高考化学月刊 专题9 金属及其化合物高考在线Word文档格式.docx
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（4）将CaCO3与盐酸反应转化为CaCl2，然后电解熔融状态的CaCl2固体就制得单质Ca。
1.（2010·
北京高考·
T25·
14分）由短周期元素组成的化合物Ｘ是某抗酸药的有效成分。
甲同学欲探究Ｘ的组成。
查阅资料：
①由短周期元素组成的抗酸药的有效成分有碳酸氢钠、碳酸镁、氢氧化铝、硅酸镁铝、磷酸铝、碱式碳酸镁铝。
②Al３＋在ｐＨ＝5.0时沉淀完全；
Mg２＋在ｐＨ＝8.8时开始沉淀，在ｐＨ＝11.4时沉淀完全。
实验过程：
Ⅰ．向化合物Ｘ粉末中加入过量盐酸，产生气体Ａ，得到无色溶液。
Ⅱ．用铂丝蘸取少量Ｉ中所得的溶液，在火焰上灼烧，无黄色火焰。
Ⅲ．向Ｉ中所得的溶液中滴加氨水，调节ｐＨ至５～６，产生白色沉淀Ｂ，过滤。
Ⅳ．向沉淀Ｂ中加过量NaOH溶液，沉淀全部溶解。
Ⅴ．向Ⅲ中得到的滤液中滴加NaOH溶液，调节ｐH至12，得到白色沉淀Ｃ。
（1）Ⅰ中气体Ａ可使澄清石灰水变浑浊，Ａ的化学式是__________。
（2）由Ⅰ、Ⅱ判断X一定不含有的元素是磷、_____________。
（3）Ⅲ中生成B的离子方程式是_____________。
（4）Ⅳ中B溶解的离子方程式是_____________。
（5）沉淀C的化学式是_____________。
（6）若上述n（A）：
n（B）：
n（C）=1:
2:
3，则X的化学式是_____________。
【命题立意】本题以探究由短周期元素组成的化合物Ｘ的有效成分为目的进行命题,体现了元素化合物知识在高考中的重要性，主要考查钠镁铝的性质。
【思路点拨】①化合物Ｘ的有效成分为碳酸氢钠、碳酸镁、氢氧化铝、硅酸镁铝、磷酸铝、碱式碳酸镁铝
中的一种。
②Al（OH）3在ｐＨ＝5.0时沉淀完全;
Mg（OH）2在ｐＨ＝8.8时开始沉淀，在ｐＨ＝11.4时沉淀完全。
【规范解答】
（1）Ⅰ中气体Ａ可使澄清石灰水变浑浊，说明Ａ是CO2。
（2）向化合物Ｘ粉末中加入过量盐酸，产生气体Ａ，得到无色溶液，说明X不是硅酸镁铝，若是会生成H2SiO3
沉淀；
用铂丝蘸取少量Ｉ中所得的溶液，在火焰上灼烧，无黄色火焰,说明不含钠元素。
因此由Ⅰ、Ⅱ判
断X一定不含有的元素是磷、钠、硅。
（3）向Ｉ中所得的溶液中滴加氨水，调节ｐＨ至５～６，根据题中信息此时生成的是Al（OH）3沉淀，
+
。
（4）Al（OH）3是两性氢氧化物，能溶于强碱NaOH中,
（5）根据Ｍｇ２＋在ｐＨ＝8.8时开始沉淀，在ｐＨ＝11.4时沉淀完全可知沉淀为
（6）若上述n（CO2）：
n（Al（OH）3）：
n[
]=1:
3，碳酸氢钠、碳酸镁、氢氧化铝、磷酸铝、
碱式碳酸镁铝中只有碱式碳酸镁铝符合，可得化学式是
【答案】⑴
⑵钠硅
⑶
⑷
⑸
⑹
【类题拓展】钠元素的焰色反应呈黄色，钾元素的焰色反应通过蓝色钴玻璃观察呈浅紫色，这两种元素的
焰色反应特征现象要记住，经常考。
Al2O3和Al（OH）3都是两性化合物，既能溶于酸又能溶于碱。
常见的能
溶于强碱的沉淀除Al（OH）3外，还有H2SiO3。
安徽高考·
T27·
14分）锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。
某研究性小组对废旧锂离子电池正极材料（
、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：
（1）第②步反应得到的沉淀X的化学式为。
（2）第③步反应的离子方程式是。
（3）第④步反应后，过滤
所需的玻璃仪器有。
若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：
、。
（4）若废旧锂离子电池正极材料含
的质量为18.1g，第③步反应中加入20.0ml3.0mol.
的
溶液，假定正极材料中的锂经反应③和④完全转化为
，则至少有__
___g
参加了反应。
【命题立意】考查铝及其化合物的性质，混合物分离的方法及物质制备中涉及的相关计算。
（1）通过②信息，可知铝箔溶解在过量的氢氧化钠溶液，产生了NaAl（OH）4，第二步就是NaAl（OH）4溶液与过量的CO2生成Al（OH）3，③是氧化还原反应，反应物应是LiMn2O4、硫酸、O2，产物为MnO2和Li2SO4，注意LiMn2O4不溶于水，要写成化学式。
（4）根据③式提供的离子方程式，通过计算，判断出硫酸过量，LiMn2O4中的Li最终转化到Li2CO3，因n（LiMn2O4）=18.1g/181g.mol-1=0.1mol，故n（Li+）=0.1mol，根据Li守恒，故n（Li2CO3）=0.1mol/2=0.05mol，再由CO32－守恒可知：
n（Li2CO3）=n（Na2CO3）,m（Na2CO3）=0.05mol×
106g/mol=5.3g，参加反应的Na2CO3的质量至少为5.3g。
（1）Al（OH）3
（2）4LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O
（3）漏斗、玻璃棒、烧杯；
滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等
（4）5.3
3.（2010·
江苏高考·
T20·
10分）（10分）以水氯镁石（主要成分为MgCl2·
6H2O）为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下：
（l）预氨化过程中有Mg（OH）2沉淀生成，已知常温下Mg（OH）2的KSP=1.8×
10-11，若溶液中
c（OH—）=3.0×
10-6mol·
L-1，则溶液中c（Mg2+）=▲。
（2）上述流程中的滤液浓缩结晶，所得主要固体物质的化学式为▲。
（3）高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO。
取碱式碳酸镁4.66g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00g和标准状况
下CO20.896L，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。
（4）若热水解不完全，所得碱式碳酸镁中将混有MgCO3，则产品中镁的质量分数▲（填“升高”、“降低”或“不变”）。
【命题立意】本题以用水氯镁石为原料生产碱式碳酸镁为背景要求学生进行相关计算和推断，体现化学的真实性和价值。
【思路点拨】注意运用守恒等化学学科基本思想进行有关计算和推断。
（1）Mg（OH）2的KSP=c（Mg2+）·
c2（OH—）
（2）从质量守恒角度分析，投入为MgCl2·
6H2O、H2O、NH3、NH4HCO3、产品为碱式碳酸镁，滤液浓缩结晶，所得主要固体应为NH4Cl。
根据质量守恒反应生成的水的物质的量为：
根据碳、镁质量守恒得碱式碳酸镁中n（Mg2+）=5.00×
10-2moln（CO2—3）=4.00×
10-2mol
根据电荷平衡可知：
碱式碳酸镁中n（OH—）=2.00×
根据氢元素守恒，碱式碳酸镁中所含结晶水：
n（H2O）=5.00×
10-2mol-2.00×
10-2mol÷
2=4.00×
所以该碱式碳酸镁的化学式为：
Mg（OH）2·
4MgCO3·
4H2O
（4）MgCO3镁的质量分数比Mg（OH）2·
4H2O大，所以混有MgCO3将导致镁的质量分数升高。
【标准答案】
（1）2.0mol·
L-1
（2）NH4Cl
（3）Mg（OH）2·
（4）升高
4.（2010·
重庆高考·
T8·
6分）下列叙述正确的是（）
A.铝制容器可盛装热的浓H2SO4B.AgI胶体在电场中自由运动
C.K与水反应比Li与水反应剧烈D.红磷在过量Cl2中燃烧生成PCl3
【命题立意】本题以无机元素化合物、胶体为考查对象，主要考查了金属铝、碱金属、磷元素、胶体等知识。
【思路点拨】在回答元素化合物部分的知识时，要注意物质的特性、递变性、反应条件、用量等。
A项，铝与热的硫酸会发生反应，在冷的浓硫酸中才会发生钝化，即铝可盛在冷的浓硫酸中，所以A错误。
B项，AgI胶体粒子带电荷，所以在电场中会发生定向移动，不能自由运动，所以B错误；
C项，K的活性比Li强，所以K与水反应比Li与水反应剧烈，所以C正确；
D项，P与少量Cl2反应才生成PCl3，与大量Cl2反应生成PCl5，所以D错误。
5.（2010·
T4·
2分）下列有关物质性质的描述不符合事实的是（）
A．有机物不导电B．金刚石是自然界最硬的物质
C．SO2可用作食品防腐剂D．NO可用于某些疾病的治疗
【命题立意】此题考查了常见物质的性质及用途。
【思路点拨】有机物一般不导电，不是电解质，但有机物的种类繁多，并不是所有的有机物都不导电，在理解有机物的性质时，不能绝对化。
【规范解答】选A。
大多数的有机物不导电，但聚乙炔塑料就能导电，A错误；
金刚石是自然界中最硬的
物质，B正确；
二氧化硫可用于杀菌、消毒，故可做为食品和干果的防腐剂，C正确；
NO可用于心血管疾
病的治疗，D正确。
3分）除去下列括号内杂质的试剂或方法错误的是（）
A．HNO3溶液（H2SO4），适量BaCl2溶液，过滤
B．CO2（SO2），酸性KMnO4溶液、浓硫酸，洗气
C．KNO3晶体（NaCl），蒸馏水，结晶
D．C2H5OH（CH3COOH），加足量CaO，蒸馏
【命题立意】此题考查了物质提纯的方法。
【思路点拨】进行物质的提纯操作时要遵循的两个原则是：
一是不能将要得到的目标产物除掉，二是不能引入新的杂质。
HNO3溶液中混有H2SO4时，加入氯化钡使得硝酸中又混入了HCl杂质，应加入硝酸钡溶
液过滤，A错误；
SO2有还原性，可被高锰酸钾氧化为硫酸除去，B正确；
硝酸钾的溶解度随温度升高变大，
但NaCl的溶解度随温度变化较小，一般用结晶或重结晶法分离，C错误；
乙酸能和氧化钙反应生成不挥发
的醋酸盐，但乙醇不与氧化钙反应，且乙醇易挥发，故加足量氧化钙蒸馏可以分离两者，D正确。
6.（2010·
四川高考·
T29·
16分）四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源。
用钛铁矿渣（主要成分为TiO2、FeO、Fe2O3,Ti的最高化合价为+4）作原料，生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如下：
（1）硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是____________________________________。
（2）向滤液I中加入铁粉，发生反应的离子方程式为：
________________、________________。
（3）在实际生产过程中，向沸水中加入滤液Ⅲ，使混合液pH达0.5，钛盐开始水解。
水解过程中不断通入高温水蒸气，维持溶液沸腾一段时间，钛盐充分水解析出水合二氧化钛沉淀。
请用所学化学平衡原理分析通入高温水蒸气的作用：
_______________________________。
过滤分离出水合二氧化钛沉淀后，将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐、___________、______________、_______________________（填化学式），减少废物排放。
（4）A可用于生产红色颜料（Fe2O3）,其方法是：
将556akgA（摩尔质量为278g/mol）溶于水中，加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应，鼓入足量空气搅拌，产生红褐色胶体；
再向红褐色胶体中加入3336bkgA和112ckg铁粉，鼓入足量空气搅拌，反应完成后，有大量Fe2O3附着在胶体粒子上以沉淀形式析出；
过滤后，沉淀经高温灼烧得红色颜料。
若所得滤液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁，则理论上可生产红色颜料_______________________kg。
【命题立意】本题以无机化合物的生产为考查对象，主要考查生产流程中涉及的某些反应、化学平衡理论的应用、利用元素守恒进行计算等。
【思路点拨】在钛铁矿渣中加入浓硫酸，产物较复杂，钛有TiSO4和TiOSO4;
铁有FeSO4和Fe2（SO4）3,加入过量铁粉后，Fe全部以FeSO4的形式存在，后面经控温过滤得到FeSO4·
7H2O晶体，对滤液进行加热调整PH值促进钛盐水解，经过滤煅烧后便得到了二氧化钛。
（1）在书写硫酸与二氧化钛反应的化学方程式时因Ti有两种价态，所以产物写TiSO4或TiOSO4均可。
（2）加入浓硫酸后，浓硫酸可以氧化亚铁离子，再加入铁粉，铁粉可以还原铁离子。
除此外，铁粉还可以与溶液中的H+反应。
（3）对于盐类水解而言，升高温度、加水稀释都会促进水解。
（4）利用Fe元素守恒进行计算，其中556akgFeSO4·
7H2O晶体中的Fe完全变成了Fe2O3160akg；
3336bkgFeSO4·
7H2O由于最终产物中由Fe2（SO4）3,所以其中的Fe未完全变成Fe2O3，再利用SO42-守恒可得3336bkgFeSO4·
7H2O（12bmol）中生成了4bmol的Fe2（SO4）3,消耗FeSO4·
7H2O只有8bmol，剩余的4bmolFeSO4·
7H2O才转化成了2mol的Fe2O3，故生成320bkgFe2O3，另外112ckg铁粉完全转变成Fe2O3160ckg。
综上所述总共生成Fe2O3：
160a+320b+160c（kg）
【答案】
（1）TiO2+H2SO4=Ti（SO4）2+H2O或TiO2+H2SO4=TiOSO4+H2O
（2）Fe+2Fe3+=3Fe2+Fe+2H+=Fe2++H2↑
（3）加水促进钛盐水解，加热促进钛盐水解，H+降低浓度促进钛盐水解H2OFeSO4H2SO4
（4）160a+320b+160c
7.（2010·
T22·
4分）由5molFe2O3、4molFe3O4和3molFeO组成的混合物，加入纯铁1mol并在高温下和Fe2O3反应。
若纯铁完全反应，则反应后混合物中FeO与Fe2O3的物质的量之比可能是（）
A．4:
3B．3:
2C．3:
1D．2:
l
【命题立意】此题考查了化学计算知识。
【思路点拨】极端假设法是指根据已知的条件，把复杂问题假设为处于理想的极端状态，站在极端的角度去分析、考虑问题，使其因果关系显得十分明显、简单，从而迅速地作出正确判断的方法。
【规范解答】选B、C。
分析题给混合物和高温下发生的反应，可知当Fe2O3+Fe=3FeO时，反应后混合物中含有6molFeO、4molFe2O3，则FeO与Fe2O3的物质的量之比为3:
2；
当发生反应：
Fe2O3+FeO=Fe3O4时，反应后混合物中含有2molFeO、4molFe2O3，则FeO与Fe2O3的物质的量之比为1:
当两反应均存在时，FeO与Fe2O3的物质的量之比处于两者之间，故B、C均可能。
8.（2010·
T13·
3分）下列实验过程中，始终无明显现象的是（）
A．NO2通入FeSO4溶液中B．CO2通入CaCl2溶液中
C．NH3通入AlCl3溶液中D．SO2通入已酸化的Ba（NO3）2溶液中
【命题立意】此题考查了常见元素化合物知识。
【思路点拨】解答此题的易错点是：
不能正确理解CO2和CaCl2能否反应，由于盐酸是强酸，碳酸是弱酸，故将CO2通入CaCl2溶液中时，两者不能发生反应生成溶于盐酸的碳酸钙沉淀。
【规范解答】选B。
NO2通入后和水反应生成具有强氧化性的硝酸，生成的硝酸将亚铁盐氧化为铁盐，溶液
颜色由浅绿色变为棕黄色，排除A；
CO2和CaCl2不反应，无明显现象，选B；
NH3通入水后转化为氨水，氨
水和AlCl3反应生成氢氧化铝沉淀，排除C；
SO2通入酸化的硝酸钡中，SO2被硝酸氧化为硫酸，生成硫酸钡
沉淀，排除D。
9.（2010·
T18·
4分）右图是模拟氯碱工业生产中检查氯气是否泄漏的装置，下列有关说法错误的是（）
A．烧瓶中立即出现白烟
B．烧瓶中立即出现红棕色
C．烧瓶中发生的反应表明常温下氨气有还原性
D．烧杯中的溶液是为了吸收有害气体
生成NH4Cl
则烧瓶中出现白烟，A正确；
因不会生成NO2，故不可能出现红棕色气体，B错误；
该反应中氨气中的氮元
素化合价升高，表现还原性，C正确；
烧杯中的氢氧化钠可以吸收多余的有害气体（Cl2和HCl），D正确。
10.（2010·
8分）A～G各物质间的关系如下图，其中B、D为气态单质。
（1）物质C和E的名称分别为________________、__________________；
（2）可选用不同的A进行反应①，若能在常温下进行，其化学方程式为_____________；
若只能在加热情况下进行，则反应物A应为_____________；
（3）反应②的化学方程式为_______________________________________；
（4）新配制的F溶液应加入___________以防止其转化为G。
检验G溶液中阳离子的常用试剂是____________，实验现象为_________________________________________。
【命题立意】本题以框图推断的形式考查了学生元素化合物知识掌握的熟练程度和应用能力，体现了元素化合物知识的重要性，在近几年的高考试题中均有体现，是高考命题的热点。
本题主要考查了氯气、氧气的性质和实验室制法、铁及其化合物的性质，有较强的综合性。
【思路点拨】此题的突破口是：
【规范解答】在MnO2作用下反应生成气体，若MnO2是反应物，符合此项要求的反应是：
MnO2+4HCl（浓）====MnCl2+Cl2↑+2H2O；
若MnO2是催化剂，符合此项要求的反应有：
2H2O2=====2H2O+O2↑和2KClO3=====2KCl+3O2↑。
由此可知B、D为Cl2和O2；
若B为Cl2，则E为FeCl3，C为H2O2或KClO3，但二者均不与FeCl3反应，故B只能是O2，D为Cl2，C为浓盐酸，铁在氧气中燃烧，生成四氧化三铁，即E。
Fe2+易被空气中的氧气氧化，故需加入铁粉，其原理为：
2Fe3++Fe=3Fe2+；
检验Fe3+的方法是：
加入KSCN（或NH4SCN）溶液，若溶液显红色，说明存在Fe3+。
（1）浓盐酸四氧化三铁
MnO2
（2）2H2O2=====2H2O+O2↑KClO3
△
（3）MnO2+4HCl（浓）====MnCl2+Cl2↑+2H2O
（4）铁粉KSCN（或NH4SCN）溶液溶液变红。
11.（2010·
山东高考·
T30·
8分）聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为
，广泛用于污水处理。
实验室利用硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等）制备聚铁和绿矾（FeSO4·
7H2O）过程如下：
（1）验证固体W焙烧后产生的气体含有SO2的方法是___________________________________。
（2）实验室制备、收集干燥的SO2，所需仪器如下。
装置A产生SO2，按气流方向连接各仪器接口，顺序为a
f,装置D的作用是_____，装置E中NaOH溶液的作用是______。
（3）制备绿矾时，向溶液X中加入过量_____，充分反应后，经_______操作得到溶液Y，再经浓缩，结晶等步骤得到绿矾。
K^S*5U.C#O%下
（4）溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，用pH试纸测定溶液pH的操作方法为_________________。
若溶液Z的pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏_______。
【命题意图】本题以绿矾的制备为前提，考查SO2的检查方法，化学实验方案的设计（仪器的连接）、实验基本操作知识及实验结果的评价能力等。
（1）检验SO2的方法一般是：
将气体通入品红溶液中，如品红试剂红色褪去，加热后又变红。
（2）收集干燥的SO2，应先干燥（从d口进气），再收集（SO2密度比空气的大，要从c口进气），最后进行尾气处理；
因为SO2易与NaOH反应，故Ｄ的作用是安全瓶，防止倒吸。
（3）因为在烧渣中加入了硫酸和足量氧气，故溶液Y中含有Fe3+，故应先加入过量的铁粉，然后过滤除去剩余的铁粉。
（4）用pH试纸测定溶液pH的操作为：
将pH试纸放到表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，点到试纸的中央，然后跟标准比色卡对
比。
Fe（OH）3的含铁量比Fe2（SO4）3高，若溶液Z的pH偏小，则生成的聚铁中OH-的含量减少，SO42-的含量增多，使铁的含量减少。
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