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第三章 金属及其重要化合物
考试时间：75 分钟 总分：100 分
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Al-27 S-32 Cl-35.5 V-51 Mn—55 Fe—56 Cu
—64 Ba-137
一、选择题：本题共15 小题，每小题3 分，共45 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合
题目要求的。
1．
在岩层深处和海底中存在黄铁矿(FeS2)，下列说法不正确的是( )
A．Fe 元素位于周期表第4 周期ⅧA 族
B．Fe 和S 在加热条件下不能得到FeS2
C．FeS2受氧气和水的长期作用，可转化为硫酸盐
D．工业上可用黄铁矿为原料来制备硫酸
【答案】B
【解析】A 项，已知Fe 是26 号元素，位于元素周期表第4 周期Ⅷ族，A 不正确；B 项，Fe 和S 在加热
条件下生成FeS，而不是FeS2，B 正确；C 项，FeS2受氧气和水的长期作用，可被氧气氧化，转化为硫酸
盐，C 正确；D 项，由反应方程式可知，4FeS2+11O2
2Fe2O3+8SO2，2SO2+O2
2SO3，
SO3+H2O=H2SO4，故工业上可用黄铁矿为原料来制备硫酸，D 正确；故选B。
2．下列关于元素及其化合物的说法不正确的是( )
A．Fe 在一定条件下可与浓盐酸、稀硫酸、浓硝酸等剧烈反应
B．Al、Cl2均能和NaOH 溶液发生氧化还原反应，且两单质的作用不相同
C．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，若再继续加入KNO3固体，铜粉会溶解
D．金属单质Na、Mg、Fe 在一定条件下与水反应都生成H2和相应的碱
【答案】D
【解析】Fe 在常温下可被浓硝酸钝化，但加热时能反应，A 项正确；Al、Cl2均能和NaOH 溶液发生
氧化还原反应，但Al 只做还原剂，而Cl2与NaOH 溶液反应时既做还原剂又做氧化剂，B 项正确；酸性条
件下NO3
-有强氧化性，能氧化Cu，C 项正确；Fe 在一定条件下与水反应生成H2和Fe3O4，D 项错误。
3．下列实验及原理正确的是( )
A．向煮沸的NaOH 溶液中滴入饱和FeCl3溶液，可制得Fe(OH)3胶体
B．向2mL10% CuSO4溶液中滴入5 滴5%NaOH 溶液，可得新制2mL10%悬浊液
C．用铂丝蘸取某溶液进行焰色试验，火焰呈黄色，则该溶液中含有Na+，可能含有
+
D．向某溶液中滴入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色，证明该溶液中含有Fe2+
【答案】C
【解析】A 项，制取Fe(OH)3胶体需向沸水中滴加几滴饱和FeCl3溶液，题目中的操作得到的是
Fe(OH)3沉淀，A 错误；B 项，制2mL10%悬浊液是向2mL10%NaOH 溶液中滴入5 滴5%CuSO4溶液，B 错
误；C 项，用铂丝蘸取某溶液进行焰色试验，火焰呈黄色，则该溶液中含有Na+，K+的检验要透过蓝色钴
1
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玻璃观察，可能有K+存在，C 正确；D 项，如果溶液中有Cl-或其他还原性离子存在，也会使KMnO4溶液
褪色，D 错误；故选C。
4．
室温下，下列有关Na2CO3和NaHCO3的性质实验中，不正确的是( )
A．向碳酸钠、碳酸氢钠中分别加入少量水后，温度前者下降后者上升
B．等浓度的碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液的碱性，前者的更强
C．实验①中发生反应的离子方程式为CO3
2-+CO2+H2O = 2HCO3
-
D．实验②中既有复分解反应发生，又有氧化还原反应发生
【答案】A
【解析】A 项，向碳酸钠中加入少量水后，温度升高；向碳酸氢钠中加入少量水后，温度降低，A 错
误；B 项，等浓度的碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液，碳酸钠溶液的碱性更强，B 正确；C 项，碳酸盐与足量
的二氧化碳反应生成碳酸氢盐，离子方程式：CO3
2-+CO2+H2O = 2HCO，C 正确；D 项，实验②中发生复分
解反应：NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O；发生氧化还原反应：Cl2+ H2O
HCl+HClO，D 正确；故选
A。
5．(2025·北京密云二中高三模拟)最近，我国研究人员成功制备出高强度、高导电性、高耐热的铝—
锆—钪(Al-Zr-Sc)合金材料，为提升我国绿色铝产业深加工能力提供了支撑。下列说法不正确的是( )
A．Al 是地壳中含量最多的金属元素
B．基态21Sc 的简化电子排布式是[Ar]3d14s2
C．Al-Zr-Sc 合金比纯金属具有较高的熔点
D．Al-Zr-Sc 合金的导电性与自由电子的运动相关
【答案】C
【解析】A 项，Al 元素是地壳中含量最多的金属元素，A 正确；B 项，Sc 为21 号元素，基态21Sc 的
简化电子排布式是[Ar]3d14s2，B 正确；C 项，合金的熔点比组成合金的成分金属的熔点低，C 错误； D
项，电子的定向移动形成电流，Al-Zr-Sc 合金的导电性与自由电子的运动相关，D 正确；故选C。
6．高铁酸钠Na2FeO4是一种绿色消毒剂，碱性条件下湿法制备的化学原理为：
NaClO+Fe(OH)3+NaOH→Na2FeO4+X+H2O (未配平)。下列说法正确的是(NA表示阿伏加德罗常数的值) (
)
A．X 表示Cl2
B．氧化剂与还原剂物质的量之比为2：3
C．1L0.1mol·L-1NaClO 溶液中含ClO-数目为0.1NA
D．若生成0.5molH2O，则反应转移的电子数为0.6NA
【答案】D
2
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【解析】碱性条件下，NaClO 把Fe(OH)3氧化为Na2FeO4，自身还原为NaCl，方程式为：
3NaClO+2Fe(OH)3+4 NaOH =2Na2FeO4+3NaCl+5H2O。A 项，X 为NaCl，A 错误；B 项，氧化剂为
NaClO，还原剂为Fe(OH)3，二者的物质的量之比为3：2，B 错误；C 项，ClO-会发生水解，
1L0.1mol·L-1NaClO 溶液中含ClO-数目小于0.1NA，C 错误；D 项，根据方程式3NaClO+2Fe(OH)3+4 NaOH
=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O，生成5molH2O，电子转移6mol，若生成0.5molH2O，则反应转移的电子的物质
的量为0.6mol，数目为0.6NA，D 正确；故选D。
7．
下列实验操作、现象及所得出的结论或解释均正确的是( )
选项
实验操作
现象
结论或解释
A
用坩埚钳夹住一块铝箔在酒精灯上加
热
铝箔熔化，失去光泽并
滴落下来
金属铝的熔点较低
B
向废FeCl3蚀刻液X 中加入少量的铁
粉，振荡
未出现红色固体
X 中一定不含Cu2+
C
用c(Fe3+)相同的Fe2(SO4)3和FeCl3溶
液，分别清洗做完银镜反应的试管
FeCl3溶液清洗得较干
净
Fe3+＋Ag
Fe2+＋Ag+是可逆
反应，且AgCl 更难溶于水
D
用3 mL 稀硫酸与纯锌粒反应，再加
入几滴 Cu(NO3)2浓溶液
迅速产生无色气体
形成Zn-Cu 原电池加快了制取
H2的速率
【答案】C
【解析】A 项，D 项，实验现象错误，氧化铝的熔点高于金属铝，铝箔熔化，失去光泽但由于外面包
了一层氧化铝并不滴落下来，A 错误；B 项，由于氧化性Fe3+＞Cu2+，加少量Fe，先发生Fe 与Fe3+反应，
Fe3++Fe=3Fe2+，因此不能确定C 中是否含Cu2+，B 错误；C 项，氯化银的溶解度比硫酸银的小，Fe3+
+Ag=Fe2++Ag+，FeCl3溶液中的氯离子能使平衡向右移动，FeCl3溶液清洗得干净，C 正确；D 项，加
Cu(NO3)2浓溶液，在酸性条件下，H+、NO3
-起硝酸的作用，表现强的氧化性，将Zn 氧化为Zn2+，HNO3被
还原为无色的NO 气体，因而可加快反应速率，故不能证明形成Zn-Cu 原电池加快了制取H2的速率，D 错
误；故选C。
8．含Cl、Na、Al 或Fe 部分物质的“价-类”关系如图所示。下列叙述正确的是( )
3
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A．若a 能与碱反应生成两种盐，则a 和c 都具有漂白性
B．若f 分散于水中能形成红褐色胶体，则a 与水蒸气反应生成e
C．若a 能与水剧烈反应，则a 在空气中最终转化成b
D．若f 是两性氢氧化物，则a 既能盐酸反应，又能与
反应
【答案】D
【解析】A 项，a 能与碱反应生成两种盐，则a 为Cl2，c 为HClO，氯气没有漂白性，A 错误；B 项，f
分散于水中能形成红褐色胶体，则f 为Fe(OH)3，d 为FeO，e 为Fe2O3，a 与水蒸气反应生成Fe3O4，B 错误；
C 项，a 能与水剧烈反应，则a 为Na，b 为NaOH，在空气中Na 最终变为Na2CO3，C 错误；D 项，f 是两
性氢氧化物，则f 为Al(OH)3，a 为Al，Al 能与强碱强酸反应生成盐，D 正确；故选D。
9．现有一Na2SO3、Na2SO4混合物样品ag，为了测定其中Na2SO3的质量分数，设计了如下方案，其中
明显不合理的是( )
A. 将样品配制成溶液V1L，取其中25.00mL 用标准KMnO4溶液滴定，消耗标准KMnO4溶液V2mL
B. 向样品中加足量H2O2，再加足量BaCl2溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥，称量其质量为bg
C. 将样品与足量稀盐酸充分反应后，再加入足量BaCl2溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥，称量其质量
为cg
D. 将样品与足量稀盐酸充分反应，生成的气体依次通过盛有饱和NaHSO3的洗气瓶、盛有浓H2SO4的
洗气瓶、盛有碱石灰的干燥管Ⅰ、盛有碱石灰的干燥管Ⅱ，测定干燥管Ⅰ增重dg
【答案】D
【解题分析】A 项，KMnO4溶液能把Na2SO3氧化成Na2SO4，且KMnO4溶液本身可以做指示剂，正确；
B 项，向样品中加足量H2O2，可把Na2SO3氧化成Na2SO4，再加足量BaCl2溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥，
称量其质量为bg，列出方程可以求解，正确；C 项，将样品与足量稀盐酸充分反应后，可以除去其中的
Na2SO3，再加入足量BaCl2溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥，称量其质量为cg，即为硫酸钡的质量，从而
算出Na2SO4质量，正确；D 项，将样品与足量稀盐酸充分反应，由于盐酸具有挥发性，生成的气体中含有
氯化氢气体，与NaHSO3反应对实验结果造成干扰，不正确。
10．(2025·贵州贵阳期中质检)向盛有一定量铁粉的硬质玻璃管中通入氯气，在加热条件下反应一段时
间，为探究反应后固体的成分，进行如图所示实验探究。下列有关说法不正确的是( )
A．实验中稀盐酸可以用稀硫酸代替
B．试剂X 中溶质的化学式可能为KSCN
C．新制氯水能将Fe2+氧化为Fe3+
D．固体产物的成分为Fe、FeCl2和FeCl3
【答案】D
【解析】铁和氯气发生反应：2Fe+3Cl2
2FeCl3，则固体产物的成分为Fe、FeCl3，加入稀盐酸、少许
植物油，Fe 与稀盐酸反应生成FeCl2，得到淡黄色溶液，加入试剂X 得到淡红色溶液，因硫氰酸钾能与
Fe3+反应生成红色的Fe(SCN)3，则试剂X 中溶质的化学式可能为KSCN，向淡红色溶液中加入少量新制氯
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水将Fe2+氧化为Fe3+，Fe3+浓度增大，得到深红色液体。A 项，稀硫酸和稀盐酸都是强酸，都可以与铁粉反
应生成相应的亚铁盐，则实验中稀盐酸可以用稀硫酸代替，A 正确；B 项，硫氰酸钾能与Fe3+反应生成红
色的Fe(SCN)3，则试剂X 中溶质的化学式可能为KSCN，B 正确；C 项，氯水具有强氧化性，所以新制氯
水能将Fe2+氧化为Fe3+，C 正确；D 项，在加热条件下，铁粉与氯气反应生成的是FeCl3，而不是FeCl2，则
固体产物的成分为Fe、FeCl3，D 错误；故选D。
11．明矾[KAl(SO4)2·12H2O]可用作净水剂。某同学设计利用废铝箔(主要成分为Al，含少量Mg、Fe
等)制备明矾的流程如下图所示。
下列说法不正确的是( )
A．①中反应的离子方程式是2Al+2OH--+6H2O=2[Al(OH)4]- +3H2↑
B．③中反应的离子方程式是Al(OH)3 +3H+=Al3++3H2O
C．操作a 是蒸发结晶，用到的仪器有蒸发皿、酒精灯、玻璃棒等
D．明矾净水的原理：Al3+水解生成的Al(OH)3胶体能吸附水中的悬浮颗粒物
【答案】C
【解析】铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，通入二氧化碳反应生成碳酸氢钠和氢氧化铝沉
淀，过滤后滤渣为氢氧化铝，氢氧化铝和硫酸反应生成硫酸铝，加入硫酸钾饱和溶液，蒸发浓缩，冷却结
晶得到明矾。A 项，铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为：2Al+2OH--
+6H2O=2[Al(OH)4]- +3H2↑，A 正确；B 项，③为氢氧化铝和硫酸反应生成硫酸铝和水，反应的离子方程式
是Al(OH)3 +3H+=Al3++3H2O，B 正确；C 项，混合溶液蒸发结晶不能得到带结晶水的物质，该操作为蒸发
浓缩，冷却结晶得到明矾，C 错误；D 项，明矾中的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体有较大的表面积，
能吸附水中的悬浮颗粒物，从而达到净水目的，D 正确；故选C。
12．
工业上可用盐酸、饱和食盐水和二氧化锰浸取方铅矿(主要成分为PbS，含有FeS2等杂
质)。
已知：ⅰ、常温下，PbCl2难溶于水；Pb2+可以与Cl-形成PbCl4
2-
ⅱ、FeS2可溶于一定浓度的盐酸。
ⅲ、浸取过程中还存在如下图的反应。
下列说法不正确的是( )
A．浸取方铅矿时，饱和食盐水的作用主要是提高含
物质的溶解性
B．反应Ⅰ中，每消耗3molMnO2，生成6molFe3+
C．反应Ⅱ中，发生反应的离子方程式为：Fe3++FeS2=2Fe2++2S↓
D．反应Ⅱ速率逐渐变慢，其原因可能是生成的S 覆盖在FeS2固体表面
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【答案】C
【解析】A 项，已知：常温下，PbCl2难溶于水；Pb2+可以与Cl-形成PbCl4
2-，浸取方铅矿时，饱和食盐
水的作用主要是增大氯离子浓度，提高含Pb 物质的溶解性，A 正确；B 项，反应Ⅰ中，锰元素化合价由+4
变为+2，铁元素化合价由+2 变为+3，根据电子守恒可知，MnO2~2Fe3+，则每消耗3molMnO2，生成
6molFe3+，B 正确；C 项，反应Ⅱ中，铁离子和FeS2反应生成S 和亚铁离子，离子方程式为：2Fe3+
+FeS2=3Fe2++2S，C 错误；D 项，反应Ⅱ速率逐渐变慢，其原因可能是生成的S 覆盖在FeS2固体表面，减
小了反应面积，导致反应速率减慢，D 正确；故选C。
13．混合物M 中可能含有A12O3、Fe2O3、Al、Cu，为确定其组成，某同学设计如图所示分析方案。
下列分析正确的是( )
A．已知m1>m2，则混合物M 中一定含有A12O3
B．生成蓝绿色溶液的离子方程式为Cu+Fe3+=Cu2+ +Fe2+
C．固体P 既可能是纯净物，又可能是混合物
D．要确定混合物M 中是否含有A1，可取M 加入过量NaOH 溶液
【答案】D
【解析】A 项，若m1>m2，则混合物M 中可能含有Al2O3或Al 或者是两者均有，不一定含有Al2O3，A
错误；B 项，离子方程式电荷不守恒，故B 错误；C 项，由于加了过量的盐酸，因此固体P 只能是铜，不
可能是混合物，故C 错误；D 项，要确定混合物M 中是否含有Al，可取M 加入过量NaOH 溶液，若产生
气体，则一定含铝，否则不含铝，故D 正确。故选D。
14．(2025·陕西西安长安一中高三第四次质量检测)一种处理强酸性高浓度砷(AsO4
3-)、Cu2+废液并回收
As2O3和海绵铜等的工艺流程如图下列说法正确的是( )
A．试剂X 可以是FeO
B．加入NaHSO3发生反应后溶液的酸性增强
C．达标废液中含有的溶质主要为Na2SO4
D．加入H2O2的主要目的是将过量NaHSO3氧化成Na2SO4
【答案】C
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【解析】强酸性高浓度砷(AsO4
3-)、Cu2+废液中加入NaHSO3溶液，析出HAsO2沉淀，过滤后可将
HAsO2烘干使之分解得As2O3，滤液中加入试剂X 为Fe，置换出Cu，经过滤可得到海绵Cu，滤液加入
H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，并调节溶液pH，使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀，并过滤获得Fe(OH)3，废液中主
要含有Na2SO4。A 项，由分析可知置换出海绵铜的试剂X 为Fe，故A 错误；B 项，加入亚硫酸氢钠，反
应生成硫酸钠、HAsO2和水，反应的离子方程式为AsO4
3-+HSO3
-+2H+=SO4
2-+HAsO2↓+H2O，反应后溶液的
酸性减弱，故B 错误；C 项，流程中钠离子和生成的硫酸根离子没从体系中分离出去，故达标废液中含有
的溶质主要为Na2SO4，故C 正确；D 项，加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，通过调节溶液pH，使Fe3+完全转化
为Fe(OH)3沉淀而除去，故D 错误；故选C。
15．某废催化剂含SiO2、ZnS、CuS 及少量的Fe3O4。某实验小组以该废催化剂为原料，回收锌和铜，
设计实验流程如下：
下列说法正确的是( )
A．检验滤液1 中是否含有Fe2＋，可以选用K4Fe(CN)6溶液
B．步骤②操作中，应先加6%H2O2，然后不断搅拌下缓慢加入1.0 mol·L－1H2SO4
C．滤渣1 成分是SiO2和CuS，滤渣2 成分只有SiO2
D．步骤①操作中，生成的气体需用NaOH 溶液或CuSO4溶液吸收
【答案】D
【解析】废催化剂加入稀硫酸，第一次浸出主要发生反应ZnS+H2SO4=ZnSO4+H2S↑、
Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O，过滤后滤液中ZnSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3，浓缩结晶得到粗
ZnSO4·7H2O，滤渣1 含有SiO2、CuS，向盛有滤渣1 的反应器中加H2SO4和H2O2溶液，发生氧化还原反应，
生成硫酸铜、硫，滤渣2 含有硫和二氧化硅，滤液含有硫酸铜，经浓硫酸结晶可得到硫酸铜晶体。A 项，
若检验滤液中滤液1 中是否含有Fe2＋，可以选用K3Fe(CN)6溶液，在K3Fe(CN)6溶液的作用下，Fe2+可以反
应生成蓝色沉淀，故A 错误；B 项，过氧化氢在酸性条件下可氧化CuS，应先加入稀硫酸，再加入过氧化
氢，故B 错误；C 项，根据分析，滤渣2 含有硫和二氧化硅，故C 错误；D 项，根据分析，步骤①操作中
生成的气体为硫化氢，直接排放易污染空气，需用NaOH 溶液或CuSO4溶液吸收，故D 正确；故选D。
二、非选择题：本题共4 小题，共55 分。
16．
(12 分)X、Y、Z、W 均为中学化学的常见物质，一定条件下它们之间有如下转化关系
(1)若W 为一种一元强碱，Y 具有两性，X 到Z 的离子方程式为_____________。
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(2)若X 是一种黄绿色的气体，Y 的饱和溶液滴入沸水中能生成红褐色胶体。
①检验溶液Z 是否变质最灵敏的一种试剂是____________________(名称)；
②Y 与W 转化为Z 的离子反应方程式_________________________________；
③一定条件下W 与水反应的化学方程式_______________________________。
(3)若X、B、C 三种物质的焰色反应均为黄色，X 俗称苛性钠，W 为无色无味气体，Z 受热分解可转
化为Y。
①向Y 溶液中通入W 生成Z 的离子方程式为_______________。
②X 溶液与Z 溶液反应的化学方程式为________________。
【答案】(1)Al3+ +4OH—= AlO2
—+2H2O(2 分)
(2)①硫氰化钾溶液(2 分) 2Fe3+ + Fe === 3Fe2+(2 分)
③3Fe + 4H2O(g) === Fe3O4 + 4H2(2 分)
(3)①CO3
2-+H2O+CO2=2HCO3
-(2 分) ②NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O(2 分)
【解析】(1)若W 为一种一元强碱，Y 为Al(OH)3，Z 为偏铝酸盐，X 为铝盐，X 到Z 的离子方程式为
Al3+ +4OH—= AlO2
—+2H2O。(2)X 是一种黄绿色的气体，得出X 为氯气，Y 的饱和溶液滴入沸水中能生成
红褐色胶体，得出Y 为氯化铁，Z 为氯化亚铁，W 为铁；①亚铁离子容易被氧化为铁离子，检验变质最灵
敏的试剂一般选特征反应，所以选择硫氰化钾溶液；②氯化铁与铁转化为氯化亚铁的离子反应方程式2Fe3+
+ Fe === 3Fe2+；③一定条件下铁与水蒸汽可以反应的化学方程式3Fe + 4H2O(g) == Fe3O4 + 4H2。(3)若X、
Y、Z 的焰色反应均为黄色，则A、B、C 中均含有钠元素，A 俗称苛性钠，则A 为NaOH，W 为无色气体，
Z 受热分解可以转化为Y，由转化关系可知W 为CO2，Y 为碳酸钠，Z 为碳酸氢钠，据此分析：①向碳酸
钠溶液中通入CO2生成碳酸氢钠的离子方程式为：CO3
2-+H2O+CO2=2HCO3
-；②NaOH 溶液和碳酸氢钠溶液
反应的化学方程式为：NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O。
17．(13 分)硫酸氧钒(VOSO4)对高血糖、高血脂有治疗作用，也是钒电池不可或缺的电解质。制备
VOSO4的实验流程如下：
①向仪器a 中加入V2O5，打开仪器b 滴入一定量的浓硫酸，在85℃搅拌下充分反应，得到橙红色的
(VO2)2SO4SO4溶液；
②冷却后，向所得溶液中加入草酸(H2C2O4)充分搅拌，得到VOSO4溶液(蓝黑色)；
③VOSO4溶液经结晶、过滤得到纯蓝色的VOSO4晶体，VOSO4晶体脱水、干燥，得到VOSO4产品。
实验装置如图所示(夹持、加热装置及磁力搅拌器已省略)。回答下列问题：
(1)仪器c 的名称是______________，用仪器b 滴加浓硫酸时，_______(填“需要”或“不需要”)打开
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上端的玻璃塞。
(2)反应中最适宜的加热方式为______________，在a 中反应生成(VO2)2SO4_______(“是”或“不是”)
氧化还原反应。
(3)反应液由橙红色变为蓝黑色的化学方程式为_______。
(4)纯度测定：准确称取VOSO4产品m g，配成100mL 溶液，用
1
mol L
c
的酸性KMnO4溶液滴定(滴定
反应的产物中，V 元素为+5 价，Mn 元素为+2 价)，滴定终点时，消耗酸性KMnO4溶液的体积为V mL，
VOSO4的摩尔质量为M g ·mol-1，则该产品的纯度为_______％。
(5)性质探究：查阅资料后，有同学对VOSO4的热分解提出了两种猜想：
猜想ⅰ. VOSO4
VO2+SO3↑；
猜想ⅱ. 2VOSO4
V2O5+SO3↑+SO2↑
欲采用如下装置探究：
选择必要的仪器装置，按气流从左到右的流向，探究分解产物的导管接口顺序为a→_______；若气体
流经的装置均有气泡产生，则上述所选必要装置中可观察的现象为_______，证明猜想ⅱ正确。
【答案】(1)球形冷凝管(1 分) 不需要(1 分)
(2)85℃恒温水浴加热(2 分) 不是(1 分)
(3)(VO2)2SO4+H2C2O4+H2SO4=2 VOSO4+2CO2↑+2H2O(2 分)
(4) 0.5cVM
m
(2 分)
(5) d→e→h→i→b(2 分) 装置C、D 溶液中均出现白色沉淀(2 分)
【解析】V2O5与浓硫酸加热时反应生成(VO2)2SO4，再加入草酸，(VO2)2SO4溶液转化成了VOSO4溶液，
反应液由橙红色变为蓝黑色，经过蒸发浓缩，冷却结晶得到VOSO4晶体。根据VOSO4的热分解的两种可
能分析，可通过检验分解产生的气体是否含SO2确定发生哪种分解。(1)仪器c 的名称是球形冷凝管；仪器
b 为恒压滴液漏斗，可平衡压强，液体能够顺利流下，故用仪器b 滴加浓硫酸时，不需要打开上端的玻璃
塞；(2)在85℃搅拌下充分反应，反应中最适宜的加热方式为85℃恒温水浴加热；a 中反应生成(VO2)2SO4
的化学方程式为V2O5+H2SO4
(VO2)2SO4+H2O，该反应反应前后没有元素化合价的变化，属于非氧化还原
反应；(3)(VO2)2SO4在酸性溶液中被草酸还原为VOSO4，根据得失电子守恒、元素守恒可得化学方程式为
(VO2)2SO4+H2C2O4+H2SO4=2 VOSO4+2CO2↑+2H2O；(4)滴定过程中发生的反应为
10VOSO4+2KMnO4+2H2O=5(VO2)2SO4+K2SO4+2MnSO4+2H2SO4，消耗的高锰酸钾物质的量为
cmol∙L-1×V×10-3L=cV×10-3mol，则VOSO4物质的量为cV×10-3mol×5=5cV×10-3mol，该样品的纯度为
3
Mg/mol 100%
5
mg
cV 10 mol
= 0.5cVM
m
%；(5)据分析，欲探究VOSO4发生何种热分解，须检验产生的气
9
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体是否含SO2，检验之前应先排出SO3的干扰，SO3可与BaCl2反应而SO2不会，用C 装置除去SO3后，SO2
进入D 装置，与Ba(NO3)2反应，生成白色沉淀BaSO4，故导管接口顺序为a→d→e→h→i→b；若气体流经
的装置均有气泡产生且按②式分解，则从装置A 中出来的气体是SO2和SO3的混合物，经过C 装置时SO3
与BaCl2溶液反应生成BaSO4白色沉淀，SO2进入装置D 被Ba(NO3)2氧化并生成BaSO4白色沉淀，故可观
察到的现象是：装置C、D 溶液中均出现白色沉淀。
18．
(14 分) 钠、铁及它们的化合物在生产、生活中有着重要的用途。
(1)某汽车安全气囊的产气药剂主要含有NaN3、Fe2O3、KClO4、NaHCO3等物质。当汽车发生碰撞时，
NaN3迅速分解产生N2和Na，同时放出大量的热，N2使气囊迅速膨胀，从而起到保护作用。
①KClO4是助氧化剂，可处理产生的Na，其中氯元素的化合价是_______。
②Fe2O3是主氧化剂，也可处理产生的Na，反应为6Na+Fe2O3
3Na2O+2Fe，反应中Na2O 是
_______(填“还原产物”或“氧化产物”)。
③NaHCO3是冷却剂，吸收产气过程中释放的热量而分解，其分解的化学方程式为_______。
(2)电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀覆在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。
①FeCl3溶液与金属铜发生反应的离子方程式为_______。
②除去FeCl3溶液中混有的FeCl2可加入_______，反应的离子方程式为_______。
③将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续加热至液体呈红褐色，制得分散系为_______(填“溶液”“胶
体”或“浊液”)。
(3)已知黄钠铁矾[NaxFey(SO4)m(OH)n]同明矾一样是一种常见的净水剂。某研究小组为测定黄钠铁矾的
组成，进行了如下实验：
I .称取4.850 g 样品，加盐酸完全溶解后，配成100.00 mL 溶液A；
II . 量取25.00 mL 溶液A，加入足量的KI，用0.2500 mol·L－1Na2S2O3溶液进行滴定(反应为I2＋
2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6)，消耗30.00 mLNa2S2O3溶液至终点。
III.另取25.00 mL 溶液A，加足量BaCl2溶液充分反应后，过滤、洗涤、干燥后得沉淀1.165 g。
①将样品配成100 mL 待测液，需要的主要仪器有烧杯、玻璃棒、 。
②用Na2S2O3溶液进行滴定时，使用的指示剂为 ，滴定到终点的颜色变化为 。
③通过计算确定黄钠铁矾的化学式 (写出计算过程)。
【答案】(1) ①+7 价(1 分) ②氧化产物(1 分) ③2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑(1 分)
(2) ①2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+(1 分) ②氯水(1 分) Cl2+2Fe2+=2Fe3+ +2Cl-(1 分) ③胶体(1 分)
(3)①胶头滴管、100mL 容量瓶(1 分) ②淀粉溶液(1 分) 溶液由蓝色变为无色，且半分钟
内不再恢复(2 分) ③NaFe3(SO4)2(OH)6(3 分)
【解析】(1)①KClO4中K 是+1 价，O 是－2 价，根据化合价代数和为0 可知氯元素的化合价是+7 价。
②反应6Na+Fe2O3
3Na2O+2Fe 中钠元素化合价升高，被氧化，作还原剂，因此Na2O 是氧化产物。
③NaHCO3是冷却剂，吸收产气过程中释放的热量而分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，其分解的化学方程
式为2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑。(2)①FeCl3溶液与金属铜发生反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离
子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。②氯化亚铁易被氧化为氯化铁，则除去FeCl3溶液中混有的FeCl2可加入
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氯水，反应的离子方程式为Cl2+2Fe2+=2Fe3+ +2Cl-。③将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续加热至液体呈
红褐色得到氢氧化铁胶体，制得分散系为胶体。(3) ①将样品配成250 mL 待测液，必须使用容量瓶，且
要标明规格，所以需要的主要仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、100mL 容量瓶。②碘遇淀粉变蓝色，故选
择淀粉作指示剂，当溶液由蓝色变为无色，且半分钟颜色不再变化说明滴定到达终点；③有关的反应离子
方程式为：2Fe3++2I-=2Fe2++I2，I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6，则有2Fe3+～I2～2Na2S2O3，
n(Fe3+)=2n(I2)=n(Na2S2O3)=0.2500 mol•L-1×0.03L=7.5×10-3 mol；加足量BaCl2溶液充分反应后，过滤、洗涤、
干燥后得沉淀1.165g 为硫酸钡沉淀，则n(SO4
2-)=1.165g÷233g/mol=5.0×10-3mol，100 mL 溶液中含有
n(Fe3+)=7.5×10-3 mol×100mL/25mL=0.03 mol，n(SO4
2-)=5.0×10-3 mol×100mL/25mL=0.02 mol，设4.850g 样
品中钠离子的物质的量为n(Na+)，氢氧根离子物质的量为n(OH-)，根据质量守恒得：4.850g-0.03mol×56g/
mol-0.02mol×96g/mol=n(Na+)×23g/mol+n(OH-)×17g/mol，根据电荷守恒得：
0.03mol×3+n(Na+)×1=0.02mol×2+n(OH-)×1，解得：n(Na+)=0.01 mol，n(OH-)=0.06 mol，x：y：m：n=
n(Na+)：n(Fe3+)：n(SO4
2-)：n(OH-)=0.01：0.03：0.02：0.06=1：3：2：6，化学式为NaFe3(SO4)2(OH)6。
19．
(14 分)某钒渣主要成分为V2O3(含有少量Al2O3、CaO)，以其为原料生产V2O5的工艺
如下图：
已知：
i．钒酸(H3VO4)是强酸，NH4NO3 (偏钒酸铵)难溶于水；
价钒在溶液中的主要存在形式与溶液pH 的
关系如表所示。
pH
4~6
6~8
8~10
10~12
主要离子
VO2
+
VO3
-
V2O7
4-
VO4
3-
ii．室温下，Ksp(CaCO3)= m，Ksp[Ca3(VO4)2]=n。
iii．
在溶液pH=3.3 时开始沉淀，溶液pH=4.7 时沉淀完全。
请回答以下问题：
(1)“酸浸”前需将块状固体粉碎，其目的是 ；焙烧过程中V2O3生成Ca(VO3)2的化学方程式为
。
(2)已知Ca(VO3)2难溶于水，可溶于盐酸。若“酸浸”时溶液的pH=5，则Ca(VO3)2溶于盐酸的离子方
程式为 。
(3)“转沉”时，发生反应Ca3(VO4)2(s)+3CO3
2-(aq)
3CaCO3(s)+2VO4
3-(aq)，该反应的平衡常数K=
(用含m、n 的代数式表示)。
(4)“沉钒2”的沉钒率随温度的变化如图所示，温度高于80℃沉钒率下降的原因是 。
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(5)产品纯度测定：将mg 产品(V2O5)溶于足量稀硫酸配成100 mL(VO2)SO4溶液。取20.00mL 该溶液于
锥形瓶中，用a mol·L-1H2C2O4标准溶液进行滴定，经过三次滴定，达到滴定终点时平均消耗标准溶液的体
积为20.00mL。
①完成下列滴定过程的离子方程式： 。
______VO2
++_____H2C2O4+________=____VO2+++______CO2↑+________
②产品的纯度为 (用质量分数表示)。
【答案】(1)增大固体反应物与酸的接触面积，加快酸浸的速率(2 分)
V2O3+CaO+O2
Ca(VO3)2(2 分)
(2)Ca(VO3)2+4H+= Ca2++2VO2
-+2H2O(2 分)
(3)
(2 分)
(4)高于80℃时NH4
+水解程度增大，c(NH4
+)减小(2 分)
(5) 2VO2
++H2C2O4+2H+=2VO2+++2CO2↑+2H2O(2 分)
(2 分)
【解析】由题给流程可知，废钒渣中加CaO 在空气中焙烧时，V2O3与CaO、空气中的氧气反应转化
为Ca(VO3)2，Al2O3与CaO 反应转化为Ca(AlO2)2；向焙烧后的固体中加入盐酸，pH=5 时将Ca(VO3)2转化
为VO2Cl，AlO2
-转化为Al(OH)3沉淀，过滤得到含有Al(OH)3的滤渣1 和含有VO2
+的滤液；向滤液中加入
石灰乳，将VO2
2+转化为Ca3(VO4)2沉淀，过滤得到滤液1 和Ca3(VO4)2；向Ca3(VO4)2中加入碳酸铵溶液，
将Ca3(VO4)2转化为(NH4)3VO4，过滤得到含有CaCO3的滤渣2 和含有(NH4)3VO4的滤液；向滤液中加入氯化
铁固体，将(NH4)3VO4转化为NH4VO3沉淀，过滤得到滤液2 和NH4VO3；NH4VO3灼烧脱氨制得V2O5。(1)
酸浸前将块状固体粉碎,可以增大反应物的接触面积,加快酸浸速率,使酸浸更加充分；由分析可知，V2O3与
CaO、空气中焙烧反应转化为Ca(VO3)2，反应的化学方程式为：V2O3+CaO+O2
Ca(VO3)2。(2))由表格
信息可知，溶液 pH 为5 时，钒元素在溶液中以VO2
+形式存在，则Ca(VO3)2与盐酸反应生成CaCl2、VO2Cl
和H2O，反应的离子方程式为：Ca(VO3)2+4H+= Ca2++2VO2
-+2H2O。(3)由方程式可知，反应的平衡常数
。(4)氯化铵是强酸弱碱盐，铵根离子在溶液中的水
解反应是吸热反应，当温度高于80℃时，水解平衡向正反应方向移动，溶液中铵根离子浓度减小导致沉钒
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率下降。(5)由题知，离子方程中VO2
-→VO2+，V 元素的化合价从+5 降低到+4，H2C2O4→CO2草酸为还原剂，
C 元素化合价从+3 价升高到+4，按得失电子守恒、元素质量守恒，可得2VO2
++H2C2O4+2H+=2VO2++
+2CO2↑+2H2O；产品纯度测定时发生的反应为：2VO2
++H2C2O4+2H+=2VO2+++2CO2↑+2H2O，可得关系式：
V2O5~2VO2
+~H2C2O4，已知mg 产品溶于足量稀硫酸配成100 mL(VO2)SO4溶液，取20.00mL 该溶液，消耗
20.00mL a mol·L-1 H2C2O4，则产品的纯度为：
。
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