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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20
1．化学创造美好生活。下列劳动项目涉及反应的方程式错误的是
A．船舶工程师在船体上镶嵌锌块，防止反应：Fe－3e－＝Fe3+
B．药剂师用NaHCO3作抗胃酸药：HCO＋H+＝CO2↑＋H2O
C．工人用FeCl3溶液制作电路板：2Fe3+＋Cu＝2Fe2+＋Cu2+
D．消防员用泡沫灭火器灭火：Al3+＋3HCO＝Al(OH)3↓＋3CO2↑
答案：A
解析：A．船舶工程师在船体上镶嵌锌块，防止反应：Fe－2e－＝Fe2+，A 错误；
B．小苏打可以中和胃酸，药剂师用NaHCO3作抗胃酸药：HCO＋H+＝CO2↑＋H2O，B 正确；
C．三价铁离子有强氧化性，可以将铜氧化为铜离子，2Fe3+＋Cu＝2Fe2+＋Cu2+，C 正确；
D．泡沫灭火器灭火灭火原理是利用氯离子和碳酸氢根离子会发生双水解，Al3+＋3HCO＝
Al(OH)3↓＋3CO2↑，D 正确；
2．正高碘酸(H5IO6)是白色结晶性粉末，溶于水，主要用作氧化剂和分析试剂。由NaI 制取
H5IO6的实验流程如图所示：
下列说法错误的是
A．“反应1”是为了将I－转化为IO
B．“反应2”中发生的反应是NaIO3＋Cl2＋3NaOH＝Na2H3IO6↓＋2NaCl
C．“反应3”的滤液中含有大量的NaNO3、NaI 等
D．“反应4”得到的无色气体可能是氧气
答案：C
解析：电解NaI 溶液生成NaIO3，往NaIO3溶液中加入NaOH 溶液和通入氯气，反应生成不溶
于水的Na2H3IO6，过滤得到Na2H3IO6，加入硝酸银溶液生成不溶于水的黑色Ag5IO6，过滤得到黑色
Ag5IO6，通入氯气和加入水发生反应4Ag5IO6＋10Cl2＋10H2O＝4 H5IO6＋20AgCl＋5O2，过滤得到
H5IO6，以此解答。
A．“反应1”中，电解NaI 溶液生成NaIO3，目的是将I－转化为IO，A 正确；
B．“反应2”中，往NaIO3溶液中加入NaOH 溶液和通入氯气，反应生成不溶于水的
Na2H3IO6，反应的化学方程式为NaIO3＋Cl2＋3NaOH＝Na2H3IO6↓＋2NaCl，B 正确；
C．由分析可知，“反应3”中Na2H3IO6加入硝酸银溶液生成不溶于水的黑色Ag5IO6，同时生成
NaNO3和HNO3，C 错误；
D．“反应4”中发生的反应为4Ag5IO6＋10Cl2＋10H2O＝4 H5IO6＋20AgCl＋5O2，因此生成的无
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色气体可能是氧气，D 正确；
3.下列指定反应的离子方程式正确的是
A. 双氧水使酸性KMnO4溶液褪色：2MnO+5H2O2＝2Mn2++5O2↑+6OH-+2H2O
B. 过量的铁粉溶于稀硝酸：Fe+4H++NO＝Fe3++NO↑+2H2O
C. 用Na2S2O3溶液吸收水中的Cl2：4Cl2+S2O+5H2O＝10H++2SO+8Cl-
D. 向NaAlO2溶液中通入过量CO2：2AlO+CO2+3H2O＝2Al(OH)3↓+CO
答案：C
解析：A．双氧水与酸性KMnO4溶液反应生成锰离子、氧气和水，离子方程式为6H+
+2MnO+5H2O2＝2Mn2++5O2↑+8H2O，故A 错误；
B．过量的铁粉溶于稀硝酸生成亚铁离子，离子方程式：3Fe+8H++2NO＝3Fe2++2NO↑+4H2O，
故B 错误；
C．氯气能够氧化硫代硫酸根离子生成硫酸根离子，自己被还原为氯离子，故用Na2S2O3溶液
吸收自来水中多余Cl2，离子方程式为4Cl2+ S2O+5H2O＝10H++2SO+8Cl-，故C 正确；
D．向NaAlO2溶液中通入过量CO2，反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，正确的离子方程式为：
AlO+CO2+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO，故D 错误；
4．从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下：
则下列说法错误的是
A．试剂a 是铁、试剂b 是盐酸
B．试剂c 是氯气，相应的反应为2Fe2+＋Cl2＝2Fe3+＋2Cl－
C．操作Ⅰ、操作Ⅱ所用仪器相同，均要用到烧杯、分液漏斗、玻璃棒
D．加入过量试剂c 之后，溶液W 依然能使少量酸性KMnO4溶液褪色
答案：C
解析：工业废液中加入试剂a 为过量的铁，操作Ⅰ为过滤，得到滤渣Y 为Fe、Cu，滤液X 为
氯化亚铁溶液；滤渣Y 中加入试剂b 为盐酸，溶解过量的铁生成氯化亚铁溶液，铜不溶，操作Ⅱ过
滤得到铜和滤液Z 氯化亚铁溶液，滤液Z 和X 合并通入氯气，把氯化亚铁氧化为氯化铁溶液，蒸发
结晶，过滤洗涤干燥得到氯化铁晶体。
A．由最终得到FeCl3及其流程图可知，a 为过量的铁，b 为盐酸，故A 正确；
B．滤液X，滤液Z 中均含有FeCl2，c 为氯气，把亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式
为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，故B 正确；
C．上述分析可知，操作Ⅰ、Ⅱ是过滤，均要用到烧杯、漏斗、玻璃棒，故C 错误；
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D．亚铁离子、氯离子都可以被高锰酸钾溶液氧化，使高锰酸钾溶液褪色，加入过量试剂c 之
后，溶液中含大量的氯离子，依然能使少量酸性KMnO4溶液褪色，故D 正确；
5.分类法在化学学科发展中起到了非常重要的作用，下列分类依据合理的是
①根据氧化物的性质将氧化物分成酸性氧化物、碱性氧化物等
②根据反应中是否有电子转移将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应
③根据分散系是否有丁达尔效应将分散系分为溶液、胶体和浊液
④根据组成元素的种类将纯净物分为单质和化合物
⑤根据水溶液溶液能否导电将物质分为电解质和非电解质
A. ②④⑤ B. ②③④ C. ①③⑤ D. ①②④
答案：D
解析：①根据氧化物的性质，氧化物分为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物和不成盐氧化
物，故①正确；
②化学反应根据有无电子转移，反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应，故②正确；
③分散系根据分散质直径大小，分散系分为溶液、胶体、浊液，故③错误；
④根据纯净物所含元素种类的多少将纯净物分为单质和化合物，故④正确；
⑤根据在水溶液或熔融状态下能否导电将化合物分为电解质和非电解质，故⑤错误。
6．以含锌废液(主要成分为ZnSO4，含少量的Fe2+、Mn2+)为原料制备ZnCO3·2Zn(OH)2的实验
流程如下。下列说法不正确的是
A．1mol 过二硫酸钠(Na2S2O8)中含有σ 键数9NA
B．氧化除锰后的溶液中一定存在：Na+、Zn2+、Fe3+、SO
C．调节pH 时试剂X 可以选用Zn、ZnO、ZnCO3等物质
D．氧化除锰过程中生成MnO2的离子方程式：Mn2+＋S2O＋2H2O＝MnO2↓＋2SO＋4H+
答案：C
解析：向含锌废液(主要成分为ZnSO4，含少量的Fe2+、Mn2+)中加入Na2S2O8溶液，生成MnO2
沉淀且将Fe2+氧化为Fe3+，过滤后向滤液中加入试剂X 调节pH 使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，为了不
引入新杂质，试剂X 可以为ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2等，最后过滤后再加入NH4HCO3沉锌生成碱式
碳酸锌ZnCO3·2Zn(OH)2。
A．S2O 中含有1 个过氧键(－O－O－)，结构式为
，单键均为σ 键，双键中
有1 条σ 键，1 条π 键，因此1mol 过二硫酸钠(Na2S2O8)中含有σ 键数9NA，A 正确；
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B．根据分析，氧化除锰后的溶液中存在的离子为Na+、Zn2+、Fe3+、SO，B 正确；
C．溶液中Fe3+能与锌反应生成Fe2+和Zn2+，所以调节溶液pH 时试剂X 不能选用Zn，C 错误；
D．根据分析，“氧化除锰”工序用Na2S2O8把Fe2+、Mn2+氧化为Fe3+、MnO2，根据电子转移
守恒和质量守恒可知，除锰发生反应的离子反应方程式是Mn2++ S2O+2H2O＝MnO2↓+2SO+4H+，D
正确；
7．下列解释事实的方程式不正确的是
A．小苏打在水溶液中发生水解：HCO＋H2O
H3O+＋CO
B．84 消毒液与洁厕灵混用产生有毒气体：ClO－＋Cl－＋2H+＝Cl2↑＋H2O
C．用食醋清洗水垢：CaCO3＋2CH3COOH＝Ca2+＋2CH3COO－＋CO2＋H2O
D．用硫化钠除去废水中的汞离子：Hg2+＋S2-＝HgS↓
答案：A
解析：A．碳酸氢根水解的离子方程式为HCO＋H2O
H2CO3＋OH－，故A 错误；
B．次氯酸根离子与氯离子在酸性环境下反应生成氯气和水，反应的离子方程式为ClO－＋Cl－
＋2H+＝Cl2↑＋H2O，故B 正确；
C．水垢的主要成分为碳酸钙，醋酸与碳酸钙反应生成醋酸钙、水和二氧化碳，反应的离子方
程式为CaCO3＋2CH3COOH＝Ca2+＋2CH3COO－＋CO2＋H2O，故C 正确；
D．硫离子与汞离子反应生成硫化汞沉淀，反应的离子方程式为Hg2+＋S2-＝HgS↓，故D 正确；
8．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大共存的是
A．pH=1 的溶液中：HCO、 K
+、 Cl-、 Na+
B．无色溶液中：NH、 K+、MnO、NO
C．含有SO 的溶液中：NO、 OH
-、 Na+、Ba2+
D．含有OH-的溶液中：Na+、 CO、Cl
-、K+
答案：D
解析：A．pH=1 的溶液中含有大量的H+，H++HCO＝H2O+CO2↑，A 不合题意；
B．无色溶液中不可能有大量的有色离子MnO，B 不合题意；
C．含有SO 的溶液中Ba2+会转变为BaSO4沉淀，C 不合题意；
D．含有大量的OH-、Na+、CO、Cl
-、K+均不反应能大量共存，D 符合题意；
9．能正确表示下列反应的离子方程式的为
A．铜和稀硝酸反应：Cu＋4H+＋2NO＝Cu2+＋2NO2↑＋2H2O
B．向酸性高锰酸钾溶液中通入少量二氧化硫：5SO2＋2MnO＋2H2O ＝5SO＋2Mn2+＋4H+
C．氢氧化钡溶液中滴加少量明矾溶液：2Ba2+＋3OH－＋Al3+＋2SO＝Al(OH)3↓＋2BaSO4↓
D．铅酸蓄电池正极充电时的反应式：Pb－2e－＋SO＝PbSO4
答案：B
解析：A．铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应的离子方程式为3Cu＋8H+＋2NO
＝3Cu2+＋2NO↑＋4H2O，故A 错误；
B．酸性高锰酸钾溶液与少量二氧化硫反应生成硫酸钾、硫酸锰、硫酸和水，反应的离子方程
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式为5SO2＋2MnO＋2H2O ＝5SO＋2Mn2+＋4H+，B 正确；
C．氢氧化钡溶液中与少量明矾溶液反应偏铝酸钾、硫酸钡沉淀和水，反应的离子方程式为
2Ba2+＋4OH－＋Al3+＋2SO＝AlO＋2BaSO4↓＋2H2O，故C 错误；
D．铅酸蓄电池正极为二氧化铅，充电时，在水分子作用下硫酸铅在阳极失去电子发生氧化反
应生成二氧化铅，电极反应式为PbSO4－2e－＋2H2O＝PbO2＋SO＋4H+，故D 错误；
10．下列检验方法或指定反应的离子(或化学)方程式正确的是
A．向NaAlO2溶液中滴入Ca(HCO3)2溶液：AlO+HCO+H2O=Al(OH)3↓+CO
B．用溴水检验丙烯醛CH2=CHCHO 中的碳碳双键：CH2=CHCHO+Br2→CH2Br-CHBr-CHO
C．Na2S 溶液吸收少量SO2[已知Ka2(H2SO3)＞Ka1(H2S)］：S2-+SO2+H2O=SO＋H2S↑
D．往二元弱酸亚磷酸(H3PO3)溶液中滴加过量的烧碱溶液：H3PO3+2OH-=HPO+2H2O
答案：D
解析：A．向NaAlO2溶液中滴入Ca(HCO3)2溶液，钙离子和CO 要生成CaCO3沉淀，正确的离子反
应为：Ca2++AlO+HCO +H2O=Al(OH)3↓+CaCO3↓，A 错误；
B．用溴水检验丙烯醛CH2=CHCHO 中的碳碳双键：溴水的氧化性也会氧化醛基，无法检验碳
碳双键的存在，B 错误；
C．Na2S 溶液吸收少量SO2时，SO2与生成H2S 会反应生成S 沉淀，C 错误；
D．往二元弱酸亚磷酸（H3PO3）溶液中滴加过量的烧碱溶液，二元弱酸亚磷酸一个分子最多
能提供两个H+，则离子反应方程式为：H3PO3+2OH-= HPO+2H2O，D 正确；
11．物质A 由4 种元素组成，按如下流程进行实验。
已知：①每一步反应均完全
②溶液D 仅含一种溶质 ③沉淀E 不溶于酸
④Ag2SO4溶于HNO3
请回答：
(1)物质A 的组成元素为_________________(元素符号)，其化学式为_________________。
(2)写出A 与双氧水反应的化学方程式____________________________________________。
(3)写出F 至G 的离子方程式_____________________________________________________。
(4)设计实验检验溶液D 中的主要离子_______________________。
答案：(1)K、S、I、O KI(SO2)4或KIS4O8
(2)2KI(SO2)4＋9H2O2＝I2＋K2SO4＋7H2SO4＋2H2O 或2 KI(SO2)4＋9H2O2＝I2＋2KHSO4＋6H2SO4
＋2H2O
(3)SO＋I＋H2O＝3I－＋2H＋＋SO
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(4)取少量溶液进行焰色试验，透过蓝色钴玻璃若看到紫色则含有K＋；另取少量溶液先加盐酸
无沉淀，再加BaCl2溶液有白色沉淀则含有SO (其它合理答案也可)。
解析：①由18.64g 白色沉淀E 及单一溶质D 推得含有n(K2SO4)＝0.08mol，则物质A 中含有
n(K＋)＝0.02mol，n(S)＝0.08mol
②由黄色沉淀H 及加入的0.18molKI 推得物质A 中含有n(I)＝0.02mol，
由①②推出含有n(O)＝0.16mol，所以化学式为KI(SO2)4或KIS4O8
12．工厂的含砷废水必须经过一定的处理。 某厂用某含砷废水(含HAsO2、H2SO4、及少量
Fe3+、Cu2+、Bi2+ )提取三氧化二砷(俗称砒霜，分子式：As2O3)的流程如下：
已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8 ×10-3920 ，Ksp[Cu(OH)2]=2.2 ×10-22，Ksp [Bi(OH)3]=4.4 ×10-31。
回答下列问题：
(1)滤渣a 的成分是___________(写化学式)。
(2)“沉淀”时，CuSO4溶液必须过量的原因是______________________________________。
(3)写出“还原”时Cu(AsO2)2与H2O、SO2发生反应的化学方程式：______________________。
(4)红色还原渣(不溶于水)“氧化”时反应的离子方程式为______________________________。
(5)“沉砷”后废水中残留的砷可用PFS(聚铁)进一步去除，用石灰乳调节废水的pH 值，通入空
气，PFS 用量[以表示]、终点pH 值与砷去除率的关系如图所示。PFS 除砷的最佳条件是_________。
(6)当废水中砷质量浓度为5.0g·L-1时，若实验取75 L 含砷废水，制得475.2 gAs2O3，则As 元的
素回收率为________。
(7)砷化镓(GaAs)为第三代半导体，其立方晶胞结构如图所示。已知晶胞参数为a nm，阿伏加
德罗常数值为NA，则砷化镓晶体密度为_______g· cm-3。
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答案：(1)Fe(OH)3、Cu(OH)2、Bi(OH)3 (2)为了使砷完全沉淀
(3)3Cu(AsO2)2+ 3SO2 +6H2O＝Cu3(SO3)2 ·2H2O+ 6HAsO2 + H2SO4
(4)2Cu3(SO3)2·2H2O+4H++3O2＝6Cu2+ +4SO+6H2O
(5)终点pH 值为8，PFS 用量为4 或＝4 (6)96% (7)×1021
解析：含砷废水(含HAsO2、H2SO4、及少量Fe3+、Cu2+、Bi2+ )中加入NaOH 溶液调节pH=6，
由已知数据和后续除杂过程中不在设置步骤除去Fe3+、Cu2+、Bi2+可知，该步骤中Fe3+、Cu2+、
Bi2+转化为Fe(OH)3、Cu(OH)2、Bi(OH)3沉淀，过滤后存在于滤渣a 中除去，滤液中加入过量CuSO4
溶液将AsO 转化为Cu(AsO)2沉淀，再用SO2还原Cu(AsO)2得到HAsO2和H2SO4，经过沉砷得到
As2O3，以此解答。
(1)由分析可知，滤渣a 的成分是Fe(OH)3、Cu(OH)2、Bi(OH)3。
(2)“沉淀”时，为了使砷完全沉淀，CuSO4溶液必须过量。
(3)“还原”时Cu(AsO2)2与H2O、SO2反应生成Cu3(SO3)2 2H2O、HAsO2和H2SO4，化学方程式
为3Cu(AsO2)2+3SO2 +6H2O＝Cu3(SO3)2 ·2H2O+ 6HAsO2 + H2SO4。
(4)Cu3(SO3)2 2H2O (不溶于水)“氧化”时和O2、H2SO4溶液反应得到CuSO4溶液，O 元素由0 价
下降到-2 价，S 元素由+4 价上升到+6 价，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：
2Cu3(SO3)2·2H2O+4H++3O2＝6Cu2+ +4SO+6H2O。
(5)PFS 除砷时，去除率最高时的条件是终点pH 值为8，PFS 用量为4 或＝4。
(6)当废水中砷质量浓度为5.0g·L-1时，若实验取75 L 含砷废水，根据As 守恒，理论上生成
As2O3的质量为××198g/mol＝495g，As 元素的回收率为×100%＝96%。
(7)由晶胞结构可知，每个晶胞含有8××6×＝4 个Ga 和4 个As，则砷化镓晶体密度为g∙cm-3＝
×1021 g∙cm-3。
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