高考化学 突破课时训练 专题九 金属及其化合物.doc

专题九金属及其化合物(时间:45分钟满分:100分)测控导航表考点题号(难易度)金属离子的检验1(易)金属及其化合物的性质2(易),3(易),4(易),5(易),6(易),7(中)金属及其化合物的综合应用8(易),9(中),10(中),11(中)一、选择题(共7小题,每小题6分,共42分)1.(2013浙江六校联考)某溶液仅含fe2+、na+、al3+、ba2+、so42-、no3-、cl-中的4种离子,所含离子的物质的量均为1 mol。若向该溶液中加入过量的稀硫酸,有气泡产生,且溶液中阴离子种类不变(不考虑水的电离和离子的水解)。下列说法不正确的是(a)a.若向该溶液中加入足量的naoh溶液,充分反应后,过滤、洗涤、灼烧,最终所得固体的质量为72 gb.若向该溶液中加入过量的稀硫酸,产生的气体遇空气能变成红棕色c.若向该溶液中加入过量的稀硫酸和kscn溶液,溶液显血红色d.该溶液中所含的离子是:fe2+、na+、so42-、no3-解析:向该溶液中加入过量的稀硫酸,有气泡产生,且溶液中阴离子种类不变,说明溶液中含有fe2+、no3-、so42-,根据电荷守恒可知,溶液中还含有na+。向该溶液中加入足量的naoh溶液,充分反应后,过滤、洗涤、灼烧,最终所得的物质是fe2o3,其质量为80 g,故a项错。2.(2013江苏盐城二模)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(b)a.粗铜电解精炼时,粗铜作阳极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可用作冶铁的原料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:粗铜精炼时,粗铜作阳极,精铜作阴极,a对;制玻璃发生的反应:caco3+sio2casio3+co2,na2co3+sio2na2sio3+co2,都不属于氧化还原反应,b错;so2用于生产硫酸,feo用作冶铁原料属于副产物的充分利用,c对;多次分馏提纯可使sicl4与粗硅中的杂质分离彻底,保证制得高纯度的硅,d对。3.(2013重庆九校联考)某化学小组在常温下测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数,设计了如下实验方案:方案:铜铝混合物测定生成气体的体积方案:铜铝混合物测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是(b)a.溶液a和b均可以是盐酸或naoh溶液b.溶液a和b均可以选用稀硝酸c.若溶液b选用浓硝酸,则测得铜的质量分数偏小d.实验室方案更便于实施解析:因为盐酸或naoh溶液都只能溶解金属铝且生成h2,则方案可以通过生成氢气的量计算出金属铝的质量,方案则直接测得金属铜的质量,均可进一步计算出铜的质量分数,a正确;铜和铝都能溶于稀硝酸,所以溶液b不能是稀硝酸,否则不会有剩余固体,b不正确;当溶液b选用浓硝酸,铜溶解于浓硝酸,铝发生钝化,表面生成一层氧化膜,剩余固体质量偏大,计算出的铜的质量偏小,铜的质量分数偏小,c正确;对于气体的体积不便于测定(需要考虑温度、压强等),而固体的质量则易于测定,d正确。4.(2013安徽蚌埠质检)下列各组物质按如图所示转化关系每一步都能一步实现的是(b)甲乙丙丁accoco2na2co3bcucuocuso4cucl2cfecl3fecl2fe2o3fe(oh)3dalcl3al2o3al(oh)3naalo2解析:c不完全燃烧生成co,完全燃烧生成co2,co可以燃烧生成co2,co2与mg反应则可生成c,co2与naoh反应得到na2co3,但na2co3转化为c,不能一步实现;cu与o2反应生成cuo,也可与浓硫酸反应生成cuso4,cuo与硫酸反应生成cuso4,cuso4溶液与fe置换得到cu,也可与bacl2反应得到cucl2,而cucl2溶液与fe通过置换反应得到cu,都能一步实现;c项中的fecl2不能一步转化为fe2o3,fe2o3也不能一步转化为fe(oh)3;d项中alcl3不能一步转化为al2o3,al2o3也不能一步转化为al(oh)3。5.(2013江西重点中学联考)下列说法中正确的是(d)a.在cu(no3)2和agno3的混合溶液中加入一定量的fe粉,充分反应后,所得的固体可能仅为cu和fe的混合物b.隔绝空气,把na2o2投入fecl2溶液中,既有无色气体生成,最终又有白色沉淀生成c.金属钠投入到fecl3溶液,有黑色铁粉生成d.nahco3溶液与fe2(so4)3溶液混合,既有无色气体生成,最终又有红褐色沉淀生成解析:a选项,所得的固体一定含有ag,错误;b选项,na2o2具有强氧化性,所以一定不会生成白色fe(oh)2沉淀,应该为红褐色fe(oh)3沉淀,错误;c选项,na先与水反应,错误;d选项,hco3-与fe3+发生相互促进的水解反应:3hco3-+fe3+fe(oh)3+3co2,正确。6.(2013天津大港区模拟)在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶,再加入下列物质:fecl3;fe2o3;cu(no3)2;kno3,铜粉溶解的是(d)a.只有或 b.只有或或c.只有或或d.上述任意一种解析:fe2o3溶于硫酸生成fe3+,因为cu具有还原性,fe3+具有氧化性,no3-酸性条件下具有强氧化性,故加入题给四种物质均能使铜溶解,反应的离子方程式为cu+2fe3+2fe2+cu2+、3cu+8h+2no3-3cu2+2no+4h2o。7.(2013河南郑州调研)a+bcc溶液a+b,已知a、b为单质,c为化合物。能实现上述转化关系的是(d)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kscn溶液显血红色,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cua.b.c.d.解析:由于na+及fe2+后于h+放电,故电解某物质的水溶液一定不会生成金属钠及金属铁,错误;对于,盐酸与na2co3反应生成co2,a、b、c分别为h2、cl2、hcl,正确;对于,a、b、c分别为cl2、cu、cucl2,正确。二、非选择题(共4小题,共58分)8.(2013山东潍坊质检)(15分)某化学兴趣小组用铝土矿(主要成分为a12 o3,还含有sio2及铁的氧化物)提取氧化铝作冶炼铝的原料,提取的操作过程如下:(1)在过滤操作中,除烧杯、玻璃棒外,还需用到的玻璃仪器有;洗涤沉淀的操作是 。(2)实验室制备氢氧化铝的方案有多种。现提供铝屑、氢氧化钠溶液、稀硫酸三种药品,若制备等量的氢氧化铝,请你从药品用量最少的角度出发,设计出最佳实验方案(方案不必给出),写出此方案中发生反应的离子方程式: ,此方案中所用药品的物质的量之比是:n(al)n(h2so4)n(naoh) =。(3)兴趣小组欲对铝土矿中铁元素的价态进行探究:取少量固体,加入过量稀硝酸,加热溶解;取少许溶液滴加kscn溶液后出现红色。由此得出铁元素的价态为+3的结论。请指出该结论是否合理并说明理由 。解析:(1)过滤装置中还缺少普通漏斗。洗涤时,向过滤器中加蒸馏水浸没沉淀,等水自然流下后,重复23次,可洗涤其表面吸附的离子。(2)制备氢氧化铝有三种途径:铝与硫酸反应生成硫酸铝,硫酸铝与氢氧化钠反应得氢氧化铝沉淀;铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,偏铝酸钠再与硫酸反应得氢氧化铝;将铝按物质的量之比13转化为al3+、alo2-,利用al3+和alo2-的相互促进水解制取氢氧化铝。写出方程式观察第三种方法最节约原料。(3)从实验现象来看,只能说明铝土矿中含有铁元素,但是铁的价态不一定是+3价,因为硝酸具有强的氧化性。答案:(1)普通漏斗 向漏斗里加入蒸馏水,使水面浸没沉淀,等水自然流完后,重复23次(2)2al+6h+2al3+3h2、2al+2oh-+2h2o2alo2-+3h2 、al3+3alo2-+6h2o4al(oh)3 836(3)不合理,稀硝酸具有强氧化性,若铁的价态为+2价,可被氧化为+3价,同样与kscn反应溶液显红色9.(2013广东茂名模拟)(15分)工业利用精炼镁渣(含有mgo、kcl、mgcl2、bacl2、cacl2、fecl3等杂质)回收mgcl2的工业流程如下:已知:25 时有关物质的溶度积如下:物质caco3mgco3baco3mg(oh)2fe(oh)3ksp4.9610-96.8210-65.110-95.6110-122.6410-38回答下列问题:(1)写出溶解时的离子方程式 。(2)溶解时温度不能太高,也不宜太低,要求控制在35 左右,其理由是 。(3)操作包含多个操作,分别为,过滤,洗涤,烘干。烘干时需要减压烘干,原因是 。(4)为减少na2co3的用量和提高产品质量,在中和工序(中和后溶液接近中性)结束前要检验溶液中是否存在离子,选择检验该离子的原因是 。(5)母液的主要成分 。解析:(1)mgo与盐酸反应生成h2o和mgcl2。(2)控制温度在35 左右,主要从反应速率和盐酸的挥发性方面考虑。(3)由于mgcl26h2o带有结晶水,为避免其分解,不能直接蒸发结晶,要蒸发浓缩,冷却结晶,烘干时温度也不能过高。(4)通过表中各物质的ksp可知,baco3溶解度仅小于mgco3的溶解度,而大于其他物质的溶解度,当 ba2+除尽其他杂质已经除尽,因此要检验溶液中是否存在ba2+。(5)ba2+、fe3+和ca2+已经在前面沉淀除去,在中和阶段引入了na+,故母液的主要成分为kcl 、nacl和mgcl2。答案:(1)mgo+2h+h2o+mg2+(2)溶解时温度太低,反应速率过慢,温度太高, hcl会挥发(3)蒸发浓缩,冷却结晶降低烘干时的温度,防止mgcl26h2o分解(4) ba2+baco3溶解度仅小于mgco3的溶解度,而大于其他物质的溶解度,当ba2+除尽其他杂质已经除尽(5)kcl 、nacl和mgcl210.(2013江西新余模拟)(12分)由fe2o3、fe、cuo、c、al中的几种物质组成的混合粉末,取样品进行下列实验(部分产物略去):(1)取少量溶液x,加入过量的naoh溶液,有沉淀生成。取上层清液,通入co2,无明显变化,说明样品中不含有的物质是(填写化学式) 。(2)z为一种或两种气体:若z只为一种气体,试剂a为饱和nahco3溶液,则反应中能同时生成两种气体的化学方程式是 。若z为两种气体的混合物,试剂a为适量水,则z中两种气体的化学式是。(3)向y中通入过量氯气,并不断搅拌,充分反应后,溶液中的阳离子是(填写离子符号)。(4)取y中的溶液,调ph约为7,加入淀粉ki溶液和h2o2,溶液呈现蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2 mol i-时,共转移3 mol电子,该反应的离子方程式是 。 (5)另取原样品,加入足量稀硫酸充分反应。若溶液中一定不会产生y中的红色固体,则原样品中所有可能存在的物质组合是(各组合中的物质用化学式表示) 。解析:解题的关键取决于浓酸化学式的判断,解答时可先假设再验证排除。样品加入某浓酸后能产生两种气体,由样品成分知,该酸不会是盐酸,若为盐酸只能产生h2,故浓酸为浓h2so4或浓hno3。(1)溶液x加入过量naoh溶液后,fe3+或cu2+等均转化为沉淀,若有al,则转化为alo2-,滤液中通入co2时会有al(oh)3沉淀生成,因无明显变化说明原混合物中无al。(2)若浓酸为浓h2so4,生成的两种气体只能为so2和co2,若浓酸为浓hno3,生成的两种气体为no2和co2,当通入nahco3溶液时,z只为一种气体,说明原气体为so2和co2,反应化学方程式为c+2h2so4(浓)co2+2so2+2h2o。若通过水时,气体z为两种气体,说明原气体为no2和co2,通过水时发生反应:3no2+h2o2hno3+no,所余两种气体为no和co2。(3)由样品的成分,结合(1)中判断知,原混合物中无al,加入过量铁粉后y中的金属阳离子只有fe2+,残留固体为过量的铁和被置换出的铜,当向其中通入过量cl2并不断搅拌后,fe2+、fe均会被氧化为fe3+,cu被氧化为cu2+,故溶液中存在的阳离子有fe3+、cu2+、h+。(4)溶液呈蓝色说明有i2生成,若只氧化i-,消耗2 mol i-应转移电子2 mol,说明2 mol i-被氧化时仍有1 mol fe2+被氧化,故反应中其物质的量之比n(i-)n(fe2+)=21,由此推知反应为4i-+2fe2+3h2o22fe(oh)3+2i2。(5)若一定不产生y中的红色固体,说明原混合粉末中不能含有fe,否则单质铁可能会和cu2+作用生成cu单质,故原混合物可能为cuo、c或cuo、c、fe2o3。答案:(1)al(2)c+2h2so4(浓)co2+2so2+2h2ono、co2(3)cu2+、fe3+、h+(4)2fe2+3h2o2+4i-2fe(oh)3+2i2 (5)cuo、c或cuo、c、fe2o311.(16分)为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用,甲同学设计的实验方案如下:请回答:(1)操作用到的玻璃仪器有 。(2)写出反应的化学方程式: ,反应的离子反应方程式: 。(3)设计实验方案,检测滤液d中含有的金属离子(试剂自选) 。(4)在滤渣e中加入稀硫酸和试剂y制胆矾晶体是一种绿色化学工艺,试剂y为无色液体,反应的总化学方程式是 。(5)乙同学在甲同学方案的基础上提出用滤渣b来制备fecl36h2o晶体,在滤渣中滴加盐酸时,发现反应速率比同浓度盐酸与纯铁粉反应要快,其原因是 。将所得氯化铁溶液用加热浓缩、降温结晶法制得fecl36h2o 晶体,而不用直接蒸发结晶的方法来制得晶体的理由是 。(6)将滤渣b的均匀混合物平均分成四等份,分别加入同浓度的稀硝酸,充分反应后,在标准状况下生成no的体积与剩余金属的质量见下表(设硝酸的还原产物只有no)。实验编号稀硝酸体积(ml)100200300400剩余金属质量(g)9.04.800no体积(l)1.122.243.36v则硝酸的浓度为;中溶解铜的质量为;中v=。解析:(1)操作是过滤。(2)金属中只有铝能和氢氧化钠溶液反应生成alo2-,alo2-和足量co2生成al(oh)3沉淀和hco3-。(3)滤液d中含有fe2+,可以利用其和碱生成沉淀时的颜色变化、自身不能使kscn溶液变红而氧化后变红的性质进行检验。(4)h2o2是绿色氧化剂,还原产物是h2o。(5)里面有杂质铜,形成原电池,加快了反应速率;fe3+很易发生水解。(6)滤渣b中含有fe和cu,分析实验到和到的过程可知:到时,金属过量,硝酸完全反应,100 ml hno3共产生1.12 l22.4 lmol-1=0.05 mol no,消耗金属4.2 g,由反应:3fe+ 8hno3(稀)3