人教【新课标】高中化学一轮复习：专题5常见的金属元素解析版

人教【新课标】高中化学一轮复习：专题5常见的金属元素一、单选题1．下列金属中，通常用电解法冶炼的是（　　）A．FeB．MgC．HgD．Ag【答案】B【知识点】金属冶炼的一般原理【解析】【解答】A．铁是较活泼金属，通常用热还原法冶炼，故A不符合题意；B．镁是活泼金属，通常用电解法冶炼，故B符合题意；C．汞是不活泼金属，通常用热分解法冶炼，故C不符合题意；D．银是不活泼金属，通常用热分解法冶炼，故D不符合题意；故答案为：B。【分析】电解法应用在不能用还原法、置换法冶炼生成单质的活泼金属（如钠、钙、钾、镁等）和需要提纯精炼的金属（如精炼铝、镀铜等）。2．宝鸡是青铜器的故乡，青铜是我国较早使用的金属材料，下列与铜有关的说法正确的是（　　）A．青铜的主要成分为铜、锌合金，博物馆中贵重青铜器常放在银质托盘上B．铜的氧化物有CuO和Cu2O，它们在稀硫酸中反应原理相同C．《本草纲目》中载有一药物，名“铜青”，铜青是铜器上的绿色物质，则铜青就是青铜D．《淮南万毕术》中记载“曾青得铁则化为铜”，是古代湿法炼铜的方法，胆矾可作为湿法炼铜的原料【答案】D【知识点】金属冶炼的一般原理；铜及其化合物【解析】【解答】A．将青铜器放在银质托盘上，青铜器容易生成铜绿，A不符合题意；B．Cu2O在稀硫酸中发生歧化反应：Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O，CuO在稀硫酸中发生反应，化合价无变化，故原理不同，B不符合题意；C．铜青是碱式碳酸铜，和青铜不是一种物质，C不符合题意；D．湿法炼铜利用单质铁置换出铜，故胆矾可用作原料，D符合题意；故答案为：D。【分析】湿法炼铜：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu3．下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是（　　）A．单质铝能导电，可用于制作导线B．熔点很高，可用于冶炼金属铝C．有弱碱性，可用于治疗胃酸过多D．明矾能水解形成胶体，可用于净水【答案】B【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用【解析】【解答】A．金属铝具有良好的导电性，可以导电，可用于制作导线，故A不符合题意；B．熔点很高，不易熔化，可用作耐高温材料，氧化铝用于冶炼金属铝是因为其熔融状态下可以电离，故B符合题意；C．有弱碱性，可以与酸反应，且没有腐蚀性，可用于治疗胃酸过多，故C不符合题意；D．明矾溶于水电离出的铝离子能水解生成氢氧化铝胶体，可以吸附水中的悬浮物，可用于净水，故D不符合题意；故答案为：B【分析】A.单质铝具有导电性，可作导线；B.氧化铝熔点高，可作耐高温材料；C.氢氧化铝具有弱碱性，可与盐酸反应；D.明矾水解生成氢氧化铝胶体，可用于净水。4．下列冶炼方法中，不能将化合物中的金属元素还原为金属单质的是（　　）A．加热氧化铝B．加热氧化汞C．电解熔融氯化钠D．氢气还原氧化铁【答案】A【知识点】金属冶炼的一般原理【解析】【解答】A.三氧化二铝熔点很高，受热不分解，通常用电解氧化铝法制备铝，A项符合题意；B.加热氧化汞得到汞和氧气，B项不符合题意；C.电解熔融氯化钠得到金属钠和氯气，C项不符合题意；D.氢气还原氧化铁得到铁单质和水，D项不符合题意；故答案为：A。n【分析】常见的冶炼方法有：1．还原法：金属氧化物（与还原剂共热）；2．置换法：金属盐溶液（加入活泼金属）；此外还有电解法和热分解法等。5．下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是（　　）A．2HgO2Hg+O2↑B．4Al+3MnO22Al2O3+3MnC．2MgO2Mg+O2↑D．4CO+Fe3O43Fe+4CO2【答案】C【知识点】金属冶炼的一般原理【解析】【解答】A．汞的性质不活泼，工业上采用热分解法制取，A不符合题意；B．锰是难熔的金属，可利用铝热反应制取活动性比铝弱的金属锰，B不符合题意；C．镁是活泼金属，应采用电解熔融氯化镁的方法制取，氧化镁的熔点太高，消耗较多能量，C符合题意；D．该反应中四氧化三铁被CO还原，属于热还原法，铁性质较活泼，工业上常采用热还原法制取，D不符合题意；故答案为：C【分析】金属的性质不同，活泼性不同，冶炼的方法不同，根据金属活动性强弱，可采用热还原法、电解法、热分解法等冶炼方法；热分解法：对于不活泼金属，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来，例如：2HgO2Hg+O2↑；热还原法：在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂(C、CO、H2、活泼金属等)将金属从其化合物中还原出来，例如：Fe2O3+3CO2Al2O3+2Fe+CO2↑电解法：活泼金属较难用还原剂还原，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属，例如：2Al2O34Al+3O2↑利用铝热反应原理还原：V、Cr、Mn、W等高熔点金属可利用铝热反应产生的高温来冶炼。6．钠及其化合物的转化关系如下，下列分析正确的是（　　）A．和发生反应①转移电子B．反应⑤和反应⑥都可说明属于碱性氧化物C．反应⑥中只体现氧化性D．上述转化中发生的反应有分解反应、化合反应、置换反应【答案】D【知识点】化学基本反应类型；钠的化学性质；钠的重要化合物；氧化还原反应的电子转移数目计算【解析】【解答】A.和发生反应①时，Na由0价升高到+1价，所以转移电子，A不符合题意；B.反应⑤生成NaOH的同时，有O2生成，反应⑥在生成Na2CO3的同时，也有O2生成，两反应都可说明不属于碱性氧化物，B不符合题意；C.反应⑥中，中的O元素一部分由-1价升高到0价，一部分由-1价降低到-2价，既体现氧化性又体现还原性，C不符合题意；D.上述转化中，④、①、②分别发生分解反应、化合反应、置换反应，D符合题意；故答案为：D。【分析】A.反应①中钠元素的化合价由0升为+1，则1molNa转移1mol电子。计算反应中转移电子数时，要以某一变价（升价或降价）元素的化合价变化为参照。B.碱性氧化物是指与水反应只生成碱，或与酸反应只生成盐和水的氧化物。而反应⑤、⑥还生成了别的物质。C.Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，Na2O2中氧元素的化合价部分由-1降到-2，部分由-1升到0，说明Na2O2既有氧化性又有还原性。注意Na2O2与CO2反应还会生成O2。D.根据反应类型的特点进行解答。分解反应的特点是“一变多”，化合反应的特点是“多变一”，置换反应的特点是“A+BC＝B+AC”（A、B均是单质，BC、AC均是化合物）。7．根据下列实验操作，判断现象及结论均正确的是（　　）选项实验操作现象结论A向某溶液中先加入几滴KSCN溶液，再通入氯气开始无明显现象，后溶液变红溶液中一定含Fe2+，一定不含Fe3+B向BaCl2溶液中通入SO2气体有白色沉淀生成该白色沉淀为BaSO3C常温下，测定等物质的量浓度的Na2CO3和Na2SO3溶液的pH前者pH比后者的大非金属性：S>CD火焰出现黄色该溶液一定是钠盐溶液n在火焰上灼烧搅拌过某无色溶液的铂丝A．AB．BC．CD．D【答案】A【知识点】盐类水解的原理；焰色反应；二价铁离子和三价铁离子的检验【解析】【解答】A．Fe2+能被氯气氧化为Fe3+，Fe3+遇KSCN溶液变红，向某溶液中先加入几滴KSCN溶液，无现象，再通入氯气，溶液变红，说明溶液中一定含Fe2+，一定不含Fe3+，故A符合题意；B．二氧化硫和氯化钡不反应，向BaCl2溶液中通入SO2气体，没有现象，故B不符合题意；C．根据最高价含氧酸的酸性判断非金属性，H2SO3不是S的最高价含氧酸，所以不能证明非金属性S>C，故C不符合题意；D．在火焰上灼烧搅拌过某无色溶液的铂丝，火焰出现黄色，说明该溶液一定含有Na+，可能是钠盐或氢氧化钠，故D不符合题意；故答案为：A。【分析】B.若有亚硫酸钡生成，将违背强酸制备弱酸，故该反应不能发生C.比较非金属强弱可以用最高价含氧酸酸性进行比较D.焰色反应先黄色，只能说明溶液含有钠元素8．下列说法正确的是（　　）A．钠的化合物都是白色固体B．焰色试验火焰呈黄色的肯定是钠盐C．将氧化钠在氧气中加热不可能转化为过氧化钠D．等质量固体分别与足量等浓度的盐酸反应，前者消耗的盐酸多【答案】D【知识点】钠的化学性质；钠的重要化合物；焰色反应；钠的氧化物【解析】【解答】A．钠的化合物中过氧化钠是淡黄色，故A不符合题意；B．焰色试验火焰呈黄色的肯定是含钠元素的物质，不一定是钠盐，故B不符合题意；C．将氧化钠在氧气中加热反应生成过氧化钠，故C不符合题意；D．根据、，等质量固体分别与足量等浓度的盐酸反应，两者消耗的盐酸物质的量、，则前者消耗的盐酸多，故D符合题意。故答案为：D。【分析】A.钠的化合物中，过氧化钠为淡黄色固体；B.焰色试验是元素的性质；C.将氧化钠在氧气中加热转化为过氧化钠；D.利用下可计算物质的量，根据、，因酸足量，利用1molNa2CO3消耗2molHCl，1molNaHCO3消耗1molHCl。9．将Na、Mg、Al各0.3mol分别放入100mL、1mol/L的HCl中，同温同压下产生的气体的体积比是（　　）A．3：1：1B．6：3：2C．1：2：3D．1：1：1【答案】A【知识点】钠的化学性质；镁的化学性质；铝的化学性质；有关混合物反应的计算【解析】【解答】钠和稀盐酸、水都反应，镁和铝分别与稀盐酸反应方程式为Mg+2HCl=MgCl2+H2↑、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，0.3molMg、Al完全反应需要盐酸的物质的量分别是0.6mol、0.9mol，实际上n（HCl）=1mol/L×0.1L=0.1mol，所以镁和铝都剩余，根据2Na～H2↑可知，0.3molNa完全反应，生成氢气的物质的量=0.3mol×=0.15mol，镁和铝都剩余，所以二者与酸反应生成氢气的量相等，生成根据氢原子守恒得生成氢气的量==0.05mol，所以同温同压下产生的气体的物质的量之比=0.15mol：0.05mol：0.05mol=3：1：1，故A符合题意。故答案为：A。【分析】解决此题的关键是明确钠的化学性质，钠性质非常活泼，可以与水反应置换出氢气，所以当钠与盐溶液反应时，通常先考虑钠与水反应，生成的氢氧化钠再与盐反应。10．把Ba(OH)2溶液滴入明矾（KAl(SO4)2）溶液中，使SO全部转化成BaSO4沉淀，此时铝元素的主要存在形式是（　　）A．Al3+B．Al(OH)3C．Al3+和Al(OH)3D．AlO【答案】D【知识点】铝的化学性质【解析】【解答】明矾的化学式为KAl(SO4)2•12H2O，设明矾为1mol，则溶液中含有1molAl3+，2molSO42-，由反应SO42-+Ba2+=BaSO4↓可知，使SO42-全部转化成BaSO4沉淀，需要2molBa(OH)2，则加入4molOH-n，则发生Al3++4OH-=AlO2-+2H2O，所以最后溶液中存在AlO2-。故答案为：D。【分析】设硫酸铝钾的物质的量为1mol，然后分别计算出铝离子、硫酸根离子的物质的量，根据硫酸根离子的物质的量得出“SO42-全部转化成BaSO4沉淀”时需要消耗氢氧化钡的物质的量，从而得出氢氧化钡提供的氢氧根离子的物质的量，最后判断反应产物。11．将一定质量的镁铝混合物投入200mL稀硫酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中逐滴加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入的NaOH溶液体积的变化关系如图所示。则下列说法错误的是（　　）A．镁和铝的总质量为9gB．生成的氢气在标准状况下的体积为11.2LC．最初20mLNaOH溶液用于中和过量的硫酸D．氢氧化钠溶液的物质的量浓度为5mol·L-1【答案】B【知识点】镁的化学性质；铝的化学性质；镁、铝的重要化合物【解析】【解答】A．由元素守恒可知n(Al)=n[Al(OH)3]=0.2mol，n(Mg)=n[Mg(OH)2]=0.15mol，则镁和铝的总质量为0.2mol×27g/mol+0.15mol×24g/mol=9g，A不符合题意；B．由A中可知n(Al)=0.2mol，n(Mg)=0.15mol，根据电子转移守恒可知2n(H2)=3n(Al)+2n(Mg)=3×0.2mol+2×0.15mol=0.9mol，所以n(H2)=0.45mol，氢气体积为0.45mol×22.4mol/L=10.08L，B符合题意；C．由图象可知，从开始至加入NaOH溶液20mL，没有沉淀生成，说明原溶液中硫酸溶解Mg、Al后硫酸有剩余，此时发生的反应为H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O，C不符合题意；D．根据以上分析可知氢氧化钠溶液的物质的量浓度为5mol·L-1，D不符合题意；故答案为：B。【分析】A．利用元素守恒计算；B．根据电子转移守恒计算；C．利用反应过程中物质的用量分析；D．利用“终态产物”计算。12．将一定质量的镁铝合金投入一定体积10mol·L-1的盐酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。若不考虑金属和盐酸反应时HCl的挥发，则下列说法错误的是（　　）A．该镁铝合金中铝的质量为5.4gB．所用NaOH物质的量浓度为4.5mol·L-1C．反应中沉淀的物质的量最多时为0.35molD．溶解合金所用盐酸的体积为100mL【答案】B【知识点】镁的化学性质；铝的化学性质；镁、铝的重要化合物；两性氧化物和两性氢氧化物【解析】【解答】A．根据图像可知生成的氢氧化铝的质量是24.3g－8.7g＝15.6g，物质的量是15.6g÷78g/mol＝0.2mol，根据铝原子守恒可知该镁铝合金中铝的质量为0.2mol×27g/mol＝5.4g，A不符合题意；B．溶解0.2mol氢氧化铝消耗氢氧化钠溶液是40mL，根据方程式NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O可知消耗氢氧化钠的物质的量是0.2mol，则所用NaOH物质的量浓度为0.2mol÷0.04L＝5mol·L-1，B符合题意；C．氢氧化镁的质量是8.7g，物质的量是8.7g÷58g/mol＝0.15mol，则反应中沉淀的物质的量最多时为0.15mol+0.2mol＝0.35mol，C不符合题意；D．当开始产生沉淀时溶液中的溶质是氯化镁、氯化铝和氯化钠，溶液中氯离子的物质的量是0.15mol×2+0.2mol×3+0.02L×5mol/L＝1.0mol，则溶解合金所用盐酸的体积为1mol÷10mol/L＝0.1L＝100mL，D不符合题意；故答案为：B。【分析】从图象可知，从开始至加入NaOH溶液20mL，没有沉淀生成，说明原溶液中盐酸溶解Mg、Al后有剩余，此时发生的反应为HCl+NaOH=NaCl+H2O，当V(NaOH)=200mL时，沉淀量最大，此时为Mg(OH)2和Al(OH)3；当V(NaOH)=240mL时，沉淀不再减少，此时全部为Mg(OH)2。从200mL到240mL，NaOH溶解Al(OH)3：NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O，根据各阶段各物质的量进行计算和判断。13．由工业废渣(主要含Fe、Si、Al等的氧化物)制取聚合硫酸铁铝净水剂的流程如下：下列有关说法不正确的是（　　）A．“浸取”时先将废渣粉碎并不断搅拌，有利于提高铁、铝元素浸取率B．与稀硫酸反应的离子方程式为C．“过滤”前用检验浸取液中是否存在的反应是氧化还原反应D．聚合硫酸铁铝水解形成的胶体具有吸附作用【答案】C【知识点】氧化还原反应；二价铁离子和三价铁离子的检验；制备实验方案的设计；离子方程式的书写【解析】【解答】A．将废渣粉碎并不断搅拌，可以增大接触面积、加快反应速率，充分反应，有利于提高铁、铝浸取率，A不符合题意；B．Al2O3与稀硫酸反应生成硫酸铝和水，离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，B不符合题意；nC．用检验浸取液中是否存在的反应：铁氰化钾｛｝与发生反应产生蓝色沉淀：，反应中元素化合价不变，不是氧化还原反应，C符合题意；D．聚合硫酸铁铝水解可以生成氢氧化铝和氢氧化铁胶体，胶体表面积较大，具有吸附作用，D不符合题意；故答案为：C。【分析】稀硫酸有酸性，H2O2有氧化性，铁、铝均能与酸反应，且H2O2能把反应后的Fe2+氧化为Fe3+，Si不参与反应，所以废渣经浸取过滤后得到的滤渣是Si，滤液是Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3。A.粉碎废渣利于增大其接触面积，使反应更充分。B.注意氧化物不可拆，电荷、原子个数要守恒。C.氧化还原反应的本质是元素化合价有升降。D.聚合硫酸铁铝中的Fe3+、Al3+能水解形成相应胶体。14．利用废铝箔(主要成分为，含少量、等)制明矾的一种工艺流程如图：下列说法错误的是（　　）A．①中生成了：B．操作是过滤，以除去难溶于溶液的杂质C．②③中加入稀硫酸的作用均是除去杂质D．由④可知，室温下明矾的溶解度小于和的溶解度【答案】C【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；物质的分离与提纯；制备实验方案的设计【解析】【解答】A．Al具有两性，能与强碱反应，化学方程式为：，故A不符合题意；B．Mg、Fe不与NaOH反应，则操作是过滤，以除去难溶于溶液的杂质，故B不符合题意；C．②中加入稀硫酸的作用是调节pH使Al3+转为Al(OH)3沉淀，③中是为了溶解Al(OH)3沉淀同时引入硫酸根，两者作用不同，故C符合题意；D．④是根据溶解度差异来制取明矾，即室温下明矾的溶解度小于Al2(SO4)3和K2SO4的溶解度，故D不符合题意；故答案为：C。【分析】Al有两性，能与NaOH溶液反应生成NaAlO2溶于水，而Mg、Fe不反应，以单质固体形式除去，则操作a是过滤，再加稀硫酸调节pH析出Al(OH)3沉淀，过滤固体，继续向纯固体中加入适量稀硫酸得到Al2(SO4)3溶液，最后加饱和K2SO4溶液结晶得到溶解度更小的明矾。15．用黄铜灰渣(含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量FeO、Fe2O3)生产晶体Cu(NO3)2·3H2O的流程如图所示，下列说法正确的是（　　）A．“浸取”时使用浓硫酸可加快反应速率B．滤液II中一定含Zn2+、Fe2+、SO离子C．若制得纯度较高的Cu(NO3)2·3H2O，反应中所加Zn需过量D．将Cu(NO3)2溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到Cu(NO3)2·3H2O【答案】B【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用【解析】【解答】A．浓硫酸中氢离子浓度小，“浸取”时使用浓硫酸不能加快反应速率，故A不符合题意；B．加入适量的锌粉，把Cu2+还原为Cu，所以滤液II中一定含Zn2+、Fe2+、SO离子，故B符合题意；C．若反应Ⅰ中加入过量的Zn，得到的固体中Cu中含有Zn、Fe杂质，产品Cu(NO3)2·3H2O中含有硝酸锌、硝酸铁，故C不符合题意；D．Cu2+会水解，故在蒸发Cu(NO3)2溶液时，要加硝酸抑制Cu2+水解，再冷却结晶，故D不符合题意；故答案为：B。【分析】A.浓硫酸浓几乎不电离，硫酸中氢离子浓度小；B.分析流程可知，滤渣1是铜，滤液1中也有铜离子，加入锌粉把铜离子还原为铜，所以滤液2中一定有Zn2+、Fe2+、SO42-；C.锌粉过量，又将会置换除铁；D.硝酸具有挥发性，直接加热蒸发浓缩，铜离子水解程度增大.16．金属材料的发展极大地促进了人类社会的文明程度。如图是两种金属及其化合物的转化关系。下列说法错误的是（　　）A．根据反应③可知氧化性：Fe3＋>H2O2B．向X溶液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀C．反应③中稀硫酸仅表现酸性D．反应①的离子方程式为Cu＋H2O2＋2H＋=Cu2＋＋2H2O【答案】A【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；无机物的推断n【解析】【解答】A．由分析可知，反应③的离子方程式为：2Fe2++2H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，可知氧化性：H2O2>Fe3＋，A符合题意；B．由分析可知，X溶液中含有Fe2+，故向X溶液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，B不符合题意；C．根据反应③的离子方程式为：2Fe2++2H2O2+2H+=2Fe3++2H2O可知反应③中稀硫酸仅表现酸性，C不符合题意；D．由分析可知，反应①的离子方程式为Cu＋H2O2＋2H＋=Cu2＋＋2H2O，D不符合题意；故答案为：A。【分析】由题干中两种金属及其化合物的转化关系图分析可知，物质M为Cu，E为Fe，X为FeSO4，Y为Fe2(SO4)3,W为Fe(SCN)3，Z为Fe(OH)3，据此分析解题。二、综合题17．为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用含有铝、铁和铜的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)并回收铜。请回答下列问题：（1）步骤I的离子反应方程式为　　。（2）试剂X是　　。(填名称)（3）步骤I、II、III中均需进行的实验操作是　　。（4）步骤II的化学方程式为　　。（5）固体F是　　(填化学式)。（6）某研究性学习小组为测定溶液E(有少量已变质)的组成，进行了如下实验：①取少量待测溶液，加入适量淀粉KI溶液，溶液变为蓝色，该反应的离子方程式为　　，说明FeSO4溶液已变质。②取50.0mL待测溶液，加入足量盐酸酸化的的BaCl2溶液，得23.3g白色沉淀，则溶液中c(SO)=　　。【答案】（1）2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑（2）稀硫酸（3）过滤（4）NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3（5）Cu（6）2Fe3++2I-=2Fe2++I2；2mol/L【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；无机物的推断【解析】【解答】(1)步骤I反应为铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，；(2)由分析可知，试剂X是稀硫酸，稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁；(3)步骤I、II、III均为分离固液的操作，故需进行的实验操作是过滤；(4)步骤II为偏铝酸钠和二氧化碳和水生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠的反应，化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3；(5)固体B中铜和稀硫酸不反应，铁反应后剩余铜单质，故固体F是铜Cu；(6)①加入适量淀粉KI溶液，溶液变为蓝色，说明生成了碘单质，该反应为铁离子和碘离子发生氧化还原反应生成碘单质，2Fe3++2I-=2Fe2++I2，说明FeSO4溶液已变质；②生成BaSO4的物质的量为，根据反应关系可知，SOBa2+，n(SO)=0.1mol，则c(SO)=2mol/L。【分析】（1）工艺流程题，追踪元素可知步骤I是为了分离Al，离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑；（2）试剂X可以和铁反应生成硫酸亚铁，但不可以和铜反应，所以X是稀硫酸；（3）步骤I、II、III都涉及固液分离，需要过滤；（4）溶液A是偏铝酸钠溶液，通入过量CO2，发生反应NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3；（6）①Fe3+的氧化性大于I2，反应的离子方程式为2Fe3++2I-=2Fe2++I2；②根据BaSO4的质量为23.3g，算出硫酸根的物质的量，在求出物质的量浓度。18．榴石矿石可以看作由CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。工业上对其进行综合利用的流程如图：（1）步骤①中加快反应速率的措施有　　(填一种)。（2）溶液Ⅰ中除了Ca2+外，还含有的金属阳离子有　　。（3）鼓入空气并充分搅拌的目的是　　。（4）工业上制取Al的反应方程式为　　。（5）试设计实验证明榴石矿中含有FeO(试剂任选，说明实验操作与现象)　　。【答案】（1）将矿石粉碎、研磨矿石、充分搅拌、适当升高反应的温度、适当增大盐酸浓度等n（2）Al3+、Fe3+、Fe2+（3）使其中的Fe(OH)2全部转化为Fe(OH)3（4）2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑（5）取矿石少许，研细，加稀硫酸充分反应后，向其中滴加酸性高锰酸钾溶液，若溶液紫色褪去，证明矿石中含有FeO【知识点】化学反应速率的影响因素；金属冶炼的一般原理；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用【解析】【解答】榴石矿石可以看作CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成，加入盐酸溶解过滤得到滤液中含氯化钙、氯化亚铁、氯化铁、氯化铝、盐酸，固体为SiO2，溶液中加入氢氧化钠反应生成氢氧化铁、氢氧化亚铁、氢氧化铝，过滤得到沉淀物A。加入过量氢氧化钠并通入空气，氧化氢氧化亚铁生成沉淀物氢氧化铁(B)，溶液Ⅱ为偏铝酸钠溶液，通入过量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀，加热分解生成氧化铝。(1)步骤①中加快反应速率的措施有将矿石粉碎、研磨矿石、充分搅拌、适当升高反应的温度、适当增大盐酸浓度等；(2)矿石中的FeO、Fe2O3、Al2O3也能被盐酸溶解，则溶液Ⅰ除去钙离子，含有阳离子Fe2+、Fe3+、Al3+；(3)鼓入空气充分搅拌是为了使其中的Fe(OH)2全部转化为Fe(OH)3；(4)Al是活泼金属，冶炼方法是电解法，则制取Al的反应方程式为2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑；(5)证明榴石矿中含有FeO的方法是取矿石少许，研细，加稀硫酸充分反应后，向其中滴加酸性高锰酸钾溶液，若溶液紫色褪去，证明矿石中含有FeO。【分析】榴石矿石中加入盐酸，只有SiO2不溶，滤液中含氯化钙、氯化亚铁、氯化铁、氯化铝、盐酸，滤液中加入氢氧化钠反应生成氢氧化铁、氢氧化亚铁、氢氧化铝，过滤得到沉淀物A。加入过量氢氧化钠并通入空气，氧化氢氧化亚铁生成沉淀物氢氧化铁(B)，溶液Ⅱ为偏铝酸钠溶液，通入过量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀，加热分解生成氧化铝，据此解答。19．我国某现代化铜冶炼厂排放的废水中含有较多的、、、和少量的，为了减少污染并变废为宝，该铜冶炼厂以该废水为原料制备硫酸钠、硫酸亚铁晶体()并回收金属铜，设计了如下流程(流程中加入的试剂均过量)。已知：加入的试剂①为溶液。回答下列问题：（1）操作a的名称为　　；溶液A中所含的溶质主要为　　(填化学式)。（2）加入的试剂③为　　(填试剂名称)。（3）检验溶液D中的金属阳离子的具体操作及现象为　　，写出检验过程中属于氧化还原反应的离子方程式：　　。（4）若取2mL溶液G加入试管中，然后滴加氢氧化钠溶液，可观察到的现象为　　，此现象中涉及的氧化还原反应的化学方程式为　　。【答案】（1）过滤；、NaOH（2）稀硫酸（3）取少量溶液D于试管中，加入两滴KSCN溶液，无明显现象，再滴加少量新制氯水，溶液变红，证明有；（4）先产生白色沉淀，后白色沉淀变成灰绿色，最终变成红褐色；【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；物质的分离与提纯；制备实验方案的设计；化学实验方案的评价【解析】【解答】以该废水(含、、、和少量的)为原料，制备硫酸钠、硫酸亚铁晶体()并回收金属铜，结合流程可知，①为溶液，使、、转化为沉淀，操作a为过滤，则溶液A主要含有和过量的，固体B含Fe(OH)3、Fe(OH)2、Cu(OH)2，加入稀硫酸将沉淀溶解得溶液C，C中含Fe2(SO4)3、FeSO4、CuSO4；加入试剂②为Fe，将还原为，将还原为Cu，操作b为过滤，得到固体E为Cu和过量的Fe，加入试剂③为稀硫酸溶解Fe，操作c为过滤，得到固体F为Cu；溶液D和溶液G都为FeSO4溶液，合并后经操作d得到，则操作d为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。（1）根据分析，操作a使固液分离，为过滤操作；溶液A中所含的溶质主要为和过量的，故答案为：过滤；、；（2）加入试剂③为稀硫酸，用来溶解Fe，故答案为：稀硫酸；（3）溶液D为FeSO4溶液，检验溶液FeSO4中的金属阳离子的具体操作及现象为：取少量溶液D于试管中，加入两滴溶液，无明显现象，再滴加少量新制氯水，溶液变红，证明有；检验过程中发生的氧化还原反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；故答案为：取少量溶液D于试管中，加入两滴n溶液，无明显现象，再滴加少量新制氯水，溶液变红，证明有；2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；（4）溶液G为FeSO4溶液，滴加氢氧化钠溶液，可观察到的现象为先产生白色沉淀，后白色沉淀变成灰绿色，最终变成红褐色，此现象中发生的反应有：FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4，，涉及的氧化还原反应的化学方程式为：，故答案为：先产生白色沉淀，后白色沉淀变成灰绿色，最终变成红褐色；。【分析】（1）固液分离用过滤，加入氢氧化钠之后，结合形成的沉淀即可找出溶液中的溶质（2）试剂③是将过量的铁粉变为硫酸亚铁（3）硫酸亚铁中含有亚铁离子，可先加硫氰化钾溶液，再加氯水即可，利用氯水氧化亚铁离子（4）氢氧化亚铁是白色一段时间变为灰绿色，最终长时间放置变为红褐色，即可写出方程式20．明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在造纸等方面应用广泛。工业上以废易拉罐(主要成分为Al和Fe)为原料制备明矾的工艺流程如图：已知：不同温度KAl(SO4)2·12H2O的溶解度：温度/℃010203040608090KAl(SO4)2·12H2O/g3.003.995.908.3911.724.871.0109回答下列问题：（1）“酸溶”中溶液中主要的金属离子有　　、Fe2+、Fe3+。（2）“转化”中Fe2+转化为Fe3+，反应的离子方程式为　　。（3）“调pH”约为3.7，滤渣②的主要成分是Fe(OH)3，“调pH”的目的是　　。（4）“沉铝”中加入NaHCO3目的是将Al3+转化为Al(OH)3，补全该反应的离子方程式　　。Al3++HCO=Al(OH)3↓+CO2↑（5）“操作”包括　　、　　、过滤、洗涤、干燥可得到明矾晶体。（6）某工厂用m1kg废易拉罐(含Al5.4%)制备KAl(SO4)2·12H2O(相对分子质量为474)，最终得到产品m2kg，产率为　　。【答案】（1）Al3+（2）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O（3）将溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3除去（4）Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑（5）蒸发浓缩；冷却结晶（6）【知识点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用【解析】【解答】(1)“酸溶”时，铝与硫酸反应生成硫酸铝，因此还有Al3+。(2)过氧化氢有氧化性，亚铁离子有还原性，两者发生氧化还原反应，离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。(3)滤渣②的主要成分是Fe(OH)3，因此“调pH”的目的是：将溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3除去。(4)铝离子与碳酸氢根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳，离子方程式为：Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑。(5)将溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到明矾晶体。(6)m1kg废易拉罐中含铝m1kg0.054=0.054m1kg，所以理论上应该产生明矾，而实际产生m2kg，因此明矾的产率为。【分析】（1）废易拉罐(主要成分为Al和Fe)，Al与硫酸反应生成硫酸铝；（2）Fe2+转化为Fe3+，发生氧化反应，H2O2发生还原反应生成水，结合化学环境，物料守恒、电荷守恒配平方程式；（3）调节pH都目的是为了除去Fe3+；（4）根据电荷守恒、物料守恒配平方程式；（5）“操作”的目的是为了获得明矾，所以要蒸发浓缩、冷切结晶。三、推断题21．有一无色溶液，除了水电离产生的离子外，可能还含有Fe3+、Al3+、Fe2+、Mg2+、Cu2+、NH、K+、CO、SO等离子中的几种，为分析其成分，取此溶液分别进行了四个实验，其操作和有关现象如图所示：请你根据上述实验推断：（1）实验①的名称是　　。（2）原溶液中除了水电离产生的离子外一定存在的阴离子有　　，一定不存在的阳离子有Fe3+、Cu2+、　　。（3）实验②中发生反应的离子方程式为　　。n（4）实验③中产生无色无味气体所发生反应的化学方程式为　　。（5）写出实验④中剩余沉淀的化学式：　　。（6）写出实验④中，沉淀溶解过程中所发生反应的离子方程式：　　。【答案】（1）焰色试验（2）SO；Fe2+、NH（3）（4）（5）（6）【知识点】焰色反应；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；探究物质的组成或测量物质的含量；离子方程式的书写【解析】【解答】(1)根据焰色试验可确定原溶液中一定含有K+，实验①的名称是焰色试验；(2)Al3+、Mg2+与CO不能共存；根据实验④，加入过量氢氧化钠，有沉淀生成，沉淀部分溶解，说明一定含有Al3+、Mg2+，则一定不含CO；根据实验②，加入氯化钡和稀盐酸生成白色沉淀，该沉淀一定是硫酸钡，所以原溶液中一定含有SO；原溶液中除了水电离产生的离子外一定存在的阴离子有SO；由溶液无色，可知一定不含Fe3+、Fe2+、Cu2+；加入Na2O2过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，生产无色无味的气体，可知原溶液不含NH；一定不存在的阳离子有Fe3+、Cu2+、Fe2+、NH；(3)实验②中，钡离子和硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀，发生反应的离子方程式为；(4)实验③中，过氧化钠和水反应生成无色无味的氧气，发生反应的化学方程式为；(5)镁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化镁沉淀、铝离子和过量氢氧根离子反应生成偏铝酸根离子，实验④中剩余沉淀是氢氧化镁，化学式为；(6)实验④中，沉淀溶解过程中氢氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，发生反应的离子方程式。【分析】（1）可通过焰色反应检验钾离子。钾元素的焰色反应呈紫色。（2）根据无色溶液，说明原溶液中一定不含Fe2+、Fe3+、Cu2+。实验②可证明溶液中一定有SO42-；实验③中Na2O2与水反应产生NaOH和O2，根据实验现象可知，原溶液中一定不含NH4+；实验④可证明一定含有Al3+、Mg2+。由于CO32-与Al3+、Mg2+不共存，所以原溶液中一定不含CO32-。（3）实验②中加入的稀盐酸可以排除CO32-，注意要求写离子方程式，产物中的沉淀要写箭头。（4）注意要求写化学方程式，产物中的气体要用箭头标注。（5）实验④中Mg2+、Al3+与OH-反应分别生成Mg(OH)2、Al(OH)3白色沉淀，Al(OH)3能与过量的OH-继续反应，所以最后剩余Mg(OH)2，注意要求写化学式。（6）注意要求写离子方程式，Al(OH)3为难溶物，不能拆写。