1、第三章 金属及其化合物第一讲钠及其化合物一、选择题1下表为某轻质纯碱产品说明书：化学名：碳酸钠，俗称苏打性状：白色粉末，易溶于水，水溶液呈中性化学式：Na2CO3用途：重要的基本化工原料之一，在纺织、玻璃、制皂、造纸等领域都有广泛应用其中有错误的一项是 ()。A化学名 B性状 C化学式 D用途解析纯碱溶于水后会发生水解反应：COH2OHCOOH，故其水溶液呈碱性，B项错误。答案B2利用焰色反应，人们在烟花中有意识地加入特定金属元素，使焰火更加绚丽多彩。下列说法中正确的是 ()。A非金属单质燃烧时火焰均为无色BNaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同C焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察D只有金属单质
2、灼烧时火焰才有颜色解析某些非金属单质燃烧时火焰有颜色，A、D不正确；焰色反应为金属元素的性质，与元素的存在形式(化合态或游离态)无关，同种金属元素的焰色反应相同，B正确。观察钾元素的焰色反应时透过蓝色钴玻璃，C错误。答案B3下列各组物质相互混合反应后，既有气体生成，最终又有沉淀生成的是()金属钠投入到FeCl3溶液中过量NaOH溶液和明矾溶液混合少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中Na2O2投入FeCl2溶液中A只有B只有C只有 D只有解析 中生成H2和Fe(OH)3，中生成NaAlO2，中生成CaCO3沉淀，中生成O2和Fe(OH)3。答案 A4为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的、良
3、好的生存环境，一般在飞船内安装盛有Na2O2或K2O2颗粒的装置，它的用途是产生氧气。下列关于Na2O2的叙述正确的是()。ANa2O2中阴、阳离子的个数比为11BNa2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，需要水和CO2的质量相等CNa2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，转移电子的物质的量相等DNa2O2的漂白原理与SO2的漂白原理相同解析Na2O2的电子式为Na2Na，故阴、阳离子的个数比为12，A错误；生成相同量的O2时消耗的水和二氧化碳的物质的量相同，但质量不同，B项错；由得失电子守恒知两者转移电子的物质的量相同，C项正确；Na2O2因具有强氧化性而有漂白性，SO2易与
4、有色物质化合生成不稳定的无色物质，故原理不同，D项错误。答案C5在常压和500 条件下，等物质的量的Ag2O、Fe(OH)3、NH4HCO3、NaHCO3，完全分解，所得气体体积依次为V1、V2、V3、V4。体积大小顺序正确的是()AV3V2V4V1BV3V4V2V1CV3V2V1V4DV2V3V1V4解析 本题考查元素化合物的知识以及阿伏加德罗定律。令各物质的物质的量均为1 mol，则由：Ag2OO2，Fe(OH)3H2O，NH4HCO3NH3H2OCO2，NaHCO3CO2H2O，则体积由大到小的顺序为V3V2V4V1。答案 A6有关Na2CO3和NaHCO3的性质，下列叙述中错误的是()
5、A相同温度下，等浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的碱性比较，前者更强B常温时水溶性：Na2CO3NaHCO3C在酒精灯加热的条件下，前者不分解，后者分解D将澄清的石灰水分别加入Na2CO3和NaHCO3溶液中，前者产生沉淀，后者不产生沉淀解析 将澄清石灰水分别加入Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中，都会产生CaCO3沉淀。答案 D7下列是某兴趣小组根据教材实验设计的一个能说明碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性的套管实验。请观察如下图所示实验装置，分析实验原理，并判断下列说法和做法，其中不科学的是 ()。A甲为小苏打，乙为纯碱B要证明碳酸氢钠受热能产生水，可在小试管内塞上沾有无水硫酸铜粉末的棉花
6、球C加热不久就能看到A烧杯的澄清石灰水变浑浊D整个实验过程中都没有发现A烧杯的澄清石灰水变浑浊解析Na2CO3很稳定，加热情况下不会分解，故A烧杯中不会产生白色沉淀。答案C二、非选择题8有A、B两种常见化合物，其焰色反应均呈黄色，C是一种单质气体，相互转化关系如图所示(其他物质均已略去)。回答下列问题：(1)写出A的电子式_。(2)B加热产生D的化学方程式_。B加稀硫酸产生D的离子方程式_。(3)请用化学方程式表示A在潜水艇中的一种重要用途_。(4)A、B在密闭装置中加热，充分反应后，若只得到一种固体化合物E，其化学式为_。解析 A、B均为钠的化合物，加热、加水、加酸均能产生气体，加热产生气体
7、C，猜测可能含有碳酸钠或碳酸氢钠，加H2SO4产生气体C、D，猜测有Na2O2，C为O2，D为CO2，加水后通入CO2生成B，可推测B为NaHCO3，A为Na2O2。答案 (1) (2)2NaHCO3,Na2CO3CO2H2OHCOH=CO2H2O(3)2Na2O22CO2=2Na2CO3O2(4)Na2CO39下图表示的是向Na2CO3溶液中滴入稀盐酸时产生CO2的过程。(1)写出a点以前发生反应的离子方程式：_。(2)写出a到b点发生反应的离子方程式：_。(3)若某Na2CO3溶液中含m mol Na2CO3，向其中滴入一定量的稀盐酸，恰好使溶液中Cl和HCO的物质的量浓度之比为21，则滴
8、入的稀盐酸中的HCl的物质的量等于_mol(用含字母m的代数式表示)。解析 向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸时，发生的反应依次为Na2CO3HCl=NaClNaHCO3NaHCO3HCl=NaClCO2H2O(1)a点前发生反应，离子方程式为：COH=HCO。(2)a点到b点发生反应，离子方程式为：HCOH=CO2H2O。(3)根据反应、，当n(Cl)n(HCO)21时，Na2CO3部分转化为NaHCO3，所以：，解得n(HCl)mol。答案 (1)COH=HCO(2)HCOH=CO2H2O(3)1已知某纯碱试样中含有NaCl杂质，为测定试样中纯碱的质量分数，可用如图所示的装置进行实验。主要实
9、验步骤如下：按照图示组装仪器，并检查装置的气密性将a g试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液称量盛有碱石灰的U形管的质量为b g从分液漏斗滴入6 molL1的稀硫酸，直到不再产生气体为止从导管A处缓缓鼓入一定量的空气再次称量盛有碱石灰的U形管的质量为c g重复步骤和的操作，直到U形管的质量基本不变，为d g请回答下列问题：(1)在用托盘天平称量样品时，如果天平的指针向左偏转，说明_。(2)装置中干燥管B的作用是_。(3)如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸，测量的结果将_(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。(4)步骤的目的是_。(5)步骤的目的是_。(6)试样中纯碱的质量分数为
10、_(用含a、b、d的代数式表示)。(7)还可以用其他实验方法测定试样中纯碱的质量分数，请简述一种不同的实验方法_。解析该实验方案的原理是利用纯碱可与酸反应生成CO2，测出CO2的质量，通过CO2的质量算出纯碱的质量，进而求出纯碱试样中纯碱的质量分数。若将H2SO4换为相同浓度的盐酸，由于盐酸是挥发性酸，挥发出的HCl气体被U形管中的碱石灰吸收，使测定结果偏高。由题中反应及操作可得Na2CO3CO2106 44g (db)g则w(Na2CO3)100%100%。答案(1)样品重，砝码轻(2)防止空气中的CO2和水蒸气进入U形管中(3)偏高(4)把反应中的CO2全部排入U形管中(5)判断反应中的C
11、O2是否全部排出，并被U形管中的碱石灰吸收(6)100%(7)取一定量的纯碱试样，溶入适量的蒸馏水中，加入足量的BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥、称量滤渣(BaCO3)(或其他合理答案)11向50 mL NaOH溶液中逐渐通入一定量的CO2(假设溶液体积不变)，随后取此溶液10 mL，将其稀释至100 mL，并向此稀释后的溶液中逐滴加入1 molL1的盐酸，产生CO2气体的体积(标准状况下)与所加入的盐酸的体积关系如图所示。(1)写出OA段所发生反应的离子方程式：_。(2)NaOH在吸收CO2后，所得溶液的溶质为_，其物质的量浓度之比为_。(3)产生的CO2体积(标准状况下)为_。(4)原Na
12、OH溶液的物质的量浓度为_。解析将CO2通入NaOH溶液中，可能发生两个反应：CO22NaOH=Na2CO3H2O，Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3，所以反应后的溶液中溶质有四种可能：NaOH和Na2CO3、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3。(1)在Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，反应的过程是Na2CO3HCl=NaHCO3NaCl、NaHCO3HCl=NaClH2OCO2。只有当Na2CO3全部转化为NaHCO3后，滴入盐酸才会产生CO2。从图像中可以看出，与NaHCO3反应的HCl为n(HCl)1 molL1(7550)103L002 5 mol，所以溶液中的
13、Na2CO3也为002 5 mol，将Na2CO3转化为NaHCO3需消耗盐酸25 mL，所以开始加入的25 mL盐酸应是用来中和NaOH的。(2)所得溶液的溶质为NaOH和Na2CO3。n(Na2CO3)n(NaHCO3)1 molL1(7550)103L002 5 moln(NaOH)1 molL125103L002 5 mol(3)n(CO2)n(Na2CO3)002 5 molV(CO2)22.4 L mol1002 5 mol056 L(4)取出的10 mL溶液中含Na的物质的量为n(Na)n(NaOH)2n(Na2CO3)002 5 mol2002 5 mol007 5 mol原N
14、aOH溶液(50 mL)的物质的量浓度为c(NaOH)75 molL1。答案(1)HOH=H2O；COH=HCO(2)NaOH和Na2CO311(3)056 L(4)75 molL1第二讲铝及其化合物一、选择题1将等物质的量的镁和铝均匀混合，取等质量该混合物四份，分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是()A3 molL1盐酸B4 molL1HNO3溶液C5 molL1NaOH溶液D18.4 molL1H2SO4溶液解析 B项中硝酸和D项中浓硫酸与金属反应不产生氢气；C项中NaOH溶液只与铝反应而不与镁反应，而A项中盐酸与镁和铝均能反应，A项正确。答案 A2.在Al2(SO4)3
15、和MgSO4的混合溶液中，滴加NaOH溶液，生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如右图所示，则原混合液中Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比为()。A61 B31 C21 D12解析溶解Al(OH)3耗碱10 mL，则生成Al(OH)3耗碱为30 mL，生成Mg(OH)2耗碱(5030)mL，故Al3与Mg2浓度之比11，则Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比为12。答案D3下列除去杂质的方法不正确的是 ()。A镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥B用过量氨水除去Fe3溶液中的少量Al3C用新制的生石灰，通过加热蒸馏，以除去乙醇中的少量水D
16、Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤解析Al可与烧碱溶液反应，而Mg不能反应，A项正确；Al(OH)3只能溶于强碱，不溶于氨水，B项错误；CaO吸水生成Ca(OH)2，再蒸馏乙醇蒸发分离，C项正确；Mg(OH)2不与烧碱反应，Al(OH)3溶于烧碱生成NaAlO2，再通入过量CO2又生成Al(OH)3，D项正确。答案B4下列各项操作中，不发生“先产生沉淀，然后沉淀又溶解”现象的是向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2；向NaAlO2溶液中逐滴加入过量的稀盐酸；向AlCl3溶液中逐滴加入过量的稀氢氧化钠溶液；向硅酸钠溶液中逐滴加入过量
17、的盐酸A B C D解析向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2会产生沉淀，因为反应会生成碳酸氢钠，碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠的小，所以有NaHCO3沉淀产生，反应的化学方程式为Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3；向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸，盐酸和Na2SiO3溶液反应生成白色胶状H2SiO3沉淀，2HClNa2SiO3=2NaClH2SiO3。答案C5美国普度大学研究开发出一种利用铝镓合金制备氢气的新工艺(如图所示)。下列有关该工艺的说法错误的是()。A该过程中，能量的转化形式只有两种B铝镓合金可以循环使用C铝镓合金与水反应的化学方程式为：2Al3H2OAl2O33H2D总反应式为2H2
18、O2H2O2解析铝镓合金与水反应的过程中必然伴随着能量变化，主要是化学能转化为热能；太阳能电池工作时，太阳能转化为电能；电解过程中电能又转化为化学能。因此，上述过程中能量的转化形式有三种，故A错误。根据题意可知B、C、D均正确。答案A6在杠杆的两端分别挂着质量和体积都相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡。然后将两球分别浸没在氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液中片刻，如图，则下列说法正确的是()A两烧杯中均无气泡产生B左边烧杯中的溶液质量减少了C去掉两烧杯，杠杆仍平衡D右边铁球上出现红色解析 铝球与NaOH溶液反应生成可溶性NaAlO2，铁球与CuSO4溶液发生置换反应生成铜，因此铝球变轻，铁球变重。答案 D7
19、下列反应的离子方程式书写正确的是()A氯化铝溶液中加入过量氨水：Al34NH3H2O=AlO4NH2H2OB浓烧碱溶液中加入铝片：Al2OH=AlOH2C用浓NaOH溶液溶解Al2O3：2OHAl2O3=2AlOH2OD往碳酸镁中滴加稀盐酸：CO2H=CO2H2O解析 A中应生成Al(OH)3而不是AlO，因为Al(OH)3不溶于氨水；B中电荷不守恒；D中MgCO3难溶，不能拆写为CO。答案 C二、非选择题8下列图像中，纵坐标为沉淀量，横坐标为某溶液中加入的反应物的物质的量，选择合适图像对应的字母填空。(1)AlCl3溶液中加入氨水至过量_。(2)AlCl3溶液中加入NaOH溶液至过量_。(3
20、)AlCl3、MgCl2混合溶液中加入NaOH溶液至过量_。(4)澄清石灰水中通入过量CO2_。(5)含有少量盐酸的AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液_；(6)含有少量HCl的AlCl3溶液中加入过量氨水_。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)9锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸，又能溶于强碱。但是氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌能溶于氨水，生成Zn(NH3)42。回答下列问题：(1)单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在形式为_(用化学式表示)。(2)写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式：_。(3)下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法即可鉴别的是_。硫酸铝和氢氧化钠
21、硫酸铝和氨水硫酸锌和氢氧化钠硫酸锌和氨水(4)写出可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式：_。试解释在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备氢氧化锌的原因：_。解析(1)Al与NaOH溶液发生反应的化学方程式为：2Al2NaOH6H2O=2NaAlO23H2。溶液中Al以AlO形式存在。(2)仿照Al与NaOH溶液的反应，可以写出Zn与NaOH溶液反应的化学方程式为：Zn2NaOH=Na2ZnO2H2。(3)少量Al2(SO4)3溶液滴入NaOH溶液中没有沉淀，生成AlO；少量NaOH溶液滴入Al2(SO4)3溶液中有沉淀。Al2(SO4)3溶液滴入氨水中有沉淀；氨水滴入Al2(SO4)3溶液中也有
22、沉淀。少量ZnSO4溶液滴入NaOH溶液中没有沉淀，生成ZnO；少量NaOH溶液滴入ZnSO4溶液中有沉淀。少量ZnSO4溶液滴入氨水中没有沉淀，生成Zn(NH3)42；少量氨水滴入ZnSO4溶液中有沉淀。所以，用相互滴加的实验方法就能鉴别的有。(4)根据给出信息，写出化学方程式：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH可溶性锌盐与氨水反应产生的Zn(OH)2可溶于过量氨水，生成Zn(NH3)42，所以实验过程中加入氨水的用量不易控制。答案(1)AlO(2)Zn2NaOH=Na2ZnO2H2(3)(4)Al33NH3H2O=Al(OH)33NH可溶性锌盐与氨水反应产生的Zn(OH)2可溶于过
23、量氨水中，生成Zn(NH3)42，氨水的用量不易控制1下面是有关物质的转化关系图(有些物质已省略)。若A为单质，E在常温下为液体，C的相对分子质量为78。请回答下列问题：(1)画出A的原子结构示意图_，F的电子式是_。(2)下面对C物质结构、性质的推断中，不正确的是_。A久置于空气中会变成白色B具有强氧化性C晶体中存在离子键和共价键D遇湿润的紫色石蕊试纸只能使其变蓝色(3)若C是含氧化合物且氧为18O时，则C与D反应所得产物的摩尔质量分别为_。解析 单质A的两种化合物(其中一种的相对分子质量为78)能与同种物质反应，且生成物中也有相同的物质，则A是Na，B是Na2O、C是Na2O2、D是CO2
24、、G是Na2CO3、F是NaOH。Na2O2具有强氧化性，能漂白包括酸碱指示剂在内的许多有色物质。Na2O2与CO2的反应是一个自身氧化还原反应，Na2O2中的18O一半转化为氧气、一半转化为Na2CO3中化合价2价的氧，且Na2CO3中18O占全部氧原子数目的三分之一。答案 (1) (2)D(3)M(Na2CO3)108 g/mol，M(O2)36 g/mol11某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。现行高中化学教材中对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅化学手册知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸
25、点数据如下：物质AlAl2O3FeFe2O3熔点/6602 0541 5351 462沸点/2 4672 9802 750.(1)某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理？_(填“合理”或“不合理”)。(2)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是_，反应的离子方程式为_。(3)实验室溶解该熔融物，在下列试剂中最适宜的试剂是_(填序号)。A浓硫酸 B稀硫酸C稀硝酸 D氢氧化钠溶液.实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原
26、产物中氮元素的化合价越低。某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中，逐滴加入4 molL1的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。试回答下列问题：(1)图中OC段没有沉淀生成，此阶段发生反应的离子方程式为_。(2)在DE段，沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式为_；上述现象说明溶液中_结合OH的能力比_强(填离子符号)。(3)B与A的差值为_mol。(4)B点对应的沉淀的物质的量为_mol，C点对应的氢氧化钠溶液的体积为_mL。解析.由表中数据比较可知，铝的熔点比铁低，
27、该反应放出的热量使铁熔化，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。利用金属Al与强碱液反应放出氢气的性质即可验证。由于Fe与Al都是活泼的金属，所以可以用稀硫酸或者稀盐酸溶解。.由图像可知硝酸过量，OC段发生酸碱中和反应，CD段为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀的生成，DE段消耗了NaOH，由此证明硝酸和金属反应的还原产物为较低价态的NH，EF段为Al(OH)3的消失，只剩下Fe(OH)3沉淀。B与A的差值为Al(OH)3，为4 molL1(3634)103 L008 mol，参加反应的n(Al)008 mol，因为1 mol的Al3、Fe3均与3 mol的NaOH反应，由电子守恒可知Fe和Al化
28、合价升高的总数等于HNO3生成NH降低的总数，即3n(Fe)3n(Al)n(NH)84 molL1(3431)103 L8，解得n(Fe)n(Al)032 mol，n(Fe)024 mol，两种沉淀的物质的量为032 mol。生成两种沉淀共消耗n(NaOH)032 mol3096 mol，所以C点体积为：31 mL103 mLL17 mL。答案.(1)合理(2)NaOH溶液2Al2OH2H2O=2AlO3H2(3)B.(1)HOH=H2O(2)NHOH=NH3H2OAl3、Fe3、HNH(3)008(4)0327第三讲铁及其化合物一、选择题1下列关于铁的叙述正确的是()。铁能被磁铁吸引，但纯铁
29、易被腐蚀在人体内的血红蛋白中含有铁元素铁位于元素周期表中第四周期第B族铁能在氧气中剧烈燃烧，但不能在水蒸气中燃烧铁与强氧化剂硝酸反应的产物仅是Fe(NO3)3不能通过化合反应制得FeCl2和Fe(OH)3 A B C D解析当铁中含有杂质时，在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀，而纯铁的抗腐蚀能力较强；铁位于元素周期表的第族，而不是第B族；铁与强氧化剂反应，能被氧化为Fe3，但若铁过量，则Fe3被Fe还原为Fe2，所以，Fe与HNO3反应的产物可能因铁过量而生成Fe(NO3)2；FeCl2、Fe(OH)3可分别通过化合反应Fe2FeCl3=3FeCl2、4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3
30、制得。故选项B正确。答案B2红珊瑚栖息于2002000 m的海域，产于台湾海峡、南中国海，它与琥珀、珍珠被统称为有机宝石。在中国，珊瑚是吉祥的象征，一直用来制作珍贵的工艺品。红珊瑚是无数珊瑚虫分泌的石灰质大量堆积形成的干支状物，其红色是因为在海底长期积淀某种元素，该元素是()ANa BFeCSi DCu解析 根据平常对各元素的化合物性质的了解得知，铁的化合物多数有颜色，红色的比较多。答案 B3已知下述三个实验均能发生化学反应。将铁钉放入硫酸铜溶液中向硫酸亚铁溶液中滴入几滴浓硝酸将铁钉放入氯化铁溶液中下列判断正确的是()。A实验和中的铁钉只作还原剂B上述实验证明氧化性：Fe3Fe2Cu2C实验中
31、Fe2既显氧化性又显还原性D实验中反应的离子方程式为FeFe3=2Fe2解析实验中反应的离子方程式为2Fe3Fe=3Fe2。答案A4在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入铁屑，反应结束后滤出固体物质，滤液中的阳离子可能是()只有Fe2Fe2和Fe3Fe2和Cu2Cu2和Fe3ABCD解析 滤出固体物质可能为铜或铜、铁混合物，溶液中一定没有Fe3，一定含有Fe2，可能含有Cu2。答案 A5把22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，如反应只收集到3 mol NO2和2 mol NO，下列说法正确的是()。A反应后生成的盐只为Fe(NO3)3B反应后生成的盐只为Fe(NO3)2C反应后生成的盐为
32、Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为13D反应后生成的盐为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，其物质的量之比为31解析由于铁的物质的量为4 mol，所以在反应的过程中它失去的电子数应介于8 mol(此时只产生Fe2)和1.2 mol(此时只产生Fe3)之间，又产生3 mol NO2和2 mol NO，即反应过程中硝酸得到的电子物质的量为3 mol(54)2 mol(52)9 mol，所以对应的产物既有Fe(NO3)3又有Fe(NO3)2，设前者的物质的量为x，后者的物质的量为y，则由铁原子守恒可得xy4，由得失电子守恒得3x2y9 mol，解得x1 mol，y3 mol。答案C
33、6下列常见实验的现象或表述正确的是 ()。A过量的铁投入到一定量的稀硝酸中，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液显血红色B制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁C检验红砖中的氧化铁成分，向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液23滴即可D向CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后，将混合液体倒入蒸发皿中加热煮沸一会，然后冷却、过滤，滤纸上的物体为“蓝色固体”解析过量的铁粉与一定量的稀硝酸反应最终生成的是Fe2，A错误；制备氢氧化亚铁应避免被氧气氧化，向硫酸亚铁溶液中加氢氧化钠溶液时应把胶头滴管的
34、下端插入液面以下且不能搅拌，B错误；CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后生成Cu(OH)2沉淀，加热后过滤，滤纸上留有的是CuO，D错误。答案C7某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2的浓度与加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示。则溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为()A111 B131C338 D114解析 解答本题应注意以下三点：(1)Fe与Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3反应的先后顺序；(2)横、纵坐标及曲线各折点表示的意义；(3)HNO3反应生成的Fe3和溶液中的原有Fe3均与
35、Fe发生反应。答案 D二、非选择题8甲、乙为单质，丙、丁为化合物，它们之间存在如下图所示的转化关系。(1)若甲、乙均为非金属，丙为氧化物，则：乙为氧化产物时，乙可能是_(填一种物质的化学式)，按照元素周期表推测，此时反应物甲可能是_(填一种物质的化学式)；乙为还原产物时，丁所属的物质类别是_。(2)若该转化关系为我国古代湿法冶炼金属乙的原理，写出此反应的化学方程式_。若该转化关系为高温火法冶炼金属乙的原理，且同时生成的丁是一种有刺激性气味的气体，则丙可能为_(填一种物质的化学式)。解析 (1)乙为单质，且为氧化产物，说明乙中所含元素在丙中为负价，丙为氧化物，则乙为O2。非金属甲与氧化物反应生成
36、O2，则为F2与H2O反应生成HF和O2。乙为还原产物，则丁为氧化物。(2)湿法炼铜为铁与硫酸铜反应制铜。由(1)可知丁为氧化物，有刺激性气味的气体可能为SO2，则甲为氧气，丙为金属硫化物。答案 (1)O2F2氧化物(2)FeCuSO4=FeSO4CuCu2S或CuS9过去电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板，制成印刷线路板，发生反应的化学方程式为：2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2。(1)检验腐蚀后的溶液中是否含有Fe3应选用的试剂是_。(2)采用下列实验步骤从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新制得纯净的FeCl3溶液，请在各空格内填上适当的分子式或化学式以使实验达到预
37、期目的。(3)写出有关化学反应的离子方程式_，_，_，_。解析 明确废液成分及实验目的方可解答相关问题，本题中各物质之间的相互转化关系如下：答案 (1)KSCN溶液(2)Fe盐酸Cl2A：FeCl2B：Fe、CuC：CuD：FeCl2(3)2Fe3Fe=3Fe2FeCu2=Fe2CuFe2H=Fe2H22Fe2Cl2=2Fe32Cl1铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题：(1)黄铁矿(FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为3FeS28O26SO2Fe3O4，有3 mol FeS2参加反应，转移_mol电子。(2)氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方
38、程式为_；从腐蚀废液回收得到金属铜，还需要的试剂是_。(3)与明矾相似，硫酸铁也可用作净水剂，在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去，其原因是_。(4)钢铁的电化腐蚀原理如图所示，将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图，请在图中虚线框内作出修改，并用箭头标出电子流动方向。解析(1)反应中FeS2中的Fe和S失电子发生氧化反应，O2得电子，8 mol O2得到的电子物质的量为32 mol，即为该反应中转移的电子物质的量。(2)回收铜的过程中，Fe3将Cu氧化为Cu2，再利用铁将铜置换出来，为除去过量的铁粉可以加入适量稀盐酸或稀硫酸。(3)Fe3水解导致溶液呈酸性，在酸性废
39、水中H抑制了Fe3的水解。(4)电化学防护，可以是原电池原理，也可以是电解原理，故使铁与外加电源的负极相连作阴极即可有效防止钢铁腐蚀。答案(1)32(2)2Fe3Cu=2Fe2Cu2铁粉、稀盐酸(稀硫酸)(3)酸性废水抑制Fe3的水解，使其不能生成有吸附作用的Fe(OH)3胶体(4)11新型净水剂高铁酸钾(K2FeO4)为暗紫色固体，可溶于水，在中性或酸性溶液中逐渐分解，在碱性溶液中稳定。工业上制备K2FeO4的常用方法有两种。方法：次氯酸盐氧化法。工艺流程如图所示。(1)完成“氧化”过程中反应的化学方程式：FeCl3_NaOH_NaClO_Na2FeO4_。其中氧化剂是_(填化学式)。(2)
40、“转化”过程中发生反应的化学方程式为_。(3)上述工艺得到的高铁酸钾常含有杂质，可用重结晶法提纯，操作是：将粗产品用_溶解，然后_。方法：电解法。以铁为阳极电解氢氧化钠溶液，然后在阳极液中加入KOH。(4)电解时阳极发生反应生成FeO，该电极反应方程式为_。解析(1)反应中NaClO是氧化剂，还原产物是NaCl，根据原子守恒，可知反应式中需要补充NaCl和H2O。根据化合价升降法配平化学方程式为2FeCl310 NaOH3NaClO=2Na2FeO49NaCl5H2O。(2)根据(1)中反应的化学方程式和“转化”后最终得到的产物，可知“转化”过程是在加入KOH溶液后，将Na2FeO4转化为溶解
41、度更小的K2FeO4。(3)因为K2FeO4在中性或酸性溶液中能分解，所以需要将K2FeO4粗产品在稀KOH溶液中溶解，然后加入饱和KOH溶液，冷却结晶。(4)电解时阳极铁在强碱性条件下被氧化为FeO：Fe8OH6e=FeO4H2O。答案(1)210329NaCl5H2ONaClO(2)Na2FeO42KOH=K2FeO42NaOH(3)稀KOH溶液加入饱和KOH溶液，冷却结晶(4)Fe8OH6e=FeO4H2O第四讲铜及其化合物金属材料一、选择题1下列关于金属元素的叙述正确的是()A金属元素的单质只有还原性，其离子只有氧化性B金属元素的单质在常温下均为固体C金属元素在不同化合物中化合价均相同
42、D大多数金属元素的单质为电的良导体解析 金属离子中的中间价态离子，比如Fe2，既有氧化性又有还原性，A错；常温下金属汞呈液态，B错；有的金属元素存在变价，比如Fe、Cu等，C错。答案 D2合金比纯金属制成的金属材料的优点是 ()。合金的硬度一般比它的各成分金属的大一般地，合金的熔点比它的各成分金属的更低改变原料的配比、改变生成合金的条件，得到有不同性能的合金合金比纯金属的导电性更强合金比纯金属的应用范围更广泛A B C D解析合金的机械性能比各成分金属的大，故正确；根据教材知识，是正确的；合金的电阻率比纯金属要大，故是错误的；合金由于性能好而应用更广泛，是正确的。答案A3氢化亚铜(CuH)是一
43、难溶物质，用CuSO4溶液和另一种“反应物”在4050 时反应可生成它。CuH不稳定，易分解；CuH在氯气中能燃烧，跟盐酸反应能产生气体。下列有关推断中错误的是 ()。A这里的“另一种反应物”具有还原性BCuH可作氧化剂、还原剂CCuHCl2=CuClHCl(燃烧)DCuHHCl=CuClH2(常温)解析C项中Cl2具有强氧化性，产物应为CuCl2和HCl。答案C4下列有关金属的说法中，不正确的是()A青铜、不锈钢、硬铝都是合金B铜表面易形成致密的氧化膜C工业上用电解熔融MgCl2的方法制取金属镁D铝是活泼金属，但在空气中耐腐蚀解析 通常情况下Cu表面生成铜绿(碱式碳酸铜)，该物质非常疏松；A
44、l易氧化生成致密的Al2O3薄膜，防止内部Al继续氧化。答案 B5硝酸铜是一种重要的工业产品，化学上有很多方法可以制取硝酸铜：将铜溶于硝酸中、先将铜与O2反应生成CuO，再溶于硝酸中、将铜溶于N2O4的乙酸乙酯(溶剂，不参加反应)溶液中生成硝酸铜和一氧化氮。下列认识或判断错误的是 ()。A方法是最经济和环保的B方法中，若从经济和环保的角度考虑，用稀硝酸比用浓硝酸好C方法需要消耗能源，对环境不产生污染D方法中N2O4既是氧化剂又是还原剂解析、都生成污染性气体，不生成污染性气体且HNO3全部转化为Cu(NO3)2。答案A6为了比较铁和铜金属活动性强弱，某研究小组的同学设计了如下一些方案，并将实验结
45、果记录如下：方案现象或产物将铁片置于CuSO4溶液中铁片上有亮红色物质析出将铁丝和铜丝分别在氯气中燃烧产物分别为FeCl3和CuCl2将铁片和铜片分别放入热浓硫酸中产物分别为Fe2(SO4)3和CuSO4将铁片和铜片分别置于稀硫酸溶液中铁片上有气泡，铜片上不产生气泡将铁片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯中，并用导线连接铁片溶解，铜片上有气泡产生能根据以上各种现象或产物证明铁的金属活动性比铜强的方案一共有()。A2种 B3种 C4种 D5种解析铁能置换出铜，证明铁比铜活泼；不能证明；不能证明；铁能置换出稀硫酸中的氢，铜不能，证明铁比铜活泼；铁与铜形成原电池，铁作负极，铜作正极，证明铁比铜活泼，共有
46、3种方案，选项B正确。答案B7常温下，向含有H2SO4的CuSO4溶液中逐滴加入含a mol溶质的NaOH溶液，恰好使溶液的pH7，下列叙述错误的是()A反应后溶液中c(Na)2c(SO)Ba/2 mol沉淀的物质的量0C沉淀的质量为49 a gD溶液中n(SO)a/2 mol解析 pH7时溶液中只有Na2SO4，故A、D对；沉淀是Cu(OH)2，若a mol NaOH全部与CuSO4反应，则生成的沉淀为a/2 mol，而实际上NaOH还与硫酸反应，B对、C错。答案 C二、非选择题8美国航天飞机“哥伦比亚号”爆炸，是震惊世界的航天惨案。专家推测“哥伦比亚”航天飞机的失事原因之一是覆盖在航天飞机
47、外层的一片微不足道的隔热瓦脱离，引起飞机外表金属温度迅速升高而熔化解体。(1)其中照片显示，在“哥伦比亚号”机翼下方有几片小瓷片脱落，引起了科学家的注意，这是一种覆盖在航天飞机表面的特殊的陶瓷片，其主要作用是_。A增加航天飞机的强度，防止流星和太空垃圾撞击而损坏航天飞机B将太阳能转化为电能供航天飞机使用C便于雷达跟踪，接受地面指挥中心的指令D在返回大气层时，陶瓷耐高温隔热，有效地保护航天飞机平安返回地面(2)隔热瓦是一种金属陶瓷，金属陶瓷是由陶瓷和黏结金属组成的非匀质的复合材料。陶瓷主要是Al2O3、ZrO2等耐高温氧化物，黏结金属主要是Cr、Mo、W、Ti等高熔点金属。下列关于复合材料的说法
48、不正确的是_。A由两种或两种以上金属(或金属与非金属)熔合而成的物质叫复合材料B复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能，在综合性能上超过了单一材料C玻璃钢是以玻璃纤维和树脂组成的复合材料，它可做船体、汽车车身等，也可做印刷电路板D复合材料的熔、沸点一般比它的各组成成分的熔、沸点低(3)将陶瓷和黏结金属研磨，混合均匀，成型后在不活泼气氛中烧结，就可制得金属陶瓷。金属陶瓷兼有金属和陶瓷的优点，其密度小、硬度高、耐磨、导热性好，不会因为骤冷或骤热而脆裂。实验室有一金属陶瓷制成的容器，可用来盛放下列哪些物质_。ANaOH溶液 BKNO3溶液C氢氟酸 D盐酸解析(1)从题干信息看出，特
49、殊陶瓷片的主要作用是隔热、防止机体与空气摩擦产生高温而熔化。故D正确。(2)复合材料是由基体和增强体组合而成。A项叙述的物质是合金而不是复合材料。复合材料一般具有各成分的性质，又比各成分的性能优良，强度高、密度小、耐高温、耐腐蚀等。故A、D错。(3)金属陶瓷具有金属的性质和硅酸盐的性质，所以不能用来盛放酸性或碱性物质。答案(1)D(2)A、D(3)B9要除去铜屑中的少量铁屑。某同学设计了以下两个实验方案：过滤洗涤过滤洗涤(1)写出两个实验方案中有关反应的离子方程式：_；_。(2)以上两个实验方案中，你愿意选择的是_。理由是_。(3)你是否有更简便的方法？写出你的做法。解析 除杂时选择的试剂只能
50、与杂质反应，不能与主要物质反应，除杂的同时不能引入新的杂质。答案 (1)FeCu2=CuFe2Fe2H=Fe2H2(2)方案方案生成的铜可能附着在铁的表面，导致很难完全除去其中的铁屑；方案中的铁可完全与稀硫酸反应而铜不反应(3)用磁铁进行分离1利用废铁丝、硫酸铜废液(含硫酸亚铁)和被有机物污染的废铜粉制备硫酸铜晶体。生产过程如下：试回答下列问题：(1)铁丝在投入硫酸铜废液前需用稀H2SO4进行处理，可能发生反应的离子方程式有_。(2)废铜粉与还原所得铜粉混合灼烧，检验发现灼烧后得到的是CuO和少量Cu的混合物。原因可能是：灼烧不充分Cu未被完全氧化。CuO被还原。还原剂可能是_，该反应的化学方
51、程式是_。(3)为了使灼烧后的氧化铜混合物充分酸溶，在加入稀H2SO4的同时，还通入O2。通入O2的目的是(用化学反应方程式表示)_。(4)直接向氧化铜混合物中加入浓硫酸并加热进行酸溶，也可达到充分酸溶的目的，但实际操作中较少使用，原因可能是_。解析 废铁丝中含有铁锈(Fe2O3xH2O)，所以在用稀硫酸处理时可能发生的反应有：Fe2O36H=2Fe33H2O,2Fe3Fe=3Fe2，Fe2H=Fe2H2；废铜粉在灼烧后得到的产物中含有单质铜，可能是原来杂质中含有C等还原性杂质导致；Cu在不断通入氧气和加热的条件下，可溶解于稀硫酸中，发生反应2CuO22H2SO42CuSO42H2O；若用浓硫
52、酸来溶解，发生反应Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O，其缺点是生成等量硫酸铜晶体所消耗的硫酸更多，且会产生污染大气的气体SO2。答案 (1)Fe2O36H=2Fe33H2O，2Fe3Fe=3Fe2，Fe2H=Fe2H2(2)C或CO2CuOC2CuCO2或CuOCOCuCO2(3)2CuO22H2SO42CuSO42H2O(4)生成等量CuSO4晶体所消耗的H2SO4更多，且会产生污染大气的气体11随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金的维生素”。为回收利用含钒催化剂(含有V2O15、VOSO4及不溶性残渣)，科研人员最新研制了一种离子交换法回收
53、钒的新工艺，回收率达91.7%以上。部分含钒物质在水中的溶解性如表所示：物质VOSO4V2O15NH4VO3(VO2)2SO4溶解性可溶难溶难溶易溶该工艺的主要流程如下。请回答下列问题：(1)请写出加入Na2SO3溶液发生反应的离子方程式_。(2)催化氧化所使用的催化剂钒触媒(V2O15)能加快二氧化硫的氧化速率，此过程中产生了一连串的中间体(如图1)。其中a、c两步的化学方程式可表示为_，_。(3)该工艺中沉钒率是回收钒的关键之一，沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵的系数(NH4Cl加入质量与料液中V2O15的质量比)和温度。根据图2和图3，试建议控制氯化铵系数和温度的适宜值分别为_、_。解析(1)根据表格信息，V2O15难溶于水，被亚硫酸钠还原成可溶于水的VOSO4，离子方程式为V2O15SO4H=2VO2SO2H2O。(2)V2O15是催化剂，反应前后质量和化学性质不变。依题意和物质转化图知，a反应：五氧化二钒与二氧化硫反应生成三氧化硫和四氧化二钒；c反应：VOSO4在氧气作用下生成V2O15和SO3。(3)根据图像知，加氯化铵系数为4、温度为80 时沉钒率最大。答案(1)V2O15SO4H=2VO2SO2H2O(2)SO2V2O15SO3V2O44VOSO4O22V2O154SO3(3)480
