111 金屬及其化合物一、選擇題(本題包括16小題，每小題3分，共48分)1下列物質(zhì)中既能與強(qiáng)酸又能與強(qiáng)堿發(fā)生氧化還原反應(yīng)的是()ANaHCO3BMgCAl(OH)3 DAl解析：NaHCO3、Al(OH)3既能與強(qiáng)酸又能與強(qiáng)堿發(fā)生反應(yīng)，但均不是氧化還原反應(yīng)，A、C錯(cuò)誤；Mg不與堿發(fā)生反應(yīng)，B錯(cuò)誤；2Al6H=2Al33H2，2Al2OH2H2O=2AlO3H2，D正確。答案：D2下列金屬用途與性質(zhì)不相對(duì)應(yīng)的是()A用銅做電線(xiàn)是由于其導(dǎo)電性良好B用鎢做燈絲是因?yàn)槠淙埸c(diǎn)高C鐵制品表面鍍鉻是由于鉻硬且不易被氧化D用鋁制炊具是因?yàn)殇X的溶點(diǎn)比鐵高解析：銅是硬度較小的紫紅色金屬，有良好的延展性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，可用銅做電線(xiàn)。鎢是熔點(diǎn)最高的金屬，做燈絲。鉻是較硬的金屬，鐵制品表面鍍鉻是由于鉻硬且不易被氧化。只有D不正確。答案：D3下列各組中兩種物質(zhì)作用時(shí)，反應(yīng)條件或反應(yīng)物用量改變，對(duì)生成物沒(méi)有影響的是()ANa與O2BNa2O2與CO2CNaOH溶液與CO2DAlCl3溶液與NaOH溶液解析：Na2O2與CO2的反應(yīng)與反應(yīng)條件或反應(yīng)物用量無(wú)關(guān)，反應(yīng)為2Na2O22CO2=2Na2CO3O2。A中Na與O2常溫生成Na2O，點(diǎn)燃生成Na2O2；NaOH與CO2反應(yīng)，CO2少量生成Na2CO3，CO2過(guò)量生成NaHCO3；AlCl3溶液中加入NaOH溶液，NaOH少量生成Al(OH)3沉淀，NaOH過(guò)量生成NaAlO2。答案：B4只能用焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)區(qū)分的是()ANaCl和Na2CO3 BKCl和NaClCKCl和K2CO3 D鈉和鉀解析：A、C項(xiàng)，可以用鹽酸區(qū)分；鈉和鉀可以根據(jù)與水反應(yīng)的劇烈程度區(qū)分，KCl和NaCl都含有氯離子，只能用焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)區(qū)分。答案：B5現(xiàn)有NaOH、Al2(SO4)3、Ba(NO3)2、FeCl3、KCl五種溶液，不用任何試劑，被鑒別出來(lái)的物質(zhì)的順序依次是()A BC D解析：FeCl3溶液為棕黃色，首先被鑒別出來(lái)，利用FeCl3與NaOH反應(yīng)生成紅褐色沉淀鑒別出NaOH，再利用NaOH與Al2(SO4)3反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀鑒別出Al2(SO4)3，再利用Al2(SO4)3與Ba(NO3)2反應(yīng)生成白色沉淀鑒別出Ba(NO3)2。故正確答案為B。答案：B6有兩個(gè)無(wú)標(biāo)簽的試劑瓶，分別盛有Na2CO3、NaHCO3固體。有四位同學(xué)為鑒別它們采用了以下不同方法，其中可行的是()A分別將它們配制成溶液，再加入澄清石灰水B分別將它們配制成溶液，再加入NaOH溶液C分別將它們配制成溶液，再進(jìn)行焰色反應(yīng)D分別加熱，再用澄清石灰水檢驗(yàn)是否有氣體產(chǎn)生解析：A選項(xiàng)都產(chǎn)生沉淀；B選項(xiàng)都沒(méi)有明顯現(xiàn)象；C選項(xiàng)焰色反應(yīng)都呈黃色；加熱只有碳酸氫鈉會(huì)分解產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w。答案：D7雙選題某溶液中加入鋁粉，有H2放出。在該溶液中可能大量共存的離子組是()AK、Mg2、Cl、SOBNa、NH、SO、HCOCNa、Ba2、NO、ClDK、Na、Al3、AlO解析：加入鋁粉，有H2放出，該溶液可能為酸溶液，也可能為強(qiáng)堿溶液。A項(xiàng)，可以在酸溶液中共存；C項(xiàng)在堿溶液中共存，因?yàn)橄跛崤c鋁反應(yīng)不產(chǎn)生氫氣；B項(xiàng)，HCO既不能與H共存，也不能與OH共存；D項(xiàng)，Al3和AlO不能共存。答案：AC8有Na2CO3、NaHCO3、CaO和NaOH組成的混合物27.2 g，把它們?nèi)苡谧懔康乃?，充分反?yīng)后，溶液中Ca2、CO、HCO均轉(zhuǎn)化為沉淀，將反應(yīng)容器內(nèi)水分蒸干，最后得白色固體物質(zhì)共29 g，則原混合物中含Na2CO3的質(zhì)量是()A10.6 g B5.3 gC15.9 g D無(wú)法確定解析：由Ca2、CO、HCO全轉(zhuǎn)化為沉淀可得反應(yīng)式： CaONaHCO3=CaCO3NaOH，CaONa2CO3H2O=CaCO32NaOH。固體的質(zhì)量增重2927.21.8 g，即后一反應(yīng)消耗的水的質(zhì)量，由此反應(yīng)即可求出Na2CO3的質(zhì)量。答案：A9將Fe、Cu、Fe2、Fe3和Cu2盛于同一容器中充分反應(yīng)，如Fe有剩余，則容器中只能有()ACu、Fe3 BFe2、Fe3CCu、Cu2、Fe DCu、Fe2、Fe解析：氧化性：Fe3>Cu2>Fe2。Fe有剩余，固體中一定有Cu，溶液中一定沒(méi)有Fe3和Cu2，一定有Fe2。答案：D10鐵、稀鹽酸、澄清石灰水、氯化銅溶液是中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)物質(zhì)，四種物質(zhì)間的反應(yīng)關(guān)系如圖所示。圖中兩圓相交部分(A、B、C、D)表示物質(zhì)間的反應(yīng)，其中對(duì)應(yīng)的離子方程式書(shū)寫(xiě)正確的是()AOHHCl=H2OClBCa(OH)2Cu2=Ca2Cu(OH)2CFeCu2=CuFe2DFe2H=Fe3H2解析：A項(xiàng)，應(yīng)為OHH=H2O；B項(xiàng)，2OHCu2=Cu(OH)2；C項(xiàng)，正確；D項(xiàng)，F(xiàn)e2H=Fe2H2。答案：C11雙選題將Na2O2投入FeCl3溶液中，可觀察到的現(xiàn)象是()A生成白色沉淀 B生成紅褐色沉淀C有氣泡產(chǎn)生 D無(wú)變化解析：過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)生成氧氣和氫氧化鈉，氫氧化鈉與氯化鐵溶液反應(yīng)生成紅褐色沉淀氫氧化鐵。答案：BC12硫酸鐵和硫酸亞鐵的混合物中，若其中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a %，則其中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為()A(1003a)% B.%C.% D.(100a)%解析：Fe(SO4)3、FeSO4中w(S)w(O)都等于12，所以混合物中w(S)1w(Fe)(1a%)%。答案：B13雙選題下列各組反應(yīng)中最終肯定是白色沉淀的是()AAlCl3溶液中加入過(guò)量氨水BAl2(SO4) 3溶液中加入過(guò)量KOH溶液CFeCl2溶液中加入過(guò)量氨水DMgSO4溶液中加入過(guò)量KOH溶液解析：A項(xiàng)，過(guò)量氨水不能溶解氫氧化鋁，有白色沉淀。B項(xiàng)，過(guò)量KOH溶液能溶解氫氧化鋁。C項(xiàng)，生成的氫氧化亞鐵迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色。D項(xiàng)，過(guò)量KOH溶液不溶解氫氧化鎂。答案：AD14下列各組物質(zhì)相互反應(yīng)后，再向得到的溶液中滴入KSCN試劑，溶液變成紅色的是()A氯水和氯化亞鐵溶液 B鐵屑和氯化銅溶液C鐵屑和過(guò)量稀硫酸 D過(guò)量鐵屑和氯化鐵溶液解析：2Fe2Cl2=2Cl2Fe3；Fe33SCN=Fe(SCN)3(紅色)。答案：A15美國(guó)“海狼”潛艇上的核反應(yīng)堆內(nèi)使用了液體鋁鈉合金(單質(zhì)鈉和單質(zhì)鋁熔合而成)做載熱介質(zhì)。有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A自然界中沒(méi)有游離的鈉和鋁B鋁鈉合金若投入一定的水中可得無(wú)色溶液，則n(Al)n(Na)C鋁鈉合金投入到足量氯化銅溶液中，肯定有氫氧化銅沉淀，也可能有銅析出Dm g不同組成的鋁鈉合金投入足量鹽酸中，若放出的H2越多，則鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越小解析：鈉和鋁的性質(zhì)較活潑，自然界中沒(méi)有游離的鈉和鋁，A項(xiàng)正確；鈉與水反應(yīng)生成的氫氧化鈉，可以溶解鋁生成偏鋁酸鈉，所以n(Al)n(Na)，B項(xiàng)正確；氫氧化鈉與氯化銅溶液反應(yīng)，生成氫氧化銅沉淀，鋁與氯化銅溶液反應(yīng)生成銅，C項(xiàng)正確；相同質(zhì)量的鋁比鈉放出的氫氣更多，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D16要從含Al3、Fe3、Ba2、Ag的溶液中分別沉淀出Fe3、Ba2、Ag，加入試劑的順序正確的是()A鹽酸、稀硫酸、NaOH溶液BNaOH溶液、鹽酸、稀硫酸C鹽酸、稀硫酸、氨水D鹽酸、氨水、稀硫酸解析：要使離子依次沉淀，必須滿(mǎn)足每加一種試劑只沉淀一種離子。Cl只與Ag反應(yīng)，SO可與Ba2、Ag反應(yīng)，而NaOH或NH3H2O可與Al3、Fe3、Ag反應(yīng)，所以試劑加入順序應(yīng)為：鹽酸稀硫酸過(guò)量NaOH溶液。答案：A二、非選擇題(本題包括6個(gè)小題，共52分)17(8分)A至I分別表示中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的一種物質(zhì)，它們之間相互關(guān)系如下圖所示(部分反應(yīng)物、生成物沒(méi)有列出)，且已知G為地殼中含量最多的金屬元素的固態(tài)氧化物，A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)中均含同一種元素。請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白：(1)寫(xiě)出下列物質(zhì)的化學(xué)式：A_，G_；(2)若CD為化合反應(yīng)，則此時(shí)的化學(xué)方程式為_(kāi)；(3)寫(xiě)出EF的化學(xué)方程式：_；(4)寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式：_。答案：(1)FeAl2O3(2)2FeCl2Cl2=2FeCl3(3)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(4)2Al2OH2H2O=2AlO3H218(6分)粉末狀試樣A是由等物質(zhì)的量的MgO和Fe2O3組成的混合物。進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：取適量A進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，產(chǎn)物中有單質(zhì)B生成。(提示：鋁與氧化鐵發(fā)生的反應(yīng)稱(chēng)為鋁熱反應(yīng))另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 mol/L鹽酸中，得溶液C。將中得到的單質(zhì)B和溶液C反應(yīng)，放出氣體1.12 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，同時(shí)生成溶液D，還殘留固體B。用KSCN溶液檢驗(yàn)時(shí)，溶液D不變色。(1)反應(yīng)的產(chǎn)物中的單質(zhì)B是_。(2)所發(fā)生各反應(yīng)的化學(xué)方程式是： _。(3)若溶液D的體積仍為0.15 L，則該溶液中c(Mg2)為_(kāi)，c(Fe2)為_(kāi)。解析：(1)MgO、Fe2O3等物質(zhì)的量混合后，取適量發(fā)生鋁熱反應(yīng)，生成單質(zhì)Fe。(2)MgO、Fe2O3溶于適量鹽酸中得MgCl2和FeCl3。(3)此混合液中剩余的鹽酸與Fe反應(yīng)產(chǎn)生H2，殘留固體B為Fe，此時(shí)溶液中鐵的存在形態(tài)只有Fe2。設(shè)20 g混合物含MgO、Fe2O3的物質(zhì)的量為x，則40 x160 x20，解得x0.1 mol。根據(jù)Mg原子守恒有c(Mg2)0.67 mol/L。根據(jù)Cl離子守恒得：n(Fe2)0.35 mol，c(Fe2)2.3 mol/L。答案：(1)Fe(2)Fe2O36HCl=2FeCl33H2O，MgO2HCl=MgCl2H2O(3)0.67 mol/L2.3 mol/L19(8分)“套管實(shí)驗(yàn)”是將一支較小的試管裝入另一試管中，經(jīng)組裝來(lái)完成原來(lái)需要兩只或更多試管進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。因其有許多優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)被廣泛開(kāi)發(fā)并應(yīng)用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)中。下面這個(gè)實(shí)驗(yàn)為“套管實(shí)驗(yàn)”，實(shí)驗(yàn)裝置中，小試管中部有沾上無(wú)水硫酸銅粉末的脫脂棉。請(qǐng)觀察實(shí)驗(yàn)裝置，分析實(shí)驗(yàn)原理，并回答下列問(wèn)題：(1)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，能觀察到的現(xiàn)象為：燒杯A中_； 小試管中_；燒杯B中_；(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，在操作上要特別注意的問(wèn)題是：_；(3)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。解析：(1)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，導(dǎo)氣管中有氣泡冒出；脫脂棉變成藍(lán)色，試管內(nèi)壁有水珠產(chǎn)生；導(dǎo)氣管中有氣泡產(chǎn)生，澄清石灰水變渾濁。(2)先將導(dǎo)氣管從A、B的燒杯中取出，再停止加熱，以防倒吸。答案：(1)有氣泡冒出脫脂棉變藍(lán)，試管內(nèi)壁有水珠產(chǎn)生有氣泡產(chǎn)生，澄清石灰水變渾濁(2)先將導(dǎo)氣管從A、B的燒杯中取出，再停止加熱(3)2NaHCO3Na2CO3CO2H2OCuSO45H2O=CuSO45H2OCO2Ca(OH)2=CaCO3H2O20(12分)過(guò)氧化鈉是一種淡黃色固體，它能與二氧化碳反應(yīng)生成氧氣，在潛水艇中用作制氧劑，供艇員呼吸之用，它與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2O22CO2=2Na2CO3O2。某學(xué)生為了驗(yàn)證這一實(shí)驗(yàn)，以足量的大理石、足量的鹽酸和1.95克過(guò)氧化鈉樣品為原料，制取O2，設(shè)計(jì)出如下實(shí)驗(yàn)裝置：(1)A中制取CO2的裝置，應(yīng)為下列圖、中的圖_。B裝置的作用是_。為了檢驗(yàn)E中收集到的氣體，在取出集氣瓶后，用_伸入集氣瓶中，木條會(huì)出現(xiàn)_。(2)若E中的石灰水出現(xiàn)輕微白色渾濁，請(qǐng)說(shuō)明原因：_。(3)若D中的1.95 g過(guò)氧化鈉樣品接近反應(yīng)完畢，你預(yù)測(cè)E裝置內(nèi)有何現(xiàn)象？_。(4)反應(yīng)完畢時(shí)，若測(cè)得E中的集氣瓶收集到的氣體為250 mL，又知氧氣的密度為1.43 g/L，當(dāng)裝置的氣密性良好的情況下，實(shí)際收集到的氧氣體積比理論計(jì)算值_(答“大”或“小”)，相差約_mL(取整數(shù)值，所用數(shù)據(jù)均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定)，這是由于_。解析：(1)制CO2不用加熱，圖易于控制產(chǎn)生CO2的速率。(2)除HCl；集氣瓶中的氣體是O2，用帶火星的木條檢驗(yàn)；(3)會(huì)有沒(méi)反應(yīng)的CO2進(jìn)入E裝置；(4)沒(méi)參加反應(yīng)的CO2使石灰水變渾濁，O2使液面下降。m(O2)32 g/mol0.4 g。CO2與Ca(OH)2反應(yīng)不影響O2的收集。V(O2)1000 mL/L280 mL。故約相差30 mL。答案：(1)吸收A裝置中產(chǎn)生的酸霧帶火星的木條復(fù)燃(2)D中有部分CO2未參加反應(yīng)進(jìn)入E中生成沉淀(3)E中石灰水的白色渾濁明顯增加，瓶?jī)?nèi)液面的下降接近停止(4)小30因樣品中含有不與CO2反應(yīng)生成氣體的雜質(zhì)21(8分)物質(zhì)的分離和提純有多種方法。物質(zhì)分離、提純方案的設(shè)計(jì)在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位。工業(yè)上冶煉鋁的原料是鋁土礦(主要成分是Al2O3，雜質(zhì)為Fe2O3、SiO2等，已知SiO2是不溶于水的酸性氧化物，F(xiàn)e2O3是不溶于水的堿性氧化物)。某研究小組設(shè)計(jì)的提純Al2O3的方案如下： (1)寫(xiě)出沉淀A的化學(xué)式：_。(2)加入過(guò)量的NaOH溶液，過(guò)濾后的濾液中含有的溶質(zhì)有_。(3)寫(xiě)出由沉淀AAl2O3的化學(xué)方程式：_，通入過(guò)量CO2生成沉淀A時(shí)反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。解析：沉淀A受熱得Al2O3，可知A是Al(OH)3，進(jìn)而推知濾液2中含AlO，濾液1中含Al3、Fe3。答案：(1)Al(OH)3(2)NaOH、NaAlO2、NaCl(3)2Al(OH)3Al2O33H2OAlOCO22H2O=Al(OH)3HCO22(10分)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下進(jìn)行甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)。三組實(shí)驗(yàn)均各取30 mL同濃度的鹽酸，加入同一種鎂鋁合金粉末，產(chǎn)生氣體，有關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：實(shí)驗(yàn)序號(hào)甲乙丙合金質(zhì)量/mg255385459生成氣體體積/mL280336336(1)甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)中，哪一組鹽酸是不足量的？_(填“甲”或“乙”)。理由是_。(2)要算出鹽酸的物質(zhì)的量濃度，題中可作為計(jì)算依據(jù)的數(shù)據(jù)是_，求得的鹽酸的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)。(3)求合金中Mg、Al的物質(zhì)的量之比，題中可作為計(jì)算依據(jù)的數(shù)據(jù)是_，求得的Mg、Al物質(zhì)的量之比為_(kāi)。解析：(2)在乙或丙中，因鹽酸反應(yīng)完全，則可根據(jù)2HClH22 mol1 moln(HCl)23102 mol，c(HCl)1 molL1。(3)在甲中，因合金反應(yīng)完全，則可根據(jù)：解得則。 答案：(1)乙因甲反應(yīng)后的溶液中再加合金還能繼續(xù)反應(yīng)，說(shuō)明甲中鹽酸有剩余，若乙中鹽酸恰好完全反應(yīng)或有剩余，則產(chǎn)生的氫氣應(yīng)為385 mL423 mL>336 mL，故乙中鹽酸不足(2)鹽酸體積30 mL，H2體積336 mL1 molL1(3)合金質(zhì)量255 mg， H2體積280 mL11111