技能強(qiáng)化專練(十)　金屬單質(zhì)及其重要化合物1．下列應(yīng)用不符合金屬冶煉原理的是(　　)A．焊接鋼軌：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3B．工業(yè)制鋁：2Al2O3＋3C4Al＋3CO2↑C．濕法煉銅：CuSO4＋Fe===Cu＋FeSO4D．從海水中制鎂：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑解析：利用鋁熱反應(yīng)，可以焊接鋼軌，A項(xiàng)符合金屬冶煉原理；鋁為活潑金屬，工業(yè)制鋁采用的是電解熔融氧化鋁，B項(xiàng)不符合金屬冶煉原理；Cu的活動(dòng)性比Fe弱，可以利用Fe從CuSO4溶液中置換出Cu，C項(xiàng)符合金屬冶煉原理；從海水中得到氯化鎂，電解熔融氯化鎂可以制鎂，D項(xiàng)符合金屬冶煉原理。答案：B2．常溫下，下列各組物質(zhì)中，Y既能與X反應(yīng)又能與Z反應(yīng)的是(　　) XYZ①NaOH溶液Al(OH)3稀硫酸②KOH溶液SiO2濃鹽酸③O2N2H2④FeCl3溶液Cu濃硝酸A.①③　　　　　　　　B．①④C．②④   D．②③解析：Al(OH)3顯兩性，既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水，①正確；SiO2與鹽酸不反應(yīng)，②錯(cuò)誤；N2與O2在放電條件下反應(yīng)生成NO，N2在高溫、高壓及催化劑存在條件下與H2反應(yīng)生成NH3，但在常溫時(shí)N2與O2、H2均不反應(yīng)，③錯(cuò)誤；Cu與FeCl3溶液和濃硝酸分別發(fā)生如下反應(yīng)：Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2、Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，④正確。答案：B3．下列金屬中，表面自然形成的氧化層能保護(hù)內(nèi)層金屬不被空氣氧化的是(　　)A．K  B．NaC．Fe  D．Al解析：鉀屬于活潑金屬，與氧氣發(fā)生劇烈的反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鈉屬于活潑金屬，與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)生成氧化鈉，氧化鈉不能保護(hù)內(nèi)層鈉，B項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵在空氣中發(fā)生反應(yīng)：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3、2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O，鐵表面生成的Fe2O3不能保護(hù)鐵，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在空氣中金屬鋁表面形成Al2O3保護(hù)層，保護(hù)內(nèi)層金屬不被氧化，D項(xiàng)正確。答案：D4．下列有關(guān)金屬的說法中正確的是(　　)A．鈉在空氣中燃燒只生成白色的氧化鈉固體B．燃著的鎂條伸入盛滿二氧化碳的集氣瓶中不能繼續(xù)燃燒C．銅能與氯化鐵溶液反應(yīng)，該反應(yīng)可以用于印刷電路板的制作D．鐵能與硫酸發(fā)生反應(yīng)，故不能用鐵制容器貯存濃硫酸解析：A項(xiàng)，鈉在空氣中燃燒只生成淡黃色的過氧化鈉固體，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，燃著的鎂條伸入盛滿二氧化碳的集氣瓶中能繼續(xù)燃燒生成氧化鎂和碳，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，三價(jià)鐵離子能夠氧化銅生成銅離子和二價(jià)鐵離子，所以可以用于印刷電路板的制作，故C正確；D項(xiàng)，濃硫酸具有強(qiáng)的氧化性，常溫下能夠使鐵鈍化，形成致密氧化膜，阻止反應(yīng)進(jìn)行，所以能用鐵制容器貯存濃硫酸，故D錯(cuò)誤。故選C。答案：C5．在給定條件下，下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)的是(　　)A．NaHCO3(s)Na2CO3(s)NaOH(aq)B．Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)C．AgNO3(aq)[Ag(NH3)2]＋(aq)Ag(s)D．Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)解析：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，A項(xiàng)正確；2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，NaAlO2與過量HCl反應(yīng)生成Al3＋，即AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O，B項(xiàng)錯(cuò)誤；蔗糖分子中不含醛基，無(wú)還原性，不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe，而Fe與HCl反應(yīng)只能生成FeCl2：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：A6．CuSO4是一種重要的化工原料，其有關(guān)制備途徑及性質(zhì)如下圖所示。下列說法正確的是(　　)A．相對(duì)于途徑②，途徑①更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想B．Y可以是葡萄糖溶液C．X可能是SO2和SO3的混合氣體D．將CuSO4溶液蒸發(fā)，利用余熱蒸干，可制得膽礬晶體解析：途徑①中會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)SO2而途徑②不會(huì)，A錯(cuò)誤；CuSO4與過量NaOH溶液反應(yīng)會(huì)生成新制Cu(OH)2懸濁液，葡萄糖溶液能還原新制Cu(OH)2懸濁液生成Cu2O，B正確；CuSO4熱分解過程中，銅元素價(jià)態(tài)降低，故必有化合價(jià)升高的元素，CuSO4中只有氧元素的化合價(jià)能升高，故X中必有O2，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)操作會(huì)導(dǎo)致開始得到的膽礬晶體失去結(jié)晶水，D錯(cuò)誤。答案：B7．向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L－1稀鹽酸，CO2的生成量與加入鹽酸的體積(V)的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是(　　)A．在0～a范圍內(nèi)，只發(fā)生中和反應(yīng)B．ab段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：CO＋2H＋===CO2↑＋H2OC．a＝0.2D．原混合溶液中NaOH與Na2CO3的物質(zhì)的量之比為21解析：向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加鹽酸時(shí)，HCl先和NaOH反應(yīng)生成水和氯化鈉：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，繼續(xù)滴加時(shí)，依次發(fā)生反應(yīng)：HCl＋Na2CO3===NaHCO3＋NaCl，NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，故A錯(cuò)誤；ab段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，故B錯(cuò)誤；生成的CO2為0.01 mol，根據(jù)碳元素守恒，混合物中碳酸鈉的物質(zhì)的量是0.01 mol，所以兩步反應(yīng)：HCl＋Na2CO3===NaHCO3＋NaCl，NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑都消耗HCl 0.01 mol，即ab段加入0.1 mol·L－1稀鹽酸的體積是0.1 L，所以a＝0.3，故C錯(cuò)誤；原混合溶液中NaOH與Na2CO3的物質(zhì)的量分別是0.02 mol和0.01 mol，物質(zhì)的量之比為2:1，故D正確。答案：D8．“擬晶”(quasicrystal)是一種具有凸多面體規(guī)則外形但不同于晶體的固態(tài)物質(zhì)。Al65Cu23Fe12是二十世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的幾百種擬晶之一，具有合金的某些優(yōu)良物理性能。下列有關(guān)這種擬晶的說法正確的是(　　)A．無(wú)法確定Al65Cu23Fe12中三種金屬的化合價(jià)B．Al65Cu23Fe12的硬度小于金屬鐵C．Al65Cu23Fe12不可用作長(zhǎng)期浸泡在海水中的材料D．1 mol Al65Cu23Fe12溶于過量的硝酸時(shí)共失去265 mol電子解析：A項(xiàng)，擬晶Al65Cu23Fe12是由三種金屬元素組成，由于金屬無(wú)負(fù)價(jià)，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0的原則，三種金屬的化合價(jià)均可視作0價(jià)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，擬晶具有合金的某些優(yōu)良物理性能，合金的硬度一般比各成分金屬大，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，Al65Cu23Fe12與海水可以構(gòu)成原電池，會(huì)加速金屬的腐蝕，因此不可用作長(zhǎng)期浸泡在海水中的材料，正確；D項(xiàng)，溶于過量的硝酸時(shí)，Al與Fe均變?yōu)椋?價(jià)，Cu變?yōu)椋?價(jià)，故1 mol Al65Cu23Fe12失電子為65×3＋23×2＋12×3＝277 mol，錯(cuò)誤。答案：C9．錳是冶煉工業(yè)中常用的添加劑。以碳酸錳礦(主要成分為MnCO3，還含有鐵、鎳、鈷等碳酸鹽雜質(zhì))為原料生產(chǎn)金屬錳的工藝流程如下：已知25℃，部分物質(zhì)的溶度積常數(shù)如下：物質(zhì)Mn(OH)2Co(OH)2Ni(OH)2MnSCoS NiS Ksp2.1×10－133.0×10－165.0×10－161.0×10－115.0×10－221.0×10－22(1)步驟Ⅰ中，MnCO3與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________。(2)步驟Ⅱ中，MnO2在酸性條件下可將Fe2＋氧化為Fe3＋，反應(yīng)的離子方程式是________________，加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH為5.0～6.0，以除去Fe3＋。(3)步驟Ⅲ中，濾渣2的主要成分是____________。(4)步驟Ⅳ中，在________(填“陰”或“陽(yáng)”)極析出Mn，電極反應(yīng)為________________________________________________________________________。解析：(1)碳酸錳與硫酸反應(yīng)生成硫酸錳，二氧化碳和水，化學(xué)方程式為MnCO3＋H2SO4===MnSO4＋CO2↑＋H2O。(2)MnO2在酸性條件下可將Fe2＋氧化為Fe3＋，MnO2被還原成Mn2＋，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O。(3)步驟Ⅲ中加入(NH4)2S，除掉的是Co2＋和Ni2＋，所以濾渣2的主要成分是CoS和NiS。(4)Mn2＋在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成Mn，電極反應(yīng)為Mn2＋＋2e－===Mn。答案：(1)MnCO3＋H2SO4===MnSO4＋CO2↑＋H2O(2)MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O(3)CoS和NiS(4)陰　Mn2＋＋2e－===Mn10．工業(yè)上由鋁土礦(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和焦炭制備無(wú)水AlCl3的流程如下：已知：AlCl3、FeCl3分別在183 ℃，315 ℃升華(1)在焙燒爐中發(fā)生反應(yīng)：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反應(yīng)2Fe2O3(s)＋3C(s)4Fe(s)＋3CO2(g)ΔH＝________ kJ·mol－1。(2)①Al2O3、Cl2和C在氯化爐中高溫下發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)生成1 mol AlCl3時(shí)轉(zhuǎn)移________ mol電子；爐氣中含有大量CO和少量Cl2，可用Na2SO3溶液除去Cl2，其離子方程式為________________________________________________________________________。充分反應(yīng)后溫度降至________以下(填“183 ℃”或“315 ℃”之一)，開始分離收集AlCl3。②將AlCl3·6H2O溶于濃硫酸進(jìn)行蒸餾，也能得到一定量的無(wú)水AlCl3，此原理是利用濃硫酸下列性質(zhì)中的________(填字母)。①氧化性　②吸水性?、垭y揮發(fā)性　④脫水性a．①  b．②c．②③  d．②③④(3)海洋燈塔電池是利用鋁、石墨為電極材料，海水為電解質(zhì)溶液構(gòu)成電池的，其正極反應(yīng)式為______________________，與鉛蓄電池相比，釋放相同電量時(shí)，所消耗金屬電極材料的質(zhì)量比m(Al)m(Pb)＝________。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轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6，則1 mol AlCl3時(shí)轉(zhuǎn)移3 mol電子；根據(jù)題意得：Cl2＋SO＋H2O===2Cl－＋SO＋2H＋；Al＋FeCl3===Fe＋AlCl3由于AlCl3升華而FeCl3不升華，溫度應(yīng)在315 ℃以下。②此處只用到吸水性，難揮發(fā)性。(3)設(shè)都放出6 mol e－，需要Al 2 mol，Pb 3 mol，其質(zhì)量比為(2 mol×27 g·mol－1)(3 mol×207 g·mol－1)＝223。答案：(1)－467.5(2)①3　Cl2＋SO＋H2O===2Cl－＋SO＋2H＋　315 ℃?、赾(3)O2＋4e－＋2H2O===4OH－　22311．[2018·江蘇卷]堿式硫酸鋁溶液可用于煙氣脫硫。室溫下向一定濃度的硫酸鋁溶液中加入一定量的碳酸鈣粉末，反應(yīng)后經(jīng)過濾得到堿式硫酸鋁溶液，反應(yīng)方程式為(2－x)Al2(SO4)3＋3xCaCO3＋3xH2O===2[(1－x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3]＋3xCaSO4↓＋3xCO2↑生成物(1－x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中x值的大小影響堿式硫酸鋁溶液的脫硫效率。(1)制備堿式硫酸鋁溶液時(shí)，維持反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間不變，提高x值的方法有______________________。(2)堿式硫酸鋁溶液吸收SO2過程中，溶液的pH________(填“增大”、“減小”、“不變”)。(3)通過測(cè)定堿式硫酸鋁溶液中相關(guān)離子的濃度確定x的值，測(cè)定方法如下：①取堿式硫酸鋁溶液25.00 mL，加入鹽酸酸化的過量BaCl2溶液充分反應(yīng)，靜置后過濾、洗滌，干燥至恒重，得固體2.330 0 g。②取堿式硫酸鋁溶液2.50 mL，稀釋至25 mL，加入0.100 0 mol·L－1EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液25.00 mL，調(diào)節(jié)溶液pH約為4.2，煮沸，冷卻后用0.080 00 mol·L－1CuSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的EDTA至終點(diǎn)，消耗CuSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL(已知Al3＋、Cu2＋與EDTA反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量比均為11)。計(jì)算(1－x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中的x值(寫出計(jì)算過程)。解析：(1)堿式硫酸鋁中“氫氧化鋁”的生成原理是：碳酸鈣與硫酸鋁水解出的氫離子反應(yīng)，促進(jìn)硫酸鋁水解，生成氫氧化鋁。所以，欲提高x值，即提高Al(OH)3的生成量，可以增加碳酸鈣的量。也可以在不增加碳酸鈣用量的情況下，加快攪拌速率，使二者接觸更充分，從而使硫酸鋁的水解率增大。(2)二氧化硫是酸性氧化物，吸收二氧化硫必將使堿式硫酸鋁溶液的pH減小。(3)見解析。答案：(1)適當(dāng)增加CaCO3的量或加快攪拌速率(2)減小(3)25 mL溶液中：n(SO)＝n(BaSO4)＝＝0.010 0 mol2．5 mL溶液中：n(Al3＋)＝n(EDTA)－n(Cu2＋)＝0.100 0 mol·L－1×25.00 mL×10－3 L·mL－1－0.080 00 mol·L－1×20.00 mL×10－3 L·mL－1＝9.000×10－4 mol25 mL溶液中：n(Al3＋)＝9.000×10－3 mol1 mol(1－x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中n(Al3＋)＝(2－x) mol；n(SO)＝3(1－x) mol＝＝x＝0.41

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