3.10 金屬元素單質(zhì)及其重要化合物

專題強(qiáng)化練習(xí)(十)金屬元素單質(zhì)及其重要化合物［授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第123頁(yè)］1．下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用不相對(duì)應(yīng)的是()Na2O2能分別與H2O、CO2反應(yīng)，可用作供氧劑Na2CO3的水溶液呈堿性，醫(yī)學(xué)上能用于治療胃酸過(guò)多C.硅膠多孔、吸水能力強(qiáng)，常用作袋裝食品的干燥劑D.鋁是活潑的金屬單質(zhì)，鋁可用于冶煉某些熔點(diǎn)較高的金屬答案：B2.下列關(guān)于金屬冶煉的敘述正確的是()A.工業(yè)上可利用鋁熱反應(yīng)大量冶煉金屬鐵B.金屬鈉、鋁和銅都可用還原法制備C.電解飽和氯化鎂溶液可得金屬鎂D.用足量CO還原磁鐵礦得到9mol鐵時(shí)轉(zhuǎn)移24mol電子解析：選項(xiàng)A,金屬鋁的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鐵的，所以工業(yè)上不用鋁熱反應(yīng)來(lái)大量冶煉鐵；選項(xiàng)B,鈉、鋁屬于活潑金屬，應(yīng)采用電解熔融NaCl、A12O3的方法來(lái)制備Na、Al；選項(xiàng)C,電解飽和MgCl2溶液得到Mg(OH)2；選項(xiàng)D,磁鐵礦的主要成分為Fe3O4,根據(jù)Feg-3Fe,生成3molFe時(shí)轉(zhuǎn)移8mol電子，則得到9mol鐵時(shí)轉(zhuǎn)移24mol電子。答案：D3.常溫下，下列各組物質(zhì)中，Y既能與X反應(yīng)又能與Z反應(yīng)的是()XYZ①NaOH溶液Al(OH)3稀硫酸②KOH溶液SiO2濃鹽酸③02N2H2④FeCl3溶液Cu濃硝酸A.①③B.①④C.②④D.②③解析：Al(OH)3顯兩性，既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水，①正確;SiO2與鹽酸不反應(yīng)，②錯(cuò)誤；N2與02在放電條件下反應(yīng)生成NO,N2在高溫、高壓及催化劑存在條件下與H2反應(yīng)生成NH3,但在常溫時(shí)N2與02、H2均不反應(yīng)，③錯(cuò)誤；Cu與FeCl3溶液和濃硝酸分別發(fā)生如下反應(yīng)：Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2、Cu+4HN03(濃)===Cu(N03)2+2N02f+2H20,④正確。答案：B4．下列金屬中，表面自然形成的氧化層能保護(hù)內(nèi)層金屬不被空氣氧化的是()A．KB．NaC．FeD．Al解析：鉀屬于活潑金屬，與氧氣發(fā)生劇烈的反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鈉屬于活潑金屬，與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)生成氧化鈉，氧化鈉不能保護(hù)內(nèi)層鈉，B項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵在空氣中發(fā)生反應(yīng)：2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2、4Fe(0H)2+02+2H20===4Fe(0H)3、2Fe(OH)3===Fe”3H20,鐵表面生成的Fe2O3不能保護(hù)鐵，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在空氣中金屬鋁表面形成A12O3保護(hù)層，保護(hù)內(nèi)層金屬不被氧化，D項(xiàng)正確。答案：D5．下列有關(guān)金屬的說(shuō)法中正確的是()A.鈉在空氣中燃燒只生成白色的氧化鈉固體B.燃著的鎂條伸入盛滿二氧化碳的集氣瓶中不能繼續(xù)燃燒C.銅能與氯化鐵溶液反應(yīng)，該反應(yīng)可以用于印刷電路板的制作D.鐵能與硫酸發(fā)生反應(yīng)，故不能用鐵制容器貯存濃硫酸解析：A項(xiàng)，鈉在空氣中燃燒只生成淡黃色的過(guò)氧化鈉固體，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，燃著的鎂條伸入盛滿二氧化碳的集氣瓶中能繼續(xù)燃燒生成氧化鎂和碳，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，三價(jià)鐵離子能夠氧化銅生成銅離子和二價(jià)鐵離子，所以可以用于印刷電路板的制作，故C正確；D項(xiàng)，濃硫酸具有強(qiáng)的氧化性，常溫下能夠使鐵鈍化，形成致密氧化膜，阻止反應(yīng)進(jìn)行，所以能用鐵制容器貯存濃硫酸，故D錯(cuò)誤；故選C。答案：C6.“擬晶”(quasicrystal)是一種具有凸多面體規(guī)則外形但不同于晶體的固態(tài)物質(zhì)。Al65Cu23Fe12是二十世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的幾百種擬晶之一，具有合金的某些優(yōu)良物理性能。下列有關(guān)這種擬晶的說(shuō)法正確的是()A.無(wú)法確定Al65Cu23Fe12中三種金屬的化合價(jià)Al65Cu23Fe12的硬度小于金屬鐵Al65Cu23Fe12不可用作長(zhǎng)期浸泡在海水中的材料1molAl65Cu23Fe12溶于過(guò)量的硝酸時(shí)共失去265mol電子解析：A項(xiàng)，擬晶Al65cU23Fei2是由三種金屬元素組成，由于金屬無(wú)負(fù)價(jià)，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0的原則，三種金屬的化合價(jià)均可視作0價(jià)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，擬晶具有合金的某些優(yōu)良物理性能，合金的硬度一般比各成分金屬大，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，Al65cU23Fei2與海水可以構(gòu)成原電池，會(huì)加速金屬的腐蝕，因此不可用作長(zhǎng)期浸泡在海水中的材料，正確；D項(xiàng)，溶于過(guò)量的硝酸時(shí)，Al與Fe均變?yōu)?3價(jià)，Cu變?yōu)?2價(jià)，故1molAl65cU23Fei2失電子為65X3+23X2+12X3=277mol,錯(cuò)誤。答案：C.不能測(cè)定Naf()3和NaHC()3混合物中質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)方案是()A.取a克混合物充分加熱至質(zhì)量不變，減重b克.取a克混合物與足量稀硝酸充分反應(yīng)，加熱、蒸干、灼燒至熔化，冷卻得b克固體C.取a克混合物與足量稀硫酸充分反應(yīng)，逸出氣體用堿石灰完全吸收，增重b克D.取a克混合物與足量Ba(0H)溶液充分反應(yīng)，過(guò)濾、洗滌、烘干，得b克固體解析：A項(xiàng)，NaHCO3受熱易分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳，所以通過(guò)加熱分解利用差量法即可計(jì)算出Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)；B項(xiàng)，Na2CO3和NaHCO3均可與硝酸反應(yīng)生成水、二氧化碳和硝酸鈉，所以b克固體是硝酸鈉，利用守恒法可計(jì)算出Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)；C項(xiàng)，混合物與足量稀硫酸充分反應(yīng)，也會(huì)生成水和二氧化碳，所以逸出的氣體是二氧化碳，但會(huì)混有水蒸氣，即堿石灰增加的質(zhì)量不是二氧化碳的質(zhì)量，不能測(cè)定含量；D項(xiàng)，Na2CO3和NaHCO3都與Ba(OH)2反應(yīng)，反應(yīng)的方程式為CO2-+Ba2+===BaCOj、HCO-+OH-+Ba2+===H2O+BaCO3；,因此最后得到的固體是BaCO3,所以可以計(jì)算出Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)。答案：C.有一塊鎂鋁合金，其中鎂與鋁的質(zhì)量比是89。加入足量稀H2SO4使其完全溶解后，再加入NaOH溶液，生成沉淀的質(zhì)量隨NaOH溶液體積變化的曲線如下圖，其中正確的是()解析：鎂與鋁的質(zhì)量比是89,則其物質(zhì)的量之比是11,NaOH溶液過(guò)量后Al(OH)3完全溶解，只有Mg(OH)2,B錯(cuò)；等物質(zhì)的量的Mg(OH)2與Al(OH)3的質(zhì)量之比是5878,即剩余的Mg(OH)2的質(zhì)量小于沉淀最大質(zhì)量的1/2,排除C、D,故選A。答案：AFeSO4可發(fā)生如圖所示的一系列反應(yīng)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()卜煽。HMS。J

《屋式硫酸趺)3—翁懿)卷卻結(jié)晶［疏椀住或鑲〕A.堿式硫酸鐵水解能產(chǎn)生Fe(0H)3膠體，可用作凈水劑B.為防止N4HCO3分解，生產(chǎn)FeC()3需在較低溫度下進(jìn)行C.可用KSCN溶液檢驗(yàn)由甲平⑼上是否被氧化D.常溫下，(NH4)2Fe(S04)2在水中的溶解度比FeS04的大解析：由圖示中“FeSOq+lNHjFOqMXNHjFeeO'Js)”知，(NH)?Fe(SO)2的溶解度比FeSO/J、，D錯(cuò)誤。答案：D.CuSO是一種重要的化工原料，其有關(guān)制備途徑及性質(zhì)如圖所示。下列說(shuō)法不正確4的是()A.相對(duì)于途徑①，途徑②更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想Y可以是葡萄糖溶液C.利用途徑②制備16g硫酸銅，被還原的硫酸的物質(zhì)的量為0.1molD.途徑①所用混酸中與SO,與HNO3物質(zhì)的量之比最好為32解析：A項(xiàng)，發(fā)生反應(yīng)：301+8皿03(稀)=:301川03)2+2地1+4”0,會(huì)產(chǎn)生大氣污染A物NO,而第二種方案的反應(yīng)為2Cu+0,^=2Cu0,CuO+HSO===CuS04+H0,不會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的物質(zhì)。因此途徑②更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想，正確；B項(xiàng)，向CuSO,溶液中加入過(guò)量的NaOH溶液會(huì)產(chǎn)生CuSH)?懸濁液，然后再加入含有醛基的物質(zhì)如葡萄糖、甲醛、甲酸等并加熱煮沸，就會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到磚紅色的Cu,沉淀。因此Y可以是葡萄糖溶液,正確；C項(xiàng)，n(CuS04)=16g：160g-mol-i=0.1mol。根據(jù)物質(zhì)在反應(yīng)時(shí)的關(guān)系可知n(HS04)=0.1mol。但是硫酸發(fā)生的不是氧化還原反應(yīng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，途徑①反應(yīng)的兩種方程式為3Cu+8H++2N0-===3Cu2++2N0f+4H0,產(chǎn)生2mol的NO「消耗2mol的硝酸，它同時(shí)提供2moi的H+。則8moi的H+中硫酸電離產(chǎn)生的H+的物質(zhì)的量為6mol,消耗硫酸3moi,3molC112+正好需要3moiSO,故n(HSO)n(HN0)=32,正確。4243

答案：C.錳是冶煉工業(yè)中常用的添加劑。以碳酸錳礦(主要成分為MnCO3,還含有鐵、鎳、鉆等碳酸鹽雜質(zhì))為原料生產(chǎn)金屬錳的工藝流程如下：已知25℃,部分物質(zhì)的溶度積常數(shù)如下：NiS物質(zhì)Mn(OH)2Co(OH)2Ni(OH)2MnSCoSNiSKsp2.1X10-133.0X10-165.0X10-161.0X10-115.0X10-221.0X10-22⑴步驟I中，MnCO3與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是⑵步驟H中，Mng在酸性條件下可將Fd+氧化為Fe+,反應(yīng)的離子方程式是，加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH為5.0?6.0,以除去Fe3+。(3)步驟m中，濾渣2的主要成分是。⑷步驟W中，在(填“陰”或“陽(yáng)”)極析出Mn,電極反應(yīng)為解析：(1)碳酸錳與硫酸反應(yīng)生成硫酸錳，二氧化碳和水，化學(xué)方程式為MnC0+H2SO4===MnSO4+CO2f+H2Oo(2)MnO2在酸性條件下可將Fe2+氧化為Fe3+,MnO2被還原成Mn2+,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO2+2Fe2++4H+===Mn2++2Fe3++2H2Oo⑶步驟m中加入34)25,除掉的是Co2+和Ni2+,所以濾渣2的主要成分是CoS和NiSo(4)Mn2+在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成Mn,電極反應(yīng)為Mn2++2e-===Mn。答案：(1)MnCO3+H2SO4===MnSO4+CO2T+H2O(2)MnO2+2Fe2++4H+===Mn2++2Fe3++2H2O(3)CoS和NiS⑷陰Mn2++2e-===Mn.化合物甲和NaAlH4都是重要的還原劑。一定條件下金屬鈉和H2反應(yīng)生成甲。甲與水反應(yīng)可產(chǎn)生H2，甲與A1C13反應(yīng)可得到NaAlH4。將4.80g甲加熱至完全分解，得到金屬鈉和2.241(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)的H2o請(qǐng)推測(cè)并回答：(1)甲的化學(xué)式。(2)甲與A1C13反應(yīng)得到NaAlH4的化學(xué)方程式⑶NaAlH4與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式(4)甲在無(wú)水條件下可作為某些鋼鐵制品的脫銹劑(鐵銹的成分表示為Fe2O3)，脫銹過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式(5)某同學(xué)認(rèn)為：用惰性氣體趕盡反應(yīng)體系中的空氣，將鐵和鹽酸反應(yīng)后的氣體經(jīng)濃硫酸干燥，再與金屬鈉反應(yīng)，得到的固體物質(zhì)即為純凈的甲；取該固體物質(zhì)與水反應(yīng)，若能產(chǎn)生H2，即可證明得到的甲一定是純凈的。判斷該同學(xué)設(shè)想的制備和驗(yàn)純方法的合理性并說(shuō)明理由解析：(1)甲是由Na與H2反應(yīng)得到的，故甲中含有Na、H兩種元素，又因?yàn)?.80g甲分解得到2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2，得到H2的質(zhì)量為0.2g，所以生成Na的質(zhì)量為4.6g,化合物甲中Na和H的原子個(gè)數(shù)比為1：1,同時(shí)根據(jù)4.80g化合物得到0.1molH2,可以判斷化合物甲的化學(xué)式為NaH。⑵根據(jù)化合物甲的化學(xué)式，甲與A1C13反應(yīng)生成NaAlH4和NaCl,可得出化學(xué)方程式為AlCl3+4NaH===NaAlH4+3NaCl。(3)NaAlH4與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)，NaAlH4中一1價(jià)的H被水中+1的H氧化為H2,反應(yīng)方程式為NaAlH4+2H2O===4H2T+NaAlO2。⑷甲在無(wú)水條件下對(duì)Fe2O3進(jìn)行脫銹，實(shí)質(zhì)上就是把Fe2O3還原，反應(yīng)方程式為3NaH+Fe2O3===2Fe+3NaOH。(5)制備過(guò)程不合理，因?yàn)辂}酸易揮發(fā)，H2中混有HCl氣體，導(dǎo)致產(chǎn)物中有NaCl；驗(yàn)純方法不合理，因?yàn)槿绻蠳a殘余，Na也可以和H2O反應(yīng)放出H2,無(wú)法判斷Na與H2是否完全反應(yīng)；同時(shí)也沒(méi)有考慮混入的NaCl。答案：(1)NaH(2)AlCl3+4NaH===NaAlH4+3NaCl⑶NaAlH4+2H2O===4H2T+NaAlO2(4)3NaH+Fe2O3===2Fe+3NaOH(5)制備過(guò)程不合理，因?yàn)辂}酸易揮發(fā)，H2中混有HCl,導(dǎo)致產(chǎn)物中有NaCl；驗(yàn)純方法不合理，如果有Na殘留，Na與水反應(yīng)也產(chǎn)生H2；沒(méi)有考慮混入的NaCl.工業(yè)上由鋁土礦(主要成分是A12O3和Fe2O3)和焦炭制備無(wú)水AlCl3的流程如下：焦炭焦炭Cl5聞粉LJ__L,「.偌土礦T焙燒爐F曲、用女化司產(chǎn)小人叫?升斗器—Aici)COCO；C]2F?-.Ml,已知：AlCl3、FeCl3分別在183℃,315℃升華⑴在焙燒爐中發(fā)生反應(yīng)：①Fe2O3(s)+3C(s)=====2Fe(s)+3CO(g)AH=—492.7kJ?mol-103C0(g)+Fe203(s)=====2Fe(s)+3C0jg)AH=+25.2kJ?mol-i反應(yīng)2FeO(s)+3C(s)=====4Fe(s)+3C0(g)232AH=kJ,mol-io(2)①Al,3、Cl?和C在氯化爐中高溫下發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)生成1molA1CL時(shí)轉(zhuǎn)移mol電子；爐氣中含有大量CO和少量Cl2,可用N3SO3溶液除去Cl2,其離子方程式為充分反應(yīng)后溫度降至以下(填“183C”或“315C”之一)，開(kāi)始分離收集A1C13o②將A1C<?6與0溶于濃硫酸進(jìn)行蒸屈，也能得到一定量的無(wú)水A1CL，此原理是利用濃硫酸下列性質(zhì)中的(填字母)。①氧化性②吸水性③難揮發(fā)性④脫水性a.①b.②c.②③d.②③④(3)海洋燈塔電池是利用鋁、石墨為電極材料，海水為電解質(zhì)溶液構(gòu)成電池的，其正極反應(yīng)式為,與鉛蓄電池相比，釋放相同電量時(shí)，所消耗金屬電極材料的質(zhì)量比m(Al)m(Pb)=o解析：(1)由①+②得所求方程式，所以AH=—467.5kJ-molT。⑵①由Aip3+3C12+3C==2A1C1