高中化学-几种重要的金属化合物同步测控优化训练-新人教版必修1.doc

第二节 几种重要的金属化合物
5分钟训练(预习类训练，可用于课前)
1.对下列物质按不同的分类方法进行分类。
Al2O3、Al、AlCl3、Al(OH)3、Fe2O3、FeO、Fe3O4、CaO、CuO、Fe、Cu、Ca、FeSO4、Fe2(SO4)3、Fe(OH)2、Fe(OH)3、Ca(OH)2、Cu(OH)2、CuSO4、CuCl2
思路解析：物质的分类可以按不同的分类标准进行分类。
答案：按物质的基本类型进行分类：
类别
单质
氧化物
碱
盐
物质
Al、Fe、Cu、Ca
Al2O3、Fe2O3、FeO、Fe3O4、CaO、CuO
Al(OH)3、FeOH)2、Fe(OH)3、Ca(OH)2、Cu(OH)2
AlCl3、Fe2(SO4)3、FeSO4、CuSO4、CuCl2
按元素也可以分成不同类型：
元素
含铝元素的物质
含铁元素的物质
含钙元素的物质
含铜元素的物质
单质
Al
Fe
Ca
Cu
氧化物
Al2O3
Fe2O3、FeO、Fe3O4
CaO
CuO
碱
Al(OH)3
Fe(OH)2、Fe(OH)3
Ca(OH)2
Cu(OH)2
盐
AlCl3
Fe2(SO4)3、FeSO4
—
CuCl2、CuSO4
还可以分为诸如硫酸盐〔Fe2(SO4)3、FeSO4、CuSO4〕等类别。
2.根据下图填写表格（金属氧化物溶于盐酸）：

完成下表：
金属氧化物
颜色
化学方程式
离子方程式
固体
溶液
MgO

Fe2O3

CuO

思路解析：几种金属氧化物固体和溶液的颜色都可以通过观察得出，而化学方程式的书写则可根据金属氧化物与酸反应的规律——生成盐和水来完成，离子方程式则将盐酸和金属的氯化物都拆开就可以了。
答案：见下表。
金属氧化物
颜色
化学方程式
离子方程式
固体
溶液
MgO
白色
无色
MgO+2HCl====MgCl2+H2O
MgO+2H+====Mg2H2O
Fe2O3
暗红色
浅黄色
Fe2O3+6HCl====3FeCl3+3H2O
Fe2O3+6H+====2Fe3++3H2O
CuO
黑色
蓝色
CuO+2HCl====CuCl2+H2O
CuO+2H+====Cu2++H2O
3.氢氧化亚铁与氢氧化铁都是铁的氢氧化物，它们有什么异同？
思路解析：从它们的物理性质与化学性质的不同方面来进行比较，同时对它们之间的转化关系也应该清楚。
答案：列表将它们的性质与变化比较如下：

氢氧化铁
氢氧化亚铁
物理性质
红褐色，难溶于水
白色，难溶于水
化学性质
具有碱的通性
具有碱的通性，易被氧化为氢氧化铁
联系
4Fe(OH)2+O2+2H2O====4Fe(OH)3（白色迅速变为灰色、绿色，最终成为红褐色）
4.氢氧化铝与其他的氢氧化物不同，既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水，试用离子方程式表示它与酸和碱反应的原理。
思路解析：教材上既有氢氧化铝与盐酸和氢氧化钠反应的实验又有化学方程式，我们只需将化学方程式改写成离子方程式即可。
答案：Al(OH)3+3H+====Al3++3H2O；Al(OH)3+OH-====+2H2O。
10分钟训练(强化类训练，可用于课中)
1.在食品加工或餐饮业中使用量特别要注意严加控制的物质是（ ）
A.氯化钠 B.谷氨酸钠（味精） C.碳酸氢钠 D.亚硝酸钠
思路解析：几种钠盐中，氯化钠和碳酸氢钠是学生非常熟悉的，谷氨酸钠的化学名称学生虽然不熟悉，但后面所附的俗名却是学生生活中常见的物质，只有亚硝酸钠学生可能了解不多，可用排除的方法来解答。
答案：D
2.把水滴入下列物质中，不产生气态生成物的是（ ）
A.过氧化钠 B.金属钠 C.氧化钠 D.金属钾
思路解析：与水反应的物质，是近年高考中的热点。选项中的四种物质都可以和水发生反应。过氧化钠与水有氧气产生；金属钠和钾与水有氢气产生。
答案：C
3.下列叙述正确的是（ ）
A.草木灰的主要成分是K2CO3
B.土壤中钾元素的含量较少，因此需要补充
C.钾肥宜在下雨前施用，以便溶解吸收
D.为了使农作物有效吸收N、P、K等元素，钾肥宜跟NH4H2PO4等混合施用
思路解析：土壤中的钾元素含量并不少，只是可被植物直接吸收的部分较少；钾肥都是易溶于水的盐，雨前施用，容易被雨水淋失；钾肥特别是碳酸钾不能与铵盐混用，因为二者发生反应后，使铵盐转化为氨气，逸入空气中。
答案：A
4.向下列溶液滴加稀硫酸，生成白色沉淀，继续滴加稀硫酸，沉淀又溶解的是（ ）
A.Na2SiO3 B.BaCl2 C.FeCl3 D.NaAlO2
思路解析：硫酸与选项中物质的反应：Na2SiO3+H2SO4====Na2SO4+H2SiO3↓；BaCl2+H2SO4====BaSO4↓+2HCl；2NaAlO2+H2SO4+2H2O====2Al(OH)3↓+Na2SO4，
2Al(OH)3+3H2SO4====Al2(SO4)3+6H2O。
答案：D
5.下列物质中，可用于治疗胃酸过多的是（ ）
A.碳酸钠 B.氢氧化铝 C.氢氧化钠 D.碳酸钡
思路解析：治疗胃酸过多，一方面要能消耗酸，另一方面必须是无毒、对人体没有强刺激性甚至腐蚀作用，也不能产生大量气体，使胃中充气过多。
答案：B
6.在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中，逐滴加入稀氢氧化钠溶液，直至过量。下列表示氢氧化钠加入量（X）与溶液中沉淀物的量（Y）的关系示意图中正确的是（ ）

思路解析：反应分为两个阶段：（1）Al(NO3)3+3NaOH====Al(OH)3↓+3NaNO3，
Mg(NO3)2+2NaOH====Mg(OH)2↓+2NaNO3；（2）Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2O。沉淀首先是逐渐增多，达到最大值后，过量的氢氧化钠又将氢氧化铝沉淀溶解。
答案：C
7.拉曼光谱证实溶液中不存在，实际存在［Al(OH)4］-。200 mL 0.2 mol·L-1 Na［Al(OH)4］溶液与250 mL 0.2 mol·L-1 H2SO4混合，完全反应后，溶液中Al3+与物质的量之比为（ ）
A.4∶5 B.2∶3 C.2∶5 D.1∶2
思路解析：2Na［Al(OH)4］+H2SO4====Na2SO4+2Al(OH)3↓+2H2O，
2Al(OH)3+3H2SO4====Al2(SO4)3+6H2O。
按反应方程式分两步计算：第一步，硫酸过量，剩余硫酸为0.3 mol，生成氢氧化铝0.2 mol；第二步，两种反应物恰好反应，生成硫酸铝，此时溶液中Al3+为0.2 mol，为0.5 mol。
答案：C
8.若将含HCl 0.20 mol的稀盐酸滴入0.15 mol Na2CO3的溶液中，经充分反应后，溶液中各溶质的物质的量为（单位：mol）（ ）

Na2CO3
HCl
NaCl
NaHCO3
A
0
0
0.05
0.10
B
0.5
0
0.20
0
C
0
0
0.20
0.10
D
0
0.05
0.15
0.15
思路解析盐酸和Na2CO3反应，与滴加顺序有关，应引起足够重视。
分析本题可知两条重要信息：（1）因稀盐酸是滴入到Na2CO3溶液中的，所以这种情况下盐酸和碳酸钠的反应是分步进行的：
Na2CO3+HCl====NaCl+NaHCO3①
NaHCO3+HCl====NaCl+CO2↑+H2O ②
(2)反应物盐酸的量相对于Na2CO3的第一步反应是过量的（余0.05 mol），相对于Na2CO3的完全反应是不足量的（差0.10 mol）。这样利用题示信息进一步分析可知：充分反应后反应物Na2CO3和HCl都已消耗完全；两步反应中的HCl都转化为NaCl，其转化关系为1∶1（物质的量之比）。因此生成的NaCl为0.2 mol；而NaHCO3的量则经一步反应生成0.15 mol（按不足量），第二步反应又转化了（放CO2）0.05 mol，最后剩0.10 mol。
答案：C
9.今用铝、稀硫酸和氢氧化钠溶液为原料，实验室制备一定量的氢氧化铝。分别采用如下化学方程式所表示的两种方法：
①2Al+3H2SO4====Al2(SO4)3+3H2↑ Al2(SO4)3+6NaOH====2Al(OH)3↓+3Na2SO4
②2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑ 2NaAlO2+H2SO4+2H2O====2Al(OH)3↓+Na2SO4
（1）请问上述哪一种方法比较节约试剂。（提示：以每生产2 mol Al(OH)3所耗费的试剂用量予以说明）
（2）原料相同，请设计一种更为节约试剂的方法。（以方程式表示，并说明其可以最节约试剂的根据）
思路解析：（1）从化学方程式看出，同样是制备2 mol的Al(OH)3，方法①所需原料为：2 mol Al，3 mol H2SO4，6 mol NaOH；而方法②所需原样为：2 mol Al，1 mol H2SO4，2 mol NaOH。
（2）①2Al+3H2SO4====Al2(SO4)3+3H2↑
②2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑
③Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O====8Al(OH)3↓+3Na2SO4
由方程式看出，制备8 mol的Al(OH)3，所需原料为：8 mol Al、3 mol H2SO4、6 mol NaOH。相当于制备2 mol Al(OH)3，所需量为：2 mol Al，3/4 mol H2SO4，3/2 mol NaOH，其用量为最少。
答案：（1）第②种方法比较节约试剂。
（2）见解析。（方程式①和②的顺序可交换）
10.埋藏在地下的青铜器锈蚀过程可以表示为：

（1）青铜器锈蚀过程中的产物有__________________________________________________。
（2）青铜器出土后防止青铜器继续锈蚀的关键是____________________________________。
思路解析：青铜器锈蚀过程中的产物从图中可以清楚看出。从图中看出锈蚀反应的条件是存在O2、水及酸性气体如CO2、HCl等，其中O2是关键。
答案：（1）CuCl，Cu2O，Cu2(OH)2CO3，Cu4(OH)6Cl2等 （2）与H2O和O2等隔绝
快乐时光
唯一的乞丐
一群犹太人站在巷子里，每人都在为自己祝福，有的想成为富翁，有的想娶富翁的女儿，
有的祝愿妻子能生个小孩。在这群人中间有一个乞丐，他也喃喃地对天祈祷着什么。
“喂！”有人问他，“您为自己祈祷什么呀？”
“我祝愿自己是这座城市里唯一的乞丐。”
30分钟训练(巩固类训练，可用于课后)
1.向紫色石蕊溶液中加入过量Na2O2粉末，振荡，可观察到的现象为（ ）
A.溶液仍为紫色 B.溶液最终变为蓝色
C.最终溶液褪色，而无其他现象 D.溶液中有气泡产生，溶液最终变为无色
思路解析：2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑，有氧气产生，故溶液中有气泡放出，又因为Na2O2有漂白性，故溶液最终变为无色。不能只考虑反应生成NaOH，认为溶液变为蓝色，而忽略Na2O2有漂白性。
答案：D
2.向饱和Na2CO3溶液中通入过量的CO2，将出现什么现象？为什么？
思路解析：CO2将与Na2CO3、H2O反应生成NaHCO3，Na2CO3+H2O+CO2====2NaHCO3，由方程式知：充分反应后生成的NaHCO3质量肯定大于原溶液中的Na2CO3质量，而Na2CO3的溶解度大于NaHCO3，故生成的NaHCO3不能完全溶解，出现了白色沉淀。一般说，酸式盐较正盐溶解度大，但NaHCO3却比Na2CO3溶解度小。要掌握NaHCO3的这一特性。
答案：将出现白色沉淀。由于Na2CO3的溶解度大于NaHCO3，CO2与Na2CO3、H2O充分反应后生成NaHCO3质量肯定大于原溶液中的Na2CO3质量，而水的质量有所减少，故出现了白色沉淀。
3.下列有水参加的反应，其中是氧化还原反应且水既不是氧化剂又不是还原剂的是（ ）
A.钠跟水 B.氧化钠跟水 C.过氧化钠跟水 D.电解水
思路解析：将四个化学反应的化学方程式写出后分析其中水分子中氢、氧元素的化合价变化情况，如果反应前后都没有变化，则满足题干的要求。
答案：C
4.2010年5月24日夜间，一辆油罐车在贝宁经济首都科托努以北500多千米的波尔加起火，事故现场发现了23具被烧焦的尸体，造成至少35人死亡，60多人受伤。这辆由科托努开往贝宁北部的油罐车因发生故障停在路边，附近的居民用管子偷吸油罐车里的汽油时，其中一人携带的油灯引燃了油罐车。
近年来，我国许多城市禁止汽车使用含铅汽油，其主要原因是（ ）
A.提高汽油燃烧效率 B.降低汽油成本
C.避免铅污染大气 D.防止铅与汽油反应
思路解析：禁止使用含铅汽油的主要原因是防止铅污染大气；铅不与汽油反应；加铅，汽油成本并不能降低，也不能提高汽油燃烧效率。
答案：C
5.化学美表现在很多方面，化学物质的美丽颜色就是其中一个重要的方面。下列物质中，有一种物质的颜色与其他三种的颜色不同，这种物质是（ ）
A.NaOH B.Na2O C.Na2O2 D.NaHCO3
思路解析：题目所列的四种物质中，NaOH、Na2O、NaHCO3都是白色的，只有Na2O2是淡黄色的。
答案：C
6.实验过程中要注意控制温度、压强、溶液的浓度等条件，因为同样的反应物在不同的条件下，会有不同的反应。
下列各组中的两物质相互反应时，若改变反应条件（温度、反应物用量比），化学反应的产物不改变的是（ ）
A.Na和O2 B.NaOH和CO2 C.Na2O2和CO2 D.木炭（C）和O2
思路解析：Na和O2反应时，若在常温下缓慢氧化，则生成Na2O；若点燃，则生成Na2O2。NaOH和CO2随反应物的用量不同，产物不同，氢氧化钠过量时生成Na2CO3，二氧化碳过量时，生成NaHCO3。木炭（C）在O2中燃烧，若充分燃烧，则生成二氧化碳，若不充分燃烧，则生成一氧化碳。Na2O2和CO2无论条件如何、用量如何，反应后都生成碳酸钠和氧气。
答案：C
7.有200 mL氯化镁和氯化铝的混合溶液，其中c（Mg2+）为0.2 mol·L-1，c（Cl-）为1.3 mol·L-1。要使Mg2+全部转化为沉淀分离出来，至少需加4 mol·L-1 NaOH溶液的体积为（ ）
A.40 Ml B.72 mL C.80 mL D.128 mL
思路解析：欲使Mg2+全部转化成沉淀并从溶液中分离出来，应向溶液中加入过量的NaOH溶液，使Mg2+、Al3+全部沉淀后，再使Al（OH）3恰好溶解。设c（Al3+）=x，根据电荷守恒，则有：
3x+2c（Mg2+）=c（Cl-），即3x+2×0.2 mol·L-1=1.3 mol·L-1，解得x=0.3 mol·L-1。
设NaOH溶液的体积为V，根据关系式则有：
Mg2+ — 2OH-
0.2 mol·L-1×0.2 L2×0.2 mol·L-1×0.2 L
Al3+ — 4OH-
0.3 mol·L-1×0.2 L4×0.3 mol·L-1×0.2 L
得2×0.2 mol·L-1×0.2 L+4×0.3 mol·L-1×0.2 L=4×，即V=80 mL。
答案：C
8.将16.8 g NaHCO3充分加热，固体质量将减少多少？
思路解析：NaHCO3受热分解为Na2CO3、H2O和CO2，所得固体为Na2CO3，减少的是H2O和CO2质量之和。注意常见的错误是认为固体减少的质量是生成的CO2的质量。
答案：设固体减少的质量为x。
2NaHCO3====Na2CO3+H2O+CO2↑ Δm
168 g 62 g
1.68 g x
168 g∶16.8 g=62 g∶x
x=6.2 g
固体的质量减少6.2 g
9.38 g Na2CO3和NaHCO3的混合物，可与300 g HCl所占质量分数为7.3 %的盐酸恰好完全反应。求原混合物中Na2CO3所占质量分数。
思路解析：混合物中Na2CO3和NaHCO3都将与HCl发生反应，可利用两个已知量列方程组解该题。
答案：反应中消耗的HCl质量为300 g×73%=21.9 g
因此可设混合物中含Na2CO3的质量为x，NaHCO3的质量为y。则有：
Na2CO3+2HCl====2NaCl+CO2↑+H2O
106 g 73 g
x
Na2CO3+2HCl====2NaCl+CO2↑+H2O
84 g 36.5 g
y

解得：x=21.2 g (Na2CO3)
y=16.8 g (NaHCO3)
10.毒气一般是通过呼吸道等途径进入人体引起死亡的，因此，在毒气现场必须穿防护衣和戴防毒面具。有一种生氧防毒面具，它由面罩、生氧罐、呼气管和吸气管等组成。使用时，人体呼出的气体经呼气管进入生氧罐，干燥后，二氧化碳与罐中的过氧化钠（Na2O2）反应，产生氧气和碳酸钠，氧气沿吸气管进入面罩。请在框内画出上述防毒面具的工作原理图，并写出产生氧气的化学方程式。

化学方程式_____________________________________________________________________。
思路解析：本题看似复杂，实际是过氧化钠的生氧作用，它要求学生对防毒面罩中二氧化碳与氧气的循环过程的原理清楚。
答案：
2Na2O2+2CO2====O2+2Na2CO3
11.实验室为监测空气中汞蒸气的含量，往往悬挂涂有CuI的滤纸，根据滤纸是否变色或颜色发生变化所用去的时间来判断空气中的含汞量，其反应为：4CuI+Hg====Cu2HgI4+2Cu
（1）上述反应产物Cu2HgI4中，Cu元素显_______________价。
（2）以上反应中的氧化剂为_____________________，当有1 mol CuI参与反应时，转移电子_______________mol。
（3）CuI可由Cu2+与I-直接反应制得，请配平下列反应的离子方程式：
Cu2++I-→CuI+
思路解析：标注元素的化合价：CuI中Cu为+1，I为-1；Cu2HgI4中I为-1价，Cu 若为+2价，则Hg为0价，Cu若为+1价，Hg为+2价，很明显，Cu取+1价比较合理。
根据化合价变化情况，可以判断出CuI发生了歧化，既是氧化剂，又是还原剂。
答案：（1）+1
（2）CuI 0.5
（3）2 5 2 1
12.阅读如下信息后完成问题：元素M是仅次于铁而在生物细胞中大量存在的金属元素，是人体必需元素之一；M用于制合金、白铁、干电池、烟火等；其粉末为强还原剂，可用于有机合成、染料制备以及金、银的冶炼；其氧化物是一种白色颜料。
（1）M的元素符号是_______________，核外电子数有_______________个。
（2）M的最重要的两种矿物的化学式是_______________和_______________。
（3）M的最重要的一种“矾”的名称是_______________，化学式是__________________。
（4）M能否与强酸（HCl）或强碱（NaOH）反应。如果能，写出离子方程式。
思路解析： M的判断有两处题眼：“仅次于铁而在生物细胞中大量存在的金属元素”“用于制合金、白铁、干电池、烟火等”。综合其他有关信息即可做出判断，M就是锌元素。
锌与酸反应学生是熟悉的，与碱反应则是学生所不熟悉的，但它在金属活动顺序表中与铝紧邻，同学们应该多一个心眼。加之锌与铝处于对角位置，所以同学们应该大胆做出判断，锌与铝的性质应是相似性为主，即它也可以与碱发生反应。
答案：（1）Zn 29
（2）ZnS（闪锌矿） ZnCO3（菱锌矿）
（3）皓矾 ZnSO4·7H2O
（4）Zn+2H+====Zn2++H2↑ Zn+2OH-+2H2O====+H2↑