专题能力训练九 金属元素及其重要化合物(时间:45分钟 满分:100分)一、选择题(共7小题,每小题6分,共42分。每小题只有1个选项符合题意)1.(2022浙江杭州一模)下列有关物质的性质与其应用不相对应的是( )A.MgO、Al2O3的熔点很高,可制作耐高温材料B.NaHCO3能与碱反应,故食品工业上用作焙制糕点的膨松剂C.Al具有良好的延展性和抗腐蚀性,可制成铝箔包装物品D.利用钠蒸气放电发光的性质制造的高压钠灯,可发出射程远、透雾能力强的黄光2.（2022安徽池州一模）下列物质的转化在给定条件下能实现的是( )①Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3②SSO3H2SO4③FeFe2+Fe3+④Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3⑤MgCl2(aq)Mg(OH)2MgOA.①③⑤B.②③④C.②④⑤D.①④⑤3.(2022上海浦东期末)欲观察金属钠与苯酚间发生置换反应并在液体中产生气泡的现象,可首先将固态苯酚溶解在( )A.水中B.酒精中C.四氯化碳中D.煤油中4.已知下述三个实验均能发生化学反应:①②③将铁钉放入硫酸铜溶液中向硫酸亚铁溶液中滴入几滴浓硝酸将铁钉放入氯化铁溶液中下列说法中正确的是( )A.实验①和③中的铁钉只作还原剂B.上述实验证明氧化性:Fe3+>Fe2+>Cu2+C.实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性D.实验③中反应的离子方程式为Fe+Fe3+2Fe2+5.下列叙述中正确的是( )①铁在过量氧气中燃烧生成Fe2O3②铝在常温下不能与氧气反应③能用同一离子方程式表示:浓氨水滴入Al2(SO4)3溶液和Al2(SO4)3溶液滴入浓氨水的反应④铝粉与氧化镁共热可制取金属镁⑤用过量氨水除去Fe3+溶液中的少量Al3+⑥除去Al(OH)3中混有的少量Mg(OH)2:加入过量的烧碱溶液充分反应,过滤,向滤液中通入过量CO2后过滤-5-\n⑦除去FeCl2溶液中混有的FeCl3:加入过量铜粉,过滤⑧生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加A.①②⑤⑦B.②③⑥⑧C.②④⑥⑦D.③⑥6.(2022江苏如东期末)下列根据实验操作和现象所得出的结论错误的是( )选项实验操作实验现象结论A取久置的Na2O2粉末,向其中滴加过量的盐酸产生无色气体Na2O2没有完全变质B将少量的溴水滴入FeCl2、NaI的混合溶液中,再滴加CCl4,振荡、静置,向上层溶液中滴加KSCN溶液。再向上层溶液中滴加溴水实验现象1:上层溶液不变红,下层溶液呈紫红色实验现象2:上层溶液变红氧化性:Br2>Fe3+>I2C将一片铝箔置于酒精灯外焰上灼烧铝箔熔化但不滴落铝箔表面有致密Al2O3薄膜,且Al2O3熔点高于Al的D取久置的绿矾(FeSO4·7H2O)溶于水,加入KSCN溶液溶液变为红色绿矾部分或全部被氧化7.向含Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入150mL1mol·L-1盐酸,测得溶液中的某几种离子的物质的量的变化如图所示,则下列说法中不正确的是( )A.a曲线表示的离子方程式为Al+H++H2OAl(OH)3↓B.b和c曲线表示的离子反应是相同的C.M点时,溶液中沉淀的质量为3.9gD.原混合溶液中的C与Al的物质的量之比为1∶2二、非选择题(共3小题,共58分)8.(2022北京丰台一模)(18分)铁屑可用于地下水脱氮,其实验室研究步骤如下:Ⅰ.将铁屑浸泡在0.5mol·L-1盐酸中进行预处理。Ⅱ.30min后,用去离子水反复冲洗,至冲洗后液体的pH为中性。在N2保护下烘干备用。Ⅲ.在蒸馏水中加入硝酸钾配制硝酸钾溶液。Ⅳ.将酸预处理后的铁屑加入硝酸钾溶液中。请回答:(1)盐酸溶解Fe2O3的离子方程式是 。 (2)烘干时需要在N2保护下进行的原因是 。 (3)将步骤Ⅱ中冲洗后的溶液在空气中加热蒸发灼烧,最终得到的固体是 。 (4)将酸性条件下,铁与N反应的离子方程式补充完整: Fe+1N+ Fe2++1N+ (5)已知活性炭能吸附N、OH-。步骤Ⅳ中操作时将铁屑和活性炭同时加入硝酸钾溶液中,可以提高脱氮的效果,其原因是 。 -5-\n(6)研究表明溶液pH会影响铁屑脱氮的效果,反应体系的pH分别控制在4和8.5时,N的去除率分别为90%和15%。正常地下水中含有C,会影响脱氮的效果,用化学用语和文字简述其原因: 。 9.(2022河北衡水中学期中)(20分)用含少量铁的氧化物的氧化铜制取氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)。有如下操作:已知:在pH为4~5时,Fe3+几乎完全水解而沉淀,而此时Cu2+却几乎不水解。(1)溶液A中的金属离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+。能检验溶液A中Fe2+的试剂为 (填编号,下同)。 ①KMnO4 ②(NH4)2S ③NaOH ④KSCN(2)氧化剂可选用 。 ①Cl2 ②KMnO4 ③HNO3 ④H2O2(3)要得到较纯的产品,试剂可选用 。 ①NaOH ②CuO ③Cu(OH)2 ④Cu2(OH)2CO3(4)某同学设计以原电池的形式实现Fe2+至Fe3+的转化,电解质溶液为稀硫酸,请写出负极的电极反应: 。 (5)为了测定制得的氯化铜晶体(CuCl2·xH2O)中x的值,某兴趣小组设计了两种实验方案:(已知CuCl2的摩尔质量为135g·mol-1;H2O的摩尔质量为18g·mol-1)方案一:称取mg晶体灼烧至质量不再减轻为止,冷却、称量所得无水CuCl2的质量为n1g。方案二:称取mg晶体溶于水,加入足量氢氧化钠溶液,过滤、沉淀洗涤后用小火加热至质量不再减轻为止,冷却,称量所得固体的质量为n2g。试评价上述两种实验方案:其中正确的方案是 ,据此计算得x= (用含m、n1或n2的代数式表示)。 10.(20分)下图是Na2O2和CO2定性、定量实验的装置示意图。注射器1中抽取了100mLCO2,U形管中装有适量小玻璃珠和约1.5gNa2O2粉末。实验开始时,打开K1、K2、K4止水夹,关闭K3止水夹,推动注射器1活塞,缓缓将CO2压至U形管,注射器2活塞缓缓向外移动。回答下列问题:(本题不考虑注射器内壁的摩擦阻力)(1)U形管内的玻璃珠并不参与反应,其所起的作用除防止过氧化钠粉末被吹走外,另一个重要作用是 。 (2)U形管中可观察到的反应现象是 。 (3)注射器1活塞推到底后,注射器2中收集到的气体大于50mL,其原因除可能仍还含CO2外,还有一个重要原因是 。 (4)为了使剩余气体中二氧化碳能反应完,接下来的操作是 。 (5)要证明反应产物之一为氧气,最为方便的实验方法是 。 -5-\n(6)本实验结束后固体产物板结,难以从U形管中取出,为了要证明固体产物中含有碳酸盐,实验时还需要从如下图示仪器和试剂中选择 (填字母)。当装置和药品都安装完毕后,接下来的操作步骤是 。 专题能力训练九 金属元素及其重要化合物1.B 解析:食品工业上用NaHCO3的主要目的是产生CO2,使糕点膨松,而NaHCO3与碱反应时不会产生CO2,B选项错误。2.A 解析:②S在O2燃烧生成SO2,错误;③过量的铁与稀硝酸反应得到的最终产物为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。3.D 解析:水、酒精均与Na反应,四氯化碳密度比水大,Na浮在液面上,无法观察到气泡,只有煤油符合。4.A 解析:氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+,实验②中Fe2+只显还原性,D项化学方程式没配平。5.D 解析:①生成Fe3O4;②铝在常温下与氧气反应形成致密氧化膜,阻止Al进一步与氧气反应,错误;③因为NH3·H2O是弱碱,正确;④铝的金属活动性小于镁,所以铝不能置换出氧化镁中的镁,错误;⑤过量的氨水与Fe3+、Al3+反应均生成沉淀,错误;⑥Al(OH)3-5-\n与过量的烧碱溶液反应生成NaAlO2,过滤除去Mg(OH)2,滤液中的NaAlO2与H2O、CO2反应生成Al(OH)3,正确;⑦又掺进了新的杂质Cu2+,错误;⑧生铁中含碳量最高,错误。6.A 解析:若Na2O2完全变质生成Na2CO3,与过量盐酸反应生成CO2,A选项错误;B选项,由实验现象1可知少量Br2先与溶液中的I-反应,然后再与Fe2+反应,正确;D选项,由信息可知溶液中含有Fe3+,但不能证明是否含有Fe2+,正确。7.D 解析:HCl首先与Al反应:Al+H++H2OAl(OH)3↓,然后才与C反应:C+H+HC,最后H+与HC反应:HC+H+H2O+CO2↑,所以a、b、c、d曲线分别表示Al减少、C减少、HC增多、HC减少,与Al、C反应的盐酸均为50mL1mol·L-1,可知Al、C均是0.05mol,生成3.9gAl(OH)3,只有D选项错误。8.答案:(1)Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O(2)防止铁屑在空气中被氧化(3)Fe2O3(4)4Fe+N+10H+4Fe2++N+3H2O(5)活性炭的添加使其和铁构成了无数个微小的铁碳原电池,加快了反应速率,其次活性炭吸附生成物N、OH-,能降低水中的N和OH-的浓度(6)C+H2OHC+OH-增大了溶液的pH会降低脱氮效果;Fe2++CFeCO3↓覆盖在反应物的表面阻止反应进行解析:(3)步骤Ⅱ中冲洗后的溶液为FeCl2、HCl溶液,加热蒸干HCl挥发,Fe2+被氧化、水解生成Fe(OH)3,Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3;(4)依据化合价守恒,Fe的计量数为4,依据铁元素守恒,Fe2+计量数为4,用“H+”配平电荷,前面补10个H+,最后补水配氢。(5)、(6)小题可从(4)小题方程式分析,因为H+是反应物,所以提高溶液中H+浓度,有利于脱氮。9.答案:(1)① (2)①④ (3)②③④(4)Fe2+-e-Fe3+(5)方案二 解析:(1)只能抓住Fe2+的还原性,用氧化剂鉴别,只有KMnO4符合,加入酸性高锰酸钾溶液后如果褪色,则证明含有Fe2+;(2)氧化剂不能掺入新的杂质,溶液中含有Cl-,所以可以用Cl2,H2O2属于绿色氧化剂,被还原后生成H2O,也可以;(3)依据Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+来除去Fe3+,①掺入新的杂质Na+,②③④均可;(4)负极发生失电子的氧化反应,所以应为Fe2+失电子;(5)CuCl2水解,方案一不会得到无水CuCl2,错误;n(CuCl2)=n(CuO)=mol,所以CuCl2·xH2O的摩尔质量为mg÷mol=g·mol-1,1mol晶体中H2O的质量为(-135)g。10.答案:(1)增大过氧化钠和二氧化碳的接触面,使反应完全(2)淡黄色粉末渐渐变白(3)该反应为放热反应,使反应后气体温度升高,体积变大(4)将注射器2中气体再推入U形管,反复数次(5)打开胶塞,立即将带有火星的木条伸入U形管中,木条复燃(6)DEA(或DEC)(7)关闭K1、K4止水夹,打开K2、K3止水夹;打开分液漏斗活塞将稀盐酸滴入U形管中,观察试管内Ca(OH)2溶液是否变浑浊解析:(2)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2可知固体颜色的变化;(3)依据影响气体体积的因素来分析;(6)不能用长颈漏斗,因为无液封,生成的气体无法收集。-5-
