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人教版新高考化学一轮复习训练-目标检测卷3 金属及其化合物
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这是一份人教版新高考化学一轮复习训练-目标检测卷3 金属及其化合物，共12页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
章末目标检测卷3 金属及其化合物
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1.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.(2020全国Ⅱ)北宋沈括《梦溪笔谈》中记载:“信州铅山有苦泉,流以为涧。挹其水熬之则成胆矾,烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜,久之亦化为铜。”下列有关叙述错误的是( )。
A.胆矾的化学式为CuSO4
B.胆矾可作为湿法冶铜的原料
C.“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程
D.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”是发生了置换反应
3.下列有关金属的说法中不正确的是( )。
A.在人类对金属材料的使用过程中,性质活泼的金属单质最早被人们冶炼和使用
B.纯铁比生铁抗腐蚀性更强
C.青铜、不锈钢、硬铝都是合金
D.可通过焰色试验区分钾元素和钠元素
4.下列制备金属单质的方法或原理正确的是( )。
A.在高温条件下,用H2还原MgO制备单质Mg
B.在通电条件下,电解熔融Al2O3制备单质Al
C.在通电条件下,电解饱和食盐水制备单质Na
D.加强热,使CuO在高温条件下分解制备单质Cu
5.利用如图装置做铝热反应实验,下列说法不正确的是( )。
A.该反应的化学方程式是2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
B.该反应会产生高温,发出强光
C.根据铝热反应的原理,可以冶炼某些金属
D.若反应中转移3 mol电子,消耗氧化剂的物质的量是1 mol
6.某同学通过系列实验,探究Cu及其化合物的性质,下列操作正确且能达到目的的是( )。
A.将铜粉和硫粉混合均匀并加热制取CuS
B.将Cu片放入过量浓硫酸中,一段时间后加水观察CuSO4溶液的颜色
C.向CuSO4溶液中加入NaOH溶液,过滤洗涤并收集沉淀,加热制取CuO
D.用Cu、Al和浓硝酸设计原电池,证明金属活动性:Cu
A.NaHCO3(s)Na2CO3(s)NaOH(aq)
B.Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)
C.AgNO3(aq)[Ag(NH3)2]+(aq)Ag(s)
D.Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)
8.(2020湖北七校联考)下列关于Fe、Cu、Mg、Al四种金属元素的说法中正确的是( )。
A.四种元素的单质都能与盐酸反应,生成相应的盐和氢气
B.制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
C.将Mg棒和Al棒作为原电池的两个电极插入NaOH溶液中,Mg棒上发生氧化反应
D.铁锈的主要成分是氧化铁,铜锈的主要成分是氧化铜
9.下列各组物质相互混合反应后,最终有白色沉淀生成的是( )。
①过量Na2O2投入FeCl2溶液中 ②过量Ba(OH)2溶液和明矾溶液混合 ③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中 ④Na2SiO3溶液中通入过量CO2 ⑤CaCl2与NaOH的混合溶液中通入过量CO2
A.①②③④⑤ B.①⑤
C.②③④ D.②③④⑤
10.下列实验现象与对应结论均正确的是( )。
选项
操作
现象
结论
A
常温下将铁片放入浓硫酸中
剧烈反应生成刺激性气味气体
常温下铁易与浓硫酸发生反应
B
Al2(SO4)3溶液中滴加过量氨水
先生成白色沉淀,随后又溶解
Al(OH)3能溶于氨水
C
向某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液
析出蓝色沉淀
该溶液中含有Fe2+
D
将表面氧化的铜丝从酒精灯的外焰慢慢移向内焰
黑色的铜丝变红
CuO被内焰中的乙醇蒸气氧化
二、选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得5分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.某化合物由两种单质直接反应生成,将其加入NaHCO3溶液中同时有气体和沉淀产生。下列化合物中符合上述条件的是( )。
A.AlCl3 B.Al2O3
C.Al(OH)3 D.NaAlO2
12.从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下:
则下列说法正确的是( )。
A.试剂a是铁、试剂b是盐酸
B.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同
C.试剂c是氯气,相应的反应为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
D.用酸性高锰酸钾溶液可检验溶液W中是否含有Fe2+
13.下列操作或实验现象的解释(反应方程式)正确的是( )。
A.除去Na2CO3溶液中的Na2SO4,加入适量Ba(OH)2溶液后,过滤:Ba2++SO42-BaSO4↓
B.钠投入盛有FeCl3溶液的烧杯中,产生无色气体与红褐色沉淀:6Na+2Fe3++6H2O2Fe(OH)3↓+6Na++3H2↑
C.Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色:2Na2O22Na2O+O2↑
D.向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水,出现白色沉淀:HCO3-+Ca2++OH-CaCO3↓+H2O
14.(2020山东泰安高三训练)为研究废旧电池的再利用,实验室利用旧电池的金属帽(主要成分为Zn和Cu)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如图所示。下列叙述错误的是( )。
A.“溶解”操作中溶液温度不宜过高
B.金属帽溶解后,将溶液加热至沸腾以除去溶液中过量的氧气或H2O2
C.与锌粉反应的离子可能为Cu2+、H+
D.“过滤”后,将滤液蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥后高温灼烧可得纯净的ZnO
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
15.(12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: 。
16.(12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)。
17.(12分)绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法:
查询资料,得有关物质的数据(25 ℃时)如下表所示。
饱和H2S溶液的pH
SnS沉淀完全时的pH
FeS开始沉淀时的pH
FeS沉淀完全时的pH
3.9
1.6
3.0
5.5
(1)检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3+,最好选用的试剂为 (填字母)。
A.KSCN溶液
B.NaOH溶液
C.KMnO4溶液
(2)操作Ⅱ中,通入硫化氢至饱和的目的是(写两点) , 。
(3)操作Ⅳ的顺序依次为 、冷却结晶、过滤。
(4)测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是:
a.称取3.72 g绿矾产品,溶解,在250 mL容量瓶中定容;
b.量取25.00 mL待测溶液放入锥形瓶中;
c.用硫酸酸化的0.010 00 mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL。
①滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为 (填仪器名称)。
②计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为 。
③上述测定中,若滴定管规格为50 mL,则步骤a中称取样品的质量不能超过 g。(保留4位小数)
18.(12分)四个化学小组的同学测定某Na2CO3固体样品(仅含NaCl杂质)的纯度,他们提出了各自的气体分析法。
(1)第一小组用图1所示装置,仪器A的名称为 ,将x g混合物与足量稀硫酸反应后,测定产生的CO2气体的体积。实验开始时需检查该装置气密性,具体的操作方法是 。
(2)第二小组用图2所示装置测定CO2的质量。该装置存在的明显缺陷是 (填一处)。
(3)第三小组对装置进行改进,解决了第二小组装置的问题。所用到的装置如图3所示,则装置的连接顺序为a→ (填接口字母,图中仪器可重复使用)。实验中取样品x g,称得干燥管的质量为y g,样品与足量稀硫酸反应后称得干燥管的质量为z g,则Na2CO3的纯度表达式为 。
(4)第四小组设计用沉淀法来测定。方法是滴加沉淀剂使碳酸钠转化为沉淀,然后过滤、洗涤、干燥后称量沉淀质量。经讨论认为应用Ba(OH)2溶液代替澄清石灰水作沉淀剂,其原因是 (填字母)。
A.Ba(OH)2比Ca(OH)2便宜
B.Ba(OH)2的溶解度大于Ca(OH)2的溶解度,可以增大Ba(OH)2的浓度,无须加入过大体积的沉淀剂
C.相同条件下,CaCO3的溶解度明显小于BaCO3的溶解度
D.吸收等量的CO2生成BaCO3的质量大于CaCO3的质量,测量误差小
19.(12分)(2020福建永安高三月考)为了保护环境,充分利用资源,可将工业废弃物转变成重要的化工原料。回答下列问题。
(1)可用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3,FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备。
①写出酸性条件下NaClO3氧化FeCl2的离子方程式: 。
②若酸性FeCl2废液中:c(Fe2+)=2.0×10-2 mol·L-1,c(Fe3+)=1.0×10-3 mol·L-1,c(Cl-)=5.3×10-2 mol·L-1,则该溶液的pH约为 。
③FeCl3净水的原理是 (用离子方程式及适当文字回答)。
(2)可用废铁屑为原料,按下图的工艺流程制备聚合硫酸铁(PFS),PFS是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。
①酸浸时最合适的酸是 。
②反应釜中加入的氧化剂,下列试剂中最合适的是 。
A.HNO3 B.KMnO4
C.Cl2 D.H2O2
③检验其中Fe2+是否完全被氧化,应选择 。
A.K3[Fe(CN)6]溶液
B.Na2SO3溶液
C.KSCN溶液
④生成PFS的离子方程式为xFe3++yH2OFex(OH)y(3x-y)++yH+,欲使平衡正向移动可采用的方法是 。
A.加入NaHCO3
B.降温
C.加水稀释
答案：
1.D 解析: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.A 解析:胆矾的化学式为CuSO4·5H2O,A项错误。湿法冶铜是用铁与CuSO4溶液反应置换出铜:Fe+CuSO4Cu+FeSO4,B、D项正确。“熬之则成胆矾”是利用蒸发浓缩、冷却结晶,产生CuSO4·5H2O晶体,C项正确。
3.A 解析:在人类对金属材料的使用过程中,性质活泼的金属单质最晚被人们冶炼和使用,A项错误。
4.B 解析:不能用H2还原MgO制备Mg,而应该用电解熔融MgCl2的方法制备,电解饱和食盐水得到NaOH而不是Na;加强热,CuO分解生成Cu2O而不是Cu。
5.D 解析:消耗1 mol Fe2O3共转移6 mol电子。
6.C 解析:铜粉与硫粉反应生成Cu2S,A项错误。Cu与浓硫酸的反应需要加热,反应后的溶液中有过量的浓硫酸,若向其中加水,容易造成液滴飞溅,B项错误。CuSO4溶液与NaOH反应,过滤洗涤并收集沉淀,加热制取CuO,C项正确。Al在浓硝酸中发生钝化,Cu、Al与浓硝酸组成的原电池中,Cu发生氧化反应,作负极,不能证明金属活动性:Cu
8.B 解析:A项,Cu单质不与盐酸反应。C项,一般情况下,在原电池中,金属性强的作负极,但也要根据电解质溶液的实际情况考虑,Mg的金属性比Al的强,但是电解质溶液为NaOH溶液,而Mg不与NaOH溶液反应,Al与NaOH溶液反应,所以Al棒作负极,发生氧化反应。D项,铁锈的主要成分是氧化铁,铜锈的主要成分是碱式碳酸铜。
9.C 解析:①两者发生氧化还原反应生成Fe(OH)3红褐色沉淀;②过量Ba(OH)2溶液和明矾溶液混合,两者反应生成硫酸钡白色沉淀;③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中,两者反应生成碳酸钙白色沉淀;④向Na2SiO3溶液中通入过量CO2,两者反应生成白色难溶物硅酸;⑤CaCl2与NaOH的混合溶液中通入少量CO2,生成碳酸钙白色沉淀,当二氧化碳过量时碳酸钙转化为可溶性的碳酸氢钙。
10.C 解析:常温下铁在浓硫酸中要发生钝化,看不到剧烈反应的现象,A项错误。Al(OH)3不能溶于氨水,B项错误。Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀,C项正确。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,D项错误。
11.A 解析:AlCl3可由单质Al与Cl2反应制得,AlCl3与NaHCO3反应生成CO2和Al(OH)3沉淀,同时有气体和沉淀产生,A项正确。Al2O3与NaHCO3溶液不反应,B项错误。Al(OH)3、NaAlO2不能由两种单质直接反应生成,C、D项错误。
12.AC 解析:A项,由最终要得到氯化铁晶体及流程图知,b是盐酸,正确。B项,操作Ⅰ和操作Ⅱ是过滤,操作Ⅲ为蒸发结晶,所用仪器不相同,错误。C项,滤液Z和X中均含有氯化亚铁,因此c为氯气,正确。D项,酸性条件下高锰酸钾能与氯离子反应,因此不能用于检验溶液W中是否含有亚铁离子,错误。
13.BD 解析:Na2CO3与Ba(OH)2也反应,且还会引入OH-,A项错误。 钠投入盛有FeCl3溶液的烧杯中,先与H2O反应:①2Na+2H2O2NaOH+H2↑,生成无色气体;NaOH与FeCl3反应:②3NaOH+FeCl3Fe(OH)3↓+3NaCl,生成红褐色沉淀,将①②联立得离子方程式:6Na+2Fe3++6H2O2Fe(OH)3↓+6Na++3H2↑,B项正确。过氧化钠在空气中放置,会与空气中的水蒸气及二氧化碳发生反应,最终生成白色且稳定的碳酸钠,涉及的转化关系有Na2O2NaOHNa2CO3·10H2ONa2CO3,C项错误。澄清石灰水过量,则发生反应:HCO3-+Ca2++OH-CaCO3↓+H2O,D项正确。
14.D 解析:电池的金属帽(主要成分为Zn和Cu)在加入稀硫酸和H2O2溶液或鼓入空气后,Zn和Cu都转化为离子,调pH至2,可将溶液中的H+中和一部分,加入Zn可将溶液中的Cu置换出来,再过滤得到Cu,溶液中的Zn2+经过处理后最终得到ZnO。由流程图可知,溶解时加入了30%H2O2溶液,H2O2受热易分解,故“溶解”操作中溶液温度不宜过高,A项正确;过氧化氢受热易分解,所以可以用加热的方法除去过量的过氧化氢,氧气是气体,在水中的溶解度随温度升高而降低,所以用加热的方法也可以除去氧气,B项正确;调节pH后的溶液中含有的阳离子是Zn2+、Cu2+、H+,Cu2+、H+都能与锌粉反应,C项正确;滤液中含有硫酸锌和硫酸钠,所以将滤液蒸干、高温灼烧得到氧化锌和硫酸钠,不能得到纯净的氧化锌,D项错误。
15.答案:(1)[··O······O······]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=222 g-78 g18 g·mol-1=8 mol,所以A的化学式为Na2O2·8H2O。
16.答案:(1)共价键、离子键
(2)3 Al2O3+2OH-2AlO2-+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0.2 g,物质的量是0.1 mol,则氢氧化钠的物质的量是0.2 mol,所以氢氧根离子的浓度是0.1 mol·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。
17.答案:(1)A
(2)除去溶液中的Sn2+ 将Fe3+还原成Fe2+
(3)蒸发浓缩
(4)①酸式滴定管 ②75% ③9.266 7
解析:(2)通入硫化氢至饱和,可以增大溶液中S2-的浓度,尽量保证将Sn2+转化为SnS沉淀,以便于过滤除去Sn杂质。硫化氢具有强还原性,可以将Fe3+还原为Fe2+。(3)溶液中得到晶体,需要对溶液进行加热蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等,所以操作Ⅳ的顺序依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。(4)②用硫酸酸化的0.010 00 mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL,则根据离子方程式:5Fe2++MnO4-+8H+5Fe3++Mn2++4H2O得到:n(Fe2+)=0.010 00 mol·L-1×0.020 0 L×5=0.001 mol。所以250 mL溶液中有n(Fe2+)=0.01 mol。则FeSO4·7H2O物质的量也是0.01 mol,质量为0.01 mol×278 g·mol-1=2.78 g,质量分数为2.78 g3.72 g×100%≈75%。③若滴定管规格为50 mL,则最多能量出50 mL的高锰酸钾溶液,与50 mL酸性KMnO4溶液反应的n(Fe2+)=0.010 00 mol·L-1×0.050 0 L×5=0.002 5 mol,所以250 mL溶液中有n(Fe2+)=0.025 mol,则FeSO4·7H2O物质的量最多是0.025 mol,质量为0.025 mol×278 g·mol-1=6.95 g,因为样品中FeSO4·7H2O的质量分数为75%,所以样品质量为6.95 g75%≈9.266 7 g。
18.答案:(1)分液漏斗 关闭仪器A的旋塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,若活塞能回到原位,证明该装置的气密性良好
(2)CO2气体中混有水蒸气(或空气中的CO2和水蒸气会进入干燥管中或装置中的CO2没有全部被碱石灰吸收)
(3)fgcbdecb(或fgcbdede) 106(z-y)44x×100%
(4)BD
解析:(3)样品x g,称得干燥管质量为y g,与足量稀硫酸反应后称得干燥管质量为z g,干燥管增加的质量等于生成的CO2的质量=(z-y) g,依据碳元素守恒计算,碳酸钠的纯度为106×(z-y)44x×100%=106(z-y)44x×100%。
(4)Ca(OH)2比Ba(OH)2便宜,A项错误。相同条件下,CaCO3、BaCO3的溶解度相差不大,C项错误。
19.答案:(1)①ClO3-+6Fe2++6H+Cl-+6Fe3++3H2O ②2 ③Fe3++3H2O3H++Fe(OH)3,水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质
(2)①硫酸 ②D ③A ④AC
解析:(1)①酸性条件下,ClO3-将Fe2+氧化为Fe3+,同时氯元素化合价从+5价降低为-1价,反应的离子方程式为ClO3-+6Fe2++6H+Cl-+6Fe3++3H2O。 ②根据溶液电荷守恒可得:2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),代入数据计算得:c(H+)=c(OH-)+1×10-2 mol·L-1,根据KW=c(H+)×c(OH-)=10-14可知c(H+)≈1×10-2 mol·L-1,故该溶液pH约为2。③ Fe3+在溶液中发生部分水解:Fe3++3H2O3H++Fe(OH)3,水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质,故可作净水剂。(2)①使用硫酸,既能保证铁屑被充分溶解,又不引入其他酸根离子。②为了不引入其他杂质离子,反应釜中最合适的氧化剂是H2O2,故选D项。③K3[Fe(CN)6]溶液与Fe2+反应生成蓝色沉淀,因此若溶液中Fe2+未被完全氧化,则产生蓝色沉淀,若Fe2+被完全氧化,则无蓝色沉淀,故选A项。④NaHCO3可以与 H+反应使H+浓度降低,使平衡正向移动,A项正确。水解反应为吸热反应,降低温度使平衡逆向移动,B项错误。加水稀释,促进水解,即平衡正向移动,C项正确。
章末目标检测卷3 金属及其化合物
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1.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.(2020全国Ⅱ)北宋沈括《梦溪笔谈》中记载:“信州铅山有苦泉,流以为涧。挹其水熬之则成胆矾,烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜,久之亦化为铜。”下列有关叙述错误的是( )。
A.胆矾的化学式为CuSO4
B.胆矾可作为湿法冶铜的原料
C.“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程
D.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”是发生了置换反应
3.下列有关金属的说法中不正确的是( )。
A.在人类对金属材料的使用过程中,性质活泼的金属单质最早被人们冶炼和使用
B.纯铁比生铁抗腐蚀性更强
C.青铜、不锈钢、硬铝都是合金
D.可通过焰色试验区分钾元素和钠元素
4.下列制备金属单质的方法或原理正确的是( )。
A.在高温条件下,用H2还原MgO制备单质Mg
B.在通电条件下,电解熔融Al2O3制备单质Al
C.在通电条件下,电解饱和食盐水制备单质Na
D.加强热,使CuO在高温条件下分解制备单质Cu
5.利用如图装置做铝热反应实验,下列说法不正确的是( )。
A.该反应的化学方程式是2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
B.该反应会产生高温,发出强光
C.根据铝热反应的原理,可以冶炼某些金属
D.若反应中转移3 mol电子,消耗氧化剂的物质的量是1 mol
6.某同学通过系列实验,探究Cu及其化合物的性质,下列操作正确且能达到目的的是( )。
A.将铜粉和硫粉混合均匀并加热制取CuS
B.将Cu片放入过量浓硫酸中,一段时间后加水观察CuSO4溶液的颜色
C.向CuSO4溶液中加入NaOH溶液,过滤洗涤并收集沉淀,加热制取CuO
D.用Cu、Al和浓硝酸设计原电池,证明金属活动性:Cu
A.NaHCO3(s)Na2CO3(s)NaOH(aq)
B.Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)
C.AgNO3(aq)[Ag(NH3)2]+(aq)Ag(s)
D.Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)
8.(2020湖北七校联考)下列关于Fe、Cu、Mg、Al四种金属元素的说法中正确的是( )。
A.四种元素的单质都能与盐酸反应,生成相应的盐和氢气
B.制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
C.将Mg棒和Al棒作为原电池的两个电极插入NaOH溶液中,Mg棒上发生氧化反应
D.铁锈的主要成分是氧化铁,铜锈的主要成分是氧化铜
9.下列各组物质相互混合反应后,最终有白色沉淀生成的是( )。
①过量Na2O2投入FeCl2溶液中 ②过量Ba(OH)2溶液和明矾溶液混合 ③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中 ④Na2SiO3溶液中通入过量CO2 ⑤CaCl2与NaOH的混合溶液中通入过量CO2
A.①②③④⑤ B.①⑤
C.②③④ D.②③④⑤
10.下列实验现象与对应结论均正确的是( )。
选项
操作
现象
结论
A
常温下将铁片放入浓硫酸中
剧烈反应生成刺激性气味气体
常温下铁易与浓硫酸发生反应
B
Al2(SO4)3溶液中滴加过量氨水
先生成白色沉淀,随后又溶解
Al(OH)3能溶于氨水
C
向某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液
析出蓝色沉淀
该溶液中含有Fe2+
D
将表面氧化的铜丝从酒精灯的外焰慢慢移向内焰
黑色的铜丝变红
CuO被内焰中的乙醇蒸气氧化
二、选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得5分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.某化合物由两种单质直接反应生成,将其加入NaHCO3溶液中同时有气体和沉淀产生。下列化合物中符合上述条件的是( )。
A.AlCl3 B.Al2O3
C.Al(OH)3 D.NaAlO2
12.从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下:
则下列说法正确的是( )。
A.试剂a是铁、试剂b是盐酸
B.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同
C.试剂c是氯气,相应的反应为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
D.用酸性高锰酸钾溶液可检验溶液W中是否含有Fe2+
13.下列操作或实验现象的解释(反应方程式)正确的是( )。
A.除去Na2CO3溶液中的Na2SO4,加入适量Ba(OH)2溶液后,过滤:Ba2++SO42-BaSO4↓
B.钠投入盛有FeCl3溶液的烧杯中,产生无色气体与红褐色沉淀:6Na+2Fe3++6H2O2Fe(OH)3↓+6Na++3H2↑
C.Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色:2Na2O22Na2O+O2↑
D.向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水,出现白色沉淀:HCO3-+Ca2++OH-CaCO3↓+H2O
14.(2020山东泰安高三训练)为研究废旧电池的再利用,实验室利用旧电池的金属帽(主要成分为Zn和Cu)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如图所示。下列叙述错误的是( )。
A.“溶解”操作中溶液温度不宜过高
B.金属帽溶解后,将溶液加热至沸腾以除去溶液中过量的氧气或H2O2
C.与锌粉反应的离子可能为Cu2+、H+
D.“过滤”后,将滤液蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥后高温灼烧可得纯净的ZnO
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
15.(12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: 。
16.(12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)。
17.(12分)绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法:
查询资料,得有关物质的数据(25 ℃时)如下表所示。
饱和H2S溶液的pH
SnS沉淀完全时的pH
FeS开始沉淀时的pH
FeS沉淀完全时的pH
3.9
1.6
3.0
5.5
(1)检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3+,最好选用的试剂为 (填字母)。
A.KSCN溶液
B.NaOH溶液
C.KMnO4溶液
(2)操作Ⅱ中,通入硫化氢至饱和的目的是(写两点) , 。
(3)操作Ⅳ的顺序依次为 、冷却结晶、过滤。
(4)测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是:
a.称取3.72 g绿矾产品,溶解,在250 mL容量瓶中定容;
b.量取25.00 mL待测溶液放入锥形瓶中;
c.用硫酸酸化的0.010 00 mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL。
①滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为 (填仪器名称)。
②计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为 。
③上述测定中,若滴定管规格为50 mL,则步骤a中称取样品的质量不能超过 g。(保留4位小数)
18.(12分)四个化学小组的同学测定某Na2CO3固体样品(仅含NaCl杂质)的纯度,他们提出了各自的气体分析法。
(1)第一小组用图1所示装置,仪器A的名称为 ,将x g混合物与足量稀硫酸反应后,测定产生的CO2气体的体积。实验开始时需检查该装置气密性,具体的操作方法是 。
(2)第二小组用图2所示装置测定CO2的质量。该装置存在的明显缺陷是 (填一处)。
(3)第三小组对装置进行改进,解决了第二小组装置的问题。所用到的装置如图3所示,则装置的连接顺序为a→ (填接口字母,图中仪器可重复使用)。实验中取样品x g,称得干燥管的质量为y g,样品与足量稀硫酸反应后称得干燥管的质量为z g,则Na2CO3的纯度表达式为 。
(4)第四小组设计用沉淀法来测定。方法是滴加沉淀剂使碳酸钠转化为沉淀,然后过滤、洗涤、干燥后称量沉淀质量。经讨论认为应用Ba(OH)2溶液代替澄清石灰水作沉淀剂,其原因是 (填字母)。
A.Ba(OH)2比Ca(OH)2便宜
B.Ba(OH)2的溶解度大于Ca(OH)2的溶解度,可以增大Ba(OH)2的浓度,无须加入过大体积的沉淀剂
C.相同条件下,CaCO3的溶解度明显小于BaCO3的溶解度
D.吸收等量的CO2生成BaCO3的质量大于CaCO3的质量,测量误差小
19.(12分)(2020福建永安高三月考)为了保护环境,充分利用资源,可将工业废弃物转变成重要的化工原料。回答下列问题。
(1)可用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3,FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备。
①写出酸性条件下NaClO3氧化FeCl2的离子方程式: 。
②若酸性FeCl2废液中:c(Fe2+)=2.0×10-2 mol·L-1,c(Fe3+)=1.0×10-3 mol·L-1,c(Cl-)=5.3×10-2 mol·L-1,则该溶液的pH约为 。
③FeCl3净水的原理是 (用离子方程式及适当文字回答)。
(2)可用废铁屑为原料,按下图的工艺流程制备聚合硫酸铁(PFS),PFS是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。
①酸浸时最合适的酸是 。
②反应釜中加入的氧化剂,下列试剂中最合适的是 。
A.HNO3 B.KMnO4
C.Cl2 D.H2O2
③检验其中Fe2+是否完全被氧化,应选择 。
A.K3[Fe(CN)6]溶液
B.Na2SO3溶液
C.KSCN溶液
④生成PFS的离子方程式为xFe3++yH2OFex(OH)y(3x-y)++yH+,欲使平衡正向移动可采用的方法是 。
A.加入NaHCO3
B.降温
C.加水稀释
答案：
1.D 解析: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.A 解析:胆矾的化学式为CuSO4·5H2O,A项错误。湿法冶铜是用铁与CuSO4溶液反应置换出铜:Fe+CuSO4Cu+FeSO4,B、D项正确。“熬之则成胆矾”是利用蒸发浓缩、冷却结晶,产生CuSO4·5H2O晶体,C项正确。
3.A 解析:在人类对金属材料的使用过程中,性质活泼的金属单质最晚被人们冶炼和使用,A项错误。
4.B 解析:不能用H2还原MgO制备Mg,而应该用电解熔融MgCl2的方法制备,电解饱和食盐水得到NaOH而不是Na;加强热,CuO分解生成Cu2O而不是Cu。
5.D 解析:消耗1 mol Fe2O3共转移6 mol电子。
6.C 解析:铜粉与硫粉反应生成Cu2S,A项错误。Cu与浓硫酸的反应需要加热,反应后的溶液中有过量的浓硫酸,若向其中加水,容易造成液滴飞溅,B项错误。CuSO4溶液与NaOH反应,过滤洗涤并收集沉淀,加热制取CuO,C项正确。Al在浓硝酸中发生钝化,Cu、Al与浓硝酸组成的原电池中,Cu发生氧化反应,作负极,不能证明金属活动性:Cu
8.B 解析:A项,Cu单质不与盐酸反应。C项,一般情况下,在原电池中,金属性强的作负极,但也要根据电解质溶液的实际情况考虑,Mg的金属性比Al的强,但是电解质溶液为NaOH溶液,而Mg不与NaOH溶液反应,Al与NaOH溶液反应,所以Al棒作负极,发生氧化反应。D项,铁锈的主要成分是氧化铁,铜锈的主要成分是碱式碳酸铜。
9.C 解析:①两者发生氧化还原反应生成Fe(OH)3红褐色沉淀;②过量Ba(OH)2溶液和明矾溶液混合,两者反应生成硫酸钡白色沉淀;③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中,两者反应生成碳酸钙白色沉淀;④向Na2SiO3溶液中通入过量CO2,两者反应生成白色难溶物硅酸;⑤CaCl2与NaOH的混合溶液中通入少量CO2,生成碳酸钙白色沉淀,当二氧化碳过量时碳酸钙转化为可溶性的碳酸氢钙。
10.C 解析:常温下铁在浓硫酸中要发生钝化,看不到剧烈反应的现象,A项错误。Al(OH)3不能溶于氨水,B项错误。Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀,C项正确。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,D项错误。
11.A 解析:AlCl3可由单质Al与Cl2反应制得,AlCl3与NaHCO3反应生成CO2和Al(OH)3沉淀,同时有气体和沉淀产生,A项正确。Al2O3与NaHCO3溶液不反应,B项错误。Al(OH)3、NaAlO2不能由两种单质直接反应生成,C、D项错误。
12.AC 解析:A项,由最终要得到氯化铁晶体及流程图知,b是盐酸,正确。B项,操作Ⅰ和操作Ⅱ是过滤,操作Ⅲ为蒸发结晶,所用仪器不相同,错误。C项,滤液Z和X中均含有氯化亚铁,因此c为氯气,正确。D项,酸性条件下高锰酸钾能与氯离子反应,因此不能用于检验溶液W中是否含有亚铁离子,错误。
13.BD 解析:Na2CO3与Ba(OH)2也反应,且还会引入OH-,A项错误。 钠投入盛有FeCl3溶液的烧杯中,先与H2O反应:①2Na+2H2O2NaOH+H2↑,生成无色气体;NaOH与FeCl3反应:②3NaOH+FeCl3Fe(OH)3↓+3NaCl,生成红褐色沉淀,将①②联立得离子方程式:6Na+2Fe3++6H2O2Fe(OH)3↓+6Na++3H2↑,B项正确。过氧化钠在空气中放置,会与空气中的水蒸气及二氧化碳发生反应,最终生成白色且稳定的碳酸钠,涉及的转化关系有Na2O2NaOHNa2CO3·10H2ONa2CO3,C项错误。澄清石灰水过量,则发生反应:HCO3-+Ca2++OH-CaCO3↓+H2O,D项正确。
14.D 解析:电池的金属帽(主要成分为Zn和Cu)在加入稀硫酸和H2O2溶液或鼓入空气后,Zn和Cu都转化为离子,调pH至2,可将溶液中的H+中和一部分,加入Zn可将溶液中的Cu置换出来,再过滤得到Cu,溶液中的Zn2+经过处理后最终得到ZnO。由流程图可知,溶解时加入了30%H2O2溶液,H2O2受热易分解,故“溶解”操作中溶液温度不宜过高,A项正确;过氧化氢受热易分解,所以可以用加热的方法除去过量的过氧化氢,氧气是气体,在水中的溶解度随温度升高而降低,所以用加热的方法也可以除去氧气,B项正确;调节pH后的溶液中含有的阳离子是Zn2+、Cu2+、H+,Cu2+、H+都能与锌粉反应,C项正确;滤液中含有硫酸锌和硫酸钠,所以将滤液蒸干、高温灼烧得到氧化锌和硫酸钠,不能得到纯净的氧化锌,D项错误。
15.答案:(1)[··O······O······]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=222 g-78 g18 g·mol-1=8 mol,所以A的化学式为Na2O2·8H2O。
16.答案:(1)共价键、离子键
(2)3 Al2O3+2OH-2AlO2-+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0.2 g,物质的量是0.1 mol,则氢氧化钠的物质的量是0.2 mol,所以氢氧根离子的浓度是0.1 mol·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。
17.答案:(1)A
(2)除去溶液中的Sn2+ 将Fe3+还原成Fe2+
(3)蒸发浓缩
(4)①酸式滴定管 ②75% ③9.266 7
解析:(2)通入硫化氢至饱和,可以增大溶液中S2-的浓度,尽量保证将Sn2+转化为SnS沉淀,以便于过滤除去Sn杂质。硫化氢具有强还原性,可以将Fe3+还原为Fe2+。(3)溶液中得到晶体,需要对溶液进行加热蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等,所以操作Ⅳ的顺序依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。(4)②用硫酸酸化的0.010 00 mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL,则根据离子方程式:5Fe2++MnO4-+8H+5Fe3++Mn2++4H2O得到:n(Fe2+)=0.010 00 mol·L-1×0.020 0 L×5=0.001 mol。所以250 mL溶液中有n(Fe2+)=0.01 mol。则FeSO4·7H2O物质的量也是0.01 mol,质量为0.01 mol×278 g·mol-1=2.78 g,质量分数为2.78 g3.72 g×100%≈75%。③若滴定管规格为50 mL,则最多能量出50 mL的高锰酸钾溶液,与50 mL酸性KMnO4溶液反应的n(Fe2+)=0.010 00 mol·L-1×0.050 0 L×5=0.002 5 mol,所以250 mL溶液中有n(Fe2+)=0.025 mol,则FeSO4·7H2O物质的量最多是0.025 mol,质量为0.025 mol×278 g·mol-1=6.95 g,因为样品中FeSO4·7H2O的质量分数为75%,所以样品质量为6.95 g75%≈9.266 7 g。
18.答案:(1)分液漏斗 关闭仪器A的旋塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,若活塞能回到原位,证明该装置的气密性良好
(2)CO2气体中混有水蒸气(或空气中的CO2和水蒸气会进入干燥管中或装置中的CO2没有全部被碱石灰吸收)
(3)fgcbdecb(或fgcbdede) 106(z-y)44x×100%
(4)BD
解析:(3)样品x g,称得干燥管质量为y g,与足量稀硫酸反应后称得干燥管质量为z g,干燥管增加的质量等于生成的CO2的质量=(z-y) g,依据碳元素守恒计算,碳酸钠的纯度为106×(z-y)44x×100%=106(z-y)44x×100%。
(4)Ca(OH)2比Ba(OH)2便宜,A项错误。相同条件下,CaCO3、BaCO3的溶解度相差不大,C项错误。
19.答案:(1)①ClO3-+6Fe2++6H+Cl-+6Fe3++3H2O ②2 ③Fe3++3H2O3H++Fe(OH)3,水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质
(2)①硫酸 ②D ③A ④AC
解析:(1)①酸性条件下,ClO3-将Fe2+氧化为Fe3+,同时氯元素化合价从+5价降低为-1价,反应的离子方程式为ClO3-+6Fe2++6H+Cl-+6Fe3++3H2O。 ②根据溶液电荷守恒可得:2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),代入数据计算得:c(H+)=c(OH-)+1×10-2 mol·L-1,根据KW=c(H+)×c(OH-)=10-14可知c(H+)≈1×10-2 mol·L-1,故该溶液pH约为2。③ Fe3+在溶液中发生部分水解:Fe3++3H2O3H++Fe(OH)3,水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质,故可作净水剂。(2)①使用硫酸,既能保证铁屑被充分溶解,又不引入其他酸根离子。②为了不引入其他杂质离子,反应釜中最合适的氧化剂是H2O2,故选D项。③K3[Fe(CN)6]溶液与Fe2+反应生成蓝色沉淀,因此若溶液中Fe2+未被完全氧化,则产生蓝色沉淀,若Fe2+被完全氧化,则无蓝色沉淀,故选A项。④NaHCO3可以与 H+反应使H+浓度降低,使平衡正向移动,A项正确。水解反应为吸热反应,降低温度使平衡逆向移动,B项错误。加水稀释,促进水解,即平衡正向移动,C项正确。
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