高考化学二轮复习 第一篇 专题三 元素及其化合物 1 金属元素单质及其重要化合物习题1

金属元素单质及其重要化合物

(限时：45分钟)

一、选择题

1．(2016·榆林三模)往浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸时，溶液的颜色变化应该是( )

A．颜色变浅B．逐渐变深

C．没有改变D．变棕黄色

答案：D

2．(2016·保定模拟)下列有关物质的性质与应用不相对应的是( )

A．Na2O2能分别与H2O、CO2反应，可用作供氧剂

B．Na2CO3的水溶液呈碱性，医学上能用于治疗胃酸过多

C．硅胶多孔、吸水能力强，常用作袋装食品的干燥剂

D．铝是活泼的金属单质，铝可用于冶炼某些熔点较高的金属

答案：B

3．下列关于金属冶炼的叙述正确的是( )

A．工业上可利用铝热反应大量冶炼金属铁

B．金属钠、铝和铜都可用还原法制备

C．电解饱和氯化镁溶液可得金属镁

D．用足量CO还原磁铁矿得到9 mol铁时转移24 mol电子

解析：选项A，金属铝的价格远远高于铁的，所以工业上不用铝热反应来大量冶炼铁；选项B，钠、铝属于活泼金属，应采用电解熔融NaCl、Al2O3的方法来制备Na、Al；选项C，电解饱和MgCl2溶液得到Mg(OH)2；选项D，磁铁矿的主要成分为Fe3O4，根据Fe3O4―→3Fe，生成3 mol Fe时转移8 mol电子，则得到9 mol铁时转移24 mol电子。

答案：D

4．Z反应的是( )

A.①③

C．②④ D．②③

解析：Al(OH)3显两性，既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水，①正确；SiO2与盐酸不反应，②错误；N2与O2在放电条件下反应生成NO，N2在高温、高压及催化剂存在条件下与H2反应生成NH3，但在常温时N2与O2、H2均不反应，③错误；Cu与FeCl3溶液和浓硝酸分别发生如下反应：Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2、Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，④正确。

答案：B

5．(2014·北京高考)下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化

的是( )

A ．K

B ．Na

C ．Fe

D ．Al

解析：钾属于活泼金属，与氧气发生剧烈的反应，A 项错误；钠属于活泼金属，与空气

中的氧气发生反应生成氧化钠，氧化钠不能保护内层钠，B 项错误；铁在空气中发生反应：2Fe ＋O 2＋2H 2O===2Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3、2Fe(OH)3===Fe 2O 3＋3H 2O ，铁表面生成的Fe 2O 3不能保护铁，C 项错误；在空气中金属铝表面形成Al 2O 3保护层，保护内层金属不被氧化，D 项正确。

答案：D

6．(2016·东北师大模拟)已知X 、Y 、Z 、W 均为中学化学中常见的单质或化合物，它 )

选项

W X A

盐酸 Na 2CO 3溶液 B

Cl 2 Fe C

CO 2

Ca(OH)2溶液

D NaOH 溶液 AlCl 3溶液

解析：A 项，Na 2CO 3――→NaCl ，Na 2CO 3――→NaHCO 3；B 项，Fe 无论与过

量Cl 2，还是少量Cl 2反应均生成FeCl 3；C 项，Ca(OH)2

――→过量CO 2Ca(HCO 3)2，Ca(OH)2――→少量CO 2CaCO 3；D 项，AlCl 3――→过量NaOH NaAlO 2，AlCl 3――→少量NaOH Al(OH)3。

答案：B

7．某Na 2CO 3、NaAlO 2的混合溶液中逐滴加入1 mol·L －1的盐酸，测得溶液中的CO 2－3、

HCO －3、AlO －2

、Al 3＋的物质的量与加入盐酸的体积变化关系如图所示，则下列说法正确的是( )

A ．原混合溶液中的CO 2－3与AlO －2的物质的量之比为1∶2

B ．V 1∶V 2＝1∶5

C ．M 点时生成的CO 2为0.05 mol

D ．a 曲线表示的离子方程式为：AlO －2＋H ＋＋H 2O===Al(OH)3↓

解析：因为酸性：HCl>H2CO3>HCO－3>Al(OH)3，所以在向Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入1 mol·L－1的盐酸的过程中，首先发生反应①AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，则a线表示的是AlO－2的物质的量变化，D选项正确，且n(AlO－2)＝n(HCl)＝0.05 mol；然后发生反应②CO2－3＋H＋===HCO－3，b线表示的是CO2－3的物质的量变化，c线表示的是HCO－3的物质的量变化，n(CO2－3)＝n(HCl)＝0.05 mol，则n(CO2－3)∶n(AlO－2)＝1∶1，A选项错；V1表示CO2－3与HCO－3物质的量相等时加入盐酸的体积，此时V1＝75 mL，M表示反应CO2－3＋H＋===HCO－3恰好完成，此时并没有放出CO2，C选项错；再后发生反应③H＋＋HCO－3===CO2↑＋H2O，对应的是d线，最后发生反应④Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，对应的是e线，V2＝3×50 mL＋150 mL＝300 mL，V1∶V2＝75∶300＝1∶4，B选项错。

答案：D

二、非选择题

8．(2016·广东广州调研)锰是冶炼工业中常用的添加剂。以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下：

物质Mn(OH)2Co(OH)2Ni(OH)2MnS CoS NiS

K sp 2.1×10－13 3.0×10－16 5.0×10－16 1.0×10－11 5.0×10－22 1.0×10－22

3

(2)步骤Ⅱ中，MnO2在酸性条件下可将Fe2＋氧化为Fe3＋，反应的离子方程式是________________，加氨水调节溶液的pH为5.0～6.0，以除去Fe3＋。

(3)步骤Ⅲ中，滤渣2的主要成分是____________。

(4)步骤Ⅳ中，在________(填“阴”或“阳”)极析出Mn，电极反应为__________________________。

解析：(1)碳酸锰与硫酸反应生成硫酸锰，二氧化碳和水，化学方程式为MnCO3＋H2SO4===MnSO4＋CO2↑＋H2O。(2)MnO2在酸性条件下可将Fe2＋氧化为Fe3＋，MnO2被还原成Mn2＋，发生反应的离子方程式为MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O。(3)步骤Ⅲ中加入(NH4)2S，除掉的是Co2＋和Ni2＋，所以滤渣2的主要成分是CoS 和NiS。(4)Mn2＋在阴极发生还原反应生成Mn，电极反应为Mn2＋＋2e－===Mn。

答案：(1)MnCO3＋H2SO4===MnSO4＋CO2↑＋H2O

(2)MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O

(3)CoS和NiS

(4)阴Mn2＋＋2e－===Mn

9．菱锰矿的主要成分是MnCO3(含有少量FeS2、Al2O3)，以菱锰矿为原料制备锰单质的流程如下所示：

菱锰矿粉――→硫酸铵浆化――→稀硫酸溶液1――→MnO 2溶液2――→氨水精制―→电解―→Mn

请回答下列问题：

(1) 菱锰矿在浸取前需要粉碎，其目的是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)用稀硫酸浸取时，主要反应的离子方程式为

________________________________________________________________________；

加入二氧化锰的目的是除去其中的________(填化学式)，此物质参与反应时生成硫酸铁、水和硫酸锰，该物质发生反应的化学方程式为__________________________________。

(3)已知Fe 、Al 、Mn 的氢氧化物开始沉淀及沉淀完全时的pH 如表所示，则加氨水沉

(4)。用高锰酸钾溶液检验Mn 2＋，产生黑色沉淀，该反应的离子方程式为________________________________。

(5)硫酸锰在高温条件下分解可得到三种氧化物，该热分解的化学方程式为

____________________。

解析：(1)矿石粉碎可增大固体与液体、固体与气体的接触面积，可从影响化学反应速

率因素的角度进行分析。(2)碳酸锰与稀硫酸反应，类似碳酸钙与盐酸反应。二硫化亚铁与二氧化锰在稀硫酸中反应生成硫酸铁、硫酸锰和水。(3)根据几种离子沉淀的pH ，控制溶液的酸碱性使氢氧化铝和氢氧化铁完全沉淀而氢氧化锰没有开始沉淀。(4)电解硫酸锰溶液时，阴极上锰离子发生还原反应生成锰单质。高锰酸钾可将锰离子氧化成二氧化锰。(5)硫酸锰在高温下分解生成四氧化三锰、二氧化硫和三氧化硫。

答案：(1)增大接触面积，便于浆化，提高浸出率

(2)MnCO 3＋2H ＋===Mn 2＋＋CO 2↑＋H 2O FeS 2

2FeS 2＋15MnO 2＋14H 2SO 4===Fe 2(SO 4)3＋15MnSO 4＋14H 2O

(3)5.0≤pH<8.3

(4)Mn 2＋＋2e －===Mn 2MnO －4＋3Mn 2＋＋2H 2O===5MnO 2

↓＋4H ＋ (5)3MnSO 4=====高温Mn 3O 4＋SO 2↑＋2SO 3↑

10．(2016·济宁模拟)已知甲、乙、丙分别代表中学化学中的常见物质，请根据题目要

求回答下列问题：

Ⅰ.若甲的化学式为RCl 3，其溶液在加热蒸干并灼烧时可发生反应：

a ．甲＋H 2O ――→△乙＋丙

b ．乙――→△氧化物＋H 2O

(1)若甲为某用途广泛的金属元素的氯化物，其溶液在上述变化中生成的氧化物为红棕

色粉末，则甲发生a 反应的化学方程式为______________。

(2)若甲为某短周期金属元素的氯化物，则该金属在元素周期表中的位置是________；若向30 mL 1 mol·L －1的甲的溶液中逐渐加入浓度为4 mol·L －1的NaOH 溶液，若产生0.78 g 白色沉淀，则加入的NaOH 溶液的体积可能为________(选填编号)。

A ．3 mL

B ．7.5 mL

C ．15 mL D. 27.5 mL

(3)将以上两种金属单质用导线连接，插入一个盛有NaOH 溶液的烧杯中构成原电池，则负极发生的电极反应为__________________________。

Ⅱ.若甲、乙、丙均是短周期中同一周期元素形成的单质或化合物，常温下乙为固体单

质，甲和丙均为气态化合物，且可发生反应：甲＋乙――→高温丙。则：

(1) 写出上述反应的化学方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)0.5 mol 气体甲与足量的过氧化钠反应，转移电子的数目为________。

(3)将一定量气体甲通入某浓度的NaOH 溶液得溶液A ，向A 溶液中逐滴滴入稀盐酸，加入n (HCl)与生成n (甲)的关系如图所示，溶液A 中各离子浓度由大到小的顺序为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：Ⅰ.(1)红棕色氧化物粉末为Fe 2O 3，则甲为FeCl 3，由于生成的HCl 具有很强的挥发性，故在加热的条件下能彻底水解生成Fe(OH)3，反应的化学方程式为FeCl 3＋

3H 2O=====△Fe(OH)3↓＋3HCl↑；(2)短周期金属元素的氯化物水解生成沉淀的物质为

AlCl 3，Al 为第3周期第ⅢA 族元素；当加入的NaOH 比较少时，生成0.01 mol Al(OH)3，需要NaOH 0.03 mol ，其体积为7.5 mL ，当加入的NaOH 较多时，可认为是加入的NaOH 先将Al 3＋全部转变为Al(OH)3后又溶解了一部分Al(OH)3，故需要n (NaOH)＝0.03 mol×3＋0.02 mol ＝0.11 mol ，其体积为27.5 mL ；(3)将Al 和Fe 用导线连接后，插入NaOH 溶

液中，组成原电池，Al 作负极，电极反应式为Al －3e －＋4OH －===AlO －2＋2H 2

O 。Ⅱ.(1)CO 2与炽热的木炭反应生成CO ，反应的化学方程式为CO 2＋C=====高温2CO ；(2)CO 2与Na 2O 2

反应的化学方程式为2Na 2O 2＋2CO 2===2Na 2CO 3＋O 2,2 mol CO 2参与反应转移2 mol 电子，故0.5 mol CO 2参与反应时转移电子0.5 mol ；(3)由图示可知溶质只有Na 2CO 3，故

溶液中离子浓度关系为c (Na ＋)>c (CO 2－3)>c (OH －)>c (HCO －3)>c (H ＋)。

答案：Ⅰ.(1)FeCl 3＋3H 2O=====△Fe(OH)3↓＋3HCl↑

(2)第3周期，第ⅢA 族 B 、D

(3)Al －3e －＋4OH －===AlO －2＋2H 2O

Ⅱ.(1)CO 2＋C=====高温2CO (2)0.5N A 或3.01×1023

(3)c(Na＋)>c(CO2－3)>c(OH－)>c(HCO－3)>c(H＋)

11．(2015·浙江高考)化合物甲和NaAlH4都是重要的还原剂。一定条件下金属钠和H2反应生成甲。甲与水反应可产生H2，甲与AlCl3反应可得到NaAlH4。将4.80 g甲加热至完全分解，得到金属钠和2.24 L(已折算成标准状况)的H2。

请推测并回答：

(1)甲的化学式____________________。

(2)甲与AlCl3反应得到NaAlH4的化学方程式_____________________。

(3)NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式_____________________。

(4)甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3)，脱锈过程发生反应的化学方程式__________________________。

(5)某同学认为：用惰性气体赶尽反应体系中的空气，将铁和盐酸反应后的气体经浓硫酸干燥，再与金属钠反应，得到的固体物质即为纯净的甲；取该固体物质与水反应，若能产生H2，即可证明得到的甲一定是纯净的。

判断该同学设想的制备和验纯方法的合理性并说明理由

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)甲是由Na与H2反应得到的，故甲中含有Na、H两种元素，又因为4.80 g 甲分解得到2.24 L(标准状况)H2，得到H2的质量为0.2 g，所以生成Na的质量为4.6 g，化合物甲中Na和H的原子个数比为1∶1，同时根据4.80 g化合物得到0.1 mol H2，可以判断化合物甲的化学式为NaH。(2)根据化合物甲的化学式，甲与AlCl3反应生成NaAlH4和NaCl，可得出化学方程式为AlCl3＋4NaH===NaAlH4＋3NaCl。(3)NaAlH4与水发生氧化还原反应，NaAlH4中－1价的H被水中＋1的H氧化为H2，反应方程式为NaAlH4＋2H2O===4H2↑＋NaAlO2。(4)甲在无水条件下对Fe2O3进行脱锈，实质上就是把Fe2O3还原，反应方程式为3NaH＋Fe2O3===2Fe＋3NaOH。(5)制备过程不合理，因为盐酸易挥发，H2中混有HCl气体，导致产物中有NaCl；验纯方法不合理，因为如果有Na残余，Na也可以和H2O反应放出H2，无法判断Na与H2是否完全反应；同时也没有考虑混入的NaCl。

答案：(1)NaH (2)AlCl3＋4NaH===NaAlH4＋3NaCl

(3)NaAlH4＋2H2O===4H2↑＋NaAlO2

(4)3NaH＋Fe2O3===2Fe＋3NaOH

(5)制备过程不合理，因为盐酸易挥发，H2中混有HCl，导致产物中有NaCl；验纯方法不合理，如果有Na残留，Na与水反应也产生H2；没有考虑混入的NaCl