资源描述
几种重要的金属化合物
习题精解
夯基达标
一、选择题
1.把CO2通入含NaOH 0.8 g的碱溶液中，将产物在减压条件下蒸干后，得固体1.37 g，那么通入CO2的质量是()
A.0.44 g
B.0.88 g
C.0.66 g
D.都不是
思路解析：0.8 g NaOH假设全部转化成Na2CO3，那么其质量为1.06 g＜1.37 g；假设全部转化成NaHCO3，那么其质量应为1.68 g＞1.37 g。故NaOH吸收CO2时实际上生成了Na2CO3(x mol)和NaHCO3(y mol)的混合物。依Na原子守恒，得2x+y＝0.02，且有：106x+84y＝1.37，解得x＝0.005 mol，y＝0.01 mol，故通入CO2的物质的量为x+y＝0.015 mol,质量为0.015 mol×44 g·mol－1＝0.66 g。
答案：C
2.将NaHCO3和Na2O2按3∶1的个数之比混合，在密闭容器中加热使之充分反响，然后趁热排出气体物质，容器内残留物的成分是( )
A.Na2O2和NaHCO3
B.NaHCO3和Na2CO3
C.NaOH和Na2CO3
D.只有Na2CO3
思路解析：因题干中说明在密闭容器中加热充分反响，所以容器中最后不可能残留NaHCO3，因而A、B不合题意。依据NaHCO3与Na2O2的个数之比为3∶1，可知Na∶C∶H＝5∶3∶3，因N(Na)∶N(C)＝5∶3，假设产物只有Na2CO3，而Na2CO3中N(Na)∶N(C)＝2∶1(5∶2.5)，那么碳元素必定以CO2气体的形式释放出去，那么必定有CO2产生，因为题干中说明是充分反响，故产物中不可能有NaOH存在，故C也不合理。
答案：D
3.将等体积的AlCl3溶液和NaOH溶液混合后，沉淀物中含铝元素的物质的量与溶液中含铝元素的物质的量相等，那么原AlCl3溶液与NaOH溶液的物质的量浓度之比是 …( )
A.1∶3
B.2∶3
C.1∶4
D.2∶7
思路解析：由于沉淀中铝元素和溶液中铝元素的量相等，所以当溶液中铝元素为铝离子时，那么AlCl3溶液与NaOH溶液的物质的量浓度之比为2∶3；假设溶液中的铝元素为偏铝酸根离子时，AlCl3溶液与NaOH溶液的物质的量浓度之比为2∶7。
答案：BD
4.用一种试剂就可以将NaOH、NH4SCN、AgNO3、Na2SO4四种无色溶液一一鉴别出来，这种试剂是( )
A.溴水
B.FeCl3
C.Fe(NO3)3
D.BaCl2
思路解析：根据题目中的几种物质分析，NaOH的鉴别可以选用铁离子，SCN-的鉴别可以选用铁离子，银离子的检验可以选用氯离子。
答案：B
5.加热某NaHCO3和Na2CO3·xH2O的混合物40 g，到不再产生气体为止，得残留固体21.2 g。把加热过程中产生的气体全部通入含有0.05 mol Ba(OH)2的溶液中，恰好使生成的沉淀完全消失，那么x为()
A.6
B.7
C.9
D.10
思路解析：因加热固体混合物，所得气体通过含有0.05 mol Ba(OH)2的溶液中，恰好使生成的沉淀完全消失，所以可得2CO2～Ba(OH)2，所以n(CO2)=0.1 mol，又CO2由NaHCO3加热分解得到，所以NaHCO3加热分解时，固体质量的减少量为6.2 g，同时产生Na2CO3的物质的量为0.1 mol；而固体混合物的总质量减少了18.8 g，那么由Na2CO3·xH2O失水减少的质量为12.4 g，同时残留固体为21.2 g，说明加热后产生的n(Na2CO3)=0.2 mol，那么原Na2CO3·xH2O的物质的量为0.1 mol，由此得x=7。
答案：B
6.在AlCl3和FeCl3混合溶液中，先参加过量的KI溶液，再参加足量的Na2S溶液，所得到的沉淀物是( )
A.Fe(OH)3、Al(OH)3
B.Al(OH)3、I2
C.Fe2S3、I2
D.FeS、S、Al(OH)3
思路解析：当向混合溶液中参加过量的KI时，FeCl3和KI发生氧化复原反响产生亚铁离子和碘单质，再参加Na2S将产生FeS沉淀和Al(OH)3沉淀，同时碘单质与硫离子发生氧化复原反响而产生硫单质。
答案：D
7.以下离子方程式书写正确的选项是( )
A.FeCl2溶液中通入氯气：
Fe2++Cl2====Fe3++2Cl-
B.澄清石灰水与碳酸氢镁溶液混合：
2Ca2++4OH-+Mg2++2HCO====2CaCO3↓+Mg(OH)2↓+2H2O
C.AlCl3溶液中参加过量的氨水：
Al3++4OH-====AlO+2H2O
D.Fe(OH)3中参加足量的HI溶液：
Fe(OH)3+3H+====Fe3++3H2O
思路解析：A项中电荷不守恒；C项中氨水为弱碱溶液，所以对应的离子方程式为：Al3++3NH3·H2O====Al(OH)3↓+3NH；D项中Fe3+易与I-发生氧化复原反响，即对应的离子方程式为2Fe(OH)3+2I-+6H+====2Fe2++6H2O+I2。
答案：B
8.以下列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.Al2(SO4)3
C.Fe2(SO4)3
D.NaAlO2
思路解析：根据图示的关系可知沉淀的量先增大后减小至保持不变，结合选项可知只有B满足题意。
答案：B
二、填空题
9.2004年2月３日，美国“机遇〞号火星车向地球传回了火星土壤的显微照片，显示的是“机遇〞号火星车的着陆区域——“梅里迪亚尼平面〞，从照片上可以看出该地为红色和桔色(两种颜色近乎红棕色)。所以可能存在赤铁矿(主要成分是Fe2O3)。试完成以下问题。
(1)人们从“机遇〞号火星车所发回的实物照片的红色和桔色来推断火星上可能存在着赤铁矿，这是利用了物质的颜色这一________性质对物质的存在进行推测的。如果要进一步确定这种推测是否正确，必须通过实验验证。
(2)假设有一块火星矿物样品，请同学们用学过的知识设计化学实验来证明该火星矿物中是否有三价铁元素。
实验原理：________________________________。
实验用品：锤头、研钵(研杵)、烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台、滤纸、试管、滴管、稀盐酸、KSCN溶液
实验步骤及方法：①________________。
②________________。
③________________。
④________________。
实验结果分析及结论：________________。
答案：(1)物理 (2)实验原理：Fe2O3+6H+====2Fe3++3H2O,Fe3+遇到KSCN溶液变为红色 实验步骤及方法：①样品处理：将样品用锤头敲碎，放置在研钵中研细备用 ②溶解：将研磨好的样品粉末倒入烧杯，加10 mL稀盐酸，用玻璃棒搅拌片刻 ③过滤：取②中混合物液体过滤 ④检验：取2 mL滤液参加到试管中，然后向试管中滴加2滴KSCN溶液。观察溶液的颜色变化。实验结果分析及结论：假设溶液变为红色，那么原火星矿物样品中含有三价铁元素；如果溶液不变色，那么原火星矿物样品中不含三价铁元素
10.在Mg(NO3)2和Al(NO3)3的混合液中，NO的物质的量为0.7 mol。向该溶液中参加100 mL 8 mol·L－1KOH溶液，使之充分反响。反响前，假设Al3+的物质的量与混合溶液中离子总物质的量的比值为x。(不考虑Mg2+和Al3+的水解及水的电离所引起的离子总数的变化)
(1)x的取值范围是：________________。
(2)当KOH刚好完全消耗，且Al3+全部转化为AlO时，x的值为________。
(3)将(2)中的x记为x1，那么当0<x≤x1时，反响生成的沉淀物的化学式为________；当x>x1时反响生成的沉淀的化学式为____________________。
(4)假设反响前Al3+的物质的量为a mol，那么a=________(用含x的代数式表示)。
思路解析：(1)根据电荷守恒可得2n(Mg2+)+3n(Al3+)=0.7〔0＜n(Al3+)＜0.7/3〕，x=n(Al3+)/［n(Mg2+)+n(Al3+)+0.7］，所以x=n(Al3+)/［1.05－0.5n(Al3+)］，故由铝离子的物质的量的范围可得0<x<0.25；
(2)根据题目信息可得2n(Mg2+)+3n(Al3+)=0.7，2n(Mg2+)+4n(Al3+)=0.8，所以此时n(Al3+)＝0.1 mol，n(Mg2+)＝0.2 mol，故x=0.1。
(3)假设0<x≤x1时，说明KOH溶液过量，此时铝元素将全部转化为偏铝酸根离子，而沉淀只有Mg(OH)2。
假设x>x1时，KOH缺乏，所产生的沉淀既有Mg(OH)2又有Al(OH)3。
(4)由x=n(Al3+)/［1.05－0.5n(Al3+)］可得n(Al3+)＝。
答案：(1)0<x<0.25 (2)0.1 (3)Mg(OH)2 Mg(OH)2和Al(OH)3 (4)
三、计算题
11.有某种碱金属元素组成的两种碳酸盐的混合物6.14 g，加水溶解后，取所得溶液的十分之一，向其中缓缓参加一定浓度的稀盐酸，并同时记录放出CO2的体积(已折算成标准状况下的体积)和消耗稀盐酸的体积，得到以下列图所示的曲线。
试计算：(1)混合物中碳元素的质量分数。
(2)确定这两种碳酸盐的化学式。
(3)所滴加盐酸的物质的量浓度。
思路解析：(1)n(C)=n(CO2)==0.005 mol
6.14 g混合物中含有的n(C)=0.005 mol×10=0.05 mol
w(C)=×100%=9.77%
(2)混合物的平均摩尔质量= =122.8 g·mol-1
假设M(M2CO3)=122.8 g·mol-1，那么M(M)=31.4 g·mol-1
假设M(MHCO3)=122.8 g·mol-1，那么M(M)=61.8 g·mol-1
31.4 g·mol-1<M(K)<61.8 g·mol-1
所以碱金属元素是钾元素，两种碳酸盐的化学式：K2CO3、KHCO3
(3)n(K2CO3)+n(KHCO3)=0.05 mol
n(K2CO3)×138 g·mol-1+n(KHCO3)×100 g·mol-1=6.14 g
n(K2CO3)=0.03 mol n(KHCO3)=0.02 mol
n(K2CO3)～2n(HCl) n(KHCO3)～n(HCl)
0.03 mol 0.06 mol 0.02 mol 0.02 mol
所以n(HCl)=0.06 mol+0.02 mol=0.08 mol
c(HCl)==2.5 mol·L-1
答案：(1)9.77％ (2)K2CO3、KHCO3
(3)2.5 mol·L-1
走近
一、选择题
1.(经典回放)把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中，使SO全部转化成BaSO4沉淀，此时铝元素的主要存在形式是( )
A.Al3+
B.Al(OH)3
C.AlO
D.Al3+和Al(OH)3
思路解析：当KAl(SO4)2中SO2-4全部沉淀时，参加的OH-与Al3+的物质的量之比为4∶1，故铝元素的存在形式为AlO。
答案：C
2.(2022天津，10) 以下除杂质的方法不可行的是( )
A.用过量氨水除去Al3+溶液中的少量Fe3+
B.将混合气体通过灼热的铜网除去N2中的少量O2
C.用新制的生石灰，通过加热蒸馏，以除去乙醇中的少量水
D.用盐酸除去AgCl中少量的Ag2CO3
思路解析：除去铝离子中的铁离子的方法是先向溶液中参加足量的NaOH溶液，过滤，向滤液中通入CO2气体，过滤，向所得沉淀中参加对应的强酸。
答案：A
3.有一无色溶液，可能含有K+、Al3+、Mg2+、NH、Cl-、SO、HCO、MnO中的几种。为确定其成分，做如下实验：
①取局部溶液，参加适量Na2O2固体，产生无色无味的气体和白色沉淀，再参加足量的NaOH溶液后白色沉淀局部溶解；
②另取局部溶液，参加HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀产生。
以下推断正确的( )
A.肯定有Al3+、Mg2+、NH、Cl-
B.肯定有Al3+、Mg2+、HCO
C.肯定有K+、HCO、MnO
D.肯定有Al3+、Mg2+、SO
思路解析：因溶液无色，所以其中不含MnO，参加Na2O2后产生无色无味的气体，说明原溶液中不含NH，继续参加NaOH，沉淀只有局部溶解，所以其中既含有镁离子又含有铝离子，由实验②可知原溶液中一定含有硫酸根离子。
答案：D
4.铁氧体(Fe3O4)法是处理含铬废水的常用方法，其原理是：用FeSO4把废水中的Cr2O复原为Cr3+，并通过调节废水的pH，使生成物组成符合类似于铁氧体(Fe3O4或FeO·Fe2O3)的复合氧化物(Cr+3xFe+32-xO3·F+2eO)。处理含1 mol Cr2O的废水至少需要参加a mol FeSO4·7H2O，以下结论正确的选项是( )
A.x=1，a＝5
B.x＝0.5,a＝8
C.x＝2，a＝10
D.x＝0.5，a＝10
思路解析：根据题目信息知上述过程中发生了氧化复原反响，其中被氧化的亚铁离子的物质的量为×a mol，由得失电子守恒得×a=6可得答案。
答案：D
5.一定温度下，W g以下物质在足量氧气中充分燃烧，产物与过量的过氧化钠完全反响，过氧化钠固体增重W g，符合此要求的是( )
①H2②CO ③CO和H2④HCOOCH3⑤HOOC—COOH
A.全部
B.仅④⑤
C.①②③
D.除⑤以外
思路解析：2CO+O22CO2,2H2+O22H2O又由过氧化钠与CO2和H2O的反响得Na2O2+CO====Na2CO3,Na2O2+H2====2NaOH，所以固体质量的增加量相当于CO和H2的质量。
答案：D
6.将烧碱溶液和盐酸依次滴入某溶液A中，其沉淀(Y轴)和参加溶液的体积(X轴)的关系可能出现两种图示形式，那么A溶液不可能是( )
A.三氯化铝溶液
B.偏铝酸钠溶液
C.明矾溶液
D.硝酸铝溶液
思路解析：根据上述图象可知溶液中含有铝离子，故B项不满足。
答案：B
7.(2022江苏南通市调研)元素X的单质及X与Y形成的化合物能按如以下列图所示的关系发生转化，那么X为( )
A.Fe
B.Cu
C.S
D.C
思路解析：此题考查了铁、铜及其化合物的有关相互转化。由框图可知：X在反响中能表现+2、+3两种价态，而Cu、S、C不具备此性质，而铁可以有+2、+3两种价态，因此只能选A。
答案：A
二、填空题
8.(经典回放)粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：
①取适量A进行铝热反响，产物中有单质B生成；
②另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 mol·L-1盐酸中，得溶液C；
③将①中得到的单质B和溶液C反响，放出1.12 L(标准状况)气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；
④用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。
请填空：
(1)①中引发铝热反响的实验操作是________，产物中的单质B是________。
(2)②中所发生的各反响的化学方程式是__________________。
(3)③中所发生的各反响的离子方程式是________________。
(4)假设溶液D的体积仍视为0.15 L，那么该溶液中c(Mg2+)为________，c(Fe2+)为_______。
思路解析：据②和③知20 g A 溶于盐酸后盐酸过量，参加铁后盐酸完全反响。溶解20 g A后的溶液参加铁后除发生Fe+2H+====Fe2++H2↑反响外，还发生了Fe+2Fe3+====3Fe2+反响，由于MgO和Fe2O31∶1组成，那么混合物的相对分子质量为100，20 g A中有MgO和Fe2O3各0.1 mol，所以溶液中Mg2+的物质的量浓度为0.1 mol/0.5 L＝0.67 mol·L-1；D溶液中的Fe2+由两局部组成，一是氧化铁和铁的反响，再有是盐酸和铁的反响，所以c(Fe2+)＝［(0.1 mol×3+11.2 L/22.4 L·mol－1)］/0.15 L＝2.3 mol·L-1。
答案：(1)加少量KClO3，插上Mg条并将其点燃 Fe
(2)Fe2O3+6HCl====2FeCl3+3H2O
MgO+2HCl====MgCl2+H2O
(3)Fe+2H+====Fe2++H2↑,Fe+2Fe3+====3Fe2+
(4)0.67 mol·L-1 2.3 mol·L-1
9.(2022上海题，27) 硫酸铁(PFS)是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理。用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁，为控制水解时Fe3+的浓度，防止生成氢氧化铁沉淀，原料中的Fe3+必须先复原为Fe2+。
实验步骤如下：
(1)用98%的硫酸配制28%的硫酸，所需的玻璃仪器除量筒外，还有________。
(a)容量瓶________(b)烧杯________(c)烧瓶
(2)步骤Ⅱ取样分析溶液中的Fe2+、Fe3+的含量，目的是________。
(a)控制溶液中Fe2+与Fe3+含量比
(b)确定下一步复原所需铁的量
(c)确定氧化Fe2+所需NaClO3的量
(d)确保铁的氧化物酸溶完全
(3)用NaClO3氧化时反响方程式如下：
6FeSO4+NaClO3+3H2SO43Fe2(SO4)3+NaCl+3H2O
假设改用HNO3氧化，那么反响方程式如下
6FeSO4+2HNO3+3H2SO43Fe2(SO4)3+NO↑+4H2
1 mol HNO3价格为0.16元、1 mol NaClO3价格为0.45元，评价用HNO3代替NaClO3作氧化剂的利弊，利是________，弊是________。
(4)聚合硫酸铁溶液中SO2-4与Fe3+物质的量之比不是3∶2。根据以下供选择的试剂和根本操作，测定聚合硫酸铁产品溶液中SO2-4与Fe3+物质的量之比。
测定时所需的试剂________。
(a) NaOH (b)FeSO4 (c) BaCl2 (d) NaClO3
(5)需要测定________和________的质量(填写化合物的化学式)。
(6)选出测定过程中所需的根本操作________(按操作先后顺序列出)。
(a)萃取、分液 (b)过滤、洗涤 (c)蒸发、结晶
(d)冷却、称量 (e)烘干或灼烧
思路解析：配制一定物质的量浓度的溶液时通常需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和容量瓶等。
答案：(1)b (2)b、c (3)利：原料本钱较低 弊：产生气体对大气有污染 (4)a、c (5)Fe2O3、BaSO4(6)b、e、d。
10.(2022广东，22) 往有机聚合物中添加阻燃剂，可增加聚合物的使用平安性，扩大其应用范围。例如，在某聚乙烯树脂中参加等质量由特殊工艺制备的阻燃剂Mg(OH)2，树脂可燃性大大降低。该Mg(OH)2的生产工艺如下：
(1)精制卤水中的MgCl2与适量石灰乳反响合成碱式氯化镁〔Mg(OH)2-xClx·mH2O〕，反响的化学方程式为________________________。
(2)合成反响后，继续在393 ～523 K下水热处理8 h，发生反响：
Mg(OH)2-xClx·mH2O====(1-)Mg(OH)2+MgCl2+mH2O
水热处理后，过滤、水洗。水洗的目的是________________。
(3)阻燃剂Mg(OH)2具有晶粒大、易分散、与高分子材料相容性好等特点。上述工艺流程中与此有关的步骤是________________________。
(4)略
(5)常用阻燃剂主要有三类：A.卤系，如四溴乙烷；B.磷系，如磷酸三苯酯；C.无机类，主要是Mg(OH)2和Al(OH)3。从环保的角度考虑，应用时较理想的阻燃剂是________(填代号)，理由是________________。
思路解析：根据题目条件不难写出对应反响的方程式，由于制备的是氢氧化镁，所以需要将氯化镁除去。
答案：(1)2MgCl2+(2-x)Ca(OH)2+2mH2O====2Mg(OH)2-xClx·mH2O+(2-x)CaCl2(2)除去附着在Mg(OH)2外表的含杂质MgCl2的滤液 (3)“水热处理〞、“外表处理〞 (4)略
(5)C A会破坏臭氧层，B中的P元素会造成藻类生物的大量繁殖
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