2020届一轮复习人教版金属及其化合物作业

2020届一轮复习人教版金属及其化合物作业

金属及其化合物 ‎1．在火星上工作的美国“勇气号”“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及其硫酸盐的信息，用以证明火星上存在或曾经存在过水。以下叙述正确的是(　D　)‎ A．Fe2O3与Fe3O4互为同素异形体 B．检验从火星上带回来的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤为：样品→粉碎→加水溶解→过滤→向滤液中滴加KSCN溶液 C．将CO2通入BaCl2溶液中至饱和，有沉淀产生 D．制备Al用电解法，制备Fe、Cu可用还原法 解析　Fe2O3与Fe3O4是铁的不同氧化物，不是单质，两者不互为同素异形体，选项A错误；样品粉碎后加水不能溶解氧化铁，应溶于盐酸再加KSCN溶液检验，选项B错误；盐酸的酸性大于碳酸，将CO2通入BaCl2溶液中至饱和，不反应，选项C错误；由金属活泼性可知金属冶炼方法，选项D正确。‎ ‎2．下列关于Fe、Cu、Mg、Al四种金属元素的说法中正确的是(　B　)‎ A．四种元素的单质都能和盐酸反应，生成相应的盐和氢气 B．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法 C．将Mg棒和Al棒作为原电池的两个电极插入NaOH溶液中，Mg棒上发生氧化反应 D．铁锈的主要成分是四氧化三铁，铜锈的主要成分是氧化铜 解析　Cu单质不与盐酸反应，选项A错误；根据电解质溶液的实际情况考虑，Mg的金属性大于Al，但是Mg不与NaOH溶液反应，Al与NaOH溶液反应，所以Al棒作负极，发生氧化反应，选项C错误；铜锈的主要成分是碱式碳酸铜，选项D错误。‎ ‎3．美国普度大学研究开发出一种利用铝镓合金制备氢气的新工艺(如图所示)。下列有关该工艺的说法错误的是(　C　)‎ A．铝镓合金与水反应的化学方程式为2Al＋3H2OAl2O3＋3H2↑‎ B．总反应式为2H2O2H2↑＋O2↑‎ C．该过程中，能量的转化形式只有两种 D．铝镓合金可以循环使用 解析　‎ 该过程中太阳能转化为电能、电能转化为化学能，铝镓合金与水反应时还有一部分化学能转化为热能。‎ ‎4．下列示意图与对应的叙述相符的是(　B　)‎ ‎　　　‎ ‎　　　‎ A．图①表示向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中缓慢通入氨水 B．图②表示向NaOH和Ca(OH)2的混合溶液中通入CO2‎ C．图③表示向KAl(SO4)2溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液 D．图④表示向NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸 解析　加入一定量的氨水时，Ag＋、Cu2＋分别形成AgOH、Cu(OH)2沉淀，氨水过量时，AgOH、Cu(OH)2溶解，选项A错误；CO2首先和氢氧化钙反应生成碳酸钙，然后与氢氧化钠反应生成碳酸钠，再与生成的碳酸钠反应生成碳酸氢钠，最后与碳酸钙反应生成碳酸氢钙，叙述与示意图相符，选项B正确；假设溶液中含1 mol KAl(SO4)2，加入1.5 mol的Ba(OH)2时生成1.5 mol BaSO4和1 mol Al(OH)3沉淀的物质的量最大为2.5 mol，再加入0.5 mol Ba(OH)2，生成0.5 mol BaSO4、溶解1 mol Al(OH)3，故沉淀的总物质的量减少，沉淀的物质的量的趋势是从0增大到最大，然后减小，最后保持不变(全部是BaSO4)，叙述与示意图不相符，选项C错误；在NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸，反应的化学方程式依次为：NaAlO2＋HCl＋H2O===Al(OH)3↓＋NaCl、Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O，叙述与示意图不相符，选项D错误。‎ ‎5．下图为与水相关的部分转化关系(水作反应物或生成物，部分产物和反应条件未列出)。下列说法错误的是(　D　)‎ A．上图所示的反应均为氧化还原反应 B．比较镁、铁与水的反应条件，可知铁的金属性比镁弱 C．工业上常用NO2与水的反应原理制取硝酸 D．实验室中可用铜与稀硝酸反应制取NO2‎ 解析　铜和稀HNO3反应生成NO，选项D错误。‎ ‎6．铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝：‎ 下列说法中错误的是(　C　)‎ A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作 B．a、b中铝元素的化合价相同 C．③中需要通入过量的氨气 D．④进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝 解析　铝土矿中的二氧化硅不溶于盐酸，需要过滤除去，a中的氯化铁能与氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀，需要过滤除去，选项A正确；a中氯化铝中铝元素的化合价为＋3，b中偏铝酸根离子中铝元素的化合价为＋3，选项B正确；③中是将偏铝酸根离子转化为氢氧化铝沉淀，需要通入二氧化碳，选项C错误；④进行的操作是加热，是氢氧化铝分解生成氧化铝，故d一定是氧化铝，选项D正确。‎ ‎7．某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制备七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)，设计了如下流程：‎ 下列说法不正确的是(　D　)‎ A．溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉 B．固体1中一定有SiO2，控制pH是为了使Al3＋转化为Al(OH)3 进入固体2‎ C．从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解 D．若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O 解析　流程设计意图是用硫酸把Fe2O3、Al2O3转化为硫酸盐，除去SiO2，然后用铁粉还原Fe3＋得到硫酸亚铁，选项A正确；固体1为SiO2，分离FeSO4和Al2(SO4)3采用的是调控pH的方法，使Al3＋转化为Al(OH)3沉淀从而与FeSO4分离，选项B正确；Fe2＋容易被氧化，所以在得到FeSO4·7H2O产品的过程中，要防止其被氧化和分解，选项C正确；在溶液1中直接加过量的NaOH得到的是Fe(OH)2沉淀，但Fe(OH)2不稳定，很容易被氧化为Fe(OH)3，这样的话，最终所得的产品不纯，混有较多的杂质Fe2(SO4)3，选项D错误。‎ ‎8．稀土是工业味精，邓小平说过“中东有石油，我们有稀土”。稀土元素铈(Ce)主要存在于独居石中，金属铈在空气中易氧化变暗，受热时燃烧，遇水很快反应。已知：铈常见的化合价为＋3和＋4，氧化性：Ce4＋＞Fe3＋。下列说法正确的是(　B　)‎ A．工业上可以电解Ce(SO4)2‎ 溶液制备铈单质，铈溶于氢碘酸的化学方程式可表示为：Ce＋4HI＝Ce4＋＋2H2↑‎ B．向Ce(SO4)2溶液中通入SO2，其离子方程式为：2Ce4＋＋SO2＋2H2O＝2Ce3＋＋SO＋2H＋‎ C．已知Ksp[Ce(OH)3]＝1.0×10－20，则Ce3＋在pH为5.0时恰好完全沉淀；在一定条件下，电解熔融状态的CeO2制Ce，在阳极获得铈 D．四种铈的核素Ce、Ce、Ce、Ce，它们之间可以通过化学反应进行转化，互称为同素异形体 解析　由于铈遇水很快反应，所以电解Ce(SO4)2溶液无法制备铈单质，由于氧化性Ce4＋＞Fe3＋＞I－，铈溶于氢碘酸，产物不会生成CeI4，应该是CeI3，选项A错误；Ce(SO4)2溶液具有氧化性，能将 SO2氧化为硫酸根，即离子方程式为：2Ce4＋＋SO2＋2H2O===2Ce3＋＋SO＋2H＋，选项B正确；电解熔融CeO2制Ce，发生了还原反应，铈应该在阴极获得；由于Ce3＋恰好完全沉淀时浓度为1.0×10－5mol/L，所以c(OH－)为10－5mol/L，pH为9，选项C错误；同素异形体是单质间的互称，而 Ce、Ce、Ce、Ce是原子，应互为同位素，同位素之间的转化是发生了原子核的改变，不属于化学变化，选项D错误。‎ ‎9．甲、乙、丙、丁四种物质，甲、乙、丙均含有相同的某种元素，它们之间有如图转化关系；下列有关物质的推断不正确的是(　C　)‎ 甲乙丙 A．若甲为焦炭，则丁可能是氧气 B．若甲为NaAlO2，则丁可能是盐酸 C．若甲为Fe，则丁可能是Cl2‎ D．若甲为NaOH溶液，则丁可能是CO2‎ 解析　若甲为焦炭，丁为O2，则有CCOCO2，符合转化，选项A正确；若甲为NaAlO2，丁为盐酸，则有NaAlO2Al(OH)3AlCl3，符合转化，选项B正确；若甲为Fe，丁为与氯气，乙为FeCl3不能发生FeCl3FeCl2的转化，选项C错误；甲为NaOH溶液，丁是CO2，则有NaOHNa2CO3NaHCO3，符合转化，选项D正确。‎ ‎10．磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：‎ 下列叙述错误的是(　D　)‎ A．合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用 B．从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li C．“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋‎ D．上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠 解析　废旧电池中含有重金属，随意排放容易污染环境，因此合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用，选项A正确；根据流程的转化可知从正极片中可回收的金属元素有Al、Fe、Li，选项B正确；得到含Li、P、Fe的滤液，加入碱液生成氢氧化铁沉淀，因此“沉淀”反应的金属离子是Fe3＋，选项C正确；硫酸锂能溶于水，因此上述流程中不能用硫酸钠代替碳酸钠，选项D错误。‎ ‎11．某溶液中可能含有H＋、NH、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、CO、SO、NO中的几种。①若加入锌粒，产生无色无味的气体；②若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法正确的是(　B　)‎ A．溶液中的阳离子只有H＋、Mg2＋、Al3＋‎ B．溶液中n(NH)＝0.2 mol C．溶液中一定不含CO，可能含有SO和NO D．n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝1∶1∶1‎ 解析　由①知溶液中一定含有H＋，一定没有CO、NO，由②知溶液中一定含有Mg2＋、Al3＋，一定没有Fe3＋，由图像可知溶液中还一定含有NH，且n(NH)＝0.7 mol－0.5 mol＝0.2 mol，n(H＋)＝0.1 mol，n(Al3＋)＝0.8 mol－0.7 mol＝0.1 mol，沉淀Al3＋、Mg2＋共消耗0.4 mol OH－，其中沉淀Al3＋消耗0.3 mol OH－，沉淀Mg2＋消耗0.1 mol OH－，根据Mg2＋～2OH－，可得n(Mg2＋)＝0.05 mol，故只有选项B正确。‎ ‎12．磁性材料A是由两种元素组成的化合物，某研究小组按如图流程探究其组成：‎ 下列分析正确的是(　A　)‎ A．A的化学式为Fe3S4‎ B．将无色气体E通入紫色石蕊溶液中，溶液先变红后褪色 C．溶液C与溶液F发生反应的离子方程式为SO＋2Fe3＋＋H2O===SO＋2Fe2＋＋2H＋‎ D．溶液G中只含有离子H＋、K＋、I－、SO、OH－‎ 解析　黄色溶液C与KSCN溶液反应产生血红色溶液D，则溶液C中含Fe3＋，红棕色固体B为Fe2O3；无色酸性溶液F与I2的KI溶液反应产生无色溶液G且酸性变强，则F为还原性弱酸H2SO3的溶液，无色气体E为SO2。A由Fe、S两种元素组成，A中Fe的物质的量为(×2) mol＝0.03 mol，S的物质的量为 mol＝0.04 mol，所以A的化学式为Fe3S4，选项A正确；SO2具有漂白性，但不能漂白石蕊，所以将SO2通入紫色石蕊溶液中，溶液变红但不褪色，选项B错误；H2SO3为弱酸，在离子方程式中不能拆开，选项C错误；溶液G为无色，I2反应完全，H2SO3不一定反应完全，所以溶液G中还可能存在SO，选项D错误。‎ ‎13．某化学兴趣小组利用实验进行物质性质的探究，下列说法正确的是(　A　)‎ A．若A处通入CO，B处为Fe2O3，则玻璃管中红棕色的Fe2O3变为黑色的铁粉 B．若为水蒸气与铁粉的反应，可用C装置收集氢气 C．氨气与CuO反应验证氨气的还原性时，可在C中加水，同时撤去D装置 D．若C中为澄清石灰水，CO还原‎1.6 g铁的某种氧化物，C中生成‎3 g沉淀，则该氧化物为Fe3O4‎ 解析　玻璃管中现象为红棕色粉末变成黑色，红棕色的Fe2O3变为黑色的铁粉，选项A正确；氢气一般采用排水法或向下排空气法收集，选项B错误；氨气易溶于水，为防止倒吸，应在B、C间添加防倒吸装置，选项C错误；由题意知‎3 g沉淀为碳酸钙的质量，则碳酸钙的物质的量为＝0.03 mol，由CO还原‎1.6 g铁的某种氧化物，将生成的气体通入足量澄清石灰水中得到沉淀，则设金属氧化物中氧元素的质量为x，根据氧元素守恒可知 CO～O～CO2～CaCO3‎ ‎16　　　　1 mol x　　　　0.03 mol ＝，解得x＝‎0.48 g，则‎1.6 g氧化物中金属元素与氧元素的质量比为＝7∶3，Fe3O4中铁元素与氧元素的质量比为＝21∶8，选项D错误。‎ ‎14．(1)向盛有10 mL 1 mol·L－1NH4Al(SO4)2溶液的烧杯中滴加1 mol·L－1NaOH溶液，沉淀物质的量随NaOH溶液体积的变化示意图如下：‎ ‎①NH4Al(SO4)2溶液中，离子浓度由大到小的顺序是__c(SO)＞c(NH)＞c(Al3＋)＞c(H＋)＞c(OH－)__。‎ ‎②写出m点反应的离子方程式：　NH＋OH－===NH3·H2O　。‎ ‎③若在NH4Al(SO4)2溶液中改加20 mL 1.2 mol·L－1Ba(OH)2溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为__0.022__mol。‎ ‎(2) KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐(主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题：‎ ‎①为尽量少引入杂质，试剂①应选用__d__(填标号)。‎ a．HCl溶液 b．H2SO4溶液 c．氨水 d．NaOH溶液 ‎②易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为　2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑　。‎ ‎③沉淀B的化学式为__Al(OH)3__；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是__Al3＋水解，使溶液中H＋浓度增大__。‎ 解析　(1)NH4Al(SO4)2溶液中存在：NH4Al(SO4)2===NH＋Al3＋＋2SO，NH＋H2ONH3·H2O＋H＋，Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，H2OH＋＋OH－。①Al3＋的水解程度比NH大，故NH4Al(SO4)2溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(SO)＞c(NH)＞c(Al3＋)＞c(H＋)＞c(OH－)。②m点加入NaOH溶液，沉淀的物质的量不变，则此时是NH与NaOH溶液反应，离子方程式为NH＋OH－===NH3·H2O。③10 mL 1 mol·L－1NH4Al(SO4)2溶液中，Al3＋物质的量为0.01 mol，NH的物质的量为0.01 mol，SO的物质的量为0.02 mol，20 mL 1.2 mol·L－1Ba(OH)2溶液中，Ba2＋物质的量为0.024 mol，OH－物质的量为0.048 mol，其中SO与Ba2＋反应生成BaSO4沉淀0.02 mol，NH与Al3＋共消耗OH－0.04 mol，同时生成Al(OH)3沉淀0.01 mol，过量的0.008 mol OH－会溶解0.008 mol 的Al(OH)3，故最终反应生成沉淀为0.022 mol。(2)①易拉罐的主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质，试剂①的作用是将Al溶解，HCl溶液和H2SO4溶液可溶解Al及Fe、Mg杂质，会引入Fe2＋、Mg2＋，氨水不溶解Al；NaOH溶液可溶解Al，但不溶解Fe、Mg杂质，故d项符合。②选用NaOH溶液溶解易拉罐，主要发生反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。③滤液A中铝元素以AlO形式存在，与溶液中HCO发生反应：AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO ‎，故沉淀B为Al(OH)3；明矾溶于水时，KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO，Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，使溶液呈弱酸性。‎