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第三章 金属及其化合物
（考试时间：75 分钟 试卷满分：100 分）
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O16 Na 23 Mg 24 Cl 35.5 Fe 56
一、选择题(每小题只有一个正确选项，共15×3 分)
1.（24-25·吉林省长春市实验中学·质检）“夏禹铸九鼎，天下分九州。”青铜器在古时被称为“吉金”，是
红铜与锡、铅等的合金。铜锈大多呈青绿色，主要含有Cu2（OH）3Cl 和Cu2（OH）2CO3。下列说法错误
的是（ ）
A．青铜器中锡、铅对铜有保护作用
B．青铜的熔点低于纯铜的熔点
C．Cu2（OH）3Cl 和Cu2（OH）2CO3都属于盐类
D．可用FeCl3溶液浸泡青铜器来清洗青铜器表面的铜锈
【答案】D
【解析】锡、铅的金属性比铜的金属性强，在形成原电池时，锡、铅作为原电池的负极，能阻止铜失电
子，从而保护青铜器中的铜，A 正确；青铜为铜、锡、铅的合金，合金的熔点通常低于其成分金属的熔
点，所以青铜的熔点低于纯铜的熔点，B 正确；Cu2（OH）3Cl 和Cu2（OH）2CO3中含有Cu2＋和Cl－或
CO3
2-，二者都属于盐类，C 正确；Fe3＋具有较强的氧化性，能将Cu 氧化为Cu2＋，所以不能用FeCl3溶液浸
泡青铜器来清洗青铜器表面的铜锈，D 错误。
2.（24-25·黑龙江双城市兆麟中学·期中）下列有关物质的性质与用途的描述错误的是（ ）
A．Al 具有良好的延展性，故可用于制作铝金属制品
B．镁铝合金的密度大、强度高，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料
C．Al、Al2O3与酸、碱均能反应，因此铝制炊具不宜用来蒸煮酸性或碱性食物
D．载人潜水器的耐压球壳是用钛合金制造的，说明钛合金具有硬度大等优点
【答案】B
【解析】铝常用于制作铝金属制品，是因为Al 具有良好的延展性，故A 正确；镁铝合金的密度小、强度
高，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料，故B 错误；Al、Al2O3 与酸、碱均能反应，因此铝制炊具不宜用
来蒸煮酸性或碱性食物，故C 正确；载人潜水器的耐压球壳是用钛合金制造的，说明钛合金具有硬度大等
优点，故D 正确。
3.（24-25·吉林省长春市第六中学·期末）金属及其化合物的转化关系是化学学习的重要内容之一。下列各组
物质的转化不能全部通过一步反应直接完成的是（ ）
A．Al→Al2O3→Al（OH）3→AlCl3
B．Na→NaOH→Na2CO3→NaCl
C．Mg→MgCl2→Mg（OH）2→MgSO4
D．Fe→FeCl2→Fe（OH）2→Fe（OH）3
【答案】A
【解析】A.氧化铝和水不反应，所以不能通过一步反应生成氢氧化铝；B.Na→NaOH→Na2CO3→NaCl 中反
应的化学方程式分别为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O、Na2CO3＋
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CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl，所以均能通过一步反应实现；C.Mg→MgCl2→Mg（OH）2→MgSO4中反应的化
学方程式分别为Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑、MgCl2＋2NaOH===Mg（OH）2↓＋2NaCl、Mg（OH）2＋
H2SO4===MgSO4＋2H2O，所以均能通过一步反应实现；D.Fe→FeCl2→Fe（OH）2→Fe（OH）3中反应的化
学方程式分别为Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑、FeCl2＋2NaOH===Fe（OH）2↓＋2NaCl、4Fe（OH）2＋O2＋
2H2O===4Fe（OH）3，所以均能通过一步反应实现。
4.（24-25·辽宁省瓦房店市第八中学·期中）下列关于Fe、Cu、Mg、Al 四种金属元素的说法中不正确的是
（ ）
A．四种元素的单质只有三种能与盐酸反应，生成相应的盐和氢气
B．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
C．将Mg 棒和Al 棒作为原电池的两个电极插入NaOH 溶液中，Mg 棒上发生氧化反应
D．铁锈的主要成分是氧化铁，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜
【答案】C
【解析】Cu 单质不与盐酸反应，只有Fe、Mg、Al 能与盐酸反应，生成相应的盐和氢气，A 正确；AlCl3、
FeCl3、CuCl2加热时水解程度增大，且生成的氯化氢易挥发，加热蒸干得到对应的氢氧化物，因此不能采
用将溶液直接蒸干的方法制备AlCl3、FeCl3、CuCl2，B 正确；电解质溶液为NaOH 溶液时，Mg 不与NaOH
溶液反应，而Al 能与NaOH 溶液反应，所以Al 棒作为负极，发生氧化反应，C 错误；铁单质发生电化学
腐蚀或化学腐蚀最终生成铁锈，其主要成分为氧化铁；铜与空气中的水、氧气、二氧化碳共同作用得到铜
锈，其主要成分为碱式碳酸铜，D 正确。
5.（2025·辽宁阜新·一模）部分含Na 或含Cu 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（ ）
A．可存在c→d→e 的转化
B．能与H2O 反应生成c 的物质只有b
C．新制的d 可用于检验葡萄糖分子中的醛基
D．若b 能与H2O 反应生成O2，则b 中含共价键
【答案】B
【解析】由题图可知，若为含Na 物质，则a、b、c 对应物质分别为钠、氧化钠（或过氧化钠）、氢氧化
钠；若为含Cu 物质，则a、b、e、d 对应物质分别为铜、氧化亚铜、氧化铜、氢氧化铜。氢氧化钠和硫酸
铜反应生成氢氧化铜，氢氧化铜受热分解生成氧化铜，所以存在c→d→e 的转化，A 合理；钠、氧化钠、
过氧化钠都能与H2O 反应生成氢氧化钠，B 不合理；新制氢氧化铜可用于检验葡萄糖分子中的醛基，C 合
理；若b 能与H2O 反应生成O2，则b 为过氧化钠，其结构中含共价键和离子键，D 合理。
6.（24-25·辽宁省岫岩县第一中学·期末）利用下图所示的装置制备、纯化CO，并探究CO 和Na2O2的反应
（CO＋Na2O2=====Na2CO3）。下列说法正确的是（ ）
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A．装置b 中的试剂可选用无水CaCl2
B．装置d 中的试剂可选用NaOH 溶液
C．实验开始时，依次点燃a、c 处酒精灯
D．加热一段时间后，硬质玻璃管中白色粉末变为淡黄色
【答案】C
【解析】装置b 的作用是防止装置a 中水蒸气、甲酸进入装置c，因此装置b 中试剂可选用碱石灰等碱性干
燥剂，A 项错误；装置d 的作用是吸收未反应完全的CO，防止污染空气，而NaOH 溶液与CO 不反应，B
项错误；实验过程中需先点燃a 处酒精灯，再点燃c 处酒精灯，利用装置a 产生的CO 将装置内空气排尽，
防止空气中氧气与CO 反应生成CO2干扰实验，C 项正确；加热一段时间后，若CO 与Na2O2反应生成
Na2CO3，则硬质玻璃管中淡黄色粉末变为白色，D 项错误。
7.（24-25·内蒙古海拉尔市第二中学·期末）新型镁铝合金Mg17Al12具有储氢性能。下列说法正确的是
（ ）
A．1 mol Mg17Al12与足量盐酸完全反应放出H2的总物质的量为34 mol
B．等质量的镁、铝和该镁铝合金分别与足量的盐酸反应生成H2的体积（同温同压）由大到小的顺序为 V
（Al）>V（合金）>V（Mg）
C．该合金中存在Al3＋
D．该合金应在氮气保护下，将一定比例的Mg、Al 单质熔炼而成
【答案】B
【解析】1 mol Mg、Al 分别与足量盐酸完全反应放出H2的物质的量为1 mol、1.5 mol，因此1 mol Mg17Al12
与足量盐酸完全反应放出H2的总物质的量为（1×17＋1.5×12） mol＝35 mol，A 错误；设金属的质量均为
m g，金属提供电子数越多，生成氢气的体积越大，铝提供电子的物质的量为 mol，镁提供电子的物质的
量为 mol，该合金提供电子的物质的量介于～ mol，故等质量的镁、铝和该镁铝合金分别与足量的盐酸反
应生成H2的体积（同温同压）由大到小的顺序为V（Al）>V（合金）>V（Mg），B 正确；合金中的金属
以单质形式存在，C 错误；镁和氮气在一定温度下会发生反应，故不能用氮气作保护气，D 错误。
8.（24-25·吉林省通榆县第一中学·期中）实验室用如下图所示的装置探究氯气与铁（钢丝棉可视为极细的铁
丝）的反应，待产生较多棕黄色烟时，向上抽拉装有KSCN 溶液的注射器活塞柄，观察现象。下列说法不
正确的是（ ）
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A．KSCN 溶液变红
B．每生成1 mol Cl2，转移1 mol e－
C．与Cl2反应的速率：钢丝棉>铁屑
D．图中的NaClO 固体可更换为MnO2
【答案】D
【解析】浓盐酸与NaClO 发生氧化还原反应产生Cl2，Cl2与钢丝棉在加热时反应产生FeCl3（棕黄色烟），
此时向上抽拉装有KSCN 溶液的注射器活塞柄，部分FeCl3被吸入注射器中，FeCl3与KSCN 发生络合反应
产生Fe（SCN）3使溶液变红，A 正确；在左边试管中浓盐酸与NaClO 发生氧化还原反应产生NaCl、Cl2和
H2O，化学方程式为2HCl（浓）＋NaClO===NaCl＋Cl2↑＋H2O，据此可知每生成1 mol Cl2，转移1 mol e
－，B 正确；反应物的接触面积越大，反应速率就越大，由于固体物质的表面积：钢丝棉>铁屑，因此在加
热时与Cl2反应的速率：钢丝棉>铁屑，C 正确；浓盐酸与MnO2反应制取Cl2时需加热，而与NaClO 固体
在常温下反应可制取Cl2，题图所示NaClO 固体处没有加热装置，因此不能将题图中的NaClO 固体更换为
MnO2，D 错误。
9.（24-25·黑龙江佳木斯市第一中学·期末）我国化学家侯德榜创立了著名的“侯氏制碱法”（流程简图如
下），促进了世界制碱技术的发展。下列有关说法正确的是（ ）
A．沉淀池中的反应物共含有五种元素
B．过滤得到的“母液”中一定只含有两种溶质
C．图中X 可能是氨
D．通入氨的作用是使溶液呈碱性，促进二氧化碳的吸收，更多地析出沉淀
【答案】D
【解析】沉淀池中发生反应的反应物是氯化钠、氨、二氧化碳和水，所以含有钠、氯、氮、氢、碳、氧六
种元素，故A 错误；过滤得到的“母液”中含有的溶质有生成的碳酸氢钠、氯化铵，还可能含有过量的氯
化钠，故B 错误；碳酸氢钠分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，所以X 是二氧化碳，故C 错误；氨的水溶液
呈碱性，能更好地吸收二氧化碳，使反应物浓度增大，反应速率增大，故D 正确。
10.（2025·吉林长春·一模）为了探究铁、铜及其化合物的性质，某同学设计并进行了下列实验。下列说法
错误的是（ ）
4
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A．高温加热装置中发生的反应为2Fe＋3H2O（g）=====Fe2O3＋3H2
B．虚线框处宜选择装置乙
C．实验时将螺旋状铜丝加热变黑后趁热迅速伸入试管中，可观察到铜丝由黑色变为红色
D．实验后，可用铝粉在高温下还原玻璃管中的固体获得铁单质
【答案】A
【解析】高温加热装置中铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁与氢气，化学方程式为3Fe＋4H2O（g）
=====Fe3O4＋4H2，故A 错误；氢气的密度比空气的小，虚线框处宜选择装置乙，故B 正确；氧化铜与氢气
反应生成铜和水，化学方程式为CuO＋H2=====Cu＋H2O，所以铜丝由黑色变为红色，故C 正确；玻璃管中
的固体含有Fe3O4，铝粉与Fe3O4 发生铝热反应生成氧化铝和铁单质，故D 正确。
11.（2025·黑龙江·一模）下列实验能达到实验目的且操作规范的是（ ）
选项
实验目的
实验操作、现象
A
除去NaHCO3固体中的Na2CO3
将混合物装入试管中，用酒精灯加热至恒重
B
分离Fe2O3、Al2O3
将混合物投入足量NaOH 溶液中，然后依次进行
过滤、洗涤、蒸发、灼烧四项操作
C
证明镁与CO2发生了置换反应
用坩埚钳将点燃的镁条置于盛有CO2的集气瓶
中，瓶内壁有黑色固体生成
D
判断某溶液中含有Na＋，不含K＋
用洁净的铂丝蘸取溶液在酒精灯的外焰上灼烧，
观察到火焰呈黄色
【答案】C
【解析】NaHCO3的稳定性比Na2CO3的弱，加热后NaHCO3分解为Na2CO3，得不到NaHCO3固体，A 错
误；过滤、洗涤后可得到Fe2O3和Na[Al（OH）4]溶液，Na[Al（OH）4]溶液经蒸发、灼烧无法得到Al2O3，
B 错误；镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳，为置换反应，C 正确；应透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色，若
没有紫色出现，则说明溶液中不含K＋，D 错误。
12.（2025·东北师范大学附属实验学校·一模）我国首创高钛渣沸腾氯化法获取TiCl4，以高钛渣（主要成分
为 TiO2，含少量V、Si 和Al 的氧化物杂质）为原料采用该方法获取TiCl4并制备金属钛的流程如下。下列
说法错误的是（ ）
已知：TiO2、V2O5、SiO2、Al2O3可与C、Cl2反应生成TiCl4、VOCl3、SiCl4、AlCl3、CO、CO2。
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流程中几种物质的沸点见下表：
物质
TiCl4
VOCl3
SiCl4
AlCl3
沸点/°C
136
127
57
180
A.“除钒”反应为3VOCl3＋Al=====3VOCl2＋AlCl3
B．“除硅、铝”过程中，可通过蒸馏的方法分离 TiCl4中含Si、Al 的杂质
C．“除钒”和“除硅、铝”的顺序不可交换
D．“反应器”中应增大湿度以增大反应速率
【答案】D
【解析】粗TiCl4中的VOCl3与Al 发生反应的化学方程式为 3VOCl3＋Al=====3VOCl2＋AlCl3，A 正确；由
题表数据知，可通过蒸馏的方法从TiCl4、SiCl4、AlCl3中分离出TiCl4，B 正确；“除钒”和“除硅、铝”
的顺序不可以交换，否则会导致TiCl4中含有AlCl3，C 正确；Na 为活泼金属，能与水发生剧烈反应，D 错
误。
13.（2025·黑吉辽三省·联考）向100 mL NaOH 溶液中通入一定量的CO2气体，充分反应得到溶液X 后，再
向所得溶液X 中逐滴加入0.2 mol·L－1的盐酸，产生CO2的物质的量与所加盐酸体积之间的关系如下所示。
下列叙述错误的是（ ）
A．原NaOH 溶液的浓度为2b mol·L－1
B．若2a＜b，则所得溶液X 的溶质成分为NaHCO3和Na2CO3
C．若2a＞b，则所得溶液X 的溶质成分为NaHCO3和NaOH
D．若b＝2a，当V（盐酸）＜a L 时，则发生反应的离子方程式为CO3
2-＋H＋===HCO3
-
【答案】C
【解析】向溶液X 中加入稀盐酸时，溶液中的H＋先与OH－反应生成水，再与CO3
2-反应生成HCO3
-，最后
与HCO3
-反应生成H2O 和CO2，由此推断可知，当b＝2a 时，溶液中的溶质只有Na2CO3；若2a＞b，则溶
液中的溶质为NaOH 和Na2CO3，若2a＜b，则溶液中的溶质为NaHCO3和Na2CO3，由此可知，C 项错误。
14.（2025·辽宁省·一模）为探究铁及其化合物的性质，某化学兴趣小组将铁与水蒸气反应所得的固体进行
了实验，先用过量盐酸溶解，并分成4 份，继续如下实验：
实验
操作与现象
①
加入高锰酸钾溶液，紫色褪去
②
加入K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀
③
加入KSCN 溶液，无明显现象
④
加入NaOH 溶液，生成的白色沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色
下列结论合理的是( )
A．实验①说明溶液中一定含有Fe2＋
B．实验③说明该固体中不含三价铁
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C．实验②③说明反应后的固体中有铁粉剩余
D．实验④中灰绿色的沉淀是Fe(OH)3
【答案】C
【解析】高锰酸钾溶液会与盐酸发生氧化还原反应而褪色，A 项错误；实验③说明溶液中不含Fe3＋，但不
能说明固体中没有三价铁，B 项错误；实验②③说明溶液中含有Fe2＋，不含Fe3＋，而铁与水蒸气反应能生
成Fe3O4，可推知反应后的固体中有铁粉剩余，过量的铁粉将三价铁还原为Fe2＋，C 项正确；Fe(OH)3是红
褐色沉淀，D 项错误。
15.（2025·内蒙古赤峰二中·一模）实验室利用钴渣[含Co（OH）3、Fe（OH）3等]制备Co3O4的流程如下。
已知：Ksp＝1.6×10－15，Ksp（CoC2O4）＝6.3×10－8。
下列说法正确的是（ ）
A．“溶解还原”过程中得到的 Co2＋与消耗Na2SO3的物质的量之比为2 1∶
B．“沉钴”时，不用Na2C2O4溶液是为了防止溶液碱性太强而生成Co（OH）2沉淀
C．可以用氢氧化钠溶液检验CoC2O4固体是否洗涤干净
D．“焙烧”的化学方程式为3CoC2O4=====Co3O4＋4CO↑＋2CO2↑
【答案】B
【解析】由流程图可知，Co（OH）3、Fe（OH）3加硫酸溶解后转化为Co3＋、Fe3＋，再与亚硫酸钠发生氧
化还原反应生成Co2＋和Fe2＋，向浸液中通入氧气、加入氯酸钠，Fe2＋被氧化为Fe3＋，后加草酸铵沉钴得到
草酸钴，再经高温焙烧得到四氧化三钴。“溶解还原”过程中Fe3＋和Co3＋均被亚硫酸钠还原为＋2 价，相
应离子方程式分别为2Co（OH）3＋4H＋＋SO3
2-===2Co2＋＋SO4
2-＋5H2O、2Fe（OH）3＋4H＋＋SO3
2-===2Fe
2＋＋SO4
2-＋5H2O，所以得到的Co2＋与消耗Na2SO3的物质的量之比不为2 1∶，A 错误；由于Na2C2O4溶液呈
碱性，且碱性强于（NH4）2C2O4溶液，故“沉钴”时，若用Na2C2O4溶液代替（NH4）2C2O4溶液，可能会
由于溶液碱性太强而生成Co（OH）2沉淀而引入杂质，B 正确；此实验中生成的CoC2O4表面含有可溶性
杂质离子SO4
2-，故检验CoC2O4固体是否洗净应该用盐酸酸化的BaCl2溶液，C 错误；“焙烧”的化学方程
式为3CoC2O4＋2O2=====Co3O4＋6CO2↑，D 错误。
二、非选择题(共4 小题，共55 分)
16.（12 分）（2025·辽宁省庄河市高级中学·二模）铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧
酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物。从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所
示。
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已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O 存在，在碱性介质中以CrO 存在。
回答下列问题：
(1)煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为________(填化学式)。
(2)水浸渣中主要有SiO2和________。
(3)“沉淀”步骤调pH 到弱碱性，主要除去的杂质是________。
(4)“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀。该步需要控制溶液的pH≈9 以达
到最好的除杂效果。若pH<9 时，会导致_________________________________；
pH>9 时，会导致________________________________________________________________。
(5)“分离钒”步骤中，将溶液pH 调到1.8 左右得到V2O5沉淀。V2O5在pH<1 时，溶解为VO 或VO3＋；在碱
性条件下，溶解为VO 或VO。上述性质说明V2O5具有________(填标号)。
A．酸性 B．碱性 C．两性
(6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
【解析】由题干可知铬和钒为主要元素，铁、铝、硅、磷等为杂质元素，铁元素主要在“煅烧”中转化为
Fe2O3后在“浸取”中除去，铝元素在“煅烧”中转化为NaAlO2后在“沉淀”中转化为Al(OH)3除去，
硅、磷元素在“除硅磷”中除去，铬元素的转化过程为铬的低价态含氧酸盐→Na2CrO4→Na2Cr2O7→Cr3＋
→Cr(OH)3，钒元素的转化过程为钒的低价态含氧酸盐→钒的最高价含氧酸盐→V2O5。(1)煅烧过程中加入
碱性物质NaOH 和Na2CO3，结合已知信息可得含铬化合物主要为Na2CrO4。(2)含铁化合物在空气中高温煅
烧，生成不溶于水的Fe2O3，其在“浸取”步骤中除去。(5)由题意可知，V2O5能分别与酸、碱反应生成盐
和水，且V 的化合价不变，则V2O5为两性氧化物。(6)由(5)中题干可知，经“分离钒”步骤后，溶液显强
酸性，铬以Cr2O 形式存在，且具有强氧化性，Na2S2O5中硫元素为＋4 价，具有还原性，酸性条件下Cr2O
和S2O 反应生成Cr3＋和SO，结合氧化还原反应原理可写出离子方程式。
【答案】 (1)Na2CrO4（2 分） (2)Fe2O3（2 分） (3)Al(OH)3（2 分）
(4)SiO、PO 结合H＋生成H2SiO3和H3PO4，不利于形成MgSiO3、MgNH4PO4沉淀 Mg2＋、NH 与OH－反应
生成Mg(OH)2、NH3·H2O，降低原料的利用率（2 分）
(5)C（2 分） (6)2Cr2O＋3S2O＋10H＋===4Cr3＋＋6SO＋5H2O（2 分）
17.（15 分）（2025·内蒙古通辽·二模）明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相
似，此外还含有氧化铝和少量的氧化铁杂质。具体实验流程如下：
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请回答下列问题：
（1）操作1 所用到的玻璃仪器的名称是 。
（2）由溶液3 制取氢氧化铝的离子方程式为________________________________________。
（3）明矾石焙烧时产生 SO2，请你写出能验证 SO2具有还原性且实验现象明显的化学方程式：
___________________________。
（4）实验室用Fe2O3与CO 反应来制取单质Fe。
①请按气流由左到右的方向连接下列各装置，顺序为A→ 。
②检查装置A 气密性的方法是_________________________________________________。
③在点燃B 处的酒精灯前，应进行的操作是
______________________________________________________。
④装置C 的作用是____________________________________。
【答案】（1）漏斗、烧杯、玻璃棒（3 分）
（2）[Al（OH）4]－＋CO2===Al（OH）3↓＋HCO3
- （2 分）
（3）SO2＋Cl2＋2H2O==2HCl＋H2SO4（或2KMnO4＋5SO2＋2H2O==2MnSO4＋K2SO4＋2H2SO4）（2 分）
（4）①E→B→C→D（2 分）
②关闭止水夹a 和分液漏斗活塞，将右端连接导气管伸入水槽中，用手捂住烧瓶，导气管口有气泡冒出，
松开手，导气管中形成一段水柱，说明装置A 气密性良好 （2 分）
③检验D 处出来的CO 是否纯净（2 分） ④除去反应生成的CO2（2 分）
【解析】明矾石中含有氧化铝和少量的氧化铁杂质，先焙烧，再用氨水浸泡，得到溶液和氧化铁和氧化铝
沉淀，过滤后，向氧化铁和氧化铝沉淀中加入过量氢氧化钠溶液，氧化铝溶解生成四羟基合铝酸钠，氧化
铁不溶解，过滤，向四羟基合铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳得到氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液，过滤。
（1）操作1 将不溶物与溶液分离，主要操作为过滤，所用到的玻璃仪器的名称是漏斗、烧杯、玻璃棒。
（2）溶液3 主要是四羟基合铝酸钠溶液，通入过量二氧化碳，四羟基合铝酸钠和过量二氧化碳反应生成氢
氧化铝沉淀和碳酸氢钠，离子方程式为[Al（OH）4]－＋CO2===Al（OH）3↓＋HCO3
-。
（3）明矾石焙烧时产生SO2，SO2具有还原性，和氯水或酸性高锰酸钾溶液反应（现象都为溶液褪色或溶
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液颜色变浅），都能使硫元素化合价升高，体现其还原性，因此能验证 SO2具有还原性且实验现象明显的
化学方程式为SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4或2KMnO4＋5SO2＋2H2O===2MnSO4＋K2SO4＋2H2SO4。
（4）①装置A 是将CO 中混有的CO2除去，装置B 是CO 和氧化铁反应，装置C 用于除去生成的CO2气
体，装置D 用于尾气处理，装置E 用于干燥气体，因此装置连接顺序为A→E→B→C→D。②检查装置A
气密性的方法是关闭止水夹a 和分液漏斗活塞，将右端连接导气管伸入水槽中，用手捂住烧瓶，导气管口
有气泡冒出，松开手，导气管中形成一段水柱，说明装置A 气密性良好。③由于CO 是可燃性气体，因此
在点燃B 处的酒精灯前，应进行的操作是先检验D 处出来的CO 是否纯净。④CO 与Fe2O3反应产生CO2，
使D 处CO 不易燃烧，因此装置C 的作用是除去反应生成的CO2。
18.（14 分）（2025·黑龙江牡丹江·一模）镁及其化合物是实验设计的热点载体，下表为查阅资料所得。
Ⅰ
2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O
Ⅱ
Mg3N2能与水反应
Ⅲ
常温下，NH3·H2O、CH3COOH 的电离常数均为1.8×10－5
Ⅰ.探究镁的性质
某学习小组设计实验探究镁与二氧化氮反应的产物，实验装置如下图所示。
（1）B 装置中的试剂是 ；D 装置的作用是 。
（2）实验时，先启动A 装置中的反应，当C 装置中充满红棕色气体时点燃酒精灯，这样操作的目的是
____________________________________________。
（3）确定有N2生成的实验现象是__________________________________________。
（4）实验完毕后，设计实验确认产物中有Mg3N2，取少量C 装置中的残留固体于试管中，滴加蒸馏水，
若 ，则确认产物中有氮化镁。
（5）经测定，Mg 与NO2反应生成MgO、Mg3N2和N2，其中Mg3N2和N2的物质的量相等，C 装置中发生
反应的化学方程式为______________________________________________________。
Ⅱ.探究Mg（OH）2在氯化铵溶液中溶解的原因
供选试剂有氢氧化镁、蒸馏水、硝酸铵溶液、盐酸、醋酸铵溶液。
取少量氢氧化镁粉末投入氯化铵溶液中，振荡，白色粉末全部溶解。为了探究其原因，他们提出两种假
设。
假设1：氯化铵溶液呈酸性，H＋＋OH－===H2O，促进 Mg（OH）2 溶解。
假设2：NH4
+＋OH－⇌NH3·H2O，促进Mg（OH）2溶解。
（6）请你帮他们设计实验，探究哪一种假设正确：
______________________________________。
【答案】Ⅰ.（1）P2O5（答案合理即可）（2 分） 吸收E 装置中挥发出来的水蒸气 （2 分）
（2）排尽装置内的空气，避免O2、CO2、N2等与镁反应 （2 分）
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（3）E 装置中产生气泡，瘪气球缓慢鼓起 （2 分）
（4）产生有刺激性气味的气体，且该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝（2 分）
（5）11Mg＋4NO2=====8MgO＋Mg3N2＋N2（2 分）
Ⅱ.（6）取少量氢氧化镁于试管中，加入足量CH3COONH4溶液，若白色固体溶解，则假设2 正确；若白色
固体不溶解，则假设1 正确（2 分）
【解析】Ⅰ.（1）B 装置中的试剂用于干燥二氧化氮，由于二氧化氮与水反应生成酸，故不能用碱性干燥
剂，应选择酸性或中性干燥剂，如P2O5等；D 装置的作用是吸收E 装置中挥发出来的水蒸气，防止E 装置
中的水蒸气进入C 装置的玻璃管中干扰实验。
（2）金属镁性质活泼，能与空气中的O2、CO2、N2等发生反应，所以实验时应先启动A 装置中的反应，
用产生的二氧化氮气体排尽装置内的空气，避免产生干扰。
（3）依据题中信息，过量的二氧化氮可以被氢氧化钠溶液吸收，所以确定有N2生成的实验现象是E 装置
中产生气泡，瘪气球缓慢鼓起。
（5）经测定，Mg 与NO2反应生成MgO、Mg3N2和N2，其中Mg3N2和N2的物质的量相等，所以C 装置中
发生反应的化学方程式为11Mg＋4NO2=====8MgO＋Mg3N2＋N2。
Ⅱ.（6）常温下，NH3·H2O、CH3COOH 的电离常数相同，所以CH3COONH4溶液显中性。因此，可以设计
如下实验：取少量氢氧化镁于试管中，加入足量CH3COONH4溶液，若白色固体溶解，则假设2 正确；若
白色固体不溶解，则假设1 正确。
19.（14 分）（2025·辽宁本溪·二模）资料显示，I2可以将Cu 氧化为Cu2＋。某小组同学设计实验探究Cu 被
I2氧化的产物及铜元素的价态。
已知：I2易溶于KI 溶液，发生反应I2＋I－⇌I3
-（红棕色）；I2和I3
-氧化性几乎相同。
将等体积的KI 溶液加入m mol 铜粉和n mol I2（n>m）的固体混合物中，振荡。
实验记录见下表：
编号
c（KI）/（mol·L－1）
实验现象
实验
Ⅰ
0.01
极少量I2溶解，溶液为淡红色；充分反应后，红色的铜粉转化为
白色沉淀，溶液仍为淡红色
实验
Ⅱ
0.1
部分I2溶解，溶液为红棕色；充分反应后，红色的铜粉转化为白
色沉淀，溶液仍为红棕色
实验
Ⅲ
4
I2完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色的铜粉完全溶
解，溶液仍为深红棕色
（1）初始阶段，Cu 被氧化的反应速率：实验Ⅰ （填“>”“<”或“＝”）实验Ⅱ。
（2）实验Ⅲ所得溶液中，被氧化的铜元素的可能存在形式有[Cu（H2O）4]2＋（蓝色）或[CuI2]－（无色），
进行以下实验探究：
步骤a.取实验Ⅲ的深红棕色溶液，加入CCl4，多次萃取、分液。
步骤b.取分液后的无色水溶液，滴入浓氨水。溶液颜色变浅蓝色，并逐渐变深。
①步骤a 的目的是________________________________________________________________________。
②查阅资料，2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2，[Cu（NH3）2]＋（无色）容易被空气氧化。用离子方程式解释步骤
b 的溶液中发生的变化：____________________________________________。
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（3）结合实验Ⅲ，推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是CuI，实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是
。分别取实验Ⅰ和Ⅱ充分反应后的固体，洗涤后得到白色沉淀，加入浓KI 溶液，
（填实验现象），观察到少量红色的铜。分析铜未完全反应的原因是
。
【答案】（1）< （2 分）（2）①除去I3
-，防止干扰后续实验（2 分）
[CuI
②
2]－＋2NH3·H2O===[Cu（NH3）2]＋＋2H2O＋2I－（2 分）
4[Cu（NH3）2]＋＋O2＋8NH3·H2O===4[Cu（NH3）4]2＋＋4OH－＋6H2O（2 分）
（3）2Cu＋I2===2CuI（或2Cu＋KI3===2CuI＋KI）（2 分） 白色沉淀逐渐溶解，溶液为无色（2 分）
铜与碘的反应为可逆反应（或I3
-浓度小未能氧化全部的Cu）（2 分）
【解析】（1）I2固体与Cu 的接触面积小，反应速率小，I2和I3
-氧化性几乎相同，提高KI 浓度，便于提高
I3
-浓度，与Cu 接触更加充分，Cu 与I3
-的反应速率增大，故反应速率：实验Ⅰ<实验Ⅱ。（2）①深红棕色
溶液中含有I3
-，存在平衡I2＋I－⇌I3
-，I2易溶于CCl4，多次萃取、分液除去I3
-，防止干扰后续实验。②加入
氨水，[CuI2]－转化为[Cu（NH3）2]＋，生成的[Cu（NH3）2]＋又被空气中的氧气氧化为蓝色的[Cu（NH3）4]2
＋，离子方程式为[CuI2]－＋2NH3·H2O===[Cu（NH3）2]＋＋2H2O＋2I－、4[Cu（NH3）2]＋＋O2＋
8NH3·H2O===4[Cu（NH3）4]2＋＋4OH－＋6H2O。（3）结合实验Ⅲ，推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是
CuI，实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是2Cu＋I2===2CuI 或2Cu＋KI3===2CuI＋KI；白色沉淀的主要成分
是CuI，加入浓KI 溶液，发生反应：CuI＋I－===[CuI2]－，可观察到的现象是白色沉淀逐渐溶解，溶液为无
色。
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