高考化学经典习题专练金属及其化合物.docx
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高考化学经典习题专练金属及其化合物
高考复习金属及其化合物
第I卷(选择题)
一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分,每题只有1个选项是正确的)
1.下列关于金属元素特征的叙述,正确的是
A.金属元素的原子只有还原性,离子只有氧化性
B.金属元素在化合物中一定显正价
C.金属元素在不同化合物中的化合价均不同
D.金属元素的单质在常温下均是固体
2.下列试剂的保存或使用正确的是
A.金属锂保存在煤油中,使用前要用滤纸吸干煤油
B.过氧化钠比氧化钠稳定,因此过氧化钠可露置在空气中
C.称量NaOH固体时,应先在天平两个托盘上各放一张等质量的纸,左边纸上放NaOH,右边纸上放砝码
D.做焰色反应实验时,透过蓝色钴玻璃,观察到火焰颜色为紫色,证明被检验物中一定有钾元素
【答案】D
【解析】锂的密度小于煤油的,应该保存在石蜡中,A不正确;过氧化钠易吸收空气中的水和CO2,B不正确;氢氧化钠易吸水,且具有腐蚀性,应该放在烧杯中称量,C不正确,因此正确的答案选D。
3.化学知识在生产和生活中有着重要的应用。
下列说法中正确的是
①钠的还原性很强,可以用来冶炼金属钛、钽、铌、锆等
②K、Na合金可作原子反应堆的导热剂
③明矾常作为消毒剂
④Na2O2既可作呼吸面具中O2的来源,又可漂白织物、麦杆、羽毛等
⑤碳酸钠在医疗上是治疗胃酸过多的一种药剂
⑥发酵粉中主要含有碳酸氢钠,能使焙制出的糕点疏松多孔
A.①②③④B.①②④⑥C.①②③④⑥D.①②③④⑤⑥
【答案】B
【解析】明矾常用作净水剂,③不正确;⑤不正确,治疗胃酸过多的是碳酸氢钠,所以答案选B。
4.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时,反应中消耗的HCl和NaOH物质的量之比为
A.1∶1B.2∶1C.3∶1D.1∶3
5.有A、B两个完全相同的装置,某学生分别在它们的侧管中装入1.06gNa2CO3和0.84gNaHCO3,A、B中分别有10mL相同浓度的盐酸,将两个侧管中的物质同时倒入各自的试管中,下列叙述正确的是
A.A装置的气球膨胀速率大
B.若最终两气球体积相同,则盐酸的浓度一定大于或等于2mol/L
C.若最终两气球体积不同,则盐酸的浓度一定小于或等于1mol/L
D.最终两溶液中Na+、Cl-的物质的量相同
6.实现Al3++3
+6H2O=4Al(OH)3↓,正确的做法是
A.向铝盐溶液中不断加入纯碱溶液B.向铝盐溶液中不断加入小苏打溶液
C.向烧碱溶液中不断滴入铝盐溶液D.向铝盐溶液中不断滴入烧碱溶液
【答案】C
【解析】A、B中都是水解相互促进,生成物是氢氧化铝和CO2;D中先生成氢氧化铝沉淀,当氢氧化钠过量时,再溶解生成偏铝酸钠,所以正确的答案选C。
7.有一块铝铁合金,将其溶解于足量盐酸中,再加入过量NaOH溶液,在空气中静置至红褐色沉淀不再增加时,将沉淀滤出再灼烧至恒重。
得到残留物的质量与原合金质量相同,则合金中铝的质量分数是
A.22.2%B.30%C.75.5%D.80.6%
【答案】B
【解析】灼烧后得到的是氧化铁,由于残留物的质量与原合金质量相同,这说明合金中铝的质量就是氧化铁中氧元素的质量,所以合金中铝的质量分数是,答案选B。
8.Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。
下列说法正确的是
A.制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
B.三者的单质放置在空气中均只生成氧化物
C.三者对应的氧化物均为碱性氧化物
D.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al
9.等物质的量的N2、O2、CO2混合气体通过Na2O2后,体积变成原体积的8/9(同温同压),这时混合气体中N2、O2、CO2物质的量之比为
A.3∶4∶1 B.3∶3∶2 C.6∶7∶3 D.6∶9∶0
10.现有CuO和Fe2O3组成的混合物ag,向其中加入2mol·L-1的硫酸溶液50mL,恰好完全反应。
若将ag该混合物在足量H2中加热,使其充分反应,冷却后剩余固体质量为
A.1.6agB.(a
-1.6)gC.(a-3.2)gD.1.6g
【答案】B
【解析】氧化物被氢气还原,生成铜和铁。
参加反应的稀硫酸是0.1mol,则生成水时0.1mol,所以氧化物中氧元素的质量是0.1mol×16g/mol=1.6g,因此混合物中铁和铜的质量之和是(a-1.6)g,答案选B。
11.把一定量的NaHCO3和Na2O2的混合物放在密闭容器中加热。
关于混合物加热前后消耗盐酸的物质的量,下列结论判断正确的是
A.加热前消耗的多B.加热前加热后消耗的一样
多
C.加热后消耗的多D.不知NaHCO3和
Na2O2含量无法确定
【答案】B
【解析】根据反应前后,原子守恒可知,加热前加热后生成的氯化钠是相同的,所以消耗的盐酸也是相同的,答案选B。
12.甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同pH的氨水和NaOH溶液,各加入10mL0.1mol·L-1AlCl3溶液,两烧杯中都有沉淀生成。
下列判断正确的是
A.甲中沉淀一定比乙中的多
B.甲中沉淀可能比乙中的多
C.甲中沉淀一定比乙中的少
D.实验过程中甲中和乙中的现象始终保持一致
【答案】B
【解析】氢氧化铝是两性氢氧化物,能溶于氢氧化钠溶液中,但不能溶于氨水中,所以如果氢氧化钠过量,则氢氧化铝就会溶解,因此正确的答案选B。
13.用1L1.0mol/LNaOH溶液吸收0.8molCO2,所得溶液中CO
与HCO
的物质的量浓度之比约是
A.1∶3B.1∶2C.2∶3D.3∶2
【答案】A
【解析】设所得溶液中碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量分别是x和y,则x+y=0.8mol、2x+y=1.0mol,解得x=0.2mol,y=0.6mol,因此二者的物质的量浓度之比1∶3,答案选A。
14.取含有Fe2O3杂质的铁粉100g,投入过量的盐酸中,产生H2标准状况下31.36L,在反应后的溶液中加入KSCN溶液,没有红色产生,问样品中杂质含量
A4%
B32%C8%D16%
15.下列离子方程式书写不正确的是
A.向溴化亚铁溶液中通入过量氯气:
2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-
B.氯化亚铁溶液与过氧化钠2:
1反应6Fe2++3Na2O2+6H2O=4Fe(OH)3↓+6Na++2Fe3+
C.向氧化铁中加入氢碘酸发生反应:
Fe2O3+6HI=2Fe2++I2+3H2O
D.过量铁粉与稀HNO3反应:
3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O
【答案】C
【解析】氢碘酸是强酸,应该用化学式表示,C不正确,其余都是正确的,答案选C。
16.取一定质量含Cu、Cu2O、CuO的固体混合物,将其分成两等份并进行下列转化:
则转化过程中所加稀HNO3的物质的量浓度为
A.3.2mol·L- B.3.6mol·L-1C.4.0mol·L-1D.4.4mol·L-1
第Ⅱ卷(非选择题,共52分)
二、非选择题(本题包括5小题,共52分)
17.(10分)铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式:
。
(2)若将
(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。
正极反应式:
,负极反应式:
。
(3)腐蚀铜板后的混合溶液中,若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.
10mol·L-1,请参照下表给出的数据和
药品,简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤:
。
氢氧化物开始沉淀时的pH
氢
氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+
1
.9
3.2
Fe2+
7.0
9.0
Cu2+
4.7
6.7
提供的药品:
Cl2 浓硫酸 NaOH溶液
CuO Cu
18.(6分)从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取两种工艺品的流程如下:
请回答下列问题:
(1)流程甲加入盐酸后生成Al3+的离子方程式为。
(2)流程乙加入烧碱后生成SiO
的离子方程式为。
(3)验证滤液B含Fe3+,可取少量滤液并加入(填试剂名称)。
(4)滤液E、K中溶质的主要成份是(填化学式),写出该溶液的一种用途
。
(5)已知298K时,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=5.6×10-12,取适量的滤液B,加入一定量的烧碱达到沉淀溶解平衡,测得pH=13.00,则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)=。
【答案】(6分,每空1分):
(1)Al2O3+6H+===2Al3++3H2O
(2)SiO2+2OH-===SiO
+H2O
(3)硫氰化钾(或硫氰酸、苯酚溶液等合理答案)
(4)NaHCO3 制纯碱或做发酵粉等合理答案(5)5.6×10-10mol/L
【解析】
(1)氧化铝是两性氧化物,和盐酸反应的方程式是Al2O3+6H+===2Al3++
3H2O。
(2)二氧化硅是酸性氧化物,和氢氧化钠溶液反应的方程式是SiO2+2OH-===SiO
+H2O。
(3)检验铁离子的试剂是KSCN溶液或者是苯酚。
(4)由于CO2都是过量的,所以溶液中的溶质主要都是碳酸氢钠,其主要用途是制纯碱或做发酵粉等。
(5)pH=13,所以溶液
中的OH-浓度是0.1mol/L,因此根据氢氧化镁的溶度积常数可知,此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)=5.6×10-12÷0.12=5.6×10-10mol/L
19.(16分)化学兴趣小组设定以下实验方案,测定某已部分变质为Na2CO3的小苏打样品中NaHCO3的质量分数。
方案一:
称取一定质量样品,置于坩埚中加热至恒重,冷却,称量剩余固体质量,计算。
(1)坩埚中发生反应的化学方程式为:
(2)实验中需加热至恒重的目的是:
方案二:
称取一定质量样品,置于小烧杯中,加适量水溶解;向小烧杯中加入足量Ba(OH)2溶液,过滤,洗涤,干燥沉淀,称量固体质量,计算。
(1)过滤操作中,除了烧杯、漏斗外,还要用到的玻璃仪器为
(2)实验中判断沉淀是否完全的方法是
方案三:
按如图装置进行实验:
(1)B装置内所盛试剂是;D装置的作用是
;分液漏斗中(填“能”或“不能”)用盐酸代替稀硫酸进行实验。
(2)实验前称取17.9g样品,实验后测得C装置增重8.8g,则样品中NaHCO3的质量分数为。
(3)根据此实验测得的数据,测定结果有误差,因为实验装置还存在一个明显缺陷是:
(2)判断沉淀是否完全的方法是继续加入氢氧化钡,即取少量上层清液于试管中,滴加一滴Ba(OH)2溶液,观察是否有白色沉淀生成。
方案三:
(1)根据装置图可知,原理是利用盐和稀硫酸反应生成CO2,然后通过碱石灰吸收CO2,进而得出CO2的质量。
由于生成的CO2中含有水蒸气,所以B中的试剂应该是浓硫酸,目的除去水蒸气;由于空气中也含有水蒸气和CO2,所以D装置的作用是防止空气中的水蒸气、CO2进入C装置;由于盐酸易挥发,所以生成CO2中一定含有氯化氢,而氯化氢能和碱石灰反应,所以不能用盐酸代替。
(2)设样品中碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量分别是x和y,则106x+84y=17.9g。
生成的CO2是8.8g,物质的量是0.2mol,所以x+y=0.2mol,解得y=0.15mol,所以碳酸氢钠的质量分数是
。
(3)由于装置中一定含有残留的没有被吸收的CO2,所以还缺少一套将A、B装置内的CO2气体驱赶到C装置中的装置。
20.(10分)A、B、C、D、E是中学常见的5种化合物,A、B是氧化物,元素X、Y的单质是生活中常见的金属,相关物质间的关系如下图所示。
(1)X的单质与A反应的化学方程式是
(2)若试剂1和试剂2均是稀硫酸。
①如何验证D中的金属离子已全部转化为E:
②物质C溶于水有净水作用,原因是:
③某高效净水剂是由Y(OH)SO4聚合得到的。
工业上以E、稀硫酸和亚硝酸钠
为原料来制备Y(OH)SO4,反应中有NO生成,该反应的化学方程式是
(3)若试剂1是NaOH溶液,X的单质与试剂1反应的离子方程式是
(2)①若试剂1和试剂2均是稀硫酸,则D是硫酸铁,和铁反应生成硫酸亚铁。
检验铁离子可用KSCN溶液,即取少量溶液于试管中,滴加几滴KsCN溶液,溶液不变血红色,则证明D中的金属离子已全部转化为E。
②C是硫酸铝,硫酸铝溶于水发生水解生成氢氧化铝胶体,方程式是Al3++3H2O
Al(OH)3+3H+,胶体具有较大的表面积,能吸附水中悬浮物沉淀下来,从而净水。
③酸性溶液中亚硝酸钠能氧化亚铁离子,所以反应的方程式是2FeSO4+2NaNO2+H2SO4=2Fe(OH)SO4+Na2SO5+2NO↑.
(3)铝能和氢氧化钠溶液反应生成氢气,方程式是2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑。
21.(10分)A、B、C、D均为中学化学中常见的物质,它们之间转化关系如下图(部分产物已略去):
试回答:
(1)若D是具有氧化性的单质,则属于主族的金属A为(填元素符号)
(2)若D是金属,C溶液在储存时应加入少量D,其理由是(用必要的文字和离子方程式表示);D在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀,写出腐蚀时原电池正极的电极反应式。
(3)若A、B、C为含同
一种金属元素的无机化合物,在溶液中A和C反应生成B。
请写出B转化为C的所有可能的离子方程式。
化合物B经过一系列反应可以得到单质E,将一定质量的Mg和E的混合物投入500mL稀硫酸中,固体全部溶解并产生气体。
待反应完全后,向所得溶液中加入NaOH溶液,生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如右图所示。
则固体混合物中Mg的质量为;
NaOH溶液的物质的量浓度为。
(2)若D是金属,C溶液在储存时应加入少量D,则D是铁。
由于亚铁离子具有还原性,易被氧化生成铁离子,而单质铁能还原铁离子,方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+;钢铁发生吸氧腐蚀时,正极是氧气得到电子,方程式为O2+2H2O+4e—=4OH—。
(3)根据题意可知,金属应该是铝,所以B是氢氧化铝,而C可能是Al3+,也可能是AlO2-,所以B生成C的方程式为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O、Al(OH)3+OH—=AlO2—+2H2O;
(4)E是Al,所以根据图像可知,硫酸是过量的,则0~20ml氢氧化钠是中和硫酸的,20~200ml是沉淀镁离子和铝离子的;200~240ml是溶解氢氧化铝的。
因此0.15mol是氢氧化镁沉淀,则镁的质量是0.15mol×24g/mol=3.6g;氢氧化铝是0.2mol,则溶解0.2mol氢氧化铝消耗的氧化钠是0.2mol,
所以氢氧化钠溶液的浓度是0.2mol÷0.04L=5.0mol/L。
附加:
高考热点专题训练铁及其化合物
(五年高考真题精练)
1.(07海南卷)下列有关生铁炼钢的叙述错误的是()
A.添加必要的元素,改善钢材的组织结构和性能
B.适当降低生铁中的含碳量,除去大部分硫、磷等杂质
C.加入硅、锰、铝等合金元素调整成分并脱去钢水中的氧
D.除去生铁中的非金属元素
2.(07广东)下列说法正确的是()
A.所有不锈钢都只含有金属元素
B.我国流通的硬币材质是金属单质
C.广东正在打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具
D.镁合金的硬度和强度均高于纯镁
3.(07重庆卷)用过量的H2SO4、NaOH、NH3·H2O、NaCl等溶液,按图所示步骤分开五种离子,则溶液
、
、
、
是()
A.
NaCl
NaOH
NH3·H2O
H2SO4
B.
H2SO4
NaOH
NH3·H2O
NaCl
C.
H2SO4
NH3·H2O
NaOH
NaCl
D.
NaCl
NH3·H2O
NaOH
H2SO4
4.(05上海卷)某500mL溶液中含0.1molFe2+、0.2molFe3+,加入0.2mol铁粉,待Fe3+完全还原后,溶液中Fe2+的物质的量浓度为(假设反应前后体积不变)
A.0.4mol/LB.0.6mol/L
C.0.8mol/LD.1.0mol/L
5.(05上海卷)下列金属冶炼的反应原理,错误的是
A.2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑B.MgO+H2Mg+H2O
C.Fe3O4+4CO3Fe+4CO2D.2HgO2Hg+O2↑
6.(05江苏卷)下列除去杂质的实验方法正确的是
A.除去CO中少量O2:
通过灼热的Cu网后收集气体
B.除去K2CO3固体中少量NaHCO3:
置于坩埚中加热
C.除去苯中溶有的少量苯酚:
加入适量浓溴水反应后过滤
D.除去FeCl3酸性溶液中少量的FeCl2:
加入稍过量双氧水后放置
8.(06上海卷)下列物质能通过化合反应直接制得的是
①FeCl2②H2SO4③NH4NO3④HCl
A.只有①②③ B.只有②③C.只有①③④ D.全部
9.(03广东卷)下列有关纯铁的描述正确的是
A.熔点比生铁的低
B.与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率比生铁的快
C.在潮湿空气中比生铁容易被腐蚀
D.在冷的浓硫酸中可钝化
10.(05春季卷)下列各组试剂在溶液中反应,当两种试剂的量发生改变时,不能用同一离子方程式表示的是
A.氯化镁、氢氧化钠B.硫酸钠、氢氧化钡
C.氯化铝、氨水D.溴化亚铁、氯水
11.(08北京卷)由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末,取样进行下列实验(部分产物略去):
(1)取少量溶液X,加入过量的NaOH溶液,有沉淀生成。
取上层清液,通入CO2,无明显变化,说明样品中不含有的物质是(填化学式)________________。
(2)Z为一种或两种气体:
①若Z只为一种气体,试剂a为饱和NaHCO3溶液,则反应Ⅰ中能同时生成两种气体的化学方程式是______________________________。
②若Z为两种气体的混合物,试剂a为适量的水,则Z中两种气体的化学式是________________。
(3)向Y中通入过量的Cl2,并不断搅拌,充分反应后,溶液中的阳离子是(填写离子符号)________________。
(4)取Y中的溶液,调节pH约为7,加入淀粉KI和H2O2,溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。
当消耗2molI-时,共转移3mol电子,该反应的离子方程式是_________________________________。
(5)另取原样品,加入足量稀硫酸充分反应,若溶液中一定不会产生Y中的红色固体,则原样品中所有可能存在的物质组合是(各组合中物质用化学式表示)__________________________。
13.(07广东卷)(11分)已知某混合金属粉末,除铝外还含有铁、铜中的一种或两种,所含金属的量都在5%以上。
请设计合理实验探究该混合金属粉末中铁、铜元素的存在。
仅限选择的仪器和试剂:
烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙;1mol/L硫酸、2mol/L硝酸、2mol/LNaOH溶液、20%KSCN溶液。
完成以下实验探究过程:
(1)提出假设:
假设1:
该混合金属粉末中除铝外还含有_________元素;
假设2:
该混合金属粉末中除铝外还含有_________元素;
假设3:
该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu元素;
(2)设计实验方案
基于假设3,设计出实验方案(不需要作答)。
(3)实验过程
根据
(2)的实验方案,叙述实验操作、预期现象和结论。
编号
实验操作
预期现象和结论
①
②
③
④
15.(07江苏卷)钢铁工业是国家工业的基础。
2006年我国粗钢产量突破4亿吨,居世界首位。
某中学社会实践活动小组利用假期对当地钢铁厂进行了调研,对从矿石开始到钢铁产出的工艺流程有了全面的感性认识。
请您对社会实践活动小组感兴趣的问题进行计算:
(1)将6.62g铁矿石样品投入适量的盐酸中(充分反应),过滤,然后在滤液中加过量的NaOH溶液,充分反应后,过滤、洗涤、灼烧得4.80gFe2O3。
现以该铁矿石为原料炼铁,若生产过程中铁元素损失4%,计算每生产1.00t生铁(含铁96%),至少需要这种铁矿石多少吨?
(保留两位小数)
(2)取某钢样粉末28.12g(假设只含Fe和C),在氧气流中充分反应,得到CO2气体224mL(标准状况)。
①计算此钢样粉末中铁和碳的物质的量之比。
②再取三份不同质量的钢样粉末分别加到100mL相同浓度的H2SO4溶液中,充分反应后,测得的实验数据如下表所示:
实验序号
加入钢样粉末的质量/g
2.812
5.624
8.436
生成气体的体积/L(标准状况)
1.120
2.240
2.800
计算硫酸溶液的物质的量浓度。
③若在实验
中继续加入mg钢样粉末,计算反应结束后剩余的固体质量为多少?
(用含m的代数式表示)
16.(07山东卷)铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式____________________________________________。
(2)若将
(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。
正极反应__________________________,负极反应_________________________________。
(3)腐蚀铜板后的混合溶液中,若Cu2+、Fe3+和Fe2+的浓度均为0.10mol·L-1,请参照下表给出的数据和药品,简述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的实验步骤_______________________________________________。
氢氧化物开始沉淀时的pH
氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe3+
1.9
3.2
Fe2+
7.0
9.0
Cu2+
4.7
6.7
提供的药品:
Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu
(4)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢,但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。
请从上表提供的药品中选择两种(水可任选),设计最佳实验,验证劣质不锈钢易被腐蚀。
有关反应的化学方程式______________________________、_________________________。
劣质不锈钢腐蚀的实验现象____________________________________________________。
17.(04全国卷)粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。
进行如下实验:
①取适量A进行铝热反应,产物中有单
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