金属专题-1

第三章 金属及其化合物测试卷
试卷说明：本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，请将第Ⅰ卷答案填涂在答题卡上，第Ⅱ卷各题答在试卷的相应位置上。

答题时间：90分钟，满分100分。

本卷可能用到的相对原子质量：C －12 N －14 O －16 Mg －24 Ca －40 Al －27 Si －28 S －32 Ba －137 Ag －108 Fe －56
第Ⅰ卷(选择题，共54分)
一、选择题(本题包括18小题，每小题只有一个选项符合题意，每小题3分，共54分)
1．(2011·东北师大附中上学期高三第三次摸底)向一定量的Mg 2＋、NH ＋4、Al 3＋混合溶液
中加入Na 2O 2的量与生成沉淀和气体的量(纵坐标)的关系如图所示，则溶液中三种离子的物质的量之比为( )
A ．1 1 2
B ．1 2 2
C ．2 2 1
D ．9 2 4
2．(2011·江苏省姜堰市第二中学高三学情调查(三))某同学设计如下实验测量m g 铜银合金样品中铜的质量分数：
下列说法中不正确的是( )
A ．收集到的V L 气体全为NO
B ．过滤用到的玻璃仪器是：烧杯、漏斗、玻璃棒
C ．操作Ⅱ应是洗涤
D ．铜的质量分数为：
143.5 V －22.4 W
100.4 m
×100%
3．(2011·山东省聊城市高三年级12月月考)FeCl 3、CuCl 2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确．．．
的是( ) A ．加入KSCN 溶液一定不变红色
B．溶液中一定含Fe2＋
C．溶液中一定含Cu2＋
D．剩余固体中一定含Cu
4．(2011·江西师大附中、临川一中高三联考)下列物质不能通过化合反应直接制得的是()
A．FeCl2B．NaHSO3
C．Cu(OH)2D．Fe(OH)3
5．(2011·江西省安福中学高三年级第四次月考)有100 mL MgCl2和AlCl3的混合溶液，其中c(Mg2＋)＝0.2 mol·L－1，c(Cl－)＝1.3 mol·L－1。

要使Mg2＋完全转化为Mg(OH)2且与Al3＋恰好分开，至少需要2 mol·L－1的NaOH溶液的体积为()
A．80 mL B．100 mL
C．120 mL D．140 mL
6．(2011·辽宁省沈阳四校协作体高三测试)下列实验现象描述不正确的是()
易观察到的是()
A．钠浮在水面上
B．溶液中产生较多气泡
C．水溶液变为蓝色
D．钠熔化成小球并在水面游动
8．(2011·山东省潍坊市高三质量抽样)有关Na2CO3和NaHCO3的性质，下列叙述中错误的是()
A．相同温度下，等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液的碱性比较，前者更强
B．常温时水溶性：Na2CO3>NaHCO3
C．在酒精灯加热的条件下，前者不分解，后者分解
D．将澄清的石灰水分别加入Na2CO3和NaHCO3溶液中，前者产生沉淀，后者不产生沉
淀
9．(2011·浙江省金丽衢十二校高三联考(一))将m g 含氧化铁、氧化铜和氧化亚铁的样品投入物质的量浓度为1 mol/L 的2L 盐酸中恰好完全反应，若向等质量的该样品中通入足量的氢气并加热，充分反应后所得金属的质量是( )
A ．(m －16)g
B ．(m ＋16)g
C ．(m －32)g
D ．16 g
10．(2011·南昌市高三调研测试)向一定量的Fe 、FeO 、Fe 2O 3、Fe 3O 4的混合溶液中，加入150 mL 4 mol/L 的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，并放出标准状况下NO 气体2.24 L ，往所得溶液中加KSCN 溶液，无红色出现。

若用足量的氢气在加热条件下还原相同质量的该混合物，所得铁的物质的量可能为( )
A ．无法计算
B ．0.6 mol
C ．0.5 mol
D ．0.25 mol
11．(2011·山东省烟台市高三调研测试)下列事实不能说明金属元素甲的失电子能力一定比乙强的有( )
A ．甲单质能从乙的盐溶液中置换出乙
B ．甲、乙单质用导线连接后插入稀硫酸中，甲单质表面产生气泡
C ．甲、乙两短周期元素原子的电子层数相同，甲的原子半径大于乙
D ．甲、乙两元素的最高价氧化物对应水化物的碱性甲大于乙 12．(2011·烟台市高三诊断)已知A 、B 为单质，C 为化合物。

A ＋B ――→点燃
C ――→溶于水――→
惰性电极电解
A ＋B
能实现上述转化关系的是( )
①若C 溶于水后得到强碱溶液，则A 可能是Na
②若C 的溶液遇Na 2CO 3，放出CO 2气体，则A 可能是H 2 ③若C 的溶液中滴加KSCN 溶液显红色，则B 可能为Fe
④若C 的溶液中滴加NaOH 溶液有蓝色沉淀生成，则B 可能为Cu A ．①② B ．②④ C ．①③
D ．③④
13．(2011·山东省潍坊市高考模拟)下列离子方程式正确的是( ) A ．铝与氢氧化钠溶液反应：
2Al ＋2OH －＋H 2O===2[Al(OH)4]－＋H 2↑
B ．过氧化钠与水反应：2O 2－
2＋2H 2O===4OH －
＋O 2↑ C ．把少量碳酸氢钠溶液加入到氢氧化钡溶液中：
HCO －3＋Ba 2＋＋OH －===BaCO 3↓＋H 2O
D ．金属铜跟浓硝酸反应：
3Cu ＋2NO －3＋8H ＋===3Cu 2＋
＋2NO 2↑＋4H 2O
14．(2011·甘肃省兰州市高三一诊)将一定质量的铁投入10.0 mL 某浓度的HNO 3中恰好完全溶解，将产生的气体(氮的氧化物)全部收集并与672 mL(标准状况)O 2混合恰好能被水完全吸收。

在铁和HNO 3反应得到的溶液中滴加稀硫酸直至不再产生气体为止，又收集到无色气体224 mL 。

则原投入的铁的质量是( )
A ．2.80 g
B ．4.20 g
C ．28.0 g
D ．42.0 g
15．(2011·合肥市八中高三联考四)将51.2 g Cu 完全溶于适量浓硝酸中，收集到氮的氧化物(含NO 、N 2O 4、NO 2)的混合物共0.8 mol ，这些气体恰好能被500 mL NaOH 溶液完全吸收，生成NaNO 2和NaNO 3两种盐溶液，其中NaNO 3的物质的量为0.2 mol ，则NaOH 的浓度为( )
A ．2 mol/L
B ．1.8 mol/L
C ．2.4 mol/L
D ．3.6 mol/L
16．(2011·山东省聊城市高三年级12月考试)镁铁混合物4.9 g ，溶解在过量某浓度的稀硝酸中，完全反应得到标况下气体2.24 L(假设气体全为NO)，则向反应后的溶液中加入足量的烧碱，则可生成沉淀的量是( )
A ．6 g
B ．8 g
C ．10 g
D ．12 g
17．(2011·石家庄市高中毕业班质检(二))将一定量的NaOH 和NaHCO 3混合物X 放在密闭容器中加热，充分反应后生成V 1 L 气体Z(V 1≠0)。

反应后的固体残渣Y 与过量的稀盐酸反应，又生成V 2 L 气体Z (V 1、V 2均为标准状况下气体的体积)。

下列判断错误的是( )
A ．Y 的成分为Na 2CO 3
B ．Z 的成分为CO 2
C ．V 1>V 2
D ．X 中n (Na ＋
)＝V 211.2
mol
18．(2011·浙江省杭州市高三第三次月考)m g 铝镁合金与一定浓度的稀硝酸恰好完全反应(假定硝酸的还原产物只有NO)向反应后的混合溶液中滴加a mol/L NaOH 溶液，当滴加到V mL 时，得到沉淀质量恰好为最大值n g ，则下列有关该实验的说法中正确的有( )
①沉淀中氢氧根的质量为(n －m )g
②恰好溶解后溶液中的NO －
3离子的物质的量为a Vmol ③反应过程中转移的电子的物质的量为n －m 17mol
④生成NO 气体的体积室温下为22.4(n －m )
51
L
⑤与合金反应的硝酸的物质的量为(n－m
51
＋
a V
1000
)mol
A．2项B．3项
C．4项D．5项
第Ⅱ卷(非选择题，共46分)
二、非选择题
19．(11分)(2011·北京市东城区高三第一学期期末统测)为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下图实验方案，用含有铝、铁和铜的合金制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体。

请回答：
(1)步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需进行的实验操作是__________________。

(2)溶液A中的离子主要有________；试剂X是________。

(3)进行步骤Ⅱ时，该小组用右图所示装置及试剂将制得的CO2气体通入溶液A中。

一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀逐渐减少，其原因是___________(用离子方程式表示)；
为了避免固体C减少，根据右图所示，改进的措施是__________。

(4)从环境保护角度考虑，用固体F制备CuSO4溶液的化学方程式是_____________________。

20．(16分)(2011·合肥八中高三第一轮复习联考(四))某校化学研究性学习小组在学习金属知识后，探究Cu的常见化合物性质。

过程如下：
【提出问题】
①在周期表中Cu、Al位置接近。

Cu不如Al活泼，Al(OH)3具有两性，Cu(OH)2也具有两性吗？
②通常情况下，＋2价Fe的稳定性小于＋3价Fe，＋1价Cu的稳定性也小于＋2价Cu 吗？
③CuO有氧化性，能被H2、CO等还原，也能被NH3还原吗？
【实验方案】
(1)解决问题①需用药品有CuSO4溶液、________、________(填试剂名称)，同时进行相关实验。

(2)解决问题②的实验步骤和现象如下：取98 g Cu(OH)2固体，加热至80℃～100℃时，得到黑色固体粉末，继续加热到1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末A。

冷却后称量，A的质量为72 g，A的化学式为________。

向A中加入过量的稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在。

(3)为解决问题③，设计的实验装置为：(夹持及尾气处理装置未画
出)，实验中观察到CuO变为红色物质。

查资料可知，同时生成一种
无污染气体。

该气体的化学式为______________。

【实验结论】
(1)Cu(OH)2具有两性。

证明Cu(OH)2具有两性的实验现象是____________。

(2)根据实验方案(2)，得出的＋1价Cu，＋2价Cu稳定性大小的结论是：高温时__________________________；在酸性溶液中____________________________________。

(3)CuO能够被NH3还原。

【问题讨论】
有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu，也有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu和A的混合物。

请你设计一个简单的实验检验NH3与CuO反应后生成的红色物质中是否含有A?
21．(11分)(2011·浙江省金丽衢十二校高三联考(一))某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并放出耀眼的光芒”；“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。

由化学手册查阅得有关物质的熔沸点数据见下表。

Ⅰ.(1)该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合成铁铝合金，你认为他的解释是否合理________(填“合理”或“不合理”)。

(2)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。

该实验所用试剂是________，反应的离子方程式为__________________________。

(3)实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是________(填序号)，并说明理由：________________________________________。

A．浓硫酸B．稀硫酸
C．稀硝酸D．氢氧化钠溶液
Ⅱ.实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。

取一定量该熔融物与足量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。

在反应结束后的溶液中，逐滴加入4 mol/L NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)的关系如右图所示。

试回答下列问题：
(1)逐滴加入4 mol/L NaOH溶液的定量玻璃仪器是________，图中OC段没有沉淀生成的原因是________(用离子方程式表示)。

(2)由上述图象分析可知，溶液中结合OH－的能力最强的离子是________(填离子符号，下同)，最弱的离子是________。

(3)若测定F点沉淀的质量，需对混合物进行的处理是：过滤________、________、称量。

(4)用上图数据计算，熔融物中的两种金属的物质的量之比n(Fe)∶n(Al)＝________。

22．(8分)(2011·北京市西城区高三期末考试)某兴趣小组通过实验探究溶解铜的方法和本质。

(1)在热水浴中进行3个实验，部分实验报告如下表所示。

②实验Ⅲ中反应的本质是(用离子方程式表示)________________________________。

(2)利用电化学原理实现铜溶于稀硫酸并生成氢气。

①Cu作________极；
②总反应的离子方程式是____________________________________。

详解答案
1答案：B
2答案：D
3答案：C
4解析：A项可由Fe和FeCl3化合得到；B项可向Na2SO3溶液中通入SO2得到；D项可通过Fe(OH)2在空气中的氧化反应得到；而C项只能通过复分解反应得到。

答案：C
5答案：A
6解析：在空气中久置的铝条放入NaOH溶液中，其表面的氧化铝先与氢氧化钠溶液反应，反应进行得较慢且没有气泡，D错。

答案：D
7解析：钠的密度比水小，反应时钠浮在水面上，且该反应为放热反应，能使钠块熔化成小球，产生的H2能推动钠球在水面四处游动；生成的NaOH使石蕊试溶液变成蓝色；实验中只能在钠和水接触处才能产生H2，即B错误。

答案：B
8解析：将澄清石灰水分别加入Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中，都会产生CaCO3沉淀。

答案：D
解析：由题意知氧化物中的氧和盐酸中的H＋完全结合成1 mol H2O，则水中的氧全部是氧化物中的氧，故金属的质量为1 mg减去1 mol氧原子的质量。

9答案：A
10解析：由于往所得溶液中加KSCN溶液，无红色出现，所以生成的全部是Fe(NO3)2,150 mL 4 mol/L的稀硝酸中n(HNO3)为0.6 mol，生成标况下NO为2.24 L即0.1 mol，故起酸作用用于生成Fe(NO3)2的硝酸为0.50 mol，生成Fe(NO3)2 0.25 mol，根据铁元素守恒知，用足量的氢气在加热条件下还原相同质量的该混合物，所得铁的物质的量也为0.25 mol，故选D。

答案：D
11解析：B项，甲、乙单质用导线连接后插入稀硫酸中，构成原电池，甲表面有气泡产生，即甲作原电池的正极，表明甲的金属活动性小于乙，故不能说明金属甲的失电子能力比乙强。

答案：B
12答案：B
13答案：C
14解析：本题可用守恒法来计算，整个反应过程中铁失电子，硝酸和O2得电子，其中硝酸生成了NO，故可列方程：n(Fe)×3＝n(O2)×4＋n(NO)×3，又n(O2)＝0.03 mol，n(NO)＝0.01 mol，故n(Fe)＝0.05 mol，即为2.80 g。

答案：A
15解析：设NO2x mol，N2O4y mol，NO z mol，
x ＋y ＋z ＝0.8① x ＋2y ＋3z ＝
51.2
64
×2(电子得失守恒)② 2NO 2＋2NaOH ＝NaNO 2＋NaNO 3＋H 2O N 2O 4＋2NaOH ＝NaNO 2＋NaNO 3＋H 2O NO ＋NO 2＋2NaOH ＝2NaNO 2＋H 2O 2NO ＋N 2O 4＋4NaOH ＝4NaNO 2＋2H 2O
由上知：N ＋4
转化为NaNO 3的总物质的量为0.2 mol ，NO 中N ＋2
和N ＋4
反应生成NaNO 2时n (N ＋2
)
＝n (N ＋4
)
故z ＝(2y ＋x )－0.2③
①②③联立解得 x ＝z ＝0.3，y ＝0.2 故答案为A 答案：A 16答案：C
17解析：设混合物中NaOH 为x mol ，NaHCO 3为y mol ，根据反应：NaOH ＋NaHCO 3=====△
Na 2CO 3＋H 2O,2NaHCO 3=====△
Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O ，NaHCO 3受热分解产生的CO 2为(y －x )/2 mol ，固体Y 为Na 2CO 3，其与盐酸反应，生成的CO 2的物质的量＝x mol ＋(y －x )/2 mol ＝(y ＋x )/2 mol ，故V 2>V 1。

根据Na 元素守恒，X 中含有的n (Na ＋)＝V 2/11.2 mol 。

答案：C 18答案：B
19解析：(1)步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ操作后均为一种固体、一种溶液，故操作为过滤。

(2)由溶液A 通过量CO 2后得到固体，再进一步转化为AlCl 3，且是由合金加入过量的NaOH 溶液所得，故溶液A 中肯定含有Na ＋
、OH －
及生成的AlO －
2；根据后面得到的是绿矾和硫酸铜，故试剂X 为H 2SO 4。

(3)产生的氢氧化铝沉淀减少是因为盐酸与氢氧化铝反应：Al(OH)3＋3H ＋===Al 3＋＋3H 2O ；因为浓盐酸有较强的挥发性，改进措施是吸收掉挥发出来的HCl ，故可以在装置Ⅰ和装置Ⅱ之间加一个盛有饱和NaHCO 3溶液的洗气瓶。

(4)从环保的角度考虑，不能用铜与浓硫酸直接反应，否则会产生有毒气体二氧化硫，故可以通过2Cu ＋O 2=====△
2CuO ，CuO ＋H 2SO 4===CuSO 4＋H 2O ，即总反应式为：2Cu ＋O 2＋2H 2SO 4===2CuSO 4＋2H 2O 。

答案：(除(1)1分，其余每空2分) (1)过滤 (2)Na ＋
、AlO －
2、OH －
；稀硫酸
(3)Al(OH)3＋3H ＋＝Al 3＋＋3H 2O ；在装置Ⅰ，Ⅱ之间增加一个盛有饱和NaHCO 3溶液的洗气瓶(合理答案给分)
(4)2Cu ＋O 2＋2H 2SO 4===2CuSO 4＋2H 2O(合理答案给分)
20答案：实验方案：(1)盐酸(或稀硫酸)溶液、氢氧化钠溶液；(2)Cu 2O ；(3)N 2 实验结论：(1)Cu(OH)2既能溶解于强酸，又能溶解于强碱 (2)高温下，＋1价铜比＋2价铜稳定；酸性溶液中，＋2价铜比＋1价铜稳定 问题讨论：取样加入稀硫酸，如果得到蓝色溶液和红色固体，说明有A ；如果不溶解，说明无A 。

21解析：Ⅰ.(1)根据表中各物质的熔点，铁和铝可以熔合成铝合金，故解释合理。

(2)由于金属铝可以与NaOH 溶液反应而铁不能，故可以选用的试剂为NaOH 溶液。

Ⅱ.由图象知，图中OC 段没有沉淀生成，此阶段发生反应的离子方程式为H ＋
＋OH
－
===H 2O ；而后生成氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，此时为CD 段；在DE 段，沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式为NH ＋
4＋OH －
===NH 3·H 2O ；继续加入氢氧化钠溶
液则生成的氢氧化铝溶解。

(4)根据图象知，n (Al)＝8×10－3mol ，n (NH ＋4)＝1.2×10－2mol 。

由
题意知，Fe 、Al 与很稀的硝酸反应无气体放出时，硝酸被还原为NH 4NO 3。

由氧化还原反应中得失电子相等可知，3n (Al)＋3n (Fe)＝8n (NH ＋4)，可得n (Fe)＝2.4×10－2mol ，则n (Fe)∶n (Al)＝3∶1。

答案：Ⅰ.(1)合理 (2)NaOH 溶液 2Al ＋2OH －＋2H 2O===2AlO －2＋3H 2↑
(3)B 若用A 、C 溶解样品会产生SO 2、NO 等有毒气体，用D ，则Fe 不会与NaOH 溶液反应(或用B 既能将样品全部溶解，又不会生成有害气体)
Ⅱ.(1)碱式滴定管 H ＋＋OH －===H 2O (2)H ＋
NH ＋
4 (3)洗涤 干燥 (4)3∶1
22解析：(1)①实验Ⅰ的目的是验证铜不与H ＋反应；实验Ⅱ的目的是验证铜不与NO －
3反
应。

(2)用电化学原理实现铜溶于稀硫酸可以用铜作阳极，石墨作阴极，总反应的离子方程式是Cu ＋2H ＋=====电解
Cu 2＋＋H 2↑。

22答案：(1)①证明Cu 不与H ＋、NO －3单独反应
②3Cu ＋8H ＋＋2NO －
3===3Cu 2＋
＋2NO ↑＋4H 2O (2)①阳 ②Cu ＋2H ＋
=====电解
Cu 2＋
＋H 2↑。