2019年高考化学一轮复习单元质检卷3《金属及其化合物》(含解析)

单元质检卷(三)　金属及其化合物

(时间:45分钟　满分:100分)

可能用到的相对原子质量:H1　O16　Na23　Mg24　Fe56

一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。每小题只有一个选项符合题目要求)

1.(2018江苏化学)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是(　　)

A.NaHCO3受热易分解,可用于制胃酸中和剂

B.SiO2熔点高、硬度大,可用于制光导纤维

C.Al2O3是两性氧化物,可用作耐高温材料

D.CaO能与水反应,可用作食品干燥剂

2.下列实验操作、现象和结论均正确的是(　　)

3.将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中,生成沉淀与通入CO2的量的关系可表示为(　　)

4.某同学利用下列实验探究金属铝与铜盐溶液的反应:

下列说法正确的是(　　)

A.由实验1可以得出结论:金属铝的活泼性弱于金属铜

B.实验2中生成红色物质的离子方程式为Al+Cu2+Al3++Cu

C.溶液中阴离子种类不同是导致实验1、2出现不同现象的原因

D.由上述实验可推知:用砂纸打磨后的铝片分别与H+浓度均为0.2 mol·L-1的盐酸和硫酸溶液反应,后者更剧烈

5.(2018河南洛阳第一次统考)下列实验中,所加固体可以完全溶解的是(　　)

A.在H2O2溶液中加入少量MnO2粉末

B.将一小块铝片投入足量NaOH溶液中

C.将少量氢氧化铝加入足量的浓氨水中

D.常温下将一小块铁片投入足量浓硝酸中

6.下列类比关系正确的是(　　)

A.AlCl3溶液与过量NaOH溶液反应生成Al,与过量氨水反应也生成Al

B.Al与Fe2O3能发生铝热反应,则与MnO2也能发生铝热反应

C.Fe与Cl2反应生成FeCl3,Fe与I2反应可生成FeI3

D.Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2,则与SO2反应可生成Na2SO3和O2

7.下列各组物质中,满足表中图示物质在一定条件下能一步转化的组合有(　　)

A.②③ B.①③④ C.①④ D.①②③

8.铜是一种紫红色金属,被称作“电器工业的主角”。铜主要是用黄铜矿炼制,焙烧时发生反应2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2,其简单流程如图所示,下列说法正确的是(　　)

A.焙烧时硫元素全部转化为二氧化硫

B.在焙烧时氧化剂只有氧气

C.粗铜精炼时用粗铜做阴极

D.Cu2S可用于火法炼制铜

9.A、B、C三种物质中均含有同一种元素M,它们之间有如图所示的转化关系(部分反应物已略去)。A为一种金属单质,反应①②③均为化合反应,反应④为置换反应。下列有关说法不正确的是(　　)

A.①中所加试剂可能是氯气

B.③中需要加具有氧化性的试剂

C.A与稀硝酸反应一定能实现元素M在①中发生的价态变化

D.元素M在②中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现

10.(2018全国Ⅰ)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下:

下列叙述错误的是(　　)

A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用

B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li

C.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+

D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠

二、非选择题(本题共4个小题,共50分)

11.(11分)钠的化合物在自然界广泛存在,并有重要用途。

(1)过氧化钠是钠的氧化物,写出过氧化钠中阴离子的电子式:　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)把一定量过氧化钠和未知量碳酸氢钠混合物放置在密闭体系中,充分加热后,排出气体,固体残留物中一定含有的物质是　　　　(写化学式)。 

(3)工业上可采取金属钠氧化法制取过氧化钠,其流程如下:

NaNa2ONa2O2

如果把一定质量的过氧化钠按下列流程处理:

78 g Na2O2222 g A(固体)

写出A物质的化学式:　　　　　　　　　。 

(4)熔融态的过氧化钠是非常好的氧化剂,可用于工业上氧化FeSO4制高铁酸钠(Na2FeO4)(称为干法制备),干法制备中每1 mol FeSO4参加反应转移4 mol电子,产物中还有氧气生成。写出干法制取高铁酸钠的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

12.(2018北京理综,改编)(15分)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。

资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。

(1)制备K2FeO4(夹持装置略)

①A为氯气发生装置。A中反应方程式是 　(锰被还原为Mn2+)。 

②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。

③C中得到紫色固体和溶液,C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有　。 

(2)探究K2FeO4的性质

①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:

ⅰ.由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有　　　　　离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,还可能由　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)产生。 

ⅱ.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗涤的目的是 　。 

②根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl2　　　 (填“>”或“<”)Fe,而方案Ⅱ实验表明,Cl2和Fe的氧化性强弱关系相反,原因是　 　。 

③资料表明,酸性溶液中的氧化性Fe>Mn,验证实验如下:将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色。该现象能否证明氧化性Fe>Mn。若能,请说明理由;若不能,进一步设计实验方案。

理由或方案: 　。 

13.(11分)如图是一些常见的单质、化合物之间的转化关系图,有些反应中的部分物质被略去。反应①常被应用于野外焊接钢轨,②是工业上重要的反应之一。

请回答下列问题:

(1)H中含有的化学键类型是　。 

(2)上述框图所示的反应中,既属于化合反应,又属于氧化还原反应的反应共有　　　　个;反应③的离子方程式为　。 

(3)25 ℃时,以Pt为电极电解含有少量酚酞的F的饱和溶液,若在溶液变红的一极收集到0.2 g气体,则此时溶液的pH是　　　　(假设溶液的体积为2 L且不考虑电解后溶液体积的变化)。 

(4)J溶液显　　　(填“酸”“碱”或“中”)性,原因是　 　(用离子方程式表示)。 

14.(2018河南开封一模)(13分)工业上利用氯碱工业中的固体废物盐泥[主要成分为Mg(OH)2、CaCO3、BaSO4,除此之外还有NaCl、Al(OH)3、Fe(OH)3、Mn(OH)2等]与废稀硫酸反应制备七水硫酸镁,产率高,既处理了三废,又有经济效益。其工艺流程如下:

已知:ⅰ.部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH

ⅱ.两种盐的溶解度曲线

根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度曲线,请回答下列问题。

(1)酸解时,加入的酸为　　　　,在酸解过程中,想增大酸解速率,请提出两种可行的措施:　　　　、　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)加入的NaClO可与Mn2+反应产生MnO2沉淀,该反应的离子方程式是　。 

(3)本工艺流程多次用到抽滤操作,其优点在于　　　　,四次抽滤时:抽滤①所得滤渣 A的成分为　　　　、CaSO4;抽滤②所得滤渣B的成分为MnO2、　　　　、　　　　;抽滤③前滤液C中主要杂质阳离子的检验方法是　　　　;抽滤④将产品抽干。 

(4)依据溶解度曲线,操作M应采取的方法是适当浓缩,　　　　　　　　。 

(5)每制备1 t MgSO4·7H2O,需要消耗盐泥2 t。若生产过程中的转化率为70%,则盐泥中镁(以氢氧化镁计)的质量分数约为　　　　　　。 

单元质检卷(三)　金属及其化合物

1.D　A项,NaHCO3用于制胃酸中和剂应用的是NaHCO3能与胃酸反应生成NaCl、CO2和H2O这一性质,与NaHCO3受热易分解无关;B项,SiO2用于制光导纤维与其熔点、硬度等性质无关;C项,Al2O3用作耐高温材料是因为其熔点高,与其是两性氧化物无关。

2.C　溶液变红,原溶液中可能有Fe3+,不一定有Fe2+,A项错误;2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,溶液先变红说明过氧化钠与水反应生成了碱,后褪色说明生成了H2O2,H2O2具有强氧化性,能把有色物质氧化漂白,结论错误,B项错误;酒精灯内焰温度低,有挥发出的乙醇,氧化铜与乙醇发生反应:CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O,黑色铜丝变成红色,CuO被乙醇蒸气还原,C项正确;向饱和Na2CO3溶液中通入CO2发生反应:Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3↓,NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,D项错误。

3.D　将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中,发生反应的先后顺序为Ba(OH)2+CO2BaCO3↓+H2O、2KOH+CO2K2CO3+H2O、2KAlO2+CO2+3H2O2Al(OH)3↓+K2CO3、K2CO3+CO2+H2O2KHCO3、BaCO3+CO2+H2OBa(HCO3)2,根据物质的溶解性可知,只有D项符合题意。

4.C　A项,金属铝的活泼性强于铜;B项,电荷不守恒,正确的离子方程式为3Cu2++2Al3Cu+2Al3+;C项,对比实验1、2可知,产生不同现象的原因是溶液中的阴离子不同;D项,由实验可知,Cl-可以加快Al的反应,所以用砂纸打磨后的铝片与盐酸反应更剧烈。

5.B　二氧化锰作催化剂,固体不会溶解,A项不符合题意;Al与足量NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,固体Al可完全溶解,B项符合题意;氨水不能溶解氢氧化铝,固体不会溶解,C项不符合题意;常温下,铁遇浓硝酸发生钝化,生成致密的氧化膜阻止反应的进一步发生,则固体不能完全溶解,D项不符合题意。

6.B　氯化铝溶液与过量氨水反应生成氢氧化铝沉淀,Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N,A项错误;铝热反应是利用铝的还原性获得某些高熔点的金属单质,并且放出大量的热,Al与Fe2O3能发生铝热反应,与MnO2也能发生铝热反应,B项正确;碘单质氧化性弱,Fe与I2反应只能生成FeI2,C项错误;过氧化钠具有强氧化性,与二氧化硫反应生成硫酸钠,D项错误。本题易错选D。错因:只认为CO2与SO2都是酸性氧化物,而忽略了SO2具有较强还原性,能被Na2O2氧化。根据此题可将相关知识作一总结:如二氧化碳与NaOH溶液反应,当二氧化碳少量时,生成了Na2CO3和H2O,当CO2过量时,则生成了NaHCO3,SO2与NaOH溶液的反应类似;将二氧化碳通入NaClO溶液中时,无论二氧化碳少量还是过量,都生成了HClO和NaHCO3,原因是酸性:H2CO3>HClO>HC,但将SO2通入NaClO溶液时,发生的是较复杂的氧化还原反应。在复习时,既要掌握反应的一般规律,又要关注反应的特殊性。

7.D　①CuCuSO4Cu(OH)2CuOCu,符合转化,①正确;②NaNaOHNa2CO3NaClNa,符合转化,②正确;③AlAlCl3Al(OH)3Al2O3Al,③正确;④Fe(OH)2不能一步转化为Fe,④错误;故选D。

8.D　焙烧时还生成金属硫化物,部分硫元素转化为二氧化硫,A项错误;焙烧时Cu元素由+2价降低为+1价,部分S元素由-2价升高到+4价,氧气中O元素由0价降低为-2价,则氧化剂为氧气和CuFeS2,B项错误;粗铜精炼时粗铜与电源正极相连,则粗铜为阳极,C项错误;火法炼铜的原理为Cu2S+O22Cu+SO2,则Cu2S可用于火法炼制铜,D项正确。

9.C　若①中所加试剂是氯气,A可能为Fe,Fe与Cl2反应生成的B为FeCl3,反应②为FeCl3与Fe反应,生成的C为FeCl2,反应③为FeCl2与Cl2反应生成FeCl3,反应④为Fe与盐酸反应生成FeCl2,A项正确;反应③为Fe2+转化为Fe3+,需要加入具有氧化性的试剂,B项正确;如Fe过量,Fe与稀硝酸反应生成Fe(NO3)2,不能转化为Fe3+,C项错误;反应②为Fe3+转化为Fe2+,Fe3+能氧化I-,所以通过加入碘化钾溶液可以实现,D项正确。

10.D　合理处理废旧电池符合绿色化学的要求,也符合可持续发展的理念,A项正确;从流程图中可以看出,金属元素Li、Al、Fe都得到了回收,B项正确;含Li、P、Fe等的滤液中含有Fe3+,因此向含有Li、P、Fe等的滤液中加碱液,可得到Fe(OH)3沉淀,C项正确;Li2CO3为微溶物,而Li2SO4为可溶物,所以流程中不能用硫酸钠代替碳酸钠,D项错误。

11.答案(1)]2-　(2)Na2CO3　(3)Na2O2·8H2O

(4)FeSO4+4Na2O2Na2FeO4+2Na2O+Na2SO4+O2↑

解析(2)NaHCO3无论量多少,分解生成的CO2优先与Na2O2反应,肯定有Na2CO3生成。(3)Na2O2与水蒸气反应只生成A,应为Na2O2的结晶水合物,所以结晶水的物质的量==8mol,所以A的化学式为Na2O2·8H2O。

12.答案(1)①2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O(或2Mn+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O)　②　③Cl2+2KOHKCl+KClO+H2O

(2)①ⅰ.Fe3+　4Fe+20H+4Fe3++3O2↑+10H2O　ⅱ.洗去固体表面附有的次氯酸钾,排除干扰　②>　溶液的酸碱性不同　③能。理由是紫色的Fe在酸性溶液中快速产生O2,不能稳定存在,则溶液呈浅紫色,一定是由生成的Mn导致的

解析(1)①装置A中浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水,反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;②装置B的目的是用饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢气体;③氯气还可能与氢氧化钾溶液反应生成氯化钾、次氯酸钾和水;(2)①ⅰ.方案Ⅰ中滴加KSCN溶液至过量,溶液变红色,说明溶液中有Fe3+存在;Fe3+的生成可能是高铁酸钾氧化溶液中Cl-的缘故,也可能是高铁酸钾在酸性条件下生成Fe3+和O2的原因,反应的离子方程式为4Fe+20H+4Fe3++3O2↑+10H2O;ⅱ.方案Ⅱ用氢氧化钾溶液洗涤高铁酸钾固体,目的是洗去固体表面附有的次氯酸钾,排除氯气的生成是因为次氯酸钾的缘故;②由高铁酸钾的制备方程式可知氯气在碱性条件下的氧化性强于高铁酸根;方案Ⅱ说明在酸性条件下高铁酸根氧化性强于氯气;③紫色的Fe在酸性溶液中快速产生O2,不能稳定存在,则溶液呈浅紫色,一定是由生成的Mn导致的,故题述现象能证明氧化性Fe>Mn。

13.答案(1)共价键、离子键　(2)3　Al2O3+2OH-2Al+H2O　(3)13　(4)酸　Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+

解析铝热反应常被用来焊接钢轨,所以①为铝热反应;②是重要的工业反应之一,由②的条件知其可能为电解饱和食盐水的反应。则A为Al,C为Al2O3,D为Fe,E为NaAlO2,F为NaCl,G为Cl2,H为NaOH,I为H2,J为FeCl3,K为FeCl2,M为Fe(OH)2,N为Fe(OH)3,B为Fe2O3。

(1)H是氢氧化钠,含有离子键和共价键。

(2)在上述反应中,铁与氯气的反应、氯化铁与铁的反应、氢氧化亚铁与氧气和水的反应都是化合反应且是氧化还原反应,共3个;反应③是氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠。

(3)电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,阴极是氢离子放电产生氢气,同时溶液变红色,所以氢气的质量是0.2g,物质的量是0.1mol,则氢氧化钠的物质的量是0.2mol,所以氢氧根离子的浓度是0.1mol·L-1,则溶液的pH=13。

(4)J为氯化铁,氯化铁溶液中铁离子的水解使溶液呈酸性。

14.答案(1)硫酸　升温　把盐泥粉碎、搅拌等

(2)Mn2++ClO-+H2OMnO2↓+2H++Cl-

(3)速度快　BaSO4　Fe(OH)3　Al(OH)3　焰色反应

(4)趁热过滤

(5)16.8%(17%也可)

解析(1)因最终产物为MgSO4·7H2O,所以酸解时应加入硫酸,为增大酸解速率,可采用粉碎、搅拌或适当加热等措施。

(2)已知NaClO可与Mn2+反应产生MnO2沉淀,根据化合价变化规律,则ClO-转化为Cl-,所以反应的离子方程式为Mn2++ClO-+H2OMnO2↓+2H++Cl-。

(3)抽滤操作的优点是过滤速度快;在强酸性条件下抽滤得滤渣A,所以其主要成分为BaSO4和CaSO4;在pH=5~6的条件下抽滤得滤渣B,根据氢氧化物沉淀完全的pH可知滤渣B的主要成分为Al(OH)3、Fe(OH)3、MnO2;滤液C中溶质的主要成分为Na2SO4、MgSO4和少量的CaSO4,其中主要杂质阳离子为Na+,可用焰色反应检验。

(4)依据溶解度曲线,CaSO4在40℃左右溶解度最大,在80℃左右溶解度最小,所以操作M应采取的方法是适当浓缩,趁热过滤,尽可能多地除去CaSO4。

(5)根据镁原子守恒可得n(MgSO4·7H2O)=n[Mg(OH)2],所以盐泥中Mg(OH)2的质量分数为×100%≈16.8%。