2020届一轮复习人教通用版第三章金属及其重要化合物作业

2020届一轮复习人教通用版第三章金属及其重要化合物作业

考案[3]第三章　金属及其重要化合物 综合过关规范限时检测 ‎(45分钟，100分)‎ 第Ⅰ卷(选择题　共42分)‎ 一、选择题：本题共7小题，每小题6分，共42分。每小题只有一个选项符合题意。‎ ‎1．(2019·河南洛阳期末)中科院化学所研制的晶体材料——纳米四氧化三铁，在核磁共振造影及医药上有广泛用途，其生产过程的部分流程如图所示。‎ FeCl3·6H2OFeOOH纳米四氧化三铁 下列有关叙述不合理的是(　B　)‎ A．纳米四氧化三铁具有磁性，可作为药物载体用于治疗疾病 B．纳米四氧化三铁可分散在水中，它与FeCl3溶液的分散质直径大小相等 C．在反应①中环丙胺的作用可能是促进氯化铁水解 D．反应②的化学方程式是 ‎6FeOOH＋CO===2Fe3O4＋3H2O＋CO2‎ ‎[解析]　纳米四氧化三铁为磁性纳米晶体材料，可作为药物载体用于疾病的治疗，A项正确；纳米四氧化三铁分散在适当的分散剂中形成的分散系属于胶体，不同于溶液中溶质微粒的直径，B项错误；反应①中环丙胺不参加反应，但加入环丙胺后FeCl3发生水解生成FeOOH，即环丙胺会促进氯化铁的水解，C项正确；由制备过程图可知，反应②的反应物为FeOOH和CO，由一种生成物为Fe3O4和质量守恒定律可知反应为6FeOOH＋CO===2Fe3O4＋3H2O＋CO2，D项正确。‎ ‎2．(2019·山东临沂模拟)下列各组物质，不能按(“―→”表示反应一步完成)关系转化的是(　C　)‎ 选项 a b c A Al2O3‎ NaAlO2‎ Al(OH)3‎ B AlCl3‎ Al(OH)3‎ NaAlO2‎ C Al Al(OH)3‎ Al2O3‎ D MgCl2‎ Mg(OH)2‎ MgO ‎　　[解析]　各选项中物质间的转化为：A项，Al2O3NaAlO2Al(OH)3Al2O3；B项，AlCl3Al(OH)3NaAlO2AlCl3；D项，MgCl2Mg(OH)2MgOMgCl2；C项中，Al不能经一步反应生成Al(OH)3。‎ ‎3．(2019·福建福州模拟)某同学在实验室利用氢氧化钠溶液、盐酸分离铁粉和铝粉的混合物，物质转化关系如图所示：‎ 下列说法不正确的是(　D　)‎ A．X为NaOH溶液，Y为盐酸 B．a→b发生的反应为AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓‎ C．b→c→Al的反应条件分别为：加热、电解 D．a、b、c既能与酸又能与碱反应 ‎[解析]　在铁粉和铝粉混合物中加入试剂X，过滤得到铁，试剂X能溶解铝不能溶解铁，X为NaOH溶液，a为NaAlO2溶液，NaAlO2和适量盐酸反应生成Al(OH)3沉淀，Y为盐酸，A项正确；a为NaAlO2溶液，b为Al(OH)3，a→b发生的反应为AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，B项正确；b为Al(OH)3，Al(OH)3受热分解生成Al2O3和水，电解Al2O3生成铝和氧气，C项正确；b为Al(OH)3，c为Al2O3，均既能与酸反应又能与碱反应，a为NaAlO2溶液，只能和酸反应，不能和碱反应，D项错误。‎ ‎4．(2019·河南一轮诊断调研)某学习小组的同学按下列实验流程制备Na2CO3，设计的部分装置如图所示。‎ 下列叙述正确的是(　C　)‎ A．若X为浓氨水，Y为生石灰，则可用装置甲制取NH3‎ B．反应①可在装置乙中发生，反应②可在装置丁中发生 C．可用装置丙进行过滤操作 D．将母液蒸干灼烧后可得到NH4Cl固体 ‎[解析]　生石灰与水反应放出大量的热，产物为粉末状熟石灰，所以，用浓氨水与生石灰制取NH3不能用图甲所示装置，A项错误；反应②是NaHCO3受热分解制Na2CO3，同时有CO2和水生成，丁中试管口应略向下倾斜，即反应②不可以在装置丁中发生，B项错误；过滤是将固液混合物进行分离，可以用装置丙进行过滤操作，C项正确；母液中还有较多的NaHCO3，将母液蒸干灼烧得不到NH4Cl固体。D项错误。‎ ‎5．(2019·四川绵阳诊断)某溶液中可能含有较多的H＋、NH、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、CO、SO、NO中的几种。①若加入锌粒，产生无色无味的气体；②若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法正确的是(　B　)‎ A．溶液中的阳离子只有H＋、Mg2＋、Al3＋‎ B．溶液中n(NH)＝0.2 mol C．溶液中一定不含CO，可能含有SO和NO D．n(H＋) n(Al3＋) n(Mg2＋)＝111‎ ‎[解析]　由①知溶液中一定含有大量的H＋，一定没有CO、NO；由②知溶液中一定含有Mg2＋、Al3＋，一定没有Fe3＋，由图像可知溶液中还一定含有NH，且n(NH)＝0.7 mol－0.5 mol＝0.2 mol，n(H＋)＝0.1 mol，n(Al3＋)＝0.8 mol－0.7 mol＝0.1 mol，沉淀Al3＋、Mg2＋共消耗0.4 mol OH－，其中沉淀Al3＋消耗0.3 mol OH－，沉淀Mg2＋消耗0.1 mol OH－，根据Mg2＋～2OH－，可得n(Mg2＋)＝0.05 mol，故只有B项正确。‎ ‎6．(2019·湖南长沙模拟)在Fe2(SO4)3溶液中加入a g铜，完全溶解后，再加b g铁，充分反应后得到c g残余固体，已知a>c，则下列说法正确的是(　B　)‎ A．残余固体是铜和铁 B．最后得到的溶液中一定含有Cu2＋‎ C．将残余固体加入到稀硫酸中，有气泡产生 D．最后得到的溶液中可能含有Fe3＋‎ ‎[解析]　相关反应有2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu，a>c，说明Cu与Fe3＋反应产生的Cu2＋没有完全析出，Fe完全溶解，残留固体只有Cu，溶液中一定含有Cu2＋，A项错误，B项正确；Cu与稀硫酸不反应，故C错；由于残余固体为铜，故溶液中不可能还存在Fe3＋，D项错误。‎ ‎7．(2019·北京房山模拟)下列说法错误的是(　B　)‎ ‎①向NaClO溶液中滴入少量FeSO4溶液，反应的离子方程式为2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===Cl－＋2Fe3＋＋H2O ‎②向FeSO3溶液中先滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液，溶液变成血红色，说明Fe2＋既有氧化性又有还原性 ‎③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，则稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋‎ ‎④向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液，溶液呈红色，溶液中一定含有Fe2＋‎ ‎⑤在溶液中加KSCN溶液显红色，证明原溶液中有Fe3＋，无Fe2＋‎ A．①②③④　 B．①②③④⑤‎ C．②③④　 D．②③④⑤‎ ‎[解析]　①NaClO溶液为碱性溶液，滴入少量硫酸亚铁溶液时，亚铁离子被ClO－氧化，离子方程式中不能写H＋而应写水且生成Fe(OH)3沉淀，错误；②向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液再滴加H2O2溶液，H2O2溶液将Fe2＋氧化为Fe3＋，溶液变为血红色，体现Fe2＋的还原性，不能说明Fe2＋具有氧化性，错误；③将稀硝酸加入过量铁粉中，生成Fe(NO3)2、NO和水，由于铁粉过量，故溶液中无Fe3＋，加入KSCN后溶液不会变红，错误；④若溶液中有Fe3＋无Fe2＋时也会出现红色，若先加入KSCN溶液，无明显现象，再滴入氯水呈红色可证明原溶液中含Fe2＋，错误；⑤加入KSCN溶液，溶液显红色，说明一定含有Fe3＋，但无法确定是否含有Fe2＋错误。‎ 第Ⅱ卷(非选择题　共58分)‎ 二、非选择题：本题包括4小题，共58分 ‎8．(10分)(2019·河北大名一中月考)A、B、C、D、E五种物质的焰色反应均为黄色，它们按如图所示关系相互转化。‎ ‎(1)这五种物质中，A为__Na___、C为__Na2O2___。‎ ‎(2)将CO2通入E的饱和溶液中，发生反应的离子方程式为　CO2＋H2O＋2Na＋＋CO===2NaHCO3↓ 　。‎ ‎(3)写出A→D、C→D、C→E反应的化学方程式：‎ A→D：　2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 　；‎ C→D：　2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 　；‎ C→E：　2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 　。‎ ‎[解析]　A在氧气中燃烧生成C，A与空气短期接触生成B，A与水反应生成D，B、C都是氧化物，且都和水反应生成D，则D只能为碱，A、B、C、D、E五种物质的焰色反应均为黄色，说明均含有钠元素，故A为Na，B为Na2O，C为Na2O2，D为NaOH，E是Na2CO3。‎ ‎(1)由以上分析可知A为Na，C为Na2O2。‎ ‎(2)E是Na2CO3，将CO2‎ 通入E的饱和溶液中，生成碳酸氢钠沉淀，反应的离子方程式为CO2＋H2O＋2Na＋＋CO===2NaHCO3↓。‎ ‎(3)A→D的反应是钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑；C→D为过氧化钠和水的反应，化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；C→E为过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，化学方程式为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。‎ ‎9．(16分)(2019·龙岩模拟)铁、铝、铜及其化合物在生产、生活中有广泛的用途，试回答下列问题：‎ ‎(1)铝的原子结构示意图为　 　；铁、铝、铜三种金属的金属活动性由弱到强的排列顺序是__铜<铁<铝(或CuFe>Cu。‎ ‎(2)Fe3＋具有较强的氧化性，能够腐蚀铜：‎ ‎2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。‎ ‎(3)铁比铜活泼，为原电池的负极，铜电极反应为 Cu2＋＋2e－===Cu。‎ ‎(4)在加热条件下，铜在酸性条件下转化为Cu2＋：‎ ‎2Cu＋O2＋2H2SO42CuSO4＋2H2O。‎ ‎(5)结合题给信息可写出反应方程式为 Al2O3＋3Cl2＋3C===2AlCl3＋3CO。故该反应的氧化剂为Cl2。‎ ‎10．(16分)(2019·山东青岛模拟)铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛。‎ ‎(1)高铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中的一种新型净水剂，工业上利用NaClO和NaOH的混合溶液将Fe(OH)3氧化制备高铁酸钠，反应的离子方程式为　2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O 　；高铁酸钠能用作新型净水剂的原理是__FeO具有强氧化性可杀菌消毒；在反应中被还原成Fe3＋，Fe3＋水解生成氢氧化铁胶体可吸附悬浮颗粒而净水___。‎ ‎(2)氧化铁红色颜料跟某些油料混合，可以制成防锈油漆。以黄铁矿为原料制硫酸产生的废渣中含有Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，用生产硫酸产生的废渣制备铁红(Fe2O3)的过程如下：‎ ‎①酸溶过程中发生反应的化学方程式为　Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O 　，　Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O 　，　MgO＋H2SO4===MgSO4＋H2O 　；“滤渣A”主要成分的化学式为__SiO2___。‎ ‎②还原过程中加入FeS2的目的是将溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋，而本身被氧化为H2SO4，请写出该反应的离子方程式：　FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋ 　。‎ ‎③氧化过程中，O2、NaOH与Fe2＋反应的离子方程式为　4Fe2＋＋O2＋2H2O＋8OH－===4Fe(OH)3↓[或Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3] 　。‎ ‎④为了确保铁红的质量和纯度，氧化过程中需要调节溶液的pH的范围是__3.2～3.8___，如果pH过大，可能引起的后果是__Al3＋、Mg2＋形成沉淀，使制得的铁红不纯___。‎ 沉淀物 Fe(OH)3‎ Al(OH)3‎ Fe(OH)2‎ Mg(OH)2‎ 开始沉淀pH ‎2.7‎ ‎3.8‎ ‎7.6‎ ‎9.4‎ 完全沉淀pH ‎3.2‎ ‎5.2‎ ‎9.7‎ ‎12.4‎ ‎　　[解析]　(1)NaClO和NaOH的混合溶液将Fe(OH)3氧化得到Na2FeO4，反应的离子方程式为2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－===2FeO＋3Cl－＋5H2O，FeO具有强氧化性可杀菌消毒，在反应中被还原成Fe3＋，Fe3＋水解生成氢氧化铁胶体可吸附悬浮颗粒而净水。‎ ‎(2)废渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，用稀硫酸溶解可除去不与酸反应的SiO2，加入FeS2将溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋，再加NaOH和通入空气，调节溶液pH的范围是3.2～3.8，主要是使Fe3＋沉淀，而不使Mg2＋、Al3＋形成沉淀，最后洗涤、烘干、研磨，使Fe(OH)3分解生成Fe2O3，从而得到铁红。①H2SO4与废渣中的Fe2O3、Al2O3‎ ‎、MgO反应，化学方程式分别为Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O，Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O，MgO＋H2SO4===MgSO4＋H2O，因SiO2不与H2SO4反应，故“滤渣A”主要成分为SiO2。②FeS2中硫元素的化合价从－1价升高到＋6价，Fe3＋化合价降低，依据得失电子数相等可知二者计量数之比为114；根据S原子守恒可知SO前面的化学计量数为2，根据O原子守恒可知H2O前面的化学计量数为8，根据H原子守恒可知H＋前面的化学计量数为16，则反应的离子方程式为FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋。③Fe2＋与OH－反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2被O2氧化为Fe(OH)3，用化合价升降法配平离子方程式为4Fe2＋＋O2＋2H2O＋8OH－===4Fe(OH)3↓。④溶液pH>3.2时Fe3＋沉淀完全，溶液pH＝3.8时Al3＋开始沉淀，故溶液pH需要控制的范围是：3.2～3.8；根据金属离子沉淀的pH，如果pH过大，Al3＋、Mg2＋会形成沉淀，使制得的铁红不纯。‎ ‎11．(16分)(2019·广东五校协作体第一次联考)利用工业冶炼硫酸铜(含有Fe2＋、AsO、Ca2＋等杂质)提纯制备电镀硫酸铜的生产流程如下：‎ 已知：①Fe3＋、Cu2＋开始沉淀的pH分别为2.7、5.4，完全沉淀的pH分别为3.7、6.4。‎ ‎②Ksp[Cu(OH)2]＝2×10－20。‎ ‎③AsO＋H2O2＋H＋===H3AsO4，H3AsO4＋Fe3＋===FeAsO4↓＋3H＋。‎ ‎(1)溶解操作中需要配制含铜32 g·L－1的硫酸铜溶液1.0 L，需要称量冶炼级硫酸铜的质量至少为__80___g。‎ ‎(2)测定溶解液中的Fe2＋的浓度，可用KMnO4标准溶液滴定，取用KMnO4溶液应使用__酸式___(填“酸式”或“碱式”)滴定管，其中反应的离子方程式为　MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O 　。若要检验调节pH后溶液中的Fe3＋已除尽的方法是__取少量溶液Ⅰ于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液不出现血红色，则说明Fe3＋已经除尽___。‎ ‎(3)氧化后需要将溶液进行稀释及调节溶液的pH＝5，则稀释后的溶液中铜离子浓度最大不能超过__2×10－2___mol·L－1。‎ ‎(4)固体Ⅰ的主要成分除FeAsO4、Fe(OH)3外还有CaCO3，由溶液Ⅰ获得CuSO4·H2O，需要经过__蒸发浓缩___、__冷却结晶___、过滤、洗涤、干燥操作。‎ ‎(5)利用以上电镀级硫酸铜作为电解质，电解粗铜(含锌、银、铂杂质)制备纯铜，写出阳极发生的电极反应：　Zn－2e－===Zn2＋、Cu－2e－===Cu2＋ 　。‎ ‎[解析]　(1)溶解操作中需要配制含铜32 g·L－1的硫酸铜溶液1.0 L，需要称量冶炼级硫酸铜的质量至少为：m(CuSO4)＝＝80 g。‎ ‎(2)高锰酸钾具有强氧化性，取用KMnO4溶液应使用酸式滴定管；MnO将Fe2＋‎ 氧化为Fe3＋，同时MnO被还原为Mn2＋，发生反应的离子方裎式为MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O；检验调节pH后溶液中的Fe3＋已除尽的方法是取少量溶液Ⅰ于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液不出现血红色，则说明Fe3＋已经除尽。‎ ‎(3)溶液pH＝5，c(OH－)＝10－9mol·L－1，则稀释后的溶液中铜离子浓度最大不能超过 mol·L－1＝2×10－2mol·L－1。‎ ‎(4)固体Ⅰ的主要成分除FeAsO4、Fe(OH)3外还有CaCO3，操作Ⅰ是从溶液中获得晶体，需经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥操作。‎ ‎(5)电解粗铜(含锌、银、铂杂质)制备纯铜，阳极发生氧化反应，阳极发生的电极反应为Zn－2e－===Zn2＋、Cu－2e－===Cu2＋。‎