1、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()ABCD用品单晶硅主要成分(NH4)2SO4NaHCO3SiFe2O3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()ANH4BHCClDH2O答案：C 解析：溶液中加少量的 Na2O固体，与水反应生成 NaOH。OH与 NH4 反应，NH4 数目减少，故 A 错误；生成
2、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()ANa2O2 能与 CO2 反应，可用作呼吸面具的供氧剂BAl2O3 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DSiO2 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；Si
3、O2 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()乙化合反应甲复分解反应乙AHCl BFeCl2CKOH DNaHCO3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
4、 D。5.(2014安徽卷)室温下，在 0.2 molL1 Al2(SO4)3 溶液中，逐滴加入 1.0 molL1 NaOH 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()Aa 点时，溶液呈酸性的原因是 Al3水解，离子方程式为：Al33OHAl(OH)3Bab 段，溶液 pH 增大，Al3浓度不变Cbc 段，加入的 OH主要用于生成 Al(OH)3 沉淀Dd 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 Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H；B 项错误，ab 段，Al3不断与氢氧化钠溶液反应而逐渐减少；D 项错
5、误，cd 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()XYZNaOH 溶液Al(OH)3稀硫酸KOH 溶液SiO2浓盐酸O2N2H2FeCl3 溶液Cu浓硝酸A.BCD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，正确；SiO2 与盐酸不反应，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，
6、错误；根据 方 程 式：Cu 2FeCl3=CuCl2 2FeCl2、Cu 4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O 可知，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()Al2O3NaOHaqNaAlO2(aq)CO2Al(OH)3S O2/点燃SO3H2OH2SO4饱和 NaCl(aq)NH3，CO2NaHCO3Na2CO3Fe2O3 HClaqFeCl3(aq)无水 FeCl3MgCl2(aq)石灰乳Mg(OH)2煅烧MgOABCD答案：A 解析：中发生的反应为：Al2O32OH=2AlO2 H2O，AlO2 CO22H2O=Al(OH)3HCO3；S 和 O
7、2 反应生成SO2，错 误；中 发 生 反 应 为：NH3 NaCl H2O CO2=NaHCO3NH4Cl,2NaHCO3=Na2CO3H2OCO2；中 FeCl3 溶液存在水解平衡：FeCl33H2OFe(OH)33HCl，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，错误；中发生的反应为：MgCl2Ca(OH)2=Mg(OH)2CaCl2，Mg(OH)2=高温MgOH2O。8下列实验与对应示意图的关系正确的是()ABCDNaAlO2 溶液中逐滴滴加盐酸至过量AlCl3 溶液中逐
8、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 AlO2 HH2O=Al(OH)3，Al(OH)33H=Al33H2O，形成沉淀与溶解沉淀所消耗的盐酸体积比为 13，A 错误；NH3H2O碱性很弱，不能溶解 Al(OH)3，B 错误；Ba(OH)2 加入明矾中，SO24 和Al3均能够形成沉淀，Al3先沉淀完全：2Al36OH3Ba23SO24=2Al(OH)33BaSO4，再加入 Ba(OH)2 后，SO24 继续沉淀，而Al(OH)3 溶解，当 SO24 完全沉淀时，Al(O
9、H)3 恰好溶解：Ba22OH2Al(OH)3SO24=BaSO42AlO2 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：Ca2CO22OH=CaCO3H2O，CaCO3CO2H2O=Ca22HCO3，D 错误。9(2015全国卷)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Fe3B将 铜 粉 加 入1.0 molL1 Fe2(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
10、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 0.1 molL1MgSO4 溶 液 滴 入NaOH 溶液至不再有沉淀产生，再滴加 0.1 molL1CuSO4 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：Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O，过量的铁粉再与 Fe(NO3)3 发生反应：Fe2Fe(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
11、反应：CuFe2(SO4)3=CuSO42FeSO4，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：Mg SO42NaOH=Na2SO4Mg(OH)2，有白色沉淀产生，再滴加 Cu SO
12、4 溶液，白色沉淀转化为浅蓝色沉淀，发生反应为 Cu SO4Mg(OH)2=Cu(OH)2Mg SO4，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)1.52 g 铜镁合金完全溶解于 50 mL 密度为 1.40 gmL1、质量分数为 63%的浓硝酸中，得到 NO2 和 N2O4 的混合气体1 120 mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入 1.0 molL1 NaOH 溶液，当金属离子全部沉淀时，得到 2.54 g 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 21B该浓硝酸中 HNO3 的物质的量浓度是
13、14.0 molL1CNO2 和 N2O4 的混合气体中，NO2 的体积分数为 80%D得到 2.54 g 沉淀，加入 NaOH 溶液的体积是 600 mL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64 g/molx24 g/moly1.52 g98 g/molx58 g/moly2.54 g 得x0.02 moly0.01 mol，正确；B 项，HNO3 的物质的量为(50 mL1.40 gmL163%)/63 g/mol0.7 mol，其物质的量浓度为0.7 mol0.05 L 14.0 molL1，正确；C 项，该合金失去电子总的物质的量为(0.010
14、.02)mol20.06 mol，NO2 和 N2O4的物质的量之和为1.12 L22.4 L/mol0.05 mol，设 NO2 物质的量为 a，N2O4物质的量为 b，ab0.05 mola2b0.06 mol 得a0.04 molb0.01 mol，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)(0.70.040.02)mol0.64 mol，NaOH 溶液的体积为 0.64 mol1.0 molL10.64 L640 mL，错误。11某混合物 X 由 Al2O3、Fe
15、2O3、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步骤中减少的 3 g 固体一定是混合物B步骤中质量减少的物质一定是 CuC根据步骤、可以判断混合物 X 的成分为 Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2D根据上述步骤可以得出 m(Fe2O3)m(Cu)11答案：D 解析：A 项，Al2O3、SiO2 都能够与 NaOH 溶液反应，所以步骤中减少的 3 g 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，步骤中发生了反应：Fe2O36H=2Fe33H2O；Cu2Fe3=2Fe2Cu2，6.4 g 固体为铜和 Fe2O3 的混合物，减少的为铜
16、和氧化铁，故 B 错误；C 项，根据步骤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；步骤可以确定一定存在 Fe2O3、Cu，故 C 错误；D 项，6.4 g 变成 1.92 g，质量减少了：6.4 g1.92 g4.48 g，减少的质量为 Fe2O3和部分 Cu，剩余的 1.92 g 为铜，设反应的铜的物质的量为 x，根据反应 Cu2Fe3=2Fe2Cu2可知氧化铁的物质的量也为 x，则 64x160 x 4.48，解 得x 0.02 mol，则m(Fe2O3)m(Cu)(1600.02)(640.021.92)11，故 D 正确。二
17、、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，请写出反应和反应(由 A 一步转化为 B 或 C)的离子方程式：反应_；反应_。(2)若反应为置换反应，反应为化合反应，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：CA_；CB_；(3)若反应均为化合反应，反应为置换反应。当 A 为一种金属单质时，请写出反应和可能的离子方程式：_；_。答案：(1)Al2O36H=2Al33H2O Al
18、2O32OH=2AlO2 H2O (2)2NaCl(熔 融)=通电2Na Cl2 2NaCl 2H2O=通电2NaOHH2Cl2(3)2Fe3Fe=3Fe2 2Fe2Cl2=2Fe32Cl(或 2Fe2Br2=2Fe32Br)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)，Al2O3 与 OH反应生成 AlO2 和 H2O(反应)，AlO2 与过量的 H反应生成 Al3和 H2O(反应)，Al3与过量的 OH反应生成 AlO2 和 H2O(反应)。(2)首先确定 C 为 NaCl，电解熔融态 NaCl 生成 Na、Cl2，电解饱和
19、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)，FeCl2 与 Cl2 反应生成 FeCl3(反应)，FeCl3与 Fe 反应生成 FeCl2(反应)，Fe 可与 Cl2反应生成 FeCl3(反应)。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 10.80 g X 在惰性气流中加热至完全分解，得到 6.40 g 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
20、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)O CO(2)CaFe(CO3)2 CaFe(CO3)2=CaOFeO2CO2(3)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(4)2FeOCO2=Fe2O3CO 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()；检
21、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
22、为O CO。(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=CaOFeO2CO2。(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)2O22H2O=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 2FeOCO2=Fe2O3CO；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()。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。1
23、4(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_。AMg2BFe2CAl3DCu2(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：操作的名称是_，操作的名称是_。写出在
24、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：5Fe2MnO4 8H=5Fe3Mn24H2O。a称取 2.85 g 绿矾(FeSO47H2O)产品，溶解在 250 mL 容量瓶中定容；b量取 25.00 mL 待测溶液于锥形瓶中；c用硫酸酸化的 0.010 00 molL1 KMnO4 溶液滴定至终点，消耗KMnO4 溶液体积的平均值为 20.00 mL。实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的 KMnO4 溶液 250 mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需_。某同学设计的下列滴定方式，最合理的
25、是_。(夹持部分略去)(填字母序号)计算上述样品中 FeSO47H2O 的质量分数为_。答案：(1)Fe2、Fe3、H(2)B、C(3)过滤 洗涤4FeCO3O2=高温2Fe2O34CO2(4)250 mL 容量瓶 b 97.5%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 Fe3O48H=Fe22Fe34H2O；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)经操作得到滤液和滤渣，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。煅烧过程中，分解产生的 FeO 被空气中的氧气氧化为 Fe2O3。(4)配制一定体积浓度准确的溶液需要容量瓶，所以答案为 250 mL 的容量瓶。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。5FeSO47H2O5Fe2MnO45278 g 1 molm0.010 00 molL10.02 Lm0.278 g则绿矾产品总质量为 m0.278 g25025 2.78 g，样品的质量分数为 2.78 g/2.85 g100%97.5%。