2019届二轮复习 金属及其化合物 作业（全国通用） (1) 练习

金属及其化合物一、单项选择题1．下列错误的是A. 蔗糖可作调味剂          B. 细铁粉可作食品抗氧剂C. 双氧水可作消毒剂        D. 熟石灰可作食品干燥剂答案：D解析：蔗糖具有甜味，且对人体无害，因此蔗糖可以作调味剂，A正确； 细铁粉可以空气中氧气发生反应，防止食品被氧化变质，B正确；双氧水具有强氧化性，能消灭细菌和病毒，因此双氧水可作消毒剂，C正确；熟石灰不具有吸水性，不能作干燥剂，D错误。2．下列除去杂质的方法不正确的是(　　)A．镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥B．用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋C．用新制的生石灰，通过加热蒸馏，以除去乙醇中的少量水D．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤答案：B解析：B项中Fe3＋(Al3＋)Fe(OH)3和Al(OH)3达不到除杂目的，可用Fe3＋(Al3＋)Fe(OH)3和NaAlO2Fe(OH)3Fe3＋。3．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(　　) XYZ①NaOH溶液Al(OH)3稀硫酸②KOH溶液SiO2浓盐酸③O2N2H2④FeCl3溶液Cu浓硝酸A.①③ B．①④C．②④ D．②③答案：B解析：本题考查元素化合物之间的转化。①中Al(OH)3是两性氢氧化物，既能与强酸反应又能与强碱反应；②SiO2是酸性氧化物，能与NaOH反应，但不能与浓盐酸反应；③N2性质比较稳定，常温下与O2和H2都不能反应；④中Cu在常温下可与二者反应，反应的化学方程式分别为：Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2、Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。4．下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是（   ）选项实 验现 象结 论A．将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液有气体生成，溶液呈血红色稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋B．将铜粉加1.0 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液中溶液变蓝、有黑色固体出现金属铁比铜活泼C．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热熔化后的液态铝滴落下来金属铝的熔点较低D．将0.1mol·L－1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生，再滴加0.1mol·L－1CuSO4溶液先有白色沉淀生成后变为浅蓝色沉淀Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小答案：D解析：A、稀硝酸与过量的Fe分反应，则生成硝酸亚铁和NO气体、水，无铁离子生成，所以加入KSCN溶液后，不变红色，现象错误；B、Cu与硫酸铁发生氧化还原反应，生成硫酸铜和硫酸亚铁，无黑色固体出现，现象错误；C、铝在空气中加热生成氧化铝的熔点较高，所以内部熔化的铝不会滴落，现象错误；D、硫酸镁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀（硫酸镁足量是关键信息），再加入硫酸铜，则生成氢氧化铜蓝色沉淀，沉淀的自发转化应该由溶解度小的向溶解度更小的沉淀转化，所以氢氧化铜的溶度积比氢氧化镁的溶度积小，正确，答案选D。5．下列各组离子在相应的条件下可以大量共存的是(　　)A．在碱性溶液中：CO、K＋、Cl－、Na＋B．与铝粉反应放出氢气的无色溶液中：NO、Mg2＋、Na＋、HCOC．在c(H＋)/c(OH－)＝1×10－12的溶液中：NH、Ca2＋、Cl－、K＋D．在酸性溶液中：Fe2＋、Na＋、NO、Cl－答案：A解析：B项，与铝粉反应放出氢气的溶液可能呈酸性，也可能呈碱性，酸性条件下NO(H＋)与Al反应不产生氢气并且HCO与H＋不能大量共存，碱性条件下，Mg2＋和HCO不能大量存在，故不符合题意；C项，c(H＋)/c(OH－)＝10－12的溶液呈碱性，其中NH、Ca2＋不能大量存在；D项，酸性溶液中NO具有强氧化性，会将Fe2＋氧化为Fe3＋，故不可以大量共存。6.水热法制备直径为1～100 nm的颗粒Y(化合物)，反应原理为3Fe2++2S2O+O2+aOH-=Y+S4+2H2O，下列说法中不正确的是(　　)A.a=4B.将Y均匀分散到水中形成的体系具有丁达尔效应C.每有3 mol Fe2+参加反应，反应中转移的电子总数为5 molD.S2 O是还原剂答案：C解析：根据电荷守恒，6-4-a=-2，则a=4，再根据铁原子和氧原子守恒，可知Y为Fe3O4，A正确；Fe3O4颗粒直径在1～100 nm，将其均匀分散到水中形成的体系属于胶体，具有丁达尔效应，B正确；当3 mol Fe2+参加反应时，有1 mol O2反应，反应中只有O2中氧元素化合价由0价降低为-2价，所以转移电子数为4 mol，C错误；反应中铁和硫元素的化合价升高，被氧化，Fe2+、S2O是还原剂，D正确。     7.下列离子在一定条件下能共存，且加入相应试剂后发生反应的离子方程式正确的是(　　) 离子组加入试剂加入试剂后发生反应的离子方程式AFe2+，NO，K+稀硫酸3Fe2++ NO +4H+=3Fe3++NO↑+2H2OBFe3+，I-，ClO-氢氧化钠溶液3Fe3++3OH-=Fe (OH)3↓CBa2+，HCO，Cl-氢氧化钠溶液HCO+OH-=CO+H2ODAg+，F-，NO过量浓氨水Ag++OH- =AgOH↓答案：A解析：Fe2+，NO，K+均不反应，能共存，加入稀硫酸发生反应3Fe2++NO+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O，故A正确；Fe3+与I-能发生氧化还原反应2Fe3++2I-=2Fe2++I2，则不能大量共存；I-与ClO-能发生氧化还原反应ClO-+2I-+H2O=Cl-+I2+2OH-，则不能大量共存，故B错误；Ba2+，HCO，Cl-均不反应，能共存，但加入氢氧化钠溶液后生成的碳酸根离子和钡离子反应生成沉淀，发生反应的离子方程式为Ba2++HCO+OH-=BaCO3↓+H2O，故C错误；Ag+，F-，NO均不反应能共存，但加入过量浓氨水，AgNO3+NH3·H2O=AgOH↓+NH4NO3，AgOH+2NH3·H2O=Ag(NH3)2OH+2H2O，总离子方程式为Ag++3NH3·H2O=Ag(NH3+OH-+ NH +2H2O，故D错误。二、非选择题8．软锰矿(主要成分MnO2，杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4·H2O，反应的化学方程式为：MnO2＋SO2===MnSO4(1)质量为17.40 g纯净MnO2最多能氧化________L(标准状况)SO2。(2)已知：Ksp[Al(OH)3]＝1×10－33 ，Ksp[Fe(OH)3]＝3×10－39 ，pH＝7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下，除去MnSO4溶液中的Fe3＋、Al3＋(使其浓度均小于1×10－6 mol·L－1 )，需调节溶液pH范围为______________。(3)上图可以看出，从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4·H2O晶体，需控制的结晶温度范围为________。(4)准确称取0.171 0 g MnSO4·H2O 样品置于锥形瓶中，加入适量H3PO4和NH4NO3溶液，加热使Mn2＋ 全部氧化成Mn3＋ ，用c(Fe2＋)＝0.050 0 mol·L–1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn3＋被还原为Mn2＋)，消耗Fe2＋溶液20.00 mL。计算MnSO4·H2O样品的纯度(请给出计算过程)。答案：(1)4.48(2)5.0<pH<7.1(3)高于60℃(4)n(Fe2＋)＝0.050 0 mol·L－1×＝1.00×10－3moln(Mn2＋)＝n(Fe2＋)＝1.00×10－3molm(MnSO4·H2O)＝1.00×10－3mol×169 g·mol－1＝0.169 gMnSO4·H2O样品的纯度为：×100%≈98.8%解析：本题考查氧化还原反应相关计算，物质分离提纯，氧化还原反应滴定原理及样品纯度的计算。(1)根据已知方程式可得，n(SO2)＝n(MnO2)＝＝0.2 mol，则V(SO2)＝4.48 L。(2)Fe(OH)3与Al(OH)3，同属AB3型，由Ksp数据分析可知，同浓度的Fe3＋和Al3＋，调节pH时，Fe3＋先沉淀，且Al3＋沉淀完全时，Fe3＋已完全沉淀，欲除去Al3＋，可使溶液中c(OH－)> mol·L－1＝10－9 mol·L－1，即pH>5.0，结合题给信息，除去Al3＋、Fe3＋、而不影响 Mn2＋的pH范围是5.0<pH<7.1。(3)温度高于60 ℃后，随温度升高，MnSO4·H2O溶解度减小，MnSO4·6H2O溶解度增大，可采取蒸发结晶、趁热过滤的方法从混合液中得MnSO4·H2O晶体。9．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：AlCl3、FeCl3分别在183 ℃，315 ℃升华(1)在焙烧炉中发生反应：①Fe2O3(s)＋3C(s)2Fe(s)＋3CO(g)     ΔH＝－492.7 kJ·mol－1②3CO(g)＋Fe2O3(s)2Fe(s)＋3CO2(g)   ΔH＝＋25.2 kJ·mol－1反应2Fe2O3(s)＋3C(s)4Fe(s)＋3CO2(g)  ΔH＝________ kJ·mol－1。(2)①Al2O3、Cl2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。②将AlCl3·6H2O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)。①氧化性　②吸水性　③难挥发性　④脱水性a．①       b．②        c．②③      d．②③④(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)＝________。答案：(1)－467.5(2)①3   　Cl2＋SO＋H2O===2Cl－＋SO＋2H＋　315 ℃  　②c(3)O2＋4e－＋2H2O===4OH－    　2：23解析：(1)由①＋②得所求方程式，所以ΔH＝－467.5 kJ·mol－1。(2)①由Al2O3＋3Cl2＋3C===2AlCl3＋3CO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：Cl2＋SO＋H2O===2Cl－＋SO＋2H＋；Al＋FeCl3===Fe＋AlCl3由于AlCl3升华而FeCl3不升华，温度应在315 ℃以下。②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 mol×27 g·mol－1)(3 mol×207 g·mol－1)＝2：23。10．实验室模拟用工业废弃固体(含有Cu2S、Al2O3、Fe2O3、SiO2等)制取粗铜、绿矾(FeSO4·7H2O)和明矾[KAl(SO4)2·12H2O]的操作流程如下：(1)试剂X是________(写化学式)。(2)配平下列方程式：______MnO＋______SO2＋______H2O===______Mn2＋＋______SO＋______H＋(3)为了分析产品(绿矾)中铁元素的含量，某同学称取20.0 g样品配成100 mL溶液，移取25.00 mL于锥形瓶中，用1.000×10－1 mol·L－1的KMnO4标准溶液进行滴定(MnO被还原为Mn2＋)。请回答下列问题：①滴定时，KMnO4标准溶液应盛放在________中(填仪器名称)。②若到达滴定终点消耗KMnO4标准溶液的体积为25.00 mL，则该产品中铁元素的质量分数为________。答案：(1)H2SO4(或KHSO4) (2)2　5　2　2　5　4(3)①酸式滴定管   ②14%解析：根据废弃固体的成分及流程，气体A为SO2，固体B中含有CuO、Fe2O3，溶液B中含有KAlO2、K2SiO3，试剂X为H2SO4(或KHSO4)，固体C为H2SiO3；加入过量铁屑后，固体D为Cu、Fe，溶液D为FeSO4；(3)滴定反应的离子方程式为MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，在20.0 g样品中，n(Fe2＋)＝25.00×10－3 L×1.000×10－1 mol·L－1×5×＝0.05 mol，其质量分数为×100%＝14%。11．草酸钴用途广泛，可用于指示剂和催化剂制备。一种利用水钴矿[主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等]制取CoC2O4·2H2O工艺流程如下：已知：①浸出液含有的阳离子主要有H＋、Co2＋、Fe2＋、Mn2＋、Ca2＋、Mg2＋、Al3＋等；②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2完全沉淀的pH3.79.69.25.29.8(1)浸出过程中加入Na2SO3的目的是将____________还原(填离子符号)。(2)NaClO3的作用是将浸出液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，产物中氯元素处于最低化合价。该反应的离子方程式为____________________________________________。(3)请用平衡移动原理分析加Na2CO3能使浸出液中Fe3＋、Al3＋转化成氢氧化物沉淀的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示。滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是______；使用萃取剂适宜的pH是______。A．接近2.0　　　　B．接近3.0　　　　C．接近4.0(5)“除钙、镁”是将溶液中Ca2＋与Mg2＋转化为MgF2、CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)＝7.35×10－11、Ksp(CaF2)＝1.05×10－10。当加入过量NaF后，所得滤液c(Mg2＋)/c(Ca2＋)＝__________。解析：(1)亚硫酸钠溶液具有还原性，在浸出过程中加入Na2SO3的目的是将Fe3＋、Co3＋还原。(2)NaClO3的作用是将浸出液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，产物中氯元素处于最低化合价－1价，则根据氧化还原反应得失电子守恒，该反应的离子方程式为ClO＋6Fe2＋＋6H＋===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O。(3)加Na2CO3能使浸出液中Fe3＋、Al3＋转化成氢氧化物沉淀的原因是：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋、Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，加入碳酸钠后，H＋与CO反应，使水解平衡右移，从而产生沉淀。(4)根据萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系。滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是除掉锰离子；使用萃取剂适宜的pH是接近3.0。(5)“除钙、镁”是将溶液中Ca2＋与Mg2＋转化为MgF2、CaF2沉淀。当加入过量NaF后，得到的是MgF2、CaF2的过饱和溶液，根据溶液中氟离子的浓度相等，则所得滤液c(Mg2＋)/c(Ca2＋)＝Ksp(MgF2)/Ksp(CaF2)＝7.35×10－11/1.05×10－10＝0.7。答案：(1)Fe3＋、Co3＋(2)ClO＋6Fe2＋＋6H＋===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O(3)溶液中存在平衡Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋、Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，加入碳酸钠后，H＋与CO反应，使水解平衡右移，从而产生沉淀（4分）(4)除去Mn2＋   B(5)0.7