金属及其化合物习题及答案(2)
金属及其化合物习题及答案
金属及其化合物习题答案
一、选择题(每小题3分，共54分)
1.解析：根据平常对各元素的化合物性质的了解得知，铁的化合物多数有颜色，红色的比较多。
答案：B
2.解析： 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3; Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3; 2FeCl3+Fe===3FeCl2;硅酸不能。
答案：A
3.解析：由题意可知，Na与AlCl3恰好完全反应，AlCl3的物质的量为 0.025 mol，根据Al元素守恒，计算得NaAlO2的物质的量为 0.025 mol;由Cl元素守恒，得NaCl的物质的量为 0.075 mol，则生成物中钠元素的物质的量为 0.1 mol，所以加入金属钠的质量为2.3 g。
答案：B
4.解析：利用反应4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3可制取氢氧化铁，所以A项正确;卤素单质的氧化性随其原子序数的增加而减弱，I2与Fe反应的生成物为FeI2，即Fe3+的氧化性大于I2的氧化性，因此Fe3+可氧化I-，则B、C项错误;铁元素位于元素周期表的第4周期Ⅷ族，D项错误。
答案：A
5.解析：题目中涉及的化学方程为CuO+2HCl===CuCl2+H2O，Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O;
CuO+H2Cu+H2O，Fe2O3+3H22Fe+3H2O，当氧化物的物质的量相等时，消耗氢气的物质的量等于消耗酸的物质的量的一半。即×22.4 L/mol=d L，所以A项正确。
答案：A
6.解析：根据两次反应后溶液的pH可计算出参加反应的OH-为0.1 mol ，参加反应的H+为 0.42 mol。Fe2O3+2Al===2Fe+Al2O3，若铝热反应恰好完全，则反应后的固体为Fe和Al2O3，且其物质的量之比为2∶1，则反应所需的OH-和H+的物质的量之比为1∶5。所以不可能。因质量相等的铝单质与碱和酸反应的物质的量之比为1∶3，与实际碱和酸的用量不符，因此确定此反应为Fe2O3过量，所以反应①中无氢气生成。加入碱时只与Al2O3反应，Al2O3～2OH-，即每份生成物中Al2O3为0.05 mol ，则铝的物质的量为 0.2 mol 。生成Fe为0.1 mol ，其中Al2O3消耗H+为0.3 mol 。剩余的0.12 mol H+与Fe2O3反应，生成的Fe3+和Fe反应，如果仍有Fe剩余，则Fe再与H+继续反应。无论是哪种反应，Fe元素与H+的物质的量之比均为1∶2，则Fe元素的物质的量为 0.06 mol ，原Fe2O3的物质的量为 0.03 mol ，其质量为4.8 g。反应②中Cl-没有参与反应，因此浓度不变，仍为4 mol/L。
答案：B
7.解析：呼吸面具中的供氧主要是由供氧剂与呼吸产生的CO2反应生成O2，HNO3、H2O2、KClO3不与CO2反应，不适宜做供氧剂，过氧化钠在常温下可与CO2反应生成O2,2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2，最适宜作为呼吸面具中的供氧剂。
答案：D
8.解析：过氧化钠有强氧化性，可将SO氧化为SO，B项错误;Na2O2溶于水后生成的强碱NaOH与HCO不共存，C、D项错误。
答案：A
9.解析：根据反应：
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 Δm
88 56
m(CO2) 14 g
解得：m(CO2)=22 g
2CO+O22CO2
56 32 88
14 g 8 g 22 g
若CO完全反应，则m(CO)∶m(O2)=14∶(26-14)=7∶6;
若O2完全反应，则m(CO)∶m(O2)=(26-8)∶8=9∶4。
故C项正确。
答案：C
10.解析：分析题给反应， Al做还原剂，NaNO3做氧化剂，A选项错误;每当生成1 mol N2转移10 mol电子，转移5 mol电子，可生成0.5 mol N2即标准状况下的体积为11.2 L;反应中 ―→，N2是还原产物，C选项错误;据得失电子守恒，每当消耗10 mol Al，生成3 mol N2，当消耗1 mol Al时，生成0.3 mol N2即标准状况下N2的体积为6.72 L，D选项错误。
答案：B
11.解析：据反应方程式：Na2O+H2O===2NaOH①
Na2O2+H2O===2NaOH+O2↑②
可知①②式等物质的量的Na2O、Na2O2耗H2O一样多，产生溶质NaOH一样多。C选项符合题意。
答案：C
12.解析：该题为信息题，根据题目所给信息结合数据较易得出正确答案为D。
答案：D
13.解析：各物质等物质的量，Na2O和Na2O2生成的NaOH和形成溶液的质量相等，所以质量分数相等，生成的NaOH是原各物质的物质的量的两倍;Na与水反应，总溶液质量由于放出H2而减小。
答案：D
14.解析：除杂质不引入新杂质，Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH。
答案：B
15.解析：对镁、铝而言，酸不足量，产生H2的量取决于酸的量，都为0.025 mol;Na能与水反应，产生H2的量取决于钠的量，应产生0.05 mol H2。
答案：AB
16.解析：Fe3+与SCN-和OH-反应是非氧化还原反应，与Fe2+和SO不反应。
答案：B
17.解析：铝热剂是某些金属氧化物与铝粉的混合物，不专指Fe2O3和铝粉的混合物，A不正确;由于Fe2O3不溶于水，所以在经过所给操作步骤得到的滤液中不含Fe3+，该操作不能达到目的，故B不正确;C选项中氧化剂Fe2O3的物质的量一样多，故H2、Al、CO失电子的物质的量一样多，即
n(H2)·2=n(Al)·3=n(CO)·2，所需H2、Al、CO的物质的量之比为3∶2∶3，C正确;明矾虽然含结晶水，但其组成一定，故为纯净物。
答案：C
18.解析：得到沉淀最多时溶液为NaCl溶液，n(Na+)=n(Cl-)=n(HCl)=0.25 L×2 mol/L=0.5 mol
c(HCl)==1 mol/L。
答案：B
二、非选择题(共46分)
19.解析：(1)①B错误，因为Fe2O3是红棕色的;②常用的方法是加酸溶解，金属和稀盐酸反应生成氢气，而Fe3O4与稀盐酸反应时没有气泡产生;③鉴别混合物中是否有Fe3O4固体，可以用还原剂将氧化物还原，检验氧化产物，如用氢气还原，则检验是否有水生成，如用CO还原，则检验是否有CO2气体产生。
(2)②因为Fe2O3是红棕色的，FeO是黑色的，若方法A成立，那么颜色变化是由红棕色变为黑色，但从颜色并不能正确判断，因为可能生成黑色的Fe3O4,6Fe2O3高温4Fe3O4+O2↑;③若方法B成立，则下列反应成立：2Fe2O3高温4FeO+O2↑，灼烧前后的质量之比为：=10/9，若质量之比是30∶29，则发生了反应6Fe2O3高温4Fe3O4+O2↑，最后的分解产物是Fe3O4;④结合两种方法的分析，方法B更严密，此方法涉及了定量的计算，而方法A仅仅是定性地从颜色来观察，不严密。
答案：(1)①A ②取黑色粉末少许于试管中，加适量稀盐酸或稀硫酸，若有气泡产生则原黑色粉末为铁，若无气泡产生则原粉末为Fe3O4 ③用干燥的氢气与黑色粉末加热反应，用无水硫酸铜检测是否有水产生(或用纯净的一氧化碳与黑色粉末加热反应，用澄清石灰水检测是否有二氧化碳产生)(其他合理答案也可)
(2)①坩埚 ②红棕色 黑色 不能 也可能为Fe3O4 ③10/9 Fe3O4 ④B
20.解析：(3)2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑，2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑，由上述两个方程式可以看出，当盐酸与NaOH的物质的量相同时，产生H2的体积比为1∶3，现为5∶6>1∶3，故加入的Al相对盐酸过量，对NaOH不足。0.2 mol的HCl需Al质量为×27 g/mol×0.2 mol=1.8 g，对应5份H2，当H2为6份时，铝的质量为×1.8 g=2.16 g，即为所求。
答案：
(1)第3周期第ⅢA族
(2)2Al+Fe2O3高温Al2O3+2Fe
(3)2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑ 2.16 g
(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤
Al3++3H2O===Al(OH)3+3H+，在干燥的HCl气流中，抑制AlCl3的水解，且带走AlCl3·6H2O晶体受热产生的水蒸气，故能得到 AlCl3。
22.解析：根据生成气体通过碱石灰体积不变(无酸性气体)，而通过浓硫酸体积减小，说明剩余的 6.72 L气体为氢气，即原固体中一定含有金属Al，且其质量为×27 g/mol=5.4 g。生成氨气的物质的量为=0.2 mol，则原固体中一定含有 0.1 mol (NH4)2SO4，其质量为13.2 g。得到白色沉淀久置不变色，说明无FeCl2(氢氧化亚铁易被氧化为红棕色的氢氧化铁)，因为NaOH过量，所以白色沉淀不可能含有氢氧化铝，则说明5.8 g白色沉淀为Mg(OH)2，因此MgCl2的质量为9.5 g。无色溶液中有Al与过量NaOH溶液反应后得到的NaAlO2。
答案：(1)否 (2)是 (3)AlO-+H++H2O===Al(OH)3↓
(4)由题中信息可推得一定含有Al、(NH4)2SO4和MgCl2三种物质，而计算出这三种物质的质量之和刚好等于 28.1 g，所以一定没有AlCl3。
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