12跟踪练-第12讲　金属及其化合物的综合应用-【优化指导】2026年化学一轮复习高中总复习·第1轮（鲁科版）

跟踪练(12)　金属及其化合物的综合应用 一、选择题：每小题只有一个选项符合题目要求。 1．为了探究金属和盐溶液的反应规律，将一定质量的锌粉和银粉加入硝酸铜溶液中，充分反应，实验过程及实验现象如下图所示，则下列说法正确的是(　　) A．滤渣中一定含有Cu和Ag，可能含单质锌 B．滤渣中一定含有Cu、Ag、Zn C．滤液中一定含有Zn2＋和Ag＋ D．按照图示充分反应后溶液质量减少 B　解析：在金属活动性顺序中，锌＞铜＞银，锌能与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，银不与硝酸铜反应，滤渣中加入盐酸，有气体产生，说明加入的锌过量，所以把铜全部置换出来，滤渣中含有铜和过量的锌，还有没有参与反应的银，滤液中含有硝酸锌。滤渣中加入盐酸，有气体产生，说明滤渣中一定含有锌，A错误；滤渣中加入盐酸，有气体产生，说明加入的锌过量，所以锌把铜全部置换出来，滤渣中含有置换出来的铜、没有参与反应的银、过量的锌，故滤渣中一定含有Cu、Ag、Zn三种金属，B正确；银与硝酸铜不反应，滤液中不可能含有Ag＋，C错误；根据反应的化学方程式Zn＋Cu(NO3)2===Zn(NO3)2＋Cu可知，每65 g的锌与硝酸铜反应置换出64 g的铜，所以充分反应后溶液的质量会增加，D错误。 2．工业上利用银块制取硝酸银及硝酸银的有关性质如图所示。下列说法错误的是(　　) A．反应器中若增大硝酸浓度，生成NOx总量将减少 B．操作②为减压蒸发、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 C．硝酸银固体应保存在棕色瓶中 D．X是氧气 A　解析：Ag＋2HNO3(浓)===AgNO3＋NO2↑＋H2O，3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O可知反应器中若增大硝酸浓度，生成NOx总量将增多，A错误；AgNO3受热易分解，故操作②为减压蒸发、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，B正确；AgNO3见光易分解，硝酸银固体应保存在棕色瓶中，C正确；反应：2AgNO32Ag＋2NO2↑＋O2↑，故X是氧气，D正确。 3．四氯化锡常用作合成有机锡化合物的原料。利用下图装置使含锡硫渣与氯气反应制备四氯化锡并进行尾气处理。 已知：①无水四氯化锡的熔点为－33 ℃、沸点为114.1 ℃；②四氯化锡易水解。下列说法正确的是(　　) A．装置A中KClO3可用MnO2替代 B．装置D中球形冷凝管的进水口为1、出水口为2 C．装置B的作用是吸收HCl D．装置E中的试剂为无水氯化钙 C　解析：装置A中生成氯气通过饱和食盐水吸收杂质氯化氢，通过装置C干燥后进入装置D反应生成四氯化锡，尾气通过装置E吸收并防止空气中水蒸气进入装置D；该装置为不加热装置，二氧化锰和浓盐酸反应需要加热，A错误；装置D中球形冷凝管水流方向为下进上出，进水口为2、出水口为1，B错误；盐酸具有挥发性，得到的氯气中含有氯化氢，可以使用饱和食盐水吸收，C正确；尾气中氯气有毒会污染空气，装置E中试剂可选择碱石灰，吸收尾气的同时防止空气中的水蒸气进入装置D，而无水氯化钙只能吸水，D错误。 4．工业氢氧化锂在重结晶提纯时，采取了下述办法，巧妙地分离出杂质(PO、SiO、NO、SO等)。工艺流程如下： 已知：LiOH的溶解度随温度变化如下表。 t/℃ 0 20 40 60 80 100 S(LiOH)/ (g/100 g水) 12.7 12.8 13 13.8 15.3 17.5 下列说法错误的是(　　) A．LiOH的溶解度随温度升高变化不大 B．操作 Ⅰ 为过滤，除去PO、SiO等形成的难溶物 C．操作 Ⅱ 得到LiOH晶体应采用降温结晶 D．操作 Ⅲ 为趁热过滤，分离NO、SO等可溶性杂质 C　解析：由题干表中数据可知，LiOH的溶解度随温度升高变化不大，A正确；由于冷溶过程中，LiOH能够溶解，而Li3PO4、Li2SiO3的溶解度随温度降低而减小，能够析出沉淀Li3PO4、Li2SiO3，则操作 Ⅰ 为过滤，除去PO、SiO等形成的难溶物，B正确；由于LiOH的溶解度随温度升高变化不大，故操作 Ⅱ 得到LiOH晶体应采用蒸发结晶，C错误；蒸发结晶析出LiOH晶体后，由于LiNO3、Li2SO4的溶解度随温度变化比较明显，则操作 Ⅲ 为趁热过滤，分离NO、SO等可溶性杂质，D正确。 5．Li和N2在450℃时反应制得储氢材料Li3N，Li3N易水解，在空气中加热可发生剧烈燃烧。下图是某实验小组设计的实验室制备少量Li3N的装置图。下列说法不正确的是(　　) A．洗气瓶a中盛放NaOH溶液 B．浓硫酸的作用是防止空气中的水蒸气和氧气进入d，避免Li3N水解和燃烧 C．反应时，先对d加热，再点燃c处酒精灯 D．取少量反应后固体，滴加酚酞溶液，若溶液变红，则不能说明反应后固体中含Li3N C　解析：装置a的作用是除去空气中的CO2，盛放NaOH溶液，装置b中盛有碱石灰等用于除去水蒸气，A正确；Li3N易水解，且Li与空气中O2反应，故浓硫酸的作用是防止空气中的水蒸气和氧气进入d，避免Li3N水解和燃烧，B正确；反应时先点燃c处酒精灯，利用铜粉除去装置内O2，再对d加热，Li与N2反应生成Li3N，C错误；Li能与水反应生成LiOH和H2，溶液显碱性，也能使酚酞变红，D正确。 6．如图为CaC2O4·xH2O在N2和O2气氛中的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)。下列说法正确的是(　　) A．x的值为2 B．物质A为CaC2O4，CaC2O4在隔绝空气条件下，420 ℃以下热稳定，不会分解 C．800～1 000 ℃氮气气氛中的反应为CaC2O4CaCO3＋CO↑ D．无论是O2气氛还是N2气氛，当1 mol CaC2O4·xH2O最终转变为C时，转移电子的物质的量相等 B　解析：第1步质量由100 mg减小到87.5 mg，该反应为CaC2O4·xH2O失去结晶水生成CaC2O4，根据质量守恒定律有＝，解得x≈1，A错误；420 ℃以下氮气气氛中，A的质量随温度升高保持不变，说明420 ℃以下CaC2O4在隔绝空气条件下，较稳定，不会分解，B正确；800～1 000 ℃在N2氛围中的反应为CaCO3CaO＋CO2↑，C错误；C为CaO，O2气氛中1 mol CaC2O4·H2O最终转变为1 mol H2O、1 mol CaO和2 mol CO2，转移电子2 mol，在N2气氛中，1 mol CaC2O4·H2O最终转变为1 mol H2O、1 mol CaO、1 mol CO2和1 mol CO，转移电子1 mol，D错误。 二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题目要求。 7．2022年北京冬奥会使用的国家速滑馆又称为“冰丝带”，所用的碲化镉(CdTe)发电玻璃被誉为“挂在墙上的油田”。一种以镉废渣(含CdO及少量ZnO、CuO、MnO、FeO杂质)为原料制备镉的工艺流程如图所示： 已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液pH如下： 离子 Fe3＋ Fe2＋ Cu2＋ 开始沉淀 2.7 6.3 3.8 完全沉淀 3.2 8.3 5.0 下列说法错误的是(　　) A．“调节pH＝5”目的是除去Fe和Cu等杂质元素 B．“滤渣2”主要成分为MnO2、Fe(OH)3 C．“置换”后滤液溶质的主要成分是ZnSO4 D．“熔炼”过程利用Cd与Na2ZnO2的密度差异可以将二者分离 答案：A　 8．铋酸钠(NaBiO3)是分析化学中的重要试剂。某同学设计实验制取铋酸钠，装置如图所示(加热和夹持仪器已略去)。 已知：①NaBiO3：浅黄色，不溶于冷水； ②Bi(OH)3：白色，难溶于水。 下列说法错误的是(　　) A．装置B用于除去Cl2中HCl B．装置C中反应的离子方程式为Bi(OH)3＋3OH－＋Cl2===BiO＋2Cl－＋3H2O C．拆除装置前必须进行的操作是关闭K1、K3，打开K2 D．装置D用于除去多余的氯气 B　解析：反应物为Bi(OH)3、Cl2和NaOH混合物，Bi(OH)3被氧化成NaBiO3，Cl2被还原成Cl－，根据原子守恒还有水生成，则反应的离子方程式为Bi(OH)3＋3OH－＋Na＋＋Cl2===NaBiO3＋2Cl－＋3H2O，B错误；从图上来看关闭K1、K3，打开K2可使NaOH溶液流下与氯气反应，C正确；装置D中装有氢氧化钠溶液，用于除去多余的氯气，以免污染空气，D正确。 9．实验室以含镍废料(主要成分为NiO，含少量FeO、Fe2O3、CoO、BaO和SiO2)为原料，制备NixOy和CoCO3的工艺流程如图所示。 已知：25 ℃时，Ksp[Co(OH)2]＝2.0×10－15。下列说法正确的是(　　) A．滤渣 Ⅰ 中含SiO2 B．“氧化”“调pH”时均需加过量的试剂 C．“萃取”时，待下层液体从分液漏斗下口流出后，上层液体从上口倒出 D．“沉钴”开始时，若溶液中的c(Co2＋)＝0.02 mol/L，为防止生成Co(OH)2，应控制溶液pH＜7.5 CD　解析：含镍废料(主要成分为NiO，含少量FeO、Fe2O3、CoO、BaO和SiO2)中加入稀硫酸酸浸，过滤分离出滤渣 Ⅰ 为SiO2、BaSO4，滤液中含有NiSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3、CoSO4，加入氧化剂H2O2氧化FeSO4，加入Na2CO3调节pH使Fe2(SO4)3等转化为含铁元素沉淀过滤除去，再加入有机萃取剂，振荡、静置、分液得到含NiSO4的有机层和含有CoSO4的水层溶液，向含有CoSO4的溶液中加入碳酸氢钠，使Co2＋转化为CoCO3沉淀，过滤、洗涤、干燥得到CoCO3；在含NiSO4的有机层反萃取得到NiSO4溶液，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到NiSO4·6H2O晶体，煅烧生成NixOy。“滤渣1”的主要成分是SiO2、BaSO4，A错误；“调pH”过程中，Na2CO3不能过量，否则Co2＋和Ni2＋会与碳酸根离子反应生成沉淀而损失，B错误；萃取时，待下层液体从分液漏斗下口流出后，上层液体再从上口倒出，C正确；当恰好刚生成Co(OH)2时的c(OH－)＝＝ mol/L＝1×10－6.5 mol/L，常温下c(H＋)＝＝ mol/L＝1×10－7.5 mol/L，即pH＝7.5，则为了防止沉钴时生成Co(OH)2，常温下应控制溶液pH＜7.5，D正确。 10．氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体{(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O}难溶于水，可用于制备热敏材料VO2。已知＋4价钒的化合物易被氧化，实验室以VOCl2和NH4HCO3为原料制备氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体的装置如图所示。下列说法正确的是(　　) A．按气流方向从左往右，各装置接口为a→f→g→b→c→d→e B．装置①的优点是节约原料且能随开随用、随关随停 C．实验时需先关闭K2，打开K1，待③中出现浑浊，再打开K2，关闭K1 D．装置②发生反应的离子方程式为6VOCl2＋5NH＋4HCO＋19H2O===(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O↓＋12Cl－＋13H＋ AC　解析：装置的连接顺序为①④②③，接口连接顺序为a→f→g→b→c→d→e，A正确；由实验装置图可知，装置①可以防止二氧化碳气体逸出，但不能控制反应的发生与停止，不能达到随开随用、随关随停的目的，B错误；实验时先关闭K2，打开K1用装置①制取二氧化碳排尽装置中的空气，待③中出现浑浊说明装置中空气排尽后，再打开K2，关闭K1制备氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体，C正确；装置②中发生的反应为VOCl2与碳酸氢铵溶液反应制得氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体和氯化铵，反应的离子方程式为6VOCl2＋5NH＋4HCO＋13OH－＋6H2O===(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O↓＋12Cl－，D错误。 11．SnCl2易水解，是常见的抗氧化剂。实验室以SnCl2为原料制备SnSO4·2H2O的流程如下，下列说法正确的是(　　) A．气体为NH3 B．反应1只发生复分解反应 C．溶解时，再加入适量Sn粉可以提高产品纯度 D．操作1为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 C　解析：SnCl2易水解，SnCl2固体溶解后溶液显酸性，在溶液中加入碳酸氢铵，生成二氧化碳气体，SnCl2水解最终得到SnO，SnO溶于硫酸得到SnSO4溶液，再通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等操作得到SnSO4·2H2O。由上述分析可知，气体应为二氧化碳，A错误；反应1中首先发生水解相互促进反应(属于复分解反应)得到Sn(OH)2，Sn(OH)2分解得到SnO(分解反应)，B错误；SnCl2常作抗氧化剂，说明其易被氧化，适量Sn粉可防止SnCl2被氧气氧化，从而提高产品纯度，C正确；SnSO4溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作，得到SnSO4·2H2O，D错误。 三、非选择题 12．锰锌铁氧体软磁材料(Fe2O3­MnO­ZnO)作为一种重要的电子材料在信息通信等领域有广泛的应用，用软锰矿(主要成分MnO2，含SiO2、FeO、Fe2O3、CaO、MgO等杂质)为主要原料制备软磁材料的工艺流程如下。 回答下列问题： (1)滤渣①的主要成分是____________。 (2)“酸浸”过程中加入过量铁粉的主要目的是_____________________。 (3)当溶液中某离子浓度小于1×10－5mol/L时，可认为该离子沉淀完全。“除钙、镁”时，加入NH4F除尽Ca2＋、Mg2＋，溶液中c(F－)的浓度至少应为__________。(已知：CaF2和MgF2的Ksp分别为1.5×10－10和6.25×10－9) (4)“碳化”中生成碳酸锰沉淀的离子方程式为_____________。一定条件下，X2＋的沉淀率与温度关系如图所示。为了使X2＋沉淀完全，最适宜的温度是____________。“碳化”时加入过量的NH3·H2O和NH4HCO3，除了使X2＋沉淀完全外，其他原因是_______________。 (5)“煅烧”时，碳酸亚铁发生反应的化学方程式为____________________________。 答案：(1)SiO2和铁粉 (2)将MnO2还原成Mn2＋，将Fe3＋还原为Fe2＋ (3)2.5×10－2 mol/L (4)Mn2＋＋HCO＋NH3·H2O===MnCO3↓＋NH＋H2O　40 ℃　 NH3·H2O和NH4HCO3 受热易分解 (5)4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2 解析：(1)“酸浸”时发生的反应有：MnO2＋2H2SO4＋Fe===MnSO4＋FeSO4＋2H2O、FeO＋H2SO4===FeSO4＋H2O、Fe＋Fe2O3＋3H2SO4===3FeSO4＋3H2O、CaO＋H2SO4===CaSO4＋H2O、MgO＋H2SO4===MgSO4＋H2O，过滤得滤渣①的主要成分为SiO2和过量的铁粉。 (2)“酸浸”过程中铁粉的作用是将MnO2和Fe2O3转化为MnSO4和FeSO4，故加入过量铁粉的主要目的是将MnO2还原成Mn2＋，将Fe3＋还原为Fe2＋。 (3)当溶液中某离子浓度小于1×10－5mol/L时，可认为该离子沉淀完全。“除钙、镁”时，加入NH4F除尽Ca2＋、Mg2＋，当Ca2＋完全沉淀时，溶液中c(F－)＝ mol/L≈3.87×10－3mol/L，当Mg2＋完全沉淀时，溶液中c(F－)＝ mol/L＝2.5×10－2mol/L，故至少应为2.5×10－2mol/L。 (4)“碳化”中生成碳酸锰沉淀反应的离子方程式为Mn2＋＋HCO＋NH3·H2O===MnCO3↓＋NH＋H2O，由图像可知，温度在40 ℃时，三种离子同时沉淀率最高，故为了使X2＋沉淀完全，最适宜的温度是40 ℃，由于NH3·H2O和NH4HCO3 受热易分解，故“碳化”时加入过量的NH3·H2O和NH4HCO3。 (5)“煅烧”时，碳酸亚铁转化为Fe2O3，故碳酸亚铁发生反应的化学方程式为4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2。 学科网（北京）股份有限公司 $$