2024屆五年高考化學真題分類訓練：專題五 金屬及其化合物

第頁專題五金屬及其化合物題組一一、選擇題1.[2022山東，4分]高壓氫還原法可直接從溶液中提取金屬粉。以硫化銅精礦（含Zn、Fe元素的雜質(zhì)）為主要原料制備Cu粉的工藝流程如下，可能用到的數(shù)據(jù)見下表。FeOHCuOHZnOH開始沉淀pH1.94.26.2沉淀完全pH3.26.78.2下列說法錯誤的是(D)A.固體X主要成分是FeOH3和S；金屬M為B.浸取時，增大O2C.中和調(diào)pH的范圍為3.2～D.還原時，增大溶液酸度有利于Cu的生成[解析]由上述分析知，A項正確；浸取時，增大O2壓強即增大反應物濃度，可加快反應速率，促進金屬離子浸出，B項正確；中和調(diào)pH是為了沉淀Fe3+而不沉淀Cu2+、Zn2+，結(jié)合表中數(shù)據(jù)可知，調(diào)pH的范圍為3.2～4.2，C項正確；還原時發(fā)生反應2.[2021湖南，3分]一種工業(yè)制備無水氯化鎂的工藝流程如下：下列說法錯誤的是(D)A.物質(zhì)X常選用生石灰B.工業(yè)上常用電解熔融MgCl2C.“氯化”過程中發(fā)生的反應為MgO+C+ClD.“煅燒”后的產(chǎn)物中加稀鹽酸，將所得溶液加熱蒸發(fā)也可得到無水MgCl2[解析]A項，苦鹵水中有Mg2+，沉鎂時加入生石灰，CaO與H2O反應生成CaOH2，CaOH2與Mg2+反應生成MgOH2，正確；B項，MgCl2是離子化合物，熔點不是很高，電解熔融MgCl2時發(fā)生反應MgCl2熔融通電Mg+Cl2↑，正確；C項，煅燒MgOH2生成MgO，“氯化”時加入C、Cl3.[2020浙江7月選考，2分]下列說法正確的是(A)A.Na2O在空氣中加熱可得固體B.Mg加入到過量FeCl3溶液中可得FeC.FeS2在沸騰爐中與O2反應主要生成D.H2O2溶液中加入少量MnO2粉末生成[解析]Na2O不穩(wěn)定，在空氣中加熱可得到Na2O2，A項正確；鎂加入過量的FeCl3溶液中只發(fā)生反應Mg+2Fe3+Mg2++2Fe2+，得不到Fe，4.[2020浙江1月選考，2分]下列說法不正確的是(D)A.[CuNH34B.鐵銹的主要成分可表示為Fe2C.鈣單質(zhì)可以從TiCl4中置換出TiD.可用H2還原MgO制備單質(zhì)Mg[解析]向硫酸銅溶液中加入過量氨水能生成[CuNH34]SO4，A正確；鐵銹的主要成分是Fe2O3的水合物，可表示為Fe2O5.[2019江蘇，2分]下列有關(guān)化學反應的敘述正確的是(C)A.Fe在稀硝酸中發(fā)生鈍化B.MnO2和稀鹽酸反應制取ClC.SO2與過量氨水反應生成NHD.室溫下Na與空氣中O2反應制取Na[解析]A項，常溫下，F(xiàn)e在濃硝酸中會發(fā)生鈍化，錯誤；B項，MnO2與濃鹽酸在加熱條件下發(fā)生反應生成Cl2，與稀鹽酸不反應，錯誤；C項，氨水過量，SO2與NH3?H2O發(fā)生反應生成NH42SO3，正確；6.[2019天津理綜，6分]下列有關(guān)金屬及其化合物的應用不合理的是(C)A.將廢鐵屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工業(yè)廢氣中的ClB.鋁中添加適量鋰,制得低密度、高強度的鋁合金,可用于航空工業(yè)C.鹽堿地（含較多Na2D.無水CoCl2[解析]將廢鐵屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工業(yè)廢氣中的Cl2，發(fā)生反應2FeCl2+Cl22FeCl3、2FeCl3+Fe3FeCl2，A項正確；鋁中添加適量鋰，制得的鋁合金密度小、硬度大，可用于航空工業(yè)，B二、非選擇題7.[2022天津，14分]金屬鈉及其化合物在人類生產(chǎn)生活中起著重要作用?；卮鹣铝袉栴}：（1）基態(tài)Na原子的價層電子軌道表示式為。[解析]基態(tài)Na原子的價層電子排布式為3s1（2）NaCl熔點為800.8℃,工業(yè)上采用電解熔融NaCl制備金屬Na2NaCl加入CaCl2的目的是作助熔劑，降低NaCl的熔點，節(jié)省能耗[解析]NaCl的熔點為800.8℃，加入CaCl2時電解溫度為580℃，因此加入CaCl（3）Na2O2在25℃和101kPa時，Na與O2反應生成1molNa2O2放熱510.9[解析]Na2O2為離子化合物，電子式為。2Nas+O2gNa2（4）采用空氣和Na為原料可直接制備Na2O2?？諝馀c熔融金屬Na反應前，需依次通過c（1分）、aa.濃硫酸 b.飽和食鹽水c.NaOH溶液 d.KMnO4[解析]空氣中的水和二氧化碳能與Na2O2反應，所以與熔融金屬（5）鈉的某氧化物晶胞如圖，圖中所示鈉離子全部位于晶胞內(nèi)。由晶胞圖判斷該氧化物的化學式為Na2O[解析]O位于晶胞的頂點和面心，個數(shù)為8×18+6×12（6）天然堿的主要成分為Na2CO3?NaHCO3?2H2O[解析]根據(jù)鈉元素守恒，1molNa2CO3?NaHCO38.[2021全國乙卷，14分]磁選后的煉鐵高鈦爐渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO該工藝條件下，有關(guān)金屬離子開始沉淀和沉淀完全的pH如表所示。金屬離子Fe3Al3Mg2Ca2開始沉淀的pH2.23.59.512.4沉淀完全c=1.0×103.24.711.113.8回答下列問題：（1）“焙燒”中，TiO2、SiO2幾乎不發(fā)生反應，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3轉(zhuǎn)化為相應的硫酸鹽。寫出Al2[解析]結(jié)合題圖及題給信息可知焙燒時Al2O3轉(zhuǎn)化為NH4AlSO42，尾氣應為NH3，則（2）“水浸”后“濾液”的pH約為2.0，在“分步沉淀”時用氨水逐步調(diào)節(jié)pH至11.6，依次析出的金屬離子是Fe3+、Al3+[解析]結(jié)合相關(guān)金屬離子開始沉淀以及沉淀完全時的pH可知，加氨水調(diào)節(jié)pH至11.6的過程中，F(xiàn)e3+、Al3+（3）“母液①”中Mg2+濃度為1.0×10[解析]根據(jù)Mg2+沉淀完全時的pH=11.1，可知溶液中cOH?=10?2.9mol?L?1時，溶液中cMg（4）“水浸渣”在160℃“酸溶”，最適合的酸是硫酸。“酸溶渣”的成分是SiO2（1分）、CaSO[解析]由于常見的鹽酸和硝酸均具有揮發(fā)性，且水浸渣需在160℃酸溶，因此最適宜的酸為硫酸。由于SiO2不溶于硫酸，焙燒過程中得到的CaSO4微溶于水，故酸溶渣的成分為SiO2（5）“酸溶”后，將溶液適當稀釋并加熱，TiO2+水解析出TiO2?x[解析]酸溶后適當加熱能促進TiO2+水解生成TiO2?x（6）將“母液①”和“母液②”混合，吸收尾氣，經(jīng)處理得NH42[解析]結(jié)合題圖流程可知，母液①中含有氨水、硫酸銨，母液②中含有硫酸，二者混合后再吸收尾氣NH3，經(jīng)處理得到NH4題組二一、選擇題1.[2022湖北，3分]Be2+和Al3+A.Be2+與B.BeCl2和AlCl3的熔點都比C.BeOH2和D.Be和Al的氫化物都不能在酸中穩(wěn)定存在[解析]Al3+不能在水中與氨形成配合物，A項錯誤；BeCl2和AlCl3均為分子晶體，MgCl2為離子晶體，故MgCl2的熔點較高，B項正確；Be、Al兩元素性質(zhì)相似，則BeOH2和AlOH3都能與NaOH反應，均表現(xiàn)出弱酸性，C項正確；Be和Al的電負性比H小，Be和Al的氫化物中的H2.[2022湖南，3分]鋁電解廠煙氣凈化的一種簡單流程如下：下列說法錯誤的是(C)A.不宜用陶瓷作吸收塔內(nèi)襯材料B.采用溶液噴淋法可提高吸收塔內(nèi)煙氣吸收效率C.合成槽中產(chǎn)物主要有Na3AlF6D.濾液可回收進入吸收塔循環(huán)利用[解析]陶瓷中的SiO2能與HF反應，A項正確；噴淋法能使溶液與煙氣充分接觸,提高吸收效率，B項正確；根據(jù)流程梳理知，產(chǎn)物主要有Na3AlF6和Na2CO3,C3.[2021廣東，2分]部分含鐵物質(zhì)的分類與相應化合價關(guān)系如圖所示。下列推斷不合理的是(C)A.a可與e反應生成bB.b既可被氧化，也可被還原C.可將e加入濃堿液中制得d的膠體D.可存在b→c→d→e→b的循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系[解析]Fe能與Fe3+發(fā)生歸中反應生成Fe2+，A項正確；Fe2+既有氧化性又有還原性，既能被氧化又能被還原，B項正確；將Fe3+加入濃堿溶液中得到FeOH3沉淀，而不能制得FeOH【思路點撥】由題圖可知，a為Fe,b為亞鐵鹽，e為鐵鹽；c、d均為堿且Fe分別為+2價和+3價，則c為FeOH2、二、非選擇題4.[2021河北，14分]綠色化學在推動社會可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。某科研團隊設計了一種熔鹽液相氧化法制備高價鉻鹽的新工藝，該工藝不消耗除鉻鐵礦、氫氧化鈉和空氣以外的其他原料，不產(chǎn)生廢棄物，實現(xiàn)了Cr?Fe?Al?Mg的深度利用和Na+回答下列問題：（1）高溫連續(xù)氧化工序中被氧化的元素是Cr、Fe（填元素符號）。[解析]根據(jù)工藝流程圖，高溫連續(xù)氧化工序中發(fā)生的氧化還原反應為4FeCrO22+7O2（2）工序①的名稱為水浸。[解析]工序①中加入液體水，為水浸過程。（3）濾渣Ⅰ的主要成分是MgOH2、Fe[解析]根據(jù)流程圖，高溫連續(xù)氧化時MgO不反應，經(jīng)過工序①，MgO轉(zhuǎn)化為MgOH2，又高溫連續(xù)氧化時生成的Fe2O3不溶于水，因此濾渣Ⅰ的主要成分為Mg（4）工序③中發(fā)生反應的離子方程式為2Na+[解析]工序③中CrO42?轉(zhuǎn)化為Cr2O72?，分析流程知無色溶液中含有NaAlOH4（5）物質(zhì)Ⅴ可代替高溫連續(xù)氧化工序中的NaOH，此時發(fā)生的主要反應的化學方程式為4FeCrO22+7O2+[解析]物質(zhì)Ⅴ為NaHCO3，若代替連續(xù)氧化工序中的NaOH，發(fā)生的主要反應的化學方程式為4FeCrO22+7O（6）熱解工序產(chǎn)生的混合氣體最適宜返回工序②（填“①”“②”“③”或“④”）參與內(nèi)循環(huán)。[解析]濾渣Ⅰ的主要成分為MgOH2、Fe2O3，通入過量的CO2和H2Og，MgOH2轉(zhuǎn)化為Mg（7）工序④溶液中的鋁元素恰好完全轉(zhuǎn)化為沉淀的pH為8.37。（通常認為溶液中離子濃度小于10?5mol?L?1為沉淀完全；AlOH3[解析]工序④中發(fā)生反應AlOH4?+CO2AlOH3↓+HCO3?、AlOH3+OH5.[2021北京，12分]鐵黃是一種重要的化工產(chǎn)品。由生產(chǎn)鈦白粉廢渣制備鐵黃的過程如下。資料：ⅰ.鈦白粉廢渣成分：主要為FeSO4?H2Oⅱ.TiOSOⅲ.0.1mol?L?1Fe2+生成Fe0.1mol?L?1Fe3+生成FeOOH（1）純化①加入過量鐵粉的目的是與硫酸反應，使得TiOSO4+x[解析]鈦白粉廢渣中加入蒸餾水溶解，溶液中存在TiOSO4+x+1H2O?②充分反應后，分離混合物的方法是過濾。[解析]充分反應后通過過濾的方法分離固體和溶液。（2）制備晶種為制備高品質(zhì)鐵黃產(chǎn)品，需先制備少量鐵黃晶種。過程及現(xiàn)象是：向一定濃度FeSO4溶液中加入氨水，產(chǎn)生白色沉淀，并很快變成灰綠色。滴加氨水至pH為6.0時開始通空氣并記錄pH①產(chǎn)生白色沉淀的離子方程式是Fe2+[解析]FeSO4溶液中加入氨水產(chǎn)生的白色沉淀為FeOH2，其離子方程式為②產(chǎn)生白色沉淀后的pH低于資料ⅲ中的6.3。原因是：沉淀生成后cFe2+>0.1mol?L?1（填“>[解析]產(chǎn)生白色沉淀后，溶液pH<6.3，即溶液中cOH?減小，根據(jù)Ksp[Fe③0～t1時段，pH幾乎不變；t1～t2時段，pH明顯降低。結(jié)合方程式解釋原因：pH為6.0左右，發(fā)生反應4FeOH2+O2+2[解析]由實驗現(xiàn)象知，pH為6.0左右，溶液中發(fā)生反應4FeOH2+O2+2H2O4FeOH3，故0～t1時段pH幾乎不變，而t1～④pH≈4時制得鐵黃晶種。若繼續(xù)通入空氣，t3后pH幾乎不變，此時溶液中cFe2+仍降低，但cFe3+增加，且cFe2+降低量大于cFe3+增加量。結(jié)合總方程式說明原因：溶液中同時存在反應4Fe[解析]據(jù)題圖可知t3時刻后，溶液的pH幾乎不變，溶液中同時存在反應4Fe2++O2+4H+4Fe3（3）產(chǎn)品純度測定鐵黃純度可以通過產(chǎn)品的耗酸量確定。資料：Fe3++3CNa2C2O[解析]結(jié)合測定流程，可知NaOH用于中和過量的H2SO4標準溶液，過量的Na2C題組三1.[2023湖北，14分]學習小組探究了銅的氧化過程及銅的氧化物的組成。回答下列問題：（1）銅與濃硝酸反應的裝置如圖，儀器A的名稱為具支試管，裝置B的作用為安全瓶（防倒吸）。[解析]儀器A的名稱為具支試管；Cu與濃HNO3反應產(chǎn)生的尾氣直接用NaOH溶液吸收會引發(fā)溶液倒吸，裝置B（2）銅與過量H2O實驗②中Cu溶解的離子方程式為Cu+H2產(chǎn)生的氣體為O2。比較實驗①和②，從氧化還原角度說明H+的作用是增強H2[解析]Cu在稀H2SO4作用下，被H2O2氧化生成Cu2+和H2O，溶液變藍。Cu2+作用下，H2O2會被催化分解生成O2。在Na2SO4溶液中H2（3）用足量NaOH處理實驗②新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X為銅的氧化物，提純干燥后的X在惰性氛圍下加熱，mgX完全分解為ng黑色氧化物Y，nm=56。[解析]X為銅的氧化物，設X的化學式為CuOx，其在惰性氛圍下分解生成黑色氧化物CuOCuOx則64+16xm=80n，又nm=56（4）取含X粗品0.0500g（雜質(zhì)不參加反應）與過量的酸性KI完全反應后，調(diào)節(jié)溶液至弱酸性。以淀粉為指示劑，用0.1000mol?L?1Na2S2O3標準溶液滴定，滴定終點時消耗Na2S2O3標準溶液15.00mL。（已知：[解析]CuO2在酸性條件下生成Cu2+，Cu2+與KI反應生成I2，I2遇淀粉變藍，用Na2S2O3標準溶液滴定I2，當?shù)稳胱詈蟀氲蜰a2S2O3標準溶液時，溶液的藍色褪去，且半分鐘內(nèi)不恢復時，表明I2已完全反應，達到滴定終點。CuO2中Cu為+2價、O為2.[2022山東，12分]實驗室利用FeCl2?4H2O和亞硫酰氯SOCl2制備無水FeCl2回答下列問題：（1）實驗開始先通N2。一段時間后，先加熱裝置a（填“a”或“b”）。裝置b內(nèi)發(fā)生反應的化學方程式為FeCl2?4H2O+4SOCl2△FeCl2[解析]根據(jù)SOCl2遇水極易反應生成兩種酸性氣體，知應先加熱裝置a，后加熱裝置b，以使FeCl2?4H2O分解產(chǎn)生的水蒸氣及時被SOCl2吸收，防止Fe2+水解。裝置b內(nèi)發(fā)生的反應可以看成是FeCl2?4H2O先分解產(chǎn)生FeCl2和水蒸氣，水蒸氣再與SOCl（2）現(xiàn)有含少量雜質(zhì)的FeCl2?nH2實驗Ⅰ：稱取m1g樣品，用足量稀硫酸溶解后，用cmol?L?1K2Cr2O7標準溶液滴定Fe2+實驗Ⅱ：另取m1g樣品，利用上述裝置與足量SOCl2反應后，固體質(zhì)量為m2g。則n=m1?A.樣品中含少量FeO雜質(zhì)B.樣品與SOCl2C.實驗Ⅰ中，稱重后樣品發(fā)生了潮解D.滴定達終點時發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴內(nèi)有氣泡生成[解析]實驗Ⅰ的反應原理為6Fe2++Cr2O72?+14H+6Fe3++2Cr3++7H2O，則nFeCl2?nH2O=6nK2Cr2O7=6cV×10?3mol；實驗Ⅱ中FeCl2?nH2O→（3）用上述裝置,根據(jù)反應TiO2+CCl4△TiCl4+CO2制備TiCl4。已知TiCl4與CCl4分子結(jié)構(gòu)相似，與CCl4[解析]根據(jù)蒸餾裝置組成特點及TiCl4