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()ANH BH CCl DH2O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
2、；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；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
3、如下转化关系，乙是()AHCl BFeCl2 CKOH 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
4、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()XY
5、ZNaOH溶液Al(OH)3稀硫酸KOH溶液SiO2浓盐酸O2N2H2FeCl3溶液Cu浓硝酸A. B C D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，错误；根据方程式：Cu2FeCl3=CuCl22FeCl2、Cu4HNO3(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()Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3SSO3H2S
6、O4饱和NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3MgCl2(aq)Mg(OH)2MgOA B C D答案：A解析：中发生的反应为：Al2O32OH=2AlOH2O，AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO；S和O2反应生成SO2，错误；中发生反应为：NH3NaClH2OCO2=NaHCO3NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3H2OCO2；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，
7、错误；中发生的反应为：MgCl2Ca(OH)2=Mg(OH)2CaCl2，Mg(OH)2MgOH2O。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AlOHH2O=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，SO和Al3均能够形成沉淀，Al3先沉淀完
8、全：2Al36OH3Ba23SO=2Al(OH)33BaSO4，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：Ba22OH2Al(OH)3SO=BaSO42AlO4H2O，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=Ca22HCO，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
9、 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 molL1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生，再滴加0.1 molL1 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：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KSC
10、N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：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 SO
11、42NaOH=Na2SO4Mg(OH) 2，有白色沉淀产生，再滴加Cu SO4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21
12、B该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是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，则有得，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14.0 molL1，正确；C项，该合金失去电子总的物质的量为(0.010.02)mol20.06 mol，NO2和N2O4的物质的量之和为0.05 mol，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
13、；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 L640 mL，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
14、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
15、可知氧化铁的物质的量也为x，则64x160x4.48，解得x0.02 mol，则m(Fe2O3)m(Cu)(1600.02)(640.021.92)11，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
16、，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=2Al33H2OAl2O32OH=2AlOH2O(2)2NaCl(熔融)2NaCl22NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(3)2Fe3Fe=3Fe22Fe2Cl2=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AlO和H2O(反应)，AlO与过量的H反应生成Al3和H2O(反应)，Al3与过量的OH反应生成AlO和H2O(反应)。(2)首先确定C为NaCl，电解
17、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)，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构示意图_，写出
18、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)2CaFe(CO3)2CaOFeO2CO2(3)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(4)2FeOCO2Fe2O3CO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()；检测CO：将气体通过灼热CuO，黑色固体变为红色解析：
19、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)2CaO
20、FeO2CO2。(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2FeOCO2Fe2O3CO；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。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
21、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_。AMg2 BFe2 CAl3 DCu2(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：5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O。a称取2.85 g绿矾
22、(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4FeCO3O22Fe2O34CO2(4)250 mL容量瓶b97.5%解析：
23、(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。5FeSO47H2O5Fe2MnO 5278 g 1 mol m 0.010 00 molL10.02 Lm0.278 g则绿矾产品总质量为m0.278 g2.78 g，样品的质量分数为2.78 g/2.85 g100%97.5%。