PAGEPAGE2第三章金屬及其化合物[選題細目表]考查知識點根底題中檔題較難題1.鈉及其化合物的性質及應用4、52.鎂、鋁及其化合物的性質及應用1、2、3、47、9103.鐵、銅及其化合物的性質及應用1、56、8114.金屬材料28一、選擇題(此題包括7個小題，每題6分，共42分，每題僅有一個選項符合題意)1．(2022·全國Ⅰ卷)以下實驗中，對應的現象以及結論都正確且兩者具有因果關系的是()選項實驗現象結論A將稀硝酸參加過量鐵粉中，充分反響后滴加KSCN溶液有氣體生成，溶液呈紅色稀硝酸將Fe氧化為Fe3＋B將銅粉參加1.0mol·L－1Fe2(SO4)3溶液中溶液變藍、有黑色固體出現金屬鐵比銅活潑C用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱熔化后的液態鋁滴落下來金屬鋁的熔點較低D將0.1mol·L－1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀產生，再滴加0.1mol·L－1CuSO4溶液先有白色沉淀生成，后變為淺藍色沉淀Cu(OH)2的溶度積比Mg(OH)2的小解析：A項，稀硝酸與過量鐵粉發生的反響分兩步進行，先發生反響：Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，過量的鐵粉再與Fe(NO3)3發生反響：Fe＋2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2，充分反響后滴加KSCN溶液，溶液不會變為紅色，實驗現象錯誤，故A不正確。B項，銅粉與Fe2(SO4)3溶液發生反響：Cu＋Fe2(SO4)3=CuSO4＋2FeSO4，實驗現象為溶液變藍色，但是沒有黑色固體出現，該實驗能說明Fe3＋的氧化性比Cu2＋強，不能說明金屬鐵比銅活潑，因為鐵沒有置換出銅單質，故B不正確。C項，用砂紙仔細打磨鋁箔，能將鋁箔外表的致密的氧化鋁薄膜除去，但是在酒精燈上加熱后，鋁和空氣中的氧氣又生成了氧化鋁，因為氧化鋁的熔點高于鋁的熔點，而氧化鋁在鋁的外表，所以加熱鋁箔的時候鋁失去光澤，鋁熔化但是不會滴落，實驗現象不正確，故C不正確。D項，向MgSO4溶液中參加NaOH溶液發生反響：MgSO4＋2NaOH=Na2SO4＋Mg(OH)2↓，有白色沉淀產生，再滴加CuSO4溶液，白色沉淀轉化為淺藍色沉淀，發生反響為CuSO4＋Mg(OH)2=Cu(OH)2＋MgSO4，因為Cu(OH)2的溶度積比Mg(OH)2的溶度積小，發生了沉淀的轉化，故D正確。答案：D2．金屬Ti(鈦)是一種具有許多優良性能的較為昂貴的金屬，鈦和鈦合金被認為是21世紀的重要金屬材料。某化學興趣小組用實驗探究Ti、Mg、Cu的活潑性順序。他們在相同溫度下，取大小相同的三種金屬薄片，分別投入等體積等濃度的足量稀鹽酸中，觀察現象如下：金屬TiMgCu金屬外表現象放出氣泡速度緩慢放出氣泡速度快無變化以下有關三種金屬的說法正確的選項是()A．三種金屬的活潑性由強到弱的順序是Ti、Mg、CuB．假設鈦粉中混有Mg，提純Ti時可用稀鹽酸除去MgC．用Ti從CuSO4溶液中置換出Cu是工業制取Cu的很好途徑D．Cu和稀鹽酸不發生化學反響解析：A中，Ti在鹽酸中比Mg放出氣泡的速度慢，說明Ti的金屬活動性比Mg弱，A錯；B中，由于Ti、Mg均能與稀鹽酸反響，故不能用此法提純金屬鈦；C中，由于Ti是較為昂貴的金屬，用Ti來制造Cu，本錢上不劃算。答案：D3．鎂、鋁、銅三種金屬粉末混合物，參加過量鹽酸充分反響，過濾后向濾液中參加過量燒堿溶液，再過濾，濾液中存在的離子有()A．Mg2＋ B．Cu2＋C．Al3＋ D．AlOeq\o\al(－,2)解析：eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(Mg,Al,Cu))eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up15(過量鹽酸),\s\do5()))eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(過濾),\s\do5()))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(濾液：Al3＋和Mg2＋等,濾渣：Cu))eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(過量NaOH),\s\do5()))eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(過濾),\s\do5()))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(濾液：AlOeq\o\al(－,2)等,濾渣：Mg〔OH〕2))。答案：D4．(2022·全國Ⅱ卷)以下反響中，反響后固體物質增重的是()A．氫氣通過灼熱的CuO粉末B．二氧化碳通過Na2O2粉末C．鋁與Fe2O3發生鋁熱反響D．將鋅粒投入Cu(NO3)2溶液解析：四個選項的反響方程式及固體物質質量變化如下：A．H2＋eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())＋H2O，固體質量減小；B．2CO2＋2Na2O=2Na2CO＋O2，固體質量增大；C．2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())Al2O3＋2Fe，固體質量不變；D.＋Cu(NO3)2=＋Zn(NO3)2，固體質量減小。答案：B5．以下各組物質中，能按b→c→a(“→〞表示一步完成)關系相互轉化的是()選項ABCDaFeNaAl2O3CubFeCl2Na2O2AlCl3CuOcFeCl3Na2CO3Al(OH)3Cu(OH)2解析：“FeCl3→Fe〞不能一步完成；“Na2CO3→Na〞不能一步完成；“CuO→Cu(OH)2”及“Cu(OH)2→Cu〞答案：C6．氫化亞銅(CuH)是一難溶物質，用CuSO4溶液和另一種“反響物〞在40～50℃時反響可生成它。CuH不穩定，易分解；CuH在氯氣中能燃燒，跟鹽酸反響能產生氣體。以下有關推斷中錯誤的選項是()A．這里的另一種“反響物〞具有復原性B．CuH可作氧化劑、復原劑C．CuH＋Cl2=CuCl＋HCl(燃燒)D．CuH＋HCl=CuCl＋H2↑(常溫)解析：C項中Cl2具有強氧化性，產物應為CuCl2和HCl。答案：C7．以下實驗過程中產生的現象與對應的圖象不相符的是()解析：NaOH溶液和AlCl3溶液按4∶1混合后完全轉化為NaAlO2，繼續參加AlCl3溶液，發生反響Al3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al(OH)3↓，A項正確；NaAlO2溶液中參加鹽酸即有沉淀生成，繼續參加鹽酸沉淀溶解，其反響為NaAlO2＋HCl＋H2O=Al(OH)3↓＋NaCl，Al(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O，B項正確；Na2CO3溶液中參加鹽酸先轉化為NaHCO3和NaCl，Na2CO3完全轉化為NaHCO3后，再參加鹽酸才產生氣體，C項錯誤；向含Mg2＋和Al3＋的溶液中參加NaOH溶液得到Mg(OH)2和Al(OH)3兩種沉淀，繼續參加NaOH溶液，Al(OH)3沉淀溶解，D項正確。答案：C二、非選擇題(此題包括4個小題，共58分)8．(14分)鐵及其化合物在國民經濟、日常生活中占有非常重要的地位，了解鐵及其化合物的性質和用途非常重要。請答復以下問題：(1)鐵在自然界中以________態(填“游離〞或“化合〞)存在。其氧化物中常用作紅色油漆和涂料的是__________________________(填寫化學式)。(2)列舉兩個生成磁性氧化鐵反響的化學方程式：_____________________________________________________________________________________________________________。(3)要驗證一種溶液中是否含有Fe3＋、Fe2＋，正確的實驗方法是________(填字母)。A．向甲試管中參加該溶液，滴入幾滴KSCN溶液，假設顯紅色，證明一定存在Fe3＋B．向乙試管中參加該溶液，滴入幾滴酸性KMnO4溶液，假設紫紅色褪去，證明一定存在Fe2＋C．向丙試管中參加該溶液，滴入氯水，再滴入KSCN溶液，假設顯紅色，證明原溶液中一定存在Fe3＋(4)鐵合金有以下數據：鋼碳素鋼(Fe、C、Mn、Si)合金鋼低碳鋼中碳鋼高碳鋼碳素鋼＋Cr、Mn、W、Ni、Co等含碳量<0.3%含碳量0.3%～0.6%含碳量>0.6%韌性好、強度低韌性好、強度好硬而脆具有特殊性能取15g某碳素鋼樣品，按以下實驗流程進行操作：①A、B的作用是_______________________________________。②充分加熱完全反響后，D裝置質量增加0.22g，該樣品屬于________鋼。③沒有A、B裝置，實驗結果________(填“偏高〞“偏低〞或“不影響〞)。解析：(3)Fe3＋遇KSCN溶液顯紅色，故可用KSCN溶液檢驗Fe3＋，A正確；酸性KMnO4溶液可將Fe2＋氧化為Fe3＋，溶液紫紅色褪去，故可用酸性KMnO4溶液檢驗Fe2＋，B正確。(4)A裝置的作用是除去空氣中的二氧化碳，B裝置的作用是除去水蒸氣。C裝置中發生反響C＋O2eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())CO2，D裝置質量增加0.22g是C裝置中生成的CO2，那么15g某碳素鋼樣品中含有碳0.06g，含碳量為0.4%，因此該樣品屬于中碳鋼。因為空氣中含有CO2，沒有A、B裝置，D裝置增加的質量會偏大，實驗結果會偏高。答案：(1)化合Fe2O3(2)3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(點燃),\s\do5())Fe3O4、3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5())Fe3O4＋4H2、6FeO＋O2eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())2Fe3O4(答出其中兩個即可)(3)AB(4)①除去空氣中的CO2和水蒸氣②中碳③偏高9．(2022·合肥高三質檢)(14分)鎂在空氣里點燃可以燃燒，放出大量的熱并發出耀眼的白光，生成白色的氧化鎂，同時，鎂在這樣的高溫條件下，還可與空氣中的另一種主要成分反響，生成少量的物質A，A可發生如下的一系列變化：(1)寫出A、C、D的化學式：A________、C______________、D__________。(2)寫出以下變化的化學方程式：①固體A＋鹽酸：______________________________________；②溶液B＋NaOH溶液：______________________________________________________________________________________。解析：鎂在空氣中燃燒除生成MgO外，還可與N2反響生成Mg3N2，Mg3N2與足量鹽酸反響生成MgCl2和NH4Cl，MgCl2和NH4Cl的混合溶液與NaOH溶液反響生成Mg(OH)2沉淀和NH3等。答案：(1)Mg3N2NH3Mg(OH)2(2)①Mg3N2＋8HCl=3MgCl2＋2NH4Cl②MgCl2＋2NaOH=Mg(OH)2↓＋2NaCl，NH4Cl＋NaOHeq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())NaCl＋H2O＋NH3↑(或3MgCl2＋2NH4Cl＋8NaOHeq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())3Mg(OH)2↓＋2NH3↑＋2H2O＋8NaCl)10．(16分)聚合氯化鋁晶體是介于AlCl3和Al(OH)3之間的一種水溶性無機高分子聚合物，其制備原料主要是鋁加工行業的廢渣——鋁灰，它主要含Al2O3、Al，還有SiO2等雜質。聚合氯化鋁生產的工藝流程如下：(1)反響中副產品a是________(用化學式表示)。(2)升高pH至4.0～5.0的目的是_________________________________________________________________________________。(3)生產過程中可循環使用的物質是________(用化學式表示)。(4)為使得到的晶體較純潔，生產過程中使pH升高的C物質可選用________(填編號)。a．NaOH b．Alc．氨水 d．Al2O3e．NaAlO2(5)聚合氯化鋁晶體的化學式可以表示為[Al2(OH)nCl6－n·xH2O]m，實驗室測定n的值：①稱取ag晶體，制成粉末，加熱至質量不再變化為止，稱量為bg。此過程可能用到的以下儀器有________。a．蒸發皿 b．坩堝c．研缽 d．試管②另取ag晶體，進行如下操作：用A試劑溶解→加足量AgNO3溶液→C操作→烘干→稱量為cg。A試劑為________(填試劑名稱)，C操作為____________________(填操作名稱)。n＝________(用含b、c的代數式表示)。解析：(1)鋁灰用水清洗后，參加鹽酸，Al與鹽酸反響產生H2，因此氣體a為H2。(2)鋁灰參加鹽酸得到的B為AlCl3溶液，降溫熟化后，升高pH可以促進AlCl3水解，從而使晶體析出。(3)生產過程中鹽酸(HCl)可以循環使用。(4)生產過程中為使pH升高，可以參加Al、Al2O3，它們與AlCl3水解生成的H＋反響，且不會引入其他雜質。(5)①將晶體制成粉末，需要用到研缽，加熱粉末至質量不再變化，需要用到坩堝，得到的bg物質為Al2O3。②將晶體溶解，選擇硝酸，操作C為過濾、洗滌，得到的cg物質為AgCl。根據關系式Al2O3～(6－n)AgCl，有102∶(861－143.5n)＝b∶c，解得n＝eq\f(861b－102c,143.5b)。答案：(1)H2(2)促進AlCl3的水解，使晶體析出(3)HCl(4)bd(5)①bc②硝酸過濾、洗滌eq\f(861b－102c),\s\do5(143.5b))11．(2022·海南卷)(14分)某廢催化劑含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.5%的ZnS和12.8%的CuS某同學用15.0g該廢催化劑為原料，回收其中的鋅和銅。采用的實驗方案如下：答復以下問題：(1)在以下裝置中，第一次浸出必須用________，第二次浸出