提升训练7 金属元素及其化合物1.(2022·学军中学模拟)下列说法中正确的是( ) A.过量的Fe与Cl2反应生成FeCl2B.NaHCO3固体可以作干粉灭火剂,金属钠着火可以用其来灭火C.硫酸可用于化肥、医药、农药的生产,金属矿石的处理D.硫酸亚铁通常用作净水剂、消毒剂2.下列说法不正确的是( )A.工业制备镁的原理:MgCl2Mg+Cl2↑B.久置的硫酸亚铁溶液滴加KSCN溶液,溶液显血红色C.钠可以从四氯化钛溶液中置换出金属钛D.向氯化铵溶液中加入浓氢氧化钠溶液,加热,产生的气体使湿润的pH试纸变蓝3.(2022·东阳中学检测)某溶液中可能存在Mg2+、Fe2+、Fe3+,加入NaOH溶液,开始时是白色沉淀,后迅速变为灰绿色,最后变成红褐色。下列结论正确的是( )A.一定有Fe2+存在,一定没有Fe3+、Mg2+B.一定有Fe3+存在,一定没有Fe2+、Mg2+C.一定有Fe3+存在,可能有Fe2+,一定没有Mg2+D.一定有Fe2+存在,可能有Mg2+,一定没有Fe3+4.下列说法正确的是( )A.工业上通过电解氯化钠溶液来制备金属钠和氯气B.钢铁厂用热还原法冶炼铁C.工业上电解熔融的Al2O3来制备Al的过程中不涉及氧化还原反应D.MgCl2(aq)Mg(OH)2MgOMg5.下列各组物质依次表示a、b、c、d,其中满足如图所示转化关系的是(图中箭头表示一步转化)( )A.Si、SiO2、H2SiO3、Na2SiO3B.Fe2O3、Fe、FeCl2、FeCl3C.Cu、CuO、Cu(OH)2、CuSO4D.Na、Na2O2、NaOH、Na2CO36.为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的、良好的生存环境,一般在飞船内安装盛有Na2O2或K2O2颗粒的装置,它的用途是产生氧气。下列关于Na2O2的叙述正确的是( )6\n①Na2O2中阴、阳离子的个数比是1∶1 ②Na2O2分别与水及CO2反应产生等量氧气时,需水和CO2的质量相等 ③Na2O2分别与水及CO2反应产生等量氧气时,转移电子的物质的量相等 ④Na2O2的漂白原理与SO2的漂白原理相同 ⑤Na2O2与SO2反应生成Na2SO3与H2O ⑥Na2O2能与酸反应生成盐和水,所以Na2O2是碱性氧化物 ⑦Na2O2与水反应,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂 ⑧Na2O2投入紫色石蕊溶液中,溶液先变蓝,后褪色A.①③⑥⑧B.③⑦⑧C.②⑤⑥⑦D.①④⑧7.有一块铁的“氧化物”样品,用140mL5.0mol·L-1盐酸恰好将之完全溶解,所得溶液还能吸收0.025molCl2,恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+,则该样品可能的化学式为( )A.Fe2O3B.Fe3O4C.Fe4O5D.Fe5O78.要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+,进行如下实验操作时最佳顺序为( )①加入足量氯水 ②加入足量酸性KMnO4溶液 ③加入少量NH4SCN溶液A.①③B.③②C.③①D.①②③9.以下实验现象的描述错误的是( )A.向饱和碳酸钠溶液中通入二氧化碳,溶液变浑浊B.向品红溶液中通入SO2后溶液由红色褪为无色,加热后又变红色C.浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中浓度会降低D.向Al2(SO4)3溶液中加入过量的氨水,先有白色沉淀产生,后沉淀溶解10.CuSO4是一种重要的化工原料,有关制备途径及性质如图所示。下列说法错误的是( )A.途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3∶2B.与途径①③相比,途径②更好地体现了绿色化学思想C.生成等量的硫酸铜,三个途径中参加反应的硫酸的物质的量:①=②<③D.利用途径②制备16g硫酸铜,被还原的硫酸的物质的量为0.1mol11.a、b、c、d、e分别是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五种金属中的一种。已知:①a、c均能与稀硫酸反应放出气体;②b与d的硝酸盐反应,置换出单质d;③c与强碱反应放出气体;④c、e在冷浓硝酸中发生钝化。由此判断a、b、c、d、e分别是( )A.Fe、Cu、Al、Ag、MgB.Al、Cu、Mg、Ag、FeC.Mg、Ag、Al、Cu、FeD.Mg、Cu、Al、Ag、Fe12.某铁矿石(若只含铁的氧化物和SiO2)取36g溶于过量的稀盐酸中,过滤、洗涤、干燥后得5.6g不溶物,向得到的滤液中加入足量的NaOH溶液,过滤、洗涤后将沉淀灼烧,得32g红棕色固体。根据题意下列结论不正确的是( )6\nA.由铁矿石转化为红棕色固体的过程中发生了氧化还原反应B.溶于盐酸后得到的滤液中n(Fe2+)∶n(Fe3+)=1∶1C.铁矿石中的铁的氧化物的化学式一定是Fe3O4D.若稀盐酸为3.0mol·L-1、400mL,反应前后体积变化忽略不计,则滤液中剩余H+的物质的量浓度是0.5mol·L-113.已知有以下物质相互转化:试回答下列问题:(1)B的化学式为 ,D的化学式为 。 (2)由E转变成F的化学方程式为 。 (3)用KSCN鉴别G溶液的离子方程式为 ;向G溶液中加入A,发生反应的离子方程式为 。 14.(2022·杭州四中模拟)为探究黑色固体A(仅含两种元素)的组成和性质,设计并完成如下实验:请回答:(1)A的化学式是 。 (2)黄色溶液D与KSCN反应的离子方程式是 。 (3)红色粉末C在通入氢气条件下加热可产生物质的量之比为2∶1的两种化合物,写出该反应的化学方程式: 。 15.铜是与人类关系非常密切的有色金属。已知,常温下,在溶液中Cu2+稳定,Cu+易在酸性条件下发生反应:2Cu+Cu2++Cu。大多数+1价铜的化合物不溶于有机溶剂,如Cu2O(砖红色)、CuI、CuCl、CuH等。(1)在CuCl2溶液中逐滴滴加过量的KI溶液可能发生:a.2Cu2++4I-2CuI↓(白色)+I2b.2Cu2++2Cl-+2I-2CuCl↓(白色)+I2为顺利观察到白色沉淀,可以加入的最佳试剂是 。 A.SO2B.苯C.NaOH溶液D.乙醇(2)一定条件下,在CuSO4溶液中加入NH5反应生成氢化亚铜(CuH)。①已知NH5是离子化合物且所有原子都达到稀有气体的稳定结构,请写出NH5的电子式: ; ②写出CuH在过量稀盐酸中有气体生成的离子方程式: 。 6\n(3)纳米级Cu2O具有特殊的光学、电学及光电化学性质,在太阳能电池、传感器、超导体等方面有着潜在的应用,研究制备纳米氧化亚铜的方法已成为当前的热点研究之一。方法一:在新制Cu(OH)2悬浊液中滴入N2H4·H2O水溶液,蓝色沉淀逐渐转化为砖红色,同时产生无污染的无色气体。①写出上述制备过程中的总反应方程式: 。 方法二:以铜作阳极,石墨作阴极电解。已知:①铜作阳极时,铜先被氧化生成Cu+,后Cu+继续氧化生成Cu2+;在碱性溶液中CuCl浊液易转化为Cu2O。②以NaCl和含少量NaOH的溶液作为电解质溶液,电解时阳极区会产生白色沉淀,写出阳极反应式: 。 ③电解一段时间后,溶液中可能产生的现象是 ,写出转化的离子方程式: 。 ④这样制得的Cu2O中往往含有CuCl,请设计实验证明CuCl的存在: 。 参考答案提升训练7 金属元素及其化合物1.C 铁在氯气中燃烧,无论氯气是否过量都只生成氯化铁,故A错误;NaHCO3不稳定,加热易分解,钠着火时生成过氧化钠,过氧化钠可与二氧化碳反应生成氧气,不能用碳酸氢钠扑灭,故B错误;硫酸能够与氨气反应生成硫酸铵,能与金属矿石、金属氧化物反应生成硫酸盐,故C正确;硫酸亚铁不具有强氧化性,不能用作消毒剂,故D错误。2.C 工业上用电解氯化镁的方法来制备镁,故A正确;久置的硫酸亚铁溶液易被空气中的O2氧化,溶液中含有Fe3+,滴加KSCN溶液,溶液显血红色,故B正确;钠要先与水反应,无法从四氯化钛溶液中置换出金属钛,故C错误;在含有NH4+的溶液中加入浓氢氧化钠溶液并加热,产生的NH3能使湿润的pH试纸变蓝,故D正确。3.D 根据加NaOH溶液时,开始出现白色沉淀,说明一定无Fe3+,白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,说明一定含有Fe2+,但因Mg(OH)2为白色沉淀,故不能确定是否含Mg2+。4.B 电解NaCl溶液生成NaOH、H2和Cl2,得不到金属钠,A错误;电解熔融Al2O3发生的是氧化还原反应,C错误;工业上冶炼镁是电解熔融MgCl2而不是MgO,D错误。5.B 二氧化硅与水不反应,SiO2到H2SiO3不能一步实现,故A错误;Fe2O3与铝反应能转化为Fe,Fe与盐酸反应生成FeCl2,FeCl2与氯气反应生成FeCl3,FeCl3与铁反应能转化为FeCl2,FeCl2和铝反应能置换出Fe,故B正确;氧化铜不溶于水,与水不反应,故CuO到Cu(OH)2不能一步实现,故C错误;Na2CO3不能一步转化为Na2O2,故D错误。6.B Na2O2中阴、阳离子的个数比是1∶2,①错误;Na2O2分别与水及CO2反应产生等量氧气时,需要水和CO2的物质的量相等,但质量不相等,②错误;Na2O2分别与水及CO2反应产生等量氧气时,转移电子的物质的量相等,③正确;Na2O2的漂白原理与SO2的漂白原理不相同,前者是发生氧化反应,后者是发生化合反应,④错误;Na2O2与SO2反应生成Na2SO4,⑤错误;Na2O26\n与酸反应生成盐和水,但同时还有氧气产生,所以Na2O2不是碱性氧化物,⑥错误;Na2O2与水反应过程中,Na2O2自身发生氧化还原反应,既是氧化剂,又是还原剂,⑦正确;Na2O2投入紫色石蕊溶液中生成氢氧化钠,溶液先变蓝,但过氧化钠还具有强氧化性,所以溶液后褪色,⑧正确。7.D 根据2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2+)=0.025mol×2=0.05mol,根据电荷守恒得2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=n(Cl-),则n(Fe3+)=0.2mol,故n(Fe2+)∶n(Fe3+)=0.05∶0.2=1∶4,故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3,即Fe5O7。8.C 加入少量NH4SCN溶液,若溶液不变成血红色,则说明溶液中不含Fe3+。溶液中若含有Fe2+,再加入氯水,溶液会变成血红色。若用足量酸性KMnO4溶液,则酸性KMnO4溶液本身显紫色,难以观察到现象。9.D 向饱和碳酸钠溶液中通入二氧化碳生成碳酸氢钠,由于碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠的,所以有碳酸氢钠析出,溶液变浑浊,故A正确;SO2具有漂白性,所以向品红溶液中通入SO2后,溶液由红色褪为无色,SO2的漂白具有可逆性,加热后又变红色,故B正确;浓硫酸吸水,浓盐酸挥发,所以长期暴露在空气中浓度均会降低,故C正确;氢氧化铝不溶于氨水,向Al2(SO4)3溶液中加入过量的氨水,有白色沉淀生成,故D错误。10.D A项,3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O,当恰好完全反应时,H+和NO3-的物质的量之比为8∶2,所以混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比为3∶2,正确;B项,途径①中产生有毒的气体NO,途径③中产生有毒的气体SO2,而途径②中的反应为2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O,反应中不产生有毒气体,正确;C项,根据途径①②中的反应,生成1molCuSO4,要消耗1molH2SO4,途径③的反应为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,生成1molCuSO4,要消耗2molH2SO4,即三个途径中参加反应的硫酸的物质的量:①=②<③;正确;D项,n(CuSO4)=16g160g·mol-1=0.1mol,根据反应②的化学方程式,Cu为还原剂,O2为氧化剂,硫酸没有被还原,错误。11.D a、c均能与稀硫酸反应放出气体,a、c排在H的前面;b与d的硝酸盐反应,置换出单质d,金属活动性顺序b>d;c与强碱反应放出气体,c为铝;c、e在冷浓硝酸中发生钝化,c、e为铝和铁;a、b、c、d、e分别是Mg、Cu、Al、Ag、Fe,故D正确。12.C 根据32g红棕色固体Fe2O3可得n(Fe)=0.2mol×2=0.4mol,m(Fe)=0.4mol×56g·mol-1=22.4g,36g铁矿石中氧元素的质量m(O)=36g-5.6g-22.4g=8g,n(O)=0.5mol,则铁矿石中铁的氧化物的化学式为Fe4O5,其最终转化为红棕色固体Fe2O3,铁的化合价发生变化,所以发生了氧化还原反应,故A正确;根据以上分析,铁的氧化物的化学式为Fe4O5,故C错误,其溶于盐酸后得到的滤液中n(Fe2+)∶n(Fe3+)=1∶1,故B正确;若稀盐酸为3.0mol·L-1、400mL,反应前后体积变化忽略不计,则根据铁的氧化物中O元素的物质的量为0.5mol,所以消耗盐酸中的氢离子为1mol,则滤液中剩余H+的物质的量浓度是3×0.4-10.4mol·L-1=0.5mol·L-1,故D正确。13.答案:(1)FeCl2 KCl(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(3)Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 2Fe3++Fe3Fe2+解析:由白色沉淀E置于空气中转化为红褐色沉淀F,可见E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3,G为FeCl3,从而推断出A为Fe,B为FeCl2;焰色反应呈紫色,说明溶液中含有K+6\n,从而确定C为KOH,则D为KCl。(1)B的化学式为FeCl2,D的化学式为KCl。(2)由E转变成F的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。(3)用KSCN鉴别FeCl3溶液的离子方程式为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3;向FeCl3溶液中加入铁,发生反应的离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+。14.答案:(1)FeS (2)Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(3)Fe2O3+H22FeO+H2O解析:(1)刺激性气体B溶于水得到中强酸再与O2反应转化为强酸(形成酸雨)可知B是SO2,再根据黄色溶液D遇KSCN呈血红色,表明D含Fe3+,由此可知A由Fe和S两元素组成,红色粉末C是Fe2O3,m(Fe2O3)=16.0g,n(Fe2O3)=0.1mol,n(Fe)=0.2mol,m(S)=17.6g-0.2mol×56g·mol-1=6.4g,n(S)=0.2mol,故A的化学式是FeS。(2)黄色溶液D是Fe2(SO4)3溶液,与KSCN反应的离子方程式是Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。(3)Fe2O3在通入氢气条件下加热的反应是氧化还原反应,Fe2O3是氧化剂,化合价降低,H2是还原剂,化合价升高,再根据产生物质的量之比为2∶1的两种化合物可写出该反应的化学方程式是Fe2O3+H22FeO+H2O。15.答案:(1)B (2)①[H ··N·· H····HH]+[··H]-②2CuH+2H+Cu2++Cu+2H2↑(3)①4Cu(OH)2+N2H4·H2O2Cu2O+N2↑+7H2O ②Cu+Cl--e-CuCl ③白色沉淀逐渐变为砖红色 2CuCl+2OH-Cu2O+H2O+2Cl- ④取试样少量于试管中,加入稀硝酸溶解,再加硝酸银溶液,若生成沉淀,则含有CuCl,若无明显现象,则无CuCl解析:(1)碘水是棕褐色的,影响白色沉淀的观察,可以用苯把碘单质萃取出来,由于乙醇与水以任意比例混溶,因此不能作萃取剂。(2)①NH5所有原子都达到稀有气体的稳定结构,即氮原子最外层达到8电子稳定结构,所有氢原子达到2电子稳定结构,说明NH5是由NH4+和H-组成的离子化合物。②CuH为难溶物质,根据题干信息知+1价的铜在酸性条件下发生歧化反应生成Cu2+和Cu,反应产生的气体是CuH中的H-与盐酸中H+,发生归中反应产生的氢气。(3)①蓝色沉淀逐渐转化为砖红色,即氢氧化铜沉淀转化成氧化亚铜;无污染的气体只能是N2。②铜作阳极,先被氧化为Cu+,再与溶液中的Cl-结合生成CuCl白色沉淀,即可写出阳极的电极反应式。③根据方法二的信息②可知,CuCl在碱性条件下易转化为Cu2O。④得到的Cu2O中往往含有CuCl,可以通过检验混合物中是否含有氯离子的方法来检验是否含有CuCl,应先用硝酸溶解,再检验氯离子。6
