高考二轮化学总复习 专题限时训练9.docx
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高考二轮化学总复习专题限时训练9
专题限时训练(九) 金属及其化合物
(时间:
60分钟 分数:
100分)
一、选择题(每小题5分,共55分)
1.(2015·海淀模拟)下列用品的主要成分及其用途对应不正确的是( )
A
B
C
D
用品
单晶硅
主要
成分
(NH4)2SO4
NaHCO3
Si
Fe2O3
用途
化肥
干燥剂
光电池
涂料
答案:
B 解析:
NaHCO3无吸水性,不能作干燥剂;其他三个选项都正确。
2.(2015·福州校级模拟)往NH4Cl溶液加入少量Na2O固体,溶液中颗粒的数目不变的是( )
A.NH
B.H+
C.Cl-D.H2O
答案:
C 解析:
溶液中加少量的Na2O固体,与水反应生成NaOH。
OH-与NH
反应,NH
数目减少,故A错误;生成氢氧化钠,溶液碱性增强,则H+减少,故B错误;Cl-不参与反应,数目不变,故C正确;因水与氧化钠反应,则数目减少,故D错误。
3.(2015·荔湾区模拟)下列说法不正确的是( )
A.Na2O2能与CO2反应,可用作呼吸面具的供氧剂
B.Al2O3熔点高,可用于制作耐高温仪器
C.明矾能水解生成Al(OH)3胶体,可用作净水剂
D.SiO2有导电性,可用于制备光导纤维
答案:
D 解析:
Na2O2能与CO2反应生成氧气,常用于供氧剂,故A正确;Al2O3熔点高,硬度大,可用于制作耐高温仪器,故B正确;明矾含有铝离子,易水解生成氢氧化铝胶体,具有吸附性,可用于净水,故C正确;SiO2不具有导电性,故D错误。
4.(2015·福州模拟)一定条件下,中学化学常见物质甲、乙之间存在如下转化关系,乙是( )
A.HClB.FeCl2
C.KOHD.NaHCO3
答案:
D 解析:
由甲→乙发生复分解反应可知,甲、乙均为化合物,则不会通过化合反应生成HCl,A不选;若乙为FeCl2,甲→乙的化合反应应属于氧化还原反应,但不满足甲→乙发生复分解反应,B不选;若乙为KOH,通过化合反应生成,则甲为K2O,而K2O不会通过复分解反应生成KOH,C不选;若甲为碳酸钠,与少量盐酸发生复分解反应生成乙(碳酸氢钠),碳酸钠、水、二氧化碳发生化合反应生成乙(碳酸氢钠),故选D。
5.(2014·安徽卷)室温下,在0.2mol·L-1Al2(SO4)3溶液中,逐滴加入1.0mol·L-1NaOH溶液,实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如图所示,下列有关说法正确的是( )
A.a点时,溶液呈酸性的原因是Al3+水解,离子方程式为:
Al3++3OH-Al(OH)3
B.a~b段,溶液pH增大,Al3+浓度不变
C.b~c段,加入的OH-主要用于生成Al(OH)3沉淀
D.d点时,Al(OH)3沉淀开始溶解
答案:
C 解析:
A项错误,离子方程式应为Al3++3H2O
Al(OH)3(胶体)+3H+;B项错误,a~b段,Al3+不断与氢氧化钠溶液反应而逐渐减少;D项错误,c~d段的后半部分,溶液的pH已大于7,说明已有NaAlO2生成,即Al(OH)3在d点之前已开始溶解。
6.(2014·福建卷)常温下,下列各组物质中,Y既能与X反应又能与Z反应的是( )
X
Y
Z
①
NaOH溶液
Al(OH)3
稀硫酸
②
KOH溶液
SiO2
浓盐酸
③
O2
N2
H2
④
FeCl3溶液
Cu
浓硝酸
A.①③B.①④
C.②④D.②③
答案:
B 解析:
Al(OH)3显两性,既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水,①正确;SiO2与盐酸不反应,②错误;N2与O2在放电条件下反应生成NO,N2在高温、高压及催化剂存在条件下与H2反应生成NH3,但在常温时N2与O2、H2均不反应,③错误;根据方程式:
Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2、Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O可知,④正确。
7.(2012·江苏卷)下列物质的转化在给定条件下能实现的是( )
①Al2O3
NaAlO2(aq)
Al(OH)3
②S
SO3
H2SO4
③饱和NaCl(aq)
NaHCO3
Na2CO3
④Fe2O3
FeCl3(aq)
无水FeCl3
⑤MgCl2(aq)
Mg(OH)2
MgO
A.①③⑤B.②③④
C.②④⑤D.①④⑤
答案:
A 解析:
①中发生的反应为:
Al2O3+2OH-===2AlO
+H2O,AlO
+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO
;②S和O2反应生成SO2,②错误;③中发生反应为:
NH3+NaCl+H2O+CO2===NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑;④中FeCl3溶液存在水解平衡:
FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl,加热蒸干过程中HCl挥发平衡右移,最终得不到无水FeCl3,要实现这个过程,需将FeCl3溶液在HCl氛围中加热蒸干,才能得到无水FeCl3,④错误;⑤中发生的反应为:
MgCl2+Ca(OH)2===Mg(OH)2+CaCl2,Mg(OH)2
MgO+H2O。
8.下列实验与对应示意图的关系正确的是( )
A
B
C
D
NaAlO2溶液中逐滴滴加盐酸至过量
AlCl3溶液中逐滴滴加氨水至过量
明矾溶液中逐滴滴加Ba(OH)2溶液至过量
澄清石灰水中缓慢通入CO2至过量
答案:
C 解析:
NaAlO2溶液中逐滴滴加盐酸,反应的离子方程式为AlO
+H++H2O===Al(OH)3↓,Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O,形成沉淀与溶解沉淀所消耗的盐酸体积比为1∶3,A错误;NH3·H2O碱性很弱,不能溶解Al(OH)3,B错误;Ba(OH)2加入明矾中,SO
和Al3+均能够形成沉淀,Al3+先沉淀完全:
2Al3++6OH-+3Ba2++3SO
===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓,再加入Ba(OH)2后,SO
继续沉淀,而Al(OH)3溶解,当SO
完全沉淀时,Al(OH)3恰好溶解:
Ba2++2OH-+2Al(OH)3+SO
===BaSO4↓+2AlO
+4H2O,C正确;澄清石灰水中通入CO2,直至过量,先形成沉淀,之后沉淀会溶解:
Ca2++CO2+2OH-===CaCO3↓+H2O,CaCO3+CO2+H2O===Ca2++2HCO
,D错误。
9.(2015·全国卷Ⅰ)下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是( )
选项
实验
现象
结论
A
将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加KSCN溶液
有气体生成,溶液呈血红色
稀硝酸将Fe氧化为Fe3+
B
将铜粉加入1.0mol·L-1Fe2(SO4)3溶液中
溶液变蓝、有黑色固体出现
金属铁比铜活泼
C
用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热
熔化后的液态铝滴落下来
金属铝的熔点较低
D
将0.1mol·L-1
MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,再滴加0.1mol·L-1
CuSO4溶液
先有白色沉淀生成,后变为浅蓝色沉淀
Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小
答案:
D 解析:
A项,稀硝酸与过量铁粉发生的反应分两步进行,先发生反应:
Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,过量的铁粉再与Fe(NO3)3发生反应:
Fe+2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2,充分反应后滴加KSCN溶液,溶液不会变为血红色,实验现象错误,故A不正确。
B项,铜粉与Fe2(SO4)3溶液发生反应:
Cu+Fe2(SO4)3===
CuSO4+2FeSO4,实验现象为溶液变蓝色,但是没有黑色固体出现,该实验能说明Fe3+的氧化性比Cu2+强,不能说明金属铁比铜活泼,因为铁没有置换出铜单质,故B不正确。
C项,用砂纸仔细打磨铝箔,能将铝箔表面的致密的氧化铝薄膜除去,但是在酒精灯上加热后,铝和空气中的氧气又生成了氧化铝,因为氧化铝的熔点高于铝的熔点,而氧化铝在铝的表面,所以加热铝箔的时候铝失去光泽,铝熔化但是不会滴落,实验现象不正确,故C不正确。
D项,向MgSO4溶液中加入NaOH溶液发生反应:
MgSO4+2NaOH===Na2SO4+Mg(OH)2↓,有白色沉淀产生,再滴加CuSO4溶液,白色沉淀转化为浅蓝色沉淀,发生反应为CuSO4+Mg(OH)2===Cu(OH)2+MgSO4,因为Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的溶度积小,发生了沉淀的转化,故D正确。
10.(2013·四川卷)1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g·mL-1、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体1120mL(标准状况),向反应后的溶液中加入1.0mol·L-1NaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀。
下列说法不正确的是( )
A.该合金中铜与镁的物质的量之比是2∶1
B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0mol·L-1
C.NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数为80%
D.得到2.54g沉淀,加入NaOH溶液的体积是600mL
答案:
D 解析:
A项,设该合金中铜的物质的量为x,镁的物质的量为y,则有
得
,正确;B项,HNO3的物质的量为(50mL×1.40g·mL-1×63%)/63g/mol=0.7mol,其物质的量浓度为
=14.0mol·L-1,正确;C项,该合金失去电子总的物质的量为(0.01+0.02)mol×2=0.06mol,NO2和N2O4的物质的量之和为
=0.05mol,设NO2物质的量为a,N2O4物质的量为b,
得
,NO2体积分数为80%,正确;D项,由反应过程中N原子守恒可知,存在如下关系:
n(HNO3)=n(NO2)+2n(N2O4)+n(NaNO3),则n(NaNO3)=(0.7-0.04-0.02)mol=0.64mol,NaOH溶液的体积为
=0.64L=640mL,错误。
11.某混合物X由Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成。
进行如下实验:
下列有关说法正确的是( )
A.步骤Ⅰ中减少的3g固体一定是混合物
B.步骤Ⅱ中质量减少的物质一定是Cu
C.根据步骤Ⅰ、Ⅱ可以判断混合物X的成分为Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2
D.根据上述步骤Ⅱ可以得出m(Fe2O3)∶m(Cu)=1∶1
答案:
D 解析:
A项,Al2O3、SiO2都能够与NaOH溶液反应,所以步骤Ⅰ中减少的3g固体可能为氧化铝或二氧化硅,不一定为混合物,故A错误;B项,步骤Ⅱ中发生了反应:
Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O;Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+,6.4g固体为铜和Fe2O3的混合物,减少的为铜和氧化铁,故B错误;C项,根据步骤Ⅰ只能判断混合物中至少含有Al2O3、SiO2的一种物质,无法确定Al2O3、SiO2是否都存在;步骤Ⅱ可以确定一定存在Fe2O3、Cu,故C错误;D项,6.4g变成1.92g,质量减少了:
6.4g-1.92g=4.48g,减少的质量为Fe2O3和部分Cu,剩余的1.92g为铜,设反应的铜的物质的量为x,根据反应Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+可知氧化铁的物质的量也为x,则64x+160x=4.48,解得x=0.02mol,则m(Fe2O3)∶m(Cu)=(160×0.02)∶(64×0.02+1.92)=1∶1,故D正确。
二、非选择题(共45分)
12.(15分)A、B、C三种物质中均含有同一种元素,它们之间有如下图所示的转化关系(部分反应物已略去)。
(1)若A是一种两性氧化物,B的水溶液呈酸性,请写出反应①和反应④(由A一步转化为B或C)的离子方程式:
反应①______________________________________________;
反应④_____________________________________________。
(2)若反应①为置换反应,反应④为化合反应,C物质大量存在于海水中,是人体生理活动不可缺少的物质。
工业上可以用C来制取A或B,请写出这两个反应的化学方程式:
C→A______________;
C→B_______________________________________________;
(3)若反应①②③均为化合反应,反应④为置换反应。
当A为一种金属单质时,请写出反应②和③可能的离子方程式:
②____________;
③____________________________________________________。
答案:
(1)Al2O3+6H+===2Al3++3H2O Al2O3+2OH-===2AlO
+H2O
(2)2NaCl(熔融)
2Na+Cl2↑ 2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑ (3)2Fe3++Fe===3Fe2+ 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-(或2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-)
解析:
(1)高中阶段具有两性的氧化物代表为Al2O3,Al2O3与H+反应生成Al3+和H2O(反应①),Al2O3与OH-反应生成AlO
和H2O(反应④),AlO
与过量的H+反应生成Al3+和H2O(反应③),Al3+与过量的OH-反应生成AlO
和H2O(反应②)。
(2)首先确定C为NaCl,电解熔融态NaCl生成Na、Cl2,电解饱和NaCl溶液生成NaOH、H2、Cl2,故A为Na,B为NaOH。
(3)金属元素中,铁的价态变化复杂,所以首先联想A为Fe,Fe可与盐酸反应生成FeCl2(反应④),FeCl2与Cl2反应生成FeCl3(反应③),FeCl3与Fe反应生成FeCl2(反应②),Fe可与Cl2反应生成FeCl3(反应①)。
13.(15分)(2014·浙江卷)某研究小组为了探究一种无机矿物盐X(仅含四种元素)的组成和性质,设计并完成了如下实验:
另取10.80gX在惰性气流中加热至完全分解,得到6.40g固体1。
请回答如下问题:
(1)画出白色沉淀1中金属元素的原子结构示意图________,写出气体甲的电子式________________。
(2)X的化学式是________,在惰性气流中加热X至完全分解的化学反应方程式为__________________。
(3)白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是___________(用化学反应方程式表示)。
(4)一定条件下,气体甲与固体1中的某种成分可能发生氧化还原反应,写出一个可能的化学反应方程式___________________,并设计实验方案验证该反应的产物____________。
答案:
(1)
C
(2)CaFe(CO3)2 CaFe(CO3)2
CaO+FeO+2CO2↑
(3)4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
(4)2FeO+CO2
Fe2O3+CO 检测Fe2O3:
将固体用稀盐酸溶解,加入KSCN溶液若显红色,表明产物中有Fe(Ⅲ);检测CO:
将气体通过灼热CuO,黑色固体变为红色
解析:
从框图可知,气体甲为CO2;由溶液1转变为白色沉淀1,白色沉淀1又能溶解在CO2水溶液中,可推断白色沉淀1为CaCO3;从固体2的转化过程可知,白色沉淀2为Fe(OH)2,最终的红褐色沉淀为Fe(OH)3;由上述推断可初步确定X为含有Ca、Fe元素的碳酸盐,且其中铁元素的化合价为+2,故可推断其为CaFe(CO3)2,分解得到的固体1为CaO与FeO的混合物,应用题给数据可以进一步确认上述判断的正确性。
(1)白色沉淀1中的金属元素为钙,其原子结构示意图为
,气体甲为CO2,其电子式为
·
·C·
·
。
(2)X的化学式为CaFe(CO3)2;在惰性气流中加热X至完全分解的化学反应方程式为CaFe(CO3)2
CaO+FeO+2CO2↑。
(3)白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀是因为Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3,反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。
(4)CO2气体与固体1中的FeO可能发生氧化还原反应,反应为2FeO+CO2
Fe2O3+CO;检验产物的方法:
取反应所得固体物质,加稀盐酸溶解,然后加入KSCN溶液,若溶液呈红色,说明反应产物中有Fe(Ⅲ)。
将生成的气体通过灼热CuO,若黑色固体变为红色,证明生成的气体中含有CO。
14.(15分)(2015·太原模拟)铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛,请根据下列实验回答问题:
(1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。
X在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y,将Y溶于过量盐酸后所得的溶液中含有的大量阳离子是______________。
(2)某溶液中有Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+四种离子,向其中加入过量的NaOH溶液后,过滤,将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投入到过量的稀盐酸中,所得溶液与原溶液相比,溶液中大量减少的阳离子是________。
A.Mg2+B.Fe2+C.Al3+D.Cu2+
(3)氧化铁是重要工业颜料,用废铁屑制备它的流程如下:
回答下列问题:
①操作Ⅰ的名称是________,操作Ⅱ的名称是________。
②写出在空气中煅烧FeCO3的化学方程式__________。
(4)有些同学认为酸性KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定,其反应如下:
5Fe2++MnO
+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O。
a.称取2.85g绿矾(FeSO4·7H2O)产品,溶解在250mL容量瓶中定容;
b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;
c.用硫酸酸化的0.01000mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL。
①实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL,配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外,还需________。
②某同学设计的下列滴定方式,最合理的是________。
(夹持部分略去)(填字母序号)
③计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为________。
答案:
(1)Fe2+、Fe3+、H+
(2)B、C (3)①过滤 洗涤
②4FeCO3+O2
2Fe2O3+4CO2 (4)①250mL容量瓶 ②b ③97.5%
解析:
(1)磁性的固体Y为四氧化三铁,溶于过量盐酸中,其反应的离子方程式为Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O;所以溶液中含有的大量阳离子是Fe2+、Fe3+、H+。
(2)该转化关系如图所示:
故大量减少的离子有Al3+、Fe2+。
(3)①经操作Ⅰ得到滤液和滤渣,故该操作为过滤。
结合产品为Fe2O3,则逆推知经煅烧产生。
为防止其中会有杂质混入,应对沉淀进行洗涤,再经干燥处理。
②煅烧过程中,分解产生的FeO被空气中的氧气氧化为Fe2O3。
(4)①配制一定体积浓度准确的溶液需要容量瓶,所以答案为250mL的容量瓶。
②酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能腐蚀橡胶管,所以应用酸式滴定管盛装高锰酸钾溶液。
③5FeSO4·7H2O~5Fe2+~MnO
5×278g1mol
m0.01000mol·L-1×0.02L
m=0.278g
则绿矾产品总质量为m′=0.278g×
=2.78g,样品的质量分数为2.78g/2.85g×100%=97.5%。
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