新高考化学二轮复习高频考点追踪练习专题05 金属及其重要化合物（讲义）（2份打包，原卷版+解析版）

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01专题网络·思维脑图
02考情分析·解密高考
03高频考点·以考定法
考点二 金属及其重要化合物与理论、实验的结合
【高考解密】
命题点01 以金属及其重要化合物为载体考查化学理论知识
命题点02 以金属及其重要化合物为载体考查化学实验知识
【技巧解密】
【考向预测】
考点一 金属及其重要化合物性质、用途
【高考解密】
命题点01 金属及其重要化合物的性质、用途
命题点02 金属及其重要化合物之间的相互转化
【技巧解密】
【考向预测】
04核心素养·微专题
微专题 无机化工流程题的解题策略
考点一 金属及其重要化合物性质、用途
命题点01 金属及其重要化合物的性质、用途
典例01（2023·浙江卷）物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是
A．铝有强还原性，可用于制作门窗框架
B．氧化钙易吸水，可用作干燥剂
C．维生素C具有还原性，可用作食品抗氧化剂
D．过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气，可作潜水艇中的供氧剂
【答案】A
【解析】A．铝用于制作门窗框架，利用了铝的硬度大、密度小、抗腐蚀等性质，而不是利用它的还原性，A不正确；B．氧化钙易吸水，并与水反应生成氢氧化钙，可吸收气体中或密闭环境中的水分，所以可用作干燥剂，B正确；C．食品中含有的Fe2+等易被空气中的氧气氧化，维生素C具有还原性，且对人体无害，可用作食品抗氧化剂，C正确；D．过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气，同时可吸收人体呼出的二氧化碳和水蒸气，可作潜水艇中的供氧剂，D正确；故选A。
典例02（2022·浙江卷）下列说法正确的是
A．铁与碘反应易生成碘化铁
B．电解ZnSO4溶液可以得到Zn
C．用石灰沉淀富镁海水中的Mg2+，生成碳酸镁
D．SO2通入BaCl2溶液中生成BaSO3沉淀
【答案】B
【解析】A．I2属于弱氧化剂，与Fe反应生成FeI2，A错误；B．电解一定浓度的硫酸锌溶液，Zn2+在阴极得电子析出Zn，B正确；C．石灰沉淀Mg2+生成的沉淀是Mg(OH)2，C错误；D．SO2通入BaCl2溶液中不能生成BaSO3沉淀，因为H2SO3酸性比HCl弱，该复分解反应不能发生，D错误；故答案选B。
典例03（2021·江苏卷）下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是
A．铁粉能与O2反应，可用作食品保存的吸氧剂
B．纳米Fe3O4能与酸反应，可用作铁磁性材料
C．FeCl3具有氧化性，可用于腐蚀印刷电路板上的Cu
D．聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于净水
【答案】B
【解析】A．因为铁粉能与O2反应，所以可用作食品保存的吸氧剂，A正确；B．纳米Fe3O4具有磁性，可用作铁磁性材料，B错误；C．FeCl3与Cu反应生成FeCl2和CuCl2，主要利用其氧化性，C正确；D．聚合硫酸铁能水解并形成胶体，具有吸附性，可用于净水，D正确；故选B。
命题点02 金属及其重要化合物之间的相互转化
典例01（2023·北京卷）一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下，其中代表或中的一种。下列说法正确的是

A．a、c分别是
B．既可以是，也可以是
C．已知为副产物，则通入水蒸气可减少的产生
D．等压条件下，反应①、②的反应热之和，小于氯化铵直接分解的反应热
【答案】C
【分析】分解的产物是和，分解得到的与反应生成，又可以分解得到和，则a为，b为，c为，d为。
【解析】A．由分析可知，a为，c为，A项错误；B．d为，B错误；C．可以水解生成，通入水蒸气可以减少的生成，C正确；D．反应①和反应②相加即为氯化铵直接分解的反应，由盖斯定律可知，等压条件下，反应①、反应②的反应热之和等于氯化铵直接分解的反应热，D错误；故选C。
典例02（2021·广东卷）部分含铁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．可与反应生成
B．既可被氧化，也可被还原
C．可将加入浓碱液中制得的胶体
D．可存在的循环转化关系
【答案】C
【分析】图中所示铁元素不同化合价的物质：a为Fe，b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(II)的盐类物质，c为Fe(OH)2，e为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(III)的盐类物质，d为Fe(OH)3。
【解析】A．Fe与Fe(III)的盐类物质可发生反应生成Fe(II)的盐类物质，如Fe+2FeCl3=3FeCl2，故A不选；B．Fe(II)为铁元素的中间价态，既有还原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被还原，故B不选；C．Fe(III)的盐类物质与浓碱液反应生成Fe(OH)3沉淀，制备Fe(OH)3胶体操作为：向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，故C选；D．转化如，故D不选；综上所述，答案为C。
一．常见金属及其化合物的重要性质和应用
二、金属及其重要化合物之间的相互转化
1.理清金属及其重要化合物之间知识主线
（1）钠及其重要化合物：Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO3
（2）镁、铝及其重要化合物：Al→Al2O3→Al(OH)3→eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(NaAlO2,AlCl3,Al2(SO4)3,KAl(SO4)2·12H2O))Mg→MgO→Mg(OH)2→eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(MgCl2,MgSO4))
（3）铁、铜及其化合物：Fe→eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(FeO,Fe2O3,Fe3O4))→eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(Fe(OH)2,Fe(OH)3))→eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(Fe2+,Fe3+)) Cu→eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(Cu2O,CuO))→Cu(OH)2→eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(Cu2+,CuX))
2.构建金属及其重要化合物之间知识网络
（1）钠及其重要化合物：Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO3
（2）镁、铝及其重要化合物：
（3）铁、铜及其化合物

3.重要金属及其化合物的价类二维图
（1）钠及其化合物
（2）镁、铝及其化合物
（3）铁、铜及其化合物
4.扫除易忘知识盲点
（1）钠及其重要化合物：
①钠和盐溶液反应,不能置换出盐中的金属,与熔融的盐反应才可能置换出盐中的金属。
②Na与足量O2反应无论生成Na2O还是Na2O2,只要参与反应的Na的质量相等,则转移电子的物质的量一定相等,但得到Na2O2的质量大于Na2O。
③Na分别与H2O和乙醇发生反应均能生成H2,但反应的剧烈程度不同,前者反应剧烈,后者反应缓慢。
④1 ml Na2O2参与反应转移电子的物质的量不一定为1 ml,如1 ml Na2O2与足量SO2的反应转移电子应为2 ml。
⑤不能用Ca(OH)2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液,应选用CaCl2或BaCl2溶液。
⑥除去CO2中的HCl气体，应选用饱和的NaHCO3溶液。
⑦向饱和的Na2CO3溶液中通入过量CO2，有NaHCO3 白色晶体析出。
⑧焰色反应是元素的性质，无论游离态还是化合态，均具有相同的焰色反应，它不是化学变化，在观察钾元素的焰色反应时，应通过蓝色的钴玻璃片。
⑨Na－K合金常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂。
⑩碱金属的密度呈现增大的趋势，但K反常。
⑪Li和O2反应只生成Li2O；NaH是离子化合物，是一种强还原剂。Na2O、Na2O2阴阳离子个数比均为1∶2。
⑫Na2O2投入品红溶液中,因溶液中有强氧化性物质,因而可使品红溶液褪色。Na2O2投入无色酚酞溶液中,酚酞溶液先变红后褪色。
（2）镁、铝及其重要化合物：
①铝是活泼金属，但铝抗腐蚀性相当强，因为铝表面生成一层致密的氧化物薄膜。由于Al2O3的熔点高于Al的熔点，故在酒精灯上加热铝箔直至熔化，发现熔化的铝并不滴落。
②铝热反应不仅仅是单质铝与Fe2O3反应，还包含制取其他难熔金属的反应，由于铝热剂是混合物，故铝热反应不能用于工业上冶炼铁。注意铝热反应是中学化学中唯一一类金属单质与金属氧化物在高温条件下的置换反应。
③引发铝热反应的操作是高考实验考查的热点，具体操作是先铺一层KClO3，然后插上镁条，最后点燃镁条。
④并不是Al与所有金属氧化物均能组成铝热剂，该金属氧化物对应的金属活泼性应比铝弱。
⑤Al2O3、Al(OH)3与NaOH溶液的反应常用于物质的分离提纯。Al(OH)3不溶于氨水，所以实验室常用铝盐和氨水来制备Al(OH)3。
⑥利用偏铝酸盐制备Al(OH)3，一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解。若向偏铝酸盐溶液中通入CO2，生成的Al(OH)3不溶于碳酸，CO2过量时生成HCOeq \\al(－,3)，不过量时生成COeq \\al(2－,3)，书写离子反应方程式时要特别注意。
⑦Al(OH)3可用作抗酸药；明矾常用于净水。
⑧泡沫灭火器所用试剂为Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。
⑨镁在空气中燃烧主要发生反应：2Mg＋O22MgO，此外还发生反应：3Mg＋N2Mg3N2、2Mg＋CO22MgO＋C。
⑩Mg3N2与水反应：Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑。加热Mg(HCO3)2溶液生成的是Mg(OH)2沉淀，而不是MgCO3沉淀，因为Mg(OH)2比MgCO3更难溶于水。反应方程式为Mg(HCO3)2Mg(OH)2↓＋2CO2↑。
(3)铁、铜及其化合物
①Fe与O2、H2O(g)反应的产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。Fe与Cl2反应时生成FeCl3，与S反应时生成FeS，说明Cl2的氧化性大于S的。常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后继续反应。Fe在Cl2中燃烧，无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3。
②向含Fe2＋的溶液中加入硝酸、KMnO4溶液、氯水等具有氧化性的物质时，溶液会出现浅绿色→棕黄色的颜色变化，该现象可用于Fe2＋的检验。
③Fe3＋的检验方法较多，如观察溶液颜色法(棕黄色)、NaOH溶液法(生成红褐色沉淀)、KSCN溶液法(生成红色溶液)，前面两种方法需溶液中Fe3＋浓度较大时才适用，最好也最灵敏的方法是KSCN溶液法。Fe2＋的检验可采用先加入KSCN溶液后再加入氧化剂的方法；也可用铁氰化钾检验Fe2＋，现象是生成蓝色沉淀(Fe3[Fe(CN)6]2)。
④生成FeCl2除了用Fe和HCl的置换反应外，还可用化合反应：2FeCl3＋Fe===3FeCl2；生成Fe(OH)3除了用Fe3＋与碱的复分解反应外，还可用化合反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
⑤配制FeCl2溶液既要防氧化(加入Fe粉)，又要防水解(加入盐酸)；配制FeCl3溶液要加入浓盐酸防止水解。
⑥Fe3＋必须在酸性条件下才能大量存在，当pH＝7时，Fe3＋几乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。
⑦除去酸性溶液ZnCl2中的FeCl2，应先通入Cl2或加入H2O2，再加入ZnO，使Fe3＋水解生成沉淀过滤除去。
⑧制备Fe(OH)2的方法很多，原则有两点：一是溶液中的溶解氧必须提前除去；二是反应过程中必须与O2隔绝。同时要牢记Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时溶液的颜色变化(白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色)。
⑨Fe(OH)3胶体的制备方法是将饱和FeCl3溶液滴加到沸水中，加热至呈红褐色后立即停止加热。胶体不带电，带电的是胶粒。
⑩自然界中有少量游离态的铁(陨石中)，纯净的铁块是银白色的，而铁粉是黑色的。
⑪)铜在潮湿的空气中最终不是生成CuO，而是铜绿[Cu2(OH)2CO3]。
⑫常用灼热的铜粉除去N2中的O2，灼热的CuO除去CO2中的CO。
⑬新制Cu(OH)2悬浊液常用来检验醛基。
⑭Cu和一定量的浓HNO3反应，产生的是NO2和NO的混合气体，当Cu有剩余，再加入稀H2SO4，Cu继续溶解。
⑮Cu：紫红色；CuO：黑色；Cu2S：黑色；CuS：黑色；Cu2O：砖红色。
⑯铜的焰色反应为绿色。
⑰冶炼铜的方法有①热还原法；②湿法炼铜；③电解精炼铜。
⑱铜合金有：①青铜(Sn、Pb等)；②黄铜(Zn、Sn、Pb、Al等)；③白铜(Ni、Zn、Mn等)。
5.熟记常见转化
(1)铝土矿提铝。
方式一:Al2O3AlCl3Al(OH)3Al2O3
方式二:Al2O3NaAlO2Al(OH)3Al2O3
(2)工业提镁。
方式一:MgCl2Mg(OH)2MgCl2MgCl2·6H2O
方式二:MgCO3MgCl2MgCl2·6H2O
(3)侯氏制碱。
NaClNaHCO3Na2CO3
三、其它金属及其化合物
（一）锰
锰(25Mn)位于第四周期第ⅦB族，价电子构型为3d54s2，软锰矿主要成分为MnO2，价态以＋2、＋4、＋6、＋7为最为常见，是活泼金属。
1、Mn2＋的性质
Mn2＋价电子构型为较稳定的3d5半充满结构，因此Mn2＋是锰的最稳定状态。在水溶液中呈粉红色，多数盐易溶。Mn2＋可与CO32－生成白色沉淀：Mn2＋＋CO32－=MnCO3↓
（1）在高酸度热溶液中，与过二硫酸铵、铋酸钠(NaBiO3)等强氧化剂作用，可Mn2＋氧化成MnO4-：
2Mn2＋＋5S2O882－＋8H2O2MnO4-＋10SO42-＋16H＋
2Mn2＋＋5NaBiO3＋14H＋2MnO4-＋5Na＋＋5Bi3＋＋7H2O
（2）在碱性溶液中，Mn2＋会生成沉淀：Mn2＋＋2OH－==Mn(OH)2↓(白)
2、MnO2的性质
MnO2是黑色不溶性粉末，是制造干电池的原料，在酸性介质中MnO2是一种强氧化剂。在实验室中常用此性质制备氯气：
MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
MnO2还能氧化H2O2和Fe2＋等：
MnO2＋H2O2＋2H＋==Mn2＋＋O2↑＋2H2O
MnO2＋2Fe2＋＋4H＋==Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O
3、高锰酸钾
高锰酸钾KMnO4(俗名灰锰氧)是强氧化剂，是一种深紫色的晶体，水溶液呈紫红色的。KMnO4的稀溶液(0.1%)可用于消毒和杀菌。
在酸碱性不同的条件下，高锰酸钾的还原产物是不同的。例如：
1）KMnO4的应用：
(1)加热KMnO4是实验室制备氧气的简便方法:
2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
(2)KMnO4在酸性溶液中，是很强的氧化剂，它可以氧化Cl－、I－、SO32－、C2O42－、Fe2＋等，本身还原为Mn2＋。
常见用途有：
①制备氯气：2MnO4-+10Cl－＋16H＋==2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O
②标定KMnO4的浓度：2MnO4-＋5H2C2O4＋6H＋==2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
③Fe含量的测定:MnO4-＋5Fe2＋＋8H＋==2Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O
2）KMnO4的制备
(1)MnO2与KClO3、KOH一起加热熔融生成锰酸钾：
3MnO2＋6KOH＋KClO33K2MnO4(绿)＋KCl＋3H2O
再将K2MnO4酸性条件下发生歧化反应，即可得到高锰酸钾：3MnO42－＋4H＋=2MnO4-－＋MnO2＋2H2O
(2)电解法：电解K2MnO4溶液可以制备KMnO4：
阳极反应：2MnO42－－2e-==2MnO4-
阴极反应：2H2O＋2e-==H2↑＋2OH－
总的电解反应：2MnO42－＋2H2O==2MnO4-－＋2OH－＋H2↑
（二）铬
24Cr是第四周期第ⅥB族金属元素，铬的价电子构型为3d54s1，以＋3、＋6两种价态化合物最为重要。
1.铬单质是最硬的金属，与铁、镍能组成不锈钢。可用铝热法由Cr2O3制备金属铬：
Cr2O3＋2Al2Cr＋Al2O3。
2.含Cr3＋的溶液呈绿色，铬酸钾(K2CrO4)为黄色，重铬酸盐(K2Cr2O7)为橙色。
二者可以相互转化：2CrO42－＋2H＋Cr2O72－＋H2O。
加酸平衡向右移动c(Cr2O72－)增大，c(CrO42－)减小，溶液为橙红色；加碱平衡左移c(CrO42－)增大c(Cr2O72－)减小，溶液为黄色；中性时溶液为橙色。
3.与Al2O3、Al(OH)3相似，Cr2O3、Cr(OH)3具有两性，Cr(OH)3在溶液中存在两种平衡：
Cr3＋＋3OH－Cr(OH)3H＋＋CrO2-
Cr(OH)3既溶于酸，又溶于碱：
Cr(OH)3＋3HCl==CrCl3＋3H2O
Cr(OH)3＋NaOH==NaCrO2＋2H2O
4.在酸性溶液中，Cr2O72－是强氧化剂。如加热的条件下，K2Cr2O7可以氧化浓盐酸制备氯气：
K2Cr2O7＋14HCl(浓)2CrCl3＋2KCl＋3Cl2↑＋7H2O
交警查酒驾，就是用重铬酸钾的酸性溶液，来检验酒精的含量：
K2Cr2O7＋3CH3CH2OH＋4H2SO4=Cr2(SO4)3＋K2SO4＋3CH3CHO＋7H2O
5.含铬废水中，以Cr(Ⅵ)的毒性最大。我国规定工业废水含Cr(Ⅵ)的排放标准为0.1mg·L－1。含铬废水处理的基本原理就是将铬(Ⅵ)还原为铬(Ⅲ)，然后转化为Cr(OH)3沉淀除去。
现介绍两种中学化学常考到的方法：
(1)化学还原法，可先将废水用硫酸调pH值至2~3，再加入FeSO4等还原剂，将Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ):
Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
然后用NaOH或Ca(OH)2调pH值至7~8，生成Cr(OH)3沉淀，再加混凝剂，使Cr(OH)3沉淀除去。
(2)电解还原法
电解还原法是用金属铁作阳极，Cr(Ⅵ)在阴极上被还原成Cr(Ⅲ)，在电解过程中阳极铁板溶解下来的Fe2＋(Fe－2e-=Fe2＋)也可将Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ)。同时由于阴极板上析出H2，使废水pH值逐步上升，最后呈中性，此时Cr3＋、Fe3＋都以氢氧化物沉淀析出。
（三）银
1. 银单质
(47Ag)是第五周期IB族元素，在自然界有游离态的银。银的活动性在氢之后，在电化学中，Ag是活性电极，在阳极放电：Ag－e-=Ag＋。
Ag2O对热不稳定，加热到时完全分解：2Ag2O4Ag＋O2↑。
乙醇在单质Ag或Cu催化下，可被氧化成乙醛，其催化原理是：
4Ag＋O22Ag2O C2H5OH＋Ag2OCH3CHO＋2Ag＋H2O
银器表面变暗，主要是由于生成了Ag2S所致，为使其表面恢复光泽，可将其放入盛食盐水的铝盆中，发生原电池反应：
负极(Al)：2Al－6e-=2Al3＋
正极(Ag2S)：3Ag2S＋6e-=6Ag＋S2－，
3S2－＋2Al3＋＋6H2O=2Al(OH)3↓＋3H2S↑
总反应：2Al＋3Ag2S＋6H2O=2Al(OH)3↓＋6Ag＋3H2S↑
2.氢氧化银(AgOH)的性质
在AgNO3溶液中，逐滴加入稀氨水，首先生成白色沉淀AgOH↓，AgOH极不稳定，立即脱水生成暗棕色的Ag2O 沉淀，AgOH及Ag2O均能溶于氨水形成银氨溶液:
AgNO3＋NH3·H2O=AgOH↓＋NH4NO3
AgOH＋2NH3·H2O=Ag(NH3)2OH＋2H2O
3.银盐
多数银盐难溶于水，能溶的只有AgNO3、AgF、AgSO4等少数几种。
在卤化银中，除AgF外，AgCl(白↓)、AgBr(淡黄↓)、AgI(黄↓)均不溶于水且不溶于稀HNO3。
常见难溶银盐的溶解度大小为：S(AgCl)＞S(AgBr)＞S(AgI)＞S(Ag2S)
依次加入Br－、I－、S2－可实现沉淀转化：AgCl→AgBr→AgI→Ag2S。
AgCl、AgBr、AgI都具有感光性。
照像底片及印相纸上都散布着细小的AgBr明胶，摄影时，受光线照射而分解成细小的银：
2AgBr2Ag＋Br2；
AgI可用于人工降雨。硝酸银见光或加热容易分解：
2AgNO3=2Ag↓＋2NO2↑＋O2↑
因此AgNO3晶体或溶液应装在棕色试剂瓶中。
（四）钛
1.钛单质：与浓盐酸和浓硫酸反应，均生成氢气：
(1)2Ti ＋ 6HCl(浓) = 2TiCl3＋3H2↑
(2)2Ti ＋3H2SO4(浓) = Ti2(SO4)3＋3H2↑
2.单质钛的制备：
(1)FeTiO3加H2SO4处理，同时加入铁屑，目的是防止Fe2＋被氧化：
FeTiO3＋2H2SO4= TiOSO4＋FeSO4＋2H2O
(2)加热使TiOSO4水解得到TiO2·xH2O，脱水得到TiO2：
TiO2＋ ＋(x＋2)H2O (过量)TiO2·xH2O↓＋4H＋
(3)将TiO2与碳、氯气共热生成TiCl4，然后在Ar的气氛中，用Na或Mg还原成Ti，熔化铸成钛锭：
TiO2＋2Cl2＋2CTiCl4＋2CO
2Mg ＋ TiCl42MgCl2＋Ti
3.TiO2的性质：典型的晶体叫做金红石，纯净的TiO2叫做钛白粉。
(1)TiO2溶于H2SO4生成Ti(SO4)2：
TiO2＋2H2SO4(浓) = Ti(SO4)2＋2H2O
但从H2SO4溶液中析出的不是Ti(SO4)2，而是TiOSO4。
(2)TiO2不溶于碱，但能与熔融的烧碱反应生成偏钛酸盐，所以TiO2是两性氧化物。例如：
TiO2＋2NaOH(熔融) = Na2TiO3＋H2O
4.四氯化钛
常温，是一种无色发烟的液体，有刺激性气味。若暴露在潮湿的空气中，会冒出白烟，部分水解生成钛酰氯，利用此性质，制备烟幕弹：TiCl4＋H2O = TiOCl2＋2HCl
考向01 金属及其重要化合物的性质、用途
1．（2023·陕西渭南·统考一模）物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是
A．能中和酸并受热分解产生，可作蓬松剂
B．有可燃性，可用于炼铁
C．能与反应，可在玻璃器皿上刻蚀标记
D．硬铝密度小、耐腐蚀、强度高，可用作航空材料
【答案】B
【解析】A．NaHCO3可中和酸并受热分解产生CO2，可以使食物产生多孔而蓬松，故可作蓬松剂，A正确；B．有还原性，可用于炼铁，故B错误；C．能与反应，可在玻璃器皿上刻蚀标记，故C正确；D．硬铝密度小、耐腐蚀、强度高，可用作航空材料，故D正确；故选B。
2．（2023·江西·校联考模拟预测）实验室中使用氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠时，对应关系错误的是
A．氢氧化钠水溶液：实验室模拟皂化反应
B．碳酸钠饱和溶液：模拟侯氏制碱法所用试剂
C．碳酸钠饱和溶液：制备乙酸乙酯实验中收集产品
D．碳酸氢钠饱和溶液：制备CO2时除去HCl气体
【答案】B
【解析】A．皂化反应为油脂在碱性条件下的水解反应，A项正确；B．模拟侯氏制碱法应使用氯化钠饱和溶液，B项错误；C．碳酸钠饱和溶液可以吸收乙醇，中和乙酸，降低酯的溶解度，C项正确；D．NaHCO3可与HCl反应生成NaCl、CO2和水，因此碳酸氢钠饱和溶液可除去CO2中的HCl气体，D项正确。答案选B。
3．（2023·重庆沙坪坝·重庆一中校考模拟预测）下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A．具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒
B．吸收产生，可用作呼吸面具供氧剂
C．具有氧化性，可用于漂白纸浆
D．是两性氧化物，可用作耐高温材料
【答案】B
【解析】A．ClO2具有强氧化性而使蛋白质变性，所以该物质能杀菌消毒，故A错误；B．吸收产生，所以可以用作呼吸面具供氧剂，故B正确；C．具有漂白性，可用于漂白纸浆，故C错误；D．熔点较高，可用作耐高温材料，与两性氧化物无关，故D错误；故选B。
4．（2023·浙江·校联考模拟预测）下列关于元素及其化合物的性质说法正确的是
A．钠与加热下可生成B．工业上燃烧硫磺得到
C．工业上常用软锰矿与浓盐酸生产D．铜与稀硝酸(0.1ml/L)需要加热才能生产NO
【答案】A
【解析】A．，A正确；B．S燃烧产物只生成SO2，S和O2不能直接生成SO3，B错误；C．工业上制Cl2要考虑原料成本，一般是氯碱工业制Cl2，C错误；D．铜与稀硝酸(0.1ml/L)不需要加热也能产生NO，D错误； 故选A。
5．（2023·广东广州·华南师大附中校考三模）下列物质性质和用途正确且有对应关系的是
【答案】D
【解析】A．硝酸铵受热易分解应保存在阴凉处，而用作氮肥是由于含有氮元素，A错误；B．钠元素焰色试验呈黄色，又钠单质燃烧易爆炸，故烟花中加入的是金属钠盐，B错误；C．次氯酸钠中次氯酸根水解使溶液显碱性，但用作消毒剂是由于次氯酸钠的强氧化性，C错误；D．氧化铝是两性氧化物，铝制品表面被氧化生成氧化铝，故不宜长时间蒸煮酸性或者碱性食物，D正确；故选D。
考向02 金属及其重要化合物之间的相互转化
1．（2023·安徽滁州·安徽省定远县第三中学校考二模）价一类二维图是学习元素化合物知识的重要模型和工具，它以元素的化合价为纵坐标，以物质类别为横坐标。下图为铁元素的价一类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是
A．转化⑦发生反应的类型是化合反应
B．转化⑤是用于自来水消毒杀菌，等物质的量的和消毒效率相同(用得电子数目多少衡量氧化消毒能力强弱)
C．用铁丝在氧气中燃烧可实现上述转化①
D．加热发生转化⑥，加水溶解可实现转化③
【答案】A
【解析】A．转化发生反应为氢氧化亚铁和氧气、水生成氢氧化铁，化学方程式为：，属于化合反应，故A正确；B．消毒杀菌时价铁降低为价，而消毒时价氯降低到价，则等物质的量的是消毒效率的倍，故B错误；C．铁丝在氧气中燃烧生成，不能实现转化，故C错误；D．加热发生转化分解生成氧化铁，氢氧化铁不溶于水，加水溶解不可实现转化，故D错误；故选A。
2．（2023·河北邯郸·统考三模）钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料，广泛用于火箭、飞机制造业等。工业上利用钛铁矿制备金属钛的工艺流程示意图如下：

下列说法正确的是
A．①反应釜中生成物X的电子式为
B．FeCl3和TiCl4的沸点相差大，实验室可以使用分液法进行分离
C．②是原子利用率100%的反应，则每得到1ml甲醇转移电子数4NA
D．③反应类型为置换反应，其中Ar作保护气，也可以换为N2
【答案】C
【分析】钛铁矿和过量的焦炭、氯气反应生成氯化铁、四氯化钛、一氧化碳X，一氧化碳和氢气合成甲醇，镁和四氯化钛高温生成氯化镁和钛；
【解析】A．由分析可知，X为一氧化碳， 为二氧化碳的电子式，A错误；B．FeCl3和TiCl4的沸点相差大，实验室可以使用蒸馏法，而不是分液法进行分离，B错误；C．②为一氧化碳和氢气合成甲醇，是原子利用率100%的反应，则反应为，反应中电子转移为，每得到1ml甲醇转移电子数4NA，C正确；D．③反应为单质和化合物生成另一种单质和化合物的反应，属于置换反应，其中Ar作保护气，但是镁能和氮气反应，不可以换为N2，D错误；故选C。
3．（2023·山东·沂水县第一中学校联考模拟预测）已知甲、乙都为单质，丙为化合物，能实现下述转化关系。下列说法正确的是
A．若丙溶于水后得到强碱溶液，则甲可能是
B．若溶液丙遇放出气体，则甲不可能是
C．若溶液丙中滴加溶液有蓝色沉淀生成，则甲一定为
D．若溶液丙中滴加溶液有白色沉淀生成后沉淀溶解，则甲可能为
【答案】A
【解析】A．若甲是，乙为金属钠，二者化合得，溶于水后得到强碱溶液(NaOH溶液)，电解时可生成，A正确；B．若丙的溶液遇，产生气体，丙可以为，电解盐酸生成氢气与氯气，氢气在氯气中燃烧生成，符合转化关系，即甲可能为，B错误；C．若溶液丙中滴加溶液有蓝色沉淀生成，则说明丙为铜盐，甲、乙应为氯气和铜，则甲可能为氯气，也可能为，C错误；D．若溶液丙中滴加溶液有白色沉淀生成后沉淀溶解，证明丙中含有，氢离子放电能力强于，电解丙溶液得不到Al，甲不可能为Al，D错误；故选：A。
4．（2023·河北唐山·统考二模）甲、乙、丙、丁为中学化学常见物质，其相互转化关系如图所示，下列组合不符合题意的是
【答案】D
【解析】A．过量和氢氧化钠反应生成，和氢氧化钠反应生成，和反应生成，故不选A；B．和少量氢氧化钠反应生成，和氢氧化钠反应生成，和混合生成，故不选B；C．在氧气不足的条件下燃烧生成S和水，S和氧气点燃生成，和反应生成S和水，故不选C；D．若丁是氯气，Fe和氯气反应生成FeCl3；若丁是盐酸，Fe和盐酸反应生成FeCl2，FeCl2和盐酸不反应，故选D；故选D。
5．（2023·辽宁沈阳·辽宁实验中学校考模拟预测）在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【解析】A．S和氧气反应生成二氧化硫，故S→SO3不能实现，故A错误；B．铁和水高温生成四氧化三铁，四氧化三铁和铝反应生成铁单质，可以实现，故B正确；C．铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，故不能实现，故C错误；D．二氧化硅难溶于水，故SiO2H2SiO3不能实现，故D错误；故选：B。
考点二 金属及其重要化合物与理论、实验的结合
命题点01 以金属及其重要化合物为载体考查化学理论知识
典例01（2023·福建卷）一种可在较高温下安全快充的铝-硫电池的工作原理如图，电解质为熔融氯铝酸盐(由和形成熔点为的共熔物)，其中氯铝酸根起到结合或释放的作用。电池总反应：。下列说法错误的是
A．含个键
B．中同时连接2个原子的原子有个
C．充电时，再生单质至少转移电子
D．放电时间越长，负极附近熔融盐中n值小的浓度越高
【答案】D
【分析】放电时铝失去电子生成铝离子做负极，硫单质得到电子做正极，充电时铝离子得到电子生成铝发生在阴极，硫离子失去电子生成硫单质发生在阳极，依此解题。
【解析】A．的结构为，所以含个键，A正确；B．由的结构可知同时连接2个原子的原子有个，B正确；C．由总反应可知充电时，再生单质需由铝离子得到电子生成，所以至少转移电子，C正确；D．由总反应可知放电时间越长，负极铝失去电子生成的铝离子越多所以n值大的浓度越高，D错误；故选D。
典例02（2021·湖北卷）Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H+浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是
A．电解时只允许H+通过离子交换膜
B．生成O2和H2的质量比为8∶1
C．电解一段时间后阴极区溶液OH-的浓度增大
D．CrO3的生成反应为：Cr2O+2H+=2CrO3+H2O
【答案】A
【分析】根据左侧电极上生成，右侧电极上生成，知左侧电极为阳极，发生反应：，右侧电极为阴极，发生反应：；由题意知，左室中随着浓度增大转化为，因此阳极生成的不能通过离子交换膜。
【解析】A．由以上分析知，电解时通过离子交换膜的是，A项错误；B．根据各电极上转移电子数相同，由阳极反应和阴极反应，知生成和的物质的量之比为1∶2，其质量比为8∶1，B项正确；C．根据阴极反应知，电解一段时间后阴极区溶液的浓度增大，C项正确；D．电解过程中阳极区的浓度增大，转化为，D项正确。故选A。
典例03（2021·辽宁卷）如图，某液态金属储能电池放电时产生金属化合物。下列说法正确的是
A．放电时，M电极反应为
B．放电时，由M电极向N电极移动
C．充电时，M电极的质量减小
D．充电时，N电极反应为
【答案】B
【分析】由题干信息可知，放电时，M极由于Li比Ni更活泼，也比N极上的Sb、Bi、Sn更活泼，故M极作负极，电极反应为：Li-e-=Li+，N极为正极，电极反应为：3Li++3e-+Bi=Li3Bi，据此分析解题。
【解析】A．由分析可知，放电时，M电极反应为Li-e-=Li+，A错误；B．由分析可知，放电时，M极为负极，N极为正极，故由M电极向N电极移动，B正确；C．由二次电池的原理可知，充电时和放电时同一电极上发生的反应互为逆过程，M电极的电极反应为：Li++e-= Li，故电极质量增大，C错误；D．由二次电池的原理可知，充电时和放电时同一电极上发生的反应互为逆过程，充电时，N电极反应为，D错误；故答案为：B。
命题点02 以金属及其重要化合物为载体考查化学实验知识
典例01（2023·辽宁卷）下列鉴别或检验不能达到实验目的的是
A．用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3
B．用KSCN溶液检验FeSO4是否变质
C．用盐酸酸化的BaCl2溶液检验Na2SO3是否被氧化
D．加热条件下用银氨溶液检验乙醇中是否混有乙醛
【答案】A
【解析】A．石灰水的主要成分为Ca(OH)2能与碳酸钠和碳酸氢钠反应生成碳酸钙，二者均生成白色沉淀，不能达到鉴别的目的，A错误；B．Fe2+变质后会生成Fe3+，可以利用KSCN溶液鉴别，现象为溶液变成血红色，可以达到检验的目的，B正确；C．Na2SO3被氧化后会变成Na2SO4，加入盐酸酸化的BaCl2后可以产生白色沉淀，可以用来检验Na2SO3是否被氧化，C正确；D．含有醛基的物质可以与银氨溶液反应生成银单质，可以用来检验乙醇中混油的乙醛，D正确；故答案选A。
典例02（2022·广东卷）以熔融盐为电解液，以含和等的铝合金废料为阳极进行电解，实现的再生。该过程中
A．阴极发生的反应为B．阴极上被氧化
C．在电解槽底部产生含的阳极泥D．阳极和阴极的质量变化相等
【答案】C
【分析】根据电解原理可知，电解池中阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，该题中以熔融盐为电解液，含和等的铝合金废料为阳极进行电解，通过控制一定的条件，从而可使阳极区Mg和Al发生失电子的氧化反应，分别生成Mg2+和Al3+，Cu和Si不参与反应，阴极区Al3+得电子生成Al单质，从而实现Al的再生。
【解析】A．阴极应该发生得电子的还原反应，实际上Mg在阳极失电子生成Mg2+，A错误；B．Al在阳极上被氧化生成Al3+，B错误；C．阳极材料中Cu和Si不参与氧化反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C正确；D．因为阳极除了铝参与电子转移，镁也参与了电子转移，且还会形成阳极泥，而阴极只有铝离子得电子生成铝单质，根据电子转移数守恒及元素守恒可知，阳极与阴极的质量变化不相等，D错误；故选C。
典例03（2021·浙江卷）下列说法正确的是
A．减压过滤适用于过滤胶状氢氧化物类沉淀
B．实验室电器设备着火，可用二氧化碳灭火器灭火
C．制备硫酸亚铁铵晶体时，须将含和的溶液浓缩至干
D．将热的饱和溶液置于冰水中快速冷却即可制得颗粒较大的晶体
【答案】B
【解析】A．因为胶状沉淀可能会透过滤纸或造成滤纸堵塞，则减压过滤不宜用于过滤胶状沉淀或颗粒太小的沉淀，故A错误；B．实验室中仪器设备着火可以使用二氧化碳灭火，故B正确；C．制备硫酸亚铁铵晶体时，将硫酸铵和硫酸亚铁溶液浓缩至干会使晶体失去结晶水，故C错误；D．冷却结晶时，自然冷却才能得到大颗粒晶体，快速冷却得到的是细小晶体，故D错误；故选B。
一、活泼金属阳极产物的判断
活泼阳极失电子后得到的离子一般都会继续与电解质溶液中的离子发生复杂的反应，因此最终的氧化产物需要根据试题中的信息确定。
1.铁阳极
Fe做阳极时其氧化产物可能是Fe2＋、Fe(OH)2或FeOeq \\al(2－,4)。如用铁电极电解含Cr2Oeq \\al(2－,7)的酸性废水时，阳极反应为Fe－2e－===Fe2＋，生成的Fe2＋会还原废水中的Cr2Oeq \\al(2－,7)，离子反应方程式为Cr2Oeq \\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，由于废水中H＋不断被消耗，溶液的pH增大，碱性增强，Fe3＋和Cr3＋分别转化为Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去。再如，用铁电极电解稀NaOH溶液制备Fe(OH)2的阳极反应为Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2；用铁电极电解浓的KOH溶液制备K2FeO4的阳极反应为Fe－6e－＋8OH－===FeOeq \\al(2－,4)＋4H2O。
2.铝阳极
Al做阳极时其氧化产物可能是Al2O3、Al(OH)3、AlOeq \\al(－,2)、Al3＋。如给铝制品氧化膜增厚，铝制品做电解池阳极，电解质溶液一般为H2SO4­H2C2O4混合溶液，阳极反应为2Al－6e－＋3H2O===Al2O3＋6H＋；若是用铝电极电解烧碱溶液，阳极反应为Al－3e－＋4OH－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O。
3.铜阳极
Cu做阳极时其氧化产物可能是Cu2＋或Cu＋(如Cu2O)。如电镀铜或精炼铜的阳极反应为Cu－2e－===Cu2＋；用铜电极电解NaOH溶液制备Cu2O的阳极反应为2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O。
二．在工业生产中与金属有关的电解应注意的几个问题
1.电镀铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)不变；电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2＋)减小。
2.电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解MgO冶炼镁，是因为MgO的熔点很高；电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，是因为AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电。
3.电解精炼铜，粗铜中含有的Zn、Fe、Ni等活泼金属失去电子，变成金属阳离子进入溶液，其他活泼性弱于铜的杂质以阳极泥的形式沉积。电解过程中电解质溶液中的Cu2＋浓度会逐渐减小。
三．金属腐蚀及防护
1．金属腐蚀快慢的三个规律
(1)金属腐蚀类型的差异
电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。
(2)电解质溶液的影响
①对同一金属来说，腐蚀的快慢(浓度相同)：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
②对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，腐蚀越快。
(3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀越快。
2．金属腐蚀中几个注意的问题
(1)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁去电子生成Fe2＋，而不是生成Fe3＋。
(2)金属腐蚀时，电化学腐蚀与化学腐蚀往往同时存在，但前者更普遍，危害也更严重。
(3)铜暴露在潮湿的空气中发生的是化学腐蚀，而不是电化学腐蚀，生成铜绿的化学成分是Cu2(OH)2CO3。
(4)金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀，金属活动顺序表中位于氢前面和氢后面的金属都能发生吸氧腐蚀，但只有在金属活动顺序表中氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀。
3.两种保护方法的比较：外加电流的阴极保护法比牺牲阳极的阴极保护法保护效果好。
四、常见无机金属化合物的制备
1.氢氧化铝
2.氢氧化亚铁
3.氢氧化铁胶体的制备
(1)原理 化学方程式:FeCl3+3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3HCl。
(2)操作步骤:加热蒸馏水至沸腾,逐滴滴加饱和氯化铁溶液,加热至液体呈红褐色停止加热,不可搅拌。
(3)氢氧化铁胶体制备注意事项：a.自来水含有电解质等，易使胶体聚沉，需用蒸馏水制备。b.FeCl3 溶液要求是饱和的，是为了提高转化效率，若浓度过稀，不利于 Fe(OH)3 胶体的形成。c.可稍微加热沸腾，但不宜长时间加热，否则胶体会聚沉。d.边滴加 FeCl3 饱和溶液边振荡烧杯，但不能用玻璃棒搅拌，否则会使Fe(OH)3 胶体微粒形成大颗粒沉淀析出。
4.硫酸亚铁铵的制备
(1)写出硫酸亚铁铵的制备所涉及的化学反应。
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O =(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O↓。
(2)实验步骤
制备过程中的注意点:
①铁屑要过量,防止Fe2+被氧化。
②加入H2SO4,以抑制FeSO4水解。
③要趁热过滤,减少硫酸亚铁的损失。
五、金属及其重要化合物的制备和性质探究注意的几个问题
1.钠+盐溶液：不能置换盐中金属；钠+熔融盐：置换盐中金属。
2.不用Ca(OH)2鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液，应选用CaCl2或BaCl2溶液。
3.除去CO2中的HCl气体，应选用饱和的NaHCO3溶液。
4.向饱和的Na2CO3溶液中通入过量CO2，有晶体析出。
5.焰色反应无论游离态还是化合态，均具有相同焰色反应，属于化学变化，在观察钾元素的焰色反应时，应通过蓝色的钴玻璃片。
6.Al是活泼金属，表面易生成一层致密的氧化物薄膜。熔点：Al2O3>Al，酒精灯上加热铝箔直至熔化，熔化的铝并不滴落。
7.铝热反应是中学化学中唯一金属单质与金属氧化物在高温条件下的置换反应,不能用于工业上冶炼铁，金属氧化物对应的金属活泼性应比铝弱。
8.铝盐和氨水制备Al(OH)3。
9.向AlO2-溶液通入CO2，Al(OH)3，CO2过量生成HCO3-，不过量生成CO32-。
10.Fe与O2、H2O(g)：Fe3O4；Fe与Cl2：FeCl3；Fe与S：FeS，说明氧化性Cl2>S。
11.向含Fe2＋溶液加硝酸、KMnO4溶液、氯水会出现浅绿色―→棕色的颜色变化，该现象用于Fe2＋的检验。
12.检验Fe3＋:观察溶液颜色法(棕黄色)、NaOH溶液法(生成红褐色沉淀)、KSCN溶液法(生成红色溶液)（最好）。
13.检验Fe2＋：先加KSCN溶液后再加入氧化剂的方法；也可用铁氰化钾检验Fe2＋，现象是生成蓝色沉淀{Fe3[Fe(CN)6]2}。
14.FeCl2：Fe+HCl；2FeCl3＋Fe===3FeCl2；生成Fe(OH)3：Fe3＋与碱的复分解；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
15.制备Fe(OH)2：隔绝O2，Fe(OH)2→Fe(OH)3(白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色)。
考向01 以金属及其重要化合物为载体考查化学理论知识
1．（2023·河南·校联考一模）科学研究发现金属生锈时，锈层内如果有硫酸盐会加快金属的腐蚀，其腐蚀原理如图所示。下列说法错误的是
A．钢铁的腐蚀中正极电极反应式为
B．酸雨地区的钢铁更易被腐蚀
C．生成反应的化学方程式为
D．硫酸盐加速电子传递，有一定的催化剂作用
【答案】C
【分析】由图可知钢铁发生吸氧腐蚀。
【解析】A．钢铁发生吸氧腐蚀时C作正极，氧气在正极得电子，电极反应式为，A正确；B．酸性溶液可以加速铁的锈蚀，B正确；C．不稳定，易被氧气氧化生成，反应为，C错误；D．已知，锈层内如果有硫酸盐会加快金属的腐蚀，硫酸盐能增加导电性，加速电子传递，有一定的催化剂作用，D正确；故选C。
2．（2023·广西南宁·南宁三中校联考模拟预测）在盛有CuO/Cu2O载氧体的恒容密闭容器中充入空气，发生反应：2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s) △H。平衡时O2的体积分数φ(O2)随反应温度T变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A．该反应在低温条件下能自发进行
B．当氧气的物质的量浓度不变时，反应达到了平衡状态
C．在1030℃时加入催化剂，平衡时φ(O2)＞21%
D．985℃达到平衡状态后，充入纯氧，再次达到平衡后，φ(O2)=10%
【答案】C
【解析】A．升高温度，氧气含量增加，平衡逆向移动，则为放热反应，且反应为熵减的反应，根据可以自发可知，该反应在低温条件下能自发进行，A正确；B．当氧气的物质的量浓度不变时，说明平衡不再移动，反应达到了平衡状态，B正确；C．催化剂通常能加快反应但不影响平衡的移动，不改变氧气含量，C错误；D．985℃达到平衡状态后，充入纯氧不影响平衡常数，，则再次达到平衡后，，φ(O2)=10%，D正确；故选C。
3．（2024·广西北海·统考一模）一种可充电锌—空气电池放电时的工作原理如下图所示。已知：Ⅰ室溶液中，锌主要以的形式存在，并存在电离平衡。下列说法错误的是
A．放电时，Ⅰ室溶液中浓度增大
B．放电时，Ⅱ室中的通过阴离子交换膜进入Ⅰ室
C．充电时，电极的电极反应为
D．充电时，每生成，Ⅲ室溶液质量理论上减少
【答案】D
【解析】A．放电时，该装置为原电池，通入的电极是正极，电极反应式为，Zn电极为负极，电极反应式为，浓度增大，电离平衡正向移动，导致Ⅰ室溶液中浓度增大，故A正确；B．放电时，根据原电池“同性相吸”，Ⅱ室中的通过阳离子交换膜进入Ⅲ室，Ⅱ室中的通过阴离子交换膜进入Ⅰ室，故B正确；C．充电时，电极为阴极，其电极反应为，故C正确；D．充电时，电极为阳极，电极反应式为，每生成转移电子，同时有通过阳离子交换膜进入Ⅱ室，Ⅲ室溶液质量理论上减少，故充电时，每生成，Ⅲ室溶液质量理论上减少，故D错误。综上所述，答案为D。
4．（2023·内蒙古赤峰·统考一模）中国科学院金属研究所发现采用和NaOH混合促进剂，可明显提高铝与水反应制氢系统的性能，制氢机理如图。主要反应为：↑；。溶液显碱性，NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．1L 0.1 ml∙L−1 溶液中阴离子数目等于
B．上述反应中的氧化产物为Sn和H2
C．标准状况下，反应过程中生成33.6L H2，转移电子数目为9NA
D．Al-Sn 原电池的形成，能提高产氢速率，析氢反应主要发生在 Sn上
【答案】D
【分析】Al与Na2SnO3可以发生反应6Al+3Na2SnO3+15H2O=3Sn+6NaAl（OH）4+3H2↑（1），和NaOH也可发生反应2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl（OH）4+3H2↑（2），图示中Al与Na2SnO3和NaOH反应，随着反应的进行，生成的Sn和氢气的量也逐渐增多。
【解析】A．Na2SnO3溶液显碱性，是强碱弱酸盐，会发生水解导致阴离子个数增多，大于0.1NA个，故A错误；B．根据分析该过程存在6Al+3Na2SnO3+15H2O=3Sn+6NaAl（OH）4+3H2↑，还原产物为Sn和H2，故B错误；C．在整个过程中生成故氢气的反应有两个，当氢气全部是反应（1）生成的，33.6LH转移的电子数为9NA，当氢气全部是反应（2）生成的，转移的电子数为3NA，两个反应同时发生，故转移电子数目为介于3NA与9NA之间，故C错误；D．形成Al-Sn原电池可以加快反应速率，Al活泼作负极，故Sn作正极，析氢反应主要发生在Sn上，故D正确，故选：D。
5．（2023·四川宜宾·统考一模）向溶液中通入气体至饱和，观察到溶液由棕黄色迅速变为红棕色[经检验无胶体]，较长时间后变为浅绿色。
已知：①反应I：
反应II：
②溶液酸性越强，溶解度越低
下列说法正确的是
A．反应II中体现漂白性B．反应II的活化能比反应I的活化能高
C．在反应I、II中均作氧化剂D．向红棕色溶液中滴加浓盐酸，颜色加深
【答案】B
【解析】A．反应II中SO2体现还原性，故A错误；B．向溶液中通入气体至饱和，观察到溶液由棕黄色迅速变为红棕色，说明反应II的化学反应速率小于反应I的化学反应速率，则反应II的活化能比反应I的活化能高，故B正确；C．Fe3+在反应II中作氧化剂，在反应I中化合价不变，不作氧化剂，故C错误；D．向红棕色溶液中滴加浓盐酸，溶液酸性增强，SO2溶解度降低，反应I减弱，反应II增强，颜色变浅，故D错误；故选B。
考向02 以金属及其重要化合物为载体考查化学实验知识
1．（2023·湖南长沙·长郡中学校考模拟预测）学习小组用废弃的铝制易拉罐按如下流程制备明矾，并测定明矾中结晶水的含量。
上述实验中不需要用到的操作是
A．B．
C．D．
【答案】D
【解析】A．溶液Ⅱ经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到明矾晶体，需要用到蒸发皿，故A不符合题意；B．明矾晶体灼烧得到KAl(SO4)2，则需要在坩埚中加热，故B不符合题意；C．溶液Ⅱ经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到明矾晶体，需要用过滤，故C不符合题意；D．该流程中没有分液，故D符合题意；综上所述，答案为D。
2．（2023·湖北·统考一模）由下列实验操作及现象，不能推出相应结论的是
【答案】D
【解析】A．燃着的金属镁能在装有CO2的集气瓶中反应生成Mg2CO3和C，说明CO2具有氧化性，A正确；B．向溶液中加入溶液，两者发生反应生成白色沉淀，并剩余，再加入5~6滴溶液，部分白色沉淀转化为蓝色沉淀，说明相同温度下：， B正确；C．向盛有某无色溶液的试管中，滴加浓NaOH溶液并加热，在管口放一片湿润的红色石蕊试纸，若变蓝，则存在，C正确；D．加入足量NaOH溶液后HCOOH转化为HCOONa，HCOONa中仍具有醛基的结构特征，会干扰甲醛的检验，D错误；答案选D。
3．（2023·安徽马鞍山·统考三模）下列各组实验操作和现象与对应的离子方程式均正确的是
【答案】A
【解析】A．氯化银是白色沉淀，能够溶于氨水，形成[Ag(NH3)2] Cl配合物，现象描述正确，离子方程式书写正确，选项A正确；B．向滴有酚酞的水中，放入绿豆粒大小的钠块，现象描述正确，离子方程式应该为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑，选项B错误；C．乙醛与新制氢氧化铜悬浊液的反应，现象描述正确，离子方程式应该为CH3CHO + 2Cu(OH)2+NaOHCH3 COONa + Cu2O↓+3H2O，选项C错误；D．该实验中NaOH 2mL过量，而MgCl2、FeCl3溶于均只加了4滴，则有红褐色沉淀生成是沉淀的生成，不是沉淀的转化，离子方程式为Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓，选项D错误；答案选A。
4．（2023·浙江温州·乐清市知临中学校考一模）根据实验操作和现象得出的结论正确的是
【答案】C
【解析】A．焰色试验，火焰呈黄色，说明含有，未透过蓝色钴玻璃进行观察火焰颜色，不能说明没有，故Ａ错误；Ｂ．白色沉淀可能为AgCl，不一定为，故B错误；Ｃ．惰性电极电解溶液，在阴极析出，溶液中的、H+均向阴极移动，但由于此时溶液中的浓度远大于H+，先得电子生成，则不能说明氧化性，故C正确；Ｄ．干燥的与在加热条件反应的方程式为： ，CaH2与反应的方程式为：，但氢气也可能是多余的钙与水反应生成的，故D错误。答案为C。
5．（2023·安徽芜湖·芜湖一中校考模拟预测）由下列实验内容得到的现象和结论错误的是
【答案】B
【解析】A．向4mL 0.1ml/L CuSO4溶液中滴加1ml/L的浓氨水形成难溶物氢氧化铜，继续滴加至刚开始产生的沉淀溶解生成四氨合铜离子，再加入极性较小的溶剂，并用玻璃棒摩擦试管壁，析出深蓝色的晶体，其成分是[Cu(NH3)4]SO4·H2O，A正确；B．钠的焰色呈黄色，可能为氢氧化钠，不能确定该溶液一定是钠盐，B错误；C．取两支试管，分别加入2 mL 0.5 ml/L CuCl2溶液，将其中的一支试管先加热，加热后溶液变为黄绿色，放入冷水中，又变为蓝绿色，说明[Cu(H2O)4]2+ + 4Cl-[CuCl4]2-+ 4H2O ΔH>0，C正确；D．酯可以在酸性和碱性条件下发生水解反应，NaOH溶液的试管中酯层消失的时间更短，说明碱性条件下氢氧化钠中和了水解反应生成的酸，使平衡正向移动，乙酸乙酯在碱性条件下水解速率更快，D正确；故选B。
微专题 无机化工流程题的解题策略
命题点01 以物质制备为目的工艺流程题
典例01（2023·广东卷）均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含)中，利用氨浸工艺可提取，并获得高附加值化工产品。工艺流程如下：
已知：氨性溶液由、和配制。常温下，与形成可溶于水的配离子：；易被空气氧化为；部分氢氧化物的如下表。
回答下列问题：
(1)活性可与水反应，化学方程式为 。
(2)常温下，的氨性溶液中， (填“>”“