专题3 第1讲 常见金属元素单质及其重要化合物
一、
1．(2014?海南琼海高三一模)将1 mol?L－1H2SO4溶液100 mL与质量分数为10%的NaOH溶液50 g混合均匀后，滴入甲基橙指示剂，此时溶液的颜色是( )
A．浅紫色 B．黄色
C．红色 D．无色
答案：C
点拨：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。可以判断出H2SO4过量，混合溶液呈酸性甲基橙显红色。
2．(2014?河南安阳高三二调)NA代表阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是( )
A．1 mol?L－1 Na2CO3溶液中的Na＋数目为2NA
B．常温常压下，46 g NO2的原子数为3NA
C．电解Na2CO3饱和溶液，若生成2NA个H2，一定生成2NA个O2
D．1 mol Na2O2与H2O完全反应时转移的电子数为2NA
答案：B
点拨：n(Na2CO3)＝c? v，v未知，无法求算Na＋的物质的量，A错误；46 g NO2的物质的量为46 g46 g?mol＝1 mol，原子数为1 mol×3＝3 mol，B正确；电解Na2CO3溶液实为电解水，2 mol H2～1 mol O2，C错误，又Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑每2 mol Na2O2反应转移2 mol e－，D错误．
3．(2014?安徽合肥高三一检)“类推”的思维方式在化学学习与研究中经常采用，但是有时会产生错误结论。下列类推结论中，正确的是( )
A．由甲酸可以发生银镜反应可推出其余的羧酸也均能发生银镜反应
B．由Na2O中阳离子与阴离子的个数比为2∶1，可推出Na2O2中阳离子与阴离子的个数比为1∶1
C．由“2Fe＋3Cl2=====△2FeCl3”反应可推出“2Fe＋3I2=====△2FeI3”反应也能发生
D．Na、K具有强还原性，Na在常温下与水剧烈反应，故K在常温下也能与水剧烈反应
答案：D
点拨：甲酸结构简式为HCOOH，其中存在?CHO，而其他羧酸中不存在?CHO，不能发生银镜反应；Na2O2的构成离子为Na＋、O22－，其阴、阳离子个数比为1∶2，由于I2氧化性弱，只能把Fe氧化成二价铁；由于K的金属性大于Na，则K与H2O反应更剧烈。
4．(2014?福建泉州高三一检)下表各组物质中，物质之间不可能实现如图所示转化的是( )
X??→MY??→MZ
选项XYZM
AAl3＋Al(OH)3AlO2－NaOH
BFeFeCl2FeCl3Cl2
CNaOHNa2CO3NaHCO3CO2
DNH3NONO2O2
答案：B
点拨：将各物质分别代入。A中Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O，正确；B中2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3，错误；C中2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3；D中4NH3＋5O2=====催化剂△4NO＋6H2O,2NO＋O2===2NO2，正确。
5．(2014?安徽巢湖高三一检)关于Na2CO3和NaHCO3比较中，下列说法不正确的是( )
A．NaHCO3固体受热容易分解，而Na2CO3固体受热不容易分解
B．等质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量的盐酸反应，前者消耗盐酸的物质的量比后者多
C．等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液分别滴加2滴酚酞试液，前者颜色比后者深
D．Na2CO3溶液和NaHCO3溶液分别与Ba(OH)2溶液，反应的离子方程式相同
答案：D
点拨：2NaHCO3=====△Na2CO3＋H2O＋CO2↑，稳定性Na2CO3>NaHCO3，A正确；Na2CO3～2HCl，NaHCO3～HCl，若盐为106 g，则Na2CO3消耗HCl为2 mol，NaHCO3消耗HCl为10684 mol<2 mol，B正确；Na2CO3溶液中CO32－水解能力更强，其溶液pH更大，C正确；两离子方程式分别为CO32－＋Ba2＋===BaCO3↓ HCO3－＋Ba2＋＋OH－===BaCO3↓＋H2O，D错误。
6．(2014?全国理综)用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的( )
A．CuSO4 B．H2O
C．CuO D．CuSO4?5H2O
答案：C
点拨：用石墨电极电解CuSO4溶液，发生反应：2CuSO4＋2H2O=====通电2Cu＋2H2SO4＋O2↑，电解液的恢复依据“出什么，加什么”的原则，所以要使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的CuO，C项正确。
7．(2014?广东中山高三联考)某溶液中含有Cu2＋、Mg2＋、Fe2＋、Al3＋等4种离子，若向其中加入过量的NaOH溶液，微热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量减少的阳离子是( )
A．Cu2＋ B．Mg2＋
C．Fe2＋ D．Al3＋
答案：C
点拨：4种离子均能与OH－反应生成相应沉淀，Al3＋与过量OH－反应生成AlO2－，加热搅拌，使空气中的O2进入溶液中，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，再加过量盐酸生成Fe3＋，Fe2＋大量减少，而其他离子均能再恢复。
8．(2014?上海高三八校调研)右图装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH＝4的雨水和和生铁片。观察：开始导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释合理的是( )
A．生铁片中的碳是原电池的阳极，发生还原反应
B．雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀
C．墨水回升时，碳极反应式为：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．具支试管中溶液pH逐渐减小
答案：C
点拨：由于pH＝4的雨水为酸性溶液，Fe在其中发生析氢腐蚀，产生H2，压强变大，则导管中液面下降。随着反应进行，H＋消耗而使溶液酸性减弱，则铁片又发生吸氧腐蚀，由于O2不断消耗，则具支试管中气体压强减小，观察到导管中液面上升。
9．(2014?海南琼海高三一模)某无色透明溶液能与铝反应放出H2，则溶液中可大量共存的离子是( )
A．H＋、Cl－、Ba2＋、Cu2＋ B．OH－、Ba2＋、K＋、Na＋
C．H＋、Na＋、NO3－、Cl－ D．OH－、Mg2＋、NH4＋、Cl－
答案：B
点拨：Cu2＋显示蓝色，A错误；Al与OH－反应放出H2，B项符合题意；D中Mg2＋、NH4＋均能与OH－反应而不能共存；Al与H＋反应生成H2，但C项中H＋、NO3－共存时有强氧化性，Al与H＋、NO3－反应无H2生成。
10．(2014?浙江温州高三五校联考)一定量的Fe和Fe2O3混合物投入2 mol?L－1 250 mL的HNO3溶液中，反应完全后，无固体剩余，生成1.12 L NO气体(标准状况)，再向反应后溶液中加入1 mol?L－1的NaOH溶液，要使铁元素全部沉淀下来，所加NaOH溶液的体积最少是( )
A．450 mL B．500 mL
C．400 mL D．无法确定
答案：A
点拨：反应最后的产物为Fe(OH)2、NaNO3、NO、H2O，反应物为Fe、Fe2O3、HNO3、NaOH，根据N元素守恒，反应前n(N)＝n(HNO3)＝2 mol?L－1×0.25 L＝0.5 mol，反应后n(N)＝n(NaNO3)＋n(NO)＝0.5 mol，又n(NO)＝1.12 L22.4 L?mol－1＝0.05 mol，则n(NaNO3)＝0.5 mol－0.05 mol＝0.45 mol，又根据Na元素守恒，反应后n(Na)＝n(NaNO3)＝0.45 mol，反应前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?山东潍坊高三一模)在AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中，加入一定量的铁粉，充分反应后，有少量金属析出，过滤，向滤液中滴加盐酸，有白色沉淀生成，该沉淀不溶于稀硝酸，则析出的金属是( )
A．Cu和Ag B．Ag
C．Cu D．Cu和Fe
答案：B
点拨：由于氧化性Ag＋>Cu2＋，则Fe先与Ag＋反应，完全消耗掉Ag＋后才会与Cu2＋反应，而题中说明Fe与Ag＋反应后Ag＋还剩余(加盐酸有不溶于稀硝酸的白色沉淀AgCl生成)，则Cu2＋一定未与Fe反应，只发生2Ag＋＋Fe===2Ag＋Fe2＋。
12．(2014?江苏南通高三二调)下列有关物质用途的叙述中不正确的是( )
A．碳酸氢钠可用作制药工业的原料，用于治疗胃酸过多
B．氧化铝可用作制造高温耐火材料，如制耐火砖、坩埚等
C．蛋白质水解生成葡萄糖放出热量，提供生命活动的能量
D．导电塑料是应用于电子工业的一种新型有机高分子材料
答案：C
点拨：由于NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，且NaHCO3溶液碱性不是太强，腐蚀性较差，则可用于治疗胃酸过多；Al2O3为高熔点物质，可作耐火材料；蛋白质水解产物为氨基酸，糖类水解产物为葡萄糖，C错误。
13．(2014?浙江宁波高三八校联考)新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe2Ox 3
B．MFe2O4与MFe2Ox的相互转化反应均属于
C．MFe2Ox与SO2反应中MFe2Ox被还原
D．若4 mol MFe2Ox与1 mol SO2恰好完全反应，则MFe2Ox中x的值为3.5
答案：C
点拨：根据H2能将MFe2O4转化成MFe2Ox，则H2作还原剂，MFe2O4作氧化剂； 而MFe2Ox能将SO2转化为S，SO2作氧化剂，MFe2Ox作还原剂，发生氧化反应；根据电子守恒，1 mol SO2反应时转移电子为4 mol，则1 mol MFe2Ox转移电子为1 mol，可得x＝3.5，此时铁的平均化合价为＋2.5，被氧化为MFe2O4(铁在该化合物中显＋3价)时转移电子数为1 mol。
14．FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是( )
A．加入KSCN溶液一定不变红色B．溶液中一定含Fe2＋
C．溶液中一定含Cu2＋D．剩余固体中一定含Cu
答案：C
点拨：加入铁粉，先发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，后发生反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。反应后有固体存在，可能为两种情况：①Cu，②Fe和Cu，无论哪种情况，溶液中一定含有Fe2＋，一定没有Fe3＋，可能含有Cu2＋。
二、非
15．(2014?江苏卷)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3?6H2O)的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)在一定条件下，SO2转化为SO3的反应为2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)，该反应的平衡常数表达式为K＝________；过量的SO2与NaOH溶液反应的化学方程式为________________________。
(2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是________、________。
(3)通氯气氧化时，发生的主要反应的离子方程式为____________________；该过程产生的尾气可用碱溶液吸收，尾气中污染空气的气体为________(写化学式)。
答案：(1)K＝c2?SO3?c?O2??c2?SO2?
SO2＋NaOH===NaHSO3
(2)提高铁元素的浸出率 抵制Fe3＋水解
(3)Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ Cl2、HCl
点拨：硫铁矿焙烧后得到的固体的主要成分是Fe2O3，同时还含有少量没有反应的FeS2，酸溶后溶液中含有大量的Fe3＋和少量的Fe2＋，为了得到纯净的FeCl3?6H2O，需要将Fe2＋氧化。因在酸溶时所加的盐酸是过量的，所以尾气中除了Cl2外，还会有HCl。
16．(2014?北京石景山一模)我国制碱工业的先驱??侯德榜先生，1939年发明了著名的侯氏制碱法，其核心反应原理可用如下化学方程式表示：
NH3＋CO2＋NaCl＋H2O===NH4Cl＋NaHCO3(晶体)
依据此原理，欲制得碳酸氢钠晶体，某校学生设计了如下实验装置，其中B装置中的试管内是溶有氨和氯化钠的溶液，且二者均已达到饱和。
(1)A装置中所发生反应的离子方程式为：
________________________________________________________________________。
C装置中稀硫酸的作用为_____________________________________ ___________________________________。
(2)下表中所列出的相关物质在不同温度下的溶解度数据(g/100 g水)
温度
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
参照表中数据，请分析B装置中使用冰水的目的是___________________ _____________________________________________________。
(3)该校学生在检查完此套装置的气密性后进行实验，结果没有得到碳酸氢钠晶体，指导教师指出应在________装置之间(填字母)连接一个盛有________的洗气装置，其作用是________________________________________________________________________。
(4)若该校学生进行实验时，所用饱和食盐水中含NaCl的质量为5.85 g，实验后得到干燥的NaHCO3晶体的质量为5.04 g，则NaHCO3的产率为________________________。
答案：(1)CaCO3＋2H＋＝Ca2＋＋CO2↑＋H2O；吸收从B装置中的试管内逸出的氨气，减少对环境的污染
(2)温度越低，碳酸氢钠的溶解度越小，便于析出。
(3)A与B；饱和NaHCO3溶液(其他合理答案均可给分) ；除去CO2中混合的HCl气体
(4)60% NaCl ～ NaHCO3
5.85 g 8.4 g
NaHCO3的产率＝5.048.4×100%＝60%
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