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第三章 金属及其化合物2
一、选择题
1． 某CuSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4的混合溶液100 mL，已知溶液中阳离子的浓度相同(不考虑水解)，且SO42－ 的物质的量浓度为6 mol·L－1，则此溶液最多溶解铁粉的质量为
A．5.6 g B．11.2 g C．22.4 g D．33.6 g
2．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
3．一定体积CO2和O2的混合气体通过足量的Na2O2后，所得气体体积变为原来的3/4，则CO2在原混合气体中的体积分数为 ( )
A．25% B．40% C．50% D．75%
4．制印刷电路板时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2.向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是 ( )
A．烧杯中有铜、无铁 B．烧杯中有铁、无铜
C．烧杯中铁、铜都有 D．烧杯中铁、铜都无
5．过氧化氢俗称双氧水，它是一种液体，易分解为水和氧气，常作氧化剂、漂白剂和消毒剂，为贮存、运输、使用的方便，工业常将H2O2转化为固态的过碳酸钠晶体（其化学式为2Na2CO3.3H2O2），该晶体具有Na2CO3和H2O2的双重性质。下列物质不会使过碳酸钠晶体失效的是（ ）
A．MnO2 B．H2S C．稀盐酸 D．NaHCO3
6．为了除去硫酸铜溶液中含有的Fe2+杂质，先加入合适的氧化剂使Fe2+氧化为Fe3+，下列物质中最好选用 ( )
A．H2O2溶液 B．KMnO4溶液 C．Cl2水 D．HNO3溶液
7．下列叙述正确的是( )
A．Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物
B．Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都能跟CaCl2溶液反应得到白色沉淀
C．NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色不相同
D．Na2O2可作供氧剂，而Na2O不行
8．为了证明长期暴露在空气中的氢氧化钠浓溶液已部分变质，某同学先取2 mL试样于试管中，而后进行如下实验，其中不能达到目的的是：
A．加入过量稀硫酸，观察现象 B．加入澄清石灰水，观察现象
C．加入氯化钡溶液，观察现象 D．通适量CO2气体，观察现象
9．将镁、铝合金10.2 g 溶于 4 mol·L－1的盐酸500 mL 里，若加入 2 mol·L－1的氢氧化钠溶液，并使得沉淀达到最大量，则需加入此种氢氧化钠溶液为（ ）
A、1000 mL B、500 mL C、100 mL D、1500 mL
10．某实验小组对一含有Al3+的未知溶液进行了如下分析：(1)滴入少量氢氧化钠，无明显变化；(2)继续滴加NaOH溶液，有白色沉淀；(3)滴入过量的氢氧化钠，白色沉淀明显减少。实验小组经定量分析，得出如图所示沉淀与滴入氢氧化钠体积的关系。下列说法错误的是( )
A.该未知溶液中至少含有3种阳离子 B.滴加的NaOH溶液的物质的量浓度为5 mol·L-1
C.若另一种离子为二价阳离子，则a＝10 D.若将最终沉淀过滤、洗涤、灼烧，其质量一定为6 g
11．将15.6g Na2O2和5.4g Al同时放入一定量的水中，充分反应后得到200mL溶液，再向该溶液中缓慢通入HCl气体6.72L（标准状况），若忽略反应过程中溶液的体积变化，则下列判断正确的是
A．最终得到7.8g的沉淀 B．反应过程中得到6.72L(标准状况)的气体
C．最终得到的溶液中c(NaCl)=2.0mo/L D．最终得到的溶液中c(Na+)=c(Cl-)+c(OH-)
12．向Fe2O3、CuO、Fe、Cu的混和粉末中加入过量的稀硫酸,充分反应后,仍有红色粉末存在,则关于溶液中阳离子的判断正确的是
A．只有Fe2+和Cu2+ B．一定有Fe2+、Cu2+,可能有Fe3+
C．一定有Fe2+,可能有Cu2+ D．只有Fe2+
13．下列有关金属及其化合物的知识说法正确的是
A、可用Na与MgCl2溶液反应制Mg B、金属单质导电与电解质溶液导电原因是一致
C、常温下浓硫酸与铁不反应，故常温下可用铁制容器贮藏贮运浓硫酸
D、观察焰色反应实验为黄色火焰，则可证明该溶液中含有Na＋
14．现有一块已知质量的铝镁合金，欲测定其中镁的质量分数，几位同学设计了以下三种不同的实验方案
实验设计1：铝镁合金 测定生成的气体在标准状况下的体积
实验设计2：铝镁合金测定生成的气体在标准状况下的体积
实验设计3：铝镁合金溶液过滤，测定得到沉淀的质量
则能测定出镁的质量分数的是（ ）
A．都能 B．都不能 C．①不能，其它都能 D．②③不能，①能
15．120ml含有0.20 mol碳酸钠的溶液和200 mL盐酸，不管将前者滴加入后者，还是将后者滴加入前者，都有气体产生，但最终生成的气体体积不同，则盐酸的浓度合理的是（ ）
A．2.0 mol/L B．0.18 mol/L C． 1.5 mol/L D．0.24 mol/L
16．右图表示在某溶液中滴加Ba(OH)2溶液时，沉淀的物质的量随Ba(OH)2的物质的量的变化关系。该溶液的成分可能是
A．MgSO4 B．KAl(SO4)2 C．Al2(SO4)3 D．NaAlO2
17．200mL氯化镁和氯化铝的混合溶液，其中（Mg2＋）为0.2mol·L－1,（Cl－）为1.3mol·L1。要使Mg2＋全部转化为沉淀分离出来，至少需加4mol·L－1NaOH溶液的体积为（ ）
A．40mL B．72mL C．80mL D．128mL
18．wg铁粉和铝粉的混合物，和过量的 NaOH反应，然后过滤，将沉淀完全收集后，放蒸发皿中加热，直至被加热的物质质量不再变化，取出蒸发皿中的物质称量仍为wg。求原混合物中铝粉的质量分数是（ ）
A．30％ B．50％ C．70％ D．90％
19．金属及其化合物转化关系是化学学习的重要内容之一。下列各组物质的转化关系中不全部是通过一步反应完成的是（ ）
A . Na→NaOH→Na2CO3→NaCl B. Fe→Fe(NO3)3→Fe(OH)3→Fe2O3
C . Mg→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4 D .Al→Al2O3→Al(OH)3→AlCl3
20．将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol/L氯化铁溶液中充分反应后，结果是( )
A.铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－基本保持不变 B.往溶液中滴入无色KSCN溶液，溶液变红色
C.Fe2＋和Fe3＋物质的量之比为5∶1 D.氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶ 5
第II卷（非选择题）
21．(9分)某100mL的CuCl2溶液中，已知溶液中的Cl－的浓度为0.4mol/L。现将一定量的铁粉投入到该溶液中，回答下列问题：
(1) CuCl2的电离方程式为 , 铁粉投入后反应的离子方程式为 。
(2)原溶液中Cu2+的浓度为 mol/L。
(3)反应后测得Cl－的浓度为 mol/L。
(4)若反应后测得Fe2+的溶液为0.1mol/L，则反应生成铜单质的质量为 g。 剩余的Cu2+的浓度为 mol/L。
22．.(8分)在10mL含有AlO2-离子的溶液中逐滴加入1mol／L的盐酸，所得Al(OH)3沉淀质量和所加盐酸的体积关系如图所示。
问：(1)此溶液中同时含有____mol___ 离子；
(2)用离子方程式表示MN段发生的反应是
(3)C(或M)点的纵坐标为0.78，则c(AlO2-)
(4)点B的横坐标为30，则到点N处滴入的HCl溶液体积为 mL
23．（14分）现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样，用图K2－6－2所示的实验装置测定Na2O2试样的纯度。(可供选用的试剂只有CaCO3固体、6 mol/L盐酸、6 mol/L硫酸和蒸馏水)
回答下列问题：
(1)装置A中液体试剂选用____________，理由是__________________________。
(2)装置B的作用是______________________，装置E中碱石灰的作用是_____________ ____________________________。
(3)装置D中发生反应的化学方程式是：
_______ ___________________________、_______ __________________________。
(4)若开始时测得样品的质量为2.0 g，反应结束后测得气体体积为224 mL(标准状况)，则Na2O2试样的纯度为______。
第三章 金属及其化合物2
1．C【解析】考查根据方程式进行的有关计算。设阳离子的浓度都是x，则根据电荷守恒定律可知2x＋3x＋x＝6 mol·L－1×2，解得x＝2mol/L，因此根据反应的方程式2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋、Cu2＋＋Fe=Cu＋Fe2＋、2H＋＋Fe=Fe2＋＋H2↑，消耗铁粉的质量是（0.1mol＋0.2mol＋0.1mol）×56g/mol＝22.4g，答案选C。
2．D【解析】根据转化图可知，反应②生成的是碳酸氢钠，所以Y应该是CO2，这说明溶液乙中含有偏铝酸钠，因此X应该是氢氧化钠， A不正确；氧化铁和氢氧化钠溶液不反应，所以过滤出的沉淀是氧化铁，B不正确；电解氧化铝生成单质铝的反应是氧化还原反应，选项C不正确，因此正确的答案选D。
3．C【解析】设原混合气的体积是V，则根据方程式2Na2O2 +2CO2= 2Na2CO3 +O2可知，CO2的体积是（V－3V/4）×2＝0.5V，所以CO2在原混合气体中的体积分数为50％，答案选C。
4．B【解析】由于金属性是铁大于铜，所以氯化铜首先氧化的是铁，然后是铜。所以剩余的固体中，不可能有铁，而没有铜，答案选B。
5．D【解析】该晶体具有Na2CO3和H2O2的双重性质，所以在二氧化锰的作用下，能发生分解反应，能氧化H2S和浓盐酸，而碳酸氢钠与该物质是不反应的，所以答案选D。
6．A【解析】由于不能引入杂质，双氧水的还原产物是水，没有杂质，所以正确的答案选A。
7．D【解析】能和酸反应生成盐和水的氧化物是碱性氧化物，过氧化钠不是碱性氧化物，A不正确；碳酸氢钠和氯化钙是不反应的，选项B不正确；氯化钠和碳酸钠都含有钠元素，焰色反应是相同的，选项C不正确，所以正确的答案选D。
8．D【解析】氢氧化钠长期暴露在空气中，容易吸收空气中的CO2，生成碳酸钠，碳酸钠能和酸反应放出CO2气体，也能和石灰水或氯化钡溶液反应生成白色沉淀，所以选项ABC都是可以的，而再通入CO2，则无明显现象，所以答案选D。
9．A【解析】当沉淀最大时，溶液是氯化钠溶液，所以根据原子守恒可知，氢氧化钠的物质的量是0.5L×4mol/L＝2mol，则溶液的体积是1L，答案选A。
10．D【解析】根据图像可知，混合液中氢离子、铝离子和另外一种金属阳离子，选项A正确。溶解氢氧化铝消耗的氢氧化钠是10ml，而氢氧化铝的物质的量是0.05mol。则根据方程式Al(OH)3＋3OH－=AlO2－＋2H2O可知，氢氧化钠的物质的量浓度是5mol/L的，选项B正确；另外一种沉淀的物质的量是0.15mol，则消耗氢氧化钠溶液的体积是60ml，而生成氢氧化铝消耗氢氧化钠溶液的体积是30ml，所以a＝10，选项C正确；由于不能确定沉淀的中金属元素，因此不能确定最终沉淀的质量，选项D不正确，答案选D。
11．A【解析】15.6g Na2O2和5.4g Al的物质的量分别是0.2mol和0.2mol，则二者恰好生成0.2mol偏铝酸钠，同时还剩余0.2mol氢氧化钠。氯化氢的物质的量是0.3mol，因此根据方程式H＋＋OH－=H2O、AlO2－＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓和Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O可知，最终生成的白色沉淀是0.1mol，此时偏铝酸钠是过量的，选项A正确，B不正确；选项C不正确，氯化钠的浓度应该是3mol/L；选项D不正确不符合电荷守恒定律，所以正确的答案选A，
12．C【解析】由于铁的金属性强于铜的，所以根据剩余的固体为红棕色可知，剩余的固体中有毒含有铜，所以溶液中就一定没有铁离子，亚铁离子一定含有，但铜离子不能确定，所以答案选C。
13．D【解析】选项A不正确，钠极易和水反应，应该用在熔融状态下冶炼；金属导电是自由电子的定向运动，而电解质溶于导电，是靠阴阳离子的定向运动，选项B不正确；常温下，铁和浓硫酸发生钝化，钝化是化学变化，选项C不正确，因此正确的答案选D。
14．A【解析】方案1中，可以通过氢气的体积计算出金属的质量，正确；铝能和氢氧化钠溶液反应，可以通过氢气的体积计算出金属铝的质量，实验2正确；实验3中的沉淀是氢氧化镁，因此可以计算出镁的质量，也是正确的，答案选A。
15．B【解析】由于碳酸钠和盐酸反应是分步进行的，方程式是CO32－＋H＋=HCO3－、HCO3－＋H＋＋H2O＋CO2↑。碳酸钠是0.024mol，则氯化氢的物质的量应该大于0.024mol，但小于0.048mol，所以浓度就是大于0.12mol/L，但小于0.24mol/L，选项B正确，答案选B。
16．C【解析】该图像可知，当沉淀达到最大时，沉淀开始溶解，但仍然有剩余的，这说明选项A、D是不正确；根据图像可知，氢氧化铝是2mol，而硫酸钡是3mol，即钡离子和铝离子的个数之比是3︰2，因此选项C正确，B不正确，答案选C。
17．C【解析】根据电荷守恒定律可知，溶液中铝离子的浓度是（1.3mol/L－0.2mol/L×2）÷3＝0.3mol/L，则根据方程式Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓、Al3＋＋4OH－=AlO2－＋2H2O可知，需要氢氧化钠的物质的量是0.2L×0.2mol/L×2＋0.2L×0.3mol/L×4＝3.2mol，所以至少需要氢氧化钠溶液的体积是80ml，答案选C。
18．A【解析】最后生成的物质是四氧化三铁，这说明四氧化三铁中氧元素的质量就混合物中铝元素的质量，因此原混合物中铝的质量分数是，答案选A。
19．D【解析】氧化铝不能溶于水，直接生成氢氧化铝，所以选项D是错误的，其余选项都是正确的，答案选D。
20．B【解析】铁和氯化铁的物质的量分别是0.02mol、0.05mol。根据方程式Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋可知铁离子是过量的，剩余0.01mol铁离子，生成0.06mol亚铁离子，所以正确的答案选B。
21．(9分) (1) CuCl2 ＝Cu2++2Cl- (1分) Fe +Cu2+＝Fe2++ Cu (2分)
(2)0.2 (1分) (3)0.4 (1分) (4)0.64 (2分) 0.1(2分)
【解析】（1）氯化铜是电解质，在溶液中完全电离，电离方程式是 CuCl2 ＝Cu2++2Cl-。铁的金属性强于铜的，所以能置换出铜，反应的方程式是Fe +Cu2+＝Fe2++ Cu。
（2）溶液中的Cl－的浓度为0.4mol/L，则根据氯化铜的化学式可知，溶液中铜离子的浓度是0.2mol/L。
（3）氯离子不参与反应，所以反应后氯离子的浓度是不变的，还是0.4mol/L。
（4）反应后测得Fe2+的溶液为0.1mol/L，则亚铁离子的物质的量是0.1mol/L×0.1L＝0.01mol，则根据方程式可知置换出的铜是0.01mol，质量是0.64g。
22.【答案】（8分,1）每空1分,其余每空2分）
(1)0.02mol;OH- (2)Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
(3)1mol (4)60ml
【解析】由图像可知当加入的盐酸体积小于20 ml时无沉淀生成，则溶液中含有OH—，涉及反应为：H＋＋OH—= H2O，继而为：AlO2－＋H+＋H2O=Al(OH)3 ↓；最后沉淀溶解：Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O。依据离子方程式进行简单计算即可
23． (1)6 mol/L盐酸（2分） 硫酸与CaCO3固体反应生成的CaSO4微溶于水，会覆盖在CaCO3固体表面，使反应不能持续（2分）
(2)除去气体中的HCl（2分） 吸收装置D中反应剩余的CO2（2分）
(3)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2（2分）、Na2O＋CO2===Na2CO3（2分）
(4)78%（2分）
【解析】（1）装置A是制取CO2的，所以A中的液体是6mol/L盐酸。由于硫酸与CaCO3固体反应生成的CaSO4微溶于水，会覆盖在CaCO3固体表面，使反应不能持续进行，所以不能选择稀硫酸。
（2）由于氯化氢能和氧化钠或过氧化钠反应，从而干扰实验，所以装置B的作用是除去气体中的HCl。在反应中CO2是过量的，所以碱石灰的作用是吸收装置D中反应剩余的CO2。
（3）氧化钠和过氧化钠都能和CO2反应，所以反应的方程式是2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2、Na2O＋CO2===Na2CO3。
（4）根据题意可知，生成的氧气是0.01mol，则过氧化钠的物质的量是0.02mol，质量是1.56g，所以样品中过氧化钠的质量分数是1.56÷2×100％＝78％。
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