2021届高考化学二轮复习专题突破提能专训10-金属及其化合物.docx

提能专训(十)　金属及其化合物　
(时间60分钟　满分100分)
一、选择题(共10小题，每题4分，共40分)
1．(2022·河北一般高中监测)在酸性或碱性较强的溶液中，铝均可发生溶解。但在家庭里，用食盐腌制的食品亦不能长期存放在铝制品中，其主要缘由是(　　)
A．铝能与NaCl直接发生反应而被氧化为氧化铝
B．长期存放的NaCl与水反应，溶液不再呈中性，可与铝发生反应
C．铝与其中的杂质、NaCl溶液形成原电池，铝被氧化
D．铝与其中的杂质、NaCl溶液形成原电池，铝被还原
答案：C　解析：本题考查了元素及其化合物的性质以及原电池原理，意在考查考生的理解力量及应用力量。铝制品不能长时间存放食盐腌制的食品，是由于氯离子对氧化膜有破坏作用，若氧化膜被破坏，则由于铝制品不纯，铝与其中的杂质、NaCl溶液形成原电池，铝失电子，被氧化，C项正确。
2．(2022·太原高三调研)下列各项操作中，发生“先产生沉淀，然后沉淀又完全溶解”现象的是(　　)
A．向硫酸铝溶液中逐滴加入过量氨水
B．向硫酸铝溶液中逐滴加入过量氢氧化钡溶液
C．向硅酸钠溶液中逐滴加入过量稀盐酸
D．向氢氧化钡溶液中缓缓通入过量二氧化碳
答案：D　解析：本题考查元素化合物的性质及转化。
A项中氨水不能溶解生成的Al(OH)3沉淀；B项中产生的BaSO4不能溶解；C项中盐酸不能溶解生成的H2SiO3沉淀。

3．(2022·山东潍坊联考)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L－1稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。下列推断正确的是(　　)
A．在0～a范围内，只发生中和反应
B．ab段发生反应的离子方程式为CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
C．a＝0.3
D．原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1∶2
答案：C　解析：本题考查了NaOH、Na2CO3与稀盐酸的反应，意在考查考生正确分析图像的力量。在0～a范围内，先发生中和反应，后发生CO与H＋生成HCO的反应，A项错误；ab段发生反应的离子方程式为HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，B项错误；因a～0.4范围内发生的反应是H＋＋HCO===CO2↑＋H2O，n(CO2)＝0.01 mol，n(H＋)＝n(CO2)＝0.01 mol，所以a＝0.3，C项正确；由碳元素守恒可知溶液中n(CO)＝n(CO2)＝0.01 mol，在0～a范围内，生成0.01 mol HCO消耗0.1 L稀盐酸，故NaOH消耗稀盐酸的体积为0.2 L，n(OH－)＝0.2 L×0.1 mol·L－1＝0.02 mol，因此原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2∶1，D项错误。
4．(2022·河南洛阳统考)下列物质的转化在给定条件下能一步实现的是(　　)
①NaAlO2(aq)过量盐酸,AlCl3Al
②NH3NOO2、H2O,HNO3
③NaCl(饱和)NaHCO3△,Na2CO3
④FeS2煅烧,SO3H2SO4
A．②③　　　B．①④　　　C．②④　　　D．③④
答案：A　解析：本题考查物质的转化关系，意在考查考生对元素化合物学问的把握状况。①中电解AlCl3得不到Al; ④中FeS2煅烧生成SO2。
5．(2022·江苏南京一模)下列各组物质中，满足表中图示物质在通常条件下能一步转化的组合只有(　　)
序号
X
Y
Z
W

①
Cu
CuSO4
Cu(OH)2
CuO
②
Na
NaOH
Na2CO3
NaCl
③
Cl2
Ca(ClO)2
HClO
HCl
④
Fe
FeCl3
FeCl2
Fe(OH)2
A.①②③ B．①③④ C．②③ D．①②④
答案：A　解析：本题考查了元素单质及其化合物的转化规律，意在考查考生的理解力量及应用力量，Fe(OH)2不能一步转化为单质铁，④不符合要求。
6．(2022·云南统考)Cu、Cu2O和CuO组成的混合物加入100 mL 0.6 mol/L HNO3溶液中，恰好使混合物溶解，同时收集到224 mL NO气体(标准状况)。下列说法不正确的是(　　)
A．产物中硝酸铜的物质的量为0.025 mol
B．若混合物中Cu的物质的量为0.005 mol，则其中Cu2O、CuO的物质的量共0.020 mol
C．若混合物中含0.01 mol Cu，则其中Cu2O、CuO的物质的量均为0.005 mol
D．混合物中Cu的物质的量的取值范围为0.005 mol<n(Cu)<0.015 mol
答案：B　解析：依据氮元素守恒可知硝酸铜的物质的量为(0.1 L×0.6 mol/L－)÷2＝0.025 mol，故A正确。若混合物中Cu的物质的量为0.005 mol，设Cu2O和CuO的物质的量分别为x mol、y mol，则0.005＋2x＋y＝0.025(铜元素守恒)，0.005×2＋2x＝0.01×3(电子守恒)，解得x＝0.01，y＝0，故B错误，同理可得C正确。设混合物中Cu的物质的量为z mol，则z＋2x＋y＝0.025,2z＋2x＝0.03，两式相减得z＝y＋0.005，据此有z>0.005；又由2z＋2x＝0.03推得z＝0.015－x，据此有z<0.015，故有0.015>z>0.005，故D正确。
7．(2022·贵州六校联考)为测定某镁铝合金样品中铝的含量，进行了下列试验：取肯定量合金，加入100 mL 0.3 mol·L－1稀硫酸，合金完全溶解，产生的气体在标准状况下体积为560 mL；再加入0.2 mol·L－1 NaOH溶液至沉淀质量恰好不再变化，用去350 mL NaOH溶液。则所取样品中铝的物质的量为(　　)
A．0.005 mol B．0.010 mol C．0.020 mol D．0.030 mol
答案：B　解析：本题考查镁铝合金与酸、碱反应的计算，意在考查考生对镁、铝性质的理解及化学计算力量。沉淀质量恰好不再变化，得到NaAlO2和Na2SO4溶液，依据S元素守恒，n(SO)＝n(H2SO4)＝0.1 L×0.3 mol·L－1＝0.030 mol，依据Na元素守恒，则n(Na＋)＝n(NaOH)＝0.2 mol·L－1×0.35 L＝0.070 mol，则n(AlO)＝0.070 mol－0.030 mol×2＝0.010 mol，依据Al元素守恒，n(Al)＝n(AlO)＝0.010 mol，B项正确。
8．(2022·安徽江南十校第一次联考)某混合物X由Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成。进行如下试验：

下列有关说法正确的是(　　)
A．步骤Ⅰ中削减的3 g固体肯定是混合物
B．步骤Ⅱ中质量削减的物质肯定是Cu
C．依据上述步骤Ⅱ可以得出m(Fe2CO3)∶m(Cu)＝1∶1
D．依据步骤Ⅰ、Ⅱ可以推断混合物X的成分为Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2
答案：C　解析：本题考查物质的检验，考查考生的分析力量、计算力量。
Al2O3与SiO2虽均可与NaOH溶液反应，但不能确定混合物中肯定含有Al2O3与SiO2，故步骤Ⅰ削减的物质不肯定是混合物，也可能是Al2O3与SiO2的一种，A错；利用步骤Ⅱ得到蓝色溶液知步骤Ⅱ中质量削减的物质肯定是Fe2O3与Cu，B错；结合B项分析知在步骤Ⅱ发生的反应为Fe2O3＋Cu＋6H＋===2Fe2＋＋Cu2＋＋3H2O，即溶解固体(6.4 g－1.92 g)是等物质的量混合的Fe2O3与Cu，由此可求出溶解Fe2O3与Cu的物质的量均为0.02 mol，即混合6.4 g固体中含有m(Fe2O3)＝0.02 mol×160 g·mol－1＝3.2 g，含m(Cu)＝6.4 g－3.2 g＝3.2 g，C项正确；利用步骤Ⅰ、Ⅱ只能确定混合物中含有Cu、Fe2O3和Al2O3与SiO2中的至少一种，D项错。
9．(2022·安徽合肥教学质量检测)往含0.2 mol NaOH和0.1 mol Ba(OH)2的混合溶液中持续稳定地通入CO2气体6.72 L(标准状况)，则在这一过程中，下列有关溶液中离子总物质的量(n)随通入CO2气体体积(V)的变化曲线中正确的是(离子水解忽视不计)(　　)

答案：B　解析：本题考查化学反应图像的分析，意在考查考生对反应过程及化学图像的分析力量。依据题给信息知，原溶液中离子总物质的量为0.7 mol，n(CO2)＝＝0.3 mol。通入CO2首先发生反应：Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O，消耗0.1 mol CO2，此时溶液中的溶质为0.2 mol NaOH，离子总物质的量为0.4 mol；连续通入CO2，发生反应：2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，消耗0.1 mol CO2，此时溶液中的溶质为0.1 mol Na2CO3，离子总物质的量为0.3 mol；连续通入CO2，发生反应：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3，Na2CO3与CO2恰好完全反应，此时溶液中的溶质为0.2 mol NaHCO3，离子总物质的量为0.4 mol，故溶液中离子总物质的量变化为0.7 mol→0.4 mol→0.3 mol→0.4 mol，B项正确。
10．(2022·长沙二模)1 L某混合溶液中，溶质X、Y的浓度都为0.1 mol/L，向混合溶液中滴加某溶液Z(0.1 mol/L的氢氧化钠或硫酸溶液)，所得沉淀的物质的量随着Z溶液的体积变化关系如图所示，则X、Y、Z分别是(　　)

A．AlCl3、FeCl3、NaOH
B．AlCl3、MgCl2、NaOH
C．NaAlO2、Ba(OH)2、H2SO4
D．NaAlO2、BaCl2、H2SO4
答案：C　解析：本题考查元素化合物学问，考查考生的分析、理解力量。
若X、Y、Z分别为AlCl3、FeCl3、NaOH，则沉淀的量在加入6 L NaOH时才能达到最大值0.2 mol，A错；若X、Y、Z分别为AlCl3、MgCl2、NaOH，则沉淀的量在加入5 L NaOH时达到最大值0.2 mol，B错；若X、Y、Z分别为NaAlO2、Ba(OH)2、H2SO4，滴加硫酸时先与Ba(OH)2反应，生成BaSO4沉淀和水，然后和NaAlO2依次发生反应：AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，C正确；若X、Y、Z分别为NaAlO2、BaCl2、H2SO4，起始时即生成BaSO4沉淀和Al(OH)3沉淀，结合反应方程式知，当加入0.5 L H2SO4时，AlO完全反应，生成0.1 mol Al(OH)3沉淀和0.05 mol BaSO4沉淀，连续加入H2SO4，生成BaSO4沉淀的同时Al(OH)3又溶解，故沉淀的最大值不行能为0.2 mol，D错误。
二、非选择题(共4小题，共60分)
11．(16分)(2022·河北石家庄检测)小苏打长期放置在空气中会变质(部分转变为Na2CO3)，某争辩小组欲测定某小苏打样品中NaHCO3的质量分数，设计如下试验方案：

Ⅰ.加热分解法
利用图1装置，充分加热小苏打样品。
(1)仪器a的名称为_______________________________。
(2)在试验过程中，需要测量的试验数据有：
①仪器a的质量；
②___________________________________________________；
③___________________________________________________。
Ⅱ.测量气体体积法

利用图2装置，测定反应生成气体的体积。
(1)组装好仪器后，首先进行的操作为________。
(2)导管g的作用为__________________________。
(3)为了减小试验误差，B、C中最好用________溶液代替水。
(4)待反应结束，气体冷却至室温后，利用图示装置读取气体体积时，应留意的事项有：
①___________________________________________________；
②___________________________________________________。
(5)若所取样品的质量为m g，反应前滴定管C的读数为V1 mL，反应结束后滴定管C的读数为V2 mL，则样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之和为________(气体体积均已换算为标准状况下的体积)。
Ⅲ.其他方案争辩
测定该小苏打样品中NaHCO3的质量分数，还可接受的方案有________(填选项字母)。
A．x g样品与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得到固体y g
B．x g样品与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸取，碱石灰增重y g
C．x g样品与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得到固体y g
答案：Ⅰ.(1)坩埚　(2)加热前，仪器a和样品的总质量
加热冷却后，仪器a和残留物的总质量(其他合理答案也给分)
Ⅱ.(1)检查装置气密性　(2)平衡分液漏斗与锥形瓶内的气压，使液体顺当流下；滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消退由于加入稀硫酸引起的气体体积误差(答对一点即得分)　(3)饱和NaHCO3　(4)①读数时应上下移动C管，使B、C两管液面相平　②视线与液面最低处相平　(5) mol
Ⅲ.AC
解析：Ⅰ.(1)仪器a是坩埚。(2)还需要测量的试验数据有“加热前，仪器a和样品的总质量”和“加热冷却后，仪器a和残留物的总质量”。Ⅱ.(1)涉及气体的试验装置连接好后第一步是检查装置气密性。(2)导管g的作用是平衡分液漏斗与锥形瓶内的气压，使液体顺当流下；滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消退由于加入稀硫酸引起的气体体积误差。(3)由于生成的二氧化碳溶于水，造成误差，所以接受饱和NaHCO3溶液代替水，从而减小误差。(4)①读数时上下移动C管，使B、C两管液面相平，减小由于压强不同引起的体积误差；②视线与液面最低处相平，减小由于读数引起的体积误差。(5)依据碳元素守恒，1 mol碳元素对应1 mol二氧化碳，二氧化碳的物质的量为 mol，所以样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之和为 mol。Ⅲ.样品与稀硫酸反应生成的二氧化碳中有水蒸气，碱石灰既吸取二氧化碳，又吸取水蒸气，造成较大误差，不行接受。
12．(16分)(2022·重庆联合测试)Fe3O4是重要的化学试剂，铁粉在氧气中燃烧是制取它最为常见和快捷的方法。图1是制取四氧化三铁的系列装置，A装置用于制取二氧化碳气体，并要求气流稳定，流速可控。

图1

图2
请回答下列问题：
(1)图2中仪器a的名称是________。
(2)依据题目要求，在图2中最好选择________(填序号)作为A装置。
(3)对图2中装置①进行气密性检查的方法是________，向分液漏斗中加足量水，过一会儿，水不再下滴，说明装置①的气密性良好。
(4)在B装置中发生的主要反应的化学方程式是_____________。
(5)当产生的气体与事先预热的铁粉接触时，在硬质玻璃管中将观看到的明显现象是______________________________。
(6)反应一段时间后，若将硬质玻璃管中的固体粉末用盐酸溶解，取少许溶液于试管中，加入淀粉碘化钾溶液，没有蓝色消灭，推想固体粉末中除Fe3O4外，肯定有___________________。
(7)若铁粉被完全消耗，某同学为确定生成物中有＋2价铁，取少量生成物于试管中，加入适量的稀硫酸溶解。
①写出溶解过程发生反应的离子方程式_____________。
②写出确定＋2价铁所用试剂名称、操作步骤、试验现象和结论__________________________________________________________。
答案：(1)长颈漏斗　(2)③　(3)用止水夹夹紧橡胶管
(4)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
(5)铁粉燃烧，有火星　(6)铁粉
(7)①Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O　②用小试管取少量溶液后，向其中逐滴加入K3[Fe(CN)6]溶液，若消灭蓝色沉淀，说明有Fe2＋(或用小试管取少量高锰酸钾溶液，滴入几滴题述溶液，若紫色变浅，说明有Fe2＋存在)
解析：本题考查Fe3O4的制备及其性质检验等，意在考查考生分析、设计试验方案的力量。(1)图2中仪器a为长颈漏斗。(2)图2中三个装置只有③可以达到流速可控的目的。(3)检查装置①的气密性时需用止水夹夹住橡胶管，确保装置中密封住肯定体积的气体。(4)B装置中Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2。(5)在硬质玻璃管中铁粉与O2猛烈反应，并有火星产生。(6)加入淀粉KI溶液没有消灭蓝色，说明溶液中没有Fe3＋，即生成物中除了有Fe3O4外，还有铁粉剩余，Fe3O4溶于盐酸生成的Fe3＋被Fe还原为Fe2＋。(7)①Fe3O4溶于稀硫酸生成Fe3＋和Fe2＋，其离子方程式为Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。②检验溶液中含有Fe2＋，可用K3[Fe(CN)6]溶液或高锰酸钾溶液。
13．(12分)(2022·江苏南京一模)以冶铝的废弃物铝灰为原料制取超细α­氧化铝，既降低环境污染又可提高铝资源的利用率。已知铝灰的主要成分为Al2O3(含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3)，其制备试验流程如下：

(1)铝灰中氧化铝与硫酸反应的化学方程式为______________。
(2)图中“滤渣”的主要成分为________(填化学式)。
(3)加30%的H2O2溶液发生反应的离子方程式为________。
(4)煅烧硫酸铝铵晶体，发生的主要反应为4[NH4Al(SO4)2·12H2O]2Al2O3＋2NH3↑＋N2↑＋5SO3↑＋3SO2↑＋53H2O，将产生的气体通过如图所示的装置。

①集气瓶中收集到的气体是________(填化学式)。
②足量饱和NaHSO3溶液吸取的物质除大部分H2O(g)外还有________(填化学式)。
③KMnO4溶液褪色(MnO被还原为Mn2＋)，发生反应的离子方程式为___________________________________________________。
答案：(1)Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O
(2)SiO2
(3)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(4)①N2　②SO3、NH3　③2MnO＋5SO2＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋
解析：本题考查了物质的制备，意在考查考生对相关学问的理解与应用力量。(1)氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝和水。(2)氧化铝、氧化亚铁、氧化铁都能与硫酸反应，生成可溶性物质，只有二氧化硅不与稀硫酸反应，过滤后得到的滤渣为二氧化硅。(3)在酸性条件下，H2O2具有强氧化性，可以把Fe2＋氧化为Fe3＋，同时有水生成。(4)NH3极易溶于水，SO3与饱和亚硫酸氢钠溶液反应生成SO2，进入KMnO4溶液中的气体是SO2与N2，KMnO4具有强氧化性，把SO2氧化为SO，同时本身被还原为Mn2＋，所以集气瓶中最终收集到的气体是N2。
14．(16分)(2022·天津十校联考)铁矿石主要成分为铁的氧化物(设杂质中不含铁元素和氧元素，且杂质不与H2SO4反应)。某争辩性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。

Ⅰ.铁矿石中含氧量的测定
①按上图组装仪器，检查装置的气密性；
②将5.0 g铁矿石放入硬质玻璃管中，装置B、C中的药品如图所示(夹持仪器均省略)；
③从左端导气管口处缓缓通入H2，________；点燃A处酒精灯；
④充分反应后，撤掉酒精灯，再持续通入氢气至完全冷却。
(1)装置C的作用为_______________________。
(2)③中点燃A处酒精灯前所需操作为_______________。
(3)测得反应后装置B增重1.35 g，则铁矿石中氧的百分含量为________。
Ⅱ.铁矿石中含铁量的测定

(1)步骤④中煮沸的作用是_______________。
(2)步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、____。
(3)下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是________。
a．由于碘水为黄色，所以滴定过程中不需加指示剂
b．滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂
c．滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液
d．锥形瓶不需要用待测液润洗
e．滴定过程中，眼睛凝视滴定管中液面变化
f．滴定颜色变化后，30 s内溶液不恢复原来的颜色再读数
(4)若滴定过程中消耗0.500 0 mol·L－1KI溶液20.00 mL，则铁矿石中铁的百分含量为________。
Ⅲ.由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为____。
如何检验滤液A中是否含有Fe2＋________(填选项字母)。
A．先加KSCN溶液，再加氯水
B．加NaOH溶液
C．加K3[Fe(CN)6]
答案：Ⅰ.(1)防止空气中的水蒸气和CO2进入B中，影响测定结果
(2)检验氢气的纯度　(3)24%
Ⅱ.(1)赶走溶液中溶解的过量的CO2
(2)250 mL容量瓶　(3)df　(4)70%
Ⅲ.Fe5O6　C