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第一章 物质及其变化
时间：75 分钟 分值：100 分
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Mg-24 Cl-35.5 V-51
一、选择题(每小题只有一个正确选项，每题3 分，共45 分)
1．生活即化学，要在生活中学化学、做化学。下列有关生活中物质的转化关系错误的是( )
A．生石灰
熟石灰
B．铁锅
四氧化三铁
C．蛋白质
氨基酸
D．含钙硬水
碳酸钙
2．《中国诗词大会》不仅弘扬了中国传统文化，还蕴含着许多化学知识，下列诗词分析不正确的是(
)
A．李白诗句“日照香炉生紫烟，遥看瀑布挂前川”，“紫烟”指“香炉”中碘升华的现象
B．刘禹锡诗句“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”，金性质稳定，可通过物理方法得到
C．王安石诗句“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”，爆竹的燃放涉及氧化还原反应
D．曹植诗句“煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”，这里的能量变化主要是化学能转化为热能
3．空气湿度增大，水汽凝结就易形成雾，灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等颗粒物的浓度增大就易
形成霾。下列说法不正确的是( )
A．防雾霾口罩的原理与过滤类似，防雾霾效果好的口罩往往呼吸阻力较大
B．PM2.5 是直径小于或等于2.5 微米的污染物颗粒，属于胶体粒子的直径范围
C．汽车车灯在雾霾天照出“通路”的现象属于丁达尔效应
D．可通过在燃煤烟囱上加装高压静电装置除去煤灰中的固体颗粒物
4．下列离子方程式与所述事实相符且正确的是( )
A．向次氯酸钠溶液中通入足量SO2气体：ClO－＋SO2＋H2O===HClO＋HSO3－
B．向碳酸氢铵溶液中加入过量的NaOH 溶液：NH4＋＋OH－===NH3·H2O
C．向明矾溶液中加入Ba(OH)2溶液至生成沉淀的物质的量最多：
Al3+＋2SO4
2－＋2Ba2+＋4OH－===AlO2－＋2BaSO4↓+2H2O
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D．等体积、等物质的量浓度的NaHCO3溶液与Ba(OH)2溶液混合：HCO3－＋Ba2++OH－===BaCO3↓＋H2O
5．硫元素约占地球总质量的1.9%，广泛分布并循环于地球内部各圈层。硫有
32S、
34S、
33S 和
36S 四种同
位素。硫元素主要以氢化物、硫化物、含氧酸和含氧酸盐等形式存在。硫的单质有S2、S4、S8等多种分子
形态；硫的氢化物(H2S、H2S2)均有弱酸性；低价硫易被氧气氧化。硫在生物圈的演化中扮演了重要角
色，在细菌作用下硫元素可发生氧化或还原反应，促进了硫元素在地球各圈层中的循环。下列化学反应
的表示正确的是( )
A．二硫化氢与足量烧碱溶液反应：H2S2＋2OH-=S
＋2H2O
B．黄铁矿在细菌作用下转化为强酸：2FeS2＋2H2O＋7O2
2Fe2＋＋4H＋＋4SO
C．用Na2S2O3除去废水中的氯气：S2O
＋4Cl2＋10OH-=2SO
＋8Cl-＋5H2O
D．硫化亚铁除废水中汞离子：S2-＋Hg2＋=HgS↓
6．黄铜
用
溶液浸泡后生成单质硫，所得CuSO4溶液可用于制取纳米Cu2O，
Cu2O 能与酸发生反应。Co3+具有强氧化性，可与浓盐酸反应生成氯气。由
、
、
和
反应制备的配合物
可应用于
的鉴定。下列化学反应方程式表示错误的是(
)
A．Cu2O 与稀硫酸反应：
B．
溶液和
反应：
C．
与足量浓盐酸反应：
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D．制备
的反应：
7．稀有气体化合物的合成更新了对“惰性”的认知。已知：
，设
为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A．1 mol
中心原子的孤电子对数目为
B．18 g
中所含质子数目为
C．生成1 mol
，转移电子数目为
D．3.36 L HF(标准状况)所含的分子数为
8．便携式消毒除菌卡主要活性成分为亚氯酸钠(NaClO2)；一种制备NaClO2粗产品的工艺流程如图。已知
纯ClO2易分解爆炸，一般用空气稀释到10%以下。
下列说法正确的是( )
A．溶解过程中可以用盐酸代替稀硫酸
B．流程中H2O2做氧化剂
C．发生器中鼓入空气的主要目的是提供氧化剂
D．吸收塔中温度不宜过高，否则会导致NaClO2产率下降
9．某反应体系只有六种粒子：
（无色）、
和
。随着反应进行，其中
两种离子浓度与时间关系如图所示。下列叙述错误的是( )
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A．图中乙代表
，甲代表
B．若溶液由无色变为紫红色，则反应已发生
C．每消耗
乙时转移
电子
D．该反应为
10．镓(
)与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程
如图所示。下列推断不合理的是( )
A．向
溶液中逐滴加入足量稀氨水，先生成沉淀，后沉淀溶解
B．向
和
溶液中通入适量二氧化碳后得到氢氧化铝沉淀，可知酸性：
C．金属镓可以与
溶液反应生成
和
D．步骤二中不能通入过量的
的理由是
11．乙苯脱氢的反应历程如下图(Ph-为苯基)，下列说法正确的是( )
4
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A．物质Ⅰ为催化剂
B．此反应过程中
是氧化剂
C．只有过程②有电子转移
D．每脱去1mol 氢原子，转移2mol 电子
12．已知过氧化铬
的结构式如图所示，
溶于稀硫酸的化学方程式为：
，有关该反应说法不正确的是
A．
在元素周期表中的位置为第四周期第VIB 族
B．
既作氧化剂，又作还原剂
C．氧化产物与还原产物的物质的量之比为
D．若有
发生该反应，则反应中共转移
个电子
13．黄铁矿(
)在酸性条件下发生催化氧化的反应历程如图所示。下列说法错误的是
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A．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均发生氧化还原反应
B．反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
C．反应Ⅱ的离子方程式为
D．该过程的总反应为
14．下列根据实验操作及现象不能达到相应实验目的的是( )
选项
实验操作及现象
实验目的
A
向滴有几滴
的
溶液中加入
，缓缓
通入少量
并振荡、静置，水层显红色，有机层显
无色
验证还原性：
B
相同温度下，同时进行
与
和
的反
应，观察产生
的快慢
探究
键的极性对反应速率的影响
C
将胆矾晶体投入浓硫酸中，固体由蓝色变为白色
验证浓硫酸具有脱水性
D
分别测定
和
与盐酸反应的反应热
确定
的
15．亚氯酸钠（
）具有强氧化性、受热易分解，可用作漂白剂、食品消毒剂等，以氯酸钠等为原
料制备亚氯酸钠的工艺流程如图所示。已知高浓度的
易爆炸。下列说法错误的是( )
A．“反应1”中
是还原产物，母液中主要成分是
B．“反应1”需要通入
稀释
，以防发生爆炸
6
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C．“反应2”中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为
D．若还原产物均为
时，
的氧化能力是等质量
的2.5 倍
二、非选择题(共4 小题，共55 分)
16．（10 分）化合物X 由两种元素组成，某学习小组按如下流程进行实验：
已知：X 可与水反应生成一种二元含氧酸，流程中X 与NaOH(物质的量之比1：1)发生化合反应得到溶液
A(含4 种元素)。B 和D 为纯净物。
请回答：
（1）X 的组成元素是 ，X 的化学式是 。
（2）写出X→A 的化学方程式
。
（3）写出C→D 的离子方程式
。
（4）实验室制得的黄绿气体单质B 含有HCl，设计实验验证
。
17．（16 分）零价铁还原性强、活性高，对很多重金属离子及含磷、砷离子都有较好的去除和富集作
用。
Ⅰ.零价铁的制备。
（1）富铁矿石经破碎、筛分到微米级后，在氢气氛围下
高温还原
可以制备微米级零价铁。请写
出磁铁矿与氢气反应制备零价铁的化学方程式
。
（2）采用
还原铁盐，可以制备出纳米级的零价铁。
已知：
的电负性是2.0，
的电负性是2.1
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①请写出
的电子式
。
②请写出
与硫酸反应的离子方程式
。
③补充完整下列化学方程式
。
每生成
零价铁
，转移电子的物质的量是
。
Ⅱ.零价铁的结构和作用机理。
研究发现，纳米级和微米级的零价铁，均具有“核-壳”结构。
已知：①壳层可以导电；
②当
时，铁的氧化物质子化，壳层表面带正电；当
时，铁的氧化物去质子化，壳层表面带
负电；
③磷酸盐溶解度一般较小。
（3）去离子水中加入零价铁，
从6 上升到9.5 左右。检测壳层物质，发现有
、
、
、
等。导致产生壳层微粒的氧化剂是
、
。
（4）部分金属阳离子去除机理如图所示。纳米零铁去除污水中
、
主要机理不同，请简述两
者的区别并解释原因
。
（5）去除含磷(
)微粒：
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①控制
8，原因是
。
②通过形成
(填化学式)进一步去除
。
（6）综上所述，零价铁去除重金属离子及含磷微粒的主要机理有
。
18.（16 分）以废钒电池负极电解液(主要化学成分是V3+、V2+、H2SO4) 为原料，回收其中的钒制备V2O5
的工艺流程如图所示：
已知：氯酸浓度较高或受热时易发生分解。
回答下列问题：
（1）在“氧化”中低价态钒都转化为
，其中V3+转化反应的离子方程式为
，实际生产中的氧化剂不选择HClO3的原因是
。
（2）“浓缩”至钒溶液质量浓度(折合V2O5质量浓度)为27.3 g·L-1'时，则溶液中c(
)=
mol·L-1。(结果保留1 位小数)
（3）pH 对沉钒率(η)的影响如图所示，则沉钒时控制钒液合适的pH 范围是
，沉淀产物
为2NH4V3O8·H2O，则加(NH4)2SO4沉钒的化学方程式是
。
（4）“过滤”后对沉淀进行洗涤，采用稀(NH4)2SO4作洗涤液的目的是
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。检验沉淀已洗涤干净的操作是
。
（5）“煅烧”需要在通风或氧化气氛下进行，其目的是
。
19．（13 分）某学习小组为探究Mg 与酸、碱、盐溶液的反应。完成如下实验：
编号
操作
现象
Ⅰ
将镁条放入
稀硫酸中
迅速放出大量气体，试管壁发热
Ⅱ
将镁条放入pH 为
的
溶液中
无明显现象
Ⅲ
将镁条放入pH 为
的
溶液
中
放出气体，溶液中有白色沉淀生成
回答下列问题：
（1）实验前除去镁表面氧化物的方法是
。
（2）实验Ⅰ的离子方程式为
。
（3）经实验分析，实验Ⅲ中产生的气体为
和
混合气体。产生
气体的原因是
。
（4）该组同学们比较实验Ⅱ、Ⅲ后，分析认为：实验Ⅲ能快速反应的原因，与溶液中白色沉淀有关。为
探究其成分，设计了如下实验。
取出镁条，将沉淀过滤、洗涤、低温烘干，得到纯净固体
。将一半固体放入锥形瓶中，按如图连接
好装置。滴加稀硫酸到无气体放出为止，在
处通入足量空气。最后称量
形管增重
。将另一半固
体高温灼烧，最后剩余固体氧化物为
。
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①最后通入空气的目的是
。
②固体充分高温灼烧后，需要放在
（填仪器名称）中冷却后才能称量。称量时
（选填“是”“不是”）采用托盘天平称量。
（5）依据以上分析，实验Ⅲ中发生反应的方程式为
。通过以上实验得出结论：
置换氢气与
、温度、
与溶液接触面积有关，在
溶液
中，生成的沉淀能破坏
表面覆盖的
，从而较快进行。
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答案及解析
1.【答案】B
【解析】A．食品包装袋中生石灰(CaO)可以用作干燥剂，是由于CaO 能够与水反应生成氢氧化钙，氢氧
化钙俗称熟石灰，A 正确；
B．铁锅主要成分是Fe 单质，铁锅生锈是铁与水及氧气反应生成铁锈，铁锈的主要成分是Fe2O3，不是
Fe3O4，B 错误；
C．蛋白质是高分子化合物，在人体内水解最终变成小分子化合物氨基酸，C 正确；
D．硬水中的Ca(HCO3)2不稳定，在加热煮沸条件下，分解生成难溶性CaCO3以及H2O、CO2，CaCO3附
着在容器内壁，就形成了水垢，D 正确；
故合理选项是B。
2.．A。解析：“日照香炉生紫烟，遥看瀑布挂前川”出自李白的《望庐山瀑布》，里面的紫烟应为水蒸
气在阳光下照射的情景，并非碘升华。
3.【答案】D
【解析】A．防雾霾口罩的原理与过滤、渗析类似，防雾霾效果好的口罩间隙更小，透气性更差，往往呼
吸阻力较大，A 正确；B．可通过在燃煤烟囱上加装高压静电装置除去煤灰中的固体颗粒物，利用的是胶
体的电泳，B 正确；C．雾霾天，汽车车灯照出“通路”的现象是空气中的气溶胶对光线发生的散射作
用，属于胶体的丁达尔效应，C 正确；D．胶粒直径在1~100 nm 之间，PM5 是直径小于等于2.5 微米的污
染物颗粒(1 微米=1000 纳米)，不属于胶体粒子的直径范围，D 错误；故选D。
4. D
5.【解析】A．二硫化氢为弱酸，与足量烧碱溶液反应：H2S2＋2OH-=
＋2H2O，A 正确；B．Fe2+能被
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O2氧化为Fe3+，离子方程式：
，B 错误；C．Na2S2O3还原性较
强，在溶液中易被氯气氧化成
，Cl2被还原为Cl－，则根据电子守恒、原子守恒和电荷守恒，离子方
程式：S2O
＋4Cl2＋5H2O =2SO
＋8Cl-＋10H+，C 错误；D．FeS 难溶于水，离子方程式：FeS＋Hg2＋
=HgS+Fe2+，D 错误；故选A。
6.【答案】C
【解析】A．Cu2O 与稀硫酸反应生成铜、硫酸铜和水，反应的离子方程式为：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O，
A 正确；B．CuFeS2和Fe2(SO4)3溶液反应生成硫酸铜、硫酸亚铁和硫单质，反应的离子方程式为：
CuFeS2+4Fe3+=Cu2++2S+5Fe2+，B 正确；C．已知Co3+具有强氧化性，可与浓盐酸反应生成氯气，Co(OH)3
与足量盐酸反应：2Co(OH)3+2Cl-+6H+=2Co2++Cl2↑+6H2O，C 错误；D．CH3COOH 不能拆，制备
Na3[Co(NO2)6]的反应的离子离子反应为应：12
+2Co2++H2O2+2CH3COOH=2[Co(NO2)6]3-+2CH3COO-
+2H2O，D 正确；故答案为：C。
7.【解析】A．
最外层有8 个电子，提供4 个电子分别与4 个F 形成共用电子，则1 mol
中心原子
的孤电子对数目为
，A 正确；B．18 g
是1mol，1 个
中有10 个质子，则18 g
中所含质
子数目为
，B 正确；C．
，该反应中
是氧化产物，
是还原产物，
是氧化产物，生成1 mol
时生成2 mol
，转移电子数目为
，C
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正确；D．标准状况时HF 不是气体，则3.36 L HF(标准状况)不是0.15 mol，所含的分子数不是
，
D 错误；
故选D。
8.【答案】D
【分析】NaClO3在稀硫酸中溶解，通入SO2在发生器中发生氧化还原反应，生成ClO2和Na2SO4，通过鼓
入空气，防止ClO2浓度过高，还可以将其吹进吸收塔，根据氧化还原反应规律可知，在吸收塔中ClO2与
双氧水、氢氧化钠反应生成NaClO2和氧气，再经过一系列操作得到NaClO2粗产品。
【解析】A．NaClO3具有强氧化性，可以氧化HCl，则溶解过程中不可以用盐酸代替稀硫酸，A 错误；
B．ClO2与双氧水、氢氧化钠反应生成NaClO2和氧气，流程中H2O2做还原剂，B 错误；C．发生器中鼓
入空气的主要目的是防止ClO2浓度过高，因为纯ClO2易分解爆炸，C 错误；D．H2O2不稳定，温度过
高，H2O2容易分解，如果吸收塔中温度过高，会导致H2O2分解，从而导致NaClO2产率下降，D 正确；故
选D。
9.【答案】C
【分析】根据反应体系中的粒子可以判断发生氧化还原反应，锰元素的价态为+7 和+2 价，
中含过
氧键，根据图像可知，乙为反应物，甲为生成物，相同时间反应的物质的量之比为5:2，由此推知，甲为
高锰酸根离子，乙为
。
【解析】A．由分析可知，甲为高锰酸根离子，乙为
，A 正确；B．高锰酸根离子为紫红色，
为无色，若溶液由无色变为紫红色，则反应已发生，B 正确；C．根据价态变化可知，每消耗
乙时转
移
电子，C 错误；D．根据元素守恒和电子守恒，可以得到反应的离子方程式为
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，D 正确；答案选C。
10.【答案】A
【分析】镓(Ga)与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流
程如图，分析可知氧化铝和氧化镓都可以与氢氧化钠溶液反应生成盐，并且二氧化碳可以制取氢氧化
铝，却无法与偏镓酸钠反应，可实现铝和镓的分离。
【解析】A．镓(
)与铝同主族，曾被称为“类铝”，则其氢氧化物不会溶与弱碱氨水，向GaCl3溶液中
逐滴加入足量氨水，有Ga(OH)3沉淀生成，沉淀不溶解，A 错误；B．适量二氧化碳可以制取氢氧化铝，
却无法与Na[Ga(OH)4]反应，说明酸性氢氧化铝比氢氧化镓弱，
，B 正确；C．铝能
与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，所以金属镓也可以与NaOH 溶液反应生成
和氢气，
C 正确；D．碳酸溶液为酸性，所以步骤二中不能通入过量的
是因为
会发生反应生成
Ga(OH)3沉淀，
，D 正确；故选A。
11.【答案】B
【解析】A．乙苯在物质Ⅳ的作用下生成苯乙烯，Ⅳ为催化剂，A 错误；B．
在反应中生成
，作
氧化剂，B 正确；C．过程②④都有电子转移，C 错误；D．H 元素化合价变为为1，每脱去
氢原
子，转移
电子，D 错误；答案选B。
12.【答案】C
【解析】A．Cr 在元素周期表中位置为第四周期第ⅥB 族，故A 正确；B．
中Cr 元素化合价下降，
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O 元素化合价上升，H2SO4中O 元素化合价未发生变化，则
既作氧化剂，又作还原剂，故B 正确；
C．
中4 个氧原子与铬形成的是Cr-O 键，每个氧原子的化合价为-1 价，1 个氧原子与铬形成的是
Cr=O 键，这种氧原子的化合价为-2 价，Cr 为+6 价，Cr 元素由+6 价下降到+3 价，O 元素由-1 价下降到-2
价，有由-1 价上升到0 价，
和2 个H2O 是还原产物，O2是氧化产物，氧化产物与还原产物的物
质的量之比为
，故C 错误；D．
中4 个氧原子与铬形成的是Cr-O 键，每个氧原子的化合价为-1
价，1 个氧原子与铬形成的是Cr=O 键，这种氧原子的化合价为-2 价，Cr 为+6 价，Cr 元素由+6 价下降到
+3 价，O 元素由-1 价下降到-2 价，有由-1 价上升到0 价，若有
发生该反应，生成
molO2，则
反应中共转移
个电子，故D 正确；故选C。
13.【答案】A
【分析】反应I 的离子方程式为4Fe(NO)2++O2+4H+=4Fe3++4NO+2H2O，反应Ⅲ的离子方程式为Fe2+
+NO=Fe(NO)2+，反应Ⅱ的离子方程式为FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2
+16H+；
【解析】A．反应I、Ⅱ是氧化还原反应；反应Ⅲ，无元素化合价变化，为非氧化还原反应，A 错误；B．
反应I 的离子方程式为4Fe(NO)2++O2+4H+=4Fe3++4NO+2H2O，氧化剂与还原剂的物质的量之比为
，B
正确；C．反应Ⅱ的离子方程式为
，C 正确；D．该过程的总反
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应为
，D 正确；故选A。
14.【答案】C
【解析】本题以实验操作、现象与实验目的为情境，考查还原性强弱、键的极性比较及反应热的测定等
知识，意在考查探究与创新能力，科学探究与创新意识的核心素养。
A．
中
和
均可与
反应，产生
和
，其中
遇
显红色，
进入
中使有
机层显橙红色，故根据现象可知，
先与
反应，故还原性：
，A 项不符合题意；B．
与
和
的反应中均发生了氢氧键的断裂，氢氧键的极性越强，越容易断裂，反应速率越
快，所以可以通过观察产生
的快慢，探究
键的极性对反应速率的影响，B 项不符合题意；C．将
胆矾晶体投入浓硫酸中，固体由蓝色变为白色，体现的是浓硫酸的吸水性，C 项符合题意；D．分别测定
和
与盐酸反应的反应热，根据盖斯定律可确定
的
，D 项不符合题意；故选C。
15.【答案】D
【分析】由题给流程可知，反应1 为二氧化硫与稀硫酸、氯酸钠反应生成硫酸钠、二氧化氯和水，反应2
为二氧化氯与过氧化氢、氢氧化钠混合溶液反应生成亚氯酸钠、氧气和水，反应得到的亚氯酸钠在55℃
条件下减压蒸发、冷却结晶、过滤得到亚氯酸钠粗产品。
【解析】A．反应1 中二氧化硫与稀硫酸、氯酸钠反应生成硫酸钠、二氧化氯和水，Cl 元素化合价由+5
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价下降到+4 价，
是还原产物，母液中主要成分是
，A 正确；B．已知高浓度的
易爆炸，
反应1”需要通入
稀释
，以防发生爆炸，B 正确；C．“反应2”中发生反应的化学方程式为
，H2O2是还原剂，NaClO2是氧化剂，氧化剂与还原剂的物质的
量之比为2 1∶，C 正确；D．1 molCl2完全反应转化2 mole-，1 mol
完全反应转化5 mole-，所以等物质
的量的
氧化能力是
的2.5 倍，D 错误；故选D。
二、非选择题(共4 小题，共55 分)
16.【答案】（1）Fe、O（2 分） FeO2（2 分）
（2）FeO2+NaOH= NaHFeO3（2 分）
（3）Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓（2 分）
（4）用四氯化碳除去氯气后，再通入紫色石蕊溶液中，紫色石蕊只变红不褪色，说明Cl2含有HCl（2
分）
【分析】C 与氢氧化钠反应生成红褐色沉淀D，D 灼烧生成8g 红色固体E，则E 是Fe2O3，
n(Fe2O3)=0.05mol；C 中含有0.1molFe3+，1.12L 标准状况下的黄绿色气体单质为氯气，n(Cl2)=0.05mol，溶
液A 和盐酸发生氧化还原反应生成氯气和Fe3+，根据得失电子守恒，A 中Fe 元素为+4 价，流程中X 与
NaOH(物质的量之比1：1)发生化合反应得到溶液A(含4 种元素)，X 中含有Fe、O 两种元素，X 为
FeO2，A 的化学式为NaHFeO3。
【解析】（1）根据以上分析，X 的化学式是FeO2，X 的组成元素是Fe、O；
（2）FeO2与NaOH(物质的量之比1：1)发生化合反应得到NaHFeO3，反应的化学方程式为FeO2+NaOH=
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NaHFeO3；
（3）C→D 是氯化铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀，反应的离子方程式Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓；
（4）氯气易溶于四氯化碳，用四氯化碳除去氯气后，再通入紫色石蕊溶液中，紫色石蕊只变红不褪色，
说明Cl2含有HCl。
17.【答案】（1）
（1 分）
（2）
（1 分）
（2 分）
（2 分）
（1 分）
（3）
（1 分）
（4）零价铁的还原性大于
，小于
，因此，
被铁还原为
而除去，而
无法还原
，
主要通过吸附作用除去
（2 分）
（5）
（1 分）
时零价铁壳层表面带正电，能更好地吸附带负电的
（2 分）
、
沉淀（1 分）
（6）还原、吸附、共沉淀（2 分）
【解析】（1）磁铁矿与氢气反应生成零价铁和水的反应方程式为
。
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（2）①
是离子化合物，故电子式为
。②由于B 的电负性是2.0，H 的电负性是
2.1，故H 是-1 价，有强还原性，故与硫酸发生氧化还原反应
。③根据得
失电子守恒，可得
，反应中Fe 和水中的H 的化合价共降低
24 价，
中H 的化合价共升高24 价，故每生成
零价铁
，转移电子的物质的量是12mol。
（3）去离子水中加入零价铁，pH 从6 上升到9.5 左右，说明H2O 作氧化剂。
（4）零价铁的还原性大于
，小于
，因此，
被铁还原为
而除去，而
无法还原
，
主要通过吸附作用除去
。
（5）①根据已知，当pH<8 时，铁的氧化物质子化，壳层表面带正电，能更好地吸附带负电的
。②
、
都是沉淀，故能进一步去除
。
（6）综上所述，（3）中利用还原法去除重金属离子，（4）中利用吸附法去除金属离子，（5）利用沉
淀法沉淀含磷微粒。
18.【答案】（1）3V3++
+3H2O=3
+Cl-+6H+（2 分） HClO3易分解，不及NaClO3稳定；
HClO3 会提高体系酸度，从而增加后续NaOH 的用量（2 分）
（2）0.3（2 分）
（3）2.0~2.5（2 分） (NH4)2SO4+ 3(VO2)2SO4+ 5H2O = 2NH4V3O8·H2O↓+4H2SO4（2 分）
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（4）降低2NH4V3O8·H2O 的溶解度，减少洗涤时的损耗（2 分） 取少量最后一次的洗涤液于试管
中，加过量Ba(NO3)2溶液，充分反应后静置，向上层清液中继续加AgNO3溶液，不出现浑浊，则证明沉
淀已洗涤干净（2 分）
（5）防止NH3将V2O5还原，导致产品纯度降低（2 分）
【分析】废钒电池负极电解液(主要化学成分是V3+、V2+、H2SO4)，加入NaClO3氧化，生成
，再加入
硫酸铵得到沉淀2NH4V3O8·H2O，过滤后煅烧得到五氧化二钒。据此作答。
【解析】（1）酸性条件下，V3+转化为
的离子方程式为：3V3++
+3H2O=3
+Cl-+6H+；由于
H 氯酸浓度较高或受热时易发生分解，不及NaClO3稳定，不利于储存运输，同时HClO3 是酸，会增大溶
液的酸性，，从而增加后续NaOH 的用量，所以实际生产中的氧化剂不选择HClO3；
（2）“浓缩”至钒溶液质量浓度(折合V2O5质量浓度)为27.3 g·L-1时，即c(V2O5)= 27.3
g·L-1÷182g/mol=0.15mol/L，根据钒元素守恒，则溶液中c(
)=2c(V2O5)=0.15mol/L×2=0.3mol/L；
（3）根据图示， pH 范围是2.0-2.5 时，沉钒率(η)最高；沉钒时的反应物是(NH4)2SO4和(VO2)2SO4，沉淀
产物为2NH4V3O8·H2O，则反应的化学方程式为(NH4)2SO4+ 3(VO2)2SO4+ 5H2O = 2NH4V3O8·H2O↓+4H2SO4；
（4）用稀(NH4)2SO4作洗涤液的目的是为了降低2NH4V3O8·H2O 的溶解度，减少洗涤时的损耗；检验沉淀
已洗涤干净即检验是否含有Cl-，操作是取少量最后一次的洗涤液于试管中，加过量Ba(NO3)2溶液，充分
反应后静置，向上层清液中继续加AgNO3溶液，不出现浑浊，则证明沉淀已洗涤干净；
（5）煅烧时受热分解产生NH3，氨气具有较强的还原性，容易将V2O5还原，导致产品纯度降低，所以需
要在通风或氧化气氛下进行，目的是防止NH3将V2O5还原，导致产品纯度降低。
19.【答案】（1）用砂纸打磨。（或者：浸入稀硫酸中至表面有均匀气泡，取出，洗净。）（2 分）
（2）
（2 分）
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（3）
与水反应放热使
分解放出
（2 分）
（4）将系统内生成的
完全排入到U 形管中被吸收（2 分） 干燥器（1 分）不是（1 分）
（5）
（3 分）
【解析】（1）实验前除去镁表面氧化物的方法是：用砂纸打磨。（或者：浸入稀硫酸中至表面有均匀气
泡，取出，洗净。）；
（2）实验Ⅰ，镁与硫酸反应的离子方程式为
（3）实验Ⅲ中产生的气体为
和
混合气体。产生的
是镁与水反应产生的，产生
气体只能由
分解产生，故原因是
与水反应放热使
分解放出
（4）①最后通入空气的目的是：将系统内生成的
完全排入到U 形管中被吸收；
②固体充分高温灼烧后，需要放在干燥器中冷却后才能称量，防止高温下与水反应。托盘天平称量时精
确到小数点后一位，题中是后两位，所以不是采用托盘天平称量。
（5）高温灼烧，最后剩余固体氧化物为MgO,则n(MgO)=
，n(Mg)
，
形
管增重
为
的质量，由此可得
的物质的量为
，
的物质的量
为0.01mol，含镁化合物总质量为0.01×58g/mol+0.03×84g/mol=3.1g，则结晶水的物质的量为
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，白色沉淀为
，实验Ⅲ中发生反应的方程式为：
；
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