高考专题训练(十二) 常见金属及其化合物一、选择题1．(2022·北京西城模拟)金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法不正确的是( )A．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同B．工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D．越活泼的金属越难冶炼解析 工业上冶炼镁采用的是电解熔融氯化镁的方法；冶炼铜的方法较多，大量使用的是热还原法，也可以使用生物炼铜等绿色环保的方法。答案 B2．(2022·贵州模拟)有关Na2CO3和NaHCO3的性质，下列叙述中错误的是( )A．相同温度下，等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液的碱性比较，前者更强B．常温时水溶性：Na2CO3>NaHCO3C．在酒精灯加热的条件下，前者不分解，后者分解D．将澄清的石灰水分别加入Na2CO3和NaHCO3溶液中，前者产生沉淀，后者不产生沉淀解析 将澄清石灰水分别加入Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中，都会产生CaCO3沉淀。答案 D3．(2022·湖北统考)将等物质的量的金属Na、Mg、Al分别与100mL2mol/L的盐酸反应，实验测得生成气体的体积V(已折合为标准状况)与时间t的关系如图所示，则下列说法错误的是( )A．x＝2.24B．钠的物质的量为0.2mol8\nC．反应时，Na、Mg、Al均过量D．曲线b为Mg与盐酸反应的图象解析 由图象可以看出，生成气体的体积相等，则盐酸完全反应，x＝2.24，A项正确。根据生成的H2为2.24L，可知Na失去0.2mol电子，则钠的物质的量为0.2mol，B项正确。反应时如果钠过量，则钠会与水反应，生成的气体多于2.24L，故C项错误。根据反应速率可知a、b、c依次是Na、Mg、Al与盐酸反应的图象，D项正确。答案 C4．(2022·山东期末)将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol·L－1稀盐酸。下列图象能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是( )解析 向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加盐酸，发生反应：OH－＋H＋===H2O、CO＋H＋===HCO、HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，由此可知答案为C。答案 C5．(2022·湖北模拟)将Na2O2、HCl和Al2O3一起溶于一定量的水中，完全反应后，测得所得溶液中只含有Na＋、AlO、Cl－(不考虑AlO的水解和H2O的电离)，则Na2O2、HCl、Al2O3的物质的量之比不可能是( )A．2:2:1B．3:3:1C．3:4:1D．4:6:18\n解析 设Na2O2、HCl、Al2O3的物质的量依次为x、y、z，则所得溶液中Na＋、Cl－、AlO的物质的量依次为2x、y、2z，根据溶液电中性原理得：2x＝y＋2z。将选项中的各配比分别代入上述等式，B项中配比不满足。答案 B6．(2022·长春调研)3g镁铝合金与100mL稀硫酸恰好完全反应，将反应后的溶液加热蒸干，得到无水硫酸盐17.4g，则原硫酸的物质的量浓度为( )A．1mol·L－1B．1.5mol·L－1C．2mol·L－1D．2.5mol·L－1解析 由镁铝合金到无水硫酸盐，固体增重的质量为SO的质量，则n(H2SO4)＝n(SO)＝mol＝0.15mol，故c(H2SO4)＝＝1.5mol·L－1，B项正确。答案 B7．(2022·郑州质量预测)如表所示的各选项中，通过置换反应不能实现由Y到W转化的一组化合物是( )选项ABCDYCO2SiO2FeCl3H2OWMgOCOCuCl2Fe3O4解析 A项可由Mg与CO2反应实现；B项可由C与SiO2反应实现；D项可由Fe与水蒸气反应实现。答案 C8．(2022·北京检测)下列实验前后，铜的质量一定发生变化的是( )A．铜丝在空气中灼烧后立即插入乙醇中B．铜片放入酸化的硝酸钠溶液中C．铜和铁的混合物放在稀硝酸中D．铜、锌、稀硫酸构成的原电池放电解析 B项相当于有硝酸存在，铜片能溶解，其质量减少；C项铁比铜活泼，铁一定溶解，但铜不一定溶解，即其质量不一定发生变化；D项锌和铜分别作负极和正极，锌溶解，而铜不溶解，故铜的质量不改变。答案 B9．(2022·云南模拟)有ag氧化铜与氧化铁的混合物，加入2mol·L－1的硫酸溶液50mL，恰好完全溶解，若将ag该混合物在过量的CO气流中加热充分反应，冷却后剩余固体的质量为( )A．1.6agB．(a－1.6)gC．(a－3.2)gD．无法计算8\n解析 加入硫酸发生的反应为CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O和Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O；二者与CO的反应分别为CuO＋COCu＋CO2和Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2，即反应中消耗CO的物质的量与消耗H2SO4的物质的量相同，均为0.1mol，固体减少的质量为0.1mol氧原子的质量，所以冷却后固体质量为(a－1.6)g。答案 B10．(2022·福建质检)现有一块金属钠露置于空气中一段时间，为检验该固体是否部分变质为碳酸钠，先将固体样品溶解于水得到溶液，并采取下列措施，其中可以实现实验目的的是( )A．测所得溶液的pHB．取溶液少量，向其中滴入酚酞观察溶液是否变红C．取溶液少量，向其中加入盐酸观察是否有气泡产生D．取溶液少量，向其中加入CuSO4溶液，观察是否有沉淀产生解析 钠溶于水得到的NaOH溶液呈碱性，碳酸钠溶于水亦呈碱性，因此A、B项中的措施均无法实现实验目的。CuSO4与NaOH溶液或Na2CO3溶液反应均生成蓝色沉淀，故D项错误。答案 C11．(2022·湖南联考)将5.1g镁铝合金投入到500mL2.0mol/L的盐酸中，金属完全溶解，再加入4.0mol/L的NaOH溶液，若要生成的沉淀最多，则应加入NaOH溶液的体积是( )A．200mLB．250mLC．425mLD．560mL解析 由题意可知，当Mg2＋、Al3＋恰好完全沉淀为Mg(OH)2、Al(OH)3时，得到的沉淀量最多，此时溶液中的溶质只有NaCl，故n(NaOH)＝n(HCl)，即500mL×2.0mol/L＝V(NaOH)×0.4mol/L，故V(NaOH)＝250mL。答案 B12．(2022·合肥质检)向质量为30g的Fe、Fe2O3的混合物中加入250mL4mol/L的稀HNO3恰使混合物完全溶解，放出NO(标准状况)2.24L，向所得溶液中再滴加KSCN溶液，无血红色出现。若用与上述混合物中铁元素质量相等的铁屑和足量的稀硫酸充分反应，所得到的气体在标准状况下的体积为( )A．15.12LB．10.08LC．2.24LD．3.36L解析 根据题意知生成物中含氮物质有Fe(NO3)2和NO，据N原子守恒可求出Fe(NO3)2的物质的量为(0.25L×4mol/L－0.1mol)/2＝0.45mol。若用0.45molFe与足量稀硫酸反应，生成的氢气为0.45mol，标准状况下体积为10.08L。8\n答案 B二、非选择题13．(2022·辽宁测试)Na2CO3是一种很重要的化学物质，某学生拟在实验室中制备Na2CO3。他用50mLNaOH溶液吸收CO2气体，制备Na2CO3溶液。为了防止通入的CO2气体过量，生成NaHCO3，他设计了如下实验步骤：(Ⅰ)用25mLNaOH溶液吸收过量的CO2气体，至CO2气体不再溶解；(Ⅱ)小心煮沸溶液1min～2min；(Ⅲ)在得到的溶液中加入另一半(25mL)NaOH溶液，使溶液充分混合。(1)在(Ⅰ)中，刚通入CO2时发生反应的化学方程式为____________________；而后又发生反应的离子方程式为_________________________。在(Ⅱ)中小心煮沸溶液的目的是__________________。在(Ⅲ)中混合另一半NaOH溶液后发生反应的离子方程式是___________________________________________________________________。(2)按该同学的设计，第(Ⅰ)步实验所用装置如图。①装置A使用的试剂是________(固体)和________(溶液)；②装置B使用的试剂最好是________(选择：水、饱和NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液或饱和NaHCO3溶液)，作用是________________________，如果不用B装置，最终得到的Na2CO3溶液中可能存在的杂质有____________________________________________________________________。解析 (1)在(Ⅰ)中，向NaOH溶液中刚通入CO2时生成Na2CO3，而后Na2CO3与CO2、H2O反应生成NaHCO3。在(Ⅱ)中小心煮沸NaHCO3溶液，目的是除去其中溶解的CO2，以免CO2在(Ⅲ)中与NaOH反应，造成NaHCO3过量，引入杂质，同时防止NaHCO3分解。(2)①装置A用于制备二氧化碳，通常用石灰石与稀盐酸。②稀盐酸能挥发出HCl，如果不除去而直接通入C中，则C中会生成杂质NaCl。此外，在(Ⅲ)中NaOH过量，也将成为杂质。除去HCl可用饱和NaHCO3溶液，一方面在除去杂质的同时生成了CO2，同时可抑制CO2的溶解。答案 (1)2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O CO＋CO2＋H2O===2HCO 除去多余的CO2气体，防止NaHCO3分解 OH－＋HCO===CO＋H2O8\n(2)①石灰石 盐酸②饱和NaHCO3溶液 除去CO2中混有的HCl气体 NaCl、NaOH14．(2022·新课标全国卷)铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH－的阴离子交换柱，使Cl－和OH－发生交换。交换完成后，流出溶液的OH－用0.40mol·L－1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.00mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中x值：_______________________________________________________________________________________________________(列出计算过程)。(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得n(Fe):n(Cl)＝1:2.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为________。在实验室中，FeCl2可用铁粉和________反应制备，FeCl3可用铁粉和________反应制备。(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。解析 (2)设混合物样品中含有amolFeCl2、bmolFeCl3，根据题意有(a＋b):(2a＋3b)＝1:2.1，解得a＝9b，所以FeCl3的物质的量分数为b:(a＋b)＝b:10b＝0.10。在实验室中，FeCl2可用铁粉与稀盐酸发生置换反应得到，FeCl3可用铁粉与氯气发生化合反应得到。(3)Fe3＋具有强氧化性而I－具有强还原性，二者发生氧化还原反应生成棕色物质I2。根据元素守恒和得失电子守恒可完成方程式。答案 (1)x＝3 n(Cl)＝0.0250L×0.40mol·L－1＝0.010molm(Fe)＝0.54g－0.010mol×35.5g·mol－1＝0.19gn(Fe)＝0.19g÷56g·mol－1＝0.0034moln(Fe):n(Cl)＝0.0034:0.010≈1:3，x＝3(2)0.10 盐酸 氯气(3)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2(或2Fe3＋＋3I－===2Fe2＋＋I)15．(2022·山东期末)印刷电路的废腐蚀液含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3，任意排放将导致环境污染及资源的浪费，可从该废液中回收铜，并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液，作为腐蚀液原料循环使用。(1)测得某废腐蚀液中含CuCl21.5mol·L－1、FeCl23.0mol·L－1、FeCl31.0mol·L－1、HCl3.0mol·L－1。取废腐蚀液200mL按如下流程在实验室进行实验。8\n请回答下列问题。①废腐蚀液中加入过量铁粉后，发生反应的离子方程式为____________________________________________________________________________________________________________________；②检验废腐蚀液中含有Fe3＋的实验操作是_______________________________________；在上述流程中，“过滤”用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、________；③由滤渣得到纯铜，除杂所需试剂是________。(2)某化学兴趣小组利用如图装置制取氯气并通入到FeCl2溶液中获得FeCl3溶液。①实验开始前，某同学对实验装置进行了气密性检查，方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；②浓盐酸与二氧化锰加热反应的化学方程式为________________________________________；烧杯中NaOH溶液的作用是_______________________；③参考(1)中数据，按上述流程操作，需称取Fe粉的质量应不少于__________g，需通入Cl2的物质的量应不少于________mol。解析 (1)①加入过量铁粉，Fe3＋、Cu2＋、H＋均能与铁粉发生反应。②利用Fe3＋遇SCN－显红色，可以加入KSCN溶液检验废腐蚀液中是否含有Fe3＋。③滤渣中含有Fe、Cu，可以加入稀盐酸除去Fe。8\n(2)①可以用微热法检测气密性：捂热或加热烧瓶，导管口有气泡，松开手或停止加热导管内有水柱。②浓盐酸与二氧化锰的反应为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，NaOH的作用是吸收尾气，防止污染。③根据Fe与Fe3＋、Cu2＋、H＋的反应，则n(Fe)＝n(Fe3＋)＋n(Cu2＋)＋n(H＋)＝×0.2L×1.0mol/L＋0.2L×1.5mol/L＋×0.2L×3.0mol/L＝0.7mol，故m(Fe)＝56g/mol×0.7mol＝39.2g；根据铁元素守恒，则过滤后所得溶液中n(FeCl2)等于原溶液中n(FeCl2)、n(FeCl3)及加入的n(Fe)，故n(FeCl2)＝0.2L×3.0mol/L＋0.2L×1.0mol/L＋0.7mol＝1.5mol，根据2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，则n(Cl2)＝n(FeCl2)＝0.75mol。答案 (1)①2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu、2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑②取少量废腐蚀液置于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液变血红色，则证明原溶液中含有Fe3＋ 漏斗③盐酸(2)①关闭分液漏斗活塞，将导管插入水中，用手捂热(或酒精灯微热)烧瓶，导管口有气泡冒出，松开手(或停止加热)后导管内出现一段水柱，证明气密性良好②MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 吸收多余氯气，防止污染环境③39.2 0.758
