江苏省怀仁中学高三化学复习《金属大题》练习1.docx

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江苏省怀仁中学高三化学复习《金属大题》练习1

1、氮化铝（AlN）是一种新型的无机非金属材料，工业上由氧化铝与焦炭在氮气流中高温制得。

请回答下列有关问题。

（1）氮化铝（AlN）制备：

Al2O3+N2+3C

2AlN+3CO，反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为。

（2）AlN产品中常含有Al4C3、碳和Al2O3等杂质，已知Al4C3与水反应生成CH4，CH4与CuO发生反应：

CH4+4CuO

CO2+2H2O+4Cu。

为测定产品中有关成分的含量，所需仪器如下：

【测定样品中Al4C3的含量】

若各装置连接的顺序为：

A→C→F→C→D→E，请补充操作步骤：

①称量D的质量，按顺序组装仪器，检查装置的气密性，将试样放入锥形瓶中；

②；③；

④；⑤；⑥再次称量D的质量；

⑦重复步骤⑤和⑥的操作，直到D的质量基本不变。

【测定AlN的含量】

已知AlN能够水解。

请选择合适的药品和装置，按气流方向连接各装置，其顺序为：

→→→E。

若试样为mg，测得C增重ng，则AlN的质量分数是。

2、铝土矿的主要成分为Al2O3。

生产铵明矾[NH4Al（SO4）2·12H2O]和H2O2的工艺流程图如下。

（1）流程图中X为（填化学式）溶液。

（2）反应Ⅱ的离子方程式为。

（3）“电解”时，用惰性材料作电极，则阴极反应可表示为。

（4）反应Ⅵ的化学方程式为。

（5）流程中可以循环使用的物质是。

3、我国是氧化铝生产大国，工业上每生产1t氧化铝将排出1～2t赤泥，赤泥大量堆积会对环境造成严重污染。

赤泥中主要成分及含量：

CaO约占46%、SiO2约占22%、Al2O3约占7%、Fe2O3约占11%、TiO2约占5%及少量其他物质。

⑴一种利用废弃赤泥的方法是将赤泥配成一定的液固比，作为一种吸收剂，吸收热电厂排放的含SO2的烟气，写出吸收SO2时可能发生的化学反应方程式。

⑵为综合利用赤泥中的各种成分，某科研小组设计了如下工艺流程：

已知：

TiO2不溶于稀盐酸、稀硫酸，能溶于浓硫酸生成TiOSO4（硫酸氧钛，易水解）。

①氧化物D的化学式是，原料A最好是下列物质中的。

A．氨水B．氢氧化钠C．生石灰D．双氧水

②写出上述工艺中投入氢氧化钠时反应的离子方程式。

③写出上述工艺中稀释时发生水解反应的化学方程式。

4、全世界每年被腐蚀损耗的钢铁约占全年钢铁产量的1/10，而在潮湿空气中发生吸氧腐蚀是钢铁腐蚀的主要原因。

（1）在潮湿空气中，钢铁发生吸氧腐蚀转化为Fe（OH）2的电池反应方程式为

。

（2）已知草酸（H2C2O4）分解的化学方程式为：

H2C2O4

CO↑+CO2↑+H2O，下列装置中，可用作草酸分解制取气体的是。

（填字母）

（3）某实验小组为测定铁锈样品的组成（假定铁锈中只有Fe2O3·nH2O和Fe两种成份），利用草酸分解产生的CO和铁锈反应，实验装置如下图所示。

①为得到干燥、纯净的CO气，洗气瓶A、B中盛放的试剂分别是、

。

②在点燃酒精灯之前应进行的操作是：

（a）检查装置气密性；（b）。

③准确称量样品的质量10.00g置于硬质玻璃管中，充分反应后冷却、称量（假设每步均完全反应），硬质玻璃管中剩余固体质量为8.32g，D中浓硫酸增重0.72g，则n=。

④在本实验中，下列情况会使测定结果n偏大的是。

（填字母）

a．缺少洗气瓶Bb．缺少装置Ec．反应后固体是铁和少量Fe2O3·nH2O

5、工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。

为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学

习小组进行了以下探究活动：

（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是____________。

（2）另称取铁钉6.0g放入15.0ml浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液X并收集到气体Y。

①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。

写出生成Fe2+所有可能的离子反应

方程式：

。

若要确认其中有Fe2+，应选用（选填序号）。

a．KSCN溶液和氯水b．铁粉和KSCN溶液c．浓氨水d．酸性KMnO4溶液

②乙同学取336ml（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应的化学方程式为：

。

然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体2.33g。

由于此推知气体Y中SO2的体积分数为。

6、以黄铁矿为原料制硫酸产生的废渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、CaO、MgO等。

现以此废渣制备铁红（Fe2O3）的过程如下。

此浓度时，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH由见右表。

沉淀物

开始沉淀pH

沉淀完全pH

Al（OH）3

3.0

5.2

Fe（OH）3

1.5

2.8

Fe（OH）2

7.6

9.7

Mg（OH）2

8.0

12.4

（1）酸溶过程中Fe2O3与稀硫酸反应的化学方程式是。

（2）还原过程中加入FeS2是将溶液中的Fe3+还原为Fe2+，而本身被氧化为SO42-，写出有关的离子方程式：

。

（3）氧化过程中通入空气和加入NaOH是为了将溶液中的铁元素充分转化为沉淀而析出，写出有关的离子方程式：

。

（4）为了确保铁红的质量，氧化过程需要调节溶液pH的范围为≤pH＜。

（5）若NaOH加入过量，所的铁红产品中有其它杂质，但可能无Al2O3，其原因是（用离子方程式表示）：

。

7、高铁酸钾是一种高效的多功能的水处理剂。

工业上常采用NaClO氧化法生产，

原理为：

3NaClO+2Fe（NO3）3+10NaOH＝2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O

Na2FeO4＋2KOH＝K2FeO4＋2NaOH

主要的生产流程如下：

（1）写出反应①的离子方程式____________________________________。

（2）流程图中“转化”是在某低温下进行的，说明此温度下Ksp（K2FeO4）____Ksp（Na2FeO4）（填“＞”或“＜”或“＝”）。

（3）反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。

图1为不同的温度下，Fe（NO3）3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响；

图2为一定温度下，Fe（NO3）3质量浓度最佳时，NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响。

图1图2

①工业生产中最佳温度为________℃，此时Fe（NO3）3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为______________。

②若NaClO加入过量，氧化过程中会生成Fe（OH）3，写出该反应的离子方程式：

____________________________________。

若Fe（NO3）3加入过量，在碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4，此反应的离子方程式：

_________________________________________。

（4）K2FeO4在水溶液中易水解：

4FeO42—+10H2O

4Fe（OH）3+8OH—+3O2↑。

在“提纯”K2FeO4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用_____溶液（填序号）。

A．H2OB．CH3COONa、异丙醇C．NH4Cl、异丙醇D．Fe（NO3）3、异丙醇

8、硫酸渣是用黄铁矿制造硫酸过程中排出的废渣，主要化学成分为SiO2（约45%）、Fe2O3（约40%）、Al2O3（约10%）和MgO（约5%）。

某同学设计了如下方案，分离样品中各种金属元素。

请回答下列问题。

（1）写出溶液B的溶质是。

（2）参照以下框图形式进一步完成“溶液C”到“Al2O3”的流程（注明试剂、条件和操作）。

（3）为了分析某硫酸渣中铁元素的含量，先将硫酸渣预处理，把铁元素还原成Fe2+，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定。

①判断到达滴定终点的现象是。

②某同学称取2.000g硫酸渣，预处理后在容量瓶中配制成100mL溶液，移取25.00mL试样溶液，用0.0050mol·L-1KMnO4标准溶液滴定，达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00mL，则残留物中铁元素的质量分数是。

9、黄铜矿（CuFeS2）是制取铜及其化合物的主要原料之，还可以制备硫以及铁的化合物。

I．近年来，湿法炼钢有了新进展。

某工厂以一种叫Thibacillusferroxidans的细菌为基体生产铜和绿矾的工艺流程如下：

（1）试剂a为________，试剂b为_________。

（写名称）

（2）反应l的化学方程式为_________

Ⅱ。

以CuFeS2精矿为原料在沸腾炉中和02（空气）反应，生成物冷却后经溶解、除铁、结晶。

得到CuS04·5H2O。

沸腾炉的温度与生成物主要成分的水溶性和酸溶性实验结果如下图。

（1）沸腾炉生成物中的含铁物质主要成分为_______。

（2）为获得最高的水溶性Cu（％），沸腾炉的温度应控制在_______℃左右，高于该温度生成物中的水溶性Cu（％）下降，可能原因是_________。

10、

（1）工业上以粗铜为原料采取如下图所示流程制备硝酸铜晶体：

①在步骤a中，需要通入氧气和水，其目的是。

现有1LNO2、NO混合气体NOx，将其氧化成HNO3，需同温同压下O2的体积0.6L，则混和气体中NO2、NO的物质量之比为。

②在保温去铁的过程中，为使Fe3+沉淀完全，可以向溶液中加入CuO，调节溶液的pH，不用加水的方法调节溶液pH的原因是。

③进行蒸发浓缩时，要用硝酸调节溶液的pH=1，其目的是（结合离子方程式说明）。

（2）下图是某小组同学查阅资料所绘出的硝酸铜晶体[Cu（NO3）2·nH2O]的溶解度曲线（温度在30℃前后对应不同的晶体），下列说法正确的是（填字母）。

a.A点时的溶液为不饱和溶液

b.B点时两种晶体可以共存

c.按上述流程最终得到的晶体是Cu（NO3）2·3H2O

d.若将C点时的溶液降温至30℃以下，可以析出Cu（NO3）2·6H2O晶体

（3）某些共价化合物（如H2O、NH3、N2O4等）在液态时有微弱的导电性，主要是因为发生了电离，如：

2NH3

NH

+NH

，由此制备无水硝酸铜的方法之一是用Cu与液态N2O4反应。

液态N2O4电离得到的两种离子所含电子数相差18，Cu与液态N2O4反应制得无水硝酸铜的化学方程式是。

11、用菱锌矿（主要成分为碳酸锌，还含有Fe2+。

、Fe3+、Mg2+、Ca2+、Cu2+等）制备氯化锌的种流程如下．

1）在反应3前要将菱锌矿研磨，其目的是_________。

2）反应4将Fe2+氧化为Fe2+，该反应的离子方程式为_________。

（3）加入氧化锌调节pH==4．5，反应5的离子方程式为________。

（4）锌粉不在反应4之前加入的原因是________。

（5）若用石墨做电极电解滤液Y，则可以得到参与本流程反应的物质有________。

12、回收的废旧锌锰干电池经过处理后得到锰粉（含MnO2、Mn（OH）2、Fe、NH4Cl和炭黑等），由锰粉制取MnO2的步骤如下图所示：

根据上图所示步骤并参考左边表格数据回答问题：

（1）在加热条件下用浓盐酸浸取锰粉，所得溶液中含有Mn2+、Fe2+等。

MnO2与浓盐酸反应的离子方程式为；这种处理方法不足之处为：

。

（2）锰粉经浓盐酸浸取，过滤I除去不溶杂质后，向滤液中加入足量H2O2溶液，其作用是__________________________。

（3）过滤I的滤渣的化学式为。

过滤Ⅱ的滤渣的化学式为。

（4）将过滤I所得滤液经H2O2氧化后，再加入NaOH溶液调节pH的范围是：

，其目的是。

（5）过滤Ⅱ所得滤液加入足量H2O2溶液并加入NaOH溶液调节pH约为9，使Mn2+氧化得到MnO2，反应的离于方程式为__________________________________________。

13、稀土元素是周期表中IIIB族钪、钇和镧系元素的总称，它们都是很活泼的金属，性质极为相似，常见化合价为+3。

其中钇（Y）元素是激光和超导的重要材料。

我国蕴藏着丰富的钇矿石（Y2FeBe2Si2O10），以此矿石为原料生产氧化钇（Y2O3）的主要流程如下：

已知：

①有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH如下表：

开始沉淀时的pH

完全沉淀时的pH

Fe3+

2.7

3.7

Y3+

6.0

8.2

②在周期表中，铍、铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置，化学性质相似。

（1）钇矿石（Y2FeBe2Si2O10）的组成用氧化物的形式可表示为。

（2）欲从Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be（OH）2沉淀。

则

①最好选用盐酸、（填字母）两种试剂，再通过必要的操作即可实现。

a．NaOH溶液b．氨水c．CO2气d．HNO3

②写出Na2BeO2与足量盐酸发生反应的离子方程式：

。

（3）为使Fe3+沉淀完全，须用氨水调节pH=a，则a应控制在的范围内；检验Fe3+是否沉淀完全的操作方法是。

14、回收再利用锗产品加工废料，是生产GeO2的重要途径，其流程如下图。

（1）Ge2+与氧化剂H2O2反应生成Ge4+，写出该反应的离子方程式。

（2）蒸馏可获得沸点较低的GeCl4，在此过程中加入浓盐酸的原因是。

实验室蒸馏操作时常用的玻璃仪器有：

酒精灯、蒸馏烧瓶、、、接收管、锥形瓶等。

（3）GeCl4水解生成GeO2·nH2O，此过程用化学方程式可

表示为。

温度对GeCl4的水解率产生的影响如图1所示，其原因是。

为控制最佳的反

应温度，实验时可采取的措施为。

A．用冰水混合物B．49℃水浴C．用冰盐水

（4）结合Ge在元素周期表中的位置及“对角线”法则，

分析GeO2溶解率随pH变化的原因，用离子方程式表示pH>8时GeO2溶解率增大可能发生的反应。

（1）3:

2（2分）

（2）【测定样品中Al4C3的含量】

②缓缓鼓入一定量的N2；③点燃F酒精灯；④从分液漏斗缓缓滴入稀硫酸，直到不再产生气体时为止；⑤再次缓缓鼓入一定量的N2。

（4分）

【测定AlN的含量】B→D→C，

。

（4分）

（1）NaOH（其他合理答案亦可）

（2）CO2＋AlO2－＋2H2O=Al（OH）3＋HCO3－

（3）2H＋＋2e－=H2

（4）（NH4）2S2O8＋2H2O=2NH4HSO4＋H2O2

（5）NH4HSO4

⑴CaO＋SO2＝CaSO3或Ca（OH）2＋SO2＝CaSO3＋H2O

⑵①Fe2O3C

②OH－＋Al（OH）3＝AlO2－＋2H2O

③TiOSO4＋2H2O＝TiO（OH）2↓＋H2SO4或TiOSO4＋2H2O＝TiO2·H2O↓＋H2SO4

（1）2Fe＋O2＋2H2O＝2Fe（OH）2（2分）

（2）d（2分）

（3）①浓NaOH溶液（1分）浓硫酸（1分）

②通入混合气体一段时间（2分）③2（2分）④a（2分）

（12分）

（1）铁表面被钝化（2分）

（2）①Fe+2H+＝Fe2++H2↑（2分）Fe+2Fe3+＝3Fe2+（2分）d（2分）

②SO2+Br2+2H2O＝2HBr+H2SO4（2分）66.7%（2分）

16．（10分）

（1）Fe2O3+3H2SO4＝Fe2（SO4）3+3H2O（2分）

（2）FeS2+14Fe3++8H2O＝15Fe2++2SO42-+16H+（2分）

（3）4Fe2++O2+2H2O+8OH－＝4Fe（OH）3↓（2分）

或Fe2++2OH－＝Fe（OH）2↓，4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3（2分，各1分）

（4）2.8≤pH＜3.0（2分，各1分）

（5）Al3++4OH－＝AlO2—+2H2O（或Al（OH）3+OH－＝AlO2—+2H2O）（2分）

（1）Cl2+2OH—＝Cl—+ClO—+H2O（2分）

（2）＜（2分）

（3）①26（1分）1.2（1分）

②3ClO—＋Fe3+＋3H2O＝Fe（OH）3↓＋3HClO（2分）

2FeO42—＋Fe3+＋8OH—＝3FeO43—＋4H2O（2分）

（4）B（2分）

（1）MgCl2、AlCl3、FeCl3、HCl（2分，对2个给1分，全对给2分）

（2）

（4分）

（3）①加最后一滴KMnO4标准溶液时，溶液变为紫红色，且在半分钟内不褪色（2分）

②5.6％（2分）

（1）MnO2+4H＋+2C1-=Mn2＋+C12↑+2H2O（2分）产生有毒的氯气（2分）

（2）将Fe2+转化为Fe3+（2分）

（3）C（1分）Fe（OH）3（1分）

（4）3.7

使Fe3+完全沉淀（1分），并防止Mn2+转化为Mn（OH）2沉淀（1分）

（5）Mn2++H2O2+2OH-

MnO2↓+2H2O（2分）

（1）①提高原料的利用率，减少污染物的排放（2分）；3：

7（2分）

②加水会将溶液稀释，不利于将滤液蒸发浓缩（2分）

③由于Cu2+发生水解：

Cu2+＋2H2O

Cu（OH）2＋2H+，加入硝酸可以抑制硝酸铜的水解（2分）

（2）bd（2分）

（3）Cu＋2N2O4＝Cu（NO3）2＋2NO↑（2分）

（1）MnO2+4H＋+2C1-=Mn2＋+C12↑+2H2O（2分）产生有毒的氯气（2分）

（2）将Fe2+转化为Fe3+（2分）

（3）C（1分）Fe（OH）3（1分）

（4）3.7

使Fe3+完全沉淀（1分），并防止Mn2+转化为Mn（OH）2沉淀（1分）

（5）Mn2++H2O2+2OH-

MnO2↓+2H2O（2分）

（1）Y2O3·FeO·2BeO·2SiO2（2分）

（2）①b（2分）②BeO22－＋4H＋==Be2＋＋2H2O（2分）

（3）3.7～6.0（2分）取少量滤液，滴加几滴KSCN溶液，观察溶液是否变为血红色，若不变血红色，则说明Fe3+沉淀完全（2分）

17．（14分）

（1）Ge2++H2O2+2H+=Ge4++2H2O（2分）

（2）抑制GeCl4水解。

温度计、冷凝管（4分）

（3）GeCl4+（2+n）H2O=GeO2·nH2O+4HC1。

该水解反应是一个放热反应。

C（6分）

（4）二氧化锗具有两性，GeO2+2OH－=GeO

+H2O。

（2分）