高考化学实验题(求高一化学金属试题)

2024-03-28 07:51:09

例下列关于钠与水反应的说法不正确的是（）

①将小块钠投入滴有石蕊试液的水中，反应后溶液变红；②将钠投入稀盐酸中，钠先与水反应，后与盐酸反应；③钠在水蒸气中反应时因温度高会发生燃烧；④将两小块质量相等的金属钠，一块直接投入水中，另一块用锡箔包住，在锡箔上刺些小孔，然后按入水中，两者放出的氢气质量相等。

A．①② B．②③ C．②③④ D．①②③④

[解析]钠与水反应产生氢氧化钠只能使酚酞变红，而不能使石蕊变红。钠与水的反应本质是钠与H+的反应，所以钠先与盐酸溶液中的酸反应。钠在水蒸气中反应产生的是氢气，尽管温度高且反应放热，因无氧气不能燃烧。钠的密度比水大，浮在水面上时，就有部分钠被氧气氧化，而用锡箔包住的钠不会被氧气氧化，所以与水反应的钠质量不相等，两者放出氢气的质量也不相等。

[答案]D

例在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化纳作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品、用上图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。

（1）A是制取CO2的装置。写出A中发生反应的化学方程式：。

（2）填写表中空格：（请在答题卡上填空）

仪器加入试剂加入该试剂的目的

B 饱和NaHCO3溶液

（3）写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式：。

（4）试管F中收集满气体后，下一步实验操作是：。

[解析]要证明过氧化钠可作供氧剂，必须验证实验产物是O2，故实验目的就是验证过氧化钠与水或二氧化碳的反应。实验仪器中的A是二氧化碳发生装置，B、D是除杂装置，C是反应装置，E是尾气处理与收集装置。本实验可能存在的杂质气体有：HCl和水，但由于过氧化钠与二氧化碳的反应是离子反应，故水不必除去。试管F中收集满气体后，下一步实验操作应是验证实验产物是O2。为检验生成的O2应将试管F从水槽中取出，然后用带火星的木条伸入管口进行检验，但是取出F前，应将装置A中的反应停止。

[答案]（1）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑

（2）B 饱和NaHCO3 除CO2中的HCl

C Na2O2粉末反应物

D NaOH溶液除去未反应的CO2

（3）2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2 （4）将带火星的木条插入试管检验木条能否复燃。

[方法技巧]做实验首先确立实验目的，确定装置B、C、D的作用是解答本题的关键。易错点是部分考生考虑二氧化碳中的水必须除去，从而认为装置是干燥装置，D是Na2O2与CO2反应装置而出现错误。

例1（2010安徽卷）将0.01mol下列物质分别加入100mL蒸馏水中，恢复至室温，所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计)

①Na2O1 ②Na2O ③Na2CO3 ④NaCl

A.①>②>③>④B.①>②>④>③

C.①=②>③>④D.①=②>③=④

答案：A

解析：①②溶于水，溶质都是0.02moL,但前者有氧气生成，因此氢氧根浓度大，有①>②;③中碳酸根水解使得阴离子浓度稍大于④。因此有A正确。

例2（2010上海卷）将0.4gNaOH和1.06g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol?L-1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是

答案：C

解析：此题考查了元素化合物、图像数据的处理知识。向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加盐酸时，首先和NaOH反应生成水和氯化钠，当滴入0.1L时，两者恰好反应完全；继续滴加时，盐酸和Na2CO3开始反应，首先发生：HCl+ Na2CO3= NaHCO3+NaCl，不放出气体，当再加入0.1L时，此步反应进行完全；继续滴加时，发生反应：NaHCO3+HCl =NaCl+H2O+CO2↑；此时开始放出气体，分析图像，可知选C。

易错警示：解答此题的易错点是，不能准确理解向碳酸钠溶液中滴加盐酸的反应。是分步进行的，首先发生的是HCl+ Na2CO3= NaHCO3+NaCl；进行完全后，再发生：NaHCO3+HCl =NaCl+H2O+CO2↑

例3(2009全国卷Ⅰ11)为了检验某含有杂质的样品的纯度，现将克样品加热，其质量变为 g,，则该样品的纯度（质量分数）是（）

A. B.

C. D.

答案 A

解析 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2↑ + H2O ? m (减少)

2×84 106 62

x (w1- w2)

解得x= ，将其带入下式可得： w(Na2CO3)= (w1- x )/W1 = ，

A项正确。

例1（2010全国2）下列叙述正确的是

A．Li在氧气中燃烧主要生成

B．将SO2通入溶液可生成沉淀

C．将CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸

D．将NH3通入热的CuSO4溶液中能使Cu2+还原成Cu

解析A错误，因为Li在空气中燃烧只能生成Li2O,直接取材于第一册课本第二章第三节； B错误，酸性：HCl＞H2SO3＞H2CO3所以通入后无BaSO3沉淀，因为BaSO3+2HCl=BaCl2+H2O+SO2↑；D错误，溶液中该反应难以发生，先是：2NH3+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+(NH4)2SO4,接着Cu(OH)2 CuO+H20,溶液中NH3不能还原CuO为Cu,要还原必须是干燥的固态！C正确，强酸制弱酸，酸性：H2CO3＞HClO,反应为：CO2+H20+Ca(ClO)2=CaCO3↓+2HClO，直接取材于课本第一册第四章第一节；

答案C

命题意图考查无机元素及其化合物，如碱金属，氯及其化合物，碳及其化合物，硫及其化合物，氮及其化合物等A、B、C选项直接取材于高一课本，D取材于高二第一章氮族。

点评再次印证了以本为本的复习策略，本题四个选项就直接取材于课本，属于简单题，不重视基础，就有可能出错！

例2（2010重庆卷）下列叙述正确的是

A．铝制容器可盛装热的H2SO4

B．Agl胶体在电场中自由运动

C．K与水反应比Li与水反应剧烈

D．红磷在过量Cl2中燃烧生成PCl3

8. 答案C

解析本题考察物质的性质。A项，铝与热的浓硫酸反应，错误。B项，AgL胶体吸附电荷而带电，故在电场作用下做定向移动，错误。C项，K比Li活泼，故与水反应剧烈，正确。D项，P与过量的反应，应生成 ,错误。

误区警示铝在冷、热中发生钝化，但是加热则可以发生反应，胶体自身不带电，但是它可以吸附电荷而带电。由此警示我们，化学学习的平时学生一定要严谨，对细小知识点要经常记忆，并且要找出关键字、词。

例3（2010安徽卷）（14分）锂离子电池的广泛应用使回收利用锂货源成为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：

（1）第②步反应得到的沉淀X的化学式为。

（2）第③步反应的离子方程式是。

（3）第④步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有。

若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：

、。

（4）若废旧锂离子电池正极材料含LiNB2O4的质量为18.1 g第③步反应中加入20.0mL3.0mol?L-1的H2SO4溶液。定正极材料中的锂经反应③和④完全为Li2CO3,剩至少有 Na2CO3参加了反应。

答案：（1）Al(OH)3

(2)4 LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O

(3) 漏斗玻璃棒烧杯；滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等

（4）5.3

解析：第一步就是铝溶解在氢氧化钠溶液中第二步就是偏铝酸钠与二氧化碳生成氢氧化铝，第三步是氧化还原反应，注意根据第一步反应LiMn2O4不溶于水。

第（4）小题计算时要通过计算判断出硫酸过量。

例4（2010重庆卷，26）（15分）金属钙线是炼制优质钢材的脱氧脱磷剂，某钙线的主要成分为金属M和，并含有3.5%（质量分数）．

（1）元素在周期表中位置是，其原子结构示意图．

（2）与最活跃的非金属元素A形成化合物D，D的电子式为，D的沸点比A与形成的化合物E的沸点．

（3）配平用钙线氧脱鳞的化学方程式：

P+ FeO+ CaO + Fe

（4）将钙线试样溶于稀盐酸后，加入过量溶液，生成白色絮状沉淀并迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 .则金属M为______；检测的方法是_____（用离子方程式表达）．

（5）取1.6g钙线试样，与水充分反映，生成224ml. （标准状况），在想溶液中通入适量的，最多能得到 g．

答案（5分）

（1）第四周期第ⅡA族，

（2），高

（3）2P+5FeO+3CaO Ca3（PO4）2+5Fe

（4）Fe;Fe+3SCN-=Fe(SCN)3

（5）1.1

解析本题考查钙、铁的知识。（1）Ca为20号，位于第四周期，第IIA族。（2）最活泼的金属为：F, 为离子化合物，为分子晶体，故的沸点高。（3）P从0价升至+5价，从+2价降至0价，根据得失电子守恒有，P前配2，前配5.（4）有颜色变化可知，红褐色为 , 与KSCN变血红色。（5）与中只有与水能反应生成，由 ~ 得，n( )=0.224/22.4=0.01mol。n( )=1.6×3.5%/56=0.01MOL。由钙守恒得，m( )=(0.01+0.001)×100=1.1g。

例5（2010江苏卷）（12分）正极材料为的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。

（1）橄榄石型是一种潜在的锂离子电池正极材料，它可以通过、与溶液发生共沉淀反应，所得沉淀经80℃真空干燥、高温成型而制得。

①共沉淀反应投料时，不将和溶液直接混合的原因是。

②共沉淀反应的化学方程式为。

③高温成型前，常向中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后的的导电性能外，还能。

（2）废旧锂离子电池的正极材料试样（主要含有及少量AI、Fe等）可通过下列实验方法回收钴、锂。

① 在上述溶解过程中，被氧化成，在溶解过程中反应的化学方程式为。

② 在空气中加热时，固体残留率随温度的变化

如右图所示。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全

脱水，则1000℃时，剩余固体的成分为。（填化学式）；

在350~400℃范围内，剩余固体的成分为。（填化学式）。

答案

(1)

①Fe2+在碱性条件下更易被氧化（凡合理答案均可）

②（NH4）2Fe（SO4）2+LiOH+H3PO4=LiFePO4+2NH4HSO4+H2O

③与空气中O2反应，防止LiFePO4中的Fe2+被氧化

（2）

①

② 、

解析本题考察的知识比较散，涉及到能源利用，物质性质、化工流程分析，图表分析，覆盖面比较广。（1）①不能直接混合的原因是Fe2+在碱性条件下更容易被氧化；②根据题给的信息，发生的反应为（NH4）2Fe（SO4）2+LiOH+H3PO4=LiFePO4+2NH4HSO4+H2O③消耗空气中的O2,保护Fe2+,防止Fe2+被氧化；（2）①通过题给信息可知LiCoO2与Na2S2O3发生了氧化还原反应，反应为8 LiCoO2+ Na2S2O3+11H2SO4=4Li SO4+8CoSO4+ Na2SO4+11 H2O②根据质量的变化，在变化过程中，Co的质量没有变，通过题给数据看，在10000C是Co(OH)2完全分解，则产物CoO，在350-4000C时，固体的质量在89.25%-86.38%之间，可以通过极点进行分析，在2920C,n(Cr)n(O)=100/93：（89.25-100*59/93)/16=2:3,其化学式为Co2O3在5000C n(Cr)n(O)= 100/93：（86.38-100*59/93)/16=3:4其化学式为Co3O4 ，所以可以确定在350-4000C时的化学式为Co2O3和Co3O4

例6（2009浙江卷，12）市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li 的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为：

Li+2Li

下列说法不a正确的是（）

A．放电时，负极的电极反应式：Li-e =Li

B．充电时，Li 既发生氧化反应又发生还原反应

C．该电池不能用水溶液作为电解质

D．放电过程中Li 向负极移动

答案 D

解析 A项，Li从零价升至正价，失去电子，作为负极，正确；

B项，反应逆向进行时，反应物只有一种，故化合价既有升，又有降，所以既发生氧化反应又发生还原反应，正确；

C项，由于Li可以与水反应，故应为非水材料，正确；

D项，原电池中阳离子应迁移至正极失电子，故错。

例1（2010全国卷1）能正确表示下列反应的离子方程式是

A．将铜屑加入溶液中：

B．将磁性氧化铁溶于盐酸：

C．将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合：

D．将铁粉加入稀硫酸中：

解析A正确，符合3个守恒；B错误，电荷不守恒，Fe3O4中Fe有两种价态，正确应该为：Fe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O；C错误，得失电子不守恒，电荷不守恒；正确的应为：3Fe2＋＋NO3－＋4H＋=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O；D错误，不符合客观实际，反应后铁只能产生Fe2＋和H2；

答案A

命题意图考查离子方程式的正误判断方法！

点评离子方程式正误判断是个老生常谈的问题了，本题出得太没有创意了，如D这是个重现率很高的的经典错误，考生绝对做过原题！B项也见得多，一般考查不是用盐酸而是用氢碘酸，有些专家多次指出，磁性氧化铁不溶于任何酸，这样的典型错误在高考题中再次出现，这道题就没什么意思了！A直接取材于课本第二册，C选项，考生也绝对做过，都是太常见不过了！

例2（2010上海卷）由5mol Fe2O3、4mol Fe3O4和3mol FeO组成的混合物，加入纯铁1mol并在高温下和Fe2O3反应。若纯铁完全反应，则反应后混合物中FeO与Fe2O3的物质的量之比可能是

A．4:3 B．3:2 C．3:1 D．2:l

答案：BC

解析：此题考查了化学计算知识。分析题给混合物和高温下发生的反应，可知当Fe2O3+Fe=3FeO时，反应后混合物中含有6molFeO、4molFe2O3，则FeO与Fe2O3的物质的量之比为：3:2；当发生反应：Fe2O3+Fe+FeO=Fe3O4时，反应后混合物中含有2molFeO、4molFe2O3，则FeO与Fe2O3的物质的量之比为：1:2；当两反应均存在时，FeO与Fe2O3的物质的量之比处于两着之间，故BC可能。

知识归纳：极端假设法是指根据已知的条件，把复杂问题假设为处于理想的极端状态，站在极端的角度去分析、考虑问题，使其因果关系显得十分明显、简单，从而迅速地作出正确判断的方法。比如此题中我们就假设了两个极端，首先确定两个极端，然后确定范围，最后选择。

例3（2010福建卷）工业上常用铁质容器盛装冷浓酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：

[探究一]

（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移人硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是。

（2）另称取铁钉6．0g放入15．0ml．浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液X并收集到气体Y。

①甲同学认为X中除外还可能含有。若要确认其中的，应先用选填序号）。

a．KSCN溶液和氯水 b．铁粉和KSCN溶液 c．浓氨水 d．酸性溶液

②乙同学取336ml（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应：

然后加入足量溶液，经适当操作后得干燥固体2．33g。由于此推知气体Y中的体积分数为。

[探究二]

分析上述实验中体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含量有和Q气体。为此设计了下列探究实验状置（图中夹持仪器省略）。

（3）装置B中试剂的作用是。

（4）认为气体Y中还含有Q的理由是（用化学方程式表示）。

（5）为确认Q的存在，需在装置中添加M于（选填序号）。

a． A之前 b．A-B间 c．B-C间 d．C-D间

（6）如果气体Y中含有，预计实验现象应是。

（7）若要测定限定体积气体Y中的含量（标准状况下约有28ml ），除可用测量体积的方法外，可否选用质量称量的方法？做出判断并说明理由。

解析: （1）铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，浓硫酸有较强的氧化性能使铁钉钝化阻止反应进一步进行

（2）+2价亚铁离子能使算话的高锰酸钾褪色，溶液中已经有+3价铁离子，选择a会造成干扰，选c会造成两种沉淀，受氢氧化铁颜色的影响无法辨别

（3）A除去，B可以检验A中是否完全除去

（4）

（5）Q为，他与二氧化硫一样都能使澄清石灰水便浑浊，选择a或b受二氧化硫的影响无法判断Q的存在；选择d，Q被碱石灰吸收

（6）氢气还原氧化铜会生成水蒸气能使白色的硫酸铜粉末变蓝

（7）中学阶段的质量称量选择托盘天平，分度值0.1g，无法精确称量出差量。

答案：

（1）铁钉表面被钝化（或其他合理答案）

（2）①d ②66.7%（或其他合理答案）

（3）检验是否除尽

（4）

（5）c

（6）D中固体由黑变红和E中固体由白变蓝

（7）否，用托盘天平无法称量D或E的差量

可，用分析天平称量D或E的差量

例4（2010四川理综卷）（16分）四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源。用钛铁矿渣（主要成分为TiO2、FeO、Fe2O3,Ti的最高化合价为+4）作原料，生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如下：

请回答下列问题：硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是____________________________________。

（1）向滤液I中加入铁粉，发生反应的离子方程式为：_________________________、____________________。

（2）在实际生产过程中，向沸水中加入滤液Ⅲ，使混合液pH达0.5，钛盐开始水解。水解过程中不断通入高温水蒸气，维持溶液沸腾一段时间，钛盐充分水解析出水合二氧化钛沉淀。请用所学化学平衡原理分析通入高温水蒸气的作用：_______________________________________________。

过滤分离出水合二氧化钛沉淀后，将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐、___________、______________、_______________________（填化学式），减少废物排放。

（4）A可用于生产红色颜料（Fe2O3）,其方法是：将556a kgA（摩尔质量为278 g/mol）溶于水中，加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应，鼓入足量空气搅拌，产生红褐色胶体；再向红褐色胶体中加入3336b kg A和112c kg铁粉，鼓入足量空气搅拌，反应完成后，有大量Fe2O3附着在胶体粒子上以沉淀形式析出；过滤后，沉淀经高温灼烧得红色颜料。若所得滤液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁，则理论上可生产红色颜料_______________________kg。

答案：(1) 或

(2)

(3) 加水促进钛盐水解，加热促进钛盐水解，降低浓度促进钛盐水解

(4)

解析：本题属于化工生产流程题。（1）考查酸的通性，可以与金属氧化物反应，又知道TI的化合价，可以写出化学方程式。（2）加入浓硫酸后，浓硫酸可以氧化亚铁离子，再加入铁粉，铁粉可以还原铁离子。除此外，铁粉还可以与溶液中的H+反应、（3）考查了影响盐类水解的因素。（4）考虑最后溶质是只有硫酸钠和硫酸铁，根据开始加入A为2a×103mol加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应.,说明加入氢氧化钠的物质的量为4a×103mol，后来又加入12b×103mol的A，和2c×103mol的铁。根据电荷守恒，溶质中硫酸钠消耗硫酸根离子为2a×103mol，。而溶液中加入的硫酸根离子物质的量共计为（2a+12b）×103mol,这样剩下的硫酸根就与铁离子结合。可知消耗铁离子为8b×103mol,根据铁元素守恒。nFe=(2a+4b+2c) ×103mol,n Fe2O3=(a+2b+c) ×103mol,计算得mFe2O3= kg.

例5（2009广东理科基础，25）钢铁生锈过程发生如下反应：

①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2；

②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；

③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。

下列说法正确的是（）

A．反应①、②中电子转移数目相等

B．反应①中氧化剂是氧气和水

C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀

D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀

答案 A

解析 ①②反应中消耗O2的量相等，两个反应也仅有O2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A项正确。①中H2O的H、O两元素的化合价没有变，故不作氧化剂，B项错；铜和钢构成原电池，腐蚀速度加快，C项错；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气的中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D项错。

例1（2010全国卷1）下列叙述正确的是

A．Li在氧气中燃烧主要生成

B．将SO2通入溶液可生成沉淀

C．将CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸

D．将NH3通入热的CuSO4溶液中能使Cu2+还原成Cu

答案C

点评再次印证了以本为本的复习策略，本题四个选项就直接取材于课本，属于简单题，不重视基础，就有可能出错！

例2（2009广东化学10）出土的锡青铜（铜锡合金）文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是（）

A. 锡青铜的熔点比纯铜高

B．在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用

C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快

D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程

答案 BC

解析锡青铜属于合金，根据合金的特性，熔点比任何一种纯金属的低判断A错；由于锡比铜活泼，故在发生电化学腐蚀时，锡失电子保护铜，B正确；潮湿的环境将会加快金属的腐蚀速率，C正确；电化学腐蚀过程实质是有电子的转移，属于化学反应过程，D错。

例3（2010浙江卷，27）（15分）一水硫酸四氨合铜（Ⅱ）的化学式为[Cu(NH3)4]SO4?H2O是一种重要的染料及农药中间体。某学习小组在实验室以氧化铜为主要原料合成该物质，设计的合成路线为：