广西专用2022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新人教版

单元质检卷(三)　金属及其化合物

(时间:45分钟　满分:100分)

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.合金的应用极大地促进了人类社会的发展。下列物质的主要材料不属于合金的是(　　)。

答案:B

解析:青铜雁鱼灯的主要材料属于铜合金,A项不符合题意;光导纤维的主要材料为二氧化硅,不属于合金,B项符合题意;航母甲板(钢)的主要材料属于铁合金,C项不符合题意;潜水器外壳(钛、铝等)的主要材料属于钛铝合金,D项不符合题意。

2.下列实验操作、现象和结论均正确的是(　　)。

答案:C

解析: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.(2020江苏海安高级中学高三调研考试)下列物质转化在给定条件下能实现的是(　　)。

A.FeS2SO3H2SO4

B.NaCl(aq)NaNa2O2

C.FeFeSO4(aq)Fe(OH)2Fe2O3

D.Fe2O3FeCl3(aq)Fe

答案:C

解析:煅烧FeS2生成SO2,A项错误;电解氯化钠溶液得到氢氧化钠、氢气和氯气,B项错误;氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,D项错误。

4.向CuSO4溶液中加入H2O2溶液,很快有大量气体逸出,同时放热,一段时间后,蓝色溶液变为红色浑浊(Cu2O),继续加入H2O2溶液,红色浑浊又变为蓝色溶液,这个反应可以反复多次。下列关于上述过程的说法不正确的是(　　)。

A.Cu2+是H2O2分解反应的催化剂

B.H2O2既表现氧化性又表现还原性

C.Cu2+将H2O2还原为O2

D.发生了反应Cu2O+H2O2+4H+2Cu2++3H2O

答案:C

解析:蓝色溶液变为红色浑浊(Cu2O),红色浑浊又变为蓝色溶液,故Cu2+是H2O2分解反应的催化剂,A项正确;H2O2中氧元素的化合价由-1价变为0价和-2价,既表现了氧化性又表现了还原性,B项正确;反应中H2O2自身发生氧化还原反应,C项错误;发生了反应2Cu2++H2O2+H2OCu2O+O2↑+4H+和Cu2O+H2O2+4H+2Cu2++3H2O,D项正确。

5.下列通过制取硫酸铝、氢氧化铝来获得氧化铝的装置和原理能达到实验目的的是(　　)。

答案:C

解析:常温下浓硫酸能使铝钝化,得不到硫酸铝,A项错误;过量氢氧化钠溶液与硫酸铝溶液反应生成偏铝酸钠,得不到氢氧化铝,B项错误;氢氧化铝不溶于水,可通过过滤与水分离,且过滤操作正确,C项正确;灼烧固体用坩埚,不用蒸发皿,D项错误。

6.下列说法正确的是(　　)。

A.向溶液中加KSCN溶液,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+

B.铁粉作食品袋内的脱氧剂,铁粉起还原作用

C.FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作,原因是FeCl3能从含有Cu2+的溶液中置换出铜

D.c(Fe2+)=1 mol·L-1的溶液中:K+、N、Mn、S2-能大量共存

答案:B

解析:向溶液中加KSCN溶液,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,但不能确定溶液中是否含有Fe2+,A项错误;铁粉作食品袋内的脱氧剂,反应中铁的化合价升高,发生氧化反应,本身作还原剂,起还原作用,B项正确;FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作,原因是FeCl3能与铜单质反应生成氯化亚铁和氯化铜,C项错误;Fe2+、S2-具有还原性,Mn具有氧化性,因此不能大量共存,D项错误。

7.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.粗铜精炼时用粗铜作阴极

D.Cu2S可用于火法炼制铜

答案:D

解析: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。

8.(2020西藏林芝第二高级中学高三月考)下列化学方程式中,不能正确表达反应颜色变化的是(　　)。

A.向CuSO4溶液中加入足量Zn粉,溶液蓝色消失Zn+CuSO4Cu+ZnSO4

B.澄清石灰水久置后出现白色固体Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O

C.Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色2Na2O22Na2O+O2↑

D.向Mg(OH)2悬浊液中滴加足量FeCl3溶液出现红褐色沉淀3Mg(OH)2+2FeCl32Fe(OH)3+3MgCl2

答案:C

解析:金属活动性顺序:Zn>Cu,则向硫酸铜溶液中加入足量锌粉,会发生置换反应,反应的化学方程式为Zn+CuSO4ZnSO4+Cu,溶液的蓝色消失,A项正确;澄清石灰水久置以后会与空气中的二氧化碳反应而生成碳酸钙白色沉淀,反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O,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;向氢氧化镁悬浊液中滴加足量氯化铁溶液,会发生沉淀的转化,反应的化学方程式为3Mg(OH)2+2FeCl32Fe(OH)3+3MgCl2,D项正确。

9.A、B、C是常见的三种单质,A、B、C及其他物质之间的反应关系如图所示,其中B、D、E、F的水溶液呈酸性。若D+CE+F,且常温下只有B为气态,则A、B、C分别为(　　)。

A.Fe、Cl2、Cu B.Fe、Cl2、H2

C.Cu、Cl2、Fe D.Fe、Cl2、Mg

答案:A

解析:A项,A、B、C分别为Fe、Cl2、Cu,Fe与Cl2发生反应生成FeCl3,Cu与Cl2反应生成CuCl2,CuCl2与Fe发生置换反应,故F为FeCl2,C为Cu,氯气具有强氧化性,能把FeCl2氧化成FeCl3,Cl2的水溶液中存在Cl2+H2OHCl+HClO,因此Cl2的水溶液呈酸性,FeCl3、CuCl2、FeCl2都属于强酸弱碱盐,故水溶液都呈酸性,A项符合题意;B项,A、B、C分别为Fe、Cl2、H2,根据信息,常温下只有B为气态,B项所给组合,Cl2和H2都是气体,B项不符合题意;C项,A、B、C分别为Cu、Cl2、Fe,Fe与Cl2发生反应生成FeCl3,Cu与Cl2反应生成CuCl2,FeCl3与Cu发生反应生成CuCl2和FeCl2,根据元素守恒,F为CuCl2,CuCl2不与Cl2发生反应,不符合转化关系,C项不符合题意;D项,A、B、C分别为Fe、Cl2、Mg,Fe与Cl2发生反应生成FeCl3,Mg与Cl2反应生成MgCl2,MgCl2与Fe不发生反应,不符合转化关系,D项不符合题意。

10.以铜银合金(含少量铁)废料为原料回收银和铜的工艺流程如下:

下列说法正确的是(　　)。

A.粗铜溶于过量稀硝酸,过滤、低温干燥得纯铜

B.电解时用粗银作阴极,硝酸银溶液为电解质溶液

C.用稀硫酸处理渣料时主要发生了氧化还原反应

D.从滤液B中可以提取绿矾(FeSO4·7H2O)

答案:D

解析:铜能溶于过量的稀硝酸中,过滤后低温干燥得不到纯铜,A项错误;电解时,粗银作阳极,纯银作阴极,B项错误;渣料的主要成分为氧化铜,还含有少量的氧化铁,两种金属氧化物与稀硫酸反应没有元素化合价发生变化,故没有发生氧化还原反应,C项错误;滤液B中的溶质是硫酸亚铁,采用蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥,可得到绿矾,D项正确。

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:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

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.(2020辽宁大连高三模拟)(15分)乳酸亚铁晶体[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O(M=288 g·mol-1)是一种很好的食品铁强化剂,易溶于水,吸收效果比无机铁好,可由乳酸CH3CH(OH)COOH与FeCO3反应制得。

Ⅰ.制备碳酸亚铁

(1)利用如图所示装置进行实验。装置中仪器C的名称是　　　　　　　　。 

(2)实验开始时,首先关闭活塞2,打开活塞1、3,目的是　　　　　　　　　　　　　; 

关闭活塞1,反应一段时间后,关闭活塞　　　　,打开活塞　　　　,观察到B中溶液进入C中,C中产生沉淀和气体。生成FeCO3的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

(3)装置D的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

Ⅱ.乳酸亚铁晶体的制备及纯度测定

将制得的FeCO3加入乳酸溶液中,加入少量铁粉,在75 ℃下搅拌使之充分反应。然后再加入适量乳酸,从所得溶液中获得乳酸亚铁晶体。

(4)加入少量铁粉的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)用KMnO4滴定法测定样品中Fe2+的量进而计算纯度时,发现结果总是大于100%,其主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(6)经查阅文献后,改用Ce(SO4)2标准溶液进行滴定。反应中Ce4+的还原产物为Ce3+。测定时,先称取5.760 g样品,溶解后进行必要处理,用容量瓶配制成250 mL溶液,每次取25.00 mL,用0.100 0 mol·L-1 Ce(SO4)2标准溶液滴定至终点,记录数据如下表所示:

则产品中乳酸亚铁晶体的纯度为　　　　%(保留小数点后两位)。 

答案:(1)三颈烧瓶

(2)制备Fe2+,利用产生的氢气排净装置内的空气,防止Fe2+被氧化　3　2　Fe2++2HCFeCO3↓+CO2↑+H2O

(3)液封,防止空气中的氧气进入C装置中,将Fe2+氧化

(4)防止FeCO3与乳酸反应产生的Fe2+被氧化

(5)乳酸根中的羟基被酸性高锰酸钾溶液氧化

(6)97.50

解析:Ⅰ.(1)根据装置图可知,仪器C为三颈烧瓶。

(2)首先关闭活塞2,打开活塞1、3,目的是使B中发生反应制备Fe2+,利用反应产生的H2排净装置内的空气,防止Fe2+被氧化;关闭活塞1,反应一段时间后,关闭活塞3,打开活塞2,利用生成氢气,使B装置中气压增大,将B装置中的氯化亚铁溶液压入C中,发生反应Fe2++2HCFeCO3↓+CO2↑+H2O。

(3)装置D的作用是液封,防止空气中的氧气进入C装置中,将Fe2+氧化。

Ⅱ.(4)加入少量铁粉的作用是防止FeCO3与乳酸反应产生的Fe2+被氧化。

(5)乳酸根中的羟基容易被酸性高锰酸钾溶液氧化,故用KMnO4滴定法测定样品中Fe2+的量进而计算纯度时,发现结果总是大于100%。

(6)通过对实验数据分析、观察,发现第二组数据误差较大,要舍去,故消耗的标准液体积平均为19.50mL,根据Ce4++Fe2+Ce3++Fe3+,则m(乳酸亚铁)=0.1000mol·L-1×0.0195L××288g·mol-1=5.616g,故产品中乳酸亚铁晶体的纯度为×100%=97.50%。

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)。 

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.(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　　　　　　。 

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%。