1、1金属及其化合物一、选择题(每小题有 12 个选项符合题意)1下列关于 Fe、Cu、Mg、Al 四种金属元素的说法中正确的是( )A四种元素的单质都能和盐酸反应，生成相应的盐和氢气B制备 AlCl3、FeCl 3、CuCl 2均不能采用将溶液直接蒸干的方法C将 Mg棒和 Al棒作为原电池的两个电极插入 NaOH溶液中，Mg 棒上发生氧化反应D铁锈的主要成分是氧化铁，铜锈的主要成分是氧化铜解析：选 B A 项，Cu 单质不与盐酸反应；C 项，一般情况下，在原电池中，金属性强的作负极，但也要根据电解质溶液的实际情况考虑，Mg 的金属性大于 Al的，但是电解质溶液为 NaOH溶液，而 Mg不与 Na
2、OH溶液反应，Al 与 NaOH溶液反应，所以 Al棒作负极，发生氧化反应；D 项，铁锈的主要成分是氧化铁，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜。2(2019溧水中学模拟)高温条件下，Al 和 Fe2O3反应生成Fe和 Al2O3。下列说法正确的是( )A该反应过程中的能量变化如图所示B该反应条件下，Al 的还原性强于 FeC反应中每生成 1 mol Fe转移 66.021023个电子D实验室进行该反应时常加入 KClO3作催化剂解析：选 B 铝热反应属于放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，图像不符，A 错误；Al 和 Fe2O3反应生成 Fe和 Al2O3，Al 作还原剂，Fe 是还原产物，所
3、以 Al的还原性强于 Fe，B 正确；反应中 Fe元素的化合价从3 价降低到 0价，所以反应中每生成 1 mol Fe转移 36.021023个电子，C 错误；铝热反应中 KClO3受热分解生成氧气，反应中KClO3不是催化剂，D 错误。3(2019溧水中学模拟)炼油厂的废碱液含有废油、苯酚钠、碳酸钠等，实验室通过以下四个步骤处理废碱液获取氢氧化钠固体。下列说法正确的是( )A用装置甲制取 CO2并通入废碱液B用装置乙从下口放出分液后上层的有机相C用装置丙分离水相中加入 Ca(OH)2产生的 CaCO3D用装置丁将滤液蒸发结晶得到 NaOH固体2解析：选 C 碳酸钙与硫酸反应生成硫酸钙微溶，包
4、裹在碳酸钙的表面，不利用气体的制备，应选盐酸与碳酸钙反应，故 A错误；分液时避免上下层液体混合，则先从下口放出下层液体，后从上口倒出上层的有机相，故 B错误；CaCO 3不溶于水，则图中过滤装置可分离，故 C正确；在蒸发皿中蒸发结晶，不能在烧杯中蒸发结晶，故 D错误。4下列物质的转化在给定条件下能实现的是( )ANaCl(aq) NaHCO3(s) Na2CO3(s) CO2 BCuCl 2 Cu(OH)2 Cu NaOH aq 葡 萄 糖 CAl NaAlO2(aq) NaAlO2(s) NaOH aq DMgO(s) Mg(NO3)2(aq) Mg(s) HNO3 aq 电 解 解析：选
5、C A 项，NaCl 溶液中通入 CO2不能生成 NaHCO3，应该先通入 NH3，错误；B项，CuCl 2溶液与 NaOH反应生成 Cu(OH)2沉淀，与葡萄糖反应生成 Cu2O，不是 Cu，错误；C项，Al 和 NaOH反应生成 NaAlO2和 H2，NaAlO 2溶液加热可以得到 NaAlO2固体，正确；D项，MgO 和 HNO3反应生成 Mg(NO3)2，制取金属 Mg应该电解熔融的 MgCl2，而不是 Mg(NO3)2 溶液，错误。5已知 a、b、d、e 均为中学化学中的常见物质，它们之间的转化关系如图所示(部分产物略去)，则下列有关物质的推断不正确的是( )A若 a是铁，则 e可能
6、为稀硝酸B若 a是 CuO，e 是碳，则 b为 COC若 a是 NaOH溶液，e 是 CO2，则 b为 NaHCO3D若 a是 AlCl3溶液，e 可能是氨水解析：选 D A 项，Fe 和过量的硝酸反应生成 Fe(NO3)3，与少量硝酸反应生成 Fe(NO3)2，Fe(NO 3)2可以被氧化为 Fe(NO3)3，Fe(NO 3)3能与 Fe反应生成 Fe(NO3)2，能实现上述转化，正确；B 项，CuO 与少量的碳反应生成 CO2，与过量的碳反应生成 CO，CO 2被过量碳还原为CO，CO 与 O2反应生成 CO2，符合转化关系，正确；C 项，NaOH 溶液与过量的 CO2反应生成NaHCO3
7、，与少量的 CO2反应生成 Na2CO3，Na 2CO3溶液与 CO2反应生成 NaHCO3，NaHCO 3与 NaOH反应生成 Na2CO3，符合转化关系，正确；D 项，AlCl 3溶液和氨水反应生成 Al(OH)3沉淀，Al(OH)3不溶于氨水，不能实现转换，错误。6固体粉末 X中可能含有 K2SO3、KAlO 2、MgCl 2、Na 2CO3中的一种或几种。为确定该固体粉末的成分，取 X少量溶于水得澄清透明溶液。再取 X进行下列实验，实验过程及现象如下：3根据上述实验，以下说法正确的是( )A气体 1可能为 SO2和 CO2的混合物B沉淀 3可能为 Mg(OH)2和 Al(OH)3的混合
8、物C固体粉末 X中一定有 Na2CO3，可能有 KAlO2D固体粉末 X中一定有 K2SO3和 KAlO2解析：选 D 固体 X加入足量稀硝酸后的溶液 2中加 BaCl2溶液有沉淀 4生成，则沉淀4为 BaSO4，X 中一定含 K2SO3，它被稀硝酸氧化成 K2SO4，同时生成的气体不是 SO2，而是NO。X 溶于水得澄清透明溶液，因 K2SO3与 MgCl2在溶液中不能共存，故 X中无 MgCl2。固体 X加足量稀硝酸后的溶液 2中加足量氨水能生成沉淀 3，结合AlO 4H =Al3 2H 2O、 Al3 3NH 3H2O=Al(OH)3 3NH ，可推知 X中一定有2 4KAlO2，沉淀
9、3是 Al(OH)3。题给实验现象无法确定 Na2CO3是否存在。综上分析，可知A、B、C 错误，D 正确。7(2019启东中学模拟)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )ANaHCO 3(s) Na2CO3(s) NaOH(aq) 饱 和 石 灰 水 BAl(s) NaAlO2(aq) Al(OH)3(s) NaOH aq 过 量 HCl aq CAgNO 3(aq) Ag(NH3)2 (aq) Ag(s) 氨 水 蔗 糖 aq DFe 2O3(s) Fe(s) FeCl3(aq) Al 高 温 HCl aq 解析：选 A A 项，NaHCO 3受热分解成 Na2CO3、C
10、O 2和 H2O，Na 2CO3与饱和石灰水反应生成 CaCO3和 NaOH，两步反应均能实现；B 项，Al 与 NaOH溶液反应生成 NaAlO2和H2，NaAlO 2与过量盐酸反应生成 NaCl、AlCl 3和 H2O，第二步反应不能实现；C 项，AgNO 3中加入氨水可获得银氨溶液，蔗糖中不含醛基，蔗糖不能发生银镜反应，第二步反应不能实现；D 项，Al 与 Fe2O3高温下发生铝热反应生成 Al2O3和 Fe，Fe 与 HCl反应生成 FeCl2和H2，第二步反应不能实现。8将金属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反应，下列对反应情况设想的评价正确的是( )选项 反应情况设想 评价A当铁、铜均不
11、剩余时，溶液中一定有Fe2 、Cu 2 ，一定无 Fe3正确，Fe 3 和 Fe、Cu 均可反应B当铁、铜均有剩余时，溶液中一定有Fe2 、Cu 2 ，无 Fe3正确，Fe 和 Cu与 Fe3 都反应，故有Fe2 和 Cu2 ，无 Fe34C当铜有剩余，铁无剩余时，溶液中一定只有 Fe2 、无 Cu2正确，Cu 有剩余故无 Cu2D当铁有剩余，铜无剩余时，溶液中一定有 Fe2 、Cu 2不正确，不可能是 Fe剩余，Cu 不剩余，因为 Fe比 Cu优先与 Fe3 反应解析：选 D 因离子的氧化性强弱顺序 Fe3 Cu2 Fe2 。如果 Fe3 的量很多，可以将铁和铜全部氧化后还有剩余，A 项错误
12、；当铁有剩余时，溶液中不会存在 Cu2 ，B 项错误；当铜有剩余时，可能部分铜发生反应，溶液中可能有 Cu2 ，C 项错误；因还原性 FeCu，故不存在有铁无铜的情况，D 项评价正确。9某同学采用工业大理石(含有少量 SiO2、Al 2O3、Fe 2O3等杂质)制取 CaCl26H2O，设计了如图流程：下列说法不正确的是( )A固体中含有 SiO2，固体中含有 Fe(OH)3B使用石灰水时，要控制 pH，防止固体中 Al(OH)3转化为 AlO2C试剂 a选用盐酸，从溶液得到 CaCl26H2O产品的过程中，须控制条件防止其分解D若改变实验方案，在溶液中直接加氨水至沉淀完全，滤去沉淀，其溶液经
13、蒸发浓缩、冷却结晶也可得到纯净 CaCl26H2O解析：选 D SiO 2难溶于盐酸，固体中含有 SiO2；FeCl 3与 Ca(OH)2反应生成 Fe(OH)3，所以固体中含有 Fe(OH)3，故 A正确；Al(OH) 3可溶于强碱，使用石灰水时，要控制pH，防止固体 中 Al(OH)3转化为 AlO ，故 B正确；CaCl 26H2O易失去结晶水，所以须2控制条件防止其分解，故 C正确；溶液中直接加氨水至沉淀完全，生成 NH4Cl，其溶液经蒸发浓缩、冷却结晶不能得到纯净 CaCl26H2O，故 D错误。10某混合物 X由 Al2O3、Fe 2O3、Cu、SiO 2中的一种或几种物质组成。某
14、校课外兴趣小组以两条途径分别对 X进行如下实验探究：途径 a：途径 b：5下列有关说法不正确的是( )A1.92 g 固体只含 CuB由可知 X中一定存在 Fe2O3和 CuC原混合物中 m(Fe2O3) m(Cu)12D原混合物 X至少含 Al2O3和 SiO2中的一种，但不能进一步确认二者的存在与否解析：选 CD 途径 a中，加入盐酸时生成蓝色溶液，说明溶液中含有 Cu2 ，只能是Fe2O3与盐酸反应生成的 Fe3 把 Cu氧化为 Cu2 ，即 X中一定存在 Fe2O3和 Cu，B 正确；盐酸过量，Fe 2O3完全反应，但是铜不一定完全反应，当加入过量 NaOH溶液时，SiO 2完全反应，
15、所以剩余的 1.92 g固体只能是铜，由此可知 X中含有 SiO2，其质量为 4.92 g1.92 g3 g，结合途径 b可知，X 中不含 Al2O3，A 正确，D 错误；根据Fe2O36HCl= =2FeCl33H 2O,2FeCl3Cu= =CuCl22FeCl 2得关系：Fe 2O3Cu，即在与足量盐酸反应时，Fe 2O3和 Cu的物质的量相等，质量为 9.4 g4.92 g4.48 g，在混合物中铜的质量还要再加上剩余的 1.92 g，即混合物中 m(Fe2O3) m(Cu)11，C 错误。二、非选择题11(2019海安高级中学模拟)粉煤灰是燃煤电厂的废渣，主要成分为SiO2、Al 2
16、O3、Fe 2O3和 C等。实验室模拟工业从粉煤灰提取活性 Al2O3，其流程如图所示：已知烧结过程的产物主要是 NaAlO2、Ca 2SiO4、NaFeO 2和 Na2SiO3等。(1)写出烧结过程中铝元素转化的化学方程式：_。(2)操作 a为冷却、研磨，其中研磨的目的是_。(3)浸出过程中，NaFeO 2可完全水解，水解反应的离子方程式为_。(4)操作 b的名称是_，所用的玻璃仪器有_、_和烧杯。(5)“碳化”时生成沉淀，沉淀的化学式为_。解析：粉煤灰是燃煤电厂的废渣，主要成分为 SiO2、Al 2O3、Fe 2O3和 C等，当加入CaCO3、Na 2CO3进行烧结，发生：Al2O3Na
17、2CO3 2NaAlO2CO 2、Na 2CO3SiO 2 Na2SiO3CO 2= = = = =高 温 = = = = =高 温 、2CaCO 3SiO 2 Ca2SiO42CO 2、Fe 2O3Na 2CO3 2NaFeO= = = = =高 温 = = = = =高 温 2CO 2、CO 2 CO2，所以气体 X为 CO2，操作 a为冷却、研磨，加入碳酸= = = = =高 温 6钠溶液浸出，AlO 2H 2OAl(OH) 3OH ，碳酸钠溶液呈碱性，抑制 AlO 的水解，2 2NaFeO2可完全水解，FeO 2H 2O=Fe(OH)3OH ，操作 b过滤出 Fe(OH)3、Ca 2S
18、iO4，加2入氧化钙脱硅，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和 SiO 反应生成硅酸钙沉淀，23操作 b过滤出硅酸钙沉淀，滤液为 NaAlO2，通入二氧化碳，碳酸酸性强于氢氧化铝，所以发生：NaAlO 2CO 22H 2O=NaHCO3Al(OH) 3，过滤出沉淀氢氧化铝，加热氢氧化铝生成氧化铝和水，电解氧化铝得到铝和氧气。(1)“烧结“过程中氧化铝和碳酸钠反应：Al2O3Na 2CO3 2NaAlO2CO 2。(2)“烧结”过程的产物主要是= = = = =高 温 NaAlO2、Ca 2SiO4、NaFeO 2和 Na2SiO3等，操作 a的下一步为浸出，操作 a为冷却、研磨，所以研磨的目
19、的是提高烧结产物浸出率。(3)碳酸钠溶液呈碱性，抑制 AlO 的水解，2NaFeO2可完全水解，FeO 2H 2O=Fe(OH)3OH 。(4)浸出液经过两次操作 b分离沉淀，2所以 b为过滤，过滤时需要制作过滤器的漏斗、固定仪器的铁架台、引流用的玻璃棒、承接滤液的烧杯；所以还需用的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒。(5)操作 b过滤出硅酸钙沉淀，滤液为 NaAlO2，通入二氧化碳，碳酸酸性强于氢氧化铝，所以发生：NaAlO2CO 22H 2O=NaHCO3Al(OH) 3，所以“碳化”时生成沉淀氢氧化铝。答案：(1)Al 2O3Na 2CO3 2NaAlO2CO 2= = = = =高 温 (2)提高
20、烧结产物浸出率(3)FeO 2H 2O=Fe(OH)3OH 2(4)过滤 漏斗 玻璃棒 (5)Al(OH) 312有一含 NaCl、Na 2CO310H2O和 NaHCO3的混合物，某同学设计如图所示的实验装置，通过测量反应产生的 CO2和 H2O的质量，来确定该混合物中各组分的质量分数。(1)实验步骤：按如图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后，首先进行的操作是_。称取样品，并将其放入硬质玻璃管中；称量装浓硫酸的洗气瓶 C的质量和装碱石灰的 U形管 D的质量。打开活塞 K1、K 2，关闭 K3，缓缓鼓入空气数分钟，其目的是_。关闭活塞 K1、K 2，打开 K3，点燃酒精灯加热至不再产生气体。装
21、置 B中发生反应的化学方程式为_。打开活塞 K1，缓缓鼓入空气数分钟，然后拆下装置，再次称量洗气瓶 C的质量和 U7形管 D的质量。(2)关于该实验方案，回答下列问题。若加热反应后不鼓入空气，对测定结果的影响是_。E 处干燥管中盛放的药品是_，其作用是_，如果实验中没有该装置，则会导致测量结果 NaHCO3的质量_(填“偏大” 、 “偏小”或“无影响”)。若样品质量为 w g。反应后 C、D 装置增加的质量分别为 m1 g、 m2 g，则混合物中Na2CO310H2O的质量分数为_(用含 w、 m1、 m2的代数式表示)。解析：(1)组装好实验装置后首先应检查装置气密性。由于装置中存在 CO2
22、和水蒸气，应先除去装置中的 CO2和水蒸气。由物质的性质可知该装置在加热时发生的反应为2NaHCO3 Na2CO3H 2OCO 2、Na 2CO310H2O Na2CO310= = = = = = = = = = H2O。(2)加热后有部分 CO2和水蒸气会残留在装置中，必须鼓入空气使其完全被吸收，若不鼓入空气，则测得的 NaHCO3和 Na2CO310H2O的质量分数偏小，NaCl 的质量分数偏大。装置 E是防止空气中的 CO2和水蒸气进入装置 D，故干燥管中盛放的药品是碱石灰，如果没有该装置，会使测得的 NaHCO3的质量偏大。由题目信息知反应放出的 CO2的质量为 m2 g，根据反应方程
23、式 2NaHCO3 Na2CO3H 2OCO 2，可计算出该反应中产= = = = = 生的水的质量为 g，从而计算出 Na2CO310H2O分解产生水的质量为 g，18 m244 (m1 18 m244 )再根据 Na2CO310H2O Na2CO310H 2O计算出 Na2CO310H2O的质量，最后= = = = = 计算出 Na2CO310H2O的质量分数。答案：(1)检查装置气密性 除去装置中的水蒸气和 CO22NaHCO 3 Na2CO3H 2OCO 2、= = = = = Na2CO310H2O Na2CO310H 2O= = = = = (2)Na 2CO310H2O和 NaH
24、CO3的质量分数测定结果偏小，NaCl 的质量分数测定结果偏大 碱石灰 防止空气中的 CO2和水蒸气进入 D中影响测定结果 偏大 100%286(m1 18m244)180w13某科研小组以难溶性钾长石(K 2OAl2O36SiO2)为原料，提取 Al2O3、K 2CO3等物质，工艺流程如下：8(1)煅烧过程中钾长石中的钾元素和铝元素在 Na2CO3作用下转化为可溶性的 NaAlO2和KAlO2，写出 Al2O3转化为 NaAlO2的化学方程式_。(2)已知 NaAlO2和 KAlO2易发生如下水解反应：AlO 2H 2OAl(OH) 3OH ， “浸取”2时应保持溶液呈_(填“酸”或“碱”)
25、性。(3)“转化”时加入 NaOH的主要作用是_(用离子方程式表示)。(4)上述工艺中可以循环利用的主要物质是_、_和水。(5)以 Al2O3为原料，以石墨为电极，通过电解法可制得金属铝。电解池中接电源负极的一极电极反应式是_。长时间电解后，需要更换新的石墨电极的是_(填“阴”或“阳”)极。解析：(1)在加热时 Al2O3与 Na2CO3反应生成 NaAlO2，同时生成 CO2气体，化学方程式为 Na2CO3Al 2O3 2NaAlO2CO 2。(2)碱性条件下可以抑制 AlO 水解。= = = = = 2(3)“沉淀”过滤后的“滤液”中含有 NaHCO3和 KHCO3，加入 NaOH与 HC
26、O 反应生成 CO3。(4)由流程图可知，Na 2CO3、CO 2和水既是加入的物质，也是生成的物质，故可循环利23用。(5)阴极 Al3 得电子，发生还原反应，生成 Al；阳极反应为 O2 失电子，生成 O2，该电极的石墨可被氧化，故需要及时更换。答案：(1)Na 2CO3Al 2O3 2NaAlO2CO 2= = = = = (2)碱 (3)HCO OH =H2OCO3 23(4)Na2CO3 CO 2(5)Al3 3e =Al 阳14铁及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。.氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备氧化铁的流程如下：回答下列问题：(1)操作 A、B 的名称分别是_、_；加入
27、稍过量 NH4HCO3溶液的作用是9_。(2)写出在空气中充分加热煅烧 FeCO3的化学方程式：_。.上述流程中，若煅烧不充分，最终产品中会含有少量的 FeO杂质。某同学为测定产品中 Fe2O3的含量，进行如下实验：a称取样品 8.00 g，加入足量稀 H2SO4溶解，并加水稀释至 100 mL；b量取 25.00 mL待测溶液于锥形瓶中；c用酸化的 0.010 00 molL1 KMnO4标准液滴定至终点；d重复操作 b、c 23 次，得出消耗 KMnO4标准液体积的平均值为 20.00 mL。(3)写出滴定过程中发生反应的离子方程式：_。(4)确定滴定达到终点的操作及现象为_。(5)上述样
28、品中 Fe2O3的质量分数为_。(6)下列操作会导致样品中 Fe2O3的质量分数的测定结果偏低的是_(填序号)。a未干燥锥形瓶b盛装标准液的滴定管没有用标准液润洗c滴定结束时仰视刻度线读数d量取待测液的滴定管没有润洗解析：(1)通过操作 A得到滤渣和滤液，故操作 A为过滤；操作 B为洗涤。根据图示工艺流程，加入稍过量 NH4HCO3溶液的目的是调节溶液的 pH，使溶液中的 Fe2 完全沉淀为FeCO3。(2)在空气中充分加热煅烧 FeCO3，最终得到 Fe2O3，反应的化学方程式为4FeCO3O 2 2Fe2O34CO 2。(3)滴定过程中，Fe 2 和 MnO 发生氧化还原反= = = =
29、=高 温 4应，Fe 2 被氧化为 Fe3 ，MnO 被还原为 Mn2 ，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒4配平离子方程式：5Fe2 MnO 8H =5Fe3 Mn 2 4H 2O。(4)若向待测液中再滴加一滴标准液，振荡，4溶液刚好由黄色变成浅紫色，且半分钟内不变色，则滴定达到终点。(5)根据关系式：5FeO5Fe 2 MnO ，则样品中 n(FeO)5 n(KMnO4)50.010 00 4molL1 20.00103 L 0.004 mol，样品中 FeO的质量分数为100 mL25.00 mL100%3.6%，故样品中 Fe2O3的质量分数为0.004 mol72 gmol 18.
30、00 g13.6%96.4%。(6)未干燥锥形瓶，对实验结果无影响，a 项不符合题意；盛装标准液的滴定管没有用标准液润洗，则标准液的浓度偏小，消耗的标准液的体积偏大，FeO 的质量分数的测定结果偏高，从而使 Fe2O3的质量分数的测定结果偏低，b 项符合题意；滴定结束10时仰视刻度线读数，则读取的标准液的体积偏大，FeO 的质量分数的测定结果偏高，从而使 Fe2O3的质量分数的测定结果偏低，c 项符合题意；量取待测液的滴定管没有润洗，则消耗标准液的体积偏小，FeO 的质量分数的测定结果偏低，从而使 Fe2O3的质量分数的测定结果偏高，d 项不符合题意。答案：(1)过滤 洗涤 调节溶液的 pH，使溶液中的 Fe2 完全沉淀为 FeCO3(2)4FeCO3O 2 2Fe2O34CO 2= = = = =高 温 (3)5Fe2 MnO 8H =5Fe3 Mn 2 4H 2O4(4)向待测液中再滴加一滴标准液时，振荡，溶液刚好由黄色变成浅紫色，且半分钟内不变色(5)96.4% (6)bc11
