高中化学人教版必修1精讲精练 单元评估：第3章 金属及其化合物

钠及其化合物的性质有关钠及其化合物性质的考查是高考中经常出现的内容，有多种考查方式。复习要从以下几方面入手：了解钠元素在自然界中的存在，了解钠单质的生产原理；能用实验的方法探索和认识钠单质及Na2O、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3等重要化合物的性质，了解它们的主要用途；掌握与Na、Na2O2、NaOH、NaHCO3、Na2CO3的性质有关的化学计算的解题方法。钠及其化合物之间的转化关系如下：考题印证1(2012北京高考)下列解释实验现象的化学(或离子)方程式正确的是()A切开的金属Na曝露在空气中，光亮表面逐渐变暗2NaO2=Na2O2B向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色2AgClS2=Ag2S2ClCNa2O2在潮湿的空气中放置一段时间后，变成白色黏稠物2Na2O22CO2=2Na2CO3O2D向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水，出现白色沉淀2HCOCa22OH=CaCO3CO2H2O解析：A项，切开的金属钠曝露在空气中，钠被空气中的氧气氧化成氧化钠：4NaO2=2Na2O，A项错误；C项，过氧化钠在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色黏稠物，是由于过氧化钠与空气中的水蒸气、二氧化碳反应：2Na2O22CO2=2Na2CO3O2,2Na2O22H2O=4NaOHO2，C项错误；D项，向碳酸氢钠溶液中加入过量的澄清石灰水，碳酸氢钠少量，发生反应的离子方程式为Ca2OHHCO=CaCO3H2O，D项错误。答案：B2(2010上海高考)将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 mol/L稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系是()解析：向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加盐酸，发生反应：OHH=H2O、COH=HCO、HCOH=H2OCO2，则开始产生CO2时消耗的n(HCl)n(NaOH)n(Na2CO3)0.02(mol)，V(HCl)0.2 L，产生CO2的最大物质的量为n(CO2)n(Na2CO3)0.01(mol)，当NaOH、Na2CO3完全反应时，继续滴加盐酸不再产生CO2，总共消耗的n(HCl)n(NaOH)2n(Na2CO3)0.03(mol)，V(HCl)0.3 L，C项正确。答案：C铝及其化合物的性质铝是高中化学学习的重要金属之一，新课标要求大家掌握铝及其化合物的性质并了解其应用。复习时可从以下几方面入手：掌握铝、氧化铝、氢氧化铝的性质，熟悉铝及其化合物之间的转化，理解有关滴加顺序的问题以及与Al(OH)3沉淀量有关的图像问题。铝及其化合物之间的转化关系如下：考题印证3(2011福建高考，节选)化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究：查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生。摩擦剂中氢氧化铝的定性检验：取适量牙膏样品，加水充分搅拌、过滤。(1)往滤渣中加入过量NaOH溶液，过滤。氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是_。(2)往(1)所得滤液中先通入过量二氧化碳，再加入过量稀盐酸。观察到的现象是_。解析：通入过量CO2时会产生Al(OH)3沉淀和HCO，再加入过量稀盐酸，沉淀溶解同时有气体产生。答案：(1)Al(OH)3OH=AlO2H2O或Al(OH)3OH=Al(OH)4(2)通入CO2气体有白色沉淀生成；加入盐酸有气体产生，沉淀溶解4(2012安徽高考)已知室温下，Al(OH)3的Ksp或溶解度远大于Fe(OH)3。向浓度均为0.1 molL1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中，逐滴加入NaOH 溶液。下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系，合理的是()解析：由题中信息可知滴入NaOH溶液，起始时生成Fe(OH)3沉淀，因此起始时不会生成Al(OH)3沉淀，A、B项错；当滴入一定体积的NaOH溶液后才能生成Al(OH)3沉淀，当Al3全部沉淀后，加入过量的NaOH，Al(OH)3沉淀全部溶解，故可知C项正确，D项错误。答案：C铁及其化合物的相互转化铁是高中化学学习的重要金属之一，在复习时应注意从以下几个方面进行掌握：铁及铁的氧化物的化学性质；铁的氢氧化物的制取和性质；从氧化还原反应的角度掌握Fe2、Fe3的性质及其相互转化关系；会用化学方法鉴别Fe2与Fe3；与Fe相关的计算等。这部分的知识在高考中主要以选择题的形式出现，在实验题或推断题中也常有涉及。铁及其化合物的转化关系如下：考题印证5(2011浙江高考，节选)食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的，已知：氧化性：IOFe3I2还原性：S2OI3I26OH=5IIO3H2OKII2KI3(1)某学习小组对加碘盐进行了如下实验：取一定量某加碘盐(可能含有 KIO3、KI、Mg2、Fe3)，用适量蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化，将所得试液分为 3 份，第一份试液中滴加 KSCN 溶液后显红色；第二份试液中加足量 KI 固体，溶液显淡黄色，用 CCl4 萃取，下层溶液显紫红色；第三份试液中加入适量 KIO3固体后，滴加淀粉试剂，溶液不变色。加 KSCN 溶液显红色，该红色物质是_(用化学式表示)；CCl4 中显紫红色的物质是_(写化学式)。第二份试液中加入足量 KI 固体后，反应的离子方程式为_、_。(2)对含 Fe2较多的食盐(假设不含 Fe3)，可选用 KI 作为加碘剂。请设计实验方案，检验该加碘盐中的 Fe2：_。解析：(1)加KSCN溶液，Fe3与SCN结合为红色物质Fe(SCN)3。CCl4中显紫红色的物质为单质碘，即为I2。第二份试液中加入足量KI固体，IO、Fe3均能氧化I，反应的离子方程式为：IO5I6H=3I23H2O、2Fe32I=2Fe2I2。答案：(1)Fe(SCN)3I2IO5I6H=3I23H2O2Fe32I=2Fe2I2(2)取足量该加碘盐溶于蒸馏水中，用盐酸酸化，滴加KSCN溶液，再滴加适量氧化剂(如氯水，过氧化氢等)，若溶液显血红色，则该加碘盐中存在Fe26已知有以下物质相互转化，其中A为常见金属，C为碱。试回答：(1)写出F的化学式_，H的化学式_。(2)写出由E转变成F的化学方程式：_。(3)向G溶液加入A的有关反应离子方程式：_。(4)写出A在一定条件下与水反应的化学方程式：_。解析：据框图转化可知，溶液D与硝酸酸化的硝酸银反应后的溶液中含有K，白色沉淀H是AgCl，则D为KCl；又根据红褐色沉淀F为Fe(OH)3，则E为Fe(OH)2，结合复分解反应的点知B为FeCl2，C为KOH，A为Fe。答案：(1)Fe(OH)3AgCl(2)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(3)2Fe3Fe=3Fe2(4)3Fe4H2O(g)Fe3O44H2(时间：90分钟，满分100分)一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)1下列反应中符合该卡通情境的是()AC2CuO2CuCO2BCu2AgNO3=Cu(NO3)22AgCFe2O33CO2Fe3CO2DBaCl2Na2SO4=BaSO42NaCl解析：金属甲置换出了金属乙，B项合理。答案：B2下列说法中错误的是()A用氧化铝与水反应制取氢氧化铝B氢氧化铝用于治疗胃酸过多C氧化铁可用作红色颜料D铁制容器可盛装烧碱溶液解析：氧化铝与水不反应，制取氢氧化铝用的是可溶性铝盐与氨水反应；氢氧化铝是弱碱可用于治疗胃酸过多；铁制容器与氢氧化钠不反应可盛装烧碱溶液。答案：A3相同物质的量的Na2O2和Na2O的比较中，不正确的是()A两种物质所含原子个数之比为43B两种物质中阴离子的物质的量之比为21C两种物质与足量的CO2反应，消耗气体的质量之比为11D两种物质中阳离子的物质的量之比为11解析：Na2O2中的阴离子为O，Na2O中的阴离子为O2，Na2O2与Na2O物质的量相等，则两种物质中阴离子的物质的量之比为11。答案：B4下列六种物质：Na2ONa2O2NaClNa2CO3溶液NaOHNaHCO3其中不能与CO2反应的是()ABC D解析：Na2O与CO2反应生成碳酸钠；Na2O2与CO2反应生成碳酸钠和氧气；NaCl不能与CO2反应；Na2CO3溶液与CO2反应生成碳酸氢钠；NaOH与CO2反应生成碳酸钠或碳酸氢钠；NaHCO3不能与CO2反应。答案：C5等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是()A11 B34C23 D43解析：根据电子守恒分析：等量的铁与足量的盐酸和水蒸气反应失去的电子数比为28/3，即34，则相同的条件下，产生氢气的体积比为34。答案：B6双选题把4.6 g钠放入200 mL 0.1 mol/L AlCl3溶液中，待其充分反应后，下列叙述中错误的是()ACl的浓度几乎不变B溶液变浑浊C溶液中Al3全部转化为AlOD溶液中存在最多的离子是Cl解析：4.6 g Na生成0.2 mol NaOH，n(Al3)0.02 mol，则Al3全部转化成AlO，溶液澄清。答案：BD7将固体X投入过量的Y中，能生成白色沉淀并放出一种无色气体，该气体能燃烧，不易溶于水，则X和Y分别可能是()A钠和氯化铝溶液 B铝和烧碱溶液C过氧化钠和氯化亚铁 D锌和稀硫酸解析：A项中Na与水反应生成NaOH和H2，NaOH与过量的AlCl3溶液反应生成白色沉淀Al(OH)3。B项中2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，无沉淀生成；C项中2Na2O22H2O=4NaOHO2，NaOH与过量FeCl2溶液反应，生成Fe(OH)2白色沉淀，然后迅速变成灰绿色，最终变为红褐色沉淀；D项中ZnH2SO4=ZnSO4H2，无沉淀生成。答案：A8下表中对离子方程式书写的评价正确的是()选项化学反应或离子方程式评价A将铜屑加入含Fe3溶液中：Fe3Cu=Fe2Cu2正确BNa2O2与H2O反应：Na2O2H2O=2Na2OHO2错误，氧元素不守恒CNaOH溶液与氧化铝反应：Al2O32OH=2AlOH2O错误，产物应该是Al(OH)3D向FeCl3溶液中滴加足量氨水：Fe33OH= Fe(OH)3正确解析：A应为：2Fe3Cu=2Fe2Cu2；B应为：2Na2O22H2O=4Na4OHO2；C项离子方程式正确，评价错误；D项一水合氨不能拆写成离子形式。答案：B9镁、铝、铜三种金属粉末混合物，加入过量盐酸充分反应，过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液，再过滤，滤液中存在的离子有()A. Mg2 BCu2CAl3 D. AlO解析：Mg、Al、Cu三种金属与过量盐酸充分反应，过滤后滤液中有Mg2和Al3，加入过量NaOH溶液时，滤液中的Mg2转化为Mg(OH)2沉淀，Al3转化为AlO留在滤液中。答案：D10下列物质的鉴别方法不正确的是()A用焰色反应鉴别NaCl、KCl和Na2SO4B用氢氧化钠溶液鉴别MgCl2溶液、AlCl3溶液C利用丁达尔效应鉴别Fe(OH)3胶体与FeCl3溶液D用氯化钙溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3两种溶液解析：NaCl和Na2SO4的焰色反应均为黄色。答案：A11准确称取6.0 g铝土矿样品(含Fe2O3)，加入100 mL稀硫酸中，充分反应后向滤液中加入10 mol/L NaOH溶液，产生沉淀的质量和加入NaOH溶液体积之间的关系如上图所示。则所用硫酸物质的量浓度为()A1.75 mol/L B3.50 mol/LC0.85 mol/L D无法确定解析：沉淀量最大时，生成沉淀是Al(OH)3、Fe(OH)3，溶液中只有Na2SO4，钠离子来自氢氧化钠，硫酸根离子来自硫酸，即加入OH物质的量与原溶液中H物质的量相等。硫酸的浓度等于： 1.75 mol/L。答案：A12甲、乙、丙、丁分别是Al2(SO4)3、FeCl2、NaOH、BaCl2四种物质中的一种。若将丁溶液滴入乙溶液中，发现有白色沉淀生成，继续滴加则沉淀消失，丁溶液滴入甲溶液时，无明显现象发生。据此可推断丙物质是()AAl2(SO4)3 BNaOHCBaCl2 DFeCl2解析：分析四种物质的性质，不难发现，产生先沉淀后溶解这一现象的只能是将NaOH溶液加入到Al2(SO4)3溶液中，所以丁为NaOH，乙为Al2(SO4)3。将NaOH溶液加入到FeCl2溶液中，会产生先出现白色沉淀，随后沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象。将NaOH溶液加入到BaCl2溶液中，无明显现象发生。所以甲为BaCl2，则丙为FeCl2。答案：D13下列说法错误的是()A钠在空气中燃烧最后所得产物为Na2O2B镁因在空气中形成了一薄层致密的氧化膜，保护了里面的镁，故镁不需要像钠似的进行特殊保护C铝制品在生活中非常普遍，这是因为铝不活泼D铁在潮湿的空气中因生成的氧化物很疏松，不能保护内层金属，故铁制品往往需涂保护层解析：铝因易与O2反应生成致密的氧化物保护膜而耐腐蚀，我们日常用的铝制品常采用特殊工艺将氧化膜变厚，保护作用更好，并不是铝不活泼。答案：C14把1.0 mol/L CuSO4溶液、1.0 mol/L Fe2(SO4)3溶液两种溶液等体积混合(假设混合后液体的体积等于混合前两种溶液的体积之和)，向溶液中加入足量铁粉，经足够长的时间后，铁粉有剩余。此时溶液中Fe2的物质的量浓度为()A1.0 mol/L B2.0 mol/LC3.0 mol/L D4.0 mol/L解析：设原溶液的体积均为1 L，Fe Fe2(SO4)3=3FeSO4Fe CuSO4=FeSO4Cu，所以Fe2的物质的量浓度为(1.031.0)mol/2 L2.0 mol/L。答案：B15双选题有关Na2CO3和NaHCO3的性质，下列叙述中错误的是()ANa2CO3受热不分解，而NaHCO3受热易分解BNa2CO3溶液和 NaHCO3溶液分别加入CaCl2溶液，都产生白色沉淀C等物质的量的Na2CO3和NaHCO3跟同一种盐酸充分反应时，消耗酸的体积之比是21D将澄清的石灰水分别加入Na2CO3和NaHCO3溶液时，前者产生沉淀，后者不产生沉淀解析：NaHCO3溶液与CaCl2溶液不反应；澄清的石灰水Ca(OH)2与NaHCO3溶液反应时，同样生成CaCO3沉淀，发生反应的化学方程式为：Ca(OH)2 NaHCO3=CaCO3NaOHH2O或者Ca(OH)22NaHCO3=CaCO3Na2CO32H2O。答案：BD16有200 mL氯化镁和氯化铝的混合溶液，其中c(Mg2)为0.2 mol/L，c(Cl)为1.3 mol/L。要使Mg2全部转化为沉淀分离出来，至少需加4 mol/L NaOH溶液的体积为()A40 mL B72 mLC80 mL D128 mL解析：欲使Mg2全部转化成沉淀并从溶液中分离出来，应向溶液中加入过量的NaOH溶液，使Mg2、Al3全部沉淀后，再使Al(OH)3恰好溶解。设c(Al3)x，根据电荷守恒，则有：3x2c(Mg2)c(Cl)，即3x20.2 mol/L1.3 mol/L，解得x0.3 mol/L。设NaOH溶液的体积为V，根据关系式则有：Mg2 2OH02 mol/L0.2 L20.2 mol/L0.2 LAl34OH03 mol/L0.2 L40.3 mol/L0.2 L得20.2 mol/L0.2 L40.3 mol/L0.2 L4，即V80 mL。答案：C二、非选择题(本题包括6小题，共52分)17(7分)钠、铝、铁是三种重要的金属。请回答：(1)钠的金属活动性比铝的_(填“强”或“弱”)。(2)将一小块金属钠投入水中，发生反应的离子方程式为_；可观察到的实验现象是_(填编号)。a钠沉到水底b钠熔成小球c小球四处游动(3)Fe跟Cl2在一定条件下反应，所得产物的化学式是_。将该产物溶于水配成溶液，分装在两支试管中。请回答：a若向其中一支试管中滴加KSCN溶液，则溶液变成_色。b向另一支试管中滴加NaOH溶液，现象为_，反应的离子方程式是_。答案：(1)强(2)2Na2H2O=2Na2OHH2bc(3)FeCl3红生成红褐色沉淀Fe33OH=Fe(OH)318(8分)化学对人类社会进步和发展的贡献之一是发现和研制了各种材料，例如金属就是我们生活中不可或缺的重要材料。根据你学过的有关金属的知识，回答下列问题：(1)铜钱在我国历史上曾经是一种广泛流通的货币，铜常用于制造货币的原因可能是_(填编号)。A铜的熔点不是太高，易于冶炼，铸造成形B铜的性质不活泼，不易被腐蚀C我国较早的掌握了湿法冶炼铜的技术D自然界有大量的游离态的铜(2)钢铁制品的使用更为广泛，但是铁制品易生锈，铁锈的主要成分是_(填名称)，铁的氧化物常见的还有_、_(填化学式)。(3)铝制品因为表面易形成致密的氧化铝薄膜而经久耐用，但是该氧化膜易被酸碱破坏，若使氧化铝与氢氧化钠溶液作用，反应的化学方程式为_。解析：(1)铜钱作为货币，首先应易得，再者不容易被腐蚀。(2)铁锈主要成分为Fe2O3，常见铁的氧化物还有FeO和Fe3O4。(3)Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O答案：(1)A、B、C(2)氧化铁FeOFe3O4(3)Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O19(8分)A、B、C是中学化学中常见的单质，常温下甲、乙两种化合物分别是黑色固体和无色液体，这些化合物和单质之间有如图所示关系。据此判断：(1)元素A有可变化合价，则单质A是_，化合物甲是_。(2)写出反应的化学方程式。_；_；_。解析：A有可变化合价且与B点燃后得黑色固体甲，因此可假设A元素为Fe，点燃条件下与O2反应可生成黑色Fe3O4，同时与无色液体H2O生成H2，而Fe3O4在高温下能被H2还原得到Fe和H2O，与题意相符。答案：(1)FeFe3O4(2)3Fe2O2Fe3O43Fe4H2O(g)Fe3O44H2Fe3O44H23Fe4H2O20(11分)物质A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K存在下图转化关系，其中气体D、E为单质，试回答：(1)写出下列物质的化学式：A是_，D是_，K是_。(2)写出反应“CF”的离子方程式：_。(3)写出反应“FG”的化学方程式：_。(4)在溶液I中滴入NaOH溶液，可观察到的现象是：_。(5)实验室检验溶液B中阴离子的方法是：_。解析：突破口有：E为氯气、K为氢氧化铁、F为氢氧化铝，然后可以推导出A为铝、C为氯化铝、D为氢气、B为HCl、H为铁、I为氯化亚铁、J为氯化铁、G为偏铝酸钠。答案：(1)AlH2Fe(OH)3(2)Al33NH3H2O=Al(OH)3 3NH(3) Al(OH)3 NaOH=NaAlO2 2H2O(4) 先生成白色絮状沉淀，而后迅速变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀(5)取少量溶液B于试管中，先滴入少量稀硝酸，再滴加硝酸银溶液21(9分)现有NaHCO3和Na2CO3xH2O的混合物，为了测定x值，某同学采用如图所示的装置进行实验(CaCl2、碱石灰均足量)。(1)A装置的作用是_。(2)B装置的作用是_。(3)C装置的作用是_。(4)若在装置A的试管中装入NaHCO3和Na2CO3xH2O的混合物3.7 g，用酒精灯加热到反应完全，此时B管增重1.89 g，C管增重0.22 g，则x的值为_。(5)该装置还不是很完善，可能使测定结果偏小，应如何改进_。为什么？_。解析：(4)B管增重1.89 g是产生的水的质量，H2O来自NaHCO3的分解和Na2CO3xH2O失水。C管增重0.22 g是产生的CO2的质量。由CO2的质量可求出NaHCO3的质量及其产生H2O的质量。2NaHCO3Na2CO3CO2H2O2844418084 g0.22 g0.09 g即Na2CO3xH2O的质量为3.7 g0.84 g2.86 g，Na2CO3xH2O含水：1.89 g0.09 g1.80 g，在Na2CO3xH2O中：，得x10。答案：(1)加热，使NaHCO3分解，使Na2CO3xH2O失水(2)吸收反应中生成的水(3)吸收反应中生成的CO2(4)10(5)在C装置后再加一个装有碱石灰的U形管为了防止空气中的CO2和H2O被C装置中的碱石灰吸收22(9分)取100 mL的Na2CO3和Na2SO4混合溶液，加入适量Ba(OH)2溶液100 mL后，恰好完全反应，过滤、干燥后得到14.51 g白色沉淀和滤液(溶液体积为200 mL)，再用过量稀硝酸处理沉淀，最后减少到4.66 g，并有气体放出。计算第(3)问请写出计算过程：(1)原混合液中Na2SO4的物质的量浓度为_mol/L；(2)产生的气体在标准状况下的体积为_L；(3)过滤出沉淀后，计算所得滤液的物质的量浓度为多少。解析：由Na2CO3Ba(OH)2=BaCO32NaOH和Na2SO4Ba(OH)2=BaSO42NaOH，知：n(NaOH)2n(Na2CO3)n(Na2SO4)，白色沉淀是BaCO3和BaSO4；根据原子守恒n (Na2SO4)n(BaSO4)0.02 mol，n(Na2CO3)n(CO2)n(BaCO3)0.05 mol，故c(Na2SO4)0.2 mol/L，V(CO2)0.05 mol22.4 L/mol1.12 L。答案：(1)0.2(2)1.12(3)所得滤液溶质为NaOH。根据Na元素守恒得n(NaOH)2n(Na2SO4)n(Na2CO3)20.14 mol故c(NaOH)0.7 mol/L14