常见金属元素及其重要化合物
1．下列有关金属及其化合物的说法正确的是( )
A．铝和氢氧化钠溶液反应生成Al(OH)3和H2O
B．钠在空气中燃烧生成淡黄色的Na2O
C．铁在高温下与水蒸气反应生成Fe2O3和H2
D．用碳酸钠和氢氧化钙反应制NaOH
答案：D
2．下列有关金属冶炼方法叙述正确的是( )
A．电解氯化镁水溶液制备镁
B．利用铝热反应制备铝
C．加热分解Fe2O3制备铁
D．用火法或湿法均可制备铜
解析：电解氯化镁水溶液的化学方程式：MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑，不能制备镁，A项错误；铝热反应是利用铝的强还原性制备钨、铬等高熔点金属的一种方法，B项错误；冶炼铁用热还原法，C项错误。
答案：B
6．拟晶Al65Cu23Fe12具有合金的某些优良物理性能，将相同质量的此拟晶分别与足量的盐酸、烧碱和稀硝酸反应，产生的气体物质的量按由小到大的顺序排列正确的是( )
A．盐酸、稀硝酸、烧碱 B．烧碱、盐酸、稀硝酸
C．烧碱、稀硝酸、盐酸 D．稀硝酸、烧碱、盐酸
解析 将Al65Cu23Fe12看作是由65 mol铝、23 mol铜、12 mol铁组成的混合物，只有铝与烧碱反应放出氢气，氢气的物质的量是65 mol×＝97.5 mol；与盐酸反应时，铝和铁都反应，放出氢气的物质的量是65 mol×＋12 mol＝109.5 mol；与稀硝酸反应时，三种金属都溶解放出NO气体，放出NO的物质的量是65 mol＋23 mol×＋12 mol＝92.3 mol。所以产生的气体物质的量由小到大的顺序为稀硝酸、烧碱、盐酸，D项正确。
答案 D
12．下列物质性质和用途都正确，且有相关性的是( )
15
A．过氧化钠具有强氧化性，常作航天员和潜水员的供氧剂
B．氧化铁能溶于酸，氧化铁用于制红色涂料
C．氢氧化铝能和酸反应，含氢氧化铝的药物可治疗胃酸过多
D．常温下铝、铁与浓硫酸不反应，可用铝器和铁器盛装浓硫酸
答案 C
13．充分加热如图()所示的密闭容器中放置有试剂的两个位置，若钠与氧化银均反应完全且恢复到原来的温度，U形管左右两侧液面相平。则下列有关说法中错误的是( )
A．反应前后装置内空气的成分保持不变
B．热稳定性：生成的钠的氧化物强于Ag2O
C．反应前装置内钠与Ag2O物质的量之比为2∶1
D．反应后有淡黄色固体生成
解析 由充分反应后U形管中液面仍左右相平知，加热时装置内发生的反应有：2Ag2O4Ag＋O2↑、2Na＋O2Na2O2，且Na与Ag2O均反应完全，故n(Na)∶n(Ag2O)＝1∶1，反应前后装置内空气的成分保持不变，A项正确，C项错误，D项正确；由加热时Ag2O分解，但Na与O2反应生成Na2O2可知，热稳定性：Na2O2>Ag2O，B项正确。
答案 C
14．镁铝性质相似，下表中对两者的对比不正确的是( )
铝
镁
A.与非金属反应
能被Cl2、O2氧化
能与N2、O2反应
B.与水反应
能与沸水反应
反应很困难
C.与碱反应
能溶于强碱溶液
不反应
D.与某些氧化物反应
能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应
能在CO2中燃烧
解析 镁的金属性强于铝，铝与水反应很困难，镁能与沸水反应。
答案 D
15
20.制备纳米Fe3O4的过程如图所示：
下列有关叙述不合理的是（ ）
A.纳米Fe3O4分散在适当溶剂中，当强光照射时，会产生丁达尔效应
B.反应①的反应类型为消去反应
C.反应②中，环丙胺的作用可能是促进氯化铁水解
D.反应③的化学方程式为：6FeOOH＋CO===2Fe3O4＋3H2O＋CO2
答案 B
21. A、B、C为3种单质（其中A为固体，B、C为气体），将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸，溶液呈红褐色，B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E。它们之间的转化关系如图，下列推断正确的是（ ）
A.物质B是H2 B.物质C是Cl2
C.物质D是FeCl2 D.物质F是FeCl2
解析 将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸，溶液呈红褐色，则D为FeCl3；结合转化关系，根据A为固体单质，B、C为气体单质，则A为Fe，B为Cl2，F为FeCl2；由于 B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E，则C为H2，E为HCl。
答案 A
25.下列各组物质相互混合反应后，既有气体生成，最终又有沉淀生成的是( )
①金属钠投入到FeCl3溶液中 ②Na2O2投入FeCl2溶液中 ③过量NaOH溶液和明矾溶液混合 ④NaAlO2溶液和NaHCO3溶液混合
A．只有①② B．只有④
C．只有③④ D．只有①②④
15
【答案】A
【解析】①金属钠投入到FeCl3溶液中，反应生成Fe(OH)3沉淀和H2、NaCl，所以既有沉淀又有气体生成，故选；②Na2O2投入FeCl2溶液中，反应生成Fe(OH)3沉淀和O2、NaCl，所以既有沉淀又有气体生成，故选；③过量NaOH溶液和明矾溶液混合，反应生成NaAlO2、K2SO4和H2O，不会产生沉淀和气体，故不选；④NaAlO2溶液和NaHCO3溶液混合，离子方程式为AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO，无气体，故不选。
26.甲、乙、丙、丁均为中学化学中常见的单质或化合物，它们之间的转化关系如图所示(部分产物已略去)，下列各组物质不能按图示关系转化的是( )
选项
甲
乙
丙
丁
A
NaOH
NaHSO3
Na2SO3
SO2
B
AlCl3
NaAlO2
Al(OH)3
NaOH
C
Fe
Fe(NO3)3
Fe(NO3)2
HNO3
D
C
CO
CO2
O2
【答案】D
27．用下列装置不能达到实验目的的是( )
A．用甲图装置可证明ρ(煤油)＜ρ(钠)＜ρ(水)
B．用乙图装置制备Fe(OH)2
C．用丙图装置制取金属锰
15
D．用丁图装置制取氯气
【答案】D
【解析】甲图装置，通过钠块在煤油层与水层界面上与水反应，可以证明ρ(煤油)＜ρ(钠)＜ρ(水)，A项能达到实验目的；用乙图装置可以制备Fe(OH)2，B项能达到实验目的；丙图装置，利用铝热反应可以制备金属锰，C项能达到实验目的；丁图装置，1 mol·L－1盐酸为稀盐酸，用该装置制备氯气时应该用浓盐酸和MnO2，D项不能达到实验目的。
28．某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制备七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)，设计了如下流程：
下列说法不正确的是( )
A．溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉
B．固体1中一定有SiO2，控制pH是为了使Al3＋转化为Al(OH)3进入固体2
C．从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解
D．若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O
【答案】D
29．0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2 mol·L－1H2SO4溶液中，然后再滴加1 mol·L－1NaOH溶液。请回答：
15
(1)若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如图所示。当V1＝160 mL时，则金属粉末中n(Mg)＝________mol，V2＝________mL。
(2)若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)＝________mL。
(3)若混合物仍为0.1 mol，其中Mg粉的物质的量分数为a，用100 mL 2 mol·L－1硫酸溶解此混合物后，再加入450 mL 1 mol·L－1NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。满足条件的a的取值范围是________。
(2)欲使Mg2＋、Al3＋刚好完全沉淀时共需NaOH：
n(NaOH)＝2n(Mg2＋)＋3n(Al3＋)＋1 mol/L×0.16 L＝0.4 mol，
则V(NaOH)＝400 mL，
(3)n(Mg)＝0.1a mol
n(Al)＝0.1(1－a) mol
硫酸中n(H＋)＝0.4 mol
欲使硫酸将金属混合物完全溶解，
则0.1a×2＋0.1(1－a)×3≤0.4①；
欲使沉淀中无Al(OH)3，
15
则0.1a×2＋0.1(1－a)×3＋0.1(1－a)≤0.45②
由①②知a≥，
因此，≤a＜1。
答案 (1)0.06 440 (2)400 (3)≤a＜1
30.铁及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。
（1）铁元素在元素周期表中的位置为 。
（2）等物质的量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定条件下反应，产生相同条件下的气体体积比为 ，铁在高温条件下与水蒸气反应的化学方程式为_______________________。
（3）碱式硫酸铁[Fe（OH）SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：
已知：常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
沉淀物
Fe3＋
Fe2＋
Al3＋
开始沉淀
2.3
7.5
3.4
完全沉淀
3.2
9.7
4.4
①加入少量NaHCO3的目的是调节溶液pH，应控制pH的范围为_______________________。
②碱式硫酸铁溶于水后产生的[Fe（OH）]2＋离子，可部分水解生成聚合离子[Fe2（OH）4]2＋。该水解反应的离子方程式为___________________________________________________________________。
（4）高铁酸钾（K2FeO4）也是常用的水处理剂。它的制备方法有多种。
①熔融法又称为过氧化钠氧化法。先在高温熔融的条件下制备高铁酸钠：Fe＋3Na2O2===Na2FeO4＋2Na2O，再将高铁酸钠加入到氢氧化钾溶液里，发生反应：2KOH＋Na2FeO4===K2FeO4＋2NaOH，请根据复分解反应原理分析该反应发生的原因：_____________________________________________
__________________________________________________________________。
②电解法制备高铁酸钾。铁和石墨分别做两个电极的电极材料，氢氧化钠溶液做电解液实现电解制备。阴极的电极材料为 ，写出阳极的电极反应式为________________________________
__________________________________________________________________。
15
阳极反应为Fe－6e－→FeO，溶液呈碱性，利用OH－和H2O平衡电荷。
答案 （1）第四周期Ⅷ族
（2）3∶4 3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2
（3）①4.4≤pH＜7.5
②2[Fe（OH）]2＋＋2H2O[Fe2（OH）4]2＋＋2H＋
（4）①K2FeO4溶解度小，析出晶体，促进反应进行
②石墨 Fe－6e－＋8OH－===FeO＋4H2O
31.某化学实验室产生的废液中含有Fe3＋、Cu2＋、Ba2＋、Cl－四种离子，现设计下列方案对废液进行处理，以回收金属并制备氯化钡、氯化铁晶体。
（1）沉淀1中含有的金属单质是 。
（2）氧化时加入H2O2溶液发生反应的离子方程式为______________________________________。
（3）下列物质中，可以作为试剂X的是 （填字母）。
A.BaCl2 B.BaCO3 C.NaOH D.Ba（OH2
（4）检验沉淀2洗涤是否完全的方法是_____________________________________________。
（5）制备氯化铁晶体过程中需保持盐酸过量，其目的是
__________________________________________________________________。
（6）由过滤2得到的滤液制备BaCl2的实验操作依次为 、冷却结晶、 、洗涤、干燥。
15
答案 （1）铁、铜
（2）2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O
（3）B、D
（4）取最后一次洗涤液少许，滴入1～2滴硫酸钠溶液，若不出现白色浑浊，表明已洗涤完全（或取最后一次洗涤液少许，滴入1～2滴硝酸银溶液，若不出现白色浑浊，表明已洗涤完全）
（5）抑制Fe3＋水解（合理答案均可）
（6）蒸发浓缩 过滤
32．铜是生活中常见的金属，请回答下列问题：
(1)Cu不活泼，通常情况下不与稀硫酸反应，但向Cu和稀硫酸的混合物中滴入H2O2溶液后，溶液很快变蓝色，试写出该反应的离子方程式____________________________________。
(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出Cu2(OH)2CO3绿色固体，试写出该反应的离子方程式
_________________________________________________________________。
(3)火法炼铜的原理：Cu2S＋O22Cu＋SO2，在该反应中每生成1 mol Cu，转移________ mol e－。
(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是________(填选项字母)。
a．粗铜接电源正极，发生氧化反应
b．溶液中Cu2＋向阴极移动
c．电解过程中，阳极和阴极的质量变化相等
d．利用阳极泥可回收Al、Zn等金属
(5)据报道，有一种细菌在有氧气存在的酸性溶液中，可将黄铜矿CuFeS2氧化成硫酸盐：4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2===4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O。利用反应后的溶液，按如下流程可制备胆矾(CuSO4·5H2O)：
15
①检验溶液B中Fe3＋是否被除尽的实验方法________________________________________
_________________________________________________________________。
②在实验室中，设计两个原理不同的方案，从溶液B中提炼金属铜(要求：一种方案只用一个反应来完成)。写出两种方案中涉及的化学方程式：
方案一：_________________________________________________________；
方案二：_________________________________________________________。
答案 (1) H2O2＋Cu＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
(2)2Cu2＋＋2CO＋H2O === Cu2(OH)2CO3↓＋CO2↑
(3)3 (4)ab (5)①取B中溶液少量于试管中，滴加少量KSCN溶液，若无红色出现，说明Fe3＋已除尽
② CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu 2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4
33．(1)实验室用锌片和稀硫酸反应制取氢气，并验证氢气的还原性及回收硫酸锌晶体。
①各仪器的连接顺序为___________________________________________，
装置E中盛放的试剂为________，装置C的作用是___________________________________
_________________________________________________________________。
②锌与硫酸反应制取氢气后的剩余废液中，常含有少量剩余的硫酸，欲除去多余的硫酸并回收硫酸锌晶体，请从BaCl2
15
溶液、锌粉、NaOH溶液三种试剂中选用一种试剂除杂并简述回收硫酸锌晶体的实验过程________________________________________________________________________________。
(2)工业上由锌白矿(主要成分是ZnO，还含有Fe2O3、CuO、SiO2等杂质)制备ZnSO4·7H2O的流程如下。
已知：常温下，溶液中的Fe3＋、Zn2＋、Fe2＋以氢氧化物形式完全沉淀的pH分别为3.7、6.5、9.7。
①为了提高酸浸效率，可以采取的措施有__________________________________________________
_________________________________________________________________(写出两条即可)。
②加入适量锌粉的作用为_________________________________________________________________。
③氧化过程中H2O2发生反应的离子方程式为______________________________________。
④由滤液得到ZnSO4·7H2O的操作依次为________、________、过滤、洗涤、干燥。
答案 (1)①ADBEC 无水硫酸铜 防止空气中的水进入装置，干扰H2氧化产物的检验
②向废液中加入足量的锌粉，充分反应后过滤，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶，即可得到较纯净的硫酸锌晶体
(2)①将矿石粉碎；提高浸取温度；适当增加硫酸的浓度(合理即可)
②除去Cu2＋同时将Fe3＋转化为Fe2＋
③H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
④蒸发浓缩 冷却结晶
34．某矿渣的成分为Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2，工业上用该矿渣获取铜和胆矾的操作流程如下：
15
已知：①Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表所示：
沉淀物
Cu(OH)2
Al(OH)3
Fe(OH)3
Fe(OH)2
开始沉淀pH
5.4
4.0
2.7
5.8
沉淀完全pH
6.7
5.2
3.7
8.8
请回答下列问题：
(1)为了加快反应Ⅰ的速率，可以采取的措施是_______________________________________
_________________________________________________________________(写两条)。
(2)固体混合物A中的成分是________。
(3)反应Ⅰ完成后，铁元素的存在形式为________(填离子符号)；写出生成该离子的离子方程式_____________________________________________________
_________________________________________________________________。
(4)沉淀B是________，x的范围是________，y的范围是________。
(5)操作1主要包括：________、________、________。
洗涤CuSO4·5H2O粗产品不能用大量水洗，而用冰水洗涤。原因是________________________________________________________________________________。
15
答案 (1)适当升高温度；不断搅拌；将矿渣粉碎；适当增大硫酸的浓度等(任写两条，其他合理答案均可)
(2)SiO2、Cu
(3)Fe2＋ 2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋
(4)Fe(OH)3 3.7
微信/支付宝扫码支付