2019届二轮复习 常见金属元素及其化合物 作业（全国通用） 练习

2019届二轮复习 常见金属元素及其化合物1．下列有关物质性质及应用的说法正确的是(　　)A．过量的铜与浓硝酸反应可生成NOB．Fe在O2中的燃烧产物可用于制红色涂料C．Na、Al、Cu可以分别用电解冶炼法、热还原法和热分解法得到D．Fe2＋、SO2都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，前者表现出还原性，后者表现出漂白性解析：选A。铜与浓硝酸反应生成NO2，过量的铜与浓硝酸反应会使硝酸变稀，可生成NO，A正确；制红色涂料的主要成分是三氧化二铁，Fe在O2中的燃烧产物是四氧化三铁，故B错误；Al是活泼性较强的金属，用电解冶炼法得到，故C错误；Fe2＋、SO2都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，都表现出还原性，故D错误。2．下列制备金属单质的方法或原理正确的是(　　)A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质MgB．在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质AlC．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质NaD．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu解析：选B。Mg的活泼性强，不能用H2还原法制备Mg，而应该用电解熔融MgCl2的方法制备，电解饱和食盐水得到NaOH而不是Na；CuO强热分解生成Cu2O而不是Cu。3．金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的一些说法不正确的是(　　)A．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同B．工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D．越活泼的金属越难冶炼解析：选B。合金的化学性质与成分金属的化学性质相似，物质性质略有不同，A正确；Mg在工业上用电解法冶炼，Cu用热还原法冶炼，B错误；金属冶炼的实质是Mn＋＋ne－===M，C正确；金属越活泼，则金属离子的氧化性越弱，越难被还原，D正确。4．常温下，下列物质与NaOH溶液、稀H2SO4、H2O2溶液均能发生反应的是(　　)A．Fe(NO3)2　　　　　　　 B．SiO2C．Al(OH)3  D．CuSO4解析：选A。A.Fe(NO3)2中的亚铁离子具有还原性，能够被双氧水氧化，能够与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀，含有硝酸根离子，加入稀硫酸，能够将亚铁离子氧化，故选A；B.SiO2不能与稀硫酸反应，故不选；C.Al(OH)3不能被双氧水氧化，故不选；D.CuSO4与双氧水和稀硫酸均不反应，故不选。5．有关Na2CO3和NaHCO3的性质，下列叙述中错误的是(　　)A．相同温度下，等浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的碱性比较，前者更强B．常温时水溶性：Na2CO3＞NaHCO3C．在酒精灯加热的条件下，前者不分解，后者分解D．将澄清的石灰水分别加入Na2CO3和NaHCO3溶液中，前者产生沉淀，后者不产生沉淀解析：选D。A.碳酸根离子水解能力强于碳酸氢根离子，所以相同温度下，等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液的碱性比较，前者更强，正确；B.常温时水溶性：Na2CO3＞NaHCO3，正确；C.NaHCO3不稳定，加热易分解：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，碳酸钠受热不易分解，较稳定，正确；D.Na2CO3和NaHCO3都能与澄清的石灰水反应生成沉淀，错误。6．分别向CuSO4溶液和FeSO4溶液中加入等量的金属钠，下列说法一定正确的是(　　)A．两溶液中均有金属单质析出B．CuSO4溶液中最终有蓝色沉淀生成C．FeSO4溶液中最终有白色沉淀生成D．钠在CuSO4溶液中的反应更剧烈解析：选B。钠是活泼的金属，投入溶液中首先与水反应生成氢氧化钠和氢气，因此两溶液中均没有金属单质析出，A错误；CuSO4溶液中最终有蓝色沉淀氢氧化铜生成，B正确；FeSO4溶液中首先产生氢氧化亚铁白色沉淀，最终转化为红褐色沉淀氢氧化铁，C错误；钠在溶液中反应的剧烈程度与溶液中氢离子浓度有关系，不能确定溶液中氢离子的浓度，因此不能比较反应的剧烈程度，D错误。7．下列实验装置不能达到实验目的的是(　　)解析：选D。A中反应放热，导致大试管中气体温度升高压强增大，红墨水柱右侧上升；B中胶头滴管中为NaOH浓溶液，能吸收较多的CO2，使圆底烧瓶中气体迅速减少，形成压强差产生喷泉；焰色反应可用光洁无锈的铁丝、镍丝、钨丝等代替铂丝；D中应将NaHCO3置于小试管中，Na2CO3置于大试管中，加热时右侧烧杯中澄清石灰水变浑浊，左侧烧杯中澄清石灰水不变浑浊，说明NaHCO3在较低的温度下就能分解，证明热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3。8．易拉罐的主要成分为铝合金，其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案与现象、结论正确的是(　　)序号实验方案现象、结论A加入盐酸产生无色气体，含铝、铁、镁三种元素B加入NaOH溶液有无色气体产生，含有镁、铝两种元素C加入盐酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液产生白色沉淀，含有镁元素D用盐酸溶解并放置一会儿后，加入KSCN溶液溶液呈红色，含有铁元素解析：选D。A项只能说明易拉罐中含有氢前面的活泼金属，错误；B项现象能证明易拉罐中有铝，但不一定含镁，B项错误；C项因加入NaOH少量，无法确定白色沉淀中是否含有镁元素，C项错误；D项能证明溶液中有铁元素，正确。9．将物质的量相等的硫酸铝和硫酸铵溶于水形成V mL混合溶液，向混合溶液中逐滴加入某氢氧化钠溶液(其物质的量浓度为混合溶液中两溶质的物质的量浓度之和)，直至过量。下列表示氢氧化钠溶液加入的体积(x)与溶液中沉淀物的量(y)的关系示意图中正确的是(　　)解析：选A。假定含有Al2(SO4)3，(NH4)2SO4的物质的量分别为1 mol，反应顺序：开始滴加NaOH发生为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，沉淀逐渐增大，当Al3＋沉淀完全时需加入6 mol OH－，生成Al(OH)3 2 mol，达最大值；再发生NH＋OH－===NH3·H2O；NH完全反应时需2 mol OH－，该过程中沉淀氢氧化铝的量不变；最后继续加NaOH，发生反应Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，直到2 mol Al(OH)3溶解，需再加入2 mol NaOH。三段过程消耗NaOH的物质的量之比为6 mol∶2 mol∶2 mol＝3∶1∶1，三阶段消耗NaOH溶液的体积比为3∶1∶1。A.从图像可知，开始滴加NaOH，即生成沉淀，达最大后，(铝离子完全反应)继续加NaOH，铵根离子开始反应，沉淀不变，当铵根离子反应完毕，氢氧根使氢氧化铝沉淀溶解，至最后消失，三阶段消耗NaOH溶液的体积比为3∶1∶1，图像A符合，故正确；B.图为先与铵根离子反应，离子反应的顺序错误，故错误；C.未考虑铵根离子的反应、氢氧化铝溶解消耗的氢氧化钠的物质的量不相符，故错误；D.三阶段消耗NaOH溶液的体积比为3∶1∶1，图中比例为2∶1∶2不符合，故错误。10．用已被部分氧化的金属屑A制备某工业常用的无水盐C的步骤如下：C溶于水，向其中滴入NaOH溶液，出现白色沉淀，后逐渐变成红褐色，下列判断正确的是(　　)A．过滤所得的残渣中一定没有金属AB．滤液可能是CuSO4溶液或MgSO4溶液C．水合盐B可能是FeSO4·7H2OD．无水盐C可能是Fe2(SO4)3解析：选C。无水盐C中有Fe2＋，没有Fe3＋，D错误；A为部分氧化的金属屑，说明A含有Fe2O3和Fe，由于最终无Fe3＋，故Fe过量，A、B错误。11．铅的单质、氧化物、盐在现代工业中有着重要用途。Ⅰ.(1)铅能形成多种氧化物，如碱性氧化物PbO、酸性氧化物PbO2、类似Fe3O4的Pb3O4，Pb3O4与HNO3发生非氧化还原反应生成一种盐和一种铅氧化物，其反应的化学方程式为________________________________________________________________________。Ⅱ.以含铅废料(主要含Pb、PbO、PbO2、PbSO4)为原料制备高纯PbO，其主要流程如下：(2)“酸溶”时，在Fe2＋催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4生成1 mol PbSO4转移电子的物质的量为________ mol。(3)已知：①PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO(s)＋NaOH(aq)NaHPbO2(aq)，其溶解度曲线如图所示：②粗品PbO中所含杂质不溶于NaOH溶液。综合上述信息，完成由粗品PbO得到高纯PbO的操作：将粗品PbO溶解在一定量________(填“35%”或“10%”)的NaOH溶液中，加热至110 ℃，充分溶解后，________(填“趁热过滤”或“蒸发浓缩”)，将滤液冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体。(4)将PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl2的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图所示。①阴极的电极反应式为________________________________________________________________________。②电解一段时间后，Na2PbCl4浓度大大减小，为了恢复其浓度且实现物质的循环利用，阴极区采取的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：Ⅰ.(1)由题目信息可知Pb3O4中铅的化合价为＋2、＋4两种价态，组成相当于2PbO·PbO2，由于PbO2是酸性氧化物，故它不能与硝酸反应，PbO是碱性氧化物，它与硝酸发生非氧化还原反应，生成Pb(NO3)2，由此可写出对应的化学方程式：Pb3O4＋4HNO3===2Pb(NO3)2＋PbO2＋2H2O。Ⅱ.(2)“酸溶”时，在Fe2＋催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4和水，反应方程式为：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，根据方程式中Pb元素的化合价变化可知，每生成2 mol PbSO4，转移电子2 mol，则生成1 mol PbSO4转移电子的物质的量为1 mol。(3)根据PbO的溶解度曲线特点可知，在浓度高的NaOH溶液及较高的温度下，PbO的溶解度大，因此将粗品PbO溶解在一定量35%的NaOH溶液中，加热至110 ℃，充分溶解后，在高温下趁热过滤除去杂质，将滤液冷却结晶，过滤、洗涤并干燥即可得到高纯PbO固体。(4)①根据电化学原理可知，阴极发生还原反应，则Na2PbCl2得到电子生成Pb，电极反应式为PbCl＋2e－===Pb＋4Cl－。②电解一段时间后，Na2PbCl2的浓度大大减小，为了恢复其浓度且实现物质的循环利用，根据少什么加什么的原则，溶液中减少了Pb和O，应该在阴极区加PbO粗品。答案：(1)Pb3O4＋4HNO3===2Pb(NO3)2＋PbO2＋2H2O　(2)1　(3)35%　趁热过滤　(4)①PbCl＋2e－===Pb＋4Cl－　②继续向阴极区加PbO粗品12．镍及其化合物用途广泛。某矿渣的主要成分是NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO2等，以下是从该矿渣中回收NiSO4的工艺路线：已知：(NH4)2SO4在350 ℃以上会分解生成NH3和H2SO4。NiFe2O4在焙烧过程中生成NiSO4、Fe2(SO4)3。锡(Sn)位于第五周期第ⅣA族。(1)焙烧前将矿渣与(NH4)2SO4混合研磨，混合研磨的目的是________________________________________________________________________。(2)“浸渣”的成分除Fe2O3、FeO(OH)外还含有________(填化学式)。(3)为保证产品纯度，要检测“浸出液”的总铁量：取一定体积的浸出液，用盐酸酸化后，加入SnCl2将Fe3＋还原为Fe2＋，所需SnCl2的物质的量不少于Fe3＋物质的量的________倍。(4)“浸出液”中c(Ca2＋)＝1.0×10－3 mol·L－1，当除钙率达到99%时，溶液中c(F－)＝________ mol·L－1。[已知Ksp(CaF2)＝4.0×10－11](5)本工艺中，萃取剂与溶液的体积比(V0/VA)对溶液中Ni2＋、Fe2＋的萃取率影响如图所示，V0/VA的最佳取值是________。解析：(1)混合研磨，增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分；(2)SiO2不溶于水，Ca2＋和SO生成微溶于水的CaSO4，因此浸渣中除Fe2O3、FeO(OH)外，还有SiO2和CaSO4；(3)根据得失电子数目守恒，n(Sn2＋)×2＝n(Fe3＋)×1，解得n(Sn2＋)/n(Fe3＋)＝0.5；(4)除钙后溶液中c(Ca2＋)＝1.0×10－3×1% mol·L－1＝1.0×10－5 mol·L－1，Ksp＝c(Ca2＋)×c2(F－)，c(F－)＝2.0×10－3 mol·L－1；(5)要求Fe2＋萃取率最低，Ni2＋的萃取率最高，根据图像，最佳取值为0.25。答案：(1)增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分(2)SiO2、CaSO4　(3)0.5　(4)2.0×10－3　(5)0.2513．工业上以软锰矿(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质)为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其工业流程如下：(1)过滤Ⅰ所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为________和________(填离子符号)。(2)写出氧化过程中MnO2与SO2反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(3)“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6生成，温度对“浸锰”反应的影响如图所示，为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是________。(4)向过滤Ⅱ所得的滤液中加入NH4HCO3溶液时温度控制在30～35 ℃，温度不宜太高的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)加入NH4HCO3溶液后，生成MnCO3沉淀，同时还有气体生成，写出反应的离子方程式：________________________________________________________________________。解析：(1)“浸锰”操作时MnO2被SO2还原为Mn2＋，则过滤Ⅰ所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为Mn2＋和Fe2＋；(2)氧化过程中MnO2被还原为Mn2＋，SO2被氧化为SO，发生反应的化学方程式为MnO2＋SO2===MnSO4；(3)由图示可知温度在90 ℃左右时，锰的浸出率最高，此时MnS2O6的生成率最低，则“浸锰”的适宜温度是90 ℃；(4)因NH4HCO3稳定性差，受热易分解，向过滤Ⅱ所得的滤渣中加入NH4HCO3溶液时温度不宜太高的原因是防止NH4HCO3受热分解，提高原料利用率；(5)加入NH4HCO3溶液后，生成MnCO3沉淀，同时还有气体生成，此气体应为CO2，发生反应的离子方程式为Mn2＋＋2HCO===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O。答案：(1)Mn2＋　Fe2＋　(2)MnO2＋SO2===MnSO4　(3)90 ℃　(4)原因是防止NH4HCO3受热分解，提高原料利用率　(5)Mn2＋＋2HCO===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O