高考化学大一轮复习 专题验收评估 金属及其化合物试题.docx
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高考化学大一轮复习专题验收评估金属及其化合物试题
专题验收评估
(一) 金属及其化合物
满分:
100分 时间:
45分钟
一、单项选择题(本题包括5小题,每小题只有1个正确选项,每小题4分,共20分)
1.为了验证Na2CO3固体中是否含有NaHCO3,下列实验事实及判断中,正确的是( )
A.溶于水后加石灰水,看有无沉淀
B.加热后称重,看质量是否变化
C.加稀盐酸观察是否有气体产生
D.在无色火焰上灼烧,观察火焰是否呈黄色
2.下列各组物质中,因为反应条件或用量不同而发生不同化学反应的是( )
①Na2CO3和HCl ②Na与O2 ③AlCl3溶液与氨水
④Fe与稀HNO3
A.除②外 B.除③外
C.除②③外D.除③④外
3.海水中蕴藏着丰富的资源。
海水综合利用的示意图如下。
下列说法正确的是( )
A.通过氯碱工业可生产的产品有NaOH、NaClO、盐酸、Na2CO3等
B.卤水经过蒸发结晶可直接得到较纯净的MgCl2·6H2O晶体
C.直接加热MgCl2·6H2O可得到较纯净的无水MgCl2
D.在高温下用氢气还原MgCl2可制取金属镁
4.铬(Cr)与铝的性质相似,Cr(OH)3+OH-===CrO
+2H2O,下列推断中正确的是( )
A.往CrCl3溶液加入过量NaOH溶液可制得Cr(OH)3
B.对CrCl3·6H2O加热脱水可得CrCl3
C.Cr2O3既能溶于酸,又能溶于NaOH溶液
D.CrO
水解使溶液显酸性
5.一种新型镁铝合金的化学式为Mg17Al12,它具有储氢性能,该合金在一定条件下完全吸氢的化学方程式为:
Mg17Al12+17H2===17MgH2+12Al,得到的混合物Y(17MgH2+12Al)在一定条件下能释放出氢气。
下列说法正确的是( )
A.该合金的熔点介于金属镁和金属铝熔点之间
B.该合金中镁元素呈负价,铝元素呈正价
C.制备该合金应在氮气保护下,将一定比例的Mg、Al单质在一定温度下熔炼而获得
D.1molMg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与盐酸完全反应释放出H2,若消耗盐酸的体积为14L,则该盐酸的物质的量浓度为5mol·L-1
二、不定项选择题(本题包括5小题,每小题只有1~2个正确选项,每小题6分,共30分)
6.下列曲线图(纵坐标为沉淀的量,横坐标为加入物质的物质的量)与对应的选项相符合的是( )
A.向1L浓度均为0.1mol·L-1的Ba(OH)2、NaAlO2混合液中加入0.1mol·L-1的稀H2SO4
B.向1L浓度分别为0.1mol·L-1和0.3mol·L-1的AlCl3、NH4Cl的混合液中加入0.1mol·L-1的NaOH溶液
C.向烧碱溶液中滴加明矾溶液
D.向AlCl3溶液中滴加过量氨水
7.某化学兴趣小组对废铁屑做如图所示的处理。
相关分析正确的是( )
A.滤液的溶质是Fe(NO3)2
B.该实验中发生的反应都为氧化还原反应
C.沉淀X为Fe(OH)3
D.沉淀X受热分解得到Fe2O3
8.用下列装置进行有关实验不能达到预期目的的是( )
A.用甲装置可制得Fe(OH)3胶体
B.用乙装置可制得金属锰
C.用丙装置验证NaHCO3和Na2CO3的热稳定性
D.用丁装置能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀
9.下列物质转化在给定条件下能实现的是( )
A.Al2O3
NaAlO2(aq)
Al(OH)3
B.S
SO3
H2SO4
C.饱和NaCl(aq)
NaHCO3
Na2CO3
D.Fe
Fe3O4
FeCl3
10.将一定质量的镁和铝的混合物投入100ml盐酸中,固体全部溶解后,向所得溶液中加入NaOH溶液,生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。
若不考虑金属和盐酸反应时HCl的挥发,则下列说法正确的是( )
A.镁和铝的总质量为9g
B.盐酸的物质的量浓度为5mol·L-1
C.NaOH溶液的物质的量浓度为5mol·L-1
D.生成的氢气在标准状况下的体积为11.2L
三、非选择题(本题包括4题,共50分)
11.(12分)10mL含有amolHCl的稀盐酸和10mL含有bmolNa2CO3的稀溶液,按下图方式分别缓慢向对方溶液中滴加,并不断摇动试管,试分析下表并完成各题:
(题中气体体积均在标准状况下测定,且不考虑气体在水中的溶解)
a/b
反应过程离子方程
式及产生气体体积V
滴加
方式
0<
<1
1<
<2
>2
①
②
CO
+H+===HCO
HCO
+H+===H2O+CO2↑
V1
V2
V3
CO
+2H+===H2O+CO2↑
③
CO
+2H+===H2O+CO2↑
V′1
V′2
V′3
(1)表中对应过程的离子方程式:
①________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________。
(2)上述所测六种情况下气体体积V1、V′1、V2、V′2、V3、V′3中为0的有________。
(3)V3与V′3的大小关系为V3________V′3(用“<”、“>”或“=”填空)
(4)若a=0.01,b=0.008,则V2=________mL、V′2=________mL。
12.(12分)某小组同学设计实验探究Fe3+与Fe2+相互转化,实验方案及现象如下:
Ⅰ.配制FeCl2溶液
取部分变质的氯化亚铁固体[含有难溶性杂质Fe(OH)2Cl],向其中加入稀盐酸,使其完全溶解,再加入适量铁粉。
Ⅱ.实验探究Fe3+与Fe2+相互转化
实验1:
0.1mol/LFeCl2溶液
无明显现象
溶液变红
实验2:
0.1mol/LFeCl3溶液
溶液变红
溶液红色未褪去
写出Fe(OH)2Cl与盐酸反应的离子方程式________________。
(2)请用离子方程式解释实验1中滴加氯水后溶液变红的原因____________________。
(3)实验2的现象与预测不同,为探究可能的原因,该小组同学又进行了如下实验,方案及现象如下:
步骤1:
10mL0.1mol/LKI溶液
溶液明显变黄
步骤2:
将黄色溶液分为三份:
试管1取2mL黄色溶液
溶液变红
试管2取3mL黄色溶液
溶液变蓝
试管3取3mL黄色溶液
取上层溶液
溶液变蓝(比试管2中溶液颜色深)
①试管2中滴加K3[Fe(CN)6]检验的离子是________________________。
②黄色溶液中含有的溶质微粒有K+、Cl-和________________________。
③综合上述实验现象,得出的实验结论是________________________。
13.(12分)铝广泛应用于化学工业和日常生活中。
工业上由铝土矿(Al2O3·3H2O的含量约为85%,其余主要为SiO2、Fe2O3等)冶炼金属铝的流程如下。
已知拜耳法生产Al2O3·3H2O的基本原理为:
Al2O3·3H2O+2NaOH(aq)
2NaAlO2(aq)+4H2O,[Al2O3·3H2O也可表示为2Al(OH)3]
(1)操作Ⅰ的名称为________,赤泥中除含有铝硅酸盐外,还含有的主要物质有________。
(2)为了提高铝土矿的溶出速率可采取的有效措施为________________(任写三点)。
(3)用化学平衡理论解释稀释溶液Ⅰ有利于Al2O3·3H2O结晶的原因________________。
(4)为了析出Al2O3·3H2O,也可向溶液Ⅰ中通入过量CO2气体,写出生成Al2O3·3H2O的离子方程式:
________________________________。
(5)为了回收赤泥附着液带走的有用成分,工业上将用热水洗涤后的洗液用作溶液Ⅰ的稀释剂,请指出流程图中另一处类似的做法________________。
14.(14分)富马酸亚铁(分子式为C4H2O4Fe,结构简式为
)是一种限量使用的铁强化剂。
(1)下图为实验室模拟工业制取富马酸亚铁的流程图:
①根据题意,请你写出富马酸的结构简式:
________________________________。
②绿矾(FeSO4·7H2O)在保存过程中形成的杂质主要有________(填化学式)。
③操作Y包括________、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等。
④判断操作Y中“洗涤”富马酸亚铁产品表明已洗净的实验方法是________________。
(2)设计一个实验方案,证明所得富马酸亚铁产品属于亚铁盐(可供选用的试剂有KSCN溶液、H2O2溶液、稀硫酸)。
填写下表相应空格:
步骤
实验操作与现象
①
取富马酸亚铁产品1.5g,加入稀硫酸25mL,用水稀释至50mL,加热使其完全溶解并反应,冷却后过滤(除去生成的富马酸及可能过量的反应物),保存滤液
②
③
答案
1.选B A中碳酸钠和碳酸氢钠均能和石灰水反应生成白色沉淀碳酸钙,不能鉴别;B中碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、水和CO2,而碳酸钠的热稳定性强,通过质量变化可以鉴别;C中稀盐酸和碳酸钠以及碳酸氢钠均反应放出CO2,不能鉴别;D中二者的焰色反应都是显黄色的,不能鉴别,答案选B。
2.选B ①盐酸过量生成二氧化碳,不足时生成碳酸氢钠,②不加热生成氧化钠,加热时生成过氧化钠,④铁过量时生成亚铁盐,不足时生成铁盐。
3.选A A正确,氯碱工业反应的方程式为:
2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑;B错,因氯化镁会水解,卤水经过蒸发结晶不可能直接得到较纯净的MgCl2·6H2O晶体;C错,直接加热MgCl2·6H2O不可能得到较纯净的无水MgCl2;D错,氢气的还原性比镁弱,在高温下不能还原MgCl2来制取金属镁。
4.选C 铬(Cr)与铝的性质相似,A.往CrCl3溶液加入过量NaOH溶液得NaCrO2,错误;B.CrCl3·6H2O加热脱水会水解,得到的是Cr(OH)3,错误;C.根据题意Cr2O3具有两性既能溶于酸,又能溶于NaOH溶液,正确;D.CrO
水解后溶液显碱性,错误。
5.选D 合金是指将两种或两种以上的金属(或金属跟非金属)熔合在一起而形成的具有金属特性的物质。
A.合金的特性之一就是熔点比成分金属的低,错误;B.合金就是金属的混合,都为零价,错误;C.氮气与镁要发生反应,错误;D.1molMg17Al12完全反应相当于是17molMg与12molAl混合,正确。
6.选A A项Ba(OH)2和NaAlO2中加入H2SO4,发生的反应依次为:
Ba2++2OH-+2H++SO
===BaSO4↓+2H2O;AlO
+H++H2O===Al(OH)3↓,Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O,所以加入1LH2SO4时Ba(OH)2反应完,再加0.5LH2SO4时AlO
反应,再加1.5LH2SO4时Al(OH)3全部溶解,所以A正确;向1L浓度分别为0.1mol·L-1和0.3mol·L-1的AlCl3、NH4Cl的混合液中加入0.1mol·L-1的NaOH溶液,发生的反应依次是:
Al3++3OH-===Al(OH)3↓,NH
+OH-===NH3·H2O,Al(OH)3+OH-===AlO
+2H2O,所以沉淀Al3+和溶解Al(OH)3用NaOH的量之比为3∶1,而图像上看到的是1∶1所以B错误;向烧碱溶液中滴加明矾溶液,发生的反应依次是:
Al3++4OH-===AlO
+2H2O,Al3++3AlO
+6H2O===4Al(OH)3↓,所以无现象与产生沉淀加入的明矾的量之比为3∶1,所以C错误;氨水是弱碱,不能溶解Al(OH)3,所以向AlCl3溶液中滴加过量氨水,只会沉淀不会溶解,所以D错误。
7.选CD A项,Fe溶于过量稀HNO3得到Fe(NO3)3,错;B项,滤液中加过量氨水存在反应:
HNO3与NH3·H2O,Fe(NO3)3与NH3·H2O反应都属于复分解反应,非氧化还原反应,错。
8.选C A项,这是氢氧化铁胶体的正确制备方法;B项,铝热反应制锰;C项,应该把碳酸氢钠放在内管中,而碳酸钠应该放在外管中,这是套管法测定稳定性的方法;D项,因为氢氧化亚铁容易被氧化成氢氧化铁,所以应该在还原性的氛围中。
9.选AC Al2O3与NaOH溶液反应生成NaAlO2,再通入CO2生成Al(OH)3,A正确;S与O2点燃生成SO2,B错误;饱和NaCl溶液通入NH3和CO2,生成NaHCO3,加热NaHCO3分解生成Na2CO3,C正确;Fe3O4与HCl反应生成FeCl3和FeCl2,D错误。
10.选AC 根据图像可知,加入氢氧化钠溶液后并没有立即生成沉淀,这说明盐酸是过量的,所以应该有关的方程式是H++OH-===H2O、Al3++3OH-===Al(OH)3↓、Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓、Al(OH)3+OH-===AlO
+2H2O。
根据图像可知,和氢氧化铝反应的氢氧化钠溶液是240mL-200mL=40mL,则氢氧化铝的物质的量是0.35mol-0.15mol=0.20mol,氢氧化镁是0.15mol,所以根据原子守恒可知,镁和铝的总的质量是0.15mol×24g/mol+0.2mol×27g/mol=9g;氢氧化钠溶液的物质的量浓度是0.2mol÷0.04L=5mol/L。
当沉淀达到最大值是,恰好反应生成氯化钠,则氯化钠的物质的量是0.2L×5mol/L=1mol,所以盐酸的浓度是1mol÷0.1L=10mol/L;生成的氢气在标准状况下的体积为(0.15mol+0.3mol)×22.4L/mol=10.08L,所以选项B、D是错误的。
11.解析:
(1)碳酸钠和盐酸的反应是分步进行的,所以①、③的离子方程式是CO
+H+===HCO
。
反应③中盐酸是过量的,所以反应的离子方程式是CO
+2H+===CO2↑+H2O。
(2)由于碳酸钠和盐酸反应是分步进行的,所以若a小于b,则V1=0,其余都不是0。
(3)由于a大于2b,所以不论怎么滴加,生成的CO2都是相同的,即V3=V′3。
(4)若a=0.01,b=0.008,则根据方程式CO
+H+===HCO
、HCO
+H+===CO2↑+H2O可知在反应②中生成的CO2是(0.01-0.008)mol=0.002mol,标准状况下的体积是44.8mL;而在反应③中根据方程式CO
+2H+===CO2↑+H2O可知,生成的CO2是0.01mol÷2=0.005mol,所以标准状况下的体积是0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL。
答案:
(1)①CO
+H+===HCO
③CO
+2H+===CO2↑+H2O
(2)V1 (3)= (4)V2=44.8mL、V′2=112mL
12.解析:
(1)根据题意可得:
Fe(OH)2Cl+2H+===Fe3++Cl-+2H2O
(2)Cl2与Fe2+发生氧化还原反应:
2Fe2++Cl2===2Cl-+2Fe3+
(3)①K3[Fe(CN)6]专门用于检验的Fe2+试剂;②滴加KSCN溶液,溶液变红有Fe3+、加2滴K3[Fe(CN)6]溶液溶液变蓝有Fe2+、滴加6滴0.1mol/LFeCl3溶液溶液明显变黄有I2;③反应物、生成物都存在,试管3中实验说明平衡移动,则Fe3+与I-的反应必为可逆反应。
答案:
(1)Fe(OH)2Cl+2H+===Fe3++Cl-+2H2O
(2)2Fe2++Cl2===2Cl-+2Fe3+
(3)①Fe2+ ②Fe3+、Fe2+、I2
③Fe3+与I-的反应为可逆反应
13.解析:
(1)铝土矿中Al2O3·3H2O、SiO2都能溶于过量NaOH溶液中,而Fe2O3是碱性氧化物,不溶于NaOH溶液,过滤是分离固液混合物的常用方法,则操作Ⅰ为过滤;赤泥中除含有铝硅酸盐外,还含有氧化铁;溶液Ⅰ的主要成分是偏铝酸钠、硅酸钠、氢氧化钠;
(2)根据外界条件对化学反应速率的影响规律,将铝土矿粉碎、加热、搅拌、增大NaOH的浓度等,都能提高铝土矿的浸出速率和浸出率;(3)溶液Ⅰ中存在如下平衡:
Al2O3·3H2O(s)+2NaOH(aq)2NaAlO2(aq)+4H2O(l),稀释不仅能减小氢氧化钠的浓度,还能促进NaAlO2的水解,使平衡左移,析出Al2O3·3H2O(s);(4)碳酸是弱酸,氢氧化铝是两性氢氧化物,则酸性:
H2CO3>Al(OH)3,碳酸盐与过量二氧化碳、水能反应生成碳酸氢盐,则溶液Ⅰ中通入过量二氧化碳气体的反应为CO2(过量)+AlO
+2H2O===Al(OH)3↓+HCO
或2CO2(过量)+2AlO
+4H2O===Al2O3·3H2O↓+2HCO
、CO2(过量)+[Al(OH)4]-===Al(OH)3↓+HCO
、2CO2(过量)+2[Al(OH)4]-===Al2O3·3H2O↓+2HCO
;(5)依题意可知,工业上常采取循环利用的方法,降低能耗、成本,提高生产效率,可以将该化学工艺流程图中溶液Ⅲ中的NaOH溶液循环使用,用于溶解铝土矿。
答案:
(1)过滤 Fe2O3
(2)将铝土矿粉碎、加热、搅拌、增大NaOH的浓度
(3)稀释降低了NaOH的浓度,有利于NaAlO2或NaAl(OH)4的水解,使平衡向结晶方向移动(或向左移动)
(4)CO2(过量)+AlO
+2H2O===Al(OH)3↓+HCO
或2CO2(过量)+2AlO
+4H2O===Al2O3·3H2O↓+2HCO
(5)将溶液Ⅲ循环使用溶解铝土矿
14.解析:
(1)①由富马酸亚铁的结构简式可推断富马酸的结构简式为HOOCCH===CHCOOH,②由于亚铁离子不稳定,容易被氧化成三价铁离子,铁离子在溶液中会发生水解,生成氢氧化铁,所以绿矾(FeSO4·7H2O)在保存过程中形成的杂质主要有硫酸铁、氢氧化铁等杂质;③得到的含有富马酸亚铁的溶液需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作,最后得到富马酸亚铁产品;④富马酸亚铁表面的可溶性杂质离子有Na+、SO
等,可以从检验洗涤液中是否含Na+或SO
来设计实验。
所以检验方法是:
取最后一次洗涤液,先加入稀盐酸,再加入氯化钡溶液,无白色沉淀生成,说明已洗涤干净。
(2)检验亚铁离子的方法:
滴加硫氰化钾溶液,溶液没有变成红色,证明溶液中没有三价铁离子;然后加入氧化剂将亚铁离子氧化成三价铁离子,溶液变成红色,证明原溶液中存在亚铁离子,结合题给试剂故答案为:
步骤
实验操作与现象
①
取富马酸亚铁产品1.5g,加入稀硫酸25mL,用水稀释至50mL,加热使其完全溶解并反应,冷却后过滤(除去生成的富马酸及可能过量的反应物),保存滤液
②
取少量滤液,滴加KSCN溶液,不显血红色
③
再向上述溶液中滴加H2O2溶液,溶液显血红色
答案:
(1)①HOOCCH===CHCOOH
②Fe2(SO4)3和Fe(OH)3
③蒸发浓缩
④取洗涤液,向其中加入少量盐酸酸化后再加入氯化钡溶液,无白色沉淀生成
(2)②取少量滤液,滴加KSCN溶液,不显血红色
③再向上述溶液中滴加H2O2溶液,溶液显血红色
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