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专题05 金属及其重要化合物
01 专题网络·思维脑图
02 考情分析·解密高考
03 高频考点·以考定法
04 核心素养·微专题
微专题 无机化工流程题的解题策略
考点一 金属及其重要化合物性质、用途
【高考解密】
命题点01 金属及其重要化合物的性质、用途
命题点02 金属及其重要化合物之间的相互转
化
【技巧解密】
【考向预测】
考点二 金属及其重要化合物与理论、实验的
结合
【高考解密】
命题点01 以金属及其重要化合物为载体考查化学理
论知识
命题点02 以金属及其重要化合物为载体考查化学实
验知识
【技巧解密】
【考向预测】
1
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考点
考查内容
考情预测
金属及其重要化合物
性质、用途
1.金属及其重要化合物的性质、用
途
2.金属及其重要化合物之间的相互
转化
从历年考题来看，常见金属及其化合物是中学化
学的重点，也是学习化学的基本点，在高考中金
属及其化合物是考查的重点。金属及其化合物在
高考中的考查方式主要有两种：一是单独考查某
一族元素的结构、性质、制备以及用途等；二是
将元素化合物的知识与基本概念、基本理论结
合，与化学计算相结合，与无机推断相结合，与
化学实验相结合等，它们是以元素化合物为载体
结合基本概念、基本理论、化学计算、化学实验
等进行考查。在复习中一定要重视元素化合物知
识的复习，不仅要注意各主族元素中典型元素化
合物的复习，还要在各族间架起桥梁从而能够融
会贯通，举一反三。试题通常以基础题、中档题
居多。
金属及其重要化合物
与理论、实验的结合
1.以金属及其重要化合物为载体考
查化学理论知识
2.以金属及其重要化合物为载体考
查化学实验知识
考点一 金属及其重要化合物性质、用途
2
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命题点01 金属及其重要化合物的性质、用途
典例01（2023·浙江卷）物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是
A．铝有强还原性，可用于制作门窗框架
B．氧化钙易吸水，可用作干燥剂
C．维生素C 具有还原性，可用作食品抗氧化剂
D．过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气，可作潜水艇中的供氧剂
典例02（2022·浙江卷）下列说法正确的是
A．铁与碘反应易生成碘化铁
B．电解ZnSO4溶液可以得到Zn
C．用石灰沉淀富镁海水中的Mg2+，生成碳酸镁
D．SO2通入BaCl2溶液中生成BaSO3沉淀
典例03（2021·江苏卷）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O2反应，可用作食品保存的吸氧剂
B．纳米Fe3O4能与酸反应，可用作铁磁性材料
C．FeCl3具有氧化性，可用于腐蚀印刷电路板上的Cu
D．聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于净水
命题点02 金属及其重要化合物之间的相互转化
典例01（2023·北京卷）一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下，其中
代表
或
中的一种。下列说法正确的是
A．a、c 分别是
B．
既可以是
，也可以是
C．已知
为副产物，则通入水蒸气可减少
的产生
D．等压条件下，反应①、②的反应热之和，小于氯化铵直接分解的反应热
典例02（2021·广东卷）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
3
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A．
可与反应生成
B．既可被氧化，也可被还原
C．可将加入浓碱液中制得的胶体
D．可存在
的循环转化关系
一．常见金属及其化合物的重要性质和应用
重要性质
应用
锂密度小、比能量大
可用作电池负极材料
钠具有较强的还原性
可用于冶炼钛、锆、铌等金属
Na2O2与H2O、CO2反应均生成O2
作供氧剂
Na2CO3水解使溶液显碱性
用热的纯碱溶液洗去油污
NaHCO3受热分解生成CO2
用作焙制糕点的膨松剂
NaHCO3具有弱碱性，能与酸反应
可用于制胃酸中和剂
NaCl 使细菌细胞脱水死亡
可以杀菌，可作为防腐剂
钠钾合金呈液态，导热
作原子反应堆的导热剂
小苏打溶液和硫酸铝溶液反应生成CO2
作泡沫灭火器
Al 具有良好的延展性和抗腐蚀性
常用铝箔包装物品
常温下，铝、铁遇浓硫酸、浓硝酸钝化
盛装、运输浓硫酸、浓硝酸
铝有还原性，能发生铝热反应
可用于焊接铁轨、冶炼难熔金属
镁铝合金密度小、强度大
可用作高铁车厢材料
MgO、Al2O3熔点高
做耐高温材料
Al3＋水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附性
明矾作净水剂(混凝剂)
明矾溶液显酸性
利用明矾溶液清除铜镜表面的铜锈
Al(OH)3有弱碱性
中和胃酸，用作抗酸药
Fe 具有还原性
防止食品氧化变质
4
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Fe2O3是红棕色粉末
作红色颜料
Fe3＋水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性
铁盐作净水剂(混凝剂)
K2FeO4是强氧化剂，还原产物Fe3＋水解生成氢氧化铁胶
体
作新型消毒剂、净水剂
Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2
FeCl3溶液腐蚀Cu 刻制印刷电路板
CuSO4使蛋白质变性
配制成波尔多液用于树木杀虫，误服CuSO4
溶液，喝牛奶、蛋清或豆浆解毒
BaSO4难溶于水，不与胃酸反应
在医疗上用作“钡餐”透视
生石灰、无水氯化钙能与水反应
作(食品)干燥剂
KMnO4有强氧化性
能杀菌消毒浸泡
KMnO4有强氧化性，能和乙烯反应
常用KMnO4的硅藻土来保鲜水果
AgBr、AgI
感光材料
AgI 分解吸热
人工降雨
二、金属及其重要化合物之间的相互转化
1.理清金属及其重要化合物之间知识主线
（1）钠及其重要化合物：Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO3
（2）镁、铝及其重要化合物：Al→Al2O3→Al(OH)3→Mg→MgO→Mg(OH)2→
（3）铁、铜及其化合物：Fe→→→ Cu→→Cu(OH)2→
2.构建金属及其重要化合物之间知识网络
（1）钠及其重要化合物：Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO3
（2）镁、铝及其重要化合物：
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（3）铁、铜及其化合物
3.重要金属及其化合物的价类二维图
（1）钠及其化合物
（2）镁、铝及其化合物
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（3）铁、铜及其化合物
4.扫除易忘知识盲点
（1）钠及其重要化合物：
①钠和盐溶液反应,不能置换出盐中的金属,与熔融的盐反应才可能置换出盐中的金属。
②Na 与足量O2反应无论生成Na2O 还是Na2O2,只要参与反应的Na 的质量相等,则转移电子的物质的量一定
相等,但得到Na2O2的质量大于Na2O。
③Na 分别与H2O 和乙醇发生反应均能生成H2,但反应的剧烈程度不同,前者反应剧烈,后者反应缓慢。
④1 mol Na2O2参与反应转移电子的物质的量不一定为1 mol,如1 mol Na2O2与足量SO2的反应转移电子应为
2 mol。
⑤不能用Ca(OH)2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液,应选用CaCl2或BaCl2溶液。
⑥除去CO2中的HCl 气体，应选用饱和的NaHCO3溶液。
⑦向饱和的Na2CO3溶液中通入过量CO2，有NaHCO3 白色晶体析出。
⑧焰色反应是元素的性质，无论游离态还是化合态，均具有相同的焰色反应，它不是化学变化，在观察钾
元素的焰色反应时，应通过蓝色的钴玻璃片。
⑨Na－K 合金常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂。
⑩碱金属的密度呈现增大的趋势，但K 反常。
⑪Li 和O2 反应只生成Li2O；NaH 是离子化合物，是一种强还原剂。Na2O、Na2O2 阴阳离子个数比均为
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1∶2。
⑫Na2O2投入品红溶液中,因溶液中有强氧化性物质,因而可使品红溶液褪色。Na2O2投入无色酚酞溶液中,酚
酞溶液先变红后褪色。
（2）镁、铝及其重要化合物：
①铝是活泼金属，但铝抗腐蚀性相当强，因为铝表面生成一层致密的氧化物薄膜。由于Al2O3的熔点高于
Al 的熔点，故在酒精灯上加热铝箔直至熔化，发现熔化的铝并不滴落。
②铝热反应不仅仅是单质铝与Fe2O3反应，还包含制取其他难熔金属的反应，由于铝热剂是混合物，故铝
热反应不能用于工业上冶炼铁。注意铝热反应是中学化学中唯一一类金属单质与金属氧化物在高温条件下
的置换反应。
③引发铝热反应的操作是高考实验考查的热点，具体操作是先铺一层KClO3，然后插上镁条，最后点燃镁
条。
④并不是Al 与所有金属氧化物均能组成铝热剂，该金属氧化物对应的金属活泼性应比铝弱。
⑤Al2O3、Al(OH)3与NaOH 溶液的反应常用于物质的分离提纯。Al(OH)3不溶于氨水，所以实验室常用铝
盐和氨水来制备Al(OH)3。
⑥利用偏铝酸盐制备Al(OH)3，一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解。若向偏铝
酸盐溶液中通入CO2，生成的Al(OH)3不溶于碳酸，CO2过量时生成HCO，不过量时生成CO，书写离子反
应方程式时要特别注意。
⑦Al(OH)3可用作抗酸药；明矾常用于净水。
⑧泡沫灭火器所用试剂为Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。
⑨镁在空气中燃烧主要发生反应：2Mg＋O2
2MgO，此外还发生反应：3Mg＋N2
Mg3N2、2Mg＋CO2
2MgO＋C。
⑩Mg3N2与水反应：Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑。加热Mg(HCO3)2溶液生成的是Mg(OH)2沉淀，
而不是MgCO3 沉淀，因为Mg(OH)2 比MgCO3 更难溶于水。反应方程式为Mg(HCO3)2
Mg(OH)2↓＋
2CO2↑。
(3)铁、铜及其化合物
①Fe 与O2、H2O(g)反应的产物都是Fe3O4 而不是Fe2O3。Fe 与Cl2 反应时生成FeCl3，与S 反应时生成
FeS，说明Cl2的氧化性大于S 的。常温下，Fe、Al 在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后继续反应。
Fe 在Cl2中燃烧，无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3。
②向含Fe2＋的溶液中加入硝酸、KMnO4溶液、氯水等具有氧化性的物质时，溶液会出现浅绿色→棕黄色的
颜色变化，该现象可用于Fe2＋的检验。
③Fe3＋的检验方法较多，如观察溶液颜色法(棕黄色)、NaOH 溶液法(生成红褐色沉淀)、KSCN 溶液法(生成
红色溶液)，前面两种方法需溶液中Fe3＋浓度较大时才适用，最好也最灵敏的方法是KSCN 溶液法。Fe2＋的
检验可采用先加入KSCN 溶液后再加入氧化剂的方法；也可用铁氰化钾检验Fe2＋，现象是生成蓝色沉淀
(Fe3[Fe(CN)6]2)。
④生成FeCl2除了用Fe 和HCl 的置换反应外，还可用化合反应：2FeCl3＋Fe===3FeCl2；生成Fe(OH)3除了
用Fe3＋与碱的复分解反应外，还可用化合反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
⑤配制FeCl2溶液既要防氧化(加入Fe 粉)，又要防水解(加入盐酸)；配制FeCl3溶液要加入浓盐酸防止水解。
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⑥Fe3＋必须在酸性条件下才能大量存在，当pH＝7 时，Fe3＋几乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。
⑦除去酸性溶液ZnCl2中的FeCl2，应先通入Cl2或加入H2O2，再加入ZnO，使Fe3＋水解生成沉淀过滤除去。
⑧制备Fe(OH)2的方法很多，原则有两点：一是溶液中的溶解氧必须提前除去；二是反应过程中必须与O2
隔绝。同时要牢记Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时溶液的颜色变化(白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色)。
⑨Fe(OH)3胶体的制备方法是将饱和FeCl3溶液滴加到沸水中，加热至呈红褐色后立即停止加热。胶体不带
电，带电的是胶粒。
⑩自然界中有少量游离态的铁(陨石中)，纯净的铁块是银白色的，而铁粉是黑色的。
⑪)铜在潮湿的空气中最终不是生成CuO，而是铜绿[Cu2(OH)2CO3]。
⑫常用灼热的铜粉除去N2中的O2，灼热的CuO 除去CO2中的CO。
⑬新制Cu(OH)2悬浊液常用来检验醛基。
⑭Cu 和一定量的浓HNO3反应，产生的是NO2和NO 的混合气体，当Cu 有剩余，再加入稀H2SO4，Cu 继
续溶解。
⑮Cu：紫红色；CuO：黑色；Cu2S：黑色；CuS：黑色；Cu2O：砖红色。
⑯铜的焰色反应为绿色。
⑰冶炼铜的方法有①热还原法；②湿法炼铜；③电解精炼铜。
⑱铜合金有：①青铜(Sn、Pb 等)；②黄铜(Zn、Sn、Pb、Al 等)；③白铜(Ni、Zn、Mn 等)。
5.熟记常见转化
(1)铝土矿提铝。
方式一:Al2O3
AlCl3
Al(OH)3
Al2O3
方式二:Al2O3
NaAlO2
Al(OH)3
Al2O3
(2)工业提镁。
方式一:MgCl2
Mg(OH)2
MgCl2
MgCl2·6H2O
方式二:MgCO3
MgCl2
MgCl2·6H2O
(3)侯氏制碱。
NaCl
NaHCO3
Na2CO3
三、其它金属及其化合物
（一）锰
锰(25Mn)位于第四周期第ⅦB 族，价电子构型为3d54s2，软锰矿主要成分为MnO2，价态以＋2、＋4、＋
6、＋7 为最为常见，是活泼金属。
1、Mn2＋的性质
Mn2＋价电子构型为较稳定的3d5半充满结构，因此Mn2＋是锰的最稳定状态。在水溶液中呈粉红色，多数盐
易溶。Mn2＋可与CO3
2－生成白色沉淀：Mn2＋＋CO3
2－=MnCO3↓
（1）在高酸度热溶液中，与过二硫酸铵、铋酸钠(NaBiO3)等强氧化剂作用，可Mn2＋氧化成MnO4
-：
2Mn2＋＋5S2O88
2－＋8H2O
2MnO4
-＋10SO4
2-＋16H＋
2Mn2＋＋5NaBiO3＋14H＋
2MnO4
-＋5Na＋＋5Bi3＋＋7H2O
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（2）在碱性溶液中，Mn2＋会生成沉淀：Mn2＋＋2OH－==Mn(OH)2↓(白)
2、MnO2的性质
MnO2是黑色不溶性粉末，是制造干电池的原料，在酸性介质中MnO2是一种强氧化剂。在实验室中常用此
性质制备氯气：
MnO2＋4HCl(浓)
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
MnO2还能氧化H2O2和Fe2＋等：
MnO2＋H2O2＋2H＋==Mn2＋＋O2↑＋2H2O
MnO2＋2Fe2＋＋4H＋==Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O
3、高锰酸钾
高锰酸钾KMnO4(俗名灰锰氧)是强氧化剂，是一种深紫色的晶体，水溶液呈紫红色的。KMnO4 的稀溶液
(0.1%)可用于消毒和杀菌。
在酸碱性不同的条件下，高锰酸钾的还原产物是不同的。例如：
介质
酸性
中性、弱碱性
强碱性
产物
Mn2＋
MnO2
MnO4
2－
1）KMnO4的应用：
(1)加热KMnO4是实验室制备氧气的简便方法:
2KMnO4
K2MnO4＋MnO2＋O2↑
(2)KMnO4在酸性溶液中，是很强的氧化剂，它可以氧化Cl－、I－、SO3
2－、C2O4
2－、Fe2＋等，本身还原为
Mn2＋。
常见用途有：
①制备氯气：2MnO4
-+10Cl－＋16H＋==2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O
②标定KMnO4的浓度：2MnO4
-＋5H2C2O4＋6H＋==2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
③Fe 含量的测定:MnO4
-＋5Fe2＋＋8H＋==2Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O
2）KMnO4的制备
(1)MnO2与KClO3、KOH 一起加热熔融生成锰酸钾：
3MnO2＋6KOH＋KClO3
3K2MnO4(绿)＋KCl＋3H2O
再将K2MnO4酸性条件下发生歧化反应，即可得到高锰酸钾：3MnO4
2－＋4H＋=2MnO4
-－＋MnO2＋2H2O
(2)电解法：电解K2MnO4溶液可以制备KMnO4：
阳极反应：2MnO4
2－－2e-==2MnO4
-
阴极反应：2H2O＋2e-==H2↑＋2OH－
总的电解反应：2MnO4
2－＋2H2O==2MnO4
-－＋2OH－＋H2↑
（二）铬
24Cr 是第四周期第ⅥB 族金属元素，铬的价电子构型为3d54s1，以＋3、＋6 两种价态化合物最为重要。
1.铬单质是最硬的金属，与铁、镍能组成不锈钢。可用铝热法由Cr2O3制备金属铬：
Cr2O3＋2Al
2Cr＋Al2O3。
2.含Cr3＋的溶液呈绿色，铬酸钾(K2CrO4)为黄色，重铬酸盐(K2Cr2O7)为橙色。
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二者可以相互转化：2CrO4
2－＋2H＋
Cr2O7
2－＋H2O。
加酸平衡向右移动c(Cr2O7
2－)增大，c(CrO4
2－)减小，溶液为橙红色；加碱平衡左移c(CrO4
2－)增大c(Cr2O7
2－)
减小，溶液为黄色；中性时溶液为橙色。
3.与Al2O3、Al(OH)3相似，Cr2O3、Cr(OH)3具有两性，Cr(OH)3在溶液中存在两种平衡：
Cr3＋＋3OH－
Cr(OH)3
H＋＋CrO2
-
Cr(OH)3既溶于酸，又溶于碱：
Cr(OH)3＋3HCl==CrCl3＋3H2O
Cr(OH)3＋NaOH==NaCrO2＋2H2O
4.在酸性溶液中，Cr2O7
2－是强氧化剂。如加热的条件下，K2Cr2O7可以氧化浓盐酸制备氯气：
K2Cr2O7＋14HCl(浓)
2CrCl3＋2KCl＋3Cl2↑＋7H2O
交警查酒驾，就是用重铬酸钾的酸性溶液，来检验酒精的含量：
K2Cr2O7＋3CH3CH2OH＋4H2SO4=Cr2(SO4)3＋K2SO4＋3CH3CHO＋7H2O
5.含铬废水中，以Cr(Ⅵ)的毒性最大。我国规定工业废水含Cr(Ⅵ)的排放标准为0.1mg·L－1。含铬废水处理
的基本原理就是将铬(Ⅵ)还原为铬(Ⅲ)，然后转化为Cr(OH)3沉淀除去。
现介绍两种中学化学常考到的方法：
(1)化学还原法，可先将废水用硫酸调pH 值至2~3，再加入FeSO4等还原剂，将Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ):
Cr2O7
2－＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
然后用NaOH 或Ca(OH)2 调pH 值至7~8，生成Cr(OH)3沉淀，再加混凝剂，使Cr(OH)3沉淀除去。
(2)电解还原法
电解还原法是用金属铁作阳极，Cr(Ⅵ)在阴极上被还原成Cr(Ⅲ)，在电解过程中阳极铁板溶解下来的Fe2＋
(Fe－2e-=Fe2＋)也可将Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ)。同时由于阴极板上析出H2，使废水pH 值逐步上升，最后呈中
性，此时Cr3＋、Fe3＋都以氢氧化物沉淀析出。
（三）银
1. 银单质
(47Ag)是第五周期IB 族元素，在自然界有游离态的银。银的活动性在氢之后，在电化学中，Ag 是活性电极，
在阳极放电：Ag－e-=Ag＋。
Ag2O 对热不稳定，加热到时完全分解：2Ag2O
4Ag＋O2↑。
乙醇在单质Ag 或Cu 催化下，可被氧化成乙醛，其催化原理是：
4Ag＋O2
2Ag2O C2H5OH＋Ag2O
CH3CHO＋2Ag＋H2O
银器表面变暗，主要是由于生成了Ag2S 所致，为使其表面恢复光泽，可将其放入盛食盐水的铝盆中，发
生原电池反应：
负极(Al)：2Al－6e-=2Al3＋
正极(Ag2S)：3Ag2S＋6e-=6Ag＋S2－，
3S2－＋2Al3＋＋6H2O=2Al(OH)3↓＋3H2S↑
总反应：2Al＋3Ag2S＋6H2O=2Al(OH)3↓＋6Ag＋3H2S↑
2.氢氧化银(AgOH)的性质
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在AgNO3溶液中，逐滴加入稀氨水，首先生成白色沉淀AgOH↓，AgOH 极不稳定，立即脱水生成暗棕色
的Ag2O 沉淀，AgOH 及Ag2O 均能溶于氨水形成银氨溶液:
AgNO3＋NH3·H2O=AgOH↓＋NH4NO3
AgOH＋2NH3·H2O=Ag(NH3)2OH＋2H2O
3.银盐
多数银盐难溶于水，能溶的只有AgNO3、AgF、AgSO4等少数几种。
在卤化银中，除AgF 外，AgCl(白↓)、AgBr(淡黄↓)、AgI(黄↓)均不溶于水且不溶于稀HNO3。
常见难溶银盐的溶解度大小为：S(AgCl)＞S(AgBr)＞S(AgI)＞S(Ag2S)
依次加入Br－、I－、S2－可实现沉淀转化：AgCl→AgBr→AgI→Ag2S。
AgCl、AgBr、AgI 都具有感光性。
照像底片及印相纸上都散布着细小的AgBr 明胶，摄影时，受光线照射而分解成细小的银：
2AgBr
2Ag＋Br2；
AgI 可用于人工降雨。硝酸银见光或加热容易分解：
2AgNO3=2Ag↓＋2NO2↑＋O2↑
因此AgNO3晶体或溶液应装在棕色试剂瓶中。
（四）钛
1.钛单质：与浓盐酸和浓硫酸反应，均生成氢气：
(1)2Ti ＋ 6HCl(浓) = 2TiCl3＋3H2↑
(2)2Ti ＋3H2SO4(浓) = Ti2(SO4)3＋3H2↑
2.单质钛的制备：
(1)FeTiO3加H2SO4处理，同时加入铁屑，目的是防止Fe2＋被氧化：
FeTiO3＋2H2SO4= TiOSO4＋FeSO4＋2H2O
(2)加热使TiOSO4水解得到TiO2·xH2O，脱水得到TiO2：
TiO2＋ ＋(x＋2)H2O (过量)
TiO2·xH2O↓＋4H＋
(3)将TiO2与碳、氯气共热生成TiCl4，然后在Ar 的气氛中，用Na 或Mg 还原成Ti，熔化铸成钛锭：
TiO2＋2Cl2＋2C
TiCl4＋2CO
2Mg ＋ TiCl4
2MgCl2＋Ti
3.TiO2的性质：典型的晶体叫做金红石，纯净的TiO2叫做钛白粉。
(1)TiO2溶于H2SO4生成Ti(SO4)2：
TiO2＋2H2SO4(浓) = Ti(SO4)2＋2H2O
但从H2SO4溶液中析出的不是Ti(SO4)2，而是TiOSO4。
(2)TiO2不溶于碱，但能与熔融的烧碱反应生成偏钛酸盐，所以TiO2是两性氧化物。例如：
TiO2＋2NaOH(熔融) = Na2TiO3＋H2O
4.四氯化钛
常温，是一种无色发烟的液体，有刺激性气味。若暴露在潮湿的空气中，会冒出白烟，部分水解生成钛酰
氯，利用此性质，制备烟幕弹：TiCl4＋H2O = TiOCl2＋2HCl
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考向01 金属及其重要化合物的性质、用途
1．（2023·陕西渭南·统考一模）物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是
A．
能中和酸并受热分解产生
，可作蓬松剂
B．
有可燃性，可用于炼铁
C．
能与
反应，可在玻璃器皿上刻蚀标记
D．硬铝密度小、耐腐蚀、强度高，可用作航空材料
2．（2023·江西·校联考模拟预测）实验室中使用氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠时，对应关系错误的是
A．氢氧化钠水溶液：实验室模拟皂化反应
B．碳酸钠饱和溶液：模拟侯氏制碱法所用试剂
C．碳酸钠饱和溶液：制备乙酸乙酯实验中收集产品
D．碳酸氢钠饱和溶液：制备CO2时除去HCl 气体
3．（2023·重庆沙坪坝·重庆一中校考模拟预测）下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A．
具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒
B．
吸收
产生
，可用作呼吸面具供氧剂
C．
具有氧化性，可用于漂白纸浆
D．
是两性氧化物，可用作耐高温材料
4．（2023·浙江·校联考模拟预测）下列关于元素及其化合物的性质说法正确的是
A．钠与
加热下可生成
B．工业上燃烧硫磺得到
C．工业上常用软锰矿与浓盐酸生产
D．铜与稀硝酸(0.1mol/L)需要加热才能生产NO
5．（2023·广东广州·华南师大附中校考三模）下列物质性质和用途正确且有对应关系的是
选项
物质性质
用途
A
受热易分解
可用作氮肥
B
钠单质燃烧火焰呈黄色
钠单质可用于制作烟花
C
溶液呈碱性
可用作消毒剂
D
是两性氧化物
铝制餐具不宜长时间蒸煮酸性或碱性食物
考向02 金属及其重要化合物之间的相互转化
1．（2023·安徽滁州·安徽省定远县第三中学校考二模）价一类二维图是学习元素化合物知识的重要模型和
工具，它以元素的化合价为纵坐标，以物质类别为横坐标。下图为铁元素的价一类二维图，其中的箭头表
示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是
13
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A．转化⑦发生反应的类型是化合反应
B．转化⑤是
用于自来水消毒杀菌，等物质的量的
和
消毒效率相同(用得电子数目
多少衡量氧化消毒能力强弱)
C．用铁丝在氧气中燃烧可实现上述转化①
D．加热
发生转化⑥，加水溶解可实现转化③
2．（2023·河北邯郸·统考三模）钛和钛合金被认为是21 世纪的重要金属材料，广泛用于火箭、飞机制造
业等。工业上利用钛铁矿制备金属钛的工艺流程示意图如下：
下列说法正确的是
A．①反应釜中生成物X 的电子式为
B．FeCl3和TiCl4的沸点相差大，实验室可以使用分液法进行分离
C．②是原子利用率100%的反应，则每得到1mol 甲醇转移电子数4NA
D．③反应类型为置换反应，其中Ar 作保护气，也可以换为N2
3．（2023·山东·沂水县第一中学校联考模拟预测）已知甲、乙都为单质，丙为化合物，能实现下述转化关
系。下列说法正确的是
A．若丙溶于水后得到强碱溶液，则甲可能是
B．若溶液丙遇
放出气体
，则甲不可能是
C．若溶液丙中滴加
溶液有蓝色沉淀生成，则甲一定为
D．若溶液丙中滴加
溶液有白色沉淀生成后沉淀溶解，则甲可能为
4．（2023·河北唐山·统考二模）甲、乙、丙、丁为中学化学常见物质，其相互转化关系如图所示，下列组
合不符合题意的是
14
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甲
乙
丙
A
B
C
S
D
Fe
5．（2023·辽宁沈阳·辽宁实验中学校考模拟预测）在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能一步实
现的是
A．
B．
C．
D．
考点二 金属及其重要化合物与理论、实验的结合
命题点01 以金属及其重要化合物为载体考查化学理论知识
典例01（2023·福建卷）一种可在较高温下安全快充的铝-硫电池的工作原理如图，电解质为熔融氯铝酸
盐(由
和
形成熔点为
的共熔物)，其中氯铝酸根
起到结合或释放
的作用。电池总反应：
。下列说法错误的是
A．
含
个
键
B．
中同时连接2 个
原子的
原子有
个
C．充电时，再生
单质至少转移
电子
15
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D．放电时间越长，负极附近熔融盐中n 值小的
浓度越高
典例02（2021·湖北卷）Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H+浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原
理如图所示。下列说法错误的是
A．电解时只允许H+通过离子交换膜
B．生成O2和H2的质量比为8∶1
C．电解一段时间后阴极区溶液OH-的浓度增大
D．CrO3的生成反应为：Cr2O
+2H+=2CrO3+H2O
典例03（2021·辽宁卷）如图，某液态金属储能电池放电时产生金属化合物
。下列说法正确的是
A．放电时，M 电极反应为
B．放电时，
由M 电极向N 电极移动
C．充电时，M 电极的质量减小
D．充电时，N 电极反应为
命题点02 以金属及其重要化合物为载体考查化学实验知识
典例01（2023·辽宁卷）下列鉴别或检验不能达到实验目的的是
A．用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3
B．用KSCN 溶液检验FeSO4是否变质
C．用盐酸酸化的BaCl2溶液检验Na2SO3是否被氧化
D．加热条件下用银氨溶液检验乙醇中是否混有乙醛
典例02（2022·广东卷）以熔融盐为电解液，以含
和
等的铝合金废料为阳极进行电解，实现
的再生。该过程中
A．阴极发生的反应为
B．阴极上
被氧化
16
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C．在电解槽底部产生含
的阳极泥
D．阳极和阴极的质量变化相等
典例03（2021·浙江卷）下列说法正确的是
A．减压过滤适用于过滤胶状氢氧化物类沉淀
B．实验室电器设备着火，可用二氧化碳灭火器灭火
C．制备硫酸亚铁铵晶体时，须将含
和
的溶液浓缩至干
D．将热的
饱和溶液置于冰水中快速冷却即可制得颗粒较大的晶体
一、活泼金属阳极产物的判断
活泼阳极失电子后得到的离子一般都会继续与电解质溶液中的离子发生复杂的反应，因此最终的氧化产物
需要根据试题中的信息确定。
1.铁阳极
Fe 做阳极时其氧化产物可能是Fe2＋、Fe(OH)2或FeO。如用铁电极电解含Cr2O 的酸性废水时，阳极反应为
Fe－2e－===Fe2＋，生成的Fe2＋会还原废水中的Cr2O，离子反应方程式为Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋
6Fe3＋＋7H2O，由于废水中H＋不断被消耗，溶液的pH 增大，碱性增强，Fe3＋和Cr3＋分别转化为Fe(OH)3和
Cr(OH)3 沉淀除去。再如，用铁电极电解稀NaOH 溶液制备Fe(OH)2 的阳极反应为Fe－2e －＋2OH －
===Fe(OH)2；用铁电极电解浓的KOH 溶液制备K2FeO4的阳极反应为Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O。
2.铝阳极
Al 做阳极时其氧化产物可能是Al2O3、Al(OH)3、AlO、Al3＋。如给铝制品氧化膜增厚，铝制品做电解池阳
极，电解质溶液一般为H2SO4H2C2O4混合溶液，阳极反应为2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋；若是用铝电
极电解烧碱溶液，阳极反应为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O。
3.铜阳极
Cu 做阳极时其氧化产物可能是Cu2＋或Cu＋(如Cu2O)。如电镀铜或精炼铜的阳极反应为Cu－2e－===Cu2＋；
用铜电极电解NaOH 溶液制备Cu2O 的阳极反应为2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O。
二．在工业生产中与金属有关的电解应注意的几个问题
1.电镀铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)不变；电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)减小。
2.电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解MgO 冶炼镁，是因为MgO 的熔点很高；电解熔融Al2O3冶炼铝，而
不能电解AlCl3冶炼铝，是因为AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电。
3.电解精炼铜，粗铜中含有的Zn、Fe、Ni 等活泼金属失去电子，变成金属阳离子进入溶液，其他活泼性弱
于铜的杂质以阳极泥的形式沉积。电解过程中电解质溶液中的Cu2＋浓度会逐渐减小。
三．金属腐蚀及防护
1．金属腐蚀快慢的三个规律
(1)金属腐蚀类型的差异
电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。
(2)电解质溶液的影响
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①对同一金属来说，腐蚀的快慢(浓度相同)：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
②对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，腐蚀越快。
(3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀越快。
2．金属腐蚀中几个注意的问题
(1)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁去电子生成Fe2＋，而不是生成Fe3＋。
(2)金属腐蚀时，电化学腐蚀与化学腐蚀往往同时存在，但前者更普遍，危害也更严重。
(3)铜暴露在潮湿的空气中发生的是化学腐蚀，而不是电化学腐蚀，生成铜绿的化学成分是Cu2(OH)2CO3。
(4)金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀，金属活动顺序表中位于氢前面和氢后面的金属都能发生吸氧
腐蚀，但只有在金属活动顺序表中氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀。
3.两种保护方法的比较：外加电流的阴极保护法比牺牲阳极的阴极保护法保护效果好。
四、常见无机金属化合物的制备
1.氢氧化铝
实验装置
实验原理
Al2(SO4)3＋6NH3·H2O===2Al(OH)3↓＋3(NH4)2SO4 Al3+＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4
+
实验用品
Al2(SO4)3 溶液、氨水；试管、胶头滴管。
实验步骤
在试管里加入 10mL 0.5mol/L Al2(SO4)3 溶液，滴加氨水，生成白色胶状物质。继续滴加氨
水，直到不再产生沉淀为止。
实验现象
产生白色胶状沉淀，沉淀不溶于过量氨水。
实验说明
①实验室利用可溶性铝盐(如 AlCl3)制备 Al(OH)3，应选用氨水，而不用NaOH 溶液。
②实验室也可利用可溶性偏铝酸盐(如NaAlO2)制备Al(OH)3，应选用二氧化碳，而不用盐酸。
2.氢氧化亚铁
实验装置
实验原理
Fe2+＋2OH-=== Fe(OH)2↓(白色)、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
实验用品
FeSO4 溶液、NaOH 溶液；试管、长胶头滴管。
实验步骤
在1 支试管里加入少量FeSO4 溶液，然后滴入NaOH 溶液。观察并描述发生的现象。
实验现象
试管中先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。
①氢氧化亚铁制备的核心问题：一是溶液中的溶解氧必须除去，二是反应过程必须与氧隔
绝。
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实验说明
②Fe2+易被氧化，所以 FeSO4 溶液要现用现配，且配置 FeSO4 溶液的蒸馏水要煮沸除去氧
气。
③为了防止NaOH 溶液加入时带入空气，可将吸有 NaOH 溶液的长胶头滴管伸入到 FeSO4 液
面下， 再挤出NaOH 溶液。
④还可再在硫酸亚铁溶液上加一层植物油,尽量减少与空气的接触。
注：能较长时间看到 Fe(OH)2 白色沉淀的装置如下：
3.氢氧化铁胶体的制备
(1)原理 化学方程式:FeCl3+3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3HCl。
(2)操作步骤:加热蒸馏水至沸腾,逐滴滴加饱和氯化铁溶液,加热至液体呈红褐色停止加热,
不可搅拌。
(3)氢氧化铁胶体制备注意事项：a.自来水含有电解质等，易使胶体聚沉，需用蒸馏水制备。
b.FeCl3 溶液要求是饱和的，是为了提高转化效率，若浓度过稀，不利于 Fe(OH)3 胶体的形成。c.可稍微加
热沸腾，但不宜长时间加热，否则胶体会聚沉。d.边滴加 FeCl3 饱和溶液边振荡烧杯，但不能用玻璃棒搅
拌，否则会使Fe(OH)3 胶体微粒形成大颗粒沉淀析出。
4.硫酸亚铁铵的制备
(1)写出硫酸亚铁铵的制备所涉及的化学反应。
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O =(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O↓。
(2)实验步骤
实验步骤
操作要点
步骤1 铁屑的净化
取一只小烧杯，放入约5g 铁屑，向其中注入5mL1mol·L－1Na2CO3溶液，浸泡或
小火加热数分钟后，用倾析法分离并洗涤铁屑，晾干
步骤2 制取FeSO4
用托盘天平称取4.2g 洗净的铁屑，放入洁净的锥形瓶中，向其中加入
25mL3mol·L－1H2SO4溶液，加热，并不断振荡锥形瓶。反应过程中应适当补充
水，使溶液体积基本保持不变，待反应基本完全后，再加入1mL3mol·L－1H2SO4
溶液，趁热过滤，将滤液转移至蒸发皿中
步骤3 制取硫酸亚铁
铵
称取9.5 g(NH4)2SO4晶体，配成饱和溶液，倒入制得的硫酸亚铁溶液中，搅拌，
小火加热，在蒸发皿中蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜为止，将溶液静置，自然
冷却，即有硫酸亚铁铵晶体析出。抽滤，并用少量酒精洗去晶体表面附着的水
分
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计算产率
取出晶体，用干净的滤纸吸干，称量并计算产率
实验说明
①步骤1 中用到倾析法,适于用倾析法分离的物质特点是沉淀颗粒较大,静置后容
易沉降。
②步骤2 中趁热过滤的目的是防止溶液冷却时硫酸亚铁因析出而损失。
③步骤3 中用到的减压过滤(也称抽滤或吸滤)与普通过滤相比,优点除了过滤速度
快外,还可得到较干燥的沉淀。晶体过滤后用无水乙醇洗涤的目的是利用乙醇的
挥发,除去晶体表面附着的水分。
制备过程中的注意点:
①铁屑要过量,防止Fe2+被氧化。
②加入H2SO4,以抑制FeSO4水解。
③要趁热过滤,减少硫酸亚铁的损失。
五、金属及其重要化合物的制备和性质探究注意的几个问题
1.钠+盐溶液：不能置换盐中金属；钠+熔融盐：置换盐中金属。
2.不用Ca(OH)2鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液，应选用CaCl2或BaCl2溶液。
3.除去CO2中的HCl 气体，应选用饱和的NaHCO3溶液。
4.向饱和的Na2CO3溶液中通入过量CO2，有晶体析出。
5.焰色反应无论游离态还是化合态，均具有相同焰色反应，属于化学变化，在观察钾元素的焰色反应时，
应通过蓝色的钴玻璃片。
6.Al 是活泼金属，表面易生成一层致密的氧化物薄膜。熔点：Al2O3>Al，酒精灯上加热铝箔直至熔化，熔
化的铝并不滴落。
7.铝热反应是中学化学中唯一金属单质与金属氧化物在高温条件下的置换反应,不能用于工业上冶炼铁，金
属氧化物对应的金属活泼性应比铝弱。
8.铝盐和氨水制备Al(OH)3。
9.向AlO2
-溶液通入CO2，Al(OH)3，CO2过量生成HCO3
-，不过量生成CO3
2-。
10.Fe 与O2、H2O(g)：Fe3O4；Fe 与Cl2：FeCl3；Fe 与S：FeS，说明氧化性Cl2>S。
11.向含Fe2＋溶液加硝酸、KMnO4溶液、氯水会出现浅绿色―→棕色的颜色变化，该现象用于Fe2＋的检
验。
12.检验Fe3＋:观察溶液颜色法(棕黄色)、NaOH 溶液法(生成红褐色沉淀)、KSCN 溶液法(生成红色溶液)
（最好）。
13.检验Fe2＋：先加KSCN 溶液后再加入氧化剂的方法；也可用铁氰化钾检验Fe2＋，现象是生成蓝色沉
淀{Fe3[Fe(CN)6]2}。
14.FeCl2 ：Fe+HCl ；2FeCl3 ＋Fe===3FeCl2 ；生成Fe(OH)3 ：Fe3 ＋与碱的复分解；4Fe(OH)2 ＋O2 ＋
2H2O===4Fe(OH)3
15.制备Fe(OH)2：隔绝O2，Fe(OH)2→Fe(OH)3(白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色)。
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考向01 以金属及其重要化合物为载体考查化学理论知识
1．（2023·河南·校联考一模）科学研究发现金属生锈时，锈层内如果有硫酸盐会加快金属的腐蚀，其腐蚀
原理如图所示。下列说法错误的是
A．钢铁的腐蚀中正极电极反应式为
B．酸雨地区的钢铁更易被腐蚀
C．
生成
反应的化学方程式为
D．硫酸盐加速电子传递，有一定的催化剂作用
2．（2023·广西南宁·南宁三中校联考模拟预测）在盛有CuO/Cu2O 载氧体的恒容密闭容器中充入空气，发
生反应：2Cu2O(s)+O2(g)
4CuO(s) △H。平衡时O2的体积分数φ(O2)随反应温度T 变化的曲线如图所
示。下列说法错误的是
A．该反应在低温条件下能自发进行
B．当氧气的物质的量浓度不变时，反应达到了平衡状态
C．在1030℃时加入催化剂，平衡时φ(O2)＞21%
D．985℃达到平衡状态后，充入纯氧，再次达到平衡后，φ(O2)=10%
3．（2024·广西北海·统考一模）一种可充电锌—空气电池放电时的工作原理如下图所示。已知：Ⅰ室溶液
中，锌主要以
的形式存在，并存在电离平衡
。下列
说法错误的是
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A．放电时，Ⅰ室溶液中
浓度增大
B．放电时，Ⅱ室中的
通过阴离子交换膜进入Ⅰ室
C．充电时，
电极的电极反应为
D．充电时，每生成
，Ⅲ室溶液质量理论上减少
4．（2023·内蒙古赤峰·统考一模）中国科学院金属研究所发现采用
和NaOH 混合促进剂，可明显
提高铝与水反应制氢系统的性能，制氢机理如图。主要反应为：
↑；
。
溶
液显碱性，NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．1L 0.1 mol∙L−1
溶液中阴离子数目等于
B．上述反应中的氧化产物为Sn 和H2
C．标准状况下，反应过程中生成33.6L H2，转移电子数目为9NA
D．Al-Sn 原电池的形成，能提高产氢速率，析氢反应主要发生在 Sn 上
5．（2023·四川宜宾·统考一模）向
溶液中通入
气体至饱和，观察到溶液由棕黄色迅速变为红棕
色[经检验无
胶体]，较长时间后变为浅绿色。
已知：①反应I：
反应II：
②溶液酸性越强，
溶解度越低
下列说法正确的是
A．反应II 中
体现漂白性
B．反应II 的活化能比反应I 的活化能高
C．
在反应I、II 中均作氧化剂
D．向红棕色溶液中滴加浓盐酸，颜色加深
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考向02 以金属及其重要化合物为载体考查化学实验知识
1．（2023·湖南长沙·长郡中学校考模拟预测）学习小组用废弃的铝制易拉罐按如下流程制备明矾，并测定
明矾中结晶水的含量。
上述实验中不需要用到的操作是
A．
B．
C．
D．
2．（2023·湖北·统考一模）由下列实验操作及现象，不能推出相应结论的是
选项
操作
现象
结论
A
将镁条点燃，迅速伸入集满
的集气瓶中
集气瓶中产生大量白烟，并
有黑色颗粒产生
具有氧化性
B
常温下，向
溶液中加入
溶液，再滴
加5~6 滴
溶
液
先产生白色沉淀，后部分白
色沉淀变为蓝色
相同温度下
：
C
向某溶液样品中加入浓
溶液并加热，将湿润的红色石
蕊试纸靠近试管口
试纸变蓝
溶液样品中含
D
向某甲酸样品中先加入足量
溶液，再做银镜反应实
验
出现银镜
该甲酸样品中混有甲
醛
3．（2023·安徽马鞍山·统考三模）下列各组实验操作和现象与对应的离子方程式均正确的是
选项
实验操作和现象
离子方程式
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A
向2mLNaCl 溶液中滴加几滴AgNO3
溶液，产生白色沉淀，再滴加氨水，
振荡至沉淀溶解
沉淀溶解：AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]+
+C1-
B
向滴有酚酞的水中，放入绿豆粒大小
的钠块，钠块浮在水面、熔化成小
球、不停游动、发出嘶嘶响声、溶液
变红
钠与水反应：
Na+2H2O=Na+ +OH-+H2↑
C
向2mLNaOH 溶液中滴加5 滴CuSO4
溶液，振荡后加入0.5mL 乙醛溶
液，加热，有红色固体析出
红色固体析出：CH3CHO+2Cu(OH)2
CH3COOH+2Cu↓+2H2O
D
向2mLNaOH 溶液中滴加4 滴MgCl2
溶液，产生白色沉淀，再滴加4 滴
FeCl3溶液，有红褐色沉淀生成
红褐色沉淀生成：3Mg(OH)2(s)+2Fe3+
(aq)
2Fe(OH)3(s)+3Mg2+(aq)
4．（2023·浙江温州·乐清市知临中学校考一模）根据实验操作和现象得出的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
用铂丝蘸取某溶液进行焰色试验，火焰呈黄
色
溶液中一定含
，不含
B
滴加
酸化的
溶液，出现白色沉淀
溶液中一定含
C
惰性电极电解
溶液，在阴极析出
不能说明氧化性
D
干燥的
与
在加热条件反应，得到固体
与
反应可放出
反应得到的固体为
5．（2023·安徽芜湖·芜湖一中校考模拟预测）由下列实验内容得到的现象和结论错误的是
实验内容
现象及结论
A
向4mL 0.1mol/L CuSO4溶液中滴加
1mol/L 的浓氨水至刚开始产生的沉淀
溶解，再加入极性较小的溶剂，并用
玻璃棒摩擦试管壁
析出深蓝色的晶体，其成分是
[Cu(NH3)4]SO4·H2O
B
用熔嵌在玻璃棒上的铂丝蘸取某无色
溶液，在酒精灯外焰上灼烧，观察火
若焰色为黄色， 则该溶液一定是钠盐
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焰的颜色
C
取两支试管，分别加入2 mL 0.5 mol/L
CuCl2溶液，将其中的一支试管先加
热，然后置于冷水中，观察并记录实
验现象
加热后溶液变为黄绿色，放入冷水中，
又变为蓝绿色，则：[Cu(H2O)4]2+ + 4Cl-
[CuCl4]2-+ 4H2O ΔH>0
D
在A、B 两支试管里各加入1mL 乙酸
乙酯。再分别加入等体积等浓度的稀
硫酸和含有酚酞的NaOH 溶液，相同
温度下水浴加热
NaOH 溶液的试管中酯层消失的时间更
短，说明乙酸乙酯在碱性条件下水解速
率更快
微专题 无机化工流程题的解题策略
命题点01 以物质制备为目的工艺流程题
典例01（2023·广东卷）
均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含
)中，利用氨浸工艺可提取
，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下：
已知：氨性溶液由
、
和
配制。常温下，
与
形成可溶
于水的配离子：
；
易被空气氧化为
；部分氢氧化物的
如下表。
氢氧化物
回答下列问题：
(1)活性
可与水反应，化学方程式为 。
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(2)常温下，
的氨性溶液中，
(填“>”“<”或“=”)。
(3)“氨浸”时，由
转化为
的离子方程式为 。
(4)
会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X 射线衍射图谱中，出
现了
的明锐衍射峰。
①
属于 (填“晶体”或“非晶体”)。
②
提高了
的浸取速率，其原因是 。
(5)①“析晶”过程中通入的酸性气体A 为 。
②由
可制备
晶体，其立方晶胞如图。
与O 最小间距大于
与O 最小间距，x、y 为整数，
则
在晶胞中的位置为 ；晶体中一个
周围与其最近的O 的个数为 。
(6)①“结晶纯化”过程中，没有引入新物质。晶体A 含6 个结晶水，则所得
溶液中
与
的比值，理论上最高为 。
②“热解”对于从矿石提取
工艺的意义，在于可重复利用
和 (填化学式)。
典例02（2021·山东卷）工业上以铬铁矿(FeCr2O4，含Al、Si 氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠
(Na2Cr2O7•2H2O)的工艺流程如图。回答下列问题：
(1)焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4并将Al、Si 氧化物转化为可溶性钠盐，焙烧时气体与矿料逆流
而行，目的是 。
(2)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c 与pH 的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10-
5mol•L-1时，可认为已除尽。
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中和时pH 的理论范围为 ；酸化的目的是 ；Fe 元素在 (填操作单元的名称)过程中除去。
(3)蒸发结晶时，过度蒸发将导致 ；冷却结晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循环利用的
物质还有 。
(4)利用膜电解技术(装置如图所示)，以Na2CrO4为主要原料制备Na2Cr2O7的总反应方程式为：
4Na2CrO4+4H2O
2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑。则Na2Cr2O7在 (填“阴”或“阳”)极室制得，电解
时通过膜的离子主要为 。
命题点02 以混合物的分离、提纯为目的的工艺流程题
典例01（2023·重庆卷）
是一种用途广泛的磁性材料，以
为原料制备
并获得副产物
水合物的工艺如下。
时各物质溶度积见下表：
物质
溶度积
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回答下列问题：
(1)
中
元素的化合价是
和 。
的核外电子排布式为 。
(2)反应釜1 中的反应需在隔绝空气条件下进行，其原因是 。
(3)反应釜2 中，加入
和分散剂的同时通入空气。
①反应的离子方程式为 。
②为加快反应速率，可采取的措施有 。(写出两项即可)。
(4)①反应釜3 中，
时，
浓度为
，理论上
不超过 。
②称取
水合物
，加水溶解，加入过量
，将所得沉淀过滤洗涤后，溶于热的稀硫酸中，
用
标准溶液滴定，消耗
。滴定达到终点的现象为 ，该副产物中
的质量分数为 。
典例02（2022·湖南卷）钛(Ti)及其合金是理想的高强度、低密度结构材料。以钛渣(主要成分为
，
含少量V、Si 和Al 的氧化物杂质)为原料，制备金属钛的工艺流程如下：
已知“降温收尘”后，粗
中含有的几种物质的沸点：
物质
沸点/
136
127
57
180
回答下列问题：
(1)已知
，
的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略
、
随温度的变化。若
，
则该反应可以自发进行。根据下图判断：
时，下列反应不能自发进行的是_______。
A．
B．
C．
D．
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(2)
与C、
，在
的沸腾炉中充分反应后，混合气体中各组分的分压如下表：
物质
分压
①该温度下，
与C、
反应的总化学方程式为 ；
②随着温度升高，尾气中
的含量升高，原因是 。
(3)“除钒”过程中的化学方程式为 ；“除硅、铝”过程中，分离
中含
、
杂质的方法是
。
(4)“除钒”和“除硅、铝”的顺序 (填“能”或“不能”)交换，理由是 。
(5)下列金属冶炼方法与本工艺流程中加入
冶炼
的方法相似的是_______。
A．高炉炼铁
B．电解熔融氯化钠制钠
C．铝热反应制锰
D．氧化汞分解制汞
典例03（2021·福建卷）四钼酸铵是钼深加工的重要中间产品具有广泛的用途。一种以钼精矿(主要含
，还有
、
的化合物及
等)为原料制备四钼酸铵的工艺流程如下图所示。
回答下列问题：
(1)“焙烧”产生的气体用 吸收后可制取氮肥。
(2)“浸出”时，
转化为
。提高单位时间内钼浸出率的措施有 (任写两种)。温度对
内钼浸出率的影响如图所示。当浸出温度超过
后，钼的浸出率反而降低，主要原因是温度升高使水大
量蒸发，导致 。
(3)“净化”时，浸出液中残留的
、
转化为沉淀除去。研究表明，该溶液中
和pH 的关系为：
。为了使溶液中的杂质离子浓度小于
，应控制溶液的pH 不小于 。
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(已知：
；
和
的
分别为35.2 和17.2)
(4)“净化”后，溶液中若有低价钼(以
表示)，可加入适量
将其氧化为
，反应的离子方程式
为 。
(5)“沉淀”时，加入
的目的是 。
(6)高温下用
还原(NH4)2Mo4O13可制得金属钼，反应的化学方程式为 。【已知：(NH4)2Mo4O13受
热分解生成
】
一、工业流程试题的基本特点
1、试题的切入点（或试题素材）较多的采用了与生产生活密切联系的化学新技术、新成果。故题干内容
来源都是真实的工业生产过程，内容丰富，提问灵活。
2、无机化工流程题的结构：分题头、题干和题尾三部分。
（1）题头一般是介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的（包括获得副产品）；
（2）题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来；
（3）题尾主要是根据生产过程中涉及的化学知识设置系列问题。
3、呈现形式：流程图、数据表格、图像、实验装置。
4、设问方式：措施、成分、物质、原因。
5、能力考查：获取、整合、处理、应用信息的能力、分解问题的能力、表达能力。
6、知识落点：基本理论、元素化合物、实验。学科&网
二、工艺流程题的主线分析方法
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如按照主线分析法分析如下：
电池铜帽
超声清洗
溶 解
调PH=2
反 应
过 滤
水
稀硫酸
30%H2O2
NaOH溶液
锌灰(稍过量)
海绵铜
ZnO
原材料
原材料的预处理
化学反应
分离提纯
目标产物
条件控制
三、识别流程图
化工流程中箭头指出的是投料(反应物)，箭头指向的是生成物(包括主产物和副产物)，返回的箭头一般
是被“循环利用”的物质。
四、原料预处理的常用方法及其作用
(1)研磨:减小固体颗粒度,增大物质间接触面积,加快反应速率,提高浸出率。
(2)水浸或酸浸:与水接触反应或溶解;与酸接触反应或溶解,得可溶性金属离子溶液,不溶物过滤除去。
(3)浸出:固体加水(酸)溶解得到溶液(离子)。
(4)灼烧:除去可燃性杂质或使原料初步转化。
(5)煅烧:改变结构,使一些物质能溶解或高温下氧化、分解。
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五、无机化工流程题中的除杂、净化
1．常用的方法
(1)水溶法：除去可溶性杂质。
(2)酸溶法：除去碱性杂质。
(3)碱溶法：除去酸性杂质。
(4)氧化剂或还原剂法：除去还原性或氧化性杂质。
(5)加热灼烧法：除去受热易分解或易挥发的杂质。
(6)调节溶液的pH 法：如除去酸性溶液中的Fe3＋等。
2．常用的操作
(1)过滤：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。
(2)萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。
(3)蒸发结晶：提取溶解度随温度变化不大的溶质，如从溶液中提取NaCl。
(4)冷却结晶：提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、
CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O 等。
(5)蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇或甘油。
(6)冷却法：利用气体液化的特点分离气体，如合成氨工业采用冷却法分离平衡混合气体中的氨气。
3．结合沉淀溶解平衡进行的条件控制
(1)运用Ksp计算反应所需要的pH 条件；
(2)根据题目要求计算某条件下的离子浓度、需要加入的试剂量等。
六、制备过程中应注意的反应条件
(1)溶液的pH:
①控制反应的发生,增强物质的氧化性或还原性,或改变水解程度。
②常用于形成或抑制某些金属离子的氢氧化物沉淀。
(2)温度:
根据需要选择适宜温度,改变反应速率或使平衡向需要的方向移动,减少副反应的发生,确保一定的反应速率,
控制溶解度便于提纯。
(3)浓度:
①根据需要选择适宜浓度,控制一定的反应速率,使平衡移动利于目标产物的生成,减小对后续操作产生的影
响。
②过量,能保证反应的完全发生或提高其他物质的转化率,但对后续操作也会产生影响。
(4)趁热过滤:防止某物质降温时会大量析出。
(5)冰水洗涤:洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体损耗。
七、无机化工流程中的分离方法
(1)洗涤(冰水、热水):洗去晶体表面的杂质离子;
(2)过滤(热滤或抽滤):分离难溶物和易溶物;
(3)萃取和分液:利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质;
(4)蒸发结晶:提取溶解度随温度的变化不大的溶质;
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(5)冷却结晶:提取溶解度随温度的变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物,如KNO3、FeCl3、CuCl2、
CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O 等;
(6)蒸馏或分馏:分离沸点不同且互溶的液体混合物;
(7)冷却法:利用气体易液化的特点分离气体。
八、工艺流程题的解题策略
1.粗读题干，挖掘图示
图示中一般会呈现超出教材范围的知识，但题目中往往会有提示或者问题中不涉及，所以一定要关注
题目的每一个关键字，尽量弄懂流程图，但不必将每一种物质都推出，只需问什么推什么。如制备类无机
化工题，可粗读试题，知道题目制取什么、大致流程和有什么提示等。
2.携带问题，精读信息
这里信息包括三个方面：一是主干，二是流程图示，三是设置问题。读主干抓住关键字、词；读流程
图，重点抓住物质流向(“进入”与“流出”)、实验操作方法等。
3.跳跃思维，规范答题
答题时应注意前后问题往往没有“相关性”，即前一问未答出，不会影响后面答题。要求用理论回答
的试题，应采用“四段论法”：改变了什么条件(或是什么条件)→根据什么理论→有什么变化→得出什么
结论。
4.积累常考的答题模板
(1)除杂：除去……中的……
(2)干燥：除去……气体中的水蒸气，防止……
(3)增大原料浸出率(离子在溶液中的含量多少)的措施：搅拌、升高温度、延长浸出时间、增大气体的流速
(浓度、压强)，增大气液或固液接触面积。
(4)加热的目的：加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动。
(5)温度不高于××℃的原因：适当加快反应速率，但温度过高会造成挥发(如浓硝酸)、分解(如H2O2、
NH4HCO3)、氧化(如Na2SO3)或促进水解(如AlCl3)等，影响产品的生成。
(6)从滤液中提取一般晶体(溶解度随温度升高而增大)的方法：蒸发浓缩(至少有晶膜出现)、冷却结晶、过
滤、洗涤(冰水洗、热水洗、乙醇洗等)、干燥。
(7)从滤液中提取溶解度受温度影响较小或随温度升高而减小的晶体的方法：蒸发浓缩、趁热过滤(如果温
度下降，杂质也会以晶体的形式析出来)、洗涤、干燥。
(8)控制某反应的pH 使某些金属离子以氢氧化物的形式沉淀，调节pH 所用试剂为主要元素对应的氧化物、
碳酸盐、碱等，以避免引入新的杂质；沉淀时pH 范围的确定：范围过小导致某离子沉淀不完全，范围过
大导致主要离子开始沉淀。
(9)减压蒸馏(减压蒸发)的原因：减小压强，使液体沸点降低，防止(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3)受热分解、
挥发。
(10)检验溶液中离子是否沉淀完全的方法：将溶液静置一段时间后，向上层清液中滴入沉淀剂，若无沉淀
生成，则离子沉淀完全。
(11)洗涤沉淀：沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2～3 次。
(12)检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，若未出现特
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征反应现象，则沉淀洗涤干净。
(13)洗涤沉淀的目的：除掉附着在沉淀表面的可溶性杂质。
(14)冰水洗涤的目的：洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解
损耗。
(15)乙醇洗涤的目的：降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，得到较干燥的产物。
(16)蒸发、反应时的气体氛围：抑制某离子的水解，如加热蒸发AlCl3溶液时为获得AlCl3需在HCl 气流中
进行。
(17)事先煮沸溶液的原因：除去溶解在溶液中的氧化性气体(如氧气)，防止某物质被氧化。
5.化工流程氧化还原反应方程式的解答措施
第1 步：根据题干信息或流程图，判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物
第2 步：按“氧化剂+还原剂-还原产物+氧化产物”写出方程式，根据氧化还原反应的守恒规律配平氧化剂、
还原剂、还原产物、氧化产物的相应化学计量数。
第3 步：根据电荷守恒和溶液的酸碱性，通过在反应方程式的两端添加H＋或OH－的形式使方程式的两端
的电荷守恒。
第4 步：根据原子守恒，通过在反应方程式两端添加H2O(或其他小分子)使方程式两端的原子守恒。
6.解决本类题目的三步骤:
(1)从题干中获取有用信息,了解生产的产品。
(2)然后整体浏览一下流程,基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。
(3)分析流程中的每一步骤,从以下几个方面了解流程:
①反应物是什么;
②发生了什么反应;
③该反应造成了什么后果,对制造产品有什么作用;
④抓住一个关键点:一切反应或操作都是为获得产品而服务。
九、工艺流程题的类型
1、以物质制备为目的工艺流程
（1）工艺流程中的常见专业术语
释义
研磨、雾
化
将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体分散成微小液滴，增大反应物接触面
积，以加快反应速率或使反应更充分
灼烧(煅烧)
使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等。如煅烧石灰石、
高岭土、硫铁矿
浸取
向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸
溶、碱溶、醇溶等
酸浸
在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程
浸出率
固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少
滴定
定量测定，可用于某种未知浓度物质的物质的量浓度的测定
酸作用
溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等
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碱作用
去油污、去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅、调节pH、促进水解(沉淀)
（2）工艺流程题中常见问题的答题方向
常见问题
答题要考虑的角度
分离、提纯
过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏等常规操作，如从溶液中得到晶体的
方法：蒸发浓缩—冷却结晶—过滤—(洗涤、干燥)
提高原子利用率
绿色化学(物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利
用)
在空气中或特定气
体中进行的反应或
操作
要考虑O2、H2O、CO2或特定气体是否参与反应或能否达到隔绝空
气，防氧化、水解、潮解等目的
洗涤沉淀
方法：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上
操作2～3 次
判断沉淀是否洗涤
干净
取最后洗涤液少量，检验其中是否还有某种离子存在等
控制溶液的pH
①调节溶液的酸碱性，抑制水解(或使其中某些金属离子形成氢氧化
物沉淀)
②“酸作用”还可除去氧化物(膜)
③“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等
④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)
控制温度(常用水
浴、冰浴或油浴)
①使化学平衡移动；控制化学反应的方向
②控制固体的溶解与结晶
③控制反应速率：使催化剂达到最大活性
④升温：促进溶液中的气体逸出，使某物质达到沸点挥发
⑤加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离
2.以混合物的分离、提纯为目的的工艺流程题
（1）物质转化过程中分离提纯阶段的主要操作
除杂
加入沉淀剂或控制溶液的酸碱性使形成氢氧化物沉淀。如：除去含Cu2＋溶液中
混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等来调节溶液的pH
加热
加快反应速率或使平衡向某个方向移动。如果在制备过程中出现一些受热易分
解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如：侯氏制碱中的NaHCO3；还有如
H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质
降温
防止某物质在高温时会分解或使平衡向着题目要求的方向移动
分离
固液分离——过滤
液液分离：
a.有溶解度差异——结晶或重结晶(蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干；
蒸发结晶、趁热过滤)
b.有溶解性差异——(萃取)分液
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c.有沸点差异——蒸馏
（2）获得产品阶段的主要操作
洗涤(冰水、
热水、有机
溶剂)
水洗：洗去晶体表面的杂质离子(适用于溶解度小的物质)
冰水洗涤：洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗
(适用于高温溶解度大、低温溶解度小的物质)
醇洗(常用于溶解度较大的物质)：洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在
洗涤过程中的溶解损耗(若对溶解度小的物质进行醇洗，则是为了洗去杂质离
子，并使其尽快干燥)
蒸发时的气
体氛围抑制
水解
如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl 的气流中加热，以
防其水解
蒸发浓缩、
冷却结晶
如K2Cr2O7和少量NaCl 的混合溶液，若将混合溶液加热蒸发后再降温，则析
出的固体主要是K2Cr2O7，母液中是NaCl 和少量K2Cr2O7，这样就可分离出
大部分K2Cr2O7；同样原理可除去KNO3中的少量NaCl
蒸发结晶、
趁热过滤
如NaCl 和少量K2Cr2O7的混合溶液，若将混合溶液蒸发一段时间，析出的固
体主要是NaCl，母液中是K2Cr2O7和少量NaCl；同样原理可除去NaCl 中的
少量KNO3
考向01 以物质制备为目的工艺流程题
1．（2023·四川宜宾·统考一模）氟化镁(
)是用途广泛的无机化工原料。由菱镁矿(主要成分为
，
含少量Ca、Si、Fe、Mn 和Al 等元素)制备氟化镁的流程如下图：
已知：
，
。回答下列问题：
(1)“煅烧”时，菱镁矿主要成分发生反应的化学方程式是 。
(2)“蒸氨”过程中“尾气”的主要成分是 (填化学式)。
(3)
溶液除“氧化除锰”外，还有 的作用。生产中，所需
用量远超理论值的原因是
。
(4)“除铁铝”过程中，当
恰好沉淀完全时，溶液中
(计算结果保留两位有效数字)。
(5)“除铁铝”时，用氨水调节溶液的pH，但pH 不宜过高，原因是 。
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(6)“沉淀”时，发生反应的离子方程式是 。
2．（2023·浙江宁波·统考模拟预测）氯化亚铜(CuCl)是石油工业常用的脱硫剂和脱色剂，以低品位铜矿(主
要成分为CuS。CuS2和铁的氧化物)为原料制备CuCl 步骤如下：
已知：CuCl 难溶于醇和水，热水中能被氧化，在碱性溶液中易转化为CuOH．CuCl 易溶于浓度较大的Cl-
体系中(
)。
请回答：
(1)还原过程中所得产物的主要溶质的化学式是 。
(2)下列有关说法不正确的是___________。
A．“浸取”过程中稀硫酸可以用浓硫酸代替
B．滤渣1 的成分是
C．“除锰”后的滤液中Cu 元素主要以
形式存在
D．“除锰”后滤液加热的主要目的是除去多余的氨水和
(3)“稀释”过程中，pH 对CuCl 产率的影响如图所示：
请分析pH 控制在
左右的原因 。
(4)为测定CuCl 产品纯度进行如下实验：
a．称量所得CuCl 产品
g 溶于硝酸，配制成250mL 溶液；取出
mL，加入足量的
mL
mol/L
溶液，充分反应；
b．向其中加入少量硝基苯，使沉淀表面被有机物覆盖；
c．加入指示剂，用
标准溶液滴定过量的
溶液；
d．重复实验操作三次，消耗
mol/L
溶液的体积平均为
mL。
已知
，
。
①加入硝基苯的作用是 。
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②滴定选用的指示剂是 。
A．
B．
C．
D．
③CuCl 的纯度为 。
3．（2023·黑龙江齐齐哈尔·统考三模）以铬铁矿(主要成分为FeO•Cr2O3，还含有SiO2、Al2O3等杂质)为原
料生产K2Cr2O7的流程如图：
已知：FeO•Cr2O3在焙烧过程中被氧化成Na2CrO4和Fe2O3。
回答下列问题：
(1)焙烧铬铁矿生成Na2CrO4和Fe2O3反应的化学方程式是 。
(2)“除杂”后溶液中阳离子为Na+和极少量H+，滤渣2 的主要成分是 (填化学式)。
(3)途径1“酸化”反应的离子方程式为 。
(4)以石墨为电极电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，电解装置如图所示，b 极接电源 (填“正”
或“负”)极，a 极区生成的物质可以返回 (填步骤名称)循环利用。
(5)加入KCl 能得到K2Cr2O7晶体的原理是 ；“系列操作”中包括用冷水洗涤K2Cr2O7晶体，
检验K2Cr2O7晶体已洗涤干净的实验操作和现象为 (已知：BaCr2O7，Ag2Cr2O7均难溶于水)。
考向02 以混合物的分离、提纯为目的的工艺流程题
1．（2023 上·江苏·高三校联考开学考试）以菱锰矿(主要成分 MnCO3，主要杂质为 Fe2+、Ca2+)为原料，采
用氯化铵焙工艺，可由菱锰矿制备高纯二氧化锰。流程如下图所示：
已知：金属离子沉淀的 pH
Fe3+
Fe2+
Mn2+
开始沉淀时
1.5
6.3
5.8
完全沉淀时
2.8
8.3
7.8
试回答下列问题。
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(1)“焙烧”。将菱锰矿粉与氯化铵按 n(NH4Cl)∶n(MnCO3)=2.4∶1 混合后加热至 500℃，充分反应。选用
n(NH4Cl)∶n(MnCO3)>2∶1 的原因是 。
(2)“除铁”。加入试剂有 MnO2和NH3·H2O，搅拌反应一段时间后，过滤。
①MnO2和 NH3·H2O 加入的顺序为 。
A．先加入 MnO2，后加入 NH3·H2O B．先加入 NH3·H2O，后加入 MnO2
②该过程中 MnO2发生反应的离子方程式为 。
③加入氨水时，需要调节溶液 pH 的范围是 。
(3)“除钙”。向溶液中加入适量的 NH4F，将 Ca2+反应生成 CaF2沉淀除去。溶液 pH 与 Ca2+去除率之间
的关系如图-1。随着溶液 pH 变小，Ca2+去除率逐渐下降的原因是 。
(4)MnSO4和 K2S2O8可发生如下反应：MnSO4＋K2S2O8＋4NaOH= MnO2↓+ K2SO4+ 2Na2SO4+2H2O。已知
MnSO4和K2S2O8的物质的量相同时，改变NaOH 的用量，测得 Mn 的转化率、MnO2 的含量(
)与
的关系如图-2 所示。根据信息，补充完整制取纯净 MnO2的实验方
案：将 20 mL1.0 mol·L-1的MnSO4溶液和 20 mL1.0 mol·L-1的K2S2O8溶液混合， ，得到纯净的
MnO2。(须使用的试剂：1.0 mol·L-1NaOH 溶液、1.0 mol·L-1H2SO4溶液、1.0 mol·L-1 BaCl2溶液)
2．（2023 上·湖北孝感·高三应城市第一高级中学校联考开学考试）氯氧化铋(BiOCl)广泛用于彩釉调料、
塑料助剂等。一种用火法炼铜过程产生的铜转炉烟尘(除含铋的化合物之外，还有
、
、CuS、
、
、
及
)制备高纯氯氧化铋的工艺流程如下，回答下列问题：
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已知：
①“浸铋”所得浸取液中含
、
等物质；
极易水解：
②
微溶于水，在
浓度较大的溶液中，存在平衡：
。
(1)“浸铜”时有单质硫生成，发生反应的化学反应方程式为 。
(2)“浸渣1”的主要成分为 (填化学式，下同)；“浸铋”时含铅物质主要以 存在。
(3)“浸铋”时需控制溶液的pH=3.0，盐酸的作用为：①充分浸出
、
和
等；② 。
(4)“除铅、砷”是加入改性羟基磷灰石固体(HAP)，“浸铋”所得浸取液与改性HAP 的液固比与铅、砷去
除率以及后续沉铋量的关系如下图所示(图中a<b<c<d)，“除铅、砷”时应采用的最佳液固比为
(填“a”或“b”或“c”或“d”)。
(5)“沉铋”时发生反应的离子方程式为 。
(6)已知“浸铋”、“除铅、砷”和“沉铋”各环节中Bi 元素的利用率分别为70%、80%和80%，忽略其他
环节Bi 元素的损失，则Bi 元素的总利用率为 。
3．（2023 上·江苏·高三校联考开学考试）砷的化合物可用于半导体领域，如我国“天宫”空间站的核心舱
“天和号”就是采用砷化镓薄膜电池来供电。一种从酸性高浓度含碑废水[砷主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存
在]中回收砷的工艺流程如下。
已知：I．
；
Ⅱ．
；
Ⅲ．砷酸(H3AsO4)在酸性条件下有强氧化性，能被SO2、碘化钾等还原。
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(1)“沉砷”过程中FeS 是否可以用过量的Na2S 替换： (填“是”或“否”)；请从平衡移动的角度解
释原因： 。
(2)向滤液Ⅱ中加入NaClO 进行“氧化脱硫”，请写出脱硫的离子反应方程式： 。
(3)欲检验“还原”后溶液中的砷酸，则还需要的实验试剂或试纸为 。
(4)已知：H3AsO4第三步电离方程式
的电离常数为Ka3，则pKa3= (
)。常温下，pH>7.1 时，吸附剂表面带负电，pH 越大，吸附剂表面带的负电荷越多；pH<7.1 时，吸附剂表
面带正电，pH 越小，吸附剂表面带的正电荷越多。当溶液pH 介于3~5 之间时，吸附剂对五价砷的平衡吸
附量随pH 的升高而增大，试分析其原因： 。
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