专题升级训练9 常见金属元素单质及其重要化合物
(时间：45分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括7小题，每小题6分，共42分，每小题只有一个正确选项)
1．下列物质的工业制备原理不正确的是( )。
A．氨气：N2＋3H22NH3
B．铜：Cu2S＋O2 2Cu＋SO2
C．Al(OH)3：向AlCl3溶液中加入过量氨水，然后过滤、洗涤、干燥、灼烧
D．漂白粉：2Ca(OH)2＋2Cl2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O
2．下列说法正确的是( )。
A．加入过量氨水，有白色沉淀生成，则原溶液一定有Al3＋
B．FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体剩余，加入KCSN溶液可能变成血红色
C．常温下锌与浓硫酸不反应，与稀硫酸反应生成氢气
D．加入NaOH溶液，产生气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则原溶液一定有NH
3．下列过程中，没有明显实验现象的是( )。
A．向Fe(NO3)2溶液中滴加稀硫酸 B．将HCl通入NaAlO2溶液中
C．加热溶有SO2的品红溶液 D．向碳酸氢钠溶液中滴加氢氧化钠溶液
4．下列各组中的两种物质作用时，反应条件或反应物用量改变时，对生成物没有影响的是( )。
A．Na2O2与CO2 B．Na与O2 C．NaOH与CO2 D．Fe与HNO3
5．下列叙述正确的是( )。
①铁在过量氧气中燃烧生成Fe2O3 ②铝在常温下不能与氧气反应 ③能用同一离子方程式表示：浓氨水滴入Al2(SO4)3溶液和Al2(SO4)3溶液滴入浓氨水的反应 ④铝粉与氧化镁共热可制取金属镁 ⑤用过量的氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋ ⑥除去Al(OH)3中混有的少量Mg(OH)2：加入过量的烧碱溶液充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤 ⑦除去FeCl2溶液中混有的FeCl3：加入过量铜粉，过滤 ⑧生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加
A．①②⑤⑦ B．②③⑥⑧ C．②④⑥⑦ D．只有③⑥
6．下列说法中正确的是( )。
A．合金材料中可能含有非金属元素
B．铝箔在空气中受热可以熔化，且发生剧烈反应
C．MgCl2、AlCl3溶液中分别加入过量的氨水来比较镁、铝的金属性强弱
D．把一包粉末(含铁，可能含有三氧化二铁)溶于盐酸后，若滴加KSCN试剂后溶液不变红色，则原固体粉末中不含三氧化二铁
7．向含Na2CO3、Na[Al(OH)4](或NaAlO2)的混合溶液中逐滴加入150 mL 1 mol·L－1HCl溶液，测得溶液中的某几种离子物质的量的变化如图所示，则下列说法不正确的是( )。
A．a曲线表示的离子方程式为：[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O
B．b和c曲线表示的离子反应是相同的
C．M点时，溶液中沉淀的质量为3.9 g【来源：全,品…中&高*考*网】
D．原混合溶液中的CO与[Al(OH)4]－的物质的量之比为1∶2
二、简答题(本题包括4小题，共58分)
8．(2012浙江嘉兴教学质检，26)(14分)复盐M[K3Fe(A2B4)3·3H2O]可用于摄影和蓝色印刷。某小组同学将纯净的化合物M在一定条件下加热分解，对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。
(1)经分析，所得气体产物由甲、乙和水汽组成，甲、乙转化关系如图(Ⅰ)，转化时的能量变化如图(Ⅱ)。已知X为元素A的单质，Y为元素B的单质，A、B均为常见短周期非金属元素，X与Y可直接化合生成乙。则化合物乙的电子式为__________，写出反应X＋Y―→甲的热化学方程式：______________________。【来源：全,品…中&高*考*网】
(2)该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以＋3价形式存在，而盐也只有K2AB3。验证固体产物中存在钾元素的方法是___________________________________。
(3)为了进一步确定复盐M的分解反应方程式，小组同学对固体产物进行定量测量。
判断KMnO4溶液与试样反应到达滴定终点的现象为__________。由以上实验数据的分析可知，加热后所得固体产物中除K2AB3外还含有什么物质？它们之间的物质的量之比为多少？请把你的结论填入下表中(可以不填满或补充空格)
固体产物中的成分
K2AB3
……
比例关系
(4)通过以上结论，复盐M加热分解的反应方程式为____________________，当有0.2 mol复盐M分解时，反应中转移的电子数为________ mol。
9．(15分)从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取两种工艺品的流程如下：
已知2Na2SiO3＋2NaAlO2＋2H2O===Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH，请回答下列问题：
(1)流程甲加入盐酸后生成Al3＋的离子方程式为____________________。
(2)流程乙加入烧碱后Al2O3发生反应的离子方程式为____________________。
(3)固体X的主要成分是________________，过滤时使用的玻璃棒，其作用是__________________________。
(4)滤液B中溶质的主要成分是__________(填化学式)；滤液E、K中溶质的主要成分是________(填化学式)，写出该溶液的一种用途_______________________________________。
(5)在流程中，选用CO2作酸化剂，为什么不选用盐酸？____________________________。
10．(15分)已知A为中学化学中的一种深蓝色盐，B、C为日常生活中常见的金属单质，D、G为无色气体，各物质之间的转化关系如下图(电解采用惰性电极，部分反应产物已略去)。
请回答下列问题：
(1)电解A溶液的阳极反应式为______________。
(2)A溶液中的A与Na2O2按物质的量之比为1∶1反应时的总化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)E的稀溶液与F溶液反应的离子方程式为____________________________________。
(4)电解100 mL盐A的溶液一段时间后，断开电路，取出电极，测得电解后溶液的pH为2(假设溶液体积不变)。则所得到的气体D在标准状况下的体积为__________mL。
(5)若H溶液为只含单一溶质的溶液，且其浓度为2 mol·L－1，分别向五份100 mL该H的溶液中加入B和C的合金，得到如下表所示的数据，试回答有关问题。
【来源：全,品…中&高*考*网】
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
H溶液的体积/mL
100
100
100
100
100
加入B、C合金的质量/g
3
6.6
9
12
15
剩余固体的质量/g
0
0.64
3.2
6.4
9.4
根据表中数据分析Ⅰ反应后的溶液中存在的金属阳离子有______________(用离子符号表示)，Ⅲ反应后的固体中含有的金属______________(用元素符号表示)，Ⅳ反应后的溶液中存在的金属阳离子有______________(用离子符号表示)。
11．(14分)铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54 g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH－的阴离子交换柱，使Cl－和OH－发生交换。交换完成后，流出溶液的OH－用0.40 mol·L－1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0 mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中x值：______________(列出计算过程)；
(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得n(Fe)∶n(Cl)＝1∶2.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为________。在实验室中，FeCl2可用铁粉和________反应制备，FeCl3可用铁粉和________反应制备；
(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为______________________；
(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为__________________。与MnO2Zn电池类似，K2FeO4Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为__________________________，该电池总反应的离子方程式为_______________________。
参考答案
一、选择题
1．C 解析：C选项Al(OH)3灼烧分解生成Al2O3，错误。
2．D 解析：A无法排除Mg2＋干扰；B反应后的溶液中一定无Fe3＋，所以一定不会变为血红色，错误；C选项锌不发生钝化，错误。
3．D 解析：A选项在酸性条件下，NO把Fe2＋氧化为Fe3＋，并生成NO，所以溶液由浅绿色变为棕黄色，并有无色气体生成，遇空气变为红棕色；B选项先有白色沉淀生成，后消失；C选项褪色的品红又恢复为红色；D选项反应生成碳酸钠和水，无明显现象。
4．A 解析：B选项，Na与O2点燃生成Na2O2、缓慢氧化生成Na2O；C选项，CO2少量生成Na2CO3、过量生成NaHCO3；D选项，Fe少量生成Fe3＋、Fe过量生成Fe2＋。
5．D 解析：①生成Fe3O4；②铝与氧气反应形成致密氧化膜，阻止了Al进一步与氧气反应，错误；③因为氨水是弱碱，所以正确；④铝的活泼性小于Mg，所以铝不能置换出氧化镁中的镁，错误；⑤过量的氨水与Fe3＋、Al3＋反应均生成沉淀，错误；⑥Al(OH)3与过量的烧碱反应生成NaAlO2，过滤除去Mg(OH)2，滤液中的NaAlO2与H2O、CO2反应生成Al(OH)3，正确；⑦又掺进了新的杂质Cu2＋，错误；⑧生铁中含碳量最高，错误。
6．A 解析：因为铝箔表面有一层致密氧化膜，所以铝箔加热不会发生剧烈反应，B错误；C选项均生成白色沉淀，错误；D选项，Fe2O3与盐酸反应生成Fe3＋，Fe3＋可能发生2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，错误。
7．D 解析：HCl首先与[Al(OH)4]－(或AlO)反应[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O，然后才与CO反应CO＋H＋===HCO，最后H＋与HCO反应HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，所以a、b、c、d曲线分别表示[Al(OH)4]－减少、CO减少、HCO增多、HCO减少，与[Al(OH)4]－、CO反应的盐酸均为50 mL 1 mol·L－1，可知[Al(OH)4]－、CO均是0.05 mol，生成Al(OH)33.9 g，只有D选项错误。
二、简答题
8．答案：(1)∶∶∶C∶∶∶ 2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221.2 kJ·mol－1
(2)焰色法
(3)试样由无色变为浅红色，振荡试样半分钟内不变色
固体产物中的成分
Fe
FeO
比例关系【来源：全,品…中&高*考*网】
3∶1∶1
(4)2K3Fe(C2O4)3·3H2O3K2CO3＋Fe＋FeO＋5CO2↑＋4CO↑＋6H2O↑ 0.8
9．答案：(1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
(2)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
(3)Fe2O3、MgO、Na2Al2Si2O8 引流
(4)AlCl3、FeCl3、MgCl2、HCl NaHCO3 制纯碱或作发酵粉等合理答案
(5)因为过量的盐酸会与Al(OH)3反应生成AlCl3
解析：(1)能与HCl反应生成Al3＋的应为铝土矿中的Al2O3。(2)Al2O3可以溶于NaOH中生成NaAlO2。(3)利用题目中给出的信息——Na2Al2Si2O8是沉淀，铝土矿中Al2O3、SiO2与NaOH反应生成的NaAlO2、Na2SiO3会反应生成Na2Al2Si2O8沉淀。(4)生成E、K时，CO2均是过量的，故应生成NaHCO3。
10．答案：(1)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(或2H2O－4e－===O2↑＋4H＋)
(2)2Na2O2＋2Cu(NO3)2＋2H2O===2Cu(OH)2↓＋4NaNO3＋O2↑
(3)3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
(4)5.6
(5)Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋ Cu Fe2＋
解析：A为铜盐，阴极生成Cu、阳极生成无色气体D为O2，E溶液为酸溶液，与铜反应的酸E为硝酸，所以A为Cu(NO3)2、G为NO；F溶液是金属的盐溶液与硝酸反应所以生成NO，所以B为变价金属铁，F为Fe(NO3)2、H为Fe(NO3)3；(2)2 mol Na2O2与水反应生成4 mol NaOH和1 mol O2,4 mol NaOH恰好与2 mol Cu(NO3)2反应生成2 mol Cu(OH)2沉淀；(4)依据4OH－－4e－===2H2O＋O2↑可知n(O2)＝n(OH－)＝n(H＋)＝×0.1×10－2mol＝×10－3mol；(5)Fe3＋先与Fe反应，Fe消耗完后再与Cu反应，Ⅰ中Fe、Cu均完全反应，Ⅱ中Fe完全反应，Cu部分反应，Ⅳ中固体减少的质量为5.6 g，而Ⅲ中固体减少的质量为5.8 g，所以Ⅲ中铜也参加了反应，剩余固体中只有铜；由Ⅳ、Ⅴ固体质量均减少5.6 g，说明Cu在Ⅳ、Ⅴ中均不参加反应，溶液中无Cu2＋。
11．答案：(1)n(Cl)＝0.025 0 L×0.40 mol·L－1＝0.010 mol
0．54 g－0.010 mol×35.5 g·mol－1＝0.185 g
n(Fe)＝0.185 g/56 g·mol－1＝0.003 3 mol
n(Fe)∶n(Cl)＝0.003 3∶0.010≈1∶3，x＝3
(2)10% 盐酸 氯气
(3)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2(或2Fe3＋＋3I－===2Fe2＋＋I)
(4)2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO＋5H2O＋3Cl－
FeO＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－
2FeO＋8H2O＋3Zn===2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－
解析：(1)由Cl－与OH－发生交换可得：
n(Cl－)＝n(OH－)＝n(H＋)＝2.50×10－3×0.40 mol，n(Cl－)＝×x【来源：全,品…中&高*考*网】
两式相等，解得x≈3。
(2)混合体系的计算：设FeCl2、FeCl3的物质的量分别为x，y，列方程组x＋y＝1 mol、2x＋3y＝2.1 mol，解得：x＝0.9 mol、y＝0.1 mol，所以样品中FeCl3的物质的量分数＝×100%＝10%。
(3)HI属于强电解质，I－被Fe3＋氧化为棕色I2，配平即可。
(4)反应物Fe3＋被氧化为FeO，化合价升高3，ClO－被还原为Cl－，化合价降低2，所以方程式中Fe3＋、FeO计量数为2，ClO－、Cl－计量数为3，在碱性溶液中依据电荷守恒用OH－、H2O配平即可，即2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O；正极发生得电子的还原反应，碱性条件下FeO得到3个电子生成Fe(OH)3，即：FeO＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－，最后用H、O原子检查是否正确；负极反应为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，根据得失电子守恒两电极反应变为2FeO＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－、3Zn－6e－＋6OH－===3Zn(OH)2，两式相加即得电池总反应式。
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