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(guān)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(yīng)生成Al(OH)3和H2O B.鈉在空氣中燃燒生成淡黃色的Na2O C.鐵在高溫下與水蒸氣反應(yīng)生成Fe2O3和H2 D.用碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)制NaOH 解析 A、鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)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(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣,錯誤;D、碳酸鈉和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉,正確。 答案 D 2.(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(guān)系,乙是 A.HCl B.FeCl2 C.KOH D.NaHCO3 解析 由甲→乙發(fā)生復分解反應(yīng)可知,甲、乙均為化合物,甲→乙發(fā)生化合反應(yīng)。由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,甲為化合物,不會通過化合反應(yīng)生成HCl,A不選;若乙為FeCl2,甲→乙的化合反應(yīng)應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng),但不滿足甲→乙發(fā)生復分解反應(yīng),B不選;甲為化合物,不會通過化合反應(yīng)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(yīng)生成乙(碳酸氫鈉),碳酸鈉、水、二氧化碳發(fā)生化合反應(yīng)生成乙(碳酸氫鈉),故選D。 答案 D 3.(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 A.MgO是堿性氧化物與NaOH不能反應(yīng),而Al2O3是兩性氧化物,可以與NaOH發(fā)生反應(yīng)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(yīng),而氧化鐵與NaOH不能發(fā)生反應(yīng)。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(yīng),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 D 4.(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SiCl4Si B.Mg(OH)2MgCl2 (aq)Mg C.Fe2O3FeCl3(aq)無水FeCl3 D.AgNO3(aq)[Ag(NH3)2]OH(aq)Ag 解析 A、Si+2Cl2SiCl4,SiCl4+2H2Si+4HCl,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(yīng),故D錯誤。 答案 A 5.下列實驗與對應(yīng)示意圖的關(guān)系正確的是 A B C D NaAlO2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(yīng)的離子方程式為AlO+H++H2O===Al(OH)3↓,Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O,形成沉淀與溶解沉淀所消耗的鹽酸體積比為1∶3,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:2Al3++6OH-+3Ba2++3SO===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓,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:Ba2++2OH-+2Al(OH)3+SO===BaSO4↓+2AlO+4H2O,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:Ca2++CO2+2OH-===CaCO3↓+H2O,CaCO3+CO2+H2O===Ca2++2HCO,D錯誤。 答案 C 6.(2015全國Ⅰ卷)下列實驗中,對應(yīng)的現(xiàn)象以及結(jié)論都正確且兩者具有因果關(guān)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(yīng)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Fe3+ B. 將銅粉加1.0 molL-1Fe2(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 molL-1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀產(chǎn)生,再滴加0.1 molL-1 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(yīng),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(yīng),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(yīng)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 D 7.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(yīng)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(yīng)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:FeS∶CuO∶Fe =1∶1∶1 B.物質(zhì)的量:C∶CuO∶Fe =3∶2∶2 C.質(zhì)量:MnO2∶CuO∶C=5.5∶8∶12 D.質(zhì)量:Fe∶C∶CuO=7∶5∶3 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)Fe+Cu2+===Fe2++Cu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(yīng)該是與Fe3+反應(yīng)了,而且n(Fe3+)=0.1 mol,n(Fe)∶n(Cu)=1∶1。 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(guān)系(部分反應(yīng)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(yīng)①和反應(yīng)④(由A一步轉(zhuǎn)化為B或C)的離子方程式: 反應(yīng)①__________________________________________________________; 反應(yīng)④__________________________________________________________。 (2)若反應(yīng)①為置換反應(yīng),反應(yīng)④為化合反應(yīng),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(yīng)的化學方程式: C→A___________________________________________________________; C→B___________________________________________________________。 (3)若反應(yīng)①②③均為化合反應(yīng),反應(yīng)④為置換反應(yīng)。當A為一種金屬單質(zhì)時,請寫出反應(yīng)②和③可能的離子方程式: ②______________________________________________________________; ③______________________________________________________________。 解析 (1)高中階段具有兩性的氧化物代表為Al2O3,Al2O3與H+反應(yīng)生成Al3+和H2O(反應(yīng)①),Al2O3與OH-反應(yīng)生成AlO和H2O(反應(yīng)④),AlO與過量的H+反應(yīng)生成Al3+和H2O(反應(yīng)③),Al3+與過量的OH-反應(yīng)生成AlO和H2O(反應(yīng)②)。 (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(yīng)生成FeCl2(反應(yīng)④),F(xiàn)eCl2與Cl2反應(yīng)生成FeCl3(反應(yīng)③),F(xiàn)eCl3與Fe反應(yīng)生成FeCl2(反應(yīng)②),F(xiàn)e可與Cl2反應(yīng)生成FeCl3(反應(yīng)①)。 答案 (1)Al2O3+6H+===2Al3++3H2O Al2O3+2OH-===2AlO+H2O (2)2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ (3)2Fe3++Fe===3Fe2+ 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-(或2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-) 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(yīng)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(yīng):2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑,該反應(yīng)的氧化劑是________;當生成19.2 g Cu時,反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)的化學方程式為I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6,平均消耗c molL-1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3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。 (2)硫酸提供的酸性環(huán)境可增強H2O2的氧化性,將銅氧化:Cu+H2O2+2H+===Cu2++2H2O。 (3)氧化劑在反應(yīng)中化合價降低,Cu2O→Cu,銅的化合價降低,Cu2S―→Cu+SO2,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 gmol-1=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(yīng):2Cu-4e-+CO2+3H2O===Cu2(OH)2CO3+4H+。銅發(fā)生吸氧腐蝕過程中,負極:2Cu-4e-===2Cu2+,正極:O2+2H2O+4e-===4OH-,在CO2的作用下,形成堿式碳酸銅:2Cu2++4OH-+CO2===Cu2(OH)2CO3+H2O。 (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I2:2Cu2++4I-===2CuI+I2。 根據(jù)反應(yīng)可知,兩反應(yīng)中物質(zhì)存在如下關(guān)系: 2CuSO45H2O~I2~2Na2S2O3 500 g 2 mol m cV10-3 mol m=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)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O (2)Cu+H2O2+2H+===Cu2++2H2O (3)Cu2O、Cu2S 0.3 (4)2Cu-4e-+CO2+3H2O===Cu2(OH)2CO3+4H+ (5)2Cu2++4I-===2CuI↓+I2 100 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(yīng)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①應(yīng)選用________(填標號)。 a.HCl溶液 b.H2SO4溶液 c.氨水 d.NaOH溶液 (2)易拉罐溶解過程中主要反應(yīng)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=1.010-14,Al(OH)3AlO+H++H2O K=2.010-13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反應(yīng)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(yīng),而Al可以與強堿溶液反應(yīng)變?yōu)镹aAlO2進入溶液,而Fe、Mg不能與堿發(fā)生反應(yīng),所以要以含Al的易拉罐為原料制取明礬,應(yīng)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(yīng)的化學方程式為2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,反應(yīng)的離子方程式是2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑;(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HCO+AlO+H2O===Al(OH)3↓+CO,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(yīng),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(yīng)的平衡常數(shù)K====20。 答案 (1)d (2)2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑ (3)Al(OH)3 Al3+水解,使溶液中H+濃度增大 (4)20 11.(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(yīng)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________。 A.Mg2+ B.Fe2+ C.Al3+ D.Cu2+ (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: ①操作Ⅰ的名稱是________,操作Ⅱ的名稱是________。 ②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(yīng)如下:5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O。 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 molL-1KMnO4溶液滴定至終點,消耗KMnO4溶液體積的平均值為20.00 mL。 ①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____________。 ②某同學設(shè)計的下列滴定方式,最合理的是________。(夾持部分略去)(填字母序號) ③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(yīng)的離子方程式為Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O;所以溶液中含有的大量陽離子是Fe2+、Fe3+、H+。 (2)該轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示: 故大量減少的離子有Al3+、Fe2+。 (3)①經(jīng)操作Ⅰ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(yīng)對沉淀進行洗滌,再經(jīng)干燥處理。 ②煅燒過程中,分解產(chǎn)生的FeO被空氣中的氧氣氧化為Fe2O3。 (4)①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。②酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性,能腐蝕橡膠管,所以應(yīng)用酸式滴定管盛裝高錳酸鉀溶液。 ③5FeSO47H2O~5Fe2+~MnO 5278 g 1 mol m 0.010 00 mol L-10.02 L m=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)①過濾 洗滌 ②4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2 (4)①250 mL容量瓶?、赽?、?7.5%- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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