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2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 上篇 專題突破方略 專題三 元素及其化合物 第九講 金屬及其化合物強(qiáng)化訓(xùn)練 1．下列關(guān)于金屬冶煉的敘述正確的是(　　) A．工業(yè)上可利用鋁熱反應(yīng)大量冶煉金屬鐵 B．金屬鈉、鋁和銅都可用還原法制備 C．電解飽和氯化鎂溶液可得金屬鎂 D．用足量CO還原磁鐵礦得到9 mol鐵時轉(zhuǎn)移24 mol電子 解析：選D。選項(xiàng)A，金屬鋁的價格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鐵的，所以工業(yè)上不用鋁熱反應(yīng)來大量冶煉鐵；選項(xiàng)B，鈉、鋁屬于活潑金屬，應(yīng)采用電解熔融NaCl、Al2O3的方法來制備Na、Al；選項(xiàng)C，電解飽和MgCl2溶液得到Mg(OH)2；選項(xiàng)D，磁鐵礦的主要成分為Fe3O4，根據(jù)Fe3O4―→3Fe，生成3 mol Fe時轉(zhuǎn)移8 mol電子，則得到9 mol鐵時轉(zhuǎn)移24 mol電子。 2．(xx福建廈門大學(xué)附中三模)下列各組物質(zhì)相互混合反應(yīng)后，最終有白色沉淀生成的是(　　) ①過量Na2O2投入到FeCl2溶液中 ②過量Ba(OH)2溶液和明礬溶液混合 ③少量Ca(OH)2投入過量NaHCO3溶液中 ④Na2SiO3溶液中通入過量CO2 ⑤CaCl2與NaOH的混合溶液中通入過量CO2 A．全部　　　　　　　 B．①⑤ C．②③④ D．②③④⑤ 解析：選C。①二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe(OH)3紅褐色沉淀；②過量Ba(OH)2溶液和明礬溶液混合，二者反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀；③少量Ca(OH)2投入過量NaHCO3溶液中，二者反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀；④向Na2SiO3溶液中通入過量CO2，二者反應(yīng)生成白色不溶物硅酸；⑤CaCl2與NaOH的混合溶液中通入少量CO2，生成碳酸鈣白色沉淀，當(dāng)CO2過量時碳酸鈣沉淀轉(zhuǎn)化為可溶性的碳酸氫鈣。 3．(xx河北石家莊二中一模)某學(xué)生鑒定甲鹽的流程如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．如果甲中含有S2－，則乙是硫黃沉淀 B．如果乙是AgCl沉淀，那么甲是FeCl3 C．丙中肯定含有Fe3＋，所以甲是FeBr2 D．甲中含鐵元素，可能顯示＋2價或＋3價 解析：選D。AgCl是白色沉淀，與題意不符，B項(xiàng)錯誤；丙與KSCN溶液反應(yīng)后溶液顯紅色，則丙中一定含有Fe3＋，又因?yàn)榧字械渭覣gNO3酸性溶液后得到丙，故甲中一定含有鐵元素，可能為＋2價，也可能為＋3價，S2－不能與Fe2＋、Fe3＋共存，則甲中不可能含有S2－，故A、C項(xiàng)錯誤，D項(xiàng)正確。 4．下列反應(yīng)中，反應(yīng)后固體物質(zhì)增重的是(　　) A．氫氣通過灼熱的CuO粉末 B．二氧化碳通過Na2O2粉末 C．鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng) D．將鋅粒投入Cu(NO3)2溶液 解析：選B。四個選項(xiàng)的反應(yīng)方程式及固體物質(zhì)質(zhì)量變化如下： A．H2＋ ＋H2O，固體質(zhì)量減小，不正確。 B．2CO2＋2 ===2＋O2，固體質(zhì)量增大，正確。 C．2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，固體質(zhì)量不變，不正確。 D.＋Cu(NO3)2===＋Zn(NO3)2，固體質(zhì)量減小，不正確。 5．(xx北京海淀期末) 已知A、B、C、D之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如右圖所示。下列說法正確的是(　　) A．若A為Fe，D為氫氣，則B一定為酸 B．若A、D為化合物，B為水，則C一定是氣體單質(zhì) C．若A、B、C、D均為化合物，該反應(yīng)一定屬于復(fù)分解反應(yīng) D．若A、B、C、D均為10電子微粒，且C是可使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，則D常溫下一定呈液態(tài) 解析：選D。A項(xiàng)，若A為Fe，D為氫氣，則B可以是水，也可以是酸；B項(xiàng)，若A為NO2，D為HNO3，B為水，則C為NO；C項(xiàng)，若A、B、C、D均為化合物，該反應(yīng)可以是復(fù)分解反應(yīng)，也可以是氧化還原反應(yīng)，如二氧化氮和水的反應(yīng)。 6．(xx江西宜春四校聯(lián)考)某無色溶液中可能含有Mg2＋、NH、K＋、Al3＋、SO、CO、Cl－等離子?，F(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①取10 mL該溶液于試管中，滴加Ba(NO3)2溶液，加稀硝酸酸化后過濾得到6.99 g白色沉淀；②另取10 mL該溶液于試管中，滴加NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀，當(dāng)沉淀增加到一定量后開始產(chǎn)生氣體(必要時可加熱)，最后沉淀完全溶解，并且隨NaOH溶液的加入，沉淀和氣體物質(zhì)的量變化如圖所示。下列說法不符合事實(shí)的是(　　) A．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算實(shí)驗(yàn)中使用的NaOH溶液的濃度為1 molL－1 B．根據(jù)信息分析該溶液中焰色反應(yīng)呈紫色的離子的物質(zhì)的量濃度為1 molL－1 C．該溶液中NH、Al3＋、SO三種離子的物質(zhì)的量之比為2∶1∶3 D．另取一定量該溶液滴加一定量Ba(OH)2溶液，不可能使Al3＋和SO同時完全沉淀 解析：選B。①取10 mL該溶液于試管中，滴加 Ba(NO3)2溶液，加稀硝酸酸化后過濾得到6.99 g白色沉淀，說明含有SO；②另取10 mL該溶液于試管中，滴加NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀，當(dāng)沉淀增加到一定量后開始產(chǎn)生氣體(必要時可加熱)，該氣體為氨氣，說明含有NH，最后沉淀完全溶解，說明含有Al3＋，無Mg2＋、CO，根據(jù)題中圖像縱坐標(biāo)可知Al(OH)3和氨氣的物質(zhì)的量；根據(jù)Al(OH)3的兩性可計(jì)算出NaOH的濃度；因不確定是否有Cl－，所以c(K＋)無法確定，若無Cl－，則c(K＋)＝1 molL－1，若有Cl－，則c(K＋)>1 molL－1。 7．已知A、B為單質(zhì)，C為化合物。 A＋BC A＋B 能實(shí)現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化關(guān)系的是 (　　) ①若C溶于水后得到強(qiáng)堿溶液，則A可能是Na ②若C的溶液遇Na2CO3放出CO2氣體，則A可能是H2 ③若C的溶液中滴加KSCN溶液顯紅色，則B可能為Fe ④若C的溶液中滴加NaOH溶液有藍(lán)色沉淀生成，則B可能為Cu A．①② B．②④ C．①③ D．③④ 解析：選B。此題綜合考查元素化合物知識，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知單質(zhì)A、B生成化合物C，電解化合物C的水溶液又產(chǎn)生這兩種單質(zhì)，無氧酸和不活潑金屬的無氧酸鹽符合要求，分析選項(xiàng)可知②④符合要求。 8．鐵及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化可用下式表示： Fe2＋Fe3＋FeO(高鐵酸根離子) 回答下列有關(guān)問題： (1)鐵元素位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族，原子序數(shù)是26，最外層有2個電子。鐵原子的結(jié)構(gòu)示意圖是________________。 (2)檢驗(yàn)硫酸鐵溶液中是否存在Fe2＋的方法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)配平方程式：__Fe(OH)3＋__NaClO＋__===__Na2FeO4＋__NaCl＋__H2O (4)高鐵酸鈉(Na2FeO4)是水處理過程中使用的一種新型凈水劑，它的氧化性比高錳酸鉀強(qiáng)，其本身在反應(yīng)中被還原為Fe3＋。Na2FeO4之所以能凈水，除了能消毒殺菌外，另一個原因是(結(jié)合離子方程式說明)________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(2)檢驗(yàn)硫酸鐵溶液中是否存在Fe2＋，為防止Fe3＋的干擾應(yīng)利用Fe2＋的還原性檢驗(yàn)，方法是將適量硫酸鐵溶液置于潔凈試管中，滴加幾滴酸性高錳酸鉀溶液，充分反應(yīng)后，溶液紫色褪去，證明含有Fe2＋，否則不含F(xiàn)e2＋；(3)利用化合價升降法配平氧化還原反應(yīng)方程式得2Fe(OH)3＋3NaClO＋4NaOH===2Na2FeO4＋3NaCl＋5H2O；(4)Na2FeO4之所以能凈水，除了能消毒殺菌外，另一個原因是Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3H＋，氫氧化鐵膠體可吸附水中懸浮的雜質(zhì)。 答案：(1) (2)將適量硫酸鐵溶液置于潔凈試管中，滴加幾滴酸性高錳酸鉀溶液，充分反應(yīng)后，溶液紫色褪去，證明含有Fe2＋，否則不含F(xiàn)e2＋(其他合理答案均可) (3)2Fe(OH)3＋3NaClO＋4NaOH===2Na2FeO4＋3NaCl＋5H2O (4)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3H＋，氫氧化鐵膠體可吸附水中懸浮的雜質(zhì) 9．(xx廣東廣州調(diào)研)錳是冶煉工業(yè)中常用的添加劑。以碳酸錳礦(主要成分為MnCO3，還含有鐵、鎳、鈷等碳酸鹽雜質(zhì))為原料生產(chǎn)金屬錳的工藝流程如下： 已知25 ℃，部分物質(zhì)的溶度積常數(shù)如下： 物質(zhì) Mn(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2 MnS CoS NiS Ksp 2.110－13 3.010－16 5.010－16 1.010－11 5.010－22 1.010－22 (1)步驟Ⅰ中，MnCO3與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)步驟Ⅱ中，MnO2在酸性條件下可將Fe2＋氧化為Fe3＋，反應(yīng)的離子方程式是______________________，加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH為5.0～6.0，以除去Fe3＋。 (3)步驟Ⅲ中，濾渣2的主要成分是________________________________________________________________________。 (4)步驟Ⅳ中，在________(填“陰”或“陽”)極析出Mn，電極反應(yīng)為________________________。 解析：(1)碳酸錳與硫酸反應(yīng)生成硫酸錳、二氧化碳和水，化學(xué)方程式為MnCO3＋H2SO4===MnSO4＋CO2↑＋H2O。(2)MnO2在酸性條件下可將Fe2＋氧化為Fe3＋，MnO2被還原成Mn2＋，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O。(3)步驟Ⅲ中加入 (NH4)2S，除掉的是Co2＋和Ni2＋，所以濾渣2的主要成分是CoS和NiS。(4)Mn2＋在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成Mn，電極反應(yīng)為Mn2＋＋2e－===Mn。 答案：(1)MnCO3＋H2SO4===MnSO4＋CO2↑＋H2O (2)MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O (3)CoS和NiS (4)陰　Mn2＋＋2e－===Mn 10．(xx高考天津卷)廢舊印刷電路板是一種電子廢棄物，其中銅的含量達(dá)到礦石中的幾十倍。濕法技術(shù)是將粉碎的印刷電路板經(jīng)溶解、萃取、電解等操作得到純銅等產(chǎn)品。某化學(xué)小組模擬該方法回收銅和制取膽礬，流程簡圖如下： 回答下列問題： (1)反應(yīng)Ⅰ是將Cu轉(zhuǎn)化為Cu(NH3)，反應(yīng)中H2O2的作用是________________________。寫出操作①的名稱：________。 (2)反應(yīng)Ⅱ是銅氨溶液中的Cu(NH3)與有機(jī)物RH反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的離子方程式：________________________________。操作②用到的主要儀器名稱為________，其目的是(填序號)________。 a．富集銅元素 b．使銅元素與水溶液中的物質(zhì)分離 c．增加Cu2＋在水中的溶解度 (3)反應(yīng)Ⅲ是有機(jī)溶液中的CuR2與稀硫酸反應(yīng)生成CuSO4和________。若操作③使用右圖裝置，圖中存在的錯誤是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)操作④以石墨作電極電解CuSO4溶液。陰極析出銅，陽極產(chǎn)物是________________________________________________________________________。 操作⑤由硫酸銅溶液制膽礬的主要步驟是 ________________________________________________________________________。 (5)流程中有三處實(shí)現(xiàn)了試劑的循環(huán)使用，已用虛線標(biāo)出兩處，第三處的試劑是________。循環(huán)使用的NH4Cl在反應(yīng)Ⅰ中的主要作用是________________________________________________________________________。 解析：(1)Cu轉(zhuǎn)化為Cu(NH3)，化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，故H2O2作氧化劑，將Cu氧化。從圖中可以看出，經(jīng)過操作①得到溶液和殘?jiān)?，故操作①是過濾。 (2)銅氨溶液中的Cu(NH3)與有機(jī)物RH反應(yīng)生成NH3和NH4Cl及溶解在有機(jī)層中的CuR2，故反應(yīng)的離子方程式為Cu(NH3)＋2RH===2NH3＋2NH＋CuR2。操作②得到溶液和有機(jī)層，故該操作是分液，用到的主要儀器是分液漏斗。其目的是使銅元素與水溶液中的物質(zhì)分離，富集銅元素。 (3)根據(jù)反應(yīng)Ⅲ可以判斷出CuR2與稀硫酸反應(yīng)生成 CuSO4和RH。圖中的錯誤是分液漏斗的尖端未緊靠燒杯內(nèi)壁，分液漏斗中的液體太多。 (4)電解CuSO4溶液，陽極是水放電，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，故陽極產(chǎn)物是O2和 H2SO4。將硫酸銅溶液加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾即得膽礬晶體。 (5)反應(yīng)Ⅲ消耗H2SO4，操作④電解CuSO4溶液產(chǎn)生H2SO4，實(shí)現(xiàn)了H2SO4的循環(huán)使用。反應(yīng)Ⅰ中H2O2將銅氧化為Cu2＋，Cu2＋與NH3產(chǎn)生Cu(NH3)，因?yàn)镹H3溶于水，溶液顯堿性，如果c(OH－)過高，會產(chǎn)生Cu(OH)2沉淀，為了防止產(chǎn)生Cu(OH)2沉淀，在反應(yīng)Ⅰ中加入了NH4Cl。 答案：(1)作氧化劑　過濾 (2)Cu(NH3)＋2RH===2NH＋2NH3＋CuR2　分液漏斗　ab (3)RH　分液漏斗尖端未緊靠燒杯內(nèi)壁、分液漏斗中的液體過多 (4)O2、H2SO4　加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾 (5)H2SO4　防止由于溶液中c(OH－)過高，生成Cu(OH)2沉淀 11．(xx北京海淀期末)某校化學(xué)興趣小組探究SO2與FeCl3溶液的反應(yīng)，所用裝置如下所示。 (1)該小組同學(xué)預(yù)測SO2與FeCl3溶液反應(yīng)的現(xiàn)象為溶液由棕黃色變成淺綠色，然后開始實(shí)驗(yàn)。 步驟① 配制1 molL－1FeCl3溶液(未用鹽酸酸化)，測其pH約為1，取少量裝入試管B中，加熱試管A FeCl3溶液顯酸性的原因是______________________。寫出試管A中產(chǎn)生SO2的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)當(dāng)SO2通入到FeCl3溶液中至飽和時，同學(xué)們觀察到的現(xiàn)象是溶液由棕黃色變成紅棕色，沒有觀察到丁達(dá)爾現(xiàn)象。將混合液放置12小時，溶液才變成淺綠色。 【查閱資料】Fe(HSO3)2＋為紅棕色，可以將Fe3＋還原為Fe2＋。生成Fe(HSO3)2＋的反應(yīng)為可逆反應(yīng)。 解釋SO2與FeCl3溶液反應(yīng)生成紅棕色Fe(HSO3)2＋的原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 寫出溶液中Fe(HSO3)2＋與Fe3＋反應(yīng)的離子方程式：______________________________________________。 (3)為了探究如何縮短紅棕色變?yōu)闇\綠色的時間，該小組同學(xué)進(jìn)行了步驟②③的實(shí)驗(yàn)。 步驟② 往5 mL 1 molL－1FeCl3溶液中通入SO2氣體，溶液立即變?yōu)榧t棕色。微熱3 min，溶液顏色變?yōu)闇\綠色 步驟③ 往5 mL重新配制的1 molL－1FeCl3溶液(用濃鹽酸酸化)中通入SO2氣體，溶液立即變?yōu)榧t棕色。幾分鐘后，發(fā)現(xiàn)溶液顏色變成淺綠色 用鐵氰化鉀溶液檢驗(yàn)步驟②和步驟③所得溶液中的Fe2＋，其現(xiàn)象為________________________________________________________________________。 (4)綜合上述實(shí)驗(yàn)過程，可獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)論： Ⅰ.SO2與FeCl3溶液反應(yīng)生成紅棕色中間產(chǎn)物Fe(HSO3)2＋； Ⅱ.紅棕色中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)變成淺綠色溶液是一個較慢的過程； Ⅲ.________________________________________________________________________。 解析：(1)氯化鐵是強(qiáng)酸弱堿鹽，鐵離子水解使溶液顯酸性。在加熱的條件下濃硫酸與銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成SO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu＋2H2SO4(濃) CuSO4＋SO2↑＋2H2O。 (2)SO2溶于水生成亞硫酸，亞硫酸是二元弱酸，電離出亞硫酸氫根離子，亞硫酸氫根離子結(jié)合鐵離子生成Fe(HSO3)2＋，生成的Fe(HSO3)2＋可以將Fe3＋還原為Fe2＋。 (3)鐵氰化鉀溶液與亞鐵離子結(jié)合可以產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，所以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為生成藍(lán)色沉淀。 (4)根據(jù)步驟②③中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以推測第三個結(jié)論是加熱、提高FeCl3溶液的酸性會縮短淺綠色出現(xiàn)的時間。 答案：(1)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋ Cu＋2H2SO4(濃) CuSO4＋SO2↑＋2H2O (2)H2O＋SO2H2SO3、H2SO3H＋＋HSO、Fe3＋＋HSOFe(HSO3)2＋ Fe3＋＋H2O＋Fe(HSO3)2＋===2Fe2＋＋SO＋3H＋ (3)生成藍(lán)色沉淀 (4)加熱、提高FeCl3溶液的酸性會縮短淺綠色出現(xiàn)的時間