2021年高考化学真题和模拟题分类汇编专题07 金属及其化合物(含答案解析)
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1、2021高考化学真题和模拟题分类汇编专题07金属及其化合物2021年化学高考题1(2021浙江)下列说法不正确的是A硅酸钠是一种难溶于水的硅酸盐B镁在空气中燃烧可生成氧化镁和氮化镁C钠与水反应生成氢氧化钠和氢气D常温下,铝遇浓硝酸或浓硫酸时会发生钝化【答案】A【解析】A硅酸钠是溶于水的硅酸盐,故A错误;B镁在空气中燃烧时,与氧气和二氧化碳反应生成氧化镁,与氮气反应生成氮化镁,故B正确;C钠具有强还原性,能与冷水反应生成氢氧化钠和氢气,故C正确;D浓硫酸和浓硝酸具有强氧化性,铝在浓硫酸和浓硫酸中会发生钝化,阻碍反应的继续进行,故D正确;故选A。2(2021浙江高考真题)下列物质与俗名对应的是A纯
2、碱:NaHCO3B硫铵:NH4HSO4CTNT:D氯仿:CCl4【答案】C【解析】A纯碱为碳酸钠,化学式为Na2CO3,A错误;B硫铵一般指硫酸铵,化学式为(NH4)2SO4,B错误;CTNT为2,4,6-三硝基甲苯,结构式为,C正确;D氯仿为三氯甲烷,化学式为CHCl3,D错误;故答案选C。3(2021浙江高考真题)下列说法不正确的是A铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨B镁燃烧会发出耀眼的白光,可用于制造信号弹和焰火C熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固,常用于制作模型和医疗石膏绷带D工业上可用氨水消除燃煤烟气中的二氧化硫【答案】A【解析】A铝粉与氧化铁发生铝热反应时放出大量的热,因此,生
3、成的铁是液态的,其可以将两段铁轨焊接在一起,故其可用于焊接铁轨,但是,铁粉与氧化铝不能发生铝热反应,A说法不正确;B镁燃烧会发出耀眼的白光,可以照亮黑暗的夜空和地面,因此,其可用于制造信号弹和焰火,B说法正确;C粉末状的熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固转化为坚固的块状生石膏,因此,其常用于制作模型和医疗石膏绷带,C说法正确;D二氧化硫属于酸性氧化物,其可以与碱反应生成盐和水,而氨水属于碱性的溶液,因此,工业上可用氨水吸收燃煤烟气中的二氧化硫从而削除污染,D说法正确。综上所述,本题选A。4(2021浙江高考真题)铝硅酸盐型分子筛中有许多笼状空穴和通道(如图),其骨架的基本结构单元是硅氧四面体和铝
4、氧四面体,化学组成可表示为Ma(AlO2)x(SiO2)yzH2O(M代表金属离子)。下列推测不正确的是A常采用水玻璃、偏铝酸钠在强酸溶液中反应后结晶制得分子筛B若a=x/2,则M为二价阳离子C调节y/x(硅铝比)的值,可以改变分子筛骨架的热稳定性D分子筛中的笼状空穴和通道,可用于筛分分子【答案】A【解析】A偏铝酸钠在强酸性溶液中不能稳定存在容易形成Al3+,不可以利用偏铝酸钠在强酸性溶液中制备分子筛,A错误;B设M的化合价为m,则根据正负化合价代数和为0计算,m+x(-1)=0,解得m=+2,B正确;C调节硅铝比可以改变分子筛的空间结构,从而改变分子筛的稳定性,C正确;D调节硅铝比可以调节分
5、子筛的孔径,根据分子筛孔径的大小可以筛分不同大小的分子,D正确;故答案选A。5(2021山东高考真题)下列由实验现象所得结论错误的是A向NaHSO3溶液中滴加氢硫酸,产生淡黄色沉淀,证明HSO具有氧化性B向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末,紫色褪去,证明Fe3O4中含Fe()C向浓HNO3中插入红热的炭,产生红棕色气体,证明炭可与浓HNO3反应生成NO2D向NaClO溶液中滴加酚酞试剂,先变红后褪色,证明NaClO在溶液中发生了水解反应【答案】C【解析】A淡黄色沉淀是S,在反应过程中硫元素由NaHSO3中的+4价降低到0价,发生还原反应,体现氧化性,A项不符合题意;B酸性高锰酸钾溶液具有
6、强氧化性,与还原性物质反应紫色才会褪去,所以可以证明Fe3O4中有还原性物质,即Fe(),B项不符合题意;C在该反应中浓硝酸体现氧化性,N元素化合价降低,生成的产物可能是NO或者NO2,NO暴露于空气中也会迅速产生红棕色气体,无法证明反应产物,C项符合题意;D先变红说明溶液显碱性,证明NaClO在溶液中发生了水解,后来褪色,是因为水解产生了漂白性物质HClO,D项不符合题意;故选C。6(2021浙江)下列说法正确的是A减压过滤适用于过滤胶状氢氧化物类沉淀B实验室电器设备着火,可用二氧化碳灭火器灭火C制备硫酸亚铁铵晶体时,须将含和的溶液浓缩至干D将热的饱和溶液置于冰水中快速冷却即可制得颗粒较大的
7、晶体【答案】B【解析】A因为胶状沉淀可能会透过滤纸或造成滤纸堵塞,则减压过滤不宜用于过滤胶状沉淀或颗粒太小的沉淀,故A错误;B实验室中仪器设备着火可以使用二氧化碳灭火,故B正确;C制备硫酸亚铁铵晶体时,将硫酸铵和硫酸亚铁溶液浓缩至干会使晶体失去结晶水,故C错误;D冷却结晶时,自然冷却才能得到大颗粒晶体,快速冷却得到的是细小晶体,故D错误;故选B。7(2021广东高考真题)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是A可与反应生成B既可被氧化,也可被还原C可将加入浓碱液中制得的胶体D可存在的循环转化关系【答案】C【分析】图中所示铁元素不同化合价的物质:a为Fe,b为FeCl2、
8、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(II)的盐类物质,c为Fe(OH)2,e为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(III)的盐类物质,d为Fe(OH)3。【解析】AFe与Fe(III)的盐类物质可发生反应生成Fe(II)的盐类物质,如Fe+2FeCl3=3FeCl2,故A不选;BFe(II)为铁元素的中间价态,既有还原性也有氧化性,因此既可被氧化,也可被还原,故B不选;CFe(III)的盐类物质与浓碱液反应生成Fe(OH)3沉淀,制备Fe(OH)3胶体操作为:向沸水中滴加饱和FeCl3溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热,故C选;D转化如,故D不选;综上所述,答案为C。8
9、(2021河北高考真题)“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献,陶弘景在其本草经集注中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热,生铁熔化灌入熟铁,再锻打成钢。下列说法错误的是A钢是以铁为主的含碳合金B钢的含碳量越高,硬度和脆性越大C生铁由于含碳量高,熔点比熟铁高D冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3【答案】C【解析】A钢是含碳量低的铁合金,故A正确;B钢的硬度和脆性与含碳量有关,随着含碳量的增大而增大,故正确;C由题意可知,生铁熔化灌入熟铁,再锻打成钢,说明生铁的熔点低于熟铁,故C错误;D赤铁矿的主要成分是Fe2O3,可用于
10、冶炼铁,故D正确;故选C。9(2021湖南高考真题)下列实验设计不能达到实验目的的是实验目的实验设计A检验溶液中是否被氧化取少量待测液,滴加溶液,观察溶液颜色变化B净化实验室制备的气体依次通过盛有饱和溶液、浓的洗气瓶C测定溶液的pH将待测液滴在湿润的pH试纸上,与标准比色卡对照D工业酒精制备无水乙醇工业酒精中加生石灰,蒸馏AABBCCDD【答案】C【解析】A.若Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+能与SCN-生成Fe(SCN)3,溶液变成血红色,能达到实验目的,故A不符合题意;B实验室用浓盐酸和二氧化锰加热制氯气,先用饱和食盐水除去混有的氯化氢,再通过浓硫酸的洗气瓶干燥,能达到实验目的,故B不符
11、合题意;C用pH试纸测定NaOH溶液的pH不能润湿pH试纸,否则会因浓度减小,而影响测定结果,不能达到实验目的,故C符合题意;D制取无水酒精时,通常把工业酒精跟新制的生石灰混合,加热蒸馏,能达到实验目的,故D不符合题意。答案选C。10(2021湖南高考真题)下列说法正确的是A糖类、蛋白质均属于天然有机高分子化合物B粉末在空气中受热,迅速被氧化成C可漂白纸浆,不可用于杀菌、消毒D镀锌铁皮的镀层破损后,铁皮会加速腐蚀【答案】B【解析】A糖类分为单糖、二糖和多糖,其中属于多糖的淀粉、纤维素的相对分子质量上万,属于天然高分子化合物,蛋白质也属于天然有机高分子化合物,而单糖和二糖相对分子质量较小,不属于
12、天然高分子化合物,A错误;B氧化亚铁具有较强的还原性,在空气中受热容易被氧气氧化为稳定的四氧化三铁,B正确;C二氧化硫除了具有漂白作用,可漂白纸浆、毛和丝等,还可用于杀菌消毒,例如,在葡萄酒酿制过程中可适当添加二氧化硫,起到杀菌、抗氧化作用,C错误;D镀锌的铁皮镀层破损后构成原电池,锌作负极,铁作正极被保护,铁皮不易被腐蚀,D错误;故选B。11(2021浙江高考真题)下列“类比”合理的是ANa与H2O反应生成NaOH和H2,则Fe与H2O反应生成Fe(OH)3和H2BNaClO溶液与CO2反应生成NaHCO3和HClO,则NaClO溶液与SO2反应生成NaHSO3和HClOCNa3N与盐酸反应
13、生成NaCl和NH4Cl,则Mg3N2与盐酸反应生成MgCl2和NH4ClDNaOH溶液与少量AgNO3溶液反应生成Ag2O和NaNO3,则氨水与少量AgNO3溶液反应生成Ag2O和NH4NO3【答案】C【解析】ANa与水反应生成NaOH和H2,Fe与冷水、热水都不反应,Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,A不合理;BNaClO具有强氧化性,SO2具有较强的还原性,NaClO溶液与SO2发生氧化还原反应时SO2被氧化成,ClO-被还原成Cl-,B不合理;CNa3N与盐酸反应生成NaCl和NH4Cl:Na3N+4HCl=3NaCl+NH4Cl,Mg3N2与盐酸反应生成MgCl2和NH4Cl:M
14、g3N2+8HCl=3MgCl2+2NH4Cl,C合理;D氨水与少量AgNO3反应生成Ag(NH3)2+:Ag+2NH3H2O=Ag(NH3)2+2H2O,D不合理;答案选C。二、元素或物质推断题12(2021浙江)固体化合物X由3种元素组成,某学习小组开展如下探究实验。其中,白色沉淀B能溶于NaOH溶液。请回答:(1)白色固体C的化学式是_,蓝色溶液D中含有的溶质是_(用化学式表示)。(2)化合物X的化学式是_;化合物X的一价阴离子与CH4具有相同的空间结构,写出该阴离子的电子式_。(3)蓝色溶液A与作用,生成一种气体,溶液蓝色褪去,同时生成易溶于硝酸的白色沉淀。写出该反应的离子方程式_。设
15、计实验验证该白色沉淀的组成元素_。【答案】 CuAl2Cl8 将白色沉淀溶于硝酸,得到蓝色溶液,说明有元素;再向溶液中加入溶液,有白色沉淀,说明有元素 【分析】含有Cu2+的溶液显蓝色,含有Cu(NH3)42+的溶液显深蓝色,化合物X溶解后得到的溶液A呈现蓝色,且加入足量氨水后得到深蓝色溶液,即可推得化合物X中含有Cu2+;向含有Al3+的溶液中加入氨水可用于制备Al(OH)3,且Al(OH)3为可溶于NaOH溶液的白色沉淀,即可推断白色沉淀B为Al(OH)3沉淀;深蓝色溶液在加入硝酸酸化的AgNO3溶液后有白色沉淀析出,可推得化合物X中含有Cl-,综上,化合物X中含有Al3+、Cu2+和Cl
16、-。【解析】(1)由上述分析可得,白色沉淀D为Al(OH)3,灼烧Al(OH)3得到Al2O3,故白色固体为Al2O3;溶液D中含有的阳离子有Cu2+、Ag+、H+,阴离子有,故溶液中含有:,故答案为:;。(2)由图示数据并根据原子守恒可知,4.020g X中含有铝离子物质的量为:=0.02mol,含有氯离子物质的量为:=0.08mol,由化合物应显电中性可得三种离子物质的量比值为n(Cu2+):n(Al3+):n(Cl-)=1:2:8,则可得X的化学式为CuAl2Cl8;阴离子中Al原子的杂化方式为sp3,空间结构为正四面体,与CH4相同,其电子式为,故答案为:CuAl2Cl8;。(3)由上
17、述分析可知,蓝色溶液A中含有Al3+、Cu2+和Cl-,与反应时溶液蓝色褪去,即反应后溶液中不存在Cu2+,可推测铜元素以沉淀形式析出,反应得到的沉淀为白色且可溶于硝酸,可推测铜元素在其中不是蓝色且稳定的+2价,而是+1价,即反应过程中Cu元素化合价降低,中氮元素显-2价,具有还原性,反应过程中N元素化合价升高生成N2,符合反应中有气体产生,根据化合价升降守恒、电荷守恒以及原子守恒和溶液呈酸性可知反应离子方程式为。Cu2+在溶液中显蓝色,CuCl中Cu元素为+1价,能被硝酸氧化为+2价,CuCl与硝酸反应过程中Cl元素以Cl-形式存在于溶液中,Cl-与AgNO3溶液反应生成不溶于硝酸的白色沉淀
18、,故答案为:将白色沉淀于硝酸,得到蓝色溶液,说明有元素;再向溶液中加入溶液,有白色沉淀,说明有元素。三、工业流程题13(2021广东高考真题)对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝()、钼()、镍()等元素的氧化物,一种回收利用工艺的部分流程如下:已知:25时,的,;该工艺中,时,溶液中元素以的形态存在。(1)“焙烧”中,有生成,其中元素的化合价为_。(2)“沉铝”中,生成的沉淀为_。(3)“沉钼”中,为7.0。生成的离子方程式为_。若条件控制不当,也会沉淀。为避免中混入沉淀,溶液中_(列出算式)时,应停止加入溶液。(4)滤液中,主要存在的钠盐有和,为_。往滤液中添加适量固体
19、后,通入足量_(填化学式)气体,再通入足量,可析出。(5)高纯(砷化铝)可用于芯片制造。芯片制造中的一种刻蚀过程如图所示,图中所示致密保护膜为一种氧化物,可阻止刻蚀液与下层(砷化镓)反应。该氧化物为_。已知:和同族,和同族。在与上层的反应中,元素的化合价变为+5价,则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为_。【答案】+6 += 【分析】由题中信息可知,废催化剂与氢氧化钠一起焙烧后,铝和钼都发生了反应分别转化为偏铝酸钠和钼酸钠,经水浸、过滤,分离出含镍的固体滤渣,滤液I中加入过量的二氧化碳,偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀,过滤得到的沉淀X为氢氧化铝,滤液II中加入适量的氯化钡溶液沉钼后,过滤得到钼酸钡
20、。【解析】(1)“焙烧”中,有生成,其中Na和O的化合价为+1和-2,根据化合价的代数和为0可知,元素的化合价为+6。(2)“沉铝”中,偏铝酸钠转化为氢氧化铝,因此,生成的沉淀为。(3)滤液II中含有钼酸钠,加入氯化钡溶液后生成沉淀,该反应的离子方程式为+=。若开始生成沉淀,则体系中恰好建立如下平衡:,该反应的化学平衡常数为。为避免中混入沉淀,必须满足,由于“沉钼”中为7.0,所以溶液中时,开始生成沉淀, 因此, 时,应停止加入溶液。(4)滤液I中加入过量的二氧化碳,偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀,同时生成碳酸氢钠,过滤得到的滤液II中含有碳酸氢钠和钼酸钠。滤液II中加入适量的氯化钡溶液沉钼后,因
21、此,过滤得到的滤液中,主要存在的钠盐有和,故为。根据侯氏制碱法的原理可知,往滤液中添加适量固体后,通入足量,再通入足量,可析出。(5)由题中信息可知,致密的保护膜为一种氧化物,是由与反应生成的,联想到金属铝表面容易形成致密的氧化膜可知,该氧化物为。由和同族、和同族可知,中显+3价(其最高价)、显-3价。在与上层的反应中,元素的化合价变为+5价,其化合价升高了8,元素被氧化,则该反应的氧化剂为,还原剂为。中的O元素为-1价,其作为氧化剂时,O元素要被还原到-2价,每个参加反应会使化合价降低2,根据氧化还原反应中元素化合价升高的总数值等于化合价降低的总数值可知,该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为
22、。四、实验题14(2021全国高考真题)胆矾()易溶于水,难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾,并测定其结晶水的含量。回答下列问题:(1)制备胆矾时,用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外,还必须使用的仪器有_(填标号)。A烧杯 B容量瓶 C蒸发皿 D移液管(2)将加入到适量的稀硫酸中,加热,其主要反应的化学方程式为_,与直接用废铜和浓硫酸反应相比,该方法的优点是_。(3)待完全反应后停止加热,边搅拌边加入适量,冷却后用调为3.54,再煮沸,冷却后过滤。滤液经如下实验操作:加热蒸发、冷却结晶、_、乙醇洗涤、_,得到胆矾。其中,控制溶液为3
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