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人教版化学高一必修1第三章
第二节几种重要的金属化合物同步练习
一、选择题
1.Na2O2与水反应能够产生O2,这一反应在呼吸面具、潜水艇及太空飞船中可为人体提供呼吸所用的O2。下面对该反应的说法中正确的是( )
A.这是一个氧化还原反应,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
B.这是一个氧化还原反应,Na2O2是氧化剂,水是还原剂
C.这是一个氧化还原反应,Na2O2是还原剂,水是氧化剂
D.这是一个置换反应,有单质O2产生
答案:A
知识点:钠的重要化合物、重要的氧化剂
解析:
解答:过氧化钠与水的反应中,水中的氧元素的化合价没有变化,所以水既不是氧化剂也不是还原剂。
分析:熟练掌握过氧化钠与水的反应以及氧化还原反应原理是解题的关键 。
2.在一定条件下,将CO和O2的混合气体26g充入一体积固定不变的密闭容器(容器内有足量的Na2O2固体)中,此时容器的压强为p1,用电火花不间断点燃,使其充分反应,恢复至原温,固体的质量增加14g,此时容器的压强为p2,则p1:p2为( )
A.9:4 B.7:3
C.7:6 D.6:7
答案:B
知识点:钠的重要化合物
解析:
解答:CO被氧气氧化成CO2,然后CO2被过氧化钠吸收后又产生氧气,所以固体增加的质量就是CO的质量,即反应相当于是CO+Na2O2===Na2CO3。所以原混合气体中CO的质量为14g,物质的量是0.5mol;O2的质量为12g,物质的量为0.375mol,反应后剩余O2的物质的量为0.375mol。则在此容器中反应前后气体的物质的量之比为0.875?0.375=7?3,也就是压强之比为7:3。
分析:Na2O2与CO2、H2O等反应的相关计算比较复杂,但只要利用其反应规律就能轻松破解。(1)气体体积关系:无论是CO2或H2O的单一物质还是二者的混合物,通过足量Na2O2时,气体减小的体积等于生成O2的体积。(2)固体质量关系:固体Na2O2相当于只吸收了CO2中的“CO”、H2O中的“H2”可看作发生相应反应:Na2O2+CO===Na2CO3、Na2O2+H2===2NaOH(实际上两反应不发生)。(3)转移电子关系:1molNa2O2参与反应时转移1mol电子,生成1molO2时转移2mol电子。(4)反应顺序关系:一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O气体混合物反应时,可视为Na2O2与CO2先反应,待CO2消耗完全后再与H2O反应。
3.用光洁铂丝蘸取某无色溶液,在无色火焰上灼烧,火焰呈黄色,则无色溶液中( )
A.只有Na+ B.一定有Na+,可能有K+
C.一定有Na+和K+ D.可能有Na+和K+
答案:B
知识点:焰色反应、常见离子的检验
解析:
解答:观察K+的焰色反应时必须透过蓝色钴玻璃,观察到紫色时说明有K+,无紫色时说明无K+。不通过蓝色钴玻璃时看到黄色火焰,说明含有Na+,不能确定是否含有K+,B项正确。
分析:利用焰色反应可以检验某些元素的存在,需要注意钾元素的操作方法。
4.下列关于钠及其化合物的说法正确的是( )
A.将金属钠投入水中,再经过一步转化可得碳酸氢钠
B.分别向Na2CO3和NaHCO3溶液中滴加少量盐酸,产生CO2较快的为NaHCO3
C.等物质的量的Na2O2、NaHCO3在密闭容器中加热,反应后得到的产物为纯净物
D.钠与O2反应时,由于O2的量不同,可分别生成Na2O或Na2O2
答案:B
知识点:钠的重要化合物
解析:
解答:选项A,Na―→NaOH―→Na2CO3―→NaHCO3,所以还需经过两步转化才能得到NaHCO3。选项B,Na2CO3与H+反应,需两步反应生成CO2,NaHCO3只需一步反应生成CO2,前者反应相对较慢,后者则相对较快,故可用盐酸进行鉴别。选项C,反应后得到NaOH、Na2CO3和O2的混合物。选项D,钠与O2反应,由于反应条件不同,可分别生成Na2O或Na2O2。
分析:解答钠及其化合物的题目时一定要注意反应条件和反应顺序,如Na在加热条件下与空气中的O2反应生成Na2O2,缓慢氧化生成Na2O,只要Na的质量相等,则转移的电子数就相等。再如Na2CO3与盐酸反应的现象和生成CO2的体积与反应顺序相关。这两点是同学们解答问题时极易错解的地方,需引起注意。
5.为了验证NaHCO3固体中是否含有Na2CO3,下列实验及判断中,正确的是( )
A.加热,观察是否有气体放出
B.溶于水后加BaCl2,看有无沉淀
C.溶于水后加石灰水,看有无沉淀
D.取固体试样加盐酸,看是否有气泡产生
答案:B
知识点:钠的重要化合物
解析:
解答:Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl,而NaHCO3不与BaCl2反应,因此可用BaCl2来验证NaHCO3中是否含有Na2CO3,B项正确;由2NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+Na2CO3+2H2O、Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH知C项错误;由NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑、Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑知D项错误;加热时,NaHCO3分解生成CO2而Na2CO3无变化,故不能用加热的办法来确定NaHCO3中是否含有Na2CO3,A项错误。
分析:注意碳酸根和碳酸氢根离子之间的不同是解题的关键 。
6.碳酸氢钠受热容易分解为碳酸钠。现加热5.00g的碳酸钠和碳酸氢钠的混合物,使碳酸氢钠完全分解,混合物质量减少了0.31g,则混合物中碳酸钠的质量为( )
A.3.38g B.4.58g
C.4.16g D.4.41g
答案:C
知识点:钠的重要化合物
解析:
解答:“差量法”是解化学计算题的主要技巧之一。假设原混合物中NaHCO3的质量为x,则:
2NaHCO3===Na2CO3+H2O+CO2↑ Δm
84×2 84×2-106=62
X 0.31g
解得:x=0.84g,则原混合物中Na2CO3的质量为:
5.00g-0.84g=4.16g。
分析:本题考查碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质,熟练掌握碳酸氢钠的分解反应是解题的关键 。
7.有关铝及其化合物的说法错误的是( )
A.用于熔化烧碱的坩埚,可用Al2O3这种材料制成
B.铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝薄膜
C.氧化铝是一种难熔物质,是一种较好的耐火材料
D.氢氧化铝能中和胃酸,可用于制胃药
答案:A
知识点:镁、铝的重要化合物
解析:
解答:A项,Al2O3与NaOH加热时发生反应Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O。
分析:熟练掌握氧化铝和氢氧化铝的两性是解题的关键 。
8.下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A.铝溶于NaOH溶液:
2Al+2OH-+H2O===2AlO+3H2↑
B.氧化铝溶于足量NaOH溶液:
Al2O3+OH-===AlO+H2O
C.向氢氧化铝沉淀中加入足量盐酸:
Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
D.向氯化铝溶液中滴加过量氨水:
Al3++4NH3·H2O===AlO+4NH
答案:C
知识点:镁、铝的重要化合物、离子方程式的书写
解析:
解答:A选项中,H2O的系数应为2;B选项没有配平;D选项中氨水不能溶解Al(OH)3,正确的应该是:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH。
分析:本题考查离子方程式正误判断,熟练掌握相关物质的性质是解题的关键 。
9.关于明矾的下列说法错误的是( )
A.明矾的化学式为KAl(SO4)2
B.明矾是纯净物
C.明矾可用于净水
D.明矾中存在K+和Al3+两种阳离子
答案:A
知识点:镁、铝的重要化合物
解析:
解答:明矾的化学式是KAl(SO4)2·12H2O,A选项错误。
分析:熟练掌握明矾的化学式、理解结晶水合物的组成是解题的关键 。
10.相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应,至体系中均无固体物质,消耗碱量最多的是( )
A.Al B.Al(OH)3
C.AlCl3 D.Al2O3
答案:A
知识点:镁、铝的重要化合物
解析:
解答:四种物质与NaOH反应无固体剩余时,均生成NaAlO2,四种物质中含Al量越高,消耗碱量越多,显然Al消耗碱量最多。
分析:熟练掌握率及其化合物的性质是解题的关键 。
11.现有AlCl3和MgSO4混合溶液,向其中不断加入0.1mol/L的NaOH溶液,得到沉淀的量与加入NaOH溶液的体积如图所示,原溶液中Cl-与SO的物质的量之比为( )
A.1:3 B.2:3
C.6:1 D.3:1
答案:C
知识点:镁、铝的重要化合物
解析:
解答:加入0.4LNaOH溶液时反应为:AlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaCl,MgSO4+2NaOH===Na2SO4+Mg(OH)2↓,又加入0.1LNaOH溶液时,反应为:Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O,故n(AlCl3)=n[Al(OH)3]=0.1L×0.1mol/L=0.01mol,n(MgSO4)==0.005mol,n(Cl-)=0.03mol,n(SO)=0.005mol,n(Cl-)=n(SO)=6:1。C正确。
分析:本题考查氢氧化铝的两性、溶液中离子浓度的计算,熟练掌握氢氧化铝的性质是解题的关键 。
12.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
答案:C
知识点:镁、铝的重要化合物
解析:
解答:Al2O3不溶于水,应将Al2O3溶于酸或碱溶液中,如果溶于酸中生成Al3+,应再向溶液中滴加氨水;如果溶于NaOH溶液中生成AlO,应再向溶液中通入CO2气体。
分析:熟练掌握氧化铝和氢氧化铝的性质是解题的关键 。
13.向某晶体的水溶液中加入Fe2+的溶液后,无明显变化,当滴加几滴氯水后混合液出现红色,那么由此得出的下列结论,错误的是( )
A.该晶体中一定含有SCN-
B.Fe3+的氧化性比氯气的氧化性强
C.Fe2+被Cl2氧化为Fe3+
D.Fe3+与SCN-能形成红色的物质
答案:B
知识点:铁盐和亚铁盐的互相转变、二价Fe离子和三价Fe离子的检验
解析:
解答:2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,氧化性:Cl2>Fe3+,故B错。
分析:本题考查亚铁离子与铁离子间的相互转化和三价铁离子的检验方法,熟练掌握铁离子的特效检验试剂是解题的关键 。
14.下列叙述中不正确的是( )
A.Fe在少量Cl2中燃烧生成FeCl2,在足量Cl2中燃烧生成FeCl3
B.在空气中用小火慢慢加热蒸干硫酸亚铁溶液,不会得到纯净的硫酸亚铁固体
C.鉴别Fe2+和Fe3+,可以使用酸性KMnO4溶液,也可使用KI淀粉溶液
D.Fe3+有氧化性,所以可以用FeCl3溶液来回收旧电路板中的铜
答案:A
知识点:铁盐和亚铁盐的互相转变、二价Fe离子和三价Fe离子的检验
解析:
解答:Fe在Cl2中燃烧只生成FeCl3,故A项错。
分析:熟练掌握二价亚铁离子和三价铁离子的性质是解题的关键 。
15.将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应,(假设容器不参加反应)。若过滤后滤渣能被磁铁吸引,则溶液中不可能有( )
A.Fe3+ B.Fe2+和Cu2+
C.Fe3+和Cu2+ D.Cu2+
答案:C
知识点:铁盐和亚铁盐的互相转变、
解析:
解答:过滤后滤渣能被磁铁吸引,说明Fe粉未反应完,Cu粉未参与反应。发生的反应为:Fe+2FeCl3===3FeCl2,Fe+CuCl2===Cu+FeCl2。溶液中不可能含有Fe3+和Cu2+,只存在Fe2+。
分析:本题考查混合物组成的成分的判断,熟练掌握常见离子的氧化性强弱是解题的关键 。
16.把一定量铁粉放入氯化铁溶液中,完全反应后,所得溶液中Fe2+和Fe3+的浓度恰好相等。则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为( )
A.1:1 B.1:2
C.2:3 D.3:2
答案:C
知识点:铁盐和亚铁盐的互相转变
解析:
解答:Fe+2Fe3+===3Fe2+,设参与反应的n(Fe3+)=xmol,则所得溶液中n(Fe2+)=xmol,则已反应的Fe3+与未反应的Fe3+的物质的量之比为x:x=2:3。
分析:熟练掌握铁与氯化铁的反应是解题的关键 ,注意两种离子间的转化关系。
17.某溶液中阳离子可能含有H+、Mg2+、Fe2+、K+、Al3+中的一种或几种,若向其中逐滴加入NaOH溶液至过量,出现的现象依次为:无变化——出现白色沉淀并逐渐增多——沉淀又部分溶解——白色沉淀不再改变。下列叙述正确的是( )
A.溶液中只有Mg2+和Al3+,不含其它离子
B.溶液一定有Mg2+和Al3+,一定没有H+、Fe2+,无法确定是否有K+
C.溶液一定有H+、Mg2+和Al3+,一定没有Fe2+,无法确定是否有K+
D.溶液一定有Mg2+和Al3+,一定没有Fe2+,无法确定是否有H+、K+
答案:C
知识点:离子共存问题
解析:
解答:加入NaOH溶液无变化,说明含有H+,出现白色沉淀并逐渐增多,沉淀又部分溶解,说明含有Al3+和Mg2+,白色沉淀不再改变证明不含Fe2+,K+不能确定。C项正确。
分析:熟练掌握铁离子的氧化性和氢氧化铝的两性是解题的关键 。
18.某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3,向其中逐渐加入铁粉,溶液中的Fe2+的浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示。则原溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为( )
A.1:1:4 B.1:3:1
C.3:3:8 D.1:1:1
答案:A
知识点:铁盐和亚铁盐的互相转变
解析:
解答:0-1发生的反应为:Fe+4H++NO===Fe3++NO↑+2H2O,n(H+)=4n(Fe)=4mol,1-2发生的反应为:2Fe3++Fe===3Fe2+,n(Fe3+)=2n(Fe)=2mol,则原溶液中n(Fe3+)=1mol,2-3发生的反应为:Cu2++Fe===Cu+Fe2+,n(Cu2+)=n(Fe)=1mol,则原溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量浓度之比为1:1:4,A项正确。
分析:理解图像中曲线的含义、掌握离子浓度变化的原因是解题的关键 。
19.将1.12g铁粉加入25mL2mol/L的FeCl3溶液中,充分发生反应后,其结果是( )
A.往溶液中滴入无色的KSCN溶液,不显红色
B.Fe2+和Fe3+的物质的量比为6:1
C.反应中氧化产物和还原产物的物质的量比为2:1
D.铁粉有剩余,溶液呈浅绿色,Cl-的浓度基本保持不变
答案:B
知识点:铁盐和亚铁盐的互相转变、二价Fe离子和三价Fe离子的检验
解析:
解答:n(Fe)==0.02mol,n(FeCl3)=0.025L×2mol/L=0.05mol,发生反应2Fe3++Fe===3Fe2+,剩余n(Fe3+)=0.01mol。
分析:本题考查铁盐和亚铁盐的互相转变、二价Fe离子和三价Fe离子的检验,熟练掌握铁离子的性质是解题的关键 。
20.把含有氧化铁的铁片投入到足量的稀盐酸中,直到铁片完全溶解,经分析该溶液中无Fe3+,且生成的Fe2+与反应生成的H2的物质的量之比为3:1,则原混合物中Fe2O3与Fe的物质的量之比为( )
A.1:1 B.2:5
C.4:1 D.3:1
答案:B
知识点:铁的氧化物和氢氧化物
解析:
解答:溶液中发生的反应如下:
Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O
2Fe3++Fe===3Fe2+
Fe+2H+===Fe2++H2↑
设Fe2O3与Fe的物质的量分别为x、y
2Fe3++Fe===3Fe2+
2x x 3x
Fe+2H+===Fe2++H2↑
y-x y-x y-x
=
x:y=2 : 5。
分析:理解反应过程中的物质变化以及根据化学方程式进行计算即可是解题的关键 。
二、非选择题
21.胃酸过多是常见的胃病。下面是甲、乙两种常见胃药的说明摘要。
甲:①白色结晶状粉末,可缓缓分解;
②能溶于水,水溶液呈弱碱性;
③遇酸及酸性药物则产生二氧化碳;
④胃酸过多患者服用多见胃胀气,甚至有引起胃溃疡穿孔的危险。
乙:①与胃酸作用是中和反应,作用缓慢而持久,可维持3~4小时。
②凝胶本身覆盖于溃疡面上,具有保护作用。
③可溶于稀酸或氢氧化钠溶液中。
(1)请你推测,甲中含有的主要化学成分是________(填化学式);乙中含有的主要化学成分是________(填化学式)。
(2)试写出甲中含有的主要化学成分引起胃胀气反应的离子方程式:
________________________________________________________________________
(3)试写出乙中含有的主要化学成分溶于NaOH溶液的离子方程式:
________________________________________________________________________
答案:(1)NaHCO3 Al(OH)3
(2)HCO+H+===H2O+CO2↑
(3)Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O
知识点:镁、铝的重要化合物、无机物的推断
解析:
解答:据题目信息对甲、乙性质的描述可知甲为NaHCO3,乙为Al(OH)3,NaHCO3与酸反应的离子方程式为HCO+H+===CO2↑+H2O,Al(OH)3溶于NaOH溶液的反应为Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O。
分析:根据物质的性质判断具体物质,熟练掌握氢氧化铝的两性是解题的关键 。
22.A、B、C、D、E五种化合物,均含有某种常见元素,它们的转化关系如图所示,其中A为澄清溶液,C为难溶的白色固体,E则易溶于水,若取A溶液灼烧,焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。请回答下列问题:
(1)写出化学式:A_______,B________,C________,D________,E________。
(2)写出下列反应的离子方程式:
A→B:_______________________________________________________________,
B→D:_____________________________________________________________,
C→E:______________________________________________________________。
答案:(1)KAlO2 Al(OH)3 Al2O3 AlCl3 NaAlO2
(2)AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO
Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
Al2O3+2OH-===2AlO+H2O
知识点:焰色反应、无机推断
解析:
解答:本题主要考查铝的化合物之间的相互转化关系,把物质B作为突破口,B既能与NaOH反应,又能与盐酸反应,且能受热分解,B为Al(OH)3,C为Al2O3,则D为AlCl3,E为NaAlO2,A与过量CO2反应生成B,且焰色反应为紫色,A为KAlO2。
分析:根据B既能与酸反应又能与碱反应的性质作为中心,然后结合其他物质的性质进行判断即可。
23.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:__________________________________________。
答案:(1)A:Na B:Na2O2 C:NaOH D:Na2CO3 E:NaHCO3
(2)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(3)CO2+2OH-===CO+H2O
知识点:无机推断、钠的重要化合物
解析:
解答: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。
分析:此类题目需要找到明显的突破口进行合理的推断即可得出各种物质,结合题目要求进行解决即可。
24.用一无色透明的溶液做如下实验:
①取少量溶液滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成。
②另取部分溶液加入Na2O2,有无色无味气体放出且有白色沉淀生成,加入Na2O2的量与生成沉淀的量的关系如图所示:试问:
(1)Cu2+、NH、Al3+、Mg2+、Na+、Fe3+、CO、K+、SO等离子中一定存在的离子是________;可能存在的离子是________;一定不存在的离子是________。
(2)上述溶液至少由________等物质混合成。
答案:(1)SO、Al3+、Mg2+ Na+、K+
NH、Cu2+、Fe3+、CO
(2)MgSO4、Al2(SO4)3
知识点:离子共存问题
解析:
解答:(1)因为加入用盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成,一定含有SO,不能判断是否有CO;加入Na2O2生成无色无味气体是氧气,所以一定不存在NH;溶液无色透明说明没有Cu2+、Fe3+;溶液中加入Na2O2有NaOH生成,随着Na2O2加入量的增加,白色沉淀增加,但再加入Na2O2沉淀量反而减少,说明一定含有Al3+,沉淀减少到一定量后就不再减少,说明含有Mg2+。有Al3+存在则不能含有CO,所以一定存在的离子是Al3+、Mg2+、SO;可能存在的离子是Na+、K+;一定不存在的是Cu2+、NH、Fe3+、CO。
(2)一定存在的离子组合成物质为MgSO4和Al2(SO4)3,故至少2种。
分析:根据离子反应发生的条件判断离子的存在情况,结合图像中沉淀量的变化进行综合考虑。
25.将Na2CO3和NaHCO3混合物19g,充分加热后,收集到的CO2有1.12L(标准状况),冷却后将剩余固体溶于300mL水中,配成一定浓度的溶液。求:
(1)原混合物中Na2CO3的质量。
(2)所配制的溶液的物质的量浓度。
答案:(1)10.6g (2)0.5mol/L
知识点:钠的重要化合物
解析:
解答:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
2×84g 106g 22.4L
X y 1.12L
x=8.4g y=5.3g
(1)原混合物中Na2CO3的质量为:19g-8.4g=10.6g
(2)Na2CO3的物质的量浓度:
==0.5mol/L。
分析:根据碳酸钠的受热分解反应方程式进行计算即可。
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