高考试题 金属及其化合物Word文件下载.docx

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非强氧化性酸：

铁与酸反应有氢气放出。

（4）某些金属与碱反应：

和强碱溶液反应：

2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑。

（5）金属与盐溶液反应：

钠与盐的溶液反应：

钠不能置换出溶液中的金属，钠是直接与水反应。

反应后的碱再与溶液中的物质反应。

如钠投入到硫酸铜溶液的反应式：

2Na+CuSO4+2H2O==Cu（OH）2↓+Na2SO4+H2↑。

②铝与盐的溶液反应：

如能置换出CuSO4、AgNO3等溶液中的金属。

③铁与某些盐反应：

如Fe+CuSO4==Cu+FeSO4,Fe+2FeCl3==3FeCl2等。

4.金属的氧化物

（1）氧化钠和过氧化钠

名称

氧化钠

过氧化钠

化学式与化合价

颜色状态

白色固体

淡黄色固体（粉末）

与H2O反应

Na2O+H2O＝2NaOH

2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑

与CO2反应

Na2O+CO2＝Na2CO3

2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2

与酸反应

Na2O+2HCl＝2NaCl+H2O

2Na2O2+4HCl＝4NaCl+O2↑+2H2O

生成条件

钠与O2常温下反应：

4Na+O2＝2Na2O

用途

供氧剂、氧化剂、漂白剂

（2）氧化铝：

典型的两性氧化物

（1）耐火材料（Al2O3熔点高）

（2）冶炼金属铝

2Al2O3

4Al+3O2↑。

宝石的主要成分是氧化铝

两性氧化物：

既能与强酸反应又能与强碱反应生成盐和水的氧化物。

Al2O3+6HCl==2AlCl3+3H2O，Al2O3+2NaOH==2NaAlO2+H2O

Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，Al2O3+2OH－=2AlO2－+H2O

（3）铁的氧化物

FeO

Fe2O3

Fe3O4（Fe2O3·

铁元素的价态

＋2

＋3

＋2、＋3

俗称

铁红

磁性氧化铁

色态

黑色粉末

红棕色粉末

黑色晶体

类别

碱性氧化物

复杂氧化物

水溶性

难溶

稳定性

不稳定

稳定

主要化学性质

有一定的还原性易被氧化为三价铁的化合物

与酸反应生成三价铁盐

化合物中＋2的铁有还原性，易被氧化。

5、金属的氢氧化物

白色固体：

NaOH、Ca（OH）2、Ba（OH）2、Mg（OH）2、Al（OH）3、Fe（OH）2

红褐色固体：

Fe（OH）3蓝色固体：

Cu（OH）2

溶于水生成强碱

与酸反应生成盐和水。

难溶碱受热分解生成金属氧化物和水。

特性：

Al（OH）3是两性氢氧化物；

Fe（OH）2易被氧化。

（1）氢氧化铝（Al（OH）3）：

白色难溶于水的胶状沉淀，是两性氢氧化物。

热易分解

两性氢氧化物：

既能与强酸又能与强碱反应生成盐和水的氢氧化物。

Al（OH）3+3HCl==AlCl3+3H2O,Al（OH）3+NaOH==NaAlO2+2H2O．2Al（OH）3

Al2O3+3H2O

Al（OH）3的制备：

在氯化铝溶液中加足量氨水。

AlCl3+3NH3·

H2O==Al（OH）3↓+3NH4Cl。

向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液，现象是先有沉淀，后溶解。

反应式：

先Al3++3OH-==Al（OH）3↓,后Al（OH）3+OH-==AlO2-+2H2O。

（2）铁的氢氧化物

Fe（OH）2

Fe（OH）3

主要性质

白色难溶于水的沉淀，不稳定，易被氧化成氢氧化铁，颜色变化为：

白色－灰绿色－红褐色。

4Fe（OH）2+O2+2H2O==4Fe（OH）3。

因此在制备时常采取措施：

除溶液中的氧；

加有机溶剂封住液面；

胶头滴管要伸入到溶液中。

红褐色难溶于水的沉淀，受热易分解。

2Fe（OH）3

Fe2O3+3H2O,能溶于强酸溶液，生成相应的盐。

6、重要的盐

（1）碳酸钠和碳酸氢钠

性质

Na2CO3（Na2CO3·

10H2O）

NaHCO3

性质比较

纯碱或苏打

小苏打

NaHCO3的颗粒比Na2CO3小

易溶于水

溶于水

S（Na2CO3）>

S（NaHCO3）

溶液酸碱性

显碱性

同浓度Na2CO3的pH大于NaHCO3的pH

热稳定性

2NaHCO3＝Na2CO3＋CO2＋H2O

NaHCO3的热稳定性比Na2CO3差，用于除杂质。

CO32-+2H+＝H2O+CO2↑

反应剧烈

HCO3-+H+＝H2O+CO2↑

等物质的量时Na2CO3耗酸量大于NaHCO3

与碱反应

易与Ba（OH）2、Ca（OH）2反应生成BaCO3、CaCO3沉淀和NaOH

能与所有可溶碱反应生成碳酸正盐和水

溶液中相互转化

Na2CO3溶液能吸收CO2转化为NaHCO3

Na2CO3+H2O+CO2==2NaHCO3

NaHCO3＋NaOH＝Na2CO3＋H2O

除CO2中的HCl杂质是用饱和的NaHCO3溶液，而不用Na2CO3溶液

用在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业中。

发酵粉的主要成分之一；

治疗胃酸过多等。

（2）明矾：

化学式KAl（SO4）2·

12H2O（十二水合硫酸铝钾），无色晶体，易溶于水。

明矾净水原理：

明矾溶于水发生水解反应，生成Al（OH）3胶体，吸附水中的杂质，使水澄清。

（3）铁盐和亚铁盐

Fe2+与Fe3+离子的检验；

（1）

溶液是浅绿色

（2）与KSCN溶液作用不显红色，再滴氯水则变红

（3）加NaOH溶液现象：

白色沉淀灰绿色红褐色

（1）与无色KSCN溶液作用显红色

（2）溶液显黄色或棕黄色

（3）加入NaOH溶液产生红褐色沉淀

7、金属知识网络（写出各步反应的化学方程式）

1、钠元素化合物知识网络：

2、铝及其化合物的知识网络

3、铁及其化合物的知识网络

1．（2017•北京-9）下列变化中，气体被还原的是（B）

A．二氧化碳使Na2O2固体变白B．氯气使KBr溶液变黄

C．乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色D．氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀

2．（2017•新课标Ⅱ-13）由下列实验及现象不能推出相应结论的是C

实验

现象

结论

A．

向2mL0.1FeCl3的溶液中加足量铁粉，震荡，加1滴KSCN溶液

黄色逐渐消失，加KSCN溶液颜色不变

还原性：

Fe＞Fe2+

B．

将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满CO2的集气瓶

集气瓶中产生大量白烟，瓶内有黑色颗粒产生

CO2具有氧化性

C．

加热盛有少量NH4HCO3固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸

石蕊试纸变蓝

NH4HCO3显碱性

D．

向2支盛有2mL相同浓度银氨溶液的试管中分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI溶液

一只试管中产生黄色沉淀，另一支中无明显现象

Ksp（AgI）＜Ksp（AgCl）

3．（6分）（2017•天津-4）以下实验设计能达到实验目的是D

实验目的

实验设计

除去NaHCO3固体中的Na2CO3

将固体加热至恒重

制备无水AlCl3

蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液

重结晶提纯苯甲酸

将粗品水溶、过滤、蒸发、结晶

鉴别NaBr和KI溶液

分别加新制氯水后，用CCl4萃取

4．（2017•江苏-3）下列有关物质性质与用途具有对应关系的是A

A．Na2O2吸收CO2产生O2，可用作呼吸面具供氧剂

B．ClO2具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒

C．SiO2硬度大，可用于制造光导纤维D．NH3易溶于水，可用作制冷剂

5．（2017•江苏-6）下列指定反应的离子方程式正确的是（B）

A．钠与水反应：

Na+2H2O═Na++2OH﹣+H2↑

B．电解饱和食盐水获取烧碱和氯气：

2Cl﹣+2H2O

H2↑+Cl2↑+2OH﹣

C．向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸：

Ba2++OH﹣+H++SO42﹣═BaSO4↓+H2O

D．向碳酸氢铵溶液中加入足量石灰水：

Ca2++HCO3﹣+OH﹣═CaCO3↓+H2O

6．（2017•新课标Ⅱ-13）由下列实验及现象不能推出相应结论的是C

7．（2017•新课标Ⅲ-13）在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl﹣会腐蚀阳极板而增大电解能耗。

可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl﹣。

根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是C

A．Ksp（CuCl）的数量级为10﹣7

B．除Cl﹣反应为Cu+Cu2++2Cl﹣=2CuCl

C．加入Cu越多，Cu+浓度越高，除Cl﹣效果越好

D．2Cu+=Cu2++Cu平衡常数很大，反应趋于完全

8．（2017•天津-2）汉黄芩素是传统中草药黄芩的有效成分之一，

对肿瘤细胞的杀伤有独特作用．下列有关汉黄芩素的叙述正确的是B

A．汉黄芩素的分子式为C16H13O5

B．该物质遇FeCl3溶液显色

C．1mol该物质与溴水反应，最多消耗1molBr2

D．与足量H2发生加成反应后，该分子中官能团的种类减少1种

9．（2017•江苏-9）常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是B

A．无色透明的溶液中：

Fe3+、Mg2+、SCN—、Cl—

B．c（H+）/c（OH﹣）=1×

10—12的溶液中：

K+、Na+、CO32—、NO3—

C．c（Fe2+）=1mol•L—1的溶液中：

K+、NH4+、MnO4﹣、SO42—

D．能使甲基橙变红的溶液中：

Na+、NH4+、SO42﹣、HCO3—

二、选择题

1．（14分）（2017•天津-7）某混合物浆液含有Al（OH）3、MnO2和少量Na2CrO4。

考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用．回答Ⅰ和Ⅱ中的问题．

Ⅰ．固体混合物的分离和利用（流程图中的部分分离操作和反应条件未标明）

（1）反应①所加试剂NaOH的电子式为。

B→C的反应条件为　　，C→Al的制备方法称为　　。

（2）该小组探究反应②发生的条件。

D与浓盐酸混合，不加热，无变化；

加热有Cl2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2．由此判断影响该反应有效进行的因素有（填序号）　　。

a．温度b．Cl﹣的浓度c．溶液的酸度

（3）0.1molCl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2•xH2O的液态化合物，放热4.28kJ，该反应的热化学方程式为　。

Ⅱ．含铬元素溶液的分离和利用

（4）用惰性电极电解时，CrO42﹣能从浆液中分离出来的原因是　

　，分离后含铬元素的粒子是　　；

阴极室生成的物质为　　（写化学式）。

【答案】Ⅰ．⑴

加热（或煅烧）电解法⑵ac

⑶2Cl2（g）+TiO2（s）+2C（s）═TiCl4（l）+2CO（g）△H=﹣85.6kJ•mol﹣1

Ⅱ．⑷在直流电场作用下，CrO42﹣通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液。

CrO42﹣、Cr2O72﹣NaOH和H2

2．（14分）（2017•新课标Ⅱ-26）水泥是重要的建筑材料．水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。

实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：

回答下列问题：

（1）在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。

加入硝酸的目的是，还可使用代替硝酸。

（2）沉淀A的主要成分是，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为。

（3）加氨水过程中加热的目的是。

沉淀B的主要成分为（填化学式）。

（4）草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后，用KMnO4标准溶液滴定，通过测定草酸的量可间接获知钙的含量，滴定反应为：

MnO4﹣+H++H2C2O4→Mn2++CO2+H2O．实验中称取0.400g水泥样品，滴定时消耗了0.0500mol•L﹣1的KMnO4溶液36.00mL，则该水泥样品中钙的质量分数为。

【答案】⑴将样品中的Fe2+氧化为Fe3+　　H2O2　⑵　SiO2　　SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O　⑶　防止胶体生成，易生成沉淀。

　Al（OH）3　、　Fe（OH）3　⑷　45.0%　

3．（12分）（2017•江苏-16）铝是应用广泛的金属。

以铝土矿（主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质）为原料制备铝的一种工艺流程如下：

注：

SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

（1）“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为。

（2）向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH　　（填“增大”、“不变”或“减小”）。

（3）“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是　

　。

（4）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示．

阳极的电极反应式为　　，阴极产生的物质A的化学式为　　。

（5）铝粉在1000℃时可与N2反应制备AlN。

在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是　

【答案】⑴Al2O3+2OH﹣═2AlO2﹣+H2O⑵减小⑶石墨电极被阳极上产生的O2氧化

⑷4CO32﹣+2H2O﹣4e﹣═4HCO3﹣+O2↑H2

⑸NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜。

4．（15分）（2017•新课标Ⅲ-27）重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO•Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。

制备流程如图所示：

（1）步骤①的主要反应为：

FeO•Cr2O3+Na2CO3+NaNO3

Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2。

上述反应配平后FeO•Cr2O3与NaNO3的系数比为。

该步骤不能使用陶瓷容器，原因是。

（2）滤渣1中含量最多的金属元素是　　，滤渣2的主要成分是　　及含硅杂质。

（3）步骤④调滤液2的pH使之变　　（填“大”或“小”），原因是

　（用离子方程式表示）。

（4）有关物质的溶解度如图所示．向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。

冷却到　　（填标号）得到的K2Cr2O7固体产品最多。

a.80℃b.60℃c.40℃d.10℃

步骤⑤的反应类型是。

（5）某工厂用m1kg铬铁矿粉（含Cr2O340%）制备K2Cr2O7，最终得到产品m2kg，产率为　×

100%。

【答案】⑴2：

7　二氧化硅与碳酸钠高温下反应生成硅酸钠和二氧化碳　

⑵Fe　Al（OH）3⑶小　CrO42﹣+2H+⇌Cr2O72﹣+H2O

⑷c复分解反应⑸[m2/（m1×

0.4×

294g/mol÷

152g/mol）]　　

5．（14分）（2017•新课标Ⅲ-26）绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。

某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究．回答下列问题：

（1）在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。

再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。

由此可知：

。

（2）为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管（带两端开关K1和K2）（设为装置A）称重，记为m1g．将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2g．按下图连接好装置进行实验。

①仪器B的名称是。

②将下列实验操作步骤正确排序　　（填标号）；

重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3g。

a．点燃酒精灯，加热b．熄灭酒精灯c．关闭K1和K2

d．打开K1和K2，缓缓通入N2e．称量Af．冷却至室温

③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x=（列式表示）。

若实验时按a、d次序操作，则使x（填“偏大”“偏小”或“无影响”）．

（3）为探究硫酸亚铁的分解产物，将

（2）中已恒重的装置A接入下图所示的装置中，打开K1和K2，缓缓通入N2，加热。

实验后反应管中残留固体为红色粉末。

①C、D中的溶液依次为（填标号）。

C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为。

a．品红b．NaOHc．BaCl2d．Ba（NO3）2e．浓H2SO4

②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式。

【答案】⑴硫酸亚铁与KSCN不反应、硫酸亚铁易被空气氧化为硫酸铁。

⑵①干燥管②dabcfe③76（m2-m3）/9（m3-m1）　偏小

⑶①c、a　　产生白色沉淀、品红褪色　②　2FeSO4

Fe2O3+SO2↑+SO3↑　

6．（13分）（2017•北京-26）TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2）制备钛（Ti）的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下：

资料：

TiCl4及所含杂质氯化物的性质

化合物

SiCl4

TiCl4

AlCl3

FeCl3

MgCl2

沸点/℃

58

136

181（升华）

316

1412

熔点/℃

﹣69

25

193

304

714

在TiCl4中的溶解性

互溶

﹣

微溶

难溶

（1）氯化过程：

TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。

已知：

TiO2（s）+2Cl2（g）=TiCl4（g）+O2（g）△H1=+175.4kJ•mol﹣1

2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H2=﹣220.9kJ•mol﹣1

①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4（g）和CO（g）的热化学方程式：

②氯化过程中CO和CO2可以相互转化，根据如图判断：

CO2生成CO反应的△H　　0（填“＞”“＜”或“=”），判断依据：

③氯化反应的尾气须处理后排放，尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液，则尾气的吸收液依次是　

　。

④氯化产物冷却至室温，经过滤得到粗TiCl4混合液，则滤渣中含有　　。

（2）精制过程：

粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4。

示意图如下：

物质a是，T2应控制在　　。

【答案】⑴①TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（g）+2CO（g）△H=﹣45.5kJ•mol﹣1

②＞　温度越高，CO的物质的量越多而CO2的物质的量少，说明CO2生成CO的反应是吸热反应③饱和食盐水、氯化亚铁溶液④TiO2、C

⑵SiCl4136℃左右

7．（16分）（2017•北京-28）某小组在验证反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+，发现和探究过程如下：

向硝酸酸化的0.05mol•L﹣1硝酸银溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。

（1）检验产物

①取少量黑色固体，洗涤后，　　（填操作和现象），证明黑色固体中含有Ag。

②取上层清液，滴加K3[Fe（CN）6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有　　。

（2）针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3+，乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+，乙依据的原理是　　（用离子方程式表示）。

针对两种观点继续实验：

①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。

同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色变浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：

序号

取样时间/min

ⅰ

3

产生大量白色沉淀；

溶液呈红色。

ⅱ

30

产生白色沉淀；

较3min时量小；

溶液红色较3min时加深。

ⅲ

120

较30min时量小；

溶液红色较30min时变浅。

（资料：

Ag+与SCN﹣生成白色沉淀AgSCN）

②对Fe3+产生的原因作出如下假设：

假设a：

可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3+；

假设b：

空气中存在O2，由于（用离子方程式表示），可产生Fe3+；

假设c：

酸性溶液中NO3﹣具有氧化性，可产生Fe3+；

假设d：

根据现象，判断溶液中存在Ag+，可产生Fe3+。

③下列实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因．实验Ⅱ可证实假设d成立。

实验Ⅰ：

向硝酸酸化的　　溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加KSCN溶液，3min时溶液呈浅红色，30min后溶液几乎无色。

实验Ⅱ：

装置如图。

其中甲溶液是　　，操作现象是

（3）根据实验现象，结合方程式推测实