专题05 金属及其化合物(高考押题)-2018年高考化学二轮复习精品资料(解析版)

1．化学知识在生产和生活中有着重要的应用。下列说法中正确的是(　　)

①钠的还原性很强，可以用来冶炼金属钛、钽、铌、锆等

②K、Na合金可作原子反应堆的导热剂

③发酵粉中主要含有碳酸氢钠，能使焙制出的糕点疏松多孔

④Na2O2既可作呼吸面具中O2的来源，又可漂白织物、麦杆、羽毛等

⑤碳酸钠在医疗上是治疗胃酸过多的一种药剂         

⑥明矾常作为消毒剂

A．①②③④　　 　　B．①②③④⑤

C．①②③④⑥       D．①②③④⑤⑥ 

故正确；④Na2O2和二氧化碳反应生成氧气，且又有强氧化性，有漂白性，所以Na2O2既可作呼吸面具中O2的来源，又可漂白织物、麦杆、羽毛等，故正确；⑤碳酸钠碱性较强，所以不能用来治疗胃酸过多，碳酸氢钠在医疗上是治疗胃酸过多的一种药剂，故错误；⑥明矾是强酸弱碱盐能水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附性，所以可作净水剂，不能作消毒剂，故错误；答案为A。

2．“类推”这种思维方法在化学学习与研究中有时会产生错误结论，因此类推的结论最终要经过实践的检验，才能决定其正确与否，下列几种类推结论中错误的是(　　)

①钠与水反应生成NaOH和H2；所有金属与水反应都生成碱和H2

②铁露置在空气中一段时间后就会生锈，性质更活泼的铝不能稳定存在于空气中

③Al(OH)3、Cu(OH)2受热易分解，Fe(OH)3受热也易分解

④不能用电解熔融 的AlCl3来制取金属铝；也不能用电解熔融的MgCl2来制取金属镁

A．①④      B．②④

C．①②④     D．①②③④

解析：选C。①钠与水反应生成NaOH和H2；而Fe与水蒸气发生反应：3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2。因此不是所有金属与水反应都生成碱和H2，错误；②铁露置在空气中一段时间后就会生锈，性质更活泼的铝在空气中放置由于金属表面产生了一层致密的氧化物，对内层的金属起保护作用，因此Al能稳定存在于空气中，错误；③Al(OH)3、Cu(OH)2受热易分解产生金属氧化物和水，Fe(OH)3受热也易分解产生氧化铁和水，错误；④由于AlCl3是共价化合物，因此不能用电解熔融的AlCl3来制取金属铝；而MgCl2是离子化合物，因此可以能用电解熔融的MgCl2来制取金属镁，错误。故上述类推错误的是①②④，选项C符合题意。

3．下列关于物质或离子检验的叙述正确的是(　　)

A．在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3＋，无Fe2＋

B．气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气

C．灼烧白色粉末，火焰成黄色，证明原粉末中有Na＋，无K＋

D．将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明原气体是CO2

故C项错误；D项能使澄清石灰水变浑浊的气体有CO2、SO2等，故将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，则原气体不一定是CO2，D项错误；本题选B。

4．下列叙述正确的是(　　)

A．等量的铁分别与足量氯气和硫充分反应，生成物质的物质的量相同

B．等量的铜分别与足量浓、稀充分反应，生成气体的物质的量相同

C．等量的铝分别与氢氧化钠溶液和盐酸充分反应，生成气体体积一定相同

D．等量的氯气分别与足量氢氧化钠和硫化钠充分反应，转移的电子数相同

解析：选A。A.根据化学反应，2Fe＋3Cl22FeCl3、Fe＋SFeS，铁的物质的量相等，生成物的物质的量相同，A正确；B.在铜与反应的过程中，铜失去电子的总数相等，浓中的N由＋5价得一个电子生成NO2，而稀中的N由＋5价得3个电子生成NO，所以生成气体的物质的量不相同，B错误；C.等量的铝与盐酸或NaOH溶液反应，消耗酸碱的物质的量不相等，所以若酸碱不足，则生成的气体体积有可能不相同，C错误；D.根据化学反应Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O转移1e－、Cl2＋Na2S===S↓＋2NaCl转移2e－，氯气的物质的量相等，转移电子数之比为1∶2，不相同，D错误；答案选A。

5．在含有FeCl3、FeCl2、AlCl3、NaCl的溶液中，加入足量的NaOH溶液，在空气中充分搅拌反应后再加入过量的稀盐酸，溶液中离子数目减少的是(　　)

A．Na＋      B．Fe3＋

C．Al3＋      D．Fe2＋

解析：选D。溶液中加入足量的氢氧化钠，反应生成氢氧化铁沉淀和氢氧化亚铁沉淀和偏铝酸钠，在空气中搅拌氢氧化亚铁变成氢氧化铁，再加入过量的盐酸，氢氧化铁反应生成氯化铁，偏铝酸钠反应生成氯化铝，亚铁离子减少，选D。

6．某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且实验结论正确的是(　　)

A．常温下将铜丝插入浓硫酸中，会产生有刺激性气味的气体，且溶液变为蓝色

B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成

C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，无法得到无水CuCl2固体

D．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入中浸泡，既除去铜绿，又不能损伤铜器

7．已知A、B为单质，C为化合物，能实现上述转化关系的是(　　)

A＋BCA＋B

①若C溶于水后得到强碱溶液，则A可能是Na 

②若C溶液遇Na2CO3放出CO2气体，则A可能是H2 

③若C溶液中滴加KSCN溶液显红色，则B可能为Fe 

④若C溶液中滴加NaOH溶液有蓝色沉淀生成，则B可能为Cu 

A．①②      B．①③

C．②④      D．③④

解析：选C。①若A是Na，B是O2，则C是Na2O2，C的水溶液是NaOH，电解NaOH溶液得到氢气和氧气，错误；②若C溶液遇Na2CO3放出CO2气体，则C可能是HCl、HBr、HI等，电解HCl、HBr、HI等的水溶液就是电解电解质本身，在阴极产生氢气，在阳极产生Cl2、Br2、I2，因此A可能是H2，正确；③若C溶液中滴加KSCN溶液显红色，则C中含有Fe3＋，电解铁盐不可能产生金属Fe，错误；④若C溶液中滴加NaOH溶液有蓝色沉淀生成，则C中含有Cu2＋，该盐可能是CuCl2、CuBr2溶液，电解CuCl2、CuBr2溶液会产生Cu和Cl2、Br2，因此B可能为Cu ，正确。

8．研究发现，越稀，还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取适量的铁铝合金与足量很稀的充分反应，没有气体放出。在反应结束后的溶液中，逐滴加入4 mol·L－1NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．OC段离子反应方程式为：H＋＋OH－===H2O

B．溶液中n(NH)＝0.012 mol

C．溶液中结合OH－能力最强的离子是H＋，最弱的离子是Al3＋

D．欲测定F点沉淀的质量，实验步骤是：过滤、洗涤、干燥、称量

解析：选C。根据题意，加入NaOH溶液，没有产生气体，说明还原产物为NH，溶液中含有的离子是Al3＋、Fe3＋、H＋、NH。向该溶液中加入NaOH溶液，开始没有析出沉淀，因此结合OH－的能力由强到弱的顺序是H＋、Fe3＋、Al3＋、NH，然后是Al(OH)3沉淀的溶解。A.根据图像可知在OC段发生的反应为剩余的与NaOH溶液反应，离子方程式是H＋＋OH－===H2O，正确；B.根据图可知在DE段反应消耗NaOH溶液的体积是3 mL，根据NH＋OH－===NH3·H2O可知：n(NH)＝n(OH－)＝cV＝4 mol/L×0.003 L＝0.012 mol，正确；C.根据反应的先后顺序可知结合OH－最强的离子是H＋，最弱的离子是NH，错误；D.欲测定F点沉淀的质量，应该将互不相溶的固体与液体分离，并洗涤，洗去附着在沉淀表面的杂质离子，然后干燥再称重，故实验步骤是：过滤、洗涤、干燥、称量，正确。

9．现有Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)六种物质，它们之间有如图所示的转化关系，图中每条线两端的物质之间都可以发生反应，下列推断不合理的是(　　)

A．X可能为Al或Cl2

B．Y一定为NaOH(aq)

C．N一定是HCl(aq)

D．Q、Z中的一种必为Al2O3

Al2O3、Al(OH)3为Q、Z(有2种物质能与其反应)中的一种，二者均能与Y(NaOH溶液)、N(HCl溶液)反应。

10．用无机矿物资源生产部分材料，其产品流程示意图如下。下列有关说法错误的是(　　)

A．制取玻璃和粗硅时生成的气体产物均为CO2

B．生产铝、铜及高纯硅的过程中都涉及氧化还原反应

C．粗硅制高纯硅时，提纯四氯化硅可用多次蒸馏的方法

D．黄铜矿冶炼铜时产生的SO2可用于生产硫酸，FeO可用作冶炼铁的原料

解析：选A。用纯碱、石灰石与石英制取玻璃，发生的反应是：Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑；CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑；反应产生CO2，用石英与焦炭发生反应制取粗硅，反应方程式是：2C＋SiO2Si＋2CO↑，粗硅时生成的气体产物为CO，错误；B.生产铝、铜及高纯硅的过程中都有混合物转因此可用于生产硫酸，FeO含有铁元素，可用作冶炼铁的原料，这样既使物质得到充分的利用，同时也减少了对环境造成的污染，正确。

11．铁及其化合物在日常生活中用途比较广泛。

(1)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型的绿色消毒剂和高容量电池材料。将Fe(NO3)3与NaClO混合后，在碱性条件下发生反应可制得高铁酸钠，该反应的离子方程式为_______________________________________。

(2)四氧化三铁(Fe3O4)常用作颜料、磁流体材料、催化剂和电子材料等。共沉淀法是目前制备纳米Fe3O4的重要方法之一，其流程如图所示：

①为得到较纯净的纳米Fe3O4，FeSO4·7H2O与FeCl3·6H2O的物质的量之比最好为________。但实际操作时，却很难控制这一比例，原因是___________________________________________。

②在最佳投料比条件下，检验Fe3O4是否沉淀完全的实验操作是_________________________。

(3)绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。测定绿矾产品中FeSO4·7H2O含量的方法如下：

a．称取3.0 g绿矾产品，配制成250.00 mL溶液；

b．量取25.00 mL a中溶液于锥形瓶中；

c．用0.010 00 mol·L－1酸性KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液的平均体积为20.00 mL。滴定时发生反应的离子方程式为5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。

①0.010 00 mol·L－1KMnO4溶液应置于如图所示仪器________(填“甲”或“乙”)中，滴定终点的现象是_________________________________________________________________________________________。

②产品中FeSO4·7H2O的质量分数为________(小数点后保留1位数字)。

③若用上述方法测定的样品中FeSO4·7H2O的质量分数偏低(测定过程中产生的误差可忽略)，可能的原因有________________________________________________________________________。

比。②最佳投料比时，沉淀完全，则溶液中不存在Fe2＋与Fe3＋，故可用KSCN溶液检验。(3)①KMnO4溶液具有强氧化性，能腐蚀橡胶，故必须置于酸式滴定管中。滴定至终点时，滴入的最后一滴KMnO4溶液不再反应，使溶液呈浅红色。②由反应的离子方程式可知：n(Fe2＋)＝5n(MnO)＝5×0.010 00 mol·L－1×0.020 0 L×250.00 mL÷25.00 mL＝0.01 mol，故w(FeSO4·7H2O)＝0.01 mol×278 g·mol－1÷3.0 g×100%≈92.7%。③若质量分数偏低，说明溶液中有杂质或部分Fe2＋已被氧化。

答案：(1)2Fe3＋＋3ClO－＋10OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O　(2)①1∶2　Fe2＋极易被氧化为Fe3＋　②取少量上层清液，滴加KSCN溶液，若溶液不变红色，表明沉淀完全　(3)①甲　溶液变成浅红色且半分钟内不褪色　②92.7%　③样品中存在少量的杂质或样品部分被氧化

12．天津港国际物流中心区域内化学危险品仓库因起火而发生爆炸。其仓库存储的桶装，因爆炸冲击发生了泄漏。是一种重要的基本化工原料，用于电镀、冶金等，因此很多工业废水中也含，此工业废水可与其他工业废水一同处理。下图是工业上处理含铬废水和含氰废水的流程图：

(1)含铬废水中的铬元素主要以CrO形式存在，酸化时CrO可转化为Cr2O，现象是

________________________________________________________________________。

(2)酸性条件下，Cr2O极易被还原剂还原为毒性较小的Cr3＋。图中“反应Ⅰ”的离子方程式为

________________________________________________________________________。

(3)①在爆炸发生时有少量炸出，有人指出可用双氧水处理，使之被氧化成无毒物质，已知二者反应生成一种烘焙时常用的物质，并释放出一种有刺激性气味的气体，该气体易液化，液化后常用作制冷剂，请写出与过氧化氢反应的化学方程式：

________________________________________________________________________。

②除双氧水外，还可用硫代硫酸钠处理，转化为Na2SO3及弱毒性的NaSCN，写出两种物质发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________。

(4)pH＞10时，“反应Ⅱ”中的NaClO可将氰离子(CN－)快速氧化为两种无毒的物质，写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________。

(5)经过“反应Ⅰ”和“反应Ⅱ”的两种废水“混合”的目的是_____________________________________。

向混合后的溶液中加NaOH调为碱性的目的是________________________________________。

易被液化成无色的液体，液氨常用作制冷剂。②Na2S2O3可使NaCN转化为弱毒性的NaSCN，自身转化为Na2SO3，反应的化学方程式为NaCN＋Na2S2O3===NaSCN＋Na2SO3。(4)CN－被氧化成无毒的N2和CO，离子方程式为2CN－＋5ClO－＋2OH－===H2O＋N2↑＋2CO＋5Cl－。(5)经过“反应Ⅰ”和“反应Ⅱ”的两种废水“混合”的目的是使两个反应中过量的氧化剂和还原剂发生反应，向混合后的溶液中加NaOH调为碱性的目的是使溶液中的Cr3＋得以形成沉淀。

答案：(1)溶液颜色由黄色变为橙红色　

(2)Cr2O＋3SO＋8H＋===3SO＋4H2O＋2Cr3＋

(3)①NaCN＋H2O2＋H2O===NaHCO3＋NH3↑

②NaCN＋Na2S2O3===NaSCN＋Na2SO3　(4)2CN－＋5ClO－＋2OH－===H2O＋N2↑＋2CO＋5Cl－

(5)使两个反应中过量的氧化剂和还原剂发生反应　使溶液中的Cr3＋得以形成沉淀

13．TiO2在工业生产和日常生活中有重要用途。

工业上用钛铁矿(主要成分是TiO2、少量FeO和Fe2O3)制备TiO2，再用TiO2制备TiCl4等产品的一种工艺流程如图所示：

已知：TiO2＋发生水解反应的化学方程式为TiO2＋＋(n＋1)H2OTiO2·nH2O＋2H＋。

(1)硫酸与TiO2反应的离子方程式是______________________________________________________。

(2)由TiO2制取TiCl4时涉及的反应有：

TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g)　ΔH1＝－72 kJ·mol－1；

TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)

ΔH2＝＋38.8 kJ·mol－1；

C(s)＋CO2(g)===2CO(g)

ΔH3＝＋282.8 kJ·mol－1。

①反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)在高温下能够自发进行的原因是

________________________________________________。

②反应C(s)＋O2(g)===CO2(g)的ΔH＝________。

(3)向Ⅰ中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；2TiO2＋(无色)＋Fe＋4H＋===2Ti3＋(紫色)＋Fe2＋＋2H2O；Ti3＋(紫色)＋Fe3＋＋H2O===TiO2＋(无色)＋Fe2＋＋2H＋。

①结合信息判断Fe3＋、TiO2＋、Fe2＋的氧化性强弱关系：________＞________＞________。

②加入铁屑的作用是_______________________________________。

(4)向Ⅱ中不断通入高温水蒸气，维持溶液沸腾一段时间，析出水合二氧化钛沉淀。请用化学平衡理论分析通入高温水蒸气的作用：

________________________________________________________________________。

(5)依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是

________________________________________________________________________

(写出一条即可)。

(6)工业上可通过电解TiO2来获得Ti(同时产生O2)：处理过的TiO2为阴极，石墨为阳极，熔融CaCl2为电解液，电解槽中加入炭块。阴极反应式为____________________________________；

电解过程中需定期向电解槽中加入炭块的原因是

________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

的颜色可知溶液中含有Ti3＋，由第3个式子可知Fe3＋能将Ti3＋氧化为TiO2＋，故加入铁屑作还原剂，将Fe3＋还原为Fe2＋，保护Fe2＋不被氧化。(4)水解反应是吸热反应，通入高温水蒸气使体系的温度升高，促进TiO2＋的水解，溶液被稀释，H＋浓度降低，平衡正向移动，也促进TiO2＋的水解。(5)根据工艺流程可看出生产过程中产生了废气、废液、废渣，对环境有污染，不符合绿色化学思想。(6)熔融CaCl2为电解液，处理过的TiO2为阴极，TiO2得电子生成Ti；阳极反应式为2O2－－4e－===O2↑，石墨为阳极，碳单质与阳极产生的氧气反应而不断减少，需定期向电解槽中加入炭块。

答案：(1)TiO2＋2H＋===TiO2＋＋H2O

(2)①该反应是熵增反应　②－393.6 kJ·mol－1

(3)①Fe3＋　TiO2＋　Fe2＋　②将Fe3＋还原为Fe2＋，保护Fe2＋不被氧化

(4)通入高温水蒸气能降低H＋的浓度，提高溶液温度，促衡向水解方向移动，从而析出TiO2·nH2O

(5)产生了废气、废液、废渣

(6)TiO2＋4e－===Ti＋2O2－　碳单质与阳极产生的氧气反应而不断减少

14．氯化铜、氯化亚铜是重要的化工原料，广泛地用作有机合成催化剂。

实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料，某种制备铜的氯化物的流程如下。

按要求回答下列问题：(导学号 58870150)

(1)操作①的名称是________，检验溶液2中是否含有杂质离子的试剂是________。操作②需在氯化氢气流中经过加热浓缩、________、过滤、洗涤、干燥。

(2)上述流程中，所得固体1需要加稀盐酸溶解，其理由是

______________________________________________________；

溶液1可加试剂X用于调节pH以除去杂质， X可选用下列试剂中的(填序号)________。 

a．NaOH      b．NH3·H2O

c．CuO      d．CuSO4

(3)反应②是向溶液2中通入一定量的SO2，加热一段时间后生成CuCl白色沉淀。写出制备CuCl的离子方程式：_______________。

(3)溶液2含有CuCl2，通入一定量的SO2，生成白色沉淀CuCl，发生氧化还原反应，SO2为还原剂，被氧化为SO，所以离子方程式为：2Cu2＋＋2Cl－＋SO2＋2H2O2CuCl↓＋4H＋＋SO

答案：(1)过滤　KSCN溶液　冷却结晶(结晶)　(2)抑制氯化铜、氯化铁水解　c

(3)2Cu2＋＋2Cl－＋SO2＋2H2O2CuCl↓＋4H＋＋SO

15．铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题：

(1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸，所得溶液中含有的大量阳离子是____________________________________________。

(2)某溶液中有Mg2＋、Fe2＋、Al3＋、Cu2＋四种离子，向其中加入过量的NaOH溶液后，过滤，将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投入到过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是________。

A．Mg2＋      B．Fe2＋

C．Al3＋      D．Cu2＋

(3)氧化铁是重要工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：

回答下列问题：

①操作Ⅰ的名称是________，操作Ⅱ的名称是________。

②写出在空气中煅烧FeCO3的化学方程式__________________

______________________________________________________。

(4)有些同学认为用酸性KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定，其反应如下：

5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。

a．称取2.85 g绿矾(FeSO4·7H2O)产品，溶解，在250 mL容量瓶中定容；

b．量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中；

c．用硫酸酸化的0.010 00 mol/L KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL。

①实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250 mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需______________________________________________________。

②某同学设计的下列滴定方式，最合理的是________(夹持部分略去)(填字母序号)。

③计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为________。

解析：(1)磁性固体Y为四氧化三铁，溶于过量盐酸中，其反应的离子方程式为：Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O。所以溶液中含有的大量阳离子是Fe2＋、Fe3＋、H＋。

(2)该转化关系如图所示：

故大量减少的离子有Al3＋、Fe2＋。

(4)①配制一定物质的量浓度的溶液需要容量瓶，所以答案为250 mL的容量瓶。

②酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能腐蚀橡胶管，所以应用酸式滴定管盛装酸性高锰酸钾溶液。

③5(FeSO4·7H2O)～5Fe2＋～MnO

5×278 g　　　　　　　　　1 mol

m　　　　　0.010 00 mol/L×0.02 L　　m＝0.278 g

则绿矾产品总质量为m′＝0.278 g×＝2.78 g，样品中FeSO4·7H2O的质量分数为2.78 g/2.85 g×100%＝97.5%。

答案：(1)Fe2＋、Fe3＋、H＋　(2)B、C　(3)①过滤　洗涤　②4FeCO3＋O22Fe2O3＋4CO2

(4)①250 mL容量瓶　②b　③97.5%