2022届高考化学大二轮复习专题突破练10金属及其化合物

a

专题突破练(十) 金属及其化合物

1．下列说法正确的是( )

A．铝合金的熔点比纯铝高

B．镁在空气中或纯净的氧气中燃烧，产物一定只有MgO

C．钠在敞口容器中长期存放或在空气中燃烧，产物一定是Na2O2

D．铜具有良好的导电性，常用来制作印刷电路板

解析：A项，合金的特点是熔点比它的各成分金属的低、硬度比它的各成分金属的大；B项，Mg在空气中燃烧时，能与空气中的O2、N2、CO2等反应，分别生成MgO、Mg3N2、C和MgO 等；C项，钠在敞口容器中长期存放最终形成Na2CO3。

答案：D

2．下列关于金属冶炼的叙述正确的是( )

A．工业上可利用铝热反应大量冶炼金属铁

B．金属钠、铝和铜都可用热还原法制备

C．电解饱和氯化镁溶液可得金属镁

D．用足量CO还原磁铁矿得到9 mol铁时转移24 mol电子

解析：选项A，金属铝的价格远远高于铁的，所以工业上不用铝热反应来大量冶炼铁；选项B，钠、铝属于活泼金属，应采用电解熔融NaCl、Al2O3的方法来制备Na、Al；选项C，电解饱和MgCl2溶液得到Mg(OH)2；选项D，磁铁矿的主要成分为Fe3O4，根据Fe3O4―→3Fe，生成3 mol Fe时转移8 mol电子，则得到9 mol铁时转移24 mol电子。

答案：D

3．某同学通过系列实验，探究Cu及其化合物的性质，下列操作正确且能达到目的的是( )

A．将铜粉和硫粉混合均匀并加热以制取CuS

B．将Cu片放入过量浓硫酸中，一段时间后加水以观察CuSO4溶液的颜色

C．向CuSO4溶液中加入NaOH溶液，过滤洗涤并收集沉淀，加热以制取CuO

D．设计Cu-Al-浓硝酸原电池，以证明金属活动性：Cu

解析：铜粉和硫粉反应生成Cu2S，故A错；Cu与浓硫酸的反应需要加热，故B错；Al在浓硝酸中发生钝化，故在Cu-Al-浓硝酸原电池中，Cu发生氧化反应，作负极，不能证明金属活动性Cu

答案：C

4．下列条件下，离子能大量共存或者离子方程式书写正确的是( )

A．pH＝1的溶液中：Fe2＋、ClO－、Na＋、SO2－4

B．在含较多Al3＋的溶液中：K＋、Cl－、HCO－3

C．一小块钠投入到CuSO4溶液中：2Na＋Cu2＋===Cu＋2Na＋

a

a

a D ．铜溶于稀硝酸：3Cu ＋8H ＋＋2NO －3===3Cu 2＋

＋2NO↑＋4H 2O

解析： A 项，pH ＝1的溶液呈酸性，ClO －不能大量存在，且Fe 2＋与ClO －不能大量共存，不符合题意；B 项，Al 3＋和HCO －3能发生水解相互促进的反应，不能大量共存，不符合题意；C 项，钠投入到CuSO 4溶液中，钠立即与水剧烈反应，不能置换出铜，不符合题意。

答案： D

5．下列各组物质混合后，不能同时产生无色气体和白色沉淀的是( )

A ．少量过氧化钠投入AlCl 3溶液

B ．Ba(OH)2溶液与(NH 4)2SO 4溶液

C ．FeCl 3溶液与NaHCO 3溶液混合加热

D ．明矾溶液与小苏打溶液混合

解析： A 中过氧化钠与水反应生成氧气和氢氧化钠，NaOH 与AlCl 3反应生成氢氧化铝白色沉淀；B 中生成了NH 3和硫酸钡白色沉淀；C 中Fe 3＋溶液显酸性、HCO －3显碱性，两者混合有Fe(OH)3红褐色沉淀及CO 2气体产生；D 中生成的是CO 2和氢氧化铝沉淀。

答案： C

6．下列各组物质中，满足下表中图示物质在通常条件下能一步转化的组合只有( ) 序号

X Y Z W ①

Cu CuSO 4 Cu(OH)2 CuO ②

Na NaOH Na 2CO 3 NaCl ③

Cl 2 Ca(ClO)2 HClO HCl ④ Fe FeCl 3 FeCl 2 Fe(OH)2 C ．②③ D ．①②④

解析： 本题考查了元素单质及其化合物的转化规律，意在考查考生的理解能力及应用能力。Fe(OH)2不能一步转化为单质铁，④不符合要求。

答案： A

7．(2016·山西晋商四校联考 )某学生鉴定某可溶性甲盐的流程如图所示，下列说法正确的是 ( )

A ．如果甲中含有S 2－

，则乙是硫黄沉淀

B ．如果乙是AgCl 沉淀，那么甲是FeCl 3

C ．丙中肯定含有Fe 3＋，所以甲是FeBr 2

D ．甲中含有铁元素，可能显＋2或者＋3价

a

a 解析： 甲与酸化的硝酸银溶液反应可得乙与丙，乙为淡黄色沉淀，丙与KSCN 溶液反应呈红色，则丙中一定含有Fe 3＋，则甲中含有Fe 2＋或Fe 3＋。如果甲中含有S 2－

，硫化亚铁不溶于水，S 2－与Fe 3＋发生氧化还原反应而不能共存，故A 错误；AgCl 是白色沉淀，乙不可能是AgCl ，故B 错误；甲可能是溴化亚铁，也可能是溴化铁，故C 错误、D 正确。

答案： D

8．下图为与水相关的部分转化关系(水作反应物或生成物，部分产物和反应条件未列出)。下列说法错误的是( ) H 2O —???

――→Na 2O 2NaOH ――→Al H 2O NaAlO 2――→Fe

Fe 3O 4――→H 2Fe ――→NO 2

HNO 3――→Cu Cu NO 32

A ．上图所示的反应均为氧化还原反应

B ．比较镁、铁与水的反应条件，可知铁的金属性比镁弱

C ．工业上常用NO 2与水的反应原理制取硝酸

D ．实验室中可用铜与稀硝酸反应制取NO 2

解析： 铜和稀HNO 3反应生成NO ，D 项错误。

答案： D

9．甲、乙、丙、丁是中学化学常见的物质，且甲、乙、丙均含有同一种元素。甲、乙、丙、丁之间的转化关系如右图所示。则乙不可能是( )

A ．Al(OH)3

B ．FeCl 3

C ．CO

D ．Na 2CO 3

解析： 甲、乙、丙、丁可以分别为AlCl 3、Al(OH)3、NaAlO 2、NaOH 或分别为C 、CO 、CO 2、O 2或分别为NaOH 、Na 2CO 3、NaHCO 3、CO 2时符合图示转化。

答案： B

10．(2016·北京海淀一模)某同学利用下列实验探究金属铝与铜盐溶液的反应：

a

下列说法正确的是( )

A．由实验1可以得出结论：金属铝的活泼性弱于金属铜

B．实验2中生成红色物质的离子方程式为Al＋Cu2＋===Al3＋＋Cu

a

a

a C ．溶液中阴离子种类不同是导致实验1、2出现不同现象的原因

D ．由上述实验可推知：用砂纸打磨后的铝片分别与H ＋浓度均为0.2 mol·L －1的盐酸和硫酸反应，后者更剧烈

解析： A 项，金属铝的活泼性强于铜；B 项，电荷不守恒，正确的离子方程式为3Cu 2＋＋2Al===3Cu ＋2Al 3＋；C 项，对比实验1、2可知，产生不同现象的原因是溶液中的阴离子

不同；D 项，由实验可知，Cl －可以加快Al 的反应，所以用砂纸打磨后的铝片与盐酸反应更

剧烈。

答案： C

11．(2016·湖南衡阳第一次联考)固体粉末X 中可能含有K 2SO 3、KAlO 2、MgCl 2、Na 2CO 3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SO 2和CO 2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Na 2CO 3，可能有KAlO 2

D ．固体粉末X 中一定有K 2SO 3和KAlO 2

解析： 固体X 加入足量稀硝酸后的溶液2中加BaCl 2溶液有沉淀4生成，则沉淀4为BaSO 4，X 中一定含K 2SO 3，它被稀硝酸氧化成K 2SO 4，同时生成的气体不是SO 2，而是NO 。X 溶于水得澄清透明溶液，因K 2SO 3与MgCl 2在溶液中不能共存，故X 中无MgCl 2。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AlO －2＋4H ＋===Al 3＋＋2H 2O 、Al 3＋＋3OH －===Al(OH)3↓，可推知X 中一定有KAlO 2，沉淀3是Al(OH)3。题给实验现象无法确定Na 2CO 3是否存在。综上分析，可知A 、B 、C 错误，D 正确。

答案： D

12．(2016·福建三校联考)向盛有100 mL H 2SO 4溶液的烧杯中加入一定量的铝土矿(含Al 2O 3、Fe 2O 3、SiO 2)样品，充分反应后过滤，向滤液中加入10 mol/L 的NaOH 溶液，产生沉淀的质量与所加NaOH 溶液的体积的关系如下图所示。则原H 2SO 4溶液的物质的量浓度是

( )

a

a A ．4 mol/L

B ．3 mol/L

C ．2 mol/L

D ．1 mol/L

解析： 当加入氢氧化钠溶液40 mL 时，沉淀量最大，此时溶液中的溶质为硫酸钠，根据钠原子、硫原子守恒有：2n (H 2SO 4)＝2n (Na 2SO 4)＝n (NaOH)＝0.04 L×10 mol/L＝0.4 mol ，所以n (H 2SO 4)＝0.2 mol ，故原H 2SO 4溶液的物质的量浓度为0.2 mol/0.1 L ＝2 mol/L 。

答案： C

13．(2016·湖北三市联考)钠及其化合物在自然界广泛存在，并有重要用途。

(1)过氧化钠是钠的氧化物，写出过氧化钠中阴离子的电子式：__________。

(2)把一定量过氧化钠和未知量碳酸氢钠混合物放置在密闭体系中，充分加热后，排出气体，固体残留物中一定含有的物质是________(写化学式)。

(3)工业上可采取金属钠氧化法制取过氧化钠，其流程如下：

Na ――→180～200 ℃熔化通入无CO 2的空气Na 2O ――→300～400 ℃熔化通入无CO 2

的空气Na 2O 2 如果把一定质量的过氧化钠按下列流程处理：

78 g Na 2O 2――→20 ℃通入稍大于226 Pa

的水蒸气222 g A(固体) 写出A 物质的化学式： _______________________________________________。

(4)熔融态的过氧化钠是非常好的氧化剂，可用于工业上氧化FeSO 4制高铁酸钠(Na 2FeO 4)(称为干法制备)，干法制备中每1 mol FeSO 4参加反应转移4 mol 电子，产物中还有氧气生成。写出干法制取高铁酸钠的化学方程式：_____________________________。

解析： (2)NaHCO 3无论量多少，分解生成的CO 2优先与Na 2O 2反应，肯定有Na 2CO 3生成。

(3)Na 2O 2与水蒸气反应只生成A ，应为Na 2O 2的结晶水合物，所以结晶水的物质的量＝222 g

－78 g 18 g/mol

＝8 mol ，所以A 的化学式为Na 2O 2·8H 2O 。 答案： (1)[∶O ····∶O ····∶]2－

(2)Na 2CO 3

(3)Na 2O 2·8H 2O

(4)FeSO 4＋4Na 2O 2=====高温Na 2FeO 4＋2Na 2O ＋Na 2SO 4＋O 2↑

14．(2016·陕西咸阳模拟)有关FeSO 4的转化关系如下图所示(无关物质已略去)。

已知：①X 由两种化合物组成，将X 通入品红溶液，溶液褪色；通入BaCl 2溶液，产生白色沉淀。

a

a ②Y 是红棕色的化合物。

(1)气体X 的成分是(填化学式) ________。

(2)反应Ⅰ的反应类型属于(填序号) ________。

a ．分解反应

b ．复分解反应

c ．置换反应

d ．化合反应

e ．氧化还原反应

(3)溶液2中金属阳离子的检验方法是__________________________________________。

(4)若经反应Ⅰ得到16 g 固体Y ，产生的气体X 恰好被0.4 L 1 mol·L －1

NaOH 溶液完全吸收，则反应Ⅰ的化学方程式是_______________________________________________，

反应Ⅳ中生成FeSO 4的离子方程式是_________________________________。

解析： (1)X 能使品红溶液褪色说明X 中含有SO 2，但SO 2与氯化钡溶液不反应，所以X 中还有SO 3。

(2)反应Ⅰ为FeSO 4受热分解生成SO 2、SO 3、Fe 2O 3，既是分解反应又是氧化还原反应。

(3)溶液2为Fe 2(SO 4)3溶液，用KSCN 溶液检验Fe 3＋，具体方法为：取少量溶液2于试管中，加入几滴KSCN 溶液，溶液变红。

(4)反应Ⅰ得到16 g Fe 2O 3，由得失电子守恒得生成0.1 mol SO 2，所以生成SO 3也为0.1

mol ，则反应Ⅰ的化学方程式是2FeSO 4=====△Fe 2O 3＋SO 2↑＋SO 3↑。0.1 mol SO 3与0.2 mol NaOH

完全反应，0.1 mol SO 2与0.2 mol NaOH 恰好完全反应生成Na 2SO 3，溶液1中含有Na 2SO 3和Na 2SO 4，反应Ⅳ的离子方程式为2Fe 3＋＋SO 2－3＋H 2O===2Fe 2＋＋SO 2－4＋2H ＋。

答案： (1)SO 2、SO 3

(2)a 、e

(3)取少量溶液2于试管中，加入几滴KSCN 溶液，溶液变红色

(4)2FeSO 4=====△Fe 2O 3＋SO 2↑＋SO 3↑

2Fe 3＋＋SO 2－3＋H 2O===2Fe 2＋＋SO 2－4＋2H ＋

15．某矿渣的成分为Cu 2O 、Al 2O 3、Fe 2O 3、SiO 2，工业上用该矿渣获取铜和胆矾的操作流程如下：

已知：①Cu 2O ＋2H ＋===Cu ＋Cu 2＋

＋H 2O 。

②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH 如下表所示：

a

a

(1)为了加快反应Ⅰ的速率，可以采取的措施是________(写两条)。

(2)固体混合物A 中的成分是________。

(3)反应Ⅰ完成后，铁元素的存在形式为________(填离子符号)；写出生成该离子的离子方程式____________________________________________________。

(4)操作1主要包括：________、________、 ________。洗涤CuSO 4·5H 2O 粗产品不能用大量水洗，而用冰水洗涤。原因是__________________________________________。

解析： (1)由于矿渣为固体，所以为了加快反应的速率，可以采取的措施是将固体粉碎，也可以适当升高反应的温度或增大反应物H 2SO 4的浓度等措施。(2)SiO 2是酸性氧化物，不能与酸发生反应；其他金属氧化物Cu 2O 、Al 2O 3、Fe 2O 3与硫酸发生反应：Cu 2O ＋H 2SO 4===Cu ＋CuSO 4＋H 2O ；Al 2O 3＋3H 2SO 4===Al 2(SO 4)3＋3H 2O ；Fe 2O 3＋3H 2SO 4===Fe 2(SO 4)3＋3H 2O ；Fe 2(SO 4)3＋Cu===CuSO 4＋2FeSO 4。因此发生反应Ⅰ后过滤出的固体混合物A 中的成分是SiO 2、Cu 。(3)因为矿渣中Fe 元素的化合价为＋3价，先发生复分解反应，得到Fe 2(SO 4)3，然后发生反应：2Fe 3＋＋Cu===Cu 2＋＋2Fe 2＋。因此该反应完成后，铁元素的存在形式为＋2价的Fe ，即Fe 2＋。

(4)从硫酸铜溶液中制取硫酸铜晶体的操作1主要包括：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。洗涤CuSO 4·5H 2O 粗产品不能用大量水洗，而用冰水洗涤。原因是CuSO 4溶液溶解于水，而且温度越高，溶解度越大。若用冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以减少晶体的损失。

答案： (1)适当升高温度；不断搅拌；将矿渣粉碎；适当增大硫酸的浓度等(任写两条，其他合理答案均可)

(2)SiO 2、Cu (3)Fe 2＋ 2Fe 3＋＋Cu===Cu 2＋＋2Fe 2＋

(4)蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以减少晶体的损失

16．A 、B 、C 、X 均为中学化学常见的纯净物，它们之间有如下转化关系(副产物已略去)：

A ――――――――――→＋X ，一定条件反应①

B ――――――――――→＋X ，一定条件反应②

C 请回答下列问题：

(1)若X 是强氧化性单质，则A 不可能是________(填序号)。

a ．S

b ．N 2

c ．Na

d ．Mg

e ．Al

(2)若X 是金属单质，向C 的水溶液中滴加AgNO 3溶液，产生不溶于稀HNO 3的白色沉淀，则B 的化学式为____________；C 溶液在保存时应加入少量X ，理由是(用必要的文字和离子

a

方程式表示)____________________ __________________________，

a

a

检验C溶液中金属元素价态的操作方法是________________________________。

(3)若A、B、C均为含金属元素的无机化合物，X为强电解质，A溶液与C溶液反应生成B，则B的化学式为__________，X的化学式可能为(写出两类不同的物质)________，反应①的离子方程式为_________________________或____________________________。

解析：(1)若X是强氧化性单质，则A必然为变价元素的单质或化合物，所以Mg、Al 不可能。

(2)若X为金属单质，则必为Fe。向C的水溶液中滴加AgNO3溶液产生不溶于稀HNO3的白色沉淀，则C为含氯化合物。该转化关系为Fe→FeCl3→FeCl2。

(3)溶液中的反应能够生成均含金属元素的无机化合物，则只有含铝化合物符合题意：Al3＋→Al(OH)3→AlO－2，AlO－2→Al(OH)3→Al3＋。

答案：(1)de (2)FeCl3防止Fe2＋被氧化，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋取少量C溶液于试管中，滴加KSCN溶液，无颜色变化，再滴加氯水(或硝酸)，溶液呈血红色，证明原溶液中有Fe2＋存在

(3)Al(OH)3NaOH、盐酸(其他合理答案也可) Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓

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