專題3 第1講 常見金屬元素單質(zhì)及其重要化合物
一、
1．(2014?海南瓊海高三一模)將1 mol?L－1H2SO4溶液100 mL與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH溶液50 g混合均勻后，滴入甲基橙指示劑，此時(shí)溶液的顏色是( )
A．淺紫色 B．黃色
C．紅色 D．無色
答案：C
點(diǎn)撥：2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O，n(NaOH)＝50 g×10%40 g?mol－1＝0.125 mol，n(H2SO4)＝1 mol?L－1×0.1 L＝0.1 mol。可以判斷出H2SO4過量，混合溶液呈酸性甲基橙顯紅色。
2．(2014?河南安陽高三二調(diào))NA代表阿伏加德羅常數(shù)，下列敘述正確的是( )
A．1 mol?L－1 Na2CO3溶液中的Na＋數(shù)目為2NA
B．常溫常壓下，46 g NO2的原子數(shù)為3NA
C．電解Na2CO3飽和溶液，若生成2NA個(gè)H2，一定生成2NA個(gè)O2
D．1 mol Na2O2與H2O完全反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA
答案：B
點(diǎn)撥：n(Na2CO3)＝c? v，v未知，無法求算Na＋的物質(zhì)的量，A錯(cuò)誤；46 g NO2的物質(zhì)的量為46 g46 g?mol＝1 mol，原子數(shù)為1 mol×3＝3 mol，B正確；電解Na2CO3溶液實(shí)為電解水，2 mol H2～1 mol O2，C錯(cuò)誤，又Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑每2 mol Na2O2反應(yīng)轉(zhuǎn)移2 mol e－，D錯(cuò)誤．
3．(2014?安徽合肥高三一檢)“類推”的思維方式在化學(xué)學(xué)習(xí)與研究中經(jīng)常采用，但是有時(shí)會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤結(jié)論。下列類推結(jié)論中，正確的是( )
A．由甲酸可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)可推出其余的羧酸也均能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
B．由Na2O中陽離子與陰離子的個(gè)數(shù)比為2∶1，可推出Na2O2中陽離子與陰離子的個(gè)數(shù)比為1∶1
C．由“2Fe＋3Cl2=====△2FeCl3”反應(yīng)可推出“2Fe＋3I2=====△2FeI3”反應(yīng)也能發(fā)生
D．Na、K具有強(qiáng)還原性，Na在常溫下與水劇烈反應(yīng)，故K在常溫下也能與水劇烈反應(yīng)
答案：D
點(diǎn)撥：甲酸結(jié)構(gòu)簡式為HCOOH，其中存在?CHO，而其他羧酸中不存在?CHO，不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)；Na2O2的構(gòu)成離子為Na＋、O22－，其陰、陽離子個(gè)數(shù)比為1∶2，由于I2氧化性弱，只能把Fe氧化成二價(jià)鐵；由于K的金屬性大于Na，則K與H2O反應(yīng)更劇烈。
4．(2014?福建泉州高三一檢)下表各組物質(zhì)中，物質(zhì)之間不可能實(shí)現(xiàn)如圖所示轉(zhuǎn)化的是( )
X??→MY??→MZ
選項(xiàng)XYZM
AAl3＋Al(OH)3AlO2－NaOH
BFeFeCl2FeCl3Cl2
CNaOHNa2CO3NaHCO3CO2
DNH3NONO2O2
答案：B
點(diǎn)撥：將各物質(zhì)分別代入。A中Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O，正確；B中2Fe＋3Cl2=====點(diǎn)燃2FeCl3，錯(cuò)誤；C中2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3；D中4NH3＋5O2=====催化劑△4NO＋6H2O,2NO＋O2===2NO2，正確。
5．(2014?安徽巢湖高三一檢)關(guān)于Na2CO3和NaHCO3比較中，下列說法不正確的是( )
A．NaHCO3固體受熱容易分解，而Na2CO3固體受熱不容易分解
B．等質(zhì)量的Na2CO3和NaHCO3分別與足量的鹽酸反應(yīng)，前者消耗鹽酸的物質(zhì)的量比后者多
C．等物質(zhì)的量濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液分別滴加2滴酚酞試液，前者顏色比后者深
D．Na2CO3溶液和NaHCO3溶液分別與Ba(OH)2溶液，反應(yīng)的離子方程式相同
答案：D
點(diǎn)撥：2NaHCO3=====△Na2CO3＋H2O＋CO2↑，穩(wěn)定性Na2CO3>NaHCO3，A正確；Na2CO3～2HCl，NaHCO3～HCl，若鹽為106 g，則Na2CO3消耗HCl為2 mol，NaHCO3消耗HCl為10684 mol<2 mol，B正確；Na2CO3溶液中CO32－水解能力更強(qiáng)，其溶液pH更大，C正確；兩離子方程式分別為CO32－＋Ba2＋===BaCO3↓ HCO3－＋Ba2＋＋OH－===BaCO3↓＋H2O，D錯(cuò)誤。
6．(2014?全國理綜)用石墨作電極電解CuSO4溶液。通電一段時(shí)間后，欲使電解液恢復(fù)到起始狀態(tài)，應(yīng)向溶液中加入適量的( )
A．CuSO4 B．H2O
C．CuO D．CuSO4?5H2O
答案：C
點(diǎn)撥：用石墨電極電解CuSO4溶液，發(fā)生反應(yīng)：2CuSO4＋2H2O=====通電2Cu＋2H2SO4＋O2↑，電解液的恢復(fù)依據(jù)“出什么，加什么”的原則，所以要使電解液恢復(fù)到起始狀態(tài)，應(yīng)向溶液中加入適量的CuO，C項(xiàng)正確。
7．(2014?廣東中山高三聯(lián)考)某溶液中含有Cu2＋、Mg2＋、Fe2＋、Al3＋等4種離子，若向其中加入過量的NaOH溶液，微熱并攪拌，再加入過量鹽酸，溶液中大量減少的陽離子是( )
A．Cu2＋ B．Mg2＋
C．Fe2＋ D．Al3＋
答案：C
點(diǎn)撥：4種離子均能與OH－反應(yīng)生成相應(yīng)沉淀，Al3＋與過量OH－反應(yīng)生成AlO2－，加熱攪拌，使空氣中的O2進(jìn)入溶液中，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，再加過量鹽酸生成Fe3＋，F(xiàn)e2＋大量減少，而其他離子均能再恢復(fù)。
8．(2014?上海高三八校調(diào)研)右圖裝置中，小試管內(nèi)為紅墨水，具支試管內(nèi)盛有pH＝4的雨水和和生鐵片。觀察：開始導(dǎo)管內(nèi)液面下降，一段時(shí)間后導(dǎo)管內(nèi)液面回升，略高于小試管液面。以下有關(guān)解釋合理的是( )
A．生鐵片中的碳是原電池的陽極，發(fā)生還原反應(yīng)
B．雨水酸性較強(qiáng)，生鐵片僅發(fā)生析氫腐蝕
C．墨水回升時(shí)，碳極反應(yīng)式為：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．具支試管中溶液pH逐漸減小
答案：C
點(diǎn)撥：由于pH＝4的雨水為酸性溶液，F(xiàn)e在其中發(fā)生析氫腐蝕，產(chǎn)生H2，壓強(qiáng)變大，則導(dǎo)管中液面下降。隨著反應(yīng)進(jìn)行，H＋消耗而使溶液酸性減弱，則鐵片又發(fā)生吸氧腐蝕，由于O2不斷消耗，則具支試管中氣體壓強(qiáng)減小，觀察到導(dǎo)管中液面上升。
9．(2014?海南瓊海高三一模)某無色透明溶液能與鋁反應(yīng)放出H2，則溶液中可大量共存的離子是( )
A．H＋、Cl－、Ba2＋、Cu2＋ B．OH－、Ba2＋、K＋、Na＋
C．H＋、Na＋、NO3－、Cl－ D．OH－、Mg2＋、NH4＋、Cl－
答案：B
點(diǎn)撥：Cu2＋顯示藍(lán)色，A錯(cuò)誤；Al與OH－反應(yīng)放出H2，B項(xiàng)符合題意；D中Mg2＋、NH4＋均能與OH－反應(yīng)而不能共存；Al與H＋反應(yīng)生成H2，但C項(xiàng)中H＋、NO3－共存時(shí)有強(qiáng)氧化性，Al與H＋、NO3－反應(yīng)無H2生成。
10．(2014?浙江溫州高三五校聯(lián)考)一定量的Fe和Fe2O3混合物投入2 mol?L－1 250 mL的HNO3溶液中，反應(yīng)完全后，無固體剩余，生成1.12 L NO氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，再向反應(yīng)后溶液中加入1 mol?L－1的NaOH溶液，要使鐵元素全部沉淀下來，所加NaOH溶液的體積最少是( )
A．450 mL B．500 mL
C．400 mL D．無法確定
答案：A
點(diǎn)撥：反應(yīng)最后的產(chǎn)物為Fe(OH)2、NaNO3、NO、H2O，反應(yīng)物為Fe、Fe2O3、HNO3、NaOH，根據(jù)N元素守恒，反應(yīng)前n(N)＝n(HNO3)＝2 mol?L－1×0.25 L＝0.5 mol，反應(yīng)后n(N)＝n(NaNO3)＋n(NO)＝0.5 mol，又n(NO)＝1.12 L22.4 L?mol－1＝0.05 mol，則n(NaNO3)＝0.5 mol－0.05 mol＝0.45 mol，又根據(jù)Na元素守恒，反應(yīng)后n(Na)＝n(NaNO3)＝0.45 mol，反應(yīng)前n(Na)＝n(NaOH)＝1 mol?L－1×V＝0.45 mol，可得V＝0.45 mol1mol?L－1＝0.45 L＝450 mL。
11．(2014?山東濰坊高三一模)在AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中，加入一定量的鐵粉，充分反應(yīng)后，有少量金屬析出，過濾，向?yàn)V液中滴加鹽酸，有白色沉淀生成，該沉淀不溶于稀硝酸，則析出的金屬是( )
A．Cu和Ag B．Ag
C．Cu D．Cu和Fe
答案：B
點(diǎn)撥：由于氧化性Ag＋>Cu2＋，則Fe先與Ag＋反應(yīng)，完全消耗掉Ag＋后才會(huì)與Cu2＋反應(yīng)，而題中說明Fe與Ag＋反應(yīng)后Ag＋還剩余(加鹽酸有不溶于稀硝酸的白色沉淀AgCl生成)，則Cu2＋一定未與Fe反應(yīng)，只發(fā)生2Ag＋＋Fe===2Ag＋Fe2＋。
12．(2014?江蘇南通高三二調(diào))下列有關(guān)物質(zhì)用途的敘述中不正確的是( )
A．碳酸氫鈉可用作制藥工業(yè)的原料，用于治療胃酸過多
B．氧化鋁可用作制造高溫耐火材料，如制耐火磚、坩堝等
C．蛋白質(zhì)水解生成葡萄糖放出熱量，提供生命活動(dòng)的能量
D．導(dǎo)電塑料是應(yīng)用于電子工業(yè)的一種新型有機(jī)高分子材料
答案：C
點(diǎn)撥：由于NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，且NaHCO3溶液堿性不是太強(qiáng)，腐蝕性較差，則可用于治療胃酸過多；Al2O3為高熔點(diǎn)物質(zhì)，可作耐火材料；蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物為氨基酸，糖類水解產(chǎn)物為葡萄糖，C錯(cuò)誤。
13．(2014?浙江寧波高三八校聯(lián)考)新型納米材料氧缺位鐵酸鹽(MFe2Ox 3
B．MFe2O4與MFe2Ox的相互轉(zhuǎn)化反應(yīng)均屬于
C．MFe2Ox與SO2反應(yīng)中MFe2Ox被還原
D．若4 mol MFe2Ox與1 mol SO2恰好完全反應(yīng)，則MFe2Ox中x的值為3.5
答案：C
點(diǎn)撥：根據(jù)H2能將MFe2O4轉(zhuǎn)化成MFe2Ox，則H2作還原劑，MFe2O4作氧化劑； 而MFe2Ox能將SO2轉(zhuǎn)化為S，SO2作氧化劑，MFe2Ox作還原劑，發(fā)生氧化反應(yīng)；根據(jù)電子守恒，1 mol SO2反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子為4 mol，則1 mol MFe2Ox轉(zhuǎn)移電子為1 mol，可得x＝3.5，此時(shí)鐵的平均化合價(jià)為＋2.5，被氧化為MFe2O4(鐵在該化合物中顯＋3價(jià))時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1 mol。
14．FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入鐵粉，充分反應(yīng)后仍有固體存在，則下列判斷不正確的是( )
A．加入KSCN溶液一定不變紅色B．溶液中一定含F(xiàn)e2＋
C．溶液中一定含Cu2＋D．剩余固體中一定含Cu
答案：C
點(diǎn)撥：加入鐵粉，先發(fā)生反應(yīng)：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，后發(fā)生反應(yīng)：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。反應(yīng)后有固體存在，可能為兩種情況：①Cu，②Fe和Cu，無論哪種情況，溶液中一定含有Fe2＋，一定沒有Fe3＋，可能含有Cu2＋。
二、非
15．(2014?江蘇卷)以硫鐵礦(主要成分為FeS2)為原料制備氯化鐵晶體(FeCl3?6H2O)的工藝流程如下：
回答下列問題：
(1)在一定條件下，SO2轉(zhuǎn)化為SO3的反應(yīng)為2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝________；過量的SO2與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。
(2)酸溶及后續(xù)過程中均需保持鹽酸過量，其目的是________、________。
(3)通氯氣氧化時(shí)，發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為____________________；該過程產(chǎn)生的尾氣可用堿溶液吸收，尾氣中污染空氣的氣體為________(寫化學(xué)式)。
答案：(1)K＝c2?SO3?c?O2??c2?SO2?
SO2＋NaOH===NaHSO3
(2)提高鐵元素的浸出率 抵制Fe3＋水解
(3)Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ Cl2、HCl
點(diǎn)撥：硫鐵礦焙燒后得到的固體的主要成分是Fe2O3，同時(shí)還含有少量沒有反應(yīng)的FeS2，酸溶后溶液中含有大量的Fe3＋和少量的Fe2＋，為了得到純凈的FeCl3?6H2O，需要將Fe2＋氧化。因在酸溶時(shí)所加的鹽酸是過量的，所以尾氣中除了Cl2外，還會(huì)有HCl。
16．(2014?北京石景山一模)我國制堿工業(yè)的先驅(qū)??侯德榜先生，1939年發(fā)明了著名的侯氏制堿法，其核心反應(yīng)原理可用如下化學(xué)方程式表示：
NH3＋CO2＋NaCl＋H2O===NH4Cl＋NaHCO3(晶體)
依據(jù)此原理，欲制得碳酸氫鈉晶體，某校學(xué)生設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置，其中B裝置中的試管內(nèi)是溶有氨和氯化鈉的溶液，且二者均已達(dá)到飽和。
(1)A裝置中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：
________________________________________________________________________。
C裝置中稀硫酸的作用為_____________________________________ ___________________________________。
(2)下表中所列出的相關(guān)物質(zhì)在不同溫度下的溶解度數(shù)據(jù)(g/100 g水)
溫度
溶解度 0℃10℃20℃30℃40℃50℃
NaCl35.735.836.036.336.637.0
NaHCO36.98.19.611.112.714.5
NH4Cl29.433.337.241.445.850.4
參照表中數(shù)據(jù)，請分析B裝置中使用冰水的目的是___________________ _____________________________________________________。
(3)該校學(xué)生在檢查完此套裝置的氣密性后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果沒有得到碳酸氫鈉晶體，指導(dǎo)教師指出應(yīng)在________裝置之間(填字母)連接一個(gè)盛有________的洗氣裝置，其作用是________________________________________________________________________。
(4)若該校學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用飽和食鹽水中含NaCl的質(zhì)量為5.85 g，實(shí)驗(yàn)后得到干燥的NaHCO3晶體的質(zhì)量為5.04 g，則NaHCO3的產(chǎn)率為________________________。
答案：(1)CaCO3＋2H＋＝Ca2＋＋CO2↑＋H2O；吸收從B裝置中的試管內(nèi)逸出的氨氣，減少對環(huán)境的污染
(2)溫度越低，碳酸氫鈉的溶解度越小，便于析出。
(3)A與B；飽和NaHCO3溶液(其他合理答案均可給分) ；除去CO2中混合的HCl氣體
(4)60% NaCl ～ NaHCO3
5.85 g 8.4 g
NaHCO3的產(chǎn)率＝5.048.4×100%＝60%
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