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专题28 元素金属性的比较1（2018届山东省临沂市高三第三次高考模拟考试）中国传统文化对人类文明贡献巨大，古代文献中记载了很多化学研究成果。下列常见古诗文对应化学知识正确的是【答案】A2X、Y、Z、M、N代表五种金属，有以下化学反应：水溶液中：X + Y2+=X2+ + Y；Z + 2H2O(冷)=Z(OH)2 + H2； Y可以溶于稀H2SO4中，M不被稀H2SO4氧化；M、N为电极与N盐溶液组成原电池，发生的电极反应为：M2e-=M2+。则这五种金属的活泼性由弱到强的顺序是A MNYXZ B NMXYZC NMYXZ D XZNMY【答案】C【解析】水溶液中：X + Y2+=X2+ + Y，可知活泼性为XY； Z + 2H2O(冷)=Z(OH)2 + H2，说明Z为活泼性很强的金属，而其它反应在溶液中进行，说明其它金属与水不反应，则Z最活泼；Y可以溶于稀硫酸，M不被稀硫酸氧化，说明活泼性YM，M、N为电极，与N盐组成原电池，电极反应为M-2e - =M2+ ，说明M为负极，活泼性为MN；则这五种金属的活动性由弱到强的顺序是NMYXZ，答案选C。3将下列四种金属分别投入水中，反应最剧烈的是A Al B Fe C Li D Na【答案】D【解析】金属性越强，越容易与水反应，反应越剧烈。四种金属的活泼性强弱顺序是NaLiAlFe，则投入水中，反应最剧烈的是Na，答案选D。4下列关于金属的说法中，不正确的是()A 各种金属都能与盐酸发生置换反应 B 金属具有良好的延展性C 金属都能导电 D 根据金属与酸反应置换出氢的难易程度可比较金属的活泼性【答案】A【解析】A. 并不是所有的金属都能与盐酸发生置换反应，例如铜等，A错误；B. 金属具有良好的延展性，B正确；C. 金属都能导电，C正确；D. 根据金属与酸反应置换出氢的难易程度可比较金属的活泼性，即金属性越强，越容易与酸反应置换出氢，D正确。5下列金属单质中，能从CuSO4溶液中置换出Cu来的是（ ）A 汞 B 银 C 钠 D 铁【答案】D6要验证Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，可选用下列哪组物质进行实验（ ）A Fe、CuSO4溶液、MgCl2溶液 B Fe、Cu、MgCl2溶液C Mg、CuO、FeSO4溶液 D Cu、FeCl2溶液、MgCl2 溶液【答案】A【解析】A、Fe可以和CuSO4溶液反应置换出铜，证明铁比铜活泼、不能和MgCl2溶液反应，证明镁比铁活泼，A正确；B、Fe和Cu与FeCl2溶液都不反应，没法证明，B错误；C、Mg与FeSO4溶液能反应，能说明镁的活动性比铁强，没法证明铁与铜活动性以及镁和铜的活动性强弱，C错误；D、铜与FeCl2溶液、MgCl2溶液都不反应，没法证明，D错误。7有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来，浸入稀硫酸溶液中，B极上有气泡。将A、D分别投入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是（ ）A DABC B DCAB C DBAC D BADC【答案】A【解析】一般来说，原电池中，较活泼的金属作负极、较不活泼的金属作正极，负极上失电子发生氧化反应、正极上得电子发生还原反应；金属的金属性越强，金属单质与水或酸反应越剧烈，较活泼金属能置换出较不活泼金属。将A与B用导线连接起来浸入稀硫酸中，该装置构成原电池，B上有气泡产生，说明B电极上得电子发生还原反应，则B是正极、A是负极，金属活动性AB；将A、D分别投入到等浓度的稀盐酸中，D比A反应剧烈，则金属活动性DA；将Cu浸入B的盐溶液中，无明显变化，说明金属活动性BCu；如果把Cu浸入C的盐溶液中，有金属C析出，说明金属活动性CuC；通过以上分析知，金属活动性顺序是DABC。8现有等质量的X、Y两种金属，分别放入溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如右图所示（已知X、Y在生成物中化合价均为+2价）。则下列说法中不正确的是A 生成氢气的质量：XY B 相对原子质量：XYC 金属活动性：YX D 消耗硫酸的质量：XY【答案】B9下列关于金属冶炼的说法不正确的是 （ )A 金属冶炼是指用化学方法将金属由化合态转变为游离态B 天然矿藏很少只含有一种金属元素，往往含有较多杂质C 金属的冶炼方法主要有热分解法,热还原法和电解法三种方法D 金属冶炼一定要用到还原剂【答案】D【解析】A、金属冶炼是工业上将金属从含有金属元素的矿石中还原出来，即指用化学方法将金属由化合态转变为游离态的过程，A正确；B、天然矿物是混合物，很少只含一种金属元素往往含有较多杂质，B正确；C、活泼金属采用电解法冶炼，不活泼的金属采用直接加热法冶炼，大部分金属的冶炼都是在高温下采用氧化还原反应法，C正确；D、对一些不活泼的金属，可以直接用加热分解的方法从其化合物中得到，D错误。10下列金属冶炼的反应原理，错误的是()A MgCl2(熔融) MgCl2 B 2NaClH22Na2HClC Fe3O44CO3Fe4CO2 D 2HgO2HgO2【答案】B【解析】A项，活泼金属需要采用电解法制取，镁为活泼金属，采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁，A正确；B项，钠为活泼金属，不能用热还原法冶炼，B错误；C项，铁单质是较活泼金属，可采用热还原法制取，C正确；D项，Hg为不活泼金属，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来，D正确。11如图装置，电流计指针会偏转，正极变粗，负极变细，符合这种情况的是A 正极：Cu 负极：Zn S：稀H2SO4B 正极：Zn 负极：Cu S：CuSO4溶液C 正极：Ag 负极：Zn S：AgNO3溶液D 正极：Fe 负极：Cu S：AgNO3溶液【答案】C【解析】A、硫酸为电解质溶液，正极生成氢气，不能变粗，A错误；B、锌的金属性强于铜，与硫酸铜溶液构成原电池时锌是负极，铜是正极，B错误；C、锌为负极，硝酸银为电解质，则锌失去生成离子进入溶液，正极上银离子得到电子，生成单质析出，C正确；D、原电池中硝酸银溶液做电解质时，活泼金属做负极，则应为Fe作负极，铜是正极，D错误。12依据下列实验操作及现象能得出正确结论的是选项操作现象结论A向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaCl2固体溶液红色变浅溶液中存在CO32-的水解平衡B室温下，向20mL浓度为0.1mol/LNa2S溶液中先源加几滴0.1mol/LZnSO4溶液，再满加几滴0.1mol/LCuSO4溶液先生成白色沉淀，后生成黑色沉淀Kg(ZnS)Kg(CuS)C取淀粉溶液于试管中，加入稀硫酸，水浴加热后取少量溶液，加入几滴新制Cu(OH)2悬浊液，加热无砖红色沉淀产生淀粉没有发生水解反应D将铜片和铁片用导线连接插入浓硝酸中铁片表面产生气泡金属铁比铜活泼【答案】A13下列性质体现了金属通性的是()A 银不易生锈 B铁常温下不溶于浓硝酸C 钠与水剧烈反应放出氢气 D金属具有良好的延展性【答案】D【解析】A只是对不活泼金属性质的描述，不是通性；B是对铁某些特殊性质的描述，不是通性；C是对活泼金属性质的描述，不是金属的通性；只有D才是金属通性的体现。14冶炼金属一般有下列四种方法：焦炭法；水煤气(或H2、CO)法；活泼金属置换法；电解法。这四种方法在工业上均有应用。古代有：()火烧孔雀石主要成分是Cu2(OH)2CO3炼铜；()湿法炼铜。现代有：()铝热法炼铬；()从光卤石（主要成分是MgCl2）中炼镁。下列分析不正确的是A 用于() B 用于() C 用于() D 用于()【答案】B【解析】A(I)火烧孔雀石炼铜是采用的焦炭法来冶炼金属，Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2，C+2CuO2Cu+CO2，用，故A正确；B(II)湿法炼铜就是用金属铁与铜的盐溶液反应，即铁与硫酸铜溶液(或氯化铜、硝酸铜溶液)反应，生成铜和硫酸亚铁(或氯化亚铁、硝酸亚铁)，Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，用，故B错误；C(III)铝热法炼铬，三氧化二铬与铝发生铝热反应的方程式为：Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3，用，故C正确；D从光卤石中炼镁，从海水或光卤石中先获得MgCl26H2O，然后制得无水MgCl2，Mg属于活泼金属，所以金属镁是电解熔融的氯化镁来冶炼金属镁的，用，故D正确。15化学与生产、生活息息相关，下列叙述错误的是A “真金不怕火炼”说明有些金属（例如金）即使在高温下也不与氧气发生反应B 中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈C 含重金属离子的电镀废液不能随意排放D 铜的金属活泼性比铁弱，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀【答案】D【解析】A、有些金属活动性差，高温下不与氧气反应，如金，故A说法正确；B、明矾是KAl(SO4)212H2O，其水溶液显酸性，铜锈是Cu2(OH)2CO3，与酸反应，故B说法正确；C、电镀液中含有重金属离子，重金属离子能使蛋白质中毒，使人中毒，因此不能随意排放，故C说法正确；D、铁比铜活泼，构成原电池，铁作负极，加速铁的腐蚀，故D说法错误。16人类对锡(50Sn)的使用有悠久的历史，可以追溯到大约公元前3000年，但这也是对锡的“异常”不断加深认识，不断“驯服”它的历史。（1）锡与硅同主族，稳定化合价均为+4价，锡原子比硅原子核外多2个电子层，锡元素在周期表中的位置为_。（2）锡单质在常温下稳定(主要单质类别为白锡)，但是它既怕冷又怕热。在-13.2以下，白锡转变成一种无定形的灰锡(粉末状)，而且只要白锡接触到很少的灰锡。很失就会变成灰锡完全毁坏，就像得了瘟疫一样。克服锡单质这一弱点的方法之一就是做成合金，合金与组分金属相比一般具有_性质。a不导电 b硬度大 c耐腐蚀对锡器的“瘟疫”作分析，以下推测合理的是_。A灰锡携带病毒B灰锡与白锡形成原电池，加速白锡的转化C灰锡是白锡转化的催化剂，加速反应（3）实验室配制氯化亚锡(SnCl2)溶液时发现，向SnCl2固体中加水的过程中，产生刺激性气味气体，且只能得到悬浊液。配制、保存SnCl2溶液时，要用到的试剂为氯化亚锡固体、_、_和水(填试剂名称)。（4）工业上，硫离子是一种很好的沉淀剂。但向1L 0.01 molL-1硫化钠溶液(pH=12)中逐渐加入SnCl2粉末时，一开始却并没观察至沉淀。请分析原因_。当加SnCl2至溶液pH=9时，有两种沉淀生成。此时溶液中硫离子浓度为_(保留两位有效数字)。(提示：25时，KspSn(OH)2=1.410-28，Ksp(SnS)=1.010-25。 Sn(OH)2 是两性物质。)（5）测定固体中锡的含量时，常用的一种方法为：在强酸性环境中将固体溶解，然后将锡元素全部转化成Sn2+，以淀粉为指示剂，用碘酸钾标准溶液滴定。但在滴定初始并没有出现蓝色，滴定终点的现象为无色变蓝色。写出滴定过程中依次发生反应的离子反应方程式_，_。【答案】第五周期 第A族bc浓盐酸锡开始时，生成沉淀Sn(OH)2所需Sn2+浓度为1.410-24mol/L，而生成沉淀SnS所需Sn2+浓度为1.0l0-23mol/L，Sn(OH)2优先沉淀，但Sn(OH)2+2OH-=SnO22-+2H2O，所以一开始未生成沉淀7.110-8mol/L3Sn2+IO3-+6H+=3Sn4+I-+3H2O5I-+ IO3-+6H+=3I2+3H2O通过信息：只要白锡接触到很少的灰锡，很失就会变成灰锡完全毁坏，可见灰锡是白锡转化的催化剂，加速反应，故本题正确答案选c。(3)SnCl2易水解生成碱式氯化亚锡，存在平衡SnCl2+H2OSn(OH)Cl+HCl,加入盐酸，使平衡向左移动，抑制水解，加入Sn防止Sn2+被氧化，所以用到的试剂为氯化亚锡固体、浓盐酸、锡和水；(4)KspSn(OH)2=1.410-28，Ksp(SnS)=1.010-25，开始时，c(S2-)=0.01molL-1,c(OH-)=0.01molL-1,生成沉淀Sn(OH)2所需Sn2+浓度=1.410-240.012 mol/L=1.410-24mol/L，而生成沉淀SnS所需Sn2+浓度=1.010-25/0.01mol/L=1.0l0-23mol/L，Sn(OH)2优先沉淀，但Sn(OH)2+2OH-=SnO22-+2H2O，所以一开始未生成沉淀；当加SnCl2至溶液pH=9时，c(OH-)=1.010-5molL-1,，c(Sn2+)=1.410-281.010-5molL-1 =1.410-23mol/L,c(S2-)=1.010-25/1.410-23mol/L=7.110-8mol/L(5)滴定过程中先发生IO3-在强酸性环境中将Sn2+氧化为Sn4+，本身被还原为I-,I-和IO3-在酸性条件下发生反应生成碘单质，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒写出离子反应方程式为： 3Sn2+IO3-+6H+=3Sn4+I-+3H2O、 5I-+ IO3-+6H+=3I2+3H2O。17黄铜灰渣（含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe2O3）生产氯化铜晶体的流程如下：（1）反应中所加Zn粉不能过量的原因是_（2）滤液中含有的主要金属阳离子是_（3）写出反应的化学方程式_（4）“系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、_、_。（5）在空气中直接加热CuCl2xH2O晶体得不到纯的无水CuCl2，原因是_（用化学方程式表示）（6）CuCl2xH2O晶体中x值的测定：称取3.420g产品溶解于适量水中，向其中加入含AgNO3 4.40010-2mol的AgNO3溶液（溶液中除Cl- 外，不含其它与Ag+反应的离子），待Cl- 完全沉淀后，用含Fe3+的溶液作指示剂，用0.2000 molL-1的KSCN标准溶液滴定剩余的AgNO3。使剩余的Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出。滴定终点的现象是_。若滴定过程用去上述浓度的KSCN标准溶液20.00mL，则CuCl2xH2O中x值为_。【答案】 加入过量的Zn会使产品中含有杂质。 Zn2+、Fe2+ Cu+H2O2+2HCl=CuCl2+2H2O 洗涤 干燥 2CuCl2xH2OCu(OH)2CuCl2+2HCl+(2x-2)H2O 溶液变为血红色，且30s不褪色 2【解析】黄铜灰渣加入盐酸浸取，盐酸可与Zn、CuO、ZnO、FeO、Fe2O3反应，滤渣为铜，过滤后进入反应主要含有Cu2+、Zn2+、Fe2+、H+，加入适量锌粉，锌粉只与Cu2+、H+反应生成铜单质，过滤后铜进入反应与双氧水和盐酸反应，滤液中为产生的Zn2+和未反应的Fe2+。（1）反应中所加Zn粉不能过量，若过量会将铁置换出来，进入反应，使后面产品CuCl2xH2O晶体含有杂质； （2）滤液中含有的主要金属阳离子是产生的Zn2+和未反应的Fe2+；（3）反应是铜与双氧水和盐酸反应生成氯化铜，其化学方程式为：Cu+H2O2+2HCl=CuCl2+2H2O；（4）“系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；（5）氯化铜是强酸弱碱盐，水解产生的盐酸是易挥发性酸，在空气中直接加热CuCl2xH2O晶体得不到纯的无水CuCl2，原因是：2CuCl2xH2OCu(OH)2CuCl2+2HCl+(2x-2)H2O；（6）用含Fe3+的溶液作指示剂，用KSCN标准溶液滴定剩余的AgNO3。使剩余的Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出，滴定终点时KSCN不再转化为AgSCN，而与Fe3+作用，使溶液变为血红色，故滴定终点的现象是：溶液变为血红色，且30s不褪色；与KSCN反应的Ag+的物质的量为：0.2000 molL-120.00mL10-3L/mL=4.00010-3mol，则与CuCl2xH2O反应的Ag+的物质的量为：4.40010-2mol-4.00010-3mol=4.00010-2mol，则CuCl2xH2O的物质的量为：2.00010-2mol，则2.00010-2mol（135+18x）g/mol=3.420g,解得x=2。18某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用含有铝、铁和铜的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体和胆矾晶体。请回答：（1）写出绿矾的化学式：_。试剂X是 。（2）步骤、中均需进行的实验操作是_。（3）溶液E得到绿矾晶体的实验操作 。（4）进行步骤时，该小组用如图所示装置及试剂制取CO2并将制得的气体通入溶液A中。一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。为了避免固体C减少，可采取的改进措施是_。（5）用固体F制备CuSO4溶液，可设计以下三种途径：写出途径中反应的离子方程式：_，请选出你认为的最佳途径并说明选择的理由：_。【答案】（1）FeSO47H2O 稀硫酸(或H2SO4）（2）过滤（3）蒸发浓缩，冷却结晶。（4）在装置a、b之间增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶(其他合理答案均可）（5）3Cu2NO38H=3Cu22NO4H2O；最佳途径为；因为耗酸少，且不产生污染（1）由上述分析可知：绿矾的化学式FeSO47H2O；步骤分离铜、铁，且生成绿矾（硫酸亚铁）；（2）金属铁和金属铜不与氢氧化钠反应，金属铜和稀硫酸之间不反应，但是金属铁可以和稀硫酸之间反应生成硫酸亚铁和氢气，进而制的绿矾晶体，步骤、均是固体和液体的分离操作，应该是过滤；（3）溶液E得到绿矾晶体的实验操作为蒸发浓缩，冷却结晶。（4）进行步骤时，该小组用如图2所示装置及试剂将制得的CO2气体通入溶液A中一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀逐渐减少，其原因是二氧化碳气体中含有从盐酸中挥发出的氯化氢气体，氯化氢在水中溶解了部分沉淀氢氧化铝，发生的反应为Al(OH）3+3H+=Al3+3H2O，为了避免固体C减少，可在制取二氧化碳的收集装置中增加一个洗去氯化氢的装置，二氧化碳在饱和碳酸氢钠中不溶，氯化氢和碳酸氢钠反应生成二氧化碳气体，所以可在装置I和之间增加一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶，除去二氧化碳中的氯化氢；（5）金属铜可以和硝酸之间反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，即3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2+2NO+4H2O，铜不能和稀硫酸反应，但是当加热并通入空气之后，铜和氧气反应生成氧化铜，然后氧化铜会和硫酸反应生成硫酸铜，不会产生污染大气的气体，该过程原料利用率高，所以途径最佳。19红帘石矿的主要成分为Fe3O4、Al2O3、MnCO3、Mg0少量MnO2等。工业上将红帘石处理后运用阴离子膜电解法的新技术提取金属钰并制得绿色高效的水处理剂(K2FeO4)。工业流程如下:(1)在稀硫酸浸取矿石的过程中，MnO2可将Fe2+氧化为Fe3+，写出该反应的离子方程式:_。(2)浸出液中的阳离子除H+、Fe2+、Fe3+外还有_(填离子符号)。(3)已知:不同金属离子生成生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表:离子Fe3+A13+Fe2+Mn2+Mg2+开始沉淀的pH2.73.77.07.89.6完全沉淀的pH3.74.79.69.811.1步骤中调节溶液的pH等于6，调节pH的试剂最好选用下列哪种试剂:_(填选项字母，下同)滤渣B除掉杂质后可进一步制取K2FeO4，除掉滤渣B中杂质最好选用下列哪种试剂:_。a.稀盐酸 b.KOH c.氨水 d.MnCO3 e.CaCO3(4)滤渣B经反应生成高效水处理剂的离子方程式_。(5)电解装置如图所示，箭头表示溶液中阴离子移动的方向；则与A电极连接的是直流电源的_极。阳极电解液是稀硫酸，若阴极上只有锰单质析出，当生成11g锰时，另一个电极上产生的气体在标准状况下的体积为_。【答案】 MnO2+2Fe2+4H+=2Fe3+Mn2+2H2O Mn2+、Mg2+、Al3+ d b 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O 负 2.24L【解析】(1)在稀硫酸浸取矿石的过程中，MnO2可将Fe2+氧化为Fe3+，该反应的离子方程式: MnO2+2Fe2+4H+=2Fe3+Mn2+2H2O。(2) 红帘石矿的主要成分为Fe3O4、Al2O3、MnCO3、Mg0少量MnO2等，加稀硫酸后发生反应，浸出液中的阳离子除H+、Fe2+、Fe3+外还有Mn2+、Mg2+、Al3+ 。（3）步骤中调节溶液的pH等于6，最好选用MnCO3，不会增加新杂质。根据表中所给数据，pH=6时，Fe3+、Al3+完全沉淀，所以滤渣B的成分为Fe(OH)3和Al(OH)3，除去Al(OH)3可加入 KOH溶液，使Al(OH)3溶解。
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