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高中化学学习材料 （灿若寒星**整理制作）

专题4 金属及其化合物

（2011·北京高考卷）下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3,混合物中Na2CO3质量分．．数的是

A.取a克混合物充分加热，建中b克

B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体 C.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克 D.取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体。 【解析】NaHCO3受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，所以通过加热分解利用差量法即可计算出Na2CO3质量分数，A正确；Na2CO3和NaHCO3均可与盐酸反应生成水、二氧化碳和氯化钠，所以bg固体是氯化钠，利用守恒法可计算出Na2CO3质量分数，B正确；混合物与足量稀硫酸充分反应，也会生成水和二氧化，所以逸出的气体是二氧化碳，但会混有水蒸气，即碱石灰增加的质量不是二氧化碳的质量，因此选项C不能测出混合物中Na2CO3质量分数；Na2CO3和NaHCO3都与Ba(OH)2反应，反应的方程式为

CO3＋Ba=BaCO3↓、HCO3＋OH＋Ba=H2O＋BaCO3↓，因此最后得到的固体是BaCO3，所以可以计算出Na2CO3质量分数，选项D也正确。

【答案】C

（2011·福建卷）下表各选项中，不能利用置换反应通过Y得到W的一组化合物是 ．．

选项 化合物 Y W A B C D 2－

2＋

－

－

2＋

CO2 MgO Fe2O3 Al2O3 C2H5OH C2H5ONa 点燃 FeCl3 CuCl2 【解析】A项中是Mg与CO2反应，方程式为2Mg＋2CO2

2MgO＋C；B项中Al与Fe2O3

部编本试题，欢迎下载！ 最新人教版试题 发生铝热反应，方程式为Fe2O3＋2Al

高温 2Fe＋Al2O3；C项中是金属Na与C2H5OH反应，方

程式为2Na＋2CH3CH2OH=2CH3CH2ONa＋H2↑。这三个反应都是置换反应。D项中是发生Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，不是置换反应，但学生可能将此反应记错，认为生成了铁单质。此题难度不大，但素材来自教学一线，考查学生平时学习的错误，对实际教学有一定的指导作用。

【答案】D

（2011·广东卷）某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是

A、将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探究讨Mg的活泼性 B、将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成 C、将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀 D、将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体 【解析】本题考察镁及其化合物的性质、常见的基本实验操作。稀释浓硫酸时，应将浓硫酸沿着器壁慢慢加入水中，并及时搅拌，A是错误的；过滤时需要用玻璃棒引流，因此C不正确；蒸发溶液时应该用蒸发皿而不是表面皿，由MgCl2水解，所以加热时必需在HCl的气氛中加热才能得到MgCl2固体，所以D不正确。因此只有选项B是正确的。

【答案】B

（2011·山东卷）Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是

A.三者对应的氧化物均为碱性氧化物 B.三者的单质放置在空气中均只生成氧化物

C.制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法 D.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液是阴极上依次析出Cu、Fe、Al

【解析】铝对应的氧化物Al2O3属于两性氧化物，A不正确；铝属于活泼金属其表面易被空气中氧气氧化形成一层致密的氧化膜而使铝不易被腐蚀；铁放置在空气可以直接发生化学腐蚀，例如铁与氯气直接反应而被腐蚀；铜放置在空气中会和空气中氧气、二氧化碳和水缓慢的反应生成碱式碳酸铜即铜绿，方程式为2Cu+O2+CO2+H2O==Cu2(OH)2CO3，因此选项B不正确；AlCl3、FeCl3、CuCl2均属于强酸弱碱盐，在溶液中会水解生成相应的氢氧化物和HCl，溶液在加热时会促进水解，同时生成的HCl挥发，进一步促进水解，当溶液蒸干后将最终将得到相应的氢氧化物，所以选项C正确；铝属于活泼的金属元素，在水溶液中Al不会放电生成铝单质；Fe在水溶液会放电但产物是Fe，而不是单质铁；只有Cu在阴极上得到电子生成单质铜。所以选项D也不正确。

3+

3+

2+

2+

部编本试题，欢迎下载！ 最新人教版试题 【答案】C

（2011·重庆卷） 下列叙述正确的是

A. Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同

B.K、Zn分别与不足量的稀硫酸反应所得溶液均呈中性 C. Li、Na、K的原子半价和密度随原子序数的增加而增大 D.C、P、S、Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强

【解析】铁属于变价属于变价金属，与强氧化剂反应生成Fe，与弱氧化剂反应生成Fe，氯气属于强氧化剂，盐酸属于非氧化性酸，因此选项A不正确；当硫酸不足时，Zn和K均过量，但过量的K会继续和水反应生成KOH而呈碱性，B不正确；同主族元素自上而下，随着核电荷数的增加电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，密度也逐渐增大，但Na的密度大于K的，C不正确；C、P、S、Cl的非金属性逐渐增强，所以其最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强，D正确。

【答案】D

（2011·上海卷）高铁酸钾( K2FeO4)是一种新型的自来水处理剂，它的性质和作用是

A．有强氧化性，可消毒杀菌，还原产物能吸附水中杂质 B．有强还原性，可消毒杀菌，氧化产物能吸附水中杂质 C．有强氧化性，能吸附水中杂质，还原产物能消毒杀菌 D．有强还原性，能吸附水中杂质，氧化产物能消毒杀菌

【解析】高铁酸钾( K2FeO4)中Fe的化合价是+6价，具有强氧化性，其还原产物Fe水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中杂质。

【答案】A

（2011·上海卷）高炉炼铁过程中既被氧化又被还原的元素是

A．铁 B．氮 C．氧 D．碳 【解析】本题考察炼铁原理。 【答案】D

(2011·福建卷)四氯化钛（TiCl4）是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿（主要成分是FeTiO3）制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：

3+

2＋

3＋

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回答下列问题：

（1）往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：

2Fe＋Fe === 3Fe

2TiO(无色) ＋Fe＋4H === 2Ti(紫色) ＋Fe＋2H2O Ti(紫色) ＋Fe＋H2O === TiO(无色) ＋Fe＋2H加入铁屑的作用是____________。

（2）在②→③工艺中需要控制条件以形成TiO2·n H2O溶胶，该分散质颗粒直径大小在_____________范围。

（3）若把③中制得的固体TiO2·n H2O用酸清洗除去其中的Fe (OH)3杂质，还可制得钛白粉。已知25℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10,该温度下反应Fe (OH)3＋3HH2O的平衡常数K=_____________。

（4）已知：TiO2 (s) ＋2 Cl2 (g)=== TiCl4(l) ＋O2(g) △H=+140KJ·mol 2C(s) ＋O2(g)===

2CO(g) △H=—221KJ·mol

写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式：_____________。

（5）上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是_____________（只要求写出一项）。

（6）依据下表信息，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4 ，可采用_____________方法。

熔点/℃ 沸点/℃ TiCl4 －25.0 136.4 SiCl4 －68.8 57.6 3＋

-1

-1

-39

＋

3＋

3＋

2＋

2＋

＋

2＋

＋

3＋

2＋

3＋

2＋

Fe ＋

3＋

【解析】（1）根据题意给出方程式分析铁屑的作用就是作为还原剂的，即：将Fe还原为Fe，另外浸出液显紫色，说明含有Ti，防止Ti被Fe氧化成TiO。参考答案中“生成Ti保护Fe不被氧化。”有点让人费解，能不能说成“防止Ti被Fe氧化成TiO

＋

3＋

2＋

3＋

3＋

2

2＋

3＋

3＋

3＋

2＋

”或者说“将TiO还原成Ti”。

2＋3＋

部编本试题，欢迎下载！ 最新人教版试题 （2）形成TiO2·n H2O溶胶，说明得到是胶体，其分散质颗粒直径大小为10～10m（或1nm～100nm）；

（3）Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe)×c(OH)＝2.79×10

—14

3+

3

—

—39

－9

－7

，25℃时，c(H)×c(OH)＝Kw＝1×10

+—

；反应Fe (OH)3＋3H

＋

c( Fe3?)c( Fe3?)?c3(OH-)Fe ＋H2O的平衡常数K=3＝＝?42?10c(H)3＋

2.79?10-393

＝2.79×10。 ?4210此问设计精妙！利用数学关系巧妙代换求出反应的平衡常数，命题者的独具匠心可见一斑。

（4）涉及盖斯定律计算，比较常规，按要求写出方程式相加即可得出【答案】 TiO2(s)＋ 2C(s)＋2Cl2 (g)＝TiCl4(l)＋2CO(g) △H=—81KJ·mol

-1

（5）依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处产生了废气，废液，废渣等。 （6）下表信息可以看出，SiCl4、TiCl4两者的沸点相差较大，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4可用蒸馏（或分馏）等方法。

这题是典型的化工流程题，问题设置不难。第（3）小问是亮点，精妙！个人觉得加上请计算该反应的平衡常数K可能设问更清晰。 ．．．

【答案】（1）使Fe还原为Fe；生成Ti保护Fe不被氧化。 （2）10m～10m（或其他合理答案）； （3）2.79×10；

（4）TiO2(s)＋ 2C(s)＋2Cl2 (g)＝TiCl4(l)＋2CO(g) △H=—81KJ·mol； （5）产生三废（或其他合理答案）； （6）蒸馏（或分馏，或精馏）。

（2011·广东卷）由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。工艺流程如下：

-1

3

－9

－73+

2+

3+

2+

（注：NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃升华）

（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为① 和② 。

（2）将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2

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