1、专题能力训练6常见的金属元素及其化合物(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(共7小题,每小题6分,共42分。每小题只有1个选项符合题意)1.下列叙述中正确的是()铁在过量氧气中燃烧生成Fe2O3铝在常温下不能与氧气反应能用同一离子方程式表示:浓氨水滴入Al2(SO4)3溶液和Al2(SO4)3溶液滴入浓氨水的反应铝粉与氧化镁共热可制取金属镁用过量氨水除去Fe3+溶液中的少量Al3+除去Al(OH)3中混有的少量Mg(OH)2:加入过量的烧碱溶液充分反应,过滤,向滤液中通入过量CO2后过滤除去FeCl2溶液中混有的FeCl3:加入过量铜粉,过滤生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加NaHC
2、O3能与碱反应,故食品工业上用作熔制糕点的膨松剂A.B.C.D.2.金属是一类重要的材料,人类的日常生活、生产、实验、科研、科技等领域都离不开金属。下列关于金属Na、Al、Fe及其化合物的说法正确的是()A.小苏打、氢氧化铝均可用于治疗胃酸过多B.Na、Fe形成的氧化物均能与强酸反应,均属于碱性氧化物C.配制Fe2(SO4)3溶液时,向溶液中加入少量的盐酸能防止溶液变浑浊D.AlCl3是一种电解质,工业上直接用于电解冶炼金属铝3.下列物质的转化在给定条件下能实现的是()Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3SSO3H2SO4FeFe2+Fe3+Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3M
3、gCl2(aq)Mg(OH)2MgOA.B.C.D.4.(2015湖北模拟)下列实验操作、现象、结论均正确的是()选项操作可能的实验现象结论A向某溶液中先滴加少量氯水再滴加KSCN溶液溶液变为红色溶液中一定含有Fe3+B向饱和Na2CO3溶液中通CO2有晶体析出溶解度:NaHCO3Na2CO3续表选项操作可能的实验现象结论C向酚酞溶液中加入过量Na2O2溶液先变红后褪色Na2O2与水反应生成的碱有漂白性D将表面氧化的铜丝从酒精灯的外焰慢慢移向内焰黑色的铜丝变红CuO被内焰中的乙醇蒸气还原5.(2015湖南模拟)某溶液中可能含有OH-、C、Al、Si、S、Na+、Fe3+、Mg2+、Al3+九种
4、离子中的若干种,当向该溶液中加入一定物质的量浓度的盐酸时,发现生成沉淀的物质的量随盐酸体积变化的图像如图所示,下列说法正确的是()A.原溶液中一定含有的阴离子是OH-、Si、Al、CB.反应最后形成的溶液中的溶质是NaClC.原溶液中一定含有Na2SO4D.原溶液中含有C与Al的物质的量之比为116.向含Na2CO3、NaAlO2混合溶液中逐滴加入150 mL 1 molL-1 盐酸,测得溶液中的某几种离子的物质的量的变化如图所示,则下列说法中不正确的是()A.a曲线表示的离子方程式为Al+H+H2OAl(OH)3B.b和c曲线表示的离子反应是相同的C.M点时,溶液中沉淀的质量为3.9 gD.
5、原混合溶液中的C与Al的物质的量之比为127.向m g铝、铁混合物中先加入a mL 1 molL-1的盐酸,金属完全溶解,然后加入b mL 1 molL-1的氢氧化钠溶液。下列说法错误的是()A.当金属完全溶解后产生的氢气在标准状况下的体积为 LV LB.若加入氢氧化钠溶液后产生的沉淀最多,则a=bC.若将盐酸换为等浓度、等体积的稀硝酸,最终得到沉淀的质量相同D.若ab,产生沉淀的质量随的增大而逐渐减小至不变二、非选择题(共3小题,共58分)8.(18分)铁屑可用于地下水脱氮,其实验室研究步骤如下:.将铁屑浸泡在0.5 molL-1盐酸中进行预处理。.30 min后,用去离子水反复冲洗,至冲洗
6、后液体的pH为中性。在N2保护下烘干备用。.在蒸馏水中加入硝酸钾配制硝酸钾溶液。.将酸预处理后的铁屑加入硝酸钾溶液中。请回答:(1)盐酸溶解Fe2O3的离子方程式是。(2)烘干时需要在N2保护下进行的原因是。(3)将步骤中冲洗后的溶液在空气中加热蒸发灼烧,最终得到的固体是。(4)将酸性条件下,铁与N反应的离子方程式补充完整:Fe+1N+Fe2+1N+(5)已知活性炭能吸附N、OH-。步骤中操作时将铁屑和活性炭同时加入硝酸钾溶液中,可以提高脱氮的效果,其原因是。(6)研究表明溶液pH会影响铁屑脱氮的效果,反应体系的pH分别控制在4和8.5时,N的去除率分别为90%和15%。正常地下水中含有C,会
7、影响脱氮的效果,用化学用语和文字简述其原因:。9.(2015广东湛江模拟)(20分)工业上用难溶于水的碳酸锶(SrCO3)粉末为原料(含少量钡和铁的化合物)制备高纯六水氯化锶晶体(SrCl26H2O),其过程为:已知:.有关氢氧化物沉淀的pH:氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2开始沉淀的pH1.56.5沉淀完全的pH3.79.7.SrCl26H2O晶体在61 时开始失去结晶水,100 时失去全部结晶水。(1)操作需要加快反应速率,措施有充分搅拌和(写一种)。碳酸锶与盐酸反应的离子方程式。(2)在步骤的过程中,将溶液的pH由1调节至;宜用的试剂为。A.1.5B.3.7C.9.7D.氨水E.氢氧
8、化锶粉末F.碳酸钠晶体(3)操作中所得滤渣的主要成分是(填化学式)。(4)工业上用热风吹干六水氯化锶,适宜的温度是。A.5060 B.80100 C.100 以上(5)步骤宜选用的无机洗涤剂是。10.(20分)下图是Na2O2和CO2定性、定量实验的装置示意图。注射器1中抽取了100 mL CO2,U形管中装有适量小玻璃珠和约1.5 g Na2O2粉末。实验开始时,打开K1、K2、K4止水夹,关闭K3止水夹,推动注射器1活塞,缓缓将CO2压至U形管,注射器2活塞缓缓向外移动。回答下列问题:(本题不考虑注射器内壁的摩擦阻力)(1)U形管内的玻璃珠并不参与反应,其所起的作用除防止过氧化钠粉末被吹走
9、外,另一个重要作用是。(2)U形管中可观察到的反应现象是。(3)注射器1活塞推到底后,注射器2中收集到的气体大于50 mL,其原因除可能仍还含CO2外,还有一个重要原因是。(4)为了使剩余气体中二氧化碳能反应完,接下来的操作是。(5)要证明反应产物之一为氧气,最为方便的实验方法是。(6)本实验结束后固体产物板结,难以从U形管中取出,为了要证明固体产物中含有碳酸盐,实验时还需要从如下图示仪器和试剂中选择(填字母)。当装置和药品都安装完毕后,接下来的操作步骤是。参考答案1.D解析:生成Fe3O4;铝在常温下与氧气反应形成致密的氧化膜,阻止Al进一步与氧气反应,错误;因为NH3H2O是弱碱,正确;铝
10、的金属活动性小于镁,所以铝不能置换出氧化镁中的镁,错误;过量的氨水与Fe3+、Al3+反应均生成沉淀,错误;Al(OH)3与过量的NaOH溶液反应生成NaAlO2,过滤除去Mg(OH)2,滤液中的NaAlO2与H2O、CO2反应生成Al(OH)3,正确;又掺进了新的杂质Cu2+,错误;生铁中含碳量最高,错误;食品工业上用NaHCO3的主要目的是产生CO2,使糕点膨松,而NaHCO3与碱反应时不会产生CO2,错误。2.A解析:胃酸中的主要成分是盐酸,小苏打(NaHCO3)、氢氧化铝均能与盐酸反应,可用于治疗胃酸过多,A项正确;在Na、Fe形成的氧化物中,Na2O2、Fe3O4不属于碱性氧化物,B
11、项错误;配制Fe2(SO4)3溶液时,应该向溶液中加入少量的硫酸才能防止溶液变浑浊(抑制Fe3+的水解),而用盐酸虽然也能防止溶液变浑浊,但会带来杂质离子(Cl-),C项错误;AlCl3虽然是电解质,但属于共价化合物,其熔融状态下不导电,D项错误。3.A解析:S在O2中燃烧生成SO2,错误;过量的铁与稀硝酸反应得到的最终产物为Fe2+,正确;FeCl3水溶液加热蒸干会发生水解及分解反应,最后得到Fe2O3,错误。4.D解析:加入氯水再加KSCN溶液后呈红色;可能原溶液中有Fe3+也可能是Fe2+被氯水氧化为Fe3+,A项错误;有晶体析出说明S(NaHCO3)S(Na2CO3),B项错误;酚酞溶
12、液中加过量Na2O2,先变红说明Na2O2与H2O反应生成碱,后褪色说明Na2O2具有漂白性,C项错误;黑色的铜丝变红说明CuO变为Cu,酒精灯内焰中有挥发出的乙醇蒸气,D项正确。5.A解析:由图像可知,开始加入HCl时无沉淀生成说明溶液中有OH-,一定不存在与OH-反应的离子:Mg2+、Fe3+、Al3+,之后开始生成沉淀且生成沉淀逐渐增大说明溶液中存在Al、Si,后加盐酸沉淀量不变说明含C;C反应后再加HCl,沉淀逐渐减小到不再改变,进一步证明原沉淀是Al(OH)3和H2SiO3;依据溶液电中性知:K+、Na+中至少有一种。因而一定存在阴离子:OH-、Si、Al、C,A正确;Na+、K+不
13、能确定,故B、C错误。C+2H+CO2+H2O,Al(OH) 3+3H+Al3+3H2O,结合图中所给数据:n(C)nAl(OH)3=(2)(4)=34,故n(C)n(Al)=34,D错误。6.D解析:HCl首先与Al反应:Al+H+H2OAl(OH)3,然后才与C反应:C+H+HC,最后H+与HC反应:HC+H+H2O+CO2,所以a、b、c、d曲线分别表示Al减少、C减少、HC增多、HC减少,b、c曲线的离子反应均为C+H+HC,B项正确;与Al、C反应的盐酸均为50 mL 1 molL-1,可知Al、C均是0.05 mol,生成3.9 g Al(OH)3,C项正确,D项错误。7.C解析:
14、采用极限法进行计算,当m g固体全为铝时,完全反应产生的氢气在标准状况下的体积V=22.4 Lmol-1= L;当m g固体全为铁时,完全反应产生的氢气在标准状况下的体积V=22.4 Lmol-1= L,则实际产生的氢气在标准状况下的体积为 LVb,如果加入相同体积(即a=b)的氢氧化钠溶液,则有部分Al(OH)3沉淀会溶解,得不到相同质量(最多)的沉淀,C项错误;D项,当ab时Al(OH)3沉淀会逐渐溶解至消失,但Fe(OH)2沉淀及其被氧化产生的Fe(OH)3沉淀不溶解消失,D项正确。8.答案:(1)Fe2O3+6H+2Fe3+3H2O(2)防止铁屑在空气中被氧化(3)Fe2O3(4)4F
15、e+N+10H+4Fe2+N+3H2O(5)活性炭的添加使其和铁构成了无数个微小的铁碳原电池,加快了反应速率,其次活性炭吸附生成物N、OH-,能降低水中的N和OH-的浓度(6)C+H2OHC+OH-增大了溶液的pH会降低脱氮效果;Fe2+CFeCO3覆盖在反应物的表面阻止反应进行9.答案:(1)加热、适当增加盐酸浓度(任意一个)SrCO3+2H+Sr2+CO2+H2O(2)BE(3)Fe(OH)3、BaSO4(4)A(5)饱和氯化锶溶液解析:(1)影响速率的因素:温度、浓度、催化剂、接触面积、压强等。SrCO3与盐酸反应类比BaCO3与盐酸。(2)加入H2O2后Fe2+转变为Fe3+,因而调p
16、H至3.7使Fe3+沉淀完全。为不引入杂质离子,选用试剂为Sr(OH)2粉末。(3)加入H2SO4得BaSO4沉淀,加H2O2溶液调pH得Fe(OH)3沉淀。(4)SrCl26H2O晶体61 开始失去结晶水,因而热风吹干应控制温度低于61 。10.答案:(1)增大过氧化钠和二氧化碳的接触面,使反应完全(2)淡黄色粉末渐渐变白(3)该反应为放热反应,使反应后气体温度升高,体积变大(4)将注射器2中气体再推入U形管,反复数次(5)打开胶塞,立即将带有火星的木条伸入U形管中,木条复燃(6)DEA(或DEC)关闭K1、K4止水夹,打开K2、K3止水夹;打开分液漏斗活塞将稀盐酸滴入U形管中,观察试管内Ca(OH)2溶液是否变浑浊
