专题训练2-3常见金属元素及其化合物

专题训练2-3 常见金属元素及其化合物

时间：40分钟 分值：100分

一、选择题(每小题6分，共48分)

1．(2014·新课标全国卷Ⅰ)化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是( ) 选项 A B 现象或事实 用热的烧碱溶液洗去油污 漂白粉在空气中久置变质 解释 Na2CO3可直接和油污反应 漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3 C 施肥时，草木灰(有效成分为K2CO3)K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降不能与NH4Cl混合使用 低肥效 D FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板FeCl3能从含有Cu2＋的溶液中置换制作 出铜 解析 A项烧碱是NaOH而不是Na2CO3，并且Na2CO3为强碱弱酸盐，其溶液因CO23发生水解反应而显碱性，油脂在碱性溶液中发生水解反应，生成易

－

溶于水的高级脂肪酸盐和甘油，并非Na2CO3直接与油脂发生反应。

B项酸与盐发生复分解反应符合“较强酸制取较弱酸”的规律，HCl、H2CO3

和HClO的酸性强弱顺序为HCl>H2CO3>HClO，因此漂白粉发生变质时，Ca(ClO)2与空气中的CO2、H2O(g)反应生成CaCO3和HClO，HClO再分解为HCl和O2，而CaCl2与空气中的CO2不能发生反应。C项K2CO3为强碱弱酸盐，NH4Cl为强

－＋

酸弱碱盐，草木灰与NH4Cl混合使用时，CO23与NH4发生水解相互促进反应生

成NH3，降低肥效。D项FeCl3溶液可用于制造铜质印刷线路板，发生的反应为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，Fe3＋将Cu氧化为Cu2＋，并非发生置换反应。

答案 C

2．(2014·福建卷)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

① ② ③ ④ NaOH溶液 KOH溶液 O2 FeCl3溶液 Al(OH)3 SiO2 N2 Cu B．①④ D．②③

稀硫酸 浓盐酸 H2 浓硝酸 A.①③ C．②④

解析 ①组：Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，2Al(OH)3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋6H2O，故①组符合。②组：2KOH＋SiO2===K2SiO3＋H2O，但SiO2与浓盐酸不发生反应。③组：N2与O2在高温或放电条件下反应生成NO，N2与H2在高温、高压、催化剂条件下反应生成NH3，常温下均不反应。④组：2FeCl3＋Cu===CuCl2＋2FeCl2，Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。

答案 B

3．(2014·潍坊市期末)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L－1稀盐酸，CO2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，只发生中和反应

－＋

B．ab段发生反应的离子方程式为：CO23＋2H===CO2↑＋H2O

C．a＝0.3

D．原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1:2

－＋－解析 在0～a范围内，先发生中和反应，后发生CO23与H生成HCO3的＋

反应，A项错误；ab段发生反应的离子方程式为HCO－B3＋H===H2O＋CO2↑，

项错误；因a～0.4范围内发生的反应是H＋＋HCO－3===CO2↑＋H2O，n(CO2)＝0.01 mol，n(H＋)＝n(CO2)＝0.01 mol，所以a＝0.3，C项正确；由碳元素守恒可

2－知溶液中n(CO3)＝n(CO2)＝0.01 mol，在0～a范围内，生成0.01 mol HCO－3消

耗0.1 L稀盐酸，故NaOH消耗稀盐酸的体积为0.2 L，n(OH－)＝0.2 L×0.1 mol·L

－1

＝0.02 mol，因此原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2:1，D项

错误。

答案 C

4．(2014·海淀区期末)下列实验现象不能说明相关结论的是( )

A．将铜与浓硫酸共热，产生使石蕊溶液变红的气体，说明浓硫酸具有酸性 B．将金属钠投入冷水中，钠熔为小球，说明钠与水的反应为放热反应且钠的熔点低

C．向AgCl浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色，说明AgCl的溶解平衡正向移动

D．向Al(OH)3沉淀中滴加NaOH溶液或盐酸，沉淀均消失，说明Al(OH)3

是两性氢氧化物

解析 铜与浓硫酸共热，产生的SO2能使石蕊溶液变红，这体现了浓硫酸的氧化性，A项错误。

答案 A

5．(2014·武汉市高三调研)下列有关物质性质的描述和该性质的应用均正确的是( )

A．FeCl3具有氧化性，用FeCl3溶液刻蚀印刷电路板 B．氢氟酸具有强酸性，用氢氟酸蚀刻玻璃

C．过氧化钠只有氧化性，用过氧化钠为潜水艇舱提供氧气 D．铜的金属活动性比铝弱，可用铜罐代替铝罐贮运浓硝酸

解析 2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，用FeCl3溶液刻蚀印刷电路板，A项正确；氢氟酸是弱酸，B项错误；过氧化钠与水反应，体现了过氧化钠的氧化性和还原性，C项错误；常温下，铝遇浓硝酸钝化，而铜与浓硝酸反应，不能用铜罐代替铝罐，D项错误。

答案 A

2－

6．(2014·山西省联考)某溶液仅含Fe2＋、Na＋、Al3＋、Ba2＋、SO4、NO－3、

Cl－中的4种离子，所含离子的物质的量均为1 mol。若向该溶液中加入过量的稀硫酸，有气泡产生，且溶液中阴离子种类不变(不考虑水的电离和离子的水解)。下列说法不正确的是( )

A．若向该溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反应后，过滤、洗涤、灼烧，最终所得固体的质量为72 g

B．若向该溶液中加入过量的稀硫酸，产生的气体遇空气能变成红棕色 C．若向该溶液中加入过量的稀硫酸和KSCN溶液，溶液显血红色

－－

D．该溶液中所含的离子是：Fe2＋、Na＋、SO24、NO3

解析 向该溶液中加入过量的稀硫酸，有气泡产生，则H、Fe2、NO3之

＋

＋

－

间一定发生氧化还原反应，生成硝酸铁和NO气体，溶液中阴离子种类不变，则

－

原溶液中一定存在SO24。已知溶液中含有4种离子，所含离子的物质的量均为

1 mol，由电荷守恒可知，一定含有Na＋。A项最终所得固体为氧化铁，其质量为0.5 mol×160 g/mol＝80 g，错误；B项生成的NO遇空气易被氧化成红棕色的NO2，正确；C项，向溶液中加酸，发生氧化还原反应生成Fe3＋，加KSCN溶液，溶液显血红色，正确。由上述推断可知，该溶液中所含的离子是：Fe2＋、Na＋、

－－SO24、NO3，D项正确。

答案 A

7．(2014·沈阳市监测一)某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解19.2 g(已知硝酸只被还原为NO气体)。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化曲线如图所示。下列分析错误的是( )

A．AB段的反应为：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ B．第二份溶液中最终溶质为FeSO4

C．混合酸中NO－3物质的量为0.4 mol D．混合酸中H2SO4浓度为5 mol·L－1

3＋解析 由图象可知，OA段发生反应Fe＋4H＋＋NO－3===Fe＋NO↑＋

2H2O，AB段发生反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段发生反应Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，反应中NO－3全部参与反应，最终第二份溶液中的溶质是FeSO4，A、B选项正确；第一份溶液中NO－3全部参与反应，消耗铜的物质的量为

19.2 g

＝0.3

64 g·mol－12＋

mol，根据反应3Cu＋8H＋＋2NO－3===3Cu＋2NO↑＋4H2O可知，参与反应的

HNO3为0.2 mol，所以混合酸中NO－3物质的量为0.4 mol，C选项正确；第二份

－2＋溶液中n(SO24)＝n(Fe)＝n(Fe)＝

22.4 g

＝0.4 mol，则混合酸中硫酸的浓度

56 g·mol－10.8 mol

为0.2 L＝4 mol·L－1，D选项错误。

答案 D

8．(2014·广东卷)(双选)下列实验操作、现象和结论均正确的是( ) 选项 A 实验操作 向苏打和小苏打溶液中分别加入盐酸 向AgNO3溶液中滴加过量氨水 将可调高度的铜丝伸入到稀HNO3中 现象 均冒气泡 结论 两者均能与盐酸反应 Ag＋与NH3·H2O能大量共存 Cu与稀HNO3发生置换反应 氧化性：Fe3＋>I2 B 溶液澄清 C 溶液变蓝 D 将KI和FeCl3溶液在试管中混下层溶液显合后，加入CCl4，振荡，静置 紫红色 解析 根据物质的性质进行分析，且要保证操作、现象和结论的一致性。碳酸钠和碳酸氢钠均可与盐酸反应生成二氧化碳，A项正确。向AgNO3溶液中滴加过量氨水，最终生成银氨络离子，而使溶液澄清，B项错误。Cu与稀HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO和H2O，不属于置换反应，C项错误。将KI和FeCl3溶液混合后发生的反应为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，生成的碘被CCl4萃取且在下层，因此下层溶液显紫红色。由氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性知，氧化性关系：Fe3＋>I2，D项正确。

答案 AD

二、非选择题(共52分)

9．(16分)(2014·新课标全国卷Ⅱ)铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料等。回答下列问题：

(1)铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层。铅在元素周期表的位置为第________周期，第________族；PbO2的酸性比CO2的酸性________(填“强”或“弱”)。

(2)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为________________。

(3)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为______________；PbO2也可以通过石墨为电极，Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解___，阴极上观察到的现象是________________；若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极发生的电极反应式为________，这样做的主要缺点是________。

(4)PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如图所示，已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%(即

样品起始质量—a点固体质量

×100%)的残留固体。若a点固

样品起始质量

体组成表示为PbOx或mPbO2·nPbO，列式计算x值和mn值________。

解析 (1)碳在元素周期表中位于第二周期第ⅣA族，铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层，故铅在元素周期表的位置为第六周期第ⅣA族；铅位于碳的下方，同主族元素由上到下，非金属性逐渐减弱，故PbO2的酸性比CO2的酸性弱。

(2)PbO2中的Pb为＋4价，Pb为＋2价时相对稳定，故PbO2中的Pb具有强氧化性，能发生类似MnO2与浓盐酸的反应，将Cl－氧化为Cl2，故反应方程式

△

为PbO2＋4HCl(浓)=====PbCl2＋Cl2↑＋2H2O。

(3)由PbO和NaClO反应制PbO2，PbO→PbO2，Pb的化合价升高，则NaClO作氧化剂，本身被还原为NaCl，故离子方程式为PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－；石墨为电极，电解Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合液制PbO2，则Pb2＋应在阳极发生氧化反应得到PbO2，故阳极电极反应式为Pb2＋＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋；阴极上阳离子反应，阳离子有Pb2＋、Cu2＋、H＋，根据阳离子放电顺序，应为Cu2＋＋2e－===Cu，而生成的金属Cu会覆在石墨电极上，故阴极观察到的现象为石墨上包上铜镀层，若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极Pb2＋放电，生成金属Pb，Pb2

＋

＋2e－===Pb，这样Pb2＋被消耗不能生成PbO2，降低了Pb2＋的利用率。

△

2－x

(4)根据PbO2=====PbOx＋2O2↑(注PbO2相对分子质量为239) 2－x

由2×32＝239×4.0% 得x＝2－

239×4.0%

≈1.4 16

根据mPbO2·nPbO 得

2m＋nm0.42

＝1.4 n＝0.6＝3。 m＋n

答案 (1)六 ⅣA 弱

△

(2)PbO2＋4HCl(浓)=====PbCl2＋Cl2↑＋2H2O

(3)PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－ Pb2＋＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋ 石墨上包上铜镀层 Pb2＋＋2e－===Pb 不能有效利用Pb2＋

△

2－x2－x

(4)根据PbO2=====PbOx＋(2)O2↑，有2×32＝239×4.0%，x＝2－2m＋n2

(239×4.0%/16)＝1.4，根据mPbO2·nPbO，＝1.4，m:n＝3 m＋n

10．(10分)(2014·新疆测验)根据Fe3＋＋Ag液将试管中的银镜洗去。

(1)FeCl3溶液显酸性，原因是________(用离子方程式表示)。

(2)关于FeCl3溶液洗银后的相关叙述正确的是________(填选项字母)。

Fe2＋＋Ag＋，可用Fe3＋做刻蚀

a．铁元素质量减小 c．c(Cl－)不变

b．c(Fe3＋)减小

(3)用Fe(NO3)3溶液洗银后，某同学欲从洗银废液(含Fe3＋、Fe2＋、Ag＋、NO－3)中回收银，设计了如下路线：

①过程Ⅰ中反应的离子方程式是__________________________。 ②过程Ⅱ中加入的试剂可以是_____________________。

③过程Ⅲ中发生反应的离子方程式为________________________。 解析 (1)FeCl3是强酸弱碱盐，Fe3＋水解，溶液显酸性，水解方程式为Fe3

＋

＋3H2O

Fe(OH)3＋3H＋。(2)由Fe3＋＋Ag

Fe2＋＋Ag＋可知，铁元素质量不变，

c(Fe3＋)减小，由于发生反应Ag＋＋Cl－===AgCl↓，所以c(Cl－)减小。

(3)①由框图可知过程Ⅰ加入了过量的铁粉，发生反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag。②过程Ⅱ是把固体中的铁粉和银分离，所以加入的试剂可以是稀盐酸或稀硫酸。③过程Ⅲ是把Fe2＋转化为Fe3＋，发生反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。

答案 (1)Fe3＋＋3H2O

Fe(OH)3＋3H＋ (2)b (3)①2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、

Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag ②稀盐酸或稀硫酸 ③2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O

11．(14分)(2014·北京卷)用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的溶液，通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极，在不同电压(x)下电解pH＝1的0.1 mol/L FeCl2溶液，研究废液再生机理。记录如下(a、b、c代表电压值)： 序号 电压/V 阳极现象 检验阳极产物 Ⅰ x≥a 电极附近出现黄色，有气泡产生 有Fe3＋、有Cl2

Ⅱ a>x≥b 电极附近出现黄色，无气泡产生 有Fe3＋、无Cl2 Ⅲ b>x>0 无明显变化 无Fe3＋、无Cl2 (1)用KSCN溶液检验出Fe3＋的现象是___________________。 (2)Ⅰ中，Fe3＋产生的原因可能是Cl－在阳极放电，生成的Cl2将Fe2＋氧化。写出有关反应的方程式：__________________________________。

(3)由Ⅱ推测，Fe3＋产生的原因还可能是Fe2＋在阳极放电，原因是Fe2＋具有________性。

(4)Ⅱ中虽未检验出Cl2，但Cl－在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH＝1的NaCl溶液做对照实验，记录如下：

序号 Ⅳ Ⅴ 电压/V a>x≥c c>x≥b 阳极现象 无明显变化 无明显变化 检验阳极产物 有Cl2 无Cl2 ①NaCl溶液的浓度是________mol/L。 ②Ⅳ中检验Cl2的实验方法___________________________。 ③与Ⅱ对比，得出的结论(写出两点)___________________。

解析 (1)SCN－与Fe3＋发生反应生成Fe(SCN)3而使溶液变成红色，常根据这一颜色变化检验溶液中的Fe3＋。

(2)实验Ⅰ中阳极附近出现黄色，有气泡产生，则该气体应为Cl2，Cl2将Fe2

＋

氧化成Fe3＋，有关反应为2Cl－－2e－===Cl2，Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋。

(3)电解过程中，阳极发生氧化反应，由于Fe2＋具有还原性，若其浓度较大，

可能在阳极失去电子发生氧化反应生成Fe3＋。

(4)①pH＝1的0.1 mol/L的FeCl2溶液中c(Cl－)＝0.2 mol/L，若保证电解时溶液中c(Cl－)相同，则pH＝1的NaCl溶液中c(NaCl)应为0.2 mol/L。

②Cl2具有强氧化性，可取少量阳极附近的溶液，滴在淀粉-KI试纸上，试纸变蓝。

③对比实验Ⅱ和Ⅳ、Ⅴ可知，电极附近出现黄色可能是由于生成Fe3＋、Cl2

所致，通过控制电压，证实产生Fe3＋的两种原因都成立，验证Fe2＋先于Cl－放电。

答案 (1)溶液变红

(2)2Cl－－2e－===Cl2，Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ (3)还原 (4) ①0.2

②取少量阳极附近的溶液，滴在淀粉-KI试纸上，试纸变蓝

③通过控制电压，证实了产生Fe3＋的两种原因都成立；通过控制电压，验证了Fe2＋先于Cl－放电

12．(12分)(2014·江苏卷)碱式碳酸铝镁 [ MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O]常用作塑料阻燃剂。

(1)碱式碳酸铝镁具有阻燃作用，是由于其受热分解需吸收大量热量和____________。

(2)MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O中a、b、c、d的代数关系式为________。 (3)为确定碱式碳酸铝镁的组成，进行如下实验：

①准确称取3.390 g样品与足量稀盐酸充分反应，生成CO2 0.560 L(已换算成标准状况下)。

②另取一定量样品在空气中加热，样品的固体残留率(

固体样品的剩余质量

固体样品的起始质量

×100%)随温度的变化如图所示(样品在270 ℃时已完全失去结晶水，600 ℃以上残留固体为金属氧化物的混合物)。

根据以上实验数据计算碱式碳酸铝镁样品中的n(OH－

过程)。

解析 (1)因为碱式碳酸铝镁分解得到Al2O3、MgO，二者的熔点都较高，

2－

n(CO3)(写出计算

都具有阻燃作用。(2)Al元素的化合价为＋3价，Mg元素的化合价为＋2价，OH

－

－

整体显示－1价，CO23整体显示－2价，根据化合物中化合价代数和为0可得

出关系：2a＋3b＝c＋2d。(3)n(CO2)＝

0.560 L－2

mol －1＝2.50×10

22.4 L·mol

m(CO2)＝2.50×10－2mol×44 g·mol－1＝1.10 g

在270～600 ℃之间，失去结晶水后的样品进一步受热分解放出CO2和H2O m(CO2)＋m(H2O)＝3.390 g×(0.734 5－0.370 2)＝1.235 g m(H2O)＝1.235 g－1.10 g＝0.135 g n(H2O)＝

0.135 g－3

mol －1＝7.50×10

18 g·mol

n(OH－)＝7.50×10－3 mol×2＝1.50×10－2 mol

2－

n(OH－):n(CO3)＝(1.50×10－2 mol):(2.50×10－2 mol) ＝3:5

答案 (1)生成的产物具有阻燃作用 (2)2a＋3b＝c＋2d (3)n(CO2)＝

0.560 L－2

mol －1＝2.50×10

22.4 L·mol

m(CO2)＝2.50×10－2 mol×44 g·mol－1＝1.10 g

在270～600 ℃之间，失去结晶水后的样品进一步受热分解放出CO2和H2O m(CO2)＋m(H2O)＝3.390 g×(0. 734 5－0.370 2)＝1.235 g m(H2O)＝1.235 g－1.10 g＝0.135 g n(H2O)＝

0.135 g－3

mol －1＝7.50×10

18 g·mol

n(OH－)＝7.50×10－3 mol×2＝1.50×10－2 mol

2－

n(OH－):n(CO3)＝1.50×10－2 mol:2.50×10－2 mol

＝3:5

都具有阻燃作用。(2)Al元素的化合价为＋3价，Mg元素的化合价为＋2价，OH

－

－

整体显示－1价，CO23整体显示－2价，根据化合物中化合价代数和为0可得

出关系：2a＋3b＝c＋2d。(3)n(CO2)＝

0.560 L－2

mol －1＝2.50×10

22.4 L·mol

m(CO2)＝2.50×10－2mol×44 g·mol－1＝1.10 g

在270～600 ℃之间，失去结晶水后的样品进一步受热分解放出CO2和H2O m(CO2)＋m(H2O)＝3.390 g×(0.734 5－0.370 2)＝1.235 g m(H2O)＝1.235 g－1.10 g＝0.135 g n(H2O)＝

0.135 g－3

mol －1＝7.50×10

18 g·mol

n(OH－)＝7.50×10－3 mol×2＝1.50×10－2 mol

2－

n(OH－):n(CO3)＝(1.50×10－2 mol):(2.50×10－2 mol) ＝3:5

答案 (1)生成的产物具有阻燃作用 (2)2a＋3b＝c＋2d (3)n(CO2)＝

0.560 L－2

mol －1＝2.50×10

22.4 L·mol

m(CO2)＝2.50×10－2 mol×44 g·mol－1＝1.10 g

在270～600 ℃之间，失去结晶水后的样品进一步受热分解放出CO2和H2O m(CO2)＋m(H2O)＝3.390 g×(0. 734 5－0.370 2)＝1.235 g m(H2O)＝1.235 g－1.10 g＝0.135 g n(H2O)＝

0.135 g－3

mol －1＝7.50×10

18 g·mol

n(OH－)＝7.50×10－3 mol×2＝1.50×10－2 mol

2－

n(OH－):n(CO3)＝1.50×10－2 mol:2.50×10－2 mol

＝3:5

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/1mh.html