专题训练23常见金属元素及其化合物.docx
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专题训练23常见金属元素及其化合物
专题训练2-3 常见金属元素及其化合物
时间：
40分钟 分值：
100分
一、选择题（每小题6分，共48分）
1．（2014·新课标全国卷Ⅰ）化学与社会、生活密切相关。
对下列现象或事实的解释正确的是（ ）
选项
现象或事实
解释
A
用热的烧碱溶液洗去油污
Na2CO3可直接和油污反应
B
漂白粉在空气中久置变质
漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3
C
施肥时，草木灰（有效成分为K2CO3）不能与NH4Cl混合使用
K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效
D
FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作
FeCl3能从含有Cu2＋的溶液中置换出铜
解析 A项烧碱是NaOH而不是Na2CO3，并且Na2CO3为强碱弱酸盐，其溶液因CO
发生水解反应而显碱性，油脂在碱性溶液中发生水解反应，生成易溶于水的高级脂肪酸盐和甘油，并非Na2CO3直接与油脂发生反应。
B项酸与盐发生复分解反应符合“较强酸制取较弱酸”的规律，HCl、H2CO3和HClO的酸性强弱顺序为HCl>H2CO3>HClO，因此漂白粉发生变质时，Ca（ClO）2与空气中的CO2、H2O（g）反应生成CaCO3和HClO，HClO再分解为HCl和O2，而CaCl2与空气中的CO2不能发生反应。
C项K2CO3为强碱弱酸盐，NH4Cl为强酸弱碱盐，草木灰与NH4Cl混合使用时，CO
与NH
发生水解相互促进反应生成NH3，降低肥效。
D项FeCl3溶液可用于制造铜质印刷线路板，发生的反应为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，Fe3＋将Cu氧化为Cu2＋，并非发生置换反应。
答案 C
2．（2014·福建卷）常温下，下列各组物质中，Y既能与X反应又能与Z反应的是（ ）
X
Y
Z
①
NaOH溶液
Al（OH）3
稀硫酸
②
KOH溶液
SiO2
浓盐酸
③
O2
N2
H2
④
FeCl3溶液
Cu
浓硝酸
A.①③ B．①④
C．②④D．②③
解析 ①组：
Al（OH）3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，2Al（OH）3＋3H2SO4===Al2（SO4）3＋6H2O，故①组符合。
②组：
2KOH＋SiO2===K2SiO3＋H2O，但SiO2与浓盐酸不发生反应。
③组：
N2与O2在高温或放电条件下反应生成NO，N2与H2在高温、高压、催化剂条件下反应生成NH3，常温下均不反应。
④组：
2FeCl3＋Cu===CuCl2＋2FeCl2，Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O。
答案 B
3．（2014·潍坊市期末）向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1mol·L－1稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积（V）的关系如图所示。
下列判断正确的是（ ）
A．在0～a范围内，只发生中和反应
B．ab段发生反应的离子方程式为：
CO
＋2H＋===CO2↑＋H2O
C．a＝0.3
D．原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1:
2
解析 在0～a范围内，先发生中和反应，后发生CO
与H＋生成HCO
的反应，A项错误；ab段发生反应的离子方程式为HCO
＋H＋===H2O＋CO2↑，B项错误；因a～0.4范围内发生的反应是H＋＋HCO
===CO2↑＋H2O，n（CO2）＝0.01mol，n（H＋）＝n（CO2）＝0.01mol，所以a＝0.3，C项正确；由碳元素守恒可知溶液中n（CO
）＝n（CO2）＝0.01mol，在0～a范围内，生成0.01molHCO
消耗0.1L稀盐酸，故NaOH消耗稀盐酸的体积为0.2L，n（OH－）＝0.2L×0.1mol·L－1＝0.02mol，因此原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2:
1，D项错误。
答案 C
4．（2014·海淀区期末）下列实验现象不能说明相关结论的是（ ）
A．将铜与浓硫酸共热，产生使石蕊溶液变红的气体，说明浓硫酸具有酸性
B．将金属钠投入冷水中，钠熔为小球，说明钠与水的反应为放热反应且钠的熔点低
C．向AgCl浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色，说明AgCl的溶解平衡正向移动
D．向Al（OH）3沉淀中滴加NaOH溶液或盐酸，沉淀均消失，说明Al（OH）3是两性氢氧化物
解析 铜与浓硫酸共热，产生的SO2能使石蕊溶液变红，这体现了浓硫酸的氧化性，A项错误。
答案 A
5．（2014·武汉市高三调研）下列有关物质性质的描述和该性质的应用均正确的是（ ）
A．FeCl3具有氧化性，用FeCl3溶液刻蚀印刷电路板
B．氢氟酸具有强酸性，用氢氟酸蚀刻玻璃
C．过氧化钠只有氧化性，用过氧化钠为潜水艇舱提供氧气
D．铜的金属活动性比铝弱，可用铜罐代替铝罐贮运浓硝酸
解析 2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，用FeCl3溶液刻蚀印刷电路板，A项正确；氢氟酸是弱酸，B项错误；过氧化钠与水反应，体现了过氧化钠的氧化性和还原性，C项错误；常温下，铝遇浓硝酸钝化，而铜与浓硝酸反应，不能用铜罐代替铝罐，D项错误。
答案 A
6．（2014·山西省联考）某溶液仅含Fe2＋、Na＋、Al3＋、Ba2＋、SO
、NO
、Cl－中的4种离子，所含离子的物质的量均为1mol。
若向该溶液中加入过量的稀硫酸，有气泡产生，且溶液中阴离子种类不变（不考虑水的电离和离子的水解）。
下列说法不正确的是（ ）
A．若向该溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反应后，过滤、洗涤、灼烧，最终所得固体的质量为72g
B．若向该溶液中加入过量的稀硫酸，产生的气体遇空气能变成红棕色
C．若向该溶液中加入过量的稀硫酸和KSCN溶液，溶液显血红色
D．该溶液中所含的离子是：
Fe2＋、Na＋、SO
、NO
解析 向该溶液中加入过量的稀硫酸，有气泡产生，则H＋、Fe2＋、NO
之间一定发生氧化还原反应，生成硝酸铁和NO气体，溶液中阴离子种类不变，则原溶液中一定存在SO
。
已知溶液中含有4种离子，所含离子的物质的量均为1mol，由电荷守恒可知，一定含有Na＋。
A项最终所得固体为氧化铁，其质量为0.5mol×160g/mol＝80g，错误；B项生成的NO遇空气易被氧化成红棕色的NO2，正确；C项，向溶液中加酸，发生氧化还原反应生成Fe3＋，加KSCN溶液，溶液显血红色，正确。
由上述推断可知，该溶液中所含的离子是：
Fe2＋、Na＋、SO
、NO
，D项正确。
答案 A
7．（2014·沈阳市监测一）某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成两份。
向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解19.2g（已知硝酸只被还原为NO气体）。
向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化曲线如图所示。
下列分析错误的是（ ）
A．AB段的反应为：
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
B．第二份溶液中最终溶质为FeSO4
C．混合酸中NO
物质的量为0.4mol
D．混合酸中H2SO4浓度为5mol·L－1
解析 由图象可知，OA段发生反应Fe＋4H＋＋NO
===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，AB段发生反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段发生反应Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，反应中NO
全部参与反应，最终第二份溶液中的溶质是FeSO4，A、B选项正确；第一份溶液中NO
全部参与反应，消耗铜的物质的量为
＝0.3mol，根据反应3Cu＋8H＋＋2NO
===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知，参与反应的HNO3为0.2mol，所以混合酸中NO
物质的量为0.4mol，C选项正确；第二份溶液中n（SO
）＝n（Fe2＋）＝n（Fe）＝
＝0.4mol，则混合酸中硫酸的浓度为
＝4mol·L－1，D选项错误。
答案 D
8．（2014·广东卷）（双选）下列实验操作、现象和结论均正确的是（ ）
选项
实验操作
现象
结论
A
向苏打和小苏打溶液中分别加入盐酸
均冒气泡
两者均能与盐酸反应
B
向AgNO3溶液中滴加过量氨水
溶液澄清
Ag＋与NH3·H2O能大量共存
C
将可调高度的铜丝伸入到稀HNO3中
溶液变蓝
Cu与稀HNO3发生置换反应
D
将KI和FeCl3溶液在试管中混合后，加入CCl4，振荡，静置
下层溶液显紫红色
氧化性：
Fe3＋>I2
解析 根据物质的性质进行分析，且要保证操作、现象和结论的一致性。
碳酸钠和碳酸氢钠均可与盐酸反应生成二氧化碳，A项正确。
向AgNO3溶液中滴加过量氨水，最终生成银氨络离子，而使溶液澄清，B项错误。
Cu与稀HNO3反应生成Cu（NO3）2、NO和H2O，不属于置换反应，C项错误。
将KI和FeCl3溶液混合后发生的反应为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，生成的碘被CCl4萃取且在下层，因此下层溶液显紫红色。
由氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性知，氧化性关系：
Fe3＋>I2，D项正确。
答案 AD
二、非选择题（共52分）
9．（16分）（2014·新课标全国卷Ⅱ）铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料等。
回答下列问题：
（1）铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层。
铅在元素周期表的位置为第________周期，第________族；PbO2的酸性比CO2的酸性________（填“强”或“弱”）。
（2）PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为________________。
（3）PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为______________；PbO2也可以通过石墨为电极，Pb（NO3）2和Cu（NO3）2的混合溶液为电解___，阴极上观察到的现象是________________；若电解液中不加入Cu（NO3）2，阴极发生的电极反应式为________，这样做的主要缺点是________。
（4）PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如图所示，已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%（即
×100%）的残留固体。
若a点固体组成表示为PbOx或mPbO2·nPbO，列式计算x值和mn值________。
解析
（1）碳在元素周期表中位于第二周期第ⅣA族，铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层，故铅在元素周期表的位置为第六周期第ⅣA族；铅位于碳的下方，同主族元素由上到下，非金属性逐渐减弱，故PbO2的酸性比CO2的酸性弱。
（2）PbO2中的Pb为＋4价，Pb为＋2价时相对稳定，故PbO2中的Pb具有强氧化性，能发生类似MnO2与浓盐酸的反应，将Cl－氧化为Cl2，故反应方程式为PbO2＋4HCl（浓）
PbCl2＋Cl2↑＋2H2O。
（3）由PbO和NaClO反应制PbO2，PbO→PbO2，Pb的化合价升高，则NaClO作氧化剂，本身被还原为NaCl，故离子方程式为PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－；石墨为电极，电解Pb（NO3）2和Cu（NO3）2的混合液制PbO2，则Pb2＋应在阳极发生氧化反应得到PbO2，故阳极电极反应式为Pb2＋＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋；阴极上阳离子反应，阳离子有Pb2＋、Cu2＋、H＋，根据阳离子放电顺序，应为Cu2＋＋2e－===Cu，而生成的金属Cu会覆在石墨电极上，故阴极观察到的现象为石墨上包上铜镀层，若电解液中不加入Cu（NO3）2，阴极Pb2＋放电，生成金属Pb，Pb2＋＋2e－===Pb，这样Pb2＋被消耗不能生成PbO2，降低了Pb2＋的利用率。
（4）根据PbO2
PbOx＋
O2↑（注PbO2相对分子质量为239）
由
×32＝239×4.0%
得x＝2－
≈1.4
根据mPbO2·nPbO
得
＝1.4
＝
＝
。
答案
（1）六 ⅣA 弱
（2）PbO2＋4HCl（浓）
PbCl2＋Cl2↑＋2H2O
（3）PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－ Pb2＋＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋ 石墨上包上铜镀层 Pb2＋＋2e－===Pb 不能有效利用Pb2＋
（4）根据PbO2
PbOx＋（
）O2↑，有
×32＝239×4.0%，x＝2－（239×4.0%/16）＝1.4，根据mPbO2·nPbO，
＝1.4，m:
n＝
10．（10分）（2014·新疆测验）根据Fe3＋＋AgFe2＋＋Ag＋，可用Fe3＋做刻蚀液将试管中的银镜洗去。
（1）FeCl3溶液显酸性，原因是________（用离子方程式表示）。
（2）关于FeCl3溶液洗银后的相关叙述正确的是________（填选项字母）。
a．铁元素质量减小 b．c（Fe3＋）减小
c．c（Cl－）不变
（3）用Fe（NO3）3溶液洗银后，某同学欲从洗银废液（含Fe3＋、Fe2＋、Ag＋、NO
）中回收银，设计了如下路线：
①过程Ⅰ中反应的离子方程式是__________________________。
②过程Ⅱ中加入的试剂可以是_____________________。
③过程Ⅲ中发生反应的离子方程式为________________________。
解析
（1）FeCl3是强酸弱碱盐，Fe3＋水解，溶液显酸性，水解方程式为Fe3＋＋3H2OFe（OH）3＋3H＋。
（2）由Fe3＋＋AgFe2＋＋Ag＋可知，铁元素质量不变，c（Fe3＋）减小，由于发生反应Ag＋＋Cl－===AgCl↓，所以c（Cl－）减小。
（3）①由框图可知过程Ⅰ加入了过量的铁粉，发生反应：
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag。
②过程Ⅱ是把固体中的铁粉和银分离，所以加入的试剂可以是稀盐酸或稀硫酸。
③过程Ⅲ是把Fe2＋转化为Fe3＋，发生反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
答案
（1）Fe3＋＋3H2OFe（OH）3＋3H＋
（2）b （3）①2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag ②稀盐酸或稀硫酸 ③2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
11．（14分）（2014·北京卷）用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的溶液，通过控制电压电解得以再生。
某同学使用石墨电极，在不同电压（x）下电解pH＝1的0.1mol/LFeCl2溶液，研究废液再生机理。
记录如下（a、b、c代表电压值）：
序号
电压/V
阳极现象
检验阳极产物
Ⅰ
x≥a
电极附近出现黄色，有气泡产生
有Fe3＋、有Cl2
Ⅱ
a>x≥b
电极附近出现黄色，无气泡产生
有Fe3＋、无Cl2
Ⅲ
b>x>0
无明显变化
无Fe3＋、无Cl2
（1）用KSCN溶液检验出Fe3＋的现象是___________________。
（2）Ⅰ中，Fe3＋产生的原因可能是Cl－在阳极放电，生成的Cl2将Fe2＋氧化。
写出有关反应的方程式：
__________________________________。
（3）由Ⅱ推测，Fe3＋产生的原因还可能是Fe2＋在阳极放电，原因是Fe2＋具有________性。
（4）Ⅱ中虽未检验出Cl2，但Cl－在阳极是否放电仍需进一步验证。
电解pH＝1的NaCl溶液做对照实验，记录如下：
序号
电压/V
阳极现象
检验阳极产物
Ⅳ
a>x≥c
无明显变化
有Cl2
Ⅴ
c>x≥b
无明显变化
无Cl2
①NaCl溶液的浓度是________mol/L。
②Ⅳ中检验Cl2的实验方法___________________________。
③与Ⅱ对比，得出的结论（写出两点）___________________。
解析
（1）SCN－与Fe3＋发生反应生成Fe（SCN）3而使溶液变成红色，常根据这一颜色变化检验溶液中的Fe3＋。
（2）实验Ⅰ中阳极附近出现黄色，有气泡产生，则该气体应为Cl2，Cl2将Fe2＋氧化成Fe3＋，有关反应为2Cl－－2e－===Cl2，Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋。
（3）电解过程中，阳极发生氧化反应，由于Fe2＋具有还原性，若其浓度较大，可能在阳极失去电子发生氧化反应生成Fe3＋。
（4）①pH＝1的0.1mol/L的FeCl2溶液中c（Cl－）＝0.2mol/L，若保证电解时溶液中c（Cl－）相同，则pH＝1的NaCl溶液中c（NaCl）应为0.2mol/L。
②Cl2具有强氧化性，可取少量阳极附近的溶液，滴在淀粉 KI试纸上，试纸变蓝。
③对比实验Ⅱ和Ⅳ、Ⅴ可知，电极附近出现黄色可能是由于生成Fe3＋、Cl2所致，通过控制电压，证实产生Fe3＋的两种原因都成立，验证Fe2＋先于Cl－放电。
答案
（1）溶液变红
（2）2Cl－－2e－===Cl2，Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋
（3）还原 （4）①0.2
②取少量阳极附近的溶液，滴在淀粉 KI试纸上，试纸变蓝
③通过控制电压，证实了产生Fe3＋的两种原因都成立；通过控制电压，验证了Fe2＋先于Cl－放电
12．（12分）（2014·江苏卷）碱式碳酸铝镁
[MgaAlb（OH）c（CO3）d·xH2O]常用作塑料阻燃剂。
（1）碱式碳酸铝镁具有阻燃作用，是由于其受热分解需吸收大量热量和____________。
（2）MgaAlb（OH）c（CO3）d·xH2O中a、b、c、d的代数关系式为________。
（3）为确定碱式碳酸铝镁的组成，进行如下实验：
①准确称取3.390g样品与足量稀盐酸充分反应，生成CO20.560L（已换算成标准状况下）。
②另取一定量样品在空气中加热，样品的固体残留率（
×100%）随温度的变化如图所示（样品在270℃时已完全失去结晶水，600℃以上残留固体为金属氧化物的混合物）。
根据以上实验数据计算碱式碳酸铝镁样品中的n（OH－）n（CO
）（写出计算过程）。
解析
（1）因为碱式碳酸铝镁分解得到Al2O3、MgO，二者的熔点都较高，都具有阻燃作用。
（2）Al元素的化合价为＋3价，Mg元素的化合价为＋2价，OH－整体显示－1价，CO
整体显示－2价，根据化合物中化合价代数和为0可得出关系：
2a＋3b＝c＋2d。
（3）n（CO2）＝
＝2.50×10－2mol
m（CO2）＝2.50×10－2mol×44g·mol－1＝1.10g
在270～600℃之间，失去结晶水后的样品进一步受热分解放出CO2和H2O
m（CO2）＋m（H2O）＝3.390g×（0.7345－0.3702）＝1.235g
m（H2O）＝1.235g－1.10g＝0.135g
n（H2O）＝
＝7.50×10－3mol
n（OH－）＝7.50×10－3mol×2＝1.50×10－2mol
n（OH－）:
n（CO
）＝（1.50×10－2mol）:
（2.50×10－2mol）＝3:
5
答案
（1）生成的产物具有阻燃作用
（2）2a＋3b＝c＋2d
（3）n（CO2）＝
＝2.50×10－2mol
m（CO2）＝2.50×10－2mol×44g·mol－1＝1.10g
在270～600℃之间，失去结晶水后的样品进一步受热分解放出CO2和H2O
m（CO2）＋m（H2O）＝3.390g×（0.7345－0.3702）＝1.235g
m（H2O）＝1.235g－1.10g＝0.135g
n（H2O）＝
＝7.50×10－3mol
n（OH－）＝7.50×10－3mol×2＝1.50×10－2mol
n（OH－）:
n（CO
）＝1.50×10－2mol:
2.50×10－2mol
＝3:
5
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