1、第10讲金属元素及其化合物(时间：45分钟分值：100分)一、单项选择题(共5个小题，每小题3分，共15分)1下列说法正确的是()。A过氧化钠、烧碱、纯碱分别属于碱性氧化物、碱、盐BCu、Al、Na可以分别用热还原法、热分解法和电解冶炼C在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解；再加入KNO3固体，铜粉可以溶解D除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，可加入Cu解析A项，Na2O2不是碱性氧化物；B项，Na、Al均用电解冶炼法；D项，引入新杂质Cu2。答案C2(2013广东汕头三模，7)下列类推正确的是()。ACaCO3与稀硝酸反应生成CO2，CaSO3也能与稀硝酸反应生成SO2B铜在氯气中剧烈燃烧生成二
2、价铜，铜也能在硫蒸气中剧烈燃烧生成二价铜C锌可以与溶液中的银离子发生置换反应，钠也能与溶液中的银离子发生置换反应D钠与乙醇反应产生氢气，钾与乙醇也能反应产生氢气解析本题考查物质的化学性质，意在考查考生的知识迁移能力及相似知识的辨析能力。稀硝酸具有强氧化性，能将CaSO3氧化为硫酸钙，A项错；硫的氧化性小于氯气的氧化性，铜与硫蒸气反应生成1价铜，B项错；钠在溶液中先与水反应，不能置换溶液中的金属离子，C项错；钠、钾均能与乙醇反应生成氢气，D项正确。答案D3(2013苏锡常镇一调)某A族元素是自然界存在最广泛的元素，常以化合物F存在，从其单质A起始发生的一系列化学反应如图所示。下列说法正确的是()
3、。A反应、中H2O均是还原剂B工业上常用C的悬浊液与Cl2反应制取漂白粉CD与H溶液反应后所得溶液的溶质成分有三种可能D电解F与盐酸反应后的溶液以制取单质A解析A族元素有Be、Mg、Ca等，由在自然界中广泛存在可知是Ca，则B为H2，E为NaH，H为NaOH，C为Ca(OH)2，由F在1000 分解且是钙常见化合物，可知F为CaCO3。在反应、中均有H2生成，H2O均作氧化剂，A错误；工业上制漂白粉是用Ca(OH)2悬浊液和Cl2反应制得，B项正确；NaOH与CO2反应溶液的组成可能为：NaOH和Na2CO3、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3四种可能，C错误；钙是活泼金属
4、不能通过电解溶液获得，D错误。答案B4(2013盐城二调，7)下列是部分矿物资源的利用及产品流程，有关说法不正确的是()。A粗铜电解精炼时，粗铜做阳极B生产铝、铜、高纯硅及玻璃过程中都涉及氧化还原反应C黄铜矿冶铜时，副产物SO2可用于生产硫酸，FeO可用做冶铁的原料D粗硅制高纯硅时，提纯四氯化硅可用多次分馏的方法解析电解精炼铜时，粗铜作阳极，发生氧化反应，A正确；制备单质时涉及氧化还原反应，制玻璃的反应是SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2和SiO2CaCO3CaSiO3CO2，均不属于氧化还原反应，B错误；SO2可以转化成SO3，进而生成H2SO4，FeO与CO在高温下可生成Fe，C正确
5、；制备硅的过程中，利用沸点不同进行分馏，将SiCl4从杂质中提取出来，再与H2发生置换反应得到高纯硅，D正确。答案B5下列转化关系在给定条件下不能实现的是()。SiSiO2H2SiO3浓盐酸Cl2漂粉精N2NO2NOCaCl2CaCO3CaOBa(NO3)2BaSO4BaCO3A B C D解析中，SiO2难溶于水，错。中，实验室用MnO2和浓盐酸反应制Cl2时需加热，错。中，N2和O2在放电条件下生成的物质为NO，错。中，向CaCl2溶液中通入CO2不能发生化学反应，错。答案D二、不定项选择题(共3个小题，每小题6分，共18分)6(2013湖南高三十二校联考一模，14)下列反应的离子方程式正
6、确的是()。A稀硫酸与铁反应：2Fe6H=2Fe33H2B2 molL1的AlCl3溶液和7 molL1的NaOH溶液等体积均匀混合：2Al37OH=Al(OH)3AlO2H2OCBa(OH)2溶液中加入少量的NaHSO4溶液：Ba22OH2HSO=BaSO42H2ODNaHCO3的水解：HCOH2OCOH3O解析稀硫酸与铁反应不能生成Fe3，应该生成Fe2，A错误；2 mol Al3与7 mol OH反应，生成1 mol Al(OH)3和1 mol AlO，B正确；Ba(OH)2溶液中加入少量的NaHSO4溶液，离子方程式应为Ba2OHHSO=BaSO4H2O，C错误；NaHCO3的水解方程
7、式为HCOH2OH2CO3OH，D错误。答案B7(2013苏北四市二调)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：下列叙述正确的是()。A试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸B反应、过滤后所得沉淀为氢氧化铁C图中所示转化反应都不是氧化还原反应D反应的化学方程式为NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3解析本题以流程图为载体，考查了实验基础、氧化还原反应和化学方程式的书写。由后续流程可知，反应中试剂X的作用是将铝元素转移到溶液中，从而与Fe2O3分离。由于Al2O3属于两性氧化物，而Fe2O3属于碱性氧化物，所以应选用氢氧化钠溶液溶解Al
8、2O3，A、B均错误；流程最后一步电解Al2O3制取Al时元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，C项错误；由反应分析，溶液乙的溶质是NaAlO2；反应的产物是Al(OH)3和NaHCO3，说明通入物质不仅含有碳元素，而且在水中显酸性，Y是CO2。根据原子守恒，反应的化学方程式为NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3，D项正确。答案D8(2013连云港调研)海水是重要的资源。可以制备一系列物质(见图)。下列说法正确的是()。A步骤中，应先通NH3，再通CO2B步骤可将MgCl26H2O晶体在空气中直接加热脱水C步骤、反应中，溴元素均被氧化D除去粗盐中的SO、Ca2、Mg2等杂质，
9、加入试剂及相关操作顺序可以是：NaOH溶液BaCl2溶液Na2CO3溶液过滤盐酸 解析A项，步骤为侯氏制碱法，由于NH3的溶解度比CO2大，故应先通NH3，再通CO2溶液中才能含有大量的碳元素，才能得到大量的NaHCO3，正确；MgCl26H2O直接加热脱水时，Mg2水解生成HCl挥发出去，促进水解进行到底，得到Mg(OH)2。所以晶体加热脱水必须不断通入HCl，抑制水解，B项错；C项，步骤中，Br化合价降低，被还原，错；D项，加NaOH能除去Mg2，加Ba2能除去SO，再加入Na2CO3可以除去Ca2以及过量的Ba2，过滤后加入盐酸可以除去多余的CO和OH，正确。答案AD三、非选择题(共4个
10、小题，共67分)9(2013徐州宿迁三摸，16)(18分)某研究小组利用工业生产钛白粉产生的废液(含有大量的Fe2、H、SO和少量的Fe3、TiO2)生产乳酸亚铁，其工艺流程如下：(1)反应中，铁屑与TiO2反应的离子方程式为2TiO2Fe4H2Ti3Fe22H2O，该反应的平衡常数表达式为K_。(2)反应需控制反应温度低于35 ，其目的是_，该反应的化学方程式是_。检验溶液A中是否含Fe2的实验操作方法是_。(3)已知：FeCO3(s)Fe2(aq)CO(aq)，试用平衡移动原理解释反应中生成乳酸亚铁的原因_。(4)结晶过程必须控制在一定的真空度条件下进行，原因是_。解析(1)由反应关系可写
11、出反应2TiO2Fe4H2Ti3Fe22H2O的平衡常数表达式为K。(2)反应需要控制反应温度低于35 的目的是防止碳酸氢铵分解，减少Fe2的水解，由反应物和主要产物可写出反应的化学方程式为FeSO42NH4HCO3=FeCO3CO2(NH4)2SO4H2O；检验溶液中是否有Fe2可以先加硫氰化物溶液，然后加合适的氧化剂，看溶液是否变为血红色。(3)碳酸亚铁溶液中存在沉淀溶解平衡，其中的CO和乳酸反应，使碳酸亚铁的溶解平衡向溶解方向移动，生成乳酸亚铁。(4)由于Fe2易被氧化，真空可以防止Fe2被氧化，同时有利于水分蒸发有利于晶体结晶。答案(1)(2)防止NH4HCO3分解(或减少Fe2的水解
12、)FeSO42NH4HCO3=FeCO3H2OCO2(NH4)2SO4取少量溶液A于试管中，滴入KSCN溶液，无明显现象，再滴入氯水或H2O2，溶液呈血红色，证明有Fe2，反之，不含有Fe2(3)CO与乳酸反应，其浓度降低，使平衡向右移动，碳酸亚铁溶解得到乳酸亚铁(4)有利于水的蒸发、防止Fe2被氧化10(2013江苏化学，16)(15分)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：菱镁矿MgO(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为_。(2)加入H2O2氧化时，发生反应的
13、化学方程式为_。(3)滤渣2的成分是_(填化学式)。(4)煅烧过程存在以下反应：2MgSO4C2MgO2SO2CO2MgSO4CMgOSO2COMgSO43CMgOS3CO利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。D中收集的气体是_(填化学式)。B中盛放的溶液可以是_(填字母)。aNaOH溶液 bNa2CO3溶液c稀硝酸 dKMnO4溶液A中得到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应，产物中元素的最高价态为4，写出该反应的离子方程式：_。解析(1)MgCO3微溶于水写离子方程式时不能拆成离子形式，硫酸是强酸能拆成离子形式。(2)由于菱镁矿中含有FeCO3，所以溶液中存在FeSO4，要除去杂
14、质Fe2可先将其氧化成Fe3，再调节pH除去，因此H2O2是氧化剂，发生反应：2FeSO4H2O2H2SO4=Fe2(SO4)32H2O。(3)用氨水调节pH4除去Fe3，滤渣2为Fe(OH)3。(4)题目中要求利用图中装置进行气体的分步吸收或收集。煅烧后存在四种气体：S、SO2、CO2和CO。由可知A中得淡黄色固体，即S，B吸收SO2，C吸收CO2，D中收集CO。B吸收SO2但不吸收CO2，可选用KMnO4溶液，注意不能用NaOH溶液或Na2CO3溶液，因为它们吸收SO2的同时也吸收CO2，题目要求是分步吸收。中发生S与热的NaOH溶液反应，产生4价硫的化合物即Na2SO3，说明另外有硫元素
15、的化合价降低，即有2价硫的化合物生成，其离子方程式为：3S6OH2S2SO3H2O。答案(1)MgCO32H=Mg2CO2H2O(2)2FeSO4H2O2H2SO4=Fe2(SO4)32H2O(3)Fe(OH)3(4)COd3S6OH2S2SO3H2O11(2013广东理综，12)(18分)银铜合金广泛用于航空工业，从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：(注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450 和80 。)(1)电解精炼银时，阴极反应式为_；滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学反应方程式为_。(2)固体混合物B的组成为_；在生
16、成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为_。(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：_CuO_Al2O3_CuAlO2_。(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0 kg废料中的铜可完全转化为_ mol CuAlO2，至少需要1.0 molL1的Al2(SO4)3溶液_ L。(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是_、过滤、洗涤和干燥。解析(1)电解精炼Ag时，粗银作阳极，纯银作阴极，含有Ag的电解质溶液作为电解液，所以阴极反应式为Age=Ag，滤渣Ag与稀HNO3反应生成NO，NO被O2氧化生成NO2，方程式为2NO
17、O2=2NO2。(2)NaOH溶液与Al2(SO4)3、CuSO4反应生成Al(OH)3沉淀和Cu(OH)2沉淀，若NaOH过量，Al(OH)3沉淀溶解，离子方程式为Al(OH)3OH=AlO2H2O。(3)由于在反应前后，Cu的化合价降低，CuO作氧化剂，所以失电子的只能是O2，被氧化成O2，利用得失电子守恒配平。(4)4Cu4CuO2Al2O32Al2(SO4)34CuAlO2即2CuAl2(SO4)32CuAlO2n(Cu)50 mol所以可完全转化生成50 mol CuAlO2，至少需要Al2(SO4)3的体积为25.0 L。(5)由于胆矾带有结晶水，为防止失去结晶水，应采取加热浓缩、
18、冷却结晶的方法。答案(1)Age=Ag2NOO2=2NO2(2)Al(OH)3、Cu(OH)2Al(OH)3OH=AlO2H2O(3)424O2(4)5025(5)蒸发浓缩、冷却结晶12(创新预测题)(16分)Co(OH)2在空气中加热时，固体残留率随温度的变化如图所示。 钴的有关性质如下：Co(OH)2具有两性。钴的主要物理、化学参数与铁、镍接近，属铁族元素。结合以上信息试回答下列问题：(1)Co(OH)2的制备是在CoCl2溶液中加稍过量的氨水，不用NaOH溶液的原因是_(用化学方程式表示)。制得的Co(OH)2不宜在空气中长期放置，会被空气中的O2氧化，化学方程式为_。(2)如图，已知钴
19、的氢氧化物加热至290 时已完全脱水，则1000 时，剩余固体的成分为_(填化学式)；在290500 范围内，发生的反应的化学方程式为_。(3)已知常温下，在0.10 molL1 CoCl2溶液中加入氨水充分搅拌，有Co(OH)2沉淀生成，当溶液的pH8时，c(Co2)_molL1(KspCo(OH)21.61015)。常温下反应Co22H2OCo(OH)22H的平衡常数为_。解析(1)类似于Al(OH)3溶于NaOH，注意Co显2价；钴类似于铁，可知Co(OH)2在空气中被氧化，类似于Fe(OH)2被氧化。(2)由于Co有2、3价，原始为Co(OH)2，相对分子质量为93；剩余固体若为CoO
20、，则固体残留率100% 80.65%(C点)；剩余固体若为Co2O3，则固体残留率为100%89.25%(A点)，B点介于两者之间，2价与3价均有，联想Fe的氧化物，可能为Co3O4，此时固体残留率为100%86.38%(B点)。AB段发生反应是Co2O3生成Co3O4。(3) 由KspCo(OH)21.61015c(Co2)c2(OH)c(Co2)(106)2 。得c(Co2)1.6103 molL1。反应Co22H2OCo(OH)22H的平衡常数K6.251014。答案(1)Co(OH)22NaOH=Na2CoO22H2O4Co(OH)2O22H2O=4Co(OH)3(2)CoO6Co2O34Co3O4O2(3)1.61036.251014