化学 专题三 大题冲关滚动练金属及其化合物的综合推断题学案

大题冲关滚动练之一--金属及其化合物的综合推断题
 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一定条件反应①＋X一定条件反应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________；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________________。
　　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＋＋H2O===Al(OH)3↓
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。
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)________________。
　　(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)__________。
　　答案　(1)Al
　　(2)①C＋2H2SO4(浓)△(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
　　②NO、CO2　(3)Cu2＋、Fe3＋、H＋
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，Fe3＋和Cu2＋转化为Fe(OH)3和Cu(OH)2沉淀而析出，Al3＋转化为AlO。取上层清液通入CO2后，AlO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。(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＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋、2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋、Cl2＋H2OHCl＋HClO。所以充分反应后，溶液中的阳离子为Cu2＋、Fe3＋、H＋。
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两种物质，一处含有C、D两种物质，一处含有E物质，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＋　Cu2＋　Al3＋ 阴离子 SO　HCO　NO　OH－ 　　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；
　　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：______________________________________。
(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：__________________。
　　答案　(1)KNO3　CuSO4　(2)Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓
　　(3)Na2CO3　(4)Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋
解析　根据实验①可知，D中含有Cu2＋；根据实验②可知C中含有Al3＋，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HCO，故A为NaHCO3，C、D中含有SO，故D为CuSO4，C为KAl(SO4)2，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。
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：
　　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____________。
答案　(1)E>A>D　Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu　Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe(或Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag　Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，其他合理答案也可)
(2)3NH3·H2O＋AlCl3===3NH4Cl＋Al(OH)3↓　NH4Cl＋NaOH===NH3·H2O＋NaCl(其他合理答案也可)
　　(3)3Fe＋4H2O(g)高温(高温))Fe3O4＋4H2
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。
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________________。
　　(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___________________。
　　答案　(1)Fe2O3＋2Al高温(高温F)Al2O3＋2Fe
　　(2)2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO＋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Fe3＋
　　②Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋
　　③2FeSO4＋2NaNO2＋H2SO4===2Fe(OH)SO4＋Na2SO4＋2NO↑
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物，则该反应为铝热反应：Fe2O3＋2Al高温(高温和)Al2O3＋2Fe。(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。
 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：___________________________________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_________________。
(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MnO氧化)。填写下表相应空格：
步骤 实验操作与现象 ① 
取富马酸亚铁产品1.5 g，加入稀硫酸25 mL，用水稀释至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  　　
　　答案　(1)①HOOCHC===CHCOOH
②Fe(OH)3和Fe2(SO4)3(其他合理答案也可)　③蒸发浓缩　④取少量洗涤液于试管中，向其中加入少量盐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
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SO。
(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Fe3＋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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