高考化学新一轮总复习 高考演练（真题 重组 考向 把脉）：第三章 金属及其化合物复习题及答案解析

这是一份高考化学新一轮总复习 高考演练（真题 重组 考向 把脉）：第三章 金属及其化合物复习题及答案解析，共19页。试卷主要包含了过氧化钠可作为氧气的来源，两种盐的固体混合物等内容，欢迎下载使用。
A．原料利用率高 B．设备少w!w!w.!x!k!b!1.cm
C．循环利用的物质多 D．原料易得
答案：A
2．(2011·高考上海卷改编)过氧化钠可作为氧气的来源。常温常压下二氧化碳和过氧化钠反应后，若固体质量增加了28 g，反应中有关物质的物理量正确的是(NA表示阿伏加德罗常数)( )
A.①③ B．②④
C．①④ D．②③
解析：选A。2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 Δm＝2CO2－O2＝2CO
由此可知：Na2O2与CO2反应后，固体增加的质量即是生成CO2时燃烧掉的CO的质量。故可采用以下反应方程式分析解决问题：
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 转移2e－ Δm＝2CO
1ml 1 ml 1 ml 1 ml e－ eq \f(28,28)＝1 ml
故可判断①、③物理量正确。
3．(2012·高考海南卷)两种盐的固体混合物：①加热时有气体产生，②加水溶解时有沉淀生成，且沉淀溶于稀盐酸。满足上述条件的混合物是( )
①BaCl2和(NH4)2SO3 ②AgNO3和NH4Cl ③FeCl3和NaHCO3 ④KCl和Na2CO3
A．①④ B．②③
C．①③ D．②④
解析：选C。选项①，加热时(NH4)2SO3分解为NH3、SO2和H2O，加水溶解时生成BaSO3沉淀，符合题中限定条件；选项②，加热时生成NH3和HCl，溶于水时生成的沉淀AgCl不溶于盐酸；选项③，加热时NaHCO3分解产生CO2气体，溶于水时发生双水解生成Fe(OH)3沉淀，符合题中条件；选项④，加热时无气体生成，溶于水也无沉淀生成。
4．(2011·高考上海卷)120 mL含有0.20 ml碳酸钠的溶液和200 mL盐酸，不管将前者滴加入后者，还是将后者滴加入前者，都有气体产生，但最终生成的气体体积不同，则盐酸的浓度合理的是( )
A．2.0 ml·L－1 B．1.5 ml·L－1
C．0.18 ml·L－1 D．0.24 ml·L－1
解析：选B。盐酸与碳酸钠分两步反应，第一步生成碳酸氢钠：Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl；第二步碳酸氢钠继续与盐酸反应生成CO2：NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，若将Na2CO3溶液逐滴加入到盐酸中，则开始时盐酸足量，有气体生成；若将盐酸逐滴加入到Na2CO3溶液中，则开始时只发生第一步反应，直至COeq \\al(2－,3)完全转化为HCOeq \\al(－,3)时(理论上)才会发生第二步反应，产生CO2，所需盐酸浓度c(HCl)>eq \f(0.2 ml,200 mL×10－3L·mL－1)＝1.0 ml·L－1，若c(HCl)≥eq \f(0.2 ml×2,200 mL×10－3L·mL－1)＝2.0 ml·L－1，则盐酸足量，两种滴加方式产生CO2的体积相同，因此选项B合理。
5．(2013·高考上海卷)碳酸氢钠俗称“小苏打”，是氨碱法和联合制碱法制纯碱的中间产物，可用作膨松剂，制酸剂，灭火剂等。工业上用纯碱溶液碳酸化制取碳酸氢钠。
(1)某碳酸氢钠样品中含有少量氯化钠。称取该样品，用0.1000 ml/L盐酸滴定，耗用盐酸20.00 mL。若改用0.05618 ml/L硫酸滴定，需用硫酸________mL(保留两位小数)。
(2)某溶液组成如表一：
表一
向该溶液通入二氧化碳，析出碳酸氢钠晶体。取出晶体后溶液组成如表二：
表二
计算析出的碳酸氢钠晶体的质量_________________________________
(保留1位小数)。
(3)将组成如表二的溶液加热，使碳酸氢钠部分分解，溶液中NaHCO3的质量由428.8 kg降为400.3 kg，补加适量碳酸钠，使溶液组成回到表一状态。计算补加的碳酸纳质量______________________________(保留1位小数)。
(4)某种由碳酸钠和碳酸氢钠组成的晶体452 kg溶于水，然后通入二氧化碳，吸收二氧化碳44.8×103 L(标准状况)，获得纯的碳酸氢钠溶液，测得溶液中含碳酸氢钠504 kg。通过计算确定该晶体的化学式________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)设需H2SO4 x mL
x·10－3×0.05618×2＝20.00×10－3×0.1000
x＝17.80
(2)Na2CO3＋CO2＋H2O＝2NaHCO3
106 168
814．8－137.7 y
＝677.1 (kg)
y＝1073.14 kg
所以析出的NaHCO3晶体质量为：
1073．14＋400.3－428.8＝1044.6 (kg)
(3)2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O
生成Na2CO3的质量为
eq \f(428.8－400.3,84)×eq \f(1,2)×106＝17.98 (kg)
所以应补加Na2CO3的质量为：
814．8－(17.98＋137.7)＝659.1 (kg)
(4)设晶体的化学式为a Na2CO3·bNaHCO3·nH2O
n(Na2CO3)＝n(CO2)＝44.8×103÷22.4＝ 2000(ml)
n(NaHCO3)＝eq \f(504,84.0)×1000－2000×2＝2000(ml)
n(H2O)＝[452000－(106×2000＋84.0×2000)]÷18
＝4000 (ml)
所以：a∶b∶n＝2000∶2000∶4000＝1∶1∶2
晶体化学式为：Na2CO3·NaHCO3·2H2O
答案：(1)17.80 (2)1044.6 kg (3)659.1 kg
(4)NaHCO3·Na2CO3·2H2O

1．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液，有沉淀和气体生成(2013·高考重庆卷，2－C)( )l Al消耗1 ml NaOH；B项；2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑1 ml Al消耗1.5 ml H2SO4；C项，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑1 ml Al消耗3 ml HCl；D项，Al和稀硝酸反应不放H2。
综上所述，符合题意的是A项。
3．(2012·高考安徽卷)已知室温下，Al(OH)3的Ksp或溶解度远大于Fe(OH)3。向浓度均为0.1 ml·L－1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系，合理的是( )
解析：选C。解答本题时应特别注意，难溶物的Ksp越大，在溶液中越难形成沉淀；Al(OH)3能溶于过量的NaOH溶液。由于Al(OH)3的Ksp比Fe(OH)3的Ksp大，故在混合液中加入NaOH溶液时，先生成Fe(OH)3沉淀，而不生成Al(OH)3沉淀，当Fe(NO3)3反应完全后再生成Al(OH)3沉淀，继续加入NaOH溶液，Al(OH)3沉淀又溶解，故只有C图像符合题意。x§k§b 1
4．(2013·高考全国新课标卷节选)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3主要流程是________(以化学方程式表示)。
答案：(1)Al2O3(铝土矿)＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]、Na[Al(OH)4]＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3、2Al(OH)3eq \(=====,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O
5．(2013·高考重庆卷节选)合金是建造航空母舰的主体材料。
航母升降机可由铝合金制造。
①铝元素在周期表中的位置是___________________________________，
工业炼铝的原料由铝土矿提取而得，提取过程中通入的气体为________。
②Al－Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜，其化学方程式为______________________________。焊接过程中使用的保护气为________(填化学式)。
解析：(1)①开始，向铝土矿中加入足量的NaOH溶液，过滤，得到NaAlO2溶液，然后通入过量CO2气体，得到Al(OH)3沉淀，Al(OH)3加热分解得Al2O3。②Al2O3是两性氧化物，能和NaOH溶液反应；焊接时，应选用稀有气体作为保护气，而不选用N2，因为Mg和N2反应生成Mg3N2。
答案：(1)①第三周期第ⅢA族 CO2 ②Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O Ar(其他合理答案均可)

1．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)磁性氧化铁溶于稀硝酸：3Fe2＋＋4H＋＋NOeq \\al(－,3)===3Fe3＋＋NO↑＋3H2O( )
(2013·高考全国大纲卷11－C)
(2)因为Fe3＋具有氧化性，所以可以用KSCN溶液鉴别Fe3＋( )
(2013·高考广东卷10－B)
(3)将水蒸气通过灼热的铁粉，粉末变红，说明铁在高温下与水发生反应( )
(2013·高考广东卷23－D)
(4)Fe3＋有氧化性，所以FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜( )
(2012·高考广东卷，12D)
(5)在“硫酸亚铁铵的制备”实验中，为了得到硫酸亚铁铵晶体，应小火加热蒸发皿，直到有大量晶体析出时停止加热( )
(2012·高考浙江卷，8C)
(6)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3( )
(2012·高考重庆卷，2D)
(7)Fe与S混合加热生成FeS2( )
(2012·高考重庆卷，7A)
(8)Fe2O3eq \(――→,\s\up7(HCl（aq）))FeCl3(aq)eq \(――→,\s\up7(△))无水FeCl3( )
(2012·高考江苏卷，7④)
(9)过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液，溶液呈血红色，说明稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋( )
(2011·高考安徽卷，10A)
(10)Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同( )
(2011·高考重庆卷，7A)
(11)试管中溶液颜色变为红色( )
(2010·高考广东卷，22C)
解析：(4)原理为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。
(5)硫酸亚铁铵是通过降温结晶的方法来制备的，其制备过程是先制成高温饱和溶液，然后冷却，而不是用蒸发结晶的方法来获得的。
(6)Fe在Cl2中燃烧只生成FeCl3。
(7)Fe与S混合加热生成FeS。
(9)3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，所以溶液不呈血红色，因为过量的Fe又把Fe3＋还原成Fe2＋。
(10)Fe与Cl2反应生成FeCl3，Fe与稀盐酸反应生成FeCl2。
答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)× (9)× (10)× (11)√
2．(2013·高考海南卷)下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是( )
A．a－b－c－d－e－f－g－h
B．a－e－d－c－b－h－i－g
C．a－d－e－c－b－h－i－g
D．a－c－b－d－e－h－i－f
解析：选B。装置顺序为：制氯气、除杂(HCl、水蒸气)、反应制备、尾气碱处理，注意洗气瓶中导管为“长进短出”。
3．(2013·高考北京卷)用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)3·18H2O，工艺流程如下(部分操作和条件略)：
Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4，过滤；
Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3；
Ⅲ.加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色；
Ⅳ.加入MnSO4至紫红色消失，过滤；
Ⅴ.浓缩、结晶、分离，得到产品。
(1)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是____________________________________________________________。
(2)将MnOeq \\al(－,4)氧化Fe2＋的离子方程式补充完整：
1 MnOeq \\al(－,4)＋ Fe2＋＋ ________===1 Mn2＋＋ Fe3＋＋ ________。
(3)已知：
生成氢氧化物沉淀的pH
注：金属离子的起始浓度为0.1 ml·L－1
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的___________________________________________________________________________。
(4)已知：一定条件下，MnOeq \\al(－,4)可与Mn2＋反应生成MnO2。
①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是________________________________________________________________________。
②Ⅳ中加入MnSO4的目的是_______________________________________。
解析：(1)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式为：Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，在操作Ⅰ中，FeO·xFe2O3也同时被溶解，滤液中含有Al3＋、Fe2＋、Fe3＋等。
(2)步骤Ⅰ所得溶液中会有过量H2SO4，故反应在酸性条件下进行，由氧化还原反应中得失电子守恒可知MnOeq \\al(－,4)和Fe2＋的化学计量数之比为1∶5，然后观察配平。得MnOeq \\al(－,4)＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O。
(3)步骤Ⅱ中，加入过量KMnO4溶液的目的是把Fe2＋氧化成易除去的Fe3＋。调节pH约为3，由表中数据分析，可知该条件使Fe3＋完全沉淀而Al3＋不被沉淀，从而达到分离Fe3＋和Al3＋的目的。
(4)①联想Cl2的实验室制法，很容易分析实验设计的意图，即通过是否产生Cl2来判断沉淀中有无MnO2。②操作Ⅳ中加入MnSO4，紫红色消失，说明过量MnOeq \\al(－,4)因加入MnSO4而被转化成沉淀，然后过滤，以除去MnOeq \\al(－,4)，保证产品的纯度。
答案：(1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
(2)5 8H＋ 5 4H2O
(3)pH约为3时，Fe2＋和Al3＋不能形成沉淀，将Fe2＋氧化为Fe3＋，可使铁完全沉淀
(4)①生成黄绿色气体 ②除去过量的MnOeq \\al(－,4)

1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察有Mg(OH)2沉淀生成( )
(2011·高考广东卷，10B)
(2)工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al涉及氧化还原反应( )
(2012·高考广东卷，10B)
(3)MgCl2(aq)eq \(――→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq \(――→,\s\up7(煅烧))MgOeq \(――→,\s\up7(电解))Mg( )
(2012·高考江苏卷，7⑤改编)
(4)相同条件下，溶液中Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋的氧化性依次减弱( )
(2010·高考江苏卷，8D)
(5)放置一段时间后，饱和CuSO4溶液中出现蓝色晶体( )
(2010·高考广东卷，22D)
(6)四川灾区重建使用了大量钢材，钢材是合金( )
(2009·高考广东卷，5②)
(7)合金材料中可能含有非金属元素( )
(2009·高考山东卷，9A)
(8)金属材料都是导体，非金属材料都是绝缘体。( )新*课*标*第*一*网
(2008·高考山东卷，9A)
解析：(5)CaO能吸收水蒸气且与H2O反应，所以会析出CuSO4晶体。
(8)有的非金属材料也能导电，如石墨。
答案：(1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)√ (7)√ (8)×
2．(2011·高考山东卷)Al、Fe、Cu都是重要的金属元素，下列说法正确的是( )
A．三者对应的氧化物均为碱性氧化物
B．三者的单质放置在空气中均只生成氧化物
C．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
D．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al
解析：选C。A项，Fe、Cu对应的氧化物都是碱性氧化物，而Al对应的氧化物Al2O3属于两性氧化物，故A错误；B项，Al、Fe放置在空气中生成氧化物Al2O3、Fe2O3，而Cu放置在空气中会生成Cu2(OH)2CO3(铜绿)，故B错误；C项，制备AlCl3、FeCl3、CuCl2若直接蒸干会由于盐水解生成氢氧化物和HCl而失败，故C正确；D项，电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时，阴极上离子的放电顺序为Fe3＋>Cu2＋>H＋，析出的物质只有Cu和H2(Fe3＋生成Fe2＋)，故D错误。
3．(2013·高考四川卷)1.52 g铜镁合金完全溶解于50 mL密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体1 120 mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入1.0 ml/L NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54 g沉淀。下列说法不正确的是( )
A．该合金中铜与镁的物质的量之比是2∶1
B．该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 ml/L
C．NO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是80%[来源:学.科.网]
D．得到2.54 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是600 mL
解析：选D。A项，设该合金中铜物质的量为x，镁的物质的量为y，由eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(64x＋24y＝1.52,98x＋58y＝2.54))得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x＝0.02,y＝0.01))正确；B项，HNO3的物质的量为(50 mL×1.40 g/mL×63%)/63 g/ml＝0.7 ml，其物质的量浓度为eq \f(0.7 ml,0.05 L)＝14.0 ml/L，正确；C项，该合金失去电子总的物质的量为(0.01＋0.02)ml×2＝0.06 ml，NO2和N2O4的物质的量之和为eq \f(1.12 L,22.4 L/ml)＝0.05 ml，设NO2物质的量为a，N2O4物质的量为b，由eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a＋b＝0.05,a＋2b＝0.06))得eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(a＝0.04,b＝0.01)) NO2体积分数为80%，正确；D项，由反应过程中N原子守恒可知，存在如下关系：n(HNO3)＝2n[Cu(NO3)2]＋2n[Mg(NO3)2]＋n(NO2)＋2n(N2O4)＋n(NaNO3)，即n(NaNO3)＝(0.7－0.04－0.02－0.04－0.02)ml＝0.58 ml，NaOH溶液的体积为eq \f(0.58 ml,1.0 ml/L)＝0.58 L，D项错误。
4．(2013·高考山东卷)金属冶炼与处理常涉及氧化还原反应。
(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是________。
a．Fe2O3 b．NaCl
c．Cu2S d．Al2O3
(2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应：2Cu2S＋2H2SO4＋5O2===4CuSO4＋2H2O，该反应的还原剂是________。当1 ml O2发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为________ml。向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是________。
解析：(1)Na、K、Mg、Al等活泼金属的冶炼均采用电解法，Fe、Cu的冶炼采用热还原法。(2)在辉铜矿和H2SO4、O2的反应中，O2作氧化剂，所以1 ml O2得4 ml e－，还原剂也失去4 ml e－，Cu2＋＋2H2OCu(OH)2＋2H＋，Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，所以放出的气体应为H2。
答案：(1)bd (2)Cu2S 4 (3)H2
5．(2013·高考重庆卷节选)(2)航母舰体材料为合金钢。
①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为________。
②航母用钢可由低硅生铁冶炼而成，则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为________。
(3)航母螺旋桨主要用铜合金制造。
①80.0 g Cu­Al合金用酸完全溶解后，加入过量氨水，过滤得到白色沉淀39.0 g，则合金中Cu的质量分数为____________________________________。
②为分析某铜合金的成分，用酸将其完全溶解后，用NaOH溶液调节pH，当pH＝3.4时开始出现沉淀，分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。结合下图信息推断该合金中除铜外一定含有________________________________________________________________________。
解析：(2)①海水酸性较弱，所以舰体主要发生吸氧腐蚀。
②CaCO3eq \(=====,\s\up7(高温))CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2eq \(=====,\s\up7(高温))CaSiO3，所以应加入CaCO3或CaO降低硅含量。
(3)①Al ～ Al3＋～Al(OH)3
0.5 ml 0.5 ml
Cu的质量分数为eq \f(80.0 g－0.5 ml×27 g·ml－1,80.0 g)×100%≈83.1%。
②溶解铜合金的酸应为HNO3，根据在pH＝3.4时开始出现沉淀，说明合金中一定不含铁，一定含铝；在pH＝7.0时，过滤出的沉淀为Cu(OH)2、Al(OH)3，在pH＝8.0时，过滤出的沉淀为Ni(OH)2，所以铜合金中还一定含有Ni。
答案：(2)①吸氧腐蚀 ②CaCO3或CaO (3)①83.1% Al、Ni

二氧化碳
碳酸钠
转移的电子
①
1 ml
NA
②
22.4 L
1 ml
③
106 g
1 ml
④
106 g
2NA
化合物
Na2CO3
NaHCO3
NaCl
质量(kg)
814.8
400.3
97.3
化合物
Na2CO3
NaHCO3
NaCl
质量(kg)
137.7
428.8
97.3
Al(OH)3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀时
3.4
6.3
1.5
完全沉淀时
4.7
8.3
2.8