1、1专题检测七 (考查范围:专题三 元素及其化合物 2022 讲 金属元素及其化合物)(时间:90 分钟 满分:100 分)可能用到的相对原子质量:H1 O16 Na23 Mg24 S32 Cl35.5 Fe56 Cu64一、选择题(本大题包括 20 个小题,每小题 2 分,共 40 分;每小题只有一个选项符合题目要求)1.工业上,一般不用电解法来制备的金属是( )A.钠 B.镁 C.铝 D.铁答案 D解析钠、镁和铝是活泼的金属,一般通过电解法冶炼,铁不是很活泼的金属,一般不通过电解法冶炼,而是利用还原剂还原,答案选 D。2.下列化学实验事实及其解释不正确的是( )A.滴有酚酞溶液的 NaHCO
2、3溶液呈浅红色,微热后红色加深,是因为升温促进水解,碱性增强了B.钠保存在煤油中,是因为煤油不与钠反应,且钠的密度比煤油的密度大、煤油可以隔绝空气C.用洁净的玻璃管向包有 Na2O2的脱脂棉吹气,脱脂棉燃烧,说明 CO2、H 2O 与 Na2O2的反应是放热反应D.钠长期暴露在空气中的产物是 NaHCO3答案 D解析钠或钠的氧化物在空气中最终变质成碳酸钠。3.下列离子方程式中书写正确的是( )A.水玻璃中通入过量二氧化碳:Si +CO2+H2O C +H2SiO3O2-3 O2-3B.澄清石灰水中通入过量二氧化碳:Ca(OH) 2+2CO2 Ca2+2HCO-3C.二氧化硅与氢氟酸反应:SiO
3、 2+4H+4F- SiF4+2H 2OD.二氧化硅溶于烧碱溶液中:SiO 2+2OH- Si +H2OO2-3答案 D解析过量 CO2,生成的是 HC ,A 项错误;B 项的正确写法是 CO2+OH- HC ;氢氟酸是弱酸,在离O-3 O-3子方程式中不能拆分,C 项错误。4.CuSO4是一种重要的化工原料,有关制备途径及性质如图所示。下列说法错误的是( )A.途径所用混酸中 H2SO4与 HNO3物质的量之比最好为 32B.与途径相比,途径更好地体现了绿色化学思想C.生成等量的硫酸铜,三个途径中参加反应的硫酸的物质的量:=c,则下列说法正确的是( )A.残余固体是铜和铁B.最后得到的溶液中
4、一定含有 Cu2+C.将残余固体加入到稀硫酸中,有气泡产生D.最后得到的溶液中可能含有 Fe3+答案 B解析相关反应有 2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+,Cu2+Fe Fe2+Cu,ac,说明 Cu 与 Fe3+反应产生的 Cu2+没有完全析出,Fe 完全溶解,残留固体只有 Cu,溶液中一定含有 Cu2+,A 项错误,B 项正确;Cu 与稀硫酸不反应,故 C 错;由于残余固体为铜,故溶液中不可能还存在 Fe3+,D 项错误。14.(2018湖南、江西十四校联考)向 25 mL 12.0 molL-1浓硝酸中加入足量铜,充分反应后共收集到标准状况下 2.24 L NO 和 NO2的混合气体(不
5、考虑 N2O4的存在),则参加反应的铜的质量为( )A.3.2 g B.6.4 g C.12.8 g D.19.2 g答案 B5解析由题意可知,HNO 3的物质的量为 0.3mol,生成标准状况下 2.24LNO 和 NO2的混合气体,则被还原的 HNO3为 0.1mol,未被还原的 HNO3转化成 Cu(NO3)2,即参加反应的 Cu 为 0.1mol,其质量为 6.4g。B项正确。15.(2018河南洛阳期末)中科院化学所研制的晶体材料纳米四氧化三铁,在核磁共振造影及医药上有广泛用途,其生产过程的部分流程如图所示。FeCl 36H2O FeOOH 纳米四氧化三铁下列有关叙述不合理的是( )
6、A.纳米四氧化三铁具有磁性,可作为药物载体用于治疗疾病B.纳米四氧化三铁可分散在水中,它与 FeCl3溶液的分散质直径大小相等C.反应中环丙胺的作用是促进氯化铁水解D.反应的化学方程式是 6FeOOH+CO 2Fe3O4+3H2O+CO2答案 B解析纳米四氧化三铁为磁性纳米晶体材料,可作为药物载体用于疾病的治疗,A 项正确;纳米四氧化三铁分散在适当的分散剂中形成的分散系属于胶体,不同于溶液中溶质微粒的直径,B 项错误;反应中环丙胺不参加反应,但加入环丙胺后 FeCl3发生水解生成 FeOOH,即环丙胺会促进氯化铁的水解,C项正确;由制备过程图可知,反应中的反应物为 FeOOH 和 CO,由一种
7、生成物为 Fe3O4和质量守恒定律可知反应为 6FeOOH+CO 2Fe3O4+3H2O+CO2,D 项正确。16.(2018辽宁沈阳模拟)部分氧化的 Fe、Cu 合金样品(氧化产物为 Fe2O3、CuO)共 5.76 g,经如下处理:下列说法正确的是( )A.滤液 A 中的阳离子为 Fe2+、Fe 3+、H +B.样品中 Fe 元素的质量为 2.24 gC.样品中 CuO 的质量为 4.0 gD.V=896答案 B解析根据题意,3.2g 滤渣一定是铜,而铜与 Fe3+不共存,A 项错误;最后的 3.2g 固体为 Fe2O3,其中铁元素的质量为 2.24g,B 项正确;样品中铜元素和氧元素的质
8、量共 5.76g-2.24g=3.52g,C 项错误;2.24g 铁元素不可能全是单质铁,故生成氢气的体积小于 896mL,D 项错误。17.FeSO4可发生如图所示的一系列反应,下列说法错误的是 ( )FeSO46A.碱式硫酸铁水解能产生 Fe(OH)3胶体,可用作净水剂B.为防止 NH4HCO3分解,生产 FeCO3需在较低温度下进行C.可用 KSCN 溶液检验(NH 4)2Fe(SO4)2是否被氧化D.常温下,(NH 4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比 FeSO4的大答案 D解析摩尔盐比对应的盐的溶解度都要小。18.常温时,将 0.1 mol Fe(NO3)3和 2 mol HCl
9、溶于水得 2 L 混合溶液,然后向该溶液中投入 m g 铁粉使其充分反应后,滴加 KSCN 溶液不变红色。下列有关说法正确的是( )A.由于氧化性 Fe3+H+,首先发生的反应是 Fe+2Fe3+ 3Fe2+B.当加入 16.8 g 铁粉时,可生成标准状况下 6.72 L 气体C.在铁粉充分反应后的溶液中,铁元素以 Fe2+和 Fe3+的形式存在D.m 至少等于 28,反应过程中溶液的质量一直在减小答案 B解析酸性条件下,N 有强氧化性,因此首先发生的反应是 Fe+N +4H+ NO+Fe 3+2H2O,然后O-3 O-3发生反应:Fe+2Fe 3+ 3Fe2+,Fe+2H + Fe2+H2,
10、A 错误;当加入 16.8g 铁粉时,刚好发生上述反应,生成标准状况下的 6.72LNO 气体,生成 0.3molFe3+,消耗 1.2molH+,B 正确;根据滴加 KSCN 溶液不变红色说明溶液不含 Fe3+,C 错误;根据方程式计算则至少消耗铁 16.8g+(0.1+0.3)0.556g=28g,但反应过程中溶液的质量一直在增大,D 错误。19.(2018西安模拟)将 Mg、Cu 组成的 m g 混合物投入适量稀硝酸中恰好完全反应,固体完全溶解时收集到的还原产物 NO 气体为 0.896 L(标准状况),向反应后的溶液中加入 2 molL-1 NaOH 溶液60 mL 时金属离子恰好沉淀
11、完全,则形成沉淀质量为( )A.(m+2.28) g B.(m+2.04) gC.(m+3.32) g D.(m+4.34) g答案 B解析当金属离子恰好沉淀时, m(沉淀)= m(金属)+ m(OH-),守恒的巧妙之处在于, n(OH-)=n(金属失电子)=n(NO 得到的电子)=3 =0.12mol,m(沉淀)= m(金属)+ m(OH-)=mg+0.1217g=(m+2.04)g,B0.896L22.4Lmol-1正确。20.(2018黑龙江哈尔滨师范大学附中开学考)以硫铁矿(主要成分:FeS 2和 SiO2)为主要原料制得绿矾(FeSO 47H2O)的生产流程如下:下列说法不正确的是(
12、 )A.过程 1 废气中含 SO2B.过程 2 中的试剂 a 为稀硫酸C.过程 3 中发生反应的离子方程式为 2Fe3+SO2+2H2O 2Fe2+S +4H+O2-4D.过程 4 将溶液加热到有较多固体析出,再用余热将液体蒸干,可得纯净绿矾7答案 D解析由制备绿矾的流程可知,硫铁矿(主要成分:FeS 2和 SiO2)高温煅烧后的废气中含 SO2,烧渣(主要成分:Fe 2O3和 SiO2)溶于稀硫酸,溶液中含 Fe3+;过程 2 过滤除去二氧化硅,滤液中通入二氧化硫,将铁离子还原生成亚铁离子;过程 4 为蒸发浓缩、冷却结晶析出绿矾。根据上述分析,过程 1 中的废气中含 SO2,故 A 正确;因
13、绿矾的酸根离子为硫酸根离子,则过程 2 最好用稀硫酸来溶解烧渣,故 B 正确;过程 3 中二氧化硫将铁离子还原生成硫酸亚铁,反应的离子方程式为 2Fe3+SO2+2H2O 2Fe2+S+4H+,故 C 正确;过程 4 将溶液加热到有较多固体析出,再用余热将液体蒸干,蒸干时绿矾受热失O2-4去结晶水,得不到纯净的绿矾,故 D 错误。二、非选择题(本大题包括 6 个小题,共 60 分)21.(6 分)下列物质转化关系如图所示,已知 A 为中学化学常见的固体非金属单质,E 为常见的金属单质,反应过程中部分产物略去。(1)写出棕黄色溶液中溶质的化学式: 。 (2)写出 B C 反应的化学方程式: 。
14、(3)写出 F H 在酸性溶液中发生反应的离子方程式: 。 答案(1)FeCl 3、Fe 2(SO4)3(2)2SO2+O2 2SO3(3)2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O解析 A 为固体非金属单质,且能连续氧化两次,D 能与金属单质发生反应,反应的产物又能被氯水、H2O2氧化,可以确定 A 为单质硫,B 为二氧化硫,C 为三氧化硫,D 为硫酸。E 为常见的金属单质,含其离子的溶液可为棕黄色,棕黄色溶液可与 NaOH 溶液反应生成红褐色沉淀,可以确定 E 为单质铁,F 为硫酸亚铁,硫酸亚铁被氯水氧化生成的棕黄色溶液中既有氯化铁也有硫酸铁。22.(4 分)(2018绍兴选考适应性考
15、试)为分析某盐的成分,做了如下实验:请回答:(1)盐 M 的化学式是 ; (2)被稀 NaOH 溶液吸收的气体的电子式为 ; (3)向溶液 A 中通入 H2S 气体,有淡黄色沉淀产生,写出反应的离子方程式: (不考虑空气的影响)。 答案(1)Fe(ClO 4)3 (2 (3)2Fe 3+H2S 2Fe2+2H+S)ClCl8解析(1)无色气体能使带火星的木条复燃,证明有氧气产生。能被稀 NaOH 溶液吸收的单质气体为Cl2,说明盐 M 中含有 O 和 Cl 元素。红棕色固体 溶液 A 沉淀 固体,说明红棕色固体为 Fe2O3,说明盐 M 中一定含有 Fe 元素。根据题中数据关系可知 Fe2O3
16、的物质的量为0.1mol,O2的物质的量为 =1.05mol。盐 M 隔绝空气高温分解产生的混合单质气体的质量33.6g32gmol-1=70.9g-16g=54.9g,其中 O2的质量为 33.6g,则 Cl2的质量=54.9g-33.6g=21.3g,故 n(Cl2)= =0.3mol,70.9gM 是由 Fe、Cl、O 三种元素组成, n(Fe)=0.2mol,n(O)21.3g71gmol-1=21.05mol+30.1mol=2.4mol,n(Cl)=0.6mol,故 n(Fe) n(Cl) n(O)=1312,则盐 M 的化学式为 Fe(ClO4)3。(2)被稀 NaOH 溶液吸收
17、的气体是氯气,其电子式为 。 ClCl(3)溶液 A 为 FeCl3溶液,向溶液 A 中通入 H2S 气体,有淡黄色沉淀产生,反应的离子方程式为2Fe3+H2S 2Fe2+2H+S。23.(4 分)向 Fe 和 Fe2O3组成的 3.84 g 混合物中加入 120 mL 某浓度的盐酸,恰好完全反应,生成672 mL H2(标准状况下),若向反应后的溶液中滴入几滴 KSCN 溶液,溶液不呈血红色。(1)原混合物中 Fe 的质量为 g。 (2)所用盐酸的物质的量浓度是 molL -1。 答案(1)2.24 (2)1解析由题意可知 n(H2)= =0.03mol,设 Fe2O3的物质的量为 x。0.
18、672L22.4Lmol-1Fe2O3+6H+ 2Fe3+3H2O2Fe3+Fe 3Fe2+Fe+2H+ Fe2+H2根据题意(0.03mol+ x)56gmol-1+x160gmol-1=3.84g,x=0.01mol,所以 m(Fe)=(0.03+0.01)mol56gmol-1=2.24g,c(HCl)= =1molL-1。60.01mol+0.06mol0.12L =0.12mol0.12L24.(6 分)铁在工业生产和日常生活中都具有非常重要的应用。某含铁化合物 W,为探究其成分,化学兴趣小组的同学取化合物 W 的粉末进行实验。经组成分析,该粉末除铁元素和氧元素外,还有另一种未知元素
19、。另取 2.22 g 化合物 W 的粉末溶于适量稀硫酸,向反应后的溶液中加入含有 3.20 g NaOH 的溶液,恰好完全反应。过滤,将洗涤后的沉淀充分灼烧,得到红棕色粉末 1.60 g;将所得滤液在一定条件下蒸发灼烧可得到一种纯净的不含结晶水的盐 7.10 g。请回答:(1)另一未知元素为 (填元素符号)。 (2)化合物 W 的化学式为 。 化合物 W 与适量稀硫酸反应的化学方程式为 。 答案(1)Na9(2)NaFeO 2 2NaFeO 2+4H2SO4 Na2SO4+Fe2(SO4)3+4H2O解析 3.20gNaOH 的物质的量为 0.08mol,红棕色粉末为氧化铁,1.60g 氧化铁
20、的物质的量为 0.01mol,滤液为硫酸钠溶液,硫酸钠的物质的量为 =0.05mol,则含钠离子 0.1mol,由原子守恒可知,7.10g142gmol-12.22gW 中含 Na+物质的量为 0.02mol,则 W 中含氧原子的质量=2.22g-0.01mol256gmol -1-0.02mol23gmol-1=0.64g,n(O)= =0.04mol,n(Fe)=0.02mol,n(Na)=0.02mol,则 W 的化学0.64g16gmol-1式为 NaFeO2。25.(20 分)(2018安徽黄山模拟)金属铝在酸性或碱性溶液中均可与 N 发生氧化还原反应,转化O-3关系如下:请回答下列
21、问题:(1)气体 D 和 F 反应可生成盐,该盐的化学式为 。 (2)C、E 排入大气中会造成大气污染,在催化剂存在下,D 可以将 C、E 转化为无毒的气态单质,该单质的电子式为 。 (3)将 A 转化为 B,可选择的试剂是 (填字母)。 a.CO2 b.NaOH c.CH 3COOH d.NH 3 e.HCl(4)过量 D 的水溶液与 A 溶液反应的离子方程式是 。 (5)除去气体 C 中的杂质气体 E 的化学方法:将混合气体通入 中。 (6)Al 与 N 在酸性条件下反应,Al 与被还原的 N 的物质的量之比是 。 O-3 O-3(7)Al 与 N 在碱性条件下反应的离子方程式为 。 O-
22、3答案(1)NH 4NO3(2 N) N(3)b(4)3NH3H2O+Al3+ Al(OH)3+3N H+4(5)水 (6)11 (7)8Al+3N +5OH-+2H2O 8Al +3NH3O-3 O-2解析(1)气体 DCE,这是连续被氧化的过程,F 为 HNO3,E 为 NO2,C 为 NO,D 为 NH3,则气体 D 和 F 的反应为 NH3+HNO3 NH4NO3,盐为 NH4NO3;(2)D 将 C、E 在催化剂存在的条件下转化成 N2,N2的电子式为 N ; N(3)A 中铝元素以 A 形式存在,B 中铝元素以 Al 形式存在,因此 A 转化为 B 的离子方程式l3+ O-2为 A
23、l3+4OH- Al +2H2O,b 正确;O-2(4)发生的反应是 Al3+3NH3H2O Al(OH)3+3N ;H+4(5)根据 3NO2+H2O 2HNO3+NO,将气体通入水中可除去 NO 中含有的 NO2;(6)根据得失电子数目守恒, n(Al)3=n(N )3,Al 与 N 的物质的量之比为 11;O-3 O-3(7)根据转化关系可得离子方程式为 8Al+3N +5OH-+2H2O 8Al +3NH3。O-3 O-21026.(20 分)(2017安徽江南十校联考)某冶金厂的矿渣含有较多的 Al2O3、Fe 2O3、MgO、SiO 2,现欲进行综合利用以提取氧化铝、氧化镁、氧化铁
24、作为工业原料,其设计的工艺流程如下:已知:氧化镁与水反应生成氢氧化镁;硅酸的酸性比氢氧化铝强。饱和氯化铵溶液的 pH 约为 5,氢氧化镁开始沉淀至沉淀完全的 pH 范围:9.012.0。氢氧化铁开始沉淀至沉淀完全的 pH 范围:2.74.0。(1)写出过程中氧化铝发生反应的化学方程式: 。 (2)过程的名称是 ,产品乙的俗名是 。 (3)过程中所用适量的 B 是一种气体,B 是 (填化学式),过程中所发生反应的离子方程式为 。 (4)残渣甲用饱和氯化铵溶液能部分溶解的原因是 (结合平衡表达式,用化学平衡理论解释)。 (5)取适量溶液丙,加入过量盐酸并过滤除去沉淀,再用惰性电极电解滤液,一段时间
25、后,在阴极区有沉淀生成,最后沉淀消失。电解时生成沉淀的化学方程式为 。 答案(1)Al 2O3+Na2CO3 2NaAlO2+CO2(2)溶解、过滤 铁红(3)CO2 CO 2+3H2O+2Al 2Al(OH)3+CO-2 O2-3(4)Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),氯化铵溶液中的 N 能与 OH-反应,使 c(OH-)降低,平衡右移H+4(5)2AlCl3+6H2O 2Al(OH)3+3H 2+3Cl 2解析矿渣粉碎后与纯碱混合熔融,Al 2O3、SiO 2分别生成偏铝酸钠、硅酸钠。产品乙是红棕色固体,应是 Fe2O3。根据已知信息,MgO 与水反应生成 Mg(O
26、H)2,即残渣甲是 Fe2O3和 Mg(OH)2的混合物。用饱和氯化铵溶液溶解,Mg(OH) 2转化为氯化镁,过滤后与氢氧化钠反应生成 Mg(OH)2沉淀,灼烧得到MgO,产品甲是 MgO。溶液丙中含有硅酸钠和偏铝酸钠,通入适量 CO2,因为硅酸的酸性比 Al(OH)3强,故优先生成 Al(OH)3沉淀,灼烧得到氧化铝。(1)根据以上分析可知过程中氧化铝发生的反应类似 SiO2与 Na2CO3的反应。(2)Mg(OH)2和 Fe2O3不溶于水,则过程的名称是溶解、过滤;Fe 2O3的俗名是铁红。(4)氢氧化镁中存在溶解平衡:Mg(OH) 2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),氯化铵电离出的 N 能与H+4OH-结合生成一水合氨,使 c(OH-)降低,则平衡右移,从而溶解氢氧化镁。(5)取适量溶液丙,加入过量盐酸,硅酸钠转化为硅酸沉淀,偏铝酸钠转化为氯化铝和氯化钠,过滤除去沉淀,然后用惰性电极电解滤液,阳极氯离子放电,阴极氢离子放电,电解时生成沉淀的化学方程式为 2AlCl3+6H2O 2Al(OH)3+3H 2+3Cl 2。
