专题05 常见金属及其化合物-2019年高考化学易错题汇总(解析版)

1．一种废水处理剂可表示为M x Fe y(SO4)z(OH)w，可按下列实验步骤确定其组成(气体体积在标准状况下测定)：
下列有关叙述错误的是
A．检验a中是否含有Fe3+可用KSCN溶液
B．气体b能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
C．加入稀盐酸的目的是溶解其中的氢氧化物
D．若V=448，m1=13.6，m2=9.32，可确定该化合物为NH4Fe3(SO4)2(OH)3
【答案】D
2．下列各组物质中，满足表中图示物质在一定条件下能一步转化的组合有( )
序号X Y Z W
①Cu CuSO4Cu(OH)2CuO
②Na NaOH Na2CO3NaCl
③Al AlCl3Al(OH)3Al2O3
④Fe FeCl3FeCl2Fe(OH)2
A．②③④B．①③④C．①②④D．①②③
【答案】D
3．废铁屑制Fe2O3的一种流程如下图：
下列说法不正确的是
A．热的纯碱溶液可去除废铁屑表面的油污
B．操作a是萃取
C．冰水既可洗去杂质又可减少固休的溶解
D．Fe2O3可用作红色颜料
【答案】B
【解析】A.热的纯碱溶液可去除废铁屑表面的油污，故A项正确；B.操作a是过滤，故B项错误；
C.冰水既可洗去杂质又降低温度，减少固休的溶解，故C项正确；
D.Fe2O3俗名铁红，可用作红色颜料，故D项正确。

4．以高硫铝土矿（主要成分为Al2O3、Fe2O3，还含有少量FeS2）为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下，下列叙述不正确的是
A．加入CaO可以减少SO2的排放同时生成建筑材料CaSO4
B．向滤液中通入过量CO2、过滤、洗涤、灼烧沉淀可制得Al2O3
C．隔绝空气焙烧时理论上反应消耗的n（FeS2）：n（Fe2O3）=1:5
D．烧渣分离可以选择用磁铁将烧渣中的Fe3O4分离出来
【答案】C
5．用海水制盐工业中的母液来生产金属镁的一种工艺流程如下：
下列说法错误的是
A．上述工艺流程中未涉及置换反应
B．设计步骤①、②、③的主要目的是富集MgCl2
C．脱水时在HC1气氛中进行可防止MgCl2发生水解
D．电解得到的炽热镁粉可在二氧化碳气氛中冷却
【答案】D
【解析】A、发生反应有CaO＋H2O=Ca(OH)2、MgCl2＋Ca(OH)2=Mg(OH)2＋CaCl2、Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O、MgCl2Mg＋Cl2↑，涉及反应类型有化合反应、复分解反应、分解反应，没有置换反应，故A说明正确；B、海水中镁元素富集程度低，因此①②③目的是富集MgCl2，故B说法正确；C、MgCl2＋H2O Mg(OH)2＋2HCl，加热促使平衡向正反应方向进行，得到氧化镁，因此在氯化氢的氛围中加热，可以抑制Mg2＋的水解，故C说法正确；D、Mg和CO2反应，生成MgO和C，因此不能在CO2中冷却，故D说法错误。

6．某工厂的一个生产工艺流程如图所示，下列叙述正确的是
A ．该工艺流程是制备 Fe 2(SO 4)3
B ．气体 M 是 SO 3
C ．气体 M 参加的反应是化合反应
D ．SO 2 参加反应时氧化剂和还原剂的物质的量之比是 1∶1 【答案】 D
7．某企业以辉铜矿为原料生产碱式碳酸铜，工艺流程如下所示：
辉铜矿Cu 2S (含杂质Fe 3O 4)A
Cu 2+(Fe 3+)溶液C NH 3H 2O [Cu(NH 3)4]2+溶液D Fe(OH)3
H +
Cu 2+溶液E
Cu 2(OH)2CO 3
CuO
蒸氨产品
Na 2CO 3滤液
O 2煅烧
固体B
气体X
盐酸
滤渣
已知：[Cu(NH 3)4]2+(aq) Cu 2+(aq) + 4NH 3(aq)根据以上工艺流程，下列说法不正确．．．
的是 A ．气体X 中含有SO 2
B ．为实现溶液
C 到溶液
D 的转化，加NH 3·H 2O 至红棕色沉淀刚好完全，过滤即可 C ．蒸氨过程发生总反应的化学方程式为：[Cu(NH 3)4 ]Cl 2 + H 2O
CuO + 2HCl↑+ 4NH 3↑
D ．在制备产品时，溶液D 中不直接加入Na 2CO 3溶液的原因是游离的Cu 2+浓度太低 【答案】B
【解析】A 、含有硫的矿物燃烧，肯定是二氧化硫气体，正确；B 、为实现溶液C 到溶液D 的转化，加NH 3·H 2O 至蓝色沉淀刚好溶解完全，过滤即可，错误；C 、因为提示中有这样的方程式：[Cu(NH 3)4]2+(aq)
Cu 2+(aq)
+ 4NH 3(aq)，因此在加热时，氨就会逸出，正确；D 、在制备产品时，溶液D 中不直接加入Na 2CO 3溶液的原因是游离的Cu 2+浓度太低，正确。

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8．工业上用软锰矿（主要成分为MnO 2）和闪锌矿（主要成分为ZnS ）制取干电池中所需的MnO 2和Zn 的工艺流程如下，下列说法正确的是
A．酸溶时，ZnS作氧化剂
B．硫酸可以循环使用
C．可用盐酸代替硫酸进行酸溶
D．MnO2和ZnS均属于盐
【答案】B
9．海底蕴藏着丰富的锰结核矿，其主要成分是MnO2。

1991年由Allen等人研究，用硫酸淋洗后使用不同的方法可制备纯净的MnO2，其工艺流程如图所示：
已知：化学析出时用NaClO3作析出试剂，每生成0．05 mol MnO2时消耗0．02 mol NaClO3。

根据以上工艺流程及信息，判断下列说法不正确的是
A．步骤Ⅰ中的试剂甲必须具有较强的还原性
B．步骤Ⅲ发生反应的离子方程式为2ClO3—+5Mn2++4H2O=5MnO2+Cl2+8H+
C．若用电解法，则MnO2将在阳极产生，电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+
D．测定步骤Ⅰ所得溶液中Mn2+的含量可采用先将Mn2+转化为Mn，然后再用0．1 mol·L-1 HCl标准溶液滴定的方法
【答案】D
【解析】步骤I中，Mn元素的化合价由+4价降低为+2价，则试剂甲应具有还原性，A正确；根据已知条件，步骤Ⅲ中，用NaClO3作析出试剂，是利用NaClO3的氧化性，生成0．05 mol MnO2消耗0．02 mol NaClO3，由得失电子守恒知，NaClO3的还原产物为Cl2，离子方程式为2ClO3—+5Mn2++4H2O=5MnO2+Cl2+8H+，B正
确；根据图示，Mn元素的化合价由+2价降低为+4价，发生氧化反应，用电解法，阳极发生氧化反应，则MnO2将在阳极产生，电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+，C正确；不能用盐酸来滴定Mn，D错误。

10．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，杂质为Fe2O3和SiO2)为原料冶炼铝的工艺流程之一为：
下列叙述不正确的是( )
A．沉淀甲为SiO2
B．生成沉淀乙的反应为:Fe3+＋3OH-=Fe(OH)3↓
C．溶液乙中含有AlO2-
D．反应③为:2AlO2-＋CO2＋3H2O=2Al(OH)3↓＋CO32-
【答案】D
11．电镀废水沉泥中含Cu、Ni、Ag和Fe等多种元素的有机金属盐，采用焙烧一浸出—分离回收的工艺流程可有效分离电镀废水沉泥中的金属，其流程如下：
下列叙述错误的是
A．上述流程中硫酸可以用稀盐酸代替
B．“固体Ⅱ”为Fe(OH)2
C．溶液III中含有Na+、Ni2+、Zn2+等金属离子
D．合理处理电镀废沉泥可实现资源的回收与可持续利用
【答案】B
【解析】A. 上述流程中硫酸可以用稀盐酸代替，主要是溶解CuO、NiO、Fe3O4等金属氧化物，故A正确；
B. “固体Ⅱ”为Fe(OH)3，故B错误；
C.溶液I中有Na+、Fe2＋、Fe3＋、Ni2＋、Cu2＋，加双氧水将亚铁离子氧化成铁离子，再加NaOH溶液，生成固体Ⅱ：Fe(OH)3，溶液Ⅱ中Na+、Ni2＋、Cu2＋，加锌先生成铜，得溶液III中含有Na+、Ni2+、Zn2+等金属离子，故C正确；
D. 从流程看出可以回收利用铜镍等金属，故合理处理电镀废沉泥可实现资源的回收与可持续利用，故D正确。

12．工业废水中常含有一定量的Cr2O72—和CrO42—，它们会对人类及生态系统产生很大的伤害，必须进行处理。

该法的工艺流程为
其中第①步存在平衡：2CrO42—（黄色）+2H+Cr2O72—（橙色）+H2O下列说法错误
．．的是
A．在第①反应平衡体系中加入水，溶液中c(H+)增大
B．溶液的pH值不变时，说明第①步反应达平衡状态
C．第②步中，还原0.01mol Cr2O72—离子，需要0.06mol的FeSO4·7H2O。

D．上述三步转化反应中，只有一个反应为氧化还原反应
【答案】A
13．钒是一种熔点高、硬度大、无磁性的金属，广泛应用于钢铁、航空航天、能源等领域。

工业上利用冶炼铝生成的固体废料——赤泥(主要成分为Fe2O3、Al2O3、V2O5及少量稀土金属氧化物)提取金属钒，其工艺流程图如下：
已知：钒有多种价态，其中＋5价最稳定。

钒在溶液中主要以和的形式存在，且存在平衡VO2＋＋
H2O VO3－＋2H＋。

下列说法正确的是
A．工业生产中，碱浸步骤可选用较为廉价的氨水
B．可以推测VO2Cl溶解度大于NH4VO3
C．焙烧非磁性产品所得的固体产物加酸溶解时，应加入过量盐酸使其溶解完全
D．将磁性产品加入稀硝酸溶解，取上层清液再加入KSCN溶液后未见红色，则磁性产品中一定不含铁元素【答案】B
14．Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：
已知：“酸浸”后，钛主要以TiOCl42-形式存在
FeTiO3+4H++4C1-=Fe2++ TiOCl42-+2H2O
下列说法不正确的是
A．Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，其中有4个过氧键
B．滤液②中的阳离子除了Fe2+和H+，还有Mg2+
C．滤液②中也可以直接加适量的氯水代替双氧水
D．“高温煅烧②”过程中，Fe元素被氧化
【答案】D
【解析】用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备Li4Ti5O12和LiFePO4，由制备流程可知，加盐酸过滤后的滤渣为SiO2，滤液①中含Mg2+、Fe2+、TiOCl42-，水解后过滤，沉淀为TiO2·xH2O，经过一系列反应得到Li4Ti5O12；水解后的滤液②中含Mg2+、Fe2+，双氧水可氧化亚铁离子，在磷酸条件下
过滤分离出FePO4，高温煅烧②中发生2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+H2O+3CO2↑。

A. Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，Li为+1价，则O的化合价为-2价和-1价，根据正负化合价的代数和为0，其中含有7个-2价的O和8个-1价的O，结构中含有4个过氧键，故A正确；B. 根据上述分析，滤液②中的阳离子除了Fe2+和H+，还有Mg2+，故B正确；C. 滤液②中加入双氧水的目的是氧化亚铁离子，也可以直接加适量的氯水代替双氧水，故C正确；D. “高温煅烧②”过程中发生
2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+H2O+3CO2↑，Fe元素的化合价有+3价变成+2价，被还原，故D错误；故选D。

15．硫酸锰可用于饮料营养强氧化剂和媒染剂。

其生产原材料软锰矿(MnO2)、菱锰矿(MnCO3)中常混有硫酸亚铁和硫酸镁等杂质，生产工艺流程如图所示：
已知：（1）硫酸锰晶体和硫酸镁晶体的溶解度曲线如图所示。

（2）各离子完全沉淀的pH：Fe3＋为3.5，Fe2＋为9.5，Mn2＋为10.8，Mg2＋为11.6。

下列判断正确的是
A．试剂A应该选择H2O2，目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋
B．试剂A应该选择氨水，目的是调节溶液的pH
C．操作Ⅰ包括蒸发浓缩、冷却结晶、趁热过滤、洗涤等步骤，洗涤时可用稀硫酸作洗涤液
D．通过操作Ⅰ得到MnSO4·H2O的过程中，包括蒸发结晶，在蒸发结晶时，温度应该高于60 ℃
【答案】D
【解析】软锰矿中二氧化锰具有强氧化性，可将Fe2+氧化为Fe3+。

试剂A可起到调节pH的作用，使铁离子水解生成沉淀而除去，将滤液蒸发、结晶得到硫酸锰。

A．试剂A起到调节pH的作用，使铁离子水解生成沉淀而除去。

因二氧化锰具有强氧化性，无需加入过氧化氢，故A错误；B．A不能是氨水，否则金属离子都生成沉淀，故B错误；C．操作I用于分离硫酸锰和硫酸镁，由于硫酸锰晶体的溶解度随温度变化不大、而硫酸镁晶体的溶解度随温度变化较大，故操作I应包括蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥等步骤，为减少
硫酸锰晶体的溶解损失，可以用稀硫酸洗涤，C错误；D．温度高于60°C，硫酸锰晶体的溶解度减小，利于蒸发结晶，而在60°C ~100°C硫酸镁的溶解度较大，故D正确，选D。

16．工业上可用软锰矿(主要成分是MnO2)和黄铁矿(主要成分是FeS2)为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO3)。

其工艺流程如下：（）
已知：净化工序的目的是除去溶液中的Ca2+、Cu2+等杂质（CaF2难溶）。

下列说法不正确的是
A．研磨矿石、适当升高温度均可提高溶浸工序中原料的浸出率
B．除铁工序中，在加入石灰调节溶液的pH前，加入适量的软锰矿，发生的反应为
MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O
C．副产品A的化学式(NH4)2S
D．从沉锰工序中得到纯净MnCO3的操作方法是过滤、洗涤、干燥
【答案】C
17．高铁酸钾（K2FeO4）具有强氧化性，是一种新型多功能水处理剂，其生产工艺流程如下：
已知：K2FeO4在水溶液中易发生反应：4FeO42-+10H2O4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑，下列说法不正确
．．．的是A．步骤③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2
B．步骤④中Na2FeO4转变为湿产品是因为K2FeO4溶解度更小
C．步骤⑤中的洗涤剂可用CH3COOK和异丙醇来配制
D．配制90%Fe(NO3)3溶液必需的玻璃仪器有容量瓶、烧杯、量筒、玻璃棒
【答案】D
18．氯酸镁[Mg(ClO3)2]常做催熟剂、除草剂等，实验室利用卤块制备少量Mg(ClO3)2·6H2O，已知：卤块的主要成分为MgCl2·6H2O，含有MgSO4、FeCl2等杂质。

工艺流程如下：
下列说法不正确
．．．的是
A．可以用酸性H2O2溶液代替KMnO4溶液
B．滤渣的主要成分是BaSO4和Fe(OH)2
C．加入NaClO3饱和溶液发生了复分解反应
D．调节溶液pH＝4，还可以防止Mg(ClO3)2·6H2O结晶时Mg2＋的水解
【答案】B
【解析】A. KMnO4溶液在反应中作为强氧化剂存在，将亚铁离子氧化成铁离子，故酸性H2O2溶液可代替，
A正确；B. 加入高锰酸钾溶液后，FeCl2氧化为FeCl3，加入氯化钡使硫酸根沉淀，调节pH值使Fe3+沉淀，故滤渣的主要成分是BaSO4和Fe (OH)3，B错误；C. 加入NaClO3饱和溶液生成Mg(ClO3)2，发生了复分解反应，C正确；D. 调节溶液pH＝4，使溶液偏酸，防止Mg(ClO3)2·6H2O结晶时Mg2＋的水解，D正确。

19．下列各步制取物质，最终无法达到目的的有
A．Al Al2O3Al(NO3)3Al(NO3)3晶体
B．Cu CuO CuSO4溶液CuSO4·5H2O
C．Fe FeCl3Fe(OH)3Fe2O3
D．CuSO4溶液CuS CuS
【答案】A
20．取1LFeCl3溶液腐蚀铜板制作电路板，反应后在此残留液中慢慢加入铁粉，溶液中Fe2+的浓度变化如图所示（加入固体引起的体积变化忽略不计），下列说法不正确的是
A．当n（Fe）=0.5mol 时，发生的离子反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+
B．当n（Fe）=1.5mol 时，溶液中发生的总反应离子方程式为4Fe3++Cu2++3Fe=7Fe2++Cu
C．当n（Fe）=1mol 时，溶液中c（Fe2+）=5 mol·L-1
D．腐蚀之前原溶液中c（Fe3+）=4 mol·L-1
【答案】D
【解析】A.由上述分析可知，当n（Fe）=0.5mol 时，发生的离子反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+，故A正确；
B.由上述分析可知，当n（Fe）=1.5mol 时，溶液中发生的总反应离子方程式为4Fe3++Cu2++3Fe=7Fe2++Cu，故B正确；
C.由上述分析可知，当n（Fe）=1mol 时，溶液中c（Fe2+）=5 mol·L-1。

故C正确；
D.由于FeCl3会发生水解，原FeCl3溶液的浓度为4mol/L，则c（Fe3+）略小于4 mol·L-1，故D错误。

21．向一定量的盐酸中逐滴加入NaAlO2溶液，生成沉淀Al(OH)3的量随NaAlO2加入量的变化关系如图所示。

生成的沉淀过滤除去后，则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是
A．a点对应的溶液中：Na+、K+ HCO3- Cl－
B．b点对应的溶液中：Na+、OH－、SO42-、Cl－
C．c点对应的溶液中：Na+、K+、Ag+、NO3-
D．d点对应的溶液中：Na+、K+、OH－、Cl－
【答案】D
22．以铜银合金(含少量铁)废料为原料回收银和铜的工艺流程如下：
下列说法正确的是
A．粗铜溶于过量稀硝酸，过滤、低温干燥得纯铜
B．电解时用粗银作阴极，硝酸银溶液为电解质溶液
C．用稀硫酸处理渣料时主要发生了氧化还原反应
D．从滤液B中可以提取绿矾(FeSO4·7H2O)
【答案】D
23．某电镀污泥含有碲化亚铜(Cu2Te)、三氧化二铬(Cr2O3)以及少量金等，某小组设计如下资源综合利用的方案：
已知：碲和硫位于同主族，煅烧时Cu2Te发生的反应为Cu2Te+2O22CuO+TeO2，滤渣中T eO2溶于稀硫酸发生的反应为TeO2+H2SO4=TeOSO4+H2O。

下列说法不正确的是
A．“高温”灼烧电镀污泥时铜碲和铬元素都被氧化
B．酸化Na2CrO4溶液时可用浓盐酸
C．上述流程可以回收的金属单质有金和铜
D．滤液3可以循环利用
【答案】B
【解析】A. 电镀污泥含有碲化亚铜(Cu2Te)、三氧化二铬(Cr2O3)以及少量金，高温煅烧后产物为Na2CrO4、金单质、CuO和TeO2，分析反应前后元素化合价的变化：铜元素由+1价升至+2价，被氧化，碲元素由-2价升至+4价，被氧化，铬元素由+3价升至+6价，被氧化，故A正确。

B. 酸化Na2CrO4溶液的目的是将Na2CrO4转化成Na2Cr2O7，Na2Cr2O7具有强氧化性，可与浓盐酸发生氧化还原反应，不能使用浓盐酸酸化，故B错误。

C.上述流程中，金单质一直未参加反应且不溶于水，固体1为金单质；电解滤液1，Cu2＋放电得到铜单质，沉积固体2为铜单质，故C正确。

D.电解滤液1时发生反应2CuSO4＋2H2O 2Cu＋O2↑＋2H2SO4，生成的硫酸进入溶液2，同时溶液2中还有TeOSO4，通入二氧化硫发生3H2O＋TeOSO4＋2SO2=Te ＋3H2SO4，滤液3中主要有硫酸，酸化Na2CrO4溶液和滤渣处理时都用到了硫酸，所以可以循环利用，故
D正确。

24．用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备纳米Fe3O4，的流程示意图如下：
下列叙述错误的是
A．为提高步骤①的反应速率，可采取搅拌、升温等措施
B．步骤②中，主要反应的离子方程式是2Fe3++Fe=3Fe2+
C．步骤④中，反应完成后剩余的H2O2无需除去
D．步骤⑤中，“分离”包含的操作有过滤、洗涤
【答案】C
25．用下图装置进行实验：加热钠至熔化后，停止加热并通入氯气，钠剧烈燃烧并生成大量白烟。

以下叙述错误的是
A．钠着火燃烧产生苍白色火焰
B．反应生成的大量白烟是氯化钠固体小颗粒
C．棉球处发生的化学反应是：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
D．可在棉球右侧用湿润的淀粉碘化钾试纸判断氯气是否被碱液完全吸收
【答案】A。