2021高考化学专题突破训练：专题3-金属及其化合物.docx

专题3 金属及其化合物班级：_姓名：_学号：_一、选择题(每小题只有一个正确答案，每小题3分，共45分)1.下列各组物质混合后，最终有氢氧化钠生成的选项是()Na与足量CuSO4溶液Ca(OH)2溶液与Na2CO3溶液Ca(OH)2溶液与足量NaCl溶液Na2O2与足量FeCl2溶液Na与足量Na2SO4溶液Na2O2与足量NH4Cl溶液Na2O与足量NaHCO3溶液Na与足量Na2CO3溶液A BC D2.为了检验NaHCO3固体中是否含有Na2CO3，下列试验及推断正确的是()A加热，观看是否有气体放出B溶于水后加石灰水，看有无沉淀C溶于水后加BaCl2溶液，看有无沉淀D加热后称量，看质量是否变化3.只用试管和胶头滴管就可以鉴别的下列各组溶液是()AlCl3溶液和NaOH溶液Ca(HCO3)2溶液和NaOH溶液NaAlO2溶液和盐酸Al2(SO4)3溶液和氨水AgNO3溶液和氨水A BC D4.5.6 g Fe与足量的下列溶液充分反应产生气体在相同条件下最多的是()A2 mol/L的盐酸 B2 mol/L的醋酸C2 mol/L的硝酸 D.10 mol/L的硝酸5.取少量MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3的混合粉末，加入过量盐酸，充分反应后过滤，得到沉淀X和滤液Y。下列叙述正确的是()A上述四种氧化物对应的水化物中，Al(OH)3酸性最强B向沉淀X中加入氢氟酸，沉淀X不溶解C溶液Y中的阳离子主要是Mg2、Al3、Fe3、HD溶液Y中加入氨水，所得沉淀为Fe(OH)3和Mg(OH)26. （2022运城模拟）某一固体物质可能由NaOH、AlCl3、MgCl2中的几种组成，取确定量该固体物质溶于水，有沉淀产生，在所得悬浊液中逐滴加入5 mol/L的盐酸，如图表示沉淀量随盐酸加入量的变化关系，图中M点表示已加入的盐酸的体积，则M点的体积是()A70 mL B100 mLC120 mL D130 mL7.将铝粉与Fe3O4粉末配制成铝热剂，分成三等份。一份直接放入足量的烧碱溶液中，充分反应后放出气体在标准状况下的体积为V1；一份在高温下恰好反应完全，反应后的混合物与足量的盐酸反应后，放出的气体在标准状况下的体积为V2；一份直接放入足量的盐酸中，充分反应后放出气体在标准状况下的体积为V3。下列说法正确的是()AV1V3V2 BV2V1V3CV1V2V3 DV1V3V28.a g Mg、Al合金完全溶解在c1 molL1、V1 L HCl溶液中，产生b mol H2。再向反应后的溶液中加入c2 molL1、V2 L NaOH溶液，恰好使沉淀达到最大值，且沉淀质量为d g。下列关系不正确的是()Ada34bBc1C铝的质量为gD与金属反应后剩余盐酸为(c1V12b)mol9.氢化亚铜(CuH)是一难溶物质，用CuSO4溶液和另一种“反应物”在40 50 时反应可生成CuH。CuH不稳定，易分解；CuH在氯气中能燃烧，跟盐酸反应能产生气体。下列有关推断中错误的是()A这里的“另一种反应物”具有还原性BCuH可作氧化剂、还原剂CCuHCl2CuClHCl(燃烧)DCuHHClCuClH2(常温) 10.工业上制备氯化铜时，是将浓盐酸用蒸气加热至80 左右，渐渐加入粗制氧化铜粉末(含杂质氧化亚铁)，充分搅拌，使之溶解，反应如下：CuO2HCl=CuCl2H2O，FeO2HCl=FeCl2H2O。已知：pH9.6时，Fe2以Fe(OH)2形式完全沉淀；pH6.4时，Cu2以Cu(OH)2形式完全沉淀；pH在34时，Fe3以Fe(OH)3形式完全沉淀。除去溶液中的Fe2，可以接受的方法是()A直接加碱，调整溶液pH9.6B加纯铜粉，将Fe2还原出来C先将Fe2氧化成Fe3，再调整pH在34D通入硫化氢，使Fe2直接沉淀 11. （2022保定模拟）将确定质量的镁、铜合金加入到稀硝酸中，两者恰好完全反应，假设反应过程中还原产物全是NO，向所得溶液中加入物质的量浓度为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，则下列有关叙述中正确的是()A加入合金的质量不行能为6.4 gB参与反应的硝酸的物质的量为0.1 molC沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为150 mLD溶解合金时收集到NO气体的体积为2.24 L 12.铜既不溶于稀硫酸，也不溶于NaNO3溶液，但可溶于其混合液。现将1.92 g Cu放入足量的稀硫酸中，若要使铜完全溶解，理论上至少应加入NaNO3晶体的物质的量为()A0.08 mol B0.06 molC0.045 mol D0.02 mol 13.将确定量铁粉和铜粉的混合物加入由稀硫酸和稀硝酸组成的混合溶液中，充分反应后金属粉末有剩余，下列有关推断正确的是()A反应过程中不行能产生H2B剩余的金属粉末确定有铜C往反应后的溶液中加入KSCN溶液会变血红色D往反应后的溶液中加入足量的稀H2SO4，则金属粉末的质量确定会削减 14.某溶液中含有的溶质是FeBr2、FeI2，若向该溶液中通入确定量的氯气，再向反应后的溶液中滴加少量的KSCN溶液，结果溶液变为血红色，则下列叙述中正确的是()原溶液中的Br确定被氧化通入氯气后原溶液中的Fe2确定被氧化不能确定通入氯气后的溶液中是否存在Fe2若取少量所得溶液，加入CCl4，静置，向上层溶液中加入足量的AgNO3溶液，只产生白色沉淀，说明原溶液中的I、Fe2、Br均被完全氧化A BC D 15.将确定量Fe和Fe2O3的混合物放入25 mL 2 molL1HNO3溶液中，反应完全后，无固体剩余，生成224 mL (标准状况)NO气体，再向反应后的溶液中加入1 molL1的NaOH溶液，要将铁元素全部沉淀下来，所加NaOH溶液的体积最少是()A45 mL B50 mLC40 mL D无法确定二、非选择题(本题包括5小题，共55分) 16.(13分)图中，X、C为单质，A为淡黄色固体，B的阳离子与A相同(其他物质均略去)。依据以上关系，回答下列问题：(1)A的电子式为_，D的化学式为CO2。(2)写出A、B混合物中加水反应的化学反应方程式：_。(3)B的水溶液呈碱性(填“酸”、“中”或“碱”)，缘由(用离子反应方程式表示)_。(4)请用化学方程式表示A在潜水艇中的一种重要用途_。(5)若A、B混合物在密闭容器中加热充分反应后，只生成一种固体化合物，则该化合物的化学式为Na2CO3。 17.(14分)为证明铁和硫反应的产物中铁的化合价是2价还是3价，下面是某同学设计的试验过程的一部分：(已知3S6KOH2K2SK2SO33H2O)Fe、S混合粉末 黑色固体 滤液 固体溶解得到溶液请回答下列问题：(1)混合粉末A中硫粉过量的缘由是防止因铁粉过量而使滤渣C中含有的铁粉与H2SO4反应，生成Fe2干扰试验。(2)反应在“惰性气体”环境中进行的缘由是防止环境中的O2参与反应。(3)步骤是用烧热的玻璃棒点触混合粉末，反应即可持续进行，说明硫和铁粉反应是放热反应。(4)步骤的作用是除去混合物中的硫粉，步骤也可改为加入CS2(填化学式)振荡后并过滤。(5)步骤中稀H2SO4煮沸的目的是_。(6)为了证明产物中铁的价态，对D溶液的后续试验操作最好是加入煮沸的KSCN溶液，看溶液是否变为红色。 18.(10分)常温下，在没有氧气存在时，铁与水几乎不反应，但高温下，铁能与水蒸气反应。(1)铁粉与水蒸气反应的化学方程式是：_。(2)停止反应，待装置冷却后，取出反应过的铁粉混合物，加入过量的稀硫酸充分反应，过滤。简述检验所得滤液中Fe3的操作方法：取少量溶液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，观看溶液颜色。假如溶液颜色变为血红色，说明溶液中含有Fe3，否则不含Fe3。(3)经检验上述滤液中不含Fe3，这不能说明铁粉与水蒸气反应所得产物中不含3价的铁。缘由是(结合化学方程式说明)：_。(4)某同学利用上述滤液制取白色的Fe(OH)2沉淀，向滤液中加入NaOH溶液后，观看到生成的白色沉淀快速变成灰绿色，最终变成红褐色。沉淀由白色变为红褐色的化学方程式是：_。为了得到白色的Fe(OH)2沉淀，并尽可能使沉淀长时间保持白色，有人设计如下图所示的装置：请简述试验操作及原理：试验时，先打开活塞K，再将分液漏斗中的旋塞打开，使稀硫酸与铁粉作用，用产生的H2排出装置中的空气；然后关闭K，使生成的H2将试管中的FeSO4溶液压入NaOH溶液中，则可在盛NaOH溶液的试剂瓶中较长时间观看到生成的白色Fe(OH)2沉淀。 19.(10分)现有Fe、Cu组成的合金，其中Fe、Cu的总物质的量为a mol，Cu的物质的量分数为x，研成粉末后，全部投入含b mol HNO3的稀溶液中，微热使其充分反应，硝酸的还原产物只有NO。试回答下列问题：(1)随着HNO3用量的增加，溶液中的金属离子和残留固体的成分依次有六种状况，请用粒子符号填写下列空白：溶液中的离子Fe2Fe2、Cu2Fe3、Cu2残留固体成分Fe、CuCu(2)当溶液中金属离子只有Fe2、Cu2时，b的取值范围为_(用a、x表示)。(3)当x0.5，溶液中Fe3与Fe2的物质的量相等时，在标准状况下共产生672 mL气体，则a0.04，b0.12。 20.(8分)教材中给出了Na2O2与H2O反应的化学方程式2Na2O22H2O=4NaOHO2。为了探究Na2O2与H2O反应的机理，某学习探究小组在老师指导下设计了如图所示装置进行试验。试验步骤如下：按图示组装仪器，并检查气密性为良好后装入药品；保持K1打开、K2关闭，将注射器中的水推入试管，此时A中无气体产生；挤压装有酚酞的胶头滴管，使酚酞滴入试管中，A中溶液显红色；挤压装有稀盐酸的胶头滴管，使稀盐酸滴入试管中，红色消逝后再滴加2滴；用双连打气球向A中鼓气，使A中溶液通过喷头进入B中支管，发觉淀粉KI溶液变蓝，KMnO4溶液褪色；快速打开止水夹K2，关闭K1，连续向A中鼓气，待A中溶液进入C中约三分之一时停止鼓气。然后用热水浴加热C片刻，C中有气泡冒出，经检验为氧气。回答下列问题：(1)用离子方程式表示淀粉KI溶液变蓝的缘由；(2)用离子方程式表示KMnO4溶液褪色的缘由； (3)A中用冰盐冷浴和C中用热水浴的作用分别是防止生成的H2O2分解；使H2O2分解；(4)Na2O2与H2O反应的机理是(用化学方程式表示)_。章末检测卷(三)1B解析：选项中Na、Na2O、Na2O2首先与溶液中的水反应生成NaOH，然后NaOH再与中的Cu2生成Cu(OH)2沉淀，与中Fe2先生成Fe(OH)2最终生成Fe(OH)3沉淀，与中NH生成NH3H2O，与中HCO生成CO，所以只有中生成的NaOH不被消耗；Ca(OH)2Na2CO3=CaCO32NaOH，符合要求；不反应。2C解析：不管NaHCO3中是否含有Na2CO3，加热均有气体生成，A错；加入Ca(OH)2均有沉淀生成，B错；加热后质量确定削减，D错；加入BaCl2假如有沉淀生成则证明有Na2CO3，发生的反应为Ba2CO=BaCO3，而Ba2和HCO不反应。3A解析：满足相互滴加时现象不同则满足题意：中若向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液，开头时有沉淀生成，反之则开头时无沉淀生成，中若向NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸，开头时有沉淀生成，反之则开头时无沉淀生成，中若向AgNO3溶液中逐滴加入氨水，开头时有沉淀生成，反之则开头时无沉淀生成，故正确。而和中溶液互滴，现象相同即开头和整个过程中都产生白色沉淀。4D解析：5.6 g Fe与足量盐酸、醋酸反应生成氢气，均为0.1 mol；5.6 g Fe与稀硝酸反应生成NO，与浓硝酸反应生成NO2，依据电子守恒，与稀硝酸反应时产生NO：0.1 mol；与浓硝酸反应时产生NO2：0.3 mol。5C解析：结合MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3的性质可知，四种氧化物中只有SiO2不与盐酸反应，故过滤得到的沉淀X为SiO2；溶液为另三种氧化物分别形成的氯化物，故滤液Y中含有离子为：Mg2、Al3、Fe3、H、Cl和OH等，SiO2可与HF作用生成SiF4和H2O；Al(OH)3不溶于氨水；MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3对应的水化物中硅酸的酸性最强。6D解析：M点溶液成分为MgCl2和AlCl3，Mg2为0.1 mol，Al3为0.02 L5 molL10.1 mol，所以将Mg(OH)2和Al(OH)3溶解需要HCl 0.5 mol，0.1 L，即100 mL盐酸，M点的体积为130 mL。7A解析：若据电子得失守恒就显得简洁得多，和状况铝失电子，2Al3H2，由于Al一样多，则气体也一样多；铝失电子，氢离子和3价铁共同得电子，这样产生的气体削减，所以选A。8C解析：设Mg、Al的物质的量分别为x、y，则有24x gmol127y gmol1a g，xyb mol，解得：x(b) mol，ymol，则铝的质量为mol27 gmol1(72b3a)g，当沉淀恰好达到最大值时，溶液中的溶质只有NaCl，由元素守恒得：c1V1c2V2，即c1；m(沉淀)m(金属)m(OH)a gn(OH)17 g/mola g2b mol17 g/mol(a34b)g，即da34b。9C解析：C项中Cl2具有强氧化性，产物应为CuCl2和HCl。10C解析：直接加碱，调整溶液pH9.6，此时Cu2以Cu(OH)2形式完全沉淀，A项错；铜与Fe2不反应，B项错；硫化氢与Fe2不反应，D项错；将Fe2氧化成Fe3，再调整pH在34，既除去了Fe2又不削减Cu2，C项正确。11D解析：分析题意，镁、铜合金都与硝酸反应，依据反应中电子得失守恒，金属失电子的物质的量等于OH的物质的量，所以n(e)n(OH)5.1 g17 g/mol0.3 mol。反应中HNO3中5价的N得电子变成2价的N，由此得到NO气体的体积为2.24 L，D正确。12D解析：3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O,1.92 g Cu物质的量为0.03 mol，完全反应需要硝酸根离子0.02 mol。故D选项正确。13B解析：当硝酸消耗完，而硫酸和铁粉有剩余时，就会产生H2，A错；由于铁比铜活泼，故剩余的金属粉末确定有铜，B正确；当铁足量时，最终就不会有Fe3产生，C不正确；假如剩余的是铜，且硝酸根全部反应完，则加入足量的稀H2SO4，则金属粉末的质量不会削减，D错。14B解析：因I、Fe2、Br的还原性由强到弱的挨次为IFe2Br，所以当通入氯气时三者将依次被氧化。又向所得溶液中滴加KSCN溶液，溶液变为血红色，故原溶液中碘离子确定被完全氧化，亚铁离子至少有一部分被氧化，而溴离子是否被氧化，由题目供应的信息不能确定。15C解析：铁元素全部沉淀下来后，溶液中的溶质为NaNO3，其中Na元素全部来自NaOH，N元素全部来自显酸性的HNO3，依据元素守恒可得：VNaOH(aq)0.040 L40 mL。16(1)Na 2NaCO2(2)2Na2O22H2O=4NaOHO2，NaOHNaHCO3=Na2CO3H2O(3)碱HCOH2OH2CO3OH(4)2Na2O22CO2=2Na2CO3O2(5)Na2CO3解析：由X、C为单质生成A为淡黄色固体可知A为Na2O2，B中含有Na，依据信息A、B混合物加水生成气体C，则C确定为氧气，A、B加硫酸生成无色无味气体D确定是CO2，可知为Na2CO3或NaHCO3，A、B加热生成氧气，可知B确定不是Na2CO3，B确定是NaHCO3。17(1)防止因铁粉过量而使滤渣C中含有的铁粉与H2SO4反应，生成Fe2干扰试验(2)防止环境中的O2参与反应(3)硫和铁粉反应是放热反应(4)除去混合物中的硫粉CS2(5)防止H2SO4溶液中溶解的O2氧化Fe2生成Fe3(6)加入煮沸的KSCN溶液，看溶液是否变为红色解析：要证明铁与硫反应产物中铁的价态，就是要检验D溶液是铁盐还是亚铁盐。因此在试验过程中要避开引入Fe2和Fe3，故必需保证铁粉与硫粉完全反应，试验过程中不能引入氧气。18(1)3Fe4H2O(g)Fe3O44H2(2)取少量溶液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，观看溶液颜色。假如溶液颜色变为血红色，说明溶液中含有Fe3，否则不含Fe3(3)假如反应后的铁粉混合物中铁粉过量，可发生反应：Fe2FeCl3=3FeCl2，铁粉将溶液中的Fe3全部还原为Fe2，即便加入KSCN溶液也不变血红色(4)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3试验时，先打开活塞K，再将分液漏斗中的旋塞打开，使稀硫酸与铁粉作用，用产生的H2排出装置中的空气；然后关闭K，使生成的H2将试管中的FeSO4溶液压入NaOH溶液中，则可在盛NaOH溶液的试剂瓶中较长时间观看到生成的白色Fe(OH)2沉淀解析：在高温下，铁粉可与水蒸气发生反应，产物有Fe3O4和H2，产物Fe3O4可以与稀硫酸发生反应：Fe3O48H=Fe22Fe34H2O。假如铁粉过量，还可发生：Fe2Fe3=3Fe2，所以滤液中可能含有Fe3，也可能不含Fe3。检验溶液中含有Fe3的方法很多，最灵敏的方法是滴入几滴KSCN溶液，观看溶液是否变为血红色。Fe(OH)2不稳定，接触空气时很快被氧化成Fe(OH)3，要较长时间观看到白色沉淀，关键是怎样降低反应体系中氧气的量，本题设计的装置能够成功地使沉淀长时间保持白色，关键在于用H2赶走了体系中的氧气。19(1)Fe2Fe2、Cu2Fe2、Cu2、Fe3Cu(2)b(3)0.040.12解析：(1)依题意可知，随着HNO3用量的增加，先后发生反应：3Fe8HNO3=3Fe(NO3)22NO4H2O3Cu8HNO3=3Cu(NO3)22NO4H2O3Fe(NO3)24HNO3=3Fe(NO3)3NO2H2O由此可争辩出答案。(2)当溶液中金属离子只有Fe2、Cu2时，发生了(1)中的反应。由题意可知，合金中Fe全部参与反应，消耗n(HNO3)a(1x)mol，合金中Cu部分或全部参与反应，消耗n(HNO3)ax mol，故ba(1x)axa。(3)由题意可知，有变化FeFe(NO3)3，FeFe(NO3)2，CuCu(NO3)2，HNO3NO，依据电子得失守恒有mol3mol20.5a mol23，可得a0.04；依据氮元素守恒有mol3mol20.5a mol21b mol，可得b0.12。20(1)2I2HH2O2=I22H2O(2)2MnO5H2O26H=2Mn25O28H2O(3)防止生成的H2O2分解；使H2O2分解(4)Na2O22H2O=2NaOHH2O2,2H2O22H2OO2解析： 由知Na2O2和H2O反应的产物之一是NaOH；水溶液加热放出氧气，说明该溶液中含有H2O2，故由可知Na2O2和H2O反应的产物之一是H2O2，综上分析可得出Na2O2和H2O反应的机理是：Na2O22H2O=2NaOHH2O2、2H2O22H2OO2。H2O2中氧元素的化合价为1价，处于氧元素的中间价态，因此，H2O2既具有氧化性又有还原性。在酸性溶液中H2O2将I氧化成I2，自身被还原成H2O。在酸性溶液中H2O2将MnO还原成Mn2，自身被氧化成O2。