高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題能力訓(xùn)練4 常見金屬及其重要化合物（含解析）-人教版高三化學(xué)試題

專題能力訓(xùn)練四常見金屬及其重要化合物(時(shí)間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(共6小題,每小題7分,共42分。每小題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意)1.(2019武漢高三聯(lián)考)下列有關(guān)金屬的說法錯(cuò)誤的是()A.氧化膜的形成使得性質(zhì)活潑的金屬鋁成為一種應(yīng)用廣泛的金屬材料B.鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬,也有人說“21世紀(jì)將是鈦的世紀(jì)”C.在合金中加入適量稀土元素,能大大改善合金的性能。因此,稀土元素又被稱為冶金工業(yè)的維生素D.出土的古代銅制品往往覆蓋著一層銅綠,主要成分是CuCO3答案:D解析:銅綠主要成分是Cu2(OH)2CO3,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.金屬是一類重要的材料,人類的日常生活、生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)、科研、科技等領(lǐng)域都離不開金屬。下列關(guān)于金屬Na、Al、Fe及其化合物的說法正確的是()A.小蘇打、氫氧化鋁均可用于治療胃酸過多B.Na、Fe形成的氧化物均能與強(qiáng)酸反應(yīng),均屬于堿性氧化物C.配制Fe2(SO4)3溶液時(shí),向溶液中加入少量的鹽酸能防止溶液變渾濁D.AlCl3是一種電解質(zhì),工業(yè)上直接用于電解冶煉金屬鋁答案:A解析:胃酸中的主要成分是鹽酸,小蘇打(NaHCO3)、氫氧化鋁均能與鹽酸反應(yīng),可用于治療胃酸過多,A項(xiàng)正確;在Na、Fe形成的氧化物中,Na2O2、Fe3O4不屬于堿性氧化物,B項(xiàng)錯(cuò)誤;配制Fe2(SO4)3溶液時(shí),應(yīng)該向溶液中加入少量的硫酸防止溶液變渾濁(抑制Fe3+的水解),而用鹽酸雖然也能防止溶液變渾濁,但會(huì)帶來雜質(zhì)離子(Cl-),C項(xiàng)錯(cuò)誤;AlCl3雖然是電解質(zhì),但屬于共價(jià)化合物,其熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.(2018全國Ⅰ)磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)電池是新能源汽車的動(dòng)力電池之一。采用濕法冶金工藝回收廢舊磷酸亞鐵鋰電池正極片中的金屬,其流程如下:下列敘述錯(cuò)誤的是()A.合理處理廢舊電池有利于保護(hù)環(huán)境和資源再利用B.從“正極片”中可回收的金屬元素有Al、Fe、LiC.“沉淀”反應(yīng)的金屬離子為Fe3+D.上述流程中可用硫酸鈉代替碳酸鈉答案:D解析:合理處理廢舊電池符合綠色化學(xué)的要求,也符合可持續(xù)發(fā)展的理念,A項(xiàng)正確;從流程圖中可以看出,金屬元素Li、Al、Fe都得到了回收,B項(xiàng)正確;含Li、P、Fe等的濾液中含有Fe3+,因此向含有Li、P、Fe等的濾液中加堿液,可得到Fe(OH)3沉淀,C項(xiàng)正確;Li2CO3為微溶物,而Li2SO4為可溶物,所以流程中不能用硫酸鈉代替碳酸鈉,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.下列實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象、結(jié)論均正確的是()選項(xiàng)操作可能的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論A向某溶液中先滴加少量氯水再滴加KSCN溶液溶液變?yōu)榧t色溶液中一定含有Fe3+B向飽和Na2CO3溶液中通CO2有晶體析出溶解度:NaHCO3>Na2CO3C向酚酞溶液中加入過量Na2O2溶液先變紅后褪色Na2O2與水反應(yīng)生成的堿有漂白性D將表面氧化的銅絲從酒精燈的外焰慢慢移向內(nèi)焰黑色的銅絲變紅CuO被內(nèi)焰中的乙醇蒸氣還原答案:D解析:加入氯水再加KSCN溶液后呈紅色,可能原溶液中有Fe3+也可能是Fe2+被氯水氧化為Fe3+,A項(xiàng)錯(cuò)誤;有晶體析出說明S(NaHCO3)<S(Na2CO3),B項(xiàng)錯(cuò)誤;酚酞溶液中加過量Na2O2,先變紅說明Na2O2與H2O反應(yīng)生成堿,后褪色說明Na2O2具有漂白性,C項(xiàng)錯(cuò)誤;黑色的銅絲變紅說明CuO變?yōu)镃u,酒精燈內(nèi)焰中有揮發(fā)出的乙醇蒸氣,D項(xiàng)正確。5.某同學(xué)采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考慮其他雜質(zhì))制備七水合硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O),設(shè)計(jì)了如下流程:下列說法不正確的是()A.溶解燒渣選用足量硫酸,試劑X選用鐵粉B.固體1中一定有SiO2,控制pH是為了使Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3進(jìn)入固體2C.從溶液2得到FeSO4·7H2O產(chǎn)品的過程中,須控制條件防止其氧化和分解D.若改變方案,在溶液1中直接加NaOH溶液至過量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液經(jīng)結(jié)晶分離也可得到FeSO4·7H2O答案:D解析:因?yàn)橐迫×蛩醽嗚F,故用的酸為硫酸,溶液中含有的是Fe3+,故加入鐵粉后,將Fe3+全部轉(zhuǎn)變成Fe2+,A項(xiàng)正確;燒渣中加入酸后,SiO2不能溶解,故在固體1中一定含有SiO2,加入試劑X后的溶液中主要含有Fe2+和Al3+,故控制pH的目的主要是使Al3+全部轉(zhuǎn)變成沉淀而除去,B項(xiàng)正確;因Fe2+具有較強(qiáng)的還原性,故應(yīng)防止其被氧化,所得晶體中含有結(jié)晶水,故應(yīng)防止晶體分解失水,C項(xiàng)正確;溶液1中主要含有Fe3+、Al3+,加入過量的NaOH溶液后,得到的沉淀為Fe(OH)3,加入硫酸溶解,所得溶液經(jīng)過結(jié)晶后得到的是硫酸鐵晶體而不是FeSO4·7H2O,D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.某溶液中可能含有較多的H+、NH4+、Mg2+、Al3+、Fe3+、CO32-、SO42A.溶液中的陽離子只有H+、Mg2+、Al3+B.溶液中n(NH4C.溶液中一定不含CO32-,可能含有SD.n(H+)∶n(Al3+)∶n(Mg2+)=1∶1∶1答案:B解析:由①知溶液中一定含有大量的H+,一定沒有CO32-、NO3-;由②知溶液中一定含有Mg2+、Al3+,一定沒有Fe3+,由圖像可知溶液中還一定含有NH4+,且n(NH4+)=0.7mol-0.5mol=0.2mol,n(H+)=0.1mol,n(Al3+)=0.8mol-0.7mol=0.1mol,沉淀Al3+、Mg2+共消耗0.4molOH-,其中沉淀Al3+消耗0.3molOH-,沉淀Mg2+消耗0.1molOH-二、非選擇題(共3小題,共58分)7.(18分)鈉的化合物在自然界廣泛存在,并有重要用途。(1)過氧化鈉是鈉的氧化物,寫出過氧化鈉中陰離子的電子式:。

(2)把一定量過氧化鈉和未知量碳酸氫鈉混合物放置在密閉體系中,充分加熱后,排出氣體,固體殘留物中一定含有的物質(zhì)是(寫化學(xué)式)。

(3)工業(yè)上可采取金屬鈉氧化法制取過氧化鈉,其流程如下:NaNa2ONa2O2如果把一定質(zhì)量的過氧化鈉按下列流程處理:78gNa2O2222gA(固體)寫出A物質(zhì)的化學(xué)式:。

(4)熔融態(tài)的過氧化鈉是非常好的氧化劑,可用于工業(yè)上氧化FeSO4制高鐵酸鈉(Na2FeO4)(稱為干法制備),干法制備中每1molFeSO4參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移4mol電子,產(chǎn)物中還有氧氣生成。寫出干法制取高鐵酸鈉的化學(xué)方程式:。

答案:(1)[··(2)Na2CO3(3)Na2O2·8H2O(4)FeSO4+4Na2O2Na2FeO4+2Na2O+Na2SO4+O2↑解析:(2)NaHCO3無論量多少,分解生成的CO2優(yōu)先與Na2O2反應(yīng),肯定有Na2CO3生成。(3)Na2O2與水蒸氣反應(yīng)只生成A,應(yīng)為Na2O2的結(jié)晶水合物,所以結(jié)晶水的物質(zhì)的量=222g-78g18g·mol-8.(20分)工業(yè)上用難溶于水的碳酸鍶(SrCO3)粉末為原料(含少量鋇和鐵的化合物)制備高純六水氯化鍶晶體(SrCl2·6H2O),其過程為:已知:Ⅰ.有關(guān)氫氧化物沉淀的pH:氫氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2開始沉淀的pH1.56.5沉淀完全的pH3.79.7Ⅱ.SrCl2·6H2O晶體在61℃時(shí)開始失去結(jié)晶水,100℃時(shí)失去全部結(jié)晶水。(1)操作①需要增大反應(yīng)速率,措施有充分?jǐn)嚢韬?寫一種)。碳酸鍶與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為。

(2)在步驟②~③的過程中,將溶液的pH由1調(diào)節(jié)至;宜用的試劑為。

A.1.5 B.3.7 C.9.7 D.氨水E.氫氧化鍶粉末 F.碳酸鈉晶體(3)操作③中所得濾渣的主要成分是(填化學(xué)式)。

(4)工業(yè)上用熱風(fēng)吹干六水氯化鍶,適宜的溫度是。

A.50~60℃ B.80~100℃ C.100℃以上(5)步驟⑥宜選用的無機(jī)洗滌劑是。

答案:(1)加熱、適當(dāng)增大鹽酸濃度(任意一個(gè))SrCO3+2H+Sr2++CO2↑+H2O(2)BE(3)Fe(OH)3、BaSO4(4)A(5)飽和氯化鍶溶液解析:(1)影響速率的因素:溫度、濃度、催化劑、接觸面積、壓強(qiáng)等。SrCO3與鹽酸反應(yīng)類比BaCO3與鹽酸。(2)加入H2O2后Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3+,因而調(diào)pH至3.7使Fe3+沉淀完全。為不引入雜質(zhì)離子,選用試劑為Sr(OH)2粉末。(3)加入H2SO4得BaSO4沉淀,加H2O2溶液調(diào)pH得Fe(OH)3沉淀。(4)SrCl2·6H2O晶體61℃開始失去結(jié)晶水,因而熱風(fēng)吹干應(yīng)控制溫度低于61℃。9.(20分)某小組在驗(yàn)證反應(yīng)“Fe+2Ag+Fe2++2Ag”的實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)到Fe3+,發(fā)現(xiàn)和探究過程如下。向硝酸酸化的0.05mol·L-1硝酸銀溶液(pH≈2)中加入過量鐵粉,攪拌后靜置,燒杯底部有黑色固體,溶液呈黃色。(1)檢驗(yàn)產(chǎn)物:①取少量黑色固體,洗滌后,(填操作和現(xiàn)象),證明黑色固體中含有Ag。②取上層清液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,說明溶液中含有。

(2)針對(duì)“溶液呈黃色”,甲認(rèn)為溶液中有Fe3+,乙認(rèn)為鐵粉過量時(shí)不可能有Fe3+,乙依據(jù)的原理是(用離子方程式表示)。針對(duì)兩種觀點(diǎn)繼續(xù)實(shí)驗(yàn):

①取上層清液,滴加KSCN溶液,溶液變紅,證實(shí)了甲的猜測(cè)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生,且溶液顏色變淺、沉淀量多少與取樣時(shí)間有關(guān),對(duì)比實(shí)驗(yàn)記錄如下:序號(hào)取樣時(shí)間/min現(xiàn)象ⅰ3產(chǎn)生大量白色沉淀;溶液呈紅色ⅱ30產(chǎn)生白色沉淀;較3min時(shí)量小;溶液紅色較3min時(shí)加深ⅲ120產(chǎn)生白色沉淀;較30min時(shí)量小;溶液紅色較30min時(shí)變淺(資料:Ag+與SCN-反應(yīng)生成白色沉淀AgSCN)②對(duì)Fe3+產(chǎn)生的原因作出如下假設(shè):假設(shè)a:可能是鐵粉表面有氧化層,能產(chǎn)生Fe3+;假設(shè)b:空氣中存在O2,由于(用離子方程式表示),可產(chǎn)生Fe3+;

假設(shè)c:酸性溶液中NO3-具有氧化性,可產(chǎn)生Fe假設(shè)d:根據(jù)現(xiàn)象,判斷溶液中存在Ag+,可產(chǎn)生Fe3+。

③下列實(shí)驗(yàn)Ⅰ可證實(shí)假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3+的主要原因。實(shí)驗(yàn)Ⅱ可證實(shí)假設(shè)d成立。實(shí)驗(yàn)Ⅰ:向硝酸酸化的溶液(pH≈2)中加入過量鐵粉,攪拌后靜置,不同時(shí)間取上層清液滴加KSCN溶液,3min時(shí)溶液呈淺紅色,30min后溶液幾乎無色。

實(shí)驗(yàn)Ⅱ:裝置如圖。其中甲溶液是,操作及現(xiàn)象是。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,結(jié)合方程式推測(cè)實(shí)驗(yàn)ⅰ~ⅲ中Fe3+濃度變化的原因:。答案:(1)①加硝酸加熱溶解固體,再滴加稀鹽酸,產(chǎn)生白色沉淀②Fe2+(2)2Fe3++Fe3Fe2+②4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O加入KSCN溶液后產(chǎn)生白色沉淀③0.05mol·L-1NaNO3FeSO4溶液分別取電池工作前與工作一段時(shí)間后左側(cè)燒杯中溶液,同時(shí)滴加KSCN溶液,后者紅色更深(3)溶液中存在反應(yīng):①2Ag++FeFe2++2Ag,②Ag++Fe2+Fe3++Ag,③Fe+2Fe3+3Fe2+。反應(yīng)開始時(shí),c(Ag+)大,以反應(yīng)①、②為主,c(Fe3+)增大。約30min后,c(Ag+)小,以反應(yīng)③為主,c(Fe3+)減小解析:(1)①黑色固體是Fe與Ag的混合物,檢驗(yàn)Ag可先用硝酸在加熱條件下溶解固體,再滴加稀鹽酸檢驗(yàn)溶液中的Ag+即可。②K3[Fe(CN)6]溶液可用于檢驗(yàn)Fe2+,現(xiàn)象是產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。(2)Fe和Fe3+可發(fā)生反應(yīng):Fe+2Fe3+3Fe2+。②假設(shè)b:空氣中的O2可氧化Fe2+,反應(yīng)為4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O。假設(shè)d:取上層清液,滴加KSCN溶液產(chǎn)生白色沉淀,結(jié)合題給資料:Ag+與SCN-生成白色沉淀AgSCN,可判斷溶液中存在Ag+,Ag+可氧化Fe2+生成Fe3+。③實(shí)驗(yàn)Ⅰ:根據(jù)前后信息可知,所做實(shí)驗(yàn)中加入物質(zhì)要與硝酸酸化的0.05mol·L-1AgNO3溶液(pH≈2)作對(duì)比,所以可以選