题型六 金属及其化合物（含解析） ——2024届高考化学高频题型专项训练

题型六 金属及其化合物（1）
——2024届高考化学高频题型专项训练
1.下列关于钠及其化合物的说法正确的是( )
A.通过焰色试验可判断某白色粉末中是否含有钠元素
B.中阴、阳离子的个数比为1:1
C.钠的化学性质活泼，可从硫酸铜溶液中置换出铜
D.金属钠着火可以用泡沫灭火器灭火
2.化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是( )
A.《谁南万毕术》中记载：“曾青得铁则化为铜”，涉及氧化还原反应
B.《物理小识》记载：“青矾（绿矾）广气熏人，衣服当之易烂”，“青矾厂气”是CO和
C.制造高铁车厢所用的材料大部分是铝合金，铝合金具有强度大、质量轻、抗腐蚀能力强等优点
D.《华阳国志》中记载：“取井火煮之，一斛水得五斗盐”，“井火”气体的主要成分为
3.下列“类比”合理的是( )
A.Na与冷水反应生成NaOH和，则Al与冷水反应生成和
B.与盐酸反应生成NaCl和，则与盐酸反应生成和
C.NaClO溶液与反应生成和HClO，则NaClO溶液与反应生成和HClO
D.NaOH溶液与少量溶液反应生成和，则氨水与少量溶液反应生成和
4.下列实验操作正确的是( )
选项 实验 操作
A 观察钠与水反应的现象 用镊子从煤油中取出金属钠，切下黄豆大小的一块钠，小心放入装满水的烧杯中
B 鉴别溶液与溶液 用小试管分别取少量待测溶液，然后滴加澄清石灰水
C 证明与之间的反应是放热反应 用棉花包裹放入充满的集气瓶，棉花燃烧，说明该反应是放热反应
D 鉴别溶液与溶液 用洁净的铂丝分别蘸取待测溶液，在酒精灯外焰上灼烧，直接观察火焰的颜色
A.A B.B C.C D.D
5.将两种或多种金属（也可为金属和非金属）加热到某一温度使其全部熔化，再冷却即得合金。试据表中数据判断（其他条件均满足），下列合金不宜采用上述方法制取的是( )
金属 Na Mg Al Cu Fe
熔点/℃ 97.5 649 660 1083 1535
沸点/℃ 883 1090 2327 2567 2750
A.铁铜合金 B.镁铁合金 C.钠铝合金 D.铁铝合金
6.在实验室中利用废旧电池铜帽（主要成分为Cu、Zn）制备的部分实验步骤如下，下列说法错误的是( )
A.“溶解Ⅰ”中，为加快溶解速率，可将铜帽粉碎
B.“滤液Ⅰ”中，溶质的主要成分为
C.“溶解Ⅱ”过程中，有大量的气体产生
D.“操作Ⅰ”需要用到酒精灯、玻璃棒等仪器
7.铁是日常生活中使用最广泛的金属，下列关于铁的说法正确的是( )
A.常温下浓硫酸与铁不反应，故常温下可用铁制容器贮藏、贮运浓硫酸
B.铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到
C.铁是较活泼的金属，它与卤素单质（）反应的生成物均为
D.铁的氧化物有和，均为黑色固体
8.将的固体混合物在水中完全溶解，配制成溶液，然后向该溶液中逐滴加入的盐酸，所加盐酸的体积与产生的体积（标准状况）关系如图所示，下列说法错误的是( )
A.段发生反应的离子方程式为
B.当加入35 mL盐酸时，产生的体积为224 mL
C.A点溶液中的溶质为
D.混合物中NaOH的质量为0.40 g
9.某实验小组从锌电镀污泥[含Zn单质及其化合物和少量Cr（Ⅲ）、Fe（Ⅲ）]中提取有用金属的流程如下，下列说法错误的是( )
已知：P204表示HR。
A.“酸浸”所得气体属于新型能源 B.“除铬、铁”所得滤渣由两种成分组成
C.溶剂油的主要作用是提取 D.可从“反萃取”所得有机相中回收P204
10.某实验小组利用虚拟感应器技术探究用的碳酸钠溶液滴定的稀盐酸过程中离子浓度变化。已知：25 ℃时，的。回答下列问题：
（1）碳酸钠的________。
（2）用浓盐酸配制80 mL滴定实验需要的的稀盐酸，需要的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需要______。配制完成后，需用______量取的稀盐酸于锥形瓶中。
（3）滴定时碳酸钠溶液稍过量，得到反应过程中碳酸根离子浓度、碳酸氢根离子浓度、碳酸分子浓度的变化曲线（忽略滴定过程中的逸出）如图所示：
①______，曲线Ⅱ是_____浓度变化曲线。
②图中B和C点对应溶液中水的电离程度较大的是______，D点溶液pH为_____。
11.铁是日常生活中用途最广、用量最大的金属材料。
（1）某实验小组利用如图装置验证铁与水蒸气的反应。
①湿棉花的作用是________，试管中反应的化学方程式是________________。
②实验结束后，取出少量反应后的固体于试管中，加入过量盐酸，固体完全溶解，所得溶液中存在的阳离子是________（填序号）。
a.一定有和 b.一定有，可能有
c.一定有，可能有 d.一定有，可能有
（2）另称取一定量的铁钉放入适量的浓硫酸中，加热，充分反应后收集气体。经测定气体中含有和。
①铁与浓硫酸反应的化学方程式是___________。
②气体中混有的原因是___________（用化学方程式表示）。
③将672 mL（标准状况）收集到的气体通入足量溴水中，反应的离子方程式为___________，然后加入足量溶液，经洗涤、干燥得到固体4.66 g。由此推知收集到的气体中的体积分数是___________。
12.镍催化剂的主要成分为Ni，还含有一定量Al、Fe、氧化铁及少量其他不溶性物质，回收废镍催化剂制备硫酸镍晶体（）的工艺流程如图：
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
金属离子
开始沉淀的pH 2.2 7.5 7.2
沉淀完全的pH 3.2 9.0 8.7
回答下列问题：
（1）“碱浸”时发生反应的离子方程式是___________。提高“碱浸”速率的措施是_________（任写一点即可）。
（2）“滤液②”可能含有的金属离子是_________。
（3）“转化”步骤中加入的目的是_________，反应的离子方程式是_________。
（4）“调pH”时，最适宜的pH范围是_________。
（5）“控制pH浓缩结晶”步骤后得到硫酸镍晶体的操作依次是过滤、_________、干燥。
（6）利用表格中的数据，计算的______（写出计算式）。
答案以及解析
1.答案：A
解析：钠的焰色为黄色，可通过焰色试验判断物质中是否含有钠元素，A正确；由和构成，阴、阳离子的个数比为1:2，B错误；钠的化学性质活泼，将钠投入硫酸铜溶液中，钠先和水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，不能置换出硫酸铜溶液中的铜，C错误；钠能与水、反应产生，金属钠着火不能用泡沫灭火器灭火，可用沙子盖灭，D错误。
2.答案：B
解析：“曾青得铁则化为铜”，即铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，铜、铁元素的化合价发生了变化，为氧化还原反应，A正确；青矾（绿矾）的主要成分是，根据元素守恒可知，分解时，“青矾厂气”不可能是CO和，应为和，B错误；合金具有良好的物理、化学和机械性能，铝合金材料具有强度大、质量轻、抗腐蚀能力强等优点，C正确；深井中的可燃性气体常常为天然气或沼气，主要成分为甲烷，即“井火”气体的主要成分为甲烷，D正确。
3.答案：B
解析：铝的活泼性小于钠，Al与冷水不反应，A错误；与盐酸反应生成NaCl和与盐酸反应生成和，B正确；NaClO具有强氧化性，具有还原性，NaClO溶液与发生氧化还原反应，生成的是，C错误；氨水与少量溶液反应生成和，D错误。
4.答案：C
解析：观察钠与水反应的现象的正确操作为用镊子从煤油中取出金属钠，切下绿豆大小的钠，并用滤纸吸干钠表面的煤油，小心放入盛有水（事先滴入几滴酚酞溶液）的烧杯中，观察钠与水反应的现象，A错误；由于溶液和溶液均能与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀，故不能鉴别两者，B错误；棉花燃烧，说明和反应放出热量使温度达到棉花的着火点，因此该反应是放热反应，C正确；观察K的焰色时需透过蓝色钴玻璃，滤去黄色的光，以免得出错误的结论，D错误。
5.答案：B
解析：当某一金属的沸点超过另一金属的熔点时，一种金属为熔融态时，另一种金属为气态，二者不能形成合金。铁和铜在1535~2567 ℃时均为熔融态，二者可以通过题述方法形成铁铜合金，A不符合题意；铁的熔点为1535 ℃，高于镁的沸点1090 ℃，不能通过题述方法形成镁铁合金，B符合题意；铝和钠在660~883 ℃时均为熔融态，二者可以形成钠铝合金，C不符合题意；铁和铝在1535~2327 ℃时均为熔融态，二者可以形成铁铝合金，D不符合题意。
6.答案：C
解析：将铜帽粉碎，可增大反应物间的接触面积，加快溶解速率，A正确；由思路分析知，“滤液Ⅰ”中溶质的主要成分为，B正确；“溶解Ⅱ”过程中，作氧化剂，发生的反应为，没有气体产生，C错误；硫酸铜溶液经“操作Ⅰ”得到，“操作Ⅰ”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等，需要用到酒精灯、玻璃棒等仪器，D正确。
7.答案：B
解析：常温下铁遇浓硫酸发生钝化，在铁表面生成致密的氧化膜，阻碍内部的铁继续反应，所以常温下可用铁制容器贮藏、贮运浓硫酸，A错误；铁在纯氧中燃烧生成四氧化三铁，高温下铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，B正确；铁与氧化性较弱的碘单质反应生成碘化亚铁，不能生成碘化铁，C错误；氧化铁是红棕色粉末，不是黑色固体，D错误。
8.答案：B
解析：段不产生，发生的反应为与反应生成与反应生成，离子方程式为，A正确；段产生，发生的反应为与反应生成和，离子方程式为，当加入35 mL盐酸时，产生的的物质的量，所以标准状况下二氧化碳的体积为，B错误；A点时开始产生，结合段发生反应的离子方程式，可知A点溶液的溶质为NaCl、，C正确；段碳酸氢钠消耗盐酸的体积为20 mL，则在段消耗盐酸的体积也为20 mL，氢氧化钠消耗的盐酸体积为，故氢氧化钠的物质的量为，质量为，D正确。
9.答案：B
解析：由分析可，“酸浸”时生成氢气，氢气属于新型能源，A正确；由分析可知，“除铬、铁”所得滤渣的主要成分为氢氧化铬、氢氧化铁、硫酸钙、，B错误；加入P204和溶剂油的目的是萃取溶液中的锌离子，其中P204用于将锌离子转化为，溶剂油用于萃取溶液中的，C正确；“反萃取”时，与硫酸反应得硫酸锌、HR，则从所得有机相中可回收P204，D正确。
10.答案：（1）
（2）量筒、100 mL容量瓶；酸式滴定管（或移液管）
（3）①10；
②C；6.4
解析：（1）25 ℃时，碳酸钠的。
（2）用浓盐酸配制80 mL滴定实验需要的的稀盐酸，实验室中没有80 mL规格容量瓶，因此需要选用100 mL容量瓶，实验过程中需要用量筒量取浓盐酸，在烧杯中进行稀释，利用玻璃棒进行搅拌和引流，然后使用100 mL容量瓶和胶头滴管进行定容，因此需要的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需要量筒、100 mL容量瓶。滴定实验中，量取的稀盐酸，需要使用酸式滴定管或移液管。
（3）①实验过程中，向的稀盐酸中滴加的碳酸钠溶液，溶液中依次发生反应：、，故溶液中先增大后减小，当盐酸完全反应后，滴加碳酸钠溶液过程中，逐渐增大，当反应完全后，溶液过量，逐渐增大，因此曲线Ⅰ为浓度变化曲线，曲线Ⅱ为浓度变化曲线，曲线Ⅲ为浓度变化曲线；由题图可知，加入碳酸钠溶液时，溶液中浓度达到最大，则0~过程的总反应为，根据化学方程式可知，，因此。②酸会抑制水的电离，能水解的盐会促进水的电离，B点对应溶液中溶质为点对应溶液中溶质为NaCl、，因此C点对应溶液中水的电离程度较大；D点溶液中，，溶液。
11.答案：（1）①提供水蒸气；
②b
（2）①（浓）
②（浓）
③；66.7%
解析：（1）①题中实验目的是验证铁与水蒸气的反应，根据装置图可知，湿棉花的作用是提供水蒸气，试管中铁与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气：。②实验结束后，反应后的固体表面是四氧化三铁，内部可能有未反应完的铁，加入过量盐酸，四氧化三铁先与盐酸反应生成与内部的Fe反应生成，若Fe还有剩余，再与盐酸反应，若Fe的量不足，则可能有剩余，因此，所得溶液中存在的阳离子一定有，可能有，故选b。
（2）①铁与浓硫酸在加热条件下反应，生成硫酸铁、二氧化硫和水，化学方程式是（浓）。②铁钉是铁碳合金，加热条件下碳与浓硫酸反应生成：（浓）。③收集到的气体含有和，通入足量溴水中，能被溴水氧化为硫酸，反应的离子方程式为。加入足量溶液，生成的与结合生成沉淀，根据S原子守恒知，标准状况下672 mL气体的物质的量，则收集到的气体中的体积分数是。
12.答案：（1）；加热（适当增大NaOH溶液浓度、粉碎、搅拌等）
（2）和
（3）将氧化为，以便转化为沉淀除去；
（4）3.2~7.2
（5）洗涤
（6）[或]
解析：（1）“碱浸”时发生的反应为铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为；将废镍催化剂粉碎、适当增大氢氧化钠溶液浓度、加热、搅拌等都能提高“碱浸”速率。
（2）由思路分析可知，“滤液②”为含有硫酸亚铁、硫酸铁和硫酸镍的混合溶液，含有的金属离子为和。
（3）由于开始沉淀时，已经部分沉淀，故“转化”步骤中加入过氧化氢溶液将氧化为，反应的离子方程式为，然后加入氢氧化钠溶液调节pH使转化为沉淀而除去。
（4）“调pH”的目的是将转化为沉淀除去，而不转化为沉淀，由题给数据可知，最适宜的pH范围是3.27.2。
（5）由思路分析可知，“滤液③”经控制溶液pH浓缩结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸镍晶体。
（6）由题给数据可知，开始沉淀时，铁离子的浓度为，氢氧根离子浓度为，则的，或利用完全沉淀时，铁离子的浓度为，氢氧根离子浓度为，得的