第四周金屬元素及其化合物——2024屆高考化學大單元每周拔高練【新高考版】1.化學與生活、科技、社會發(fā)展息息相關，下列說法錯誤的是()A.鐵粉可用作食品包裝袋中的脫氧劑B.通訊材料碳納米管與石墨烯互為同素異形體C.二氧化硅可用作航天器的太陽能電池板D.“綠氫”火炬儲氫瓶中的儲氫合金是新型合金材料2.是一種難溶于水的白色固體。現進行的實驗室制備，進而制備乳酸亞鐵補血劑，制取裝置如圖所示（夾持儀器略去）。下列說法錯誤的是()A.試劑a為飽和溶液B.若未通，直接將滴入溶液，容易形成C.測定乳酸亞鐵樣品中的含量可以采用滴定法D.向B裝置中加入鐵粉可防止亞鐵離子被氧化3.類比是化學中常用的思維方法，下列類比合理的是()選項已知類比A在焰色試驗中KCl的火焰顏色為紫色在焰色試驗中的火焰顏色也為紫色B是酸性氧化物，可與水反應也是酸性氧化物，也可與水反應C25℃時溶解度：25℃時溶解度：D向溶液中加入過量NaOH溶液生成向溶液中加入過量NaOH溶液生成A.A B.B C.C D.D4.某無色透明溶液，可能含有下列離子：，現做實驗如下：①取少量原溶液滴加石蕊試液呈紅色；②取少量原溶液，加入過量的NaOH溶液，有白色沉淀生成；③取少量原溶液，加入過量氯化鋇溶液，有白色沉淀生成，靜置分層；取靜置后的上層清液，加入硝酸銀溶液，有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成。下列說法不正確的是()A.溶液中一定存在的離子是B.溶液中一定不存在的離子是C.②中生成白色沉淀的離子方程式為D.根據③現象可知原溶液中一定含有5.實驗室模擬工業(yè)處理含鉻廢水，操作及現象如圖1所示，反應過程中鉻元素的化合價變化如圖2所示。已知深藍色溶液中含有。下列說法正確的是()A.0~5s過程中，和發(fā)生了氧化還原反應B.實驗開始至30s，總反應的離子方程式為C.上述過程中不滴加溶液，只加NaOH溶液，不能得到黃色溶液D.含有過氧鍵，結構式為6.草酸鈷晶體是制備鈷的氧化物的重要原料。18.3g草酸鈷晶體在隔絕空氣受熱時的質量變化曲線如圖所示，240℃及以上所得固體均為鈷氧化物（其中Co的化合價為+2或+3）。下列說法正確的是()A.到A點時草酸鈷晶體失去2個B.C點剩余固體的化學成分為C.若B點時通入氧氣，則會發(fā)生反應D.C點到D點發(fā)生反應的化學方程式為7.鍶（Sr）為第五周期ⅡA族元素，工業(yè)上常以天青石（主要成分為，含少量）為原料制備六水氯化鍶（），生產流程如圖所示（已知：高溫焙燒時，轉化為SrS、BaS）。下列說法不正確的是()A.基態(tài)鍶原子的價層電子排布式為B.“操作1”是蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶C.加入適量硫酸的目的是除去D.制取無水時，一定要在無水氯化氫氣流中加熱至恒重8.已知遇酸會發(fā)生歧化反應。檢驗分解產物的實驗如圖所示，下列說法正確的是()A.上述實驗現象說明氣體A中一定含有B.上述實驗現象說明固體A中一定含有C.向固體A中加入濃硝酸，生成的氣體仍一定能使澄清石灰水變渾濁D.在反應過程中一定發(fā)生了歧化反應9.二十大報告提出深入推進環(huán)境污染防治。一種廢催化劑（含和雜質等）的處理流程如圖所示。已知工序①得到的溶液的主要成分是、和。下列說法錯誤的是()A.固體A的主要成分是B.含的溶液中存在，若，則C.在實驗室中進行工序①要用到普通漏斗，進行濃縮要用到蒸發(fā)皿D.加入足量雙氧水生成，反應的離子方程式為10.鈦鐵礦的主要成分為，含少量等氧化物，某實驗室利用鈦鐵礦制取的流程如圖所示。已知：①“酸浸”時轉化為；為橘黃色的穩(wěn)定離子，易溶于水。②室溫下，溶液中離子沉淀完全的pH如表所示。離子沉淀完全的pH3.29.01.05回答下列問題：（1）為提高酸浸速率，除粉碎鈦鐵礦外，還可以采取的措施是___________（寫1條措施即可）；水解生成沉淀的離子方程式為___________。（2）“萃取”操作之前，需要檢漏的玻璃儀器是___________。（3）“洗鈦”時的作用是_________、__________。（4）“酸溶”所得溶液中含有等。若此溶液中的濃度為，“氨水調pH”時應控制的pH范圍是_________{已知}。（5）“沉鈧”形成的復鹽沉淀化學式為，在“脫水除銨”過程中取7.47g該復鹽進行熱分解，剩余固體質量與溫度的關系如圖所示，其中在380~400℃過程中會有白煙冒出，保溫至無煙氣產生，即得到。由圖中數據得__________。（6）傳統(tǒng)制備的方法是先得到沉淀，再高溫脫水得，通常會含有ScOF雜質，原因是__________（用化學方程式表示）；與傳統(tǒng)方法制備相比，上述流程制得純度卻很高，原因是___________。11.可用于玻璃和陶瓷的著色劑。由含鈷礦（Co元素主要以的形式存在，還含有Fe、Mg、Ca元素，碳及有機物等）制取氯化鈷晶體的一種工藝流程如圖1所示：已知：①焦亞硫酸鈉（）常用作食品抗氧化劑。②難溶于水。③部分金屬陽離子形成氫氧化物沉淀的pH如表所示：開始沉淀pH0.32.77.27.69.6完全沉淀pH1.13.29.29.611.1回答下列問題：（1）“550℃焙燒”的目的是___________。（2）“浸取”的過程中，的主要作用是_____________（用離子方程式表示）。若用鹽酸代替和的混合液也能達到目的，從環(huán)保角度分析不采用鹽酸的原因_____________。（3）“濾液1”中加入溶液，反應過程中氧化劑與還原劑的物質的量之比為___________。（4）“濾渣2”的主要成分為_________（填化學式）。（5）已知，當恰好沉淀完全時（濃度為），溶液中___________（保留3位有效數字）。（6）鈷（Co）的合金材料廣泛應用于航空航天、機械制造等領域。用乙醇燃料電池作為電源電解含的水溶液制備金屬鈷的裝置如圖2、3所示。①圖3中Co電極應連接乙醇燃料電池的_________極（填“a”或“b”）。②電解過程中Ⅱ室溶液pH變小，則離子交換膜2為________（填“陰”或“陽”）離子交換膜。12.高純碳酸錳廣泛應用于電子工業(yè)，是制備高性能磁性材料的原料。某化學小組在實驗室模擬用軟錳礦粉（主要成分為）制備回答下列問題：（1）制備溶液：將軟錳礦粉經除雜后制得濁液，向濁液中通入，制得溶液，實驗裝置如圖所示（夾持和加熱裝置略）。①通過裝置A可觀察通入，與的快慢，則A中加入的最佳試劑是_________。②轉化為的離子方程式為___________。③實驗中若將換成空氣，將導致濃度明顯大于濃度，原因是___________。（2）制備固體：在攪拌下向溶液中緩慢滴加溶液，有淺紅色的沉淀生成，過濾、洗滌、干燥，得到高純碳酸錳。生成的離子方程式為___________。檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法是___________。（3）測定碳酸錳產品的純度：稱取0.2500g碳酸錳產品于錐形瓶中，加12.50L磷酸，加熱后，立即加入1g硝酸銨，充分反應后，碳酸錳全部轉化為，多余的硝酸銨全部分解，除去氮氧化物后，冷卻至室溫。將上述所得溶液加水稀釋至50mL，滴加2~3滴指示劑，然后用的硫酸亞鐵銨標準溶液滴定[反應為]。重復操作3次，記錄數據如表：滴定次數硫酸亞鐵銨標準溶液讀數（mL）滴定前滴定后10.1010.2020.2211.3231.0510.95則產品的純度為__________。若滴定終點時俯視讀數，則測得的碳酸錳產品的純度__________（填“偏高”“偏低”或“無影響”）。13.工業(yè)上利用赤鐵礦渣（主要成分為和，還含有少量的Ga和In）獲得Ga和In單質的流程如下：已知：①Ga、In與Al同族；②比在醚中的溶解度更高；③和在酸性條件下不易被沉淀；④當離子濃度小于或等于時認為該離子沉淀完全；⑤部分物質的如表。物質回答下列問題：（1）“高壓酸浸還原”時，CuO發(fā)生反應的化學方程式為_________?！俺猎敝谐泻~元素的物質和S外，還主要含有__________（填化學式）。（2）“濾液2”中含有的離子主要是_______。（3）若“濾液1”中的濃度均為，“中和”時，加入調節(jié)pH的范圍是________（保留小數點后一位）。（4）“堿化電解”前“含Ga水相”需要加入NaOH溶液調節(jié)溶液呈堿性，_________（填“能”或“不能”）用氨水代替NaOH溶液，原因是___________。為探究在氨水中能否溶解，計算反應的平衡常數__________。（已知：）14.聯合多種工業(yè)制備是節(jié)能環(huán)保，高效生產，減少損耗的重要途徑。鈦和鈦合金性能優(yōu)良，廣泛用于航空、造船和化學工業(yè)中。以鈦鐵礦（主要成分為，含有少量）為主要原料制取Ti和綠礬，同時聯合氯堿工業(yè)生產甲醇的工藝流程如圖1所示。已知：回答下列問題：（1）酸浸工序中發(fā)生的主要反應的化學方程式為（濃）______。（2）某化學興趣小組在實驗室模擬該工藝流程，保持其他反應條件不變，測得體系中Fe（Ⅲ）含量隨反應溫度的變化如圖2所示。為達到實驗目的，最佳反應溫度為________。（3）下列關于工序①的敘述正確的是________（填標號）。a.工序①為趁熱過濾、洗滌、干燥b.將濾液迅速置于冰鹽浴中冷卻，有利于析出大顆粒晶體c.先用適量稀硫酸洗滌綠礬并將洗滌液與濾液合并，可提高鈦的產率（4）灼燒工序制得一種鈦的氧化物，可用作鈦白顏料，該物質的一種晶胞結構（四方晶體）如圖3所示。晶胞中鈦原子的配位數為________。該晶體的密度為_______（用含的代數式表示，為阿伏加德羅常數的值）。（5）工序②生成的氣體C為可燃性氣體，生成氣體C的反應方程式為_______。（6）還原工序中通入氬氣的目的是__________。（7）利用圖4裝置可獲得金屬鈦。在較低的陰極電位下，中的氧解離進入熔融鹽，最后只剩下純鈦，另一極產生和氣體Q。產生氣體Q的電極反應式為__________。15.釩渣中主要含有等，通過“鈉化焙燒-水浸工藝”可獲得多種化工產品。其中一種化學工藝流程圖如下。已知：Ⅰ.。Ⅱ.Ⅲ.有關物質的溶解度如表所示。溫度/℃20406080100183.6215.1269.2376.4415.019.548.845.343.742.5回答下列問題：（1）基態(tài)V原子有__________個未成對電子；“鈉化焙燒”后釩和鉻分別以形式存在，則參與反應的化學方程式為__________；“鈉化焙燒”時采用鐵制器皿而不能使用陶制器皿的原因是______________。（2）“鋇鹽沉鉻”時，通常使用球磨機將塊狀碳酸鋇粉碎，主要目的是_____________，為了充分利用資源，有些物質可循環(huán)使用，則經加熱后可返回的工藝名稱是_____________。（3）“酸浸”時浸渣2的主要成分為______；從“浸出液”中獲得過程中，應先將浸出液加熱到出現_________（填實驗現象）時，停止加熱。（4）使用浸出時，發(fā)生反應的離子方程式為______________，該反應的化學平衡常數為_______。能否使用代替_______（填“是”或“否”）。

答案以及解析1.答案：C解析：鐵粉有還原性，所以可用作食品包裝袋中的脫氧劑，A項正確。碳納米管與石墨烯為碳元素形成的不同單質，所以互為同素異形體，B項正確。單質硅可用作航天器的太陽能電池板，C項錯誤。儲氫合金是新型合金材料，D項正確。2.答案：C解析：溶液能夠吸收HCl，并且在溶液中的溶解度較小，A正確；溶液堿性較強，若直接將滴入溶液，會形成沉淀，從而影響產品純度，因此需先向B中通入一段時間，再滴入溶液，B正確；由于乳酸亞鐵含有羥基，羥基會與反應，會使測定結果偏大，C錯誤；加入鐵粉能將還原為，D正確。3.答案：A解析：在焰色試驗中KCl的火焰顏色為紫色，在焰色試驗中的火焰顏色也為紫色，都是鉀元素的焰色，A項正確。是酸性氧化物，也是酸性氧化物，均能與堿反應生成鹽和水，但是不溶于水，也不和水反應，B項錯誤。25℃時溶解度：，C項錯誤。向溶液中加入過量氫氧化鈉溶液生成，向溶液中加入少量氫氧化鈉溶液生成，氫氧化鈉過量時，沉淀溶解，生成偏鋁酸鈉，D項錯誤。4.答案：D解析：根據分析可知溶液中一定存在的離子是，A正確；根據分析可知溶液中一定不存在的離子是，B正確；根據分析可知白色沉淀為，C正確；觀察上述分析，無法確定原溶液中一定含有氯離子，D錯誤。5.答案：D解析：由上述分析可知，0~5s過程中，Cr元素都呈+6價，沒有發(fā)生氧化還原反應，A項錯誤。實驗開始至30s時，被還原為被氧化生成，溶液呈酸性，總反應的離子方程式為，B項錯誤。黃色溶液中Cr元素呈+6價，說明被氧化，因為在堿性條件下發(fā)生，則黃色溶液中Cr元素以的形式存在，已知反應，滴加NaOH溶液，平衡正向移動，也能實現轉化為，C項錯誤。中Cr元素的化合價為+6，說明其中有的O元素的化合價為-1，的O元素的化合價為-2，中含有兩個過氧鍵，結構式為，D項正確。6.答案：C解析：若失去2個，則固體質量保留百分數為，對應的點為B點，A項錯誤；若C點生成，根據鈷元素守恒，得到關系式，則固體質量保留百分數為，假設不成立，B項錯誤；B點剩余固體為，通入氧氣，則會發(fā)生反應，C項正確；，推測C點為高溫分解生成，固體質量保留百分數為，D項錯誤。7.答案：D解析：鍶（Sr）為第五周期ⅡA族元素，所以基態(tài)鍶原子的價層電子排布式為，A正確；“操作1”是從溶液中獲得晶體，具體包括蒸發(fā)濃縮冷卻結晶，B正確；由題意結合流程分析可知，高溫焙燒得到的固體主要成分是SrS、BaS，加入足量鹽酸浸取后所得溶液的溶質主要為、，硫酸鋇難溶于水，加入適量硫酸的目的是生成硫酸鋇沉淀，除去溶液中的，C正確；是強酸強堿鹽，不水解，直接加熱至恒重，即可制得無水，D錯誤。8.答案：D解析：氣體A能使黑色的CuO變紅，證明A中含CO，CO與CuO反應會生成，則無法通過澄清石灰水變渾濁的現象判斷氣體A中是否含有，A項錯誤；若固體A中含，加入稀鹽酸后，發(fā)生歧化反應，也會出現產生紫紅色固體、藍色溶液等現象，則固體A中不一定含有C、，B項錯誤；向固體A中加入稀鹽酸產生能使澄清石灰水變渾濁的氣體，說明固體A中含有或，產生紫紅色固體即銅，說明固體A中一定含有低價Cu元素，向固體A中加入濃硝酸會得到和的混合氣體，將混合氣體通入澄清石灰水中，石灰水不一定變渾濁，C項錯誤；根據上述分析可知，氣體產物中含CO（C為+2價），固體產物中含或（C為+4價），則反應過程中，（C為+3價）一定發(fā)生了歧化反應，D項正確。9.答案：D解析：向廢催化劑中加入草酸溶液，草酸溶液與不反應，固體A的主要成分是，A項正確；，則，B項正確；在實驗室中過濾要用到普通漏斗，濃縮溶液要用到蒸發(fā)皿，C項正確；加入足量雙氧水將轉化為和，反應的離子方程式為，D項錯誤。10.答案：（1）加熱或適當增大硫酸濃度；（2）分液漏斗（3）與形成穩(wěn)定離子進入水層，便于除鈦；將氧化成，便于后續(xù)調pH使沉淀完全（4）3.2~3.7或（5）1:2（6）；“脫水除銨”時分解生成的HCl可抑制的水解解析：（1）據題意知，反應物有，生成物有沉淀，從而可寫出水解反應的離子方程式為。（2）“萃取”操作需使用分液漏斗，分液漏斗使用前需檢漏。（3）“洗鈦”時加入的可以與形成穩(wěn)定離子進入水層，便于除鈦，還可以將氧化成，便于后續(xù)調pH使沉淀完全，從而除鐵完全。（4）第一步：分析“氨水調pH”的目的。用氨水調節(jié)溶液pH的目的是使沉淀完全而不沉淀。第二步：根據題給信息找到使沉淀完全所需的pH。由表知，使完全沉淀需。第三步：通過計算開始沉淀的pH。由得，開始沉淀時，對應的為，故除雜過程中應控制的pH范圍是3.2~3.7。（5）由“脫水除銨”以及最終得到知，在200~300℃時減少的是結晶水的質量，在380~400℃過程中會有白煙冒出，“保溫至無煙氣產生”意味著沉淀中分解完全，即380~400℃減少的是的質量，則，，。（6）高溫脫水得，通常含ScOF的原因是高溫脫水時與反應生成ScOF，反應方程式為；“脫水除銨”時分解生成的HCl能抑制的水解，故可制得純度很高的。11.答案：（1）除去碳及有機物并使金屬元素轉化為氧化物（2）；若采用鹽酸實驗過程中會生成氯氣，污染環(huán)境（3）1:6（4）（5）（6）①a②陰解析：（1）碳和有機物可通過焙燒除去，故含鈷廢料“550℃焙燒”的目的是除去碳及有機物并使金屬轉化為氧化物。（2）由常用作食品抗氧化劑可知，具有還原性，“浸取”時加入的主要作用是將還原為，防止后續(xù)反應生成沉淀，發(fā)生反應的離子方程式為。從環(huán)保角度分析不采用鹽酸的原因是若采用鹽酸實驗過程中會生成氯氣，污染環(huán)境。（3）加入的作用是將氧化為，反應為，反應過程中氧化劑（）與還原劑（）的物質的量之比為1:6。（4）加入溶液后碳酸鈉和反應生成氫氧化鐵沉淀，反應的離子方程式為，濾渣2的主要成分為。（5）當恰好沉淀完全時，由可知溶液中，則此時。（6）①燃料電池中通入乙醇的一極為負極，通入氧氣的一極為正極，即a為負極，b為正極；圖3所示電解池的目的是電解含的水溶液制備金屬鈷，所以Co電極上的反應為，即Co電極為陰極，所以Co電極連接乙醇燃料電池的a極。②石墨極上的反應為，電解過程中Ⅱ室溶液pH變小，由Ⅰ室移向Ⅱ室，則離子交換膜1為陽離子交換膜，若離子交換膜2為陽離子交換膜，則電解過程中Ⅱ室溶液pH保持不變，因此離子交換膜Ⅱ為陰離子交換膜，由Ⅱ室移向Ⅲ室。12.答案：（1）①飽和亞硫酸氫鈉溶液②③在溶液中，二氧化硫會被氧氣氧化為硫酸根離子（2）；取少量最后一次洗滌液放入試管中，滴加鹽酸酸化的溶液，若無白色沉淀產生，則說明沉淀洗滌干凈，反之則未洗干凈（3）92%；偏低解析：（1）①通過觀察A中氣泡的快慢來調節(jié)氣體的通入速率，故A中加入的試劑不能和二氧化硫、氮氣反應，最佳試劑是飽和亞硫酸氫鈉溶液。②和二氧化硫反應生成硫酸錳，反應的離子方程式為。③實驗中若將換成空氣，則在溶液中，空氣中的氧氣可以將一氧化硫氧化生成，導致濃度明顯大濃度。（2）沉淀表面會附著，取最后一次洗滌液少許于試管中，滴加鹽酸酸化的溶液，無沉淀生成，說明已洗凈，反之說明未洗干凈。（3）測定碳酸錳產品的純度時，3次滴定操作中的第2次誤差過大，實驗數據不能采用，由此可得出兩次有效滴定所用標準溶液的平均體積為，由原子守恒及題給反應可得出如下關系式：，則產品的純度。若滴定終點時俯視讀數，則讀出的硫酸亞鐵銨標準溶液的體積偏小，測得的碳酸錳產品的純度偏低。13.答案：（1）；（2）（3）4.67～5.5（或）（4）不能；氨水堿性不夠強，不能使變成（或）；解析：（1）赤鐵礦渣含有及Cu和Ag的氧化物，還含有一定量的Ga和In，因此第一步加入和時，形成和CuS沉淀，CuO發(fā)生反應的化學方程式為。（2）“高壓酸浸還原”時被還原，“酸浸液”中含有，加入的目的是調節(jié)pH，使分別轉化成和沉淀，以便分離，同時形成硫酸鈣（微溶）。（3）根據題表中數據，沉淀完全時，可得，則pH=4；同理根據的計算得沉淀完全時，pH=4.67，則pH最小為4.67；由表中數據可知與相比更易沉淀，則根據的進行計算，有，則，即pH=5.5，故應調節(jié)pH范圍為4.67~5.5。（4）由反應方程式可知，由，得14.答案：（1）（2）328K（3）c（4）6；（5）（6）隔絕空氣，防止鈦、鎂與氧氣、二氧化碳等反應（7）解析：（1）配平化學方程式可知反應還生成。（2）加入鐵屑還原體系中的，為達到實驗目的，Fe（Ⅲ）含量越少越好，則最佳反應溫度為328K。（3）工