高中化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 2-10金屬元素單質(zhì)及其重要化合物適考素能特訓(xùn)

(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P113)一、選擇題1.eq\a\vs4\al(2012·北京海淀高三二模理綜)已知下述三個(gè)實(shí)驗(yàn)均能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。①②③將鐵釘放入硫酸銅溶液中向硫酸亞鐵溶液中滴入幾滴濃硝酸將鐵釘放入氯化鐵溶液中下列判斷正確的是()A.實(shí)驗(yàn)①和③中的鐵釘只作還原劑B.上述實(shí)驗(yàn)證明氧化性：Fe3＋>Fe2＋>Cu2＋C.實(shí)驗(yàn)②中Fe2＋既顯氧化性又顯還原性D.實(shí)驗(yàn)③中反應(yīng)的離子方程式為Fe＋Fe3＋=2Fe2＋[解析]實(shí)驗(yàn)③中反應(yīng)的離子方程式為2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。[答案]A2.eq\a\vs4\al(2012·云南曲靖二模)部分氧化的Fe－Cu合金樣品(氧化產(chǎn)物為Fe2O3、CuO)共5.76g，經(jīng)如下處理：下列說法正確的是()A.濾液A中的陽離子為Fe3＋、Cu2＋、H＋B.樣品中Fe元素的質(zhì)量為2.24gC.樣品中CuO的質(zhì)量為4.0gD.V＝896mL[解析]根據(jù)題意，3.2g濾渣一定是銅，而銅與Fe3＋不共存，則A項(xiàng)錯(cuò)誤；最后的3.2g固體為Fe2O3，其中Fe元素的質(zhì)量為2.24g，B正確；樣品中Cu元素和O元素共5.76g－2.24g＝3.52g，則C項(xiàng)錯(cuò)誤；2.24gFe元素不可能全是單質(zhì)，故生成的氫氣的體積小于896mL，D錯(cuò)誤。[答案]B3.eq\a\vs4\al(2012·山東濰坊三縣高三聯(lián)考)FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入鐵粉，充分反應(yīng)后仍有固體存在，下列判斷不正確的是()A.加入KSCN溶液一定不變紅色B.溶液中一定含F(xiàn)e2＋C.溶液中一定含Cu2＋D.剩余固體中一定含銅[解析]由于氧化性Fe3＋>Cu2＋，則加入鐵粉后反應(yīng)過程先后為：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，Cu2＋＋Fe=Cu＋Fe2＋，所以剩余固體可能為Cu，或者為Cu、Fe，說明Fe3＋一定不存在，Cu2＋可能存在，F(xiàn)e2＋一定存在。[答案]C4.eq\a\vs4\al(2012·廣東深圳高三一調(diào))下列類比關(guān)系正確的是()A.AlCl3與過量NaOH溶液反應(yīng)生成AlOeq\o\al(－,2)，則與過量NH3·H2O也生成AlOeq\o\al(－,2)B.Na2O2與CO2反應(yīng)生成Na2CO3和O2，則與SO2反應(yīng)可生成Na2SO3和O2C.Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3，則與I2反應(yīng)可生成FeI3D.Al與Fe2O3能發(fā)生鋁熱反應(yīng)，則與MnO2也能發(fā)生鋁熱反應(yīng)[解析]由于Al(OH)3只能與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)，所以Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)，A錯(cuò)誤；Na2O2有強(qiáng)氧化性，SO2具有還原性，Na2O2＋SO2=Na2SO4，無O2生成；氧化性Cl2>I2，F(xiàn)e與Cl2反應(yīng)生成FeCl3，而與I2只能生成FeI2；只有D正確。[答案]D5.eq\a\vs4\al(2012·山東青島測(cè)試)所謂合金，就是不同種金屬(也包括一些非金屬)在熔融狀態(tài)下形成的一種熔合物。根據(jù)下列四種金屬的熔、沸點(diǎn)，判斷其中不能形成合金的是()NaCuAlFe熔點(diǎn)/℃97.510836601535沸點(diǎn)/℃883259522003000A.Cu和Al B.Fe和CuC.Fe和Na D.Al和Na[解析]分析數(shù)據(jù)得出，鐵的熔點(diǎn)(1535℃)高于Na的沸點(diǎn)(883℃)，無法制得合金。[答案]C6．某溶液中可能含有H＋、Na＋、NHeq\o\al(＋,4)、Mg2＋、Fe3＋、Al3＋、SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)等離子。當(dāng)向該溶液中加入一定物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液時(shí)，發(fā)現(xiàn)生成沉淀的物質(zhì)的量隨NaOH溶液的體積變化的圖像如圖所示，下列說法正確的是()A．原溶液中含有的陽離子是H＋、NHeq\o\al(＋,4)、Mg2＋、Al3＋B．原溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,4)和Na＋C．原溶液中含有的Fe3＋和Al3＋的物質(zhì)的量之比為1∶1D．反應(yīng)最后形成的溶液中含有的溶質(zhì)只有Na2SO4[解析]剛開始沒有生成沉淀，可知原溶液中含有H＋，中間沉淀的物質(zhì)的量不變，是因?yàn)镹Heq\o\al(＋,4)消耗OH－，然后沉淀溶解，則說明原溶液中含有Al3＋，從溶解的量上分析，剩余沉淀的量和溶解的量之間是1∶1的關(guān)系，由生成沉淀時(shí)所消耗的NaOH溶液的體積和沉淀溶解時(shí)所消耗的NaOH溶液的體積計(jì)算，可知溶液中的另一金屬離子只能是Fe3＋。最終可知溶液中的溶質(zhì)為Na2SO4和NaAlO2。[答案]C7.eq\a\vs4\al(2012·江西南昌調(diào)研)常溫下，將1.92g銅加入到100mLH2SO4和HNO3的混合液中，Cu全部溶解，放出無色氣體，再向溶液中加入足量鐵粉，充分反應(yīng)，此時(shí)收集到氣體為448mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的氫氣。下列有關(guān)結(jié)論不正確的是()A.溶解的鐵粉為2.8gB.原溶液中c(SOeq\o\al(2－,4))＝0.5mol·L－1C.原混合溶液中c(H＋)＝1.2mol·L－1D.原溶液中n(NOeq\o\al(－,3))＝0.08mol[解析]此題的關(guān)鍵是要理解第一步反應(yīng)中銅與硝酸、硫酸反應(yīng)生成了CuSO4、NO和H2O，且硝酸恰好完全反應(yīng)，銅的物質(zhì)的量為0.03mol，所以根據(jù)電子得失守恒得出參加反應(yīng)的HNO3為0.02mol，D錯(cuò)。第二步反應(yīng)為鐵和硫酸反應(yīng)，鐵和銅離子反應(yīng)，根據(jù)銅離子的物質(zhì)的量及氫氣的物質(zhì)的量，求算出鐵粉的質(zhì)量為2.8g，再綜合第一步和第二步反應(yīng)求出c(SOeq\o\al(2－,4))和c(H＋)。[答案]D8.eq\a\vs4\al(2012·陜西漢中聯(lián)考)將一定質(zhì)量的鎂銅合金加入到稀硝酸中，兩者恰好完全反應(yīng)，假設(shè)反應(yīng)過程中還原產(chǎn)物全是NO，向所得溶液中加入物質(zhì)的量濃度為3mol·L－1NaOH溶液至沉淀完全，測(cè)得生成沉淀的質(zhì)量比原合金的質(zhì)量增加5.1g，則下列有關(guān)敘述中正確的是()A.加入合金的質(zhì)量不可能為6.4gB.參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為0.1molC.沉淀完全時(shí)消耗NaOH溶液的體積為150mLD.溶解合金時(shí)收集到NO氣體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為2.24L[解析]分析題意，鎂銅合金都與硝酸反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)中電子得失守恒，金屬失電子的物質(zhì)的量等于OH－的物質(zhì)的量，所以n(e－)＝n(OH－)＝5.1g÷17g·mol－1＝0.3mol。反應(yīng)中HNO3中＋5價(jià)的N得電子變成＋2價(jià)的N，由此得到NO氣體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為2.24L，D正確。[答案]D9．將Na2O2逐漸加入到含有Al3＋、Mg2＋、NHeq\o\al(＋,4)的混合液中并微熱，產(chǎn)生沉淀和氣體的物質(zhì)的量(mol)與加入Na2O2的物質(zhì)的量(mol)的關(guān)系如圖所示，則原溶液中Al3＋、Mg2＋、NHeq\o\al(＋,4)的物質(zhì)的量分別為()A．2mol、3mol、8mol B．3mol、2mol、8molC．2mol、3mol、4mol D．3mol、2mol、4mol[解析]由2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O，故n(Al3＋)＝(9－8)×2＝2mol，根據(jù)圖像可知，生成8mol氣體，消耗8molNa2O2(其中4mol為O2)，故n(NHeq\o\al(＋,4))＝n(NH3)＝4mol，n(Mg2＋)＝eq\f(8mol×2－2mol×3－4mol,2)＝3mol。[答案]C10.eq\a\vs4\al(2012·山西臨汾模擬)向FeI2、FeBr2的混合溶液中通入適量氯氣，溶液中某些離子的物質(zhì)的量變化如圖所示。已知：2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－，2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I(xiàn)2。則下列有關(guān)說法中，不正確的是()A.線段BD表示Fe3＋物質(zhì)的量的變化B.原混合溶液中FeBr2的物質(zhì)的量為6molC.當(dāng)通入2molCl2時(shí)，溶液中已發(fā)生的離子反應(yīng)可表示為2Fe2＋＋2I－＋2Cl2=2Fe3＋＋I(xiàn)2＋4Cl－D.原溶液中：n(Fe2＋)∶n(I－)∶n(Br－)＝2∶1∶3[解析]通過題給信息可知，發(fā)生反應(yīng)的先后順序?yàn)椋?I－＋Cl2=I2＋2Cl－，2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－。在AB段發(fā)生反應(yīng)2I－＋Cl2=I2＋2Cl－，所以n(I－)＝2mol；在BD段，發(fā)生反應(yīng)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，故原溶液中n(Fe2＋)＝4mol，所以A項(xiàng)正確；從D開始發(fā)生反應(yīng)2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－，所以原溶液中n(Br－)＝6mol，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；對(duì)于C項(xiàng)，根據(jù)發(fā)生反應(yīng)的先后順序判斷，也正確。綜上，本題選擇B。[答案]B二、非選擇題11．A～I(xiàn)分別表示中學(xué)化學(xué)中常見的一種物質(zhì)，其中A、I為常見金屬，它們之間的相互關(guān)系如圖所示(部分反應(yīng)物、生成物沒有列出)，且已知G為主族元素的固態(tài)氧化物，A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)中均含同一種元素。請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)中所含同一種元素在周期表中的位置是________。(2)寫出C物質(zhì)的化學(xué)式：________。(3)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：反應(yīng)①的化學(xué)方程式：____________________________；反應(yīng)④的離子方程式：____________________________；反應(yīng)⑥的化學(xué)方程式：____________________________。(4)從能量變化的角度看，反應(yīng)①②③中，屬于ΔH<0的反應(yīng)是________(填序號(hào))[解析]G為主族元素的固態(tài)氧化物，由G可以與NaOH反應(yīng)和反應(yīng)③，猜測(cè)G是Al2O3，則J是NaAlO2，G電解得到金屬鋁和氧氣，由反應(yīng)④可知，I是金屬鋁，H是氧氣，聯(lián)想反應(yīng)①為鋁熱反應(yīng)，A在氧氣燃燒得到B，可知B是Fe3O4，A是金屬鐵，F(xiàn)e3O4與鹽酸反應(yīng)生成Fe2＋和Fe3＋，從反應(yīng)流程可以看出，C是FeCl2，E是Fe(OH)2，F(xiàn)是Fe(OH)3。反應(yīng)⑤為Fe3O4＋8HCl=FeCl2＋2FeCl3＋4H2O，反應(yīng)⑥為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。[答案](1)第四周期第Ⅷ族(2)FeCl2(3)8Al＋3Fe3O4eq\o(=,\s\up7(高溫))4Al2O3＋9Fe2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(4)①②12.eq\a\vs4\al(2012·南昌高三調(diào)研)海水中不僅含有豐富的非金屬元素資源(如氯、溴、碘等)，還含有豐富的金屬元素資源(如Na、Mg、Fe、Cr等)。(1)海水曬鹽的原理是：________；寫出氯化鈉的電子式：________；與Na、Cl同周期，且簡(jiǎn)單離子半徑最小的離子結(jié)構(gòu)示意圖：________。(2)曬出的粗鹽常混有MgSO4、CaSO4等雜質(zhì)，為了得到精制鹽，則提純過程操作步驟和加入試劑的順序是：①溶解，②________，③加過量Na2CO3溶液，④________，⑤過濾除去雜質(zhì)，⑥________，⑦蒸發(fā)結(jié)晶。(3)曬鹽得到的母液(鹽鹵)中含有豐富的鎂元素，但其中?；煊蠪e2＋、Cr3＋等，為富集鎂使其轉(zhuǎn)化為MgCl2晶體，必須除去這些雜質(zhì)離子。有關(guān)資料：M(OH)npH開始沉淀沉淀完全Fe(OH)27.69.6Fe(OH)32.73.7Mg(OH)29.511.0Cr(OH)34.35.0為了有效除去雜質(zhì)離子，又不引入新的雜質(zhì)離子，且能滿足“綠色化學(xué)理念”，則最佳試劑選擇和操作是：①先加________，目的是________；②再加________，目的是________；③過濾后，為能得到純凈的MgCl2晶體，采用的操作方法是：___________________________________________________________________________________________________。[解析](1)海水曬鹽的原理是蒸發(fā)海水，然后結(jié)晶得到氯化鈉；氯化鈉電子式為Na＋[eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)]－；與Na、Cl同周期，且簡(jiǎn)單離子半徑最小的離子為Al3＋，它的結(jié)構(gòu)示意圖為。(3)因?yàn)镕e2＋沉淀完全時(shí)，Mg2＋已部分沉淀，故需先加H2O2將Fe2＋氧化成Fe3＋；再加MgO來調(diào)節(jié)溶液pH至5.0<pH<9.5，使雜質(zhì)離子(Fe3＋、Cr3＋)完全沉淀；然后加鹽酸，在酸性環(huán)境中蒸發(fā)結(jié)晶，防止水解。[答案](1)蒸發(fā)結(jié)晶Na＋[eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)]－(2)加過量BaCl2溶液'加過量NaOH溶液加稀HCl至濾液呈酸性(3)①H2O2將Fe2＋氧化成Fe3＋②MgO調(diào)節(jié)溶液pH至5.0<pH<9.5，使雜質(zhì)離子完全沉淀③加鹽酸，在酸性環(huán)境中蒸發(fā)結(jié)晶，防止水解13．X為某金屬礦的主要成分，X具有下列轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分反應(yīng)物、生成物沒有列出)。已知：1molX經(jīng)一系列變化只生成A、B、C，且物質(zhì)的量之比為1∶2∶1，X不含氧元素。請(qǐng)回答：(1)X的化學(xué)式為________；(2)寫出物質(zhì)A名稱________；物質(zhì)G名稱：________；(3)寫出下列反應(yīng)方程式：C＋E→B＋F__________________________________；生成紅色沉淀G____________________________________________________________________________________；(4)工業(yè)生產(chǎn)純凈C的方法是________；其陰極電極反應(yīng)式是：________；(5)已知反應(yīng)②的熱化學(xué)方程式為：2B(g)＋O2(g)2D(g)ΔH<0該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為：________；升高溫度K值的變化是：________。(填“變大”、“變小”或“不變”)[解析]由F→G的轉(zhuǎn)化條件可知，F(xiàn)中含有Cu2＋，G為Cu2O(氧化亞銅)，單質(zhì)C為Cu，E為H2SO4，D為SO3，B為SO2；由M中含F(xiàn)e2＋可知A為FeO，X中含有Fe、S和Cu三種元素，且三種元素的原子個(gè)數(shù)比1∶2∶1，故X的化學(xué)式為CuFeS2。[答案](1)CuFeS2(2)氧化亞鐵氧化亞銅(3)Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2OCH2OH(CHOH)4CHO＋2Cu(OH)2eq\o(→,\s\up7(△))CH2OH(CHOH)4COOH＋Cu2O↓＋2H2O(4)電解Cu2＋＋2e－=Cu(5)K＝eq\f(c2D,c2B·cO2)或K＝eq\f(c2SO3,c2SO2·cO2)變小14.eq\a\vs4\al(2012·海南一中二模)新型材料納米α－Fe粉具有超強(qiáng)的磁性能，可用作高密度磁記錄的介質(zhì)以及高效催化劑等。在不同溫度下，α－Fe粉與水蒸氣反應(yīng)的固體產(chǎn)物不同：溫度低于570℃時(shí)，生成FeO，高于570℃時(shí)，生成Fe3O4。(1)甲同學(xué)用圖1所示裝置進(jìn)行α－Fe粉與水蒸氣的反應(yīng)。證明實(shí)驗(yàn)中有氫氣產(chǎn)生的現(xiàn)象是_____________________________________________________________________。(2)乙同學(xué)用圖2所示裝置進(jìn)行α－Fe粉與水蒸氣反應(yīng)并驗(yàn)證產(chǎn)物。①試管a中的物質(zhì)是________。②乙同學(xué)為探究實(shí)驗(yàn)結(jié)束后試管內(nèi)的固體物質(zhì)成分，進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象Ⅰ將反應(yīng)后得到的黑