1、1第三章 金属及其重要化合物章末综合检测(三)(时间:60 分钟,满分:100 分)一、选择题(本题包括 10 小题,每小题 6 分,共 60 分)1.下列有关金属的工业制法中,正确的是( )A.制钠:用海水为原料制得精盐,再电解纯净的 NaCl 溶液B.制铁:以铁矿石为原料,CO 还原得铁C.制镁:用海水为原料,经一系列过程制得氧化镁固体,H 2还原得镁D.制铝:从铝土矿中获得氧化铝再得到氯化铝固体,电解熔融的氯化铝得到铝解析:选 B。工业制钠是电解熔融 NaCl:2NaCl(熔融) 2NaCl 2,而= = = = =电 解 电解 NaCl 溶液:2NaCl2H 2O 2NaOHH 2Cl
2、 2得不到钠,故 A 错误;工= = = = =电 解 业制铁是用 CO 还原铁矿石:3COFe 2O3 2Fe3CO 2,故 B 正确;工业制镁是= = = = = 电解熔融 MgCl2:MgCl 2(熔融) MgCl 2,故 C 错误;工业制铝是电解熔融= = = = =电 解 的 Al2O3:2Al 2O3(熔融) 4Al3O 2,AlCl 3是共价化合物,在熔融状态下不= = = = =电 解 冰 晶 石导电,故 D 错误。2.下列说法不正确的是( )A.Na2O2能与 CO2反应,可用作呼吸面具的供氧剂B.Al2O3熔点高,可用于制作耐高温仪器C.明矾能水解生成 Al(OH)3胶体,
3、可用作净水剂D.SiO2有导电性,可用于制备光导纤维解析:选 D。Na 2O2能与 CO2反应生成氧气,常用作供氧剂,故 A 正确;Al 2O3熔点高,硬度大,可用于制作耐高温仪器,故 B 正确;明矾含有 Al3 ,易水解生成氢氧化铝胶体,具有吸附性,可用作净水剂,故 C 正确;SiO 2不具有导电性,故 D 错误。3.金属及其化合物转化关系是化学学习的重要内容之一。下列各组物质的转化关系中不全部是通过一步反应完成的是( )A.NaNaOHNa 2CO3NaClB.FeFe(NO 3)3Fe(OH) 3Fe 2O3C.MgMgCl 2Mg(OH) 2MgSO 4D.AlAl 2O3Al(OH)
4、 3AlCl 3解析:选 D。Al 2O3不能通过一步反应得到 Al(OH)3,D 错误。4.下列有关金属的说法中不正确的是( )2A.钠是一种强还原剂,可以把钛、锆、铌等从其熔融盐中置换出来B.镁燃烧发出耀眼的白光,常用于制造信号弹和烟火C.铜能与氯化铁溶液反应,该反应可以用于印刷电路板的制作D.铁能与硫酸发生反应,不能用铁制容器贮存浓硫酸解析:选 D。常温下铁在浓硫酸中发生钝化,故可用铁制容器贮存浓硫酸。5.(2018佛山模拟)“类推”这种思维方法在化学学习与研究中有时会产生错误结论,因此类推的结论最终要经过实践的检验才能确定其是否正确。下列几种类推结论中错误的是( )钠与水反应生成 Na
5、OH 和 H2;所有金属与水反应都生成碱和 H2铁露置在空气中一段时间后会生锈;性质更活泼的铝不能稳定存在于空气中Al(OH) 3、Cu(OH) 2受热易分解;Fe(OH) 3受热也易分解不能用电解熔融的 AlCl3来制取金属铝;也不能用电解熔融的 MgCl2来制取金属镁A. B.C. D.解析:选 C。活泼金属钠与水反应生成 NaOH 和 H2,金属与水反应不一定生成碱,如Fe 与水蒸气在高温下反应生成 Fe3O4和 H2,错误;铁露置在空气中一段时间后会生锈,是因为发生了电化学腐蚀,金属铝在空气中和 O2反应表面生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止O2与内部铝反应,所以铝能稳定存在于空气中,错误
6、;难溶性碱受热易分解,所以Fe(OH)3受热也易分解,正确;AlCl 3是共价化合物,熔融状态下不导电,故不能用电解熔融的 AlCl3来制取金属铝;MgCl 2是离子化合物,熔融状态下导电,能用电解熔融的 MgCl2来制取金属镁,错误。6.甲、乙、丙、丁、戊五种物质中,甲、乙、丙中均含有某种相同的元素,它们之间具有如图所示转化关系(反应条件及部分产物已略去)。下列有关物质的推断不正确的是( )选项 假设 结论A 甲为 Al(OH)3 丁可能是盐酸B 甲为 Na2CO3溶液 戊可能是 CO2C 甲为 Fe 丁可能是盐酸D 甲为 N2 戊可能是 O2解析:选 C。Al(OH) 3为两性氢氧化物,可
7、与酸、碱反应生成 Al3 、AlO ,AlO 和 2 2Al3 可发生水解相互促进的反应生成 Al(OH)3,A 正确;甲为 Na2CO3溶液,可与 CO2反应生成 NaHCO3,与 Ca(OH)2反应生成 NaOH,NaHCO 3可与 NaOH 反应生成 Na2CO3,B 正确;甲为Fe,丁为盐酸,则乙为 FeCl2,丙可能为氯化铁或氧化铁等,但氯化铁或氧化铁与 FeCl2均3不反应,C 错误;甲为 N2,戊是 O2,则丙为 NO,乙可为 NH3,NO 和 NH3反应可生成 N2,D 正确。7.(2018北京海淀区模拟)元素及其化合物丰富了物质世界,下列说法正确的是( )A.铜在冷的浓硫酸中
8、会钝化,所以把铜放入冷的浓硫酸中无明显现象B.NaOH 溶液和 AlCl3溶液相互滴加的现象不同C.金属比非金属易失电子,所以金属可以置换非金属,而非金属不能置换金属D.Al 与热水反应困难,故活泼性不及 Al 的金属在任何条件下均不能与 H2O 发生反应解析:选 B。 A.铜与冷的浓硫酸不反应,不是因为铜与浓硫酸发生钝化,错误;B.氢氧化钠溶液滴入氯化铝溶液中开始有沉淀后逐渐消失,而把氯化铝滴入氢氧化钠溶液中,开始无沉淀后逐渐产生沉淀,但不会消失,正确;C.金属比非金属易失电子,但非金属可以置换金属,如 C 与 CuO 的反应,错误;D.Al 与热水反应困难,但活泼性不如 Al 的 Fe 与
9、水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气,错误。8.下列实验现象描述不正确的是( )选项 实验 现象A 加热放在坩埚内的小块钠钠先熔化成光亮的小球,燃烧时,火焰为黄色,燃烧后,生成淡黄色固体B 在酒精灯上加热铝箔铝箔熔化,失去光泽,熔化的铝并不滴落,好像有一层膜兜着C 在 FeCl2溶液中滴入 NaOH 溶液先生成白色沉淀,沉淀很快变为灰绿色,最后变为红褐色D 在空气中久置的铝条放入 NaOH 溶液中立刻产生大量无色气泡,铝条逐渐变细并逐渐发热解析:选 D。在空气中久置的铝条放入 NaOH 溶液中,其表面的 Al2O3先与 NaOH 溶液反应,不会立刻产生大量无色气泡,D 错。9.下列实验过
10、程中产生的现象与对应的图像不相符的是( )4解析:选 C。NaOH 溶液和 AlCl3溶液按 41 混合后完全转化为 NaAlO2,继续加入AlCl3溶液,发生反应为 Al3 3AlO 6H 2O=4Al(OH)3,A 项正确;NaAlO 2溶液中加入 2盐酸立即有沉淀生成,继续加入盐酸,沉淀溶解,其反应为 NaAlO2HClH 2O=Al(OH)3NaCl,Al(OH) 33HCl= =AlCl33H 2O,B 项正确;Na 2CO3溶液中加入盐酸先转化为NaHCO3和 NaCl,Na 2CO3完全转化为 NaHCO3后,再加入盐酸才产生气体,C 项错误;向含Mg2 和 Al3 的溶液中加入
11、 NaOH 溶液得到 Mg(OH)2和 Al(OH)3两种沉淀,继续加入 NaOH 溶液,Al(OH)3沉淀溶解,D 项正确。10.现有 CuO 和 Fe2O3的混合物 a g,向其中加入 1.0 molL1 的硝酸溶液 200 mL,恰好完全反应。若将 2a g 混合物用足量 CO 还原,充分反应后剩余固体的质量为( )A.(2a1.6) g B.2(a1.6) gC.(a1.6) g D.3.2 g解析:选 B。加入硝酸时发生的反应为 CuO2HNO 3=Cu(NO3)2H 2O 和Fe2O36HNO 3=2Fe(NO3)33H 2O,由此结合反应的 HNO3的物质的量为 0.2 mol,
12、可求出混合物中 O 原子的物质的量为 0.1 mol,则 a g 混合物中 Cu 和 Fe 原子的质量为( a1.6) g,则2a g 混合物用足量 CO 还原,充分反应后可得到 2(a1.6) g 的固体。二、非选择题(本题包括 4 小题,共 40 分)11.(8 分)中学常见单质 A、B 和甲、乙、丙三种化合物有如图所示的转换关系(部分产物未列出)。单质 A 常作为食品包装材料,甲是两性氧化物。根据图示转化关系回答:(1)写出下列物质的化学式:单质 A ,乙 。(2)写出单质 A 与 Fe2O3反应的化学方程式: ,利用该反应的原理,可用于 。(3)用单质 A 做成的容器可以储存和运输浓硫
13、酸的原因是_。(4)写出反应的离子方程式:_。(5)工业上冶炼下列物质通常不采用电解法的是 。a.Na b.Mgc.Fe d.Ag (6)用铝粉和 Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有 。a.KCl b.KClO35c.MnO2 d.Mg解析:(1)根据图示可以得到 A 为金属 Al,乙是金属 Al 与氢氧化钠溶液反应得到的化合物,故为 NaAlO2。(2)单质 A 与 Fe2O3发生的是铝热反应,故反应方程式为2AlFe 2O3 Al2O32Fe,铝热反应的应用为焊接钢轨等。= = = = =高 温 (3)常温下金属铝遇到浓硫酸会发生钝化现象,故可用金属铝制容器储存和运输浓硫酸。(5)冶
14、炼活泼金属 K、Ca、Na、Mg、Al,一般用电解熔融的氯化物(Al 是电解熔融的Al2O3)制得;热还原法用于冶炼较不活泼的金属 Zn、Fe、Sn、Pb、Cu,常用还原剂有C、CO、H 2等;热分解法冶炼不活泼的金属 Hg、Ag,用加热分解氧化物的方法制得。(6)铝热反应需要引发剂引发高温反应,用少量氯酸钾和镁条引发,点燃镁条燃烧放热使氯酸钾分解生成氧气助燃产生反应,引发铝热反应所需要的温度。答案:(1)Al NaAlO 2(2)2Al Fe 2O3 Al2O32Fe 焊接钢轨= = = = =高 温 (3)常温下 Al 单质遇浓硫酸发生钝化(4)2Al2OH 2H 2O=2AlO 3H 2
15、 2(5)cd (6)bd12.(8 分)在下列物质转化关系中,反应的条件和部分产物已略去。回答下列问题:(1)若甲、乙是两种常见金属,且反应是工业制盐酸的反应。反应中甲在通常条件下和水剧烈反应,除丙外,还生成一种焰色反应为黄色的物质,则工业上生产甲的一般方法是 。A.热分解法 B.热还原法 C.电解法反应中乙与 H2O 在高温下反应,除丙外,还生成一种有磁性的物质,则乙在周期表中的位置为_;反应的化学方程式是_。(2)若甲、乙是离子化合物,且反应是工业上制漂白粉的反应。反应的化学方程式是_。若反应是实验室制备某气体的反应,该气体分子为 14 电子结构。则反应的化学方程式是 。在饱和氯水中加块
16、状石灰石,能制得较浓 HClO 溶液,同时放出一种气体,其反应的6离子方程式是_;写出 HClO 的结构式: 。解析:(1)若甲、乙是两种常见金属,和水反应生成丙,且反应是工业制盐酸的反应,则丙是氢气。甲和水反应生成的产物中除丙(氢气)外,还生成一种焰色反应为黄色的物质,则是氢氧化钠,判断甲为钠,在工业生产中利用电解氯化钠的方法得到金属钠。反应中乙与 H2O 在高温下反应时,除丙外,还生成一种有磁性的物质,则乙为铁,铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,反应的化学方程式为 3Fe4H 2O(g)Fe3O44H 2。= = = = =高 温 (2)若甲、乙是离子化合物,且反应是工业制漂白粉的反应,
17、则丙是氢氧化钙,氢氧化钙和氯气反应生成氯化钙、次氯酸钙和水。气体分子为 14 电子结构的物质是乙炔,故反应应为碳化钙和水的反应。氯水中含有 HCl 和 HClO:Cl 2H 2OHCl HClO,在饱和氯水中加块状石灰石,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,促进上述平衡右移,从而能制得较浓 HClO 溶液。答案:(1)C 第四周期族 3Fe4H 2O(g) Fe3O44H 2= = = = =高 温 (2)2Cl 22Ca(OH) 2=Ca(ClO)2CaCl 22H 2OCaC 22H 2O Ca(OH) 2C 2H22Cl 2H 2OCaCO 3=Ca2 2Cl 2HClOCO 2
18、HOCl13.(12 分)(2018潍坊模拟)铜及其化合物在生产生活中有广泛应用,铜在化合物中的常见化合价有1、2。已知 Cu2O 与稀硫酸反应,溶液呈蓝色。(1)工业上可用 Cu2SO 2 2CuSO 2反应制取粗铜,该反应中 元= = = = = 素被还原。(2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中,温度控制在 50 ,加入 H2O2溶液,一段时间后,升温到 60 ,再反应一段时间后可制得硫酸铜,该反应的离子方程式为 。温度控制在 5060 的原因除了加快反应速率外,还有_。在 CuSO4溶液中加入一定量的 Na2SO3和 NaCl 溶液加热,生成 CuCl 沉淀,写出生成 CuCl 的离子方程式
19、:_。(3)现向 Cu、Cu 2O 和 CuO 组成的混合物中,加入 2 L 0.6 molL1 HNO3溶液恰好使混合物溶解,同时收集到 4 480 mL NO 气体(标准状况)。Cu 2O 与稀硝酸反应的离子方程式为_。7若将上述混合物用足量的 H2加热还原,所得到固体的质量为 g。若混合物中含0.2 mol Cu,将该混合物与稀硫酸充分反应,消耗 H2SO4的物质的量为 mol。解析:(1)在该反应中铜、氧元素的化合价降低,得到电子,被还原。(3)Cu 2O 与稀硝酸反应的离子方程式是 3Cu2O2NO 14H =6Cu2 2NO7H 2O。硝酸发生反应后氮元 3素的存在形式是 Cu(N
20、O3)2和 NO,由 2 L0.6 molL1 2 nCu(NO3)24.480 L22.4 Lmol1 得 nCu(NO3)20.5 mol, n(Cu2 )0.5 mol,所以若将上述混合物用足量的 H2加热还原,所得到固体的质量为 0.5 mol64 gmol1 32 g。若混合物中含 0.2 mol Cu,则根据铜原子守恒可得:2 n(Cu2O) n(CuO)0.3 mol;根据得失电子守恒可得:2n(Cu)2 n(Cu2O)3(4.480 L22.4 Lmol1 ),解得 n(CuO)0.1 mol, n(Cu2O)0.1 mol,消耗 H2SO4的物质的量为 0.1 mol0.1
21、mol0.2 mol。答案:(1)铜、氧(2)CuH 2O22H =Cu2 2H 2O 防止 H2O2分解 2Cu 2 2Cl SO H 2O232CuClSO 2H = = = = = 24(3)3Cu2O2NO 14H =6Cu2 2NO7H 2O 32 0.2 314.(12 分)某研究性学习小组拟探究在含 Mg2 、Al 3 的混合溶液中滴加 NaOH 溶液时,生成氢氧化物沉淀的过程。在 0.1 molL1 MgSO4、0.05 molL1 Al2(SO4)3的混合溶液中滴加 0.5 molL1 NaOH 溶液,借助氢离子传感器和相应分析软件,测得溶液的 pH 随 NaOH 溶液加入的
22、变化情况如图所示。(1)为精确控制加入 NaOH 溶液的体积,可将 NaOH 溶液置于 (填仪器名称)中滴加。(2)图中有三个 pH 增加缓慢的阶段,第一阶段(a 点前)对应的实验现象是_。(3)对第二阶段(b、c 之间)溶液 pH 变化缓慢的本质,小组同学做出如下推测,请补充推测 2 和 3:推测 1:生成 Mg(OH)2沉淀,消耗 OH ;推测 2:_;推测 3:_。若推测 1 符合实际情况,则 a 点之前反应的离子方程式为_,8请据此描述 Mg(OH)2和 Al(OH)3两种物质在水溶液中溶解性的差异:_。(4)请分析 e 点后溶液中较大量存在的含金属元素的离子并设计实验检验(可不填满)
23、:较大量存在的含金属元素的离子检验方法解析:(1)精确控制加入 NaOH 溶液的体积,应用精确度为 0.01 mL 的碱式滴定管。(2)由图像可知,pH 变化缓慢的主要原因有生成 Mg(OH)2沉淀,消耗 OH ;生成 Al(OH)3沉淀,消耗 OH ;Al(OH) 3沉淀溶解,消耗 OH 三种可能。第一阶段(a 点前)应该是生成沉淀消耗了氢氧化钠,故现象为生成白色沉淀并逐渐增多。(3)根据分析可知,pH 变化缓慢的主要原因有生成 Mg(OH)2沉淀,消耗 OH ;生成Al(OH)3沉淀,消耗 OH ;Al(OH) 3沉淀溶解,消耗 OH 三种可能,若推测 1 符合实际情况,则 b、c 之间生
24、成 Mg(OH)2沉淀,消耗 OH ,a 点之前应该是产生氢氧化铝沉淀的反应,所以反应的离子方程式为 Al3 3OH =Al(OH)3,据此说明在碱性溶液中铝离子比镁离子更易沉淀,即 Al(OH)3比 Mg(OH)2更难溶于水。(4)de 段应为氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸根离子,所以 e 点后溶液中较大量存在的含金属元素的离子为偏铝酸根离子和钠离子。检验钠离子应用焰色反应;检验偏铝酸根离子,应滴加稀盐酸,开始有白色沉淀产生,继续滴加稀盐酸,白色沉淀溶解。答案:(1)碱式滴定管 (2)生成白色沉淀并逐渐增多 (3)生成 Al(OH)3沉淀,消耗OH Al(OH) 3沉淀溶解,消耗 OH Al 3 3OH =Al(OH)3Al(OH)3比 Mg(OH)2更难溶于水(4)Na 用洁净的铂丝蘸取少量待测液在无色火焰上灼烧,若火焰呈黄色,表明存在 NaAlO 2 取少量待测液于试管中,滴加盐酸,产生白色沉淀,盐酸过量时,沉淀又溶解,表明存在 AlO 2