專題09金屬和非金屬元素及其化合物

褶專超導(dǎo)機(jī)

考點(diǎn)01金屬單質(zhì)的性質(zhì)............................................................

考點(diǎn)02常見金屬的化合物...........................................................4

考點(diǎn)03非金屬及其化合物的性質(zhì)應(yīng)用...............................................12

考點(diǎn)04常見非金屬單質(zhì)及其化合物的制備..........................................21

考點(diǎn)05非金屬及其化合物的性質(zhì)轉(zhuǎn)化..............................................25

中方求分析

考點(diǎn)01金屬單質(zhì)的性質(zhì)

1.常見金屬的主要性質(zhì)

(1)鈉及其化合物

①等物質(zhì)的量的金屬鈉被氧化成Na2o和Na2O2時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同。

②鈉與酸反應(yīng)時，先與酸反應(yīng)，酸不足再與水反應(yīng)。

③鈉與鹽的溶液反應(yīng)：鈉不能置換出溶液中的金屬，鈉直接與水反應(yīng)，反應(yīng)后的堿再與溶液中的其他物質(zhì)

反應(yīng)。

④NazCh與CO2或HzO反應(yīng)時，生成1molCh,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol。

⑤)NazCh跟CO2和水蒸氣組成的混合氣體反應(yīng)時,應(yīng)先考慮Na2O2跟CO2的反應(yīng)。因?yàn)槿粝劝l(fā)生反應(yīng)：2Na2O2

+2H2O===4NaOH+O2?,必定還發(fā)生反應(yīng)：2NaOH+CCh===Na2cO3+H2O。

⑥NazCh與SO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na2O2+SO2===Na2SO4o

⑦向Na2cCh溶液中逐滴滴入鹽酸，反應(yīng)是分步進(jìn)行的。反應(yīng)的離子方程式依次為：COM+H+===HC(K、

+

HCOF+H===H2O+CO2to

(2)鎂、鋁及其化合物

占燃占燃

①鎂在空氣中燃燒主要發(fā)生反應(yīng)：2Mg+O2=V^'=2MgO,此外還發(fā)生反應(yīng)：3Mg+N2====Mg3N2>2Mg

+CCh=B==2MgO+C。

②Mg?N2與水反應(yīng)：MgsN2+6H2O===3Mg(OH)2+2NH3t。

③加熱Mg(HCO3)2溶液生成的是Mg(OH)2沉淀,而不是MgCO3沉淀，因?yàn)镸g(OH)2比MgCO3更難溶于水。

反應(yīng)方程式為Mg(HCO3)2====Mg(OH)2；+2CO2T0

④鋁與NaOH溶液、非氧化性強(qiáng)酸反應(yīng)生成H2。常溫下，濃硝酸、濃硫酸使鋁發(fā)生鈍化。

⑤ALC>3、A1(OH)3僅?能溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液中(如在氨水和碳酸中不溶)。

⑥AF+、A1O2只能分別存在于酸性、堿性溶液中。AF+與下列離子不能大量共存：OH,CO「、HCCK、SO「、

S2-、CIO',A1O7,其中OH一是因?yàn)橹苯臃磻?yīng)，其余均是因?yàn)榘l(fā)生了劇烈的雙水解反應(yīng)。A1O3與下列離子

不能大量共存：H+、HCOF,AF+、Fe2+、Fe3+,其中H+和HCO］是因?yàn)榕cAlOf直接反應(yīng)(AIO2+HCO3+

H2O===A1(OH)3；+COD，其余也是因?yàn)榘l(fā)生了劇烈的雙水解反應(yīng)。

+3+

⑺明磯的凈水原理：明磯的化學(xué)式為KA1(SO4)2」2H2。，它在水中能電離：KA1(SO4)2===K+A1+2SOFO

鋁離子發(fā)生水解反應(yīng)，生成的氫氧化鋁膠體具有很強(qiáng)的吸附能力，吸附水中的懸浮物，使之沉降以達(dá)到凈

水目的：AP++3H2。==Al(0H)3(膠體)+3H+。

(3)鐵、銅及其化合物

①Fe與Cb反應(yīng)只能生成FeCb,與L反應(yīng)生成FeL,與反應(yīng)物的用量無關(guān)。

②Fe與水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成H2和Fe3O4,而不是Fe2O3?

2+

③過量的Fe與硝酸作用，或在Fe和Fe2O3的混合物中加入鹽酸，均生成Fe?要注意產(chǎn)生的Fe3+還可以

氧化單質(zhì)Fe這一隱含反應(yīng)：Fe+2Fe3+===3Fe2+?

④NO?與Fe2+在酸性條件下不能共存。

⑤FezCh、Fe(OH)3與氫碘酸反應(yīng)時，涉及Fe3+與「的氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)物為Fe?+、卜和H?。。

⑥FeCb溶液加熱濃縮時，因Fe3+水解和HC1的揮發(fā)，得到的固體為Fe(OH)3,灼燒后得到紅棕色FezCh固

體;而Fe2(SO4)3溶液蒸干時，因硫酸是難揮發(fā)性的酸，將得不到Fe(OH)3固體,最后得到的固體仍為Fe2(SO4)3。

⑦注意亞鐵鹽及Fe(OH)2易被空氣中氧氣氧化成三價鐵的化合物。如某溶液中加入堿溶液后，最終得到紅褐

色沉淀，并不能斷定該溶液中一定含有Fe3+,也可能含有Fe2+。

2.常見金屬的性質(zhì)比較

金屬活動

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu

性順序表

性質(zhì)變化規(guī)

元素的金屬性逐漸減弱，單質(zhì)的還原性依次減弱，離子的氧化性逐漸增強(qiáng)

律

與冷水劇與沸水緩高溫與水

烈反應(yīng)慢反應(yīng)蒸氣反應(yīng)

和水的反應(yīng)一不跟水反應(yīng)

生成氧化

生成堿和氫氣

物和氫氣

和酸的劇烈反應(yīng)反應(yīng)逐漸減緩不能置換稀酸中的氫

——

反應(yīng)與非氧化性酸反應(yīng)放出H2；與濃硫酸、濃硝與氧化性只溶于

酸及稀硝酸反應(yīng)，不放出H2,一般產(chǎn)物為：酸反應(yīng)（但王水

鹽+水+成酸元素的低價化合物不放出H2）

金屬先與水反

和鹽溶液

應(yīng)生成堿，堿再排在前面的金屬可將后面的金屬從其鹽溶液中置換出來

的反應(yīng)

與鹽反應(yīng)

和氧氣常溫生成加熱能加熱能不能被

易被氧化——

的反應(yīng)氧化膜被氧化被氧化氧化

金屬氧化物氧化物跟水劇

對應(yīng)的水化烈反應(yīng)，生成氧化物不溶于水，也不跟水反應(yīng)，對應(yīng)堿的熱穩(wěn)定性逐漸

物及堿的熱堿，堿受熱不易減弱

穩(wěn)定性分解

電解法熱還原法煨燒法一

金屬的高溫下用CO（或A1）

冶煉電解熔融鹽或氧化物從其氧化物中還原————

出來

只以游

自然界中存多以化合態(tài)存在，但有極少的游

只以化合態(tài)（鹽、氧化物）存在離態(tài)存

在的形式離態(tài)

在

3.金屬元素及其化合物的重要性質(zhì)和應(yīng)用

常見物質(zhì)日常應(yīng)用利用的性質(zhì)

鈉核反應(yīng)堆的傳熱介質(zhì)熔點(diǎn)較低，導(dǎo)熱性好

氫氧化鈉制肥皂與油脂發(fā)生皂化反應(yīng)生成高級脂肪酸鈉

調(diào)味劑具有咸味

氯化鈉

配制生理鹽水（0.9%）體液替代物

發(fā)酵粉、

2NaHCO32Na2cCh+H2O+CO2T

膨松劑

+

碳酸氫鈉胃酸中和劑HCOF+H=H2O+CO2t

A1(SO)3+6NaHCO=

用于泡沫滅火器243

2Al(OH)31+6co2T+3Na2SO4

清洗油污水解，溶液顯堿性

碳酸鈉

制玻璃Na2cCh+SiCh殷NazSiCh+CO2T

氧化鋁耐火材料熔點(diǎn)高

鋁鋁制品表面易生成致密的氧化膜

鋁熱劑（焊接鋼軌）2Al+Fe2O3旗AbO3+2Fe（放出大量熱量）

++

氫氧化鋁胃酸中和劑堿性較弱A1(OH)3+3H=AP+3H2O

在水中生成A1（OH）3［或Fe（OH）3］膠體，其可以

明磯、鐵鹽凈水劑

和懸浮的泥沙形成絮狀不溶物沉降下來

氧化鐵紅色油漆和涂料氧化鐵是一種紅棕色粉末

硫酸銅配制農(nóng)藥，殺菌消毒銅離子（重金屬離子）能使蛋白質(zhì)變性

【典例1］下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是

A.鋁的金屬活潑性強(qiáng)，可用于制作鋁金屬制品

B.氧化鋁熔點(diǎn)高，可用作電解冶煉鋁的原料

C.氫氧化鋁受熱分解，可用于中和過多的胃酸

D.明磯溶于水并水解形成膠體，可用于凈水

【答案】D

【解析】鋁在空氣中可以與氧氣反應(yīng)生成致密氧化鋁，致密氧化鋁包覆在鋁表面阻止鋁進(jìn)一步反應(yīng)，鋁具

有延展性，故鋁可用于制作鋁金屬制品，A錯誤；氧化鋁為離子化合物，可用作電解冶煉鋁的原料，B錯誤；

氫氧化鋁為兩性氫氧化物，可以用于中和過多的胃酸，C錯誤；明磯溶于水后電離出的鋁離子水解生成氫氧

化鋁膠體，氫氧化鋁膠體能吸附水中的懸浮物，用于凈水，D正確；故選D。

【變式1-1】下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是（）

A.NH4HCO3受熱易分解，可用作化肥

B.稀硫酸具有酸性，可用于除去鐵銹

C.SO2具有氧化性，可用于紙漿漂白

D.ALO3具有兩性，可用于電解冶煉鋁

【答案】B

【解析】A.NH4HCO3受熱易分解和用作化肥無關(guān)，可以用作化肥是因?yàn)楹械兀籅.鐵銹的主要成分

為FezCh,硫酸具有酸性可以和金屬氧化物反應(yīng)，具有對應(yīng)關(guān)系；C.二氧化硫的漂白原理是二氧化硫與有

色物質(zhì)化合成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，不涉及氧化還原，故和二氧化硫的氧化性無關(guān)；D.電解冶煉鋁，只能說

明熔融氧化鋁能導(dǎo)電，是離子晶體，無法說明是否具有兩性，和酸、堿都反應(yīng)可以體現(xiàn)AI2O3具有兩性。

故選B。

【變式1-2］（2022?天津，3）下列有關(guān)金屬及其化合物的應(yīng)用不合理的是（）

A.將廢鐵屑加入FeCL溶液中，可用于除去工業(yè)廢氣中的CL

B.鋁中添加適量鋰，制得低密度、高強(qiáng)度的鋁合金，可用于航空工業(yè)

C.鹽堿地(含較多Na2c03等)不利于作物生長，可施加熟石灰進(jìn)行改良

D.無水CoCb呈藍(lán)色，吸水會變?yōu)榉奂t色，可用于判斷變色硅膠是否吸水

【答案】C

【解析】將廢鐵屑加入FeCL溶液中，可用于除去工業(yè)廢氣中的CL,發(fā)生反應(yīng)2FeCL+C12==2FeC13、2FeCl3

+Fe=3FeCL,A項(xiàng)正確；鋁中添加適量鋰，制得的鋁合金密度小、硬度大，可用于航空工業(yè)，B項(xiàng)正確；

鹽堿地中施加熟石灰，發(fā)生反應(yīng)Na2cO3+Ca(OH)2-CaCC)3+2NaOH,生成的NaOH為強(qiáng)堿，不利于作物

生長，C項(xiàng)錯誤；無水CoCL吸水后會發(fā)生顏色變化，可用于判斷變色硅膠是否吸水，D項(xiàng)正確。

【變式1-3](2020?新課標(biāo)H)某白色固體混合物由NaCl、KC1、MgSCU、CaCCh中的兩種組成，進(jìn)行如下

實(shí)驗(yàn)：①混合物溶于水，得到澄清透明溶液；②做焰色反應(yīng)，通過鉆玻璃可觀察到紫色；③向溶液中加

堿，產(chǎn)生白色沉淀。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可判斷其組成為

A.KC1、NaClB.KChMgSO4

C.KC1、CaCO3D.MgSO4,NaCl

【答案】B

【解析】①混合物溶于水，得到澄清透明溶液，則不含CaCCh,排除C選項(xiàng)；②做焰色反應(yīng)，通過鉆玻璃

可觀察到紫色，可確定含有鉀元素，即含有KC1；③向溶液中加堿，產(chǎn)生白色沉淀，則應(yīng)含有MgSCU,綜

合以上分析，混合物由KC1和MgSO4兩種物質(zhì)組成，故選B。

【變式1-4](2022?浙江卷)黃色固體X,可能含有漂白粉、FeSO4,Fe2(SO4)3,CuCb、KI之中的幾種或全

部。將X與足量的水作用，得到深棕色固體混合物Y和無色堿性溶液Z。下列結(jié)論合理的是()

A.X中含KI,可能含有CuCb

B.X中含有漂白粉和FeSO4

c.X中含有CuCb,Y中含有Fe(OH)3

D.用H2sO4酸化溶液Z,若有黃綠色氣體放出，說明X中含有CuCb

【答案】C

【解析】固體X為黃色，則含有Fe2(SO4)3,溶于水后，要使溶液Z為無色堿性，則一定含有漂白粉，且漂

白粉過量,得到深棕色固體混合物Y,則固體Y是Fe(OH)3和Cu(OH)2的混合物,X中一定含有CuCl2,FeSO4

和Fe2(SO4)3中含有其中一種或兩種都含，據(jù)此解答。若X含有KI,則會與漂白粉反應(yīng)生成12,溶液不為無

色，A不正確；由分析可知，不一定含有FeSCU,B不正確；由分析可知，X含有CuCL,Y含有Fe(OH)3,

c正確;酸化后，產(chǎn)生黃綠色氣體,為氯氣，則發(fā)生的發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為:Cr+ClO-+2H+=C12f+H2O,

此時的cr有可能來自于漂白粉氧化FeSO4產(chǎn)生的C1-,也有可能是漂白粉自身含有的，不能推導(dǎo)出含有CuC12,

D不正確。

【變式1-4]下列說法不正卿的是（）

A.[CU（NH3）4]SO4可通過CuSO4溶液與過量氨水作用得到

B.鐵銹的主要成分可表示為FezChsHzO

C.鈣單質(zhì)可以從TiCL中置換出Ti

D.可用H?還原MgO制備單質(zhì)Mg

【答案】D

【解析】A項(xiàng)，CUSO4溶液與少量氨水反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀，與過量氨水反應(yīng)生成絡(luò)合物[CU（NH3）4]SO4,

故A正確；B項(xiàng)，鐵在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕生成紅棕色的鐵銹，鐵銹的主要成分可表示為Fe2O3-nH2O,

故B正確；C項(xiàng)，鈣的化學(xué)性質(zhì)活潑，在稀有氣體的保護(hù)下，與熔融的四氯化鈦反應(yīng)可置換出Ti,故C正

確；D項(xiàng)，制備單質(zhì)Mg應(yīng)該用電解熔融MgCL的方法，故D錯誤；故選D。

【變式1-5】下列關(guān)于鋁及其化合物說法，不正確的是（）

A.明磯可用作凈水劑和消毒劑B.利用鋁熱反應(yīng)可冶煉高熔點(diǎn)金屬

C.鋁可用作包裝材料和建筑材料D.氫氧化鋁可用作治療胃酸過多的藥物

【答案】A

【解析】A項(xiàng)，明磯溶于水可生成具有吸附性的氫氧化鋁膠體，可以凈水但不能消毒，故A錯誤；B項(xiàng)，

鋁熱反應(yīng)是金屬鋁和沸點(diǎn)較高的金屬氧化物之間反應(yīng)冶煉高熔點(diǎn)金屬的過程，故B正確；C項(xiàng)，鋁具有良

好的延展性，鋁箔可以做包裝材料，鋁合金硬度大密度小常用做建筑材料，故C正確；D項(xiàng)，胃酸主要成

分為HCL氫氧化鋁具有弱堿性可中和過多胃酸，故D正確；故選A。

【變式1-6]下列說法不正碰的是（）

A.鐵粉與氧化鋁發(fā)生的鋁熱反應(yīng)可用于焊接鐵軌

B.鎂燃燒會發(fā)出耀眼的白光，可用于制造信號彈和焰火

C.熟石膏與水混合成糊狀后能很快凝固，常用于制作模型和醫(yī)療石膏繃帶

D.工業(yè)上可用氨水消除燃煤煙氣中的二氧化硫

【答案】A

【解析】A項(xiàng)，鋁粉與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應(yīng)時放出大量的熱，因此，生成的鐵是液態(tài)的，其可以將兩段鐵

軌焊接在一起，故其可用于焊接鐵軌，但是，鐵粉與氧化鋁不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)，A說法不正確；B項(xiàng)，鎂燃

燒會發(fā)出耀眼的白光，可以照亮黑暗的夜空和地面，因此，其可用于制造信號彈和焰火，B說法正確；C項(xiàng)，

粉末狀的熟石膏與水混合成糊狀后能很快凝固轉(zhuǎn)化為堅(jiān)固的塊狀生石膏，因此，其常用于制作模型和醫(yī)療

石膏繃帶，c說法正確；D項(xiàng)，二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸?，其可以與堿反應(yīng)生成鹽和水，而氨水屬于堿性的

溶液，因此，工業(yè)上可用氨水吸收燃煤煙氣中的二氧化硫從而削除污染，D說法正確。故選A。

考點(diǎn)02常見金屬的化合物

1.常見金屬氧化物

化學(xué)式Na2ONazOzMgOA12O3FeOFezOsFesO4

堿性氧化兩性氧化堿性氧化

分類過氧化物堿性氧化物堿性氧化物—

物物物

淡黃色固紅棕色粉

顏色狀態(tài)白色固體白色粉末白色固體黑色粉末黑色晶體

體末

與水緩慢反

反應(yīng)生成反應(yīng)生成

與水作用應(yīng)生成不溶于水，也不與水反應(yīng)

NaOHNaOH和。2

Mg(OH)2

反應(yīng)生成反應(yīng)生成

反應(yīng)生成反應(yīng)生成反應(yīng)生成反應(yīng)生成

與酸作用鈉鹽、水和亞鐵鹽和—

鈉鹽和水鎂鹽和水鋁鹽和水鐵鹽和水

氧氣水

可用C、CO、A1等還原生成單質(zhì)

氧化性除Na2C>2外氧化性很弱，通常不能用還原劑還原

鐵

與CO2反應(yīng)與CO2生成與強(qiáng)堿生與氧化性

其它反應(yīng)生成Na2c。3和與NH4cl溶液成偏鋁酸酸生成鐵——

土卜士卜

Na2c。302rm.rm.

2.常見金屬氫氧化物

化學(xué)式

NaOHMg(OH)2A1(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2CU(OH)2

白色膠狀沉

顏色狀態(tài)白色固體白色固體紅褐色沉淀白色沉淀藍(lán)色沉淀

淀

較高溫度分不穩(wěn)定易被

穩(wěn)定加熱加熱分解成加熱分解成易分解成

穩(wěn)定性解成MgO和氧化成

不分解A12O3和H2OFe2()3和H2OCuO和H2O

H2OFe(OH)3

與酸反應(yīng)均易與酸反應(yīng)生成對應(yīng)的鹽，若為氧化性酸則Fe(OH)2還要被氧化

與鹽反應(yīng)，新制

與NH4cl溶與強(qiáng)堿溶液

其它反應(yīng)與Cb、A1反—具有還原性Cu(OH)2被

液反應(yīng)反應(yīng)

應(yīng)醛基還原

3.重要的鹽

士卜

rm.

Na2CO3NaHCO3FeCl2FeCl3

++

CO?+2HHCOF+H=H2O

與酸反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)

=H2O+CO2T+CO2T

HCOF+OH-Fe2++2OHFe3++3OH

與堿反應(yīng)不反應(yīng)

；

=H2O+COr=Fe(OH)2；=Fe(OH)3

化

2+33+2

2Fe+Cl2=2Fe2Fe+Fe=3Fe

學(xué)氧化還原性無無+

++2cr

性

2NaHCO3ANa2CO3

質(zhì)穩(wěn)定性穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定

+H2OT+CO2T

遇KSCN不顯血

金屬離子檢焰色反應(yīng)呈黃遇KSCN顯血紅

焰色反應(yīng)呈黃色紅色，加入氯水后

驗(yàn)色色

顯紅色

兩種常見金屬及其4匕合物的轉(zhuǎn)化形式：

VV

⑴直線型轉(zhuǎn)化關(guān)系：A—2一B—

①Na—5—N@2。一5—Na2()2

HC1

②X為強(qiáng)酸，如NaAlO2-------->A1(OH)3-------->A1C13

③X為強(qiáng)堿，如AlCh——^A1(OH)3——^NaAlO2

【典例2］海水曬鹽后精制得到NaCL氯堿工業(yè)電解飽和NaCl溶液得到CL和NaOH,以NaCl、NH3、CO2

等為原料可得到NaHCCh;向海水曬鹽得到的鹵水中通CI2可制漠；從海水中還能提取鎂。(2020?江蘇卷)

下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)的是

A.NaCl(aq)管?耳化)55K漂白粉⑸

c2(g)

B.NaCl(aq)°>NaHCO3(s)譬Na,CO：(?)

J25

c，2(g)Nal(aq)

C.NaBr(aq)>Br2(aq)>I2(aq)

D.Mg(OH)2(s)Hci(aq)>MgCl2(aq)誓Mg⑸

【答案】C

【解析】石灰水中Ca(0H)2濃度太小，一般用氯氣和石灰乳反應(yīng)制取漂白粉，故A錯誤；碳酸的酸性弱于

鹽酸，所以二氧化碳與氯化鈉溶液不反應(yīng)，故B錯誤；氧化性C12>Br2>L,所以氯氣可以氧化NaBr得到

澳單質(zhì)，澳單質(zhì)可以氧化碘化鈉得到碘單質(zhì)，故C正確；電解氯化鎂溶液無法得到鎂單質(zhì)，陽極氯離子放

電生成氯氣，陰極水電離出的氫離子放電產(chǎn)生氫氣，同時產(chǎn)生大量氫氧根，與鎂離子產(chǎn)生沉淀，故D錯誤。

綜上所述，答案為C。

【變式2-1］在給定條件下，下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)的是()

電解>嘮)_>

A.NaCl(aq)Cl2(g)FeCh(s)

石灰乳>煨燒>

B.MgCb(aq)Mg(OH)2(s)MgO(s)

露>%。。)->

C.S(s)SO3(g)H2so*aq)

D-N2(g)—高溫蠡=%化劑》NH3(g)—署署)>Na2cC)3(s)

【答案】B

【解析】氯氣的氧化性強(qiáng)，與鐵單質(zhì)反應(yīng)直接生成氯化鐵，A錯誤；氯化鎂與石灰乳發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成

氫氧化鎂，氫氧化鎂高溫煨燒生成氧化鎂和水，B正確；硫單質(zhì)在空氣中燃燒只能生成S02,SO2在與氧氣

在催化劑條件下生成SO3,C錯誤；氨氣與二氧化碳和氯化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉受熱分解可

生成碳酸鈉，D錯誤；綜上所述，本題應(yīng)選B。

【變式2-2］磷酸亞鐵鋰(LiFeP04)電池是新能源汽車的動力電池之一。采用濕法冶金工藝回收廢舊磷酸亞鐵

鋰電池正極片中的金屬，其流程如下：

含Li沉淀《碳酸鈉濾液?

下列敘述錯誤的是(

A.合理處理廢舊電池有利于保護(hù)環(huán)境和資源再利用

從“正極片”中可回收的金屬元素有Al、Fe、Li

沉淀”反應(yīng)的金屬離子為Fe3+

上述流程中可用硫酸鈉代替碳酸鈉

【答案】D

【解析】Li2s。4易溶于水，用硫酸鈉代替碳酸鈉，不能形成含Li沉淀，D項(xiàng)錯誤；合理處理廢舊電池有利

于保護(hù)環(huán)境和資源再利用，A項(xiàng)正確；LiFePCU中含有Li和Fe元素，正極片堿溶所得濾液中含有A1元素,

B項(xiàng)正確；Fe2+能被HNCh氧化為Fe3+,Fe3+遇到堿液后沉淀，而另一種金屬離子——鋰離子遇到碳酸鈉后

沉淀，C項(xiàng)正確。

【變式2-3］氫氧化錦［Ce（0H）4］是一種重要的稀土氫氧化物。平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的廢玻

璃粉末（含SiCh、Fe2O3,CeO2）,某課題組以此粉末為原料回收鋪，設(shè)計實(shí)驗(yàn)流程如下：

-

廢

玻-I濾液A|

璃①加稀鹽酸

粉②加稀硫酸

末過濾、洗滌梅麗和呼液

一1-----1過濾

下列說法錯誤的是（）

A.濾渣A中主要含有SiCh、CeO2

B.過濾操作中用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒

T3+

C.過程②中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CeO2+H2O2+3H=Ce+2H2O+O2T

D.過程④中消耗11.2LO2（已折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況），轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2x6.02x1023

【答案】C

【解析】向CeCh、SiCh、Fe2O3中加入稀鹽酸，F(xiàn)ezCh轉(zhuǎn)化為FeCb存在于濾液中，濾渣為CeCh和SiCh，故

A正確；結(jié)合過濾操作要點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)中用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒，故B正確；稀硫酸、H2O2、

+3+

CeO2三者反應(yīng)生成Ce2（SO4）3、O2和H2O,反應(yīng)的離子方程式為:6H+H2O2+2CeO2=2Ce+O2t+4H2O,

故C錯誤；過程④中消耗11.2LCh的物質(zhì)的量為0.5mol,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4x0.5molxNA=2x6.02xl（）23,故

D正確。

【變式2-4］研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時與大氣中的氨有關(guān)（如下圖所示）。下列敘述錯誤

NO-?-^*NONHINO.3

rX25

燃

料

燃[0,HO/

SO-----ASO32H2s。4(NH)SO

2424

燒

A.霧和霾的分散劑相同

B.霧霾中含有硝酸鏤和硫酸鏤

C.NH3是形成無機(jī)顆粒物的催化劑

D.霧霾的形成與過度施用氮肥有關(guān)

【答案】C

【解析】NH3參與反應(yīng)生成鐵鹽，是反應(yīng)物，不是催化劑，C項(xiàng)錯誤；霧和霾的分散劑都是空氣，A項(xiàng)正確；

霧霾中的無機(jī)顆粒物含有硝酸鏤和硫酸卷，B項(xiàng)正確；過度施用氮肥會增加大氣中氨的含量，D項(xiàng)正確。

【變式2-5】酸雨的形成是一種復(fù)雜的大氣化學(xué)和光學(xué)化學(xué)過程，在清潔空氣、污染空氣中形成硫酸型酸雨

的過程如下:

清潔

空氣

化石燃料

化工生產(chǎn)

火山噴發(fā)

污染

空氣

下列有關(guān)說法不正確的是()

A.所涉及的變化均為氧化還原反應(yīng)

B.光照是酸雨形成的必要條件之一

C.污染指數(shù)越高形成酸雨的速率越快

D.優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)能有效遏制酸雨污染

【答案】A

【解析】A項(xiàng)，SCh變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)SO2,化合價沒有變化，不是氧化還原反應(yīng)，錯誤；B項(xiàng)，結(jié)合圖中信息知

產(chǎn)生激發(fā)態(tài)SO2和QH自由基需要光照條件，正確；C項(xiàng)，途徑H的速率大于途徑I,正確；D項(xiàng)，使用化

石燃料將產(chǎn)生SCh進(jìn)而產(chǎn)生酸雨，如果對化石燃料優(yōu)化處理能有效遏制酸雨污染，正確。

【變式2-6】某油脂廠廢棄的油脂加氫銀催化劑主要含金屬Ni、AhFe及其氧化物，還有少量其他不溶性

物質(zhì)。采用如下工藝流程回收其中的保制備硫酸保晶體(NiSO#7H2。)：

NaOH溶液稀H’SO,乩。?溶液NaOH溶液

廢銀催化劑硫酸銀晶體

濾液①濾渣②濾渣③

溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:

金屬離子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+

開始沉淀時(c=0.01mol[T)的pH7.23.72.27.5

沉淀完全時(c=L0x10-5moiiT)的pH8.74.73.29.0

回答下列問題：

(1)“堿浸''中NaOH的兩個作用分別是。為回收金屬，用稀硫酸將“濾液①”調(diào)為中性，生成

沉淀。寫出該反應(yīng)的離子方程式______________o

(2)“濾液②”中含有的金屬離子是o

(3)“轉(zhuǎn)化”中可替代H2O2的物質(zhì)是。若工藝流程改為先“調(diào)pH”后“轉(zhuǎn)化”，即

NaOH溶液比Oz溶液

濾渣③

“濾液③”中可能含有的雜質(zhì)離子為o

(4)利用上述表格數(shù)據(jù)，計算Ni(OH)2的Ksp=(列出計算式)。如果“轉(zhuǎn)化”后的溶液中Ni2+濃度

1

為1.0mol-L,則“調(diào)pH”應(yīng)控制的pH范圍是o

(5)硫酸鎮(zhèn)在強(qiáng)堿溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作銀鎘電池正極材料的NiOOH。寫出該反應(yīng)的離子方

程式o

(6)將分離出硫酸銀晶體后的母液收集、循環(huán)使用，其意義是o

【答案】(1)除去油脂、溶解鋁及其氧化物

A1O21+H++H2O=A1(OH)31或[A1(OH)4『+H+=A1(OH)31+H2O

223+3+

(2)Ni\Fe\Fe(3)。2或空氣Fe

⑷0.01x(1()7214)2或105x(108714丫2~6.2

2+__

(5)2Ni+ClO+4OH=2NiOOH；+Cr+H2O(6)提高銀回收率

【解析】由工藝流程分析可得，向廢鎂催化劑中加入NaOH溶液進(jìn)行堿浸，可除去油脂，并發(fā)生反應(yīng)

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2T>2Al2O3+4NaOH=4NaAlO2+2H2O將Al及其氧化物溶解，得到的濾液①

22

含有NaA102,濾餅①為Ni、Fe及其氧化物和少量其他不溶性雜質(zhì)，加稀H2sCU酸浸后得到含有Ni\Fe\

Fe3+的濾液②，F(xiàn)e?+經(jīng)H2O2氧化為Fe3+后，加入NaOH調(diào)節(jié)pH使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去，再控制pH

濃縮結(jié)晶得到硫酸鎮(zhèn)的晶體。(1)根據(jù)分析可知，向廢銀催化劑中加入NaOH溶液進(jìn)行堿浸，可除去油脂，

并將A1及其氧化物溶解，濾液①中含有NaA102(或Na[Al(OH)4]),加入稀硫酸可發(fā)生反應(yīng)

AlO2-+H++H2O=Al(OH)3j或聞(OH)41+H+=Al(OH)3j+H2O；(2)加入稀硫酸酸浸，Ni、Fe及其氧化物溶解，

所以“濾液②”中含有的金屬離子是Ni2+、Fe2\Fe3+；(3)“轉(zhuǎn)化”在H2O2的作用是將Fe?+氧化為Fe3+,可用

或空氣替代；若將工藝流程改為先“調(diào)pH”后“轉(zhuǎn)化”，會使調(diào)pH過濾后的溶液中含有Fe2+,則濾液③中

可能含有轉(zhuǎn)化生成的Fe3+；(4)由上述表格可知，出+完全沉淀時的pH=8.7,此時c(Ni2+)=l.OxlO^mol-L-1,

14

K108714

81

c(H+)=l.OxiO-WIL,則式?！?不去=,-,、87=1°一，貝UNi(OH)2的

clHI1.0x10

2+2587142

^sp=c(Ni).c(OH)=10-x(10)；或者當(dāng)Ni2+開始沉淀時pH=7.2,此時c(Ni2+)=0.01moLL」，

14

KIO7214

c(H+)=l.OxiO-7W-L1,貝吐(。田)=一;優(yōu)了=T「^7=1°一，貝ljNi(OH)2的

c(H)1.0x10

2+2721421

7Csp=c(Ni).c(OH-)=0.01x(IO)；如果“轉(zhuǎn)化”后的溶液中Ni2+濃度為1.Omol-L,為避免銀離子沉

淀,此時c(OH)=I\)=107.smol>L-i,貝?c(H>:"=券=10-62,即pH=6.2；

、71c(Ni2+)V1.04OH)10

Fe3+完全沉淀的pH為3.2,因止匕“調(diào)節(jié)pH”應(yīng)控制的pH范圍是3.2~6.2；(5)由題干信息，硫酸鍥在強(qiáng)堿

中被NaClO氧化得到NiOOH沉淀，即反應(yīng)中Ni?+被氧化為NiOOH沉淀，C1CT被還原為C「，則根據(jù)氧化

2+

還原得失電子守恒可得離子方程式為2Ni+ClO-+4OH-=2NiOOH；+Cr+H2O；(6)分離出硫酸鎂晶體后的母

液中還含有Ni2+,可將其收集、循環(huán)使用，從而提高銀的回收率。

【變式2-7](2022?湖北選擇性考試)廢舊太陽能電池CIGS具有較高的回收利用價值，其主要組成為

CuIno_5Gao.5Se2。某探究小組回收處理流程如下：

(1)硒(Se)與硫?yàn)橥逶兀琒e的最外層電子數(shù)為；錢(Ga)和錮。n)位于元素周期表第UIA族，

CuInO.5Gao.5Se2中Cu的化合價為o

(2)“酸浸氧化”發(fā)生的主要氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為o

535

(3)25℃時，已知：^(NH3.H2O)?2.0XW,^[Ga(OH)3]?1.0x10,

3320

7<rv?[In(OH)3]?1.0xlO-，^sp[Cu(OH)2]?1.0xlO-，“浸出液”中c(Cu2+)=0.01molLT。當(dāng)金屬陽

離子濃度小于LOxlO^moILT時沉淀完全，1r+恰好完全沉淀時溶液的pH約為(保留一位小

數(shù))；若繼續(xù)加入6.0moLLT氨水至過量，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是先有藍(lán)色沉淀，然后；為探

究Ga(OH)3在氨水中能否溶解，計算反應(yīng)Ga(OH)3+NH3-H2O=[Ga(OH)4「+NH才的平衡常數(shù)K

(已知：3+

Ga+4OH^^[Ga(OH)4]-K,=)X1QX1Q^)

1c(Ga3+)-c4(OH-)

(4)“濾渣”與SOCL混合前需要洗滌、干燥，檢驗(yàn)濾渣中SO+-是否洗凈的試劑是；“回流過濾'中

SOCL的作用是將氫氧化物轉(zhuǎn)化為氯化物和。

(5)“高溫氣相沉積”過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為0

【答案】(1)6+1(2)CU2O+H2O2+2H2SO4=2CUSO4+3H2O

(3)4.7(2分)藍(lán)色沉淀溶解，溶液變成深藍(lán)色(2分)2.0xl0-6

(4)HC1溶液、BaCb溶液作溶劑

⑸GaCb+NH3量選GaN+3HC1

【解析】(1)硒與硫同為第VIA族元素，最外層有6個電子。硒最低化合價為一2；錢和錮同為IIIA族元素,

化合價均為+3,根據(jù)化合物中正、負(fù)化合價代數(shù)和為0,設(shè)CuIno.5Gao.5Se2中銅的化合價為x,則有x+3x0.5

+3x0.5=2x2,解得x=+l。(2)CuIno_5Gao.5Se2在“焙燒”時硒轉(zhuǎn)化成二氧化硒，錢、錮元素化合價均為最高

價，保持不變化。則酸浸氧化時雙氧水氧化+1價銅元素，高溫焙燒時銅元素轉(zhuǎn)化成氧化亞銅(在1000℃以

上氧化銅分解生成氧化亞銅)，故酸浸氧化時發(fā)生的主要氧化還原反應(yīng)為CU2O+H2O2+2H2SO4=2CUSO4+

。([In(QH)3]1。

3H2O(3)C(OH-)=3S=3^21moi.L,POH=-=9.3-pH=14—pOH=14—9.3=4.7

Vc(In3+)[1.0x10-5F3

Cu(OH)2+4NH3?H2O=[Cu(NH3)4]2+(深藍(lán)色)+20HT4H2O；向氫氧化銅中滴加過量濃氨水，藍(lán)色沉淀溶解

得到深藍(lán)色溶液K-/(岫：).dGa(OH)」c(NH：).dGa(OH)」.c(Ga3+).c^otr)=

3+4-

、皿°C(NH3H2O)C(NH3H2O)c(Ga)-c(OH)

34535

x7irbx7i；p[Ga(OH)3]=1.0xl0x2.0xl0-xl.