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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17
1.水体中的局部氮循环如下图所示，其中含氮物质转化方向与水深有关。下列说法正确的是
A. 若氨态氮与亚硝态氮反应生成1molN2，转移6mole－
B. 反硝化过程中，含N 物质都被还原
C. 图中涉及的反应有部分反应没有发生电子转移
D. 不同水深含氮物质转化方向不同，一定与水压有关
答案：B
解析：A．氨态氮与亚硝态氮可以转化为氮气，根据得失电子守恒，反应方程式是NH+ NO＝
N2↑+2H2O，N 元素由－3 价上升到0 价，又由+3 价下降到0 价，生成1molN2，转移3mole－，故A
错误；
B．由图中转化关系可知，反硝化过程中含N 物质化合价均降低，被还原，故B 正确；
C．由图中转化关系可知，图中涉及的反应，元素化合价都发生了变化，故均为氧化还原反应，
都发生了电子的转移，故C 错误；
D．表层水中氧气浓度大，含氮物质转化以硝化过程为主，发生氧化反应；底层水中氧气浓度
小，含氮物质转化以反硝化过程为主，发生还原反应，所以不同水深含氮物质转化方向不同，可能
与溶氧量有关，和水压无关，故D 错误；
2．对下列粒子组在溶液中能否大量共存的判断和分析均正确的是
粒子组
判断和分析
A
Fe2+、NH、SO、 [Fe(CN)6]3－
能大量共存，粒子间不反应
B
H+、Na+、Cl－、MnO
能大量共存，粒子间不反应
C
Na+、Al3+、Cl－、NH3∙H2O
不能大量共存，因发生反应：Al3+＋
4NH3∙H2O＝AlO＋4NH＋2H2O
D
H+、K+、S2O、SO
不能大量共存，因发生反应：2H+＋S2O＝S↓
＋SO2↑＋H2O
答案：D
解析：A．Fe2+与[Fe(CN)6]3－反应产生蓝色沉淀，不能大量共存，故A 错误。
B．Cl－被酸性MnO 氧化生成氯气，不能大量共存，故B 错误。
C．Al3+与NH3∙H2O 反应生成的Al(OH)3不能溶于氨水，故C 错误。
D．H=与S2O 反应方程式为2H+＋S2O＝S↓＋SO2↑＋H2O，故D 正确。
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3．某溶液中可能存在K+、Al3+、Fe2+、NH、NO、CO、SO 中的几种离子，且存在的各离子的物
质的量相等，某同学对该溶液进行如下实验：
下列判断正确的是
A．原溶液中一定不存在K+
B．白色沉淀可能是Al(OH)3
C．气体A 一定是CO2，气体B 一定是NH3
D．原溶液中一定存在Al3+、Fe2+、NO、NH
答案：A
解析：溶液与过量稀盐酸反应生成气体A，则溶液中可能含有HCO 或Fe2+、NO(HCO 与Fe2+不能
共存)；溶液Ⅰ与过量氢氧化钡反应生成气体B 和有色沉淀，则原溶液中一定含Fe2+、NH、NO，一定
不含HCO；溶液Ⅱ与适量二氧化碳反应生成白色沉淀，则该白色沉淀可能为碳酸钡和氢氧化铝中的一种
或两种，由存在的各离子的物质的量相等及电荷守恒可知，原溶液中一定不含K+、Al3+、一定含
SO。由上述分析可知，原溶液中一定含Fe2+、NH、NO、SO，一定不含K+、Al3+、HCO，白色沉淀为碳酸钡，
气体A 为NO，气体B 为氨气，有色沉淀为Fe(OH)3，故A 正确。
4．用酸性KMnO4溶液处理硫化亚铜(Cu2S)和二硫化亚铁(FeS2)的混合物时，发生反应：
Ⅰ：MnO＋Cu2S＋H+→Cu2+＋SO＋Mn2+＋H2O (未配平)
Ⅱ：MnO＋FeS2＋H+→Fe3+＋SO＋Mn2+＋H2O (未配平)
下列说法正确的是
A．反应Ⅰ中Cu2S 既是氧化剂又是还原剂
B．反应Ⅰ中每生成1mol SO，转移电子的物质的量为10 mol
C．反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1 3∶
D．若反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的KMnO4的物质的量相同，则反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的还原剂的
物质的量之比为2 3∶
答案：B
解析：A．反应Ⅰ中Cu2S 中Cu 的化合价从＋1 升高到＋2 价，S 的化合价从－2 升高到＋6，
Cu2S 只是还原剂，故A 错误。
B．反应Ⅰ中每生成1 mol SO，2 molCu2+失去2 mol 电子，1 molS2-失去8 mol 电子，总共转
移电子的物质的量为10 mol 电子，故B 正确。
C．根据电子守恒由反应Ⅱ得出，氧化剂与还原剂的物质的量之比为3 1∶，故C 错误。
D．若反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的KMnO4的物质的量相同，则反应Ⅰ和反应Ⅱ中消耗的还原剂的
物质的量之比为3 2∶，故D 错误。
5.下列离子方程式不正确的是
2
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A．锂离子电池的负极反应：LixCy－xe-＝xLi+＋Cy
B．向CuCl2溶液中滴加过量氨水：Cu2++2NH3·H2O＝Cu(OH)2↓+2NH
C．1.5mol·L－1100mL 的FeBr2溶液中通入3.36L(标况)Cl2：2Fe2+＋2Br－＋2Cl2＝2Fe3+＋4Cl－＋
Br2
D．调节pH=5(常温)，向ZnSO4溶液中加入适量KMnO4溶液(还原产物MnO2)除去少量杂质
Fe2+：3Fe2++MnO+7H2O＝3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+。
答案：B
解析：A．原电池负极发生氧化反应，失电子，故锂离子电池的负极反应: LixCy－xe－＝xLi+
+Cy， A 正确；
B．向CuCl2溶液中滴加过量氨水反应生成[Cu(NH3)4]2＋；故为Cu2++4NH3∙H2O＝[Cu(NH3)4]2＋
＋4H2O，B 错误；
C．用K3 [Fe(CN)6]溶液检验Fe2+反应生成KFe[Fe(CN)6]，故为K+＋Fe2+＋[Fe(CN)6]3－＝
KFe[Fe(CN)6]↓，C 正确；
D．KMnO4溶液(还原产物MnO2)将Fe2+氧化成Fe3+转化成Fe(OH)3，故为3Fe2+＋MnO＋7H2O＝
3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+，D 正确。
6.下列离子方程式书写正确的是
A．铜与稀硝酸反应：Cu＋4H+＋2NO＝Cu2+＋2NO2↑＋2H2O
B．Na2S2O3 溶液和稀硫酸混合：S2O＋2H+＝S↓＋SO2↑＋H2O
C．向饱和碳酸钠溶液中通入过量CO2：CO＋CO2＋H2O＝2HCO
D．将NaOH 溶液和H2C2O4溶液等体积等浓度混合：2OH－＋H2C2O4＝C2O＋2H2O
答案：B
解析：A．铜与稀硝酸反应生成NO，离子方程式为3Cu+8H++2NO=3Cu
2++2NO↑+4H2O，A 错误；
B．Na2S2O3溶液和稀硫酸反应生成二氧化硫、硫单质和水，离子方程式为S2O＋2H+＝S↓＋SO2↑
＋H2O，B 正确；
C．向饱和碳酸钠溶液中通入过量CO2生成碳酸氢钠，碳酸氢钠溶解度小析出，离子方程式为
2Na++CO+CO2+H2O＝2NaHCO3↓，C 错误；
D．草酸是二元弱酸，将NaOH 溶液和H2C2O4溶液等体积等浓度混合生成OH−＋H2C2O4＝
HC2O＋H2O，D 错误；
7．将“84”消毒液和洁厕灵同时使用会发生反应：Na37ClO＋2H35Cl＝NaCl＋Cl2↑＋H2O。下列
有关说法中正确的是
A. 该反应生成Cl2的摩尔质量为70g∙mol-1
B. 35Cl 和37Cl 所含中子数之比为35∶37
C. 该反应中，体现了HCl 的酸性和氧化性
D. 该反应涉及的物质中有4 种物质含共价键
答案：D
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解析：A．反应中次氯酸钠中氯元素化合价降低、HCl 中部分氯元素化合价升高，两者反应生
成氯气，则该反应生成Cl2的摩尔质量为72g∙mol-1，A 错误；
B．核素的表示方法为：元素符号左下角为质子数，左上角为质量数；35Cl 和37Cl 所含中子数
之比为(35－17)∶(37－17)＝9∶10，B 错误；
C．反应HCl 中部分氯元素化合价升高，体现出还原性，C 错误；
D．该反应涉及的物质中次氯酸钠、氯化氢、氯气、水，共4 种物质含共价键，D 正确；
8．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. 0.1 mol·L-1KNO3溶液中：Cu2+、NH、Cl-、SO
B. 澄清透明的溶液中：Fe3+、Mg2+、SCN-、Br-
C. 使酚酞变红色的溶液中：Ba2+、A13+、ClO、Cl－
D. 水电离的c(H+)=1×10-12mol·L-1的溶液中：Na+、K+、I-、NO
答案：A
解析：A．各离子间互不反应，可以大量共存，故A 正确；
B．Fe3+、SCN－离子之间结合生成络离子，不能大量共存，故B 错误；
C．使酚酞变红色的溶液，显碱性，A13+与OH－不能大量共存，故C 错误；
D．水电离的c(H+)=1×10-12mol·L-1的溶液，水的电离被抑制，溶液可能是强酸性或强碱性，当
溶液为强酸性时，I-、NO 和H
+发生氧化还原反应，不能大量共存，故D 错误；
9．秋冬季节是雾霾的高发时间，某实验小组收集了所在地区的雾霾，经处理后得试样溶液，
溶液中可能含有的离子有Na+、NH、Mg2+、Al3+、SO、NO、Cl－。某同学设计了如下实验：
步骤
实验操作
实验现象
①
取试样溶液于锥形瓶中，滴加过量的Ba(OH)2溶
液，微热，充分反应后过滤
有无色气体a、白色沉淀
b 生成
②
将上述无色气体a 通过湿润的红色石蕊试纸
试纸变蓝
③
往白色沉淀b 上滴加稀盐酸
沉淀部分溶解
④
取步骤①过滤后的滤液，通入CO2
有白色沉淀生成
根据以上实验操作与现象，该同学得出的结论错误的是
A．通过步骤①③可确定试样溶液中肯定存在Mg2+、SO
B．上述实验中不能确定的阴离子有NO、Cl－
C．可通过焰色反应鉴别试样溶液中是否存在Na+
D．步骤④的实验说明试样溶液中还含有Al3+
答案：D
解析：根据实验①滴加过量的Ba(OH)2溶液，微热，充分反应后过滤，有无色气体a、白色沉
淀b 生成，实验②将上述无色气体a 通过湿润的红色石蕊试纸，试纸变蓝，说明有NH；实验①产
生白色沉淀可能是Mg(OH)2，也可能是BaSO4，实验③往白色沉淀b 上滴加稀盐酸，沉淀部分溶解，
说明沉淀是Mg(OH)2和BaSO4，故有Mg2+和SO。④取步骤①过滤后的滤液，通入CO2，实验①加入过量的Ba(OH)2
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溶液，白色沉淀一定含有BaCO3，可能含有Al(OH)3，故原溶液中可能有Al3+；
A．根据分析可知实验①产生白色沉淀可能是Mg(OH)2，也可能是BaSO4，实验③往白色沉淀
b 上滴加稀盐酸，沉淀部分溶解，说明沉淀是Mg(OH)2和BaSO4，故有Mg2+和SO，故A 正确；
B．上述实验肯定存在的有Mg2+、SO、NH、Al3+，不能确定是否有阴离子NO、Cl－，故B 正确；
C．Na+的焰色反应产生黄色火焰，可通过焰色反应鉴别试样溶液中是否存在Na+，故C 正确；
D．取步骤①过滤后的滤液，通入CO2，实验①加入过量的Ba(OH)2溶液，白色沉淀一定含有
BaCO3，可能含有Al(OH)3，故原溶液中可能有Al3+，故D 错误；
10．下列条件下的化学反应，相应的离子方程式一定正确的是
A．将2.24LCO2通入500mL0.3mol·L－1的NaOH 溶液中：2CO2＋3OH－＝CO＋HCO＋H2O
B．向NH4Fe(SO4)2溶液中加入少量NaOH 溶液：NH＋OH－＝NH3∙H2O
C．1L1mol·L－1FeBr2溶液与一定量氯气反应转移的电子数为2×6.02×1023时，反应的离子方程
式为2Fe2+＋2Br－＋2Cl2＝2Fe3+＋Br2＋4Cl－
D．向Ca(ClO)2溶液通入少量SO2：Ca2+＋2ClO－＋SO2＋H2O＝CaSO3↓＋2HClO
答案：C
解析：A．没有明确是否为标准状况，2.24LCO2的物质的量不一定是0.1mol，A 错误；
B．向NH4Fe(SO4)2溶液中加入少量NaOH 溶液，OH－先与Fe3+反应，反应的离子方程式为
Fe3+＋3OH－＝Fe(OH)3↓，B 错误；
C．1L1mol·L－1FeBr2溶液与一定量氯气反应转移的电子数为2×6.02×1023时，说明消耗的氯气
为1mol，还原性Fe2+＞Br－，1molFe2+、1molBr-被氧化，反应的离子方程式为2Fe2+＋2Br－＋2Cl2＝
2Fe3+＋Br2＋4Cl－，C 正确；
D．次氯酸具有强氧化性，会将亚硫酸钙氧化为硫酸钙，两者不能同时生成，D 错误；
11．结晶水合物X 由六种元素组成，某学习小组按如下流程进行实验：
已知：
①第一步反应中元素价态没有发生变化；
②气体E 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色；
③溶液D 中含有三种正盐，其中一种即为溶液H 中的唯一溶质，另一种盐M 在高温灼烧时可
得到相同物质的量的三种产物：红棕色G 和两种组成元素相同的氧化物。
(1)X 的组成中，非金属元素有___________，X 的化学式___________。
(2)盐M 高温分解生成三种氧化物的化学方程式____________________________________。
(3)沉淀F 和次氯酸钠、浓氢氧化钠反应可以制备一种能净水的钠盐，请写出该反应的离子方程
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式_________________________________________________。
(4)溶液D 在空气中敞口放置一段时间后，请设计实验检验溶液D 中可能存在的金属阳离子：
___________。
答案：(1)C、H、O、N K3Fe(CN)5∙H2O (2)2FeSO4===Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑
(3)Fe(OH)2＋2ClO－＋2OH－＝FeO＋2Cl－＋2H2O
(4)检验钾离子：用铂丝蘸取少量样品在酒精灯火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃片观察到紫色火焰
则有钾离子；检验亚铁离子：取少量样品于试管中，滴加酸性高锰酸钾溶液，若紫色褪去，或加铁
氰化钾出现蓝色沉淀则含有亚铁离子检验三价铁离子：取少量样品于试管中，滴少量KSCN 溶液，
若溶液出现血红色，则含有三价铁离子
解析：气体A 和CuO 反应生成气体B 能使澄清石灰水变浑浊，则气体A 是CO，气体B 是
CO2，白色固体C 是CaCO3，则n(C 元素)＝n(CO)＝n(CO2)＝＝0.05mol；红棕色固体G 是沉淀F 经
灼烧得到，则G 是Fe2O3，其物质的量n(Fe2O3)＝＝0.005mol，n(Fe 元素)＝2×＝0.01mol，气体E 能
使湿润的红色石蕊试纸变蓝，E 为氨气，物质的量n(N 元素)= n(NH3)＝＝0.05mol；第一步反应中元
素价态没有发生变化，且溶液D 中含有三种正盐，则D 中含有SO，D 能与KOH 反应生成氨气，
则D 中含有NH，其中一种即为溶液H 中的唯一溶质，则H 为含K2SO4， D 中另一种盐M 在高温
灼烧时可得到相同物质的量的Fe2O3和两种组成元素相同的氧化物应为SO2、SO3，n(Fe 元素)：n(S
元素)=1∶1，则正盐M 为FeSO4，则F 是Fe(OH)2，所以D 中的三种正盐分别是：K2SO4、
(NH4)2SO4、FeSO4；结晶水合物X 由六种元素组成，则X 中含有H、O、K、Fe、N、C 元素，且
n(C 元素)∶n(Fe 元素)∶n(N 元素)＝0.05mol∶0.01mol∶0.05mol=5∶1∶5，则为Fe(CN)离子，则n(K 元
素)=0.03mol， m(H2O)＝3.21g－m(C 元素)－m(Fe 元素)－m(N 元素)－m(K 元素)＝3.21g－0.6g－
0.56g－0.7g－1.17g＝0.18g，n(H2O)＝0.01mol，所以X 的化学式为K3Fe(CN)5∙H2O。据此作答。
(1)根据分析，X 中含有H、O、K、Fe、N、C 元素，非金属元素有H、O、N、C；X 的化学式
为K3Fe(CN)5∙H2O；
(2)根据分析，M 是FeSO4，受热分解可得到相同物质的量的三种产物，方程式为：
2FeSO4===Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑；
(3)根据分析，沉淀F 为Fe(OH)2，与次氯酸钠、浓氢氧化钠反应可以制备一种能净水的钠盐为
高铁酸钠，反应的离子方程式为：Fe(OH)2＋2ClO－＋2OH－＝FeO＋2Cl－＋2H2O；
(4)根据分析，溶液D 中的三种正盐分别是：K2SO4、(NH4)2SO4、FeSO4，在空气中敞口放置一
段时间后，Fe2+可能会部分或全部被氧化为Fe3+。检验钾离子：用铂丝蘸取少量样品在酒精灯火焰
上灼烧，透过蓝色钴玻璃片观察到紫色火焰则有钾离子；检验亚铁离子：取少量样品于试管中，滴
加酸性高锰酸钾溶液，若紫色褪去，或加铁氰化钾出现蓝色沉淀则含有亚铁离子；检验三价铁离子：
取少量样品于试管中，滴少量KSCN 溶液，若溶液出现血红色，则含有三价铁离子。
12．铝酸铋[Bi(AlO2)3]主要用作抗酸药及抗溃疡药，具有中和胃酸和收敛作用。以辉铋矿(主要
成分为Bi2S3，含有SiO2、Cu2S、FeS2杂质)为原料制备铝酸铋的一种工艺流程如图所示：
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已知：①常温下，Cu(OH)2、Fe(OH)2、Fe(OH)3和Bi(OH)3的Ksp分别为2.0×10-20、4.0×10-
16、.4.0×10-38和8.0×10-31，lg2=0.3。
②Cu(OH)2能溶于氨水生成[Cu(NH3)4]2+。
③Sn2+和Sn4+在碱性溶液中分别以[Sn(OH)4]2-和[Sn(OH)6]2-的形式存在。
请回答下列问题：
(1)铋与氮同主族，铋元素在元素周期表中的位置是___________。
(2)滤渣1 中除了硫单质，还含另一种物质，30g 该物质中含共价键的数目是_______，FeCl3与
Cu2S 反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(3)“还原”时，加入铋的目的是___________________________。
(4)“沉淀”前，若滤液中Cu2+浓度为0.005mol·L-1，Fe2+浓度为0.01mol·L-1，则“沉淀”时调pH
的最大值应小于___________。
(5)在碱性溶液中，可用[Sn(OH)4]2-鉴定Bi3+存在，Bi3+被还原为Bi 写出该反应的离子方程式：
_______________________________________。
(6)在氢氧化钠溶液中，次氯酸钠能将Bi(OH)3氧化为NaBiO3，写出该反应的化学方程式：____
____________________________________。
答案：(1)第六周期VA 族 (2)2NA 4∶1
(3)将Fe3+还原为Fe2+，防止沉铋时有Fe(OH)3生成 (4)7.3
(5)2Bi3++3[Sn(OH)4]2-+6OH－＝2Bi↓+3[Sn(OH)6]2-
(6)Bi(OH)3+NaOH+NaClO＝NaBiO3+NaCl+2H2O
解析：由题给流程可知，辉铋矿中加入氯化铁和盐酸的混合溶液浸取时，金属硫化物转化为硫
和可溶性金属氯化物，二氧化硅与混合溶液不反应，过滤得到含有硫、二氧化硅的滤渣和滤液；向
滤液中加入铋，将溶液中的铁离子还原为亚铁离子，过滤得到滤液；调节滤液的pH，将铋离子、
铜离子转化为氢氧化铋、氢氧化铜沉淀，过滤得到含有亚铁离子的滤液和滤渣；向滤渣中加入氨水，
将氢氧化铜周围四氨合铜离子，过滤得到含有四氨合铜离子的滤液和氢氧化铋；氢氧化铋溶于稀硝
酸得到硝酸铋溶液，硝酸铋溶液与偏铝酸钠溶液反应制得铝酸铋。
(1)原子序数为83 的铋元素与氮元素同主族，则铋元素位于元素周期表第六周期VA 族，故答
案为：第六周期VA 族；
(2)由分析可知，滤渣1 的主要成分是硫和二氧化硅，二氧化硅中每个硅原子与4 个氧原子形成
4 个硅氧键，则30g 二氧化硅中含共价键的数目为×4×NAmol—1=2NA；氯化铁溶液与氯化亚铜反应生
成氯化亚铁、氯化铜和硫沉淀，反应的化学方程式为4FeCl3+Cu2S=4FeCl2+2CuCl2+S，则反应中氧
化剂氯化铁与还原剂硫化亚铜的物质的量之比为，故答案为：2NA；4∶1；
(3)由分析可知，“还原”时，加入铋的目的是将溶液中的铁离子还原为亚铁离子，防止沉铋时
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有氢氧化铁沉淀生成，故答案为：将Fe3+还原为Fe2+，防止沉铋时有Fe(OH)3生成；
(4)由溶度积可知，当亚铁离子开始沉淀时，溶液中的氢氧根离子浓度为＝2.0×10-7mol/L，溶液
pH 为7.3，则“沉淀”时调pH 的最大值应小于7.3，故答案为：7.3；
(5)由题意可知，碱性溶液中 [Sn(OH)4]2-与Bi3+反应生成生成Bi 和[Sn(OH)6]2-，反应的离子方程
式为2Bi3++3[Sn(OH)4]2-+6OH－＝2Bi↓+3[Sn(OH)6]2-，故答案为：2Bi3++3[Sn(OH)4]2-+6OH－＝2Bi↓＋
3[Sn(OH)6]2-；
(6)由题意可知，在氢氧化钠溶液中，次氯酸钠溶液与Bi(OH)3反应生成NaBiO3、氯化钠和水，
反应的化学方程式为Bi(OH)3+NaOH+NaClO＝NaBiO3+NaCl+2H2O，故答案为：Bi(OH)3+NaOH＋
NaClO＝NaBiO3+NaCl+2H2O。
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