【創(chuàng)新設計】2021高考化學(江西專用)二輪專題提升練：第10講-金屬單質(zhì)及其化合物(含新題及解析)

第10講金屬單質(zhì)及其化合物一、小題對點練一、鈉及其重要化合物1．下列說法不正確的是 ()。 A．碳酸氫鈉常用于治療胃酸過多癥 B．切開的金屬Na暴露在空氣中，光亮表面會漸漸變暗 C．發(fā)酵粉中主要含有碳酸氫鈉，能使焙制出的糕點疏松多孔 D．金屬鈉著火時，可以使用泡沫滅火器來滅火 解析Na燃燒生成Na2O2能與CO2反應生成O2，Na與H2O反應生成H2，H2能燃燒，O2能助燃，因此Na失火時不能用泡沫滅火器滅火。 答案D2．下列類比關系正確的是 ()。 A．鈉與氧氣在不同條件下反應會生成兩種不同的氧化物，則Li與氧氣反應也能生成Li2O或Li2O2 B．Na2O2與CO2反應生成Na2CO3和O2，則Na2O2與SO2反應也生成Na2SO3和O2 C．Fe與Cl2反應生成FeCl3，則Fe與I2反應可生成FeI3 D．Al與Fe2O3能發(fā)生鋁熱反應，則Al與MnO2也能發(fā)生鋁熱反應 解析A項中Li與氧氣反應只能生成一種氧化物Li2O；B項中具有氧化性的Na2O2與具有還原性的SO2反應可生成Na2SO4；C項中Fe與I2反應生成FeI2，由于碘的氧化性不夠強。 答案D3．肯定量的Na2O2與CO2反應后的固體物質(zhì)41.8g，恰好與1L1mol·L－1的稀鹽酸完全反應，下列說法正確的是 () A．41.8g固體物質(zhì)為Na2CO3 B．41.8g固體物質(zhì)為0.1molNa2CO3和0.4molNa2O2的混合物 C．41.8g固體物質(zhì)為31.2gNaHCO3和10.6gNa2CO3的混合物 D．肯定量的Na2O2為78g 解析假如41.8g固體全為Na2CO3，即0.39mol，則其不行能恰好與1L1mol·L－1的稀鹽酸完全反應，A錯誤；依據(jù)鈉離子守恒，知B符合題意；Na2O2與CO2反應不行能生成碳酸氫鈉，即C錯誤；依據(jù)鈉離子守恒，可求出肯定量的Na2O2為0.5mol，即39g，所以D錯誤。 答案B二、鋁及其重要化合物4．工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，含F(xiàn)e2O3等雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下： 下列推斷正確的是 ()。 A．試劑X為稀硫酸 B．反應Ⅱ的離子方程式為CO2＋AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3) C．反應Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的反應類型完全相同 D．反應Ⅰ所得的沉淀無任何價值 解析選項A，試劑X應是NaOH溶液。選項B，溶液乙中含有AlOeq\o\al(－,2)，AlOeq\o\al(－,2)與過量CO2、H2O反應生成Al(OH)3沉淀，正確。選項C，反應Ⅰ、Ⅱ是復分解反應，反應Ⅲ是分解反應，反應Ⅳ是電解Al2O3生成Al，該反應有電子轉(zhuǎn)移，是氧化還原反應。選項D，反應Ⅰ所得沉淀的主要成分為Fe2O3，經(jīng)提純后可用作顏料或冶鐵等。 答案B5．(2022·合肥聯(lián)考)向肯定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，生成沉淀Al(OH)3的量隨AlCl3加入量的變化關系如圖所示。則下列離子組在對應的溶液中肯定能大量共存的是 ()。 A．a(chǎn)點對應的溶液中：Na＋、Fe3＋、SOeq\o\al(2－,4)、HCOeq\o\al(－,3) B．b點對應的溶液中：Na＋、S2－、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－ C．c點對應的溶液中：Ag＋、Ca2＋、NOeq\o\al(－,3)、F－ D．d點對應的溶液中：K＋、NHeq\o\al(＋,4)、I－、COeq\o\al(2－,3) 解析向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液時，發(fā)生反應Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O,3AlOeq\o\al(－,2)＋Al3＋＋6H2O=4Al(OH)3↓。a點時溶液中有大量的OH－，A項中的Fe3＋、HCOeq\o\al(－,3)不能大量存在。b點時溶質(zhì)為NaCl和NaAlO2，B項中的全部離子可以大量共存。c點時溶質(zhì)為NaCl，C項中的Ag＋不能大量存在，且F－和Ca2＋因能生成難溶的CaF2也不能大量共存。d點時溶質(zhì)為NaCl和AlCl3，Al3＋與D項中的COeq\o\al(2－,3)因發(fā)生相互促進的水解反應而不能大量共存。 答案B三、鐵、銅及其重要化合物6．Fe、Cu都是重要的金屬元素。下列說法正確的是 ()。 A．兩者的單質(zhì)放置在空氣中均只生成氧化物 B．兩者的單質(zhì)都能與稀硫酸反應產(chǎn)生氫氣 C．常溫條件下，兩種金屬都能溶解于濃硝酸中 D．制備FeCl3、CuCl2，均不能接受將其溶液直接蒸干的方法 解析Cu放置在空氣中可生成Cu2(OH)2CO3，A項錯誤；銅為不活潑金屬，不能與稀硫酸反應生成氫氣，B項錯誤；常溫下，濃硝酸能夠使鐵鈍化，C項錯誤；直接蒸干FeCl3、CuCl2溶液得到的固體分別是Fe(OH)3、Cu(OH)2，D項正確。 答案D7．(2022·衡水二模)部分氧化的Fe-Cu合金樣品(氧化產(chǎn)物為Fe2O3、CuO)共5.76g，經(jīng)如下處理： 下列說法正確的是 ()。 A．濾液A中的陽離子為Fe2＋、Fe3＋、H＋ B．樣品中Fe元素的質(zhì)量為2.24g C．樣品中CuO的質(zhì)量為4.0g D．V＝896mL 解析依據(jù)題意，3.2g濾渣肯定是銅，而銅與Fe3＋不共存，故A中無Fe3＋則A項錯誤；最終的3.2g固體為Fe2O3，其中Fe元素的質(zhì)量為2.24g，B項正確；樣品中Cu元素和O元素共5.76g－2.24g＝3.52g，則C項錯誤；2.24gFe元素不行能全是單質(zhì)，故標準狀況下生成的H2的體積小于896mL，D項錯誤。答案B二、大題沖關練8．某化學愛好小組對二氧化碳與氫氧化鈉反應后溶液中的溶質(zhì)進行如下探究：向300mL1mol/L的NaOH溶液中通入肯定量CO2，充分反應后將溶液蒸發(fā)結(jié)晶，得到肯定量的白色固體。 (1)該愛好小組依據(jù)NaOH與CO2的反應，認為該白色固體的組成可能有以下幾種狀況：______、______、______、Na2CO3和NaHCO3。 (2)當通入標準狀況下CO2的體積為2.24L時，該白色固體的組成為________________________________(填寫物質(zhì)的化學式及對應質(zhì)量)。 ①請設計試驗方案進行試驗驗證。限選試驗試劑：1mol·L－1HCl溶液、1mol·L－1MgCl2溶液、0.5mol·L－1BaCl2溶液、1mol·L－1Ba(OH)2溶液、甲基橙試液、酚酞試液。(步驟可不填滿也可增加)試驗步驟預期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1：步驟2：步驟3： ②將該白色固體配成溶液，向溶液中滴加1mol·L－1的鹽酸。下列圖像能正確表示加入鹽酸的體積和生成CO2的物質(zhì)的量的關系的是______。 (3)若該白色固體為Na2CO3和NaHCO3，則白色固體的質(zhì)量范圍為______。 解析(1)分析NaOH與CO2的反應，知該白色固體的組成可能有NaOH和Na2CO3、只有Na2CO3、只有NaHCO3、Na2CO3和NaHCO3四種狀況。(2)n(NaOH)＝0.3mol，依據(jù)2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O，通入標準狀況下2.24LCO2，NaOH有剩余，固體組成為0.1molNaOH和0.1molNa2CO3。①驗證白色固體為NaOH和Na2CO3，實質(zhì)是檢驗混合物的溶液中同時有COeq\o\al(2－,3)和OH－存在，向混合物的溶液中先加入過量的BaCl2溶液檢驗COeq\o\al(2－,3)，可以觀看到有白色沉淀產(chǎn)生；過濾后，濾液中再加入酚酞試液檢驗OH－，觀看到溶液變?yōu)榧t色。②向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加鹽酸，發(fā)生反應：OH－＋H＋=H2O、COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)、HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=H2O＋CO2↑，則開頭產(chǎn)生CO2時消耗的n(HCl)＝n(NaOH)＋n(Na2CO3)＝eq\f(4g,40g/mol)＋eq\f(10.6g,106g/mol)＝0.2mol，V(HCl)＝eq\f(0.2mol,1mol/L)＝0.2L，產(chǎn)生CO2最多時n(CO2)＝n(Na2CO3)＝eq\f(10.6g,106g/mol)＝0.1mol，當NaOH、Na2CO3完全反應時，連續(xù)滴加鹽酸不再產(chǎn)生CO2，參與反應的n(HCl)＝n(NaOH)＋2n(Na2CO3)＝eq\f(4g,40g/mol)＋eq\f(10.6g,106g/mol)×2＝0.3mol，V(HCl)＝eq\f(0.3mol,1mol/L)＝0.3L，C對。(3)假設白色固體全部為Na2CO3，則白色固體的質(zhì)量為0.15mol×106g/mol＝15.9g，假設白色固體全部為NaHCO3，則白色固體的質(zhì)量為0.3mol×84g/mol＝25.2g，故白色固體的質(zhì)量范圍為15.9g～25.2g。 答案(1)NaOH和Na2CO3只有Na2CO3只有NaHCO3(2)4gNaOH和10.6gNa2CO3 ①試驗步驟預期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1：取少量白色固體于試管中，加足量水溶解，再加足量0.5mol·L－1BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀，說明白色固體中含有Na2CO3步驟2：過濾，取2mL濾液于試管中，再向試管中滴加酚酞試液溶液變紅色，說明白色固體中含有NaOH ②C (3)15.9g～25.2g9．單質(zhì)A與粉末化合物B組成的混合物能發(fā)生如圖所示的一系列反應： 請回答下列問題： (1)組成A單質(zhì)的元素在周期表中處于第______周期______族。 (2)化合物B的電子式為___________。 (3)D與G兩溶液混合后發(fā)生反應的離子方程式為________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 (4)常溫下，D溶液的pH______7(填“>”、“<”或“＝”)，其緣由是______________________________(用離子方程式表示)。 (5)10.8gA單質(zhì)與足量的NaOH溶液反應，消耗氧化劑的質(zhì)量為______g。 (6)用碳棒、稀硫酸、氣體E和氣體F組成燃料電池，該電池的正極反應式為__________________。以該電池為電源，用惰性電極電解100g8%的C溶液，電解到溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為12.5%時停止電解，則電解過程中，生成的氣體在準狀況下的體積共為______L，電路上通過電子的物質(zhì)的量為______mol。 解析沉淀H既能與稀硫酸反應，又能與NaOH溶液反應，而D、G兩溶液混合可以生成沉淀H，故推想H為兩性氫氧化物Al(OH)3。故A為Al，B為Na2O2，C、D、G分別為Na2SO4、Al2(SO4)3、NaAlO2。氣體E、F為O2和H2。(5)鋁與氫氧化鈉溶液反應的氧化劑是水，0.4mol鋁轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1.2mol，消耗水的物質(zhì)的量為1.2mol，則水的質(zhì)量為18g·mol－1×1.2mol＝21.6g。(6)電解Na2SO4溶液，實際上是電解水，溶質(zhì)質(zhì)量不變，8g/12.5%＝64g，則被電解的水的質(zhì)量為36g(2mol)。電解水的化學方程式為2H2Oeq\o(=,\s\up15(電解))2H2↑＋O2↑，即消耗2molH2O共生成3mol的氣體，標準狀況下體積為67.2L，共轉(zhuǎn)移4mole－。 答案(1)三ⅢA (2)Na＋[∶eq\o(O,\s\up12(··),\s\do12(··))∶eq\o(O,\s\up12(··),\s\do12(··))∶]2－Na＋ (3)Al3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al(OH)3↓ (4)<Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋ (5)21.6 (6)O2＋4H＋＋4e－=2H2O67.2410．鐵、鋁、銅等金屬及其化合物在日常生活中應用廣泛，請依據(jù)下列試驗回答問題。 (1)生鐵中含有一種鐵碳化合物X(Fe3C ________________________________________________________________。 (2)某溶液中有Mg2＋、Fe2＋、Al3＋、Cu2＋等離子，向其中加入過量的NaOH溶液后，過濾，將濾渣高溫灼燒，并將灼燒后的固體投入過量的稀鹽酸中，所得溶液與原溶液相比，溶液中大量削減的陽離子是________。 A．Mg2＋ B．Fe2＋ C．Al3＋ D．Cu2＋ (3)氧化鐵是重要的工業(yè)顏料，用廢鐵屑制備它的流程如下： 回答下列問題： ①操作Ⅰ的名稱是________；操作Ⅱ的名稱是________；操作Ⅱ的方法為_______________________________________________________________。 ②請寫誕生成FeCO3沉淀的離子方程式：___________________________。 解析(1)鐵的氧化物中具有磁性的是Fe3O4，F(xiàn)e3O4溶于過量的鹽酸后溶液中存在的陽離子是Fe2＋、Fe3＋、H＋；Fe3O4溶于過量的濃硝酸后Fe元素會被氧化為Fe3＋，所以反應后的溶液中含有的鹽是Fe(NO3)3。(2)向該溶液中加入過量的NaOH溶液后：Mg2＋→Mg(OH)2、Fe2＋→Fe(OH)3、Al3＋→AlOeq\o\al(－,2)、Cu2＋→Cu(OH)2；過濾后濾渣中含有Mg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2；高溫灼燒后Mg(OH)2→MgO、Fe(OH)3→Fe2O3、Cu(OH)2→CuO；將MgO、Fe2O3、CuO投入過量鹽酸后分別生成Mg2＋、Fe3＋、Cu2＋，故應選擇B、C。(3)①從流程圖中知道經(jīng)操作Ⅰ得到濾渣和濾液，故該操作是過濾；操作Ⅱ是在得到FeCO3沉淀后進行的，故該操作是洗滌；洗滌沉淀的操作為在漏斗中加入適量蒸餾水，浸沒沉淀，讓蒸餾水自然流下，重復數(shù)次；②從流程圖中分析，生成FeCO3沉淀的反應物是Fe2＋和HCOeq\o\al(－,3)，依據(jù)元素守恒得Fe2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。 答案(1)Fe2＋、Fe3＋、H＋Fe(NO3)3 (2)BC (3)①過濾洗滌在漏斗中加入適量蒸餾水，浸沒沉淀，讓蒸餾水自然流下，重復數(shù)次②Fe2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O11．(2022·西安考前模擬)甲、乙兩同學爭辯Na2SO3溶液與FeCl3溶液反應的狀況。步驟操作現(xiàn)象Ⅰ向2mL1mol·L－1FeCl3溶液中加入肯定量的Na2SO3溶液溶液由棕黃色變?yōu)榧t褐色，并有少量刺激性氣味的氣體逸出 (1)常溫下，F(xiàn)eCl3溶液的pH________7(填“＜”、“＞”或“＝”)。 (2)分析紅褐色產(chǎn)生的緣由。 ①甲同學認為步驟I中溶液呈紅褐色是由于生成了Fe(OH)3，請用化學平衡移動原理解釋溶液呈紅褐色的緣由：________________________________。 ②乙同學認為可能是發(fā)生了氧化還原反應，其中Fe3＋→Fe2＋；請寫出Fe3＋跟SOeq\o\al(2－,3)反應的離子方程式___________________________________________ ________________________________________________________________。 乙同學查閱資料得知： 1．Fe2＋與SOeq\o\al(2－,3)反應生成墨綠色的絮狀沉淀FeSO3； 2．墨綠色的FeSO3與黃色的FeCl3溶液混合后，溶液呈紅褐色。 (3)甲同學為了確認溶液呈紅褐色的緣由是生成了Fe(OH)3，設計并完成了如下試驗：步驟操作現(xiàn)象Ⅱ用激光筆照射步驟I中的紅褐色溶液消滅“丁達爾效應” 甲同學因此得出結(jié)論：溶液呈紅褐色是由于生成了Fe(OH)3。而乙同學認為甲同學得出結(jié)論的證據(jù)仍舊不足，乙同學的理由是________。 (4)為進一步確認Na2SO3溶液與FeCl3溶液反應的狀況，乙同學設計并完成了如下試驗：步驟操作現(xiàn)象Ⅲ向1mol·L－1的FeCl3溶液中通入肯定量的SO2溶液由黃色變?yōu)榧t褐色Ⅳ用激光筆照射步驟Ⅲ中的紅褐色溶液沒有消滅“丁達爾效應” ①經(jīng)檢驗步驟Ⅲ中紅褐色溶液含有Fe2＋，檢驗Fe2＋選用的試劑是________(填字母)。 a．K3[Fe(CN)6]溶液b．KSCN溶液c．KMnO4溶液 ②請用離子方程式和必要的文字說明步驟Ⅲ中消滅紅褐色的緣由____________________