【新教材】浙江省高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題訓(xùn)練：專題2 常見金屬及其化合物 含解析

新教材適用高考化學(xué)專題二 常見金屬及其化合物第一單元鈉、鎂及其化合物一、選擇題1下列關(guān)于Na2O2的敘述正確的是()。ANa2O2晶體中的陰離子與陽離子的物質(zhì)的量之比為11BNa2O2晶體為離子晶體，且含極性共價鍵CNa2O2應(yīng)保存于帶玻璃塞的廣口瓶中DNa2O2與鹽酸反應(yīng)，不僅有鹽和水生成，同時會放出無色氣體解析Na2O2中的陰離子為O，故陰、陽離子的物質(zhì)的量之比應(yīng)為12，A不正確；Na2O2含非極性共價鍵，B不正確；Na2O2吸收空氣中的H2O生成NaOH，不能用玻璃塞，C項(xiàng)不正確。答案D2下列各物質(zhì)在通常條件下既可通過置換反應(yīng)又可通過復(fù)分解反應(yīng)制得的是()。ANa2O BNaOHCNaHCO3 DNaNO3解析2Na2H2O=2NaOHH2，Ca(OH)2Na2CO3=CaCO32NaOH，故B項(xiàng)符合題意。答案B3鎂粉在焰火、閃光粉、鞭炮中是不可缺少的原料，工業(yè)制造鎂粉是將鎂蒸氣在某冷卻劑中冷卻，下列可作為冷卻劑的是()CO2O2ArH2N2Cl2A BC D解析 鎂蒸氣可與CO2、O2、Cl2、N2等發(fā)生反應(yīng)，故不能作為冷卻劑使用。答案 B4下列相關(guān)實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到預(yù)期目的的是 ()。相關(guān)實(shí)驗(yàn)預(yù)期目的A試樣加水溶解后，再加入足量Ca(OH)2溶液，有白色沉淀生成檢驗(yàn)NaHCO3固體中是否含Na2CO3B向少量燃盡火柴頭的浸泡液中滴加足量稀HNO3、AgNO3驗(yàn)證火柴頭含有氯元素C加入飽和Na2CO3溶液，充分振蕩，靜置、分層后，分液除去乙酸乙酯中的乙酸D兩支試管中裝有等體積、等濃度的H2O2溶液，向其中一支試管中加入FeCl3溶液探究FeCl3溶液對H2O2分解速率的影響解析NaHCO3和Na2CO3均與Ca(OH)2溶液反應(yīng)，生成白色沉淀。答案A5如圖所示，兩圓圈相交的陰影部分表示圓圈內(nèi)物質(zhì)相互發(fā)生的反應(yīng)。鈉及其氧化物的物質(zhì)的量均為1 mol，水的質(zhì)量為100 g。下列說法正確的是()。A甲、乙、丙都屬于氧化還原反應(yīng)B甲反應(yīng)的離子方程式為Na2H2O=Na2OHH2C丙充分反應(yīng)，能產(chǎn)生05 mol O2，電子轉(zhuǎn)移1 molD甲、乙、丙充分反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為w1、w2、w3，其關(guān)系為2w1w3w2解析乙不是氧化還原反應(yīng)，A不正確；B項(xiàng)中離子方程式電荷和得失電子不守恒，不正確；D項(xiàng)中所得溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系為2w1w2w3，不正確。答案C6世界上60%的鎂是從海水中提取的，其主要步驟如下：把貝殼制成石灰乳在海水中加入石灰乳，過濾，洗滌沉淀物將沉淀物與鹽酸反應(yīng)，結(jié)晶、過濾在氯化氫熱氣流中干燥晶體電解上述晶體的熔融物。下列說法正確的是()A鎂元素在元素周期表中位于第4周期、第A族B向洗滌液中滴加碳酸鈉溶液可檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈C在氯化氫熱氣流中干燥晶體的目的是加快干燥速度D步驟也可以采用電解該晶體水溶液的方法解析 Mg位于周期表中第3周期A族；在HCl氣流中干燥晶體，防止MgCl2水解；電解MgCl2水溶液，得到Mg(OH)2、Cl2和H2，得不到金屬鎂。答案 B7將一定質(zhì)量的鈉、鉀投入一定量的稀鹽酸中，產(chǎn)生的氣體隨時間變化的曲線如圖所示，則下列說法中正確的是()。A投入的Na、K一定等質(zhì)量B投入的Na的質(zhì)量小于K的質(zhì)量C曲線a為Na，b為KD稀鹽酸的量一定是不足量的解析由圖可知，二者生成氫氣的質(zhì)量相等，故需鉀的質(zhì)量要大；因K與氫離子反應(yīng)劇烈、速率快，故生成等質(zhì)量氫氣所需時間短，曲線a為鉀。答案B二、非選擇題8已知：圖中每個小三角形的三種物質(zhì)中至少含有一種相同元素，H與I含有完全相同的元素。A、J為固體單質(zhì)，D為氣體單質(zhì)，其余物質(zhì)為常見化合物。B為淡黃色化合物，B與H反應(yīng)能生成D。E為常見金屬氧化物。F的溶液和H反應(yīng)生成白色膠狀沉淀G。根據(jù)以上信息，回答下列問題：(1)物質(zhì)B的電子式為_。(2)寫出B與H反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(3)向F水溶液中通入少量H生成G，該反應(yīng)的離子方程式為_。(4)寫出由E轉(zhuǎn)化成D的化學(xué)反應(yīng)式(注明必要的反應(yīng)條件)：_；若反應(yīng)中有100 g D單質(zhì)生成，則轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為_。(5)若測得1 g固體單質(zhì)J與一定量的氣體H恰好完全反應(yīng)生成氣態(tài)I時吸收的熱量為Q kJ，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可表示為_。答案(1)Na2Na(2)2Na2O22CO2=2Na2CO3O2(3)2AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO(4)2Al2O3(熔融)4Al3O212.5NA(5)C(s)CO2(g)=2CO(g)H12Q kJmol19鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。某學(xué)校課外興趣小組從海水曬鹽后的鹽鹵(主要含Na、Mg2、Cl、Br等)中模擬工業(yè)生產(chǎn)來提取鎂，主要過程如下： 回答下列問題：(1)工業(yè)上從鹽鹵中獲取Mg(OH)2用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是_。(2)從過程得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2，除去少量Ca(OH)2的方法是先將沉淀加入到盛有_溶液的燒杯中，充分?jǐn)嚢韬蠼?jīng)_、_(填操作方法)可得純凈的Mg(OH)2。(3)下圖是該興趣小組設(shè)計進(jìn)行過程的實(shí)驗(yàn)裝置圖：其中裝置A的作用是_。(4)寫出過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_。解析(1)工業(yè)原料要廉價易得。(2)加入MgCl2，電離出Mg2抑制Mg(OH)2溶解，使Ca(OH)2溶解，然后過濾，洗滌得純凈的Mg(OH)2。(3)濃硫酸具有吸水性，濃鹽酸具有揮發(fā)性，則裝置A的作用是制備干燥的HCl氣體。(4)電解熔融的MgCl2。答案(1)石灰乳原料豐富，成本低(2)MgCl2(或氯化鎂)過濾洗滌 (3)制備干燥的HCl氣體(4)MgCl2(熔融)MgCl21現(xiàn)有一定量含有Na2O雜質(zhì)的Na2O2試樣，用下圖的實(shí)驗(yàn)裝置測定Na2O2試樣的純度。(可供選用的反應(yīng)物只有CaCO3固體、6 molL1鹽酸、6 molL1硫酸和蒸餾水)回答下列問題：(1)裝置A中液體試劑選用_，理由是_。(2)裝置B的作用是_，裝置D中堿石灰的作用是_。(3)裝置C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。(4)若開始時測得樣品的質(zhì)量為2.0 g，反應(yīng)結(jié)束后測得氣體體積為224 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則Na2O2試樣的純度為_。解析(1)A是CO2的發(fā)生裝置，應(yīng)選鹽酸，因CaSO4微溶于水致使反應(yīng)停止；(2)B吸收A中逸出的HCl，避免干擾C中的反應(yīng)；多余的CO2在D中吸收， 以免影響F的讀數(shù)。(3)從B出來的氣體有CO2、H2O，則Na2O2、Na2O均可與CO2、H2O反應(yīng)。(4)由2Na2O2O2156 g22.4 Lx224103 L則x1.56 g，w(Na2O2)100%78%。答案(1)6 molL1鹽酸硫酸與CaCO3固體反應(yīng)生成的CaSO4微溶于水，會覆蓋在CaCO3固體表面，使反應(yīng)不能持續(xù)進(jìn)行(2)除去氣體中的HCl吸收裝置C中反應(yīng)剩余的CO2及H2O(g)(3)2Na2O22CO2=2Na2CO3O2、2Na2O22H2O=4NaOHO2、Na2OCO2=Na2CO3、Na2OH2O=2NaOH(4)78%11在呼吸面具和潛水艇中可用過氧化鈉作為供氧劑。請選用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑和實(shí)驗(yàn)用品，用如圖中的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證明過氧化鈉可作供氧劑。(1)A是制取CO2的裝置。寫出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_。(2)填寫表中空格：儀器加入試劑加入該試劑的目的 B飽和NaHCO3溶液CD(3)寫出過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(4)試管F中收集滿氣體后，下一步實(shí)驗(yàn)操作是：_。解析 本實(shí)驗(yàn)的目的是證明Na2O2可作供氧劑，實(shí)際是證明Na2O2可以與人呼出的氣體反應(yīng)生成O2，那么就需要完成以下幾個實(shí)驗(yàn)操作：制取CO2，讓CO2、H2O(模擬人呼出的氣體)與Na2O2反應(yīng)，檢驗(yàn)生成的氣體是否是O2。制取CO2的反應(yīng)原理為CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O；進(jìn)行第步操作時要注意除去氣體中混有的HCl氣體，保證與Na2O2反應(yīng)的只有CO2和H2O，一般用飽和NaHCO3溶液；驗(yàn)證生成的氣體為O2的方法，一般考慮用帶火星的木條，這就要求收集到的盡量是較純凈的O2，不能混有較多的CO2，否則木條不易復(fù)燃，所以收集前要吸收未反應(yīng)的CO2，一般選用NaOH溶液。答案 (1)CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O(2)儀器加入試劑加入該試劑的目的B除去CO2氣體中混入的HClC過氧化鈉與CO2和水反應(yīng)，產(chǎn)生O2DNaOH溶液吸收未反應(yīng)的CO2氣體(3)2Na2O22CO2=2Na2CO3O2(4)把E中的導(dǎo)管移出水面，關(guān)閉分液漏斗活塞，用拇指堵住試管口，取出試管，立即把帶火星的木條伸入試管內(nèi)，若木條復(fù)燃，則證明試管中收集的氣體是氧氣 第二單元從鋁土礦到鋁合金一、選擇題1下列關(guān)于金屬鋁的敘述中，不正確的是()AAl是地殼中含量最多的金屬元素，但鋁是使用較晚的金屬BAl是比較活潑的金屬，在化學(xué)反應(yīng)中容易失去電子，表現(xiàn)還原性CAl箔在空氣中受熱可以熔化，且發(fā)生劇烈燃燒DAl箔在空氣中受熱可以熔化，由于氧化膜的存在，熔化的Al并不滴落解析 Al箔在空氣中受熱熔化，Al箔呈紅熱狀態(tài)，不會劇烈燃燒。答案 C2利用下述操作步驟：加鹽酸溶解加燒堿溶液溶解過濾通入過量CO2生成Al(OH)3沉淀加鹽酸生成Al(OH)3沉淀，由含少量鐵粉的鋁粉制取純凈的氫氧化鋁，最恰當(dāng)?shù)慕M合是()。A B C D解析向含少量鐵粉的鋁粉中加入過量氫氧化鈉溶液，由于鐵與氫氧化鈉不反應(yīng)，可以除去鐵粉；鋁與足量氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，通入過量CO2可使偏鋁酸鈉轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀。答案A3如圖所示是向MgCl2和AlCl3的混合溶液中加入一定量NaOH溶液，緊接著再加入一定量稀鹽酸，生成沉淀的物質(zhì)的量y與加入溶液的體積x的關(guān)系圖。根據(jù)圖示判斷，下列結(jié)論中不正確的是()。AN點(diǎn)時溶液中的溶質(zhì)只有NaClBM點(diǎn)之前加入的是NaOH溶液，M點(diǎn)之后加入的是鹽酸Cc(NaOH)c(HCl)D原混合溶液中c(MgCl2)c(AlCl3)11解析在MgCl2和AlCl3的混合溶液中加入NaOH溶液，首先發(fā)生反應(yīng)： Mg22OH=Mg(OH)2、Al33OH=Al(OH)3，至N點(diǎn)時Mg2、Al3恰好完全沉淀，溶液中的溶質(zhì)只有NaCl；接著Al(OH)3開始溶解：Al(OH)3OH=AlO2H2O，至x6時(M點(diǎn))Al(OH)3恰好完全溶解，x在68之間時沉淀量不變，說明M點(diǎn)時仍在加入NaOH溶液；x8時(P點(diǎn))，又產(chǎn)生沉淀：AlOHH2O=Al(OH)3，說明加入的鹽酸與NaOH反應(yīng)后有剩余，至x9時(F點(diǎn))，AlO恰好完全轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀，用去鹽酸1 mL，又知在NM段，溶解Al(OH)3需要1 mL NaOH溶液，故c(NaOH)c(HCl)；那么沉淀Al3需要消耗3 mL NaOH溶液，則沉淀Mg2所消耗的NaOH溶液為2 mL，因此c(MgCl2)c(AlCl3)11。答案B4雙羥基鋁碳酸鈉是醫(yī)療上常用的一種抑酸劑，其化學(xué)式是NaAl(OH)2CO3。關(guān)于該物質(zhì)的說法正確的是 ()。A該物質(zhì)屬于兩性氫氧化物B該物質(zhì)是Al(OH)3和Na2CO3的混合物C1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗3 mol HD該藥劑不適合于胃潰瘍患者服用解析雙羥基鋁碳酸鈉屬于鹽類，A錯誤；它是一種化合物，B錯誤。1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗4 mol H。由于能與胃酸反應(yīng)放出CO2氣體，不適用于胃潰瘍患者。答案D5下列離子方程式表達(dá)正確的是()A氯化鋁溶液中加入過量氨水：Al34NH3H2O=AlO4NH2H2OB. “84消毒液”(有效成分NaClO溶液)和“潔廁靈”(濃鹽酸)混合放出氯氣：ClOClH=Cl2OHC硫酸亞鐵溶液被空氣中氧氣氧化：4Fe2O22H2O=4Fe34OHD. AlCl3溶液與NaAlO2溶液混合：Al33AlO6H2O4Al(OH)3解析 Al(OH)3不能溶于過量的氨水，A項(xiàng)錯誤；B項(xiàng)中Cl2能和OH反應(yīng)，二者不可能同時作為一個反應(yīng)的生成物，B錯誤；C項(xiàng)忽視了Fe3和OH能結(jié)合生成沉淀，二者不可能同時作為一個反應(yīng)的生成物，C錯誤。答案 D6工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下：下列敘述正確的是 ()。A試劑X可以是氫氧化鈉溶液，也可以是鹽酸B反應(yīng)、過濾后所得沉淀為氫氧化鐵C圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都不是氧化還原反應(yīng)D反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3解析由后續(xù)流程可知，反應(yīng)中試劑X的作用是將鋁元素轉(zhuǎn)移到溶液中，從而與Fe2O3分離。由于Al2O3屬于兩性氧化物，而Fe2O3屬于堿性氧化物，所以應(yīng)選用氫氧化鈉溶液溶解Al2O3，A、B均錯誤；流程最后一步電解Al2O3制取Al時元素化合價發(fā)生變化，屬于氧化還原反應(yīng)，C項(xiàng)錯誤；由反應(yīng)分析，溶液乙的溶質(zhì)是NaAlO2；反應(yīng)的產(chǎn)物是Al(OH)3和NaHCO3，說明通入物質(zhì)Y是CO2，根據(jù)元素守恒，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3，D項(xiàng)正確。答案D7將由NaOH、BaCl2、Al2(SO4)3三種固體組成的混合物溶于足量的水中，充分溶解，向混合物溶液中滴加1 molL1的稀硫酸，加入稀硫酸的體積與生成沉淀的質(zhì)量關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)判斷不正確的是 ()。AAB段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Ba22OH2HSO=BaSO42H2OBBC段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為HOH=H2OCD點(diǎn)表示的沉淀的化學(xué)式為Al(OH)3、BaSO4DE點(diǎn)表示的溶液呈中性解析CD段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為AlOHH2O=Al(OH)3，E點(diǎn)時Al(OH)3恰好完全溶解，此時溶液中有Al3，Al3水解呈酸性。答案D二、非選擇題8如圖是某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行鋁熱反應(yīng)(鋁過量)的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中他觀察到的現(xiàn)象之一為“紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中”。(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(2)探究鋁熱反應(yīng)后固體的性質(zhì)：將反應(yīng)后容器中的固體殘余置于燒杯中，加入一定量的稀硝酸，固體完全溶解，反應(yīng)過程中無氣體放出(活潑金屬可把稀HNO3還原為NH4NO3)。在反應(yīng)后的溶液中緩慢滴加4 molL1的NaOH溶液，產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量(mol)與加入NaOH溶液的體積(mL)的關(guān)系如圖所示：寫出DE段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_。B與A的差值為_。答案(1)2AlFe2O3Al2O32Fe(2)NHOH=NH3H2O0089某實(shí)驗(yàn)小組擬探究在含Mg2、Al3的混合溶液中滴加NaOH溶液時，生成氫氧化物沉淀的過程?！緦?shí)驗(yàn)】在10 molL1 MgSO4、05 molL1 Al2(SO4)3的混合溶液中加05 molL1 NaOH溶液，借助于氫離子傳感器和相應(yīng)分析軟件，測得溶液的pH隨NaOH溶液加入變化情況如圖所示。(1)為精確控制加入NaOH溶液的體積，可將NaOH溶液置于_(填儀器名稱)中滴加。(2)圖中有個pH增加緩慢的階段，第一階段(a點(diǎn)前)對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_。(3)對第二階段(b、c之間)溶液pH變化緩慢的本質(zhì)，小組同學(xué)做出如下推測，請補(bǔ)充推測2和3：推測1：生成Mg(OH)2沉淀，消耗OH推測2：_推測3：_若推測1符合實(shí)際情況，則a點(diǎn)之前反應(yīng)的離子方程式為_，請據(jù)此描述Mg(OH)2、Al(OH)3兩種物質(zhì)在水溶液中溶解性的差異：_。(4)請分析f點(diǎn)后溶液中較大量存在的含金屬元素的離子并設(shè)計實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)(可不填滿)較大量存在的含金屬元素的離子檢驗(yàn)方法解析(1)注意“精確”聯(lián)系到酸堿中和滴定，用堿式滴定管。(3)整個過程3個階段可以理解成Al3沉淀、Mg2沉淀、Al(OH)3溶解。若第二階段為Mg2沉淀，則第一階段為Al3沉淀。說明Al3先沉淀，即Al(OH)3溶解度小。(4)f點(diǎn)后溶液為NaOH、NaAlO2的混合溶液，溶液中含金屬元素的離子為Na、AlO。答案(1)堿式滴定管(2)生成白色沉淀并逐漸增多(3)生成Al(OH)3沉淀，消耗OHAl(OH)3沉淀溶解，消耗OHAl33OH=Al(OH)3Al(OH)3比Mg(OH)2更難溶(或其他合理答案)(4)較大量存在的含金屬元素的離子檢驗(yàn)方法Na用潔凈的鉑絲蘸取溶液置于酒精燈火焰上灼燒，若火焰呈黃色表明存在NaAlO取少量溶液于試管中，滴加稀鹽酸，出現(xiàn)白色沉淀，隨鹽酸的加入沉淀又溶解1明礬石的主要成分是K2SO4Al2(SO4)32Al2O36H2O，此外還含有少量Fe2O3雜質(zhì)。利用明礬石制備氫氧化鋁的流程如下：回答下列問題：(1)焙燒過程中發(fā)生的反應(yīng)為2Al2(SO4)33S2Al2O39SO2，其中氧化劑為_。(2)“溶解”時反應(yīng)的離子方程式為_。(3)調(diào)節(jié)pH后過濾、洗滌Al(OH)3沉淀，證明已洗滌干凈的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是_。(4)調(diào)節(jié)pH時使用的是質(zhì)量濃度(單位體積溶液所含溶質(zhì)的質(zhì)量)為882 gL1的H2SO4，配制1 L該溶液，需用量筒量取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸(密度是1.8 gcm3)_mL。(5)“廢渣”“母液”中可回收的物質(zhì)分別是_、_。解析(1)根據(jù)化合價分析，Al2(SO4)3中硫元素由6價降為4價，Al2(SO4)3為氧化劑。(2)“溶解”時與氫氧化鈉反應(yīng)的是氧化鋁，反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水。(3)洗滌Al(OH)3沉淀時是洗去殘留在表面的硫酸鈉和硫酸鉀溶液，可以取最后的洗滌液用氯化鋇或硝酸鋇溶液檢驗(yàn)是否含有硫酸根的方法進(jìn)行判斷。(4)需要配制的1 L溶液中含溶質(zhì)硫酸為882 g，根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和濃硫酸的密度可以求得濃硫酸的體積。(5)要仔細(xì)分析各步轉(zhuǎn)化中的化學(xué)反應(yīng)，明礬石脫水后加硫磺焙燒時，硫酸鋁被還原而硫酸鉀、氧化鐵沒變，加氫氧化鈉溶解時，氧化鋁反應(yīng)掉，硫酸鉀也溶解在溶液中，氧化鐵就留在廢渣中，氫氧化鋁沉淀后，母液中是硫酸鉀和硫酸鈉，所以廢渣中可以回收的是氧化鐵，母液中可以回收的硫酸鉀和硫酸鈉。答案(1)Al2(SO4)3(2)Al2O32OH=2AlOH2O(3)取最后一次洗滌液于試管中，滴加BaCl2溶液，若無白色沉淀生成，則已洗滌干凈(4)500(5)Fe2O3K2SO4、Na2SO411鋁是現(xiàn)今人類生產(chǎn)生活中使用廣泛性僅次于鐵的重要金屬。工業(yè)上常以“鋁土礦”為原料來冶煉金屬鋁。已知：鋁土礦的主要成分是Al2O3(其中含有Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))。為了檢測某鋁土礦樣中Al2O3的含量，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)過程：取礦樣10 g加入過量稀鹽酸溶解(假定其他未知成分的雜質(zhì)都不溶于鹽酸，也不和鹽酸反應(yīng))，過濾棄去不溶殘渣。將濾液稀釋并在250 mL容量瓶中定容后，取25.0 mL逐滴滴加2.0 molL1的NaOH溶液，得到如下圖曲線所示的變化關(guān)系。請根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)回答下列問題：(1)寫出滴加NaOH溶液24 mL至30 mL段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_。(2)最后所得不溶于NaOH的沉淀的化學(xué)式及其物質(zhì)的量分別為_。(3)該鋁土礦樣中Al2O3的質(zhì)量百分含量為_。(4)工業(yè)上制取金屬鋁的化學(xué)原理可表示為：2Al2O3(熔融)4Al3O2。用10 t鋁土礦提純所得的Al2O3(提純過程的損耗不計算)進(jìn)行電解，理論上最多可制得金屬鋁_ t，假定Al2O3在熔融狀態(tài)完全電離為Al3和O2則電解過程的陽極反應(yīng)式為_。解析 (1)滴加NaOH溶液24 mL至30 mL段為Al(OH)3的溶解，離子方程式為：Al(OH)3OH=AlO2H2O。(2)中加入過量鹽酸過濾后得到的濾液為AlCl3、FeCl3和HCl，不溶殘渣為SiO2，中滴加NaOH溶液至過量得到的沉淀為Fe(OH)3，溶液中含有NaAlO2和NaCl。根據(jù)24 mL30 mL段，知n(Al3)nAl(OH)32.0 mol/L006 L012 mol，根據(jù)Fe33OH=Fe(OH)3、Al33OH=Al(OH)3，則3n(Al3)3n(Fe3)(243)103L2.0 mol/L故n(Fe3)(0420123) mol002 mol，故nFe(OH)3002 mol。(3)10 g礦樣中n(Al2O3)012 mol1006 mol，故Al2O3的質(zhì)量百分含量為100%61.2%。(4)根據(jù)Al2O32Al，用10 t鋁土礦提純并電解，制得金屬鋁的質(zhì)量為10 t61.2%3.24 t。電解熔融Al2O3時陽極為O2放電，電極反應(yīng)式為：2O24e=O2。答案 (1)Al(OH)3OH=AlO2H2O(2)Fe(OH)3、2.00103 mol(3)61.2%(4)3.242O24e=O2 第三單元鐵、銅的獲取及應(yīng)用一、選擇題1下列有關(guān)說法中不正確的是 ()。A鐵與Cl2、鹽酸均能發(fā)生反應(yīng)，但生成的含鐵物質(zhì)組成不同B分別加熱蒸干并灼燒鐵、鋁的氯化物溶液，最后得到的物質(zhì)均為金屬氧化物C等物質(zhì)的量的Na、Cu、Al與足量氯氣反應(yīng)時，消耗的氯氣一樣多D常溫下，鐵片、鋁片與濃硫酸的反應(yīng)均只能停留在金屬的表面上解析A項(xiàng)，分別生成了FeCl3和FeCl2；B項(xiàng)，鐵、鋁的氯化物溶液在蒸干時會發(fā)生水解，分別生成Fe(OH)3和Al(OH)3，灼燒時又均會分解，分別生成Fe2O3和Al2O3；C項(xiàng)，物質(zhì)的量均為1 mol的Na、Cu、Al分別消耗氯氣的物質(zhì)的量為5 mol、1 mol、1.5 mol；D項(xiàng)常溫下，鐵片、鋁片均會被濃硫酸鈍化。答案C2鐵和鐵合金是生活中常用的材料，下列說法正確的是()A不銹鋼是鐵合金，只含金屬元素B一定條件下，鐵粉可與水蒸氣反應(yīng)C鐵與鹽酸反應(yīng)，鐵合金不與鹽酸反應(yīng)D在空氣中，鐵板比鍍鋅鐵板更耐腐蝕解析 不銹鋼中含有Fe、Cr還含有Si等元素。鐵和鐵合金都與鹽酸反應(yīng)。鍍鋅鐵板表面的鋅對內(nèi)層鐵有保護(hù)作用。答案 B3向某晶體的溶液中加入含F(xiàn)e2的溶液無明顯變化，當(dāng)?shù)渭訋椎武逅?，混合液出現(xiàn)紅色，下列結(jié)論中錯誤的是 ()。AFe3的氧化性比溴的氧化性強(qiáng) B該晶體中一定含有SCNCFe2與SCN不能形成紅色化合物 DFe2被溴氧化成Fe3解析某晶體的溶液中加入含F(xiàn)e2的溶液無明顯變化，當(dāng)加入溴水后，F(xiàn)e2一定被氧化成Fe3，此時溶液出現(xiàn)紅色，說明原晶體是含有SCN的鹽，很明顯判斷B、C、D三項(xiàng)均正確；在Br2與Fe2反應(yīng)中，F(xiàn)e3是氧化產(chǎn)物，Br2是氧化劑，所以Br2的氧化性應(yīng)比Fe3的氧化性強(qiáng)。答案A4部分氧化的FeCu合金樣品(氧化產(chǎn)物為Fe2O3、CuO)共5.76 g，經(jīng)如下處理：下列說法正確的是()。A濾液A中的陽離子為Fe2、Fe3、HB樣品中Fe元素的質(zhì)量為2.24 gC樣品中CuO的質(zhì)量為4.0 gDV896 mL解析根據(jù)題意，3.2 g濾渣一定是銅，而銅與Fe3不共存，則A項(xiàng)錯誤；最后的3.2 g固體為Fe2O3，其中Fe元素的質(zhì)量為2.24 g，B正確；樣品中Cu元素和O元素共5.76 g2.24 g3.52 g，則C項(xiàng)錯誤；2.24 g Fe元素不可能全是單質(zhì)，故生成的氫氣的體積小于896 mL，D錯誤。答案B5用已被部分氧化的金屬屑A制備某工業(yè)常用鹽C的步驟如下：將C溶于水，向其中滴入NaOH溶液，出現(xiàn)白色沉淀，后逐漸變?yōu)榧t褐色，下列判斷正確的是 ()。A過濾所得的殘渣中一定沒有金屬AB濾液可能是CuSO4溶液或MgSO4溶液C水合鹽B可能是FeSO47H2OD無水鹽C可能是Fe2(SO4)3解析無水鹽C中有Fe2，沒有Fe3，D錯誤；部分氧化的金屬屑A，說明含有Fe2O3和Fe，由于最終只有Fe2生成，F(xiàn)e過量，A、B錯誤。答案C6在Fe(NO3)3和Cu(NO3)2的混合液中逐漸加入鐵粉，溶液中Fe2的物質(zhì)的量濃度和加入鐵粉的物質(zhì)的量之間關(guān)系如圖所示，則該溶液中Fe(NO3)3與Cu(NO3)2的物質(zhì)的量濃度之比為()。A31 B12 C21 D11解析注意縱坐標(biāo)是c(Fe2)。由化學(xué)方程式：2Fe3Fe=3Fe2、Fe Cu2=Fe2Cu，結(jié)合圖像可知，c(Fe2)的大小在03變化快，3是拐點(diǎn)，此前發(fā)生2Fe3Fe=3Fe2，在34范圍內(nèi)變化時發(fā)生FeCu2=Fe2Cu，設(shè)溶液的體積為V L，由化學(xué)方程式2Fe3Fe=3Fe2可得，n(Fe3)n(Fe2)V L3 molL12V mol，由化學(xué)方程式FeCu2=Fe2Cu可得，n(Cu2)n(Fe2)V L(43)molL1V mol，故c(Fe3) c(Cu2)21。答案C7已知酸性條件下有如下反應(yīng)：2Cu=Cu2Cu。由 于反應(yīng)溫度不同，用氫氣還原氧化銅時，可能產(chǎn)生Cu或Cu2O，兩者都是紅色固體。一同學(xué)對某次用氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)所得的紅色固體產(chǎn)物作了驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄如下：加入試劑稀硫酸濃硫酸、加熱稀硝酸濃硝酸實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象紅色固體和藍(lán)色溶液無色氣體無色氣體和藍(lán)色溶液紅棕色氣體和藍(lán)色溶液由此推出本次氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物是()ACuBCu2OC一定有Cu，可能有Cu2OD一定有Cu2O，可能有Cu解析 本題考查銅及其化合物的主要性質(zhì)。若產(chǎn)物只有Cu，與稀H2SO4作用不會得到藍(lán)色溶液；若只有Cu2O符合各實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，若Cu2O中含有Cu也符合各現(xiàn)象。答案 D二、非選擇題8在FeCl3溶液蝕刻銅箔制造電路板的工藝中，廢液處理和資源回收的過程簡述如下：向廢液中投入過量鐵屑，充分反應(yīng)后分離出固體和濾液；：向?yàn)V液中加入一定量石灰水，調(diào)節(jié)溶液pH，同時鼓入足量的空氣。已知：KspFe(OH)34.01038回答下列問題：(1)FeCl3蝕刻銅箔反應(yīng)的離子方程式為_；(2)過程加入鐵屑的主要作用是_，分離得到固體的主要成分是_，從固體中分離出銅需采用的方法是_；(3)過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_；(4)過程中調(diào)節(jié)溶液的pH為5，金屬離子濃度為_。(列式計算)解析(1)Fe3具有強(qiáng)氧化性，能將Cu氧化，離子方程式為2Fe3Cu=2Fe2Cu2；(2)廢液中含有Fe2和Cu2，加入過量的鐵屑發(fā)生的反應(yīng)為：FeCu2=Fe2Cu，鐵屑的作用是回收銅，分離得到的固體為Cu和Fe的混合物，從中得到銅的方法是先加入過量的鹽酸，再過濾。(2)“向?yàn)V液中加入一定量石灰水”發(fā)生的反應(yīng)為：FeCl2Ca(OH)2=CaCl2Fe(OH)2；“鼓入足量的空氣”發(fā)生的反應(yīng)為：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。(4)據(jù)KspFe(OH)3c(Fe3)c(OH)34.01038，pH5，c(OH)109 molL1，可知c(Fe3)4.01011 molL1。答案(1)2Fe3Cu=2Fe2Cu2(2)回收銅Cu和Fe加鹽酸反應(yīng)后過濾(3)FeCl2Ca(OH)2=Fe(OH)2CaCl24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(4)c(Fe3)4.01038(109)34.01011 (molL1)9鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬，鐵的鹵化物、氧化物以及高價鐵的含氧酸鹽均為重要化合物。(1)要確定鐵的某氯化物FeClx的化學(xué)式，可用離子交換和滴定的方法。實(shí)驗(yàn)中稱取54 g的FeClx樣品，溶解后先進(jìn)行陽離子交換預(yù)處理，再通過含有飽和OH的陰離子交換柱，使Cl和OH發(fā)生交換。交換完成后，流出溶液的OH用40 molL1的鹽酸滴定，滴至終點(diǎn)時消耗鹽酸25.0 mL。計算該樣品中氯的物質(zhì)的量，并求出FeClx中x的值：_(列出計算過程)；(2)現(xiàn)有一含有FeCl2和FeCl3的混合物樣品，采用上述方法測得n(Fe)n(Cl)12.1，則該樣品中FeCl3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為_。在實(shí)驗(yàn)室中，F(xiàn)eCl2可用鐵粉和_反應(yīng)制備，F(xiàn)eCl3可用鐵粉和_反應(yīng)制備；(3)FeCl3與氫碘酸反應(yīng)時可生成棕色物質(zhì)，該反應(yīng)的離子方程式為_。(4)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種強(qiáng)氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。FeCl3與KClO在強(qiáng)堿性條件下反應(yīng)可制取K2FeO4，其反應(yīng)的離子方程式為_。與MnO2Zn電池類似，K2FeO4Zn也可以組成堿性電池，K2FeO4在電池中作為正極材料，其電極反應(yīng)式為_，該電池總反應(yīng)的離子方程式為_。解析 (1)Cl和OH發(fā)生交換，則n(Cl)n(OH)0250 L40 molL1010 mol。則：54 g FeClx樣品中鐵的質(zhì)量為：54 g010 mol35.5 gmol119 g。鐵的物質(zhì)的量為：0034 mol。FeClx中n(Fe)n(Cl)003401013，則x3。(2)設(shè)FeCl2、FeCl3的物質(zhì)的量分別為x、y，則，解得xy91，則該樣品中FeCl3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為：10。FeCl2可由Fe與弱氧化劑鹽酸制備，F(xiàn)eCl3可由Fe與強(qiáng)氧化劑Cl2制備。(3)Fe3具有氧化性，I具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2Fe32I=2Fe2I2(或2Fe33I=2Fe2I)。(4)Fe3在強(qiáng)堿性條件下被ClO氧化為FeO，ClO被還原為Cl，由化合價升降法可配平得：2Fe(OH)33ClO4OH=2FeO5H2O3Cl。在K2FeO4Zn組成的堿性電池中，F(xiàn)eO作氧化劑在堿性條件下生成Fe(OH)3，Zn作還原劑生成Zn(OH)2，總反應(yīng)的離子方程式為2FeO8H2O3Zn=2Fe(OH)33Zn(OH)24OH，其正極反應(yīng)式為FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH。答案 (1)n (Cl)0250 L40 molL1010 mol54 g010 mol35.5 gmol119 gn(Fe)19 g/56 gmol1003 4 moln(Fe)n(Cl)003401013，x3(2)10鹽酸氯氣(3)2Fe32I=2Fe2I2(或2Fe33I=2Fe2I)(4)2Fe(OH)33ClO4OH=2FeO5H2O3ClFeO3e4H2O=Fe(OH)35OH2FeO8H2O3Zn=2Fe(OH)33Zn(OH)24OH1(1)鐵是人體必需的微量元素，目前市售補(bǔ)鐵營養(yǎng)品較多，某研究性學(xué)習(xí)小組對補(bǔ)鐵劑中鐵的含量進(jìn)行了測定。提供藥品：FeCl2溶液(淺綠色)、FeCl3溶液(棕黃色)、鐵粉、銅粉、KSCN溶液、氨水、氯水。儀器自選將補(bǔ)鐵劑中的Fe2轉(zhuǎn)化成Fe3，結(jié)合你所選的試劑寫出相關(guān)的離子方程式：_。若將Fe3轉(zhuǎn)化成Fe2，結(jié)合你所選的試劑寫出相關(guān)的離子方程式：_。將Fe3用氨水沉淀為不溶于水的氫氧化鐵，試寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_。(2)某同學(xué)根據(jù)鐵元素之間的轉(zhuǎn)化，提出這樣一個觀點(diǎn)：氯氣與鐵粉反應(yīng)，當(dāng)Cl2足量時生成FeCl3，當(dāng)鐵粉過量時產(chǎn)物是FeCl2，為驗(yàn)證該觀點(diǎn)是否正確，該同學(xué)將一定質(zhì)量鐵粉與Cl2恰好完全反應(yīng)得到一固體物質(zhì)，然后通過實(shí)驗(yàn)確定其成分。探究過程如下：提出假設(shè)假設(shè)1：該固體物質(zhì)是FeCl2。假設(shè)2：該固體物質(zhì)是_。假設(shè)3：該固體物質(zhì)是_。設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案取少量固體物質(zhì)于燒杯中，加適量水溶解，得到溶液A，然后取兩份A溶液分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論如下表：實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論在A溶液中加入KSCN溶液_固體物質(zhì)中有FeCl3在酸性KMnO4溶液中加入少量A溶液酸性KMnO4溶液顏色無明顯變化固體物質(zhì)中不含_根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論，寫出Cl2與鐵粉加熱時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_。答案(1)2Fe2Cl2=2Fe32Cl2Fe3Fe=3Fe2或2Fe3Cu=2Fe2Cu2 Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH(2)假設(shè)2：FeCl3假設(shè)3：FeCl3和FeCl2的混合物溶液呈血紅色FeCl22Fe3Cl22FeCl311堿式硫酸鐵Fe(OH)SO4是一種用于污水處理的新型高效絮凝劑，在醫(yī)藥上也可用于治療消化性潰瘍出血。工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產(chǎn)堿式硫酸鐵的工藝流程如下：已知：部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3開始沉淀2.37.53.4完全沉淀3.29.74.4回答下列問題：(1)加入少量NaHCO3的目的是調(diào)節(jié)pH，使溶液中的_沉淀，該工藝中“攪拌”的作用是_。(2)在實(shí)際生產(chǎn)中，反應(yīng)常同時通入O2以減少NaNO2的用量，O2與NaNO2在反應(yīng)中均作_。若參與反應(yīng)的O2有11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則相當(dāng)于節(jié)約NaNO2的物質(zhì)的量為_。(3)堿式硫酸鐵溶于水后產(chǎn)生的Fe(OH)2離子，可部分水解生成Fe2(OH)聚合離子。該水解反應(yīng)的離子方程式為_。(4)在醫(yī)藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應(yīng)制備堿式硫酸鐵。根據(jù)我國質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品中不得含有Fe2及NO。為檢驗(yàn)所得產(chǎn)品中是否含有 Fe2，應(yīng)使用的試劑為_。A氯水 BKSCN溶液CNaOH溶液 D酸性KMnO4溶液解析本題以堿式硫酸鐵的制備為背景，將工業(yè)生產(chǎn)流程與化學(xué)實(shí)驗(yàn)的知識相結(jié)合，考查了化學(xué)方程式的書寫、反應(yīng)過程中pH條件的控制、實(shí)驗(yàn)基本操作和操作意圖、物質(zhì)的性質(zhì)等，較好地考查了考生的基礎(chǔ)知識和知識遷移能力，難度中等。(1)過量的鐵使Fe3轉(zhuǎn)化成Fe2，這樣通過調(diào)節(jié)pH在4.47.5，可以使Al3全部沉淀，而Fe2未沉淀?！皵嚢琛笔沟梅磻?yīng)物充分接觸，反應(yīng)速率加快。(2)從反應(yīng)知，NaNO2轉(zhuǎn)化為NO，NaNO2作氧化劑，增加O2的量，以減少NaNO2，說明O2也作氧化劑。根據(jù)電子轉(zhuǎn)移總數(shù)知，NaNO2中N的化合價變化1，而O2的化合價變化4，相當(dāng)于節(jié)約NaNO2的物質(zhì)的量為42 mol。(3)由Fe(OH)2離子水解生成Fe2(OH)，由鐵原子守恒可知，多出的OH應(yīng)由水提供。(4)要檢驗(yàn)是否存在Fe2，必須排除Fe3的干擾，應(yīng)利用Fe2的還原性，故應(yīng)選擇酸性KMnO4溶液作試劑。答案(1)Al3使反應(yīng)物充分接觸，加快反應(yīng)速率(2)氧化劑2 mol(3)2Fe(OH)22H2OFe2(OH)2H(4)D