2011届高三化学三轮总复习重点专题突破：第１１讲　常见金属及其化合物

第11讲　常见金属及其化合物
1．(2009·江门市)下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是(　　)
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断
A 小苏打可用于治疗胃病 NaHCO3可与盐酸反应 Ⅰ对，Ⅱ对，有
B 向Na2O2的水溶液中滴入酚酞变红色 Na2O2与水反应生成氢氧化钠 Ⅰ对，Ⅱ错，无
C 金属钠具有强还原性 高压钠灯发出透雾性强的黄光 Ⅰ对，Ⅱ对，有
D 过氧化钠可用作航天员的供氧剂 Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2 Ⅰ对，Ⅱ对，有
解析：B项向过氧化钠水溶液中滴入酚酞，先变红，后马上褪色，陈述Ⅰ错，陈述Ⅱ正确；C项高压钠灯发黄光是物理变化，与金属钠具有还原性没有因果关系。
答案：AD
2．(2010·江西省五校联考)向100 mL 0.250 mol·L－1的AlCl3溶液中加入金属钠完全反应，恰好生成只含NaCl和NaAlO2的澄清溶液，则加入金属钠的质量是(　　)
A．3.45 g　　　 B．2.30 g
C．1.15 g D．0.575 g
解析：根据原子守恒，加入金属钠的物质的量等于氯元素和铝元素物质的量之和，即为0.1 L×0.250 mol·L－1×4＝0.1 mol，其质量为2.30 g。
答案：B
3．(2010·江西省联考)将等体积、等pH的NaOH溶液和氨水，分别全部加入到甲、乙烧杯中。下列说法正确的是(　　)
A．甲中沉淀一定比乙多
B．乙中沉淀一定比甲多
C．甲中沉淀可能比乙多
D．甲和乙中沉淀可能一样多
解析：NaOH溶液可以溶解Al(OH)3，而NH3·H2O不能溶解Al(OH)3。等体积、等pH的NaOH溶液和氨水，显然n(NH3·H2O)>n(NaOH)，当n(NaOH)≤3n(Al3＋)时，甲和乙中沉淀一样多；当n(NaOH)>3n(Al3＋)时，甲中沉淀比乙少；不可能出现甲中沉淀比乙多的情况。
答案：D
4．(2010·赣州市质检)下列各组中两种浓溶液相混合时既无沉淀析出又无气体放出的是(　　)
A．Ba(HCO3)2、NaHSO4 B．NaHCO3、Al2(SO4)3
C．Mg(HCO3)2、CaCl2 D．Na2SiO3、HCl
解析：A项中反应为Ba(HCO3)2＋2NaHSO4===Na2SO4＋BaSO4↓＋2H2O＋2CO2↑，既有沉淀产生，又有气体放出；B项中反应为Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑，既有沉淀产生，又有气体放出；D项中SiO＋2H＋===H2SiO3↓，有沉淀产生。
答案：C
5．(2010·湖北省八校联考)CO2与H2的混合气体5 g，在150℃时和足量的氧气混合，用电火花充分引燃，在相同状况下再将反应后所得混合气体通入到足量的Na2O2中，测得Na2O2固体增重的质量为3.4 g，则原混合气体中CO2的物质的量分数为(　　)
A．25% B．75%
C．88% D．32%
解析：根据反应：2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2①；2H2＋O22H2O②；2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2③，由②＋③则有：2Na2O2＋2H2===4NaOH④。设CO2为x mol，则其质量为44x g，H2的质量＝(5－44x)g，根据差值法，反应①增重28x g，反应④增重(5－44x)g，则有：5－44x＋28x＝3.4，解得x＝0.1，故CO2质量为4.4 g，其物质的量分数＝×100%＝25%。
答案：A
6．(2010·北京市东城区检测)锌与100 mL 18.5 mol·L－1的浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体甲33.6 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液的pH＝1，下列叙述不正确的是(　　)
A．反应中共消耗1.8 mol H2SO4
B．气体甲中SO2与H2的体积比为4?1
C．反应中共消耗97.5 g Zn
D．反应中共转移3 mol电子
解析：反应前n(H2SO4)＝1.85 mol，反应后剩余H2SO4为0.05 mol，推知气体甲应该是Zn与浓H2SO4反应产生的SO2及Zn与稀H2SO4反应产生的H2的混合气体。设生成SO2、H2的物质的量分别为x mol、y mol，则有：x＋y＝1.5，根据反应：Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑，得2x＋y＝1.8，解得x＝0.3，y＝1.2。n(SO2)/n(H2)＝0.3 mol/1.2 mol＝1/4。反应中消耗Zn的质量＝1.5 mol×65 g/mol＝97.5 g。反应中转移电子的物质的量＝2×1.5 mol＝3 mol。综合上述知选项B错误。
答案：B
7．(2010·四川省检测)将4 mol金属Al全部转化为Al(OH)3，共计消耗HCl a mol，NaOH b mol，则(a＋b)的最小值为(　　)
A．4 B．6
C．8 D．16
解析：由铝制氢氧化铝时最省原料的方案是利用双水解：AlCl3＋3NaAlO2＋6H2O===3NaCl＋4Al(OH)3↓，由原子守恒知，利用铝制备4 mol Al(OH)3需要3 mol HCl和3 mol NaOH。
答案：B
8．(2010·石家庄质检(一))下列图象表示Al3＋与AlO物质的量变化的曲线，实线表示Al3＋，虚线表示AlO，其中正确的是(　　)
解析：根据反应Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓和Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O中消耗OH－的关系可知图象B正确；由AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3和Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O知C、D错。
答案：B
9．(2010·江西省联考)将15.6 g Na2O2和5.4 g Al同时放入一定量的水中，充分反应后得到200 mL溶液，再向该溶液中缓慢通入标准状况下的HCl气体6.72 L，若反应过程中溶液的体积保持不变，则下列说法正确的是(　　)
A．反应过程中能得到6.72 L的气体(标准状况下)
B．最终得到的溶液中c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)
C．最终得到15.6 g的沉淀
D．最终得到的溶液中c(NaCl)＝1.5 mol/L
解析：由题意可知n(Na2O2)＝0.2 mol，n(Al)＝0.2 mol，发生反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，可知生成气体0.4 mol，标准状况下体积为8.96 L；通入的HCl气体先和过量的NaOH反应，剩余0.1 mol HCl和NaAlO2反应生成0.1 mol Al(OH)3：NaAlO2＋HCl＋H2O===NaCl＋Al(OH)3↓，得到沉淀的质量为7.8 g，最终溶液中含有0.3 mol NaCl、0.1 mol NaAlO2，故A、B、C错误。
答案：D
10．(2010·武汉市武昌区调研)右图中横坐标为加入反应物的物质的量，纵坐标为产生沉淀的物质的量。下列选项编号对应的曲线编号错误的是(　　)
A．向NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸至过量
B．向澄清石灰水中通入CO2至过量
C．向含有盐酸的AlCl3溶液中滴入NaOH溶液至过量
D．向含有等物质的量的Ca(OH)2、KOH的混合溶液中通入CO2至过量
解析：根据AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，A对；根据Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O、CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2，B对；根据H＋＋OH－===H2O、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，C对；D项中产生沉淀和沉淀的量不变时消耗的CO2相等，D错。
答案：D
11．(2010·武汉市武昌区调研)将一定量的铜粉加入到100 mL某浓度的稀硝酸中，充分反应后，容器中剩有m1g的铜粉，此时共收集到NO气体448 mL(标准状况)。然后向上述混合物中加入足量稀硫酸至不再反应为止，容器剩有铜粉m2g，则(m1－m2)为(　　)
A．5.76 B．2.88
C．1.92 D．0
解析：根据3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，充分反应后溶液中n(NO)＝3n(NO)＝×3＝0.06 mol。再加入足量稀硫酸，根据3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，溶解的n(Cu)＝n(NO)＝×0.06 mol＝0.09 mol，故m1－m2＝64×0.09＝5.76。
答案：A
12．(2010·襄樊市调研)将一定量的镁和铜组成的混合物加入到稀硝酸中，金属完全溶解(假设反应中还原产物只有NO)。向反应后的溶液中加入3 mol/L NaOH溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1 g。则下列叙述中不正确的是(　　)
A．当生成的沉淀量达到最大时，消耗NaOH溶液的体积V≥100 mL
B．当金属全部溶解时收集到NO气体的体积一定为2.24 L
C．参加反应的金属的总质量为9.6 g>m>3.6 g
D．当金属全部溶解时，参加反应的硝酸的物质的量一定是0.4 mol
解析：沉淀增加的质量为OH－的质量，则n(OH－)＝＝0.3 mol，因此当沉淀量达到最大时，消耗NaOH溶液的体积最少为＝0.1 L，A对；根据Cu(OH)2、Mg(OH)2，则n(Cu)＋n(Mg)＝n(OH－)＝0.15 mol，根据得失电子守恒，有2n(Cu)＋2n(Mg)＝3n(NO)，则n(NO)＝0.15 mol×2×＝0.1 mol，则收集到NO的体积在标准状况下为2.24 L，B错；假设混合物全部为Mg，则金属总质量为0.15 mol×24 g·mol－1＝3.6 g，假设混合物全部为Cu，则金属总质量为0.15 mol×64 g·mol－1＝9.6 g，故参加反应的金属的总质量为9.6 g>m>3.6 g，C对；Mg和Cu与稀硝酸的反应可以写为3M＋8HNO3===3M(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，参加反应的n(HNO3)＝4n(NO)＝0.4 mol，D对。
答案：B
13．(2010·四川省“一诊”考试)下图是浓硫酸与金属铜反应的实验装置。请回答下列问题：
(1)在进行实验前必须要进行的一步操作是________________。
(2)试管B的口部放有一团浸有碱液的棉花，其目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)能说明产物中有SO2生成的现象是________________________________________________________________________。
(4)铜与浓硫酸反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)反应结束后，试管A中铜片和硫酸均有剩余，待试管冷却后某同学向其中直接加入Ba(NO3)2溶液，则可能产生的现象是________________________，有关反应的离子方程式为____________________________。
答案：(1)检查装置的气密性　(2)吸收SO2，防止污染环境　(3)B中品红溶液褪色　(4)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　(5)产生无色气体和白色沉淀　Ba2＋＋SO===BaSO4↓，3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
14．(2010·北京市东城区检测)铁单质及其化合物在生活、生产中应用广泛。请回答下列问题：
(1)钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时，正极的电极反应式为__________________________________。
(2)由于氧化性Fe3＋>Cu2＋，氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方程式是______________。
(3)硫酸铁可作絮凝剂，常用于净水，其原理是__________________________(用离子方程式表示)。在使用时发现硫酸铁不能使酸性废水中的悬浮物沉降而除去，其原因是____________________________________。
(4)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一，其原理是Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2，若有1.5 mol Fe3O4参加反应，转移电子的物质的量是________。
(5)下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是________(填字母)。
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 陈述Ⅲ
A 铁是地壳中含量最高的金属元素 铁是人类最早使用的金属材料 Ⅰ对；Ⅱ对；有
B 常温下铁与稀硫酸反应生成氢气 高温下氢气能还原氧化铁得到铁 Ⅰ对；Ⅱ对；无
C 铁属于过渡元素 铁和铁的某些化合物可用作催化剂 Ⅰ错；Ⅱ对；无
D 在空气中铁的表面能形成致密的氧化膜 铁不能与氧气反应 Ⅰ对；Ⅱ对；有
解析：(4)1 mol Fe3O4参与反应时，需4 mol CO，根据4 mol CO可得转移8 mol电子，所以1.5 mol Fe3O4参加反应时转移电子的物质的量为1.5×8 mol＝12 mol。(5)选项A，地壳中含量最高的金属元素是Al元素，而不是Fe元素，由于铁是活泼金属，需通过冶炼方法获得，所以Fe不是人类最早使用的金属材料，陈述Ⅰ、Ⅱ错误，且二者没有因果关系。选项B，Fe能与稀H2SO4发生置换反应而产生H2，但在高温条件下，H2还原性很强，又能还原Fe2O3而得Fe，所以Ⅰ、Ⅱ均正确，二者无因果关系。选项C，铁是过渡元素的说法正确。选项D，铁在空气中不能形成致密的氧化膜，且Fe可与纯净的O2反应生成Fe3O4。
答案：(1)O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
(3)Fe3＋＋3H2O??Fe(OH)3(胶体)＋3H＋　酸性环境中，H＋抑制了铁离子的水解，无法生成氢氧化铁胶体
(4)12 mol　(5)B
15．(2010·江西省联考)现有由等质量的NaHCO3和KHCO3组成的混合物a g与100 mL盐酸反应。(题中涉及的气体体积均以标准状况计，填空时可用带字母的式子表示，可不化简)
(1)该混合物中NaHCO3和KHCO3的物质的量之比为________。
(2)如果碳酸氢盐与盐酸恰好完全反应，则盐酸中的HCl的物质的量为________mol。
(3)如果盐酸过量，生成CO2的体积是________L。
(4)如果反应后碳酸氢盐有剩余，盐酸不足量，要计算生成CO2的体积，还需要知道__________________。
解析：(1)该混合物中NaHCO3和KHCO3的物质的量之比为?：＝100：?84＝25?：21。(2)如果碳酸氢盐与盐酸恰好完全反应，根据反应的化学方程式，则n(HCl)＝n(NaHCO3)＋n(KHCO3)＝(＋)mol。(3)如果盐酸过量，则n(CO2)＝n(NaHCO3)＋n(KHCO3)，故V(CO2)＝(＋)×22.4 L。(4)如果反应后碳酸氢盐剩余，则n(CO2)＝n(HCl)，要计算CO2的体积，还需要知道盐酸的物质的量浓度。
答案：(1)100?：84(或25?：21)
(2)a/168＋a/200(或23a/2100)
(3)22.4×(a/168＋a/200)(或22.4×23a/2100)
(4)盐酸的物质的量浓度