高考化学 金属及其化合物.docx

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高考化学金属及其化合物

金属及其化合物

一、实验,探究题

1、碳酸钠和碳酸氢钠是日常生活中常见的盐，可用作去垢和食用碱。

某研究性学习小组的同学设计了下列实验用来探究、比较碳酸钠、碳酸氢钠的性质。

请回答下列问题：

⑴该小组的同学设计了如下装置进行实验：

①该实验的目的是                                    ；

②实验过程中可以看到烧杯II中的实验现象是                            ；

③加热过程中发生反应的化学方程式是：

                                 ；

⑵回答下列问题：

①若向Na2CO3的饱和溶液中通入足量的CO2气体，出现混浊，写出这个反应的化学方程式

                                               ；

②在浓度均为1mol／L的Na2CO3和NaHCO3的溶液中分别滴加1mol／L的盐酸，起初产生气体速率快的是       ；

⑶该小组的同学在查阅资料时还得知，胃酸（主要是浓度极稀的盐酸）过多能导致人产生不适，胃酸过多的病人可服用适量的小苏打减轻不适感。

①写出小苏打和盐酸反应的离子方程式：

                                        ；

②Al（OH）3也是一种胃酸中和剂，西药“胃舒平”的主要成分就是Al（OH）3。

写出Al（OH）3中和胃酸的离子方程式：

                                                          ；

③如果你是内科医生给胃酸过多的胃溃疡病人（其症状之一是胃壁受损伤而变薄）开药方时，应选用小苏打和氢氧化铝中的     ，理由是                                    ；

2、在元素周期表中，锌（30Zn）、镉（48Cd）、汞（80Hg）同属于锌族，锌和汞在自然界中常共生，镉的金属活动性介于锌和汞之间。

湿法炼锌过程中产生的铜镉渣中含有Cu、Cd、Zn等多种金属，可用于生产金属镉。

镉的主要用途可以用作镍―镉电池，以及用于颜料生产，镉化合物还在PVC稳定剂、发光材料、半导体材料、杀菌剂等方面有广泛的应用。

镉的生产流程如图示意如下：

请回答下列问题：

（1）镉元素位于周期表中第     周期，第     族，其原子结构示意图为         ；

（2）写出步骤①反应的离子方程式                                            。

（3）步骤②所加入的金属是              。

（4）步骤④用“溶液2”作电解液，镉在          极析出，该电极材料是             

（5）“电解废液”中含有镉，不能直接作为污水排放。

目前含镉的废水处理的方式有两种，一种是在含镉污水中加入硫化钠，沉淀镉离子，另一种是加入聚合硫酸铁和聚合氯化铝，沉淀镉离子。

写出硫化钠沉淀镉离子的离子方程式                 。

二、选择题

3、为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是               

A．Na2CO3溶液（NaHCO3），选用适量NaOH溶液

B．NaHCO3溶液（Na2CO3），通入过量的CO2气体

C．Na2O2粉末（Na2O），将混合物在氧气中加热

D．CO2气体（CO），通入O2点燃

4、将等质量的钠、钾、锌分别投入剥舍等物质的量HCl的稀盐酸中，产生H2的物质的量的多少不会出现下列情况中的（   ）

 A．Zn>Na>K                          B．Na>K>Zn

C．Na>Zn>K                         D．Na>K=Zn

5、只用氢氧化钠溶液不能除去下列各组物质中的杂质（括号中是杂质）的是

A．Mg（OH）2（Al（OH）3）      B．MgCl2（AlCl3）   

C．Mg（Al）                 D．MgO（Al2O3）

6、有两种钾盐晶体混合物，分别装在两支试管中，其中一支试管加热时有气体产生，另一支试管加水时有气体产生，这两种钾盐可能是（   ）

A.K2SO4和KHCO3                       B.KHSO4和K2CO3

C.K2SO4和K2CO3                       D.KHSO4和KHCO3

7、某K2CO3样品中含有Na2CO3、KNO3和Ba（NO3）2三种杂质中的一种或两种，现将13.8g样品加入足量水中，样品全部溶解，再加入过量的CaCl2溶液，得到9g沉淀。

对样品所含杂质的正确判断是

A．肯定没有KNO3        B．肯定有KNO3，可能还有Na2CO3

C．肯定没有Ba（NO3）2，可能有KNO3    D．肯定没有Na2CO3和Ba（NO3）2

8、有一块铁的“氧化物”样品，用140mL5.0mol·L－１盐酸恰好将之完全溶解，所得溶液还能吸收0.025molCl2，恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+，则该样品可能的化学式为

 A．Fe2O3         B．Fe3O4         C．Fe4O5        D．Fe5O7

9、正在火星上工作的美国“勇气号”“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及硫酸盐的信息，以证明火星上存在或曾经存在过H2O。

以下叙述正确的是（　　）

A．铝热剂就是单指Fe2O3和铝粉的混合物

B．检验红砖中的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤是：

样品―→粉碎―→加水溶解―→过滤―→向滤液中滴加KSCN溶液

C．分别还原amolFe2O3所需H2、Al、CO的物质的量之比为3∶2∶3

D．明矾含有结晶水，是混合物

10、某稀溶液中含有Fe（NO3）3、Cu（NO3）2、HNO3，若向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2+的浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如下图所示。

则原稀溶液中Fe（NO3）3、Cu（NO3）2、HNO3物质的量浓度之比为（假设溶液的体积不变）（ ）。

A.1∶1∶1        B.1∶1∶4  

C.3∶3∶8        D.1∶3∶1

11、向mg镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标准状况下的气体bL。

向反应后的溶液中加入cmol/L氢氧化钾溶液VmL，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为ng。

再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体pg。

则下列关系不正确的是

  A．

 B．

       C．n=m+17Vc      D．

12、中央电视台报道，一种名叫“排毒基强离子排毒仪”的产品正在市场热销。

向排毒盆内倒入了纯净的温水，双脚放入盆中，启动电源开关，加入了适量精盐。

过一段时间，盆中开始出现绿色、红褐色的絮状物。

下列说法正确的是                     

A．绿色、红褐色的絮状物就是从脚底排出的体内毒素

B．加一些精盐的目的是起到消炎杀菌的作用

C．此“排毒基强离子排毒仪”一定是用惰性电极制成的

D．绿色、红褐色的絮状物分别是氢氧化亚铁和氢氧化铁

三、填空题

13、我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献。

他以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。

有关反应的化学方程式为：

NH3＋CO2＋H2O   NH4HCO3； NH4HCO3＋NaCl   NaHCO3↓＋NH4Cl；

2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2O

（1）碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是      （填字母标号）；

a．碳酸氢钠难溶于水            

b．碳酸氢钠受热易分解

c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出

（2）某探究活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验，同学们按各自设计的方案实验。

①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如右图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）。

试回答下列有关问题：

（Ⅰ）乙装置中的试剂是          

（Ⅱ）丁装置中稀硫酸的作用是            

（Ⅲ）实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是         （填分离操作的名称）。

（IV）请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：

14、铁和氧化铁的混合物共amol，加盐酸后，固体全部溶解，共收集到bmol氢气，且溶液中加入KSCN溶液不显红色，则原混合物中铁的物质的量为（）。

A.bmol       B.（a－b）mol

C.（a－b）/2mol  D.（a+b）/2mol

15、锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物都既能溶于强酸又能溶于强碱。

但是氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌能溶于氨水，生成

。

请填写下列空白：

（1）单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在形式为_____________（用化学式表示）。

（2）写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式：

______________________。

（3）下列各组中的两种物质的溶液，用相互滴加的实验方法即可鉴别的是______。

①硫酸铝和氢氧化钠②硫酸铝和氨水③硫酸锌和氢氧化钠④硫酸锌和氨水

（4）写出可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式：

_____________________；试解释在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备氢氧化锌的原因：

_______

________________________________。

四、多项选择

16、按右图装置持续通入气体X，并在管口P处点燃，实验结果使澄清石灰水变浑浊，则X、Y可能是（   ）

A.H2和NaHCO3        

B.CO和Na2CO3  

C.CO和CuO           

D.H2和Fe2O3

17、把一小块钠投入到硫酸铜溶液中，生成物有（　　）

　　　　A．Cu　　　　　B．Cu（OH）2　　C．H2　　　　　　D．O2

18、碱金属溶于汞中能形成良好的还原剂“汞齐”，取某种碱金属（位于前5周期）的“汞齐”5.7g与水作用得到2.24L氢气（标准状况），并得到密度为dg/mL的溶液1L，则溶液中溶质的质量分数可能是（     ）。

五、推断题

19、下列图示中，A为一种常见的单质，B、C、D、E是含A元素的常见化合物，它们的焰色反应均为黄色。

请填写下列空白：

（1）写出化学式：

A________________，B________________，D________________。

（2）以上反应中，属于氧化还原反应的有____________________（填写编号）。

（3）写出E→D的化学方程式____________________。

六、计算题

20、  白色粉末A由Na2S、Na2SO3、Na2S2O3、Na2SO4、NaCl等物质中的三种混合而成。

取一定量A样品投入100mL2.2mol·L－1盐酸中，充分反应后过滤，最终得到100mLH＋浓度为1mol·L－1的溶液。

若将此溶液蒸干，只得到8.19g纯净物B。

已知反应2H2S+SO2=3S+2H2O在常温下即可发生。

（1）B的化学式为     。

（2）A中是否含有NaCl？

     （填有或没有）

（3）若反应中还生成VL（已折算成标准状况下，且该气体不会使品红溶液褪色），则取出的A样品中含有Na2S    mol（用含V的代数式表示）。

（4）A中各组成的物质的量比不同时，所产生的沉淀物的量亦不同。

上述A样品与盐酸反应可生成的况淀物的质量最大值为    g。

解析：

根据分析，第一可以排除Na2SO4，因为最后得到的是纯净物，但反应步骤中没有除去SO4（2-）的步骤。

第二可以肯定产生的沉淀为S，因为给出的化合物里S有最低价也有中间价，在酸性环境中可以发生归中反应。

第三，最后的纯净物必为NaCl，因为S元素以沉淀或气体形式离开溶液体系。

（1）B为NaCl。

（2）根据酸的用量可以得知如果A没有NaCl，那么NaCl的物质的量因为2.2*0.1-1*0.1=0.12mol，但纯净物中NaCl的物质的量却是：

8.19/58.5=0.14mol，那么就说明A含有NaCl

（3）反应产生的气体为H2S，有元素守恒可以得知Na2S中的S有两个去向：

一部分转化为S沉淀，一部分转化为H2S气体，无论S（2-）与SO3（2-）归中还是与S2O3（2-），都有这么一个关系：

6H+~2S2-（如果提问的同学不理解配平这两个反应方程式即可发现），反应中有2V/22.4mol的H+与S2-结合生成H2S，还有（0.12-2V/22.4）H+参加反应生成S，所以Na2S的物质的量=（2V/22.4+（0.12-2V/22.4）/3）mol，化简一下：

n（Na2S）=（V+2.688）/67.2mol

（4）分三种情况来：

Na2S与Na2SO3；Na2S与Na2S2O3；Na2SO3与Na2S2O3；由于A中已经确定含有NaCl0.02mol且与沉淀反应无关，所以沉淀只与剩下的两部分有关；产生沉淀最大应该看归中反应；而且，S元素全部参加沉淀反应时最大，根据方程式的分析:

第一组的最大值为：

6H+~3S沉淀质量最大值：

32*0.06=1.92g，第二组的最大值：

6H+~4S沉淀质量最大值为：

32*0.08=2.56g，第三组：

沉淀最大值无限接近于32*0.06=1.92g，最大质量为：

2.56g

【对于有非单质沉淀产生的反应，特别是需要特殊溶液介质的反应（如酸溶液或碱溶液）；在消耗等量H+或OH-的情况下，一般的归中反应要比歧化反应的生成物多；因为归中反应里有都能提供该元素正、负价态形式的离子或原子团，这个反应可以尽可能让同一元素以离子或原子团的形式变成非金属单质沉淀形式，沉淀最大值的情况就是所以相同元素都转化单质沉淀，而且正负化合价的绝对值越接近，产生单质沉淀的量越多；而歧化反应只有部分离子或（原子团）转化为单质。

】

硫代硫酸与盐酸反应Na2S2O3+2HCl==2NaCl+H2O+SO2↑+S↓

21、取5.4g由碱金属R及其氧化物R2O组成的混合物，使之与足量的水反应，蒸发反应后溶液得到8.0g无水晶体。

（1）判断该金属是哪一种碱金属？

（2）原混合物中R及R2O的质量各是多少？

参考答案

一、实验,探究题

1、 比较碳酸钠、碳酸氢钠的稳定性      

  溶液变混浊                                       

③化学方程式是：

2NaHCO3

 Na2CO3+CO2↑+ H20                         ；

⑵①写出这个反应的化学方程式Na2CO3+CO2+ H20 =  2NaHCO3         ；

②产生气体速率快的是NaHCO3；

⑶①小苏打和盐酸反应的离子方程式：

HCO3-+H+= H20+CO2↑；

②Al（OH）3中和胃酸的离子方程式：

Al（OH）3+3H+= H20+Al3+；

③应选用Al（OH）3，理由是小苏打与胃酸反应产生CO2气体易使胃壁穿孔    ；

2、

（1）五，ⅡB，

（2）Cd+2H+=Cd2++H2↑，Zn+2H+=Zn2++H2↑

（3）锌

（4）阴、镉

（5）Cd2++S2-=CdS↓

二、选择题

3、D

4、A

5、B

6、D

7、答案：

B

8、D

9、解析：

铝热剂是某些金属氧化物与铝粉的混合物，不专指Fe2O3和铝粉的混合物，A不正确；由于Fe2O3不溶于水，所以在经过所给操作步骤得到的滤液中不含Fe3＋，该操作不能达到目的，故B不正确；C选项中氧化剂Fe2O3的物质的量一样多，故H2、Al、CO失电子的物质的量一样多，即n（H2）·2＝n（Al）·3＝n（CO）·2，所需H2、Al、CO的物质的量之比为3∶2∶3，C正确；明矾虽然含结晶水，但其组成一定，故为纯净物。

答案：

C

10、

B

【试题分析】

解析：

由于氧化性强弱顺序：

稀HNO3＞Fe（NO3）3＞Cu（NO3）2，所以分析反应情况如下：

当0＜n（Fe）≤1mol时，铁先与稀HNO3发生反应：

Fe+4H++

=Fe3++NO↑+2H2O

1mol          4mol                          1mol

原溶液中的n（HNO3）=4mol。

当1mol＜n（Fe）≤2mol时，接着发生铁与Fe（NO3）3的反应：

Fe+2Fe3+=3Fe2+

1mol        2mol               3mol

则原溶液中的n（Fe3+）=2mol-1mol=1mol。

当2mol＜n（Fe）≤3mol时，接着发生铁与Cu（NO3）2的反应：

Fe+Cu2+=Cu+Fe2+

1mol       1mol 1mol          1mol

原溶液中的n（Cu2+）=1mol。

故答案为B。

11、  C

12、D

三、填空题

13、

（1）C              

（2）

（Ⅰ）饱和碳酸氢钠溶液

（Ⅱ）吸收未反应的NH3（答“防止倒吸”或“吸收CO2”不给分）  

（Ⅲ）过滤

（IV）用碳酸氢铵与适量饱和食盐水反应。

（或往烧碱溶液中通入过量CO2；往饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2等。

其他合理方法均可）

14、D

【试题分析】

15、

（2）Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2↑［或Zn+2NaOH+2H2O=Na2Zn（OH）4+H2↑］

（3）①③④

（4）Al3++3NH3・H2O=Al（OH）3↓+3NH4+；可溶性锌盐与氨水反应产生的Zn（OH）2可溶于过量氨水中，生成Zn（NH3）42+，且氨水的用量不易控制

【试题分析】

解析：

该题是一道经典的信息迁移题。

氢氧化铝是具有两性的氢氧化物，通过对其知识的迁移，同学们可以更好地理解氢氧化锌的两性。

（1）单质铝溶于氢氧化钠溶液后，产物是偏铝酸钠，故溶液中铝元素的存在形式为

。

（2）仿照反应：

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，可以写出Zn与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：

Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2↑，在迁移中要注意铝与锌价态的不同。

（3）用相互滴加的实验方法鉴别试剂，要求两试剂能相互反应，且前者滴入后者和后者滴入前者的反应现象都应不同。

由题中信息可知，Al（OH）3和Zn（OH）2均为两性氢氧化物，既能与酸反应又能与碱反应，但不同的是，Al（OH）3不能被氨水溶解，Zn（OH）2能被氨水溶解。

Al2（SO4）3溶液滴入NaOH溶液中，先生成AlO2-，后生成沉淀，NaOH溶液滴入Al2（SO4）3溶液中有沉淀生成后又溶解；Al2（SO4）3溶液滴入氨水中有沉淀生成，氨水滴入Al2（SO4）3溶液中也有沉淀生成；ZnSO4溶液滴入NaOH溶液中没有沉淀生成，生成

，NaOH溶液滴入ZnSO4溶液中先有沉淀生成后又溶解；ZnSO4溶液滴入氨水中没有沉淀生成，生成

，氨水滴入ZnSO4溶液中先有沉淀生成后又溶解。

（4）由题意知，氢氧化铝不溶于氨水，因此，可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式不难写出。

而氢氧化锌能溶于氨水生

，由此可解释在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备氢氧化锌的原因。

四、多项选择

16、AC

17、BC解析：

钠投入到硫酸铜溶液中，既有沉淀生成同时又放出气体，反应方程式为：

2Na＋CuSO4＋2H2O

Na2SO4＋Cu（OH）2↓＋H2↑。

18、AB

【试题分析】

解析：

本题首先要明确汞不与水反应，“汞齐”中的碱金属与水反应。

但是“汞齐”中溶有哪一种碱金属并不知道，要先确定。

得失电子的总量=

=0.2（mol）=碱金属的物质的量。

假设5.7g全是碱金属，则该碱金属的摩尔质量=

=28.5g/mol。

由于“汞齐”是混合物，所以碱金属的摩尔质量应小于28.5g/mol，故Na、Li这两种碱金属都有可能。

再分别计算：

如该碱金属为Na时，可生成NaOH8.0g，溶质的质量分数为

%；如该碱金属为Li时，可生成LiOH4.8g，溶质的质量分数为

%。

五、推断题

19、

（1）Na Na2O2 Na2CO3

（2）①②③④

（3）2NaHCO3

Na2CO3+CO2↑+H2O

六、计算题

20、

（1）NaCl 

（2）有  （3）（V+2.688）/67.2 （4）2.556 

21、

（1）Na 

（2）Na2.3g Na2O3.1g