1、1专题跟踪检测 金属元素及其化合物1(2018唐山模拟)化学在生产和日常生活中有着重要的应用，如表所示用途与其性质或原理对应关系不正确的是( )选项 现象或事实 解释A Na2O2常用于潜水艇或呼吸面具的供氧剂 Na2O2与 H2O、CO 2反应产生 O2B 常用铝箔做包装材料 金属铝有很好的延展性C FeCl3溶液可用于刻制印刷铜电路板FeCl3与 Cu 发生反应：2Fe3 Cu= =2Fe2 Cu 2D 用热的纯碱溶液洗去油污 Na2CO3可直接与油污反应解析：选 D Na 2O2与 H2O、CO 2反应产生 O2，因此 Na2O2常用于潜水艇或呼吸面具的供氧剂，A 正确；金属铝有很好的延
2、展性，因此常用铝箔做包装材料，B 正确；FeCl 3与 Cu 发生反应：2Fe 3 Cu= =2Fe2 Cu 2 ，所以 FeCl3溶液可用于刻制印刷铜电路板，C 正确；纯碱是 Na2CO3，水解显碱性，能清洗油污，Na 2CO3与油污不能直接反应，D 错误。2(2018莱芜模拟)下列说法中错误的是( )A钠在空气中燃烧时，先熔化，再燃烧，最后所得产物为 Na2O2B镁因在空气中形成一层致密的氧化膜保护了里面的镁，故镁不需要像钠似的特殊保护C铝制品在生活中非常普遍，是因为铝不活泼D铁因在潮湿的空气中生成的氧化膜疏松多孔，不能保护内层金属，故铁制品往往需要涂保护层解析：选 C 钠与 O2反应时，
3、条件不同，产物就不同，钠在加热或点燃条件下的产物为 Na2O2，故 A 项正确；镁表面能生成致密的氧化膜，保护内层金属，而钠易被氧化需特殊保护，故 B 项正确；铝表面能生成致密的氧化膜，保护内层金属，铝的化学性质比较活泼，如常温下能与盐酸、NaOH 溶液反应，故 C 项错误；铁锈疏松多孔，故铁制品需涂保护层，故 D 项正确。3(2018衡水模拟)在一些高档茶叶、点心等食品的包装盒中有一个小袋，将小袋打开，可以看到灰黑色粉末，其中有些已变成棕褐色。将灰黑色粉末溶于稀盐酸，取上层清液，滴入几滴氯水，再滴加 KSCN 溶液，马上出现血红色。以下结论不正确的是( )A该灰黑色粉末用作抗氧化剂 B该灰黑
4、色粉末不可食用C小袋中原来装有铁粉D小袋中原来装有氧化铁解析：选 D 由题中信息，溶于盐酸后，滴入氯水和 KSCN 溶液，马上出现血红色，说2明溶液中存在 Fe3 ，原粉末含有铁元素。灰黑色粉末具有还原性，用作抗氧化剂，故 A 正确；该灰黑色粉末不可食用，故 B 正确；该灰黑色粉末是铁粉，故 C 正确；氧化铁不是灰黑色，且不具有还原性，不能抗氧化，故 D 错误。4(2019 届高三黑龙江六校联考)如图所示的 5 种物质中均含同种金属元素，且在一定条件下(不含电解)能按图示箭头方向实现一步转化，则该金属元素可能是( )Na K Ca Fe CuA BC D解析：选 C NaNO 3无法一步转化成
5、 NaOH，NaOH 也无法一步生成 Na2O，NaCl 也无法一步生成金属钠(除电解方法)，故错误；KNO 3无法一步转化成 KOH，KOH 也无法一步生成K2O，KCl 也无法一步生成金属钾(除电解方法)，故错误；Ca(NO 3)2无法一步转化成Ca(OH)2，CaCl 2也无法一步生成金属钙(除电解法)，故错误；Fe 能够与硝酸反应生成Fe(NO3)2，Fe(NO 3)2与 NaOH 反应生成 Fe(OH)3沉淀，Fe(OH) 3加热生成 Fe2O3，Fe 2O3与盐酸反应生成 FeCl3，FeCl 3与锌反应生成铁，铁及其化合物均能够按照图示箭头通过一步反应完成，故正确；Cu 与硝酸反
6、应生成 Cu(NO3)2，Cu(NO 3)2与 NaOH 溶液反应生成 Cu(OH)2沉淀，Cu(OH) 2 加热分解生成 CuO，CuO 与盐酸反应生成 CuCl2，CuCl 2与铁反应生成铜，所以Cu 满足题中转化关系，故正确。5(2018龙岩模拟)酸性溶液中，Fe 2 会被空气缓慢氧化为 Fe3 。不同条件下，一定浓度的 Fe2 的氧化率随时间变化关系如图所示。下列有关说法正确的是( )A该氧化过程的离子方程式为 Fe2 O 24H =Fe3 2H 2OBpH1.5 时 Fe2 的氧化率一定比 pH2.5 的大CFe 2 的氧化率仅与溶液的 pH 和温度有关D其他条件相同，80 时 Fe
7、2 的氧化率比 50 的大解析：选 D A 项，电子转移数目不守恒，应为 4Fe2 O 24H =4Fe3 2H 2O，错误；B 项，由图像知，Fe 2 的氧化率受 pH 和温度的影响，所以 pH1.5 时 Fe2 的氧化率不一定比 pH2.5 时的大，错误；C 项，Fe 2 的氧化率不仅与溶液的 pH 和温度有关，还与离子的浓度等其他因素有关，错误；D 项，由图像可知，其他条件相同温度不同时，Fe 2 的氧化3率与温度成正比，温度越高，Fe 2 的氧化率越大，正确。6某溶液中有 Mg2 、Fe 2 、Fe 3 和 Al3 四种阳离子，若向其中加入过量的 NaOH 溶液，微热并搅拌，过滤，在滤
8、渣中再加入过量的盐酸，所得溶液中大量增加的阳离子是( )AMg 2 BFe 2CFe 3 DAl 3解析：选 C Fe 2 在此过程中被氧化成 Fe3 。7某同学用 Na2CO3和 NaHCO3溶液进行如图所示实验。下列说法中正确的是( )A实验前两溶液的 pH 相等B实验前两溶液中离子种类完全相同C加入 CaCl2溶液后生成的沉淀一样多D加入 CaCl2溶液后反应的离子方程式都是 CO Ca 2 =CaCO323解析：选 B A 项，等浓度的 Na2CO3和 NaHCO3溶液中，CO 水解程度大于 HCO ，溶23 3液 pH 不同。Na 2CO3溶液 pH 大于 NaHCO3溶液，错误；B
9、 项，溶液中阴阳离子为 CO 、HCO23、OH 、H 和 Na ，实验前两溶液中离子种类完全相同，正确；C 项，Na 2CO3和 CaCl2 311 反应生成 CaCO3沉淀，NaHCO 3与 CaCl2发生反应：CaCl 22NaHCO 3=CaCO32NaClH 2OCO 2，加入 CaCl2溶液后生成的沉淀不一样多，错误；D 项，加入CaCl2溶液后，Na 2CO3溶液中反应的离子方程式是 CO Ca 2 =CaCO3，NaHCO 3溶液中23反应的离子方程式是 Ca2 2HCO =CaCO3H 2OCO 2，错误。 38(2018烟台模拟)某同学做金属钼(Mo)在氧气中燃烧的实验测其
10、氧化物的组成，结果如图所示，该同学利用实验结果得出 Mo 的氧化物和分别为( )A为 MoO3，为 Mo2OB为 MoO，为 MoO2C为 MoO2，为 MoO3D为 MoO3，为 MoO2解析：选 C 根据图像可知，Mo 的氧化物中 Mo 和 O 的原子个数之比是 396412，所以化学式是 MoO2；Mo 的氧化物中 Mo 和 O 的原子个数之比是 116 29613，所以化学式是 MoO3。1169(2018赣州模拟)金属材料是使用最广泛的一种材料，从古代到现代，金属材料经历了几次较大的变革。请回答下列问题：(1)下面表格中的数据(铁和铜的某些物理数据)摘自某化学手册。金属 颜色 密 度
11、 gcm 3 熔点/ 沸点/ 比 热 kJkg 1 1Fe 银白色 7.86 1 535 2 750 0.44Cu 红色 8.92 1 083 2 567 0.38由表可推知，人类最早使用的金属材料是_，请写出判断的理由：_。(2)考古中出土的青铜器、铁剑等往往锈迹斑斑。请完成下面铜、铁制品在自然条件下发生锈蚀的化学方程式：CuO 2H 2OCO 2=Cu 2(OH)2CO3FeO 2H 2O=Fe 2O3nH2O(3)镁、铝是现代人常用的金属材料，这些活泼金属的冶炼方法是_法，工业生产中，镁的冶炼采用的反应物是_，铝的冶炼采用的反应物是_。(4)AlMg 合金焊接前用 NaOH 溶液处理 A
12、l2O3膜，其化学方程式为_。焊接过程中使用的保护气为_(填化学式)。(5)80.0 g CuAl 合金用酸完全溶解后，加入过量氨水，过滤得白色沉淀 39.0 g，则合金中 Cu 的质量分数为_。已知：Cu 2 与过量的氨水发生反应：Cu 2 4NH 3H2O=Cu(NH3)42 4H 2O。解析：(1)由于铜的熔点低于铁的熔点，限于当时人类的冶炼条件，熔点低的铜先被人类利用。(2)采用氧化还原反应的配平方法可以配平两个化学方程式。(3)活泼金属可采用电解法冶炼，冶炼不同的金属时，采用的原料的类别可能不同，但都是在熔融状态下进行的。(4)合金表面的 Al2O3与 NaOH 溶液反应生成 NaA
13、lO2和 H2O。(5)因加入过量的氨水会发生反应：Cu 2 4NH 3H2O=Cu(NH3)42 4H 2O，故得到的白色沉淀为 Al(OH)3，物质的量为 0.5 mol，据 Al 原子守恒可知 Al 的质量为 13.5 g，则 Cu 的质量为 66.5 g，Cu 的质量分数约为 83.1%。答案：(1)铜 铜的熔点低于铁的熔点(2)2 1 1 1 1 4 3 2 n 25(3)电解 熔融氯化镁(或 MgCl2) 熔融氧化铝(或 Al2O3)(4)Al2O32NaOH= =2NaAlO2H 2O Ar(其他合理答案均可)(5)83.1% 10(2018聊城模拟)根据下列框图回答问题(答题时
14、方程式中的 M、E 用所对应的元素符号表示)：(1)写出 M、E 的化学式：M_；E_。(2)M 溶于稀 H2SO4和 H2O2混合液的化学方程式：_，若参加反应的 H2O2为 1 mol，转移电子为_mol。(3)某同学取 X 的溶液，用稀硫酸酸化并在空气中放置一段时间后，加入 KI淀粉溶液，溶液变为蓝色。写出与上述变化过程相关的离子方程式：_、_。(4)写出 Cl2将 Z 氧化为 K2EO4的化学方程式：_。解析：M 是红色金属，M 和稀 H2SO4、H 2O2反应生成硫酸盐，溶液呈蓝色，则 M 为Cu，MSO 4为 CuSO4；金属 E 和 CuSO4反应生成 Cu 和 X，X 和稀 H
15、2SO4、H 2O2反应生成 Y，Y 和KSCN 溶液混合得到红色溶液，则 Y 为 Fe2(SO4)3，X 为 FeSO4，E 为 Fe，Z 为 Fe(OH)3，Z 和KOH、Cl 2反应生成 K2FeO4。(1)根据以上分析可知 M 和 E 的化学式分别是 Cu、Fe。(2)Cu、H 2O2和稀 H2SO4发生氧化还原反应生成 CuSO4和 H2O，反应方程式为CuH 2O2H 2SO4=CuSO42H 2O；1 mol H2O2在反应中得到 2 mol 电子。(3)X 中含有Fe2 ，Fe 2 能被 O2氧化生成 Fe3 ，Fe 3 能把 I 氧化为单质碘，碘遇淀粉显蓝色，有关反应的离子方
16、程式为 4Fe2 O 24H =4Fe3 2H 2O、2Fe 3 2I =2Fe2 I 2。 (4)Cl2和KOH、Fe(OH) 3反应生成 K2FeO4、KCl 和 H2O，反应方程式为 10KOH3Cl 22Fe(OH)3=2K2FeO46KCl8H 2O。答案：(1)Cu Fe(2)CuH 2O2H 2SO4=CuSO42H 2O 2(3)4Fe2 O 24H = 4Fe3 2H 2O2Fe3 2I =2Fe2 I 2(4)10KOH3Cl 22Fe(OH) 3=2K2FeO46KCl8H 2O 11碱式碳酸镍Ni x(OH)y(CO3)znH2O是一种绿色粉末晶体，常用作催化剂和陶瓷着
17、色剂，300 以上时分解生成 3 种氧化物。为确定其组成，某同学在实验室中进行了有关6的实验探究。回答下列问题：(1)甲、乙两装置可分别选取下列装置_、_(填标号，装置可重复选取)。(2)称取一定量的碱式碳酸镍样品，放入硬质玻璃管内；安装好实验仪器，检查装置气密性；加热硬质玻璃管，当装置 C 中_(填实验现象)时，停止加热；打开活塞 K，缓缓通入空气，其目的是_。(3)装置 A 的作用是_，若没有装置 E，则会使 _(填“偏大” “偏小”或“无影响”)。xz(4)实验前后测得下表所示数据：装置 B 中样品质量/g 装置 C 质量/g 装置 D 质量/g实验前 3.77 132.00 41.00
18、实验后 2.25 133.08 41.44已知碱式碳酸镍中 Ni 化合价为2 价，则该碱式碳酸镍分解的化学方程式为_。(5)采取上述实验装置进行该实验时，必须小心操作，且保证装置气密性良好，否则浓硫酸倒吸，可导致加热的硬质玻璃管炸裂。为防止浓硫酸倒吸入硬质玻璃管中，提出你的改进措施：_。解析：(1)本题实验目的是测定碱式碳酸镍的组成，根据信息，300 以上时分解生成3 种氧化物，这三种氧化物分别是 NiO、CO 2、H 2O，需要测 CO2和 H2O 的质量，因此必须让其全部被吸收，根据(2)，甲装置的作用是吸收空气中 CO2和 H2O，甲装置应是 c，B 装置是加热碱式碳酸镍，C 装置应是吸
19、收产生的 H2O，D 装置应是吸收产生的 CO2，E 装置的作用是防止外界中的 CO2和 H2O 进入装置 D 对测量产生影响，故 D 装置选 c。(2)根据上述分析，当装置 C 中不再有气泡产生，说明反应完全，打开活塞 K，缓慢通入空气的目的是让装置中残留的气体产物被 C 和 D 装置全部吸收。(3)根据(1)的分析，装置 A 的作用是吸收空气中的 CO2和水蒸气；装置 E 的作用是防止外界中的 CO2和 H2O 进入装置 D，如果没有此装置，7D 装置吸收空气中的 CO2和 H2O，造成 CO2的质量增大，根据元素守恒， 偏小。(4)装置 Cxz质量增重(133.08132.00)g1.0
20、8 g，产生水的质量为 1.08 g，物质的量为 0.06 mol，装置 D 增重的质量是 CO2的质量，即为(41.4441.00)g0.44 g，物质的量为 0.01 mol，装置 B 中反应后的物质是 NiO，其质量为 2.25 g，物质的量为 0.03 mol，化合价代数和为0，因此推出 OH 物质的量为 0.04 mol，根据 H 原子守恒推出 H2O 的物质的量为 0.04 mol，因此 x y z n0.030.040.010.043414，即碱式碳酸镍的化学式为 Ni3(OH)4CO34H2O，碱式碳酸镍受热分解的化学方程式为 Ni3(OH)4CO34H2O3NiO6H 2OC
21、O 2。(5)根据信息，应在装置 B、C 之间连接一个安全瓶。= = = = = 答案：(1)c c (2)不再有气泡产生 将装置中残留的气体产物吹入吸收装置中(3)吸收空气中的 CO2和水蒸气 偏小(4)Ni3(OH)4CO34H2O 3NiO6H 2OCO 2 = = = = = (5)在装置 B、C 之间连接一个安全瓶(或其他合理答案均可)12(2018绥化模拟)CO xFe3 xO4磁粉是一种比较好的高矫顽力磁粉。以 FeSO4为原料制备 COxFe3 xO4的主要步骤如下：(1)步骤是在 FeSO4溶液中加入 NaOH 溶液，在 40 下搅拌生成 FeOOH 晶种。生成晶种的化学方程
22、式为_。(2)步骤将晶种移到放有 FeSO4溶液和铁皮的生长槽中，升温到 60 ，吹入空气，待晶种长大到一定尺寸后，过滤、水洗、干燥，得 FeOOH 粉末。生长槽中放入铁皮的目的是_，吹入空气的作用为_。(3)步骤将 FeOOH 在 200300 下加热脱水，生成红色 Fe2O3。实验室完成该操作需要下列仪器中的_(填标号)。a蒸发皿 b烧杯 c坩埚 d泥三角 e酒精灯(4)步骤通入 H2，加热到 300400 ，生成 Fe3O4。通入 H2前要向加热炉中通入N2，其作用为_。(5)某研究小组欲用锂离子电池正极废料(含 LiCoO2、铝箔、铁的氧化物)制备CoSO47H2O 晶体。如表所示列出
23、了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH(开始沉淀的 pH按金属离子浓度为 1.0 molL1 计算)：8金属离子 开始沉淀的 pH 沉淀完全的 pHFe3 1.1 3.2Fe2 5.8 8.8Co2 6.9 9.4请完成下列实验步骤(可选用的试剂：H 2O2、稀硝酸、稀硫酸、NaOH 溶液)：用 N甲基吡咯烷酮在 120 下浸洗正极废料，使 LiCoO2 与铝箔分离，得到 LiCoO2粗品并回收铝。_。向所得粗品 CoSO4溶液中加入 NaOH 溶液，调节 pH 约为 5，过滤。_。将 Co(OH)2沉淀溶于稀硫酸中，蒸发浓缩、降温结晶，得到 CoSO47H2O 晶体。解析：(1)该反应的反应
24、物为 FeSO4、NaOH 和 O2，产物为 FeOOH，反应的方程式为4FeSO48NaOHO 2 4FeOOH4Na 2SO42H 2O。(2)在此条件下反应生成酸，= = = = =40 会导致晶种溶解，Fe 反应消耗掉生成的硫酸，同时补充原料 FeSO4；溶液中 Fe 为2 价，通入的 O2为氧化剂，使其被氧化为3 价的 Fe。(3)加热固体用坩埚，与其配套的有泥三角、三脚架、坩埚钳、酒精灯等。(4)H 2易燃，在有 O2存在下加热会发生爆炸，故先用 N2排尽空气。(5)第分离出 LiCoO2粗品，第得 CoSO4溶液，并沉淀除去 Fe3 ，故第应用硫酸溶解粗品，且需把生成的杂质 Fe2 氧化为 Fe3 ，可以用双氧水。第得到纯净的溶液，第应得到 Co(OH)2 沉淀，应加入 NaOH 溶液调节 pH9.4，使 Co(OH)2沉淀完全，并洗涤、干燥得到纯净物。答案：(1)4FeSO 48NaOHO 2 4FeOOH4Na 2SO42H 2O= = = = =40 (2)消耗硫酸，生成 FeSO4 氧化 FeSO4生成 FeOOH，使晶种生长(3)cde(4)除去空气，防止氢气与氧气混合反应爆炸(5)：用稀硫酸溶解 LiCoO2，并加入过量 H2O2：向所得滤液中加入 NaOH 溶液，调节 pH9.4，过滤，洗涤得到 Co(OH)2沉淀
