高中化学金属及其化合物试题

水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为 $CaO$ 、 $Si{O}_2$ ，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：

回答下列问题：

（1）在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是__________，还可使用___________代替硝酸。

（2）沉淀A的主要成分是_________________，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为____________________________________。

（3）加氨水过程中加热的目的是___________。沉淀B的主要成分为_____________、____________（写化学式）。

（4）草酸钙沉淀经稀 $H_{2}S{O}_4$ 处理后，用 $KMn{O}_4$ 标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含 量，滴定反应为： $\text{Mn}{\text{O}}_4^{-}{\text{+H}}^{\text{+}}{\text{+H}}_{\text{2}}{\text{C}}_{\text{2}}{\text{O}}_{\text{4}}{\text{→Mn}}^{\text{2+}}{\text{+CO}}_{\text{2}}{\text{+H}}_{\text{2}}\text{O}$。实验中称取 $0.400g$ 水泥样品，滴定时消耗了 $0.0500mol·L^{-1}$的 $KMn{O}_4$ 溶液 $36.00mL$ ，则该水泥样品中钙的质量分数为______________。

由下列实验及现象不能推出相应结论的是（ ）

	实验	现象	结论
A．	向 $\mathit{2}mL\mathit{0}\mathit{.}\mathit{1}\mathit{mol}\cdot L^{-1}$ 的 $\text{FeC}{\text{l}}_3$ 溶液中加足量铁粉，振荡，加1滴KSCN溶液	黄色逐渐消失，加KSCN溶液颜色不变	还原性： $\text{Fe>F}{\text{e}}^{2+}$
B．	将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满 $C{O}_2$ 的集气瓶	集气瓶中产生大量白烟，瓶内有黑色颗粒产生	$C{O}_2$ 具有氧化性
C．	加热盛有少量 $N{H}_{4}HC{O}_3$ 固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸	石蕊试纸变蓝	$N{H}_{4}HC{O}_3$ 显碱性
D．	向2支盛有 $2mL$ 相同浓度银氨溶液的试管中分别加入2滴相同浓度的 $NaCl$ 和 $NaI$ 溶液	一只试管中产生黄色沉淀，另一支中无明显现象	$K_{\mathit{sp}}(\mathit{AgI})<K_{\mathit{sp}}(\mathit{AgCl})$

高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图所示。回答下列问题：

相关金属离子[ $c_0(Mn+)=0.1mol·L^{-1}$ ]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

金属离子	$M{n}^{2+}$	$F{e}^{2+}$	$F{e}^{3+}$	$A{l}^{3+}$	$M{g}^{2+}$	$Z{n}^{2+}$	$N{i}^{2+}$
开始沉淀的pH	8.1	6.3	1.5	3.4	8.9	6.2	6.9
沉淀完全的pH	10.1	8.3	2.8	4.7	10.9	8.2	8.9

（1）"滤渣1"含有S和________；写出"溶浸"中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式________。

（2）"氧化"中添加适量的 $Mn{O}_2$ 的作用是将________。

（3）"调pH"除铁和铝，溶液的pH范围应调节为________~6之间。

（4）"除杂1"的目的是除去 $Z{n}^{2+}$ 和 $N{i}^{2+}$， "滤渣3"的主要成分是________。

（5）"除杂2"的目的是生成 $Mg{F}_2$ 沉淀除去 $M{g}^{2+}$ 。若溶液酸度过高， $M{g}^{2+}$ 沉淀不完全，原因是________。

（6）写出"沉锰"的离子方程式________。

（7）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为 $LiN{i}_{x}C{o}_{y}M{n}_z{O}_2$， 其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当 $x=y=\frac{1}{3}$ 时， z=________。

化学与生活密切相关。下列叙述错误的是（ ）

A. 高纯硅可用于制作光感电池 B. 铝合金大量用于高铁建设

C. 活性炭具有除异味和杀菌作用 D. 碘酒可用于皮肤外用消毒

下列化学方程式中，不能正确表达反应颜色变化的是（ ）

A．	向 $CuS{O}_4$ 溶液中加入足量Zn粉，溶液蓝色消失： $Zn+CuS{O}_4=Cu+ZnS{O}_4$
B．	澄清的石灰水久置后出现白色固体： $Ca(OH{)}_2+C{O}_2=CaC{O}_3\downarrow +H_{2}O$
C．	$N{a}_2{O}_2$ 在空气中放置后由淡黄色变为白色： $2N{a}_2{O}_2=2N{a}_{2}O+O_2\uparrow$
D．	向 $Mg(OH{)}_2$ 悬浊液中滴加足量 $FeC{l}_3$ 溶液出现红褐色沉淀： $3Mg(OH{)}_2+2FeC{l}_3=2Fe(OH{)}_3+3MgC{l}_2$

下列实验现象与实验操作不相匹配的是（ ）

	实验操作	实验现象
A	向盛有高锰酸钾酸性溶液的试管中通入足量的乙烯后静置	溶液的紫色逐渐褪去，静置后溶液分层
B	将镁条点燃后迅速伸入集满 $C{O}_2$ 的集气瓶	集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生
C	向盛有饱和硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸	有刺激性气味气体产生，溶液变浑浊
D	向盛有 $FeC{l}_3$ 溶液的试管中加过量铁粉，充分振荡后加1滴KSCN溶液	黄色逐渐消失，加KSCN后溶液颜色不变

A．

A

B．

B

C．

C

D．

D

${\text{k}}_3\left[\mathit{Fe}{\left(C_2{O}_4\right)}_3\right]\cdot 3H_{2}O$ (三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,可用于晒制蓝图,回答下列问题：

（1）晒制蓝图时,用 ${\text{k}}_3\left[\mathit{Fe}{\left(C_2{O}_4\right)}_3\right]\cdot 3H_{2}O$ 作感光剂,以 $K_3\left[Fe\right(C{N}_6\left)\right]$ 溶液为显色剂.其光解反应的化学方程式为 ${\text{2k}}_3\left[\mathit{Fe}{\left(C_2{O}_4\right)}_3\right]$ $\underset{\_}{\underset{\_}{\mathit{光照}}}$ $2\mathit{Fe}{C}_2{O}_4+3K_2{C}_2{O}_4+2C{O}_2\uparrow$ ,显色反应的化学方程式为________.

（2）某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按下面所示装置进行实验。

①通入氮气的目的是________。

②实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊，装置E中固体变为红色，由此判断热分解产物中一定含有________、________。

③为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是________。

④样品完全分解后，装置A中的残留物含有 $\mathit{FeO}$ 和 $F{e}_2{O}_3$ ，检验 $F{e}_2{O}_3$ 存在的方法是：________。

（3）测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。

①称量 $\mathit{mg}$ 样品于锥形瓶中，溶解后加稀 $H_{2}S{O}_4$ 酸化，用 $\mathit{cmol}\cdot L^{-1}\mathit{KMn}{O}_4$ 溶液滴定至终点。滴定终点的现象是________。

②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中，加稀 $H_{2}S{O}_4$ 酸化，用 $\mathit{cmol}\cdot L^{-1}\mathit{KMn}{O}_4$ 溶液滴定至终点，消耗 $\mathit{KMn}{O}_4$ 溶液 $\mathit{VmL}$ ，该晶体中铁的质量分数的表达式为________。

我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿（ZnS,含有 和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：

相关金属离子 形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

回答下列问题：

（1）焙烧过程中主要反应的化学方程式为________。

（2）滤渣1的主要成分出 $\mathit{Si}{O}_2$ 外还有________;氧化除杂工序中ZnO的作用是________.若不通入氧气，其后果是________。

（3）溶液中的 $C{d}^{2+}$ 可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为________。

（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为________;沉积锌后的电解液可返回________工序继续使用。

化学与生活密切相关，下列说法错误的是（）

A．	碳酸钠可用于去除餐具的油污	B．	漂白粉可用于生活用水的消毒
C．	氢氧化铝可用于中和过多的胃酸	D．	碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查

下列实验操作能达到实验目的是（ ）

	实验目的	实验操作
A．	制备Fe（OH） 3胶体	将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl 3溶液中
B．	由MgCl 2溶液制备无水MgCl 2	将MgCl 2溶液加热蒸干
C．	除去Cu粉中混有的CuO	加入稀硝酸溶液，过滤、洗涤、干燥
D．	比较水与乙醇中氢的活泼性	分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中

A．

A

B．

B

C．

C

D．

D

碘（紫黑色固体，微溶于水）及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题：

（1） $I_2$ 的一种制备方法如下图所示：

$\mathit{净化除氯后含}I\mathit{海水}\stackrel{\mathit{\hspace{1em}\hspace{1em}}}{\to }\stackrel{\underset{\downarrow }{\mathit{AgN}{O}_3}}{\overline{)\mathit{富集}}}\stackrel{\mathit{\hspace{1em}\hspace{1em}}}{\to }\mathit{悬浊液}\stackrel{\mathit{\hspace{1em}\hspace{1em}}}{\to }\stackrel{\underset{\underset{\downarrow }{\mathit{Fe}粉}}{\stackrel{\downarrow }{\mathit{沉淀}}}}{\overline{)\mathit{转化}}}\stackrel{\mathit{\hspace{1em}\hspace{1em}}}{\to }\stackrel{\underset{\downarrow }{C{l}_2}}{\overline{)\mathit{氧化}}}\stackrel{\mathit{\hspace{1em}\hspace{1em}}}{\to }{I}_2$

①加入 $\mathit{Fe}$ 粉进行转化反应的离子方程式为_________，生成的沉淀与硝酸反应，生成________后可循环使用。

②通入 $C{l}_2$ 的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为__________；若反应物用量比 $n\left(C{l}_2\right)/n\left(\mathit{Fe}{I}_2\right)=1.5$ 时，氧化产物为_________；当 $n\left(C{l}_2\right)/n\left(\mathit{Fe}{I}_2\right)>1.5$ ，单质碘的收率会降低，原因是___________。

（2）以 $\mathit{NaI}{O}_3$ 为原料制备 $I_2$ 的方法是：先向 $\mathit{NaI}{O}_3$ 溶液中加入计量的 $\mathit{NaHS}{O}_3$ ，生成碘化物；再向混合溶液中加入 $\mathit{NaI}{O}_3$ 溶液，反应得到 $I_2$ ，上述制备 $I_2$ 的总反应的离子方程式为__________。

（3） $\mathit{KI}$ 溶液和 $\mathit{CuS}{O}_4$ 溶液混合可生成 $\mathit{CuI}$ 沉淀和 $I_2$ ，若生成 $1\mathit{mol}{\text{I}}_2$ ，消耗的 $\mathit{KI}$ 至少为_______ $\mathit{mol}$ 。 $I_2$ 在 $\mathit{KI}$ 溶液中可发生反应： $I_2+I^{-}\stackrel{\mathit{\hspace{1em}\hspace{1em}}}{\leftleftarrows }{I^{-}}_3$ 。实验室中使用过量的 $\mathit{KI}$ 与 $\mathit{CuS}{O}_4$ 溶液反应后，过滤，滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量 $\mathit{KI}$ 的原因是________。

W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，也是Y的最外层电子数的2倍。W和X的单质常温下均为气体。下列叙述正确的是（ ）

A．	原子半径： $Z>Y>X>W$
B．	W与X只能形成一种化合物
C．	Y的氧化物为碱性氧化物，不与强碱反应
D．	W、X和Z可形成既含有离子键又含有共价键的化合物

化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是（ ）

A．	食品加工时不可添加任何防腐剂
B．	掩埋废旧电池不会造成环境污染
C．	天然气不完全燃烧会产生有毒气体
D．	使用含磷洗涤剂不会造成水体污染

实验室中下列做法错误的是（　　）

A．用冷水贮存白磷

B．用浓硫酸干燥二氧化硫

C．用酒精灯直接加热蒸发皿

D．用二氧化碳灭火器扑灭金属钾的燃烧

钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以+3、+4、+5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO ₂、Fe ₃O ₄。采用如图工艺流程可由黏土钒矿制备NH ₄VO ₃。

该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。

金属离子	Fe ^3+	Fe ^2+	Al ^3+	Mn ^2+
开始沉淀pH	1.9	7.0	3.0	8.1
完全沉淀pH	3.2	9.0	4.7	10.1

回答下列问题：

（1）"酸浸氧化"需要加热，其原因是 　　。

（2）"酸浸氧化"中，VO ⁺和VO ²⁺被氧化成VO ₂ ⁺，同时还有 　　离子被氧化。写出VO ⁺转化为VO ₂ ⁺反应的离子方程式 　。

（3）"中和沉淀"中，钒水解并沉淀为V ₂O ₅•xH ₂O，随滤液②可除去金属离子K ⁺、Mg ²⁺、Na ⁺、 　　，以及部分的 　　。

（4）"沉淀转溶"中，V ₂O ₅•xH ₂O转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是 　　。

（5）"调pH"中有沉淀生产，生成沉淀反应的化学方程式是 　　。