2020届高考化学二轮练习：专题二第6讲金属及其化合物（Word版附解析）.doc

专题二 第 6 讲 1．将一定质量的钠、钾分别投入盛有相同浓度和体积的盐酸的两个烧杯中，产生的气体 的质量随时间变化曲线如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．投入的 Na、K 的质量一定相等 B．投入的 Na 的质量大于 K 的质量 C．曲线 A 表示 Na 与盐酸反应，曲线 B 表示 K 与盐酸反应 D．该实验能证明 K 的金属性比 Na 的强 解析：D　[最终生成氢气的质量相等，则参加反应的两种金属的物质的量相同，钾的摩 尔质量大于钠，所以需要钾的质量大，故 A、B 错误；钾的金属性比钠强，所以 K 与氢离子 反应剧烈、速率大，故生成等质量氢气所需时间短，则曲线 A 表示钾与盐酸反应，故 C 错误， D 正确。] 2．部分氧化的 Fe—Cu 合金样品(氧化产物为 Fe2O3、CuO)共 5.76 g，经如下处理： 下列说法正确的是(　　) A．滤液 A 中的阳离子为 Fe2＋、Fe3＋、H＋ B．样品中 Fe 元素的质量为 2.24 g C．样品中 CuO 的质量为 4.0 g D．V＝896 解析：B　[生成的滤渣是铜，金属铜可以和三价铁反应，所以滤液 A 中一定不含 Fe3＋， 故 A 错误，3.2 g 固体为三氧化二铁，其物质的量为 3.2 g÷160 g·mol－1＝0.02 mol，铁元素物质 的量为 0.02 mol×2＝0.04 mol，质量为 0.04 mol×56 g·mol－1＝2.24 g，故 B 正确；原来固体为 5.76 g，所以 CuO 质量不超过 5.76 g－2.24 g＝3.52 g，故 C 错误；根据最后溶液中溶质为过量 H2SO4 和 FeSO4，而铁元素物质的量为 0.04 mol，说明参加反应的硫酸的物质的量为 0.04 mol， 含氢离子 0.08 mol，其中部分氢离子生成氢气，另外的 H＋和合金中的氧结合成水，由于合金中氧的物质的量为(5.76－3.2－2.24)g÷16 g·mol－1＝0.02 mol，它结合氢离子 0.04 mol，所以硫 酸中有 0.08 mol－0.04 mol＝0.04 mol H＋转化成氢气，即生成 0.02 mol 氢气，标准状况下体积 为 448 mL，故 D 错误。] 3．(2018·江苏高考)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是(　　) A．NaHCO3(s) ― ― →△ Na2CO3(s) ― ― →饱和石灰水 NaOH(aq) B．Al(s) ― ― →NaOH(aq) NaAlO2(aq) ― ― →过量 HCl(aq) Al(OH)3(s) C．AgNO3(aq) ― ― →氨水 [Ag(NH3)2]＋(aq) ― ― →蔗糖(aq) Ag(s) D．Fe2O3(s) ― ― →Al 高温 Fe(s) ― ― →HCl(aq) FeCl3(aq) 解析：A　[A 项，NaHCO3 受热分解成 Na2CO3、CO2 和 H2O，Na2CO3 与饱和石灰水反应 生成 CaCO3 和 NaOH，两步反应均能实现；B 项，Al 与 NaOH 溶液反应生成 NaAlO2 和 H2， NaAlO2 与过量盐酸反应生成 NaCl、AlCl3 和 H2O，第二步反应不能实现；C 项，AgNO3 中加 入氨水可获得银氨溶液，蔗糖分子中不含醛基，蔗糖不能发生银镜反应，第二步反应不能实 现；D 项，Al 与 Fe2O3 高温发生铝热反应生成 Al2O3 和 Fe，Fe 与 HCl 反应生成 FeCl2 和 H2， 第二步反应不能实现。] 4．下列关于 FeSO4 溶液叙述正确的是(　　) A．向 FeSO4 溶液中滴加 NaOH 溶液，最终生成白色沉淀 B．该溶液中，H＋、K＋、Ba2＋、SCN－可以大量共存 C．为防止 FeSO4 溶液被氧化，可向其中加入铁钉 D．为防止 FeSO4 溶液水解，可向其中加入稀盐酸或稀硫酸 解析：C　[向 FeSO4 溶液中滴加 NaOH 溶液，生成的白色沉淀会迅速被氧化，最终得到 红褐色沉淀，A 项错误；Ba2＋和 SO 2－4 生成白色沉淀，B 项错误；铁钉能与溶液中的 Fe3＋反 应生成 Fe2＋，C 项正确；为防止 FeSO4 溶液水解，可向其中加入稀硫酸，加入稀盐酸会污染 试剂，D 项错误。] 5．A、B、C、D、E、F 之间的转化关系如下图所示。已知：C、D、E 含有同种元素，且 均为既可与强酸又可与强碱反应的物质，它们与稀盐酸反应都可以得到 A，B 可使湿润的红色 石蕊试纸变蓝。下列说法不正确的是(　　) A．F 为仅含有非金属元素的盐 B．A 的水溶液的 pH＜7 C．转化关系图中有两个氧化还原反应D．反应③是工业制备 E 的主要方法 解析：C　[由 C、D、E 含有同种元素，且均为既可与强酸又可与强碱反应的物质，结合 反应条件知，C、D、E 分别为 Al(OH)3、Al2O3、Al，A 为 AlCl3，B 为氨水，F 为 NH4Cl，A 项正确；AlCl3 的水溶液由于水解显酸性，B 项正确；转化关系图中只有反应③为氧化还原反 应，C 项错误；D 项正确。] 6．CuCl 广泛用于化工和印染等行业。由 CuCl2·2H2O 制备 CuCl 的流程如下： CuCl2·2H2O ― ― →HCl 气流 140 ℃① CuCl2 ― ― →＞300 ℃ ② CuCl＋Cl2 下列关于其制备过程的说法不正确的是(　　) A．过程①中，CuCl2·2H2O 晶体受热分解要求在 HCl 氛围中的目的是防止其水解 B．过程①中，若通入的 HCl 不足，则产物中可能存在 CuO C．过程②中，每生成 1 mol CuCl，则转移电子 2 mol D．若测得产品中含有杂质 CuCl2，则可能的原因是过程②中控制温度偏低 解析：C　[在 HCl 氛围中加热 CuCl2·2H2O 晶体的目的是防止其水解，A 项正确；若通入 HCl 不足，则 CuCl2 水解得到 Cu(OH)2，其受热分解得到 CuO，B 项正确；反应方程式为 2CuCl2 =====＞300 ℃ 2CuCl＋Cl2↑，每生成 2 mol CuCl，对应电子转移为 2 mol，C 项错误；若测得产品中 含有杂质 CuCl2，则可能的原因是过程②中控制温度偏低或加热时间过短，D 项正确。] 7．Ca3N2 是重要的化学试剂，容易潮解、被氧化，实验室用 N2 和金属钙制备 Ca3N2 的装 置如图所示(钙能在 CO2 中燃烧)。下列说法正确的是(　　) A．Ca3N2 潮解的化学方程式为 Ca3N2＋3H2O===3CaO＋2NH3↑ B．①、④中可分别盛装 CaCl2 和浓硫酸 C．实验开始时，应先点燃②处酒精灯再通空气 D．①、④的作用相同 解析：C　[由信息可知，Ca3N2 潮解时与水反应生成 Ca(OH)2 和 NH3，化学方程式为 Ca3N2 ＋6H2O===3Ca(OH)2＋2NH3↑，A 项错误；①的作用是除去空气中的 CO2 和水蒸气，应盛放 碱石灰，B 项错误；实验开始时，先点燃②处酒精灯再通空气可充分除去空气中的氧气，避免 氧气与钙反应，C 项正确；④的作用是阻止外界空气进入，与①的作用不同，D 项错误。] 8．甲、乙、丙、丁、戊的相互转化关系如图所示(反应条件略去，箭头表示一步转化)。 下列各组物质中，不满足图示转化关系的是(　　)甲 乙 丙 戊 ① NH3 O2 NO H2O ② Fe H2O H2 Fe3O4 ③ Al2O3 HaOH 溶液 NaAlO2 溶液 过量 CO2 ④ Na2O2 CO2 O2 Na A.①③　　　　　　　 B．②③ C．②④ D．①④ 解析：A　[①4NH3＋5O2 =====高温、高压 催化剂 4NO＋6H2O，一氧化氮和水不反应，所以不能实现转化， 故错误；②4Fe＋2H2O(g) =====高温 Fe3O4＋2H2,3H2＋Fe2O3 =====△ 2Fe＋3H2O，所以能实现转化， 故正确；③Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3， 所以不能实现转化，故错误；④2Na2O2＋CO2===2Na2CO3＋O2,2Na＋O2 =====点燃 Na2O2，所以能 实现转化，故正确。] 9．用海水制盐工业中的母液来生产金属镁的一种工艺流程如下： 下列说法错误的是(　　) A．设计步骤①、②、③的主要目的是富集 MgCl2 B．脱水时在 HCl 气氛中进行可防止 MgCl2 发生水解 C．电解得到的炽热镁粉可在二氧化碳气氛中冷却 D．上述工艺流程中未涉及置换反应 解析：C　[生石灰与水发生化合反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与母液中的 Mg2＋反应生成 Mg(OH)2 沉淀，过滤分离出的 Mg(OH)2 与盐酸发生复分解反应生成 MgCl2，MgCl2 溶液在 HCl 气流中蒸发结晶得到 MgCl2 固体，最后电解熔融的 MgCl2 固体得到单质 Mg。由于母液中的 Mg2＋浓度太小，故步骤①、②、③的主要目的是富集 MgCl2，A 正确；在 HCl 气流中蒸发 MgCl2 溶液，可抑制 Mg2＋水解得到纯净的 MgCl2 固体，B 正确；Mg 可与二氧化碳气体发生反应，C 错误；根据上述分析，在整个流程中涉及化合反应、复分解反应、分解反应，不涉及置换反应，D 正确。] 10．实验室采用 HCl 气体“置换”除水、升华相结合的方法从市售的氯化锌中制备高纯 度的无水氯化锌，装置如图所示[市售氯化锌含 Zn(OH)Cl]。下列说法中不正确的是(　　) A．恒压漏斗的作用是平衡气体压强 B．管式炉Ⅰ采取的升温方式是阶段式升温 C．实验时，应先撤去管式炉Ⅰ，再撤去管式炉Ⅱ D．在尾气吸收装置前应增加一个干燥装置 解析：C　[恒压漏斗中的橡胶管连通了漏斗和三颈烧瓶，使上下装置中的压强一致，能 使漏斗中的液体顺利流下，A 正确；制备高纯度无水氯化锌的反应为 Zn(OH)Cl＋HCl===ZnCl2 ＋H2O，制备过程要先发生反应，然后蒸发除水，最后升华提纯 ZnCl2，每步所需要的温度不 同，故升温方式是阶段式升温，B 正确；升华提纯 ZnCl2 时，要撤去管式炉Ⅱ，停止加热，让 ZnCl2 凝华，管式炉Ⅰ这时不能撤去，C 错误；尾气吸收装置中的水不能进入管式炉，否则会 使无水氯化锌发生水解，故应在尾气吸收装置前增加一个干燥装置，D 正确。] 11．在化学反应中，有时存在“一种物质过量，另一种物质仍不能完全反应”的情况。 下列反应中不存在此类情况的是(　　) A．氢气与过量的碘蒸气反应(500℃) B．铝片与过量浓硝酸反应(常温) C．铜粉与过量浓硝酸反应(常温) D．浓硫酸与过量铜片反应(共热) 解析：C　[氢气与碘的反应是可逆反应，两种物质都不能完全反应，A 项不符合；常温下， 铝片在浓硝酸中能钝化，B 项不符合；铜粉在过量的浓硝酸中能完全反应，C 项符合；铜片只 能与浓硫酸在加热时反应，故两者都不能完全反应，D 项不符合。] 12．用 Al2O3 和 MgO 的混合物制备纳米氢氧化铝的流程如下，下列说法正确的是(　　) A．操作Ⅰ用到的玻璃仪器：酒精灯、漏斗、玻璃棒、烧杯B．滤液Ⅱ中的主要成分为 NaHCO3 C．工业上常用电解熔融滤渣Ⅰ的方法冶炼金属镁 D．用一束光照射纳米氢氧化铝时有丁达尔效应 解析：B　[过滤不需要酒精灯，A 项错误；通入过量 CO 2，发生反应 AlO－2 ＋CO2＋ 2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3 ，B 项正确；工业上常用电解熔融 MgCl2 的方法冶炼金属镁，C 项 错误；纳米氢氧化铝的颗粒大小介于纳米范围，并不是胶体，D 项错误。] 13．LiCuO 二次电池的比能量高、工作温度宽，性能优异，广泛应用于军事和空间领域。 (1)LiCuO 电池中，金属锂做________极。 (2)比能量是指消耗单位质量的电极所释放的电量，用来衡量电池的优劣，比较 Li、Na、Al 分别作为电极时比能量的大小：____________________________________________。 (3)通过如下过程制备 CuO Cu ― ― →H2SO4·H2O2 过程Ⅰ CuSO4 溶液 ― ― →Na2CO3 溶液 控制一定条件Ⅱ Cu2(OH)2CO3 沉淀 加热 过程ⅢCuO ①过程Ⅰ，H2O2 的作用是_______________________________________________。 ②过程Ⅱ产生 Cu2(OH)2CO3 的离子方程式是______________________________ ________________________________________________________________________。 ③过程Ⅱ，将 CuSO4 溶液加到 Na2CO3 溶液中，研究二者不同物质的量之比与产品纯度的 关系(用测定铜元素的百分含量来表征产品的纯度)，结果如下： 已知：Cu2(OH)2CO3 中铜元素的百分含量为 57.7%。 二者比值为 1∶0.8 时，产品中可能含有的杂质是________，产生该杂质的原因是 _________________________________________________。 ④过程Ⅲ反应的化学方程式是___________________________________________。 (4)LiCuO 二次电池以含 Li＋的有机溶液为电解质溶液，其工作原理示意图如图 2，放电 时，正极的电极反应式是______________________________________________。 解析：(1)LiCuO 电池中，Li 失去电子，金属锂做负极；(2)比能量是指消耗单位质量的 电极所释放的电量，设质量均为 m，则m 7＞m 27×3＞m 23，则 Li、Na、Al 分别作为电极时比能量 的大小为 Li＞Al＞Na；(3)①Cu 元素的化合价升高，O 元素的化合价降低，则 H2O2 的作用是 氧化剂，②过程Ⅱ产生 Cu2(OH)2CO3 的离子方程式是 2Cu2＋＋2CO2－3 ＋H2O===Cu2(OH)2CO3↓＋CO2↑，③Cu2(OH)2CO3 中铜元素的百分含量为 57.7%，二者比值为 1∶0.8 时，Cu 元素的 百分含量大于 57.1%，可能不含 C，则产品中可能含有的杂质是 Cu(OH)2，因当 Na2CO3 用量 减少时，c(CO2－3 )变小，CO 2－3 水解程度变大，c(OH－) c(CO2－3 )增加，c(OH－)对产物的影响增大，④过 程Ⅲ反应的化学方程式是 Cu2(OH)2CO3 =====△ 2CuO＋CO2↑＋H2O；(4)由 Li ＋的移动方向可 知，CuO 为正极，发生还原反应，则正极反应为 CuO＋2e－＋2Li＋===Cu＋Li2O。 答案：(1)负　(2)Li＞Al＞Na　(3)氧化剂　2Cu 2＋ ＋2CO2－3 ＋H2O===Cu2(OH)2CO3↓＋ CO2↑ Cu(OH)2　当 Na2CO3 用量减少时，c(CO2－3 )变小，CO 2－3 水解程度变大， c(OH－) c(CO2－3 )增加， c(OH－)对产物的影响增大　Cu2(OH)2CO3 =====△ 2CuO＋CO2↑＋H2O　(4)CuO＋2e －＋2Li＋ ===Cu＋Li2O 14．工业废弃铬渣对人体以及环境危害极大，铬渣含有 Na2SO4 及少量 Cr2O2－7 、Fe3＋；某 工厂从铬渣中提取硫酸钠的工艺如图甲。 甲 已知：Ⅰ.常温下 Fe3＋、Cr3＋完全沉淀(c≤1.0×10－5 mol·L－1)时的 pH 分别为 3.6 和 5； Ⅱ.Cr2O 2－7 的还原产物为 Cr3＋。 (1)步骤②调节 pH＝3.6 的目的为________，“微热”的作用为_________________。 (2)Na2SO4 和 Na2Cr2O7 的溶解度随温度变化曲线如图乙，操作 B 的方法为________(填序 号)。 A．蒸发结晶，趁热过滤 B．蒸发浓缩，降温结晶，过滤 乙(3)步骤⑤中酸 C 不能选择硝酸的理由为酸化、还原过程中发生反应的离子方程式为 ____________________________________________， 若将该反应设计为原电池(惰性电极)，则负极的电极反应式为_________________。 (4)Cr(OH)3 的溶度积常数 Ksp[Cr(OH)3]＝________。 (5)为了测定步骤③的滤液中 Na2Cr2O7 的浓度，进行如下步骤： Ⅰ.取 100 mL 滤液； Ⅱ.用 c mol·L －1 的标准 KMnO4 溶液(酸性)滴定 b mL 一定浓度的 FeSO 4 溶液，消耗 KMnO4 溶液 b mL； Ⅲ.取 b mL 滤液，用上述 FeSO4 溶液滴定，达到滴定终点时，消耗 d mL FeSO4 溶液。 则步骤③的滤液中 Na2Cr2O7 的浓度为______mol·L－1。 解析：(1)由信息Ⅰ可知，pH＝3.6 时，Fe3＋已完全沉淀；微热可以使反应速率增大，促进 Fe3＋水解形成 Fe(OH)3 而易于除去。 (2)通过操作 B 需要将 Na2SO4、Na2Cr2O7 混合溶液中的 Na2SO4 提取出来，再由溶解度曲 线可知蒸发结晶后必须趁热过滤，否则产品中会混有 Na2Cr2O7 杂质。 (3)HNO3 具有氧化性，且 NO －3 存在于溶液中会引入新的杂质，所以步骤⑤中选择稀硫酸。 酸化、还原过程中 SO 2－3 可将 Cr2O 2－7 还原为 Cr3＋，再通过调节 pH 将 Cr3＋除去，由得失电子 守恒可知 3n(SO2－3 )＝n(Cr2O2－7 )，再由酸性介质、电荷守恒、质量守恒等条件配平可得 3SO2－3 ＋ Cr2O2－7 ＋8H＋===2Cr3＋＋3SO2－4 ＋4H2O。原电池的负极发生的是失去电子的氧化反应，即 SO 2－3 在酸性条件下发生氧化反应生成 SO2－4 ：SO2－3 －2e－＋H2O===SO2－4 ＋2H＋。 (4)pH＝5 时，c(OH－)＝10－9mol·L－1，由信息Ⅰ可知 Ksp[Cr(OH)3]＝1.0×10－5×(10－9)3＝ 1.0×10－32。 (5)由题意知，KMnO4 和 Na2Cr2O7 分别是两个反应中的氧化剂，FeSO4 作还原剂，由得失 电子守恒可知：n(FeSO4)＝5n(KMnO 4)，即 c(FeSO4)×b mL＝5×c mol·L －1×b mL，所以 c(FeSO4) ＝ 5c mol·L － 1 ， 再 由 n(FeSO4) ＝ 6n(Na2Cr2O7) 可 知 ， 5c mol·L － 1×d mL ＝ 6c(Na2Cr2O7)×b mL，解得 c(Na2Cr2O7)＝5cd 6b mol·L－1。 答案：(1)沉淀 Fe3＋　增大反应速率、促进 Fe3＋水解生成 Fe(OH)3 而将 Fe3＋除去　(2)A (3)硝酸有氧化性且会引入新的杂质　3SO 2－3 ＋Cr2O2－7 ＋8H ＋===2Cr3＋ ＋3SO2－4 ＋4H2O　 SO2－3 －2e－＋H2O===SO2－4 ＋2H＋ (4)1.0×10－32　(5)5cd 6b