高中化学二轮复习 2-10金属元素单质及其重要化合物适考素能特训

(对应学生用书P113)一、选择题1.eq\a\vs4\al(2012·北京海淀高三二模理综)已知下述三个实验均能发生化学反应。①②③将铁钉放入硫酸铜溶液中向硫酸亚铁溶液中滴入几滴浓硝酸将铁钉放入氯化铁溶液中下列判断正确的是()A.实验①和③中的铁钉只作还原剂B.上述实验证明氧化性：Fe3＋>Fe2＋>Cu2＋C.实验②中Fe2＋既显氧化性又显还原性D.实验③中反应的离子方程式为Fe＋Fe3＋=2Fe2＋[解析]实验③中反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。[答案]A2.eq\a\vs4\al(2012·云南曲靖二模)部分氧化的Fe－Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76g，经如下处理：下列说法正确的是()A.滤液A中的阳离子为Fe3＋、Cu2＋、H＋B.样品中Fe元素的质量为2.24gC.样品中CuO的质量为4.0gD.V＝896mL[解析]根据题意，3.2g滤渣一定是铜，而铜与Fe3＋不共存，则A项错误；最后的3.2g固体为Fe2O3，其中Fe元素的质量为2.24g，B正确；样品中Cu元素和O元素共5.76g－2.24g＝3.52g，则C项错误；2.24gFe元素不可能全是单质，故生成的氢气的体积小于896mL，D错误。[答案]B3.eq\a\vs4\al(2012·山东潍坊三县高三联考)FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，下列判断不正确的是()A.加入KSCN溶液一定不变红色B.溶液中一定含Fe2＋C.溶液中一定含Cu2＋D.剩余固体中一定含铜[解析]由于氧化性Fe3＋>Cu2＋，则加入铁粉后反应过程先后为：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，Cu2＋＋Fe=Cu＋Fe2＋，所以剩余固体可能为Cu，或者为Cu、Fe，说明Fe3＋一定不存在，Cu2＋可能存在，Fe2＋一定存在。[答案]C4.eq\a\vs4\al(2012·广东深圳高三一调)下列类比关系正确的是()A.AlCl3与过量NaOH溶液反应生成AlOeq\o\al(－,2)，则与过量NH3·H2O也生成AlOeq\o\al(－,2)B.Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，则与SO2反应可生成Na2SO3和O2C.Fe与Cl2反应生成FeCl3，则与I2反应可生成FeI3D.Al与Fe2O3能发生铝热反应，则与MnO2也能发生铝热反应[解析]由于Al(OH)3只能与强酸、强碱反应，所以Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)，A错误；Na2O2有强氧化性，SO2具有还原性，Na2O2＋SO2=Na2SO4，无O2生成；氧化性Cl2>I2，Fe与Cl2反应生成FeCl3，而与I2只能生成FeI2；只有D正确。[答案]D5.eq\a\vs4\al(2012·山东青岛测试)所谓合金，就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔融状态下形成的一种熔合物。根据下列四种金属的熔、沸点，判断其中不能形成合金的是()NaCuAlFe熔点/℃97.510836601535沸点/℃883259522003000A.Cu和Al B.Fe和CuC.Fe和Na D.Al和Na[解析]分析数据得出，铁的熔点(1535℃)高于Na的沸点(883℃)，无法制得合金。[答案]C6．某溶液中可能含有H＋、Na＋、NHeq\o\al(＋,4)、Mg2＋、Fe3＋、Al3＋、SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)等离子。当向该溶液中加入一定物质的量浓度的NaOH溶液时，发现生成沉淀的物质的量随NaOH溶液的体积变化的图像如图所示，下列说法正确的是()A．原溶液中含有的阳离子是H＋、NHeq\o\al(＋,4)、Mg2＋、Al3＋B．原溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,4)和Na＋C．原溶液中含有的Fe3＋和Al3＋的物质的量之比为1∶1D．反应最后形成的溶液中含有的溶质只有Na2SO4[解析]刚开始没有生成沉淀，可知原溶液中含有H＋，中间沉淀的物质的量不变，是因为NHeq\o\al(＋,4)消耗OH－，然后沉淀溶解，则说明原溶液中含有Al3＋，从溶解的量上分析，剩余沉淀的量和溶解的量之间是1∶1的关系，由生成沉淀时所消耗的NaOH溶液的体积和沉淀溶解时所消耗的NaOH溶液的体积计算，可知溶液中的另一金属离子只能是Fe3＋。最终可知溶液中的溶质为Na2SO4和NaAlO2。[答案]C7.eq\a\vs4\al(2012·江西南昌调研)常温下，将1.92g铜加入到100mLH2SO4和HNO3的混合液中，Cu全部溶解，放出无色气体，再向溶液中加入足量铁粉，充分反应，此时收集到气体为448mL(标准状况)的氢气。下列有关结论不正确的是()A.溶解的铁粉为2.8gB.原溶液中c(SOeq\o\al(2－,4))＝0.5mol·L－1C.原混合溶液中c(H＋)＝1.2mol·L－1D.原溶液中n(NOeq\o\al(－,3))＝0.08mol[解析]此题的关键是要理解第一步反应中铜与硝酸、硫酸反应生成了CuSO4、NO和H2O，且硝酸恰好完全反应，铜的物质的量为0.03mol，所以根据电子得失守恒得出参加反应的HNO3为0.02mol，D错。第二步反应为铁和硫酸反应，铁和铜离子反应，根据铜离子的物质的量及氢气的物质的量，求算出铁粉的质量为2.8g，再综合第一步和第二步反应求出c(SOeq\o\al(2－,4))和c(H＋)。[答案]D8.eq\a\vs4\al(2012·陕西汉中联考)将一定质量的镁铜合金加入到稀硝酸中，两者恰好完全反应，假设反应过程中还原产物全是NO，向所得溶液中加入物质的量浓度为3mol·L－1NaOH溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1g，则下列有关叙述中正确的是()A.加入合金的质量不可能为6.4gB.参加反应的硝酸的物质的量为0.1molC.沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为150mLD.溶解合金时收集到NO气体的体积在标准状况下为2.24L[解析]分析题意，镁铜合金都与硝酸反应，根据反应中电子得失守恒，金属失电子的物质的量等于OH－的物质的量，所以n(e－)＝n(OH－)＝5.1g÷17g·mol－1＝0.3mol。反应中HNO3中＋5价的N得电子变成＋2价的N，由此得到NO气体的体积在标准状况下为2.24L，D正确。[答案]D9．将Na2O2逐渐加入到含有Al3＋、Mg2＋、NHeq\o\al(＋,4)的混合液中并微热，产生沉淀和气体的物质的量(mol)与加入Na2O2的物质的量(mol)的关系如图所示，则原溶液中Al3＋、Mg2＋、NHeq\o\al(＋,4)的物质的量分别为()A．2mol、3mol、8mol B．3mol、2mol、8molC．2mol、3mol、4mol D．3mol、2mol、4mol[解析]由2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O，故n(Al3＋)＝(9－8)×2＝2mol，根据图像可知，生成8mol气体，消耗8molNa2O2(其中4mol为O2)，故n(NHeq\o\al(＋,4))＝n(NH3)＝4mol，n(Mg2＋)＝eq\f(8mol×2－2mol×3－4mol,2)＝3mol。[答案]C10.eq\a\vs4\al(2012·山西临汾模拟)向FeI2、FeBr2的混合溶液中通入适量氯气，溶液中某些离子的物质的量变化如图所示。已知：2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－，2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2。则下列有关说法中，不正确的是()A.线段BD表示Fe3＋物质的量的变化B.原混合溶液中FeBr2的物质的量为6molC.当通入2molCl2时，溶液中已发生的离子反应可表示为2Fe2＋＋2I－＋2Cl2=2Fe3＋＋I2＋4Cl－D.原溶液中：n(Fe2＋)∶n(I－)∶n(Br－)＝2∶1∶3[解析]通过题给信息可知，发生反应的先后顺序为：2I－＋Cl2=I2＋2Cl－，2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－。在AB段发生反应2I－＋Cl2=I2＋2Cl－，所以n(I－)＝2mol；在BD段，发生反应2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，故原溶液中n(Fe2＋)＝4mol，所以A项正确；从D开始发生反应2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－，所以原溶液中n(Br－)＝6mol，所以B项错误，D项正确；对于C项，根据发生反应的先后顺序判断，也正确。综上，本题选择B。[答案]B二、非选择题11．A～I分别表示中学化学中常见的一种物质，其中A、I为常见金属，它们之间的相互关系如图所示(部分反应物、生成物没有列出)，且已知G为主族元素的固态氧化物，A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素。请填写下列空白：(1)A、B、C、D、E、F六种物质中所含同一种元素在周期表中的位置是________。(2)写出C物质的化学式：________。(3)写出下列反应的化学方程式或离子方程式：反应①的化学方程式：____________________________；反应④的离子方程式：____________________________；反应⑥的化学方程式：____________________________。(4)从能量变化的角度看，反应①②③中，属于ΔH<0的反应是________(填序号)[解析]G为主族元素的固态氧化物，由G可以与NaOH反应和反应③，猜测G是Al2O3，则J是NaAlO2，G电解得到金属铝和氧气，由反应④可知，I是金属铝，H是氧气，联想反应①为铝热反应，A在氧气燃烧得到B，可知B是Fe3O4，A是金属铁，Fe3O4与盐酸反应生成Fe2＋和Fe3＋，从反应流程可以看出，C是FeCl2，E是Fe(OH)2，F是Fe(OH)3。反应⑤为Fe3O4＋8HCl=FeCl2＋2FeCl3＋4H2O，反应⑥为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。[答案](1)第四周期第Ⅷ族(2)FeCl2(3)8Al＋3Fe3O4eq\o(=,\s\up7(高温))4Al2O3＋9Fe2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(4)①②12.eq\a\vs4\al(2012·南昌高三调研)海水中不仅含有丰富的非金属元素资源(如氯、溴、碘等)，还含有丰富的金属元素资源(如Na、Mg、Fe、Cr等)。(1)海水晒盐的原理是：________；写出氯化钠的电子式：________；与Na、Cl同周期，且简单离子半径最小的离子结构示意图：________。(2)晒出的粗盐常混有MgSO4、CaSO4等杂质，为了得到精制盐，则提纯过程操作步骤和加入试剂的顺序是：①溶解，②________，③加过量Na2CO3溶液，④________，⑤过滤除去杂质，⑥________，⑦蒸发结晶。(3)晒盐得到的母液(盐卤)中含有丰富的镁元素，但其中常混有Fe2＋、Cr3＋等，为富集镁使其转化为MgCl2晶体，必须除去这些杂质离子。有关资料：M(OH)npH开始沉淀沉淀完全Fe(OH)27.69.6Fe(OH)32.73.7Mg(OH)29.511.0Cr(OH)34.35.0为了有效除去杂质离子，又不引入新的杂质离子，且能满足“绿色化学理念”，则最佳试剂选择和操作是：①先加________，目的是________；②再加________，目的是________；③过滤后，为能得到纯净的MgCl2晶体，采用的操作方法是：___________________________________________________________________________________________________。[解析](1)海水晒盐的原理是蒸发海水，然后结晶得到氯化钠；氯化钠电子式为Na＋[eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)]－；与Na、Cl同周期，且简单离子半径最小的离子为Al3＋，它的结构示意图为。(3)因为Fe2＋沉淀完全时，Mg2＋已部分沉淀，故需先加H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋；再加MgO来调节溶液pH至5.0<pH<9.5，使杂质离子(Fe3＋、Cr3＋)完全沉淀；然后加盐酸，在酸性环境中蒸发结晶，防止水解。[答案](1)蒸发结晶Na＋[eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)]－(2)加过量BaCl2溶液'加过量NaOH溶液加稀HCl至滤液呈酸性(3)①H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋②MgO调节溶液pH至5.0<pH<9.5，使杂质离子完全沉淀③加盐酸，在酸性环境中蒸发结晶，防止水解13．X为某金属矿的主要成分，X具有下列转化关系(部分反应物、生成物没有列出)。已知：1molX经一系列变化只生成A、B、C，且物质的量之比为1∶2∶1，X不含氧元素。请回答：(1)X的化学式为________；(2)写出物质A名称________；物质G名称：________；(3)写出下列反应方程式：C＋E→B＋F__________________________________；生成红色沉淀G____________________________________________________________________________________；(4)工业生产纯净C的方法是________；其阴极电极反应式是：________；(5)已知反应②的热化学方程式为：2B(g)＋O2(g)2D(g)ΔH<0该反应平衡常数表达式为：________；升高温度K值的变化是：________。(填“变大”、“变小”或“不变”)[解析]由F→G的转化条件可知，F中含有Cu2＋，G为Cu2O(氧化亚铜)，单质C为Cu，E为H2SO4，D为SO3，B为SO2；由M中含Fe2＋可知A为FeO，X中含有Fe、S和Cu三种元素，且三种元素的原子个数比1∶2∶1，故X的化学式为CuFeS2。[答案](1)CuFeS2(2)氧化亚铁氧化亚铜(3)Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2OCH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2eq\o(→,\s\up7(△))CH2OH(CHOH)4COOH＋Cu2O↓＋2H2O(4)电解Cu2＋＋2e－=Cu(5)K＝eq\f(c2D,c2B·cO2)或K＝eq\f(c2SO3,c2SO2·cO2)变小14.eq\a\vs4\al(2012·海南一中二模)新型材料纳米α－Fe粉具有超强的磁性能，可用作高密度磁记录的介质以及高效催化剂等。在不同温度下，α－Fe粉与水蒸气反应的固体产物不同：温度低于570℃时，生成FeO，高于570℃时，生成Fe3O4。(1)甲同学用图1所示装置进行α－Fe粉与水蒸气的反应。证明实验中有氢气产生的现象是_____________________________________________________________________。(2)乙同学用图2所示装置进行α－Fe粉与水蒸气反应并验证产物。①试管a中的物质是________。②乙同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分，进行了下列实验：实验步骤实验操作实验现象Ⅰ将反应后得到的黑