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专题突破卷03 金属及其化合物
（考试时间：75 分钟 试卷满分：100 分）
一、选择题（本题共15 小题，每小题3 分，共45 分。每小题只有一项是符合题目要求的）
1．明代《天工开物》记载“火法”冶炼锌：“每炉甘石十斤，装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼垫
盛，其底铺薪，发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅也”(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，泥罐中掺有
煤炭)。下列说法不正确的是( )
A．倭铅是指金属锌和铅的混合物
B．煤炭中起作用的主要成分是C
C．冶炼Zn 的化学方程式：ZnCO3＋2C=====Zn＋3CO↑
D．该冶炼锌的方法属于热还原法
【答案】A
【解析】由题意可知，倭铅是指金属锌，不是混合物，故A 错误；煤炭的主要成分是碳，反应中碳作还原
剂，故B、C、D 均正确。
2．中国银行发行的中国航天普通纪念币，面额为10 元，直径为27 毫米，材质为双色铜合金。下列关于合
金的叙述不正确的是( )
A．铜合金和单质铜一样，具有良好的导电性、导热性和延展性
B．铜合金的硬度比单质铜大
C．铜合金的熔点比单质铜低
D．该纪念币能完全溶解于稀硫酸中
【答案】D
【解析】合金有别于成分金属的特性是熔点低、硬度大，共性是具有金属的物理通性，但是化学性质没有
改变，故D 项错误。
3．（2023·江苏南京期末）下列有关金属冶炼的说法不正确的是（ ）
A. 制Na：电解饱和NaCl溶液
B. 制Mg：电解熔融MgCl2
C. 制Fe：用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中的铁的氧化物
D. 制Cu：熬胆矾铁釜，久之亦化为铜
【答案】A
【解析】Na 为活泼金属，能与水反应生成氢氧化钠和氢气，所以制Na 时不能电解饱和NaCl 溶液，应
电解熔融NaCl，故A 说法不正确。
4．下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )
A．Fe 粉具有还原性，可用作抗氧化剂
1
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B．Fe2O3粉末呈红棕色，可用于制取铁盐
C．Fe2(SO4)3易溶于水，可用作净水剂
D．FeCl3溶液呈酸性，用于蚀刻铜电路板
【答案】A
【解析】Fe2O3粉末呈红棕色，可用于制取染料，B 错误；Fe3＋水解生成氢氧化铁胶体，可用作净水剂，C
错误；FeCl3溶液具有氧化性，用于蚀刻铜电路板，D 错误。
5．（2024·北京师范大学附属中学高三统练）关于离子化合物
和
，下列说法不正确的是
A．
、
中均含有非极性共价键
B．
、
中阴、阳离子个数比均为
C．
、
与水反应时水均不作氧化剂或还原剂
D．相同物质的量的
和
与足量的水反应，所得气体的物质的量
【答案】B
【解析】在
中，两个氧原子之间形成的是非极性共价键，在
中，两个碳原子之间形成的是非极
性共价键，A 正确；在
中，阴离子是
，阳离子是Na+，其阴、阳离子个数比1：2，而在
中，阴离子是
，阳离子是Ca2+，它的阴、阳离子个数比1:1，B 错误；
与水反应时
既是氧
化剂又是还原剂，水只是提供了反应的环境。而
中化合价不变，是非氧
化还原反应，水均不作氧化剂或还原剂，C 正确；
，
根据反应的比例关系，
2mol
与足量水反应生成1molO2，而2mol
与水反应生成2molC2H2，所以相同物质的量的
和
与足量的水反应，所得气体的物质的量
，D 正确。
6．（2024·广西高三4 月模拟）实验改进与优化应遵循科学性、易操作性、安全性的原则，提升化学实验
2
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效率。下列有关实验改进分析不正确的是
A．使用恒压滴液漏斗可防止浓氨水污染环境，并使漏斗内液体顺利流下
B．用点燃的木条靠近肥皂泡，听到爆鸣声，可检验产物中有氢气
C．利用该装置可制取
，并进行
性质的探究实验
D．利用该装置可较长时间看到白色絮状沉淀
【答案】C
【解析】恒压滴液漏斗为密闭装置且能平衡压强，使用恒压滴液漏斗可防止浓氨水污染环境，并使漏斗内
液体顺利流下，A 正确；氢气具有可燃性，和氧气混合点燃容易爆炸；用点燃的木条靠近肥皂泡，听到爆
鸣声，可检验产物中有氢气产生，B 正确；铜和浓硫酸需要加热才能反应生成二氧化硫，C 错误；装置A
中生成氢气排净装置中空气且生成硫酸亚铁，一段时间后关闭a，A 中压强变大，硫酸亚铁被压入B 中生
成氢氧化亚铁沉淀，利用此装置可较长时间看到白色絮状沉淀，D 正确。
7．（2023·辽宁本溪开学考）元素的“价-类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工
具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质类别为横坐标所绘制的二维平面图像。铁元素的“价-类”
二维图如图所示，其中箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法错误的是（ ）
3
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A. Fe3O4是一种红棕色的氧化物，可由Fe、水蒸气在高温条件下反应制得
B. 为实现Fe
2+向Fe
3+的转化，可向含Fe
2+的溶液中加入新制氯水
C. 工业上用CO还原Fe2O3炼铁，该反应不属于置换反应
D. 维生素C 能将Fe
3+转化为Fe
2+，该过程中维生素C 表现还原性
【答案】A
【解析】Fe3O4 是一种黑色的氧化物，可由Fe、水蒸气在高温条件下反应制得，A错误；Fe
2+转化成
Fe
3+，铁元素的化合价升高，需要加入新制氯水等氧化剂才能实现转化，B正确；置换反应是一种单质与
一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应，工业上用CO 还原Fe2O3 炼铁的反应不属于
置换反应，C正确；维生素C 能将Fe
3+ 还原为Fe
2+，该过程中维生素C 表现还原性，D正确。
8．(2024·湖南永州模拟)自来水厂利用铁屑及FeCl2溶液处理泄漏的Cl2。下列有关说法不正确的是( )
A．Cl2和水反应的离子方程式为H2O＋Cl2HClO＋H＋＋Cl－
B．吸收泄漏氯气的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋
C．铁屑的作用是将FeCl3还原为FeCl2，使吸收液获得再生
D．铁屑耗尽时溶液中可能大量存在：Fe2＋、Fe3＋、ClO－、Cl－
【答案】D
【解析】溶于水的Cl2部分与水反应生成HCl 和HClO，该反应是可逆反应，HClO 是弱酸，A 正确；泄漏
的Cl2被FeCl2溶液吸收，反应生成FeCl3，离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋，B 正确；吸收Cl2后
FeCl2转化为FeCl3，铁屑可将FeCl3还原为FeCl2，使吸收液获得再生，C 正确；Fe2＋具有还原性，ClO－具
有较强氧化性，二者发生氧化还原反应，不能大量共存，D 错误。
9．某研究性学习小组从腐蚀印刷电路板的废液（含有FeCl2、FeCl3、CuCl2）中回收铜并制备氯化铁晶
4
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体，设计流程如下：
下列说法正确的是( )
A．试剂a 是铁、试剂b 是稀硫酸
B．操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都用到玻璃棒引流
C．若试剂c 是双氧水和盐酸，相应的离子反应为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
D．用酸性KMnO4溶液可检验溶液W 中是否含有Fe2＋
【答案】C
【解析】由分析知试剂b 为盐酸，若用硫酸，则会引入杂质SO，A 错误；操作Ⅰ、Ⅱ为过滤，需用玻璃棒
引流液体，操作Ⅲ涉及蒸发操作，需用玻璃棒搅拌，防止液体飞溅，B 错误；H2O2可将Fe2＋氧化为Fe3＋，
根据电荷守恒添加H＋配平，相应离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，C 正确；溶液W 中过
量的盐酸与KMnO4也反应，故此处不能用KMnO4检验Fe2＋，D 错误。
10．（2023·江苏徐州期末）铜是人类祖先最早应用的金属，目前工业上生产铜的主要方法为火法冶炼铜，
部分工业流程如图所示。下列化学方程式或离子方程式书写正确的是（ ）
A. 制印刷电路板：Fe
3++Cu
Fe+Cu
2+
B. 电解精炼铜时阳极的电极反应式为Cu
2++2e
−
Cu
C. 生产粗铜时发生的化学反应可能有Cu2S +2CuO 高温
4Cu+ SO2↑
D.
青
铜
器
产
生
铜
绿
的
过
程
中
发
生
反
应
的
化
学
方
程
式
为
2Cu+3 H 2O+CO2
Cu2(OH )2CO3+2 H 2
【答案】C
【解析】制印刷电路板时Cu 与Fe
3+ 反应的离子方程式为2 Fe
3++Cu
2 Fe
2++Cu
2+，
5
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A项错误；电解精炼铜时粗铜为阳极，精铜为阴极，阴极的电极反应式为
Cu
2++2e
−
Cu，B项错误；生产粗铜时，Cu2S与O2 在高温条件下反应可生成CuO
和SO2，CuO可能与未反应的Cu2S 在高温条件下反应生成Cu 和SO2，可能发生的反应为
Cu2S+2CuO 高温
4Cu+ SO2↑ ，C项正确；金属活动性顺序中Cu 在H 的后面，青铜器不可能发
生析氢腐蚀，青铜器可以发生吸氧腐蚀，青铜器产生铜绿的过程中发生反应的化学方程式为
2Cu+O2+ H 2O+CO2
Cu2(OH )2CO3，D项错误。
11．（2024·陕西铜川王益中学高三模拟预测）下列实验操作及现象正确且能得出结论或达到预期实验目的
的是
选
项
实验操作及现象
预期实验目的或结论
A
向鸡蛋清溶液中加入饱和氯化铵溶液，有沉淀析出
证明蛋白质在某些无机盐溶液作
用下发生变性
B
用洁净干燥的玻璃棒分别蘸取
溶液和
溶液，滴在
pH 试纸上，与标准比色卡比较，测得
溶液对应的pH 更小
溶液的酸性更强
C
取少量
固体样品溶于蒸馏水，加入足量稀盐酸，再加入
足量
溶液，有白色沉淀产生
证明
固体样品已变质
D
室温下，向一定量饱和
溶液中通入足量
气体，观察
到有晶体析出
室温下固体在水中的溶解度：
【答案】C
【解析】向鸡蛋清溶液中加入饱和氯化铵溶液，有沉淀析出，再把沉淀加入蒸馏水中，沉淀会重新溶解，
说明蛋白质在某些无机盐溶液作用下发生了盐析，A 错误；
溶液本身呈蓝色，会干扰pH 试纸的颜
色，B 错误；溶流中先加入足量稀盐酸，再加入足量
溶液后，有白色沉淀产生，说明生成了不溶于
盐酸的
沉淀，证明
固体样品已变质，C 正确；向饱和
溶液中通入
，反应过程中
6
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消耗了溶剂水，生成
的质量比消耗
的质量大，即使有晶体析出，也不能充分说明
溶解度比
大，D 错误。
12．向含a g HNO3的稀溶液中，加入b g 铁粉充分反应后全部溶解。已知有 g HNO3被还原，则a∶b 不可
能是( )
A．2 1∶
B．3 1∶
C．4 1∶
D．9 2∶
【答案】A
【解析】满足条件的反应为Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O ①
3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ②
满足方程①的a∶b＝(4×63) 56
∶
＝9 2∶，
满足方程②的a∶b＝(8×63) (3×56)
∶
＝3 1∶。
介于方程①②之间即3≤≤4.5 的都行。 只有A 不符合。
13．工业上以粗盐(含Ca2＋、Mg2＋、SO 等杂质)为主要原料，采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥NH4Cl，
实验室模拟工艺流程如图甲所示。
下列说法正确的是( )
A．饱和食盐水中先通入的气体为CO2
B．流程图中的“系列操作”中一定需要使用玻璃棒
C．如图乙所示装置可以比较Na2CO3和NaHCO3晶体的热稳定性
D．对粗盐溶液除杂可依次加入过量NaOH、Na2CO3、BaCl2溶液，过滤后再加入盐酸调节溶液的pH
【答案】B
【解析】A 项，二氧化碳在水中溶解度较小，氨气溶解度较大，故应先通入氨气，使溶液为碱性溶液，再
通入二氧化碳，可以达到实验目的，错误；B 项，从溶液中得到固体，需要加热浓缩、冷却结晶、过滤等
操作，因此流程图中的“系列操作”中一定需要玻璃棒搅拌、引流等，正确；C 项，Na2CO3加热不易分
解，NaHCO3晶体加热容易分解，故小试管中盛放NaHCO3，大试管中盛放Na2CO3，错误；D 项，除去粗
盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO 及泥沙，可以依次加过量BaCl2除去SO，然后加NaOH 除去Mg2＋，用Na2CO3除
去Ca2＋和过量的Ba2＋，盐酸要在最后加入，除去过量的NaOH 和Na2CO3，错误。
14．(2024·安徽安庆第一中学高三6 月热身考试)软磁材料
可由阳极渣和黄铁矿
制得。阳极渣的
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主要成分为
且含有少量Pb、Fe、Cu 等元素的化合物。制备流程如下。
25℃时，
。下列说法错误的是
A．X 可为稀硫酸
B．滤渣2 成分是
和
C．“酸浸”时
中的铁元素转化为
，该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为3:2
D．利用
替代CaO 可优化该流程
【答案】B
【解析】黄铁矿
和阳极渣加稀硫酸酸浸，发生氧化还原反应，过滤，滤渣1 为S、PbSO4，滤液中加
H2O2和CaO，其中CaO 调溶液pH，将Fe3+和Cu2+转化为Fe(OH)3和Cu(OH)2沉淀，过滤，滤液中加MnF2
沉淀Ca2+，过滤得到含MnSO4的滤液，然后经过一系列处理得Mn3O4。MnO2具有较强氧化性，
具有
较强还原性，据流程图可知，后续操作得到MnSO4，所以X 可为稀硫酸，A 正确；滤液中加CaO 调溶液
pH，将Fe3+和Cu2+转化为Fe(OH)3和Cu(OH)2沉淀，由于CaSO4微溶，所以滤渣2 的成分是
、
CaSO4和Fe(OH)3，B 错误； “酸浸”时
中的铁元素转化为
，MnO2被还原为MnSO4，反应的离
子方程式为
，所以该反应中氧化剂与还原剂物质的量
之比为3:2，C 正确；利用
替代CaO 可避免引入杂质Ca2+，即可优化该流程，D 正确。
15．(2024·辽宁省实验中学调研)一块11.0 g 的铁铝合金，加入一定量的稀硫酸后合金完全溶解，然后加
H2O2至溶液中无Fe2＋存在，加热除去多余的H2O2，当加入200 mL 6 mol·L－1NaOH 溶液时沉淀量最多，且
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所得沉淀质量为26.3 g，设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．该合金中铁的质量为5.6 g
B．所加稀硫酸中含1.2 mol H2SO4
C．合金与稀硫酸反应共生成0.45 mol H2
D．该合金与足量氢氧化钠溶液反应，转移的电子数为0.3NA
【答案】A
【解析】根据题意，加入H2O2完全反应后溶液中的金属离子为Fe3＋和Al3＋，要使得沉淀量最大，则加入
NaOH 溶液后刚好生成Fe(OH)3和Al(OH)3，设合金中Fe 的物质的量为x mol，Al 的物质的量为y mol，则
56x＋27y＝11.0,107x＋78y＝26.3，联立两个方程可解得x＝0.1，y＝0.2，即Fe 的质量为5.6 g，Al 的质量为
5.4 g。由上述分析知，A 正确。根据题意，沉淀量最多时溶质只有硫酸钠，则所加硫酸的物质的量为＝0.6
mol，B 错误。根据反应Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑、2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑，0.1 mol Fe 完全反应
生成0.1 mol 氢气，0.2 mol Al 完全反应生成0.3 mol 氢气，共生成0.4 mol 氢气，C 错误。该合金与足量
NaOH 溶液发生反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，转移的电子的物质的量为0.2 mol×3＝0.6
mol，即转移的电子数为0.6NA，D 错误。
二、非选择题（本题包括4 小题，共55 分）
16．（14 分）（2024·天津第四中学模拟）硫酸亚铁是重要的化工原料
Ⅰ．(1)由
溶液制备硫酸亚铁晶体的方法是 。检验晶体中
是否完全变质，将晶体
溶于水，加 (填试剂)。
(2)
溶液与过量的
溶液混合，可以得到含
的浊液，离子方程式是 。
Ⅱ．氧化铁黄(FeOOH)是一种黄色颜料，具有非常好的耐光性和耐碱性，是氧化铁的一水合物。以
为原料制备FeOOH 的流程如下：
回答下列问题：
(3)若在实验室完成上述制备，不需要使用的仪器是 。
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(4)“氧化”时，溶液pH 变化记录如下图所示。
①
时段，pH 快速下降的原因是反应生成了FeOOH 和
，该反应的化学方程式为 。
②
时段，经历的反应为
，该过程pH 继续平缓下降的原因可能是
。
(5)判断流程中产品洗涤干净的方法是 。
(6)氧化铁黄(FeOOH)纯度可以通过产品的耗酸量确定，如下图所示。
已知：
，
不与稀碱液反应。
①在溶液c 中滴加NaOH 标准溶液，使用的指示剂为 。
②若实验时加入了
的
，消耗
，设氧化铁黄的摩尔质量为
，则氧化铁黄样
品纯度为 (用含w、
、
、M 的代数式表示)。
③测定时，若滴入
不足量，会使实验结果 (选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)隔绝空气中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥（1 分）
溶液（1 分）
(2)
（2 分）
(3)D（1 分）
(4) ①
（2 分） ②反应生成的
水解缓慢产生
（1 分）
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(5)取最后一次洗涤液，加入
溶液，未出现浑浊，则洗涤干净（2 分）
(6) ①酚酞溶液（1 分） ②
（2 分） ③偏小（1 分）
【解析】（1）Fe2+容易被氧化，所以由
溶液制备硫酸亚铁晶体必须隔绝空气，方法是隔绝空气中蒸
发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥；检验晶体中
是否完全变质，即检验是否还有Fe2+，方法是将
晶体溶于水，
溶液，观察溶液是否产生蓝色沉淀。（2）
溶液与过量的
溶液
混合，可以得到含
的浊液，离子方程式是：
。（3）上述实验室制
备过程需要过滤、洗涤、干燥，所以不需要用到的是蒸发皿，选D。（4）①
时段，pH 快速下降的原
因是反应生成了FeOOH 和
，该反应的化学方程式为:
；②
时段，经历的反应为
，由于反应生成Fe3+，该过程pH 继续平缓
下降的原因可能是反应生成的
水解缓慢产生
。（5）判断流程中产品是否洗涤干净即检验是否含有
，方法是：取最后一次洗涤液，加入
溶液，未出现浑浊，则洗涤干净。（6）①在溶液c 中滴加
NaOH 标准溶液，该过程是硫酸与NaOH 的反应，所以使用的指示剂为酚酞溶液；②根据分析可知，氧化
铁黄与硫酸反应的转化关系：2FeOOH~3H2SO4，剩余硫酸与NaOH 反应的转化关系：H2SO4~2NaOH，若
实验时加入了
的
，消耗
，设氧化铁黄的摩尔质量为
，则氧化铁黄样品纯
度为
=
；③测定时，若滴入
不足量，会导致溶
液中还有Fe3+，使消耗的NaOH 偏多，使结果偏小。
17．（12 分）(2024·湖南邵阳检测)镁及其化合物在现代工业、国防建设中有着广泛的应用。回答下列问
11
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题：
(1)单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的________，还生成少量的________(填化学式)。
(2)CH3MgCl 是一种重要的有机合成试剂，其中镁的化合价为________，CH3MgCl 水解时除生成甲烷外，
还生成一种碱和一种盐。写出该反应的化学方程式：
_______________________________________________________________________。
(3)现有一块Al－Mg 合金，将其置于烧杯中。若加入20 mL 1 mol·L－1 NaOH 溶液，恰好完全反应生成n1
mol H2。若加入20 mL 1 mol·L－1盐酸，则生成n2 mol H2。计算n1－n2＝________。
(4)Mg(OH)2是常用的阻燃材料。以白云石(CaCO3、MgCO3，不考虑杂质)为原料制备Mg(OH)2和CaCO3的
工艺流程如下：
①相同条件下，溶解度：Ca(OH)2________(填“>”或“<”)Mg(OH)2。
②“煅烧”时称取27.6 g 白云石，高温加热到质量不再变化，收集到6.72 L(标准状况下)CO2，若工艺中不
考虑Ca、Mg 损失，则Mg(OH)2和CaCO3的质量分别为______、________。
【答案】(1)MgO（1 分） Mg3N2（1 分）
(2)＋2（1 分） 2CH3MgCl＋2H2O===2CH4↑＋MgCl2＋Mg(OH)2↓（2 分）
(3)0.02（2 分）
(4)
>
①（1 分）②8.7 g（2 分） 15 g（2 分）
【解析】(1)镁既能在氧气中燃烧又能在氮气中燃烧，氧气的氧化性比氮气的强，所以单质镁在空气中燃烧
的主要产物是白色的MgO，还生成少量的Mg3N2。(2)CH3MgCl 是一种重要的有机合成试剂，根据化合物
中各元素化合价代数和为0 知，镁的化合价为＋2，CH3MgCl 水解时除生成甲烷外，还生成一种碱和一种
盐，则该碱一定是氢氧化镁，该盐一定是氯化镁，该反应的化学方程式为2CH3MgCl＋2H2O===2CH4↑＋
MgCl2＋Mg(OH)2↓。(3) 20 mL 1 mol·L－1 NaOH 溶液中含有0.02 mol NaOH，
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，故0.02 mol NaOH 参加反应可生成0.03 mol H2，n1＝0.03。20 mL
1 mol·L－1盐酸中含有0.02 mol HCl，与金属反应产生的n(H2)＝n(H＋)＝n(HCl) ＝0.01 mol，即n2＝0.01，故
n1－n2＝0.03－0.01＝0.02。(4)①氢氧化钙微溶于水，氢氧化镁难溶于水，所以相同条件下，溶解度
Ca(OH)2>Mg(OH)2。②“煅烧”时称取27.6 g 白云石，高温加热到质量不再变化，收集到6.72 L(标准状况
下)CO2，则CO2 的物质的量为0.3 mol，由碳原子守恒可得，n(CaCO3)＋n(MgCO3)＝0.3 mol,100 g·mol－
1×n(CaCO3)＋84 g·mol－1×n(MgCO3)＝27.6 g，解得n(CaCO3)＝0.15 mol，n(MgCO3)＝0.15 mol，若工艺中不
考虑Ca、Mg 损失，则Mg(OH)2的质量为58 g·mol－1×0.15 mol＝8.7 g、CaCO3的质量为100 g·mol－1×0.15
mol＝ 15 g。
18．（15 分）（2024·北京师范大学附属中学高三三模）某小组同学探究高铁酸钾(K2FeO4)的制备条件及性
12
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质。
资料：K2FeO4为紫色固体，有强氧化性，酸性条件下分解放出气体，微溶于KOH 溶液。
Ⅰ：K2FeO4的制备(夹持和加热装置已略)
(1)装置A 中产生Cl2的离子方程式是 。
(2)C 中得到紫色固体和紫色溶液，写出C 中Cl2发生的反应：
和 。
(3)实验表明：C 中
和KOH 的用量对K2FeO4的产率有影响。
实验序号
试剂
C 中实验现象
ⅰ
和少量KOH
无明显现象
ⅱ
和过量KOH
得到紫色溶液和紫色固体
注：上述实验中，溶液总体积、
的物质的量、Cl2的通入量均相同。
结合电极反应式，分析实验ⅰ和实验ⅱ现象不同的原因可能是 。
Ⅱ：探究K2FeO4的性质
实验ⅲ：取C 中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a。
取少量a，滴加KSCN 溶液至过量，溶液呈红色。
(4)根据气体中有Cl2生成，得出：氧化性K2FeO4>Cl2，是否合理？理由是 。
(5)a 溶液变红可知a 中含有
离子，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将
氧化，还可能由
产生(用离子方程式表示)。
(6)实验ⅳ：用KOH 溶液充分洗涤C 中所得固体，再用KOH 溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b．取少量
b，滴加盐酸，有Cl2产生。该方案可证明K2FeO4氧化了
。用KOH 溶液洗涤的目的是 。
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(7)实验反思
①实验一中装置B 的作用是 。
②实验一中得到紫色溶液后，持续通入Cl2，观察到溶液紫色变浅。解释可能原因 。
【答案】(1)
（2 分）
(2)Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O（2 分）
(3)电极方程式为：Fe(OH)3+5OH-+3e-=
+4H2O，实验ⅱ中过量KOH 碱性较强，增强+3 价铁的还原性
（2 分）
(4)不合理，溶液的酸碱性会影响物质的氧化性强弱（2 分）
(5)4
+20H+=3O2↑+4Fe3++8H2O（2 分）
(6)使K2FeO4稳定溶出，并除去K2FeO4固体附着的ClO-，防止ClO-与Cl-在酸性条件下反应生成Cl2，避免
ClO-干扰实验（2 分）
(7) ①除去挥发的HCl （1 分） ②通入氯气后，发生反应：
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，溶液碱性减弱，进而导致K2FeO4转化为其它物质（2 分）
【解析】由实验装置可知，A 中浓盐酸与二氧化锰反应生成氯气，B 中饱和食盐水可除去挥发的HCl,C 中
KOH、氢氧化铁、氯气反应生成K2FeO4，D 中NaOH 吸收尾气。（1）装置A 中二氧化锰和浓盐酸加热反
应生成氯化锰、水和Cl2，离子方程式是
。（2）C 中得到紫色固体和
紫色溶液，C 中发生的反应有：
和
Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O。（3）氧化反应中，Fe 元素由+3 价上升到+6 价，根据得失电子守恒和电荷守
恒配平电极方程式为：Fe(OH)3+5OH-+3e-=
+4H2O，实验ⅱ中过量KOH 碱性较强，增强+3 价铁的还
原性，因此与少量KOH 实验的现象不同。（4）制备K2FeO4的反应为
3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，Cl2是氧化剂，K2FeO4是氧化产物，则氧化性：Cl2＞
K2FeO4，方案Ⅱ反应的氧化性：K2FeO4＞Cl2，二者相反，对比两个反应的条件，制备K2FeO4在碱性条件
下，方案Ⅱ在酸性条件下，说明溶液的酸碱性的不同会影响物质氧化性的强弱。（5）K2FeO4在酸性溶液
中快速产生O2和Fe3+，产生的Fe3+干扰了实验检验，反应为4
+20H+=3O2↑+4Fe3++8H2O。（6）K2FeO4
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在碱性溶液中较稳定，并且固体表面附有ClO-，加入盐酸时ClO-能与盐酸反应生成的Cl2，所以用KOH 溶
液洗涤的目的是使K2FeO4稳定溶出，并除去K2FeO4固体附着的ClO-，防止ClO-与Cl-在酸性条件下反应生
成Cl2，避免ClO-干扰实验。（7）①用浓盐酸制取氯气，由于盐酸易挥发，制取的氯气中混有HCl 杂质气
体，实验一中装置B 的作用是除去挥发的HCl；向实验Ⅱ所得紫色溶液中继续通入Cl2，观察到溶液紫色变
浅，试解释其可能的原因是通入氯气后，发生反应：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，溶液碱性减弱，进而导致
K2FeO4转化为其它物质。
19．（14 分）（2024·北京第十四中学高三三模）．I、工业废水中的氨氮和烟气用多种方法进行处理，使
废水和烟气达标后排放。
(1)氨氮(
和
)胶水的处理过程中加
溶液，调节
至9 后，升温至
，通空气将氨赶
出并回收。
①用离子方程式表示加
溶液的作用： 。
②用化学平衡原理解释通空气的目的： 。
(2)氧化法处理烟气中的
。用
溶液将
氧化为
，实现烟气中
的脱除、向
溶液中加入硫酸，研究初始
对
脱除率的影响，结果如下。
已知：NOx脱除率=
×100%
a、不用盐酸调节
溶液初始
的原因是 。
b、
时，从物质性质角度分析
脱除率随溶液初始
升高而增大的可能原因： 。
时、随温度升高，
脱除率有所下降，可能原因为： 。
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Ⅱ、回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(除
外，还含有
箔、少量不溶于酸碱的导电剂)中的资源，
部分流程如图：
(3)从“正极”可以回收的金属有 。
(4)“碱溶”时
箔溶解的离子方程式 。
(5)“酸浸”时产生标准状况下
，被氧化的
。(杂质不与
反应)
(6)实验测得滤液②中
，加入等体积的
溶液后，
的沉降率到
。则滤液③中
。
(7)磷酸亚铁锂电池总反应为：
，电池中的固体电解质可传导
。充
电时，
移向 (填“阳极”或“阴极”)；放电时，正极反应式为 。
(8)磷酸亚铁锂电池中铁的含量可通过如下方法测定：称取
试样用盐酸溶解，在溶液中加入稍过量的
溶液，再加入
饱和溶液，用二苯胺磺酸钠作指示剂，用
重铬酸钾溶液滴定至溶液
由浅绿色变为蓝紫色，消耗重铬酸钾溶液
。
已知：
①实验中加入
饱和溶液的目的是 。
②磷酸亚铁锂电池中铁的含量为 。
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【答案】(1) ①
（1 分） ②氨水电离是可逆反应，将生成的氨气带走，即减少
生成物，可以使化学平衡向正反应方向移动，即更多的生成氨气，因而促进了氨水电离（1 分）
(2)盐酸是还原性酸，能与 NaClO 发生氧化还原反应，因此不能用盐酸调节NaClO 溶液的 pH（1 分）
反应初始阶段随pH 升高，H+浓度减小，有利于平衡2NO2+ClO-+H2O
2
+ Cl-+2H+正向移动，从而提
高
脱除率（1 分） 随温度升高，HClO 会发生分解，NaClO 的浓度减小，
脱除率有所下降
（1 分）
(3)Li、Fe、Al（1 分）
(4)2Al+2OH-+2H2O=2
+3H2↑（1 分）
(5)0.3（1 分）
(6)4（1 分）
(7)阴极（1 分） Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4（1 分）
(8) ①将溶液中过量的 Sn2+转化为稳定的络离子
，防止干扰Fe2+的测定（1 分） ②28.8%（2
分）
【解析】废旧磷酸亚铁锂电池正极片主要为Al 箔、LiFePO4活性材料、少量不溶于酸碱的导电剂组成，加
氢氧化钠溶液浸泡，将铝溶解，过滤后得到的滤液中含有偏铝酸钠，滤渣为LiFePO4，加硫酸、硝酸，除
去不溶于酸碱的导电剂，调节pH 生成FePO4沉淀，滤液中加入饱和碳酸钠，生成碳酸锂沉淀。（1）①铵
盐能和强碱反应，用离子方程式表示加NaOH 溶液的作用：
；②氨水电离是可逆反
应，将生成的氨气带走，即减少生成物，可以使化学平衡向正反应方向移动，即更多的生成氨气，因而促
进了氨水电离。（2）a、盐酸是还原性酸，能与 NaClO 发生氧化还原反应，因此不能用盐酸调节NaClO
溶液的 pH；b、
时NaClO 首先结合H+生成 HClO，HClO 表现强氧化性将NO2氧化为
，1mol
NaClO 得2mol 电子生成1mol NaCl，1molNO2失1 mol 电子生成
，根据得失电子守恒得：2NO2+ClO-
+H2O
2
+ Cl-+2H+，可知反应初始阶段随pH 升高，H+浓度减小，有利于平衡正向移动，从而提高
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脱除率；
时、随温度升高，HClO 会发生分解，NaClO 的浓度减小，
脱除率有所下降。
（3）根据分析流程，碱溶可得到NaAlO2滤液，调节pH 值，生成的沉淀为FePO4，加入碳酸钠，可生成
Li2CO3沉淀，因此从“正极”可以回收的金属有Li、Fe、Al。（4）碱溶时Al 箔与氢氧化钠反应，溶解的
离子方程式2Al+2OH-+2H2O=2
+3H2↑。（5）酸浸时HNO3转化为NO，产生标准状况下2.24LNO 的物
质的量为
=0.1mol，产生1molNO，转移3mol 电子，则生成0.1molNO 转移0.3mol 电子，
LiFePO4与硝酸反应转化为FePO4，Fe 的化合价由+2 价变为+3 价，溶解1molLiFePO4转移1mol 电子，则转
移0.3mol 电子，溶解0.3molLiFePO4。（6）若滤液②中c(Li+)=4mol/L，加入等体积的Na2CO3后，Li+的沉
降率到99%，混合后溶液中含有的c(Li+)=4mol/L×(1-99%)×0.5=0.02mol/L，则滤液③中
。（7）充电时，阳离子Li+移向阴极；放电时，正极发生还原反应，Li1-xFePO4
转化为LiFePO4，根据得失电子守恒和电荷守恒配平正极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4。（8）①
加入 HgCl2饱和溶液，发生反应
，据此推测其作用是将溶液中过量的
Sn2+转化为稳定的络离子
，防止干扰Fe2+的测定；②根据滴定反应的方程式可得关系式6Fe2+~
，则有n(Fe2+)=6n(
)=6×0.030 mol·L-1×40.00×10-3L=7.2×10-3mol，m(Fe)= 7.2×10-3mol×56
g·mol-1=0.4032g，故磷酸铁锂电池中铁元素的百分含量为
。
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