高考化学大二轮复习 第1部分 知识整合 专题3 元素及其化合物 第10讲 金属及其化合物

第10讲金属及其化合物限时50分钟，满分70分一、选择题(包括7个小题，每小题5分，共35分)1(2016郴州一模)下列有关金属及其化合物的说法正确的是A铝和氢氧化钠溶液反应生成Al(OH)3和H2OB钠在空气中燃烧生成淡黄色的Na2OC铁在高温下与水蒸气反应生成Fe2O3和H2D用碳酸钠和氢氧化钙反应制NaOH解析A、铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，错误；B、钠在空气中燃烧生成淡黄色的过氧化钠，错误；C、铁在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，错误；D、碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，正确。答案D2(2016厦门模拟)一定条件下，中学化学常见物质甲、乙之间存在如下转化关系，乙是AHClBFeCl2CKOH DNaHCO3解析由甲乙发生复分解反应可知，甲、乙均为化合物，甲乙发生化合反应。由转化关系可知，甲为化合物，不会通过化合反应生成HCl，A不选；若乙为FeCl2，甲乙的化合反应应属于氧化还原反应，但不满足甲乙发生复分解反应，B不选；甲为化合物，不会通过化合反应生成KOH，C不选；若甲为碳酸钠，与少量盐酸发生复分解反应生成乙(碳酸氢钠)，碳酸钠、水、二氧化碳发生化合反应生成乙(碳酸氢钠)，故选D。答案D3(2016上海高考)下列各组混合物，使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能分离的是A氧化镁中混有氧化铝 B氯化铝溶液中混有氯化铁C氧化铁中混有二氧化硅 D氯化亚铁溶液中混有氯化铜解析AMgO是碱性氧化物与NaOH不能反应，而Al2O3是两性氧化物，可以与NaOH发生反应产生NaAlO2，过滤后洗涤，就得到纯净的MgO，故可分离；B.向溶液中加入过量的NaOH溶液，氯化铁变为Fe(OH)3沉淀，氯化铝变为NaAlO2，过滤，然后向溶液中加入适量的盐酸，当沉淀达到最大值中，过滤，得到Al(OH)3，再分别向两种物质的沉淀中加入适量的盐酸溶解，就得到氯化铝溶液，除去了杂质，故可分离；C.二氧化硅是酸性氧化物，可以与NaOH发生反应，而氧化铁与NaOH不能发生反应。加入过量的NaOH，然后过滤洗涤，就得到纯净的氧化铁，故可分离；D.二者都可以与NaOH发生反应，当再向得到的沉淀中加入盐酸时，二者都溶解，不能分离、提纯，故不能分离。答案D4(2015江苏高考)给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是A粗硅SiCl4SiBMg(OH)2MgCl2 (aq)MgCFe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3DAgNO3(aq)Ag(NH3)2OH(aq)Ag解析A、Si2Cl2SiCl4，SiCl42H2Si4HCl，故正确；B、工业上制备Mg，是电解熔融状态下的氯化镁，故B错误；C、FeCl3是强酸弱碱盐，直接加热蒸发最终得到的是氧化铁，故C错误；D、蔗糖是非还原性糖，不能与银氨溶液反应，故D错误。答案A5下列实验与对应示意图的关系正确的是ABCDNaAlO2溶液中逐滴滴加盐酸至过量AlCl3溶液中逐滴滴加氨水至过量明矾溶液中逐滴滴加Ba(OH)2溶液至过量澄清石灰水中缓慢通入CO2至过量解析NaAlO2溶液中逐滴滴加盐酸反应的离子方程式为AlOHH2O=Al(OH)3，Al(OH)33H=Al33H2O，形成沉淀与溶解沉淀所消耗的盐酸体积比为13，A错误；NH3H2O碱性很弱，不能溶解Al(OH)3，B错误；Ba(OH)2加入明矾中，SO和Al3均能够形成沉淀，Al3先沉淀完全：2Al36OH3Ba23SO=2Al(OH)33BaSO4，再加入Ba(OH)2后，SO继续沉淀，而Al(OH)3溶解，当SO完全沉淀时，Al(OH)3恰好溶解：Ba22OH2Al(OH)3SO=BaSO42AlO4H2O，C正确；澄清石灰水中通入CO2，直至过量，先形成沉淀，之后沉淀会溶解：Ca2CO22OH=CaCO3H2O，CaCO3CO2H2O=Ca22HCO，D错误。答案C6(2015全国卷)下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是选项实验现象结论A.将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液有气体生成，溶液呈血红色稀硝酸将Fe氧化为Fe3B.将铜粉加1.0 molL1Fe2(SO4)3溶液中溶液变蓝、有黑色固体出现金属铁比铜活泼C.用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热熔化后的液态铝滴落下来金属铝的熔点较低D.将0.1 molL1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生，再滴加0.1 molL1 CuSO4溶液先有白色沉淀生成后变为浅蓝色沉淀Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小解析A、稀硝酸与过量的Fe粉反应，则生成硝酸亚铁和NO气体、水，无铁离子生成，所以加入KSCN溶液后，不变红色，现象错误；B、Cu与硫酸铁发生氧化还原反应，生成硫酸铜和硫酸亚铁，无黑色固体出现，现象错误；C、铝在空气中加热生成氧化铝的熔点较高，所以内部熔化的铝不会滴落，错误；D、硫酸镁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀，再加入硫酸铜，则生成氢氧化铜蓝色沉淀，沉淀的转化符合由溶解度小的向溶解度更小的沉淀转化，所以氢氧化铜的溶度积比氢氧化镁的溶度积小，正确。答案D7将三种黑色粉末组成的混和物加入到足量的某热浓酸中，充分反应后得到蓝绿色溶液和两种气体。将从蓝绿色溶液中分离得到的盐与0.15 mol还原铁粉恰好反应完全，可得浅绿色溶液和6.4 g红色沉淀；将上述生成的两种气体通入足量饱和NaHCO3溶液中，仍然收集到两种气体，据此推断黑色粉末可能为A物质的量：FeSCuOFe =111B物质的量：CCuOFe =322C质量：MnO2CuOC=5.5812D质量：FeCCuO=753解析根据“上述生成的两种气体通入足量饱和NaHCO3溶液中，仍然收集到两种气体”知酸是浓硝酸，最后的气体是二氧化碳和NO，则固体含C，另外根据得到红色沉淀知固体含氧化铜，根据FeCu2=Fe2Cu知生成0.1 mol Cu，消耗Fe 0.1 mol，则另外消耗的0.05 mol的Fe应该是与Fe3反应了，而且n(Fe3)=0.1 mol，n(Fe)n(Cu)=11。答案B二、非选择题(包括4个小题，共35分)8(8分)A、B、C三种物质中均含有同一种元素，它们之间有如下图所示的转化关系(部分反应物已略去)。 (1)若A是一种两性氧化物，B的水溶液呈酸性，请写出反应和反应(由A一步转化为B或C)的离子方程式：反应_；反应_。(2)若反应为置换反应，反应为化合反应，C物质大量存在于海水中，是人体生理活动不可缺少的物质。工业上可以用C来制取A或B，请写出这两个反应的化学方程式：CA_；CB_。(3)若反应均为化合反应，反应为置换反应。当A为一种金属单质时，请写出反应和可能的离子方程式：_；_。解析(1)高中阶段具有两性的氧化物代表为Al2O3，Al2O3与H反应生成Al3和H2O(反应)，Al2O3与OH反应生成AlO和H2O(反应)，AlO与过量的H反应生成Al3和H2O(反应)，Al3与过量的OH反应生成AlO和H2O(反应)。(2)首先确定C为NaCl，电解熔融态NaCl生成Na、Cl2，电解饱和NaCl溶液生成NaOH、H2、Cl2，故A为Na，B为NaOH。(3)金属元素中，铁的价态变化复杂，所以首先联想A为Fe，Fe可与盐酸反应生成FeCl2(反应)，FeCl2与Cl2反应生成FeCl3(反应)，FeCl3与Fe反应生成FeCl2(反应)，Fe可与Cl2反应生成FeCl3(反应)。答案(1)Al2O36H=2Al33H2OAl2O32OH=2AlOH2O(2)2NaCl(熔融)2NaCl22NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(3)2Fe3Fe=3Fe22Fe2Cl2=2Fe32Cl(或2Fe2Br2=2Fe32Br)9(9分)铜是生物体必需的微量元素，也是人类最早使用的金属之一。铜的生产和使用对国计民生各个方面都产生了深远的影响。(1)写出铜与稀硝酸反应的化学方程式_。(2)为了保护环境和节约资源，通常先用H2O2和稀硫酸的混合溶液溶出废旧印刷电路板中的铜，最终实现铜的回收利用。写出溶出铜的离子方程式_。(3)工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应：2Cu2OCu2S6CuSO2，该反应的氧化剂是_；当生成19.2 g Cu时，反应中转移的电子为_mol。(4)铜在潮湿的空气中能发生吸氧腐蚀而生锈，铜锈的主要成分为Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜)。试写出上述过程中负极的电极反应式_。(5)某研究性学习小组用“间接碘量法”测定某试样中CuSO45H2O(不含能与I反应的氧化性杂质)的含量。取a g试样配成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。写出该反应的离子方程式_。继续滴加KI溶液至沉淀不再产生，溶液中的I2用硫代硫酸钠标准溶液滴定，发生反应的化学方程式为I22Na2S2O3=2NaINa2S4O6，平均消耗c molL1的Na2S2O3溶液V mL。则试样中CuSO45H2O的质量分数为_。解析(1)稀硝酸具有强氧化性能够氧化铜，自身转化为NO，方程式为3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。(2)硫酸提供的酸性环境可增强H2O2的氧化性，将铜氧化：CuH2O22H=Cu22H2O。(3)氧化剂在反应中化合价降低，Cu2OCu，铜的化合价降低，Cu2SCuSO2，铜的化合价降低，硫元素的化合价升高，故Cu2O、Cu2S为氧化剂。19.2 g Cu的物质的量为19.2 g/64 gmol1=0.3 mol，Cu2S、Cu2O中铜的化合价均为1价，故转移电子的物质的量为0.3 mol。(4)负极金属发生氧化反应：2Cu4eCO23H2O=Cu2(OH)2CO34H。铜发生吸氧腐蚀过程中，负极：2Cu4e=2Cu2，正极：O22H2O4e=4OH，在CO2的作用下，形成碱式碳酸铜：2Cu24OHCO2=Cu2(OH)2CO3H2O。(5)从题意可知，白色碘化物为CuI，铜的化合价降低，则I被氧化为I2：2Cu24I=2CuII2。根据反应可知，两反应中物质存在如下关系：2CuSO45H2OI22Na2S2O3 500 g 2 mol m cV103 molm=0.25cV g则试样中CuSO45H2O的质量分数为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(明矾)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐(主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题：(1)为尽量少引入杂质，试剂应选用_(填标号)。aHCl溶液bH2SO4溶液c氨水 dNaOH溶液(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为_。(3)沉淀B的化学式为_；将少量明矾溶于水，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溶液反应的平衡常数等于_。解析(1)易拉罐(主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)，它们都是比较活泼的金属，都可以与酸发生反应，而Al可以与强碱溶液反应变为NaAlO2进入溶液，而Fe、Mg不能与碱发生反应，所以要以含Al的易拉罐为原料制取明矾，应该用强碱NaOH溶液溶解，选项d正确；(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，反应的离子方程式是2Al2OH2H2O=2AlO3H2；(3)滤液A的主要成分是NaAlO2，向其水溶液中加入NH4HCO3溶液，发生HCOAlOH2O=Al(OH)3CO，所以沉淀B的化学式为Al(OH)3；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是Al3为弱碱阳离子，发生水解反应，消耗水电离产生的OH，当最终达到平衡时溶液中c(H)c(OH)，所以溶液显酸性。(4)由已知得Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数K=20。答案(1)d(2)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(3)Al(OH)3Al3水解，使溶液中H浓度增大(4)2011(9分)(2016衡水模拟)铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题：(1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸的溶液中含有的大量阳离子是_。(2)某溶液中有Mg2、Fe2、Al3、Cu2四种离子，向其中加入过量的NaOH溶液后，过滤，将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投入到过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是_。AMg2 BFe2CAl3 DCu2(3)氧化铁是重要工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：回答下列问题：操作的名称是_，操作的名称是_。写出在空气中煅烧FeCO3的化学方程式_。(4)有些同学认为酸性KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定，其反应如下：5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O。a称取2.85 g绿矾(FeSO47H2O)产品，溶解，在250 mL容量瓶中定容；b量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中；c用硫酸酸化的0.010 00 molL1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL。实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250 mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需_。某同学设计的下列滴定方式，最合理的是_。(夹持部分略去)(填字母序号)计算上述样品中FeSO47H2O的质量分数为_。解析(1)磁性的固体Y为四氧化三铁，溶于过量盐酸溶液中，其反应的离子方程式为Fe3O48H=Fe22Fe34H2O；所以溶液中含有的大量阳离子是Fe2、Fe3、H。(2)该转化关系如图所示：故大量减少的离子有Al3、Fe2。(3)经操作得到滤液和滤渣，故该操作为过滤。结合产品为Fe2O3，则逆推知经煅烧产生。为防止其中会有杂质混入，应对沉淀进行洗涤，再经干燥处理。煅烧过程中，分解产生的FeO被空气中的氧气氧化为Fe2O3。(4)配制一定体积浓度准确的溶液需要容量瓶，所以答案为250 mL的容量瓶。酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能腐蚀橡胶管，所以应用酸式滴定管盛装高锰酸钾溶液。5FeSO47H2O5Fe2MnO 5278 g 1 mol m 0.010 00 mol L10.02 Lm=0.278 g则绿矾产品总质量为m=0.278 g=2.78 g，样品的质量分数为2.78 g/2.85 g100%=97.5%。答案(1)Fe2、Fe3、H(2)B、C(3)过滤洗涤4FeCO3O22Fe2O34CO2(4)250 mL容量瓶b97.5%