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1、專題訓練(九)　常見金屬元素及其化合物 時間：45分鐘　 分值：100分 一、選擇題(每小題5分，共50分) 1．(2013·湖南聯(lián)考)下面有關金屬的敘述正確的是(　　) A．金屬原子只有還原性而其陽離子只有氧化性 B．金屬陽離子只存于化合物中且有相應的陰離子相配合 C．金屬單質在常溫下均為金屬晶體(Hg除外) D．若某單質具有延展性，則它一定是金屬 解析　A項，有的金屬陽離子既有氧化性，又有還原性；B項，金屬晶體中含有金屬陽離子和自由電子，而無陰離子；D項，延展性不是金屬單質的獨特性質。 答案　C 2．(2013·陜西質檢)向100 mL a mol/L的AlCl3溶液中

2、加入金屬鉀，完全反應后恰好只形成KCl和KAlO2的溶液，則加入鉀的物質的量為(　　) A．0.1a mol B．0.4a mol C．0.3a mol D．a(chǎn) mol 解析　反應后溶液中有c(K＋)＝c(Cl－)＋c(AlO)＝3a mol/L＋a mol/L＝4a mol/L，即加入的鉀的物質的量為0.4a mol，B項正確。 答案　B 3．(2013·南昌調研)下列有關物質的性質和該性質的應用均正確的是(　　) A．晶體硅具有半導體性質，可用于生產(chǎn)光導纖維 B．H2O2是一種綠色氧化劑，可與酸性高錳酸鉀作用產(chǎn)生O2 C．銅的金屬活動性比鐵弱，可用銅罐代替鐵罐貯運濃

3、硝酸 D．鋁具有良好的導電性，鋼抗拉強度大，鋼芯鋁絞線可用作遠距離高壓輸電線材料 解析　二氧化硅用于生產(chǎn)光導纖維，A錯；H2O2被酸性高錳酸鉀氧化為O2時，H2O2作還原劑，B錯；常溫下銅能與濃硝酸反應，C錯。 答案　D 4．(2013·江西聯(lián)考)如圖所示，兩圓圈相交的部分表示圓圈內的物質相互發(fā)生的反應。已知鈉及其氧化物的物質的量均為0.1 mol，水的質量為100 g。下列說法正確的是(　　) A．反應③最多能產(chǎn)生0.05 mol O2 B．反應①的離子方程式為Na＋2H2O===Na＋＋2OH－＋H2↑ C．Na2O2中陰陽離子數(shù)目之比為1:1 D．①、②、③充分反應后

4、所得溶液中溶質的質量分數(shù)從大到?。孩?②>③ 解析　0.1 mol Na2O2與100 g H2O反應，H2O過量，反應③最多能產(chǎn)生0.05 mol O2，選項A正確；反應①的離子方程式為2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，選項B錯誤；Na2O2中陰陽離子數(shù)目之比為1:2，選項C錯誤；①、②、③充分反應后所得溶液中溶質的質量分數(shù)從大到?。孩郏舰?①，選項D錯誤。 答案　A 5．(2013·湖北八校聯(lián)考)下列敘述不正確的是(　　) ①Fe與S混合加熱生成FeS2?、贔e與稀HNO3、稀H2SO4反應均有氣泡產(chǎn)生，說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應　③過量的銅與濃硝酸反應有一氧化

5、氮生成?、蹻eCl3溶液能與Cu反應，可用于蝕刻印刷電路 A．①③ B．①② C．②④ D．②③ 解析　Fe是變價金屬單質，遇強氧化劑(如HNO3、Cl2等)生成＋3價鐵，遇弱氧化劑(如S或I2等)生成＋2價鐵，故Fe與S混合加熱生成FeS，①錯誤；Fe與稀硝酸反應生成的氣體為NO，該反應不是置換反應，②錯。 答案　B 6．(2013·安慶模擬)部分氧化的Fe－Cu合金樣品(氧化產(chǎn)物為Fe2O3、CuO)共5.76 g，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元素的質量為2.24 g C．樣品中CuO質量

6、為4.0 g D．V＝896 解析　根據(jù)題意，3.2 g濾渣一定是銅，而銅與Fe3＋不共存，則A項錯誤；充分灼燒后剩余的3.2 g固體為Fe2O3，其中Fe元素的質量為2.24 g，B正確；樣品中Cu和O元素共5.76 g－2.24 g＝3.52 g，則C項錯誤；2.24 g Fe元素不可能全是單質，故生成的氫氣的體積小于896 mL，D錯誤。 答案　B 7．(2013·江南十校聯(lián)考)某混合物X由Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一種或幾種物質組成。進行如下實驗： 9．4 gX6.4 g固體。下列說法正確的是； A．步驟Ⅰ中減少的3 g固體一定是混合物 B．步驟Ⅱ中質量減

7、少的物質一定是Cu C．根據(jù)上述步驟Ⅱ可以得出m(Fe2O3):m(Cu)＝1:1 D．根據(jù)步驟Ⅰ、Ⅱ可以判斷混合物X的成分為Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2 解析　步驟Ⅰ中加入過量NaOH，雖然SiO2和Al2O3都可以反應，但是無法確定它們是否同時存在，A錯；6.4 g固體中一定要有Fe2O3，步驟Ⅱ中Cu才能溶解，結合最終還有1.92 g固體剩余，可知Fe2O3不足量，設步驟Ⅱ中減少的物質中含有的Cu和Fe2O3的物質的量分別為n(Cu)、n(Fe2O3)，可得 解得n(Cu)＝n(Fe2O3)＝0.02 mol，所以原混合物X中含有銅的質量為m(Cu)＝0.02 mo

8、l×64 g·mol－1＋1.92 g＝3.2 g，m(Fe2O3)＝160 g·mol－1×0.02 mol＝3.2 g，m(Fe2O3) :m(Cu)＝1:1，C對，B、D錯。 答案　C 8．(2013·大連雙基測試)將15.6 g Na2O2和5.4 g Al同時放入一定量的水中，充分反應后得到200 mL溶液，再向該溶液中緩慢通入標準狀況下的HCl氣體6.72 L，若反應過程中溶液的體積保持不變，則(　　) A．反應過程中得到6.72 L的氣體(標準狀況) B．最終得到的溶液中c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(OH－) C．最終得到7.8 g的沉淀 D．最終得到的溶液中c(N

9、aCl)＝0.15 mol/L 解析　5.4 g Al為0.2 mol,15.6 g Na2O2為0.2 mol，充分反應后得到200 mL溶液，說明Al完全反應。標準狀況下，6.72 L HCl氣體為0.3 mol。 2Na2O2＋2H2O===4NaOH?。2↑ 2 4 1 0．2 mol 0.4 mol 0.1 mol 2Al　＋　2NaOH＋2H2O===2NaAlO2?。?H2↑ 2 2 2 3 0．2 mol 0.2 mo

10、l 0.2 mol 0.3 mol NaOH?。Cl　===　NaCl＋H2O 1 1 1 0．2 mol 0.2 mol 0.2 mol NaAlO2＋HCl＋H2O===Al(OH)3↓＋NaCl 1 1 1 1 0．1 mol 0.1 mol 0.1 mol 0.1 mol 選項A，反應過程中得到的氣體為0.4 mol，體積8.96 L(標準狀況)，A錯誤；選項B，根據(jù)電荷守恒有c(Na＋)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)＋c(AlO)

11、，B錯誤；選項C，最終的沉淀為Al(OH)3，其物質的量為0.1 mol，則質量為0.1 mol×78 g/mol＝7.8 g，C正確；選項D，最終得到的溶液中c(NaCl)＝＝1.5 mol/L，D錯誤。 答案　C 9．(2013·大連雙基測試)向用鹽酸酸化的MgCl2、FeCl3混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，生成的沉淀質量與滴入NaOH溶液體積關系如圖所示，則原混合溶液中MgCl2與FeCl3的物質的量之比為(　　) A. B. C. D. 解析　圖象的0～a mL段，由于NaOH與鹽酸發(fā)生反應，沉淀質量為0 g；FeCl3只能在酸性較強的溶液中存在，當酸性減弱時，

12、將會轉化為Fe(OH)3沉淀，所以圖象中a～b mL段產(chǎn)生的是Fe(OH)3沉淀，b mL時，溶液仍然呈酸性，到c mL時，才開始產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀。Fe3＋～3OH－、Mg2＋～2OH－，D正確。 答案　D 10．(2013·南昌調研)a g鎂鋁合金投入x mL 2 mol/L的鹽酸中，金屬完全溶解，再加入y mL 1 mol/L NaOH溶液，沉淀達到最大值，質量為(a＋1.7)g，則下列說法不正確的是(　　) A．鎂鋁合金與鹽酸反應轉移電子數(shù)為0.1 NA B．沉淀為Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物 C．x＝2y D．a(chǎn)的取值范圍為0.9

13、Al失去電子變?yōu)殡x子，離子再結合OH－生成沉淀，則鎂鋁合金與鹽酸反應轉移電子的物質的量等于n(OH－)，沉淀量最大時得到Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物，則m(OH－)＝(a＋1.7)g－a g＝1.7 g，n(OH－)＝0.1 mol，電子轉移總數(shù)是0.1NA，A、B正確；沉淀量最大時，溶液中n(Na＋)＝n(Cl－)，此時鹽酸和氫氧化鈉的物質的量相等，即2x＝y(tǒng)，C錯；電子轉移總數(shù)是0.1NA，若金屬全部是鎂，則鎂的質量是1.2 g，若金屬全部是鋁，則鋁的質量是0.9 g，D對。 答案　C 二、填空題(共50分) 11．(12分)(2013·南昌聯(lián)考)純堿在工業(yè)上非常重要。

14、(1)取一定量純堿細小粉末置于燒杯中，加入一定量的水，可以得到顆粒較大的晶體A。燒杯溫度升高，理由是____________________。 (2)從上述燒杯中得到干燥純凈的晶體A，實驗程序為________。(填序號，可重復使用) ①蒸發(fā)結晶?、诜湃敫稍锲鳌、坜D移入過濾器中?、苡盟礈?～3次?、萦靡掖枷礈臁、藜訜嶙茻? (3)取純凈物13.92 g晶體A，進入熱重分析，直到質量不再改變，生成物質Z，具體數(shù)據(jù)如下： 通過計算確定樣品A的化學式。并寫出計算過程。 解析　(1)溫度升高說明反應放熱。(2)先進行過濾，然后用乙醇洗滌、干燥即可。(3)加熱到質量不再變化時固體為Na2C

15、O3，根據(jù)質量關系可得出樣品A的化學式。 答案　(1)Na2CO3＋nH2O===Na2CO3·nH2O，反應物總能量高于生成物總能量，故反應放出熱量，導致燒杯溫度升高　(2)③⑤② (3)設A的化學式為Na2CO3·nH2O，加熱到質量不再變化時得到Na2CO3，則 Na2CO3·nH2O～Na2CO3 106＋18n 106 13．92 g 6.36 g (106＋18n):106＝13.92 g:6.36 g，n＝7 故A的化學式為Na2CO3·7H2O 12．(12分)(2012·新課標全國卷)鐵是應用最廣泛的金屬，鐵的鹵化物、氧化物以及高價鐵的

16、含氧酸鹽均為重要化合物。 (1)要確定鐵的某氯化物FeClx的化學式，可用離子交換和滴定的方法。實驗中稱取0.54 g的FeClx樣品，溶解后先進行陽離子交換預處理，再通過含有飽和OH－的陰離子交換柱，使Cl－和OH－發(fā)生交換。交換完成后，流出溶液的OH－用0.40 mol·L－1的鹽酸滴定，滴至終點時消耗鹽酸25.00 mL。計算該樣品中氯的物質的量，并求出FeClx中x值：________________________________________________________________________________________________________(列出計算

17、過程)。 (2)現(xiàn)有一含有FeCl2和FeCl3的混合物樣品，采用上述方法測得n(Fe) :n(Cl)＝1:2.1，則該樣品中FeCl3的物質的量分數(shù)為________。在實驗室中，F(xiàn)eCl2可用鐵粉和________反應制備，F(xiàn)eCl3可用鐵粉和________反應制備。 (3)FeCl3與氫碘酸反應時可生成棕色物質，該反應的離子方程式為________________________________________________________________________。 解析　(2)設混合物樣品中含有a mol FeCl2、b mol FeCl3，根據(jù)題意有(a＋b) :

18、(2a＋3b)＝1:2.1，解得a＝9b，所以FeCl3的物質的量分數(shù)為b: (a＋b)＝b:10b＝0.10。在實驗室中，F(xiàn)eCl2可用鐵粉與稀鹽酸發(fā)生置換反應得到，F(xiàn)eCl3可用鐵粉與氯氣發(fā)生化合反應得到。 (3)Fe3＋具有強氧化性而I－具有強還原性，二者發(fā)生氧化還原反應生成棕色物質I2。根據(jù)元素守恒和得失電子守恒可完成方程式。 答案　(1)x＝3　n(Cl)＝0.025 0 L×0.40 mol·L－1＝0.010 mol m(Fe)＝0.54 g－0.010 mol×35.5 g·mol－1＝0.19 g n(Fe)＝0.19 g÷56 g·mol－1＝0.003 4 mol

19、 n(Fe) :n(Cl)＝0.003 4:0.010≈1:3，x＝3 (2)0.10　鹽酸　氯氣 (3)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2(或2Fe3＋＋3I－===2Fe2＋＋I) 13．(14分)(2013·山東卷)金屬冶煉與處理常涉及氧化還原反應。 (1)由下列物質冶煉相應金屬時采用電解法的是________。 a．Fe2O3 b．NaCl c．Cu2S d．Al2O3 (2)輝銅礦(Cu2S)可發(fā)生反應：2Cu2S＋2H2SO4＋5O2===4CuSO4＋2H2O，該反應的還原劑是________。當1 mol O2發(fā)生反應時，還原劑所失電子的物質的量為

20、________mol。向CuSO4溶液中加入鎂條時有氣體生成，該氣體是________。 (3)上圖為電解精煉銀的示意圖，________(填“a”或“b”)極為含有雜質的粗銀，若b極有少量紅棕色氣體產(chǎn)生，則生成該氣體的電極反應式為________。 (4)為處理銀器表面的黑斑(Ag2S)，將銀器浸于鋁質容器里的食鹽水中并與鋁接觸，Ag2S轉化為Ag，食鹽水的作用是________。 解析　(1)Na、Al的金屬活動性較強，冶煉時選擇電解法。(2)該反應中Cu、S的化合價升高，因此還原劑為Cu2S。反應中O2中O由0價變?yōu)椋?價，1 mol O2發(fā)生反應，得4 mol電子，根據(jù)得失

21、電子守恒，則還原劑失電子為4 mol。CuSO4溶液中由于Cu2＋水解顯酸性，加入鎂條，產(chǎn)生的氣體為H2。(3)電解精煉銀時，粗銀作陽極，與電源正極相連。b極產(chǎn)生的紅棕色氣體為NO2，電極反應式為NO＋e－＋2H＋===NO2＋2H2O。(4)食鹽水的作用是做電解質溶液，形成原電池。 答案　(1)b、d　(2)Cu2S　4　H2　(3)a　NO＋2H＋＋e－===NO2＋H2O　(4)做電解質溶液(或導電) 14．(12分)(2013·重慶卷)合金是建造航空母艦的主體材料。 (1)航母升降機可由鋁合金制造。 ①鋁元素在周期表中的位置為________。工業(yè)煉鋁的原料由鋁土礦提取而得，提

22、取過程中通入的氣體為________。 ②Al-Mg合金焊接前用NaOH溶液處理Al2O3膜，其化學方程式為__________________________________，焊接過程中使用的保護氣為________(填化學式)。 (2)航母艦體材料為合金鋼。 ①艦體在海水中發(fā)生的電化學腐蝕主要為________。 ②航母用鋼可由低硅生鐵冶煉而成，則在煉鐵過程中降低硅含量需加入的物質為________。 (3)航母螺旋槳主要用銅合金制造。 ①80.0 g Cu-Al合金用酸完全溶解后，加入過量氨水，過濾得白色沉淀39.0 g，則合金中Cu的質量分數(shù)為________。 ②為分析

23、某銅合金的成分，用酸將其完全溶解后，用NaOH溶液調節(jié)pH，當pH＝3.4時開始出現(xiàn)沉淀，分別在pH為7.0、8.0時過濾沉淀。結合如圖信息推斷該合金中除銅外一定含有________。 解析　(1)①鋁土礦的主要成分是氧化鋁，提取鋁的過程是：氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉，再向溶液中通入二氧化碳，生成氫氧化鋁沉淀，加熱使沉淀分解可得到氧化鋁，最后電解得到鋁。②鎂能與氧氣、二氧化碳、氮氣等氣體發(fā)生反應，所以焊接時必須使用Ar等稀有氣體作保護氣。(2)①在海水中，合金 鋼、海水構成原電池，發(fā)生吸氧腐蝕。②在煉鐵時加入氧化鈣或碳酸鈣，以降低硅含量。(3)①白色沉淀Al(OH)3的質量為3

24、9.0 g，即0.5 mol，故合金中鋁的質量為0.5 mol×27 g/mol＝13.5 g，則銅的質量為66.5 g，質量分數(shù)為66.5 g÷80.0 g×100%＝83.1%。②看圖可知Al3＋在pH為3.4時開始沉淀，而Fe2＋和Ni2＋在pH為7.0～8.0之間均已開始沉淀，若溶解合金的酸過量，假設合金中含有Fe，則溶解后Fe轉化為Fe3＋，而不是Fe2＋，因此合金中可能含有Fe，一定含有Al和Ni。 答案　(1)①第三周期第ⅢA族　CO2 ②Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O　Ar(其他合理答案均可得分) (2)①吸氧腐蝕　②CaCO3或CaO (3)①83.1%?、贏l、Ni