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2019-2020年高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí) 金屬元素的梳理測(cè)試題 [命題趨向] 1．《考試大綱》中對(duì)金屬元素及化合物這塊內(nèi)容可分成二部分來理解。第一部分是鈉、鎂等典型的金屬元素的化合物；第二部分是其他金屬（如鐵和鋁）元素的化合物。每年的化學(xué)高考試題中往往都要考查到典型金屬。 2．《考試大綱》中有多條類似于“以為例，了解（或理解、掌握）”的內(nèi)容敘述，如：以過氧化鈉為例，了解過氧化物的性質(zhì)；以Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）的相互轉(zhuǎn)化為例，了解變價(jià)金屬元素的氧化還原性。對(duì)這些內(nèi)容的要注意理解實(shí)質(zhì)，達(dá)到“舉一反三”的要求。在這些內(nèi)容往往是高考命題的重點(diǎn)。 3．金屬元素及其化合物跟化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綜合。近幾年的實(shí)驗(yàn)試題中比較多地出現(xiàn)了以金屬元素及其化合物為落點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)試題和元素推斷題，請(qǐng)大家加以重視。 [知識(shí)體系和復(fù)習(xí)重點(diǎn)] 1．金屬的通性 金屬的化學(xué)性質(zhì)主要表現(xiàn)為易失去最外層的電子，顯示還原性，這與它們的原子結(jié)構(gòu)有關(guān)。常見金屬的主要化學(xué)性質(zhì)列于下表： 金屬活動(dòng)性 順序 K Ca Na Mg Al Mn Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg Ag Pt Au 金屬原子 失電子能力 依次減小，還原性減弱 空氣中跟氧氣的反應(yīng) 易被氧化 常溫時(shí)能被氧化 加熱時(shí)能被氧化 不能被氧化 跟水的反應(yīng) 常溫可置換出水中的氫 加熱或與水蒸氣反應(yīng)時(shí)能置換出水中的氫 不與水反應(yīng) 跟酸的反應(yīng) 能置換出稀酸（如HCl、H2SO4）中的氫 不能置換出稀酸中的氫 反應(yīng)劇烈 反應(yīng)程度依次減弱 能跟濃硫酸、硝酸反應(yīng) 能跟王水反應(yīng) 跟鹽的反應(yīng) 位于金屬活動(dòng)性順序前面的金屬可以將后面的金屬從其鹽溶液中置換出來 跟堿的反應(yīng) Al、Zn等具有兩性的金屬可以與堿反應(yīng) 2．堿金屬元素及其化合物聯(lián)系脈絡(luò) 3．Fe（Ⅱ）和Fe(Ⅲ)的轉(zhuǎn)化 [典型題析] [例1]xx年中國十大科技成果之一是合成一維納米氮化鎵。已知鎵是第ⅢA族元素，則氮化鎵的化學(xué)式可能是（ A ） （A）Ga3N2 （B）Ga2N3 （C）GaN （D）Ga3N [例2]在鐵與銅的混合物中，加入一定量的稀硝酸，充分反應(yīng)后剩余金屬m1g，再向其中加入一定量的稀硫酸，充分振蕩后，剩余金屬m2g，則m1與m2之間的關(guān)系是（ C ） （A）m1一定大于m2 （B）m1可能m2 （C）m1一定等于m2 （D）m1可能大于m2 [例3]化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，如使某步中的有害產(chǎn)物作為另一步反應(yīng)的反應(yīng)物，形成一個(gè)循環(huán)，就可不再向環(huán)境排放該種物質(zhì)。例如： （1）在上述有編號(hào)的步驟中，需用還原劑的是___①_____，需用氧化劑的是___④____（填編號(hào)）。 （2）在上述循環(huán)中，既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的兩性物質(zhì)是____ Cr(OH)3。____（填化學(xué)式）。 （3）完成并配平步驟①的化學(xué)方程式，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目： Na2Cr2O7+6KI+14HCl = 2CrCl3+2NaCl+6KCl+3I2+7H2O （）Na2Cr2O7+（）KI+（）HCl → （）CrCl3+（）NaCl+（）KCl+（）I2+（）______ [考題預(yù)測(cè)與專題訓(xùn)練] 1．NaH是一種離子化合物，與水反應(yīng)時(shí)生成燒堿和氫氣，它也能與乙醇，液氨等反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。下列有關(guān)NaH的敘述正確的是（ ） （A）跟水反應(yīng)時(shí)，水作氧化劑 （B）NaH中陽離子半徑大于陰離子半徑 （C）跟液氨反應(yīng)時(shí)，生成氫氣外，還生成銨鹽 （D）與乙醇反應(yīng)時(shí)，放出氫氣的速率比與水反應(yīng)時(shí)更快 2．為充分利用原料，降低成本，利用現(xiàn)有的濃度為70%的硫酸3.5t和純度為80%的燒堿2.5t，用足量的廢鋁與該酸、堿作用，最多可生成氫氧化鋁為（雜質(zhì)不發(fā)生反應(yīng)）（ ） （A）1.3t （B）2.5t （C）3.5t （D）5.2t 3．用足量的一氧化碳還原14.5g鐵的氧化物的混合物。將生成的氣體通入足量的澄清石灰水中，生成沉淀25g，則該混合物的組合不可能是（ ） A．Fe2O3、Fe3O4、FeO B．FeO、Fe3O4 C．Fe3O4、Fe2O3 D．FeO、Fe2O3 4．往100 mL FeCl3溶液中，通入0.672L標(biāo)準(zhǔn)狀況下的硫化氫氣體，設(shè)氣體完全被吸收，再加入過量的鐵粉，反應(yīng)停止后，測(cè)得溶液中含有0.12mol金屬陽離子，則原氯化鐵溶液的物質(zhì)的量濃度為（ ） A． B． C． D． 5．將潔凈的金屬片A、B、C、D分別放置在浸有某種鹽溶液的濾紙上面并壓緊（如圖所示）。在每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，記錄電壓指針的移動(dòng)方向和電壓表的讀數(shù)如下： 已知，構(gòu)成兩電極的金屬其金屬活潑性相差越大，電壓表的讀數(shù)越大。 金屬 電子流動(dòng)方向 電壓/V A ACu +0.78 B CuB －0.15 C CCu +1.35 D DCu +0.30 請(qǐng)依據(jù)記錄數(shù)據(jù)判斷，下列有關(guān)說法正確的是（ ） A．在四種金屬中C的還原性最強(qiáng) B．金屬B能從硫酸銅溶液中置換出銅 C．A、D若形成原電池時(shí)，A為正極 D．A、B形成合金時(shí)，將該合金露置在空氣中，A先被腐蝕 6．氯化鐵是工業(yè)上常用的凈水劑之一。 （1）請(qǐng)寫出氯化鐵凈水的原理。 （2）為盡可能地降低凈水生產(chǎn)費(fèi)用，應(yīng)該用廉價(jià)的原料來制備氯化鐵，最好是三廢的綜合利用。請(qǐng)?zhí)岢鲆恍┯昧畠r(jià)原料制取氯化鐵的方法，寫出有關(guān)的化學(xué)方程式，并對(duì)所提各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)加以評(píng)述。 7．完成下列反應(yīng)的離子方程式： （1）氫氧化鐵溶于氫碘酸： （2）苯酚鈉溶液中通入氣體： （3）氫氧化亞鐵溶于?。? （4）已知H+比Ag+更易與NH3結(jié)合，要使[Ag(NH3)2]+轉(zhuǎn)化為Ag+，應(yīng)加入的有效試劑是 ，實(shí)現(xiàn)此反應(yīng)的離子方程式為： 。 （5）① 在淀粉碘化鉀溶液中，滴加少量的次氯酸鈉溶液，立即會(huì)看到溶液變藍(lán)色，這是因?yàn)椋? 。 ② 在碘和淀粉形成的藍(lán)色溶液中，滴加亞硫酸鈉溶液，發(fā)現(xiàn)藍(lán)色逐漸消失，這是因?yàn)椋? 。 ③ 對(duì)比①和②所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將I2、ClO-、SO42-按氧化性強(qiáng)弱順序排列為： 。 8．銅與濃硝酸反應(yīng)和銅與稀硝酸反應(yīng)，產(chǎn)物不同，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也不同。 （1）某課外活動(dòng)小組為了證明并觀察到銅與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物為NO，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。請(qǐng)你根據(jù)他們的思路，選擇下列藥品，完成該實(shí)驗(yàn)，并敘述實(shí)驗(yàn)步驟。 藥品：稀硝酸、稀鹽酸、Zn粒、CaCO3固體。 步驟：①檢查裝置的氣密性； ②向試管中加入一定量碳酸鈣固體； ③ ④ ⑤將銅絲插入到溶液中； ⑥用注射器向廣口瓶內(nèi)推入氧氣(或空氣)。 （2）推入氧氣或空氣的目的是 。 （3）分別將等質(zhì)量的銅片與等體積均過量的濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)，所得到的溶液前者呈綠色，后者呈藍(lán)色，某同學(xué)提出這可能是Cu2+濃度差異的結(jié)果，你同意這種看法嗎? （填“同意”或“不同意”），原因是 ；另一同學(xué)提出溶液呈“綠色”是Cu2+與NO2混合的結(jié)果，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明之(簡述實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象) 。 9．“鋁和氯化銅溶液反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)中預(yù)料之外現(xiàn)象的研究 化學(xué)實(shí)驗(yàn)中預(yù)料之外的現(xiàn)象往往包含我們還沒有認(rèn)識(shí)的事物規(guī)律。下面是某同學(xué)進(jìn)行“鋁和氯化銅溶液反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到的預(yù)料之外的現(xiàn)象： ①鋁絲表面附上的銅沒有緊密吸附在鋁絲的表面而是呈蓬松的海綿狀；②反應(yīng)一段時(shí)間后有大量氣泡逸出，且在一段時(shí)間內(nèi)氣泡越來越快，經(jīng)點(diǎn)燃能發(fā)出爆鳴聲，證明是氫氣。 “科學(xué)研究還離不開合理的猜想和假設(shè)。”該同學(xué)先從理論上猜想鋁絲表面產(chǎn)生氫氣的多種可能原因，再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的猜想。 實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象記錄： 取4根去油去銹的鋁絲為A組直接和下列溶液反應(yīng)，4根下半截纏上細(xì)銅絲的鋁絲為B組和下列溶液反應(yīng)，再取前面實(shí)驗(yàn)中得到的附有海綿狀銅的4根鋁絲洗凈后作為C組和下列溶液反應(yīng)作比較，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄如下： 熱水 硫酸銅溶液（2.0mol/L） 氯化鋁熱溶液（2.0mol/L） 飽和氯化鈉 熱溶液 A 只在開始時(shí) 有少量氣泡 氣泡較多，但比同濃度的氯化銅溶液少 有氣泡， 比熱水多 氣泡比熱水稍多，但比氯化鋁溶液少 B 氣泡比相應(yīng)A多 氣泡比相應(yīng)A多 氣泡比相應(yīng)A多 氣泡比相應(yīng)A多 C 氣泡比相應(yīng)B多 氣泡比相應(yīng)B多 氣泡比相應(yīng)B多 氣泡比相應(yīng)B多 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明氫氣的生成原因是多種因素作用的結(jié)果。試推測(cè)該同學(xué)原來的猜想有哪些（不一定填滿，不夠也可以自己添加）： (1)反應(yīng)生成的銅和鋁組成原電池促進(jìn)鋁和水反應(yīng)； (2) ； (3) ； (4) ； (5) 。 參考答案： 1A。 2D。單質(zhì)鋁制取氫氧化鋁，首先需要將單質(zhì)鋁氧化，能將鋁氧化的物質(zhì)有水和硫酸，從充分利用原料的角度來說，氧化劑都使用水最經(jīng)濟(jì)。而化合態(tài)的鋁制取氫氧化鋁有三條途徑，一是鋁鹽和堿作用，二是偏鋁酸鹽和酸作用，三是鋁鹽和偏鋁酸鹽通過雙水解制得氫氧化鋁。實(shí)際生產(chǎn)中將鋁與氫氧化鈉溶液作用，制得偏鋁酸鈉，水是氧化劑，生成1摩爾偏鋁酸鈉僅需1摩爾氫氧化鈉。再將硫酸與鋁作用，制得硫酸鋁，最后，將硫酸鋁和偏鋁酸鈉作用，制得氫氧化鋁。這一步實(shí)際上硫酸鋁起到酸的作用，所以可以認(rèn)為這部分鋁也是被水所氧化，雙水解時(shí)鋁鹽和偏鋁酸鹽物質(zhì)的量正好是1：3。其中的鋁完全轉(zhuǎn)化成氫氧化鋁。通過以上對(duì)鋁的化合物性質(zhì)的分析，可以得出生成的氫氧化鋁物質(zhì)的量應(yīng)該是硫酸中的氫離子的三分之一和氫氧根離子總和。即： 3．該題可用極值法來判斷：若14.5g均為Fe2O3，F(xiàn)e2O3約為0.1mol，能生成CO2 0.3 mol，產(chǎn)生沉淀30g；若均為Fe3O4，F(xiàn)e3O4為0.0625mol，能生成CO2 0.25 mol，產(chǎn)生沉淀25 g；若均為FeO，F(xiàn)eO約為0.2mol，產(chǎn)生沉淀20g。顯然答案為B、C。 4D。以上兩步反應(yīng)第一步在酸性條件下進(jìn)行，S2-被Fe3+氧化，H+沒有參加反應(yīng)。第二步，單質(zhì)鐵既要與Fe3+反應(yīng)又要與H+反應(yīng)，反應(yīng)完畢溶液中陽離子為Fe2+，陰離子為Cl-（在此不必考慮水電離出的H+和OH-），從而可知溶液中Cl-的總數(shù)為0.24mol，則反應(yīng)前Fe3+的物質(zhì)的量應(yīng)為0.24/3 = 0.08(mol)。 5AD。 6．（1）氯化鐵凈水的原理與明礬的凈水原理相似。氯化鐵在水中分三步水解： Fe3++H2OFe(OH)2++H+； Fe(OH)2++H2OFe(OH)2 ++H+； Fe(OH) ++H2OFe(OH)3 +H+。這與鋁相似，這里也涉及到膠體現(xiàn)象，氫氧化鐵膠體粘結(jié)泥沙而起到凈水作用。 （2）實(shí)例如下：①用機(jī)器加工的切削鐵屑與電解制燒堿所得的氯氣直接反應(yīng)來制備氯化鐵。②用機(jī)器加工的切削鐵屑與鹽酸反應(yīng)先制成氯化亞鐵，再用氯氣進(jìn)一步將氯化鐵氧化成氯化鐵。③用機(jī)器加工的切削鐵屑與鹽酸反應(yīng)先制成氯化亞鐵，再在溶液中通入空氣將它氧化成氯化鐵。④將采用硫鐵礦為原料通過接觸法制硫酸工廠的廢爐渣與一些有機(jī)合成廠產(chǎn)出的副產(chǎn)品下邊酸發(fā)生反應(yīng)來制取氯化鐵。 7．（1）2Fe(OH)3+6H++2I-=6H2O+I2+2Fe2+ （2）C6H5O-+H2O+CO2→C6H5OH+HCO3- （3）3Fe(OH)2+10H++NO3-=NO+3Fe3++8H2O （4）HNO3；[Ag(NH3)2]++2H+=Ag++2NH4+ （5）①ClO-+2I-+H2O=I2+Cl-+2OH- ②I2+SO32-+H2O=2I-+SO42-+2H+；③ Cl->I2>SO42-。 8．（1）③向試管中倒入過量的稀硝酸，并迅速蓋上帶銅絲和導(dǎo)管的橡皮塞；④待反應(yīng)完全后，將導(dǎo)管插入試管內(nèi)接近液面。 （2）檢驗(yàn)生成的NO氣體。 （3）不同意； 銅片質(zhì)量相同，溶液體積相同，生成的Cu2+離子濃度相同； 加熱綠色溶液，有紅棕色氣體產(chǎn)生，溶液變成藍(lán)色。 9．反應(yīng)放出的熱量使溶液溫度升高促進(jìn)鋁和水反應(yīng)放出氫氣；鋁和鋁離子水解生成的H+反應(yīng)產(chǎn)生氫氣；氯離子對(duì)鋁和水反應(yīng)起了促進(jìn)作用；海綿狀銅作原電池電極促進(jìn)鋁和水反應(yīng)放出氫氣。