二轮复习常见金属元素及其化合物.docx

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二轮复习常见金属元素及其化合物

二轮复习：

常见金属元素及其化合物

1．下列有关物质性质及应用的说法正确的是（　　）

A．过量的铜与浓硝酸反应可生成NO

B．Fe在O2中的燃烧产物可用于制红色涂料

C．Na、Al、Cu可以分别用电解冶炼法、热还原法和热分解法得到

D．Fe2＋、SO2都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，前者表现出还原性，后者表现出漂白性

解析：

选A。

铜与浓硝酸反应生成NO2，过量的铜与浓硝酸反应会使硝酸变稀，可生成NO，A正确；制红色涂料的主要成分是三氧化二铁，Fe在O2中的燃烧产物是四氧化三铁，故B错误；Al是活泼性较强的金属，用电解冶炼法得到，故C错误；Fe2＋、SO2都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，都表现出还原性，故D错误。

2．下列制备金属单质的方法或原理正确的是（　　）

A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质Mg

B．在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质Al

C．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质Na

D．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu

解析：

选B。

Mg的活泼性强，不能用H2还原法制备Mg，而应该用电解熔融MgCl2的方法制备，电解饱和食盐水得到NaOH而不是Na；CuO强热分解生成Cu2O而不是Cu。

3．金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。

下列关于金属的一些说法不正确的是（　　）

A．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同

B．工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的

C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子

D．越活泼的金属越难冶炼

解析：

选B。

合金的化学性质与成分金属的化学性质相似，物质性质略有不同，A正确；Mg在工业上用电解法冶炼，Cu用热还原法冶炼，B错误；金属冶炼的实质是Mn＋＋ne－===M，C正确；金属越活泼，则金属离子的氧化性越弱，越难被还原，D正确。

4．常温下，下列物质与NaOH溶液、稀H2SO4、H2O2溶液均能发生反应的是（　　）

A．Fe（NO3）2　　　　　　　B．SiO2

C．Al（OH）3D．CuSO4

解析：

选A。

A.Fe（NO3）2中的亚铁离子具有还原性，能够被双氧水氧化，能够与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀，含有硝酸根离子，加入稀硫酸，能够将亚铁离子氧化，故选A；B.SiO2不能与稀硫酸反应，故不选；C.Al（OH）3不能被双氧水氧化，故不选；D.CuSO4与双氧水和稀硫酸均不反应，故不选。

5．有关Na2CO3和NaHCO3的性质，下列叙述中错误的是（　　）

A．相同温度下，等浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的碱性比较，前者更强

B．常温时水溶性：

Na2CO3＞NaHCO3

C．在酒精灯加热的条件下，前者不分解，后者分解

D．将澄清的石灰水分别加入Na2CO3和NaHCO3溶液中，前者产生沉淀，后者不产生沉淀

解析：

选D。

A.碳酸根离子水解能力强于碳酸氢根离子，所以相同温度下，等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液的碱性比较，前者更强，正确；B.常温时水溶性：

Na2CO3＞NaHCO3，正确；C.NaHCO3不稳定，加热易分解：

2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2O，碳酸钠受热不易分解，较稳定，正确；D.Na2CO3和NaHCO3都能与澄清的石灰水反应生成沉淀，错误。

6．分别向CuSO4溶液和FeSO4溶液中加入等量的金属钠，下列说法一定正确的是（　　）

A．两溶液中均有金属单质析出

B．CuSO4溶液中最终有蓝色沉淀生成

C．FeSO4溶液中最终有白色沉淀生成

D．钠在CuSO4溶液中的反应更剧烈

解析：

选B。

钠是活泼的金属，投入溶液中首先与水反应生成氢氧化钠和氢气，因此两溶液中均没有金属单质析出，A错误；CuSO4溶液中最终有蓝色沉淀氢氧化铜生成，B正确；FeSO4溶液中首先产生氢氧化亚铁白色沉淀，最终转化为红褐色沉淀氢氧化铁，C错误；钠在溶液中反应的剧烈程度与溶液中氢离子浓度有关系，不能确定溶液中氢离子的浓度，因此不能比较反应的剧烈程度，D错误。

7．下列实验装置不能达到实验目的的是（　　）

解析：

选D。

A中反应放热，导致大试管中气体温度升高压强增大，红墨水柱右侧上升；B中胶头滴管中为NaOH浓溶液，能吸收较多的CO2，使圆底烧瓶中气体迅速减少，形成压强差产生喷泉；焰色反应可用光洁无锈的铁丝、镍丝、钨丝等代替铂丝；D中应将NaHCO3置于小试管中，Na2CO3置于大试管中，加热时右侧烧杯中澄清石灰水变浑浊，左侧烧杯中澄清石灰水不变浑浊，说明NaHCO3在较低的温度下就能分解，证明热稳定性：

Na2CO3＞NaHCO3。

8．易拉罐的主要成分为铝合金，其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。

现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案与现象、结论正确的是（　　）

序号

实验方案

现象、结论

A

加入盐酸

产生无色气体，含铝、铁、镁三种元素

B

加入NaOH溶液

有无色气体产生，含有镁、铝两种元素

C

加入盐酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液

产生白色沉淀，含有镁元素

D

用盐酸溶解并放置一会儿后，加入KSCN溶液

溶液呈红色，含有铁元素

解析：

选D。

A项只能说明易拉罐中含有氢前面的活泼金属，错误；B项现象能证明易拉罐中有铝，但不一定含镁，B项错误；C项因加入NaOH少量，无法确定白色沉淀中是否含有镁元素，C项错误；D项能证明溶液中有铁元素，正确。

9．将物质的量相等的硫酸铝和硫酸铵溶于水形成VmL混合溶液，向混合溶液中逐滴加入某氢氧化钠溶液（其物质的量浓度为混合溶液中两溶质的物质的量浓度之和），直至过量。

下列表示氢氧化钠溶液加入的体积（x）与溶液中沉淀物的量（y）的关系示意图中正确的是（　　）

解析：

选A。

假定含有Al2（SO4）3，（NH4）2SO4的物质的量分别为1mol，反应顺序：

开始滴加NaOH发生为Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓，沉淀逐渐增大，当Al3＋沉淀完全时需加入6molOH－，生成Al（OH）32mol，达最大值；再发生NH

＋OH－===NH3·H2O；NH

完全反应时需2molOH－，该过程中沉淀氢氧化铝的量不变；最后继续加NaOH，发生反应Al（OH）3＋OH－===AlO

＋2H2O，直到2molAl（OH）3溶解，需再加入2molNaOH。

三段过程消耗NaOH的物质的量之比为6mol∶2mol∶2mol＝3∶1∶1，三阶段消耗NaOH溶液的体积比为3∶1∶1。

A.从图像可知，开始滴加NaOH，即生成沉淀，达最大后，（铝离子完全反应）继续加NaOH，铵根离子开始反应，沉淀不变，当铵根离子反应完毕，氢氧根使氢氧化铝沉淀溶解，至最后消失，三阶段消耗NaOH溶液的体积比为3∶1∶1，图像A符合，故正确；B.图为先与铵根离子反应，离子反应的顺序错误，故错误；C.未考虑铵根离子的反应、氢氧化铝溶解消耗的氢氧化钠的物质的量不相符，故错误；D.三阶段消耗NaOH溶液的体积比为3∶1∶1，图中比例为2∶1∶2不符合，故错误。

10．用已被部分氧化的金属屑A制备某工业常用的无水盐C的步骤如下：

C溶于水，向其中滴入NaOH溶液，出现白色沉淀，后逐渐变成红褐色，下列判断正确的是（　　）

A．过滤所得的残渣中一定没有金属A

B．滤液可能是CuSO4溶液或MgSO4溶液

C．水合盐B可能是FeSO4·7H2O

D．无水盐C可能是Fe2（SO4）3

解析：

选C。

无水盐C中有Fe2＋，没有Fe3＋，D错误；A为部分氧化的金属屑，说明A含有Fe2O3和Fe，由于最终无Fe3＋，故Fe过量，A、B错误。

11．铅的单质、氧化物、盐在现代工业中有着重要用途。

Ⅰ.

（1）铅能形成多种氧化物，如碱性氧化物PbO、酸性氧化物PbO2、类似Fe3O4的Pb3O4，Pb3O4与HNO3发生非氧化还原反应生成一种盐和一种铅氧化物，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

Ⅱ.以含铅废料（主要含Pb、PbO、PbO2、PbSO4）为原料制备高纯PbO，其主要流程如下：

（2）“酸溶”时，在Fe2＋催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4生成1molPbSO4转移电子的物质的量为________mol。

（3）已知：

①PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：

PbO（s）＋NaOH（aq）NaHPbO2（aq），其溶解度曲线如图所示：

②粗品PbO中所含杂质不溶于NaOH溶液。

综合上述信息，完成由粗品PbO得到高纯PbO的操作：

将粗品PbO溶解在一定量________（填“35%”或“10%”）的NaOH溶液中，加热至110℃，充分溶解后，________（填“趁热过滤”或“蒸发浓缩”），将滤液冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体。

（4）将PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl2的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图所示。

①阴极的电极反应式为________________________________________________________________________。

②电解一段时间后，Na2PbCl4浓度大大减小，为了恢复其浓度且实现物质的循环利用，阴极区采取的方法是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

Ⅰ.

（1）由题目信息可知Pb3O4中铅的化合价为＋2、＋4两种价态，组成相当于2PbO·PbO2，由于PbO2是酸性氧化物，故它不能与硝酸反应，PbO是碱性氧化物，它与硝酸发生非氧化还原反应，生成Pb（NO3）2，由此可写出对应的化学方程式：

Pb3O4＋4HNO3===2Pb（NO3）2＋PbO2＋2H2O。

Ⅱ.

（2）“酸溶”时，在Fe2＋催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4和水，反应方程式为：

Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，根据方程式中Pb元素的化合价变化可知，每生成2molPbSO4，转移电子2mol，则生成1molPbSO4转移电子的物质的量为1mol。

（3）根据PbO的溶解度曲线特点可知，在浓度高的NaOH溶液及较高的温度下，PbO的溶解度大，因此将粗品PbO溶解在一定量35%的NaOH溶液中，加热至110℃，充分溶解后，在高温下趁热过滤除去杂质，将滤液冷却结晶，过滤、洗涤并干燥即可得到高纯PbO固体。

（4）①根据电化学原理可知，阴极发生还原反应，则Na2PbCl2得到电子生成Pb，电极反应式为PbCl

＋2e－===Pb＋4Cl－。

②电解一段时间后，Na2PbCl2的浓度大大减小，为了恢复其浓度且实现物质的循环利用，根据少什么加什么的原则，溶液中减少了Pb和O，应该在阴极区加PbO粗品。

答案：

（1）Pb3O4＋4HNO3===2Pb（NO3）2＋PbO2＋2H2O　

（2）1　（3）35%　趁热过滤　（4）①PbCl

＋2e－===Pb＋4Cl－　②继续向阴极区加PbO粗品

12．镍及其化合物用途广泛。

某矿渣的主要成分是NiFe2O4（铁酸镍）、NiO、FeO、CaO、SiO2等，以下是从该矿渣中回收NiSO4的工艺路线：

已知：

（NH4）2SO4在350℃以上会分解生成NH3和H2SO4。

NiFe2O4在焙烧过程中生成NiSO4、Fe2（SO4）3。

锡（Sn）位于第五周期第ⅣA族。

（1）焙烧前将矿渣与（NH4）2SO4混合研磨，混合研磨的目的是________________________________________________________________________。

（2）“浸渣”的成分除Fe2O3、FeO（OH）外还含有________（填化学式）。

（3）为保证产品纯度，要检测“浸出液”的总铁量：

取一定体积的浸出液，用盐酸酸化后，加入SnCl2将Fe3＋还原为Fe2＋，所需SnCl2的物质的量不少于Fe3＋物质的量的________倍。

（4）“浸出液”中c（Ca2＋）＝1.0×10－3mol·L－1，当除钙率达到99%时，溶液中c（F－）＝________mol·L－1。

[已知Ksp（CaF2）＝4.0×10－11]

（5）本工艺中，萃取剂与溶液的体积比（V0/VA）对溶液中Ni2＋、Fe2＋的萃取率影响如图所示，V0/VA的最佳取值是________。

解析：

（1）混合研磨，增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分；

（2）SiO2不溶于水，Ca2＋和SO

生成微溶于水的CaSO4，因此浸渣中除Fe2O3、FeO（OH）外，还有SiO2和CaSO4；（3）根据得失电子数目守恒，n（Sn2＋）×2＝n（Fe3＋）×1，解得n（Sn2＋）/n（Fe3＋）＝0.5；（4）除钙后溶液中c（Ca2＋）＝1.0×10－3×1%mol·L－1＝1.0×10－5mol·L－1，Ksp＝c（Ca2＋）×c2（F－），c（F－）＝2.0×10－3mol·L－1；（5）要求Fe2＋萃取率最低，Ni2＋的萃取率最高，根据图像，最佳取值为0.25。

答案：

（1）增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分

（2）SiO2、CaSO4　（3）0.5　（4）2.0×10－3　（5）0.25

13．工业上以软锰矿（主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质）为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰（MnCO3）。

其工业流程如下：

（1）过滤Ⅰ所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为________和________（填离子符号）。

（2）写出氧化过程中MnO2与SO2反应的化学方程式：

________________________________________________________________________。

（3）“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6生成，温度对“浸锰”反应的影响如图所示，为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是________。

（4）向过滤Ⅱ所得的滤液中加入NH4HCO3溶液时温度控制在30～35℃，温度不宜太高的原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（5）加入NH4HCO3溶液后，生成MnCO3沉淀，同时还有气体生成，写出反应的离子方程式：

________________________________________________________________________。

解析：

（1）“浸锰”操作时MnO2被SO2还原为Mn2＋，则过滤Ⅰ所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为Mn2＋和Fe2＋；

（2）氧化过程中MnO2被还原为Mn2＋，SO2被氧化为SO

，发生反应的化学方程式为MnO2＋SO2===MnSO4；（3）由图示可知温度在90℃左右时，锰的浸出率最高，此时MnS2O6的生成率最低，则“浸锰”的适宜温度是90℃；（4）因NH4HCO3稳定性差，受热易分解，向过滤Ⅱ所得的滤渣中加入NH4HCO3溶液时温度不宜太高的原因是防止NH4HCO3受热分解，提高原料利用率；（5）加入NH4HCO3溶液后，生成MnCO3沉淀，同时还有气体生成，此气体应为CO2，发生反应的离子方程式为Mn2＋＋2HCO

===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O。

答案：

（1）Mn2＋　Fe2＋　

（2）MnO2＋SO2===MnSO4　（3）90℃　（4）原因是防止NH4HCO3受热分解，提高原料利用率　（5）Mn2＋＋2HCO

===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O