1、专题六 金属及其化合物1工业上冶炼金属一般用热分解法、热还原法和电解法，不同的金属应选用不同的冶炼方法。选择的原则主要是依据()A金属在地壳中的丰度B金属在自然界中的存在形式C金属的还原性强弱D金属的利用价值【答案】C【解析】金属活动性顺序表中从左至右金属单质的还原性逐渐减弱，对应离子的氧化性逐渐增强(越来越易被还原为单质)，故其冶炼方法不同。2化学知识在生产和生活中有着重要的应用，下列说法不正确的是()A明矾常做净水剂B与铜质水龙头连接处的钢质水管易发生腐蚀C发酵粉中含有较多的NaHCO3，能使焙制出的糕点疏松多孔D金属钠、金属镁等活泼金属着火时，可以使用泡沫灭火器来灭火【答案】D【解析】A
2、项，Al33H2OAl(OH)33H，Al(OH)3呈胶状，可吸附水中的悬浮物，可以净水，正确；B项，Fe和Cu形成原电池，Fe作负极，易被腐蚀，正确；C项，NaHCO3用作发酵粉，正确；D项，Na、Mg着火时，应用沙子盖灭，错误。3实验室中使用铝盐制备氢氧化铝，为了使其中的铝元素完全转化为目标产物，应该选用的试剂是()A碳酸 B稀硫酸 C氢氧化钠溶液 D氨水【答案】D【解析】因为Al(OH)3溶于强碱，不溶于弱碱，所以应选用氨水。4某同学对Na2O2和CO2反应后的所得固体进行研究。下列实验方案中不能测得固体中Na2CO3的质量分数的是()A取a克混合物与足量的稀盐酸充分反应，将反应后的固体
3、加热蒸干、灼烧得到b克固体B取a克混合物与足量的稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克C取a克混合物与足量的BaCl2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干得到b克固体D取a克混合物与足量的水反应，加热，使气体完全逸出，冷却至室温测得气体体积为V L(标况)【答案】A【解析】A项，因为灼烧后，b g固体为总的NaCl的质量，所以无法求出Na2CO3的质量，错误；B项，b g为CO2的质量，由此求得Na2CO3的质量，正确；C项，b g为BaCO3的质量，由此求得Na2CO3的质量，正确；D项，V L为O2的体积，由此求得Na2O2的量，进一步求Na2CO3的质量，正确。5下列各组物质中，物质之
4、间通过一步反应就能实现图示变化的是()物质编号物质转化关系abcdFeCl2FeCl3FeCuCl2NONO2N2HNO3Na2ONa2O2NaNaOHAl2O3NaAlO2AlAl(OH)3A B C D【答案】A【解析】N2不能一步生成NO2，错误；NaOH不能一步生成Na2O，错误。6下图为与水相关的部分转化关系(水作反应物或生成物，部分产物和反应条件未列出)。下列说法错误的是()A如图所示的反应均为氧化还原反应B比较镁、铁与水的反应条件，可知铁的金属性比镁弱C工业上常用NO2与水的反应原理制取硝酸D实验室中可用铜与稀硝酸反应制取NO2【答案】D【解析】铜和稀HNO3反应生成NO，D项错
5、误。7下列物质的转化在给定条件下能实现的是()Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3饱和NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3MgCl2(aq)Mg(OH)2MgOA B C D【答案】A【解析】中，由于FeCl33H2OFe(OH)33HCl，蒸干时，由于HCl挥发，生成Fe(OH)3固体，不会得到无水FeCl3；中由于NaHCO3的溶解度较小，所以向饱和NaCl溶液中通入NH3，再通入CO2会析出NaHCO3晶体。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
6、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】A项，AlOHH2O=Al(OH)3、Al(OH)33H=Al33H2O，应是13，错误；B项，Al(OH)3不溶于NH3H2O，错误；C项，在溶解Al(OH)3时，会增加BaSO4沉淀，所以质量仍增加，正确；D项，CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O、CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2，错误。9某同学通过系列实验探究铝及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是()A将浓氨水缓慢滴入Al2(SO4)3溶液中，观察Al(OH)3沉淀的生成和溶解B将Al(OH)3浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收
7、集沉淀C将Al(OH)3沉淀转入蒸发皿中，加热至无水蒸气逸出，得氧化铝固体D向Al(OH)3沉淀中分别加入稀硫酸和NaOH溶液探究Al(OH)3的两性【答案】D【解析】Al(OH)3不溶于氨水，A项错误；在过滤时，应沿玻璃棒倾倒液体，B项错误；应灼烧Al(OH)3固体得到Al2O3，C项错误。10常温常压下过氧化钠可与CO2反应，与CO不反应。现将CO2、CO的混合气体在一定条件下和足量过氧化钠充分反应后，若固体质量增加了28 g，下列说法正确的是()A反应过程中，电子转移数为2NAB固体生成物的质量为106 gCCO可能有剩余D反应后一定生成11.2 L氧气【答案】B【解析】2CO22Na2
8、O2=2Na2CO3O2m 88 g 56 g x 28 gx44 g所以1 mol Na2O2反应，转移电子数为NA，固体生成物的质量为106 g，CO不参与反应，一定剩余，反应后在标准状况下生成11.2 L O2。11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，硫酸铁也可作净水剂，在使用时发现硫酸铁并
9、不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去，其原因是_。(4)钢铁的电化学腐蚀原理如图所示，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。【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)【解析】(1)反应中FeS2中的Fe和S失电子发生氧化反应，O2得电子发生还原反应，8 mol O2得到的电子数为32 mol，即为该反应中转移的电子总数。(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
10、稀硫酸。(3)Fe3水解导致溶液呈酸性，在酸性废水中H抑制了Fe3的水解。(4)电化学防护，可以是原电池原理，也可以是电解池原理，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。12A、B、C、D、E是中学阶段常见的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，相关物质间的转化关系如图所示：(1)X的单质与A反应的化学方程式是_。(2)若试剂1是NaOH溶液，则X的单质与试剂1反应的离子方程式是_。(3)若试剂1和试剂2均是稀硫酸。检验物质D的溶液中金属离子的方法是_。将物质C溶于水，其溶液呈酸性，原因是(用离子方程式表示)_。某高效净水剂是由Y(OH)SO4聚合得到的
11、，工业上以E、稀硫酸和亚硝酸钠为原料制备Y(OH)SO4，反应中有NO生成，该反应的化学方程式是_。【答案】(1)Fe2O32Al2FeAl2O3(2)2Al2OH2H2O=2AlO3H2(3)取少量D的溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液呈血红色，证明有Fe3Al33H2OAl(OH)33H2FeSO42NaNO2H2SO4=2Fe(OH)SO4Na2SO42NO【解析】A、B是氧化物，元素X、Y的单质是生活中常见的金属，结合图可知A是Fe2O3，X的单质是Al，B是Al2O3，Y的单质是Fe。若试剂1是NaOH溶液，则C为NaAlO2。若试剂1和试剂2均是稀硫酸，则D的溶液中含Fe3，
12、可用KSCN溶液检验，C的溶液中含Al3，易水解，E为FeSO4。13单质A与粉末化合物B组成的混合物能发生如图所示的一系列反应：请回答下列问题：(1)组成A单质的元素在周期表中处于第_周期_族。(2)化合物B的电子式为_。(3)D与G两溶液混合后发生反应的离子方程式为_。(4)常温下，D溶液的pH_7(填“”、“”或“”)，其原因是_(用离子方程式表示)。(5)10.8 g A单质与足量的NaOH溶液反应，消耗氧化剂的质量为_ g。(6)用碳棒、稀硫酸、气体E和气体F组成燃料电池，该电池的正极反应式为_。以该电池为电源，用惰性电极电解100 g 8%的C溶液，电解到溶质的质量分数为12.5%
13、时停止电解，则电解过程中，生成的气体在准状况下的体积共为_ L，电路上通过电子的物质的量为_ mol。【答案】(1)三A(2)Na2Na(3)Al33AlO6H2O=4Al(OH)3(4)Al33H2OAl(OH)33H(5)21.6(6)O24H4e=2H2O67.24【解析】沉淀H既能与稀硫酸反应，又能与NaOH溶液反应，而D、G两溶液混合可以生成沉淀H，故推测H为两性氢氧化物Al(OH)3。故A为Al，B为Na2O2，C、D、G分别为Na2SO4、Al2(SO4)3、NaAlO2。(5)铝与氢氧化钠溶液反应的氧化剂是水，0.4 mol铝转移电子数为1.2 mol，消耗水的物质的量为1.2
14、 mol，则水的质量为18 gmol11.2 mol21.6 g。(6)电解Na2SO4溶液，实际上是电解水，溶质质量不变，8 g/12.5%64 g，则被电解的水的质量为36 g(2 mol)。电解水的化学方程式为2H2O2H2O2，即消耗2 mol H2O共生成3 mol的气体，标准状况下体积为67.2 L，共转移4 mol e。14某化学小组在学习元素周期律后，对教材中Fe2氧化为Fe3的实验进一步思考，并提出问题：Cl2能将Fe2氧化为Fe3，那么Br2和I2能否将Fe2氧化为Fe3？环节一：理论推测部分同学认为Br2和I2都可能将Fe2氧化为Fe3，他们思考的依据是_。部分同学认为B
15、r2和I2都不能将Fe2氧化为Fe3，还有同学认为Br2能将Fe2氧化为Fe3而I2不能。他们思考的依据是从上到下卤素单质氧化性减弱。环节二：设计实验进行验证在大试管中加适量铁粉，加入10 mL稀盐酸，振荡试管，充分反应后，铁粉有剩余，取上层清液进行下列实验：。实验1：试管操作现象先向试管中加入2 mL FeCl2溶液，再滴加少量红棕色的溴水，振荡试管溶液为黄色先向试管中加入2 mL FeCl2溶液，再滴加少量棕黄色的碘水，振荡试管溶液为黄色环节三：实验现象的分析与解释(1)同学甲认为中现象说明溴水能将Fe2氧化，离子方程式为_。同学乙认为应该补充实验，才能得出同学甲的结论。请你帮助同学乙完成
16、实验：实验2：操作应该观察到的现象(2)该小组同学对中溶液呈黄色的原因展开了讨论：可能1：碘水与FeCl2溶液不反应，黄色是碘水稀释后的颜色。可能2：_。实验3：进行实验以确定可能的原因。操作现象向试管所得溶液中继续加入0.5 mL CCl4，充分振荡，静置一段时间后。取出上层溶液，滴KSCN溶液静置后，上层溶液几乎无色，下层溶液为紫色；上层溶液滴加KSCN溶液后，出现浅红色同学丙认为该实验现象可以说明是“可能2”成立，同学丁认为不严谨，于是设计了实验4：实验4：操作现象向另一支试管中加入2 mL FeCl2溶液，滴加0.5 mL碘水后，再加入0.5 mL乙酸乙酯，充分振荡，静置一段时间后。取
17、出下层溶液，滴加KSCN溶液静置后，上层溶液为紫色，下层溶液几乎无色；下层溶液滴加KSCN溶液后，没有出现浅红色你认为实验4设计的主要目的是_。同学丁根据实验4现象得出结论：在本次实验条件下，碘水与FeCl2溶液反应的程度很小。(3)Cl2、Br2、I2氧化Fe2的能力逐渐减弱，用原子结构解释原因：_。【答案】环节一：均为第A族单质，氧化性均较强(合理即可)环节三：(1)2Fe2Br2=2Fe32Br操作反应观察到的现象取少量的黄色溶液于试管中，滴加少量KSCN溶液，振荡溶液变为血红色(2)碘水与FeCl2溶液发生反应，但FeCl3溶液也是黄色的，所以没有明显现象亚铁离子与空气接触会被氧化，加
18、入乙酸乙酯既可作为萃取剂又能起到液封的作用，减少空气对实验的影响(3)同一主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，氧化性逐渐减弱(合理即可)【解析】第A族元素的单质均具有氧化性，但氧化性从上到下逐渐减弱。实验1中黄色为Fe3的颜色，说明Br2能将Fe2氧化成Fe3，实验1中黄色可能是Fe3的颜色，也可能是原碘水的颜色，应用KSCN溶液检验是否有Fe3生成。实验3中，由于Fe2易被空气中的O2氧化，所以上层清液出现浅红色，不能说明Fe2能被I2氧化，应采取措施防止空气的干扰。卤族元素单质氧化性逐渐减弱的原因是从上到下原子电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱。
