高三化学二轮复习专题练三金属元素单质及其重要化合物.doc

高三化学二轮复习专题练(三)
金属元素单质及其重要化合物
(45分钟,100分)
一、选择题(本题包括7小题,每小题6分,共42分)
1.现有①Al2(SO4)3 ②Cu(NO3)2　③Ba(OH)2　④NH4Cl　
⑤NaNO3五种溶液,不用其他试剂能将它们一一鉴别出来的顺序是　(　　)
A.①②③④⑤　　　　　　　　 B.②③④①⑤
C.②④③①⑤ D.②⑤③①④
2.下列有关物质的性质与应用不相对应的是　(　　)
A.Na2O2能分别与H2O、CO2反应,可用作供氧剂
B.Na2CO3的水溶液呈碱性,医学上能用于治疗胃酸过多
C.硅胶多孔、吸水能力强,常用作袋装食品的干燥剂
D.铝是活泼的金属单质,铝可用于冶炼某些熔点较高的金属
3.有一块镁铝合金,其中镁与铝的质量比是8∶9。加入足量稀硫酸使其完全溶解后,再加入NaOH溶液,生成沉淀的质量随NaOH溶液体积变化的曲线如图,其中正确的是　(　　)

4.中学化学中很多“规律”都有其适用范围,下列根据有关“规律”推出的结论合理的是　(　　)
A.Na2O、Na2O2组成元素相同,推出与水反应产物也完全相同
B.SO2和湿润的Cl2都有漂白性,推出二者混合后漂白性更强
C.H2CO3的酸性比HClO强,推出CO2通入NaClO溶液中能生成HClO
D.根据铜与浓硝酸可以制取NO2,推出常温下铁与浓硝酸也可以制取NO2
5.下列离子方程式与所述事实相符且正确的是　(　　)
A.Ca(HCO3)2溶液中加入少量NaOH溶液:
Ca2++2HC+2OH-CaCO3↓+C+H2O
B.磁性氧化铁溶于稀硝酸:3Fe2++4H++N3Fe3++NO↑+3H2O
C.向含有0.4 mol FeBr2的溶液中通入0.3 mol Cl2充分反应:4Fe2++2Br-+3Cl24Fe3++6Cl-+Br2
D.以铜为电极电解饱和食盐水:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
6.下列说法正确的是　(　　)
A.将钠投入硫酸铜溶液中只有紫红色固体析出
B.过氧化钠投入硫酸亚铁溶液中出现白色沉淀
C.氨水滴入氯化铝溶液中先出现白色沉淀后溶解
D.饱和氯化钙溶液加入浓氢氧化钠溶液出现白色沉淀
7.下列实验与对应示意图的关系正确的是　(　　)
A
B
C
D
NaAlO2溶液中逐滴滴加盐酸至过量
AlCl3溶液中逐滴滴加氨水至过量
明矾溶液中逐滴滴加Ba(OH)2溶液至过量
澄清石灰水中缓慢通入CO2至过量

二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
8.(12分)已知甲、乙、丙、丁4种物质均含有常见金属元素A,其中甲为红棕色粉末。它们之间有如图所示的转化关系(转化过程中部分产物未标出)。
(1)甲的化学式为 。
(2)写出丙溶液和乙反应生成丁的离子方程式 
。
(3)请写出A的单质与水蒸气反应的化学方程式 
。
(4)试写出检验丙中阳离子的方法
。

9.(16分)资料显示:镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。某同学通过如下实验探究反应原理并验证产物。
实验Ⅰ:用砂纸打磨掉镁条表面氧化膜,将其放入盛适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的烧杯中,迅速反应,产生大量气泡和白色不溶物,溶液的浅红色加深。
(1)该同学对反应中产生的白色不溶物做出如下猜测:
猜测1:白色不溶物可能为 。
猜测2:白色不溶物可能为MgCO3
猜测3:白色不溶物可能为碱式碳酸镁

(2)为了确定产物,进行以下定性实验:
实验
序号
实验步骤
实验现象
结　论
实验Ⅱ
将实验Ⅰ中收集到的气体点燃
安静燃烧,火焰呈淡蓝色
气体成分为
①　　
实验Ⅲ
将实验Ⅰ中的白色不溶物滤出、洗涤,取少量加入足量
②　　　　
③　　　　
白色不溶物中含有
MgCO3
实验Ⅳ
取实验Ⅲ中的滤液,向其中加入适量④　　稀溶液
产生白色沉淀,溶液红色变浅
溶液中存在
C
实验Ⅲ中洗涤的操作方法是 。
(3)为进一步确定实验Ⅰ的白色不溶物的成分,进行以下定量实验,装置如图所示:

称取干燥、纯净的白色不溶物4.52 g,充分加热至不再产生气体为止,并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。实验后装置A增重0.36 g,装置B增重1.76 g。
装置C的作用是 ;
白色不溶物的化学式为 。
(4)写出镁与饱和碳酸氢钠溶液反应的化学方程式_______________________ 。

10.(14分)铁矿中被称为红帘石的铁矿含锰量高,锰是冶炼锰钢的重要原料。红帘石主要成分有磁铁矿(Fe3O4)、菱铁矿(FeCO3)、锰矿(MnO2和MnCO3)、石棉等。工业上将红帘石处理后运用阴离子膜电解法的新技术提取金属锰并制得绿色高效水处理剂(K2FeO4)。工业流程如下:

(1)工业上为提高稀硫酸浸取效率一般采取的措施是(任意写两种方法)
① ;
② 。
(2)石棉化学式为Mg3Si3O7(OH)4也可以表示成氧化物形式,氧化物表达式为 。
(3)已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表:
离子
Fe3+
Fe2+
Mn2+
Mg2+
开始沉淀的pH
2.7
7.0
7.8
9.3
完全沉淀的pH
3.7
9.6
9.8
10.8
过程②中加氨水调节溶液的pH等于6,则滤渣B的成分是　　　　。
(4)浸出液中以Mn2+形式存在,且滤渣A中无MnO2的原因是
。
(5)电解装置中箭头表示溶液中阴离子移动的方向,则A电极是直流电源的 极。实际生产中,阳极以稀硫酸为电解液,阳极的电极反应式为
__________________________________________________________。

(6)滤渣经反应④生成绿色高效水处理剂的离子方程式为
。
K2FeO4被誉为绿色高效水处理剂的原因是
。
11.(16分)FeSO4·7H2O广泛应用于医药和工业领域,以下是FeSO4·7H2O的实验室制备流程图。根据题意完成下列填空:

(1)铁屑与稀硫酸反应前,应用10% Na2CO3溶液浸泡几分钟,操作目的是
,浸泡后,用 (填操作方法)分离并洗涤铁屑。
(2)操作a为 。
(3)最后得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;② 。
(4)FeSO4·7H2O是某些补血剂的主要成分,实验室要测定某补血剂中铁元素的含量。
Ⅰ.方案一:可用KMnO4溶液进行氧化还原滴定。在配制100 mL 1.00×10-2mol·L-1的KMnO4溶液时,所用的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒,还有 (填仪器名称)。在配制过程中,下列说法正确的是 (填序号字母)。
A.KMnO4溶于水不放热,可以直接在容量瓶中溶解
B.容量瓶洗涤后不需干燥即可直接用于实验
C.定容后摇匀,凹液面低于刻度线,再加水至凹液面最低点与刻度线相平
D.如果定容时加水超过刻度线必须重新配制
Ⅱ.方案二:将FeSO4·7H2O最终转化为Fe2O3,测定质量变化,操作流程如下:

①步骤④中“一系列操作”依次是过滤、洗涤、 、冷却、称量。
②假设实验过程中Fe无损耗,则每片补血剂含铁元素的质量
为 g(用含a的代数式表示)。
③若步骤③加入X溶液的量不足,则最后测出每片补血剂含铁元素的质量将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【加固训练】实验室制备甲酸铜晶体的流程如下:

回答下列问题:
(1)小苏打水溶液显 性(填“酸”“碱”或“中”),小苏打可用于治疗胃酸(0.2%～0.4%的盐酸)过多,反应的离子方程式为
。
(2)生成碱式碳酸铜的离子方程式为________________________

。
(3)操作a的名称是 ,该操作使用的玻璃仪器有 。
(4)证明碱式碳酸铜已经洗涤充分的实验操作是
。
(5)用无水乙醇洗涤晶体的目的是
。
答案及解析
1、【解析】选B。首先观察溶液是否有色确定②,再用②与另外的物质反应产生蓝色沉淀的是③,再用③与另外的物质反应产生白色沉淀的是①,产生刺激性气味气体的是④,无现象的是⑤,因此选B。
2、【解析】选B。Na2O2与H2O、CO2反应可以产生氧气,在潜水艇和呼吸面具中作供氧剂,A项正确;碳酸钠能够与胃酸的主要成分盐酸反应,可以用于治疗胃病,而不是因为其水溶液呈碱性,B项错误;硅胶具有相当多的微孔,其表面积很大,这些微孔强烈地吸附水,所以能作干燥剂,C项正确;通过铝热反应可以制取高熔点的金属,D项正确。
3、【解析】选A。镁与铝的质量比是8∶9,则物质的量之比是1∶1,NaOH溶液至过量后Al(OH)3完全溶解,只有Mg(OH)2,B错;等物质的量的Mg(OH)2与Al(OH)3的质量之比是58∶78,即剩余的Mg(OH)2的质量小于沉淀最大质量的1/2,排除C、D,选A。
4、【解析】选C。A项,O的价态不同,性质不同,错误。B项,SO2有还原性,Cl2有氧化性,二者混合后发生氧化还原反应,漂白性减弱,错误。C项,H2CO3的酸性比HClO强,推出CO2通入NaClO溶液中能生成HClO,正
确。D项,根据铜与浓硝酸可以制取NO2,铁与浓硝酸发生钝化知该项说法错误。
5、【解析】选C。Ca(HCO3)2溶液中加入少量NaOH溶液,Ca(HCO3)2过量,HC的化学计量数为1,A错误;氧化物在离子方程式中应用化学式表示,B错误;由电子守恒可知,亚铁离子全部被氧化,0.2 mol溴离子被氧化,所以离子方程式为4Fe2++2Br-+3Cl24Fe3++6Cl-+Br2,C正确;以铜为电极电解饱和食盐水,阳极上Cu失电子,离子方程式为Cu+2H2OCu(OH)2↓+H2↑,D错误。
6、【解析】选D。A项,将钠投入硫酸铜溶液中有蓝色沉淀生成,有气泡冒出,错误。B项,过氧化钠投入硫酸亚铁溶液中产生红褐色沉淀,错误。
C项,氨水滴入氯化铝溶液中只出现白色沉淀,错误。D项,饱和氯化钙溶液加入浓氢氧化钠溶液出现白色沉淀,正确。
7、【解析】选C。NaAlO2溶液中逐滴滴加盐酸反应的离子方程式为Al+H++H2OAl(OH)3↓,Al(OH)3+3H+Al3++3H2O,形成沉淀与溶解沉淀所消耗的盐酸体积比为1∶3,A错误;NH3·H2O碱性很弱,不能溶解Al(OH)3,B错误;Ba(OH)2加入明矾中,S和Al3+均能够形成沉淀,Al3+先沉淀完全:2Al3++6OH-+3Ba2++3S2Al(OH)3↓+3BaSO4↓,再加入Ba(OH)2后,S继续沉淀,而Al(OH)3溶解,当S完全沉淀时,Al(OH)3恰好溶解:Ba2++2OH-+2Al(OH)3+SBaSO4↓+2Al+4H2O,C正确;澄清石灰水中通入CO2,直至过量,先形成沉淀,
之后沉淀会溶解:Ca2++CO2+2OH-CaCO3↓+H2O,CaCO3+CO2+H2OCa2++2HC,D错误。
【方法规律】有关Al(OH)3沉淀的图像分析思路
(1)分析图像或作图时要注意。
①加入酸或碱的强弱;
②所加入的量或滴加顺序,因为滴加顺序不同产生的现象可能不同;
③若产生沉淀有多种,则应仔细分析相关量间的关系;
④特别关注沉淀是否沉淀完全,沉淀物是否溶于所加入的过量试剂中;
⑤要注意纵坐标的物理量的意义。
(2)对于一些复杂问题可先分解后组合,进行图像的叠加工作。抓住一些关键点(如最高点、最低点、转折点)和变化趋势,才能较顺利地解决图像问题。
8、【解析】根据甲为红棕色粉末,丙与乙反应生成丁,丁与氯气反应生成丙,甲、乙、丙、丁都含A元素,说明A是变价金属,为铁,可推知甲可能是Fe2O3,被CO还原为乙:Fe,Fe与氯气反应生成丙:FeCl3,与盐酸反
应生成丁:FeCl2,Fe3+的检验可用KSCN,取试样少许于试管中,滴加KSCN溶液,若溶液呈红色,表明含Fe3+。
答案:(1)Fe2O3　(2)2Fe3++Fe3Fe2+
(3)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
(4)取试样滴加KSCN溶液,若变红说明含有Fe3+
9、【解析】(1)依据猜测可知白色不溶物可能是Mg(OH)2或MgCO3或Mg(OH)2、MgCO3。
(2)气体安静燃烧、产生淡蓝色火焰,说明该气体具有可燃性,再根据质量守恒定律反应前后元素种类不变,该气体可能是氢气或一氧化碳,如果测定是一氧化碳时,燃烧后需要用到澄清石灰水,所以该气体是氢气;依据实验Ⅲ分析,加入一种试剂产生气泡可知碳酸盐与酸反应产生二氧化碳,所以加入的是酸,有气泡产生,说明含有碳酸镁;加入盐酸沉淀碳酸镁全部溶解;依据实验Ⅳ加入氯化钙(或氯化钡)生成沉淀证明含有碳酸根离子。
(3)B中碱石灰质量的增加量就是生成的二氧化碳的质量,所以生成二氧化碳的质量为1.76 g,设生成1.76 g二氧化碳,需要碳酸镁的质量为
x则:
MgCO3MgO+CO2↑
84 44
x 1.76 g
根据:=
解得x=3.36 g,所以含有氢氧化镁质量为4.52 g-3.36 g=1.16 g;碳酸镁和氢氧化镁物质的量之比为∶=0.04∶0.02=2∶1,白色不溶物的化学式为Mg3(OH)2(CO3)2或Mg(OH)2·2MgCO3。
答案:(1)Mg(OH)2
(2)①氢气(或H2)　②稀盐酸(合理均可)
③产生气泡,沉淀全部溶解　④CaCl2或BaCl2
用玻璃棒引流,向过滤器(或漏斗)中注入蒸馏水至浸没沉淀,等水自然流尽后,重复2～3遍
(3)防止空气中的水蒸气和CO2进入装置B中,影响实验结果　Mg(OH)2·2MgCO3或Mg3(OH)2(CO3)2
(4)3Mg+4NaHCO3+2H2OMg(OH)2·2MgCO3↓+2Na2CO3+3H2↑
10、【解析】(1)增大接触面积、提高温度可以提高反应速率,所以粉碎红帘石、提高反应的温度可以提高稀硫酸浸取效率。
(2)根据原子守恒和化合价不变,可以写出氧化物表达式:3MgO·3SiO2·2H2O。
(3)结合滤液的成分及表中所给数据,pH=6时,Fe3+完全沉淀,所以滤渣B的成分为Fe(OH)3。
(4)MnO2具有氧化性,所以MnO2在酸性条件下被Fe2+还原为Mn2+。
(5)电解时,电解质溶液中阴离子移向阳极,所以电极B为直流电源的正极,则A电极是直流电源的负极;阳极以稀硫酸为电解质溶液,水电离出的OH-放电,电极反应式为4OH--4e-O2↑+2H2O。
(6)滤渣B含Fe(OH)3,被ClO-氧化为Fe,离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2Fe+3Cl-+5H2O;Fe具有强氧化性可以杀菌消毒,作为氧化剂反应生成Fe3+,Fe3+水解生成Fe(OH)3胶体,胶体表面积大,具有较强的吸附性,能吸附杂质生成沉淀。
答案:(1)①粉碎红帘石　②提高反应的温度
(2)3MgO·3SiO2·2H2O　(3)Fe(OH)3
(4)MnO2在酸性条件下被Fe2+还原为Mn2+
(5)负　4OH--4e-O2↑+2H2O
(6)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2Fe+3Cl-+5H2O
Fe具有强氧化性可以杀菌消毒,还原产物Fe3+水解成Fe(OH)3胶体能吸附杂质生成沉淀
11、【解析】(1)Na2CO3溶液可以去除油污。(2)根据流程提示可知,操作a为趁热过滤。(3)温度高会导致绿矾溶解而流失。(4)Ⅰ.容量瓶不能溶解物质,A项错误;容量瓶不需要干燥,B项正确;定容后液面低于刻度线属于正常现象,因为有少量溶液附着在刻度线以上的内壁上,对浓度没有影响,C项错误;定容时加水超过刻度线,属于操作错误,必须重新配制,D项正确。Ⅱ.②ag固体为Fe2O3,则ag固体中铁的质量为0.7ag,则1片补血剂中含铁0.07ag。③X为碱液,碱液的量不足,则导致Fe3+没有完全沉淀,最终测出每片补血剂含铁元素的质量将偏小。
答案:(1)除去废铁屑表面的油污　倾析法
(2)趁热过滤
(3)减少洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗
(4)Ⅰ.100 mL容量瓶、胶头滴管　B、D
Ⅱ.①灼烧　②0.07a　③偏小
【讲评建议】教师在讲解时,请提醒学生注意以下几点:
解答第(1)小题时,要明确两点:①联系实验室通常用热的纯碱溶液除去玻璃容器表面的油污类推用10%Na2CO3溶液浸泡铁屑的目的是除去废铁屑表面的油污;②倾析法用来分离颗粒较大的沉淀,分离时,将烧杯中的上层清液用玻璃棒引流到另一容器内,即可使沉淀与清液分离。
解答第(2)小题时,要注意一定要有“趁热过滤”这种必要的文字叙述。
解答第(3)小题时,要注意大多数固体物质的溶解度是随温度的升高而增大的,因此用冰水洗涤可以减少固体物质的损耗。
解答第(4)小题方案一时,回答第一问时,一定要标明容量瓶的规格,胶头滴管不能简单回答为滴管。解答第二问时要明确容量瓶不能用来溶解试剂,定容后摇匀,不必再加水至凹液面最低点与刻度线相平。
解答第(4)小题方案二时,①一定要回答灼烧而不是加热。解答②每片补血剂含铁元素的质量时不能忽略开始研磨的是10片补血剂。
【加固训练】【解析】NaHCO3俗称小苏打,因水解而呈碱性。由题给流程分析可知,NaHCO3和CuSO4发生水解相互促进反应生成CO2和Cu2(OH)2CO3,
其对应的离子方程式为2Cu2++4HCCu2(OH)2CO3↓+3CO2↑+H2O;将Cu2(OH)2CO3从溶液中分离出来的操作是过滤,即操作a为过滤,需要使用的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒和烧杯;若碱式碳酸铜已经洗涤干净,则洗涤液中应没有S,加入硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液,不会出现白色沉淀;在制取甲酸铜晶体时,用无水乙醇洗涤甲酸铜晶体的目
的是在除去甲酸等杂质同时,减少甲酸铜的溶解损失。
答案:(1)碱　HC+H+CO2↑+H2O
(2)2Cu2++4HCCu2(OH)2CO3↓+3CO2↑+H2O
(3)过滤　玻璃棒、漏斗、烧杯
(4)取最后滤出的洗涤液,滴加硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液,无明显现象
(5)除去甲酸并减少甲酸铜晶体损失