| 标题 | 2014年高考“金属及其化合物”试题分类例析 |
| 范文 | 师殿峰 一、考查常见金属的化学性质 例1（北京理综卷）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（ ）。 A.K B.Na C.Fe D.Al 解析K、Na是活泼金属，极易与空气中的氧气反应，且生成的氧化物不能保护内层金属不被空气氧化；Fe在潮湿的空气中易生锈，铁形成的氧化膜疏松，不能保护内层金属不被空气氧化；Al与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜，能保护内层金属不被空气氧化。故答案为D。 二、考查常见金属化合物的化学性质 例2 （上海化学卷）下列试剂不会因为空气中的氧气而变质的是（ ）。 A.过氧化钠 B.氢硫酸 C.硫酸亚铁 D.苯酚 解析过氧化钠极易吸收空气中的CO2和水蒸气而变质，与空气中的氧气无关；氢硫酸易被空气中的氧气氧化生成单质硫和水而变质；硫酸亚铁易被空气中的氧气氧化生成硫酸铁而变质；苯酚易被空气中的氧气氧化而变质。故答案为A。 例3 （上海化学卷）下列反应与Na2O2+SO2→Na2SO4相比较，Na2O2的作用相同的是（ ）。 A.2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 B.2Na2O2+2SO32Na2SO4+O2 C.2Na2O2+H2SO4Na2SO4+H2O2 D.3Na2O2+Cr2O32Na2CrO4+Na2O 解析在反应Na2O2+SO2→Na2SO4中，Na2O2是氧化剂，SO2是还原剂。在反应A和B中，Na2O2均既是氧化剂又是还原剂；反应C不是氧化还原反应；在反应D中，Na2O2是氧化剂。故答案为D。 三、考查常见金属及其离子的化学性质 例3（上海化学卷）用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得的溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是（ ）。 A.若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3+ B.若有固体存在，则溶液中一定有Fe2+ C.若溶液中有Cu2+，则一定没有固体析出 D.若溶液中有Fe2+，则一定有Cu析出 解析因氧化性：Fe3+>Cu2+>Fe2+，还原性：Fe>Cu；若无固体剩余，说明铁粉完全被溶液中的Fe3+氧化，但此时溶液中不一定有Fe3+，A项错误；若有固体存在，则固体中一定有铜，可能还有铁，因此溶液中一定有Fe2+，B项正确；若溶液中有Cu2+，则也可能有部分铜被置换出来，因此不一定没有固体析出，C项错误；若溶液中有Fe2+，但当溶液中的Fe3+过量时，则没有Cu析出，D项错误。故答案为B。 四、以金属及其化合物的性质为载体，考查反应后固体物质质量变化的判断 例4（全国理综课标卷Ⅱ）下列反应中，反应后固体物质增重的是（ ）。 A.氢气通过灼热的CuO粉末 B.二氧化碳通过Na2O2粉末 C.铝与Fe2O3发生铝热反应 D.将锌粒投入Cu（NO3）2溶液 解析氢气通过灼热的CuO粉末发生的反应为CuO+H2△Cu+H2O， 反应后固体物质的质量减小；二氧化碳通过Na2O2粉末发生的反应为2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2，反应后固体物质的质量增加；铝与Fe2O3发生铝热反应，其化学方程式为Fe2O3+2Al高温2Fe+Al2O3，反应后固体物质的质量不变；将锌粒投入Cu（NO3）2溶液发生的反应为Zn+Cu（NO3）2Zn（NO3）2+Cu，固体由Zn变为Cu，反应后固体物质的质量减小。故答案为B。 五、以金属离子的性质为载体，考查离子能否大量共存的判断 例5（广东理综卷）水溶液中能大量共存的一组离子是（ ）。 A.Na+、Ca2+、Cl-、SO2-4 B.Fe2+、H+、SO2-3、ClO- C.Mg2+、NH+4、Cl-、SO2-4 D.K+、Fe3+、NO-3、SCN- 解析A组中的Ca2+与SO2-4能够生成微溶物CaSO4而不能大量共存；B组中的Fe2+、SO2-3在H+存在下能够被ClO-氧化（且H+能够与ClO-结合生成HClO，H+能够与SO2-3反应）而不能大量共存；C组离子彼此不反应而能够大量共存；D组中的Fe3+与SCN-能够发生络合反应生成络合物而不能大量共存。故答案为C。 六、以金属及其化合物的性质为载体，考查离子方程式正误的判断 例6（四川理综卷）能正确表示下列反应的离子方程式是（ ）。 A.Cl2通入NaOH溶液： Cl2+OH-Cl-+ClO-+H2O B.NaHCO3溶液中加入稀HCl： CO2-3+2H+CO2↑+H2O C.AlCl3溶液中加入过量稀氨水： Al3++4NH3·H2OAlO-2+4NH+4+2H2O D.Cu溶于稀HNO3： 3Cu+8H++2NO-33Cu2++2NO↑+4H2O 解析A项错在质量不守恒和电荷不守恒，其正确的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O；B项错在将难电离的弱酸的酸式酸根离子写成离子形成，其正确的离子方程式为HCO-3+H+CO2↑+H2O；C项错在产物不符合客观事实，产物有Al（OH）3沉淀生成（氢氧化铝不溶于氨水），其正确的离子方程式为Al3++3NH3·H2OAl（OH）3↓+3NH+4；而D项符合离子方程式的书写原则。故答案为D。 例8（江苏化学卷）下列指定反应的离子方程式正确的是（ ）。 A.Cu溶于稀硝酸HNO3：Cu+2H++NO-3Cu2++NO2↑+H2O B.（NH4）2Fe（SO4）2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe（OH）2：Fe2++2OH-Fe（OH）2↓ C.用CH3COOH溶解CaCO3： CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2↑ D.向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al（OH）3： CO2+AlO-2+2H2OAl（OH）3↓+HCO-3 解析A项错在还原产物不符合客观事实，且电荷不守恒，其正确的离子方程式为3Cu+8H++2NO-33Cu2++2NO↑+4H2O；B项错在漏写NH+4与OH-之间的离子反应，其正确的离子方程式为2NH+4+Fe2++4OH-Fe（OH）2↓+2NH3·H2O；C项错在将难电离的CH3COOH写成离子形式，其正确的离子方程式为CaCO3+2CH3COOHCa2++2CH3COO-+H2O+CO2↑；向NaAlO2溶液中通入过量CO2生成Al（OH）3沉淀和NaHCO3，且D项符合离子方程式的书写原则。故答案为D。 七、以金属化合物的性质为载体，考查物质除杂方案正误的判断 例7（全国理综大纲卷）下列除杂方案错误的是（ ）。 选项被提纯的物质杂质除杂试剂除杂方法 ACO（g）CO2（g）NaOH溶液、浓H2SO4洗气 BNH4Cl（aq）Fe3+（aq）NaOH溶液过滤 CCl2（g）HCl（g）饱和食盐水、浓H2SO4洗气 DNa2CO3（s）NaHCO3（s）/灼烧 解析对于A项，将含有CO2杂质的CO气体依次通过NaOH溶液、浓H2SO4，可分别除去CO2和水蒸气，A项正确；对于B项，NaOH溶液既能与Fe3+反应，又能与NH4Cl溶液反应，且会引入新的杂质，B项错误；对于C项，将含有HCl杂质的Cl2依次通过饱和食盐水、浓H2SO4，可分别除去HCl和水蒸气，C项正确；对于D项，将含有NaHCO3杂质的Na2CO3灼烧，NaHCO3分解生成Na2CO3，D项正确。故答案为B。 八、以金属化合物的性质为载体，考查常见气体的实验室制法 例8（天津理综卷）实验室制备下列气体时，所用方法正确的是（ ）。 A.制氧气时，用Na2O2或H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置 B.制氯气时，用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体 C.制乙烯时，用排水法或向上排空气法收集气体 D.制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气 解析用Na2O2或H2O2制氧气时，均可采用“固体+液体→气体”的发生装置，A项正确；氯气溶于水生成盐酸和次氯酸，盐酸与NaHCO3溶液反应生成CO2而引入新的杂质，应用饱和NaCl溶液和浓硫酸净化气体，B项错误；乙烯的密度与空气的密度接近，不能用排空气法收集乙烯，C项错误；二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，一氧化氮不溶于水会污染环境，不能用水吸收二氧化氮尾气，D项错误。故答案为A。 例9（北京理综卷）用图1装置（夹持、加热装置已略）进行实验，有②中现象，不能证实①中反应发生的是（ ）。 ①中实验②中现象 A 铁粉与水蒸气加热肥皂水冒泡 B 加热NH4Cl和Ca（OH）2混合物酚酞溶液变红 CNaHCO3固体受热分解澄清石灰水变浑浊 D石蜡油在碎瓷片上受热分解Br2的CCl4溶液褪色 解析对于A项，水蒸气也能使肥皂水冒泡，肥皂水冒泡不能说明产生了氢气，则不能证实①中发生了反应；对于B项，酚酞溶液变红，说明有碱性气体（NH3）产生，则能证实①中发生了反应；澄清石灰水变浑浊，说明产生了CO2，则能证实①中发生了反应；Br2的CCl4溶液褪色，说明有含碳碳不饱和键的新物质生成，则能证实①中发生了反应。故答案为A。 十、考查Fe2+与Fe3+的性质及Fe3+的检验 例10（北京理综卷，节选）用FeCl2酸性溶液脱除H2S后的废液，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 Ⅰx≥a电极附近出现黄色，有气泡产生有Fe3+、有Cl2 Ⅱa>x≥b电极附近出现黄色，无气泡产生有Fe3+、无Cl2 Ⅲb>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。 （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。 解析（1）因Fe3+与KSCN溶液反应生成血红色的络合物，则用KSCN溶液检验出Fe3+的现象是溶液变血红色。 （2）Cl-在阳极放电生成Cl2，Cl2将Fe2+氧化为Fe3+、Cl2被还原为Cl-，则有关反应为2Cl--2e-Cl2，Cl2+2Fe2+2Fe3++2Cl-。 （3）Fe2+在阳极放电生成Fe3+，原因是Fe2+具有还原性。 故答案为：（1）溶液变血红色；（2）2Cl--2e-Cl2，Cl2+2Fe2+2Fe3++2Cl-；（3）还原。 十一、以铁的化合物的性质为载体，考查粒子能否大量共存与离子方程式正误的判断及有关计算 例11（安徽理综卷）下列有关Fe2（SO4）3溶液的叙述正确的是（ ）。 A.该溶液中，K+、Fe3+、C6H5OH、Br-可以大量共存 B.和KI溶液反应的离子方程式： Fe3++2I-Fe2++I2 C.和Ba（OH）2溶液反应的离子方程式： Fe3++SO2-4+Ba2++3OH- Fe（OH）3↓+BaSO4↓ D.1 L 0.1 mol/L该溶液和足量的Zn充分反应，生成11.2 g Fe 解析对于A项，Fe3+与C6H5OH能够发生络合反应而不能大量共存；对于B项，错在得失电子和电荷不守恒，其正确的离子方程式为2Fe3++2I-2Fe2++I2；对于C项，错在Fe3+与SO2-4及Ba2+与OH-的个数比不符合实际组成，其正确的离子方程式为2Fe3++3SO2-4+ 3Ba2++6OH-2Fe（OH）3↓+3BaSO4↓；对于D项，在1 L 0.1 mol/L Fe2（SO4）3溶液中，Fe3+的物质的量为0.2 mol（即1 L×0.1 mol/L×2=0.2 mol），足量的Zn可将其还原得到0.2 mol Fe，其质量为11.2 g（即0.2 mol×56 g/mol=11.2 g）。故答案为D。 十二、考查金属及其化合物的应用 例12（福建理综卷）下列有关物质应用的说法正确的是（ ）。 A.生石灰用作食品抗氧化剂 B.盐类都可作调味品 C.铝罐可久盛食醋 D.小苏打是面包发酵粉的主要成分之一 解析生石灰为CaO，不具有还原性，不能用作食品抗氧化剂，A项错误；盐类中的NaCl可作调味品，而有些盐类（如NaNO2、CuSO4、硝酸铅）能危害人类健康，不能作调味品，B项错误；食醋的主要成分为CH3COOH，CH3COOH能与Al反应，铝罐不可久盛食醋，C项错误；小苏打为NaHCO3，受热易分解产生CO2，D项正确。 十三、考查铁的化合物与稀硝酸反应放出NO物质的量的判断 例13（山东理综卷）等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是（）。 A.FeO B.Fe2O3 C.FeSO4 D.Fe3O4 解析Fe2O3与稀硝酸反应（为非氧化还原反应）不产生NO，可排除B；FeO、FeSO4（可改写为FeO·SO3）及Fe3O4（可改写为FeO·Fe2O3）与稀硝酸反应时均为+2价铁被氧化为+3价铁，还原产物均为NO；等质量的还原剂与稀硝酸反应时转移电子的物质的量越多，放出NO的物质的量越多，而等质量的这三种物质中+2价铁含量最大的是FeO，即等质量的这三种物质与稀硝酸反应时转移电子的物质的量最多的是FeO，则放出NO物质的量最多的是FeO。故答案为A。 十四、考查铝与NaOH溶液反应的计算、铝热反应所需试剂和铁及其化合物的性质 例14（山东理综卷，节选）离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al2Cl-7和AlCl-4组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。 （1）为测定镀层厚度，用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应转移6 mol电子时，所得还原产物的物质的量为 mol。 （2）用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有。 a.KCl b.KClO3 c.MnO2 d.Mg 取少量铝热反应所得到的固体混合物，将其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液无明显现象， （填“能”或“不能”）说明固体混合物中无Fe2O3，理由是 （用离子方程式说明）。 解析（1）铝与NaOH溶液反应时还原产物为H2，其反应实质为2H++2e-H2↑；由此可知，当反应转移6 mol电子时，所得还原产物的物质的量为3 mol。 （2）铝热反应中，需要点燃Mg条来引发铝热反应，且要加入少量KClO3作助燃剂。铝热反应的产物中含有Fe，即是有Fe2O3，在用稀H2SO4溶解时，Fe能够将Fe3+还原为Fe2+（Fe+2Fe3+3Fe2+），从而检测不出Fe3+；因此，取少量铝热反应所得到的固体混合物，将其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液无明显现象，不能说明固体混合物中无Fe2O3。 故答案为：（1）3；（2）b、d，不能，Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+3Fe2+（或Fe+2Fe3+3Fe2+）。 十五、考查金属及其化合物的推断 例15（浙江理综卷）某研究小组为了探究一种无机矿物盐X（仅含四种元素）的组成和性质，设计并完成如图2实验： 图2 另取10.80 g X在惰性气流中加热至完全分解，得到6.40 g固体1。 请回答如下问题： （1）画出白色沉淀1中金属元素的原子结构示意图，写出气体甲的电子式 。 （2）X的化学式是 ，在惰性气流中加热X至完全分解的化学反应方程式为 。 （3）白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是 （用化学反应方程式表示）。 （4）一定条件下，气体甲与固体1中的某种成分可能发生氧化还原反应，写出一个可能的化学反应方程式 ，并设计实验方案验证该反应的产物 。 解析因溶液1与气体甲反应得到白色沉淀1，白色沉淀1再与气体甲和H2O反应得到溶液2，则气体甲为CO2，白色沉淀1为CaCO3；因白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀，则白色沉淀2为Fe（OH）2，红褐色沉淀为Fe（OH）3；从而可知，X为含有Ca、Fe元素的碳酸盐，且其中铁元素为+2价，则X的化学式为CaFe（CO3）2（其摩尔质量为216 g/mol），固体1为CaO与FeO的混合物（10.80 g X的物质的量为0.05 mol，0.05 mol X分解得到0.05 mol CaO和0.05 mol FeO，即得到6.40 g固体1）。则： （1）白色沉淀1中金属元素的原子结构示意图为 ，气体甲的电子式为∶O··∶∶C∶∶O··∶。 （2）X的化学式是CaFe（CO3）2，在惰性气流中加热X至完全分解的化学反应方程式为 CaFe（CO3）2△CaO+FeO+2CO2↑。 （3）白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的化学反应方程式为4Fe（OH）2+O2+2H2O 4Fe（OH）3。 （4）CO2气体与固体1中的FeO可能发生的氧化还原反应为2FeO+CO2△Fe2O3+CO。检验产物的方法为：取固体产物用稀盐酸溶解，然后加入KSCN溶液，若溶液呈血红色，说明产物中有Fe（Ⅲ）；将生成的气体产物通过灼热的CuO，若黑色固体变为红色，表明气体产物中有CO。 故答案为：（1） ， ∶O··∶∶C∶∶O··∶； （2）CaFe（CO3）2，CaFe（CO3）2△CaO+FeO+2CO2↑；（3）4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）3；（4）2FeO+CO2△Fe2O3+CO。验证Fe2O3：取固体产物用稀盐酸溶解，然后加入KSCN溶液，若溶液呈血红色，表明产物中有Fe（Ⅲ）；验证CO：将气体产物通过灼热的CuO，若黑色固体变为红色，表明气体产物中有CO。 十六、考查金属化合物反应的有关计算 例16（上海化学卷）已知：2[NaAl（OH）4]+CO22Al（OH）3↓+Na2CO3+H2O。向含2 mol NaOH、1 mol Ba（OH）2、2 mol [NaAl（OH）4]的混合液中慢慢通入CO2，则通入CO2的量和生成沉淀的量的关系正确的是（ ）。 选项A B C D n（CO2）（mol） 2 3 4 6 n（沉淀）（mol）1233 解析反应的先后顺序为：①Ba2++2OH-+CO2BaCO3↓+H2O、②2OH-+CO2CO2-3+ H2O、③2Al（OH）-4+CO22Al（OH）3↓+CO2-3+H2O、④CO2-3+CO2+H2O2HCO-3、⑤BaCO3↓+CO2+H2OBa2++2HCO-3；则当通入2 mol CO2时，生成1 mol BaCO3沉淀，A项正确；当通入3 mol CO2时，生成1mol BaCO3沉淀和2 mol Al（OH）3沉淀，即共3 mol 沉淀，B项错误；当通入4 mol CO2时，生成1 mol BaCO3沉淀和2 mol Al（OH）3沉淀，即共3 mol沉淀，C项正确；当通入6 mol CO2时，只生成2 mol Al（OH）3沉淀，D项错误。故答案为A、C。 例19（上海化学卷，节选）硫铁矿是工业上制硫酸的主要原料。硫铁矿氧化焙烧的化学反应如下：3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2，4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。若48 mol FeS2完全反应耗用氧气2934.4 L（标准状况），计算反应产物中Fe3O4与Fe2O3物质的量之比。 解析反应耗用氧气的物质的量为2934.4 L÷22.4 L/mol=131 mol。设Fe3O4与Fe2O3物质的量分别为x和y。由反应3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2可知，生成Fe3O4消耗O2的物质的量为8x，由反应4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2可知，生成Fe2O3消耗O2的物质的量为5.5y，则8x+ 5.5y=131 mol……①；由铁元素守恒得，3x+2y=48 mol……②；解方程组①②得，x=4 mol，y=18 mol，从而得Fe3O4与Fe2O3物质的量之比：x∶y=4 mol∶18 mol=2∶9。故答案为2∶9。 （收稿日期：2014-09-22） |
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