2020版高考化学二轮复习专题强化训练9金属元素及其化合物（含解析）

专题强化训练(九)

能力练(20分钟)

一、选择题

1．(2019·山东八校联考)下列反应中，第一步反应生成的沉淀经第二步反应后质量增加的是(　　)

A．将少量FeCl2溶液加入到NaOH溶液中，再滴加H2O2溶液

B．将少量AgNO3溶液滴加到NaCl溶液中，再滴加Na2S溶液

C．将少量CO2(g)通入饱和Ca(OH)2溶液中，再通入过量Cl2

D．将少量Ba(OH)2溶液滴加到Al2(SO4)3溶液中，再加入过量NaOH溶液

[解析]　少量FeCl2溶液与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2沉淀，再滴加H2O2溶液后Fe(OH)2转化为Fe(OH)3，沉淀质量增加，A项符合题意；少量AgNO3溶液与NaCl溶液反应生成AgCl沉淀，再滴加Na2S溶液时AgCl转化为Ag2S，沉淀质量减少，B项不符合题意；少量CO2通入饱和Ca(OH)2溶液中生成CaCO3沉淀，通入过量Cl2时生成的HCl能将CaCO3逐渐溶解，沉淀质量减少，C项不符合题意；将少量Ba(OH)2溶液滴加到Al2(SO4)3溶液中生成BaSO4和Al(OH)3沉淀，加入过量NaOH溶液后，Al(OH)3溶解使沉淀质量减少，D项不符合题意。

[答案]　A

2．(2019·昆明调研)将下列各组物质发生反应生成的气体分别通入FeCl2溶液，不能与FeCl2发生反应的是(　　)

A．CaO和浓氨水　　　　 B．二氧化锰和浓盐酸共热

C．Na2O2和CO2   D．铜片和浓硫酸共热

[解析]　CaO与浓氨水反应生成NH3，NH3通入FeCl2溶液中生成Fe(OH)2，最终转化成Fe(OH)3，A项不符合题意；MnO2和浓盐酸共热生成Cl2，Cl2与FeCl2溶液反应生成FeCl3溶液，B项不符合题意；Na2O2与CO2反应生成O2，O2通入FeCl2溶液中能够发生氧化还原反应，C项不符合题意；Cu和浓硫酸共热生成SO2，SO2通入FeCl2溶液中不发生反应，D项符合题意。

[答案]　D

3．(2019·广州综合测试)下列各组物质中，能一步实现下图所示①～⑤转化关系的是(　　)

[解析]　C不能一步转化为Na2CO3、NaHCO3，A项错误；①加入CO或Al，②加入HCl或CuCl2，③加入氯气，④加入氯气，⑤加入铁粉或铜粉，可以实现图中转化关系，B项正确；Al2O3不能一步转化为Al(OH)3，C项错误；S不能一步转化为SO3，D项错误。

[答案]　B

4．(2019·洛阳市第二次统考)实验室利用如图装置制取无水AlCl3(178℃升华，遇潮湿空气即产生大量白雾)，下列说法正确的是(　　)

A．①的试管中盛装二氧化锰，用于常温下制备氯气

B．②、③、⑥、⑦的试管中依次盛装浓H2SO4、饱和食盐水、浓H2SO4、NaOH溶液

C．滴加浓盐酸的同时点燃④的酒精灯

D．⑤用于收集AlCl3，⑥、⑦可以用一个装有碱石灰的干燥管代替

[解析]　MnO2与浓盐酸在常温下不反应，A项错误；②、③、⑥、⑦的试管中应依次盛装饱和食盐水(除HCl)、浓H2SO4(除水蒸气)、浓H2SO4(防止水蒸气进入⑤中)、NaOH溶液(尾气处理)，B项错误；加热时，Al粉会被空气中的氧气氧化，故应先滴加浓盐酸，利用产生的Cl2将装置中的空气排出，再点燃④的酒精灯，C项错误；⑤用于收集AlCl3，⑥、⑦的作用分别是防止水蒸气进入⑤中、吸收尾气Cl2，故⑥、⑦可用一个装有碱石灰的干燥管代替，D项正确。

[答案]　D

二、非选择题

5．(2019·海淀区期中)某学习小组学习了亚铁盐的性质后，欲探究FeSO4溶液分别与Na2CO3溶液、NaHCO3溶液的反应。已知：Fe(OH)2和FeCO3均为白色沉淀，不存在Fe(HCO3)2。实验操作及现象记录如下：

(1)甲同学认为实验a中白色颗粒状沉淀是FeCO3，写出该反应的离子方程式____________________________________；他为了证实自己的观点，进行实验：取少量白色颗粒状沉淀，加入________，发现产生大量气泡。

(2)乙同学推测实验a的白色颗粒状沉淀中还可能含有Fe(OH)2，他将实验a中两种溶液体积均改成15 mL后再进行实验，证实了他的推测。能证明Fe(OH)2存在的实验现象是_______________。

(3)实验b中白色颗粒状沉淀主要成分也为FeCO3，写出生成FeCO3的离子方程式：_______________________________。

(4)实验b中液面上方试管内壁粘附的白色颗粒状沉淀物变成红褐色，主要原因是潮湿的FeCO3被氧气氧化，写出该反应的化学方程式：____________________________________________。

(5)乙同学反思，实验a中含有Fe(OH)2，实验b中几乎不含有Fe(OH)2，对比分析出现差异的原因是______________________。

[解析]　(1)实验a中生成白色沉淀FeCO3，发生Fe2＋、CO之间的沉淀反应。证明白色沉淀为FeCO3，可以加入稀硫酸或稀盐酸，可观察到产生大量气泡。(2)Fe(OH)2白色沉淀不稳定，在空气中放置，易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，实验现象为白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。(3)NaHCO3溶液中HCO存在电离平衡：HCOH＋＋CO，FeSO4溶液与NaHCO3溶液反应，Fe2＋与CO结合为FeCO3沉淀，溶液中c(CO)减小，HCO的电离平衡向正反应方向移动，溶液中c(H＋)增大，H＋与HCO反应生成H2O、CO2，故生成FeCO3的离子方程式为Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。(4)潮湿的FeCO3被氧气氧化生成的红褐色沉淀为Fe(OH)3，配平化学方程式为4FeCO3＋O2＋6H2O===4Fe(OH)3＋4CO2。

[答案]　(1)Fe2＋＋CO===FeCO3↓　稀硫酸(或稀盐酸等)

(2)放置在空气中，沉淀颜色由白色变为灰绿色，最终变为红褐色

(3)Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O

(4)4FeCO3＋O2＋6H2O===4Fe(OH)3＋4CO2

(5)混合以后，虽然实验b中c(NaHCO3)比实验a中c(Na2CO3)大，但Na2CO3溶液的碱性(或水解程度)比NaHCO3溶液的强

拔高练(25分钟)

一、选择题

1．(2019·黑龙江六校联考)如图所示的5种物质中均含同种金属元素，且在一定条件下(不含电解)能按图示箭头方向实现一步转化，则该金属元素可能是(　　)

①Na　②K　③Ca　④Fe　⑤Cu

A．①②　　　　　　　　 B．③④

C．④⑤   D．①⑤

[解析]　NaNO3无法一步转化成NaOH，NaOH也无法一步生成Na2O，NaCl也无法一步生成金属钠(除电解方法)，故①错误；KNO3无法一步转化成KOH，KOH也无法一步生成K2O，KCl也无法一步生成金属钾(除电解方法)，故②错误；Ca(NO3)2无法一步转化成Ca(OH)2，CaCl2也无法一步生成金属钙(除电解法)，故③错误；Fe能够与硝酸反应生成Fe(NO3)3，Fe(NO3)3与NaOH反应生成Fe(OH)3沉淀，Fe(OH)3加热生成Fe2O3，Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3，FeCl3与锌反应生成铁，铁及其化合物均能够按照图示箭头通过一步反应完成，故④正确；Cu与硝酸反应生成Cu(NO3)2，Cu(NO3)2与NaOH溶液反应生成Cu(OH)2沉淀，Cu(OH)2加热分解生成CuO，CuO与盐酸反应生成CuCl2，CuCl2与铁反应生成铜，所以Cu满足题中转化关系，故⑤正确。

[答案]　C

2．(2019·长沙质检)某固体混合物可能由Al、(NH4)2SO4、MgCl2、FeCl2、AlCl3中的两种或多种组成，现对该混合物做如下实验，所得现象和有关数据如图所示(气体体积已换算成标准状况下的体积)：

关于该固体混合物，下列说法正确的是    (　　)

A．一定含有Al，其质量为4.5 g

B．一定不含FeCl2，可能含有MgCl2和AlCl3

C．一定含有MgCl2和FeCl2

D．一定含有(NH4)2SO4和MgCl2，且物质的量相等

[解析]　向固体混合物中加入过量浓NaOH溶液加热得到气体，将气体通过碱石灰，体积不变，通过浓硫酸，体积减小，可知固体混合物中存在Al和(NH4)2SO4，产生的5.60 L气体为NH3(2.24 L)和H2(3.36 L)，结合标准状况下3.36 L H2为0.15 mol及关系式2Al～3H2可知，与NaOH溶液反应的Al为0.1 mol，其质量为2.7 g，由加入过量浓NaOH溶液得到白色沉淀，且久置无明显变化，可知混合物中一定含有MgCl2，一定不含FeCl2，B项错误、C项错误；标准状况下5.60 L气体为0.25 mol，其中含有氨气0.1 mol，则固体混合物中含有(NH4)2SO4 0.05 mol，n(MgCl2)＝＝0.05 mol，由Al、(NH4)2SO4，MgCl2三者的质量之和为14.05 g，可知该固体混合物由Al、(NH4)2SO4、MgCl2组成，A项错误、D项正确。

[答案]　D

3．(2019·宜昌调研)为了探究金属单质M与盐溶液的反应，某同学进行了下列实验，实验过程及现象如图所示，结合实验现象判断，该同学得出的下列结论正确的是(　　)

A．向滤液中滴加盐酸的实验现象是产生白色沉淀

B．滤渣可能是两种单质的混合物

C．滤渣在足量的稀硝酸中能完全溶解

D．加入的金属M可能是镁或钠

[解析]　A项，滤液中不含有银离子，加入稀盐酸时，不可能产生白色沉淀，错误。B项，滤渣中一定含有单质银、铜和M，错误。C项，单质银、铜和M在足量的稀硝酸中能完全溶解，正确。D项，加入的金属M不可能是单质钠，因为钠和硝酸银、硝酸铜溶液的反应实际是钠先和水反应生成氢氧化钠和氢气，然后氢氧化钠和铜离子、银离子反应生成沉淀，向滤渣中加入盐酸无气体生成，错误。

[答案]　C

4．(2019·河北省九校第二次联考)某同学为测定Na2CO3固体(含少量NaCl)的纯度，设计如下装置(含试剂)进行实验。下列说法不正确的是(　　)

A．必须在②③间添加吸收HCl的装置

B．④的作用是防止空气中的气体影响实验的精确度

C．实验后通入空气的作用是保证②中产生的气体完全转移到③中

D．称取样品和③中产生沉淀的质量即可求算Na2CO3固体的纯度

[解析]　③中氢氧化钡溶液足量，故无需在②③间添加吸收HCl的装置，A项错误；④中盛装碱石灰，可防止空气中的二氧化碳气体进入③中与Ba(OH)2反应，影响实验的精确度，B项正确；实验后通入空气，可将生成的二氧化碳完全转移到③中，使其被充分吸收，减小实验误差，C项正确；③中产生的沉淀为碳酸钡，根据碳酸钡的质量可计算样品中所含碳酸钠的质量，进而可计算样品中Na2CO3固体的纯度，D项正确。

[答案]　A

二、非选择题

5．Ⅰ.(2019·成都摸底测试)铝、铁、铜在工业和生产生活中有广泛应用。

(1)铝制品具有很好的耐腐蚀性能，原因是_________________；按性质分类，Al2O3属于________氧化物，依据是________________(用离子方程式表示)。

(2)某同学用下列实验探究铁与水蒸气的反应。

步骤①反应的化学方程式为_____________________________；

步骤③检验Fe2＋的方法是____________________；

步骤④无明显现象，该同学认为步骤①铁与水蒸气反应只生成二价铁，该同学的判断是否正确及理由是____________________。

(3)含铬(Ⅵ)废水能致癌，Cu2O作光催化剂可将酸性废水中的Cr2O转化成Cr3＋，并伴有无色气体生成，则反应的离子方程式为

_______________________________________________。

Ⅱ.(2019·洛阳第三次联考)向100 mL的NaOH溶液中通入CO2充分反应后，在减压和较低温度下，小心地将溶液蒸干，得到白色固体M。通入的CO2的体积V(标准状况)与M的质量W的关系如图所示。请回答下列问题：

(1)B点时M的组成成分为________。

(2)若要使B点生成的盐的质量变为8.4 g，则应继续向溶液中通入CO2________L。

(3)向生成的7.16 g盐的溶液中加入一定量某物质，充分反应后，减压低温蒸发得到纯净的Na2CO3固体8.48 g。则：

①若只加入0.03 mol某物质，则加入的物质可以是________。

②若只加入0.06 mol某物质，则加入的物质可以是________。

(4)常温下，同浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的

pH都大于7，两者中________pH更大，其原因是__________。

[解析]　Ⅰ.(1)铝与氧气反应生成致密的氧化膜，对铝起到保护作用，因此铝制品具有很好的耐腐蚀性能；Al2O3既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水，因此Al2O3属于两性氧化物。(2)步骤①铁粉和水蒸气加热时反应生成Fe3O4和H2。步骤③检验Fe2＋的实验操作为：取溶液少许于试管中，滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，若有蓝色沉淀生成，则溶液中含有Fe2＋。步骤④加入KSCN溶液，无明显现象，这并不能说明铁与水蒸气反应只生成二价铁，也可能是因为生成的Fe3O4溶于酸生成Fe3＋，Fe3＋与过量的铁粉反应生成Fe2＋。(3)Cr2O转化成Cr3＋，Cr元素化合价降低，则O元素化合价升高，生成的无色气体为O2，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：2Cr2O＋16H＋4Cr3＋＋3O2↑＋8H2O。

Ⅱ.(1)由题图知NaOH的质量为4 g，其物质的量为0.1 mol，根据Na＋守恒可知NaOH完全转化为Na2CO3时，Na2CO3的质量为0.1 mol××106 g·mol－1＝5.3 g，完全转化为NaHCO3时，NaHCO3的质量为0.1 mol×84 g·mol－1＝8.4 g，故B点时M的组成成分为Na2CO3和NaHCO3。(2)设B点时Na2CO3的物质的量为x mol，NaHCO3的物质的量为y mol，则2x＋y＝0.1,106x＋84y＝7.16，解得x＝0.02，y＝0.06，若要使B点生成的盐的质量变为8.4 g，则应继续向溶液中通入二氧化碳，将碳酸钠转化为碳酸氢钠，故继续通入CO2的体积＝0.02 mol×22.4 L·mol－1＝0.448 L。(3)7.16 g盐为0.02 mol Na2CO3和0.06 mol NaHCO3,8.48 g Na2CO3固体的物质的量为0.08 mol，即要将0.06 mol NaHCO3变为0.06 mol Na2CO3。①根据Na元素守恒，0.03 mol物质中需有0.06 mol Na，故符合条件的有Na2O或Na2O2。②根据Na元素守恒，0.06 mol物质中需有0.06 mol Na，故符合条件的有Na、NaOH等。(4)在相同条件下CO的水解能力比HCO的水解能力强，所以等浓度的两溶液，碳酸钠溶液的碱性强。

[答案]　Ⅰ.(1)铝与氧气反应生成致密的氧化膜，对铝起到保护作用　两性　Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O

(2)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2　取溶液少许于试管中，滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，若有蓝色沉淀生成，则溶液中含有Fe2＋　不正确，铁与水蒸气反应生成的Fe3O4溶于酸生成Fe3＋，Fe3＋与过量的铁粉反应生成Fe2＋，所以加KSCN溶液不变色

(3)2Cr2O＋16H＋4Cr3＋＋3O2↑＋8H2O

Ⅱ.(1)Na2CO3和NaHCO3　(2)0.448

(3)①Na2O或Na2O2　②Na或NaOH

(4)Na2CO3溶液　Na2CO3的水解程度比NaHCO3的大