化学·必修1(人教版)
第二节 几种重要的金属化合物
第1课时 钠的重要化合物
1．下列物质热稳定性最强的是( )
A．石灰石 B．纯碱
C．小苏打 D．碳酸
解析：石灰石、小苏打、碳酸受热都容易分解，只有纯碱的热稳定性最好，加热到1 000℃以上也不分解。
答案：B
2．为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是( )
A．Na2CO3溶液(NaHCO3)，选用适量的NaOH溶液
B．NaHCO3溶液(Na2CO3)，应通入过量的CO2气体
C．Na2O2粉末(Na2O)，将混合物在氧气中加热
D．Na2CO3溶液(Na2SO4)，加入适量Ba(OH)2溶液，过滤
解析：D项中，Ba(OH)2＋Na2SO4===BaSO4↓＋2NaOH，Na2CO3＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋2NaOH，而且还增加了新的杂质NaOH，故D项不正确。
答案：D
3．下列各组物质互相作用时，生成物不随反应条件或反应物的量变化而变化的是( )
A．NaHCO3和NaOH B．NaOH和CO2
C．Na和O2 D．Na2CO3和HCl
解析：B、D两项可分别生成Na2CO3、NaHCO3，C项可生成Na2O、Na2O2。
答案：A
4．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( )
A．Na2O2是一种白色固体
B．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，需要的水和CO2的质量相等
C．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，转移电子的物质的量相等
D．Na2O2的漂白原理与木炭的漂白原理相同
解析：Na2O2的颜色为淡黄色，故A项错误；生成相同量的O2时消耗的水和二氧化碳的物质的量相同，但质量不同，故B项错误；由得失电子守恒知两者转移电子的物质的量相同，故C项正确；Na2O2因具有强氧化性而有漂白性，木炭具有吸附性而使物质漂白， 原理不同，故D项错误。
答案：C
5．下列物质露置在空气中，质量会减轻的是( )
A．NaOH B．Na 2O2
C．Na2O D．Na2CO3·10H2O
解析：Na2CO3·10H2O放置在空气中会失掉结晶水，从而使质量减轻。
答案：D
6．下列叙述中正确的是( )
A．向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液，又有CaCO3沉淀生成
B．向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2
C．等质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积相同
D．向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2，有NaHCO3结晶析出
解析：在含有碳酸钙沉淀的溶液中通入二氧化碳恰好生成碳酸氢钙，其与碳酸氢钠混合不发生反应，不会生成碳酸钙沉淀，故A项错误；碳酸钠与盐酸的反应分步进行，等物质的量的氯化氢与碳酸钠反应只生成碳酸氢钠，反应方程式为Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，故B项错误；等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，产生的二氧化碳在同条件下体积比为84∶106＝42∶53，故C项错误；向碳酸钠饱和溶液中通入足量二氧化碳，生成碳酸氢钠，由于碳酸氢钠溶解度小于碳酸钠的溶解度，且溶剂减少、生成溶质质量增多，则会析出碳酸氢钠晶体，Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓，故D项正确。
答案：D
7．把标准状况下4.48 L的CO2通过一定量的固体Na2O2后，收集到标准状况下3.36 L气体，则这3.36 L气体的成分是( )
A．O2 B．CO2
C．CO2和O2 D．无法确定
解析：4.48 L CO2与足量Na2O2反应时，产生2.24 L O2，现反应后气体体积为3.36 L，说明4.48 L CO2未反应完，则3.36 L气体应为CO2和O2的混合气体。
答案：C
8．下列判断正确的是( )
A．可用水来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2
B．可用CO2来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2
C．可利用在空气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2
D．将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞溶液中，最终溶液均为红色
解析：CO2、H2O与Na2O2、Na2O均能反应，但与Na2O2反应时均能产生氧气，因氧气是无色无味的气体，且CO2也是气体，故CO2与Na2O2的反应无明显现象产生，水与Na2O2反应则会产生气泡而有明显的现象，故A项正确，B项错误；在空气中加热Na2O2与Na2O的混合物，后者会转化为前者，故C项错误；将两种氧化物加到酚酞溶液中后，均先与溶液中的水反应生成碱而使溶液变为红色，但因Na2O2具有漂白性，最终会将变成红色的溶液漂白，故D项错误。
答案：A
9．A、B、C、D、E五种物质的焰色反应都显黄色，A、B与水反应都有气体放出，A与水的反应放出的气体具有氧化性，同时都生成溶液C，C与适量的CO2反应生成D，D溶液与过量的CO2反应生成E，E加热能变成D。
(1)写出A～E的化学式： A_______________________、B______________、C____________、D______________、E________________。
(2)E加热生成D的化学方程式是：________________________________________________________________________。
(3)C溶液和CO2反应生成D的离子方程式：________________________________________________________________________。
解析：首先焰色反应都为黄色则都含有钠元素，A、B与水反应有气体，可以推断出是过氧化钠和金属钠，生成的气体是氢气和氧气， 氢气有还原性，故A是钠 ，B是过氧化钠了，生成的溶液C则是氢氧化钠溶液；与氢氧化钠反应的气体一般是二氧化碳，由此可以推断D是碳酸钠，E是碳酸氢钠。
答案：(1)A：Na B：Na2O2 C：NaOH D：Na2CO3 E：NaHCO3
(2)2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O
(3)CO2 ＋2OH－===CO ＋H2O
10．某学生课外活动小组，模拟呼吸面具中的反应原理，设计用如图所示的仪器来制取氧气并测量氧气的体积。图中量气装置E由甲、乙两根玻璃管组成，它们由橡皮管连通，并装入适量水。甲管有刻度(0～50 mL)，供量气用，乙管可上下移动调节液面高低。实验可供选用的药品还有：稀硫酸、盐酸、过氧化钠、碳酸钠、大理石、水。
试回答：
(1)图中各装置接口连接顺序是________(填各接口的编号，其中连接胶管及夹持装置均省略)。
(2)装置C中放入的反应物是________和________。
(3)装置A的作用是______________，装置B的作用是____________。
(4)为了较准确测量氧气的体积，除了必须检查整个装置的气密性之外，在读反应前后甲管中液面的读数及求其差值的过程中，应注意________和________。
a．视线与凹液面最低处相平
b．等待片刻，待乙管中液面不再上升时立刻读数
c．读数前应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平
d．读数时不一定使甲、乙两管液面相平
解析：装置C中产生的CO2气体，需通过NaHCO3溶液除去其中混有的HCl气体，CO2气体与Na2O2固体反应后产生的O2中不可避免地混有CO2气体，则需通过NaOH溶液除去。其中，洗气装置中气流的方向注意应为长管进、短管出。同时，为准确量得生成O2的体积，在反应前后读取甲管中液面的读数时，应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平，以保证甲管液面上方为1个大气压；读数时视线应与凹液面最低处相平。
答案：(1)⑤③④⑥⑦②①⑧(⑥⑦可换位)
(2)大理石 盐酸
(3)除去混在O2中未反应的CO2 吸收CO2中混有的HCl
(4)a c
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第二节 几种重要的金属化合物
第2课时 铝的重要化合物
1．铝、氧化铝、氢氧化铝和可溶性铝盐与过量强碱溶液的反应，其生成物有一定的规律，下列说法中正确的是( )
A．都有H2O生成 B．都有H2生成
C．都有AlO生成 D．都有Al3＋生成
解析：根据题意列出离子反应方程式：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，显然均生成偏铝酸盐，都有AlO生成是。
答案：C
2．下列说法正确的是( )
A．Al2O3难溶于水，不跟水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物
B．因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物
C．Al2O3属于两性氧化物
D．Al2O3能与所有的酸、碱溶液反应
解析：Al2O3虽然难溶于水，但是2Al(OH)3Al2O3＋3H2O，Al2O3和Al(OH)3中Al的化合价相同，所以Al2O3是Al(OH)3对应的氧化物，故A项错误；金属氧化物与碱性氧化物是两个不同的概念，二者没有必然的联系，故B项错误；Al2O3属于两性氧化物，与强酸、强碱反应，但不与弱酸、弱碱反应，故C项正确，D项错误。
答案：C
3．不能只用NaOH溶液除去括号中杂质的是( )
A．Mg(Al2O3) B．Mg(OH)2[Al(OH)3]
C．Fe(Al) D．Fe2O3(FeO)
解析：Mg与NaOH溶液不反应，Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，可用NaOH溶液除去杂质，故A项不选；AlCl3和NaOH溶液反应先生成沉淀，当氢氧化钠溶液过量时沉淀转化为可溶性的偏铝酸钠，MgCl2和NaOH溶液反应生成氢氧化镁沉淀，氢氧化镁不溶于过量氢氧化钠溶液中，AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O，也可用NaOH溶液除去杂质，故B项不选；2H2O＋2Al＋2NaOH===2NaAlO2＋3H2↑， Fe和NaOH溶液不反应，也可用NaOH溶液除去杂质，故C项不选；Fe2O3和FeO都NaOH溶液不反应，用NaOH溶液不能除去杂质，故D项符合题意。
答案：D
4．相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，反应至体系中均无固体物质时，消耗碱量最多的是( )
A．Al B．Al(OH)3 C．AlCl3 D．Al2O3
解析：首先写出反应的化学方程式，根据计量数的关系得到以下比例数据：
m(Al)∶m(NaOH)＝27∶40；
m[Al(OH)3]∶m(NaOH)＝78∶40；
m(AlCl3)∶m(NaOH)＝33.375∶40；
m(Al2O3)∶m(NaOH)＝51∶40。
故相同质量的物质，消耗碱量最多的是Al。
答案：A
5．在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中，逐滴加入稀氢氧化钠溶液，直至过量。下列表示氢氧化钠加入量(x)与溶液中沉淀物的量(y)的关系示意图正确的是( )
解析：向硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中加入过量的氢氧化钠溶液，发生的反应有：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。即加入NaOH溶液后，Mg2＋、Al3＋分别生成Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀，待沉淀完全后，再加入NaOH溶液时，Mg(OH)2不变，而Al(OH)3不断溶解，最后完全变为AlO。综上所述，沉淀物的变化趋势是先增加，然后减少，到某一时刻开始保持不变。
答案：C
6．在溶液中能共存，加入强碱溶液有沉淀析出，加入强酸溶液能放出气体的是( )
A．Na＋、AlO、Cl－、SO
B．K＋、Ba2＋、NO、SO
C．Al3＋、Ca2＋、Na＋、Cl－
D．Na＋、Mg2＋、SO、HCO
解析：A项加入碱，不能生成沉淀；加入酸，无气体放出。B项Ba2＋与SO不能大量共存。C项加入酸无气体放出。D项加入碱，生成Mg(OH)2沉淀；加入酸，生成CO2气体。
答案：D
7．(双选题)下列各组物质的稀溶液相互反应，无论是前者滴入后者，还是后者滴入前者，反应现象都相同的是( )
A．NaHSO4和Ba(OH)2
B．AlCl3和NaOH
C．NaAlO2和H2SO4
D．NaHCO3和H2SO4
解析：A项，现象相同，都是产生白色沉淀BaSO4。B项，NaOH溶液滴入AlCl3溶液中，先产生白色沉淀，滴加至过量时沉淀溶解；AlCl3溶液滴入NaOH溶液中，开始无明显现象，滴加至过量时产生白色沉淀。C项，H2SO4溶液滴入NaAlO2溶液中，先产生白色沉淀，滴加至过量时沉淀溶解；NaAlO2溶液滴入H2SO4溶液中，开始无明显现象，滴加至过量时产生白色沉淀。D项，现象相同，都是产生CO2气体。
答案：AD
8．以Al2O3为原料制取氢氧化铝，最好的方法是( )
A．将Al2O3溶于水
B．将Al2O3先溶于盐酸中，之后滴加氢氧化钠溶液
C．将Al2O3先溶于盐酸中，之后滴加氨水
D．将Al2O3先溶于NaOH溶液中，之后滴加盐酸
解析：Al2O3不溶于水，不能与H2O直接化合生成Al(OH)3，故A项错误；NaOH溶液过量时，易将Al(OH)3溶解，故B项错误；氨水能使Al3＋转化为Al(OH)3，且氨水过量时不溶解Al(OH)3，故C项正确；盐酸过量时能将Al(OH)3溶解，故D项错误。
答案：C
9．某学生在实验室做了5个实验：请选择符合实际情况的图象：
(1)在铝盐溶液中逐滴加入稀氨水直至过量。________
答案：B
(2)铝盐溶液中加入NaOH溶液直至过量。________
答案：A
(3)澄清石灰水中通入CO2直至过量。________
答案：C
(4)Al2(SO4)3和MgSO4的混合溶液中加入NaOH溶液直至过量。________
答案：E
10．某混合物A，含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现如图所示的物质之间的变化：
据此回答下列问题：
(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是________________________________________________________________________。
(2)根据上述框图反应关系，写出下列B、C、D、E所含物质的化学式：
固体B________；沉淀C________；沉淀D________；溶液E________。
(3)①反应的化学方程式为
________________________________________________________________________；
②反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
解析：根据KAl(SO4)2易溶于水，而Al2O3、Fe2O3难溶于水，推知沉淀C为Fe2O3和Al2O3，相应溶液为KAl(SO4)2溶液；又根据Al2O3能溶于NaOH溶液，而Fe2O3不溶，推知沉淀D为Fe2O3，相应溶液为NaAlO2溶液；再根据图中物质的转化关系，依次推出固体B为Al2O3，溶液E为K2SO4和(NH4)2SO4。
答案：(1)过滤
(2)Al2O3 Al2O3和Fe2O3 Fe2O3 K2SO4和(NH4)2SO4
(3)Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
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第二节 几种重要的金属化合物
第3课时 铁的重要化合物
1．(双选题)能使铁溶解，但不能生成沉淀的溶液是( )
A．稀硫酸 B．FeCl3溶液
C．CuSO4溶液 D．FeSO4溶液
解析：D选项不能使铁溶解，C选项虽能溶解铁，但同时析出的铜会附着在铁上，故符合题意的是A、B两选项。
答案：AB
2．为了检验某氯化亚铁溶液是否变质，可向溶液中加入( )
A．氢氧化钠溶液 B．铁片
C．硫氰酸钾溶液 D．酸性KMnO4溶液
解析：FeCl2与NaOH溶液反应先生成Fe(OH)2，后被O2氧化为Fe(OH)3，会干扰Fe3＋的检验，故A项不符合；Fe与Fe3＋反应时，溶液颜色变化不明显，故B项不符合；Fe2＋与SCN－不反应，但Fe3＋与SCN－反应使溶液变红色，故C项符合；KMnO4只与Fe2＋反应，不与Fe3＋反应，故D项不符合。
答案：C
3．将Fe(OH)2露置在空气中加热灼烧所得的产物为( )
A．FeO B．Fe2O3 C．Fe3O4 D．Fe(OH)3
解析：因Fe(OH)2极易被空气中的氧气氧化，当露置于空气中时，Fe(OH)2首先转化为Fe(OH)3，然后Fe(OH)3分解生成Fe2O3和H2O。
答案：B
4．下列物质受热不易分解的氢氧化物是( )
A．Al(OH)3 B．NaOH
C．Mg(OH)2 D．Fe(OH)3
答案：B
5．下列反应的离子方程式正确的是( )
A．向Ba(OH)2溶液中滴加稀盐酸：
2H＋＋2Cl－＋Ba2＋＋2OH－===2H2O＋BaCl2
B．往FeCl3溶液中加入铁粉：
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
C．往澄清石灰水中通入过量二氧化碳：
Ca2＋＋2OH－＋CO2===CaCO3↓＋H2O
D．往FeCl3溶液中加入铜粉：
Fe3＋＋Cu===Fe2＋＋Cu2＋
答案：B
6．已知：2Fe＋3Br2===2FeBr3,2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，现将Fe(NO3)2溶液分别滴入到以下溶液中：①H2SO4；②HNO3；③溴水；④碘水。其中能使Fe2＋转变成Fe3＋的是( )
A．只有②③ B．①②③
C．②③④ D．全部
解析：由题中反应方程式可知，离子的氧化性关系为：Br2＞Fe3＋＞I2，HNO3＞Fe3＋。①Fe(NO3)2溶液滴入硫酸中，硝酸根离子在酸性条件下具有氧化性，能够将亚铁离子还原成铁离子，故①正确；②Fe(NO3)2溶液滴入硝酸中，硝酸体现强氧化性，能发生反应3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，故②正确；③Fe(NO3)2溶液滴入溴水中，由于氧化性Br2＞Fe3＋，溴单质能够将亚铁离子氧化成铁离子，故③正确；④Fe(NO3)2溶液滴入碘水中，由于氧化性Fe3＋＞I2，碘单质不能够氧化亚铁离子，故④错误。
答案：B
7．将过氧化钠投入到氯化亚铁溶液中，可观察到的现象是( )
A．最终生成白色沉淀 B．最终生成红褐色沉淀
C．有黄绿色气体产生 D．无变化
解析：Na2O2具有强氧化性，能将Fe2＋氧化成Fe3＋，可与Na2O2和水反应生成的OH－生成红褐色的Fe(OH)3沉淀，Na2O2与水反应产生O2，不放出黄绿色的Cl2。
答案：B
8．将1.12 g铁粉加入到25 mL 2 mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后的结果与下列叙述不相符的是( )
A．铁粉完全溶解，溶液中Cl－浓度基本不变
B．往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色
C．Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为6∶1
D．反应后，铁粉仍有剩余
解析：n(Fe)＝1.12 g/56 g·mol－1＝0.02 mol，n(Fe3＋)＝0.025 L×2 mol·L－1＝0.05 mol，发生反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，生成0.02 mol×3＝0.06 mol Fe2＋，溶液中剩余0.05 mol－0.02 mol×2＝0.01 mol Fe3＋，故D项叙述不正确。
答案：D
9．某100 mL的CuCl2溶液中，已知溶液中的Cl－的浓度为0.2 mol·L－1。现将一定量的铁粉投入到该溶液中，若反应后溶液体积不变，回答下列问题：
(1)原溶液中Cu2＋的浓度为________________。
解析：由化学式CuCl2可知，CuCl2溶液中c(Cu2＋)＝0.5c(Cl－)＝0.5×0.2 mol/L＝0.1 mol/L。
答案：0.1 mol/L
(2)反应后测得Cl－的浓度为__________________。
解析：加入一定量的铁粉，发生反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Cl－不参加反应，体积不变，Cl－浓度不变为0.2 mol/L。
答案：0.2 mol·L－1
(3)反应中氧化剂是____________，反应后测得溶液中Fe2＋的浓度为0.05 mol/L，则反应生成铜单质的质量为______________g，转移电子______________个。
解析：发生反应Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu，反应中CuCl2→Cu，Cu元素化合价由＋2价降低为0价，CuCl2是氧化剂； 由Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu得0.05 mol·L－1×0.1 L＝0.005 mol，则反应生成铜单质的质量为0.005 mol×64 g/mol＝0.32 g；n(Fe2＋)＝0.1 L×0.05 mol/L＝0.005 mol，反应中Fe→Fe2＋，化合价由0价升高为＋2价，转移电子物质的量为：0.005 mol×2＝0.01 mol，转移电子数目为：0.01 mol×NA mol－1＝0.01 NA。
答案：CuCl2 0.32 0.01 NA
(4)剩余的Cu2＋的物质的量浓度为________________。
解析：剩余的Cu2＋的物质的量为：0.1 mol/L×0.1 L－0.005 mol＝0.005 mol，其物质的量浓度为 0.005 mol/0.1 L＝0.05 mol/L。
答案：0.05 mol/L
10．在如图所示装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备Fe(OH)2。
(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是
________________________________________________________________________。
(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是
________________________________________________________________________。
(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：FeSO4用Fe和稀H2SO4试剂制备，通过关闭止水夹，让产生的H2将FeSO4溶液压入Ⅱ试管中跟NaOH溶液反应产生Fe(OH)2，同时产生的H2将Ⅱ试管中的O2排出并使Ⅱ试管中充满H2，使外界空气不易进入Ⅱ试管，生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间维持还原性状态的白色。
答案：(1)稀H2SO4、铁屑
(2)NaOH溶液
(3)检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度，当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹
(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入
