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2019-2020年高考化學二輪復習 專題檢測十 金屬及其化合物 一、選擇題(每小題6分，共60分) 1．下列金屬中，表面自然形成的氧化層能保護內(nèi)層金屬不被空氣氧化的是(　　) A．K　　　　 B．Na C．Fe D．Al 解析：Fe在空氣中被氧化為疏松的氧化鐵，起不到保護內(nèi)層金屬的作用；金屬鋁的表面易形成致密的氧化物薄膜，保護內(nèi)層金屬不被腐蝕，選D。 答案：D 2．下列實驗方案中，不能達到實驗目的的是(　　) 選項 實驗目的 實驗方案 A 檢驗CH3CH2Br在NaOH溶液中是否發(fā)生水解 將CH3CH2Br與NaOH溶液共熱。冷卻后，取出上層水溶液，用稀HNO3酸化，加入AgNO3溶液，觀察是否產(chǎn)生淡黃色沉淀 B 檢驗Fe(NO3)2晶體是否已氧化變質(zhì) 將Fe(NO3)2樣品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，觀察溶液是否變紅 C 驗證Br2的氧化性強于I2 將少量溴水加入KI溶液中，再加入CCl4，振蕩，靜置，可觀察到下層液體呈紫色 D 驗證Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2 將FeCl3溶液加入Mg(OH)2懸濁液中，振蕩，可觀察到沉淀由白色變?yōu)榧t褐色 答案：B 3．在FeCl2和AlCl3的混合溶液中加入過量的Na2O2，直至溶液中沉淀的量不再改變?yōu)橹?。過濾、洗滌，然后將所得沉淀干燥、灼燒，最終剩余固體的成分是(　　) A．Fe2O3、Al2O3　　B．Fe2O3 C．Fe(OH)2、Al(OH)3 D．Fe(OH)3、Al(OH)3 解析：過量的Na2O2與水反應產(chǎn)生的NaOH與FeCl2和AlCl3反應時，產(chǎn)生的沉淀為Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3灼燒分解為Fe2O3和H2O，最終產(chǎn)物為Fe2O3。 答案：B 4．在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.01 mol的混合溶液中加入0.01 mol鐵粉，經(jīng)攪拌后發(fā)生的變化應是(　　) A．鐵溶解，析出0.01 mol Ag和0.005 mol Cu B．鐵溶解，析出0.01 mol Ag并放出H2 C．鐵溶解，析出0.01 mol Ag，溶液中不再有Fe3＋ D．鐵溶解，析出0.01 mol Ag，溶液中不再有Cu2＋ 解析：按照氧化性：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞Zn2＋可知，F(xiàn)e粉先和AgNO3反應，置換出0.01 mol Ag后，溶液中還剩余0.005 mol Fe粉，然后和Fe3＋完全反應生成Fe2＋，所以答案為C。 答案：C 5．(xx合肥一模)將CO2氣體緩緩通入到含有等物質(zhì)的量的KOH、Ba(OH)2和KAlO2的混合溶液中，直至過量，生成沉淀的物質(zhì)的量與所通CO2的體積關系如圖所示(假設每步反應均完全)。下列關于整個反應進程中的各種描述不正確的是(　　) A．a(chǎn)～b段與c～d段所發(fā)生的反應相同 B．b～c段反應的離子方程式是：2AlO＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO C．O～a段反應的化學方程式是：Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O D．d～e段沉淀的減少是由碳酸鋇固體的消失所致 解析：本題考查元素化合物之間的反應，意在考查考生根據(jù)化學圖象分析化學反應先后順序的能力。根據(jù)題意，O～a段的反應為：Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O；a～b段的反應為：2KOH＋CO2===K2CO3＋H2O；b～c段的反應為：2KAlO2＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋K2CO3；c～d段的反應為：K2CO3＋H2O＋CO2===2KHCO3；d～e段的反應為：BaCO3＋H2O＋CO2===Ba(HCO3)2，A項錯誤。 答案：A 6．(xx遼寧五校聯(lián)考)常溫下，在0.2 molL－1Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0 molL－1NaOH溶液，實驗測得溶液pH隨NaOH溶液體積變化曲線如圖所示，下列有關說法正確的是(　　) A．a(chǎn)點時，溶液呈酸性的原因是Al3＋水解，離子方程式為Al3＋＋3H2O===Al(OH)3＋3H＋ B．a(chǎn)→b段，溶液的pH增大，Al3＋濃度不變 C．b→c段，加入的OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀 D．d點時，Al(OH)3沉淀開始溶解 解析：本題側重考查鹽類水解及復分解反應，意在考查考生對鹽類水解知識的掌握情況及對圖象的分析能力。硫酸鋁為強酸弱堿鹽，Al3＋水解使溶液呈酸性：Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，A項錯誤；a→b段，發(fā)生反應H＋＋OH－===H2O，c(H＋)減小，pH增大，但加入了NaOH溶液，溶液總體積增大，故Al3＋濃度減小，B項錯誤；b→c段，pH變化不大，主要發(fā)生反應Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，故加入的OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀，C項正確；c點后pH發(fā)生突變，NaOH過量，Al(OH)3沉淀開始溶解，生成NaAlO2，d點pH＞10，NaOH遠遠過量，D項錯誤。 答案：C 7．(xx浙江名校聯(lián)考)取一定質(zhì)量的Cu、Cu2O、CuO的固體混合物，將其分成兩等份。其中一份通入足量的氫氣充分反應后固體質(zhì)量為25.6 g，另一份加入500 mL稀硝酸中固體恰好完全溶解并產(chǎn)生標準狀況下的NO氣體4.48 L。已知Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。則稀硝酸的濃度為(　　) A．2 mol/L B．1.6 mol/L C．0.8 mol/L D．0.4 mol/L 解析：本題考查了化學計算，意在考查考生的化學計算能力。25.6 g Cu的物質(zhì)的量為0.4 mol，故生成Cu(NO3)2所消耗的HNO3的物質(zhì)的量為0.8 mol，又標況下4.48 L NO氣體的物質(zhì)的量為0.2 mol，生成NO所消耗的HNO3的物質(zhì)的量為0.2 mol，故共消耗HNO3的物質(zhì)的量為0.8 mol＋0.2 mol＝1 mol，所以c(HNO3)＝1 mol0.5 L＝2 mol/L。 答案：A 8．(xx遼寧五校聯(lián)考)鈦是航空、軍工、電力等領域的重要原料。工業(yè)上用鈦酸亞鐵(FeTiO3)冶煉鈦(Ti)的過程是： ①2FeTiO3＋6C＋7Cl22TiCl4＋2FeCl3＋6CO ②在氬氣環(huán)境中，2Mg＋TiCl4Ti＋2MgCl2 下列判斷不正確的是(　　) A．反應②屬于置換反應 B．反應②中氯化物的總質(zhì)量保持不變 C．反應①、②中鈦元素的化合價都改變 D．反應②中，氬氣只作為保護氣并不參加反應 解析：本題考查了化學反應，意在考查考生利用題目給出的信息并結合所學相關知識分析解答問題的能力。2Mg＋TiCl4Ti＋2MgCl2是由一種單質(zhì)(Mg)和一種化合物(TiCl4)反應生成另一種單質(zhì)(Ti)和另一種化合物(MgCl2)的反應，屬于置換反應，A項正確；鈦的相對原子質(zhì)量為48，鈦的相對原子質(zhì)量等于鎂的相對原子質(zhì)量的2倍，結合反應方程式可知反應前后②中氯化物的總質(zhì)量保持不變，B項正確；反應①中反應前后鈦元素的化合價均為＋4，反應②中鈦元素的化合價由＋4變?yōu)?，C項錯誤；反應②在氬氣環(huán)境中進行，氬氣只作為保護氣并不參加反應，D項正確。 答案：C 9．(xx南昌零模)將一定質(zhì)量的鎂銅合金加入到100 mL某濃度HNO3中，兩者恰好反應，假設反應的還原產(chǎn)物只有NO氣體。反應后向所得溶液中加入物質(zhì)的量濃度為3 mol/L的NaOH溶液至沉淀完全，測得生成沉淀的質(zhì)量比原合金的質(zhì)量增加5.1 g；則下列有關敘述中不正確的是(　　) A．開始加入合金的總物質(zhì)的量為0.15 mol B．生成NO氣體體積在標準狀況下為2.24 L C．生成沉淀完全時消耗NaOH溶液體積為100 mL D．參加反應的硝酸的物質(zhì)的量濃度為1 mol/L 解析：本題考查鎂銅合金與硝酸的反應，意在考查考生的計算能力。將鎂銅合金加入到某濃度HNO3中，合金完全溶解(反應的還原產(chǎn)物只有NO)，發(fā)生反應：3Mg＋8HNO3(稀)===3Mg(NO3)2＋2NO↑＋4H2O、3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，向反應后的溶液中加入3 mol/L的NaOH溶液至沉淀完全，發(fā)生反應：Mg(NO3)2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaNO3、Cu(NO3)2＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋2NaNO3，沉淀為氫氧化鎂和氫氧化銅，生成沉淀的質(zhì)量比原合金的質(zhì)量增加5.1 g，則氫氧化鎂和氫氧化銅中含有OH－的質(zhì)量為5.1 g，OH－的物質(zhì)的量為：n(OH－)＝＝0.3 mol，根據(jù)反應方程式可知，合金的總物質(zhì)的量為：n(合金)＝n(OH－)＝0.15 mol，A項正確；合金的物質(zhì)的量為0.15 mol，完全反應失去0.15 mol2＝0.3 mol電子，根據(jù)電子轉移守恒知，生成一氧化氮的物質(zhì)的量為：n(NO)＝＝0.1 mol，標準狀況下0.1 mol NO的體積為2.24 L，故B項正確；反應消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量為：n(NaOH)＝n(OH－)＝0.3 mol，則生成沉淀完全時消耗氫氧化鈉溶液的體積為：V(NaOH)＝＝0.1 L＝100 mL，故C項正確；根據(jù)反應方程式可知參加反應的硝酸的物質(zhì)的量為：n反應(HNO3)＝n(合金)＝0.15 mol＝0.4 mol，c(HNO3)＝＝4 mol/L，D項錯誤。 答案：D 10．(xx南昌零模)將鎂、鋁、鐵合金投入300 mL硝酸中，金屬恰好溶解，轉化成Mg2＋、Al3＋和Fe3＋；硝酸全部被還原為NO，且在標準狀況下，體積為6.72 L，當加入300 mL某濃度NaOH溶液，金屬陽離子恰好全部沉淀，干燥后測得質(zhì)量為27.2 g。下列有關推斷正確的是(　　) A．參加反應的HNO3的物質(zhì)的量為0.9 mol B．參加反應的金屬的質(zhì)量為11.9 g C．HNO3的物質(zhì)的量濃度為3 mol/L D．NaOH的物質(zhì)的量濃度為6 mol/L 解析：本題考查了金屬的性質(zhì)及相關計算，意在考查考生對金屬性質(zhì)的理解及計算能力。標準狀況下，6.72 L NO為0.3 mol，則反應轉移的電子為0.9 mol，因參加反應的硝酸一部分生成NO(0.3 mol)，另外一部分與陽離子形成鹽，形成鹽的NO的物質(zhì)的量與反應中金屬失去電子的物質(zhì)的量相同，即0.9 mol，故參加反應的硝酸為1.2 mol，故硝酸的濃度為1.2 mol0.3 L＝4 mol/L，A項和C項錯誤；生成沉淀消耗的OH－的物質(zhì)的量與反應中金屬失去電子的物質(zhì)的量相同，即0.9 mol，故參加反應的金屬質(zhì)量為27.2 g－0.9 mol17 gmol－1＝11.9 g，B項正確；NaOH的物質(zhì)的量濃度為0.9 mol0.3 L＝3 mol/L，D項錯誤。 答案：B 二、非選擇題(包括3小題，共40分) 11．(14分)(xx石家莊檢測)小蘇打長期放置在空氣中會變質(zhì)(部分轉變?yōu)镹a2CO3)，某研究小組欲測定某小蘇打樣品中NaHCO3的質(zhì)量分數(shù)，設計如下實驗方案： Ⅰ.加熱分解法 利用圖1裝置，充分加熱小蘇打樣品。 (1)儀器a的名稱為_________________________________________________。 (2)在實驗過程中，需要測量的實驗數(shù)據(jù)有： ①儀器a的質(zhì)量； ②__________________________； ③__________________________。 圖1 　　圖2 Ⅱ.測量氣體體積法 利用圖2裝置，測定反應生成氣體的體積。 (1)組裝好儀器后，首先進行的操作為__________。 (2)導管g的作用為__________________________。 (3)為了減小實驗誤差，B、C中最好用__________溶液代替水。 (4)待反應結束，氣體冷卻至室溫后，利用圖示裝置讀取氣體體積時，應注意的事項有： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 (5)若所取樣品的質(zhì)量為m g，反應前滴定管C的讀數(shù)為V1 mL，反應結束后滴定管C的讀數(shù)為V2 mL，則樣品中NaHCO3和Na2CO3的物質(zhì)的量之和為__________(氣體體積均已換算為標準狀況下的體積)。 Ⅲ.其他方案討論 測定該小蘇打樣品中NaHCO3的質(zhì)量分數(shù)，還可采用的方法有__________(填選項字母)。 A．x g樣品與足量稀鹽酸充分反應，加熱、蒸干、灼燒，得到固體y g B．x g樣品與足量稀硫酸充分反應，逸出氣體用堿石灰吸收，堿石灰增重y g C．x g樣品與足量Ba(OH)2溶液充分反應，過濾、洗滌、烘干，得到固體y g 解析：Ⅰ.(1)儀器a是坩堝。(2)還需要測量的實驗數(shù)據(jù)有“加熱前，儀器a和樣品的總質(zhì)量”和“加熱冷卻后，儀器a和殘留物的總質(zhì)量”。Ⅱ.(1)涉及氣體的實驗裝置連接好后第一步是檢查裝置氣密性。(2)導管g的作用是平衡分液漏斗與錐形瓶內(nèi)的氣壓，使液體順利流下；滴入錐形瓶的稀硫酸體積等于進入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氣體體積誤差。(3)由于生成的二氧化碳溶于水，造成誤差，所以采用飽和NaHCO3溶液代替水，從而減小誤差。(4)①讀數(shù)時上下移動C管，使B、C兩管液面相平，減小由于壓強不同引起的體積誤差；②視線與液面最低處相平，減小由于讀數(shù)引起的體積誤差。(5)根據(jù)碳元素守恒，1 mol碳元素對應1 mol二氧化碳，二氧化碳的物質(zhì)的量為 mol，所以樣品中NaHCO3和Na2CO3的物質(zhì)的量之和為 mol。Ⅲ.樣品與稀硫酸反應生成的二氧化碳中有水蒸氣，堿石灰既吸收二氧化碳，又吸收水蒸氣，造成較大誤差，不可采用。 答案：Ⅰ.(1)坩堝 (2)②加熱前，儀器a和樣品的總質(zhì)量?、奂訜崂鋮s后，儀器a和殘留物的總質(zhì)量(其他合理答案也可) Ⅱ.(1)檢查裝置氣密性　(2)平衡分液漏斗與錐形瓶內(nèi)的氣壓，使液體順利流下；滴入錐形瓶的稀硫酸體積等于進入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氣體體積誤差(答對一點即可)　(3)飽和NaHCO3　(4)①讀數(shù)時應上下移動C管，使B、C兩管液面相平　②視線與液面最低處相平　(5) mol Ⅲ.AC 12．(15分)FeCl3在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛。某化學研究性學習小組模擬工業(yè)流程制備無水FeCl3，再用副產(chǎn)品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。 Ⅰ.經(jīng)查閱資料得知：無水FeCl3在空氣中易潮解，加熱易升華。他們設計了制備無水FeCl3的實驗方案，裝置示意圖(加熱及夾持裝置略去)及操作步驟如下： ①檢驗裝置的氣密性； ②通入干燥的Cl2，趕盡裝置中的空氣； ③用酒精燈在鐵屑下方加熱至反應完成； ④…… ⑤體系冷卻后，停止通入Cl2，并用干燥的N2趕盡Cl2，將收集器密封。 請回答下列問題： (1)裝置A中反應的化學方程式為____________________。 (2)第③步加熱后，生成的煙狀FeCl3大部分進入收集器，少量沉積在反應管A右端。要使沉積的FeCl3進入收集器，第④步操作是____________。 (3)操作步驟中，為防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步驟序號)________。 (4)裝置B中冷水浴的作用為________；裝置C的名稱為________；裝置D中FeCl2全部反應后，因失去吸收Cl2的作用而失效，寫出檢驗FeCl2是否失效的試劑：________。 (5)在虛線框中畫出尾氣吸收裝置E并注明試劑。 Ⅱ.該組同學用裝置D中的副產(chǎn)品FeCl3溶液吸收H2S，得到單質(zhì)硫；過濾后，再以石墨為電極，在一定條件下電解濾液。 (6)FeCl3與H2S反應的離子方程式為________________________________。 (7)電解池中H＋在陰極放電產(chǎn)生H2，陽極的電極反應式為________________________________________________________________________。 (8)綜合分析實驗Ⅱ的兩個反應，可知該實驗有兩個顯著優(yōu)點： ①H2S的原子利用率為100%；②______________________。 解析：(1)裝置A中反應的方程式為2Fe＋3Cl22FeCl3。 (2)由于無水FeCl3加熱易升華，第④步操作可在沉積的FeCl3固體下方加熱，使沉積的FeCl3進入收集器。 (3)為防止FeCl3潮解采取的措施有②和⑤。 (4)裝置B中冷水浴的作用是冷卻，使FeCl3沉積，便于收集產(chǎn)品。裝置C的名稱為干燥管。 用K3[Fe(CN)6]溶液檢驗FeCl2是否失效，若未失效則生成藍色沉淀，若失效則無明顯現(xiàn)象。 (5)用NaOH溶液吸收多余的Cl2。 (6)由題意可寫出FeCl3與H2S反應的離子方程式2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。 (7)電解FeCl2溶液時，陽極電極反應式為：Fe2＋－e－===Fe3＋。 (8)該實驗另一個顯著的優(yōu)點為FeCl3得到循環(huán)利用。 答案：(1)2Fe＋3Cl22FeCl3 (2)在沉積的FeCl3固體下方加熱 (3)②⑤ (4)冷卻，使FeCl3沉積，便于收集產(chǎn)品　干燥管　K3[Fe(CN)6]溶液 (5) (6)2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋ (7)Fe2＋－e－===Fe3＋ (8)FeCl3得到循環(huán)利用 13．(11分)日常生活中使用的鋁合金中的鋁來自于電解氧化鋁。工業(yè)上電解氧化鋁要求其純度不得低于98.2%，而天然鋁土礦中氧化鋁含量為50%～70%，雜質(zhì)主要為SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O等。工業(yè)生產(chǎn)鋁錠的工藝流程示意圖如下。 一些氫氧化物沉淀的pH如下表。 沉淀物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Mg(OH)2 開始沉淀的pH(離子初 始濃度0.01 mol/L) 4 2.3 10.4 完全沉淀的pH(離子濃 度＜10－5 mol/L) 5.2 4.1 12.4 請回答下列問題： (1)步驟④的操作名稱為__________。 (2)固體A的化學式為__________，物質(zhì)C為__________。 (3)步驟④調(diào)節(jié)溶液pH的范圍為__________。 (4)步驟⑥反應的化學方程式為__________________________。 解析：本題以工業(yè)生產(chǎn)鋁錠的工藝流程為背景，考查內(nèi)容包括pH的選擇，過濾操作、常見金屬元素及其化合物的主要性質(zhì)等。SiO2是酸性氧化物不與鹽酸反應，進行過濾操作(步驟②)，得到固體A是SiO2；加入NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH使Fe3＋沉淀，步驟④是過濾得到氫氧化鋁沉淀。步驟④為使Al3＋完全沉淀，而Mg2＋不能產(chǎn)生沉淀，需調(diào)節(jié)溶液的pH在5.2～10.4之間。 答案：(1)過濾 (2)SiO2　NaOH(其他合理答案也可) (3)5.2＜pH＜10.4 (4)2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑