專題訓(xùn)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(guān)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(yīng)的陰離子相配合C金屬單質(zhì)在常溫下均為金屬晶體(Hg除外)D若某單質(zhì)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(zhì)的獨特性質(zhì)。答案C2(2013·陜西質(zhì)檢)向100 mL a mol/L的AlCl3溶液中加入金屬鉀，完全反應(yīng)后恰好只形成KCl和KAlO2的溶液，則加入鉀的物質(zhì)的量為()A0.1a mol B0.4a molC0.3a mol Da mol解析反應(yīng)后溶液中有c(K)c(Cl)c(AlO)3a mol/La mol/L4a mol/L，即加入的鉀的物質(zhì)的量為0.4a mol，B項正確。答案B3(2013·南昌調(diào)研)下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)和該性質(zhì)的應(yīng)用均正確的是()A晶體硅具有半導(dǎo)體性質(zhì)，可用于生產(chǎn)光導(dǎo)纖維BH2O2是一種綠色氧化劑，可與酸性高錳酸鉀作用產(chǎn)生O2C銅的金屬活動性比鐵弱，可用銅罐代替鐵罐貯運濃硝酸D鋁具有良好的導(dǎo)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(dǎo)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(yīng)，C錯。答案D4(2013·江西聯(lián)考)如圖所示，兩圓圈相交的部分表示圓圈內(nèi)的物質(zhì)相互發(fā)生的反應(yīng)。已知鈉及其氧化物的物質(zhì)的量均為0.1 mol，水的質(zhì)量為100 g。下列說法正確的是()A反應(yīng)最多能產(chǎn)生0.05 mol O2B反應(yīng)的離子方程式為Na2H2O=Na2OHH2CNa2O2中陰陽離子數(shù)目之比為1:1D、充分反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從大到?。?gt;>解析0.1 mol Na2O2與100 g H2O反應(yīng)，H2O過量，反應(yīng)最多能產(chǎn)生0.05 mol O2，選項A正確；反應(yīng)的離子方程式為2Na2H2O=2Na2OHH2，選項B錯誤；Na2O2中陰陽離子數(shù)目之比為1:2，選項C錯誤；、充分反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從大到?。?gt;，選項D錯誤。答案A5(2013·湖北八校聯(lián)考)下列敘述不正確的是()Fe與S混合加熱生成FeS2Fe與稀HNO3、稀H2SO4反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生，說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應(yīng)過量的銅與濃硝酸反應(yīng)有一氧化氮生成FeCl3溶液能與Cu反應(yīng)，可用于蝕刻印刷電路A BC D解析Fe是變價金屬單質(zhì)，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，錯誤；Fe與稀硝酸反應(yīng)生成的氣體為NO，該反應(yīng)不是置換反應(yīng)，錯。答案B6(2013·安慶模擬)部分氧化的FeCu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、HB樣品中Fe元素的質(zhì)量為2.24 gC樣品中CuO質(zhì)量為4.0 gDV896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(zhì)量為2.24 g，B正確；樣品中Cu和O元素共5.76 g2.24 g3.52 g，則C項錯誤；2.24 g Fe元素不可能全是單質(zhì)，故生成的氫氣的體積小于896 mL，D錯誤。答案B7(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(zhì)組成。進行如下實驗：94 gX6.4 g固體。下列說法正確的是；A步驟中減少的3 g固體一定是混合物B步驟中質(zhì)量減少的物質(zhì)一定是CuC根據(jù)上述步驟可以得出m(Fe2O3):m(Cu)1:1D根據(jù)步驟、可以判斷混合物X的成分為Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2解析步驟中加入過量NaOH，雖然SiO2和Al2O3都可以反應(yīng)，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，步驟中Cu才能溶解，結(jié)合最終還有1.92 g固體剩余，可知Fe2O3不足量，設(shè)步驟中減少的物質(zhì)中含有的Cu和Fe2O3的物質(zhì)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(zhì)量為m(Cu)0.02 mol×64 g·mol11.92 g3.2 g，m(Fe2O3)160 g·mol1×0.02 mol3.2 g，m(Fe2O3) :m(Cu)1:1，C對，B、D錯。答案C8(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(yīng)后得到200 mL溶液，再向該溶液中緩慢通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的HCl氣體6.72 L，若反應(yīng)過程中溶液的體積保持不變，則()A反應(yīng)過程中得到6.72 L的氣體(標(biāo)準(zhǔn)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(NaCl)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(yīng)后得到200 mL溶液，說明Al完全反應(yīng)。標(biāo)準(zhǔn)狀況下，6.72 L HCl氣體為0.3 mol。2Na2O22H2O=4NaOHO22 4 102 mol 0.4 mol 0.1 mol2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H22 2 2 302 mol 0.2 mol 0.2 mol 0.3 molNaOHHCl=NaClH2O1 1 102 mol 0.2 mol 0.2 molNaAlO2HClH2O=Al(OH)3NaCl1 1 1 101 mol 0.1 mol 0.1 mol 0.1 mol選項A，反應(yīng)過程中得到的氣體為0.4 mol，體積8.96 L(標(biāo)準(zhǔn)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)，B錯誤；選項C，最終的沉淀為Al(OH)3，其物質(zhì)的量為0.1 mol，則質(zhì)量為0.1 mol×78 g/mol7.8 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C9(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(zhì)量與滴入NaOH溶液體積關(guān)系如圖所示，則原混合溶液中MgCl2與FeCl3的物質(zhì)的量之比為()A. B.C. D.解析圖象的0a mL段，由于NaOH與鹽酸發(fā)生反應(yīng)，沉淀質(zhì)量為0 g；FeCl3只能在酸性較強的溶液中存在，當(dāng)酸性減弱時，將會轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，所以圖象中ab 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。Fe33OH、Mg22OH，D正確。答案D10(2013·南昌調(diào)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(zhì)量為(a1.7)g，則下列說法不正確的是()A鎂鋁合金與鹽酸反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.1 NAB沉淀為Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物Cx2yDa的取值范圍為0.9<a<1.2解析Mg、Al失去電子變?yōu)殡x子，離子再結(jié)合OH生成沉淀，則鎂鋁合金與鹽酸反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)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)(a1.7)ga g1.7 g，n(OH)0.1 mol，電子轉(zhuǎn)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(zhì)的量相等，即2xy，C錯；電子轉(zhuǎn)移總數(shù)是0.1NA，若金屬全部是鎂，則鎂的質(zhì)量是1.2 g，若金屬全部是鋁，則鋁的質(zhì)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。(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(fù)使用)蒸發(fā)結(jié)晶放入干燥器轉(zhuǎn)移入過濾器中用水洗滌23次用乙醇洗滌加熱灼燒(3)取純凈物13.92 g晶體A，進入熱重分析，直到質(zhì)量不再改變，生成物質(zhì)Z，具體數(shù)據(jù)如下：通過計算確定樣品A的化學(xué)式。并寫出計算過程。解析(1)溫度升高說明反應(yīng)放熱。(2)先進行過濾，然后用乙醇洗滌、干燥即可。(3)加熱到質(zhì)量不再變化時固體為Na2CO3，根據(jù)質(zhì)量關(guān)系可得出樣品A的化學(xué)式。答案(1)Na2CO3nH2O=Na2CO3·nH2O，反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，故反應(yīng)放出熱量，導(dǎo)致燒杯溫度升高(2)(3)設(shè)A的化學(xué)式為Na2CO3·nH2O，加熱到質(zhì)量不再變化時得到Na2CO3，則Na2CO3·nH2ONa2CO310618n 1061392 g 6.36 g(10618n):10613.92 g:6.36 g，n7故A的化學(xué)式為Na2CO3·7H2O12(12分)(2012·新課標(biāo)全國卷)鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬，鐵的鹵化物、氧化物以及高價鐵的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(xué)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(yù)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·L1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(zhì)的量，并求出FeClx中x值：_(列出計算過程)。(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(zhì)的量分?jǐn)?shù)為_。在實驗室中，F(xiàn)eCl2可用鐵粉和_反應(yīng)制備，F(xiàn)eCl3可用鐵粉和_反應(yīng)制備。(3)FeCl3與氫碘酸反應(yīng)時可生成棕色物質(zhì)，該反應(yīng)的離子方程式為_。解析(2)設(shè)混合物樣品中含有a mol FeCl2、b mol FeCl3，根據(jù)題意有(ab) : (2a3b)1:2.1，解得a9b，所以FeCl3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為b: (ab)b:10b0.10。在實驗室中，F(xiàn)eCl2可用鐵粉與稀鹽酸發(fā)生置換反應(yīng)得到，F(xiàn)eCl3可用鐵粉與氯氣發(fā)生化合反應(yīng)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(yīng)生成棕色物質(zhì)I2。根據(jù)元素守恒和得失電子守恒可完成方程式。答案(1)x3n(Cl)0.025 0 L×0.40 mol·L10.010 molm(Fe)0.54 g0.010 mol×35.5 g·mol10.19 gn(Fe)0.19 g÷56 g·mol10.003 4 moln(Fe) :n(Cl)0.003 4:0.0101:3，x3(2)0.10鹽酸氯氣(3)2Fe32I=2Fe2I2(或2Fe33I=2Fe2I)13(14分)(2013·山東卷)金屬冶煉與處理常涉及氧化還原反應(yīng)。(1)由下列物質(zhì)冶煉相應(yīng)金屬時采用電解法的是_。aFe2O3 bNaClcCu2S dAl2O3(2)輝銅礦(Cu2S)可發(fā)生反應(yīng)：2Cu2S2H2SO45O2=4CuSO42H2O，該反應(yīng)的還原劑是_。當(dāng)1 mol O2發(fā)生反應(yīng)時，還原劑所失電子的物質(zhì)的量為_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(zhì)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(yīng)式為_。(4)為處理銀器表面的黑斑(Ag2S)，將銀器浸于鋁質(zhì)容器里的食鹽水中并與鋁接觸，Ag2S轉(zhuǎn)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(yīng)中Cu、S的化合價升高，因此還原劑為Cu2S。反應(yīng)中O2中O由0價變?yōu)?價，1 mol O2發(fā)生反應(yīng)，得4 mol電子，根據(jù)得失電子守恒，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(yīng)式為NOe2H=NO22H2O。(4)食鹽水的作用是做電解質(zhì)溶液，形成原電池。答案(1)b、d(2)Cu2S4H2(3)aNO2He=NO2H2O(4)做電解質(zhì)溶液(或?qū)щ?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。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，提取過程中通入的氣體為_。Al­Mg合金焊接前用NaOH溶液處理Al2O3膜，其化學(xué)方程式為_，焊接過程中使用的保護氣為_(填化學(xué)式)。(2)航母艦體材料為合金鋼。艦體在海水中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要為_。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(zhì)為_。(3)航母螺旋槳主要用銅合金制造。80.0 g Cu­Al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(zhì)量分?jǐn)?shù)為_。為分析某銅合金的成分，用酸將其完全溶解后，用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH，當(dāng)pH3.4時開始出現(xiàn)沉淀，分別在pH為7.0、8.0時過濾沉淀。結(jié)合如圖信息推斷該合金中除銅外一定含有_。解析(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(yīng)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。鎂能與氧氣、二氧化碳、氮氣等氣體發(fā)生反應(yīng)，所以焊接時必須使用Ar等稀有氣體作保護氣。(2)在海水中，合金 鋼、海水構(gòu)成原電池，發(fā)生吸氧腐蝕。在煉鐵時加入氧化鈣或碳酸鈣，以降低硅含量。(3)白色沉淀Al(OH)3的質(zhì)量為39.0 g，即0.5 mol，故合金中鋁的質(zhì)量為0.5 mol×27 g/mol13.5 g，則銅的質(zhì)量為66.5 g，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為66.5 g÷80.0 g×100%83.1%。看圖可知Al3在pH為3.4時開始沉淀，而Fe2和Ni2在pH為7.08.0之間均已開始沉淀，若溶解合金的酸過量，假設(shè)合金中含有Fe，則溶解后Fe轉(zhuǎn)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)第三周期第A族CO2Al2O32NaOH=2NaAlO2H2OAr(其他合理答案均可得分)(2)吸氧腐蝕CaCO3或CaO(3)83.1%Al、Ni