2012年高考题汇编（化学） 12-02 金属及其化合物
1. ［2012·江苏化学卷20］(14分)铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。
(1)真空碳热还原-氯化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：
Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)=3AlCl(g)＋3CO(g) △H=a kJ·mol 3AlCl(g)=3Al(l)＋AlCl3(g) △H=b kJ·mol
①反应Al2O3(s)＋3C(s)=2Al(l)＋3CO(g)的△H= kJ·mol(用含a、b的代数式表示)。 ②Al4C3是反应过程的中间产物。Al4C3与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃)的化学方程式 。
(2)镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为
Mg17Al12＋17H2=17MgH2＋12Al。得到的混合物Y(17MgH2＋12Al)在一定条件下释放出氢气。 ①熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是 。
②在6.0mol·LHCl溶液中，混合物Y能完全释放出H2。1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应，释放出H2的物质的量为 。 ③在0.5 mol·L NaOH和1.0 mol·L MgCl2溶液中， 混合物Y均只能部分放出氢气，反应后残留固体物质X-射线右图所示(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同现衍射峰的衍射角不同)。在上述NaOH溶液中，混合物Y中主要物质是
(填化学式)。 (3)铝电池性能优越，Al-AgO电池可用作水下 动力电源，其原理如右下图所示。该电池反应 的化学方程式为：
。
【参考答案】 (1)①a＋b
②Al4C3＋12HCl=4AlCl3＋3CH4↑
－1
－1
－1
－1－1－1
衍射谱图如晶态物质出产生氢气的
(2)①防止Mg Al被空气氧化 ②52 mol ③Al
(3)2Al＋3AgO＋2NaOH=2NaAlO2＋3Ag＋H2O
【解析】本题以新能源、新材料为背景涉及元素化合物性质、热化学方程式和电极反应方程式的书写、读图读表计算与分析的综合题，是以常见物质相关的化学知识在生产、生活中具体运用的典型试题。 【备考提示】高三复习一定要关注社会、关注生活、关注新能源新材料、关注环境保护与社会发展，适度加强综合训练，把学生的能力培养放在高三复习的第一位。 2. ［2012·江苏化学卷7］下列物质转化在给定条件下能实现的是 ①②③④⑤
A.①③⑤ B.②③④ C.②④⑤ D.①④⑤
A 解析：本题属于元素及其化合物知识的考查范畴。三氧化铝的两性、偏铝酸酸性弱于碳酸、候氏制碱原理 、Fe水解FeCl3溶液蒸干得不到无水FeCl3、氢氧化镁不稳定性等内容都来源于必修一、和必修二等课本内容及课本上的基本反应，看来高三复习不能“舍本逐末”。
3. ［2012·江苏化学卷21A物质结构］一项科学研究成果表明，铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。
(1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液，所得沉淀经高温灼烧，可制得CuMn2O4。
①Mn基态的电子排布式可表示为 。 ②NO3的空间构型 (用文字描述)。 (2)在铜锰氧化物的催化下，CO被氧化成CO2，HCHO被氧化成CO2和H2O。 ①根据等电子原理，CO分子的结构式为 。 ②H2O分子中O原子轨道的杂化类型为 。 ③1molCO2中含有的σ键数目为 。
－2＋
3＋
(3)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]。不考虑空间构型，[Cu(OH)4]的结构可用示意图表示为 。 【参考答案】
(1)①1s2s2p3s3p3d(或[Ar]3d) ②平面三角形
(2)①C≡O ②sp ③2×6.02×10个(或2mol)
3
23
2
2
6
2
6
5
5
2－2－
(3)
【解析】本题科学研究铜锰氧化物作背景，考查学生对电子排布、原子轨道杂化类型与空间构型、等电子体原理、[Cu(OH)4]结构等《选修三》基础知识的掌握和应用能力。本题基础性较强，重点特出。 【备考提示】《选修三》的知识点是单一的、基础的，我们一定要确保学生不在这些题目上失分。看来还是得狠抓重要知识点，狠抓基础知识，强化主干知识的巩固和运用，这也许是我们高三复习的灵魂所在。 4. ［2012·海南化学卷14］(9分) 在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液处理和资源回收的过程简述如下： I：向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液： II：向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液pH，同时鼓入足量的空气。
己知：Ksp[Fe(OH)3]= 4.0×10-38 回答下列问题：
(1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为 ：
(2)过程I 加入铁屑的主要作用是 ，分离得到固体的主要成分是 ，从固体中分离出铜需采用的方法是 ；
(3)过程II中发生反应的化学方程式为 ；
(4)过程II中调节溶液的pH为5，金属离子浓度为 。(列式计算) 【答案】(1)2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+；
(2)回收铜 Cu和Fe 加入过量的盐酸后过滤。
(3)FeCl2+Ca(OH)2==CaCl2+Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 (4)4.0×10-11 mol·L-1
【解析】 (1) Fe3+具有强氧化性，能将Cu氧化，其离子方程式为2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+；(2)废液中中含有Fe2+和Cu2+，加入过量的铁屑发生的反应为：Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu，故铁屑的作用是回收铜，分离得到的固体为Cu和Fe的混合物，从中得到铜的方法是先加入过量的盐酸，再过滤。
(3)“向滤液中加入一定量石灰水”发生的反应为：FeCl2+Ca(OH)2==CaCl2+Fe(OH)2↓；“鼓入足量的空气”发生的反应为：4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。
(4)据KSP[Fe(OH)3]= c(Fe3+）·[c(OH-)]3 = 4.0×10-38 ，pH=5则c(OH-)＝10-9mol·L-1，可知c(Fe3+）=4.0×10-11 mol·L-1。 5. ［2012·海南化学卷19-I］[选修3——物质结构与性质] （6分）下列有关元素锗及其化合物的叙述中正确的是
2－
A．锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳 B．四氯化锗与四氯化碳分子都是四面体构型 C．二氧化锗与二氧化碳都是非极性的气体化合物 D．锗和碳都存在具有原子晶体结构的单质 【答案】BD
【解析】锗是金属而碳是非金属元素，第一电离能要低于碳，故A错；C和Ge都是第ⅣA族元素，四氯化锗与四氯化碳都是分子晶体，其分子构型相同，故B正确；锗是金属，金属的氧化物不可能为气体化合物，故C错；锗和碳是同主族元素，晶体结构具有一定的相似性，故D正确。
6. ［2012·海南化学卷19-II］ (14分)铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝，广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。回答下列问题：
(1)铜原子基态电子排布式为 ；
(2)用晶体的x射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果：晶胞为面心立方最密堆积，边长为361pm。又知铜的密度为9.00g·cm-3，则镉晶胞的体积是
cm3、晶胞的质量是 g，阿伏加德罗常数为 (列式计算，己知Ar(Cu)=63.6)；
(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，这两种化合物都可用于催化乙炔聚合，其阴离子均为无限长链结构(如下图)，a位置上Cl原子的杂化轨道类型为 。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3，另一种的化学式为 ；
(4)金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，其原因是 ，反应的化学方应程式为 。 【答案】
(1)1s22s22p63s23p63d104s1 (2)4.7×10cm
-23
3
4.23×10-22g 23-1
4.23×10g Ar(Cu)=63.6g/mol=×NA，得NA=6.01×10mol。 4
-22
(3)sp3 K2CuCl3
(4)过氧化氢为氧化剂，氨与Cu形成配离子，两者相互促进使反应进行； Cu+H2O2+4NH3=Cu(NH3)42++2OH
—
【解析】 (1)铜是29号元素，其基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1。
(2)铜的晶胞为面心立方最密堆积，一个晶胞能分摊到4个Cu原子；1pm=10-10cm，故一个晶胞的体积为(361×10-10cm)3=4.7×10-23cm3；一个晶胞的质量为4.23×10-22g
Ar(Cu)=63.6g/mol=×NA，得NA=6.01×1023mol-1。 4
4.7×10-23cm3×9.00g·cm-3=4.23×10-22g；由
(3) KCuCl3中Cu元素的化合价为+2，则另一种无限长链结构中的Cu元素的化合价为+1，CuCl3原子团的化合价为-2，故其化学式为K2CuCl3。
(4)“金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应”，这是两种物质共同作用的结果：过氧化氢具有强氧化性，而氨水能与Cu2+形成配合物。
7. ［2012·安徽理综化学卷13］已知室 温下，AL(OH)3的K，或溶解度远大于Fe(OH)3。向浓度均为
L的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中，0.1mol·逐滴加入NaOH 溶液。下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系 。合理的是
?1
B 【解析】本题主要考查化学反应的顺序问题，旨在考查考生运用基础知识解决实际问题的能力。因Ksp[Al(OH)3]＞＞ Ksp[Fe(OH)3]，因此向混合溶液中滴加NaOH溶液时，首先应生成Fe(OH)3沉淀，当Fe3＋ 沉淀完全后，再生成Al(OH)3沉淀，继续滴加NaOH溶液，则Al(OH)3＋OH===AlO－2＋2H2O，故B项图像符合实际情况。
8. ［2012·安徽理综化学卷28］
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