名师伴你行高考二轮复习专题限时训练10.docx
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名师伴你行高考二轮复习专题限时训练10
专题限时训练(十) 金属及其化合物
(限时45分钟)
1.(2016·全国新课标卷Ⅲ)化学在生活中有着广泛的应用,下列对应关系错误的是( )
化学性质
实际应用
A
Al2(SO4)3和小苏打反应
泡沫灭火器灭火
B
铁比铜金属性强
FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板
C
次氯酸盐具有氧化性
漂白粉漂白织物
D
HF与SiO2反应
氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记
答案:
B解析:
Al2(SO4)3溶液与NaHCO3溶液发生双水解反应生成CO2、Al(OH)3,这就是泡沫灭火器产生CO2的原理,A项正确;FeCl3腐蚀Cu,是由于Fe3+的氧化性强于Cu2+,故Fe3+能将Cu氧化为Cu2+,自身被还原为Fe2+,B项错误;HClO因具有强氧化性而具有漂白性,漂白粉中的Ca(ClO)2与空气中的H2O、CO2反应生成HClO而漂白织物,C项正确;SiO2与HF发生反应:
SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O,玻璃器皿的主要成分为SiO2,所以氢氟酸能在玻璃器皿上刻蚀标记,D项正确。
2.化学在生产和日常生活中有着重要的应用,下列说法不正确的是( )
A.日用铝制品表面覆盖着氧化膜,对内部金属起保护作用
B.电解AlCl3饱和溶液可制得金属铝
C.明矾溶于水形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化
D.FeCl3溶液可用于刻制印刷铜电路板
答案:
B 解析:
日用铝制品表面覆盖着氧化膜,对内部金属起保护作用,A正确;电解AlCl3饱和溶液,生成氢氧化铝,B错误;明矾净水的原理是:
Al3++3H2O===Al(OH)3(胶体)+3H+,利用Al(OH)3(胶体)的吸咐性进行净水,C正确;氯化铁和铜反应生成氯化铜和氯化亚铁,FeCl3溶液可用于刻制印刷电路板,D正确。
3.(2016·贵州贵阳监测)CuSO4是一种重要的化工原料,有关其制备途径及性质如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体
B.相对于途径①、③,途径②更好地体现了绿色化学思想
C.CuSO4在1100℃分解所得气体X可能是SO2和SO3的混合气体
D.Y可能是葡萄糖
答案:
C 解析:
CuSO4易溶于水,将CuSO4溶液蒸发浓缩得到其高温饱和溶液,再冷却结晶可析出CuSO4·5H2O晶体,A正确;途径②中反应为2Cu+2H2SO4+O2
2CuSO4+2H2O,而途径①中产生NO气体,途径③中产生SO2气体,显然途径②不产生污染性气体,更好地体现了绿色化学思想,B正确;由题图可知,CuSO4在1100℃时分解得到Cu2O,该过程中Cu元素化合价由+2价降低到+1价,S元素的化合价为+6价,化合价不能继续升高只能降低,因此只能是O元素的化合价升高,即有O2产生,化学方程式为2CuSO4
Cu2O+SO2↑+SO3↑+O2↑,故X是SO2、SO3、O2三种气体的混合物,C错误;CuSO4与过量NaOH溶液反应生成Cu(OH)2,再与Y在加热条件下转化为Cu2O,则Y具有还原性,可以是乙醛、葡萄糖等含有醛基的有机物,D正确。
4.(2016·东北联考)某固体混合物可能含有Al、(NH4)2SO4、MgCl2、AlCl3、FeCl2、NaCl中的一种或几种,现对该混合物做如下实验,所得现象和有关数据如图所示(气体体积已换算成标准状况下的体积):
下列说法不正确的是( )
A.混合物中一定不存在FeCl2和NaCl
B.反应④的离子方程式为AlO
+H++H2O===Al(OH)3↓
C.混合物中一定含有Al、(NH4)2SO4、MgCl2三种物质,无法判断是否含有AlCl3
D.白色沉淀5.80g是Mg(OH)2
答案:
C 解析:
11.2L气体通过碱石灰后体积未发生变化,说明该气体中不含水蒸气,继续通过浓硫酸后,气体体积变为6.72L,说明原气体中含有氨气,V(NH3)=11.2L-6.72L=4.48L,剩余的6.72L气体只能是H2,则原28.1g固体中含有0.2molAl和0.1mol(NH4)2SO4;白色沉淀久置无明显变化,说明原固体中不含FeCl2,则生成的5.80g白色沉淀只能是Mg(OH)2,原固体中含有0.1molMgCl2;0.2mol×27g·mol-1+0.1mol×132g·mol-1+0.1mol×95g·mol-1=28.1g,说明原固体中只含有Al、(NH4)2SO4和MgCl2,不存在AlCl3、FeCl2和NaCl,A、D项正确,C项错误;反应④为偏铝酸盐和盐酸反应生成Al(OH)3白色沉淀,B项正确。
5.(2016·江苏卷)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A.SiO2
SiCl4
Si
B.FeS2
SO2
H2SO4
C.N2
NH3
NH4Cl(aq)
D.MgCO3
MgCl2(aq)
Mg
答案:
C 解析:
A项,SiO2不与HCl反应,错误;B项,SO2与H2O反应生成H2SO3,错误;D项,制备Mg,应电解熔融的MgCl2,而电解MgCl2溶液得不到Mg,错误。
6.(2016·湖南联考)甲、乙、丙、丁是由H+、Na+、Al3+、Ba2+、OH-、Cl-、HCO
离子中的两种组成,可以发生如图转化关系:
下列说法不正确的是( )
A.在甲中滴加丁可能发生反应:
HCO
+Ba2++OH-===BaCO3↓+H2O
B.溶液丙中还可以大量共存的离子有:
I-、NO
、SO
C.白色沉淀A可能溶解在溶液D中
D.甲为NaHCO3,乙为AlCl3
答案:
B 解析:
溶液中存在H+、Na+、Al3+、Ba2+、OH-、Cl-、HCO
,故依据离子能大量共存的原则得出甲、乙、丙、丁中含有两种物质,即HCl和AlCl3,因为甲溶液能和乙溶液反应生成白色沉淀A、无色气体B和NaCl,故甲和乙中含有能发生双水解的离子,即Al3+和HCO
,生成的气体B为CO2,沉淀A为Al(OH)3,然后依据甲与丙反应生成无色气体B,则甲为NaHCO3,乙为AlCl3,甲与丁反应生成白色沉淀C,则C为BaCO3,丁为Ba(OH)2,丙为HCl。
当Ba(OH)2过量时,与NaHCO3反应的离子方程式为HCO
+Ba2++OH-===BaCO3↓+H2O,A项正确;丙为HCl,NO
、H+与I-因发生氧化还原反应而不能大量共存,B项错误;白色沉淀A为Al(OH)3,能溶于强碱溶液中,C项正确;根据上述分析知,甲为NaHCO3,乙为AlCl3,D项正确。
7.已知下列转化关系中,M、N均为单质,则M可能是( )
M+N
Q
Q溶液
M+N
A.NaB.AlC.FeD.Cu
答案:
D 解析:
Na、Al、Fe均为活泼金属,电解相关溶液不能制取其单质,电解铜盐溶液可以生成铜单质,转化关系可能是Cu+Cl2
CuCl2
CuCl2溶液
Cu+Cl2。
8.(2016·河北三市第二次联考)化学的美无处不在,下图是物质间发生化学反应时的颜色变化,其中a、b、c、d对应的物质正确的是( )
选项
物质a
物质b
物质c
物质d
A
Cu2(OH)2CO3
Ba(OH)2
Fe(OH)3
酚酞试液
B
CuO
NaAlO2
Fe2O3
紫色石蕊试液
C
Cu2O
BaCl2
Fe2O3和Cu
酚酞试液
D
Cu(OH)2
Ba(NO3)2
Fe(OH)2
紫色石蕊试液
答案:
D 解析:
稀硫酸与Fe(OH)3反应得到的Fe2(SO4)3溶液呈黄色,稀硫酸遇酚酞试液显无色,A项错误,C项错误;稀硫酸与Fe2O3反应得到的Fe2(SO4)3溶液呈黄色,B项错误;稀硫酸与Cu(OH)2反应得到的CuSO4溶液呈蓝色,稀硫酸与Ba(NO3)2反应得到的BaSO4是白色沉淀,稀硫酸与Fe(OH)2反应得到的FeSO4溶液呈浅绿色,稀硫酸遇紫色石蕊试液变红,D项正确。
9.(2016·贵州贵阳模拟)Al、Fe、Cu都是重要而常见的金属,下列有关说法正确的是( )
A.三者的单质在常温下都不溶于浓硫酸和浓硝酸,是因发生了钝化现象
B.三者的单质放置在空气中均只生成氧化物
C.三者所对应的氢氧化物在水中不都存在溶解平衡
D.工业上制备这三种金属的方法依次为电解法、热还原法和热还原法
答案:
D 解析:
铁和铝常温下遇浓硫酸和浓硝酸发生钝化,故A错误;Al、Fe放置在空气中生成氧化物,Cu生成碱式碳酸铜,故B错误;Al、Fe、Cu对应的氢氧化物都是弱碱,且均为沉淀,所以在水中都存在溶解平衡,故C错误;工业上用电解氧化铝的方法制备金属铝,而铁、铜采用热还原法制备,故D正确。
10.下列根据实验操作和实验现象所得出的结论正确的是( )
选项
实验操作
实验现象
结论
A
用洁净铂丝蘸取某溶液置于酒精灯外焰上灼烧
火焰呈黄色
该溶液中含Na+,不含K+
B
向FeCl2溶液中通入适量Cl2
溶液由浅绿色变为棕黄色
Cl2的氧化性比FeCl3的强
C
向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液
有白色沉淀生成
AlO
与HCO
发生了水解相互促进反应
D
分别电解等浓度的CuCl2和CuSO4溶液
阳极都有气泡冒出
电解产物相同
答案:
B 解析:
首先,明确选项中各物质的性质;然后,弄清各选项实验中发生的反应及产生的现象;最后,明确实验现象与结论是否一致。
A项,K+的焰色必须透过蓝色钴玻璃观察,否则它的焰色易被Na+的焰色掩盖,错误;B项,Cl2具有强氧化性,可将Fe2+氧化成Fe3+,溶液由浅绿色(Fe2+)转变成棕黄色(Fe3+),由氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可得到相应结论,正确;C项,AlO
与HCO
水解都使溶液呈碱性,则二者的水解相互抑制,不能发生水解相互促进反应,实验中产生白色沉淀的原因是Al(OH)3的电离能力小于HCO
的,NaAlO2溶液与NaHCO3溶液混合,发生反应AlO
+HCO
+H2O===Al(OH)3↓+CO
,不是发生水解反应,错误。
D项,
故电解等浓度CuCl2溶液和CuSO4溶液,阳极产物分别是Cl2和O2,错误。
11.(2016·河南洛阳模拟)已知A、B、D、E均为中学化学中的常见物质,它们之间的转化关系如图所示(部分产物略去),则下列有关物质的推断不正确的是( )
A.若A是铁,则E可能为稀硝酸
B.若A是CuO,E是碳,则B为CO
C.若A是NaOH溶液,E是CO2,则B为NaHCO3
D.若A是AlCl3溶液,E可能是氨水
答案:
D 解析:
A.Fe和过量的硝酸反应生成硝酸铁,与少量硝酸反应生成硝酸亚铁,硝酸亚铁可以被氧化为硝酸铁,硝酸铁能与Fe反应生成硝酸亚铁,以实现上述转化,故A正确;B.氧化铜与少量的碳反应生成二氧化碳,与过量的碳反应生成CO,二氧化碳被过量碳还原为一氧化碳,CO与氧气反应生成二氧化碳,符合上述转化关系,故B正确;C.NaOH溶液与过量的二氧化碳反应生成碳酸氢钠,与少量的二氧化碳反应生成碳酸钠,碳酸钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠与氢氧化钠反应生成碳酸钠,符合上述转化关系,故C正确;D.AlCl3溶液和氨水反应生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝不溶于氨水,不能实现上述转化,故D错误。
12.向含Al2(SO4)3和AlCl3的混合溶液中逐滴加入1mol·L-1Ba(OH)2溶液至过量,加入Ba(OH)2溶液的体积和所得沉淀的物质的量的关系如图,下列说法不正确的是( )
A.图中C点铝元素存在形式是AlO
B.向D点溶液中通入CO2气体,立即产生白色沉淀
C.原混合溶液中c[Al2(SO4)3]∶c(AlCl3)=1∶2
D.O~A段反应的离子方程式为2Al3++3SO
+3Ba2++8OH-===2AlO
+4H2O+3BaSO4↓
答案:
D 解析:
C点为BaSO4沉淀,其物质的量为3mol,此时铝元素以AlO
的形式存在;B点为Al(OH)3和BaSO4沉淀,此时Al(OH)3的物质的量为7mol-3mol=4mol,故原混合液中有1molAl2(SO4)3,AlCl3为4mol-1mol×2=2mol,即c[Al2(SO4)3]∶c(AlCl3)=1∶2,O~A段反应的离子方程式为2Al3++3SO
+3Ba2++6OH-===3BaSO4↓+2Al(OH)3↓。
13.(2016·北京卷)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO
)已成为环境修复研究的热点之一。
(1)Fe还原水体中NO
的反应原理如图所示。
①作负极的物质是________。
②正极的电极反应式是_______________________________。
(2)将足量铁粉投入水体中,经24小时测定NO
的去除率和pH,结果如下:
初始pH
pH=2.5
pH=4.5
NO
的去除率
接近100%
<50%
24小时pH
接近中性
接近中性
铁的最终物质形态
pH=4.5时,NO
的去除率低。
其原因是____________________。
(3)实验发现:
在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时,补充一定量的Fe2+可以明显提高NO
的去除率。
对Fe2+的作用提出两种假设:
Ⅰ.Fe2+直接还原NO
;
Ⅱ.Fe2+破坏FeO(OH)氧化层。
①做对比实验,结果如图所示。
可得到的结论是________________________________________
__________________________________________________________。
②同位素示踪法证实Fe2+能与FeO(OH)反应生成Fe3O4。
结合该反应的离子方程式,解释加入Fe2+提高NO
去除率的原因:
_______________________________________________________
______________________________________________________。
(4)其他条件与
(2)相同,经1小时测定NO
的去除率和pH,结果如下:
初始pH
pH=2.5
pH=4.5
NO
的去除率
约10%
约3%
1小时pH
接近中性
接近中性
与
(2)中数据对比,解释
(2)中初始pH不同时,NO
去除率和铁的最终物质形态不同的原因:
____________________________________
__________________________________________________________。
答案:
(1)①Fe②NO
+8e-+10H+===NH+4+3H2O
(2)FeO(OH)不导电,阻碍电子转移
(3)①本实验条件下,Fe2+不能直接还原NO-3;在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO-3的去除率
②Fe2++2FeO(OH)===Fe3O4+2H+,Fe2+将不导电的FeO(OH)转化为可导电的Fe3O4,利于电子转移
(4)初始pH低时,产生的Fe2+充足;初始pH高时,产生的Fe2+不足
解析:
(1)由图可知,Fe失电子作负极,正极是NO-3得电子变成NH+4。
(2)由图知,pH=2.5时,不导电的FeO(OH)零散分布在Fe3O4上,不影响体系导电;而pH=4.5时,FeO(OH)均匀覆盖在Fe3O4上,阻碍电子的转移,从而阻碍反应进行。
(3)①由题图可知,pH=4.5时,单独存在的Fe2+无法去除NO
,而只有铁单质时NO
的去除率约为50%,两者同时存在时NO-3的去除率显著提高,可达100%,说明假设Ⅱ正确。
②根据题意写出反应的离子方程式Fe2++2FeO(OH)===Fe3O4+2H+,Fe2+与不导电的FeO(OH)反应生成可导电的Fe3O4,有利于电子转移,促进反应进行。
(4)pH=2.5时,NO
的去除率高,结合(3)中的结论,可推知在酸性较强时,由于发生反应Fe+2H+===Fe2++H2↑,c(Fe2+)较大,可减少FeO(OH)的量。
14.(2015·天津卷)废旧印刷电路板是一种电子废弃物,其中铜的含量达到矿石中的几十倍。
湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。
某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾,流程简图如下:
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ是将Cu转化为Cu(NH3)
,反应中H2O2的作用是________。
写出操作①的名称________。
(2)反应Ⅱ是铜氨溶液中的Cu(NH3)
与有机物RH反应,写出该反应的离子方程式:
_________________________________________
__________________________________________________________。
操作②用到的主要仪器名称为________,其目的是(填序号)________。
a.富集铜元素
b.使铜元素与水溶液中的物质分离
c.增加Cu2+在水中的溶解度
(3)反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和________。
若操作③使用右图装置,图中存在的错误是__________________________________________________________。
(4)操作④以石墨作电极电解CuSO4溶液。
阴极析出铜,阳极产物是________。
操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是____________________________________________________________
__________________________________________________________。
(5)流程中有三处实现了试剂的循环使用,已用虚线标出两处,第三处的试剂是________。
循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是__________________________________________________________。
答案:
(1)作氧化剂 过滤
(2)Cu(NH3)
+2RH===2NH
+2NH3+CuR2 分液漏斗 ab
(3)RH 分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁、分液漏斗中液体过多
(4)O2、H2SO4 加热浓缩、冷却结晶、过滤
(5)H2SO4 防止由于溶液中c(OH-)过高,生成Cu(OH)2沉淀
解析:
(1)Cu转化为Cu(NH3)
,化合价升高,发生氧化反应,故H2O2作氧化剂,将Cu氧化。
从图中可以看出,经过操作①得到溶液和残渣,故操作①是过滤。
(2)铜氨溶液中的Cu(NH3)
与有机物RH反应生成NH3和NH4Cl及溶解在有机层中的CuR2,故反应的离子方程式为Cu(NH3)
+2RH===2NH3+2NH
+CuR2。
操作②得到溶液和有机层,故该操作是分液,用到的主要仪器是分液漏斗。
其目的是使铜元素与水溶液中的物质分离,富集铜元素。
(3)根据反应Ⅲ可以判断出CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和RH。
图中的错误是分液漏斗的尖端未紧靠烧杯内壁,分液漏斗中的液体太多。
(4)电解CuSO4溶液,阳极是水电离产生的OH-放电,电极反应式为2H2O-4e-===O2↑+4H+,故阳极产物是O2和H2SO4。
将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶、过滤即得胆矾晶体。
(5)反应Ⅲ消耗H2SO4,操作④电解CuSO4溶液产生H2SO4,实现了H2SO4的循环使用。
反应Ⅰ中H2O2将铜氧化为Cu2+,Cu2+与NH3产生Cu(NH3)
,因为NH3溶于水,溶液显碱性,如果c(OH-)过高,会产生Cu(OH)2沉淀,为了防止产生Cu(OH)2沉淀,在反应Ⅰ中加入了NH4Cl。
15.(2016·皖江名校联考)铁及其化合物有丰富多彩的化学性质。
回答下列问题:
(1)铁元素在周期表中的位置为第________周期________族。
(2)FeCl3溶液可用于吸收尾气中的SO2,写出该反应的离子方程式:
____________________________________。
(3)某化学兴趣小组同学用如图所示装置,充分加热硫酸亚铁晶体(FeSO4·xH2O)至完全分解。
①装置A中需持续通入N2,其目的是_______________________。
②充分反应一段时间后,小组同学观察到实验现象为:
装置A中残留有红棕色固体,装置B中固体变蓝,C中溶液褪色,请写出FeSO4分解的化学方程式:
____________________________。
③装置D中干燥管的作用为_____________________________。
④小组同学利用数字化实验仪器测定了不同温度下FeSO4·xH2O分解的质量变化情况,得到如图关系:
实验结束后,装置B质量增加12.6g,结合上图数据,确定FeSO4·xH2O中的x=________。
答案:
(1)四 Ⅷ
(2)2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO
+4H+
(3)①持续充入氮气,可排出装置中的空气,并将晶体分解产生的气体产物全部从A中排出
②2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑
③防止氢氧化钠溶液倒吸
④7
解析:
(1)铁的原子序数是26,位于元素周期表第四周期Ⅷ族。
(2)SO2通入FeCl3溶液中,Fe3+被还原为Fe2+,SO2被氧化为SO
,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒写出离子方程式:
2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO
+4H+。
(3)①装置A中需持续通入氮气的作用主要是排出装置中的空气及将装置A中生成的气体全部排出。
②装置A中残留有红棕色固体,说明产物中有Fe2O3生成,装置C中高锰酸钾溶液褪色,说明还有SO2气体生成,根据氧化还原反应的规律可写出发生反应的化学方程式为2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑。
④根据图像可知,最终生成氧化铁的质量是8g,装置B增重12.6g,说明生成水的质量为12.6g。
根据2FeSO4·xH2O~Fe2O3~2xH2O,可知Fe原子和H2O的个数比为1∶x,则
∶
=1∶x,解得x=7。
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