化学高考《金属及化合物》专题训练(含解析)

化学高考《金属及其化合物》专题训练
一、单选题(共15小题)
1.Fe、Cu都是重要的金属元素，下列说法正确的是(　　)
A． 二者对应的氧化物均为黑色固体
B． 二者的单质放置在空气中均只生成氧化物
C． 制备FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
D． 电解FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al
2.下图是一稀酸对Fe－Cr合金随Cr含量变化的腐蚀性实验结果，下列有关说法正确的是(　　)

A． 稀硝酸对Fe－Cr合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱
B． 稀硝酸和铁反应的化学方程式：Fe＋6HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O
C． Cr含量大于13%时，因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大，所以对Fe－Cr合金的腐蚀性最强
D． 随着Cr含量增加，稀硫酸对Fe－Cr合金的腐蚀性减弱
3.关于钠的叙述中，不正确的是(　　)
A． 金属钠与水反应生成氢气，但是实验室中不能用金属钠与水反应制备氢气
B． 金属钠放在石棉网上加热时，先熔化成银白色小球，然后剧烈燃烧，发出黄色火焰
C． 金属钠在空气中放置生成氧化钠，在空气中燃烧生成过氧化钠
D． 金属钠与氧气反应的产物取决于氧气的用量
4.将几滴KSCN(SCN－是“类卤离子”)溶液加入酸性的含有Fe3＋的溶液中，溶液变成红色，将该红色溶液分为两份，①一份中加入适量KMnO4溶液，红色褪去；②向另一份中通入SO2，红色也褪去。下列说法不正确的是(　　)
A． ①红色褪去的原因是KMnO4将SCN－氧化，使Fe(SCN)3消失
B． ②红色褪去的原因是SO2将Fe3＋还原为Fe2＋
C． ②红色褪去的原因是SO2将SCN－还原
D． SCN－在适当条件下可失去电子被氧化剂氧化为(SCN)2
5.在相同条件下，将相同物质的量的Na、Mg、Al分别加入盛有同浓度、同体积稀盐酸的甲、乙、丙三支试管中充分反应，生成气体的体积关系不可能是(　　)
A． 甲(Na)＞乙(Mg)＞丙(Al)
B． 甲(Na)＞乙(Mg)＝丙(Al)
C． 甲(Na)＜乙(Mg)＜丙(Al)
D． 甲(Na)＝乙(Mg)＝丙(Al)
6.下列各离子组能大量共存的是(　　)
A． Fe3＋、NH、H＋、SO
B． Fe3＋、Br－、Na＋、I－
C． Fe2＋、AlO、Na＋、NO
D． Fe3＋、HCO、NH、NO
7.把铁片分别放入下列物质的溶液中，充分反应后，溶液质量比反应前减轻的是(　　)
A． CuSO4
B． Fe2(SO4)3
C． HCl
D． FeSO4
8.向50 mL NaOH溶液中逐渐通入一定量的CO2(假设溶液体积不变)，随后取此溶液10 mL，将其稀释至100 mL，并向此稀释后的溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1的盐酸，产生CO2气体的体积(标准状况下)与所加入的盐酸的体积关系如图，下列分析错误的是(　　)

A． OA段所发生反应的离子方程式：H＋＋OH－===H2O
B． NaOH在吸收CO2后，所得溶液的溶质为NaOH和Na2CO3，其物质的量浓度之比为1∶1
C． 产生的CO2体积(标准状况下)为0.056 L
D． 稀释液中NaOH的物质的量浓度为0.025 mol·L－1
9.下列关于铝及其化合物的叙述正确的是(　　)
A． 铝罐可久盛食醋
B． 氢氧化铝可作胃酸的中和剂
C． 明矾用作净水剂不涉及化学变化
D． 铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体物质增重
10.将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，会有三价铁生成的是 (　　)
①硫酸　②氯水　③硝酸锌　④氯化铜
A． ①③
B． ②④
C． ③④
D． ②③
11.下列叙述正确的是(　　)
①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物
②Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都能跟CaCl2溶液反应得到白色沉淀
③钠在常温下不容易被氧化
④Na2O2可作供氧剂，而Na2O不行
⑤Cu与HNO3溶液反应，由于HNO3浓度不同可发生不同的氧化还原反应
A． 都正确
B． ②③④⑤
C． ②③⑤
D． ④⑤
12.有3份等质量的小苏打，第1份直接与盐酸恰好完全反应；第2份首先加热，使其部分分解后，再与盐酸恰好完全反应；第3份首先加热，使其完全分解后，再与盐酸恰好完全反应。假若盐酸的物质的量浓度相同，消耗盐酸的体积分别为V1、V2和V3，则V1、V2和V3的大小关系正确的是 (　　)
A．V1>V2>V3
B．V1>V3>V2
C．V2>V3>V1
D．V1＝V2＝V3
13.为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1g样品加热，其质量变为w2g，，则该样品的纯度(质量分数)是(　　)
A．
B．
C．
D．
14.下列是某兴趣小组根据教材实验设计的一个能说明碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性的套管实验。请观察如下图所示实验装置，分析实验原理，并判断下列说法和做法，其中不科学的是(　　)

A． 甲为小苏打，乙为纯碱
B． 要证明碳酸氢钠受热能产生水，可在小试管内塞上沾有无水硫酸铜粉末的棉花球
C． 加热不久就能看到A烧杯的澄清石灰水变浑浊
D． 整个实验过程中都没有发现A烧杯的澄清石灰水变浑浊
15.类推思维是化学解题中常用的一种思维方法，下列有关离子方程式的类推正确的是

A． A
B． B
C． C
D． D
二、填空题(共3小题)
16.(1)在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选择适当的化学试剂和实验用品，用下图中的实验装置进行试验，证明过氧化钠可作供氧剂。

①A是制取CO2的装置。写出A中发生反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
②B中盛饱和NaHCO3溶液，其作用是______________________________________。
③写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式________________________________
________________________________________________________________________。
④D中盛放的试剂是________，其目的是____________________________________。
⑤试管F中收集满气体后，下一步实验操作是________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)①某学生判断SO2和Na2O2反应能生成硫酸钠，你认为他的判断合理吗？________，简要说明理由：_____________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
②该同学无法断定反应中是否有氧气生成，拟使用如图所示装置进行实验(图中铁架台等装置已略去)。

装置中B的作用是______________________________________________________________，
D的作用是_____________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
③为确认反应产物，该同学设计了以下实验步骤，你认为应进行的操作按顺序排列是________(选填序号)。
A．用带火星的细木条靠近干燥管口a，观察细木条是否着火燃烧
B．将C装置中反应后的固体物质溶于适量水配成溶液
C．在配成的溶液中加入用硝酸酸化的硝酸钡溶液，观察是否有沉淀生成
D．在配成的溶液中先加入盐酸，再加入氯化钡溶液，观察是否有气泡或沉淀生成
17.我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业作出了突出贡献。以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3；NH4HCO3＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
Ⅰ.原理分析
碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是________。
a．碳酸氢钠难溶于水
b．碳酸氢钠受热易分解
c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，在溶液中首先结晶析出
Ⅱ.实验探究
(1)一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。


回答下列有关问题：
①乙装置中的试剂是____________；
②丁装置中稀硫酸的作用是______________________________________________________；
③实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是________(填分离操作的名称)。
(2)另一位同学用图中戊装置(其他装置未画出)进行实验。
①实验时，须先从________管通入________气体，再从________管通入________气体。
②有同学建议在戊装置的b导管下端连接己装置，理由是_______________________
________________________________________________________________________。
(3)请再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：____________________________
________________________________________________________________________。
18.铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。某研究性学习小组的三位同学，为测定某含镁3%～5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计下列三种不同实验方案进行探究。填写下列空白：
探究一
实验方案：铝镁合金测定剩余固体质量。
实验中发生反应的化学方程式是__________________________________________________。
实验步骤：
(1)称取5.4 g铝镁合金粉末样品，投入VmL 2.0 mol·L－1NaOH溶液中，充分反应。NaOH溶液的体积V≥________。
(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将________(填“偏高”或“偏低”)。
探究二
实验方案：铝镁合金测定生成气体的体积。
实验装置：

问题讨论：
(1)某同学提出该实验装置不够完善，应在A、B之间添加一个干燥、除酸雾的装置。你的意见是________(填“需要”或“不需要”)。
(2)为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题是(写出两点)：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
探究三
实验方案：称量xg铝镁合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。

问题讨论：
(1)欲计算Mg的质量分数，该实验中还需测定的数据是________。
(2)若用空气代替O2进行实验，对测定结果是否有影响？________(填“是”或“否”)，原因是________________________________________________________________________。
三、实验题(共1小题)
19.铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：

注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为___________________________________。
(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是_____________________________________________。
(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为________，阴极产生的物质A的化学式为________。

(5)铝粉在1 000 ℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是_________________________________________________。



答案解析
1.【答案】C
【解析】Fe、Cu对应的氧化物FeO和CuO为黑色；而Fe2O3为红棕色固体，故A错误；Fe放置在空气中生成氧化物Fe2O3，而Cu放置在空气中会生成Cu2(OH)2CO3(铜绿)，故B错误；制备FeCl3、CuCl2，若蒸干会由于盐水解生成氢氧化物和HCl而失败，故C正确；电解FeCl3、CuCl2的混合溶液时，阴极上离子的放电顺序为Fe3＋>Cu2＋>H＋，析出的物质只有Cu和H2(Fe3＋生成Fe2＋)，故D错误。
2.【答案】D
【解析】A错误，应该说铬的含量大于13%，稀硝酸对合金的腐蚀速率比盐酸、硫酸弱；B错误，应生成NO；C错误，不能解释盐酸硝酸氢离子浓度相等，但硝酸腐蚀速率慢，选择D。
3.【答案】D
【解析】金属钠与氧气反应的产物取决于反应条件。在空气中放置被氧气氧化，生成氧化钠；在空气中燃烧生成过氧化钠。
4.【答案】C
【解析】由于SCN－是“类卤离子”，与卤素离子性质相似，可以被KMnO4(H＋)氧化为(SCN)2，而使红色消失。Fe3＋具有氧化性，可被SO2还原为Fe2＋，也可使红色消失。综上分析可知C项错误。
5.【答案】A
【解析】三种金属与酸反应的方程式分别为2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑、Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑。镁、铝只和酸反应，钠和酸、水都反应，无论酸过量还是金属过量，都不会出现乙(Mg)＞丙(Al)，故A不可能。酸不足量，且三种金属与酸反应后都过量时，镁、铝只和酸反应，所以乙、丙两支试管得到的氢气全部来自于酸，所以产生的氢气体积相同；钠不仅和酸反应还和水反应，所以甲试管的氢气来自于水和酸，导致甲试管得到的氢气体积大于乙、丙两支试管得到的氢气，故B可能。三种金属不足量、酸过量时，以金属为标准进行计算，根据方程式知，生成氢气最多的为铝，其次为镁，最少的为钠，故C可能。酸不足量且钠与酸恰好完全反应时，生成的氢气全部来自于酸，因为酸的量相同，所以生成的氢气相同，故D可能。
6.【答案】A
【解析】B项中Fe3＋与I－易发生氧化还原反应不能大量共存；C项中Fe2＋与AlO发生双水解反应不能大量共存；D项中Fe3＋与HCO发生双水解反应不能大量共存。
7.【答案】A
【解析】A项，铁与CuSO4反应后，生成FeSO4溶液，溶液质量减轻，正确；B项，铁与Fe2(SO4)3反应后，生成FeSO4溶液，溶液质量增加，错误；C项，铁与HCl反应后，生成FeCl2溶液，溶液质量增加，错误；D项，Fe与FeSO4溶液不反应，溶液质量不变，错误。
8.【答案】A
【解析】A项，根据图像可知在A～B段发生反应：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑；则产生HCO的反应：CO＋H＋===HCO；二者反应消耗的酸的物质的量相等，由于气体达到最大消耗的盐酸是25 mL，则产生HCO的反应也消耗盐酸25 mL，因此在O～A段发生反应是H＋＋OH－===H2O、CO＋H＋===HCO； B项，NaOH在吸收CO2后，所得溶液的溶质为NaOH和Na2CO3，根据消耗的HCl的物质的量的关系可知二者的物质的量的比是1∶1，由于溶质处于同一溶液，所以其物质的量浓度之比为1∶1，正确。C项，n(CO2)＝n(HCl)＝0.1 mol·L－1×0.025 L＝0.002 5 mol，在标准状况下产生的CO2体积是V(CO2)＝ 0.002 5 mol ×22.4 L·mol－1＝0.056 L，正确。D项，HCl＋NaOH===NaCl＋H2O，n(NaOH)＝n(HCl)＝ 0.1 mol·L－1×0.025 L＝0.002 5 mol；c(NaOH)·V(NaOH)＝n(NaOH)＝ 0.002 5 mol；c(NaOH)＝ 0.002 5 mol÷0.1 L＝0.025 mol·L－1，正确。
9.【答案】B
【解析】铝罐容易受食醋中的醋酸腐蚀而破裂，无法久盛食醋，A错；明矾用作净水剂是利用Al3＋水解生成的氢氧化铝胶体的吸附性，涉及化学变化，C错；铝与氧化铁反应，反应前后都是固体，质量不变，D错。
10.【答案】D
【解析】
11.【答案】D
【解析】过氧化钠属于过氧化物，不属于碱性氧化物，①错；碳酸氢钠不与CaCl2溶液反应，②错；钠是活泼金属，常温下易被空气中氧气氧化，③错；过氧化钠与水、CO2反应放出氧气，Na2O与水(CO2)反应生成氢氧化钠(Na2CO3)，④对；金属与硝酸反应，浓硝酸的还原产物为NO2，稀硝酸的还原产物为NO，⑤对。
12.【答案】D
【解析】3份小苏打质量相等，无论是直接与盐酸反应，还是部分分解或完全分解后与盐酸反应，最终得到的都是NaCl溶液，其中Cl－来自于盐酸，Na＋来自于NaHCO3,3份消耗盐酸的体积相同。
13.【答案】A
【解析】2NaHCO3Na2CO3＋ CO2↑ ＋ H2O　m(减少)
2×84 106 　 62
x　　　　　　　　　　　w1－w2
解得x＝，将其带入下式可得：
w(Na2CO3)＝ (w1－x)/w1＝。
14.【答案】C
【解析】Na2CO3很稳定，加热情况下不会分解，故A烧杯中不会产生白色沉淀。
15.【答案】D
【解析】A项，Fe与硫酸铜发生置换反应生成Cu与亚铁离子，但Na是很活泼的金属，与硫酸铜溶液反应时，Na先与水反应生成氢氧化钠和氢气，生成的氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀，没有单质Cu生成，错误；B项，稀硫酸与氢氧化钠溶液反应生成硫酸钠和水，硫酸钠是易溶强电解质，所以离子方程式是H＋＋OH－===H2O，而稀硫酸与氢氧化钡反应生成硫酸钡和水，硫酸钡是难溶电解质，所以二者的离子方程式不同，错误；C项，硫酸铜溶液中的阴离子是硫酸根离子、氢氧根离子，根据离子的放电顺序，可知氢氧根离子放电生成氧气，而氯化铜溶液中阴离子是氯离子和氢氧根离子，氯离子先放电生成氯气，所以二者的电解产物不同，错误；D项，氢氧燃料电池中，用稀硫酸作电解质溶液，负极发生的反应是H2－2e－===2H＋，若用氢氧化钾溶液作电解质溶液，则氢气失去电子结合氢氧根离子生成水，负极发生的反应是H2－2e－＋2OH－===2H2O，正确。
16.【答案】(1)①CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
②除去CO2气体中的HCl
③2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
④NaOH溶液　吸收未反应的CO2
⑤把E中的导管移出水面，关闭分液漏斗活塞，用拇指堵住试管口，取出试管，立即把带火星的木条伸入试管口内，木条复燃，证明试管中收集的气体是氧气
(2)①合理　由于过氧化钠具有强氧化性，能将＋4价的硫氧化为＋6价的硫而生成硫酸钠
②干燥SO2气体，防止水蒸气进入C装置与Na2O2反应
防止空气中的水蒸气和CO2进入C装置与Na2O2反应生成氧气，同时吸收过量SO2气体，便于氧气的检验和防止污染空气
③ABD
【解析】
17.【答案】Ⅰ.c　Ⅱ.(1)①饱和碳酸氢钠溶液　②吸收未反应的NH3　③过滤　
(2)①a　NH3　b　CO2　②增大CO2气体与溶液接触的面积，提高CO2在溶液中的吸收率　(3)往烧碱溶液中通入过量CO2(或往饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2等)
【解析】Ⅱ.(1)甲装置是CO2的发生装置，由于盐酸易挥发，故生成的CO2气体中会含有HCl气体，乙装置的作用是除去CO2中的HCl气体，所以乙装置中的试剂是饱和碳酸氢钠溶液，丙是制备碳酸氢钠的发生装置，丁的作用是吸收多余的NH3，防止其污染环境。从溶液中分离出NaHCO3晶体的方法是过滤。(2)实验时必须制取含氨的饱和NaCl溶液，然后使之与CO2反应。因为NH3极易溶于水，CO2在水中的溶解度不大，故应先从a导管通入NH3，后从b导管通入CO2。己装置中有多孔球泡，能增大CO2气体与溶液的接触面积，提高了CO2在溶液中的吸收率。
(3)此题是开放性试题，制备少量碳酸氢钠的方法：①用碳酸氢铵与适量的饱和食盐水反应；②往烧碱溶液中通入过量CO2；③往饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2等。
18.【答案】探究一　2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑　(1)97 mL　(2)偏高
探究二　(1)不需要　(2)检查装置的气密性　合金完全溶解(或加入足量盐酸，或调整量气管C的高度，使C中的液面与B中液面相平，合理答案均可)
探究三　(1)灼烧后固体的质量　(2)是　Mg与空气中的N2反应生成Mg3N2
【解析】探究一　(1)V≥＝0.097 L＝97 mL。
19.【答案】(1)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O　(2)减小
(3)石墨电极被阳极上产生的O2氧化
(4)4CO＋2H2O－4e－===4HCO＋O2↑　H2
(5)NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜
【解析】(1)强碱条件下，Al2O3与OH－发生反应的离子方程式为Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。
(2)“过滤Ⅰ”所得滤液的主要成分是NaAlO2，显强碱性，加入NaHCO3后，NaAlO2可与NaHCO3发生反应：AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO，溶液碱性减弱，pH减小。
(3)石墨具有还原性，电解熔融Al2O3，阳极O2－被氧化为O2，阳极上产生的O2会氧化石墨电极。
(4)电解Na2CO3溶液，实际上是电解水，观察电解池装置可知，阳极产物有NaHCO3和O2，则阳极反应式为4CO＋2H2O－4e－===4HCO＋O2↑，阴极发生还原反应，2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，产物为H2。
(5)Al表面容易形成致密的氧化铝薄膜，NH4Cl受热易分解产生HCl，生成的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜，有利于AlN的制备。
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