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‎2015高考化学金属及其化合物课后练习（有解析）‎ ‎1. [2013·山东高考]足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是(　　)‎ A. 氢氧化钠溶液　　　　 B. 稀硫酸 C. 盐酸 D. 稀硝酸 解析：本题考查金属铝的性质，意在考查考生运用元素化合物知识的能力。根据关系式：2Al～2NaOH,2Al～3H2SO4,2Al～6HCl，A项正确，B、C项错误；Al与稀硝酸反应不产生氢气，D项错误。‎ 答案：A ‎2. [2014·浙江模拟]将Na2O2逐渐加入到含有Al3＋、Mg2＋、NH的混合液中并微热，产生沉淀和气体的物质的量与加入Na2O2的物质的量的关系如下图所示，则原混合液中Al3＋、Mg2＋、NH的物质的量分别是(　　)‎ A. 2 mol、3 mol、4 mol ‎ B. 2 mol、3 mol、8 mol C. 3 mol、2 mol、8 mol ‎ D. 3 mol、2 mol、4 mol 解析：该题考查Mg、Al的计算。2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，所以n(Al3＋)＝(9－8)×2 mol＝2 mol，由图可知生成8 mol 气体，消耗8 mol Na2O2(生成4 mol ‎ O2)，所以n(NH)＝n(NH3)＝(8－4)mol＝4 mol, n(Mg2＋)＝＝3 mol。答案选A。‎ 答案：A ‎3. 下列各组物质中，物质之间通过一步反应就能实现图示变化的是(　　)‎ A. ①④　　　 B. ①②③　　‎ C. ①③④　　 D. ②④‎ 解析：N2不能一步生成NO2，②错误；NaOH不能一步生成Na2O，③错误。‎ 答案：A ‎4. [2014·南通调研]下图为与水相关的部分转化关系(水作反应物或生成物，部分产物和反应条件未列出)。下列说法错误的是(　　)‎ A. 如图所示的反应均为氧化还原反应 B. 比较镁、铁与水的反应条件，可知铁的金属性比镁弱 C. 工业上常用NO2与水的反应原理制取硝酸 D. 实验室中可用铜与稀硝酸反应制取NO2‎ 解析：铜和稀HNO3反应生成NO，D项错误。‎ 答案：D ‎5. [2014·山东省实验中学模拟]下列叙述不正确的是(　　)‎ A. 向AlCl3溶液中滴加氨水，产生白色沉淀；再加入NaHSO4溶液，沉淀溶解 B. 在Cu(NO3)2溶液中加入铜粉，铜粉不溶解；再加入稀硫酸溶液，铜粉溶解 C. 用如图所示的装置可以测定黄铜(Cu、Zn合金)中Zn的含量 D. 在FeCl3溶液中加入KSCN溶液，溶液变红，加入足量铁粉充分振荡，溶液红色褪去 解析：AlCl3与氨水生成Al(OH)3沉淀，加入的NaHSO4溶液能电离出氢离子，显酸性，Al(OH)3与氢离子反应溶解，A项正确；Cu(NO3)2溶液中加入稀硫酸，铜在酸性条件下能被硝酸根离子氧化，所以能溶解，B项正确；稀硝酸与Zn、Cu均能反应生成气体，且集气装置错误，应该“短进长出”，C项错误；铁粉能与Fe3＋反应，使其浓度变小，所以溶液红色逐渐褪去，D项正确。‎ 答案：C ‎6. [2014·东城联考]下列物质的转化在给定条件下能实现的是(　　)‎ ‎①Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3‎ ‎②SSO3H2SO4‎ ‎③FeFe2＋Fe3＋‎ ‎④Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3‎ ‎⑤MgCl2(aq)Mg(OH)2MgO A. ①③⑤ B. ②③④‎ C. ②④⑤ D. ①④⑤‎ 解析：②S在O2中燃烧生成SO2，错误；③过量的铁与稀硝酸反应最终产物为Fe2＋，正确；④FeCl3水溶液加热蒸干会发生水解及分解反应最后得到Fe2O3，错误。‎ 答案：A ‎7. [2014·玉山一中月考]将100 mL稀硝酸和稀硫酸的混合酸溶液平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解‎9.6 g(假设此时硝酸只被还原为NO，下同)；向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量的变化如图所示。则下列判断中错误的是(　　)‎ A. OA段产生的气体是NO，BC段产生的气体是H2‎ B. A点对应消耗NO物质的量为0.1 mol C. B点对应消耗铁粉的质量为‎8.4 g D. 原混合酸溶液中H2SO4的浓度为2.0 mol·L－1‎ 解析：本题考查氧化还原反应、化学图象的分析、化学计算。由图可知AB段气体的量不变，可知反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，则OA段反应生成Fe3＋，反应为Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，且由于AB段生成了Fe2＋，可知此时溶液中的NO已反应完全，则BC段产生的气体只能是H2，反应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，A正确；OA段消耗Fe的质量为‎5.6 g，物质的量为0.1 mol，由反应的离子方程式可知，消耗NO的物质的量为0.1 mol，B正确；由反应的离子方程式可知，OA段生成Fe3＋的物质的量为0.1 mol，则AB段消耗Fe的物质的量为0.05 mol，B点对应消耗Fe的总物质的量为0.15 mol，质量为‎8.4 g，C正确；由OA段反应可知溶液中含有NO的物质的量为0.1 mol，该反应消耗H＋的物质的量为0.4 mol，则有0.3 mol来自H2SO4，而BC段消耗Fe的物质的量为0.05 mol，消耗H＋的物质的量为0.1 mol，全部来自于H2SO4，故硫酸的总物质的量为＝0.2 mol，浓度为＝4.0 mol·L－1，D错误。‎ 答案：D ‎8. [2014·南昌调研]纯碱在工业上非常重要。‎ ‎(1)取一定量纯碱细小粉末置于烧杯中，加入一定量的水，可以得到颗粒较大的晶体A。烧杯温度升高，理由是_______________。‎ ‎(2)从上述烧杯中得到干燥纯净的晶体A，实验程序为________(填序号，可重复使用)。‎ ‎ ①蒸发结晶　②放入干燥器　③转移入过滤器中　④用水洗涤2～3次　⑤用乙醇洗涤　⑥加热灼烧 ‎(3)取纯净物‎13.92 g晶体A，进行热重分析，直到质量不再改变，生成物质Z，具体数据如下：‎ 通过计算确定样品A的化学式。并写出计算过程。‎ 解析：本题考查纯碱的制备原理及操作，意在考查考生理论联系实际的能力。‎ ‎ (1)温度升高说明反应放热。(2)先进行过滤，然后用乙醇洗涤、干燥即可。(3)加热到质量不再变化时固体为Na2CO3，根据质量关系可得出样品A的化学式。‎ 答案：(1)Na2CO3＋nH2O===Na2CO3·nH2O，反应物总能量高于生成物总能量，故反应放出热量，导致烧杯温度升高　 (2)③⑤②‎ ‎(3)设A的化学式为Na2CO3·nH2O，加热到质量不再变化时得到Na2CO3，则 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的化学式为Na2CO3·7H2O ‎9. [2014·山东模拟]已知Fe(OH)2是白色难溶于水的物质，很容易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3。如图所示装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时颜色的变化。实验时必须使用铁屑和6 mol·L－1的硫酸，其他试剂自选。‎ 请填写下列空白：‎ ‎(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是________；‎ ‎(2)实验开始时应先将活塞E________(填“打开”或“关闭”)，C中收集到的气体的主要成份是________；‎ ‎(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程____________________；‎ ‎(4)(3)操作后拔出装置B中的橡皮塞，使空气进入，写出有关反应的化学方程式____________________。‎ 解析：该题考查氢氧化亚铁的制备及氢氧化亚铁的转化。‎ 根据实验目的：制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时颜色的变化，则A装置是制取硫酸亚铁溶液，B装置是生成氢氧化亚铁沉淀，同时利用氢气排除A、B装置内的空气。‎ ‎(1)应该预先加入铁粉与稀硫酸反应产生亚铁离子及氢气；‎ ‎(2)先将活塞E打开，主要是利用氢气赶走装置内的空气，C中收集到的主要是氢气；‎ ‎(3)等空气被赶走后，关闭E，此时氢气无法排出，装置A中的压强越来越大，会使硫酸亚铁溶液流入B装置，生成白色沉淀氢氧化亚铁；‎ ‎(4)空气中氧气会氧化氢氧化亚铁，很快会看到白色沉淀转化为灰绿色沉淀，最后变为红褐色沉淀氢氧化铁。方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。‎ 答案：(1)铁屑　(2)打开　H2‎ ‎(3)关闭活塞E，使FeSO4溶液被压入B瓶中进行反应 ‎(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3‎ ‎10. [2013·浙江高考]氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生H2的化合物甲和乙。将‎6.00 g甲加热至完全分解，只得到一种短周期元素的金属单质和‎6.72 L的H2(已折算成标准状况)。甲与水反应也能放出H2，同时还产生一种白色沉淀物，该白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙，丙在标准状况下的密度为‎1.25 g·L－1。请回答下列问题：‎ ‎(1)甲的化学式是____________；乙的电子式是____________。‎ ‎(2)甲与水反应的化学方程式是_______________________。‎ ‎(3)气体丙与金属镁反应的产物是________ (用化学式表示)。‎ ‎(4)乙在加热条件下与CuO反应可生成Cu和气体丙，写出该反应的化学方程式______________________________________。‎ 有人提出产物Cu中可能还混有Cu2O，请设计实验方案验证之 ‎_____________________________________________________。 (已知：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O)‎ ‎(5)甲与乙之间________ (填“可能”或“不可能”)发生反应产生H2，判断理由是______________________________________。‎ 解析：本题考查了Al、Cu及其化合物的性质，意在考查考生提取信息，并结合所学知识，解决综合化学问题的能力。 根据题意可知，甲为AlH3，乙为NH3，丙为N2。(4)根据题给信息，要证明产物Cu中是否会混有Cu2O，可取少许固体产物于试管中，加适量稀H2SO4溶解，若溶液呈蓝色，则可证明产物中有Cu2O，反之则无。(5)AlH3具有还原性，NH3具有氧化性，两者能发生氧化还原反应。‎ 答案：(1)AlH3　HN,··H ‎(2)AlH3＋3H2O===Al(OH)3↓＋3H2↑‎ ‎(3)Mg3N2‎ ‎(4)2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O 取样后加稀H2SO4，如果溶液变蓝，说明产物中含有Cu2O，反之则无Cu2O ‎(5)可能　AlH3中的氢为－1价，NH3中的氢为＋1价，因而有可能发生氧化还原反应生成氢气 ‎11. [2013·重庆高考]合金是建造航空母舰的主体材料。(1)航母升降机可由铝合金制造。‎ ‎ ①铝元素在周期表中的位置为_______________________。‎ 工业炼铝的原料由铝土矿提取而得，提取过程中通入的气体为________。‎ ‎ ②AlMg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜，其化学方程式为_______________________________________。焊接过程中使用的保护气为________(填化学式)。‎ ‎(2)航母舰体材料为合金钢。‎ ‎①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为________。‎ ‎②航母用钢可由低硅生铁冶炼而成，则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为________。‎ ‎(3)航母螺旋桨主要用铜合金制造。‎ ‎①‎80.0 g CuAl合金用酸完全溶解后，加入过量氨水，过滤得白色沉淀‎39.0 g，则合金中Cu的质量分数为________。‎ ‎②为分析某铜合金的成分，用酸将其完全溶解后，用NaOH溶液调节pH，当pH＝3.4时开始出现沉淀。分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。结合下图信息推断该合金中除铜外一定含有________。‎ 解析： (1)①工业炼铝需将铝土矿与强碱溶液反应转化成偏铝酸盐，然后在偏铝酸盐溶液中通入过量的CO2，发生反应：AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，故提取过程中需通入CO2气体。②保护气需性质稳定，高温条件下不与AlMg合金反应，N2高温条件下可与Mg反应，可用氩气作保护气。(2)①海水接近中性，金属在其中以吸氧腐蚀为主。②铁矿石中硅元素多以SiO2形式存在，加入CaCO3或CaO，SiO2可与之反应生成CaSiO3从而降低生铁中硅的含量。(3)①白色沉淀为Al(OH)3,‎39.0 g Al(OH)3中铝元素为0.5‎ ‎ mol，合金中铝的质量为0.5 mol×‎27 g·mol－1＝‎13.5 g，则铜的质量为‎66.5 g，质量分数为83.1%。②pH＝3.4时开始出现沉淀，利用图给信息可知溶液中无Fe3＋，一定有Al3＋，则合金中一定有Al；若将Cu溶解需选用氧化性酸且酸应过量，则溶液中不会出现Fe2＋，由题意可知pH在7.0～8.0之间一定有沉淀生成，由图给信息可知溶液中一定有Ni2＋，则合金中一定有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吸氧腐蚀 ②CaCO3或CaO ‎(3)①83.1% ②Al、Ni