1、1专题质检卷(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 6 分,共 60 分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.(2019 湖北随州二中月考)化学与社会、生活密切相关,对下列常见无机物用途的解释正确的是( )选项 现象或事实 解释A Na 可用于与 TiCl4反应得 Ti 粉 Na 具有强还原性B 明矾可用于净水 明矾能杀菌消毒C Na2O2可用于潜水艇制 O2 Na2O2具有强氧化性D MgO、Al 2O3制作耐高温坩埚 MgO、Al 2O3高温下化学性质稳定2.(2019 江西上饶月考)下列关于 Fe、Cu、Mg、Al 四种金属元素
2、的说法中正确的是( )A.四种元素的单质都能和盐酸反应,生成相应的盐和氢气B.制备 AlCl3、FeCl 3、CuCl 2均不能采用将溶液直接蒸干的方法C.将 Mg 棒和 Al 棒作为原电池的两个电极插入 NaOH 溶液中,Mg 棒上发生氧化反应D.铁锈的主要成分是氧化铁,铜锈的主要成分是氧化铜3.下列叙述中不正确的是( )A.常见金属铁和铝在工业上冶炼方法不同B.除去 Fe2O3中混有的 Al2O3:加氢氧化钠溶液,过滤C.除去 FeCl2溶液中混有的 FeCl3:加入过量铁粉,过滤D.除去铜粉中混有的 CuO:加适量稀硝酸后,过滤、洗涤4.(2019 河北石家庄模拟)用下图所示装置进行实验
3、,实验现象与对应的结论都正确的是( )装置 选项 实验现象 结论A 铜棒 稀硝酸 中出现红棕色气体稀硝酸与铜生成了 NO2,中需要碱溶液吸收尾气B 铜棒Fe2(SO4)3溶液中溶液黄色变浅Cu 与Fe2(SO4)3溶液发生置换反应C 铁棒饱和食盐水中导管内液面上升 铁棒发生吸氧腐蚀D 铁棒 浓硫酸 无明显现象铁与浓硫酸不反应25.(2019 湖北黄石二中月考)美国“海狼”潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金(单质钠和单质铝熔合而成)作载热介质,下列有关说法不正确的是( )A.该铝钠合金的熔点低于金属钠B.铝钠合金若投入一定量的水中可得无色溶液,则 n(Al) n(Na)C.铝钠合金投入足量氯化
4、铜溶液中,会有氢氧化铜沉淀生成,也可能有铜析出D.若 m g 不同组成的铝钠合金投入足量盐酸中,放出的 H2越多,则铝的质量分数越小6.(2019 湖南韶山调研)某同学欲探究铁及其化合物的性质,下列实验方案可行的是( )A.将铁粉加入热的浓硫酸中:探究铁的活泼性B.将热的 NaOH 溶液滴入 FeCl3溶液中:制备 Fe(OH)3胶体C.在蒸发皿中加热蒸干 FeSO4溶液:制备 FeSO46H2OD.将铜粉加入 FeCl3溶液中:验证 Fe3+的氧化性强于 Cu2+7.(2019 广东珠海质检)已知 A、B、D、E 均为中学化学中常见的物质,它们之间的转化关系如图所示(部分产物略去),则下列有
5、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 COC.若 A 是 NaOH 溶液,E 是 CO2,则 B 为 NaHCO3D.若 A 是 AlCl3溶液,E 可能是氨水8.用下列装置进行相应实验,不能达到有关实验目的的是 ( )A.用甲图装置电解精炼铝B.用乙图装置制备 Fe(OH)2C.用丙图装置制取金属锰D.用丁图装置验证 NaHCO3和 Na2CO3的热稳定性39.已知反应:Al +2H2O+N NH3H2O+Al(OH)3,现向浓度均为 0.1 molL-1的 HCl、NH 4Cl-2 +4和 AlCl3混合溶液中,逐滴
6、加入 NaOH 溶液。下列示意图表示生成 Al(OH)3的物质的量与加入 NaOH溶液的体积的关系,合理的是( )10.(2019 浙江宁波调研)某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为 Fe2O3、SiO 2、Al 2O3,不考虑其他杂质)制备七水合硫酸亚铁(FeSO 47H2O),设计了如下流程:下列说法不正确的是( )A.溶解烧渣选用足量硫酸,试剂 X 选用铁粉B.固体 1 中一定有 SiO2,控制 pH 是为了使 Al3+转化为 Al(OH)3进入固体 2C.从溶液 2 得到 FeSO47H2O 产品的过程中,必须控制条件防止其氧化和分解D.若改变方案,在溶液 1 中直接加 NaO
7、H 至过量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液经结晶分离也可得到 FeSO47H2O二、非选择题(本题共 3 小题,共 40 分)11.(2019 北京东城调研)(12 分)镁在工业、医疗等领域均有重要用途。某化学兴趣小组利用硼砂工厂的固体废弃物(主要含有 MgCO3、MgSiO 3、Al 2O3和 Fe2O3等),设计了回收镁的工艺流程:(1)酸浸前,将固体废弃物研磨的目的是 。为达到此目的,还可以采取的措施是 (任写一条)。 (2)酸浸时,生成滤渣 1 的离子方程式为 。 4(3)第一次调节 pH 的目的是 。当加入氨水使 Al3+开始沉淀时,溶液中 为 。已知 KspFe(OH)3=4.010
8、-38,KspAl(OH)3=1.010-(3+)(3+)33,KspMg(OH)2=1.810-11。 (4)设计简单方案分离滤渣 2 中的成分,简述实验过程: 。 (5)滤液 3 中可回收利用的物质主要是 (填化学式),其阳离子的电子式为 。 (6)写出工业上从滤渣 3 中获得镁锭的所有反应的化学方程式: 。 12.(2018 江苏化学,16)(14 分)以高硫铝土矿(主要成分为 Al2O3、Fe 2O3、SiO 2,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
9、)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%焙烧后矿粉中硫元素总质量焙烧前矿粉中硫元素总质量不添加 CaO 的矿粉在低于 500 焙烧时,去除的硫元素主要来源于 。 700 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。Fe 2O3与 FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成 Fe3O4和
10、 SO2,理论上完全反应消耗的 n(FeS2) n(Fe2O3)= 。 13.(2019 云南昆明重点中学联考)(14 分)锌焙砂主要含 ZnO、ZnFe 2O4,还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO 等氧化物。如图是工业上利用锌焙砂制取金属锌的流程图。5(1)酸浸时 ZnFe2O4发生反应会生成两种盐,该反应的化学方程式为 。 (2)净化操作分为两步:第一步是将溶液中少量的 Fe2+氧化;第二步是控制溶液 pH,使 Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。写出酸性条件下 H2O2与 Fe2+反应的离子方程式: 。 25 时,pH=3 的溶液中 c(Fe3+)= molL -1。(已知 25 ,
11、 Ksp Fe(OH)3=4.010-38)净化生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质,溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是 。 (3)本流程中可以循环利用的物质除硫酸锌外还有 (写化学式)。 (4)若没有净化操作,则对锌的制备带来的影响是 。 6专题质检卷(三) 金属及其化合物1.A Na 具有强还原性,可与 TiCl4反应置换出 Ti,A 项正确;明矾可净水,是因为其电离的 Al3+水解生成的 Al(OH)3胶体具有吸附性,可吸附水中悬浮颗粒,但不能杀菌消毒,B 项错误;Na 2O2与 CO2或H2O 反应生成 O2时,Na 2O2既作氧化剂又作还原剂,C 项错误;MgO、Al 2O3制作耐高温
12、坩埚是因为其熔点高,D 项错误。2.B Cu 单质不与盐酸反应,A 项错误。AlCl 3、FeCl 3、CuCl 2均易水解,盐酸易挥发,因此蒸干后得到对应的氢氧化物,B 项正确;一般情况下,在原电池中,金属性强的作负极,但也要根据电解质溶液的实际情况考虑,Mg 的金属性强于 Al 的,但是电解质溶液为 NaOH 溶液,而 Mg 不与 NaOH 溶液反应,Al 与 NaOH 溶液反应,所以 Al 棒作负极,发生氧化反应,C 项错误;铁锈的主要成分是氧化铁,铜锈的主要成分是碱式碳酸铜,D 项错误。3.D 铁通常用 CO 还原 Fe2O3得到,而铝一般用电解 Al2O3的方法得到,A 项正确;Al
13、 2O3能与 NaOH 溶液反应而 Fe2O3不能,B 项正确;FeCl 3与铁反应生成 FeCl2,C 项正确;Cu、CuO 都能与 HNO3反应,D 项错误。4.C 稀硝酸与铜反应生成 NO,A 项错误;铜与 Fe2(SO4)3溶液反应生成硫酸亚铁和硫酸铜,不是置换反应,B 项错误;铁棒在饱和食盐水中发生吸氧腐蚀,C 项正确;常温下,铁在浓硫酸中发生钝化,D 项错误。5.D 合金的熔点低于其组成金属,A 正确;铝钠合金投入水中,发生反应2Na+2H2O 2NaOH+H2,2Al+2NaOH+2H 2O 2NaAlO2+3H2, 当 n(Na) n(Al)时,金属全部溶解,得到无色溶液,B
14、正确;铝钠合金投入到足量氯化铜溶液中,钠和水反应生成的 NaOH 可以和 CuCl2反应生成 Cu(OH)2沉淀,若 n(Al)n(Na),金属铝也会置换出金属铜,C 正确;根据关系式2Al3H2,2NaH 2,等质量的金属钠和金属铝比较,Al 产生的氢气量多,所以放出的 H2越多,铝的质量分数越大,D 错误。6.D 热的浓硫酸不仅能与铁反应,还能与铜等不活泼金属反应,因此将铁粉加入热的浓硫酸中,不能用于探究铁的活泼性,故 A 项方案不可行;将热的 NaOH 溶液滴入 FeCl3溶液中,会得到氢氧化铁沉淀而不是氢氧化铁胶体,故 B 项方案不可行;在蒸发皿中加热蒸干 FeSO4溶液,一方面氧气可
15、将FeSO4氧化,另一方面会得到不含结晶水的化合物,故 C 项方案不可行;将铜粉加入 FeCl3溶液中,发生反应:Cu+2Fe 3+ Cu2+2Fe2+,该反应说明 Fe3+的氧化性强于 Cu2+,故 D 项方案可行。7.D Fe 和过量的稀硝酸反应生成 Fe(NO3)3,与少量稀硝酸反应生成 Fe(NO3)2,Fe(NO3)2可以被氧化为 Fe(NO3)3,Fe(NO3)3能与 Fe 反应生成 Fe(NO3)2,符合转化关系,故 A 正确;CuO 与少量的 C 反应生成CO2,与过量的 C 反应生成 CO,CO2被过量 C 还原为 CO,CO 与 O2反应生成 CO2,符合转化关系,故 B
16、正确;NaOH 溶液与过量的 CO2反应生成 NaHCO3,与少量的 CO2反应生成 Na2CO3,Na2CO3溶液与 CO2反应生成NaHCO3,NaHCO3与 NaOH 反应生成 Na2CO3,符合转化关系,故 C 正确;AlCl 3溶液和氨水反应生成 Al(OH)3沉淀,Al(OH) 3不溶于氨水,不能实现转换,故 D 错误。78.A 因为 Al3+得电子能力小于水溶液中的 H+,所以电解 AlCl3溶液不能得到 Al 单质,A 项错误;FeSO4溶液上面加入煤油,可防止空气中的氧气氧化生成的 Fe(OH)2,有利于得到纯净的 Fe(OH)2,B 项正确;利用铝热反应可把 MnO2还原为
17、金属锰,C 项正确;碳酸氢钠放在小试管中,碳酸钠放在大试管中,同时加热,可以验证 NaHCO3和 Na2CO3的热稳定性,D 项正确。9.D 溶液中能与 NaOH 反应的阳离子有三种:H +、Al 3+、N ,酸碱中和先进行:H +OH- H2O。结合+4题中给出信息,然后依次发生的反应为 Al3+3OH- Al(OH)3、N +OH- NH3H2O、Al(OH)+43+2OH- Al +2H2O,对于 Al3+和 N 反应的顺序,可以用假设法分析:假定 N +OH- NH3H2O-2 +4 +4先发生,由于存在反应 Al3+3NH3H2O Al(OH)3+N ,所以实际应该是 Al3+3OH
18、- Al(OH)3+4先进行。因此选项 D 正确。10.D A 项,由题意知,要制得的产物是 FeSO47H2O(硫酸盐),故溶解烧渣应选用硫酸,以防止引入其他的杂质离子,溶液 1 中含有 Fe3+,需加入 Fe 使之转化为 Fe2+,A 项正确;B 项,根据烧渣的成分,加入硫酸后只有 SiO2不能溶于硫酸,固体 1 中一定有 SiO2,同时,根据溶液 2 及最终产物可以判断,控制 pH 是为了使 Al3+沉淀为 Al(OH)3,B 项正确;C 项,从溶液 2 得到 FeSO47H2O,要防止 Fe2+在空气中被 O2氧化,同时防止 FeSO47H2O 分解失水,C 项正确;D 项,改变方案,
19、在溶液 1 中加入过量 NaOH 可以将 Al3+转化为 Al ,SiO2转化为 Si ,Fe3+沉淀为 Fe(OH)3,但是加硫酸溶解后生成的是-2 2-3Fe2(SO4)3,不是 FeSO4,D 项错误。11.答案 (1)加快浸出速率,提高浸取率 提高反应温度或适当增加硫酸浓度(或其他合理答案)(2)MgSiO3+2H+ Mg2+H2SiO3(3)使 Fe3+、Al 3+沉淀 4.010 -5(4)溶于适量氢氧化钠溶液,过滤得 Fe(OH)3;然后向滤液中通入过量 CO2,过滤可得 Al(OH)3(5)(NH4)2SO4 H H+(6)Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O、MgC
20、l 2(熔融) Mg+Cl2解析 (1)增大固体的表面积可加快反应速率,提高浸取率。除此之外采取的措施还可以是升高温度、增大硫酸的浓度等。(3)第一次调节溶液的 pH 目的是除去 Fe3+和 Al3+。当加入氨水使 Al3+开始沉淀时,Fe(OH) 3和 Al(OH)3均达到沉淀溶解平衡状态。根据 KspFe(OH)3=c(Fe3+)c3(OH-),KspAl(OH)3=c(Al3+)c3(OH-),可得 =4.010-5。(4)分离氢氧化铁和氢氧化铝可利用氢氧化铝的两性,先(3+)(3+)将滤渣 2 溶于过量氢氧化钠溶液中,然后过滤可得 Fe(OH)3;向滤液中通入过量 CO2,过滤可得 A
21、l(OH)3。(5)滤液 3 中的溶质主要是加入氨水调节 pH 时生成的硫酸铵。(6)首先明确滤渣 3 的主要成分是Mg(OH)2。其次要明确将 Mg(OH)2变为 Mg 的步骤:先与盐酸反应生成氯化镁溶液,然后制备纯净的MgCl2,最后再电解熔融的氯化镁。812.答案 (1)SO 2+OH- HS-3(2)FeS 2 硫元素转化为 CaSO4而留在矿粉中(3)NaAlO2 Al(OH) 3(4)116解析 (1)过量的 SO2与 NaOH 反应生成 NaHSO3。(2)由于多数金属硫酸盐在高于 600 时分解,则在低于 500 时去除的硫元素主要来源于 FeS2;700 时,CaO 与硫酸盐
22、分解产生的 SO2或 SO3发生反应,最终转化为 CaSO4,而留在矿粉中。(3)Al 2O3与 NaOH 溶液反应生成 NaAlO2,通入过量的 CO2,发生反应 Al +CO2+2H2O Al(OH)3+HC 。(4)假设化学方程式为 FeS2+xFe2O3 yFe3O4+2SO2,根-2 -3据铁原子和氧原子守恒可得:2 x+1=3y、3 x=4y+4,求得 x=16,y=11。13.答案 (1)ZnFe 2O4+4H2SO4 ZnSO4+Fe2(SO4)3+4H2O(2)H 2O2+2Fe2+2H+ 2Fe3+2H2O4.010 -5Fe(OH) 3胶体具有吸附性(3)H2SO4、Zn
23、(4)制取的锌含铜、镍等杂质解析 (1)酸浸时 ZnFe2O4发生反应会生成两种盐,这两种盐分别为硫酸锌、硫酸铁,故反应的化学方程式为 ZnFe2O4+4H2SO4 ZnSO4+Fe2(SO4)3+4H2O。(2)在酸性条件下,Fe 2+被 H2O2氧化成 Fe3+,反应的离子方程式为 H2O2+2Fe2+2H+ 2Fe3+2H2O。pH=3 的溶液中, c(OH-)=110-11 molL-1,则c(Fe3+)= molL-1=4.010-5 molL-1。由于生成的 Fe(OH)3胶()33(-) =4.010-38(110-11)3体具有吸附性,所以净化生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质。(3)由制取金属锌的流程图可知,可以循环利用的物质除硫酸锌外,还有硫酸和锌。(4)若没有净化操作,则电解液中含有Cu2+、Ni 2+等,电解制取的锌中会含有铜、镍等杂质。
