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步步高高考化学大一轮复习(苏教版通用)配套课件:专题3 大题冲关滚动练之一金属及其化合物的综合推断题


化学

苏教版

专题3

常见的金属及其化合物

大题冲关滚动练之一——金属及其化 合物的综合推断题

大题冲关滚动练之一——金属及其化合物的综合推断题
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大题冲关滚动练之一——

金属及其化合物的综合推断题
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1.A、B、C、X 均为中学常见的纯净物,它们之间有如 下转化关系(副产物已略去)。 +X一定条件 +X一定条件 A —————→ B —————→ C 反应① 反应② (1)若 X 是强氧化性气体单质,则 A 可能是______(填 序号)。 a.C b.Al c.Na d.Mg (2)若 X 是金属单质,向 C 的水溶液中滴加 AgNO3 溶 液,产生不溶于稀 HNO3 的白色沉淀,X 在 A 中燃烧 产生棕黄色的烟。B 的化学式为________;

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C 溶液在贮存时应加入少量 X,理由是(用必要的文字 和离子方程式表示)________;检验此 C 溶液中金属元 素的操作方法是________________;向 C 的溶液中加 入氢氧化钠溶液,现象是__________;请写出此过程中 属于氧化还原反应的化学方程式__________________。 (3)若 A、B、C 均为含有同种金属元素的化合物,X 是 强酸或强碱, 则 B 的化学式为__________, 反应①的离 子方程式为____________________________或_______ _________。

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解析 (1)X 是强氧化性气体单质,可联想到 X 是 O2, 则实现图示转化关系的可能为 C—→CO—→CO2 或 Na—→Na2O—→Na2O2。

(2)根据题意, 可知 X 为 Fe, A、 B、 C 分别为 Cl2、 FeCl3、 FeCl2。
(3)当 X 为强碱时,可实现图示转化关系为 AlCl3 —→Al(OH)3—→NaAlO2;当 X 为强酸时,可实现图示 转化关系为 NaAlO2—→Al(OH)3—→AlCl3,因此 B 为 Al(OH)3。

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答案 (1)ac (2)FeCl3 2Fe3++Fe===3Fe2+,防止 Fe2+被氧化 用试管取少量 C 溶液, 滴加 KSCN 溶液, 无颜色变化, 再滴加氯水,溶液呈血红色,证明原溶液中有 Fe2+存 在 生成白色沉淀, 迅速变为灰绿色, 最终变为红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 (3)Al(OH)3 Al3 + + 3OH - ===Al(OH)3↓
+ AlO - + H 2

+H2O===Al(OH)3↓

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2.现有一份由 C、Al、Fe、Fe2O3、CuO 中的几种物质 组成的混合物粉末,某校化学课外小组取样品进行了 如下实验(其中部分产物已略去):

(1)取少量溶液 X,加入过量的 NaOH 溶液,有沉淀 生成。取上层清液,通入 CO2,无明显变化,说明样 品中不含有的物质是(填写化学式)_____________。

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(2)Z 为一种或两种气体: ①若 Z 只为一种气体,试剂 a 为饱和 NaHCO3 溶液, 则反应Ⅰ中能同时生成两种气体的化学方程式为 _________________。 ②若 Z 为两种气体的混合物,试剂 a 为适量 H2O,则 Z 中两种气体的化学式是__________。 (3)向 Y 中通入过量 Cl2,并不断搅拌,充分反应后, 溶液中的阳离子是(填写离子符号)__________。

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解析 (1)样品与浓酸反应产生两种气体,经分析知浓 酸为浓硫酸或浓硝酸,但不管是哪种浓酸,溶液 X 中 都可能含有 Fe3+、Cu2+及 Al3+;当加入过量的 NaOH 溶液后, Fe 和 Cu 转化为 Fe(OH)3 和 Cu(OH)2 沉淀 而析出,Al3+转化为 AlO- 2 。取上层清液通入 CO2 后, AlO2 与 CO2 反应能产生白色沉淀 Al(OH)3,这与“取 上层清液,通入 CO2,无明显变化”不相符,所以样 品中肯定没有 Al。


3+

2+

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(2)浓酸若为浓硫酸,其与样品中的 C 反应生成 CO2 和 SO2, 通入 NaHCO3 溶液后 SO2 被吸收, 剩余 CO2; 浓酸若为浓硝酸,其与样品中的 C 反应生成 CO2 和 NO2,通入水中后 NO2 转变为 NO。 (3)X 溶液中加过量 Fe 粉,得 Y 溶液和两种固体(其中
一种固体为红色的 Cu,另一种为过量的 Fe 粉),这个 过程发生了置换反应: Cu2++Fe===Cu+Fe2+; 再向 Y 溶液中通入过量 Cl2,则会发生反应:Cl2+2Fe === 2Cl + 2Fe
2+


2+

3+

、 2Fe
3+

3+

+ Cu===2Fe

2+

+ Cu

2+

、 Cl2 +

H2O? ? HCl+HClO。所以充分反应后,溶液中的阳离 子为 Cu 、Fe 、H 。


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答案 (1)Al △ (2) ① C + 2H2SO4( 浓 ) ===== CO2 ↑ + 2SO2 ↑ + 2H2O ②NO、CO2 (3)Cu2+、Fe3+、H+

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3.某研究小组提取三处被污染的水源进行了如下分析, 给 出了如下实验信息:其中一处被污染的水源含有 A、B A、B、C、D、E 为五种常见化合物,均由下表中的离 子形成: 阳离子 K+ Na+ HCO- 3 Cu2+ NO- 3 Al3+ OH-
- 阴离子 SO2 4

两种物质, 一处含有 C、 D 两种物质, 一处含有 E 物质,

为了鉴别上述化合物,分别完成以下实验,其结果是

①将它们溶于水后, D 为蓝色溶液, 其他均为无色溶液;

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②将 E 溶液滴入到 C 溶液中出现白色沉淀, 继续滴加, 沉淀溶解; ③进行焰色反应, 只有 B、 C 为紫色(透过蓝色钴玻璃); ④在各溶液中加入硝酸钡溶液,再加入过量稀硝酸, A 中放出无色气体,C、D 中产生白色沉淀; ⑤将 B、D 两溶液混合,未见沉淀或气体生成。 根据上述实验填空: (1)写出 B、D 的化学式:B________,D________。 (2)写出 D、E 发生反应的离子方程式:____________。

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(3)将含 1 mol A 的溶液与含 1 mol E 的溶液反应后蒸干, 仅得到一种化合物,该化合物为__________。 (4)C 常用作净水剂,用离子方程式表示其净水原理: _________。

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z

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2+

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解析 根据实验①可知,D 中含有 Cu ; 3+ 根据实验②可知 C 中含有 Al ,E 可能是 KOH 或
NaOH; + 再根据③可知, 只有 B、 C 中含有 K , 故 E 为 NaOH; - 根据实验④可知 A 中含有 HCO3 , 故 A 为 NaHCO3,
- C、 D 中含有 SO2 故 D 为 CuSO4, C 为 KAl(SO4)2, 4 ,

最后可判定 B 为 KNO3。
等物质的量的 NaHCO3 与 NaOH 反应生成 Na2CO3 和 H2O。 KAl(SO4)2 溶液中的 Al3+水解生成具有吸附作用的 Al(OH)3 胶体而净水。

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答案 (1)KNO3 (3)Na2CO3

CuSO4

(2)Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓ (4)Al3++3H2O? ? Al(OH)3(胶体)+3H+

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4.已知 A、B、C、D、E、F 六种物质在一定条件下 有如图所示的相互转化关系,所有反应物和生成物 均已给出。试回答下列问题:

(1)若反应①②③均为溶液中的置换反应,A、D、E 为常见金属单质,则 A、D、E 的还原性由强到弱 的顺序为________,请写出满足以上要求的离子方 程式:

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反应①_______________________________________, 反应②_______________________________________。 (2)若反应①②③均为复分解反应,且 A、E 均为常见的 碱,溶液中形成的 D 是白色沉淀,请写出满足要求的化 学 方 程 式 : 反 应 ① __________________ , 反 应 ② ______________________。 (3)若 B 是水,C 是一种具有磁性的化合物,E 是一种无 色无味的有毒气体,则反应①的化学方程式是 ____________。

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解析 (1)根据置换反应的特点,反应①中还原性 A>D, 反应②中还原性 E>A,反应③中还原性 E>D,综上得 三种金属的还原性顺序为 E>A>D, 因此按图示转化关 系可设 A、D、E 分别为 Fe、Cu、Zn(或 Cu、Ag、Fe)。 (2)根据反应①③,A、E 两种碱分别与 B 反应,均能生

成白色沉淀 D,因此很容易联想到 A 为 NH3· H2O,E 为 NaOH,D 为 Al(OH)3。
(3)符合题意的 A 为 Fe, C 为 Fe3O4, D 为 H2, E 为 CO, F 为 CO2。

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答案 (1)E>A>D

Fe+ Cu ===Fe +Cu

2+

2+

Zn+ Fe

2+

===Zn2++Fe(或 Cu+2Ag+===Cu2++2Ag ===Fe2++Cu,其他合理答案也可)
(2)3NH3· H2O+AlCl3===3NH4Cl+Al(OH)3↓

Fe+Cu2+

NH4Cl+NaOH===NH3· H2O+NaCl(其他合理答案也可)
高温 (3)3Fe+4H2O(g)=====Fe3O4+4H2

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5.A、B、C、D、E 是中学常见的 5 种化合物,A、B 是 氧化物,元素 X、Y 的单质是生活中常见的金属,相 关物质间的关系如下图所示。

(1)X 的单质与 A 反应的化学方程式是___________。 (2)若试剂 1 是 NaOH 溶液,X 的单质与试剂 1 反应 的离子方程式是_____________________________。

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(3)若试剂 1 和试剂 2 均是稀硫酸。 ①检验物质 D 的溶液中金属离子的方法是___________ _____________________________________________。 ②将物质 C 溶于水,其溶液呈酸性,原因是(用离子方 程式表示)____________________________________。 ③某高效净水剂是由 Y(OH)SO4 聚合得到的。 工业上以 E、稀硫酸和亚硝酸钠为原料来制备 Y(OH)SO4,反应 中有 NO 生成,该反应的化学方程式是____________。

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解析 (1)X、Y 是生活中常见的金属单质,X 和 A 生成 Y 和 B 为金属和氧化物反应生成另一种金属和另一种氧化 高温 Al O +2Fe。 物, 则该反应为铝热反应: Fe O +2Al=====
2 3 2 3

(2)若试剂 1 是 NaOH 溶液,则该反应为 Al 和 NaOH 溶 液的反应。 (3)若试剂 1 和试剂 2 均是稀硫酸,则 D 为 Fe2(SO4)3,C

为 Al2(SO4)3。①检验 Fe3+利用 KSCN 溶液。②Al2(SO4)3 溶液由于 Al3+水解呈酸性。③根据得失电子守恒和质量 守恒写出并配平化学方程式。

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高温 答案 (1)Fe2O3+2Al=====Al2O3+2Fe (2)2Al+2H2O+2OH ===2AlO2 +3H2↑ (3)①取少量溶液于试管中,滴加几滴 KSCN 溶液, 溶液变血红色,则证明原溶液中含有 Fe ②Al3++3H2O? ? Al(OH)3+3H+ ③ 2FeSO4 + 2NaNO2 + H2SO4===2Fe(OH)SO4 + Na2SO4+2NO↑
3+
- -

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6.富马酸亚铁(分子式为 C4H2O4Fe,结构简式为 是一种限量使用的铁强化剂。

)

(1)下图为实验室模拟工业制取富马酸亚铁的流程图:

①根据题意, 请你写出富马酸的结构简式: ________。

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②绿矾 (FeSO4· 7H2O) 在保存过程中形成的杂质主要有 ________(填化学式)。 ③操作 Y 包括________、冷却结晶、过滤、洗涤、干 燥等。 ④判断操作 Y 中“洗涤”富马酸亚铁产品已洗净的实 验方法是_____________________________________。

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(2)设计一个实验方案,证明所得富马酸亚铁产品属于亚铁盐 (可供选用的试剂有 KSCN 溶液、 酸性 KMnO4 溶液、 稀硫酸。
- 已知 SCN-能被 MnO4 氧化)。填写下表相应空格:

步 骤

实验操作与现象 取富马酸亚铁产品 1.5 g,加入稀硫酸 25 mL,用水稀释

① 至 50 mL,加热使其完全溶解并反应,冷却后过滤 (除去 生成的富马酸及可能过量的反应物),保存滤液 ② ③ ④

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解析 (1)将题中给出的富马酸亚铁的结构简式中的铁原 子换成两个氢原子,即得到富马酸的结构简式: HOOCHC==CHCOOH。绿矾中的亚铁离子在空气中容 易被氧化而变质,氧化过程的化学方程式可以写成: 12FeSO4+ 3O2+ 6H2O==4Fe(OH)3↓+4Fe2(SO4)3,由此 可得出绿矾中的杂质可能为 Fe(OH)3 和 Fe2(SO4)3。操作 Y 是从富马酸亚铁溶液中获得富马酸亚铁晶体的过程, 包 括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等。判断是否 洗净的方法是检验富马酸亚铁晶体的表面是否有可溶性
- 杂质,最好的方法是检验洗涤液中是否存在 SO2 4 。

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(2)检验亚铁离子所选用的试剂:稀硫酸、KSCN 溶液 和酸性高锰酸钾溶液。检验时要先排除 Fe 的干扰, 所以先加 KSCN 溶液,不变血红色,说明无 Fe3+,然 后再取少量滤液,滴加到适量酸性高锰酸钾溶液中氧 化亚铁离子,注意高锰酸钾不能过量,否则过量的高 锰酸钾会氧化 SCN-。
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答案 (1)①HOOCHC==CHCOOH ②Fe(OH)3 和 Fe2(SO4)3(其他合理答案也可) 浓缩 酸酸化后再加入氯化钡溶液,无白色沉淀生成 (2)②取少量滤液,滴加 KSCN 溶液,不显血红色 ③取少量滤液,滴加到适量酸性 KMnO4 溶液中至溶 液褪色 ④向上述褪色后的溶液中滴加 KSCN 溶液,显血红色 ③蒸发 ④取少量洗涤液于试管中,向其中加入少量盐


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