2021版江苏新高考选考化学（苏教版）一轮复习教师用书：专题34专题综合检测（三）从矿物到基础材料

专题综合检测(三)

 (时间：90分钟；满分：100分)

一、单项选择题：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．下列有关金属的成语中，不符合科学原理的是(　　)

A．百炼成钢　　　　　　　 B.火树银花

C．点石成金   D.曾青化铁

解析：选C。“百炼成钢”主要介绍生铁炼钢的过程。“火树银花”中的“火树”指焰火，焰火中含有多种金属元素，燃烧时显示各种颜色，化学上称为焰色反应。C项违背了元素守恒。D项是湿法炼铜的原理。

2．科学家最新研制的利用氯化氢和氢气生产高纯硅的工艺流程如图所示：

容器①中进行的反应为a.Si(粗)＋3HCl(g)SiHCl3(l)＋H2(g)；容器②中进行的反应为b.SiHCl3＋H2Si(纯)＋3HCl。下列说法正确的是(　　)

A．该工艺流程的优点是部分反应物可循环使用  

B．最好用分液的方法分离Si和SiHCl3

C．反应a和b中HCl均做氧化剂       

D．反应a和b互为可逆反应

解析：选A。该工艺流程中HCl和H2可循环使用；分离Si与SiHCl3可用过滤的方法；反应b中HCl是生成物，是氧化产物；反应a、b不在同一条件下进行，不是可逆反应。

3．(2020·镇江高三模拟)化学已深入我们的生活。下列有关说法不正确的是(　　)

A．PM2.5含有的铅、镉、铬、钒等对人体有害的元素是金属元素

B．铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体物质增重

C．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，该过程发生了置换反应

D．古剑“沈卢”“以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”，“剂钢”指的是铁的合金

解析：选B。铝与氧化铁发生铝热反应，由质量守恒定律知，反应前后固体质量不变(因为反应物、产物均为固体)。

4．(2020·淮安高三模拟)煤矸石是采煤和洗煤时的废弃物，其主要成分是Al2O3、SiO2，另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素(如Ga等)。下列关于煤矸石的说法正确的是(　　)

A．可用于生产矸石水泥、耐火砖等建筑材料

B．煤矸石中的金属氧化物均为碱性氧化物

C．P2O5和SO3对应水化物的酸性较强的是 H3PO4

D．铝比镓活泼，能电解GaCl3水溶液制备镓单质

解析：选A。Al2O3为两性氧化物，B项错误；H2SO4的酸性强于H3PO4，C项错误；铝、镓同主族，镓在铝的下方，金属性更强，无法用电解GaCl3水溶液制备镓单质，D项错误。

5．(2020·河南八市第一次测评)《天工开物》中记载：“凡铜供世用，出山与出炉，止有赤铜。以炉甘石或倭铅参和，转色为黄铜；以砒霜等药制炼为白铜；矾、硝等药制炼为青铜。”其中涉及的物质中熔点最高的是(　　)

A．青铜　　 B．黄铜

C．赤铜 D．白铜

解析：选C。赤铜是纯度较高的铜，熔点比其合金高，青铜是铜锡合金，黄铜是铜锌合金，白铜是铜镍合金，C项正确。

6．铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质，下列关于铁元素的叙述中正确的是(　　)

A．保存FeCl2溶液常常加一些铁粉，其目的是抑制Fe2＋水解

B．在25 ℃时，pH＝0的溶液中，Al3＋、NH、NO、Fe2＋可以大量共存

C．制备AlCl3、FeCl3均可采用将溶液直接蒸干的方法

D．硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O

解析：选D。保存FeCl2溶液常常加一些铁粉，其目的是防止Fe2＋被氧化，A项不正确；pH＝0的溶液呈强酸性，Fe2＋、NO、H＋不能大量共存，B项不正确；制备AlCl3、FeCl3若将其溶液直接蒸干，会得到Al(OH)3、Fe(OH)3，C项不正确。

7．将铁铝矾[Al2Fe(SO4)4·xH2O]溶于水中，得到浅绿色溶液，有关该溶液的叙述正确的是(　　)

A．铁铝矾有净水作用，其水溶液显中性

B．向该溶液中加入Na2S溶液，有淡黄色沉淀

C．用惰性电极电解该溶液时，阴极区有沉淀

D．在空气中，蒸干并灼烧该溶液，最后所得的残留固体为Al2O3、Fe2O3

解析：选C。A.铁铝矾溶于水电离出铝离子和亚铁离子，Al3＋、Fe2＋水解显酸性，A项错误；B.S2－和Al3＋水解相互促进，生成氢氧化铝和H2S，B项错误；C.阴极氢离子放电，所以会生成氢氧化铝和氢氧化亚铁沉淀，C项正确；D.Fe2＋易被空气中的氧气氧化成Fe3＋，Al3＋、Fe3＋水解生成硫酸，硫酸难挥发，所以最终得到的是硫酸铝和硫酸铁，D项错误。

8．下列关于FeCl3进行的实验，预测正确的是(　　)

解析：选C。蒸发FeCl3溶液可促进Fe3＋水解，由于HCl易挥发，最后得到Fe(OH)3，A错；混合液中加入Fe粉时，不会有H2产生且Fe应先和Fe3＋反应，再与Cu2＋反应，B错；FeCl3易水解生成Fe(OH)3沉淀，C对；Fe3＋与HCO发生水解相互促进的反应，有CO2和Fe(OH)3沉淀生成，D错。

9．(2020·连云港高三诊断)氯化亚铜(CuCl)是白色粉末，微溶于水，酸性条件下不稳定，易生成金属Cu和Cu2＋。某小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl，并进行相关探究。下列说法正确的是(　　)

A．制备CuCl时产生的Cl2可以回收循环利用，也可以通入饱和NaCl溶液中除去

B．Cu2(OH)2Cl2 在200 ℃时反应的化学方程式为Cu2(OH)2Cl22CuO＋2HCl↑

C．X气体可以是N2，目的是做保护气，抑制CuCl2·2H2O在加热过程中发生水解

D．CuCl与稀硫酸反应的离子方程式：2CuCl＋4H＋＋SO===2Cu2＋＋2Cl－＋SO2↑＋2H2O

解析：选B。制备CuCl时产生的Cl2可以转化为HCl，回收循环利用，Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度小，不能被吸收除去，A错误；Cu2(OH)2Cl2加热至200 ℃时生成CuO，结合原子守恒可知，还生成HCl，则化学方程式为Cu2(OH)2Cl22CuO＋2HCl↑，B正确；CuCl2水解生成氢氧化铜和HCl，X气体是用于抑制CuCl2水解的，则X为HCl，不是N2，C错误；CuCl在酸性条件下不稳定，易生成金属铜和Cu2＋，D错误。

10．(2020·洛阳模拟)中科院化学所研制的晶体材料——纳米四氧化三铁，在核磁共振造影及医药上有广泛用途。其生产过程的部分流程如下：FeCl3·6H2OFeOOH纳米四氧化三铁。下列有关叙述不合理的是(　　)

A．纳米四氧化三铁可分散在水中，它与FeCl3溶液的分散质直径相当

B．纳米四氧化三铁具有磁性，可作为药物载体用于治疗疾病

C．在反应①中环丙胺的作用可能是促进氯化铁水解

D．反应②的化学方程式是6FeOOH＋CO===2Fe3O4＋3H2O＋CO2

解析：选A。纳米四氧化三铁分散在适当分散剂中，形成的分散系属于胶体，不同于溶液的分散质直径，故A错误；纳米四氧化三铁为磁性纳米晶体材料，可作为药物载体用于疾病的治疗，故B正确；反应①中环丙胺不参加反应，但能加快反应速率，即促进氯化铁水解，故C正确；由制备过程可知，反应②的反应物为FeOOH和CO，由一种生成物为Fe3O4以及得失电子守恒和质量守恒定律可知反应的化学方程式为6FeOOH＋CO===2Fe3O4＋3H2O＋CO2，故D正确。

二、不定项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题意。

11．Fe、Mg、Al分别与稀盐酸充分反应得到相同质量的氢气，则可能的情况是(　　)

A．Fe、Mg、Al的质量相等，盐酸足量

B．Fe、Mg、Al的质量之比是56∶24∶27，盐酸足量

C．Fe、Mg、Al的质量之比是28∶12∶9，盐酸足量

D．Fe、Mg、Al均过量，所用盐酸的质量和溶质质量分数都相同

解析：选CD。A项，Fe、Mg、Al的质量相等，盐酸足量，则充分反应后放出氢气的质量Al>Mg>Fe；B项，盐酸足量，Fe、Mg、Al的质量之比为56∶24∶27，则充分反应后放出氢气的质量之比为∶∶＝2∶2∶3；C项，Fe、Mg、Al质量之比为28∶12∶9，盐酸足量，则充分反应后放出氢气的质量之比为∶∶＝1∶1∶1，即可得到相同质量的氢气；D项，Fe、Mg、Al均过量，所用盐酸的质量和溶质质量分数都相同时，充分反应，可得到相同质量的氢气。

12．(2020·苏州模拟)某溶液由K＋、Fe3＋、SO、CO、NO、I－中的几种离子组成，取样，滴加NaOH溶液后有红褐色沉淀生成。下列有关该溶液的说法不正确的是(　　)

A．是否含有SO可用BaCl2溶液检验

B．是否含有K＋可通过焰色反应确定

C．一定存在的离子为Fe3＋、NO

D．一定不存在的离子为CO、I－

解析：选C。滴入NaOH溶液后有红褐色沉淀生成，说明原溶液中含有Fe3＋。根据Fe3＋与CO能发生相互促进的水解反应而不能大量共存，知原溶液中一定不含有CO；根据Fe3＋与I－能发生氧化还原反应而不能大量共存，知原溶液中一定不含I－。因为原溶液中一定不含CO，故欲确定原溶液中是否含有SO，可以用BaCl2溶液检验，A项正确；欲确定原溶液中是否含有K＋，可以通过焰色反应，透过蓝色钴玻璃观察火焰是否为紫色，B项正确；原溶液中一定存在Fe3＋，但NO不一定存在，C项错误；原溶液中一定不存在的离子为CO、I－，D项正确。

13.已知酸性高锰酸钾溶液可以将FeSO4氧化，化学方程式为2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋8H2O。现将一定量的用硫酸酸化的高锰酸钾溶液与硫酸亚铁溶液混合，充分反应后再向所得溶液中加入KI溶液，混合溶液中铁离子的物质的量随加入的KI的物质的量的变化关系如图所示，则下列有关说法不正确的是(　　)

A．图中AB段主要是高锰酸钾和碘化钾溶液反应

B．图中BC段发生的反应为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2

C．根据OC段的数据可知开始加入的高锰酸钾的物质的量为0.25 mol

D．根据OC段的数据可知开始加入的硫酸亚铁的物质的量为1 mol

解析：选D。根据题干中化学方程式可知，MnO 的氧化性强于Fe3＋，当加入KI溶液时，n(Fe3＋)不变，说明MnO 先氧化I－，A正确；MnO 反应完全后，Fe3＋氧化I－，使 n(Fe3＋)减小，B正确；BC段参加反应的I－为0.75 mol，故被还原的n(Fe3＋)为0.75 mol，再根据电子守恒可知，生成0.75 mol Fe3＋需0.15 mol MnO ，加入的高锰酸钾的物质的量为0.25 mol，C正确，D不正确。

14．实验室利用废弃旧电池的铜帽(Zn、Cu总含量约为99%)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．合理处理废弃旧电池的铜帽既有利于节约资源，又有利于保护环境

B．“溶解”操作中可用酸性条件下不断鼓入O2代替H2O2

C．加入锌粉时反应的离子为Cu2＋

D．“过滤”操作后直接将溶液蒸发结晶、高温灼烧得到ZnO

解析：选D。合理处理废弃旧电池中的铜帽既有利于保护环境，又实现了资源的再利用，A项正确；在酸性条件下，O2能将铜氧化为Cu2＋，化学方程式为2Cu＋2H2SO4＋O2===2CuSO4＋2H2O，B项正确；加入适量锌粉，发生的反应为Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋，C项正确；“过滤”后直接将溶液蒸发结晶得硫酸锌和硫酸钠的混合物，高温灼烧时，硫酸锌和硫酸钠均不分解，D项错误。

15．(2020·南京师大附中模拟)黄铜矿(主要成分CuFeS2)是提取Cu的主要原料。

已知：2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO(Ⅰ)

产物Cu2S在1 200 ℃高温下继续反应：

2Cu2S＋3O2===2Cu2O＋2SO2 (Ⅱ)

2Cu2O＋Cu2S===6Cu＋SO2↑(Ⅲ)

假定各步反应都完全。则下列说法正确的是(　　)

A．反应Ⅰ中CuFeS2仅做还原剂

B．取12.5 g黄铜矿样品，经测定含3.60 g硫，则矿样中CuFeS2质量分数一定为82.8%

C．由6 mol CuFeS2生成6 mol Cu消耗O2的物质的量为15 mol

D．6 mol CuFeS2和15.75 mol O2反应，理论上可得到铜的物质的量为3 mol

解析：选CD。A.反应Ⅰ中铜元素化合价降低，硫元素化合价升高，CuFeS2既做还原剂，又做氧化剂，A错误；B.由于不能确定杂质是否含有硫元素，所以不能计算CuFeS2的含量，B错误；C.根据方程式可知6 mol CuFeS2参加反应，生成3 mol Cu2S，其中2 mol Cu2S转化为2 mol Cu2O，2 mol Cu2O与1 mol Cu2S反应生成6 mol Cu，所以消耗O2的物质的量为12 mol＋3 mol＝15 mol，C正确；D.6 mol CuFeS2需要12 mol O2得到 3 mol Cu2S，剩余3.75 mol氧气可以消耗Cu2S的物质的量是×2＝2.5 mol，得到2.5 mol Cu2O，此时剩余Cu2S的物质的量是0.5 mol，与1 mol Cu2O反应生成 3 mol 铜，D正确。

三、非选择题：本题共5小题，共60分。

16．(10分)(2020·邯郸高三检测)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。

(1)FeCl3溶液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_____________________________________，

分离得到的固体主要成分是______________________________________，

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_________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：FeCl3溶液蚀刻铜箔的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，得到的废液中含有FeCl3、CuCl2、FeCl2。

答案：(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋

(2)反应掉FeCl3、CuCl2(合理即可)　Fe、Cu　加入足量稀盐酸后过滤(合理即可)

(3)4FeCl2＋4Ca(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3↓＋4CaCl2

17．(10分)硅是带来人类文明的重要元素之一，从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个又一个奇迹。

(1)新型陶瓷Si3N4的熔点高、硬度大、化学性质稳定。工业上可以采用化学气相沉积法，在H2的保护下，使SiCl4与N2反应生成Si3N4沉积在石墨表面，写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。

(2)氮化硅硬度大、熔点高、不溶于酸(氢氟酸除外)，是一种重要的结构陶瓷材料。已知硅的熔点是1 420 ℃，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种用工业硅(含少量钾、钠、铁、铜的氧化物)合成氮化硅的主要工艺流程如下：

①净化N2和H2时，铜屑的作用是________________________，硅胶的作用是________________________。

②在氮化炉中发生反应3Si(s)＋2N2(g)===Si3N4(s)　ΔH＝－727.5 kJ·mol－1，开始时，严格控制氮气的流速以控制温度的原因是___________________________________________

________________________________________________________________________。

③X可能是________(填“盐酸”“硝酸”“硫酸”或“氢氟酸”)。

答案：(1)3SiCl4＋2N2＋6H2===Si3N4＋12HCl

(2)①除去原料气中的氧气　除去生成的水蒸气

②该反应是放热反应，防止局部过热，导致硅熔化成团，阻碍与N2的接触

③硝酸

18．(14分)孔雀石是自然界存在的碳酸盐类铜矿，其主要成分的化学组成可表示为xCuCO3·yCu(OH)2(x、y为正整数且x≤2，y≤2)，还含少量Fe、Si的化合物。以孔雀石为原料可制备CuSO4·5H2O及纳米材料G，步骤如下：

(1)溶液A中金属离子有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋。从下列所给试剂中选择：实验步骤中，试剂①最好为________，检验溶液A中含有Fe3＋的最佳试剂为________。

a．KMnO4 b．(NH4)2S

c．H2O2 d．KSCN

(2)沉淀D中除了过量的CuO外，还存在另一种固体，其化学式为________，加入CuO的作用是________________________________。

(3)制备纳米材料G时，应向CaCl2溶液中先通入(或先加入)________(填化学式)。写出该反应的化学方程式：______________________________________________________。

(4)与过量盐酸反应时，孔雀石耗用的盐酸的物质的量与生成的CO2的物质的量之比为4∶1；则孔雀石的化学式为________________。

解析：(1)加入试剂①的目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋，最好加入绿色氧化剂H2O2，这样可以不引入新的杂质；检验Fe3＋的最佳试剂是KSCN。(2)加入过量的CuO，调节溶液的pH，促进Fe3＋的水解，可以使Fe3＋转化为沉淀，故沉淀D中还存在Fe(OH)3。(3)纳米材料G是纳米碳酸钙，因为产物中还有氮肥，所以应该先通入氨，以增加CO2的溶解度。(4)1 mol CuCO3和1 mol Cu(OH)2分别与盐酸完全反应时，所消耗的HCl均为2 mol。依题意得：＝，解得＝1，所以孔雀石的化学式为CuCO3·Cu(OH)2。

答案：(1)c　d　(2)Fe(OH)3　调节溶液的pH，促进Fe3＋的水解　(3)NH3　2NH3＋CO2＋H2O＋CaCl2===CaCO3↓＋2NH4Cl　(4)CuCO3·Cu(OH)2

19．(12分)(2018·高考江苏卷)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐)为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：

(1)焙烧过程均会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为________________________________________________________________________。

(2)添加1% CaO和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如图所示。

已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃

硫去除率＝(1－)×100%

①不添加CaO的矿粉在低于500 ℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于________。

②700 ℃焙烧时，添加1% CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，其主要原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的形式由________(填化学式)转化为________(填化学式)。

(4)“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)＝________。

解析：(1)二氧化硫是酸性氧化物，少量二氧化硫与NaOH溶液反应生成正盐Na2SO3，过量二氧化硫与NaOH溶液反应生成NaHSO3。(2)①根据高硫铝土矿的成分中含FeS2和金属硫酸盐，而已知多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃，如果不添加CaO在低于500 ℃焙烧，则去除的硫元素主要来源于FeS2，具体的反应原理为4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2。②添加的CaO吸收SO2生成CaSO3，CaSO3易被空气中的氧气氧化为CaSO4。根据题目所给“多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃”，可知700 ℃时CaSO4可能未分解或未完全分解而留在矿粉中，从而导致添加1% CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低。(3)高硫铝土矿中的氧化铝溶于NaOH生成NaAlO2：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O；向NaAlO2溶液中通入过量的二氧化碳，生成氢氧化铝：CO2(过量)＋2H2O＋NaAlO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3。(4)根据得失电子守恒可知FeS2与Fe2O3的物质的量之比为 1∶16。

答案：(1)OH－＋SO2===HSO

(2)①FeS2　②硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中

(3)NaAlO2　Al(OH)3　(4)1∶16

20．(14分)磁性材料A是由两种元素组成的化合物，某研究小组按如图流程探究其组成：

请回答：

(1)A的组成元素为________(用元素符号表示)，化学式为________________。

(2)溶液C可溶解铜片，列举该反应的一个实际应用：__________________。

(3)已知化合物A能与稀硫酸反应，生成一种淡黄色不溶物和一种气体(标况下的密度为1.518 g·L－1)，该气体分子的电子式为________。写出该反应的离子方程式：_______________

________________________________。

(4)写出F→G反应的化学方程式：________________________。设计实验方案探究溶液G中的主要微粒(不考虑H2O、H＋、K＋、I－)：__________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)由C中加入KSCN溶液后呈血红色，可推出B为Fe2O3，C为FeCl3；由F能将I2还原为I－可知，E应该是一种具有强还原性的气体，可初步推断E为SO2，则F为H2SO3。由以上分析可得A中含有Fe与S两种元素，其中含有的铁元素的质量为1.680 g，物质的量为0.030 mol；含有的硫元素的质量为1.280 g，物质的量为0.040 mol；A的化学式为Fe3S4。(2)FeCl3溶解铜可用于制印刷电路板。(3)Fe3S4与稀硫酸反应生成的气体的摩尔质量为34 g·mol－1，故该气体为H2S，其相应的电子式为，该反应的离子方程式为Fe3S4＋

6H＋===3H2S↑＋3Fe2＋＋S。(4)F→G的化学方程式为H2SO3＋I2＋H2O===H2SO4＋2HI；G中需要检验的微粒有SO、H2SO3，具体实验方案为加入足量BaCl2检验SO的存在并除去SO，分离沉淀得到清液后，再向清液中加入氧化剂(如H2O2)，若又有白色沉淀产生，说明存在H2SO3。

答案：(1)S、Fe　Fe3S4　(2)制印刷电路板

(3) 　Fe3S4＋6H＋===3H2S↑＋3Fe2＋＋S

(4)H2SO3＋I2＋H2O===H2SO4＋2HI　取溶液G，加入过量BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则有SO；过滤后取滤液，滴加H2O2溶液，若再产生白色沉淀，则有H2SO3