第一部分 专题三 第10讲 常见金属元素及其化合物

[限时规范训练]单独成册

A组对点强化练

1．下列有关物质的性质与其应用不相对应的是()

A．MgO、Al2O3的熔点很高，可制作耐高温材料

B．NaHCO3能与碱反应，食品工业上用作焙制糕点的膨松剂

C．Al具有良好的延展性和抗腐蚀性，可制成铝箔包装物品

D．利用钠蒸气放电发光的性质制造的高压钠灯，可发出射程远、透雾能力强的黄光

解析：NaHCO3是弱酸的酸式盐，能与碱反应，但在食品工业上用作焙制糕点的膨松剂并不是因为它能与碱反应。

答案：B

2．下列有关金属及其化合物的说法正确的是()

A．铝和氢氧化钠溶液反应生成Al(OH)3和H2O

B．钠在空气中燃烧生成淡黄色的Na2O

C．铁在高温下与水蒸气反应生成Fe2O3和H2

D．用碳酸钠和氢氧化钙反应制NaOH

解析：铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，A错误；钠在空气中燃烧生成淡黄色的过氧化钠，B错误；铁在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，C 错误；碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，D正确。

答案：D

3．下列各组混合物，使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能分离的是() A．氧化镁中混有氧化铝

B．氯化铝溶液中混有氯化铁

C．氧化铁中混有二氧化硅

D．氯化亚铁溶液中混有氯化铜

解析：A项，MgO是碱性氧化物，与NaOH溶液不能反应，而Al2O3是两性氧化物，可以与NaOH溶液发生反应产生NaAlO2，过滤后洗涤，就得到纯净的

MgO，向滤液中加入盐酸至沉淀达到最大量，过滤洗涤，不溶物加热得Al2O3；B项，向溶液中加入过量的NaOH溶液，FeCl3变为Fe(OH)3沉淀，AlCl3变为NaAlO2，过滤，然后向滤液中加入适量的盐酸，当沉淀达到最大值，过滤，得到Al(OH)3，再分别向两种物质的沉淀中加入适量的盐酸溶解，就分别得到AlCl3溶液和FeCl3溶液；C项，SiO2是酸性氧化物，能与NaOH溶液发生反应，而氧化铁与NaOH溶液不反应。加入过量的NaOH溶液，然后过滤洗涤，就得到纯净的氧化铁；D项，二者都能与NaOH溶液反应，当再向得到的沉淀中加入盐酸时，二者都溶解，而且得到FeCl3溶液，不能分离、提纯二者。

答案：D

4．中学化学中很多“规律”都有其使用范围，据有关“规律”下列结论合理的是()

A．根据较强酸可以制取较弱酸的规律，推出CO2通入NaClO溶液中能生成HClO B．金属钠可以通过电解熔融NaCl制得，推出金属铝可以通过电解熔融AlCl3制得

C．金属钠在纯氧中燃烧生成Na2O2，推出金属锂在纯氧中燃烧生成Li2O2 D．CaCO3与稀硝酸反应生成CO2，推出CaSO3也能与稀硝酸反应生成SO2

解析：碳酸的酸性强于次氯酸，CO2通入NaClO溶液中能生成HClO，故A正确；氯化铝是共价化合物，熔融AlCl3不导电，不能通过电解熔融AlCl3的方法制得铝，故B错误；金属锂在纯氧中燃烧只生成Li2O，故C错误；CaSO3具有还原性，与稀硝酸发生氧化还原反应，不能生成SO2，故D错误。

答案：A

5．下列实验操作与预期实验目的或所得实验结论一致的是()

解析：KHCO 3与盐酸反应也产生CO 2，A 错误；FeCl 2溶液加热蒸发，Fe 2＋被氧化成Fe 3＋，同时Fe 2＋、Fe 3＋会发生水解，无法获得FeCl 2晶体，B 错误；蔗糖加稀硫酸水解后，要先加强碱中和至溶液呈碱性，再加新制氢氧化铜，否则Cu(OH)2与硫酸反应生成硫酸铜，不能判断蔗糖水解产物是否具有还原性，C 错误；加入Mg(OH)2调节pH ，促进Fe 3＋水解生成Fe(OH)3沉淀，过滤除去Fe(OH)3和过量的Mg(OH)2即可，D 正确。

答案：D

6．A 、B 、C 、X 均为中学常见的纯净物，它们之间有如下转化关系(副产物已略去)。

A ―――――→＋X 一定条件反应①

B ―――――→＋X 一定条件

反应②

C (1)若X 为气体单质，则A 可能是________(填字母序号)。

a ．Na

b ．Mg

c ．C

d ．Al

(2)若化合物A 、B 、C 均含同种金属元素，X 是强酸或强碱，则B 的化学式为__________，反应①的离子方程式为_______________或__________________。

(3)若X 为常见金属，向C 的水溶液中滴加AgNO 3溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，X 在A 中燃烧产生棕黄色的烟，B 的化学式为____________________；反应①的化学方程式为____________________________________________； C 溶液在贮存时应加入少量X ，原因是___________________________

(用必要的文字和离子方程式表示)；向C 的溶液中加入氢氧化钠溶液，现象是________________________________________________________________； 此过程中属于氧化还原反应的化学方程式为__________________________ ___________________________________________________________。

解析：(1)X 为O 2时，a 、c 都可以满足。(2)A 含Al 3＋，X 是强碱或A 含AlO －2，X 是强酸时，满足条件。(3)不溶于稀硝酸的白色沉淀为AgCl ，且X 在A 中燃烧产生棕黄色的烟，则X 是铁单质，A 是氯气，B 是FeCl 3，C 是FeCl 2。向FeCl 2溶液中加入氢氧化钠溶液生成白色沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。氢氧化亚铁被氧气氧化成氢氧化铁的过程属于氧化还原反应。

答案：(1)ac (2)Al(OH)3 Al 3＋＋3OH －===Al(OH)3↓ AlO －2＋H

＋＋H 2O===Al(OH)3↓

(3)FeCl 3 2Fe ＋3Cl 2=====点燃

2FeCl 3 2Fe 3＋＋Fe===3Fe 2＋，防止Fe 2＋被氧化 先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3

7．硫酸的工业制备是一个重要的化工生产过程，但在生产过程中会产生大量污染，需要在生产工艺中考虑到绿色工艺。以硫酸工业产生的二氧化硫尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氢铵为原料可以合成硫化钙、硫酸铵、亚硫酸铵等物质。合成路线如下：

(1)写出反应Ⅰ的化学方程式___________________________________________ ________________________________________________________________。

(2)反应Ⅲ中每生成1 mol 硫化钙理论上转移电子数________；为充分利用副产品CO ，有人提出以熔融的K 2CO 3为电解质，设计燃料电池，请写出此电池的负极反应式___________________________________________________________。

(3)为检验反应Ⅱ得到的产品是否因部分被氧化而变质，需选择的化学试剂有______________________________________________________________。

(4)根据合成流程，可以循环利用的物质是_________________________。

(5)(NH 4)2SO 3溶液可用于电厂产生的烟道气的脱氮，将氮氧化物转化为氮气，同

时生成一种氮肥，形成共生系统。写出二氧化氮与亚硫酸铵溶液反应的离子方程式：_____________________________________________________________。

答案：(1)2CaCO3＋O2＋2SO2===2CaSO4＋2CO2

(2)8N A CO＋CO2－3－2e－===2CO2

(3)稀盐酸、BaCl2溶液(4)CaCO3

(5)2NO2＋4SO2－3===N2＋4SO2－4

B组满分限时练(建议用时25分钟)

1．化学美无处不在，如图所示是物质间发生化学反应的颜色变化，其中a、b、c、d对应的物质正确的是()

解析：稀硫酸与Fe(OH)3反应得到的Fe2(SO4)3溶液呈黄色，稀硫酸遇酚酞试液显无色，A、C项错误；稀硫酸与Fe2O3反应得到的Fe2(SO4)3溶液呈黄色，B项错误；稀硫酸与Cu(OH)2反应得到的CuSO4溶液呈蓝色，稀硫酸与Ba(NO3)2反应得到的BaSO4是白色沉淀，稀硫酸与Fe(OH)2反应得到的FeSO4溶液呈浅绿色，稀硫酸遇紫色石蕊试液变红，D项正确。

答案：D

2．(2017·海淀质检)某化学兴趣小组进行了有关

Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图

所示。下列有关说法正确的是()

A．实验①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，说明稀硝酸被Cu还原为NO2

B．实验③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸强C．实验③发生反应的化学方程式为：3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4===4CuSO4＋2NO↑＋4H2O

D．由上述实验可得出结论：Cu在常温下既可以和稀硝酸反应，也可以和稀硫酸反应

解析：A项，Cu与稀HNO3反应生成NO，在试管口遇到O2而生成NO2，故A 错误；B项，加稀H2SO4提供了H＋，NO－3在酸性环境下与Cu反应，故B错误、C正确；D项，Cu常温下与稀HNO3反应，不与稀H2SO4反应，故D错误。

答案：C

3．(2017·福建六校联考)用铝土矿(主要成分为Al2O3，含有Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：

下列叙述正确的是()

A．试剂X可以是盐酸

B．反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁

C．图中所示转化反应都不是氧化还原反应

D．操作②中发生反应的化学方程式为NaAlO2＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3

解析：A项，分离氧化铝和氧化铁，应用氢氧化钠溶液，不可能用盐酸，因为二者都可与盐酸反应，故A错误；B项，氧化铁与NaOH不反应，则反应①过滤后所得沉淀为氧化铁，故B错误；C项，电解熔融Al2O3属于氧化还原反应，故C错误；D项，操作②中向NaAlO2溶液中通入过量CO2反应的化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3，故D正确。

答案：D

4．二氧化氯(ClO 2)是一种黄绿色易溶于水的气体，常用作饮用水消毒剂。实验室通过如图所示过程制备二氧化氯。

下列说法正确的是( )

A ．电解时发生反应的离子方程式为NH ＋4＋3Cl －

=====电解

2H 2↑＋NCl 3 B ．溶液X 中大量存在的阴离子有Cl －、OH －

C ．可用饱和食盐水除去ClO 2中的NH 3

D ．可用明矾除去饮用水中残留的NaClO 2

解析：A 项，电解氯化铵与盐酸的混合溶液，生成NCl 3与H 2，发生反应的离子

方程式为NH ＋4＋2H ＋＋3Cl －=====电解3H 2↑＋NCl 3，错误；B 项，根据元素守恒，

溶液X 中大量存在的阴离子有Cl －和OH －，正确；C 项，ClO 2易溶于水，NH 3显碱性，因此要除去混有的氨气，应该选择浓硫酸，错误；D 项，明矾在水中可电离出Al 3＋，Al 3＋水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体可吸附水中的杂质起到净水作用，但不能用明矾除去NaClO 2，错误。

答案：B

5．(2017·洛阳二模)用辉铜矿(主要成分为Cu 2S ，含少量Fe 2O 3、SiO 2等杂质)制备难溶于水的碱式碳酸铜的流程如下：

(1)下列措施是为了加快浸取速率，其中无法达到目的的是________(填字母)。

A ．延长浸取时间

B ．将辉铜矿粉碎

C ．充分搅拌

D ．适当增加硫酸浓度

(2)滤渣Ⅰ中的主要成分是MnO2、S、SiO2，请写出“浸取”反应中生成S的离子方程式：________________________________________________________。(3)研究发现，若先除铁再浸取，浸取速率明显变慢，可能的原因是_______________________________________________________________。(4)“除铁”的方法是通过调节溶液pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3，则加入的试剂A可以是________(填化学式)；“赶氨”时，最适宜的操作方法是____________。

(5)“沉锰”(除Mn2＋)过程中有关反应的离子方程式为_____________。

解析：辉铜矿主要成分为Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等杂质，加入稀硫酸和二氧化锰浸取，过滤得到滤渣为MnO2、SiO2、单质S，滤液中含有Fe3＋、Mn2＋、Cu2＋，调节溶液pH除去Fe3＋，加入碳酸氢铵溶液沉淀锰，过滤得到滤液，赶出氨气循环使用，得到碱式碳酸铜。(1)酸浸时，通过粉碎矿石或者升高温度或者进行搅拌或者适当增加硫酸浓度都可以提高浸取速率，延长浸取时间并不能提高速率。(2)“浸取”时，在酸性条件下MnO2氧化Cu2S得到硫沉淀、CuSO4和MnSO4，其反应的离子方程式是2MnO2＋Cu2S＋8H＋===S＋2Cu2＋＋2Mn2＋＋4H2O。

(3)浸取时Fe2O3与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，若先除铁再浸取，浸取速率明显变慢，说明浸取时生成的Fe3＋可催化Cu2S被MnO2氧化。(4)加入的试剂A应用于调节溶液pH，促进Fe3＋的水解，但不能引入杂质，因最后要制备碱式碳酸铜，则可加入氧化铜、氢氧化铜等；因氨气易挥发，加热可促进挥发，则可用加热的方法“赶氨”。(5)“沉锰”(除Mn2＋)过程中，加入碳酸氢铵和氨气，生成碳酸锰沉淀，反应的离子方程式为Mn2＋＋HCO－3＋NH3===MnCO3↓＋NH＋4。

答案：(1)A(2)2MnO2＋Cu2S＋8H＋===2Mn2＋＋2Cu2＋＋S＋4H2O(3)Fe3＋可催化Cu2S被MnO2氧化(或Fe2O3在浸取时起催化作用)(4)CuO[或Cu(OH)2等其他合理答案]将溶液加热(或通入热空气)

(5)Mn2＋＋HCO－3＋NH3===MnCO3↓＋NH＋4

6．亚硝酸钠被称为工业盐，不能用于食品工业，但在漂白、电镀等方面应用广泛。现以木炭、浓硝酸、水和铜为原料生成的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠的装置如图所示(部分夹持装置略)。

已知：①3NaNO2＋3HCl===3NaCl＋HNO3＋2NO↑＋H2O；②酸性条件下，NO 或NO－2都能与MnO－4反应生成NO－3和Mn2＋。

完成下列填空：

(1)写出a仪器的名称：____________。

(2)写出NO与过氧化钠在常温下转化成亚硝酸钠的化学反应方程式：__________。

(3)B中观察到的主要现象是有无色气体产生和____________，D装置中发生的反应的离子方程式为

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________。

(4)检验C中产物有亚硝酸钠的试剂是________。

(5)经检验C中产物除亚硝酸钠外还含有副产物碳酸钠和氢氧化钠，为避免产生这些副产物，应在B、C装置间增加装置，则该装置中盛放的药品名称为________。答案：(1)三颈烧瓶(2)2NO＋Na2O2===2NaNO2

(3)铜片溶解，溶液变蓝5NO＋3MnO－4＋4H＋===5NO－3＋3Mn2＋＋2H2O(4)HCl 或H2SO4(5)碱石灰