北京高考金属部份实验习题

【碱金属拓展考点精练】
（1）Na2CO3和NaHCO3的辨别
（2）Na2CO3和稀盐酸的彼此辨别
（3）侯氏制碱法：
将CO2通入含有氨的饱和NaCl溶液中，利用NaHCO3的溶解度小于NH4HCO3、NH4Cl、NaCl的溶解度，析出NaHCO3晶体。

CO2＋NH3＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
煅烧NaHCO3固体制备纯碱
2NaHCO3△
Na2CO3+CO2↑+H2O
【例题1】（1）实验室制备纯碱（Na2CO3）的要紧步骤为：将饱和NaCl溶液倒入烧杯加热，操纵30—35℃，搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体，加料完毕，保温30分钟，静置、过滤得NaHCO3晶体。

用少量蒸馏水洗涤除去杂质、抽干，转入蒸发皿中灼烧得Na2CO3固体。

四种盐在不同温度下的溶解度（g / 100 g水）表
请回答：
①反映操纵在30—35℃，是因为高于35℃NH4HCO3会分解，低于30℃那么反映速度降低，为操纵此温度范围，通常采取的加热方式为；
②加料完毕，保温30分钟，目的________________；
③静置后只析出NaHCO3晶体的缘故__________________；
④过滤所得母液中含有NaHCO3、NaCl 、NH4Cl、NH4HCO3，加入适当试剂并作进一步处置，使_________（填化学式）循环利用，回收取得NH4Cl晶体。

（2）我国科学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，使其加倍先进，被称为侯德榜制碱法，生产流程为：
⑤沉淀池中反映的化学方程式：；
⑥查验产品碳酸钠中是不是含有氯化钠的操作方式为：。

⑦循环(I)中应该加入或通入物质的化学式为。

【例题2】以下关于Li、Na、K、Rb、Cs的表达均正确的一组是()
①金属性最强的是铯
②氧化性最强的是锂原子
③在自然界中均以化合态形式存在
④密度按Li—Cs 顺序呈依次递增趋势（注：但其中K小于Na）
⑤铯与水反映十分猛烈，乃至会发生爆炸
⑥它们的氧化物都只有M2O 和M2O2两种形式
⑦粒子半径：Rb+>K+>Na+，Cs>Cs+>K+，K>Na>Li
A．①②③④B．④⑤⑥⑦
C．②⑥D．①③⑤⑦
【例题3】某种混合气体，可能含有N2、HCl、CO。

把混合气体依次通过足量的NaHCO3溶液、灼热CuO，气体体积都没有转变．再通过足量的Na2O2固体，气体体积减小．最后通过灼热的铜网，经充分反映后气体体积又减小，但还有剩余气体．以下对混合气体组分的判定，正确的选项是（）A．必然没有N2；CO和HCl中至少有一种
B．必然有N2、HCl和CO
C．必然有N2；CO和HCl中至少有一种
D．必然有N2和HCl；没有CO
【例题4】某化学课外活动小组设计实验探讨氮的化合物的性质，装置如图15所示（A 装置未画出），其中A 为气体发生装置。

A 中所用试剂，从以下固体物质当选取：
a. NH 4HCO 3
b. NH 4Cl
c. Ca(OH)2
d. NaOH
检查装置气密性后，先将C 处铂丝网加热至红热，再将A 处产生的气体通过B 装置片刻后，撤去C 处酒精灯。

部份实验现象如下：铂丝继续维持红热，F 处铜片慢慢溶解。

（1）实验室制取A 中气体时假设只用一种试剂，该试剂是 （填代表备选试剂的字母）；现在A 中要紧的玻璃仪器有 （填名称）。

（2）A 中产生的物质被B 中Na 2O 2充分吸收，写出任意一个B 中发生反映的化学方程式： 。

（3）关于C 中发生的可逆反映，以下说法正确的选项是 。

a. 增大一种反映物的浓度能够提高另一种反映物的转化率
b. 工业上进行该反映时，可采取高压的条件提高反映物转化率
c. 该反映在必然条件下达到平稳时，反映物的平稳浓度之比必然是4:5
d. 利用铂丝网能够使正反映速度增大，同时也增大逆反映速度
（4）请在图16坐标中画出C 装置中反映发生进程中的能量转变示用意，
并在虚线上别离标出反映物和生成物的化学式。

（5）待实验终止后，将B 中固体混合物溶于500 mL 1 mol·L －
1 的盐酸中，产生无色混合气体甲，溶液呈中性，那么实验前B 中原有Na 2O 2的物质的量是 mol ，甲在标准状况下是 L （忽略气体溶解）。

→尾气处理
C
铂丝网
水
铜片
浓硫酸
过量Na 2O 2
能量
反应过程
【铝及其化合物】
【例1】某学习小组用下图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。

（1）A中试剂为_____________ ；
（2）实验前，先将铝镁合金在稀硝酸中浸泡片刻，其目的是：
______________________________________________；
（3）检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连好装置后，需进行的操作还有：①记录C的液面位置；
②将B中剩余固体过滤、洗涤、干燥，称重；
③待B中再也不有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；
④由A向B中滴加足量试剂；
⑤检查气密性。

上述操作的顺序是____________________（填序号）；
记录C的液面位置时，除视线平视外，还应_________________________。

（4）B中发生反映的离子方程式为__________________________________；
（5）假设实验用铝镁合金的质量为a g ，测得氢气体积为b mL（标况），B中剩余固体质量为c g，那么铝的相对原子质量为______________
（6）实验进程中，假设未洗涤过滤所得的不溶物，那么测得铝的质量分数将______（填“偏大”、“偏小”、“不受阻碍”）。

【铁、铜及其化合物】
1、铁的冶炼
（1）原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等
（2）反映器：炼铁高炉
（3）反映原理：用还原剂将铁从其化合物中还原出来。

（4）工艺流程：从高炉下方鼓入空气与焦炭反映产生还原剂CO还原铁矿石，并放出大量的热。

实际生产中还加入大量的碳酸钙，用于固定二氧化硫，避免空气污染。

（5）相关方程式： C ＋O
2
CO 2 CO 2＋C
2CO
Fe 2O 3＋3CO 2Fe ＋3CO 2 Fe 2O 3＋3CO
2Fe ＋3CO 2
2、铝热反映冶炼铁
（1）原理：铝与某些金属氧化物（如Fe 2O 3、Fe 3O 4、V 2O 5、Cr 2O 3、CuO 等） 在高温下反映，利用的还原性取得高熔点单质的方式 （2）实验装置图：
（3）化学方程式：2Al+Fe 2O 3
Al 2O 3+2Fe （放热反映）
3、Fe 2+、Fe 3+的查验：
Fe 2+ Fe 3+ 观察颜色 浅绿色
黄色
与KSCN 溶液的显色反应
步骤：向未知溶液滴入少量KSCN 溶液，溶液呈无色，继续滴入少量氯水，溶液呈血红色
步骤：向未知溶液中滴入 少量KSCN 溶液 现象：溶液呈血红色
与苯酚溶液的显色反应 无现象
步骤：向未知溶液之中滴入少量苯酚溶液
现象：溶液呈紫色
与NaOH 溶液反应
现象：立刻生成红褐色↓
加铜片
无现象
现象：铜被腐蚀，溶液为蓝色，方程式：
KI-淀粉试纸 无现象
现象：试纸变蓝 方程式：2Fe 3++2I -=== 2Fe 2++I 2
KMnO 4(H +) 紫色褪去
无现象
高温
高温
高温
高温
点燃
【例题1】铁及铁的化合物应用普遍，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板侵蚀剂和外伤止血剂等。

(1)写出FeCl3溶液侵蚀印刷电路铜板的离子方程式______________________
(2)假设将(1)中的反映设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反映式。

正极反映_________________________________，负极反映__________________________________
(3)侵蚀铜板后的混合溶液中，假设Cu2＋、Fe3＋和Fe2＋的浓度均为mol·L－1，请参照下表给出的数据和药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3＋和Fe2＋的实验步骤
______________________________________________________________
氢氧化物
开始沉淀时的pH 氢氧化物
沉淀完全时的pH
Fe3＋
Fe2＋
Cu2＋
提供的药品：Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu
【例题2】某化学小组用粗氧化铜（含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质）制取无水氯化铜，其实验流程如下所示：
（1）步骤①中氧化铜与盐酸反映的离子方程式是______________________
（2）步骤①、③的过滤操作中，除用到铁架台（带铁圈）外，
还需要利用的玻璃仪器有_______________________________________ （3）已知：
参照表中给出的数据和试剂，请回答：步骤②的目的是_________________
写出相关反映的离子方程式_________________________________________
步骤③中调剂溶液pH的范围是，试剂Y是（填字母）
（4）步骤⑤要取得无水氯化铜，需要在干燥的HCl气流中加热CuCl2·2H2O，其缘故是
_________________________________________________________
【例题3】氧化铜用途较多，如玻璃着色剂、油类脱硫剂等。

为取得纯净的氧化铜以探讨其性质，某同窗用工业CuSO4(含FeSO4等杂质)进行如下实验：
⑴制备CuO：
流程如下：
①步骤I的目的是除不溶性杂质，操作是____________________________
②步骤Ⅱ的目的是除铁，操作是：滴加H2O2溶液，略加热；当Fe2+转化完全后，慢慢加入
C u2(O H)2C O3粉末，搅拌，以操纵溶液pH=；加热煮沸一段时刻，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH=1。

操纵溶液pH=的缘故是：__________________________________________________
③步骤Ⅲ的目的是取得CuSO4·5H2O晶体，操作是，再过滤，水浴加热烘干。

水浴加热烘干的特点是__________________
⑵探讨氧化铜的性质：
①取A、B两支试管，往A中先加入适量CuO粉末，再别离向A 和B中加入等体积的3%H2O2溶液，只观看到A中有大量气泡。

结论是：___________________________________________________
②为探讨试管A中反映的速度、搜集气体并测定其体积必需的实验仪器有：
_____________________________________________________
【例题4】以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。

其要紧流程如下：
（1）反映I前需在FeSO4溶液中加入____（填字母），以除去溶液中的Fe3+
A.锌粉
B.铁屑溶液
（2）反映Ⅰ需操纵反映温度低于35℃，其目的是_____________________
（3）工业生产上常在反映Ⅲ的进程中加入必然量的醇类溶剂，其目的是：_____________
（4）反映Ⅳ常被用于电解生产(NH4)2S2O8(过二硫酸铵)。

电解时用惰性电极，阳极发生地电极反映可表示为。

【例题5】硫酸锌可作为食物锌强化剂的原料。

工业上经常使用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的要紧成份是ZnCO3，并含少量的Fe2O3 、FeCO3 MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下：
(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是______________________________________
(2)完成“氧化除铁”步骤中反映的离子方程式：
□F e(O H)2+□____+□_____== □F e(O H)3 +□CI-
(3)针铁矿（Goethite）是以德国诗人歌德（Go ethe）名字命名的，
组成元素是Fe、O和H，化学式量为89，化学式是_______________
(4）依照下表数据，调剂“滤液2”的pH时，理论上可选用的最大区间为______
M g(O H)2Z n(O H)2MgCO3CaCO3
开始沉淀的pH ——
沉淀完全的pH ——
开始溶解的pH ———
Ksp ×10-12—×10-6×10-9
(5)工业上从“滤液3”制取MgO进程中，适合的反映物是___（选填序号）
a．大理石粉b．石灰乳c．纯碱溶液d．烧碱溶液
(6)“滤液4”以后的操作依次为__________、__________、过滤、洗涤、干燥
(7)分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于__________
【例题6】硫酸铜、硝酸铁都是重要化工原料。

（1）以下是某工厂用含铁的废铜为原料生产胆矾（CuSO4·5H2O）的流程图：
胆矾和石膏在不同温度下的溶解度（g/100g水）见下表。

温度（℃）20 40 60 80 100
石膏
胆矾32 114
请回答以下问题：
①红褐色滤渣的要紧成份是______________；
②写出浸出进程中生成硫酸铜的化学方程式
．．．．．：_________________________
③操作I的温度
．．应该操纵在________左右；
④从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作II应为：将热溶液_____________、____________、洗涤、干燥
（2）某爱好小组在实验室用铁粉和稀硝酸及右图装置
制取Fe(NO3)3（固定所用仪器和加热装置未画出）
①为保证原料的充分利用并加速反映速度，
往往将温度操纵在100℃之内，该实验中
对圆底烧瓶加热的最正确方式是加热
②请在图中虚线框内画出尾气吸收装置
（提示：碱液可快速充分
．．．．吸收产生的氮氧化物气体）
【答案】①水浴加热②使反映充分进行(或使NaHCO3晶体充分析出）
③NaHCO3的溶解度最小④NaCl
⑤NH 3 + CO2 + H2O + NaCl NH4Cl + NaHCO3↓
或NH 3 + CO2 + H2O NH4HCO3；
NH 4HCO3 + NaCl NaHCO3↓+ NH4Cl
⑥可取少量试样溶于水，滴加过量稀硝酸,再滴加过量硝酸银,观看最终是不是有沉淀。

⑦NH3
【答案】D
【答案】C
【答案】（1）a，试管、酒精灯（导管）。

（2）2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑或2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2
（3）a d （4）（5）；
【答案】（1）NaOH溶液（2）除去铝镁合金表面的氧化膜
（3）⑤①④③②；使D和C的液面相平
（4）2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑或
2Al＋2OH—＋2H2O＝2AlO2—＋3H2↑（5）
b
c a)
(
33600 （6）偏小
【答案】(1) 2Fe3+＋Cu = 2Fe2+＋Cu2+
(3)①通入足量氯气将Fe2+氧化成Fe3+
②加入CuO调剂溶液的pH至～
③过滤除去Fe(OH)3
【答案】（1）CuO+2H+=Cu2++H2O （2）一般漏斗、玻璃棒、烧杯
（3）将Fe2+氧化成Fe3+；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；至； d （4）干燥HCl气流可抑制Cu2+水解，还能带走CuCl2·2H2O受热产生的水汽
【答案】⑴ ①加适量水溶解，搅拌，过滤
②使Fe 3+可全数转化为Fe(OH)3沉淀，而Cu 2+可不能转化为C u (O H )2沉淀。

③将CuSO 4溶液加热蒸发至饱和、冷却结晶；
受热均匀，使温度易于操纵在100℃以下，因温度太高CuSO 4·5H 2O 会脱水 ⑵ ①CuO 可加速H 2O 2分解的反映速度，可做H 2O 2分解反映的催化剂 ②橡皮塞、导管、集气瓶、量筒、秒表
【答案】（1）B （2）避免NH 4HCO 3分解（或减少Fe 2+的水解）
（3）降低K 2SO 4 的溶解度，有利于K 2SO 4 析出
（4）2SO 42- -2e － 2S 2O 82-
【答案】(1) 增大反映物接触面积，使反映加倍充分
(2)2Fe(OH)3＋ClO －＋H 2O===2Fe(OH)2＋Cl － (3)FeO(OH)（或其他合理答案）
(4) ≤PH ≤（或其他合理答案） (5) b 或(b 和d)；d
(6)蒸发浓缩、冷却结晶（或其他合理答案） (7）21
12581m m （或其他合理答案）
【答案】（1）① Fe(OH)3 ②3Cu + 2HNO 3 + 3H 2SO 4 =3CuSO 4 + 2NO↑+ 4H 2O ③ 100℃ ④ 冷却结晶、过滤
（2）。