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文档介绍
北京版2021高考化学一轮复习专题五常见金属及其化合物精练含解析
专题五 常见金属及其化合物 【考情探究】 考点 内容解读 5年考情 预测热度 考题示例 难度 关联考点 钠及其化合物 1.能应用金属的活动顺序判断反应并解释相关现象。 2.根据研究物质的思路和方法,掌握钠及其重要化合物的主要性质和应用。 2019北京理综,10 2015北京理综,7 中 化学与生活 ★★☆ 铁及其化合物 1.能应用金属的活动顺序判断反应并解释相关现象。 2.根据研究物质的思路和方法,掌握铁及其重要化合物的主要性质和应用。 2018北京理综,28 2017北京理综,28 2016北京理综,26 2015北京理综,12 中 化学实验方案的设计与评价 ★★☆ 分析解读 金属及其化合物与生产、生活的联系较多,是高考联系实际命题的优良素材。涉及题型较多,有选择题、综合推断题及实验探究题,主要考查考生对化学基本概念、基本理论的掌握。其中对钠及其化合物常考查Na和Na2O2的性质、Na2CO3与NaHCO3间的转化等;对铁及其重要化合物的考查主要包括铁的腐蚀、水的净化等;以铁及其重要化合物为载体的化学实验或化工流程题也是常见的命题形式。考查证据推理与模型认知和实验探究与创新意识的学科核心素养。 【真题探秘】 破考点 练考向 【考点集训】 考点一 钠及其化合物 - 18 - 1.(2019北京牛栏山一中期中,7)下列依据侯氏制碱原理制备少量NaHCO3的实验操作中不能达到实验目的的是( ) A.制取氨气 B.制取NaHCO3 C.分离NaHCO3 D.干燥NaHCO3 答案 D 2.(2018北京东城一模,7)下列物质投入水中发生化学反应,水作氧化剂的是( ) A.钠 B.氧化钠 C.碳酸钠 D.过氧化钠 答案 A 3.某同学用Na2CO3和NaHCO3溶液进行下图所示的实验。下列说法中正确的是( ) A.实验前两溶液的pH相等 B.实验前两溶液中离子种类完全相同 C.加入CaCl2溶液后生成的沉淀一样多 D.加入CaCl2溶液后反应的离子方程式都是CO32-+Ca2+CaCO3↓ 答案 B 4.某同学为测定Na2CO3固体(含少量NaCl)的纯度,设计如图装置(含试剂)进行实验。 下列说法中不正确的是( ) A.必须在②③间添加吸收HCl的装置 B.④的作用是防止空气中的气体影响实验的精确度 C.通入空气的作用是保证②中产生的气体完全转移到③中 D.称取样品和③中产生的沉淀的质量即可求算Na2CO3固体的纯度 答案 A 考点二 铁及其化合物 5.某同学模拟2019年春晚节目《魔壶》进行实验。将“魔壶”中盛有的FeCl3溶液依次倒入分别盛有约1mL①KSCN溶液、②AgNO3溶液、③NaOH浓溶液的3个烧杯中,实验现象各异。下列有关说法正确的是( ) A.烧杯①中,有血红色沉淀生成 B.烧杯②中,发生了氧化还原反应 C.烧杯③中,反应后所得分散系属于胶体 D.若用FeCl2代替FeCl3进行上述实验,实验现象依然各异 答案 D 6.(2018北京东城期末,14)常温时,研究pH对一定浓度FeSO4的稳定性的影响,根据下图分析不合理的是( ) - 18 - A.pH小于1时,亚铁几乎无损耗,可能的原因是4Fe2++O2+10H2O4Fe(OH)3+8H+平衡逆向移动 B.pH在3.0~5.5之间,pH的变化对FeSO4稳定性影响不大 C.pH大于6.5时,亚铁损耗量突变,可能的原因是生成的Fe(OH)2更易被氧化 D.其他条件相同时,FeSO4溶液中加入少量(NH4)2SO4固体,FeSO4的稳定性减弱 答案 D 7.下列有关实验原理、方法和结论都正确的是( ) A.滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,生成白色沉淀,原溶液中一定含有SO42- B.将钾盐溶于盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,该钾盐一定为K2CO3 C.某固体进行焰色反应,火焰呈黄色,说明该固体为钠盐 D.向某溶液中滴加KSCN溶液,不变色,再滴加氯水显红色,则原溶液中一定含有Fe2+ 答案 D 炼技法 提能力 【方法集训】 方法1 Fe3+与Fe2+的鉴别方法归纳 1.下列陈述Ⅰ、Ⅱ正确并且有因果关系的是( ) 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A KSCN可用来检验Fe3+ 用KSCN溶液检验FeSO4是否变质 B 盐的水解是吸热反应 加热可提高盐的水解反应速率 C H2O2有氧化性 H2O2能使酸性KMnO4溶液褪色 D Al(OH)3是两性氢氧化物 Al(OH)3可溶于过量浓氨水中 答案 A 2.(2017北京海淀二模,12)向FeCl3溶液中加入Na2SO3溶液,测定混合后溶液pH随混合前溶液中c(SO32-)/c(Fe3+)变化的曲线如下图所示。 实验发现: ⅰ.a点溶液澄清透明,向其中滴加NaOH溶液后,立即产生灰白色沉淀,滴入KSCN溶液显红色; ⅱ.c点和d点溶液中产生红褐色沉淀,无气体逸出。取其上层清液滴加NaOH溶液后无明显现象,滴加KSCN溶液显红色。下列分析中合理的是( ) A.向a点溶液中滴加BaCl2溶液,无明显现象 B.b点较a点溶液pH升高的主要原因:2Fe3++SO32-+H2O2Fe2++SO42-+2H+ C.c点溶液中发生的主要反应:2Fe3++3SO32-+6H2O2Fe(OH)3+3H2SO3 D.向d点上层清液中滴加KSCN溶液,溶液变红;再滴加NaOH溶液,红色加深 - 18 - 答案 C 方法2 守恒法在铁及其化合物的相关计算中的应用 3.有一块铁的氧化物样品,用140mL5.0mol·L-1盐酸恰好将之完全溶解,所得溶液还能吸收0.025molCl2,恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+,则该样品可能的化学式为( ) A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7 答案 D 4.将3.48gFe3O4完全溶解在100mL1mol·L-1硫酸溶液中,然后加入K2Cr2O7溶液25mL,恰好使溶液中的Fe2+全部转化为Fe3+,Cr2O72-全部被还原为Cr3+,则K2Cr2O7溶液中溶质的物质的量浓度为( ) A.0.05mol·L-1 B.0.1mol·L-1 C.0.2mol·L-1 D.0.3mol·L-1 答案 B 5.C和CuO在一定温度下反应,产物有Cu、Cu2O、CO、CO2。若将2.00gC跟16.0gCuO混合,隔绝空气加热,将生成的气体全部通过足量的澄清石灰水,反应一段时间后共收集到1.12L气体(标准状况),生成沉淀的质量为5.00g。下列说法错误的是( ) A.反应后的固体混合物中Cu的质量为12.8g B.反应后的固体混合物中还含有碳 C.反应后的固体混合物总质量为14.4g D.反应后的固体混合物中氧化物的物质的量为0.05mol 答案 A 【五年高考】 考点一 钠及其化合物 A组 自主命题·北京卷题组 1.(2014北京理综,7,6分)下列金属中,表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是( ) A.K B.Na C.Fe D.Al 答案 D 2.(2019北京理综,10,6分)下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是( ) 物质(括号内为杂质) 除杂试剂 A FeCl2溶液(FeCl3) Fe粉 B NaCl溶液(MgCl2) NaOH溶液、稀HCl C Cl2(HCl) H2O、浓H2SO4 D NO(NO2) H2O、无水CaCl2 答案 B 3.(2012北京理综,7,6分)下列解释实验现象的反应方程式正确的是( ) A.切开的金属Na暴露在空气中,光亮表面逐渐变暗 2Na+O2Na2O2 B.向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液,白色沉淀变成黑色 2AgCl+S2-Ag2S↓+2Cl- C.Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间,变成白色黏稠物 2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 D.向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水,出现白色沉淀 2HCO3-+Ca2++2OH-CaCO3↓+CO32-+2H2O 答案 B 4.(2015北京理综,27,14分)研究CO2在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域。 - 18 - (1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在,其中HCO3-占95%。写出CO2溶于水产生HCO3-的方程式:___________________________________。 (2)在海洋碳循环中,通过如图所示的途径固碳。 ①写出钙化作用的离子方程式:____________________________________。 ②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O。用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下,将其补充完整: _________+________(CH2O)x+x18O2+xH2O (3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上,其准确测量是研究海洋碳循环的基础。测量溶解无机碳,可采用如下方法: ①气提、吸收CO2。用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下)。将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。 ②滴定。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3,再用xmol·L-1HCl 溶液滴定,消耗ymLHCl溶液。海水中溶解无机碳的浓度=__________mol·L-1。 (4)利用下图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量。 ①结合方程式简述提取CO2的原理:______________________________________________________。 ②用该装置产生的物质处理b室排出的海水,合格后排回大海。处理至合格的方法是_______________________________________________________________________________。 答案 (1)CO2+H2OH2CO3、H2CO3H++HCO3- (2)①2HCO3-+Ca2+CaCO3↓+CO2↑+H2O ②xCO2 2xH218O (3)① ②x·yz (4)①a室:2H2O-4e-4H++O2↑,H+通过阳离子膜进入b室,发生反应:H++HCO3-CO2↑+H2O - 18 - ②c室的反应:2H2O+2e-2OH-+H2↑,用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调至接近装置入口海水的pH B组 统一命题、省(区、市)卷题组 5.(2018江苏单科,9,2分)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.NaHCO3(s)Na2CO3(s)NaOH(aq) B.Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s) C.AgNO3(aq)[Ag(NH3)2]+(aq)Ag(s) D.Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq) 答案 A 6.(2017江苏单科,3,2分)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( ) A.Na2O2吸收CO2产生O2,可用作呼吸面具供氧剂 B.ClO2具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒 C.SiO2硬度大,可用于制造光导纤维 D.NH3易溶于水,可用作制冷剂 答案 A 7.(2015山东理综,10,5分)某化合物由两种单质直接反应生成,将其加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生。下列化合物中符合上述条件的是( ) A.AlCl3 B.Na2O C.FeCl2 D.SiO2 答案 A 8.(2015安徽理综,27,14分)硼氢化钠(NaBH4)在化工等领域具有重要的应用价值。某研究小组采用偏硼酸钠(NaBO2)为主要原料制备NaBH4,其流程如下: 已知:NaBH4常温下能与水反应,可溶于异丙胺(沸点:33℃)。 (1)在第①步反应加料之前,需要将反应器加热至100℃以上并通入氩气,该操作的目的是_______________。原料中的金属钠通常保存在_________中,实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有_________、__________、玻璃片和小刀等。 (2)请配平第①步反应的化学方程式: NaBO2+ SiO2+ Na+ H2 NaBH4+ Na2SiO3 (3)第②步分离采用的方法是_____________;第③步分出NaBH4并回收溶剂,采用的方法是_____________。 (4)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)。在25℃、101kPa下,已知每消耗3.8gNaBH4(s)放热21.6kJ,该反应的热化学方程式是_____________________________________。 答案 (1)除去反应器中的水蒸气和空气 煤油 镊子 滤纸 (2)1NaBO2+2SiO2+4Na+2H21NaBH4+2Na2SiO3 (3)过滤 蒸馏 (4)NaBH4(s)+2H2O(l)NaBO2(s)+4H2(g) ΔH=-216.0kJ·mol-1 - 18 - 9.(2015浙江理综,27-Ⅱ,12分)化合物甲和 NaAlH4都是重要的还原剂。一定条件下金属钠和H2反应生成甲。甲与水反应可产生H2,甲与AlCl3反应可得到NaAlH4。将4.80g甲加热至完全分解,得到金属钠和2.24L(已折算成标准状况)的H2。 请推测并回答: (1)甲的化学式________________。 (2)甲与AlCl3反应得到NaAlH4的化学方程式_______________________________。 (3)NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式_________________________________________。 (4)甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3),脱锈过程发生反应的化学方程式_____________________________________________。 (5)某同学认为:用惰性气体赶尽反应体系中的空气,将铁和盐酸反应后的气体经浓硫酸干燥,再与金属钠反应,得到的固体物质即为纯净的甲;取该固体物质与水反应,若能产生H2,即可证明得到的甲一定是纯净的。 判断该同学设想的制备和验纯方法的合理性并说明理由___________________________________________。 答案 (1)NaH (2)4NaH+AlCl3NaAlH4+3NaCl (3)NaAlH4+2H2ONaAlO2+4H2↑ (4)3NaH+Fe2O32Fe+3NaOH (5)制备过程不合理,因为盐酸易挥发,H2中混有HCl,导致产物中有NaCl。验纯方法不合理,如果有Na残留,Na与水反应也产生H2;没有考虑混入的NaCl 考点二 铁及其化合物 A组 自主命题·北京卷题组 1.(2014北京理综,11,6分)用如图装置(夹持、加热装置已略)进行实验,由②中现象,不能证实①中反应发生的是( ) ①中实验 ②中现象 A 铁粉与水蒸气加热 肥皂水冒泡 B 加热NH4Cl和Ca(OH)2混合物 酚酞溶液变红 C NaHCO3固体受热分解 澄清石灰水变浑浊 D 石蜡油在碎瓷片上受热分解 Br2的CCl4溶液褪色 答案 A 2.(2017北京理综,28,16分)某小组在验证反应“Fe+2Ag+Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下。 向硝酸酸化的0.05mol·L-1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。 (1)检验产物 ①取出少量黑色固体,洗涤后,____________________________(填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。 ②取上层清液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有________。 (2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙依据的原理是______________________(用离子方程式表示)。针对两种观点继续实验: ①取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下: 序号 取样时间/min 现象 ⅰ 3 产生大量白色沉淀;溶液呈红色 ⅱ 30 产生白色沉淀,较3min时量少;溶液红色较3min时加深 ⅲ 120 产生白色沉淀,较30min时量少;溶液红色较30min时变浅 - 18 - (资料:Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN) ②对Fe3+产生的原因作出如下假设: 假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生Fe3+; 假设b:空气中存在O2,由于_________________________(用离子方程式表示),可产生Fe3+; 假设c:酸性溶液中的NO3-具有氧化性,可产生Fe3+; 假设d:根据________________________现象,判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+。 ③下述实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。实验Ⅱ可证实假设d成立。 实验Ⅰ:向硝酸酸化的________________________溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液。3min时溶液呈浅红色,30min后溶液几乎无色。 实验Ⅱ:装置如下图。其中甲溶液是_______________,操作及现象是_______________________________。 (3)根据实验现象,结合方程式推测实验ⅰ~ⅲ中Fe3+浓度变化的原因:________________________________。 答案 (16分)(1)①加硝酸加热溶解固体,再滴加稀盐酸,产生白色沉淀 ②Fe2+ (2)2Fe3++Fe3Fe2+ ②4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O 加入KSCN溶液后产生白色沉淀 ③0.05mol·L-1NaNO3 FeSO4溶液 分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液,同时滴加KSCN溶液,后者红色更深 (3)溶液中存在反应:①2Ag++FeFe2++2Ag,②Ag++Fe2+Fe3++Ag,③Fe+2Fe3+3Fe2+。反应开始时,c(Ag+)大,以反应①、②为主,c(Fe3+)增大。约30min后,c(Ag+)小,以反应③为主,c(Fe3+)减小 3.(2017北京理综,26,13分)TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物,制备纯TiCl4的流程示意图如下: 钛精矿粗TiCl4纯TiCl4 资料:TiCl4及所含杂质氯化物的性质 化合物 SiCl4 TiCl4 AlCl3 FeCl3 MgCl2 沸点/℃ 58 136 181(升华) 316 1412 熔点/℃ -69 -25 193 304 714 在TiCl4中的溶解性 互溶 —— 微溶 难溶 (1)氯化过程:TiO2与Cl2难以直接反应,加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。 已知:TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g) ΔH1=+175.4kJ·mol-1 2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH2=-220.9kJ·mol-1 ①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式:________________________________________。 ②氯化过程中CO和CO2可以相互转化,根据下图判断:CO2生成CO反应的ΔH___0(填“>”“<”或“=”),判断依据:_________________________。 ③氯化反应的尾气须处理后排放,尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液,则尾气的吸收液依次是________________________。 - 18 - ④氯化产物冷却至室温,经过滤得到粗TiCl4混合液,则滤渣中含有 。 (2)精制过程:粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4。示意图如下: 物质a是_________,T2应控制在______________。 答案 (13分)(1)①TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g) ΔH=-45.5kJ·mol-1 ②> 随温度升高,CO含量增大,说明生成CO的反应是吸热反应 ③H2O、FeCl2溶液、NaOH溶液 ④MgCl2、AlCl3、FeCl3 (2)SiCl4 高于136℃,低于181℃ B组 统一命题、省(区、市)卷题组 4.(2016课标Ⅲ,7,6分)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 5.(2015课标Ⅰ,10,6分)下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是( ) 选项 实验 现象 结论 A. 将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加KSCN溶液 有气体生成,溶液呈血红色 稀硝酸将Fe氧化为Fe3+ B. 将铜粉加入1.0mol·L-1Fe2(SO4)3溶液中 溶液变蓝、有黑色固体出现 金属铁比铜活泼 C. 用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热 熔化后的液态铝滴落下来 金属铝的熔点较低 D. 将0.1mol·L-1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,再滴加0.1mol·L-1CuSO4溶液 先有白色沉淀生成,后变为浅蓝色沉淀 Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小 答案 D 6.(2019课标Ⅰ,27,15分)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下: 回答下列问题: (1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是______________。 (2)步骤②需要加热的目的是_____________,温度保持80~95℃,采用的合适加热方式是_______。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为______(填标号)。 - 18 - (3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是_________________________。分批加入H2O2,同时为了____________,溶液要保持pH小于0.5。 (4)步骤⑤的具体实验操作有___________________________________,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。 (5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150℃时失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为______________________。 答案 (1)碱煮水洗 (2)加快反应 热水浴 C (3)将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质 防止Fe3+水解 (4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤) (5)NH4Fe(SO4)2·12H2O 7.(2018课标Ⅱ,26节选)我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示: 相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下: 金属离子 Fe3+ Fe2+ Zn2+ Cd2+ 开始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2 7.4 沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2 9.4 回答下列问题: (1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为_______________________________。 (2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有_____________;氧化除杂工序中ZnO的作用是_________________,若不通入氧气,其后果是_____________________。 (3)溶液中的Cd2+可用锌粉除去,还原除杂工序中反应的离子方程式为______________________________。 答案 (1)ZnS+32O2ZnO+SO2 (2)PbSO4 调节溶液的pH 无法除去杂质Fe2+ (3)Cd2++ZnCd+Zn2+ 8.(2017课标Ⅲ,27,15分)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示: 回答下列问题: (1)步骤①的主要反应为 FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2 上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为______。该步骤不能使用陶瓷容器,原因是________________________。 (2)滤渣1中含量最多的金属元素是________________,滤渣2的主要成分是____________及含硅杂质。 (3)步骤④调滤液2的pH使之变______(填“大”或“小”),原因是_________________(用离子方程式表示)。 (4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到_________(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。 - 18 - a.80℃ b.60℃ c.40℃ d.10℃ 步骤⑤的反应类型是_______________。 (5)某工厂用m1kg铬铁矿粉(含Cr2O340%)制备K2Cr2O7,最终得到产品m2kg,产率为________________。 答案 (1)2∶7 陶瓷在高温下会与Na2CO3反应 (2)Fe Al(OH)3 (3)小 2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O (4)d 复分解反应 (5)190m2147m1×100% C组 教师专用题组 9.(2016课标Ⅱ,28,15分)某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题: (1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1mol·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是____________________。 (2)甲组同学取2mLFeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为___________________________。 (3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是______________________________。 (4)丙组同学取10mL0.1mol·L-1KI溶液,加入6mL0.1mol·L-1FeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验: ①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色; ②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀; ③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。 实验②检验的离子是______________(填离子符号);实验①和③说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有__________(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为______________。 (5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为______________________;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是_______________________;生成沉淀的原因是__________________________(用平衡移动原理解释)。 答案 (1)防止Fe2+被氧化 (2)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl- (3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响) (4)Fe2+ Fe3+ 可逆反应 (5)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O Fe3+催化H2O2分解产生O2 H2O2分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动 10.(2015课标Ⅰ,27,14分)硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示: - 18 - 回答下列问题: (1)写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式:___________________________________。为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有_______________________________(写出两条)。 (2)利用____________的磁性,可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是___________________(写化学式)。 (3)“净化除杂”需先加H2O2溶液,作用是_______________。然后再调节溶液的pH约为5,目的是______________________。 (4)“粗硼酸”中的主要杂质是_____________(填名称)。 (5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4),它是有机合成中的重要还原剂,其电子式为____________。 (6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼,用化学方程式表示制备过程_________________________________________________________。 答案 (1)Mg2B2O5·H2O+2H2SO42H3BO3+2MgSO4(2分) 提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径(2分) (2)Fe3O4 SiO2和CaSO4(1分,2分,共3分) (3)将Fe2+氧化成Fe3+ 使Fe3+与Al3+形成氢氧化物沉淀而除去(每空1分,共2分) (4)(七水)硫酸镁(1分) (5)Na+[H:B··HH··:H]-(2分) (6)2H3BO3B2O3+3H2O、B2O3+3Mg2B+3MgO(2分) 11.(2015四川理综,11,16分)为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。 稀H2SO4 活化硫铁矿 FeCO3 空气 硫铁矿烧渣滤液滤液滤液FeSO4晶体 活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应。请回答下列问题: (1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是____________________________。 (2)检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原,应选择___________(填字母编号)。 A.KMnO4溶液 B.K3[Fe(CN)6]溶液 C.KSCN溶液 (3)第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质被除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是__________________。 (4)FeSO4可转化为FeCO3,FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。 已知25℃,101kPa时: 4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s) ΔH=-1648kJ/mol C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393kJ/mol 2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)2FeCO3(s) ΔH=-1480kJ/mol FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是_________________________________________。 - 18 - (5)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池,电池放电时的总反应为4Li+FeS2Fe+2Li2S,正极反应式是_____________________________。 (6)假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3,其含量为50%。将akg质量分数为b%的硫酸加入到ckg烧渣中浸取,铁的浸取率为96%,其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程,第Ⅲ步应加入FeCO3_________________________kg。 答案 (1)Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O (2)C (3)Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+水解产生H+ (4)4FeCO3(s)+O2(g)2Fe2O3(s)+4CO2(g) ΔH=-260kJ/mol (5)FeS2+4Li++4e-Fe+2Li2S或FeS2+4e-Fe+2S2- (6)0.0118ab-0.646c或29ab2450-1131c1750 【三年模拟】 时间:45分钟 分值:100分 一、选择题(每题6分,共48分) 1.(2020届北京海淀期中,4)下列变化中,气体反应物既被氧化又被还原的是( ) A.金属钠露置在空气中迅速变暗 B.露置在空气中的过氧化钠固体变白 C.充满二氧化氮的试管倒扣在水槽中,试管内液面上升 D.将氨气与氯化氢混合,产生大量白烟 答案 C 2.(2020届北京海淀期中,12)A、B、C、X为中学化学常见物质,A、B、C含有相同的元素甲,可以发生如下转化(水参与的反应中水未标出) ABC 下列说法不正确的是( ) A.若A、B、C的焰色反应呈黄色、水溶液均呈碱性,则X可以是CO2 B.若C为红棕色气体,则A一定为空气中含量最高的气体 C.若B为FeCl3,则X一定是Fe D.A可以是碳单质,也可以是O2 答案 B 3.(2019北京东城二模,7)下列事实可依据金属活动性顺序进行解释的是( ) A.镀锌铁比镀锡铁更耐腐蚀 B.铝箔在加热时,熔化的铝不滴落 C.铁在氧气中燃烧所得氧化物中,铁有两种化合价 D.常温时浓硝酸可用铁制容器盛放,而不能用铜制容器盛放 答案 A 4.(2019北京朝阳一模,7)下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是( ) A B C D FeCl3溶液滴入Mg(OH)2浊液中 AgNO3溶液滴入氯水中 Na块放在坩埚里并加热 H2C2O4溶液滴入KMnO4酸性溶液中 白色浑浊转化为红褐色沉淀 产生白色沉淀,随后淡黄绿色褪去 发出黄色火焰,生成淡黄色固体 产生气泡,随后紫色褪去 答案 A - 18 - 5.(2019北京石景山期末,9)1807年化学家戴维电解熔融氢氧化钠制得钠:4NaOH(熔融)O2↑+4Na+2H2O;后来盖·吕萨克用铁与熔融氢氧化钠作用也制得钠:3Fe+4NaOHFe3O4+2H2↑+4Na↑。下列有关说法正确的是( ) A.戴维法制钠,阳极的电极反应式为2OH-+2e-H2↑+O2↑ B.盖·吕萨克法制钠原理是利用铁的金属性比钠的强 C.若用戴维法与盖·吕萨克法制得等量的钠,两方法转移电子总数相等 D.还可以用电解熔融氯化钠法制钠 答案 D 6.(2019北京丰台期末,6)铝热反应常用于冶炼高熔点金属,某小组探究Al粉与Fe3O4发生反应所得黑色固体的成分,实验过程及现象如下: 下列说法不正确的是( ) A.反应①产生的气体是H2 B.反应②为Al2O3+2OH-2AlO2-+H2O C.反应③的白色沉淀是Al(OH)3 D.黑色固体中不含Al和Fe3O4 答案 D 7.(2019北京朝阳二模,12)探究Na2O2与水的反应,实验如下: (已知:H2O2H++HO2-、HO2-H++O22-) 下列分析不正确的是( ) A.①、⑤中产生的气体能使带火星的木条复燃 B.①、④中均发生了氧化还原反应和复分解反应 C.②、⑤中KMnO4与MnO2的作用不同,产生气体的量也不同 D.通过③能比较酸性:HCl>H2O2 答案 D 8.实验室模拟工业上侯德榜制碱原理制备纯碱。下列操作未涉及的是( ) - 18 - 答案 B 二、非选择题(共52分) 9.(2019北京海淀期中,16)(10分)某化学兴趣小组探究NO和Na2O2的反应,设计了如下图所示实验装置,其中E为实验前压瘪的气囊。 资料:除浅黄色的AgNO2难溶于水外,其余亚硝酸盐均易溶于水。 (1)写出A中反应的化学方程式:_______________________________________。 (2)将装置B补充完整,并标明试剂。 (3)用无水CaCl2除去水蒸气的目的是_______________________________________。 (4)反应一段时间后,D处有烫手的感觉,其中固体由淡黄色变为白色,直至颜色不再变化时,气囊E始终没有明显鼓起。 ①学生依据反应现象和氧化还原反应规律推断固体产物为NaNO2。写出该反应的化学方程式:_____________。 ②设计实验证明NaNO2的生成,实验方案是_____________________________________________________(写出操作、现象和结论)。 答案 (1)Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (2) (3)防止水蒸气与Na2O2反应,干扰实验 (4)①2NO+Na2O22NaNO2 ②取少量D中的固体于试管中,加水溶解,再加入AgNO3溶液,若生成浅黄色沉淀,则证明有NaNO2生成 10.(2019北京海淀期中,15)(13分)工业上利用铁的氧化物在高温条件下循环裂解水制氢气的流程如下图所示。 - 18 - (1)反应Ⅰ的化学方程式为Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g),反应Ⅱ的化学方程式为______________,对比反应Ⅰ、Ⅱ,铁的氧化物在循环裂解水制氢气过程中的作用是_____________。用化学方程式表示反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的总结果:_________________________。 (2)反应Ⅲ为CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH>0。为了提高达平衡后CO的产量,理论上可以采取的合理措施有______________________________(任写一条措施)。 (3)上述流程中铁的氧化物可用来制备含Fe3+的蚀刻液,用蚀刻液蚀刻铜板时,可观察到溶液颜色逐渐变蓝,该反应的离子方程式为_____________________。蚀刻液使用一段时间后会失效,先加酸,再加入过氧化氢溶液,可实现蚀刻液中Fe3+的再生,该反应的离子方程式为_________________________________。 (4)上述流程中碳的氧化物可用来制备碳酰肼[CO(NHNH2)2,其中碳元素显+4价]。加热条件下,碳酰肼能将锅炉内表面锈蚀后的氧化铁转化为结构紧密的四氧化三铁保护层,并生成氮气、水和二氧化碳。该反应的化学方程式为______________________________________________。 答案 (1)3FeO(s)+H2O(g)H2(g)+Fe3O4(s) 作催化剂 C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) (2)升高温度(或减小压强、移走CO、加入CO2等) (3)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+ H2O2+2Fe2++2H+2H2O+2Fe3+ (4)CO(NHNH2)2+12Fe2O38Fe3O4+2N2↑+CO2↑+3H2O 11.(2019北京东城期末,19)(15分)探究0.5mol/LFeCl3溶液(pH=1)与不同金属反应时的多样性的原因。(各组实验中:所用FeCl3溶液体积相同;金属过量;静置、不振荡) 实验 金属 现象及产物检验 Ⅰ 镁条 立即产生大量气体;金属表面变黑,该黑色固体能被磁铁吸引;液体颜色由棕黄色逐渐变为红褐色;片刻后气泡减少;金属表面覆盖有红褐色沉淀,此时取反应后的液体,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀 Ⅱ 铜粉 无气体产生;溶液逐渐变为蓝绿色;取反应后的溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀 (1)根据实验Ⅰ的现象,推测红褐色液体为胶体,并用光束照射该液体,在与光束垂直的方向观察到________ 得以证实。 (2)已知Fe和Fe3O4均能被磁铁吸引。 ①为了确定黑色固体的成分是否含有Fe和Fe3O4,重复实验Ⅰ,及时取少量镁条表面生成的黑色粉末,洗净后进行实验如下: 该实验说明黑色固体中一定含有______,结合现象写出判断的理由:_____________________________。 ②除上述结论外,分析实验Ⅰ的现象,可知被还原得到的产物一定还有___________。 (3)实验Ⅰ、Ⅱ现象的差异,与Fe3+、Mg2+、Fe2+、H+、Cu2+的氧化性强弱有关,其顺序是Mg2+查看更多
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