高考化學大二輪復習 第1部分 知識整合 專題3 元素及其化合物 第10講 金屬及其化合物

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第10講金屬及其化合物限時50分鐘，滿分70分一、選擇題(包括7個小題，每小題5分，共35分)1(2016郴州一模)下列有關金屬及其化合物的說法正確的是A鋁和氫氧化鈉溶液反應生成Al(OH)3和H2OB鈉在空氣中燃燒生成淡黃色的Na2OC鐵在高溫下與水蒸氣反應生成Fe2O3和H2D用碳酸鈉和氫氧化鈣反應制NaOH解析A、鋁和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，錯誤；B、鈉在空氣中燃燒生成淡黃色的過氧化鈉，錯誤；C、鐵在高溫下與水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，錯誤；D、碳酸鈉和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，正確。答案D2(2016廈門模擬)一定條件下，中學化學常見物質(zhì)甲、乙之間存在如下轉(zhuǎn)化關系，乙是AHClBFeCl2CKOH DNaHCO3解析由甲乙發(fā)生復分解反應可知，甲、乙均為化合物，甲乙發(fā)生化合反應。由轉(zhuǎn)化關系可知，甲為化合物，不會通過化合反應生成HCl，A不選；若乙為FeCl2，甲乙的化合反應應屬于氧化還原反應，但不滿足甲乙發(fā)生復分解反應，B不選；甲為化合物，不會通過化合反應生成KOH，C不選；若甲為碳酸鈉，與少量鹽酸發(fā)生復分解反應生成乙(碳酸氫鈉)，碳酸鈉、水、二氧化碳發(fā)生化合反應生成乙(碳酸氫鈉)，故選D。答案D3(2016上海高考)下列各組混合物，使用氫氧化鈉溶液和鹽酸兩種試劑不能分離的是A氧化鎂中混有氧化鋁 B氯化鋁溶液中混有氯化鐵C氧化鐵中混有二氧化硅 D氯化亞鐵溶液中混有氯化銅解析AMgO是堿性氧化物與NaOH不能反應，而Al2O3是兩性氧化物，可以與NaOH發(fā)生反應產(chǎn)生NaAlO2，過濾后洗滌，就得到純凈的MgO，故可分離；B.向溶液中加入過量的NaOH溶液，氯化鐵變?yōu)镕e(OH)3沉淀，氯化鋁變?yōu)镹aAlO2，過濾，然后向溶液中加入適量的鹽酸，當沉淀達到最大值中，過濾，得到Al(OH)3，再分別向兩種物質(zhì)的沉淀中加入適量的鹽酸溶解，就得到氯化鋁溶液，除去了雜質(zhì)，故可分離；C.二氧化硅是酸性氧化物，可以與NaOH發(fā)生反應，而氧化鐵與NaOH不能發(fā)生反應。加入過量的NaOH，然后過濾洗滌，就得到純凈的氧化鐵，故可分離；D.二者都可以與NaOH發(fā)生反應，當再向得到的沉淀中加入鹽酸時，二者都溶解，不能分離、提純，故不能分離。答案D4(2015江蘇高考)給定條件下，下列選項中所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能一步實現(xiàn)的是A粗硅SiCl4SiBMg(OH)2MgCl2 (aq)MgCFe2O3FeCl3(aq)無水FeCl3DAgNO3(aq)Ag(NH3)2OH(aq)Ag解析A、Si2Cl2SiCl4，SiCl42H2Si4HCl，故正確；B、工業(yè)上制備Mg，是電解熔融狀態(tài)下的氯化鎂，故B錯誤；C、FeCl3是強酸弱堿鹽，直接加熱蒸發(fā)最終得到的是氧化鐵，故C錯誤；D、蔗糖是非還原性糖，不能與銀氨溶液反應，故D錯誤。答案A5下列實驗與對應示意圖的關系正確的是ABCDNaAlO2溶液中逐滴滴加鹽酸至過量AlCl3溶液中逐滴滴加氨水至過量明礬溶液中逐滴滴加Ba(OH)2溶液至過量澄清石灰水中緩慢通入CO2至過量解析NaAlO2溶液中逐滴滴加鹽酸反應的離子方程式為AlOHH2O=Al(OH)3，Al(OH)33H=Al33H2O，形成沉淀與溶解沉淀所消耗的鹽酸體積比為13，A錯誤；NH3H2O堿性很弱，不能溶解Al(OH)3，B錯誤；Ba(OH)2加入明礬中，SO和Al3均能夠形成沉淀，Al3先沉淀完全：2Al36OH3Ba23SO=2Al(OH)33BaSO4，再加入Ba(OH)2后，SO繼續(xù)沉淀，而Al(OH)3溶解，當SO完全沉淀時，Al(OH)3恰好溶解：Ba22OH2Al(OH)3SO=BaSO42AlO4H2O，C正確；澄清石灰水中通入CO2，直至過量，先形成沉淀，之后沉淀會溶解：Ca2CO22OH=CaCO3H2O，CaCO3CO2H2O=Ca22HCO，D錯誤。答案C6(2015全國卷)下列實驗中，對應的現(xiàn)象以及結(jié)論都正確且兩者具有因果關系的是選項實驗現(xiàn)象結(jié)論A.將稀硝酸加入過量鐵粉中，充分反應后滴加KSCN溶液有氣體生成，溶液呈血紅色稀硝酸將Fe氧化為Fe3B.將銅粉加1.0 molL1Fe2(SO4)3溶液中溶液變藍、有黑色固體出現(xiàn)金屬鐵比銅活潑C.用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱熔化后的液態(tài)鋁滴落下來金屬鋁的熔點較低D.將0.1 molL1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀產(chǎn)生，再滴加0.1 molL1 CuSO4溶液先有白色沉淀生成后變?yōu)闇\藍色沉淀Cu(OH)2的溶度積比Mg(OH)2的小解析A、稀硝酸與過量的Fe粉反應，則生成硝酸亞鐵和NO氣體、水，無鐵離子生成，所以加入KSCN溶液后，不變紅色，現(xiàn)象錯誤；B、Cu與硫酸鐵發(fā)生氧化還原反應，生成硫酸銅和硫酸亞鐵，無黑色固體出現(xiàn)，現(xiàn)象錯誤；C、鋁在空氣中加熱生成氧化鋁的熔點較高，所以內(nèi)部熔化的鋁不會滴落，錯誤；D、硫酸鎂與氫氧化鈉溶液反應生成氫氧化鎂沉淀，再加入硫酸銅，則生成氫氧化銅藍色沉淀，沉淀的轉(zhuǎn)化符合由溶解度小的向溶解度更小的沉淀轉(zhuǎn)化，所以氫氧化銅的溶度積比氫氧化鎂的溶度積小，正確。答案D7將三種黑色粉末組成的混和物加入到足量的某熱濃酸中，充分反應后得到藍綠色溶液和兩種氣體。將從藍綠色溶液中分離得到的鹽與0.15 mol還原鐵粉恰好反應完全，可得淺綠色溶液和6.4 g紅色沉淀；將上述生成的兩種氣體通入足量飽和NaHCO3溶液中，仍然收集到兩種氣體，據(jù)此推斷黑色粉末可能為A物質(zhì)的量：FeSCuOFe =111B物質(zhì)的量：CCuOFe =322C質(zhì)量：MnO2CuOC=5.5812D質(zhì)量：FeCCuO=753解析根據(jù)“上述生成的兩種氣體通入足量飽和NaHCO3溶液中，仍然收集到兩種氣體”知酸是濃硝酸，最后的氣體是二氧化碳和NO，則固體含C，另外根據(jù)得到紅色沉淀知固體含氧化銅，根據(jù)FeCu2=Fe2Cu知生成0.1 mol Cu，消耗Fe 0.1 mol，則另外消耗的0.05 mol的Fe應該是與Fe3反應了，而且n(Fe3)=0.1 mol，n(Fe)n(Cu)=11。答案B二、非選擇題(包括4個小題，共35分)8(8分)A、B、C三種物質(zhì)中均含有同一種元素，它們之間有如下圖所示的轉(zhuǎn)化關系(部分反應物已略去)。 (1)若A是一種兩性氧化物，B的水溶液呈酸性，請寫出反應和反應(由A一步轉(zhuǎn)化為B或C)的離子方程式：反應_；反應_。(2)若反應為置換反應，反應為化合反應，C物質(zhì)大量存在于海水中，是人體生理活動不可缺少的物質(zhì)。工業(yè)上可以用C來制取A或B，請寫出這兩個反應的化學方程式：CA_；CB_。(3)若反應均為化合反應，反應為置換反應。當A為一種金屬單質(zhì)時，請寫出反應和可能的離子方程式：_；_。解析(1)高中階段具有兩性的氧化物代表為Al2O3，Al2O3與H反應生成Al3和H2O(反應)，Al2O3與OH反應生成AlO和H2O(反應)，AlO與過量的H反應生成Al3和H2O(反應)，Al3與過量的OH反應生成AlO和H2O(反應)。(2)首先確定C為NaCl，電解熔融態(tài)NaCl生成Na、Cl2，電解飽和NaCl溶液生成NaOH、H2、Cl2，故A為Na，B為NaOH。(3)金屬元素中，鐵的價態(tài)變化復雜，所以首先聯(lián)想A為Fe，F(xiàn)e可與鹽酸反應生成FeCl2(反應)，F(xiàn)eCl2與Cl2反應生成FeCl3(反應)，F(xiàn)eCl3與Fe反應生成FeCl2(反應)，F(xiàn)e可與Cl2反應生成FeCl3(反應)。答案(1)Al2O36H=2Al33H2OAl2O32OH=2AlOH2O(2)2NaCl(熔融)2NaCl22NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(3)2Fe3Fe=3Fe22Fe2Cl2=2Fe32Cl(或2Fe2Br2=2Fe32Br)9(9分)銅是生物體必需的微量元素，也是人類最早使用的金屬之一。銅的生產(chǎn)和使用對國計民生各個方面都產(chǎn)生了深遠的影響。(1)寫出銅與稀硝酸反應的化學方程式_。(2)為了保護環(huán)境和節(jié)約資源，通常先用H2O2和稀硫酸的混合溶液溶出廢舊印刷電路板中的銅，最終實現(xiàn)銅的回收利用。寫出溶出銅的離子方程式_。(3)工業(yè)上以黃銅礦為原料，采用火法熔煉工藝生產(chǎn)銅。該工藝的中間過程會發(fā)生反應：2Cu2OCu2S6CuSO2，該反應的氧化劑是_；當生成19.2 g Cu時，反應中轉(zhuǎn)移的電子為_mol。(4)銅在潮濕的空氣中能發(fā)生吸氧腐蝕而生銹，銅銹的主要成分為Cu2(OH)2CO3(堿式碳酸銅)。試寫出上述過程中負極的電極反應式_。(5)某研究性學習小組用“間接碘量法”測定某試樣中CuSO45H2O(不含能與I反應的氧化性雜質(zhì))的含量。取a g試樣配成100 mL溶液，每次取25.00 mL，滴加KI溶液后有白色碘化物沉淀生成。寫出該反應的離子方程式_。繼續(xù)滴加KI溶液至沉淀不再產(chǎn)生，溶液中的I2用硫代硫酸鈉標準溶液滴定，發(fā)生反應的化學方程式為I22Na2S2O3=2NaINa2S4O6，平均消耗c molL1的Na2S2O3溶液V mL。則試樣中CuSO45H2O的質(zhì)量分數(shù)為_。解析(1)稀硝酸具有強氧化性能夠氧化銅，自身轉(zhuǎn)化為NO，方程式為3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。(2)硫酸提供的酸性環(huán)境可增強H2O2的氧化性，將銅氧化：CuH2O22H=Cu22H2O。(3)氧化劑在反應中化合價降低，Cu2OCu，銅的化合價降低，Cu2SCuSO2，銅的化合價降低，硫元素的化合價升高，故Cu2O、Cu2S為氧化劑。19.2 g Cu的物質(zhì)的量為19.2 g/64 gmol1=0.3 mol，Cu2S、Cu2O中銅的化合價均為1價，故轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.3 mol。(4)負極金屬發(fā)生氧化反應：2Cu4eCO23H2O=Cu2(OH)2CO34H。銅發(fā)生吸氧腐蝕過程中，負極：2Cu4e=2Cu2，正極：O22H2O4e=4OH，在CO2的作用下，形成堿式碳酸銅：2Cu24OHCO2=Cu2(OH)2CO3H2O。(5)從題意可知，白色碘化物為CuI，銅的化合價降低，則I被氧化為I2：2Cu24I=2CuII2。根據(jù)反應可知，兩反應中物質(zhì)存在如下關系：2CuSO45H2OI22Na2S2O3 500 g 2 mol m cV103 molm=0.25cV g則試樣中CuSO45H2O的質(zhì)量分數(shù)為40.25 cV g/a g100%=100 cV/a%。答案(1)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(2)CuH2O22H=Cu22H2O(3)Cu2O、Cu2S0.3(4)2Cu4eCO23H2O=Cu2(OH)2CO34H(5)2Cu24I=2CuII2100 cV/a%10(9分)(2016海南高考)KAl(SO4)212H2O(明礬)是一種復鹽，在造紙等方面應用廣泛。實驗室中，采用廢易拉罐(主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì))制備明礬的過程如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)為盡量少引入雜質(zhì)，試劑應選用_(填標號)。aHCl溶液bH2SO4溶液c氨水 dNaOH溶液(2)易拉罐溶解過程中主要反應的化學方程式為_。(3)沉淀B的化學式為_；將少量明礬溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是_。(4)已知：KW=1.01014，Al(OH)3AlOHH2OK=2.01013。Al(OH)3溶于NaOH溶液反應的平衡常數(shù)等于_。解析(1)易拉罐(主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì))，它們都是比較活潑的金屬，都可以與酸發(fā)生反應，而Al可以與強堿溶液反應變?yōu)镹aAlO2進入溶液，而Fe、Mg不能與堿發(fā)生反應，所以要以含Al的易拉罐為原料制取明礬，應該用強堿NaOH溶液溶解，選項d正確；(2)易拉罐溶解過程中主要反應的化學方程式為2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，反應的離子方程式是2Al2OH2H2O=2AlO3H2；(3)濾液A的主要成分是NaAlO2，向其水溶液中加入NH4HCO3溶液，發(fā)生HCOAlOH2O=Al(OH)3CO，所以沉淀B的化學式為Al(OH)3；將少量明礬溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是Al3為弱堿陽離子，發(fā)生水解反應，消耗水電離產(chǎn)生的OH，當最終達到平衡時溶液中c(H)c(OH)，所以溶液顯酸性。(4)由已知得Al(OH)3溶于NaOH溶液反應的平衡常數(shù)K=20。答案(1)d(2)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(3)Al(OH)3Al3水解，使溶液中H濃度增大(4)2011(9分)(2016衡水模擬)鐵、鋁、銅等金屬及其化合物在日常生活中應用廣泛，請根據(jù)下列實驗回答問題：(1)生鐵中含有一種鐵碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空氣中高溫煅燒，生成有磁性的固體Y，將Y溶于過量鹽酸的溶液中含有的大量陽離子是_。(2)某溶液中有Mg2、Fe2、Al3、Cu2四種離子，向其中加入過量的NaOH溶液后，過濾，將濾渣高溫灼燒并將灼燒后的固體投入到過量的稀鹽酸中，所得溶液與原溶液相比，溶液中大量減少的陽離子是_。AMg2 BFe2CAl3 DCu2(3)氧化鐵是重要工業(yè)顏料，用廢鐵屑制備它的流程如下：回答下列問題：操作的名稱是_，操作的名稱是_。寫出在空氣中煅燒FeCO3的化學方程式_。(4)有些同學認為酸性KMnO4溶液滴定也能進行鐵元素含量的測定，其反應如下：5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O。a稱取2.85 g綠礬(FeSO47H2O)產(chǎn)品，溶解，在250 mL容量瓶中定容；b量取25.00 mL待測溶液于錐形瓶中；c用硫酸酸化的0.010 00 molL1KMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液體積的平均值為20.00 mL。實驗前，首先要精確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO4溶液250 mL，配制時需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外，還需_。某同學設計的下列滴定方式，最合理的是_。(夾持部分略去)(填字母序號)計算上述樣品中FeSO47H2O的質(zhì)量分數(shù)為_。解析(1)磁性的固體Y為四氧化三鐵，溶于過量鹽酸溶液中，其反應的離子方程式為Fe3O48H=Fe22Fe34H2O；所以溶液中含有的大量陽離子是Fe2、Fe3、H。(2)該轉(zhuǎn)化關系如圖所示：故大量減少的離子有Al3、Fe2。(3)經(jīng)操作得到濾液和濾渣，故該操作為過濾。結(jié)合產(chǎn)品為Fe2O3，則逆推知經(jīng)煅燒產(chǎn)生。為防止其中會有雜質(zhì)混入，應對沉淀進行洗滌，再經(jīng)干燥處理。煅燒過程中，分解產(chǎn)生的FeO被空氣中的氧氣氧化為Fe2O3。(4)配制一定體積濃度準確的溶液需要容量瓶，所以答案為250 mL的容量瓶。酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性，能腐蝕橡膠管，所以應用酸式滴定管盛裝高錳酸鉀溶液。5FeSO47H2O5Fe2MnO 5278 g 1 mol m 0.010 00 mol L10.02 Lm=0.278 g則綠礬產(chǎn)品總質(zhì)量為m=0.278 g=2.78 g，樣品的質(zhì)量分數(shù)為2.78 g/2.85 g100%=97.5%。答案(1)Fe2、Fe3、H(2)B、C(3)過濾洗滌4FeCO3O22Fe2O34CO2(4)250 mL容量瓶b97.5%