（新課標(biāo)）廣西2022高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題三 元素及其化合物 第9講 常見(jiàn)金屬及其化合物學(xué)案一、選擇題(本題包括8個(gè)小題,每小題6分,共48分)1.2017年1月26日,美國(guó)科學(xué)雜志刊發(fā)論文稱發(fā)現(xiàn)了一種新材料金屬氫,證實(shí)了一百多年前提出的存在金屬氫的假說(shuō)。下列事實(shí)不能說(shuō)明氫可能具有金屬性的是()A.可以把H寫(xiě)入金屬活動(dòng)性順序B.H與Na、K等堿金屬元素同屬于第A族C.H可以形成H-D.H與非金屬反應(yīng),產(chǎn)物中H通常顯正價(jià)答案C解析可以把H寫(xiě)入金屬活動(dòng)性順序,證明H有一定的金屬性,A正確。H與Na、K等堿金屬元素同屬于第A族,證明H可能與Na、K等堿金屬元素類似,具有金屬性,B正確。金屬無(wú)陰離子,H可以形成H-不能證明H具有金屬性,C錯(cuò)誤。金屬與非金屬反應(yīng),金屬顯正價(jià),H與非金屬反應(yīng),產(chǎn)物中H通常顯正價(jià),說(shuō)明H可能具有金屬性,D正確。2.(2017江蘇化學(xué),7)在給定條件下,下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)的是()A.FeFeCl2Fe(OH)2B.SSO3H2SO4C.CaCO3CaOCaSiO3D.NH3NOHNO3答案C解析A項(xiàng),Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3,錯(cuò)誤;B項(xiàng),S與O2反應(yīng)生成SO2,錯(cuò)誤;C項(xiàng),CaCO3高溫分解生成CaO和CO2,堿性氧化物CaO與酸性氧化物SiO2在高溫條件下反應(yīng)生成CaSiO3,正確;D項(xiàng),NO與H2O不反應(yīng),錯(cuò)誤。3.一定條件下,中學(xué)化學(xué)常見(jiàn)物質(zhì)甲、乙之間存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系,乙是()乙甲乙A.HClB.FeCl2C.KOHD.NaHCO3答案D解析由甲乙發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)可知,甲、乙均為化合物。由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,甲為化合物,不會(huì)通過(guò)化合反應(yīng)生成HCl,A錯(cuò)誤。若乙為FeCl2,甲乙的化合反應(yīng)應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng),但不滿足甲乙發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),B錯(cuò)誤。甲為化合物,不會(huì)通過(guò)化合反應(yīng)生成KOH,C錯(cuò)誤。若甲為碳酸鈉,與少量鹽酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成乙(碳酸氫鈉),碳酸鈉、水、二氧化碳發(fā)生化合反應(yīng)生成乙(碳酸氫鈉),D正確。4.甲、乙、丙、丁是中學(xué)化學(xué)常見(jiàn)的物質(zhì),且甲、乙、丙均含有同一種元素。甲、乙、丙、丁之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。則乙不可能是()A.Al(OH)3B.FeCl3C.COD.Na2CO3答案B解析甲、乙、丙、丁分別為AlCl3、Al(OH)3、NaAlO2、NaOH或分別為C、CO、CO2、O2或分別為NaOH、Na2CO3、NaHCO3、CO2時(shí)符合圖示轉(zhuǎn)化。5.將一定量的鈉鋁合金置于水中,合金全部溶解,得到20 mL pH=14的溶液,然后用1 mol·L-1的鹽酸滴定,沉淀質(zhì)量與消耗鹽酸的體積關(guān)系如圖所示,則下列選項(xiàng)正確的是()A.原合金質(zhì)量為0.92 gB.標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生氫氣896 mLC.圖中V2為60 mLD.圖中m值為1.56答案D解析由圖像可知,向合金溶解后的溶液中加鹽酸,先發(fā)生反應(yīng)NaOH+HClNaCl+H2O,后發(fā)生反應(yīng)NaAlO2+HCl+H2ONaCl+Al(OH)3,最后發(fā)生反應(yīng)Al(OH)3+3HClAlCl3+3H2O。合金溶解后剩余氫氧化鈉的物質(zhì)的量為0.02 L×1 mol·L-1=0.02 mol,由NaOH+HClNaCl+H2O,則V1為=0.02 L=20 mL,生成沉淀消耗的鹽酸為40 mL-20 mL=20 mL,HCl物質(zhì)的量為0.02 L×1 mol·L-1=0.02 mol,由NaAlO2+HCl+H2ONaCl+Al(OH)3 0.02 mol0.02 mol0.02 mol由鈉元素及鋁元素守恒可知,合金的質(zhì)量為0.04 mol×23 g·mol-1+0.02 mol×27 g·mol-1=1.46 g,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由2Na+2H2O2NaOH+H2、2Al+2H2O+2NaOH2NaAlO2+3H2,生成氫氣的物質(zhì)的量為0.02 mol+0.03 mol=0.05 mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.05 mol×22.4 L·mol-1=1.12 L,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由Al(OH)3+3HClAlCl3+3H2O可知,溶解沉淀需要0.06 mol HCl,其溶液體積為60 mL,則V2為40 mL+60 mL=100 mL,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由上述計(jì)算可知,生成Al(OH)3沉淀為0.02 mol,其質(zhì)量為0.02 mol×78 g·mol-1=1.56 g,D項(xiàng)正確。6.下列結(jié)論中正確的是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)2結(jié)論A將SO2通入石蕊溶液中將Na2O2加入酚酞溶液中都是先變紅后褪色B將少量CO2和H2O(g)通過(guò)足量Na2O2固體少量NaHCO3溶液與過(guò)量Ca(OH)2溶液混合都有Na2CO3生成C將Na2O2固體加入FeCl2溶液中將NaOH溶液與Fe2(SO4)3溶液混合最終都有紅褐色沉淀生成D1 mol Na2O2固體與足量水反應(yīng)1 mol Fe在足量Cl2中燃燒都是轉(zhuǎn)移2 mol電子答案C解析將SO2通入石蕊溶液中,溶液只變紅不褪色,A錯(cuò)誤。將少量NaHCO3溶液與過(guò)量Ca(OH)2溶液混合,生成CaCO3、NaOH和H2O,B錯(cuò)誤。Na2O2與水反應(yīng)生成NaOH和O2,NaOH與FeCl2反應(yīng)生成Fe(OH)2,O2將Fe(OH)2氧化為Fe(OH)3;NaOH溶液與Fe2(SO4)3溶液反應(yīng)生成Fe(OH)3,C正確。1 mol Na2O2固體與水反應(yīng)轉(zhuǎn)移1 mol電子,1 mol Fe在足量Cl2中燃燒轉(zhuǎn)移3 mol電子,D錯(cuò)誤。7.下列示意圖與對(duì)應(yīng)的敘述相符的是()A.圖表示向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中緩慢通入氨水B.圖表示向NaOH和Ca(OH)2的混合溶液中通入CO2C.圖表示向KAl(SO4)2溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液D.圖表示向NaAlO2溶液中逐滴加入鹽酸答案B解析加入一定量的氨水時(shí),Ag+、Cu2+分別形成AgOH、Cu(OH)2沉淀,氨水過(guò)量時(shí),AgOH、Cu(OH)2溶解,A錯(cuò)誤。CO2首先與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣,然后與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉,再與生成的碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉,最后與碳酸鈣反應(yīng)生成碳酸氫鈣,B正確。先生成BaSO4和Al(OH)3,再加入Ba(OH)2生成BaSO4的同時(shí)Al(OH)3溶解(此時(shí)生成沉淀的速度比前面減小),最后Al(OH)3溶解完,只剩余BaSO4沉淀,產(chǎn)生沉淀先快,再慢,最后不變,C錯(cuò)誤。在NaAlO2溶液中逐滴加入鹽酸,反應(yīng)的化學(xué)方程式依次為NaAlO2+HCl+H2OAl(OH)3+NaCl、Al(OH)3+3HClAlCl3+3H2O,D錯(cuò)誤。8.工業(yè)上利用無(wú)機(jī)礦物資源生產(chǎn)部分材料的流程示意圖如下。下列說(shuō)法不正確的是()A.用鋁土礦制備較高純度Al的過(guò)程中常用到NaOH溶液、CO2氣體、冰晶石B.石灰石、純堿、石英、玻璃都屬于鹽,都能與鹽酸反應(yīng)C.在制粗硅時(shí),被氧化的物質(zhì)與被還原的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為21D.黃銅礦(CuFeS2)與O2反應(yīng)產(chǎn)生的Cu2S、FeO均是還原產(chǎn)物答案B解析用NaOH溶液溶解鋁土礦,向?yàn)V液中通入CO2,制取氫氧化鋁沉淀,最后用冰晶石作助熔劑,電解氧化鋁制取鋁,A正確。石英屬于酸性氧化物,不與鹽酸反應(yīng),玻璃屬于混合物,B錯(cuò)誤。在制粗硅時(shí),發(fā)生反應(yīng)SiO2+2CSi+2CO,被氧化的物質(zhì)C與被還原的物質(zhì)SiO2的物質(zhì)的量之比為21,C正確。黃銅礦(CuFeS2)與O2反應(yīng),銅由+2價(jià)降為+1價(jià)被還原得到Cu2S、氧由0價(jià)降至-2價(jià)得到FeO,所以Cu2S、FeO均是還原產(chǎn)物,D正確。二、非選擇題(包括3個(gè)小題,共52分)9.(16分)A、B、C三種物質(zhì)中均含有同一種元素,它們之間有如下圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分反應(yīng)物已略去)。(1)若A是一種兩性氧化物,B的水溶液呈酸性,請(qǐng)寫(xiě)出反應(yīng)和反應(yīng)(由A一步轉(zhuǎn)化為B或C)的離子方程式:反應(yīng); 反應(yīng)。 (2)若反應(yīng)為置換反應(yīng),反應(yīng)為化合反應(yīng),C物質(zhì)大量存在于海水中,是人體生理活動(dòng)不可缺少的物質(zhì)。工業(yè)上可以用C來(lái)制取A或B,請(qǐng)寫(xiě)出這兩個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式:CA; CB。 (3)若反應(yīng)均為化合反應(yīng),反應(yīng)為置換反應(yīng)。當(dāng)A為一種金屬單質(zhì)時(shí),請(qǐng)寫(xiě)出反應(yīng)和可能的離子方程式:; 。 答案(1)Al2O3+6H+2Al3+3H2OAl2O3+2OH-2Al+H2O(2)2NaCl(熔融)2Na+Cl22NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2(3)2Fe3+Fe3Fe2+2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-(或2Fe2+Br22Fe3+2Br-)解析(1)高中階段所學(xué)具有兩性的氧化物的代表為Al2O3,Al2O3與H+反應(yīng)生成Al3+和H2O(反應(yīng)),Al2O3與OH-反應(yīng)生成Al和H2O(反應(yīng)),Al與過(guò)量的H+反應(yīng)生成Al3+和H2O(反應(yīng)),Al3+與過(guò)量的OH-反應(yīng)生成Al和H2O(反應(yīng))。(2)首先確定C為NaCl,電解熔融態(tài)NaCl生成Na、Cl2,電解飽和NaCl溶液生成NaOH、H2、Cl2,故A為Na,B為NaOH。(3)金屬元素中,鐵的價(jià)態(tài)變化復(fù)雜,所以首先聯(lián)想A為Fe,Fe可與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2(反應(yīng)),FeCl2與Cl2反應(yīng)生成FeCl3(反應(yīng)),FeCl3與Fe反應(yīng)生成FeCl2(反應(yīng)),Fe可與Cl2反應(yīng)生成FeCl3(反應(yīng))。10.(2018全國(guó),26)(18分)我國(guó)是世界上最早制得和使用金屬鋅的國(guó)家,一種以閃鋅礦(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS雜質(zhì))為原料制備金屬鋅的流程如圖所示:相關(guān)金屬離子c0(Mn+)=0.1 mol·L-1形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下:金屬離子Fe3+Fe2+Zn2+Cd2+開(kāi)始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4回答下列問(wèn)題:(1)焙燒過(guò)程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 (2)濾渣1的主要成分除SiO2外還有;氧化除雜工序中ZnO的作用是。若不通入氧氣,其后果是。 (3)溶液中的Cd2+可用鋅粉除去,還原除雜工序中反應(yīng)的離子方程式為。 (4)電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時(shí),陰極的電極反應(yīng)式為;沉積鋅后的電解液可返回工序繼續(xù)使用。 答案(1)ZnS+O2ZnO+SO2(2)PbSO4調(diào)節(jié)溶液的pH無(wú)法除去雜質(zhì)Fe2+(3)Cd2+ZnCd+Zn2+(4)Zn2+2e-Zn溶浸解析根據(jù)制備流程,焙燒過(guò)程中ZnS轉(zhuǎn)化成ZnO和SO2,相關(guān)化學(xué)方程式為ZnS+O2ZnO+SO2或2ZnS+3O22ZnO+2SO2,同時(shí)雜質(zhì)FeS、CdS、PbS轉(zhuǎn)化成SO2和相應(yīng)的金屬氧化物。加稀硫酸溶浸可將PbO轉(zhuǎn)化成PbSO4沉淀除去,同時(shí)除去不溶的SiO2。根據(jù)表格中相關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍,氧化除雜過(guò)程通入氧氣的目的是將Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe3+,最終轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3除去,加入ZnO的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH,有利于沉淀Fe3+。還原除雜是用Zn還原Cd2+從而除去Cd,相關(guān)的化學(xué)方程式為Cd2+ZnCd+Zn2+。電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時(shí),陰極Zn2+得電子生成Zn,電極反應(yīng)式為Zn2+2e-Zn;陽(yáng)極水電離出的OH-失電子生成O2,同時(shí)生成硫酸,所以沉積鋅后的電解液可返回溶浸工序繼續(xù)使用。11.(18分)某礦渣的成分為Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2,工業(yè)上用該礦渣獲取銅和膽礬的操作流程如下:已知:Cu2O+2H+Cu+Cu2+H2O。部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH如下表所示:沉淀物Cu(OH)2Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2開(kāi)始沉淀pH5.44.02.75.8沉淀完全pH6.75.23.78.8請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)為了加快反應(yīng)的速率,可以采取的措施是(寫(xiě)兩條)。 (2)固體混合物A中的成分是。 (3)反應(yīng)完成后,鐵元素的存在形式為(填離子符號(hào));寫(xiě)出生成該離子的離子方程式 。 (4)沉淀B是,x的范圍是, y的范圍是。 (5)操作1主要包括:、。 洗滌CuSO4·5H2O粗產(chǎn)品不能用大量水洗,而用冰水洗滌。原因是。 答案(1)適當(dāng)升高溫度;不斷攪拌;將礦渣粉碎;適當(dāng)增大硫酸的濃度等(任寫(xiě)兩條,其他合理答案均可)(2)SiO2、Cu(3)Fe2+2Fe3+CuCu2+2Fe2+(4)Fe(OH)33.7<x<4.05.2<y<5.4(5)蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶過(guò)濾冰水既可以洗去晶體表面的雜質(zhì)離子,又可以減少晶體的損失解析(1)由于礦渣為固體,所以為了加快反應(yīng)的速率,可以采取的措施是將固體粉碎,也可以適當(dāng)升高反應(yīng)的溫度或增大反應(yīng)物H2SO4的濃度等措施。(2)SiO2是酸性氧化物,不能與酸發(fā)生反應(yīng);其他金屬氧化物Cu2O、Al2O3、Fe2O3與硫酸發(fā)生反應(yīng):Cu2O+H2SO4Cu+CuSO4+H2O;Al2O3+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2O;Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O;Fe2(SO4)3+CuCuSO4+2FeSO4。因此發(fā)生反應(yīng)后過(guò)濾出的固體混合物A中的成分是SiO2、Cu。(3)因?yàn)榈V渣中Fe元素的化合價(jià)為+3價(jià),先發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),得到Fe2(SO4)3,然后發(fā)生反應(yīng):2Fe3+CuCu2+2Fe2+。因此該反應(yīng)完成后,鐵元素的存在形式為+2價(jià)的Fe,即Fe2+。(4)由圖示可知B是Fe(OH)3,x的范圍是3.7<x<4.0,C是Al(OH)3,y的范圍是5.2<y<5.4。(5)從硫酸銅溶液中制取硫酸銅晶體的操作1主要包括:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾。洗滌CuSO4·5H2O粗產(chǎn)品不能用大量水洗,而用冰水洗滌,原因是CuSO4溶液溶解于水,而且溫度越高,溶解度越大。若用冰水既可以洗去晶體表面的雜質(zhì)離子,又可以減少晶體的損失。