江舟山·统考二模）由铜粉、铁粉、无水硫酸铜粉末组成的混合物22.4g，等分为两份。第一
份投入有足量水的甲烧杯后充分搅拌，最终剩下8.00g 固体；第二份置于乙烧杯中，加入足量的91.5g稀
硫酸，搅拌并充分反应后，杯中留有2.50g红色固体和100g浅绿色溶液(溶液中只含有一种溶质FeSO )。
4
求：
(1)原22.4g混合物中CuSO 的质量___________
4
(2)乙烧杯溶液中FeSO 的质量分数___________。
4
【答案】(1)6.74g (2)18.4%
【解析】(1)由乙杯知：11.2+91.5=102.7(g)
放出H 的质量为：102.7-100-2.5=0.2(g)(溶液中溶质仅为FeSO ，说明发生反应为Fe+Cu2+=Fe2+ +Cu，Fe+
2 4
2H+=Fe2+ +H )
2
设甲杯中11.2g混合物中有CuSO Xg，则
4
11.2-X+64X/160-56X/160=8.00g X=3.37g(式中64X/160是被Fe置换出的Cu的量；56X/160是由于置换铜而
溶解的Fe的量)22.4g混合物中CuSO 有3.37×2=6.74g
4
(2)22.4g混合物中，CuSO 质量：3.37×2=6.74g
4
22.4g混合物中，含Fe量：0.2÷2×56×2+6.74÷160×56=13.55(g)
FeSO 溶液的质量分数为：13.55÷2×152÷56÷100×100%=18.4% 或者列出总式正确也得分：(0.2/2 +
4
3.37/160 )×152÷100×100%= 18.4%
9．（2023·广东·华南师大附中校联考模拟预测）明矾( )在工业上用作印染媒染剂和净水
剂，医药上用作收敛剂。实验小组采用废弃的铝制易拉罐按如下流程制备明矾并测定其组成，探究明矾净
水的影响因素。
(1)废铝制易拉罐溶于 溶液发生的主要反应为_______。(用离子反应方程式表示)
(2)溶液Ⅰ加硫酸溶液的过程中观察到白色沉淀生成，该沉淀的化学式为_______。
(3)在下列各图中，上述流程中“系列操作”一定不需要用到的实验操作是_______。(填编号)
A． B． C． D．
(4)为测定该明矾晶体样品中 的含量，该实验小组称取ag明矾晶体样品，溶于50mL稀盐酸中，加入
足量 溶液，使 完全沉淀。用质量为bg的漏斗进行过滤，洗净滤渣后，将漏斗和滤渣一并干燥至
恒重，测得质量为cg。(已知硫酸钡的摩尔质量为233g/mol)
①过滤前判断溶液中 已经完全沉淀的实验操作和现象是_______。
②该明矾晶体样品中 的含量为_______mol/g。(即每克明矾晶体中 的物质的量)
(5)明矾中的 在水溶液中能够水解产生 胶体从而具有净水作用。为探究 和添加助凝剂对明
矾净水效果的影响，实验小组选取一种悬浊液进行探究实验，请将下列表格内容补充完整。已知：净水效
果可用相同时间内悬浊液的浊度变化来衡量。浊度越高，代表悬浊液越浑浊。组 净水前浊
悬浊液体积 饱和明矾溶液用量 添加的助凝剂 净水tmin后浊度体积
别 度
1 15mL 4 2滴 无 A1 B1
2 15mL 7 2滴 无 A2 B2
3 15mL _______ 2滴 _______ A3 B3
4 15mL 10 2滴 有 A4 B4
实验结论一：通过1、2、3组实验，发现随着 增大，净水效果依次增强。 减小，明矾净水效果减弱
的原因是_______。
实验结论二：添加助凝剂 能够显著提高净水效果。该实验结论成立的判断依据是_______。(用表中
数据表示)
【答案】(1)
(2)
(3)BD
(4)静置，取上清液，再滴入几滴 溶液，若无白色沉淀生成，则 已经沉淀完全
(5)10 无 减小， 增大，抑制 水解，生成的 胶体变少，净水作用减弱 A4-B4明
显大于A3-B3
【解析】废旧易拉罐中含的铝可溶于氢氧化钾溶液中，会生成偏铝酸钾和氢气，偏铝酸钾溶液中加入硫酸
转化为硫酸铝钾，最终再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥一系列操作，得到明矾晶体。
（1）废铝制易拉罐溶于 溶液发生的主要反应为铝与碱溶液的反应，其离子方程式为：
；
（2）溶液Ⅰ中含偏铝酸钾，加少量硫酸溶液可观察到生成氢氧化铝白色沉淀，其成分为： ；
（3）上述流程中“系列操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥，所以不需要用坩埚加热固体、
也不需要分液，故合理答案为：BD；（4）①过滤前判断溶液中 是否已经完全沉淀，可静置，取上清液，再滴入几滴 溶液，若无白
色沉淀生成，则 已经沉淀完全；
②过滤后得到的固体为硫酸钡，其质量为（c-b）g，则n( )=n( )= ，则每克样
品中硫酸根离子的含量为 ；
（5）为探究 和添加助凝剂对明矾净水效果的影响，根据控制单一变量原则可知，第三组的pH=10，与
第4组实验对比，无添加助凝剂，故答案为：10；无；
实验结论一：通过1、2、3组实验，发现随着 增大，净水效果依次增强。 减小，明矾净水效果减弱
主要是因为 减小， 增大，抑制 水解，生成的 胶体变少，净水作用减弱；若A4-B4明
显大于A3-B3，则证明添加助凝剂 能够显著提高净水效果。
10．（2022·上海徐汇·统考二模）不锈钢具有良好的耐腐蚀性和耐磨性，铬(Cr)是不锈钢的重要成分。完成
下列填空：
I.
(1)通过 可以得到较纯的铬， 的熔点比 _______。(选填“高”或
“低”)，某工厂用 含 的铬铁矿粉 制备 ，最终得到产品bkg，产率为
_______。(用含a和b的代数式表示)
II.元素 在溶液中主要以(蓝紫色)、 (绿色)、 (橙红色)、 (黄色)等形式存在， 为
难溶于水的灰蓝色固体。
(2) 与 的化学性质相似，在 溶液中逐滴加入 溶液直至过量，可观察到的现象是
_______。III. 和 在溶液中可以相互转化。室温下，初始浓度为 溶液中 随
的变化如图所示。
(3)用离子方程式表示 溶液中的转化平衡_______。
(4)写出该反应平衡常数的表达式K=_______。
(5)由图可知，溶液酸性增强， 的平衡转化率_______。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
(6)升高温度，溶液中 的平衡转化率减小，则该反应是_____反应。(选填“吸热”或“放热”)
【答案】(1)低
(2)蓝紫色溶液变浅，同时有灰蓝色沉淀生成，然后沉淀逐渐溶解，形成绿色溶液
(3)
(4)
(5)增大
(6)放热
【解析】(1)工业常利用铝热反应制备高熔点的金属，上述反应属于铝热反应，所以熔点：Al＞Cr；根据Cr
元素守恒可知， ，m( )=40%a kg，所以理论上可得到重铬酸钾的质量m( )=，实际得到的产品质量为b kg，所以产率为 = ；
(2)Cr(OH) 与Al(OH) 的化学性质相似，可知Cr(OH) 是两性氧化物，能溶解在强碱NaOH溶液中，在
3 3 3
Cr (SO ) 溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量，首先蓝紫色变浅同时产生Cr(OH) 灰蓝色固体，继续滴加，
2 4 3 3
沉淀溶解，Cr(OH) 变为Cr(OH) ，溶液最终变为绿色，故答案为蓝紫色溶液变浅，同时有灰蓝色沉淀生
3
成，然后沉淀逐渐溶解形成绿色溶液；
(3)随着H+浓度的增大， 与溶液中的H+发生反应，反应转化为 的离子反应式为：
；
(4)根据反应 及平衡常数公式可知，该反应的平衡常数表达式为：K=
；
(5)由图可知，溶液酸性增大，平衡 正向进行，则 的平衡转化率增大，
故答案为：增大；
(6)由于升高温度，溶液中 的平衡转化率减小，说明升高温度，化学平衡逆向移动，导致溶液中
的平衡转化率减小，根据平衡移动原理，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，逆反应方向是吸热反
应，所以该反应的正反应是放热反应。
B 组 提升练
1．（2022·重庆·模拟预测）废旧锌锰电池处理后的废料[含MnO 、MnOOH、Zn(OH) 、 Fe等]制备Zn和
2 2
MnO 的一种工艺流程如下：
2已知：Mn的金属活动性强于Fe，Mn2＋在pH大于5.5时易被氧化。
下列说法不正确的是
A．“还原焙烧”时Mn元素被还原
B．“酸浸” 过程中适当加热，主要目的是加快浸取速率
C．“净化”时MnCO 的作用是调节溶液的pH，使Fe3+形成Fe(OH) 沉淀而除去
3 3
D．“电解”时阳极反应式为Mn2+-2e-＋4OH-=MnO＋2HO
2 2
【答案】D
【解析】废料中加入过量的炭黑，还原焙烧，锰元素变成二价锰离子，酸浸时得到锰离子、锌离子和亚铁
离子，过量的碳黑不溶于酸，过滤变成滤渣，溶液中需要除去亚铁离子，应将亚铁离子氧化为铁离子以氢
氧化铁沉淀形成分离除去，但是需要注意二价锰离子在酸性条件下比较稳定，pH高于5.5时易被O 氧化，
2
所以应先通入氧气，后加入碳酸锰调节溶液的pH值并控制二价锰离子不被氧化，最后通过电解，锌离子
得到电子在阴极生成锌，二价锰离子在阳极失去电子生成二氧化锰。A．“还原焙烧”中MnO 、MnOOH
2
分别与炭黑反应，2MnOOH+C 2MnO+CO↑+H O↑、 MnO +C MnO+CO↑，反应中锰元素被还原为
2 2
MnO，A正确；B．“酸浸” 过程中适当加热，能加快浸取速率，B正确；C．根据以上分析，加入碳酸
锰调节溶液的pH值，将杂质Fe3+转化为Fe(OH) 沉淀除去，C正确；D．由图可知电解产生二氧化锰，则
3
阳极电极反应式为 ，D错误； 故选D。
2．（2023·浙江金华·浙江省东阳中学校考模拟预测）下列物质不能通过化合反应一步合成的是
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】A．加热条件下，铁和氯气发生化合反应生成三氯化铁，不符合题意，A错误；B．碳酸钠和二氧
化碳和水发生化合反应生成碳酸氢钠，不符合题意，B错误；C．铁在氧气中燃烧，反生化合反应生成四
氧化三铁，不符合题意，C错误；D．氧化铜不溶于水，不能一步化合生成，符合题意，D正确；．故答案选D。
3．（2022·湖南·湘潭一中校联考模拟预测）《本草备要》记载了化合物 具有治喉痹、咳逆、
敛疮毒等功效。W、X、Y、Z是元素周期表中前四周期元素，其中X、Z、W为短周期元素，原子序数依
次增加，Y、X最外层电子数相同且质子数均为奇数，W、Z位于同一主族，Z的成对电子数与未成对电子
数之比为3∶1， 和生命活动密切相关。 热重曲线如图所示。下列说法正确的是。
A．W、Y、Z、X的单质熔点最高的是W
B．210℃时固体物质的化学式为
C．将258℃的固体产物用稀硫酸溶解，经浓缩、冷却，会析出
D． 的 溶液中通入过量的 ，会产生沉淀
【答案】BD
【解析】W、X、Y、Z是元素周期表中前四周期元素，其中X、Z、W为短周期元素，原子序数依次增加，
Y、X最外层电子数相同且质子数均为奇数，W、Z位于同一主族，Z的成对电子数与未成对电子数之比为
3∶1， 和生命活动密切相关，因此X是H，Z是O，则W是S。根据化学式 可知Y可能
是Cu，0.8g胆矾的物质的量是0.0032mol，其中结晶水的质量是0.0032mol×5×18g/mol＝0.288g，根据图像
可知加热到102℃时质量减少0.8g－0.68g＝0.12g，即剩余结晶水的质量是0.288g－0.12g＝0.168g，物质的
量是0.168g÷18g/mol≈0.0093mol，所以化学式为CuSO ·3H O。加热到113℃时质量减少0.8g－0.57g＝
4 2
0.23g，即剩余结晶水的质量是0.288g－0.23g＝0.058g，物质的量是0.058g÷18g/mol≈0.0032mol，所以化学
式为CuSO ·H O。加热到258℃时质量减少0.8g－0.51g＝0.29g，说明此时结晶水完全失去，所以化学式为
4 2
CuSO 。
4A．S、Cu、O、H的单质熔点最高的是金属单质铜，A错误；B．根据以上分析可知210℃时固体物质的化
学式为CuSO ·H O，B正确；C．将258℃的固体产物用稀硫酸溶解，经浓缩、冷却，会析出带有结晶水的
4 2
硫酸铜，得不到无水硫酸铜，C错误；D． 的硫酸铜溶液中通入过量的硫化氢，会产生硫化铜沉
淀，同时生成硫酸，D正确；答案选BD。
4．（2022·浙江·校联考模拟预测）某黑色粉末含有 和 ,为探究其组成,称取7.92g粉末于试管中,向
其中加入稀硫酸至粉末恰好完全溶解,向所得溶液中加入a g铁粉,若充分反应后剩余固体a g,请计算：
（1）粉末中 和 的物质的量之比为_________________
（2）加入a g铁粉后若要使剩余固体质量小于a g,则a的取值范围是:________________.
【答案】(1)7:1 (2)0.56<a<4.48
【解析】涉及反应为 、 。
(1)加入稀硫酸后溶液中存在Cu2+、Fe2+、Fe3+，向所得溶液中加入ag铁粉，若充分反应后剩余固体ag，则
反应 、 消耗的Fe的质量等于生成Cu的质量，设溶液含有
xmolCu2+、ymolFe3+，则(x+y/2)×56=64x，x:y=7:2，则CuO和Fe O 的物质的量之比为7:1，
3 4
故答案为7:1；
(2)由(1)分析可知向所得溶液中加入ag铁粉，若充分反应后剩余固体ag，CuO和Fe O 的物质的量之比为
3 4
7:1，x=0.07mol，y=0.01mol，如加入Fe仅与Fe3+反应，则n(Fe)=n(Fe O)=0.01mol，m(Fe)=0.56g，如有部
3 4
分Fe与Cu2+反应，则消耗Fe的质量应小于(0.07×56+0.56)g=4.48g，则a的取值范围是0.56<a<4.48，
故答案为0.56<a<4.48。
5．（2022·上海杨浦·统考一模）工业上以黄铁矿(主要成分 )为原料制备硫酸，要经煅烧、氧化、吸收
三个阶段。完成下列填空：
(1)黄铁矿煅烧时需粉碎，其目的是_______。
(2) 催化氧化制 时，控制温度在450℃左右，这是因为_______。(选填选项)
A．催化剂活性强，反应速率快 B． 转化率大
C．单位时间内， 的产量高 D．产生的污染气体少
(3)催化氧化设备内构造如图1所示，其中1-4表示催化剂层，图2所示进程中表示热交换过程的是_______。(选填选项)
A． B． C． D． E. F. G.
使用热交换器的目的是_______。
(4)为研究催化氧化时温度对 平衡转化率的影响，进行如下试验。取100L原料气(体积分数为 8%、
12%、 80%)使之发生反应，平衡时得到如表数据：
温度/℃ 500 525 550 575 600
平衡转化率/% 93.5 90.5 85.6 80.0 74.0
①平衡时，随温度升高 的体积分数_______(填“增大”“减小”或“不变”)；600℃达平衡时， 的
体积分数为_______(保留两位小数)。尾气中的 可用足量 溶液吸收，吸收 后的碱性溶液还可
用于 的尾气处理，吸收 后的溶液仍呈强碱性。
②吸收 后的溶液中一定存在的阴离子有 、_______，设计实验检验溶液中 ：_______。
【答案】(1)增大黄铁矿与氧气的接触面积，使反应充分进行
(2)AC
(3)BDF 冷却产物气体的同时预热原料气体从而提高能量的利用率，以降低成本，提高效益
(4)①减小 6.1% ②SO 取少量溶液少许，加入足量Ba(NO ) 溶液后，加入AgNO 溶液，若有
3 2 3
白色沉淀生成，说明溶液中含有Cl—【解析】（1）煅烧时粉碎黄铁矿可以增大固体的表面积，使黄铁矿与氧气的接触面积，有利于反应充分
进行，故答案为：黄铁矿与氧气的接触面积，使反应充分进行；
（2）二氧化硫催化氧化制三氧化硫的反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，二氧化硫的
转化率减小、三氧化硫的百分含量减小，实际生产时控制温度在450℃左右的目的是该温度为催化剂的活
性温度，催化剂的活性强，反应速率快，有利于提高单位时间内三氧化硫的百分含量，故选AC；
（3）二氧化硫催化氧化制三氧化硫的反应是放热反应，使用热交换器能冷却产物气体的同时预热原料气
体，有利于降低温度，平衡向正反应方向移动，提高生成物的产率，从而提高生产过程中能量的利用率，
以降低生产成本，提高经济效益；催化氧化反应在催化剂表面进行，反应物的转化率不变，当温度降低时，
反应物的转化率增大，则图2所示进程中表示热交换过程的是 、 、 ，故选BDF，故
答案为：BDF；冷却产物气体的同时预热原料气体从而提高能量的利用率，以降低成本，提高效益；
（4）①二氧化硫催化氧化制三氧化硫的反应是气体体积减小的放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向
移动，气体的总体积增大，所以不参加反应的氮气的体积分数减小；由表格数据可知，600℃达平衡时，
二氧化硫的转化率为74.0%，则平衡时二氧化硫、氧气、三氧化硫、氮气的总体积为(100—8×74.0%×
)L=97.04L，三氧化硫的体积为8×74.0%=5.92L，则三氧化硫的体积分数为 ×100%≈6.1%，故答案为：
减小；6.1%；
②由题意可知，用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫所得溶液为亚硫酸钠溶液，亚硫酸钠溶液与氯气反应得到硫
酸钠和氯化钠的混合溶液，溶液中的硫酸根离子会干扰氯离子的检验，所以检验溶液中氯离子时，应先加
入硝酸钡溶液排出硫酸根离子干扰后，再加入硝酸银溶液检验氯离子，具体操作为取少量溶液少许，加入
足量Ba(NO ) 溶液后，加入AgNO 溶液，若有白色沉淀生成，说明溶液中含有Cl—，故答案为：取少量溶
3 2 3
液少许，加入足量Ba(NO ) 溶液后，加入AgNO 溶液，若有白色沉淀生成，说明溶液中含有Cl—。
3 2 3
C 组 真题练
1．（2022·海南·统考高考真题）钠和钾是两种常见金属，下列说法正确的是
A．钠元素的第一电离能大于钾 B．基态钾原子价层电子轨道表示式为
C．钾能置换出NaCl溶液中的钠 D．钠元素与钾元素的原子序数相差18【答案】A
【解析】A．同一主族元素的第一电离能从上到下依次减小，金属性越强的元素，其第一电离能越小，因
此，钠元素的第一电离能大于钾，A说法正确；B．基态钾原子价层电子为4s1，其轨道表示式为 ，B说
法不正确；C．钾和钠均能与水发生置换反应，因此，钾不能置换出 NaC1溶液中的钠，C说法不正确；
D．钠元素与钾元素的原子序数分别为11和19，两者相差8，D说法不正确；综上所述，本题选A。
2．（2022·山东·高考真题）高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂
质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。
开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2
沉淀完全pH 3.2 6.7 8.2
下列说法错误的是A．固体X主要成分是 和S；金属M为Zn
B．浸取时，增大 压强可促进金属离子浸出
C．中和调pH的范围为3.2~4.2
D．还原时，增大溶液酸度有利于Cu的生成
【答案】D
【解析】CuS精矿(含有杂质Zn、Fe元素)在高压O 作用下，用硫酸溶液浸取，CuS反应产生为CuSO 、
2 4
S、HO，Fe2+被氧化为Fe3+，然后加入NH 调节溶液pH，使Fe3+形成Fe(OH) 沉淀，而Cu2+、Zn2+仍以离子
2 3 3
形式存在于溶液中，过滤得到的滤渣中含有S、Fe(OH) ；滤液中含有Cu2+、Zn2+；然后向滤液中通入高压
3
H，根据元素活动性：Zn＞H＞Cu，Cu2+被还原为Cu单质，通过过滤分离出来；而Zn2+仍然以离子形式存
2
在于溶液中，再经一系列处理可得到Zn单质。A．经过上述分析可知固体X主要成分是S、Fe(OH) ，金
3
属M为Zn，A正确；B．CuS难溶于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s) Cu2+(aq)+S2-(aq)，增大O
2
的浓度，可以反应消耗S2-，使之转化为S，从而使沉淀溶解平衡正向移动，从而可促进金属离子的浸取，B正确；C．根据流程图可知：用NH 调节溶液pH时，要使Fe3+转化为沉淀，而Cu2+、Zn2+仍以离子形式
3
存在于溶液中，结合离子沉淀的pH范围，可知中和时应该调节溶液pH范围为3.2～4.2，C正确；D．在
用H 还原Cu2+变为Cu单质时，H 失去电子被氧化为H+，与溶液中OH-结合形成HO，若还原时增大溶液
2 2 2
的酸度，c(H+)增大，不利于H 失去电子还原Cu单质，因此不利于Cu的生成，D错误；故合理选项是D。
2
3．（2022·山东·高考真题）实验室制备 过程为：①高温下在熔融强碱性介质中用 氧化
制备 ；②水溶后冷却，调溶液 至弱碱性， 歧化生成 和 ；③减压
过滤，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶，再减压过滤得 。下列说法正确的是
A．①中用瓷坩埚作反应器
B．①中用 作强碱性介质
C．②中 只体现氧化性
D． 转化为 的理论转化率约为66.7%
【答案】D
【解析】由题中信息可知，高温下在熔融强碱性介质中用KClO 氧化 MnO 制备KMnO ，然后水溶后冷
3 2 2 4
却调溶液pH至弱碱性使KMnO 歧化生成KMnO 和MnO ，Mn元素的化合价由+6变为+7和+4。A．①中
2 4 4 2
高温下在熔融强碱性介质中用KClO 氧化 MnO 制备KMnO ，由于瓷坩埚易被强碱腐蚀，故不能用瓷坩
3 2 2 4
埚作反应器，A说法不正确；B．制备KMnO 时为为防止引入杂质离子，①中用KOH作强碱性介质，不
4
能用 ，B说法不正确；
C．②中KMnO 歧化生成KMnO 和MnO ，故其既体现氧化性又体现还原性，C说法不正确；
2 4 4 2
D．根据化合价的变化分析，KMnO 歧化生成KMnO 和MnO 的物质的量之比为2:1，根据Mn元素守恒
2 4 4 2
可知，MnO 中的Mn元素只有 转化为KMnO ，因此，MnO 转化为KMnO 的理论转化率约为66.7%，D
2 4 2 4
说法正确；综上所述，本题选D。
4．（2022·山东·高考真题）某同学按图示装置进行实验，欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。
下列物质组合不符合要求的是气体 液体 固体粉末
A 饱和 溶液
B 溶液
C
溶液
D
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【解析】A．通入CO 气体依次发生反应CO+Na CO+H O=2NaHCO 、CaCO +H O+CO=Ca(HCO )，由
2 2 2 3 2 3 3 2 2 3 2
于在相同温度下NaHCO 的溶解度小于NaCO，最终瓶中仍有白色晶体析出，不会得到澄清溶液，A项选；
3 2 3
B．通入Cl，发生反应Cl+2FeCl =2FeCl 、2FeCl +Fe=3FeCl ，最终Fe消失得到澄清溶液，B项不选；
2 2 2 3 3 2
C．通入HCl， 在酸性条件下会表现强氧化性，发生离子反应：3Cu+8H++2 =3Cu2++2NO↑+4HO，
2
最终Cu消失得到澄清溶液，C项不选；D．AgCl在水中存在溶解平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)，通入NH
3
后，Ag+与NH 结合成[Ag(NH)]+，使溶解平衡正向移动，最终AgCl消失得到⇌澄清溶液，D项不选；答案
3 3 2
选A。
5．（2022·浙江·统考高考真题）尖晶石矿的主要成分为 (含 杂质)。已知：
。该反应难以发生，但采用“加炭氯化法”可以
制备 和 ，同时还可得到副产物 ( 沸点为 ， 在 升华)：。下列说法不正确的是
A．制备时要保持无水环境
B．输送气态产物的管道温度要保持在 以上
C．氯化时加炭，既增大了反应的趋势，又为氯化提供了能量
D．为避免产生大量 ，反应过程中需保持炭过量
【答案】D
【解析】A．由于高温条件下，C与HO将反应生成CO和H，且AlCl 、MgCl 在高温下均易水解，生成
2 2 3 2
的HCl挥发后促进AlCl 、MgCl 水解，导致所得产物不纯，故制备时要保持无水环境，A正确；B．由题
3 2
干信息可知， 在 升华，故输送气态产物的管道温度要保持在 以上，B正确；C．由题干信
息可知，不加炭的氯化反应很难进行，则氯化时加炭，既增大了反应的趋势，同时C被氧化为CO放出热
量，则又为氯化提供了能量，C正确；D．反应过程中若保持炭过量，则可能发生反应：SiO+2C
2
Si+2CO或者SiO+3C SiC+2CO，导致获得的固体产物MgCl 中含有Si、SiC等杂质，D错误；
2 2
故答案为：D。
6．（2021·江苏·高考真题）下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是
A．铁粉能与O 反应，可用作食品保存的吸氧剂
2
B．纳米Fe O 能与酸反应，可用作铁磁性材料
3 4
C．FeCl 具有氧化性，可用于腐蚀印刷电路板上的Cu
3
D．聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于净水
【答案】B
【解析】A．因为铁粉能与O 反应，所以可用作食品保存的吸氧剂，A正确；B．纳米Fe O 具有磁性，可
2 3 4
用作铁磁性材料，B错误；C．FeCl 与Cu反应生成FeCl 和CuCl ，主要利用其氧化性，C正确；D．聚合
3 2 2
硫酸铁能水解并形成胶体，具有吸附性，可用于净水，D正确；故选B。
7．（2021·浙江·统考高考真题）铝硅酸盐型分子筛中有许多笼状空穴和通道(如图)，其骨架的基本结构单
元是硅氧四面体和铝氧四面体，化学组成可表示为M[(AlO )·(SiO)]·zHO(M代表金属离子)。
a 2 x 2 y 2下列推测不正确的是
A．常采用水玻璃、偏铝酸钠在强酸溶液中反应后结晶制得分子筛
B．若a=x/2，则M为二价阳离子
C．调节y/x(硅铝比)的值，可以改变分子筛骨架的热稳定性
D．分子筛中的笼状空穴和通道，可用于筛分分子
【答案】A
【解析】A．偏铝酸钠在强酸性溶液中不能稳定存在容易形成Al3+，不可以利用偏铝酸钠在强酸性溶液中
制备分子筛，A错误；B．设M的化合价为m，则根据正负化合价代数和为0计算，m× +x×(-1)=0，解得
m=+2，B正确；C．调节硅铝比可以改变分子筛的空间结构，从而改变分子筛的稳定性，C正确；D．调
节硅铝比可以调节分子筛的孔径，根据分子筛孔径的大小可以筛分不同大小的分子，D正确；故答案选
A。
8．（2022·海南·统考高考真题）胆矾( )是一种重要化工原料，某研究小组以生锈的铜屑为原
料[主要成分是Cu，含有少量的油污、CuO、 、 ]制备胆矾。流程如下。
回答问题：
(1)步骤①的目的是_______。
(2)步骤②中，若仅用浓 溶解固体B，将生成_______(填化学式)污染环境。
(3)步骤②中，在 存在下Cu溶于稀 ，反应的化学方程式为_______。
(4)经步骤④得到的胆矾，不能用水洗涤的主要原因是_______。(5)实验证明，滤液D能将 氧化为 。
ⅰ.甲同学认为不可能是步骤②中过量 将 氧化为 ，理由是_______。
ⅱ.乙同学通过实验证实，只能是 将 氧化为 ，写出乙同学的实验方案及结果_______(不要求写具体
操作过程)。
【答案】(1)除油污
(2)
(3)
(4)胆矾晶体易溶于水
(5)ⅰ.溶液 C 经步骤③加热浓缩后双氧水已完全分解 ⅱ.取滤液，向其中加入适量硫化钠，使铜离子恰好
完全沉淀，再加入 ，不能被氧化
【解析】由流程中的信息可知，原料经碳酸钠溶液浸洗后过滤，可以除去原料表面的油污；滤渣固体B与
过量的稀硫酸、双氧水反应，其中的CuO、CuCO、Cu(OH) 均转化为CuSO ，溶液C为硫酸铜溶液和稀
3 2 4
硫酸的混合液，加热浓缩、冷却结晶、过滤后得到胆矾。
（1）原料表面含有少量的油污，NaCO 溶液呈碱性，可以除去原料表面的油污，因此，步骤①的目的是：
2 3
除去原料表面的油污。
（2）在加热的条件下，铜可以与浓硫酸发生反应生成CuSO 、SO 和HO，二氧化硫是一种大气污染物，
4 2 2
步骤②中，若仅用浓HSO 溶解固体B，将生成SO 污染环境。
2 4 2
（3）步骤②中，在HO 存在下Cu溶于稀HSO ，生成CuSO 和HO，该反应的化学方程式为Cu+ HO+
2 2 2 4 4 2 2 2
HSO =CuSO+2H O。
2 4 4 2
（4）胆矾是一种易溶于水的晶体，因此，经步骤④得到的胆矾，不能用水洗涤的主要原因是：胆矾晶体
易溶于水，用水洗涤会导致胆矾的产率降低。
（5）ⅰ. HO 常温下即能发生分解反应，在加热的条件下，其分解更快，因此，甲同学认为不可能是步骤
2 2
②中过量HO 将I-氧化为I，理由是：溶液C经步骤③加热浓缩后HO 已完全分解。
2 2 2 2 2
ⅱ. I-氧化为I 时溶液的颜色会发生变化；滤液D中含有CuSO 和HSO ，乙同学通过实验证实，只能是
2 4 2 4
Cu2+将I-氧化为I，较简单的方案是除去溶液中的Cu2+，然后再向其中加入含有I-的溶液，观察溶液是否变
2
色；除去溶液中的Cu2+的方法有多种，可以加入适当的沉淀剂将其转化为难溶物，如加入NaS将其转化为
2
CuS沉淀，因此，乙同学的实验方案为取少量滤液D，向其中加入适量NaS溶液，直至不再有沉淀生成，
2静置后向上层清液中加入少量KⅠ溶液；实验结果为：上层清液不变色，证明I-不能被除去Cu2+的溶液氧
化，故只能是Cu2+将I-氧化为I。
2
9．（2022·河北·高考真题）以焙烧黄铁矿 (杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝
颜料。工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)红渣的主要成分为_______(填化学式)，滤渣①的主要成分为_______(填化学式)。
(2)黄铁矿研细的目的是_______。
(3)还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为_______。
(4)工序①的名称为_______，所得母液循环使用。
(5)沉铁工序产生的白色沉淀 中 的化合价为_______，氧化工序发生反应的离子方程式
为_______。
(6)若用还原工序得到的滤液制备 和 ，所加试剂为_______和_______(填化学式，不
引入杂质)。
【答案】(1)Fe O SiO
2 3 2
(2)增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率
(3)7Fe (SO )+FeS +8H O=15FeSO +8H SO
2 4 3 2 2 4 2 4
(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤
(5)+2； 6Fe(NH )Fe(CN) + +6H+=6Fe(NH)Fe(CN) +3H O+Cl-+
4 2 6 4 6 2
(6)H O NH ·H O
2 2 3 2【解析】已知黄铁矿高温煅烧生成Fe O，反应原理为：4FeS+11O 2Fe O+8SO，故产生的红渣主要
2 3 2 2 2 3 2
成分为Fe O 和SiO，将红渣粉碎后加入足量的50%的HSO 溶液加热充酸浸，反应原理为：
2 3 2 2 4
Fe O+3H SO =Fe (SO )+3H O，过滤出滤渣①，主要成分为SiO，向滤液中加入黄铁矿进行还原，将
2 3 2 4 2 4 3 2 2
Fe3+还原为Fe2+，由(3)小问可知不生成S沉淀，则硫元素被氧化为 ，反应原理为：14Fe3+
+FeS +8H O=15Fe2++2 +16H+，然后进行工序①为蒸发浓缩、冷却结晶，得到FeSO 晶体和母液主要含
2 2 4
有FeSO 溶液和HSO ，加水溶解FeSO 晶体，向所得溶液中加入(NH )SO 、K[Fe(CN) ]并用HSO 调节
4 2 4 4 4 2 4 4 6 2 4
溶液的pH为3，进行沉铁过程，反应原理为：Fe2++2 +[Fe(CN)]3-=Fe(NH)Fe(CN) ↓，然后过滤出沉淀，
6 4 2 6
洗涤后加入HSO 和NaClO 进行氧化步骤，反应原理为：6Fe(NH )Fe(CN) +
2 4 3 4 2 6
+6H+=6Fe(NH)Fe(CN) +3H O+Cl-+6 ，过滤、洗涤干燥即制得Fe(NH )Fe(CN) 。
4 6 2 4 6
（1）由分析可知，红渣的主要成分为：Fe O，滤渣①的主要成分为：SiO，故答案为：Fe O；SiO；
2 3 2 2 3 2
（2）黄铁矿研细的主要目的是增大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率，故答案为：增
大固液接触面积，加快反应速率，提高黄铁矿的利用率；
（3）由分析可知，还原工序中，不产生S单质沉淀，则硫元素被氧化为 ，反应原理为：14Fe3+
+FeS +8H O=15Fe2++2 +16H+，故化学方程式为：7Fe (SO )+FeS +8H O=15FeSO +8H SO ，故答案为：
2 2 2 4 3 2 2 4 2 4
7Fe (SO )+FeS +8H O=15FeSO +8H SO ；
2 4 3 2 2 4 2 4
（4）由分析可知，工序①的名称为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，所得母液主要含有FeSO 溶液和
4
HSO 可以循环利用，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤；
2 4
（5）沉铁工序中产生的白色沉淀Fe(NH )Fe(CN) 中Fe的化合价为+2价和[Fe(CN) ]4-中的+3价，由分析可
4 2 6 6
知，氧化工序所发生的离子方程式为：6Fe(NH )Fe(CN) + +6H+=6Fe(NH)Fe(CN) +3H O+Cl-+6 ，
4 2 6 4 6 2
故答案为：+2；6Fe(NH )Fe(CN) + +6H+=6Fe(NH)Fe(CN) +3H O+Cl-+6 ；
4 2 6 4 6 2（6）由分析可知，还原工序所得的滤液中主要含有FeSO 溶液和HSO ，向滤液中先加入一定量的HO
4 2 4 2 2
溶液将Fe2+完全氧化为Fe3+，在向氧化后的溶液中加入氨水至不再产生沉淀为止，过滤洗涤，对沉淀进行
灼烧，即可制得Fe O·x H O和(NH )SO ，故所需要加入的试剂为HO 和NH ·H O，故答案为：HO；
2 3 2 4 2 4 2 2 3 2 2 2
NH ·H O。
3 2
10．（2022·广东·高考真题）稀土( )包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀
土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下：
已知：月桂酸 熔点为 ；月桂酸和 均难溶于水。该工艺条件下，稀土
离子保持 价不变； 的 ， 开始溶解时的pH为8.8；有关金属离子
沉淀的相关pH见下表。
离子
开始沉淀时的pH 8.8 1.5 3.6 6.2~7.4
沉淀完全时的pH / 3.2 4.7 /
(1)“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是_______。
(2)“过滤1”前，用 溶液调pH至_______的范围内，该过程中 发生反应的离子方程式为_______。
(3)“过滤2”后，滤饼中检测不到 元素，滤液2中 浓度为 。为尽可能多地提取 ，可提
高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中 低于_______ (保留两位有效数
字)。
(4)①“加热搅拌”有利于加快 溶出、提高产率，其原因是_______。
②“操作X”的过程为：先_______，再固液分离。
(5)该工艺中，可再生循环利用的物质有_______(写化学式)。
(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂 。①还原 和 熔融盐制备 时，生成1mol 转移_______ 电子。
② 用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化 的还原，发生的电极反应为_______。
【答案】(1)Fe2+
(2)4.7 pH<6.2
(3)4.0 10-4
(4)加热搅拌可加快反应速率 冷却结晶
(5)MgSO
4
(6)15 O+4e-+2H O=4OH-
2 2
【解析】由流程可知，该类矿(含铁、铝等元素)加入酸化MgSO 溶液浸取，得到浸取液中含有 、
4
、 、 、 、 等离子，经氧化调pH使 、 形成沉淀，经过滤除去，滤液1中含
有 、 、 等离子，加入月桂酸钠，使 形成 沉淀，滤液2主要含有
MgSO 溶液，可循环利用，滤饼加盐酸，经加热搅拌溶解后，再冷却结晶，析出月桂酸，再固液分离得到
4
RECl 溶液。
3
（1）由分析可知，“氧化调pH”目的是除去含铁、铝等元素的离子，需要将Fe2+氧化为Fe3+，以便后续除
杂，所以化合价有变化的金属离子是Fe2+，故答案为：Fe2+；
（2）由表中数据可知， 沉淀完全的pH为4.7，而 开始沉淀的pH为6.2~7.4，所以为保证 、
沉淀完全，且 不沉淀，要用 溶液调pH至4.7 pH<6.2的范围内，该过程中 发生反应的
离子方程式为 ，故答案为：4.7 pH<6.2； ；（3）滤液
2中 浓度为 ，即0.1125mol/L，根据 ，若要加
入月桂酸钠后只生成 ，而不产生 ，则= =4.0 10-4 ，故答案为：4.0 10-4；（4）
①“加热搅拌”有利于加快 溶出、提高产率，其原因是加热搅拌可加快反应速率，故答案为：加热搅
拌可加快反应速率；② “操作X”的结果是分离出月桂酸，由信息可知，月桂酸 熔点为
，故“操作X”的过程为：先冷却结晶，再固液分离，故答案为：冷却结晶；
（5）由分析可知，该工艺中，可再生循环利用的物质有MgSO ，故答案为：MgSO ；
4 4
（6）① 中Y为+3价， 中Pt为+4价，而 中金属均为0价，所以还原 和 熔融盐制
备 时，生成1mol 转移15 电子，故答案为：15；
②碱性溶液中，氢氧燃料电池正极发生还原反应，发生的电极反应为O+4e-+2H O=4OH，故答案为：
2 2
O+4e-+2H O=4OH-。
2 2
