1、技能强化专练(十) 金属单质及其重要化合物1下列应用不符合金属冶炼原理的是( )A焊接钢轨：Fe 2O32Al 2FeAl 2O3= = = = =高 温 B工业制铝：2Al 2O33C 4Al3CO 2= = = = =高 温 C湿法炼铜：CuSO 4Fe= =CuFeSO 4D从海水中制镁：MgCl 2(熔融) MgCl 2= = = = =通 电 解析：利用铝热反应，可以焊接钢轨，A 项符合金属冶炼原理；铝为活泼金属，工业制铝采用的是电解熔融氧化铝，B 项不符合金属冶炼原理；Cu 的活动性比 Fe 弱，可以利用Fe 从 CuSO4溶液中置换出 Cu，C 项符合金属冶炼原理；从海水中得到氯
2、化镁，电解熔融氯化镁可以制镁，D 项符合金属冶炼原理。答案：B2常温下，下列各组物质中，Y 既能与 X 反应又能与 Z 反应的是( )X Y Z NaOH 溶液 Al(OH)3 稀硫酸 KOH 溶液 SiO2 浓盐酸 O2 N2 H2 FeCl3溶液 Cu 浓硝酸A. BC D解析：Al(OH) 3显两性，既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水，正确；SiO2与盐酸不反应，错误；N 2与 O2在放电条件下反应生成 NO，N 2在高温、高压及催化剂存在条件下与 H2反应生成 NH3，但在常温时 N2与 O2、H 2均不反应，错误；Cu 与 FeCl3溶液和浓硝酸分别发生如下反应：Cu2F
3、eCl 3=CuCl22FeCl 2、Cu4HNO 3(浓)= =Cu(NO3)22NO 22H 2O，正确。答案：B3下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是( )AK BNaCFe DAl解析：钾属于活泼金属，与氧气发生剧烈的反应，A 项错误；钠属于活泼金属，与空气中的氧气发生反应生成氧化钠，氧化钠不能保护内层钠，B 项错误；铁在空气中发生反应：2FeO 22H 2O=2Fe(OH)2、4Fe(OH) 2O 22H 2O=4Fe(OH)3、2Fe(OH)3=Fe2O33H 2O，铁表面生成的 Fe2O3不能保护铁，C 项错误；在空气中金属铝表面形成Al2O3保护层，保
4、护内层金属不被氧化，D 项正确。答案：D4下列有关金属的说法中正确的是( )A钠在空气中燃烧只生成白色的氧化钠固体B燃着的镁条伸入盛满二氧化碳的集气瓶中不能继续燃烧C铜能与氯化铁溶液反应，该反应可以用于印刷电路板的制作D铁能与硫酸发生反应，故不能用铁制容器贮存浓硫酸解析：A 项，钠在空气中燃烧只生成淡黄色的过氧化钠固体，故 A 错误；B 项，燃着的镁条伸入盛满二氧化碳的集气瓶中能继续燃烧生成氧化镁和碳，故 B 错误；C 项，三价铁离子能够氧化铜生成铜离子和二价铁离子，所以可以用于印刷电路板的制作，故 C 正确；D 项，浓硫酸具有强的氧化性，常温下能够使铁钝化，形成致密氧化膜，阻止反应进行，所以
5、能用铁制容器贮存浓硫酸，故 D 错误。故选 C。答案：C5在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )ANaHCO 3(s) Na2CO3(s) NaOH(aq) 饱 和 石 灰 水 BAl(s) NaAlO2(aq) Al(OH)3(s) NaOH aq 过 量 HCl aq CAgNO 3(aq) Ag(NH3)2 (aq) Ag(s) 氨 水 蔗 糖 aq DFe 2O3(s) Fe(s) FeCl3(aq) Al 高 温 HCl aq 解析：2NaHCO 3 Na2CO3CO 2H 2O，Na 2CO3Ca(OH)= = = = = 2=CaCO32NaOH，A 项正确；2
6、Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 2，NaAlO 2与过量 HCl反应生成 Al3 ，即 AlO 4H =Al3 2H 2O，B 项错误；蔗糖分子中不含醛基，无还原 2性，不能发生银镜反应，C 项错误；Fe 2O32Al Al2O32Fe，而 Fe 与 HCl= = = = =高 温 反应只能生成 FeCl2：Fe2HCl= =FeCl2H 2，D 项错误。答案：A6CuSO 4是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如下图所示。下列说法正确的是( )A相对于途径，途径更好地体现了绿色化学思想BY 可以是葡萄糖溶液CX 可能是 SO2和 SO3的混合气体D将 CuSO4溶液蒸发，
7、利用余热蒸干，可制得胆矾晶体解析：途径中会产生有毒物质 SO2而途径不会，A 错误；CuSO 4与过量 NaOH 溶液反应会生成新制 Cu(OH)2悬浊液，葡萄糖溶液能还原新制 Cu(OH)2悬浊液生成 Cu2O，B 正确；CuSO4热分解过程中，铜元素价态降低，故必有化合价升高的元素，CuSO 4中只有氧元素的化合价能升高，故 X 中必有 O2，C 错误；D 项操作会导致开始得到的胆矾晶体失去结晶水，D 错误。答案：B7向 NaOH 和 Na2CO3混合溶液中滴加 0.1 molL1 稀盐酸，CO 2的生成量与加入盐酸的体积( V)的关系如图所示。下列判断正确的是( )A在 0 a 范围内，
8、只发生中和反应B ab 段发生反应的离子方程式为：CO 2H =CO2H 2O23C a0.2D原混合溶液中 NaOH 与 Na2CO3的物质的量之比为 21解析：向 NaOH 和 Na2CO3混合溶液中滴加盐酸时，HCl 先和 NaOH 反应生成水和氯化钠：NaOHHCl= =NaClH 2O，继续滴加时，依次发生反应：HClNa 2CO3=NaHCO3NaCl ，NaHCO 3HCl= =NaClH 2O CO2，故 A 错误； ab 段发生反应的离子方程式为 HCO H =H2OCO 2，故 B 错误；生成的 CO2为 0.01 mol，根据碳 3元素守恒，混合物中碳酸钠的物质的量是 0
9、.01 mol，所以两步反应：HClNa 2CO3=NaHCO3NaCl ，NaHCO 3HCl= =NaClH 2O CO2都消耗 HCl 0.01 mol，即ab 段加入 0.1 molL1 稀盐酸的体积是 0.1 L，所以 a0.3，故 C 错误；原混合溶液中NaOH 与 Na2CO3的物质的量分别是 0.02 mol 和 0.01 mol，物质的量之比为 2:1，故 D 正确。答案：D8 “拟晶”(quasicrystal)是一种具有凸多面体规则外形但不同于晶体的固态物质。Al65Cu23Fe12是二十世纪发现的几百种拟晶之一，具有合金的某些优良物理性能。下列有关这种拟晶的说法正确的是
10、( )A无法确定 Al65Cu23Fe12中三种金属的化合价BAl 65Cu23Fe12的硬度小于金属铁CAl 65Cu23Fe12不可用作长期浸泡在海水中的材料D1 mol Al 65Cu23Fe12溶于过量的硝酸时共失去 265 mol 电子解析：A 项，拟晶 Al65Cu23Fe12是由三种金属元素组成，由于金属无负价，根据化合价代数和为 0 的原则，三种金属的化合价均可视作 0 价，错误；B 项，拟晶具有合金的某些优良物理性能，合金的硬度一般比各成分金属大，错误；C 项，Al 65Cu23Fe12与海水可以构成原电池，会加速金属的腐蚀，因此不可用作长期浸泡在海水中的材料，正确；D 项，
11、溶于过量的硝酸时，Al 与 Fe 均变为3 价，Cu 变为2 价，故 1 mol Al65Cu23Fe12失电子为653232123277 mol，错误。答案：C9锰是冶炼工业中常用的添加剂。以碳酸锰矿(主要成分为 MnCO3，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下：已知 25，部分物质的溶度积常数如下：物质 Mn(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2 MnS CoS NiSKsp 2.11013 3.01016 5.01016 1.01011 5.01022 1.01022(1)步骤中，MnCO 3与硫酸反应的化学方程式是_。(2)步骤中，MnO 2在酸性条件下可将
12、 Fe2 氧化为 Fe3 ，反应的离子方程式是_，加氨水调节溶液的 pH 为 5.06.0，以除去 Fe3 。(3)步骤中，滤渣 2 的主要成分是_。(4)步骤中，在_(填“阴”或“阳”)极析出 Mn，电极反应为_。解析：(1)碳酸锰与硫酸反应生成硫酸锰，二氧化碳和水，化学方程式为MnCO3H 2SO4=MnSO4CO 2 H 2O。(2)MnO 2在酸性条件下可将 Fe2 氧化为 Fe3 ，MnO 2被还原成 Mn2 ，发生反应的离子方程式为 MnO22Fe 2 4H =Mn2 2Fe 3 2H 2O。(3)步骤中加入(NH 4)2S，除掉的是 Co2 和 Ni2 ，所以滤渣 2 的主要成分
13、是 CoS 和 NiS。(4)Mn2 在阴极发生还原反应生成 Mn，电极反应为 Mn2 2e =Mn。答案：(1)MnCO 3H 2SO4=MnSO4CO 2H 2O(2)MnO22Fe 2 4H =Mn2 2Fe 3 2H 2O(3)CoS 和 NiS(4)阴 Mn 2 2e =Mn10工业上由铝土矿(主要成分是 Al2O3和 Fe2O3)和焦炭制备无水 AlCl3的流程如下：已知：AlCl 3、FeCl 3分别在 183 ，315 升华(1)在焙烧炉中发生反应：Fe 2O3(s)3C(s) 2Fe(s)3CO(g)= = = = = H492.7 kJmol 13CO(g)Fe 2O3(s
14、) 2Fe(s)3CO 2(g)= = = = = H25.2 kJmol 1反应 2Fe2O3(s)3C(s) 4Fe(s)3CO 2(g)= = = = = H_ kJmol 1 。(2)Al 2O3、Cl 2和 C 在氯化炉中高温下发生反应，当生成 1 mol AlCl3时转移_ mol 电子；炉气中含有大量 CO 和少量 Cl2，可用 Na2SO3溶液除去 Cl2，其离子方程式为_。充分反应后温度降至_以下(填“183 ”或“315 ”之一)，开始分离收集AlCl3。将 AlCl36H2O 溶于浓硫酸进行蒸馏，也能得到一定量的无水 AlCl3，此原理是利用浓硫酸下列性质中的_(填字母)
15、。氧化性 吸水性 难挥发性 脱水性a bc d(3)海洋灯塔电池是利用铝、石墨为电极材料，海水为电解质溶液构成电池的，其正极反应式为_，与铅蓄电池相比，释放相同电量时，所消耗金属电极材料的质量比 m(Al) m(Pb)_。解析：(1)由得所求方程式，所以 H467.5 kJmol 1 。(2)由 Al2O33Cl 23C= =2AlCl33CO 知，生成 2 mol AlCl3转移电子数为 6，则 1 mol AlCl3时转移 3 mol 电子；根据题意得：Cl2SO H 2O=2Cl SO 2H ；AlFeCl 3=FeAlCl 3由于 AlCl3升华而 FeCl3不23 24升华，温度应在
16、 315 以下。此处只用到吸水性，难挥发性。(3)设都放出 6 mol e ，需要 Al 2 mol，Pb 3 mol，其质量比为(2 mol27 gmol1 )(3 mol207 gmol1 )223 。答案：(1)467.5(2)3 Cl 2SO H 2O=2Cl SO 2H 315 c23 24(3)O24e 2H 2O=4OH 223112018江苏卷碱式硫酸铝溶液可用于烟气脱硫。室温下向一定浓度的硫酸铝溶液中加入一定量的碳酸钙粉末，反应后经过滤得到碱式硫酸铝溶液，反应方程式为(2 x)Al2(SO4)33 xCaCO33 xH2O=2(1 x)Al2(SO4)3xAl(OH)33 x
17、CaSO43 xCO2生成物(1 x)Al2(SO4)3xAl(OH)3中 x 值的大小影响碱式硫酸铝溶液的脱硫效率。(1)制备碱式硫酸铝溶液时，维持反应温度和反应时间不变，提高 x 值的方法有_。(2)碱式硫酸铝溶液吸收 SO2过程中，溶液的 pH_(填“增大” 、 “减小” 、 “不变”)。(3)通过测定碱式硫酸铝溶液中相关离子的浓度确定 x 的值，测定方法如下：取碱式硫酸铝溶液 25.00 mL，加入盐酸酸化的过量 BaCl2溶液充分反应，静置后过滤、洗涤，干燥至恒重，得固体 2.330 0 g。取碱式硫酸铝溶液 2.50 mL，稀释至 25 mL，加入 0.100 0 molL1 ED
18、TA 标准溶液25.00 mL，调节溶液 pH 约为 4.2，煮沸，冷却后用 0.080 00 molL1 CuSO4标准溶液滴定过量的 EDTA 至终点，消耗 CuSO4标准溶液 20.00 mL(已知 Al3 、Cu 2 与 EDTA 反应的化学计量比均为 11) 。计算(1 x)Al2(SO4)3xAl(OH)3中的 x 值(写出计算过程)。解析：(1)碱式硫酸铝中“氢氧化铝”的生成原理是：碳酸钙与硫酸铝水解出的氢离子反应，促进硫酸铝水解，生成氢氧化铝。所以，欲提高 x 值，即提高 Al(OH)3的生成量，可以增加碳酸钙的量。也可以在不增加碳酸钙用量的情况下，加快搅拌速率，使二者接触更充
19、分，从而使硫酸铝的水解率增大。(2)二氧化硫是酸性氧化物，吸收二氧化硫必将使碱式硫酸铝溶液的 pH 减小。(3)见解析。答案：(1)适当增加 CaCO3的量或加快搅拌速率(2)减小(3)25 mL 溶液中：n(SO ) n(BaSO4) 0.010 0 mol242.330 0 g233 gmol 125 mL 溶液中：n(Al3 ) n(EDTA) n(Cu2 )0.100 0 molL1 25.00 mL103 LmL1 0.080 00 molL1 20.00 mL103 LmL1 9.00010 4 mol25 mL 溶液中： n(Al3 )9.00010 3 mol1 mol(1 x)Al2(SO4)3xAl(OH)3中n(Al3 )(2 x) mol； n(SO )3(1 x) mol24 x0.41n Al3 n SO24 2 x3 1 x 9.00010 3 mol0.010 0 mol
