2021届高三化学一轮复习金属及其化合物(有详细答案和解析)

2021届高三化学一轮复习金属及其化合物(有详细答案和解析)

2021 届高三化学一轮复习 金属及其化合物（有详细答案 和解析） 考生注意： 1．本试卷共 4 页。 2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应 位置上。 3．本次考试时间 100 分钟，满分 100 分。 4．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整。 一、选择题 (本题包括 16 小题，每小题 3 分，共 48 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．在火星上工作的美国“勇气号”“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关 Fe2O3 及 其硫酸盐的信息，用以证明火星上存在或曾经存在过水。以下叙述正确的是 ( ) A．Fe2O3 与 Fe3O4 互为同素异形体 B．制备 Al 用电解法，制备 Fe、 Cu 可用还原法 C．将 SO2 通入 BaCl 2 溶液中至饱和，有沉淀产生 D．检验从火星上带回来的红色物质是否是 Fe2O3 的操作步骤为： 样品→粉碎→加水溶解→过 滤→向滤液中滴加 KSCN 溶液 答案 B 解析 A 项，同素异形体是指同种元素组成的不同单质， Fe2O3 与 Fe3O4 是铁的不同氧化物， 不是单质，二者不互为同素异形体，错误； B 项，由金属活泼性可以知道金属冶炼方法，电 解熔融氧化铝冶炼 Al ，还原剂还原 Fe、Cu 的化合物冶炼金属 Fe、Cu，正确； C 项，盐酸的 酸性大于亚硫酸， SO2 与 BaCl2 溶液不反应， 错误； D 项，操作步骤中粉碎后加水，氧化铁不 能溶解，无法证明溶液中是否含有铁离子， 故操作错误， 应溶于盐酸再加 KSCN 检验， 错误。 2．(2018 ·重庆质量调研二 )下列物质放在空气中变质， 且变质过程与空气中的 O2、CO2、水蒸 气都有关的是 ( ) A．过氧化钠 B．金属钠 C．硫酸亚铁晶体 D．亚硫酸钠 答案 B 解析 A 项，过氧化钠与水反应： 2Na2O2＋2H2O===4NaOH ＋O2↑，过氧化钠与二氧化碳反 应： 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋ O2，过氧化钠与氧气不反应， 不符合题意， 错误； B 项， Na 的性质活泼，易与空气中的氧气反应生成 Na2O，反应为 4Na＋O2===2Na2O，Na 2O 易与水反 应 生 成 NaOH ， 反 应 为 Na2O ＋ H 2O===2NaOH ， NaOH 吸 收 空 气 中 的 水 和 CO2 生 成 Na2CO3·xH2O，Na2CO3·xH 2O 风化脱水生成 Na2CO3，符合题意，正确； C 项，硫酸亚铁晶体 在空气中易被氧气氧化生成三价铁离子，三价铁离子易水解生成氢氧化铁，但硫酸亚铁晶体 和二氧化碳不反应，不符合题意，错误； D 项，亚硫酸钠与空气中的 O2 反应： 2Na2SO3＋ O2===2Na2SO4，与空气中的 CO2、水蒸气不反应，不符合题意，错误。 3．下列有关物质性质及其应用的说法，正确的是 ( ) A．碳酸钠溶液呈碱性，可用热的纯碱溶液除去矿物油污渍 B．氧化铝的熔点很高，可用于制作耐高温材料 C．Cl 2、 SO2 均有漂白性，可使紫色石蕊溶液褪色 D．钠的金属性强于钾，工业上可用钠制取钾： Na＋ KCl===== 850 ℃ K↑＋ NaCl 答案 B 解析 A 项，矿物油的主要成分为烃，在碱性条件下不反应，错误； C 项， Cl 2 没有漂白性， SO2 不可以漂白指示剂，错误； D 项， K 比 Na 活泼，该反应的原理是 K 的沸点低，可以离 开反应体系，使反应向正方向进行，生成更多的 K，错误。 4．(2018 ·北京大学附中模拟 )化学与人类生产和生活密切相关。下列说法不正确的是 ( ) A．氧化铝是一种比较好的耐火材料，它可以用来制造耐火坩埚等实验仪器 B．一般合金的硬度大于它的纯金属成分，合金的熔点低于它的成分金属 C．碳酸钠晶体在干燥空气里容易逐渐失去结晶水变成碳酸钠粉末 D．Fe3O4 是一种复杂的化合物，俗称磁性氧化铁，常用于制作红色油漆和涂料 答案 D 解析 氧化铝具有很高的熔点， 是一种比较好的耐火材料， 可用来制造耐火坩埚， 故 A 正确； 一般合金的硬度高于成分金属的硬度，熔点低于成分金属的熔点，故 B 正确； Fe2O3 常用作 红色油漆和涂料，不是 Fe3O4，故 D 错误。 5．宋代《本草图经》中，关于绿矾的分解有如下描述：“绿矾形似朴硝 (Na2SO4· 10H2O) 而绿 色，取此物置于铁板上，聚炭，封之囊袋，吹令火炽，其矾即沸，流出，色赤如融金汁者是 真也。”下列说法错误的是 ( ) A．“色赤”物质是 Fe(OH) 3 B．流出的液体中可能含有硫酸 C．可以通过焰色反应区分绿矾和朴硝 D．绿矾分解过程中硫元素部分被还原 答案 A 解析 色赤物质应为 Fe2O3。 6．(2019 ·成都模拟 )用下图所示装置不能达到有关实验目的的是 ( ) A．用甲图装置证明密度 ρ(煤油 )<ρ(钠)<ρ(水) B．用乙图装置制备 Fe(OH) 2 C．用丙图装置制取金属锰 D．用丁图装置比较 NaHCO 3 和 Na2CO3 的热稳定性 答案 D 解析 钠放入装有水和煤油的烧杯中，钠在水和煤油的接触界面处反应，说明钠的密度介于 二者之间， A 项正确； 利用煤油隔绝空气， 将滴管插入试管底部， 可以观察到白色的 Fe(OH) 2 沉淀， B 项正确；镁条引燃，氯酸钾助燃可以引发铝热反应， C 项正确； NaHCO 3 被直接加 热，温度较高，即使 NaHCO3 分解，也不能说明二者的稳定性差异， D 项错误。 7．(2019 ·银川调研 )“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同是由黏土烧制的砖瓦， 有的是黑色的，有的却是红色的，你猜测其中的原因可能是 ( ) A．土壤中含有铁粉、二氧化锰等 B．黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑，红砖瓦则是添加了红色耐高温染料 C．土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色 CuO 和红色 Cu D．土壤中含有的铁元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色 Fe3O4 或 FeO 和红色 Fe2O3 答案 D 解析 土壤中含有铁元素， 经过不同工艺煅烧时， 分别生成了黑色 Fe3O4或 FeO 和红色 Fe2O3， 故 D 项正确。 8．(2018 ·北京东城期末检测 )科学的假设是实验探究的先导与价值所在。 下列在假设引导下的 探究肯定没有意义的是 ( ) A．探究 Fe 与 Cl 2 反应可能生成 FeCl 2 B．探究 Na 与 H2O 反应可能有 O2 生成 C．探究 Na2O2 与 SO2 反应可能有 Na2SO4 生成 D．探究 Mg 与 HNO 3 溶液反应产生的气体中可能含有 H2 答案 B 解析 A 项， Fe 只有还原性， 可以被氧化为＋ 2 价或＋ 3 价， Cl 2 具有氧化性， 该探究有意义； B 项，钠只有还原性，与水反应时化合价升高，作还原剂，水作氧化剂，故钠与水反应不可 能生成 O2，所以该探究没有意义； C 项，类比 Na 2O2 与 CO2 的反应， Na2O2 与 SO2 的反应可 能会生成 Na2SO3，但由于过氧化钠有氧化性， SO2 有还原性， 所以可能会生成 Na2SO4，所以 该探究有意义； D 项，硝酸是氧化性酸，硝酸中 NO－3 和 H＋ 均具有氧化性，镁具有还原性， 反应有可能生成 NO 2 和 H 2，该探究有意义。 9．(2018 ·广西玉林、贵港 3 月质检 )下列说法正确的是 ( ) A．向 K 2CO3 溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸， 生成的 CO2 与原 K2CO3 的物质的量之比 为 1∶2 B．为处理锅炉水垢中的 CaSO4，可先用饱和 Na2CO3 溶液浸泡，再加入盐酸溶解 C．向明矾溶液里滴加氢氧化钡溶液， 当硫酸根离子恰好沉淀完全时， 铝元素的存在形式是一 部分为 Al(OH) 3 沉淀，一部分以 AlO － 2 形式存在于溶液中 D．加入 Al 放出 H2 的溶液中可能大量存在 Fe3＋、K ＋、 Cl －、NO － 3 答案 B 解析 A 项， 由于是向 K 2CO3 溶液中滴加稀盐酸， 等物质的量 K 2CO3 与稀盐酸发生的反应为 K 2CO3＋HCl===KCl ＋KHCO 3，所以没有 CO2 生成， 错误； B 项， 加入饱和 Na2CO3 溶液可将 CaSO4 转化为 CaCO3，然后加入稀盐酸而除去，正确； C 项，当 SO2－4 完全沉淀时，即 Ba 2＋ 被完全反应， 所以 KAl(SO 4)2· 12H2O～2Ba(OH) 2，所以发生反应的离子方程式为 Al 3＋＋2SO2－4 ＋2Ba2＋ ＋4OH －===2BaSO4↓＋AlO －2 ＋2H2O，则 Al 3＋完全转化为 AlO －2 ，错误； D 项， 加入 Al 放出 H 2 的溶液可能呈强酸性 (没有强氧化性微粒 )，也可能呈强碱性，酸性条件下 NO －3 不 能大量存在、碱性条件下 Fe3＋不能大量存在，错误。 10．(2019 ·瑞金调研 )关于 FeCl3 进行的实验，下列预测正确的是 ( ) 选项 实验 预测 A 蒸发 FeCl3 溶液 得到 FeCl3 固体 B 在 FeCl3、CuCl 2 混合液中，加入少量 Fe 粉 一定有 H2 产生且有 Cu 析出 C 用 FeCl 3 固体溶于水配制饱和溶液 会有 Fe(OH) 3 沉淀产生 D 在 FeCl3 溶液中，加入 KHCO 3 溶液 有 CO2 产生，但无 Fe(OH) 3 沉淀生 成 答案 C 解析 A 项，蒸发时 FeCl3 水解得到 Fe(OH) 3，灼烧分解得到 Fe2O3； B 项， Fe3＋的氧化性比 Cu2＋、H＋ 的强， Fe 粉首先与 Fe3＋发生氧化还原反应； C 项， Fe3＋易水解，在中性条件下生 成沉淀； D 项， Fe3＋与 HCO －3 发生相互促进的水解反应，生成 CO2 气体和 Fe(OH) 3 沉淀。 11．(2018 ·南开中学诊断 )下列常见实验的现象或表述正确的是 ( ) A．向某溶液中加入 2 滴 KSCN 溶液，溶液不显红色，再向溶液中加入几滴新制的氯水，溶 液变为红色，该溶液中一定含有 Fe2＋ B．为检验红砖中铁的价态， 向红砖粉末中加入盐酸， 充分反应后取上层清液于试管中， 滴加 KSCN 溶液 2～3 滴，溶液变为红色，说明红砖中只有三氧化二铁 C．制备氢氧化亚铁时， 向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液， 边加边搅拌， 即可制得白色的 氢氧化亚铁 D．将 (NH 4)2Fe(SO4)2· 6H2O 试样溶于稀硝酸中，滴加 KSCN 溶液，出现红色，说明检验前该 试样已变质 答案 A 解析 B 项， 无法排除是否含有 Fe2＋；C 项， 为防止 Fe(OH) 2 被氧化， 不能搅拌； D 项， HNO 3 具有强氧化性，可将 Fe2＋ 氧化为 Fe3＋ 。 12．为测定含镁 3%～5%的铝镁合金中镁的质量分数，设计了 2 种实验方案： 方案一：镁铝合金加入足量的氢氧化钠溶液中充分反应后过滤，测定剩余固体质量； 方案二：称量 m g 铝镁合金粉末，放在图中惰性电热板上，通电使其充分灼烧。测得固体质 量增重。 下列说法不正确的是 ( ) A．方案一中若称取 5.4 g 合金粉末样品， 投入 V mL 2.0 mol ·L － 1 NaOH 溶液中反应， 则 V≥100 mL B．方案一中测定剩余固体质量时，过滤后未洗涤固体就干燥、称量，则镁的质量分数偏高 C．方案二中欲计算镁的质量分数，实验中还需测定灼烧后固体的质量 D．方案二中若用空气代替 O2 进行实验，则测定结果偏高 答案 A 解析 A 项，含镁为 5%时，金属铝的含量最低， 5.4 g 合金中铝的质量为 5.4×(1－5%) g；则 根 据 反 应 ： 2Al ＋ 2NaOH ＋ 2H2O===2NaAlO 2 ＋ 3H 2↑ 可 知 ， 2Al ～ 2NaOH ， 5.4× 1－5% 27 ∶(V×10－3×2)＝ 2∶2，解得 V＝ 95 mL ，因此取 5.4 g 合金粉末样品，投入 V mL 2.0 mol ·L－1 NaOH 溶液中反应，则 V≥95 mL ，错误； B 项，方案一中金属铝与氢氧化钠 溶液反应，过滤后剩余固体镁；测定剩余固体质量时，过滤后未洗涤固体就干燥、称量，相 当于镁的质量偏大， 则镁的质量分数偏高，正确； C 项， Mg 、Al 均与氧气反应生成金属氧化 物，则还需测定生成物的质量，根据镁铝质量守恒，氧化镁和氧化铝质量守恒，列方程可以 求出金属镁的质量，进而求出镁的质量分数，正确； D 项，空气中有氮气和氧气，金属镁能 够与氮气反应生成氮化镁， 灼烧后固体质量增大， 金属镁的质量偏大， 测定结果偏高， 正确。 13．CaH2 是重要的供氢剂， 遇水或酸能引起燃烧。 利用下列装置制备氢化钙固体 (提供的实验 仪器不得重复使用 )。下列说法正确的是 ( ) A．装置①在加入试剂前无需检查装置气密性 B．仪器接口的连接顺序为 a→c→b→f→g→d→e C．加热装置④之前必须检查气体的纯度 D．装置③的主要作用是为防止空气中的 CO2、H2O(g)进入装置④中 答案 C 解析 装置 ①为启普发生器，加入试剂之前必须检查装置气密性， A 项错误；装置 ①中产生 的 H2 会混有氯化氢、 水蒸气， 通过装置 ③可以除去这两种杂质， 所以仪器接口的连接顺序为 a→d→e→f→ g(g→f)→b→c，B 项错误； 为了防止金属钙与空气中的物质发生反应， 需要在加 热前通入氢气排尽装置 ④硬质玻璃管中的空气，通过检查氢气纯度判断空气是否排尽， C 项 正确；装置 ③的作用是除去氢气中混有的氯化氢、水蒸气， D 项错误。 14．烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放， 实验室用粉煤灰 (主要含 Al 2O3、SiO2 等)制备碱式 硫酸铝 [Al 2(SO4)x(OH) 6－2x]溶液，并用于烟气脱硫研究。 下列说法错误的是 ( ) A．滤渣Ⅰ的主要成分为 SiO2 B．加 CaCO3 调节溶液的 pH 至 3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使 Al 2(SO4)3 转化为 Al 2(SO4)x(OH) 6－2x C．调节 pH 时若溶液的 pH 偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，相应的离子方程式如 下： 3CaCO3＋2Al 3＋＋3H 2O===2Al(OH) 3＋3Ca2＋ ＋3CO2↑ D．上述流程中经完全热分解放出的 SO2 量总是小于吸收的 SO2 的量，其主要原因是溶液中 的部分 SO2－ 3 被氧化成 SO2－ 4 答案 C 解析 粉煤灰和稀硫酸混合，发生反应 Al 2O3＋3H2SO4===Al 2(SO4)3＋3H2O，SiO 2 和稀硫酸 不反应， 过滤溶液得滤渣 Ⅰ为 SiO2，滤液中含有 Al 2(SO4)3，调节 pH＝3.6，加入 CaCO3 粉末， 发生反应 CaCO3＋2H ＋===Ca2＋ ＋CO2↑＋H2O，CaSO4 为微溶物，所以滤渣 Ⅱ的成分主要为 CaSO4，过滤得滤液 Ⅱ，二氧化硫和水反应生成的 SO2－3 易被氧化生成 SO2－4 。A 项，通过以 上分析知， 酸浸时反应的化学方程式为 Al 2O3＋3H 2SO4===Al 2(SO4)3＋3H 2O，氧化铝和稀硫酸 完全反应、二氧化硅和稀硫酸不反应，所以滤渣 Ⅰ的成分为 SiO 2，正确； B 项，滤液中含有 Al 2(SO4)3，调节 pH＝3.6，加入 CaCO3 粉末， 发生反应 CaCO3＋2H＋ ===Ca2＋＋CO2↑ ＋H 2O， CaSO4 为微溶物，同时使 Al 2(SO4)3 转化为 Al 2(SO4)x(OH) 6－2x，正确； C 项，若溶液的 pH 偏 高，溶液中的 Al 3＋和 OH－ 离子反应生成 Al(OH) 3，所以将会导致溶液中铝元素的含量降低， 反应方程式为 3CaCO 3＋2Al 3＋ ＋3SO2－4 ＋3H 2O===2Al(OH) 3＋ 3CaSO4＋3CO 2↑，错误； D 项， 二氧化硫被吸收后生成 SO2－3 ，SO2－3 不稳定， 易被氧化生成 SO2－4 ，所以流程中经完全热分解 放出的 SO2 量总是小于吸收的 SO2 的量，正确。 15．生产上用过量烧碱溶液处理某矿物 (含 Al 2O3、MgO) ，过滤后得到的滤液用 NaHCO 3 溶液 处理，测得溶液 pH、n[Al(OH)3]随加入 NaHCO 3 溶液体积变化的曲线如下图所示。下列有关 说法不正确的是 ( ) A．生成沉淀的离子方程式为 HCO － 3 ＋AlO － 2 ＋H 2O===Al(OH) 3↓＋ CO2－ 3 B．b 点与 c 点溶液所含微粒种类相同 C．a 点溶液中大量存在的离子是 Na＋、AlO － 2 、 OH － D．NaHCO 3 溶液的物质的量浓度为 0.8 mol ·L －1 答案 D 解析 A 项，偏铝酸根离子促进碳酸氢根电离，生成沉淀的离子方程式为 HCO －3 ＋AlO －2 ＋ H2O===Al(OH) 3↓＋CO2－3 ，正确； B 项， b 点与 c 点溶液所含微粒种类相同，均为钠离子、 偏铝酸根离子、氢氧根离子、碳酸根离子，正确； C 项， a 点溶液显碱性，溶质为氢氧化钠和 偏铝酸钠，存在的离子是 Na＋ 、AlO －2 、OH －，正确； D 项，加入 40 mL 碳酸氢钠的溶液时 沉淀最多，沉淀为 0.032 mol，氢氧化钠过量，滤液中含有氢氧化钠，由于氢氧根离子和碳酸 氢根离子反应生成碳酸根离子和水， HCO －3 ＋AlO －2 ＋H2O===Al(OH) 3↓＋CO2－3 可知， 前 8 mL 不生成沉淀， NaHCO 3 溶液的物质的量浓度为 0.032 0.032 mol ·L－ 1＝1.0 mol ·L－1，错误。 16．氯化亚铜 (CuCl) 是白色粉末，微溶于水，酸性条件下不稳定，易生成金属 Cu 和 Cu2＋ ， 广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解 CuCl 2· 2H2O 制备 CuCl，并进行 相关探究。下列说法正确的是 ( ) A．途径 1 中产生的 Cl 2 可以回收循环利用，也可以通入饱和 CaCl 2 溶液中除去 B．途径 2 中 200 ℃时反应的化学方程式为： Cu2(OH) 2Cl 2===== △ 2CuO＋2HCl ↑ C．X 气体可以是 N 2，目的是作保护气，抑制 CuCl 2· 2H2O 加热过程可能的水解 D．CuCl 与稀硫酸反应的离子方程式为： 2CuCl ＋4H ＋＋SO2－ 4 ===2Cu2 ＋＋ 2Cl－ ＋SO2↑＋ 2H 2O 答案 B 解析 途径 1 中产生的 Cl 2 可以转化为 HCl ，回收循环利用， Cl 2 在饱和 CaCl 2 溶液中溶解度 很小， 不能被吸收除去， 故 A 错误； Cu2(OH) 2Cl 2 加热到 200 ℃生成 CuO，由原子守恒可知， 还生成 HCl ，则化学方程式为： Cu2(OH) 2Cl 2===== △ 2CuO＋2HCl ↑，故 B 正确； CuCl 2 水解生 成氢氧化铜和 HCl ，X 气体是用于抑制 CuCl 2水解， 则 X 为 HCl，不是氮气， 故 C 错误； CuCl 酸性条件下不稳定，易生成金属 Cu 和 Cu2＋ ，故 D 错误。 二、非选择题 (本题包括 4 小题，共 52 分) 17．(12 分)(2018 ·长春质检 )铁是应用最广泛的金属，铁的氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为 重要化合物。 (1)工业上冶炼铁的主要方法是 _______________________________________________ ________________________________________________________________________( 用 化 学 方程式表示 )。 (2)钢铁露置于空气中，主要发生的电化学腐蚀方式是 ____________，其中正极的电极反应式 为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 。 (3)高铁酸钾 (K 2FeO4)是水处理过程的一种新型净水剂，其氧化性强于高锰酸钾。工业上制备 高铁酸钾通常用以下流程： ①请将反应器中发生的离子方程式配平： (若计量数为 1，也需要写在横线上 ) Fe3＋＋____ClO －＋____OH － ===____FeO2－ 4 ＋____Cl －＋____。 ②根据流程可以判断，相同温度下 K 2FeO4 的溶解度 ________(填“大于”“小于”或“等 于” )Na2FeO4；整个生产过程中，可直接循环利用的物质是 ________(写化学式 )。 ③若某厂污水中含有一定量的 NO － 2 和悬浮性颗粒，下列关于污水处理的说法中正确的是 ________(填字母 )。 A．加入 K2FeO4 可将氮元素转化为 N 2，从而降低污水中 NO－ 2 含量 B．等物质的量的高铁酸钾和高锰酸钾，前者可处理更多的 NO － 2 C．使用高铁酸钾，同时可以减少污水悬浮性颗粒的含量 D．使用高铁酸钾处理后的污水，如果直接排放到河流中，会导致水体富营养化 答案 (1)Fe2O3＋3CO===== 高温 2Fe＋ 3CO2 (2)吸氧腐蚀 O2＋ 4e－＋2H 2O===4OH － (3)① 2 3 10 2 3 5H2O ②小于 NaOH ③CD 解析 (1) 工业上使用 CO 还原铁矿石的方法来冶炼铁。 (2)钢铁在空气中发生电化学腐蚀 (以 吸氧腐蚀为主 )，正极发生 O2 得到电子的还原反应： O2＋ 4e－＋2H 2O===4OH －。(3)①发生氧 化还原反应， 还原剂是 Fe3＋ ，氧化产物是 FeO2－4 ，氧化剂是 ClO － ，还原产物是 Cl －，由得失 电子守恒可知： 2n(Fe3＋ )＝3n(ClO － )，再由电荷守恒可确定五种离子的化学计量数分别是 2、 3、10、2、3，最后由质量守恒可知还生成了 H 2O，所以离子方程式为 2Fe3＋＋3ClO － ＋10OH －===2FeO2－4 ＋3Cl － ＋5H2O。②由于加入 KOH 析出了 K 2FeO4，所以溶解度： S(K 2FeO4)＜ S(Na2FeO4)；加入 KOH 固体反应生成的 NaOH 可循环利用。 ③A 项， K 2FeO4 具有氧化性， 而 NO－2 转化为 N2 发生了还原反应，错误； B 项， 1 mol K 2FeO4 参加反应转移 3 mol 电子， 1 mol KMnO 4 参加反应转移 5 mol 电子，所以等物质的量的 KMnO 4 可以处理更多的 NO －2 ，错 误； C 项， K 2FeO4 的还原产物是 Fe3＋，水解生成的 Fe(OH) 3 胶体具有吸附性，可以减少污水 悬浮性颗粒的含量，正确； D 项，使用 K 2FeO4 处理后的污水中含有大量的 N 元素，从而会 导致水体富营养化，正确。 18．(12 分)氮化镁是一种浅黄色粉末，易水解生成氢氧化镁和氨气，常用于制备其他超硬、 高导热、 耐高温的氮化物。 实验室用以下装置制取干燥、 纯净的 N2 并与金属镁反应制取氮化 镁。 已知： Mg ＋2NH 3===== △ Mg(NH 2)2＋ H2 回答下列问题： (1)装置 A 的分液漏斗中盛装的试剂是 ________；B、F 中盛装碱石灰的仪器名称是 ________。 (2)连接好装置进行实验前经检查装置的气密性良好。其他实验步骤如下： ①装药品 ②点燃 C 处酒精灯 ③点燃 E 处酒精灯 ④打开 A 中分液漏斗 正确的先后顺序为 ____________(填序号 )。 (3)与分液漏斗相连通的橡胶管的作用是 ____________________________________________ 。 (4)C 中反应的化学方程式是 ________________________________________________ 。 (5)D 装置的作用是 ___________________________________________________ 。 (6)若 24.0 g 镁放入 E 装置中， 实验结束后称得 E 增加了 7.0 g，则氮化镁的产率是 ________。 (7)设计简单实验证明 E 中得到的固体中含有氮化镁： __________________________ 。 答案 (1) 浓氨水 干燥管 (2)①④②③ (3)平衡分液漏斗内外压强，便于液体顺利流下 (4)3CuO ＋2NH 3===== △ 3Cu＋N 2＋3H 2O (5)吸收氨气并干燥氮气 (6)75.0% (7)取所得固体放入试管中，滴入少量蒸馏水，用镊子夹取一块湿润的红色石蕊试纸接近试管 口，试纸变蓝色，证明含有氮化镁 解析 (1) 装置 A 是用生石灰和浓氨水制备 NH 3 的装置；由图中仪器结构可知， B、F 中盛装 碱石灰的仪器是干燥管。 (2)装置内含有空气，对 E 装置反应会有影响，所以要先点燃 C 处酒精灯，利用产生的 N2 排 除装置中的空气后，再点燃 E 处酒精灯。 (3)橡胶管起平衡气压的作用，使漏斗里面的气压与烧瓶的始终相等。 (4)C 中反应为氨气和氧化铜在加热条件下生成氮气的反应，根据产物写出化学方程式。 (5)E 中镁和氮气反应， NH 3 和水蒸气会干扰实验，用装置 D 除去。 (7)根据氮化镁水解生成氢氧化镁沉淀与氨气，氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝，据此设计证 明有氮化镁生成。 19．(14 分)铁、铝是重要的金属材料，铁、铝及其化合物有非常重要的用途。 (1)下列说法正确的是 ________( 填序号 )。 ①配制氯化铁溶液，先将 FeCl3 固体溶于较浓盐酸，再用蒸馏水稀释到所需的浓度 ②FeCl2 只能通过置换反应生成， FeCl3 只能通过化合反应生成 ③利用氯水和 KSCN 溶液可以检验 Fe3＋ 中有无 Fe2＋ ④加热蒸干 Fe2(SO4)3 溶液获得 Fe2(SO4)3 固体 ⑤含 a mol AlCl 3 的溶液和含 1.5a mol NaOH 的溶液，无论正滴和反滴，生成 Al(OH) 3 的质量 相等 ⑥由于金属铝性质稳定，所以 Al 在空气中能稳定存在 (2) 高 铁 酸 钾 (K 2FeO4) 是 一 种 高 效 多 功 能 水 处 理 剂 。 其 作 用 原 理 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 。 (3)以铝土矿 (主要成分为 Al 2O3 和 Fe2O3、 SiO2)为原料制备铝的一种工艺流程如下： ①滤渣主要成分为 ________。 ②在实验室灼烧操作应选择的实验仪器为 ________。 ③反应Ⅱ中，加入 NaHCO3 一段时间才有沉淀生成，写出加入少量 NaHCO 3 时发生反应的离 子方程式： _____________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 。 (4)已知 25 ℃时 K sp[Cu(OH) 2]＝2.2×10－20，K sp[Fe(OH) 3]＝4.0×10 －38，K sp[Al(OH) 3]＝1.1×10 －33 ①在 25 ℃下，向浓度均为 0.1 mol·L－1 的 AlCl 3 和 CuCl 2 混合溶液中逐滴加入氨水，先生成 ________(填化学式 )沉淀。 ②溶液中某离子物质的量浓度低于 1.0×10－5 mol ·L－ 1时，可认为已沉淀完全。现向一定浓度 的 AlCl 3 和 FeCl3 的混合溶液中逐滴加入氨水，当 Fe3＋完全沉淀时，测定 c(Al 3 ＋)＝0.2 mol ·L－ 1。此时所得沉淀中 ________( 填“还含有”或“不含有” )Al(OH) 3。 答案 (1) ①④⑤ (2)K 2FeO4 中＋ 6 价铁具有强氧化性，能够消毒杀菌；同时 FeO2－ 4 被还原成 Fe3＋，Fe3＋水解形成 Fe(OH) 3 胶体，能够吸附水中悬浮杂质，起到净水作用 (3)①Fe2O3 ② 坩埚 ③ HCO － 3 ＋OH －===H 2O＋CO2－ 3 (4)①Al(OH) 3 ②不含有 解析 (1) 配制氯化铁溶液，先将 FeCl3 固体溶于较浓盐酸，防止三价铁离子水解，再用蒸馏 水稀释到所需的浓度，故 ①正确； FeCl2 可以通过置换反应生成，也可以通过化合反应生成， 如铁与 FeCl3 反应生成 FeCl2，FeCl3 只能通过化合反应生成，故 ②错误； Fe3＋ 能使 KSCN 溶 液变为红色，所以不能利用氯水和 KSCN 溶液检验 Fe3＋中有无 Fe2＋，故 ③错误； Fe2(SO4)3 水解得到硫酸不挥发 (硫酸沸点比水高 )，就算能生成 H2SO4，也会和 Fe(OH) 3 反应， 所以都得 到了原固体，故 ④正确； a mol AlCl 3、1.5a mol NaOH 的物质的量之比为 2∶ 3，AlCl 3 过量， 所以无论正滴和反滴，生成 Al(OH) 3 的质量相等，故 ⑤正确。 (2)K 2FeO4 中＋ 6 价铁具有强氧化性， 能够消毒杀菌； 同时 FeO2－4 被还原成 Fe3＋ ，Fe3＋水解形 成 Fe(OH) 3 胶体，能够吸附水中悬浮杂质，起到净水作用。 (3)① 铝土矿 (主要成分为 Al 2O3 和 Fe2O3、 SiO2)中 Fe2O3 不溶于氢氧化钠溶液，所以滤渣主要 成分为 Fe2O3；②灼烧操作应选择的实验仪器是坩埚； ③ 在溶解铝土矿时加入了过量的氢氧 化钠溶液， 所以加入 NaHCO 3 先与未反应的氢氧根反应， 离子方程式为 HCO －3 ＋OH－ ===H 2O ＋CO2－3 。 (4)① 根据 25 ℃ 时， 氢氧化铜与氢氧化铝的溶度积常数 Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－ 20，Ksp[Al(OH)3] ＝ 1.1×10－ 33，向浓度均为 0.1 mol ·L－1 的 AlCl 3 和 CuCl 2 混合溶液中逐滴加入氨水， 3 1.1× 10－ 33 0.1 ＜ 2.2×10－20 0.1 ，滴加相同浓度的氨水， Al(OH) 3 先析出。 ②Fe3＋完全沉淀时， c3(OH － )＝ Ksp[Fe OH 3] c Fe3＋ ＝ 4.0×10－ 38 1.0×10－5 ＝4.0×10－ 33，则 c(Al 3＋ ) ·c3(OH －)＝ 0.2× 4.0×10－33＝8×10－34＜ Ksp[Al(OH)3]＝1.1×10－33，所以没有生成 Al(OH) 3 沉淀。 20．(14 分)水合草酸亚铁 (FeC 2O4·xH2O) 是生产锂电池的原料，难溶于水，受热易分解。某化 学兴趣小组对草酸亚铁的一些性质进行探究。回答下列问题： (1) 实 验 室 用 硫 酸 亚 铁 溶 液 和 草 酸 制 备 水 合 草 酸 亚 铁 ， 反 应 的 化 学 方 程 式 是 _____________________________________________________________________ 。 (2)将水合草酸亚铁溶于适量盐酸。分别取 2 mL 此溶液于 3 支试管中，进行实验： ①第一支试管中加入几滴 KSCN 溶液，溶液不变红； ②第二支试管中加入几滴 K 3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀； ③第三支试管中加入几滴酸性 KMnO 4溶液，溶液紫红色褪去。 上述实验能证明水合草酸亚铁中存在 Fe2＋的是 ______(填编号 )。 (3)为测定水合草酸亚铁中结晶水的含量， 将石英玻璃管 (带两端开关 K 1 和 K 2)(设为装置 A)称 重，记为 m1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置 A 称重，记为 m2 g。按图 1 连接好装 置进行实验。 图 1 实验步骤为： a.打开 K 1 和 K 2，缓缓通入 N 2； b．加热装置 A 一段时间； c．停止加热，冷却到室温； d．关闭 K 1 和 K 2，称量 A； e．重复上述步骤，直至 A 恒重，记为 m3 g。 ①步骤 b 至步骤 c 继续通入 N 2的目的是 _____________________________________________ ________________________________________________________________________ 。 ②根据实验数据记录，计算水合草酸亚铁化学式中结晶水的数目 x＝________________( 列式 表示 )。 (4)为探究草酸亚铁的分解产物，将 (3)中已恒重的装置 A 接入如图 2 所示的部分装置 (可重复 选用 )进行实验。打开 K 1和 K 2，缓缓通入 N2，充分加热。实验后石英玻璃管中固体仅残留一 种有磁性的黑色化合物。 ①写出草酸亚铁受热分解的化学方程式： __________________________________ 。 ②实验装置依次连接的合理顺序为 A、______________ 。 答案 (1)FeSO4＋H2C2O4＋xH 2O===FeC2O4·xH2O↓＋ H 2SO4 (2)② (3)①将装置 A 中的水蒸气带走；同时防止 FeC2O4 冷却时被氧化 ② 8 m2－ m3 m3－m1 (4)① 3FeC2O4===== △ Fe3O4＋4CO↑＋ 2CO2↑ ②C、E、F、G、C、H 解析 (1) 实验室用硫酸亚铁溶液和草酸制备水合草酸亚铁， 发生反应的化学方程式为： FeSO4 ＋H2C2O4＋xH2O===FeC2O4·xH2O↓＋H 2SO4。(2) 实验 ①说明不含 Fe3＋，无法确定是否含有 Fe2＋；实验 ②说明一定含有 Fe2＋；由于 Cl － 、Fe2＋ 均可还原 KMnO 4，故实验 ③无法确定是否 含有 Fe2＋ 。(3)① 步骤 b 至步骤 c 继续通入 N 2，目的是将装置 A 中的水蒸气带走，同时防止 FeC2O4 冷却时被氧化。 ②FeC2O4·xH2O 的质量为 (m2－m1)g，FeC2O4 的质量为 (m3－m1)g，则 结晶水的质量为 (m2－m1)g－(m3－m1)g＝(m2－m3) g，则 m(FeC2O4)∶m(H 2O)＝(m3－ m1)∶(m2 －m3)＝144∶18x，解得 x＝ 8 m2－ m3 m3－m1 。(4)①草酸亚铁受热分解，得到有磁性的黑色化合物 Fe3O4，铁元素化合价升高，则碳元素化合价降低，还原产物为 CO，根据得失电子守恒、原 子守恒配平化学方程式为： 3FeC2O4===== △ Fe3O4＋4CO↑ ＋2CO2↑ 。②草酸亚铁的气体分解产 物有 CO、CO2，结合题图 2 所给装置可知，应先用澄清石灰水检验 CO2，再用浓 NaOH 溶液 除去 CO2，通过无水 CaCl 2 除去水蒸气后，通过灼热的 CuO 和澄清石灰水来检验 CO，最后 用排水集气装置收集尾气。