1、专题三 元素及其化合物第10讲 金属及其化合物1(2016郴州一模)下列有关金属及其化合物的说法正确的是()A铝和氢氧化钠溶液反应生成Al(OH)3和H2OB钠在空气中燃烧生成淡黄色的Na2OC铁在高温下与水蒸气反应生成Fe2O3和H2D用碳酸钠和氢氧化钙反应制NaOH解析：A.铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，错误；B.钠在空气中燃烧生成淡黄色的过氧化钠，错误；C.铁在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，错误；D.碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，正确。答案：D2下列有关金属冶炼方法叙述正确的是()A电解氯化镁水溶液制备镁B利用铝热反应制备铝C加热分解Fe2O3制备铁D用火
2、法或湿法均可制备铜解析：电解氯化镁水溶液的化学方程式：MgCl22H2OMg(OH)2Cl2H2，不能制备镁，A项错误；铝热反应是利用铝的强还原性制备钨、铬等高熔点金属的一种方法，B项错误；冶炼铁用热还原法，C项错误。答案：D3(2016厦门模拟)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()AHClBFeCl2CKOH DNaHCO3解析：由甲乙发生复分解反应可知，甲、乙均为化合物，甲乙发生化合反应。由转化关系可知，甲为化合物，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；甲为化合物，不会通过化合
3、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。答案：D4(2014海南卷)下列除杂操作可行的是()A通过浓硫酸除去HCl中的H2OB通过灼热的CuO除去H2中的COC通过灼热的镁粉除去N2中的O2D通过水除去CO中的CO2解析：H2也能与灼热的CuO反应生成Cu和H2O，B错误；灼热的Mg能与N2反应生成Mg3N2，C错误；CO2在水中的溶解度不大，故无法用水除去CO中的CO2，应用NaOH溶液除去，D错误。答案：A5(2015天津卷)向盛有10 mL 1 mol/L NH4Al(SO4)2溶液的烧
4、杯中滴加1 mol/L NaOH溶液，沉淀物质的量随NaOH溶液体积变化示意图如下：(导学号 58870052)(1)NH4Al(SO4)2溶液中离子浓度由大到小的顺序是：_。(2)写出m点反应的离子方程式_。(3)若NH4Al(SO4)2溶液中改加20 mL 1.2 molL1Ba(OH)2溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为_mol。解析：(1) Al3比 NH水解程度更大，故离子浓度由大到小的顺序是：c(SO)c(NH)c(Al3)c(H)c(OH)。(2)m点过程中加入氢氧化钠沉淀物质的量不变，是NH 发生了反应，离子方程式为：NHOH=NH3H2O(3)10 mL 1 mol
5、/L NH4Al(SO4)2，溶液中Al3 物质的量为0.01 mol，NH的物质的量为0.01 mol，SO的物质的量为0.02 mol, 20 mL 1.2 mol/L Ba(OH)2溶液Ba2物质的量为0.024 mol，OH为0.048 mol，反应生成沉淀为0.022 mol。答案： (1)c(SO)c(NH)c(Al3)c(H)c(OH)(2)NHOH=NH3H2O(3)0.022【考纲再现】【错题记录】1.常见金属元素(如Na、Al、Fe、Cu等)。(1)了解常见金属的活动顺序。(2)了解常见金属及其重要化合物的主要性质及其应用。(3)了解合金的概念及其重要应用。2以上各部分知识
6、的综合应用。1(2016全国卷)化学在生活中有着广泛的应用，下列对应关系错误的是()(导学号 58870146)选项化学性质实际应用AAl2(SO4)3和小苏打反应泡沫灭火器灭火B铁比铜金属性强FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板C次氯酸盐具有氧化性漂白粉漂白织物DHF与SiO2反应氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记解析：A项，Al2(SO4)3与NaHCO3在溶液中能发生相互促进的水解反应，生成Al(OH)3沉淀和CO2气体，能灭火；B项，2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2，只能说明还原性Cu强于Fe2，无法说明Fe与Cu的金属性强弱；C项，次氯酸盐具有强氧化性，可以漂白织物；D项，氢氟酸与玻璃的
7、主要成分SiO2反应，生成SiF4气体和水，故氢氟酸可以刻蚀玻璃。答案：B2(2015江苏卷)在给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是()A粗硅SiCl4SiBMg(OH)2MgCl2(aq)MgCFe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3DAgNO3(aq)Ag(NH3)2OH(aq)Ag解析：A.Si2Cl2SiCl4，SiCl42H2Si4HCl，故正确；B.工业上制备Mg，是电解熔融状态的氯化镁，故B错误；C.FeCl3是强酸弱碱盐，直接加热蒸发最终得到的是氧化铁，故C错误；D.蔗糖是非还原性糖，不能与银氨溶液反应，故D错误。答案：A3(2016海南模拟)下列叙述和均正
8、确并且有因果关系的是()(导学号 58870147)选项叙述叙述AFe3有氧化性Fe2(SO4)3可作净水剂B浓硫酸有腐蚀性常温下浓硫酸不能用铁罐盛装CCl2是非金属单质Cl2能使湿润的有色布条褪色D熔融状态的Al2O3中有自由移动的Al3和O2电解熔融状态的Al2O3制备Al解析：铁离子具有氧化性，硫酸铁的净水作用是利用铁离子水解生成的氢氧化铁胶体吸附悬浮杂质，叙述和均正确，但无因果关系，故A错误；浓硫酸具有强腐蚀性，常温下铁、铝在浓硫酸中发生钝化，常温下浓硫酸能用铁罐盛装，叙述正确，叙述错误，无因果关系，故B错误；氯气是非金属单质，氯气遇到湿润的有色布条，氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性
9、，可以使布条褪色，叙述和均正确，无因果关系，故C错误；氧化铝是离子化合物，熔融时电离出离子，利用电解熔融的氧化铝制备金属铝，叙述和叙述正确并且有因果关系，故D正确。答案：D4(2016上海卷)下列各组混合物，使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能分离的是()A氧化镁中混有氧化铝B氯化铝溶液中混有氯化铁C氧化铁中混有二氧化硅D氯化亚铁溶液中混有氯化铜解析：A.MgO是碱性氧化物与NaOH溶液不能反应，而Al2O3是两性氧化物，可以与NaOH溶液发生反应产生NaAlO2，过滤后洗涤，就得到纯净的MgO；B.向溶液中加入过量的NaOH溶液，氯化铁变为Fe(OH)3沉淀，氯化铝变为NaAlO2，过滤，然后
10、向溶液中加入适量的盐酸，当沉淀达到最大值中，过滤，得到Al(OH)3，再分别向两种物质的沉淀中加入适量的盐酸溶解，就得到氯化铝溶液，除去了杂质；C.二氧化硅是酸性氧化物，可以与NaOH溶液发生反应，而氧化铁与NaOH溶液不能发生反应，加入过量的NaOH溶液，然后过滤洗涤，就得到纯净的氧化铁，向滤液中加盐酸，过滤出的沉淀受热分解得SiO2；D.二者都可以与NaOH发生反应，当再向得到的沉淀中加入盐酸时，二者都溶解，不能分离、提纯二者，正确。答案：D5(2015课标全国卷)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
11、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 mol/L 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 mol/L MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生，再滴加0.1 mol/L 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 的小解析：A.稀硝酸与过量的铁粉反应，生成硝酸亚铁、NO气体、水，无铁离子生成，所以加入KSCN溶液后，不变红色，现象错误；B.Cu与硫酸铁发生氧化还原反应，生成硫酸铜和硫酸
12、亚铁，无黑色固体出现，现象错误；C.铝在空气中加热生成的氧化铝熔点较高，所以内部熔化的铝不会滴落，错误；D.硫酸镁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀，再加入硫酸铜溶液，则生成氢氧化铜蓝色沉淀，沉淀的转化符合由溶解度小的向溶解度更小的沉淀转化，所以氢氧化铜的溶度积比氢氧化镁的溶度积小，正确。答案：D6向含Al2(SO4)3和AlCl3的混合溶液中逐滴加入1 mol/L Ba(OH)2溶液至过量，加入Ba(OH)2溶液的体积和所得沉淀的物质的量的关系如图，下列说法不正确的是()(导学号 58870148)A图中C点铝元素存在形式是Al(OH)4B向D点溶液中通入CO2气体，立即产生白色沉淀C原混合
13、溶液中cAl2(SO4)3c(AlCl3)12DOA段反应的离子方程式为：2Al33SO3Ba28OH=2Al(OH)43BaSO4解析：C点为BaSO4沉淀，其物质的量为3 mol，此时铝元素以Al(OH)4的形式存在；B点为Al(OH)3和BaSO4沉淀，Al(OH)3的物质的量为7 mol3 mol4 mol，故原混合液中有1 mol Al2(SO4)3，AlCl3为4 mol1 mol22 mol，即cAl2(SO4)3c(AlCl3)12；OA段反应的离子方程式为：2Al33SO3Ba26OH=3BaSO42Al(OH)3。答案：D7将三种黑色粉末组成的混合物加入到足量的某热浓酸中，
14、充分反应后得到蓝绿色溶液和两种气体。将从蓝绿色溶液中分离得到的盐与0.15 mol还原铁粉恰好反应完全，可得浅绿色溶液和6.4 g红色沉淀；将上述生成的两种气体通入足量饱和NaHCO3溶液中，仍然收集到两种气体，据此推断黑色粉末可能为()A物质的量：FeSCuOFe111B物质的量：CCuOFe322C质量：MnO2CuOC5.5812D质量：FeCCuO753解析：根据“上述生成的两种气体通入足量饱和NaHCO3溶液中，仍然收集到两种气体”知酸是浓硝酸，最后的气体是二氧化碳和NO2，则固体含C；另外，根据得到红色沉淀知固体含氧化铜，根据FeCu2=Fe2Cu知生成0.1 mol Cu，消耗F
15、e 0.1 mol，则另外消耗的0.05 mol的Fe应该是与Fe3反应了，而且n(Fe3)0.1 mol，n(Fe)n(Cu)11，综上所述选项B符合题意。答案：B8A、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
16、质时，请写出反应和可能的离子方程式：_；_。解析：(1)高中阶段具有两性的氧化物为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FeCl
17、2(反应)，Fe可与Cl2反应生成FeCl3(反应)。答案：(1)Al2O36H=2Al33H2OAl2O32OH=2AlOH2O(2)2NaCl(熔融)2NaCl22NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(3)2Fe3Fe=3Fe22Fe2Cl2=2Fe32Cl(或2Fe2Br2=2Fe32Br)9(2016海南卷)KAl(SO4)212H2O(明矾)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐(主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如图所示。回答下列问题：(导学号 58870149)(1)为尽量少引入杂质，试剂应选用_(填标号)。AHCl溶液BH2SO4溶液C氨
18、水 DNaOH溶液(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为_。(3)沉淀B的化学式为_；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是_。(4)已知：KW1.01014，Al(OH)3AlOHH2OK2.01013。Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于_。解析：(1)易拉罐(主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)，它们都是比较活泼的金属，都可以与酸发生反应，而Al可以与强碱溶液反应变为NaAlO2进入溶液，而Fe、Mg不能与碱发生反应，所以要以易拉罐为原料制取明矾，应该用强碱NaOH溶液溶解，选项D正确；(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为：2Al2NaOH2H2O=2N
19、aAlO23H2，反应的离子方程式是：2Al2OH2H2O=2AlO3H2；(3)滤液A的主要成分是NaAlO2，向其水溶液中加入NH4HCO3溶液，发生HCOAlOH2O=Al(OH)3CO，所以沉淀B的化学式为Al(OH)3；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是Al3发生水解反应，消耗水电离产生的OH，当最终达到平衡时溶液中c(H)c(OH)，所以溶液显酸性。(4)由已知得Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数：K20。答案：(1)D(2)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(3)Al(OH)3Al3水解，使溶液中H浓度增大(4)2010氯化铜、氯化亚铜是重要的化工原料
20、，广泛地用作有机合成催化剂。实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料，某种制备铜的氯化物的流程如下。按要求回答下列问题：(导学号 58870150)(1)操作的名称是_，检验溶液2中是否含有杂质离子的试剂是_。操作需在氯化氢气流中经过加热浓缩、_、过滤、洗涤、干燥。(2)上述流程中，所得固体1需要加稀盐酸溶解，其理由是_；溶液1可加试剂X用于调节pH以除去杂质， X可选用下列试剂中的(填序号)_。 aNaOH bNH3H2OcCuO dCuSO4(3)反应是向溶液2中通入一定量的SO2，加热一段时间后生成CuCl白色沉淀。写出制备CuCl的离子方程式：_。解析：(1)经过操作得到固体和溶液，所以该操
21、作为过滤；杂质Fe与Cl2反应转化为Fe3，所以用KSCN溶液检验；热溶液经过冷却结晶可得到晶体。(2)CuCl2和FeCl3均为强酸弱碱盐，能发生水解反应，水解产物均有HCl，加稀盐酸溶解，能抑制氯化铜、氯化铁水解；试剂X作用为消耗H，调节pH使杂质Fe3转化为沉淀而除去，CuSO4不能消耗H，NaOH与NH3H2O会产生新的杂质离子，CuO既能消耗H，又不会产生新杂质，故c项正确。(3)溶液2含有CuCl2，通入一定量的SO2，生成白色沉淀CuCl，发生氧化还原反应，SO2为还原剂，被氧化为SO，所以离子方程式为：2Cu22ClSO22H2O2CuCl4HSO答案：(1)过滤KSCN溶液冷
22、却结晶(结晶)(2)抑制氯化铜、氯化铁水解c(3)2Cu22ClSO22H2O2CuCl4HSO11(2016衡水模拟)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，所得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 BFe2CAl3 DCu2(3)氧化铁是重要工业颜料，用废铁
23、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)有些同学认为用酸性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(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 mol/L 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
24、_。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_。解析：(1)磁性固体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)配制一定物质的量浓度的溶液需要容量瓶，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酸性高锰酸钾溶液。5(FeSO47H2O)5Fe2MnO5278 g1 molm0.010 00 mol/L0.02 Lm0.278 g则绿矾产品总质量为m0.278 g2.78 g，样品中FeSO47H2O的质量分数为2.78 g/2.85 g100%97.5%。答案：(1)Fe2、Fe3、H(2)B、C(3)过滤洗涤4FeCO3O22Fe2O34CO2(4)250 mL容量瓶b97.5%
