届高三化学一轮复习金属及其化合物单元检测.docx
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届高三化学一轮复习金属及其化合物单元检测
2021届高三化学一轮复习——金属及其化合物单元检测
考生注意:
1.本试卷共4页。
2.答卷前,考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上。
3.本次考试时间90分钟,满分100分。
4.请在密封线内作答,保持试卷清洁完整。
一、选择题(本题共11小题,每小题2分,共22分。
每小题只有一个选项符合题意。
)
1.下列关于金属在自然界中存在形态的说法正确的是( )
A.大多数金属在自然界中以单质的形式存在
B.金属在自然界中只能以化合态的形式存在
C.金属在自然界中都能以化合态和游离态两种形式存在
D.金属在自然界中的存在形态与其化学活动性有关
2.下列有关物质性质及应用的说法正确的是( )
A.过量的铜与浓硝酸反应可生成NO
B.Fe在O2中的燃烧产物可用于制红色涂料
C.Na、Al、Cu可以分别用电解冶炼法、热还原法和热分解法得到
D.Fe2+、SO2都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,前者表现出还原性,后者表现出漂白性
3.下列操作不合理的是( )
4.(2020·山东济南一中月考)下列有关金属的说法正确的是( )
①纯铁不容易生锈 ②镁着火可用干冰灭火 ③铝在空气中耐腐蚀,所以铝是不活泼金属 ④缺钙会引起骨质疏松,缺铁会引起贫血 ⑤青铜、不锈铜、硬铝都是合金⑥KSCN溶液可以检验Fe3+
A.①④⑤⑥B.②④⑤⑥
C.①③④⑤D.①②⑤⑥
5.下列中学常见实验的现象或表述正确的是( )
A.将过量的铁投入一定量的稀硝酸中,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液显红色
B.制备氢氧化亚铁时,向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边滴加边搅拌,即可制得白色的氢氧化亚铁
C.检验红砖中的氧化铁成分,向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加2~3滴KSCN溶液
D.将FeO分别投入稀H2SO4和稀HNO3中,均得到浅绿色溶液
6.在火星上工作的美国“勇气号”“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及其硫酸盐的信息,用以证明火星上存在或曾经存在过水。
以下叙述正确的是( )
A.Fe2O3与Fe3O4互为同素异形体
B.制备Al用电解法,制备Fe、Cu可用还原法
C.将SO2通入BaCl2溶液中至饱和,有沉淀产生
D.检验从火星上带回来的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤为:
样品→粉碎→加水溶解→过滤→向滤液中滴加KSCN溶液
7.“类推”这种思维方法在化学学习与研究中有时会产生错误结论,因此类推的结论最终要经过实践的检验,才能决定其正确与否,下列几种类推结论中错误的是( )
①钠与水反应生成NaOH和H2;所有金属与水反应都生成碱和H2 ②铁露置在空气中一段时间后就会生锈,性质更活泼的铝不能稳定存在于空气中 ③Al(OH)3、Cu(OH)2受热易分解,Fe(OH)3受热也易分解 ④不能用电解熔融的AlCl3来制取金属铝;也不能用电解熔融的MgCl2来制取金属镁
A.①④B.②④C.①②④D.①②③④
8.将金属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反应,下列对反应情况设想的评价正确的是( )
选项
反应情况设想
评价
A
当铁、铜均不剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,一定无Fe3+
正确,Fe3+和Fe、Cu均可反应
B
当铁、铜均有剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,无Fe3+
正确,Fe和Cu都与Fe3+反应,故有Fe2+和Cu2+,无Fe3+
C
当铜有剩余,铁无剩余时,溶液中一定只有Fe2+,无Cu2+
正确,Cu有剩余,故无Cu2+
D
当铁有剩余,铜无剩余时,溶液中一定有Fe2+,Cu2+
不正确,不可能是Fe剩余,而Cu不剩余,因为Fe比Cu优先与Fe3+反应
9.(2019·哈尔滨师大附中月考)已知甲、乙、丙、X是4种中学化学中常见的物质,其转化关系如图所示(部分产物已略去)。
下列说法正确的是( )
A.若甲为单质铁,则丙一定为FeCl3
B.若甲为强碱,则X一定为CO2
C.若乙是一种白色胶状沉淀,则甲溶液中一定含有Al3+
D.若甲为单质,则此转化关系中涉及的反应一定都是氧化还原反应
10.已知酸性条件下有反应:
2Cu+===Cu2++Cu。
氢气还原氧化铜实验由于反应温度不同,可能产生Cu或Cu2O,两者都是红色固体,某同学对某次氢气还原氧化铜的红色固体产物做了如下实验,实验操作和实验现象列表如下:
加入试剂
稀硫酸
浓硫酸并加热
稀硝酸
浓硝酸
实验现象
红色固体不反应
无色气体
无色气体蓝色溶液
红棕色气体蓝色溶液
由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物( )
A.是Cu2O
B.是Cu
C.一定有Cu,可能有Cu2O
D.一定有Cu2O,可能有Cu
11.将铝浸入Hg(NO3)2溶液中,取出晾干,置于空气中,表面会生成毛状物质(俗称毛刷),反应为4Al(Hg)+3O2+2xH2O===2(Al2O3·xH2O),下列说法正确的是( )
A.Hg发生氧化反应,O2是氧化剂
B.Al2O3·xH2O既是氧化产物也是还原产物
C.该反应属于置换反应
D.当5.4g铝参加反应,转移电子为0.4mol
二、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,全部选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
)
12.为测定含镁3%~5%的铝镁合金中镁的质量分数,设计了2种实验方案:
方案一:
镁铝合金加入足量的氢氧化钠溶液中充分反应后过滤,测定剩余固体质量;
方案二:
称量mg铝镁合金粉末,放在图中惰性电热板上,通电使其充分灼烧。
测得固体质量增重。
下列说法不正确的是( )
A.方案一中若称取5.4g合金粉末样品,投入VmL2.0mol·L-1NaOH溶液中反应,则V≥100
B.方案一中测定剩余固体质量时,过滤后未洗涤固体就干燥、称量,则镁的质量分数偏低
C.方案二中欲计算镁的质量分数,实验中还需测定灼烧后固体的质量
D.方案二中若用空气代替O2进行实验,则测定结果偏高
13.CaH2是重要的供氢剂,遇水或酸能引起燃烧。
利用下列装置制备氢化钙固体(提供的实验仪器不得重复使用)。
下列说法正确的是( )
A.装置①在加入试剂前无需检查装置气密性
B.仪器接口的连接顺序为a→c→b→f→g→d→e
C.加热装置④之前必须检查气体的纯度
D.装置③的主要作用是为防止空气中的CO2、H2O(g)进入装置④中
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
15.以白云石(MgCO3和CaCO3的混合物)为原料制备氢氧化镁的工艺流程如图所示:
下列说法正确的是( )
A.(NH4)2SO4溶液呈碱性
B.氨可用于制备化肥
C.加入氨水时,发生反应的离子方程式为Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
D.“轻烧”白云石的目的是生成CaO和MgO
16.Cu与浓硝酸反应生成氮的氧化物,这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到NaNO3和NaNO2的混合溶液,反应过程及有关数据如图所示。
下列有关判断正确的是( )
A.若铜片为51.2g,则生成0.2molNaNO3
B.常温下,Cu遇浓硝酸发生钝化,不可能发生上述反应
C.标准状况下收集的氮氧化物为20.16L
D.反应过程中生成的Cu(NO3)2是氧化产物
三、非选择题(本题共5小题,共58分。
)
17.(10分)铁是人类较早使用的金属之一。
运用所学知识回答下列问题。
(1)用丁达尔效应鉴别Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液的操作是____________________________
______________________________________________________(写出具体实验操作,结论)。
(2)电子工业用FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜,制造印刷电路板,请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式:
__________________________________________________________。
(3)某研究性学习小组为检验FeCl3腐蚀铜后所得溶液中是否含有Fe2+,正确的实验方法是
_________________________________________________(写出具体实验操作、现象、结论)。
(4)工程师欲从制造印刷电路板的废水中回收铜,并获得FeCl3溶液,设计如下方案:
①滤渣C的成分为______________(填化学式)。
②加过量D发生反应的离子方程式为___________________________________________。
③通入F发生反应的离子方程式为_____________________________________________。
18.(10分)(2019·山东德州期末)下图是无机物A~J在一定条件下的转化关系(部分产物及反应条件未列出)。
其中C为红棕色气体;H和I是两种常见的金属单质;过量I与D溶液反应生成A。
请填写下列空白:
(1)H元素在周期表中的位置是_________________________________________________;
写出反应①的离子方程式:
___________________________________________________;
检验E溶液中阳离子的最佳试剂为_____________________________________________。
(2)⑦这类反应常用于冶炼高熔点的金属。
用MnO2冶炼金属锰的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(3)SCR技术处理机动车尾气时,在催化条件下利用氨气与C反应,生成无污染的物质。
发生反应的化学方程式为_______________________________________________________。
(4)F与NaClO、NaOH溶液反应,可制得一种“绿色”高效净水剂K2FeO4。
每生成1molFeO
时转移______mol电子。
19.(10分)(2020·天津武清三中月考)铝是重要的金属材料,铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质)是工业上制取铝的原料。
实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取Al2(SO4)3和铵明矾晶体[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工艺流程如图所示:
请回答下列问题:
(1)固体a的化学式为__________________。
(2)写出Ⅱ中加过量的烧碱涉及反应的离子方程式:
_______________________________
___________________________________________________________________________;
Ⅲ中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式为_________________________________
___________________________________________________________________________。
(3)由Ⅲ中得到滤液c的实验操作为________,从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为____________(填操作名称)、冷却结晶、过滤洗涤。
(4)滤液c呈________性,日常生活中常用其溶质作______________________(任写一点)。
(5)向铵明矾[NH4Al(SO4)2]中加氢氧化钡溶液,硫酸根离子完全沉淀时反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
20.(14分)氮化镁是一种浅黄色粉末,易水解生成氢氧化镁和氨气,常用于制备其他超硬、高导热、耐高温的氮化物。
实验室用以下装置制取干燥、纯净的N2并与金属镁反应制取氮化镁。
已知:
Mg+2NH3
Mg(NH2)2+H2
回答下列问题:
(1)装置A的分液漏斗中盛装的试剂是________;B、F中盛装碱石灰的仪器名称是________。
(2)连接好装置进行实验前经检查装置的气密性良好。
其他实验步骤如下:
①装药品 ②点燃C处酒精灯 ③点燃E处酒精灯④打开A中分液漏斗
正确的先后顺序为____________(填序号)。
(3)与分液漏斗相连通的橡胶管的作用是____________________________________________。
(4)C中反应的化学方程式是______________________________________________________。
(5)D装置的作用是______________________________________________________________。
(6)若24.0g镁放入E装置中,实验结束后称得E增加了7.0g,则氮化镁的产率是_______。
(7)设计简单实验证明E中得到的固体中含有氮化镁:
________________________________
______________________________________________________________________________。
21.(14分)四氯化钛(TiCl4)是制取航空材料——钛合金的重要原料。
由钛铁矿(主要成分是FeTiO3,不溶于水)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如图:
回答下列问题:
(1)“酸浸”时需要将钛铁矿粉碎,其目的是______________________________________。
(2)浸出液呈强酸性,含有TiO2+、Fe2+及少量Fe3+、Al3+等离子,则生成TiO2+的离子方程式是______________________________________。
(3)“反应”时需加入铁屑至浸出液显紫色,此时溶液仍呈强酸性。
该过程中有如下反应发生:
2Fe3++Fe===3Fe2+
2TiO2+(无色)+Fe+4H+===2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O
Ti3+(紫色)+Fe3++H2O===TiO2+(无色)+Fe2++2H+
加入铁屑的作用是____________________________________________________________。
(4)通过控制条件,可以使过程①中生成的TiO2·nH2O形成一种液态分散系,用一束光照射该分散系能够产生丁达尔效应,则分散质颗粒直径的范围是________________________。
(5)过程①制得的固体TiO2·nH2O需用过量酸清洗以除去其中的Fe(OH)3杂质,检验Fe(OH)3杂质除净的实验方法是________________________________________________________。
(6)过程③生成的废气中含有CO,则TiO2和焦炭、氯气在高温下发生反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。
(7)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。
依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处是_____________________________________________(只要求写出一项)。
(8)依据表中信息,可采用________方法精制含少量SiCl4杂质的TiCl4。
TiCl4
SiCl4
熔点/℃
-25.0
-68.8
沸点/℃
136.4
57.6
答案精析
1.D [自然界中的金属绝大多数以化合物的形式存在,只有极少数化学性质非常稳定的金属以单质形式存在,自然界中的金属是否以单质形式存在,取决于金属的化学活动性,故D正确。
]
2. A [铜与浓硝酸反应生成NO2,过量的铜与浓硝酸反应会使硝酸变稀,可生成NO,A正确;制红色涂料的主要成分是三氧化二铁,Fe在O2中的燃烧产物是四氧化三铁,故B错误;Al是活泼性较强的金属,用电解冶炼法得到,铜用热还原法得到,故C错误;Fe2+、SO2都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,都表现出还原性,故D错误。
]
3.C [做钾元素的焰色反应实验时,需要透过蓝色钴玻璃观察火焰的颜色,C项错误。
]
4.A [镁是活泼金属,易与CO2发生反应,所以镁着火不能用干冰扑灭,②错误;铝是活泼金属,在空气中耐腐蚀是因为表面形成了一层致密的氧化铝保护膜,阻止了金属内部反应的进行,③错误。
]
5.C [A项,铁过量,会得到Fe2+,滴加KSCN溶液无明显现象,错误;B项,制备氢氧化亚铁,不能搅拌,以防止其被氧化,错误;D项,FeO被硝酸氧化,得到棕黄色溶液,错误。
]
6.B
7.C [活泼金属钠与水反应生成NaOH和H2,金属与水反应不一定生成碱,故①错误;铝与空气中的氧易形成Al2O3薄膜,保护内部金属,故②错误;难溶性碱受热易分解,所以Fe(OH)3受热也易分解,故③正确;AlCl3是共价化合物,在熔融状态下不导电,故不能用电解熔融的AlCl3来制取金属铝;MgCl2是离子化合物,在熔融状态下导电,能用电解熔融的MgCl2来制取金属镁,故④错误。
]
8.D [氧化性:
Fe3+>Cu2+>Fe2+。
如果Fe3+的量很多,将铁和铜全部氧化后还有剩余,A项错误;当铁有剩余时,溶液中不会存在Cu2+,B项错误;当铜有剩余时,可能部分铜发生反应,溶液中可能有Cu2+,C项错误;因还原性:
Fe>Cu,故不存在有铁无铜的情况,D项正确。
]
9.D [若甲为单质铁,则X不可能为Cl2,铁与氯气反应只生成氯化铁;X可以是硝酸,丙为Fe(NO3)3,A项错误;若甲为强碱,则X可以为CO2、SO2、H2S等,B项错误;乙是一种白色胶状沉淀,若甲为铝盐,X为强碱,乙为氢氧化铝,丙为偏铝酸盐;若甲为偏铝酸盐,X为强酸,丙为铝盐,C项错误;若甲为单质,乙、丙中含有的甲元素化合价不同,均为氧化还原反应,D项正确。
]
10.B [已知酸性条件下有反应:
2Cu+===Cu2++Cu,氢气还原氧化铜实验可能产生Cu或Cu2O,加入稀硫酸红色固体不反应,说明一定无氧化亚铜存在,铜不与稀硫酸反应;加入浓硫酸加热有无色气体生成说明铜和浓硫酸反应生成二氧化硫无色气体,说明是铜;加入稀硝酸生成无色NO气体和硝酸铜蓝色溶液,说明是金属铜;与浓硝酸反应生成红棕色气体NO2和硝酸铜蓝色溶液,说明是金属铜的性质;综上所述,本次氢气还原氧化铜的产物红色固体只能是铜;故选B。
]
11.B [Al失电子,发生氧化反应,O2是氧化剂,但Hg没有发生氧化反应,A错误;Al2O3·xH2O既是氧化产物也是还原产物,B正确;该反应属于化合反应,C错误;当5.4g铝参加反应,即0.2molAl发生反应,铝的价态变化为3,所以转移电子为0.6mol,D错误。
]
12.AB [A项,含镁为3%时,金属铝的含量最高,5.4g合金中铝的质量为5.4×(1-3%)g;则根据反应:
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑可知,Al~NaOH,
∶(V×10-3×2.0)=1∶1,解得V=97,因此取5.4g合金粉末样品,投入VmL2.0mol·L-1NaOH溶液中反应,则V≥97,错误;B项,方案一中金属铝与氢氧化钠溶液反应,过滤后剩余固体镁;测定剩余固体质量时,过滤后未洗涤固体就干燥、称量,相当于镁的质量偏大,则镁的质量分数偏高,错误;C项,Mg、Al均与氧气反应生成金属氧化物,则还需测定生成物的质量,根据镁铝质量守恒,氧化镁和氧化铝质量守恒,列方程可以求出金属镁的质量,进而求出镁的质量分数,正确。
]
13.C [装置①为启普发生器,加入试剂之前必须检查装置气密性,A项错误;装置①中产生的H2会混有氯化氢、水蒸气,通过装置③可以除去这两种杂质,所以仪器接口的连接顺序为a→d→e→f→g(g→f)→b→c,B项错误;为了防止金属钙与空气中的物质发生反应,需要在加热前通入氢气排尽装置④硬质玻璃管中的空气,通过检查氢气纯度判断空气是否排尽,C项正确;装置③的作用是除去氢气中混有的氯化氢、水蒸气,D项错误。
]
14.D [合理处理废弃旧电池的铜帽,可回收利用,节约资源,避免污染,故A正确;酸性条件下,通入氧气可氧化铜生成硫酸铜,故B正确;加入锌粉,可置换出铜,得到海绵铜,故C正确;滤液中含有硫酸锌,直接加热、蒸发结晶不能得到ZnO,故D错误。
]
15.B [分析流程可知,轻烧后分解的只有碳酸镁,研磨加入水和硫酸铵加热,硫酸铵和氧化镁反应生成氨气、硫酸镁和水,过滤后滤液加入氨水生成氢氧化镁沉淀,再过滤得到氢氧化镁固体。
(NH4)2SO4中NH
水解溶液呈酸性,故A项错误;氨可用于制备氮肥,故B项正确;NH3·H2O是弱碱,在离子方程式中,NH3·H2O不能拆分,正确的离子方程式为Mg2++2NH3·H2O===Mg(OH)2↓+2NH
,故C项错误;“轻烧”白云石的目的是使碳酸镁分解生成MgO,碳酸钙不分解,故D项错误。
]
16.AD [分析整个反应过程可知仅有两种元素的化合价发生变化,即Cu→Cu2+,HNO3→NaNO2,51.2gCu的物质的量为0.8mol,共失去电子0.8mol×2=1.6mol,由得失电子守恒可知HNO3→NaNO2得到1.6mol电子,故产物中NaNO2的物质的量为0.8mol,由Na原子守恒可得另一种产物NaNO3的物质的量为0.2mol,A正确;常温下,Cu能与浓硝酸反应,B错误;部分NO2会转化为N2O4,而N2O4在标准状况下不是气体,C错误。
]
17.
(1)用平行光照射两种分散系,Fe(OH)3胶体会产生一条光亮的通路,而FeCl3溶液不能
(2)Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+
(3)取适量溶液于试管中,滴入铁氰化钾溶液,若生成蓝色沉淀,则含Fe2+
(4)①Fe、Cu
②Fe+2H+===Fe2++H2↑
③2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
18.
(1)第三周期ⅢA族 3Fe2++NO
+4H+===3Fe3++NO↑+2H2O KSCN溶液
(2)3∶4 (3)8NH3+6NO2
7N2+12H2O
(4)3
解析 反应中H和I是两种常见的金属单质,H与G在高温下反应生成I和J,则H是Al,I是Fe,J是Al2O3,G是Fe的氧化物;C为红棕色气体,C为NO2,则B是NO,D是HNO3;过量I与D溶液反应生成A,则A是Fe(NO3)2,E是Fe(NO3)3,E与NaOH溶液反应生成F[Fe(OH)3],F加热分解产生G,故G是Fe2O3。
(4)在Fe(OH)3中Fe元素化合价为+3,在K2FeO4中Fe元素化合价为+6,所以每生成1molFeO
时转移3mol电子。
19.
(1)SiO2
(2)H++OH-===H2O、Al3++4OH-===AlO
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