1、金属及其化合物金属及其化合物 1化学知识在生产和生活中有着重要的应用。下列说法中正确的是( ) 钠的还原性很强，可以用来冶炼金属钛、钽、铌、锆等 K、Na 合金可作原子反应堆的导热剂 发酵粉中主要含有碳酸氢钠，能使焙制出的糕点疏松多孔 Na2O2既可作呼吸面具中 O2的来源，又可漂白织物、麦杆、羽毛等 碳酸钠在医疗上是治疗胃酸过多的一种药剂 明矾常作为消毒剂 A B C D 【答案】A。 2“类推”这种思维方法在化学学习与研究中有时会产生错误结论，因此类推的结论最终要经过实践的 检验，才能决定其正确与否，下列几种类推结论中错误的是( ) 钠与水反应生成 NaOH 和 H2；所有金属与水反应都生
2、成碱和 H2 铁露置在空气中一段时间后就会生锈，性质更活泼的铝不能稳定存在于空气中 Al(OH)3、Cu(OH)2受热易分解，Fe(OH)3受热也易分解 不能用电解熔融 的 AlCl3来制取金属铝；也不能用电解熔融的 MgCl2来制取金属镁 A B C D 【答案】C。 3下列关于物质或离子检验的叙述正确的是( ) A在溶液中加 KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有 Fe3 ，无 Fe2 B气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气 C灼烧白色粉末，火焰成黄色，证明原粉末中有 Na ，无 K D将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明原气体是 CO2 【答案】B。 【解析】A 项 Fe
3、3 遇 KSCN 会使溶液呈现红色，Fe2遇 KSCN 不反应无现象，如果该溶液既含 Fe3， 又含 Fe2 ，滴加 KSCN 溶液，溶液呈红色，则证明存在 Fe3但并不能证明无 Fe2，故 A 项错误；B 项气体 通过无水硫酸铜，粉末变蓝，则发生反应：CuSO45H2O=CuSO4 5H2O，CuSO4 5H2O 为蓝色，故可证明 原气体中含有水蒸气，B 项正确；C 项灼烧白色粉末，火焰成黄色，证明原粉末中有 Na ，Na颜色反应为 黄色，但并不能证明无 K ，因为黄光可遮住紫光，故 K颜色反应需透过蓝色的钴玻璃滤去黄光后观察， 故 C 项错误；D 项能使澄清石灰水变浑浊的气体有 CO2、S
4、O2等，故将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊， 则原气体不一定是 CO2，D 项错误；本题选 B。 5在含有 FeCl3、FeCl2、AlCl3、NaCl 的溶液中，加入足量的 NaOH 溶液，在空气中充分搅拌反应后 再加入过量的稀盐酸，溶液中离子数目减少的是( ) ANa BFe3 CAl3 DFe2 【答案】D。 6某研究小组通过实验探究 Cu 及其化合物的性质，操作正确且实验结论正确的是( ) A常温下将铜丝插入浓硫酸中，会产生有刺激性气味的气体，且溶液变为蓝色 B常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察 CuCl2的生成 C将 CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，无法得到无水 CuCl2固
5、体 D将表面有铜绿Cu2(OH)2CO3的铜器放入硝酸中浸泡，既除去铜绿，又不能损伤铜器 【答案】C。 【解析】A.常温下铜和浓硫酸不反应，错误，不选 A；B.常温下铜和氯气不反应，错误，不选 B；C. 氯化铜溶液加热水解生成氢氧化铜和氯化氢，氯化氢有挥发性，所以最后得到氧化铜，正确，选 C；D.铜和 硝酸反应，损伤铜器，错误，不选 D。 7已知 A、B 为单质，C 为化合物，能实现上述转化关系的是( ) AB 点燃 C 溶于水 惰性电极电解 AB 若 C 溶于水后得到强碱溶液，则 A 可能是 Na 若 C 溶液遇 Na2CO3放出 CO2气体，则 A 可能是 H2 若 C 溶液中滴加 KSC
6、N 溶液显红色，则 B 可能为 Fe 若 C 溶液中滴加 NaOH 溶液有蓝色沉淀生成，则 B 可能为 Cu A B C D 【答案】C。 8研究发现，硝酸越稀，还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取适量的铁铝合金与足量很稀的硝 酸充分反应，没有气体放出。在反应结束后的溶液中，逐滴加入 4 mol L 1NaOH 溶液，所加 NaOH 溶液的 体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。下列说法不正确的是( ) AOC 段离子反应方程式为：H OH=H 2O B溶液中 n(NH 4)0.012 mol C溶液中结合 OH 能力最强的离子是 H，最弱的离子是 Al3 D欲测定 F
7、 点沉淀的质量，实验步骤是：过滤、洗涤、干燥、称量 【答案】C。 【解析】根据题意，加入 NaOH 溶液，没有产生气体，说明还原产物为 NH 4，溶液中含有的离子是 Al 3 、Fe3、H、NH 4。向该溶液中加入 NaOH 溶液，开始没有析出沉淀，因此结合 OH 的能力由强到弱的顺 序是 H 、Fe3、Al3、NH 4，然后是 Al(OH)3沉淀的溶解。A.根据图像可知在 OC 段发生的反应为剩余的硝 酸与 NaOH 溶液反应，离子方程式是 H OH=H 2O，正确；B.根据图可知在 DE 段反应消耗 NaOH 溶液 的体积是 3 mL，根据 NH 4OH =NH 3 H2O 可知：n(NH
8、 4)n(OH )cV4 mol/L 0.003 L0.012 mol， 正确；C.根据反应的先后顺序可知结合 OH 最强的离子是 H，最弱的离子是 NH 4，错误；D.欲测定 F 点沉 淀的质量，应该将互不相溶的固体与液体分离，并洗涤，洗去附着在沉淀表面的杂质离子，然后干燥再称 重，故实验步骤是：过滤、洗涤、干燥、称量，正确。 9现有 Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)六种物质，它们之间有如图所示的转化关系， 图中每条线两端的物质之间都可以发生反应，下列推断不合理的是( ) AX 可能为 Al 或 Cl2 BY 一定为 NaOH(aq) CN 一定是
9、HCl(aq) DQ、Z 中的一种必为 Al2O3 【答案】A。 10用无机矿物资源生产部分材料，其产品流程示意图如下。下列有关说法错误的是( ) A制取玻璃和粗硅时生成的气体产物均为 CO2 B生产铝、铜及高纯硅的过程中都涉及氧化还原反应 C粗硅制高纯硅时，提纯四氯化硅可用多次蒸馏的方法 D黄铜矿冶炼铜时产生的 SO2可用于生产硫酸，FeO 可用作冶炼铁的原料 【答案】A。 【解析】用纯碱、石灰石与石英制取玻璃，发生的反应是：Na2CO3SiO2= 高温 Na2SiO3CO2；CaCO3 SiO2= 高温 CaSiO3CO2；反应产生 CO2，用石英与焦炭发生反应制取粗硅，反应方程式是：2C
10、 SiO2= 高温 Si2CO，粗硅时生成的气体产物为 CO，错误；B.生产铝、铜及高纯硅的过程中都有混合物转 化为单质，因此都涉及氧化还原反应，正确；C.粗硅中除含有 Si 外，还含有其他一些元素的单质，制高纯 硅时，先使粗硅与 Cl2发生反应，杂质也都变化为氯化物，氯化物是分子晶体，物质的沸点不同，可以利用 它们沸点的不同用多次蒸馏的方法提纯四氯化硅，正确；D.黄铜矿冶炼铜时产生的 SO2是生产硫酸的原料。 因此可用于生产硫酸，FeO 含有铁元素，可用作冶炼铁的原料，这样既使物质得到充分的利用，同时也减 少了对环境造成的污染，正确。 11下列用品的有效成分及用途对应错误的是( ) 选项 A
11、 B C D 用品 食盐 小苏打 复方氢氧化铝片 漂白粉 效成分 NaCl Na2CO3 Al(OH)3 Ca(ClO)2 用途 做调味品 做发酵粉 做抗酸药 做消毒剂 【答案】B 【解析】 A项， 食盐是最常用的家用调味品， 其有效成分是NaCl， 正确； B项， 小苏打有效成分是NaHCO3， 可以做发酵粉，错误；C 项，复方氢氧化铝片有效成分是 Al(OH)3，常用于治疗胃酸过多，正确；D 项，漂 白粉的有效成分是 Ca(ClO)2，可以用做消毒剂和漂白剂，正确。 14下列有关氯化铁溶液的性质所涉及的离子方程式不正确的是( ) A用作净水剂：Fe3 3H 233H B用于制印刷电路的腐蚀
12、液：2Fe3 Cu=2Fe2Cu2 C与小苏打溶液反应：Fe3 3HCO 3=Fe(OH)33CO2 D遇 KSCN 溶液变红色：Fe3 3SCN=Fe(SCN) 3 【答案】D 15下列物质的转化在给定条件下能实现的是( ) AAl(OH)3 电解 Al Fe2O3 高温 Fe BS O2/点燃SO 3 H2O H2SO4 CCu2(OH)2CO3 盐酸 CuCl2(aq) 电解 Cu DFe2O3 FeCl3(aq) 无水 FeCl3 【答案】C 【解析】A 项，Al(OH)3不稳定受热易分解，不可能电解生成 Al，错误；B 项，S 在 O2中燃烧只能生 成 SO2，错误；C 项，碱式碳酸
13、铜溶解于稀盐酸生成氯化铜溶液，惰性电极电解氯化铜溶液生成 Cu 和 Cl2， 正确；D 项，氯化铁溶液加热蒸发时，Fe3 水解生成 Fe(OH) 3和盐酸，无法得到氯化铁，错误。 16某同学用 Na2CO3和 NaHCO3溶液进行如图所示实验。下列说法中正确的是( ) A实验前两溶液的 pH 相等 B实验前两溶液中离子种类完全相同 C加入 CaCl2溶液后生成的沉淀一样多 D加入 CaCl2溶液后反应的离子方程式都是 CO2 3Ca 2=CaCO 3 【答案】B 17对四种金属 G、L、M、R 进行如下实验： 金属实验 G L M R 和冷水反应 无反应 慢慢反应 未做 未做 和 2 mol
14、L 1 HCl 反应 溶解并 放出气体 溶解并 放出气体 无反应 无反应 和 Rn 的 水溶液反应 溶解并 形成沉淀 未做 溶解并 形成沉淀 未溶解 根据表中所给实验结果，判断这四种金属活泼性由强到弱的顺序正确的是( ) AL、G、R、M BG、L、M、R CL、G、M、R DL、R、G、M 【答案】C 【解析】根据和冷水反应的实验，活泼性 LG；根据和 Rn 的水溶液反应的实验，证明活泼性 G、M 大于 R； 根据和 2 mol L 1 HCl 反应的实验， G、L 排在 H 之前，M、 R 排在 H 之后， 所以活泼性 LGMR。 18AG 各物质间的关系如图所示，其中 B、D 为气体单质
15、。则下列说法错误的是( ) A 已知 C 的浓溶液在催化剂存在的条件下加热， 能与 B 反应生成 D， 由此可以推断 B 的氧化性比 MnO2 强 B反应的离子方程式为 MnO24H 2Cl= Cl2Mn2 2H 2O C新配制的 F 溶液一般需要加入铁屑和稀盐酸，前者用于防止 Fe2 被空气氧化成 Fe3，后者可抑制 Fe2 的水解 D若反应在常温下进行，则 1 mol A 在反应中能转移 1 mol 电子 【答案】A 19 化学的美无处不在， 下图是物质间发生化学反应的颜色变化， 其中物质 a、 b、 c、 d 对应正确的是( ) 选项 物质 a 物质 b 物质 c 物质 d A Cu2(
16、OH)2CO3 Ba(OH)2 Fe(OH)3 酚酞溶液 B CuO NaAlO2 Fe2O3 紫色石蕊溶液 C Cu2O BaCl2 Fe2O3和 Cu 酚酞溶液 D Cu(OH)2 Ba(NO3)2 Fe(OH)2 紫色石蕊溶液 【答案】D 【解析】稀硫酸与 Fe(OH)3反应得到的 Fe2(SO4)3溶液呈黄色，稀硫酸不能使酚酞溶液显红色，A、C 项 错误；稀硫酸与 Fe2O3反应得到的 Fe2(SO4)3溶液呈黄色，B 项错误；稀硫酸与 Cu(OH)2反应得到的 CuSO4 溶液呈蓝色，稀硫酸与 Ba(NO3)2反应得到的 BaSO4是白色沉淀，稀硫酸与 Fe(OH)2反应得到的 Fe
17、SO4溶液 呈浅绿色，稀硫酸遇紫色石蕊溶液变红，D 项正确。 22天津港国际物流中心区域内化学危险品仓库因起火而发生爆炸。其仓库存储的桶装氰化钠，因爆 炸冲击发生了泄漏。氰化钠是一种重要的基本化工原料，用于电镀、冶金等，因此很多工业废水中也含氰 化钠，此工业废水可与其他工业废水一同处理。下图是工业上处理含铬废水和含氰废水的流程图： (1)含铬废水中的铬元素主要以 CrO2 4形式存在，酸化时 CrO 2 4可转化为 Cr2O 2 7，现象是 _。 (2)酸性条件下，Cr2O2 7极易被还原剂还原为毒性较小的 Cr 3。图中“反应”的离子方程式为 _。 (3)在爆炸发生时有少量氰化钠炸出，有人指
18、出可用双氧水处理，使之被氧化成无毒物质，已知二者 反应生成一种烘焙时常用的物质，并释放出一种有刺激性气味的气体，该气体易液化，液化后常用作制冷 剂，请写出氰化钠与过氧化氢反应的化学方程式： _。 除双氧水外，还可用硫代硫酸钠处理氰化钠，转化为 Na2SO3及弱毒性的 NaSCN，写出两种物质发 生反应的化学方程式：_。 (4)pH10 时，“反应”中的 NaClO 可将氰离子(CN )快速氧化为两种无毒的物质，写出该反应的离子 方程式：_。 (5)经过“反应”和“反应”的两种废水“混合”的目的是_。 向混合后的溶液中加 NaOH 调为碱性的目的是_。 【答案】(1)溶液颜色由黄色变为橙红色 (
19、2)Cr2O2 73SO 2 38H =3SO2 44H2O2Cr 3 (3)NaCNH2O2H2O=NaHCO3NH3 NaCNNa2S2O3=NaSCNNa2SO3 (4)2CN 5ClO2OH=H 2ON22CO 2 35Cl (5)使两个反应中过量的氧化剂和还原剂发生反应 使溶液中的 Cr3 得以形成沉淀 23TiO2在工业生产和日常生活中有重要用途。 工业上用钛铁矿(主要成分是 TiO2、少量 FeO 和 Fe2O3)制备 TiO2，再用 TiO2制备 TiCl4等产品的一种工 艺流程如图所示： 已知：TiO2 发生水解反应的化学方程式为 TiO2(n1)H 2O TiO2 nH2O
20、2H 。 (1)硫酸与 TiO2反应的离子方程式是_。 (2)由 TiO2制取 TiCl4时涉及的反应有： TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(g)2CO(g) H172 kJ mol 1； TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(g)O2(g) H238.8 kJ mol 1； C(s)CO2(g)=2CO(g) H3282.8 kJ mol 1。 反应 C(s)CO2(g)=2CO(g)在高温下能够自发进行的原因是_。 反应 C(s)O2(g)=CO2(g)的 H_。 (3)向中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：2Fe3 Fe=3Fe2
21、； 2TiO2(无色)Fe4H=2Ti3(紫色)Fe22H 2O； Ti 3(紫色)Fe3H 2O=TiO 2(无色) Fe2 2H。 结合信息判断 Fe3 、TiO2、Fe2的氧化性强弱关系：_。 加入铁屑的作用是_。 (4)向中不断通入高温水蒸气，维持溶液沸腾一段时间，析出水合二氧化钛沉淀。请用化学平衡理论 分析通入高温水蒸气的作用： _。 (5)依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是 _(写出一条即可)。 (6)工业上可通过电解 TiO2来获得 Ti(同时产生 O2)：处理过的 TiO2为阴极，石墨为阳极，熔融 CaCl2 为电解液，电解槽中加入炭块。阴极反应式为_； 电解过程中
22、需定期向电解槽中加入炭块的原因是 _。 【解析】(1)根据中溶液的成分，钛元素以 TiO2 的形式存在，故硫酸与 TiO 2反应生成 TiO 2，离子方 程式为 TiO22H =TiO2H 2O。(2)根据 GHTS，H0，高温下能够自发进行的原因是该反应 为熵增反应。将给出的 3 个反应标为 a、b、c，根据盖斯定律由 abc 可得 C(s)O2(g)=CO2(g)的 H 393.6 kJ mol 1。(3)氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，由第 2 个式子知氧化性 TiO2 Fe2，由第 3 个式子知 Fe3TiO2，则有 Fe3TiO2Fe2。向中加入铁屑至浸出液显紫色，
23、 根据离子的颜色可知溶液中含有 Ti3 ， 由第 3 个式子可知 Fe3能将 Ti3氧化为 TiO2， 故加入铁屑作还原剂， 将 Fe3 还原为 Fe2，保护 Fe2不被氧化。(4)水解反应是吸热反应，通入高温水蒸气使体系的温度升高，促 进 TiO2 的水解，溶液被稀释，H浓度降低，平衡正向移动，也促进 TiO2的水解。(5)根据工艺流程可看出 生产过程中产生了废气、废液、废渣，对环境有污染，不符合绿色化学思想。(6)熔融 CaCl2为电解液，处 理过的 TiO2为阴极，TiO2得电子生成 Ti；阳极反应式为 2O2 4e=O 2，石墨为阳极，碳单质与阳极产 生的氧气反应而不断减少，需定期向电
24、解槽中加入炭块。 【答案】(1)TiO22H =TiO2H 2O (2)该反应是熵增反应 393.6 kJ mol 1 (3)Fe3 TiO2 Fe2 将 Fe3还原为 Fe2，保护 Fe2不被氧化 (4)通入高温水蒸气能降低 H 的浓度，提高溶液温度，促进平衡向水解方向移动，从而析出 TiO 2 nH2O (5)产生了废气、废液、废渣 25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
25、、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 BFe2 CAl3 DCu2 (3)氧化铁是重要工业颜料，用废铁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： 5Fe2 MnO 48H =5Fe3Mn24H 2O。 a称取 2.85 g 绿矾(FeSO4 7H2O)产品，溶解，在 250 mL
26、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_。 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 FeSO4 7H2O 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 =Fe2 2Fe34H 2O。所以溶液中含有的大量
27、阳离子是 Fe 2、Fe3、H。 (2)该转化关系如图所示： 故大量减少的离子有 Al3 、Fe2。 【答案】(1)Fe2 、Fe3、H (2)B、C (3)过滤 洗涤 4FeCO 3O2= 高温 2Fe2O34CO2 (4)250 mL 容量瓶 b 97.5% 26某铁红涂料中添加有 CuO 或 FeO 中的一种，为探究添加物的成分设计如下实验方案。 (1)请写出实验步骤、预期现象，对应的离子方程式。 (限选试剂：铁粉、3 mol L 1 H 2SO4、0.1 mol L 1 酸性 KMnO4溶液、10% H2O2、KSCN 溶液) 操作步骤 预期现象 取少量样品于试管中，加入足量的 _，充
28、分振荡，将所得澄清的溶液分 装在两支试管中 _ 若_，则含有 CuO _ 若_，则含有 FeO 操作步骤中反应的离子方程式为_。 (2)经分析该铁红涂料中有 FeO，为测定铁红中铁的质量分数，兴趣小组的同学称量 11.6 g 该铁红涂料 进行了如下实验。 已知：气体由草酸晶体受热分解得到：H2C2O4 2H2O= CO2CO3H2O。且除铁红外所用试剂均 过量。 装置 A、B 中的试剂依次是_、_。 气体通入后，接下来的操作是_ _，然后对 C 装置加热。 实验前后称得 D 装置增重 8.8 g，则此铁红中铁的质量分数是_。 【解析】(1)CuO 可以溶解于强酸溶液中，得到含有 Cu2 的盐，
29、加入足量铁粉可以将金属置换出来，据 此可以检验固体是 CuO，FeO 可以和强酸反应生成亚铁盐，能使 KMnO4褪色，据此可以检验固体中含有 FeO。 实验方案设计为 实验操作 预期现象和结论 加入足量的 3 mol L 1 H 2SO4，充分振荡 样品全部溶解 取少许溶液于试管中，加入足量铁粉，充 分振荡；再加入足量 3 mol L 1 H 2SO4，充分振荡 试管中出现红色固体，说明试样中有 CuO 取少许溶液于试管中，逐滴加入 0.01 mol L 1 酸性 KMnO4溶液 如果紫红色褪去，发生的离子反应方 程式为 5Fe2 MnO 48H =5Fe3 Mn2 4H 2O，说明试样中有 FeO 【答案】(1)3 mol L 1 H 2SO4 向一支试管中加入足量铁粉，充分振荡；再加入足量 3 mol L 1 H 2SO4，充分振荡 出现红色固体 向另一支试管中加入 0.01 mol L 1 酸性 KMnO4溶液 紫红色褪去 5Fe2 MnO 48H =5Fe3Mn24H 2O (2)氢氧化钠溶液 浓硫酸 用点燃的小木条靠近肥皂泡，直到肥皂泡安静燃烧 72.4%
