江苏省届高考化学二轮复习简易通第10讲 金属元素及其化合物文档格式.docx
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A.反应¢
Ù
、¢
Û
中H2O均是还原剂
B.工业上常用C的悬浊液与Cl2反应制取漂白粉
C.D与H溶液反应后所得溶液的溶质成分有三种可能
D.电解F与盐酸反应后的溶液以制取单质A
解析 ⅡA族元素有Be、Mg、Ca等,由在自然界中广泛存在可知是Ca,则B为H2,E为NaH,H为NaOH,C为Ca(OH)2,由F在1000℃分解且是钙常见化合物,可知F为CaCO3。
在反应①、③中均有H2生成,H2O均作氧化剂,A错误;
工业上制漂白粉是用Ca(OH)2悬浊液和Cl2反应制得,B项正确;
NaOH与CO2反应溶液的组成可能为:
NaOH和Na2CO3、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3四种可能,C错误;
钙是活泼金属不能通过电解溶液获得,D错误。
答案 B
4.(2013·
盐城二调,7)下列是部分矿物资源的利用及产品流程,有关说法不正确的是( )。
A.粗铜电解精炼时,粗铜做阳极
B.生产铝、铜、高纯硅及玻璃过程中都涉及氧化还原反应
C.黄铜矿冶铜时,副产物SO2可用于生产硫酸,FeO可用做冶铁的原料
D.粗硅制高纯硅时,提纯四氯化硅可用多次分馏的方法
解析 电解精炼铜时,粗铜作阳极,发生氧化反应,A正确;
制备单质时涉及氧化还原反应,制玻璃的反应是SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2和SiO2+CaCO3
CaSiO3+CO2,均不属于氧化还原反应,B错误;
SO2可以转化成SO3,进而生成H2SO4,FeO与CO在高温下可生成Fe,C正确;
制备硅的过程中,利用沸点不同进行分馏,将SiCl4从杂质中提取出来,再与H2发生置换反应得到高纯硅,D正确。
5.下列转化关系在给定条件下不能实现的是( )。
¢
Si
SiO2
H2SiO3
Ú
浓盐酸
Cl2
漂粉精
N2
NO2
NO
Ü
CaCl2
CaCO3
CaO
Ý
Ba(NO3)2
BaSO4
BaCO3
A.¢
B.¢
C.¢
D.¢
解析 ①中,SiO2难溶于水,错。
②中,实验室用MnO2和浓盐酸反应制Cl2时需加热,错。
③中,N2和O2在放电条件下生成的物质为NO,错。
④中,向CaCl2溶液中通入CO2不能发生化学反应,错。
二、不定项选择题(共3个小题,每小题6分,共18分)
6.(2013·
湖南高三十二校联考一模,14)下列反应的离子方程式正确的是
( )。
A.稀硫酸与铁反应:
2Fe+6H+===2Fe3++3H2¡
ü
B.2mol·
L-1的AlCl3溶液和7mol·
L-1的NaOH溶液等体积均匀混合:
2Al3++7OH-===Al(OH)3¡
ý
+AlO
+2H2O
C.Ba(OH)2溶液中加入少量的NaHSO4溶液:
Ba2++2OH-+2H++SO
===BaSO4¡
D.NaHCO3的水解:
HCO
+H2OCO
+H3O+
解析 稀硫酸与铁反应不能生成Fe3+,应该生成Fe2+,A错误;
2molAl3+与7molOH-反应,生成1molAl(OH)3和1molAlO
,B正确;
Ba(OH)2溶液中加入少量的NaHSO4溶液,离子方程式应为Ba2++OH-+H++SO
+H2O,C错误;
NaHCO3的水解方程式为HCO
+H2OH2CO3+OH-,D错误。
7.(2013·
苏北四市二调)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下:
下列叙述正确的是( )。
A.试剂X可以是氢氧化钠溶液,也可以是盐酸
B.反应¢
、过滤后所得沉淀为氢氧化铁
C.图中所示转化反应都不是氧化还原反应
D.反应¢
的化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3¡
+NaHCO3
解析 本题以流程图为载体,考查了实验基础、氧化还原反应和化学方程式的书写。
由后续流程可知,反应①中试剂X的作用是将铝元素转移到溶液中,从而与Fe2O3分离。
由于Al2O3属于两性氧化物,而Fe2O3属于碱性氧化物,所以应选用氢氧化钠溶液溶解Al2O3,A、B均错误;
流程最后一步电解Al2O3制取Al时元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,C项错误;
由反应①分析,溶液乙的溶质是NaAlO2;
反应②的产物是Al(OH)3和NaHCO3,说明通入物质不仅含有碳元素,而且在水中显酸性,Y是CO2。
根据原子守恒,反应②的化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3¡
+NaHCO3,D项正确。
8.(2013·
连云港调研)海水是重要的资源。
可以制备一系列物质(见图)。
A.步骤¢
中,应先通NH3,再通CO2
B.步骤¢
可将MgCl2·
6H2O晶体在空气中直接加热脱水
C.步骤¢
Þ
反应中,溴元素均被氧化
D.除去粗盐中的SO
、Ca2+、Mg2+等杂质,加入试剂及相关操作顺序可以是:
NaOH溶液¡
ú
BaCl2溶液¡
Na2CO3溶液¡
过滤¡
盐酸
解析 A项,步骤②为侯氏制碱法,由于NH3的溶解度比CO2大,故应先通NH3,再通CO2溶液中才能含有大量的碳元素,才能得到大量的NaHCO3,正确;
MgCl2·
6H2O直接加热脱水时,Mg2+水解生成HCl挥发出去,促进水解进行到底,得到Mg(OH)2。
所以晶体加热脱水必须不断通入HCl,抑制水解,B项错;
C项,步骤⑤中,Br化合价降低,被还原,错;
D项,加NaOH能除去Mg2+,加Ba2+能除去SO
,再加入Na2CO3可以除去Ca2+以及过量的Ba2+,过滤后加入盐酸可以除去多余的CO
和OH-,正确。
答案 AD
三、非选择题(共4个小题,共67分)
9.(2013·
徐州宿迁三摸,16)(18分)某研究小组利用工业生产钛白粉产生的废液(含有大量的Fe2+、H+、SO
和少量的Fe3+、TiO2+)生产乳酸亚铁,其工艺流程如下:
(1)反应¢
ñ
中,铁屑与TiO2+反应的离子方程式为2TiO2++Fe+4H+2Ti3++Fe2++2H2O,该反应的平衡常数表达式为K=________。
(2)反应¢
需控制反应温度低于35¡
æ
,其目的是________________,该反应的化学方程式是________________。
检验溶液A中是否含Fe2+的实验操作方法是_________________________________________________________。
(3)已知:
FeCO3(s)Fe2+(aq)+CO
(aq),试用平衡移动原理解释反应¢
ó
中生成乳酸亚铁的原因______________________________________________。
(4)结晶过程必须控制在一定的真空度条件下进行,原因是_______________________________________________________。
解析
(1)由反应关系可写出反应2TiO2++Fe+4H+2Ti3++Fe2++2H2O的平衡常数表达式为K=
。
(2)反应Ⅱ需要控制反应温度低于35℃的目的是防止碳酸氢铵分解,减少Fe2+的水解,由反应物和主要产物可写出反应Ⅱ的化学方程式为FeSO4+2NH4HCO3===FeCO3¡
+CO2¡
+(NH4)2SO4+H2O;
检验溶液中是否有Fe2+可以先加硫氰化物溶液,然后加合适的氧化剂,看溶液是否变为血红色。
(3)碳酸亚铁溶液中存在沉淀溶解平衡,其中的CO
和乳酸反应,使碳酸亚铁的溶解平衡向溶解方向移动,生成乳酸亚铁。
(4)由于Fe2+易被氧化,真空可以防止Fe2+被氧化,同时有利于水分蒸发有利于晶体结晶。
答案
(1)
(2)防止NH4HCO3分解(或减少Fe2+的水解)
FeSO4+2NH4HCO3===FeCO3¡
+H2O+CO2¡
+(NH4)2SO4 取少量溶液A于试管中,滴入KSCN溶液,无明显现象,再滴入氯水或H2O2,溶液呈血红色,证明有Fe2+,反之,不含有Fe2+
(3)CO
与乳酸反应,其浓度降低,使平衡向右移动,碳酸亚铁溶解得到乳酸亚铁
(4)有利于水的蒸发、防止Fe2+被氧化
10.(2013·
江苏化学,16)(15分)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。
硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。
以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:
菱镁矿¡
¡
¡
MgO
(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为_______________________________。
(2)加入H2O2氧化时,发生反应的化学方程式为_________________________________________________。
(3)滤渣2的成分是________(填化学式)。
(4)煅烧过程存在以下反应:
2MgSO4+C
2MgO+2SO2¡
MgSO4+C
MgO+SO2¡
+CO¡
MgSO4+3C
MgO+S¡
+3CO¡
利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。
D中收集的气体是________(填化学式)。
B中盛放的溶液可以是________(填字母)。
a.NaOH溶液b.Na2CO3溶液
c.稀硝酸d.KMnO4溶液
A中得到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应,产物中元素的最高价态为+4,写出该反应的离子方程式:
____________________。
解析
(1)MgCO3微溶于水写离子方程式时不能拆成离子形式,硫酸是强酸能拆成离子形式。
(2)由于菱镁矿中含有FeCO3,所以溶液中存在FeSO4,要除去杂质Fe2+可先将其氧化成Fe3+,再调节pH除去,因此H2O2是氧化剂,发生反应:
2FeSO4+H2O2+H2SO4===Fe2(SO4)3+2H2O。
(3)用氨水调节pH=4除去Fe3+,滤渣2为Fe(OH)3。
(4)题目中要求利用图中装置进行气体的分步吸收或收集。
煅烧后存在四种气体:
S、SO2、CO2和CO。
由③可知A中得淡黄色固体,即S,B吸收SO2,C吸收CO2,D中收集CO。
B吸收SO2但不吸收CO2,可选用KMnO4溶液,注意不能用NaOH溶液或Na2CO3溶液,因为它们吸收SO2的同时也吸收CO2,题目要求是分步吸收。
③中发生S与热的NaOH溶液反应,产生+4价硫的化合物即Na2SO3,说明另外有硫元素的化合价降低,即有-2价硫的化合物生成,其离子方程式为:
3S+6OH-
2S2-+SO
+3H2O。
答案
(1)MgCO3+2H+===Mg2++CO2¡
+H2O
(2)2FeSO4+H2O2+H2SO4===Fe2(SO4)3+2H2O
(3)Fe(OH)3
(4)¢
CO ¢
d ¢
+3H2O
11.(2013·
广东理综,12)(18分)银铜合金广泛用于航空工业,从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:
(注:
Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃。
)
(1)电解精炼银时,阴极反应式为________;
滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学反应方程式为________________。
(2)固体混合物B的组成为__________;
在生成固体B的过程中,需控制NaOH的加入量,若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为____________。
(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式:
____CuO+____Al2O3
____CuAlO2+________¡
(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%,理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为________molCuAlO2,至少需要1.0mol·
L-1的Al2(SO4)3溶液________L。
(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是________、过滤、洗涤和干燥。
解析
(1)电解精炼Ag时,粗银作阳极,纯银作阴极,含有Ag+的电解质溶液作为电解液,所以阴极反应式为Ag++e-===Ag,滤渣Ag与稀HNO3反应生成NO,NO被O2氧化生成NO2,方程式为2NO+O2===2NO2。
(2)NaOH溶液与Al2(SO4)3、CuSO4反应生成Al(OH)3沉淀和Cu(OH)2沉淀,若NaOH过量,Al(OH)3沉淀溶解,离子方程式为Al(OH)3+OH-===AlO
+2H2O。
(3)由于在反应前后,Cu的化合价降低,CuO作氧化剂,所以失电子的只能是O2-,被氧化成O2,利用得失电子守恒配平。
(4)4Cu~4CuO~2Al2O3~2Al2(SO4)3~4CuAlO2
即2Cu~Al2(SO4)3~2CuAlO2
n(Cu)=
=50mol
所以可完全转化生成50molCuAlO2,
至少需要Al2(SO4)3的体积为
=25.0L。
(5)由于胆矾带有结晶水,为防止失去结晶水,应采取加热浓缩、冷却结晶的方法。
答案
(1)Ag++e-===Ag 2NO+O2===2NO2
(2)Al(OH)3、Cu(OH)2 Al(OH)3+OH-===AlO
(3)4 2 4 O2
(4)50 25
(5)蒸发浓缩、冷却结晶
12.(创新预测题)(16分)Co(OH)2在空气中加热时,固体残留率随温度的变化如图所示。
钴的有关性质如下:
Co(OH)2具有两性。
钴的主要物理、化学参数与铁、镍接近,属铁族元素。
结合以上信息试回答下列问题:
(1)Co(OH)2的制备是在CoCl2溶液中加稍过量的氨水,不用NaOH溶液的原因是________________________________(用化学方程式表示)。
制得的Co(OH)2不宜在空气中长期放置,会被空气中的O2氧化,化学方程式为_____________________________________________________。
(2)如图,已知钴的氢氧化物加热至290¡
时已完全脱水,则1000¡
时,剩余固体的成分为________________________(填化学式);
在290~500¡
范围内,发生的反应的化学方程式为__________________________________________。
(3)已知常温下,在0.10mol·
L-1CoCl2溶液中加入氨水充分搅拌,有Co(OH)2沉淀生成,当溶液的pH=8时,c(Co2+)=________mol·
L-1(Ksp[Co(OH)2]=1.6¡
Á
10-15)。
常温下反应Co2++2H2OCo(OH)2+2H+的平衡常数为
_______________________________。
解析
(1)类似于Al(OH)3溶于NaOH,注意Co显+2价;
钴类似于铁,可知Co(OH)2在空气中被氧化,类似于Fe(OH)2被氧化。
(2)由于Co有+2、+3价,原始为Co(OH)2,相对分子质量为93;
剩余固体若为CoO,则固体残留率
100%=80.65%(C点);
剩余固体若为Co2O3,则固体残留率为
100%=89.25%(A点),B点介于两者之间,+2价与+3价均有,联想Fe的氧化物,可能为Co3O4,此时固体残留率为
100%=86.38%(B点)。
AB段发生反应是Co2O3生成Co3O4。
(3)由Ksp[Co(OH)2]=1.6¡
10-15=
c(Co2+)·
c2(OH-)=c(Co2+)¡
(10-6)2。
得c(Co2+)=1.6¡
10-3mol·
L-1。
反应
Co2++2H2OCo(OH)2+2H+的平衡常数K=
=
=6.25¡
10-14。
答案
(1)Co(OH)2+2NaOH===Na2CoO2+2H2O
4Co(OH)2+O2+2H2O===4Co(OH)3
(2)CoO 6Co2O3
4Co3O4+O2¡
(3)1.6¡
10-3 6.25¡
10-14
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