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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03
1．为研究废旧电池的再利用，实验室利用旧电池的铜帽和锌皮(主要成分为Zn 和Cu)回收Cu
并制备皓矾(ZnSO4∙7H2O)的部分实验过程如图所示。下列叙述错误的是
A．“溶解”操作中溶液温度不宜过高
B．溶解时铜发生的反应为Cu＋H2O2＋2H+＝Cu2+＋2H2O
C．加入NaOH 溶液后，若pH 过高会使海绵铜中混有氢氧化铜杂质
D．“过滤”操作后，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶即可得到纯净的ZnSO4∙7H2O
答案：D
解析：废旧电池的铜帽主要成分为Zn 和Cu，电池铜帽加入稀硫酸、过氧化氢溶解，生成硫酸
铜溶液、硫酸锌溶液，加入氢氧化钠溶液调节溶液pH＝2，加入锌粉置换出铜，过滤得到海绵铜，
滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得ZnSO4∙7H2O。
A．双氧水在加热条件下易分解，所以“溶解”操作中溶液温度不宜过高，故A 正确；
B．溶解时铜在酸性条件下被双氧水氧化为Cu2+，发生的反应为Cu＋H2O2＋2H+＝Cu2+＋
2H2O，故B 正确；
C．加入NaOH 溶液后，若pH 过高会生成氢氧化铜沉淀，使海绵铜中混有氢氧化铜杂质，故C
正确；
D．“过滤”操作后，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可得到纯净的
ZnSO4∙7H2O，故D 错误；
2．下列离子方程式的书写正确的是
A. 将1molCl2通入含1molFeI2的溶液中：2Fe2+＋2I－＋2Cl2＝2Fe3+＋4Cl－＋I2
B. 1mol·L-1的NaAlO2溶液和2.5mol·L-1的HCl 溶液等体积均匀混合：2AlO＋5H+＝Al3+＋
Al(OH)3↓＋H2O
C. 过量SO2通入NaClO 溶液中：SO2＋H2O＋ClO－＝HClO＋HSO
D．Mg(HCO3)2溶液与足量的NaOH 溶液反应：Mg2+＋HCO＋OH－＝MgCO3↓＋H2O
答案：B
解析：A．I－的还原性强于Fe2+，Cl2先与I－反应，1molCl2与2molI－恰好完全反应，符合题意
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的离子方程式为Cl2＋2I－＝2Cl－＋I2，A 项错误；
B．NaAlO2与HCl 的物质的量之比为1 2.5
∶
，即 AlO 与H+物质的量之比为2 5∶，此时 AlO 与
H+都完全消耗得到等物质的量的Al3+和Al(OH)3，符合题意的离子方程式为2AlO＋5H+＝Al3+＋
Al(OH)3↓＋H2O，B 项正确；
C．SO2具有还原性，ClO－具有氧化性，过量SO2通入NaClO 溶液中发生氧化还原反应，反应
的离子方程式为SO2＋ClO－＋H2O＝Cl－＋SO＋2H
+ ，C 项错误；
D．Mg(HCO3)2溶液与足量NaOH 溶液反应生成更难溶于水的Mg(OH)2，反应的离子方程式为
Mg2+＋2HCO＋4OH－＝Mg(OH)2↓＋2CO＋2H2O，D 项错误；
3．在特定碱性条件下，过量H2O2可将Cr(Ⅲ)完全氧化成Cr(Ⅵ)，其反应为H2O2＋CrO＋
W↑→CrO＋Y(未配平)，下列有关说法错误的是
A. W 为OH－
B. 上述反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3 2∶
C. 1mol H2O2参加反应时，转移电子的物质的量为2mol
D. 在酸性条件下Cr2O 可以转化为CrO
答案：D
解析：H2O2中氧元素化合价由－1 降低为－2， CrO 中Cr 元素化合价由＋3 升高为＋6，根据
得失电子守恒、电荷守恒，反应的离子方程式为3H2O2＋2CrO＋2OH－＝2CrO＋4H2O。
A．据得失电子守恒、电荷守恒，反应的离子方程式为 3H2O2＋2CrO＋2OH－＝2CrO＋4H2O，
W 为 OH－ ，故A 正确；
B．H2O2中氧元素化合价由－1 降低为－2，H2O2是氧化剂， CrO 中Cr 元素化合价由＋3 升高
为＋6， CrO 是还原剂，根据得失电子守恒，氧化剂和还原剂的物质的量之比为 3 2
∶
，故B 正确；
C．H2O2中氧元素化合价由－1 降低为－2， 1molH2O2 参加反应时，转移电子的物质的量为
2mol，故C 正确；
D.有可逆反应：Cr2O＋H2O
2CrO＋2H+，加碱，平衡正向移动，所以在碱性条件下 Cr2O
可以转化为 CrO ，故D 错误；
4．通常超市里的商品在摆放到货架前会先进行分类，因此我们在超市能迅速找到所需商品。
下列关于物质的分类组合正确的是
选项
物质
类别
A
钠、液氯、铁、冰水混合物
纯净物
B
碘伏、生石灰、青铜、空气
混合物
C
H2SO4、HClO4、稀盐酸、NaCl 溶液
电解质
D
纯碱、NaOH、NH3、KOH
碱
答案：A
解析：A．钠、液氯、铁、冰水混合物都是只含有一种物质的纯净物，故A 正确；
B．生石灰是氧化钙的俗称，是只含有一种物质的纯净物，故B 错误；
C．溶液是混合物，混合物既不是电解质也不是非电解质，则稀盐酸和氯化钠溶液不属于电解
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质，故C 错误；
D．纯碱是碳酸钠的俗称，碳酸钠属于盐，不属于碱，氨气不能电离出自由移动的离子，不属
于电解质，不可能是碱，故D 错误；
5．已知：①Al(OH)3固体的熔点为300℃；②无水AlCl3晶体易升华；③熔融状态的HgCl2不
能导电，稀溶液具有弱的导电能力且可作为手术刀的消毒液，下列关于Al(OH)3、AlCl3和HgCl2的
说法正确的是
A. 均为弱电解质
B. 均为离子化合物
C. HgCl2的水溶液导电能力很弱，说明其难溶于水
D. HgCl2在水中的电离方程式可能是HgCl2
HgCl＋＋Cl－
答案：D
解析：A．AlCl3是强电解质，溶于水完全电离，故A 错误；
B.无水氯化铝易升华，熔融状态HgCl2不导电说明都是共价化合物，故B 错误；
C. HgCl2 的水溶液导电能力很弱，不能说明难溶于水，故C 错误；
D. HgCl2 的水溶液导电能力很弱，说明HgCl2可能是弱电解质，电离是可逆过程，电离方程式
可能是 HgCl2
HgCl＋＋Cl－ ，故D 正确；
6．下列离子方程式正确的是
A．澄清石灰水与过量CO2反应：CO2＋Ca2+＋2OH－＝CaCO3↓＋H2O
B．Fe2+与H2O2在酸性溶液中的反应：2Fe2+＋H2O2＝2Fe3+＋2H2O＋2H+
C．向沸水中滴加饱和的FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体：Fe3+＋3H2O=== Fe(OH)3(胶体)＋3H+
D．向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水：Ca2+＋HCO＋OH－＝CaCO3↓＋H2O
答案：C
解析：A．澄清石灰水与过量CO2反应的离子方程式为CO2＋OH－＝HCO，A 错误；
B．Fe2+与H2O2在酸性溶液中的反应的离子方程式为2Fe2+＋H2O2＋2H+＝2Fe3+＋2H2O，B 错误；
C．向沸水中滴加饱和的FeCl3溶液制备Fe(OH)3 胶体，反应的离子方程式为 Fe3+＋3H2O===
Fe(OH)3(胶体)＋3H+，C 正确；
D．碳酸氢铵溶液与足量澄清石灰水反应时，阳离子、阴离子都发生反应，反应的离子方程式
Ca2+＋HCO＋2OH－＋NH＝NH3∙H2O＋CaCO3↓＋H2O，D 错误；
7．下列实验中，能够正确描述反应的离子方程式是
A. 磁性氧化铁溶于稀HNO3：Fe3O4＋12H+＋NO＝3Fe3+＋NO↑＋6H2O
B. 海水提溴工艺中，用纯碱溶液富集Br2：3Br2＋3CO＝5Br
－＋BrO＋3CO2↑
C. 用石灰乳制漂白粉：Ca2+＋2OH－＋Cl2＝Ca2+＋Cl－＋ClO－＋H2O
D. 用足量Na2S2O3的碱性溶液除去水中的Cl2：4Cl2＋S2O＋5H2O＝10H+＋2SO＋8Cl－
答案：B
解析：A．得失电子不守恒、电荷不守恒，故A 错误；
B．海水提溴工艺中，用纯碱溶液富集Br2：3Br2＋3CO＝5Br
－＋BrO＋3CO2↑，故B 正确；
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C．石灰乳是浊液，氢氧化钙不能拆，故C 错误；
D．反应混合物是碱性溶液，不会生成H+，故D 错误。
8．已知氧化性：Cl2＞Br2＞Fe3+。向200mLcmol·L-1FeBr2 溶液中逐渐通入Cl2，其中n(Fe2+)、
n(Br－)随通入Cl2的物质的量[n(Cl2)]变化如图所示，下列说法错误的是
A. 还原性强弱：Fe2+＞Br－
B. 曲线①为Fe2+，且c＝1.5
C．n(Cl2)＝0.35 mol 时，溶液中c(Fe3+)＝c(Br－)
D．n(Cl2)＝0.45 mol 时，总的离子方程式为2Fe2++4Br－+3Cl2＝2Fe3++2Br2+6Cl－
答案：C
答案：n(FeBr2)＝0.2L×1.5mol/L=0.3mol，通入氯气为0.15mol 时，Fe2+恰好被完全氧化，而溴
离子浓度不变，可知先氧化亚铁离子，后氧化溴离子，还原性为Fe2+＞Br－，则图中①代表Fe2+，
②代表Br-，结合电子守恒判断。
A．由图可知，通入氯气为0.15mol 时，Fe2+恰好被完全氧化，而溴离子浓度不变，则还原性强
弱：Fe2+＞Br－，故A 正确；
B．根据化学式FeBr2可知，溴离子的物质的量是亚铁离子的2 倍，曲线①为Fe2+，n
(FeBr2)=n(Fe2+)＝0.2L×cmol/L=0.2cmol，通入氯气为0.15mol 时，Fe2+恰好被完全氧化，根据
2Fe2+~Cl2可知，0.2cmol＝2×0.15mol，解得c＝1.5，故B 正确；
C．n(Cl2)＝0.35mol 时，溶液中c(Fe3+)＝1.5mol/L，由2Br－+Cl2＝2Cl－+Br2可知，0.2molCl2氧
化0.4molBr－，溶液中c(Br－)＝＝1mol/L，故C 错误；
D．n(Cl2)＝0.45mol 时，由2Br－+Cl2＝2Cl－+Br2可知，0.3molCl2氧化0.6molBr－，则溴离子完
全被氧化，则总的离子方程式为：2Fe2++4Br－+3Cl2＝2Fe3++2Br2+6Cl－，故D 正确；
9．反应①②分别是从海藻灰和某种矿石中提取碘的主要反应：
2NaI
①
＋MnO2＋3H2SO4＝2NaHSO4＋MnSO4＋2H2O＋I2；
2NaIO
②
3＋5NaHSO3＝2Na2SO4＋3NaHSO4＋H2O＋I2。下列说法正确的是
A. 两个反应中硫元素均被氧化
B. 碘元素在反应①中被还原，在反应②中被氧化
C. 氧化性：MnO2＞SO＞IO＞I2
D. 反应①②中生成等量的I2时，转移电子数之比为1 5∶
答案：D
解析：A 项，反应①中硫元素化合价未发生变化，反应②中硫元素化合价升高，被氧化，A 项
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错误；
B 项，反应①中碘元素化合价升高，被氧化，反应②中碘元素化合价降低，被还原，B 项错误；
C 项，由反应①可知氧化性：MnO2＞I2，由反应②可知氧化性：IO＞SO，C 项错误；
D 项，由反应①得，生成1molI2转移2mole－，由反应②得，生成1molI2转移10mole－，所以当
生成等量的I2时，转移电子数之比为1 5∶，D 项正确。
10．常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是
A．在中性溶液中：Na＋、Ba2+、SO、Cl－
B. 与Al 反应能放出H2的溶液中：Fe2+、K＋、NO、SO
C．＝1×10-13mol·L-1的溶液中：NH、Na+、Cl－、NO
D．水电离的c(H+)＝1×10-13mol·L-1的溶液中：K+、Na+、AlO、CO
答案：C
解析：A．Ba2+与SO 生成BaSO4沉淀，不能共存，A 错误；
B．与Al 反应能放出H2的溶液可能是酸溶液，有可能是碱溶液，Fe2+与NO 在酸性溶液中发生氧化还原反应，
在碱溶液中与OH－生成沉淀，B 错误；
C．＝1×10-13mol·L-1的溶液为酸性溶液，NH、Na+、Cl－、NO 能在此溶液中大量共存，C 正确；
D．水电离的c(H+)＝1×10-13mol·L-1的溶液可能是酸性溶液，有可能是碱性溶液，AlO、CO 在酸性
溶液中发生反应，不能大量共存，D 错误。
11．LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3，含有少量Si、
Fe、Ni、Al 等元素)制备LiMn2O4的流程如下：
已知：Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]＝1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]＝5.5×10-16。
回答下列问题：
(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为_____________________________________。为提高溶矿
速率，可采取的措施_______(举1 例)。
(2)加入少量MnO2的作用是_______________________________。不宜使用H2O2替代MnO2，
原因是___________________________________________。
(3)溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)＝_______mol·L-1；用石灰乳调节至
pH≈7，除去的金属离子是_______。
(4)加入少量BaS 溶液除去Ni2+，生成的沉淀有_____________。
(5)在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为________________________________________。
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随着电解反应进行，为保持电解液成分稳定，应不断_________________________。电解废液可在
反应器中循环利用。
(6)缎烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是__________________________________。
答案：(1)MnCO3＋H2SO4＝MnSO4＋H2O＋CO2↑ 粉碎菱锰矿
(2)将Fe2+氧化为Fe3+ Fe3+可以催化H2O2分解 (3)2.8×10-9 Al3+
(4)BaSO4、NiS
(5)Mn2+＋2H2O=====H2↑＋MnO2↓＋2H+ 加入MnSO4
(6)2Li2CO3＋8MnO2=====4LiMn2O4＋2CO2↑＋O2↑
解析：根据题给的流程，将菱锰矿置于反应器中，加入硫酸和MnO2，可将固体溶解为离子，
将杂质中的Fe、Ni、Al 等元素物质也转化为其离子形式，同时，加入的MnO2可以将溶液中的
Fe2+氧化为Fe3+；随后将溶液pH 调至制约等于7，此时，根据已知条件给出的三种氢氧化物的溶度
积可以将溶液中的Al3+沉淀出来；随后加入BaS，可以将溶液中的Ni2+沉淀，得到相应的滤渣；后
溶液中含有大量的Mn2+，将此溶液置于电解槽中电解，得到MnO2，将MnO2与碳酸锂共同煅烧得
到最终产物LiMn2O4。
(1)菱锰矿中主要含有MnCO3，加入硫酸后可以与其反应，硫酸溶矿主要反应的化学方程式为：
MnCO3＋H2SO4＝MnSO4＋H2O＋CO2↑；为提高溶矿速率，可以将菱锰矿粉碎；故答案为：MnCO3
＋H2SO4＝MnSO4＋H2O＋CO2↑、粉碎菱锰矿。
(2)根据分析，加入MnO2的作用是将酸溶后溶液中含有的Fe2+氧化为Fe3+，但不宜使用H2O2氧
化Fe2+，因为氧化后生成的Fe3+可以催化H2O2分解，不能使溶液中的Fe2+全部氧化为Fe3+；故答案
为：将Fe2+氧化为Fe3+、Fe3+可以催化H2O2分解。
(3)溶矿完成以后，反应器中溶液pH=4，此时溶液中c(OH-)＝1.0×10-10mol·L-1，此时体系中含有
的c(Fe3+)＝＝2.8×10-9mol·L-1，这时，溶液中的c(Fe3+)小于1.0×10-5，认为Fe3+已经沉淀完全；用石
灰乳调节至pH≈7，这时溶液中c(OH-)＝1.0×10-7mol·L-1，溶液中c(Al3+)＝1.3×10-12mol·L-1，c(Ni2+)＝
5.5×10-4mol·L-1，c(Al3+)小于1.0×10-5，Al3+沉淀完全，这一阶段除去的金属离子是Al3+；故答案为：
2.8×10-9、Al3+。
(4)加入少量BaS 溶液除去Ni2+，此时溶液中发生的离子方程式为BaS＋Ni2+＋SO＝BaSO4↓＋
NiS↓，生成的沉淀有BaSO4、NiS。
(5)在电解槽中，Mn2+发生反应生成MnO2，反应的离子方程式为Mn2+＋2H2O=====H2↑＋
MnO2↓＋2H+；电解时电解液中Mn2+大量减少，需要加入MnSO4以保持电解液成分的稳定；故答案
为：Mn2+＋2H2O=====H2↑＋MnO2↓＋2H+、加入MnSO4。
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(6)煅烧窑中MnO2与Li2CO3发生反应生成LiMn2O4，反应的化学方程式为2Li2CO3＋
8MnO2=====4LiMn2O4＋2CO2↑＋O2↑；故答案为：2Li2CO3＋8MnO2=====4LiMn2O4＋2CO2↑＋
O2↑。
12．铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、
硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示：
已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O 存在，在碱性介质中以CrO 存在。
回答下列问题：
(1)煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为_______(填化
学式)。
(2)水浸渣中主要有SiO2和______________。
(3)“沉淀”步骤调pH 到弱碱性，主要除去的杂质是_______________。
(4)“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，该步需要控制溶液的
pH≈9 以达到最好的除杂效果，若pH＜9 时，会导致_______________________________；pH＞9 时，
会导致_____________________________。
(5)“分离钒”步骤中，将溶液pH 调到1.8 左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH＜1 时，溶解
VO 或
VO3+在碱性条件下，溶解为VO 或VO，上述性质说明V2O5具有_______(填标号)。
A．酸性 B．碱性 C．两性
(6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为_____________________。
答案：(1)Na2CrO4 (2)Fe2O3 (3) SiO
(4)不能形成MgNH4PO4沉淀 不能形成MgSiO3沉淀
(5)C (6)2Cr2O＋3S2O＋10H+＝4Cr3+＋6SO＋5H2O
解析：由题给流程可知，铬钒渣在氢氧化钠和空气中煅烧，将钒、铬、铝、硅、磷等元素转化
为相应的最高价含氧酸盐，煅烧渣加入水浸取、过滤得到含有二氧化硅、氧化铁的滤渣和滤液；向
滤液中加入稀硫酸调节溶液pH 将硅元素转化为硅酸沉淀，过滤得到硅酸滤渣和滤液；向滤液中加
入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液将硅元素、磷元素转化为MgSiO3和MgNH4PO4沉淀，过滤得到含有
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MgSiO3、MgNH4PO4的滤渣和滤液；向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH 将钒元素转化为五氧化二钒，
过滤得到五氧化二钒和滤液；向滤液中焦亚硫酸钠溶液将铬元素转化为三价铬离子，调节溶液pH
将铬元素转化为氢氧化铬沉淀，过滤得到氢氧化铬。
(1)由分析可知，煅烧过程中，铬元素转化为铬酸钠，故答案为：Na2CrO4；
(2)由分析可知，水浸渣中主要有二氧化硅、氧化铁，故答案为：Fe2O3 Fe2O3；
(3)由分析可知，沉淀步骤调pH 到弱碱性的目的是将硅元素转化为硅酸沉淀，故答案为：SiO；
(4)由分析可知，加入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液的目的是将硅元素、磷元素转化为MgSiO3和
MgNH4PO4沉淀，若溶液pH<9 时，会导致磷元素不能形成MgNH4PO4沉淀若溶液pH>9 时，会导镁
离子生成氢氧化钠沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，导致产品中混有杂质，故答案为：不能形成
MgNH4PO4沉淀；不能形成MgSiO3沉淀；
(5)由题给信息可知，五氧化二钒水能与酸溶液反应生成盐和水，也能与碱溶液发生生成盐和水
的两性氧化物，故选C；
(6)由题意可知，还原步骤中加入焦亚硫酸钠溶液的目的是将铬元素转化为铬离子，反应的离子
方程式为2Cr2O＋3S2O＋10H+＝4Cr3+＋6SO＋5H2O，故答案为：2Cr2O＋3S2O＋10H+＝4Cr3+＋6SO
＋5H2O。
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