（江苏专版）2020版高考化学一轮复习 专题检测（二）金属及其化合物（含解析）.doc

金属及其化合物一、选择题(每小题有12个选项符合题意)1下列关于Fe、Cu、Mg、Al四种金属元素的说法中正确的是()A四种元素的单质都能和盐酸反应，生成相应的盐和氢气B制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法C将Mg棒和Al棒作为原电池的两个电极插入NaOH溶液中，Mg棒上发生氧化反应D铁锈的主要成分是氧化铁，铜锈的主要成分是氧化铜解析：选BA项，Cu单质不与盐酸反应；C项，一般情况下，在原电池中，金属性强的作负极，但也要根据电解质溶液的实际情况考虑，Mg的金属性大于Al的，但是电解质溶液为NaOH溶液，而Mg不与NaOH溶液反应，Al与NaOH溶液反应，所以Al棒作负极，发生氧化反应；D项，铁锈的主要成分是氧化铁，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜。2(2019溧水中学模拟)高温条件下，Al和Fe2O3反应生成Fe和Al2O3。下列说法正确的是()A该反应过程中的能量变化如图所示B该反应条件下，Al的还原性强于FeC反应中每生成1 mol Fe转移66.021023个电子D实验室进行该反应时常加入KClO3作催化剂解析：选B铝热反应属于放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，图像不符，A错误；Al和Fe2O3反应生成Fe和Al2O3，Al作还原剂，Fe是还原产物，所以Al的还原性强于Fe，B正确；反应中Fe元素的化合价从3价降低到0价，所以反应中每生成1 mol Fe转移36.021023个电子，C错误；铝热反应中KClO3受热分解生成氧气，反应中KClO3不是催化剂，D错误。3(2019溧水中学模拟)炼油厂的废碱液含有废油、苯酚钠、碳酸钠等，实验室通过以下四个步骤处理废碱液获取氢氧化钠固体。下列说法正确的是()A用装置甲制取CO2并通入废碱液B用装置乙从下口放出分液后上层的有机相C用装置丙分离水相中加入Ca(OH)2产生的CaCO3D用装置丁将滤液蒸发结晶得到NaOH固体解析：选C碳酸钙与硫酸反应生成硫酸钙微溶，包裹在碳酸钙的表面，不利用气体的制备，应选盐酸与碳酸钙反应，故A错误；分液时避免上下层液体混合，则先从下口放出下层液体，后从上口倒出上层的有机相，故B错误；CaCO3不溶于水，则图中过滤装置可分离，故C正确；在蒸发皿中蒸发结晶，不能在烧杯中蒸发结晶，故D错误。4下列物质的转化在给定条件下能实现的是()ANaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3(s)BCuCl2Cu(OH)2CuCAlNaAlO2(aq)NaAlO2(s)DMgO(s)Mg(NO3)2(aq)Mg(s)解析：选CA项，NaCl溶液中通入CO2不能生成NaHCO3，应该先通入NH3，错误；B项，CuCl2溶液与NaOH反应生成Cu(OH)2沉淀，与葡萄糖反应生成Cu2O，不是Cu，错误；C项，Al和NaOH反应生成NaAlO2和H2，NaAlO2溶液加热可以得到NaAlO2固体，正确；D项，MgO和HNO3反应生成Mg(NO3)2，制取金属Mg应该电解熔融的MgCl2，而不是Mg(NO3)2 溶液，错误。5已知a、b、d、e均为中学化学中的常见物质，它们之间的转化关系如图所示(部分产物略去)，则下列有关物质的推断不正确的是()A若a是铁，则e可能为稀硝酸B若a是CuO，e是碳，则b为COC若a是NaOH溶液，e是CO2，则b为NaHCO3D若a是AlCl3溶液，e可能是氨水解析：选DA项，Fe和过量的硝酸反应生成Fe(NO3)3，与少量硝酸反应生成Fe(NO3)2，Fe(NO3)2可以被氧化为Fe(NO3)3，Fe(NO3)3能与Fe反应生成Fe(NO3)2，能实现上述转化，正确；B项，CuO与少量的碳反应生成CO2，与过量的碳反应生成CO，CO2被过量碳还原为CO，CO与O2反应生成CO2，符合转化关系，正确；C项，NaOH溶液与过量的CO2反应生成NaHCO3，与少量的CO2反应生成Na2CO3，Na2CO3溶液与CO2反应生成NaHCO3，NaHCO3与NaOH反应生成Na2CO3，符合转化关系，正确；D项，AlCl3溶液和氨水反应生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3不溶于氨水，不能实现转换，错误。6固体粉末X中可能含有K2SO3、KAlO2、MgCl2、Na2CO3中的一种或几种。为确定该固体粉末的成分，取X少量溶于水得澄清透明溶液。再取X进行下列实验，实验过程及现象如下：根据上述实验，以下说法正确的是()A气体1可能为SO2和CO2的混合物B沉淀3可能为Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物C固体粉末X中一定有Na2CO3，可能有KAlO2D固体粉末X中一定有K2SO3和KAlO2解析：选D固体X加入足量稀硝酸后的溶液2中加BaCl2溶液有沉淀4生成，则沉淀4为BaSO4，X中一定含K2SO3，它被稀硝酸氧化成K2SO4，同时生成的气体不是SO2，而是NO。X溶于水得澄清透明溶液，因K2SO3与MgCl2在溶液中不能共存，故X中无MgCl2。固体X加足量稀硝酸后的溶液2中加足量氨水能生成沉淀3，结合AlO4H=Al32H2O、Al33NH3H2O=Al(OH)33NH，可推知X中一定有KAlO2，沉淀3是Al(OH)3。题给实验现象无法确定Na2CO3是否存在。综上分析，可知A、B、C错误，D正确。7(2019启东中学模拟)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )ANaHCO3(s)Na2CO3(s)NaOH(aq)BAl(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)CAgNO3(aq)Ag(NH3)2(aq)Ag(s)DFe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)解析：选AA项，NaHCO3受热分解成Na2CO3、CO2和H2O，Na2CO3与饱和石灰水反应生成CaCO3和NaOH，两步反应均能实现；B项，Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，NaAlO2与过量盐酸反应生成NaCl、AlCl3和H2O，第二步反应不能实现；C项，AgNO3中加入氨水可获得银氨溶液，蔗糖中不含醛基，蔗糖不能发生银镜反应，第二步反应不能实现；D项，Al与Fe2O3高温下发生铝热反应生成Al2O3和Fe，Fe与HCl反应生成FeCl2和H2，第二步反应不能实现。8将金属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反应，下列对反应情况设想的评价正确的是()选项反应情况设想评价A当铁、铜均不剩余时，溶液中一定有Fe2、Cu2，一定无Fe3正确，Fe3和Fe、Cu均可反应B当铁、铜均有剩余时，溶液中一定有Fe2、Cu2，无Fe3正确，Fe和Cu与Fe3都反应，故有Fe2和Cu2，无Fe3C当铜有剩余，铁无剩余时，溶液中一定只有Fe2、无Cu2正确，Cu有剩余故无Cu2D当铁有剩余，铜无剩余时，溶液中一定有Fe2、Cu2不正确，不可能是Fe剩余，Cu不剩余，因为Fe比Cu优先与Fe3反应解析：选D因离子的氧化性强弱顺序Fe3Cu2Fe2。如果Fe3的量很多，可以将铁和铜全部氧化后还有剩余，A项错误；当铁有剩余时，溶液中不会存在Cu2，B项错误；当铜有剩余时，可能部分铜发生反应，溶液中可能有Cu2，C项错误；因还原性FeCu，故不存在有铁无铜的情况，D项评价正确。9某同学采用工业大理石(含有少量SiO2、Al2O3、Fe2O3等杂质)制取CaCl26H2O，设计了如图流程：下列说法不正确的是()A固体中含有SiO2，固体中含有Fe(OH)3B使用石灰水时，要控制pH，防止固体中Al(OH)3转化为AlOC试剂a选用盐酸，从溶液得到CaCl26H2O产品的过程中，须控制条件防止其分解D若改变实验方案，在溶液中直接加氨水至沉淀完全，滤去沉淀，其溶液经蒸发浓缩、冷却结晶也可得到纯净CaCl26H2O解析：选DSiO2难溶于盐酸，固体中含有SiO2；FeCl3与Ca(OH)2反应生成Fe(OH)3，所以固体中含有 Fe(OH)3，故A正确；Al(OH)3可溶于强碱，使用石灰水时，要控制pH，防止固体 中Al(OH)3转化为AlO，故B正确；CaCl26H2O易失去结晶水，所以须控制条件防止其分解，故C正确；溶液中直接加氨水至沉淀完全，生成NH4Cl，其溶液经蒸发浓缩、冷却结晶不能得到纯净CaCl26H2O，故D错误。10某混合物X由Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成。某校课外兴趣小组以两条途径分别对X进行如下实验探究：途径a：途径b：下列有关说法不正确的是()A1.92 g固体只含CuB由可知X中一定存在Fe2O3和CuC原混合物中m(Fe2O3)m(Cu)12D原混合物X至少含Al2O3和SiO2中的一种，但不能进一步确认二者的存在与否解析：选CD途径a中，加入盐酸时生成蓝色溶液，说明溶液中含有Cu2，只能是Fe2O3与盐酸反应生成的Fe3把Cu氧化为Cu2，即X中一定存在Fe2O3和Cu，B正确；盐酸过量，Fe2O3完全反应，但是铜不一定完全反应，当加入过量NaOH溶液时，SiO2完全反应，所以剩余的1.92 g固体只能是铜，由此可知X中含有SiO2，其质量为4.92 g1.92 g3 g，结合途径b可知，X中不含Al2O3，A正确，D错误；根据Fe2O36HCl=2FeCl33H2O,2FeCl3Cu=CuCl22FeCl2得关系：Fe2O3Cu，即在与足量盐酸反应时，Fe2O3和Cu的物质的量相等，质量为9.4 g4.92 g4.48 g，在混合物中铜的质量还要再加上剩余的1.92 g，即混合物中m(Fe2O3)m(Cu)11，C错误。二、非选择题11(2019海安高级中学模拟)粉煤灰是燃煤电厂的废渣，主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3和C等。实验室模拟工业从粉煤灰提取活性Al2O3，其流程如图所示：已知烧结过程的产物主要是NaAlO2、Ca2SiO4、NaFeO2和Na2SiO3等。(1)写出烧结过程中铝元素转化的化学方程式：_。(2)操作a为冷却、研磨，其中研磨的目的是_。(3)浸出过程中，NaFeO2可完全水解，水解反应的离子方程式为_。(4)操作b的名称是_，所用的玻璃仪器有_、_和烧杯。(5)“碳化”时生成沉淀，沉淀的化学式为_。解析：粉煤灰是燃煤电厂的废渣，主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3和C等，当加入CaCO3、Na2CO3进行烧结，发生：Al2O3Na2CO32NaAlO2CO2、Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2、2CaCO3SiO2Ca2SiO42CO2、Fe2O3Na2CO32NaFeO2CO2、CO2CO2，所以气体X为CO2，操作a为冷却、研磨，加入碳酸钠溶液浸出，AlO2H2OAl(OH)3OH，碳酸钠溶液呈碱性，抑制AlO的水解，NaFeO2可完全水解，FeO2H2O=Fe(OH)3OH，操作b过滤出Fe(OH)3、Ca2SiO4，加入氧化钙脱硅，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和SiO反应生成硅酸钙沉淀，操作b过滤出硅酸钙沉淀，滤液为NaAlO2，通入二氧化碳，碳酸酸性强于氢氧化铝，所以发生：NaAlO2CO22H2O=NaHCO3Al(OH)3，过滤出沉淀氢氧化铝，加热氢氧化铝生成氧化铝和水，电解氧化铝得到铝和氧气。(1)“烧结“过程中氧化铝和碳酸钠反应：Al2O3Na2CO32NaAlO2CO2。(2)“烧结”过程的产物主要是NaAlO2、Ca2SiO4、NaFeO2和Na2SiO3等，操作a的下一步为浸出，操作a为冷却、研磨，所以研磨的目的是提高烧结产物浸出率。(3)碳酸钠溶液呈碱性，抑制AlO的水解，NaFeO2可完全水解，FeO2H2O=Fe(OH)3OH。(4)浸出液经过两次操作b分离沉淀，所以b为过滤，过滤时需要制作过滤器的漏斗、固定仪器的铁架台、引流用的玻璃棒、承接滤液的烧杯；所以还需用的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒。(5)操作b过滤出硅酸钙沉淀，滤液为NaAlO2，通入二氧化碳，碳酸酸性强于氢氧化铝，所以发生：NaAlO2CO22H2O=NaHCO3Al(OH)3，所以“碳化”时生成沉淀氢氧化铝。答案：(1)Al2O3Na2CO32NaAlO2CO2(2)提高烧结产物浸出率(3)FeO2H2O=Fe(OH)3OH(4)过滤漏斗玻璃棒(5)Al(OH)312有一含NaCl、Na2CO310H2O和NaHCO3的混合物，某同学设计如图所示的实验装置，通过测量反应产生的CO2和H2O的质量，来确定该混合物中各组分的质量分数。(1)实验步骤：按如图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后，首先进行的操作是_。称取样品，并将其放入硬质玻璃管中；称量装浓硫酸的洗气瓶C的质量和装碱石灰的U形管D的质量。打开活塞K1、K2，关闭K3，缓缓鼓入空气数分钟，其目的是_。关闭活塞K1、K2，打开K3，点燃酒精灯加热至不再产生气体。装置B中发生反应的化学方程式为_。打开活塞K1，缓缓鼓入空气数分钟，然后拆下装置，再次称量洗气瓶C的质量和U形管D的质量。(2)关于该实验方案，回答下列问题。若加热反应后不鼓入空气，对测定结果的影响是_。E处干燥管中盛放的药品是_，其作用是_，如果实验中没有该装置，则会导致测量结果NaHCO3的质量_(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。若样品质量为w g。反应后C、D装置增加的质量分别为m1 g、m2 g，则混合物中Na2CO310H2O的质量分数为_(用含w、m1、m2的代数式表示)。解析：(1)组装好实验装置后首先应检查装置气密性。由于装置中存在CO2和水蒸气，应先除去装置中的CO2和水蒸气。由物质的性质可知该装置在加热时发生的反应为2NaHCO3Na2CO3H2OCO2、Na2CO310H2ONa2CO310H2O。(2)加热后有部分CO2和水蒸气会残留在装置中，必须鼓入空气使其完全被吸收，若不鼓入空气，则测得的NaHCO3和Na2CO310H2O的质量分数偏小，NaCl的质量分数偏大。装置E是防止空气中的CO2和水蒸气进入装置D，故干燥管中盛放的药品是碱石灰，如果没有该装置，会使测得的NaHCO3的质量偏大。由题目信息知反应放出的CO2的质量为m2 g，根据反应方程式2NaHCO3Na2CO3H2OCO2，可计算出该反应中产生的水的质量为 g，从而计算出Na2CO310H2O分解产生水的质量为g，再根据Na2CO310H2ONa2CO310H2O计算出Na2CO310H2O的质量，最后计算出Na2CO310H2O的质量分数。答案：(1)检查装置气密性除去装置中的水蒸气和CO22NaHCO3Na2CO3H2OCO2、Na2CO310H2ONa2CO310H2O(2)Na2CO310H2O和NaHCO3的质量分数测定结果偏小，NaCl的质量分数测定结果偏大碱石灰防止空气中的CO2和水蒸气进入D中影响测定结果偏大100%13某科研小组以难溶性钾长石(K2OAl2O36SiO2)为原料，提取Al2O3、K2CO3等物质，工艺流程如下：(1)煅烧过程中钾长石中的钾元素和铝元素在Na2CO3作用下转化为可溶性的NaAlO2和KAlO2，写出Al2O3转化为NaAlO2的化学方程式_。(2)已知NaAlO2和KAlO2易发生如下水解反应：AlO2H2OAl(OH)3OH，“浸取”时应保持溶液呈_(填“酸”或“碱”)性。(3)“转化”时加入NaOH的主要作用是_(用离子方程式表示)。(4)上述工艺中可以循环利用的主要物质是_、_和水。(5)以Al2O3为原料，以石墨为电极，通过电解法可制得金属铝。电解池中接电源负极的一极电极反应式是_。长时间电解后，需要更换新的石墨电极的是_(填“阴”或“阳”)极。解析：(1)在加热时Al2O3与Na2CO3反应生成NaAlO2，同时生成CO2气体，化学方程式为Na2CO3Al2O32NaAlO2CO2。(2)碱性条件下可以抑制AlO水解。(3)“沉淀”过滤后的“滤液”中含有NaHCO3和KHCO3，加入NaOH与HCO反应生成CO。(4)由流程图可知，Na2CO3、CO2和水既是加入的物质，也是生成的物质，故可循环利用。(5)阴极Al3得电子，发生还原反应，生成Al；阳极反应为O2失电子，生成O2，该电极的石墨可被氧化，故需要及时更换。答案：(1)Na2CO3Al2O32NaAlO2CO2(2)碱(3)HCOOH=H2OCO(4)Na2CO3CO2(5)Al33e=Al阳14铁及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。.氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备氧化铁的流程如下：回答下列问题：(1)操作A、B的名称分别是_、_；加入稍过量NH4HCO3溶液的作用是_。(2)写出在空气中充分加热煅烧FeCO3的化学方程式：_。.上述流程中，若煅烧不充分，最终产品中会含有少量的FeO杂质。某同学为测定产品中Fe2O3的含量，进行如下实验：a称取样品8.00 g，加入足量稀H2SO4溶解，并加水稀释至100 mL；b量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中；c用酸化的0.010 00 molL1 KMnO4标准液滴定至终点；d重复操作b、c 23次，得出消耗KMnO4标准液体积的平均值为20.00 mL。(3)写出滴定过程中发生反应的离子方程式：_。(4)确定滴定达到终点的操作及现象为_。(5)上述样品中Fe2O3的质量分数为_。(6)下列操作会导致样品中Fe2O3的质量分数的测定结果偏低的是_(填序号)。a未干燥锥形瓶b盛装标准液的滴定管没有用标准液润洗c滴定结束时仰视刻度线读数d量取待测液的滴定管没有润洗解析：(1)通过操作A得到滤渣和滤液，故操作A为过滤；操作B为洗涤。根据图示工艺流程，加入稍过量NH4HCO3溶液的目的是调节溶液的pH，使溶液中的Fe2完全沉淀为FeCO3。(2)在空气中充分加热煅烧FeCO3，最终得到Fe2O3，反应的化学方程式为4FeCO3O22Fe2O34CO2。(3)滴定过程中，Fe2和MnO发生氧化还原反应，Fe2被氧化为Fe3，MnO被还原为Mn2，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平离子方程式：5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O。(4)若向待测液中再滴加一滴标准液，振荡，溶液刚好由黄色变成浅紫色，且半分钟内不变色，则滴定达到终点。(5)根据关系式：5FeO5Fe2MnO，则样品中n(FeO)5n(KMnO4)50.010 00 molL120.00103 L0.004 mol，样品中FeO的质量分数为100%3.6%，故样品中Fe2O3的质量分数为13.6%96.4%。(6)未干燥锥形瓶，对实验结果无影响，a项不符合题意；盛装标准液的滴定管没有用标准液润洗，则标准液的浓度偏小，消耗的标准液的体积偏大，FeO的质量分数的测定结果偏高，从而使Fe2O3的质量分数的测定结果偏低，b项符合题意；滴定结束时仰视刻度线读数，则读取的标准液的体积偏大，FeO的质量分数的测定结果偏高，从而使Fe2O3的质量分数的测定结果偏低，c项符合题意；量取待测液的滴定管没有润洗，则消耗标准液的体积偏小，FeO的质量分数的测定结果偏低，从而使Fe2O3的质量分数的测定结果偏高，d项不符合题意。答案：(1)过滤洗涤调节溶液的pH，使溶液中的Fe2完全沉淀为FeCO3(2)4FeCO3O22Fe2O34CO2(3)5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O(4)向待测液中再滴加一滴标准液时，振荡，溶液刚好由黄色变成浅紫色，且半分钟内不变色(5)96.4%(6)bc