- 常见金属的活动性顺序及其应用
- 共63题
23.H、C、N、O、Al、S是常见的六种元素。完成下列填空：
（1）碳元素有12C、13C和14C等同位素。在14C原子中，核外存在 对自旋相反的电子。
（2）碳在形成化合物时，其所成化学键以共价键为主，原因是 。
任选上述元素可组成多种四原子的共价化合物，请写出其中含非极性键的一种化合物的电子式
上述元素可组成盐NH4Al(SO4)2。向10 mL 1mol/L NH4Al(SO4)2溶液中滴加1mol/L的NaOH溶液，沉淀物质的量随NaOH溶液体积的变化示意图如下。
①NH4Al(SO4)2溶液中所有离子的浓度由大到
小的顺序是（ ） ，请解释阳
离子浓度差异的原因 （ ）
②写出N点反应的离子方程式 （ ）
③若向10 mL1mol/L NH4Al(SO4)2溶液中加入20 mL
1.2 mol/LBa(OH)2溶液，充分反应后，产生沉淀 （ ）mol。
正确答案
2
解析
碳原子的基态原子电子排布式
考查方向
原子结构、分子结构、盐的性质（水解等）及计算。
解题思路
从反应Al3++3NH3·H2O→Al(OH)3↓+3NH4+，理解NH4+、Al3+的水解能力差异（越弱越水解）、及与OH–反应的先后顺序。
易错点
NH4+、Al3+的水解能力差异、及NH4+、Al3+与OH–反应的先后顺序。
正确答案
碳有四个价电子且原子半径较小，难以通过完全得到或失去电子达到稳定结构。
解析
碳有四个价电子且原子半径较小，难以通过完全得到或失去电子达到稳定结构。
考查方向
原子结构、分子结构、盐的性质（水解等）及计算。
解题思路
从反应Al3++3NH3·H2O→Al(OH)3↓+3NH4+，理解NH4+、Al3+的水解能力差异（越弱越水解）、及与OH–反应的先后顺序。
易错点
NH4+ 、Al3+的水解能力差异、及NH4+ 、Al3+与OH–反应的先后顺序。
正确答案
H:O:O:H或H:C︙︙ C:H
解析
四原子的共价化合物且含非极性键：如H2O2、C2H2等。
考查方向
原子结构、分子结构、盐的性质（水解等）及计算。
解题思路
从反应Al3++3NH3·H2O→Al(OH)3↓+3NH4+，理解NH4+ 、Al3+的水解能力差异（越弱越水解）、及与OH–反应的先后顺序。
易错点
NH4+、Al3+的水解能力差异、及NH4+、Al3+与OH–反应的先后顺序。
正确答案
①c(SO42-)> c(NH4+)> c(Al3+)> c(H+)> c(OH–)，由于碱性：氨水>Al(OH)3，故Al3+的水解程度大于NH4+的水解程度，c(NH4+) > c(Al3+) ；溶液显酸性，是由于NH4+和Al3+水解造成的，因水解程度较小，所以c(NH4+) 、c(Al3+)远大于c(H+) 浓度。
②NH4+ +OH–→NH3∙H2O。
③0.022。
解析
①从反应Al3++3NH3·H2O→Al(OH)3↓+3NH4+可知，碱性强弱是：氨水>Al(OH)3，故Al3+的水解程度大于NH4+的水解程度，c(NH4+) > c(Al3+) ；溶液显酸性，是由于NH4+和Al3+水解造成的，因水解程度较小，所以c(NH4+) 、c(Al3+)远大于c(H+)浓度。
②N点时，不论是从图像还是NH4+ 、Al3+与OH–反应的先后顺序得到：NH4+ +OH–→NH3∙H2O。
③依据： NH4Al(SO4)2 + 2Ba(OH)2 → Al(OH)3↓+ NH3∙H2O + 2BaSO4↓
10×10-3L×1mol/L 2×10×10-3L×1mol/L 0.01mol 0.02 mol
又因：Ba(OH)2过量20×10-3×1.2 mol/L-2×10×10-3L×1mol/L=0.004 mol，
即过量n(OH-)=0.008mol.
依据Al(OH)3 + OH- = AlO2-+ 2H2O
0.008 mol 0.008 mol
最终剩余Al(OH)3的物质的量为0.01mol - 0.008 mol = 0.002 mol，
故最后所得沉淀总量是：0.02 mol+0.002 mol= 0.022 mol。
考查方向
原子结构、分子结构、盐的性质（水解等）及计算。
解题思路
从反应Al3++3NH3·H2O→Al(OH)3↓+3NH4+，理解NH4+ 、Al3+的水解能力差异（越弱越水解）、及与OH–反应的先后顺序。
易错点
NH4+、Al3+的水解能力差异、及NH4+、Al3+与OH–反应的先后顺序。
钴（Co）及其化合物在磁性材料、电池材料、超硬材料及催化剂等领域有广泛应用。已知钴属于铁系元素，其单质与化合物的性质与铁相似，其常见化合价有＋2和＋3。请回答下列问题：
31.在空气中加热CoCO3可得到黑色Co3O4，写出该反应的化学方程式_______________
32.Co3O4与浓盐酸反应能生成黄绿色气体，写出该反应的离子方程式______________。
33.常温下，CoCl2溶液在碱性条件下可以得到粉红色Co（OH）2沉淀。已知当溶液中某离子的浓度≤10－5mol·L－1时，就认为该离子不存在，Ksp[Co（OH）2]＝1．0×10－15mol3·L－3。若要使0．1 mol·L－1CoCl2溶液中的Co2＋完全沉淀，则溶液pH的控制范围为____________。
34.Co（OH）2具有较显著的两性，在浓的强碱溶液中可以形成[Co（OH）4]2－，写出Co（OH）2酸式电离的电离方程式_________
35.Co（OH）2在空气中加热时，样品质量随温度变化的曲线如下图所示，通过分析计算确定： ①1000℃时，固体的成分为_____________。②取800℃时的产物（其中Co的化合价为＋2、＋3），用480 mL5 mol·L－1盐酸恰好完全溶解固体，得到CoCl2溶液和4．48 L（标准状况）黄绿色气体。则该钴氧化物中n（Co2＋） ：n（Co3＋）＝__________。
正确答案
6CoCO3+O2 
解析
空气中加热CoCO3可得到黑色Co3O4，可见Co的化合价升高，必有元素化合价的降低做氧化剂，因此能得出该反应物为空气中的氧气，谈的元素化合价不变，因此，方程式的书写配平需考虑得失电子守恒：6CoCO3+O2 
考查方向
解题思路
准确把握住氧化还原反应的得失电子守恒、化合价升降特点。
易错点
氧化还原反应的配平、得失电子守恒原则、PH调节的KSP的计算
正确答案
Co3O4 + 8H+ + 2Cl- ==3Co2+ + Cl2↑ + 4H2O
解析
Co3O4与浓盐酸反应能生成黄绿色气体，则盐酸的Cl- =化合价升高，Co3O4的化合价必须降低：Co3O4 + 8H+ + 2Cl- ==3Co2+ + Cl2↑ + 4H2O
考查方向
解题思路
准确把握住氧化还原反应的得失电子守恒、化合价升降特点。
易错点
氧化还原反应的配平、得失电子守恒原则、PH调节的KSP的计算
正确答案
≥9
解析
根据沉淀完全时离子浓度应该低于1．0×10－5，代入Ksp[Co（OH）2]＝1．0×10－15mol3·L－3进行计算可知pH≥9的控制范围为。
考查方向
解题思路
准确把握住氧化还原反应的得失电子守恒、化合价升降特点。
易错点
氧化还原反应的配平、得失电子守恒原则、PH调节的KSP的计算
正确答案
Co(OH)2+2H2O
解析
本题可以类比铝元素的氢氧化铝的电离，Co(OH)2+2H2O
考查方向
解题思路
准确把握住氧化还原反应的得失电子守恒、化合价升降特点。
易错点
氧化还原反应的配平、得失电子守恒原则、PH调节的KSP的计算
正确答案
①CoO ②3∶2
解析
从图像上得知在1000℃时，固体质量不再发生变化，此时样品已经形成为稳定的氧化物CoO，根据产生的氯气所失去的电子数，综合计算是得电子守恒可知n（Co2＋） ：n（Co3＋）＝3∶2
考查方向
解题思路
准确把握住氧化还原反应的得失电子守恒、化合价升降特点。
易错点
氧化还原反应的配平、得失电子守恒原则、PH调节的KSP的计算
14．利用海水提取溴和镁的过程如下，下列说法不正确的是
A工业溴中含少量
B工业上常利用电解熔融MgCl2冶炼金属镁
C富集溴元素过程中，空气吹出法利用了溴易挥发的性质
D若提取1 mol 
正确答案
解析
A 溴也会被氢氧化钠吸收而损失,所以错误。D提取溴的过程中两次时用到
考查方向
解题思路
逐步分析流程中的各个反应，弄清每一步得到的具体物质
易错点
题目较复杂，不易完全读懂
知识点
富铁铝土矿（主要含有A12O3、Fe2O3、FeO和SiO2）可制备新型净水剂液体聚合硫酸铝铁[AlaFeb(OH)m(SO4)n]。研究发现，当a＝b时净水效果最好。工艺流程如下（部分操作和产物略）：
24.A12O3与H2SO4发生反应的离子方程式是________。
25.测得滤液中
26.将溶液A电解得到液体聚合硫
正确答案
（1）A12O3+6H+=2Al3++3H2O 【考查方向】考查金属元素化合物知识，同时考查读图读表的信息获取能力
解析
（1）A12O3与H2SO4发生反应的离子方程式是A12O3+6H+=2Al3++3H2O
解题思路
分析工业流程中每一步中所发生的反应，进入下一步过程的具体物质，根据题目所给的要求进行电化学放电的分析。，
易错点
题干情景陌生，电极反应物和产物判断错误
正确答案
（2）2Fe2+ + H2O2+2H+ = 2Fe3++2H2O 补充Fe3+
解析
（2）利用这两种物质增大Fe3+浓度，使a=b,2Fe2+ + H2O2+2H+ = 2Fe3++2H2O 补充Fe3+
考查方向
解题思路
分析工业流程中每一步中所发生的反应，进入下一步过程的具体物质，根据题目所给的要求进行电化学放电的分析。，
易错点
题干情景陌生，电极反应物和产物判断错误
正确答案
（3）① 2H++2e-=H2↑ ②减小 ③电解过程中反应室中的SO42-通过阴离子交换膜进入阳极室，阴极室中的OH-通过阴离子交换膜进入反应室，生成聚合硫酸铝铁。【考查方向】考查金属元素化合物知识，同时考查读图读表的信息获取能力
解析
（3）① 阴极清理自放电2H++2e-=H2↑ ②阳极随着氢氧根离子放电 ，pH减小 ③电解过程中反应室中的SO42-通过阴离子交换膜进入阳极室，阴极室中的OH-通过阴离子交换膜进入反应室，生成聚合硫酸铝铁。
解题思路
分析工业流程中每一步中所发生的反应，进入下一步过程的具体物质，根据题目所给的要求进行电化学放电的分析。，
易错点
题干情景陌生，电极反应物和产物判断错误
由软锰矿制备高锰酸钾的主要反应如下：熔融氧化 3MnO2+KClO3+6KOH
37．在实验室进行“熔融氧化”操作时，应选用铁棒、坩埚钳和 。（填序号）a．瓷坩埚 b．蒸发皿 c．铁坩埚 d．泥三角
38．在“加酸岐化”时不宜用硫酸的原因是 ；不宜用盐酸的原因是 。反应之后得到高锰酸钾的步骤是：过滤、蒸发结晶、趁热过滤。 该步骤能够得到高锰酸钾的原理是 。
39．采用电解法也可实现K2MnO4的转化，2K2MnO4+2H2O
40．草酸钠滴定法测定高锰酸钾的质量分数步骤如下：（已知涉及到的反应：Na2C2O4+H2SO4→H2
正确答案
37．c、d
解析
（37）熔融固体物质需要再坩埚内加热，加热熔融物含有碱性KOH应用铁坩埚、铁棒、坩埚钳、泥三角、酒精灯，故答案为：c d；
考查方向
解题思路
制备实验过程需要考虑原理的科学性、操作的严谨、科学、安全，产物的提纯检验。
易错点
方程式书写、实验评价、实验操作、滴定原理的应用、文字表述的严谨性
正确答案
38．会生成硫酸钾，硫酸钾的溶解度小，不易除去； KMnO4能氧化盐酸；KMnO4和K2CO3的溶解度不同
解析
（38）根据表中数据可知，K2SO4溶解度小，加硫酸时会生成K2SO4，会降低产品的纯度；盐酸具有还原性，会被氧化，降低产品的量，
故不宜用盐酸，故答案为：生成K2SO4溶解度小，会降低产品的纯度；盐酸具有还原性，会被氧化，降低产品的量；
考查方向
解题思路
制备实验过程需要考虑原理的科学性、操作的严谨、科学、安全，产物的提纯检验。
易错点
方程式书写、实验评价、实验操作、滴定原理的应用、文字表述的严谨性
正确答案
39．原子利用率高
解析
（39）与原方法相比，电解法的优势为K2MnO4中的锰元素可以完全转化到KMnO4中，提高利用率，故答案为：K2MnO4中的锰元素可以完全转化到KMnO4中，提高利用率
考查方向
解题思路
制备实验过程需要考虑原理的科学性、操作的严谨、科学、安全，产物的提纯检验。
易错点
方程式书写、实验评价、实验操作、滴定原理的应用、文字表述的严谨性
正确答案
40．（1）无色变为紫色且半分钟不褪色；（2）0.700；（3）偏高；（4）Mn2+可能是该反应的催化剂，随着Mn2+的产生，反应速率大大加快
解析
（40）①高锰酸钾与草酸钠发生氧化还原反应，反应的离子方程式为2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，故答案为：2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；②滴定终点，溶液颜色变化，且半分钟内颜色不变，该反应中当最后一滴KMnO4溶液滴入后，溶液由无色变为红色，故答案为：当最后一滴KMnO4溶液滴入后，溶液由无色变为红色，且半分钟不褪色③加热温度大于90℃，部分草酸发生分解，消耗高锰酸钾溶液的体积减少，会导致测得产品纯度偏高，故答案为：偏高；④反应中Mn2+浓度发生显著变化，应是反应生成的Mn2+对反应有催化作用，且c（Mn2+）浓度大催化效果更好，故答案为：生成的Mn2+作催化剂，随着Mn2+浓度增加，反应速率越来越快．
考查方向
解题思路
制备实验过程需要考虑原理的科学性、操作的严谨、科学、安全，产物的提纯检验。
易错点
方程式书写、实验评价、实验操作、滴定原理的应用、文字表述的严谨性
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