届高考化学二轮复习简易通江苏专用Word版训练第10讲 金属元素及其化合物.docx

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届高考化学二轮复习简易通江苏专用Word版训练第10讲金属元素及其化合物

第10讲　金属元素及其化合物

（时间：

45分钟　分值：

100分）

一、单项选择题（共5个小题，每小题3分，共15分）

1．下列说法正确的是（　　）。

A．过氧化钠、烧碱、纯碱分别属于碱性氧化物、碱、盐

B．Cu、Al、Na可以分别用热还原法、热分解法和电解冶炼

C．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解；再加入KNO3固体，铜粉可以溶解

D．除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，可加入Cu

解析　A项，Na2O2不是碱性氧化物；B项，Na、Al均用电解冶炼法；D项，引入新杂质Cu2＋。

答案　C

2．（2013·广东汕头三模，7）下列类推正确的是（　　）。

A．CaCO3与稀硝酸反应生成CO2，CaSO3也能与稀硝酸反应生成SO2

B．铜在氯气中剧烈燃烧生成二价铜，铜也能在硫蒸气中剧烈燃烧生成二价铜

C．锌可以与溶液中的银离子发生置换反应，钠也能与溶液中的银离子发生置换反应

D．钠与乙醇反应产生氢气，钾与乙醇也能反应产生氢气

解析　本题考查物质的化学性质，意在考查考生的知识迁移能力及相似知识的辨析能力。

稀硝酸具有强氧化性，能将CaSO3氧化为硫酸钙，A项错；硫的氧化性小于氯气的氧化性，铜与硫蒸气反应生成＋1价铜，B项错；钠在溶液中先与水反应，不能置换溶液中的金属离子，C项错；钠、钾均能与乙醇反应生成氢气，D项正确。

答案　D

3．（2013·苏锡常镇一调）某ⅡA族元素是自然界存在最广泛的元素，常以化合物F存在，从其单质A起始发生的一系列化学反应如图所示。

下列说法正确的是（　　）。

A．反应①、③中H2O均是还原剂

B．工业上常用C的悬浊液与Cl2反应制取漂白粉

C．D与H溶液反应后所得溶液的溶质成分有三种可能

D．电解F与盐酸反应后的溶液以制取单质A

解析　ⅡA族元素有Be、Mg、Ca等，由在自然界中广泛存在可知是Ca，则B为H2，E为NaH，H为NaOH，C为Ca（OH）2，由F在1000℃分解且是钙常见化合物，可知F为CaCO3。

在反应①、③中均有H2生成，H2O均作氧化剂，A错误；工业上制漂白粉是用Ca（OH）2悬浊液和Cl2反应制得，B项正确；NaOH与CO2反应溶液的组成可能为：

NaOH和Na2CO3、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3四种可能，C错误；钙是活泼金属不能通过电解溶液获得，D错误。

答案　B

4．（2013·盐城二调，7）下列是部分矿物资源的利用及产品流程，有关说法不正确的是（　　）。

A．粗铜电解精炼时，粗铜做阳极

B．生产铝、铜、高纯硅及玻璃过程中都涉及氧化还原反应

C．黄铜矿冶铜时，副产物SO2可用于生产硫酸，FeO可用做冶铁的原料

D．粗硅制高纯硅时，提纯四氯化硅可用多次分馏的方法

解析　电解精炼铜时，粗铜作阳极，发生氧化反应，A正确；制备单质时涉及氧化还原反应，制玻璃的反应是SiO2＋Na2CO3

Na2SiO3＋CO2和SiO2＋CaCO3

CaSiO3＋CO2，均不属于氧化还原反应，B错误；SO2可以转化成SO3，进而生成H2SO4，FeO与CO在高温下可生成Fe，C正确；制备硅的过程中，利用沸点不同进行分馏，将SiCl4从杂质中提取出来，再与H2发生置换反应得到高纯硅，D正确。

答案　B

5．下列转化关系在给定条件下不能实现的是（　　）。

①Si

SiO2

H2SiO3

②浓盐酸

Cl2

漂粉精

③N2

NO2

NO

④CaCl2

CaCO3

CaO

⑤Ba（NO3）2

BaSO4

BaCO3

A．①②③B．②③⑤C．③④⑤D．①②③④

解析　①中，SiO2难溶于水，错。

②中，实验室用MnO2和浓盐酸反应制Cl2时需加热，错。

③中，N2和O2在放电条件下生成的物质为NO，错。

④中，向CaCl2溶液中通入CO2不能发生化学反应，错。

答案　D

二、不定项选择题（共3个小题，每小题6分，共18分）

6．（2013·湖南高三十二校联考一模，14）下列反应的离子方程式正确的是

（　　）。

A．稀硫酸与铁反应：

2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑

B．2mol·L－1的AlCl3溶液和7mol·L－1的NaOH溶液等体积均匀混合：

2Al3＋＋7OH－===Al（OH）3↓＋AlO

＋2H2O

C．Ba（OH）2溶液中加入少量的NaHSO4溶液：

Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO

===BaSO4↓＋2H2O

D．NaHCO3的水解：

HCO

＋H2OCO

＋H3O＋

解析　稀硫酸与铁反应不能生成Fe3＋，应该生成Fe2＋，A错误；2molAl3＋与7molOH－反应，生成1molAl（OH）3和1molAlO

，B正确；Ba（OH）2溶液中加入少量的NaHSO4溶液，离子方程式应为Ba2＋＋OH－＋H＋＋SO

===BaSO4↓＋H2O，C错误；NaHCO3的水解方程式为HCO

＋H2OH2CO3＋OH－，D错误。

答案　B

7．（2013·苏北四市二调）工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如下：

下列叙述正确的是（　　）。

A．试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸

B．反应①、过滤后所得沉淀为氢氧化铁

C．图中所示转化反应都不是氧化还原反应

D．反应②的化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋NaHCO3

解析　本题以流程图为载体，考查了实验基础、氧化还原反应和化学方程式的书写。

由后续流程可知，反应①中试剂X的作用是将铝元素转移到溶液中，从而与Fe2O3分离。

由于Al2O3属于两性氧化物，而Fe2O3属于碱性氧化物，所以应选用氢氧化钠溶液溶解Al2O3，A、B均错误；流程最后一步电解Al2O3制取Al时元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，C项错误；由反应①分析，溶液乙的溶质是NaAlO2；反应②的产物是Al（OH）3和NaHCO3，说明通入物质不仅含有碳元素，而且在水中显酸性，Y是CO2。

根据原子守恒，反应②的化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋NaHCO3，D项正确。

答案　D

8．（2013·连云港调研）海水是重要的资源。

可以制备一系列物质（见图）。

下列说法正确的是（　　）。

A．步骤②中，应先通NH3，再通CO2

B．步骤③可将MgCl2·6H2O晶体在空气中直接加热脱水

C．步骤④、⑤、⑥反应中，溴元素均被氧化

D．除去粗盐中的SO

、Ca2＋、Mg2＋等杂质，加入试剂及相关操作顺序可以是：

NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤→盐酸

解析　A项，步骤②为侯氏制碱法，由于NH3的溶解度比CO2大，故应先通NH3，再通CO2溶液中才能含有大量的碳元素，才能得到大量的NaHCO3，正确；MgCl2·6H2O直接加热脱水时，Mg2＋水解生成HCl挥发出去，促进水解进行到底，得到Mg（OH）2。

所以晶体加热脱水必须不断通入HCl，抑制水解，B项错；C项，步骤⑤中，Br化合价降低，被还原，错；D项，加NaOH能除去Mg2＋，加Ba2＋能除去SO

，再加入Na2CO3可以除去Ca2＋以及过量的Ba2＋，过滤后加入盐酸可以除去多余的CO

和OH－，正确。

答案　AD

三、非选择题（共4个小题，共67分）

9．（2013·徐州宿迁三摸，16）（18分）某研究小组利用工业生产钛白粉产生的废液（含有大量的Fe2＋、H＋、SO

和少量的Fe3＋、TiO2＋）生产乳酸亚铁，其工艺流程如下：

（1）反应Ⅰ中，铁屑与TiO2＋反应的离子方程式为2TiO2＋＋Fe＋4H＋2Ti3＋＋Fe2＋＋2H2O，该反应的平衡常数表达式为K＝________。

（2）反应Ⅱ需控制反应温度低于35℃，其目的是________________，该反应的化学方程式是________________。

检验溶液A中是否含Fe2＋的实验操作方法是_________________________________________________________。

（3）已知：

FeCO3（s）Fe2＋（aq）＋CO

（aq），试用平衡移动原理解释反应Ⅲ中生成乳酸亚铁的原因______________________________________________。

（4）结晶过程必须控制在一定的真空度条件下进行，原因是_______________________________________________________。

解析　

（1）由反应关系可写出反应2TiO2＋＋Fe＋4H＋2Ti3＋＋Fe2＋＋2H2O的平衡常数表达式为K＝

。

（2）反应Ⅱ需要控制反应温度低于35℃的目的是防止碳酸氢铵分解，减少Fe2＋的水解，由反应物和主要产物可写出反应Ⅱ的化学方程式为FeSO4＋2NH4HCO3===FeCO3↓＋CO2↑＋（NH4）2SO4＋H2O；检验溶液中是否有Fe2＋可以先加硫氰化物溶液，然后加合适的氧化剂，看溶液是否变为血红色。

（3）碳酸亚铁溶液中存在沉淀溶解平衡，其中的CO

和乳酸反应，使碳酸亚铁的溶解平衡向溶解方向移动，生成乳酸亚铁。

（4）由于Fe2＋易被氧化，真空可以防止Fe2＋被氧化，同时有利于水分蒸发有利于晶体结晶。

答案　

（1）

（2）防止NH4HCO3分解（或减少Fe2＋的水解）

FeSO4＋2NH4HCO3===FeCO3↓＋H2O＋CO2↑＋（NH4）2SO4　取少量溶液A于试管中，滴入KSCN溶液，无明显现象，再滴入氯水或H2O2，溶液呈血红色，证明有Fe2＋，反之，不含有Fe2＋

（3）CO

与乳酸反应，其浓度降低，使平衡向右移动，碳酸亚铁溶解得到乳酸亚铁

（4）有利于水的蒸发、防止Fe2＋被氧化

10．（2013·江苏化学，16）（15分）氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。

硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。

以菱镁矿（主要成分为MgCO3，含少量FeCO3）为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：

菱镁矿→

→

→

→

→

→

…→

→MgO

（1）MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为_______________________________。

（2）加入H2O2氧化时，发生反应的化学方程式为_________________________________________________。

（3）滤渣2的成分是________（填化学式）。

（4）煅烧过程存在以下反应：

2MgSO4＋C

2MgO＋2SO2↑＋CO2↑

MgSO4＋C

MgO＋SO2↑＋CO↑

MgSO4＋3C

MgO＋S↑＋3CO↑

利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。

①D中收集的气体是________（填化学式）。

②B中盛放的溶液可以是________（填字母）。

a．NaOH溶液b．Na2CO3溶液

c．稀硝酸d．KMnO4溶液

③A中得到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应，产物中元素的最高价态为＋4，写出该反应的离子方程式：

____________________。

解析　

（1）MgCO3微溶于水写离子方程式时不能拆成离子形式，硫酸是强酸能拆成离子形式。

（2）由于菱镁矿中含有FeCO3，所以溶液中存在FeSO4，要除去杂质Fe2＋可先将其氧化成Fe3＋，再调节pH除去，因此H2O2是氧化剂，发生反应：

2FeSO4＋H2O2＋H2SO4===Fe2（SO4）3＋2H2O。

（3）用氨水调节pH＝4除去Fe3＋，滤渣2为Fe（OH）3。

（4）题目中要求利用图中装置进行气体的分步吸收或收集。

煅烧后存在四种气体：

S、SO2、CO2和CO。

由③可知A中得淡黄色固体，即S，B吸收SO2，C吸收CO2，D中收集CO。

B吸收SO2但不吸收CO2，可选用KMnO4溶液，注意不能用NaOH溶液或Na2CO3溶液，因为它们吸收SO2的同时也吸收CO2，题目要求是分步吸收。

③中发生S与热的NaOH溶液反应，产生＋4价硫的化合物即Na2SO3，说明另外有硫元素的化合价降低，即有－2价硫的化合物生成，其离子方程式为：

3S＋6OH－

2S2－＋SO

＋3H2O。

答案　

（1）MgCO3＋2H＋===Mg2＋＋CO2↑＋H2O

（2）2FeSO4＋H2O2＋H2SO4===Fe2（SO4）3＋2H2O

（3）Fe（OH）3

（4）①CO　②d　③3S＋6OH－

2S2－＋SO

＋3H2O

11．（2013·广东理综，12）（18分）银铜合金广泛用于航空工业，从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：

（注：

Al（OH）3和Cu（OH）2开始分解的温度分别为450℃和80℃。

）

（1）电解精炼银时，阴极反应式为________；滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学反应方程式为________________。

（2）固体混合物B的组成为__________；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为____________。

（3）完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：

____CuO＋____Al2O3

____CuAlO2＋________↑。

（4）若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为________molCuAlO2，至少需要1.0mol·L－1的Al2（SO4）3溶液________L。

（5）CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是________、过滤、洗涤和干燥。

解析　

（1）电解精炼Ag时，粗银作阳极，纯银作阴极，含有Ag＋的电解质溶液作为电解液，所以阴极反应式为Ag＋＋e－===Ag，滤渣Ag与稀HNO3反应生成NO，NO被O2氧化生成NO2，方程式为2NO＋O2===2NO2。

（2）NaOH溶液与Al2（SO4）3、CuSO4反应生成Al（OH）3沉淀和Cu（OH）2沉淀，若NaOH过量，Al（OH）3沉淀溶解，离子方程式为Al（OH）3＋OH－===AlO

＋2H2O。

（3）由于在反应前后，Cu的化合价降低，CuO作氧化剂，所以失电子的只能是O2－，被氧化成O2，利用得失电子守恒配平。

（4）4Cu～4CuO～2Al2O3～2Al2（SO4）3～4CuAlO2

即2Cu～Al2（SO4）3～2CuAlO2

n（Cu）＝

＝50mol

所以可完全转化生成50molCuAlO2，

至少需要Al2（SO4）3的体积为

＝25.0L。

（5）由于胆矾带有结晶水，为防止失去结晶水，应采取加热浓缩、冷却结晶的方法。

答案　

（1）Ag＋＋e－===Ag　2NO＋O2===2NO2

（2）Al（OH）3、Cu（OH）2　Al（OH）3＋OH－===AlO

＋2H2O

（3）4　2　4　O2

（4）50　25

（5）蒸发浓缩、冷却结晶

12．（创新预测题）（16分）Co（OH）2在空气中加热时，固体残留率随温度的变化如图所示。

钴的有关性质如下：

Co（OH）2具有两性。

钴的主要物理、化学参数与铁、镍接近，属铁族元素。

结合以上信息试回答下列问题：

（1）Co（OH）2的制备是在CoCl2溶液中加稍过量的氨水，不用NaOH溶液的原因是________________________________（用化学方程式表示）。

制得的Co（OH）2不宜在空气中长期放置，会被空气中的O2氧化，化学方程式为_____________________________________________________。

（2）如图，已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水，则1000℃时，剩余固体的成分为________________________（填化学式）；在290～500℃范围内，发生的反应的化学方程式为__________________________________________。

（3）已知常温下，在0.10mol·L－1CoCl2溶液中加入氨水充分搅拌，有Co（OH）2沉淀生成，当溶液的pH＝8时，c（Co2＋）＝________mol·L－1（Ksp[Co（OH）2]＝1.6×10－15）。

常温下反应Co2＋＋2H2OCo（OH）2＋2H＋的平衡常数为

_______________________________。

解析　

（1）类似于Al（OH）3溶于NaOH，注意Co显＋2价；钴类似于铁，可知Co（OH）2在空气中被氧化，类似于Fe（OH）2被氧化。

（2）由于Co有＋2、＋3价，原始为Co（OH）2，相对分子质量为93；剩余固体若为CoO，则固体残留率

×100%＝80.65%（C点）；剩余固体若为Co2O3，则固体残留率为

×100%＝89.25%（A点），B点介于两者之间，＋2价与＋3价均有，联想Fe的氧化物，可能为Co3O4，此时固体残留率为

×100%＝86.38%（B点）。

AB段发生反应是Co2O3生成Co3O4。

（3）由Ksp[Co（OH）2]＝1.6×10－15＝

c（Co2＋）·c2（OH－）＝c（Co2＋）×（10－6）2。

得c（Co2＋）＝1.6×10－3mol·L－1。

反应

Co2＋＋2H2OCo（OH）2＋2H＋的平衡常数K＝

＝

＝

＝

＝6.25×10－14。

答案　

（1）Co（OH）2＋2NaOH===Na2CoO2＋2H2O

4Co（OH）2＋O2＋2H2O===4Co（OH）3

（2）CoO　6Co2O3

4Co3O4＋O2↑

（3）1.6×10－3　6.25×10－14