2021届新高考一轮复习人教版专题十二 金属及其化合物作业
第三部分 元素及其化合物
专题十二 金属及其化合物
【考情探究】
课
标
解
读
内容
钠及其重要化合物
镁、铝及其重要化合物
铁、铜及其重要化合物 金属的冶炼
解读
掌握钠及其重要化合物的主要性质及应用
1.掌握镁及其重要化合物的主要性质及应用
2.了解铝及其化合物的有关性质,掌握铝土矿的开发和利用
1.掌握铁、铜及其重要化合物的主要性质及应用
2.了解常见金属及其重要化合物的制备方法
考情分析
对钠、镁及其化合物的主要性质单独考查的题目很少,一般与其他专题内容同时考查,考查题型多是与其有关的工艺流程题或实验题。铁、铜及其化合物的性质是高考热点之一,铁盐(Fe3+)、亚铁盐(Fe2+)的性质是考查的重点
备考策略
要重点关注金属及其化合物结合阿伏加德罗常数的应用、氧化还原反应中电子转移、化学实验方案的设计与评价、化工流程、性质实验探究等
【真题探秘】
【基础集训】
考点一 钠及其重要化合物
1.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( )
答案 B
2.下列有关物质性质与应用的对应关系错误的是( )
选项
化学性质
实际应用
A
ClO2具有强氧化性
用于自来水的消毒杀菌
B
Na2O2能与CO2和 H2O分别发生反应放出O2
用作呼吸面具供氧剂
C
钠的金属性比钾弱
Na与KCl反应制取单质K
D
FeCl3溶液能与Cu反应
用FeCl3溶液蚀刻印刷电路板
答案 C
3.下列叙述正确的是( )
①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱,它们都是碱性氧化物
②Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都能跟CaCl2溶液反应得到白色沉淀
③钠在常温下不容易被氧化
④Na2O2可作供氧剂,而Na2O不行
⑤石蕊试液中加入Na2O2粉末,先变蓝后褪色,并有气泡生成
⑥钠与浓NH4Cl溶液反应,放出的气体中含H2和NH3
A.都正确 B.②③④⑤ C.④⑤⑥ D.②⑤⑥
答案 C
4.某溶液中含有大量NH4+、Na+、HCO3-、CO32-、CH3COO-,加入足量的Na2O2固体后,溶液中离子浓度基本保持不变的是(假设溶液体积无变化)( )
A.Na+ B.CO32-、NH4+ C.CH3COO- D.CH3COO-、Na+
答案 C
考点二 镁、铝及其重要化合物
5.下列有关铝及其化合物的性质说法正确的是( )
A.Al2O3熔点高,可用作耐高温材料
B.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,发现熔化后的液态铝滴落下来,所以金属铝的熔点较低
C.把用砂纸打磨过的铝条放入浓硝酸中,产生大量红棕色气体
D.把氯化铝溶液滴入浓氢氧化钠溶液中,立即产生大量白色沉淀
答案 A
6.用如图所示过程除去AlCl3溶液中含有的Mg2+、K+等杂质离子并尽可能减小AlCl3的损失。
下列说法正确的是( )
A.NaOH溶液可以用氨水来代替
B.溶液a中含有Al3+、K+、Cl-、Na+、OH-
C.溶液b中只含有NaCl
D.向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的pH
答案 D
7.下列各组物质相互混合进行反应,既有气体生成最终又有沉淀生成的是( )
①金属钠投入FeCl2溶液中
②过量的NaOH溶液和明矾溶液反应
③少量CaO投入过量的NaHCO3溶液中
④Na2O2投入CuSO4溶液中
A.①③ B.③④ C.①④ D.②③
答案 C
8.轻质氧化镁是新型功能复合材料的重要添加剂,可以菱镁矿(含MgCO3、CaCO3、Fe2O3、Al2O3、SiO2)为原料制备,其制备流程如下:
(1)酸溶时,为了提高酸溶速率可采取的措施有 ;提高矿物的浸取率可采取的措施有 。(各答一条即可)
(2)浓硫酸与Al2O3反应的化学方程式为 ;滤渣Ⅰ的主要成分为 和 (填化学式)。
(3)用氨水调节溶液pH=8~9的目的是 ,若氨水加的量较多使pH>9,则最终氧化镁的产量会 (填“增大”“不变”或“减小”)。
(4)沉镁时发生反应的离子方程式为 。
(5)流程中“焙烧”操作若在实验室中进行,样品应放在 中加热,当 时,说明固体样品已分解完全。
答案 (1)将菱镁矿粉碎或适当提高酸溶时的温度(合理答案均可) 适当延长酸溶时间或溶解过程中不断搅拌或多次浸取(合理答案均可)
(2)Al2O3+3H2SO4 Al2(SO4)3 +3H2O CaSO4 SiO2
(3)使滤液中的Al3+与Fe3+完全沉淀 减小
(4)CO2+2NH3·H2O+Mg2+ MgCO3↓+2NH4+ +H2O
(5)坩埚 前后两次称量固体的质量不变(或质量差小于0.1 g)
考点三 铁、铜及其重要化合物 金属的冶炼
9.下列依据相关实验得出的结论正确的是( )
A.用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色,该溶液一定是钠盐溶液
B.将Fe(NO3)2样品先溶于稀盐酸中,然后滴加KSCN溶液,溶液变红,说明Fe(NO3)2样品已氧化变质
C.在食盐试样中加入盐酸和KI溶液,加入淀粉溶液后变蓝,则试样可能含KIO3
D.加入AgNO3溶液后生成白色沉淀,加稀盐酸沉淀不溶解时,可确定有Cl-存在
答案 C
10.钢制构件在镀锌前需要经过酸洗,其基本原理是用盐酸除去其表面的Fe2O3·H2O及FeO等杂质。回收废酸同时生产含铁产品的流程如下:
已知:
ⅰ.酸洗钢制构件后得到废酸的主要成分如下表所示。
成分
Cl-
游离HCl
Fe2+
Fe3+
含量/g·L-1
130~160
50~70
60~80
0
ⅱ.pH<4时,Fe2+不易被氧气氧化。
回答下列问题:
(1)用离子方程式解释废酸中不含Fe3+的原因: 。
(2)过程Ⅱ中,发生的主要反应为FeCl2(s)+H2SO4(aq) FeSO4(s)+2HCl(aq)。
①加入过量H2SO4的作用是 (写出一点即可)。
②用化学平衡原理解释鼓入空气的目的: 。
(3)过程Ⅲ中,FeSO4隔绝空气焙烧得到的尾气中含有两种可用于生产硫酸的氧化物,此过程发生反应的化学方程式是 。
(4)过程Ⅴ:阴离子交换树脂可将FeCl4-选择性吸附分离,其过程可表示为ROH+X- RX+OH-(X-表示FeCl4-)。当树脂吸附饱和后可直接用水洗涤树脂进行脱附,同时脱附过程发生反应:FeCl4- Fe3++4Cl-。
①吸附后溶液的pH将会 (填“升高”“降低”或“不变”)。
②洗脱液经处理后有许多用途,下列用途合理的是 。
A.刻蚀印刷铜线路板 B.净化污水
C.自来水消毒 D.浸泡生物标本
答案 (1)2Fe3++Fe 3Fe2+
(2)①抑制Fe2+水解;防止pH>4时,Fe2+被氧气氧化;提供H+利于HCl气体的逸出;提供SO42-利于FeSO4固体析出(答出任意一点即可)
②空气带走HCl气体,促进平衡FeCl2(s)+H2SO4(aq) FeSO4(s)+2HCl(aq)向正反应方向移动,有利于FeSO4固体的析出
(3)2FeSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑(条件也可以写“高温”)
(4)①升高 ②AB
【综合集训】
1.(2019河北衡水中学二调,16)向Na2CO3、NaHCO3混合溶液中逐滴加入稀盐酸,生成气体的量随盐酸加入量的变化关系如图所示。下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是( )
A.a点对应的溶液中:Na+、OH-、SO42-、NO3-
B.b点对应的溶液中:K+、Ca2+、H+、Cl-
C.c点对应的溶液中:Na+、Ca2+、NO3-、Cl-
D.d点对应的溶液中:F-、NO3-、Fe2+、Ag+
答案 C
2.(2018河南安阳一模,10)为了测定NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物中各组分的含量,某同学设计如下实验:取一定质量的混合物,通过测量反应前后②和③装置质量的变化,确定该混合物中各组分的质量分数。下列说法中错误的是 ( )
A.①、②、③中可以依次盛装碱石灰、无水CaCl2、碱石灰
B.硬质玻璃管加热前,应关闭b,打开a,缓缓通入空气,直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止
C.若将①装置换成盛NaOH溶液的洗气瓶,则测得的NaCl含量偏大
D.实验过程中一直通入空气,停止加热后再停止通入空气
答案 C
【应用集训】
1.[2020届江苏南通栟茶中学学情监测,19(1)]一种从铜渣(主要含铜、锌、铁、铅等金属单质的混合物)中提取铜的工艺流程如下:
(1)“浸出”过程采用氨体系选择性浸出法。各金属浸出率和氨水浓度的关系如图所示。则“滤渣”中主要含有的金属元素是 。氨水最适宜的浓度为 mol·L-1。
答案 铁、铅 2.0
2.[2019江苏七市二模,20(1)]铊(Tl)的价态分析及处理方法是环境保护研究的重点课题。
(1)三价铊各物种[Tl3+、Tl(OH)2+、Tl(OH)2+、Tl(OH)3、Tl(OH)4-]分布分数(平衡时某物种的物质的量占各物种的总物质的量之和的分数)与pH的关系如图所示。当pH=1.5时,溶液中浓度最大的含铊物种是 (填化学式)。
答案 (1)Tl(OH)2+
3.(2018江苏南京、盐城、连云港二模,16)聚合硫酸铁铝、聚合氯化铝是高效水处理剂。以废铁屑、废铝质易拉罐及硫酸为原料,制备聚合硫酸铁铝的工艺流程如下:
(1)为提高反应Ⅰ、Ⅱ金属元素的浸出率,可以采取的措施有 。
(2)反应Ⅲ中FeSO4转化为Fe2(SO4)3的化学方程式为 。
(3)反应Ⅲ的温度应控制在50~70 ℃,原因是 。反应Ⅲ中往往加入硝酸铝,反应转化过程如图甲,转化①的离子方程式是 。
(4)写出Fe2(SO4)3水解生成Fe2(OH)n(SO4)3-n2的离子方程式: 。
(5)利用图乙所示电解装置可制备净水剂聚合氯化铝。实际生产中,阳极附近因为发生副反应而产生的气体可能有 。
答案 (1)适当增大硫酸浓度(或适当提高反应温度等)
(2)4FeSO4+O2+2H2SO42Fe2(SO4)3+2H2O
(3)温度太低,反应速率太慢;温度太高,金属离子水解程度增大,易形成沉淀,影响产品的产量 3Fe2++4H++NO3-3Fe3++NO↑+2H2O
(4)2Fe3++3-n2SO42-+nH2OFe2(OH)n(SO4)3-n2+nH+
(5)O2、Cl2
【五年高考】
考点一 钠及其重要化合物
1.(2019课标Ⅱ,11,6分)下列化学方程式中,不能正确表达反应颜色变化的是( )
A.向CuSO4溶液中加入足量Zn粉,溶液蓝色消失Zn+CuSO4 Cu+ZnSO4
B.澄清的石灰水久置后出现白色固体Ca(OH)2+CO2 CaCO3↓+H2O
C.Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色2Na2O2 2Na2O+O2↑
D.向Mg(OH)2悬浊液中滴加足量FeCl3溶液出现红褐色沉淀3Mg(OH)2+2FeCl3 2Fe(OH)3+3MgCl2
答案 C
2.(2018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.NaHCO3受热易分解,可用于制胃酸中和剂
B.SiO2熔点高硬度大,可用于制光导纤维
C.Al2O3是两性氧化物,可用作耐高温材料
D.CaO 能与水反应,可用作食品干燥剂
答案 D
3.(2017江苏单科,7,2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.Fe FeCl2 Fe(OH)2
B.S SO3 H2SO4
C.CaCO3 CaO CaSiO3
D.NH3 NO HNO3
答案 C
4.(2016天津理综,1,6分)根据所给的信息和标志,判断下列说法错误··的是( )
A
B
C
D
《神农本草经》记载,麻黄能“止咳逆上气”
碳酸氢钠药片
古代中国人已用麻黄治疗咳嗽
该药是抗酸药,服用时喝些醋能提高药效
看到有该标志的丢弃物,应远离并报警
贴有该标志的物品是可回收物
答案 B
5.(2016天津理综,4,6分)下列实验的反应原理用离子方程式表示正确的是( )
A.室温下,测得氯化铵溶液pH<7,证明一水合氨是弱碱:NH4++2H2O NH3·H2O+H3O+
B.用氢氧化钠溶液除去镁粉中的杂质铝:2Al+2OH-+2H2O 2AlO2-+3H2↑
C.用碳酸氢钠溶液检验水杨酸中的羧基:+2HCO3-+2H2O+2CO2↑
D.用高锰酸钾标准溶液滴定草酸:2MnO4-+16H++5C2O42- 2Mn2++10CO2↑+8H2O
答案 B
考点二 镁、铝及其重要化合物
6.(2016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.SiO2SiCl4Si
B.FeS2SO2H2SO4
C.N2NH3NH4Cl(aq)
D.MgCO3MgCl2(aq)Mg
答案 C
7.(2019课标Ⅰ,26,14分)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为 。
(2)“滤渣1”的主要成分有 。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子,可选用的化学试剂是 。
(3)根据H3BO3的解离反应:H3BO3+H2OH++B(OH)4-,Ka=5.81×10-10,可判断H3BO3是 酸;在“过滤2”前,将溶液pH调节至3.5,目的是 。
(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为 ,母液经加热后可返回 工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是 。
答案 (1)NH4HCO3+NH3 (NH4)2CO3
(2)SiO2、Fe2O3、Al2O3 KSCN
(3)一元弱 转化为H3BO3,促进析出
(4)2Mg2++3CO32-+2H2O Mg(OH)2·MgCO3↓+2HCO3-[或2Mg2++2CO32-+H2O Mg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑] 溶浸 高温焙烧
8.(2018天津理综,7,14分)下图中反应①是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。回答下列问题:
(1)MgCl2·6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H-除外): ,Mg在元素周期表中的位置: ,Mg(OH)2的电子式: 。
(2)A2B的化学式为 。反应②的必备条件是 。上图中可以循环使用的物质有 。
(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料 (写化学式)。
(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式: 。
(5)用Mg制成的格氏试剂(RMgBr)常用于有机合成,例如制备醇类化合物的合成路线如下:
RBr RMgBr (R:烃基;R':烃基或H)
依据上述信息,写出制备所需醛的可能结构简式: 。
答案 (1)r(H+)
H3PO4
B.非金属性:Cl>Br
C.碱性:NaOH>Mg(OH)2
D.热稳定性:Na2CO3>NaHCO3
答案 D
2.(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
考点二 镁、铝及其重要化合物
3.(2015天津理综,1,6分)下列有关“化学与生活”的叙述不正确的是( )
A.点燃爆竹后,硫燃烧生成SO3
B.中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈
C.服用阿司匹林出现水杨酸反应时,用NaHCO3溶液解毒
D.使用含钙离子浓度较大的地下水洗衣服,肥皂去污能力减弱
答案 A
4.(2015浙江理综,27,18分)Ⅰ.请回答:
(1)H2O2的电子式 。
(2)镁燃烧不能用CO2灭火,用化学方程式表示其理由 。
(3)在AgCl沉淀中加入KBr溶液,白色沉淀转化为淡黄色沉淀,写出反应的离子方程式 。
(4)完成以下氧化还原反应的离子方程式:
( )MnO4-+( )C2O42-+ ( )Mn2++( )CO2↑+
Ⅱ.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4.80 g甲加热至完全分解,得到金属钠和2.24 L(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 Ⅰ.(1)H：O····：O····：H
(2)2Mg+CO2 2MgO+C
(3)AgCl+Br- AgBr+Cl-
(4)2MnO4-+5C2O42-+16H+ 2Mn2++10CO2↑+8H2O
Ⅱ.(1)NaH
(2)4NaH+AlCl3 NaAlH4+3NaCl
(3)NaAlH4+2H2O NaAlO2+4H2↑
(4)3NaH+Fe2O3 2Fe+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
5.(2015福建理综,24,15分)无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。
(1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体,其反应的离子方程式为 。
(2)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含有Fe2O3、SiO2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下:
已知:
物质
SiCl4
AlCl3
FeCl3
FeCl2
沸点/℃
57.6
180(升华)
300(升华)
1 023
①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多,其作用是 (只要求写出一种)。
②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气,则反应生成相对原子质量比硅大的单质是 。
③已知:Al2O3(s)+3C(s) 2Al(s)+3CO(g)
ΔH1=+1 344.1 kJ·mol-1
2AlCl3(g) 2Al(s)+3Cl2(g) ΔH2=+1 169.2 kJ·mol-1
由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为 。
④步骤Ⅲ的尾气经冷却至室温后,气体用足量的NaOH冷溶液吸收,生成的盐主要有3种,其化学式分别为 。
⑤结合流程及相关数据分析,步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是 。
答案 (1)Al3++3H2O Al(OH)3+3H+
(2)①防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大反应物的接触面积,加快反应速率
②铁或Fe ③Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g) 2AlCl3(g)+3CO(g) ΔH=+174.9 kJ·mol-1
④NaCl、NaClO、Na2CO3 ⑤除去FeCl3,提高AlCl3纯度
考点三 铁、铜及其重要化合物 金属的冶炼
6.(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1.0 mol·L-1 Fe2(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0.1 mol·L-1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,再滴加0.1 mol·L-1 CuSO4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
7.(2015江苏单科,8,2分)在给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是( )
A.粗硅SiCl4Si
B.Mg(OH)2MgCl2(aq)Mg
C.Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3
D.AgNO3(aq)[Ag(NH3)2]OH(aq)Ag
答案 A
8.(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:
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+2H2SO4 2H3BO3+2MgSO4 提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径
(2)Fe3O4 SiO2和CaSO4
(3)将Fe2+氧化成Fe3+ 使Fe3+与Al3+形成氢氧化物沉淀而除去
(4)(七水)硫酸镁
(5)Na+[H：B··HH··：H]-
(6)2H3BO3 B2O3+3H2O、B2O3+3Mg 2B+3MgO
9.(2015天津理综,9,18分)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)42+,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)42+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使用如图装置,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)42++2RH 2NH4++2NH3+CuR2 分液漏斗 ab
(3)RH 分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁、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
【三年模拟】
时间:45分钟 分值:100分
一、选择题(每题6分,共36分,,每小题只有一个选项正确)
1.(2020届天津七校联考,11)A、B、C是所学过的三种单质,A、B、C及其他物质之间的反应关系如图所示,其中B、D、E、F的水溶液呈酸性。若D+C E+F且常温下只有B为气体,则A、B、C分别为( )
A.Fe、Cl2、Cu B.Fe、Cl2、H2
C.Cu、Cl2、Fe D.Fe、Cl2、Mg
答案 A
2.(2020届福建福州月考,7)新型镁铝合金(Mg17Al12)(合金中金属化合价均为0)有储氢性能,下列说法正确的是( )
A.该合金应在氮气保护下,由一定比例的Mg、Al单质熔炼而成
B.1 mol Mg17Al12与盐酸完全反应放出H2 35 mol
C.一定量的镁铝合金既可完全溶于足量盐酸中,也可完全溶于足量NaOH溶液中
D.等质量的镁、铝和镁铝合金分别与足量的盐酸反应生成H2的体积(同温同压下)由大到小的顺序为V(Mg)>V(合金)>V(Al)
答案 B
3.(2019河北承德期末,8)向铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合,其中铝粉在1 000 ℃时可与N2反应制备AlN。下列说法正确的是( )
A.AlN是一种金属材料
B.AlN与足量盐酸反应的离子方程式为AlN+3H+Al3++NH3↑
C.AlN与足量氢氧化钠溶液共热时生成氢氧化铝和氨气
D.少量NH4Cl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜
答案 D
4.(2019湖北七市协作体联考,9)实验室根据“侯氏制碱法”原理制备少量NaHCO3:NH3+CO2+H2O+NaClNaHCO3↓+NH4Cl。实验包括制取氨气→制取NaHCO3→分离NaHCO3→干燥NaHCO3四个步骤。下列实验必须选用的主要仪器正确的是( )
A.制取氨气,可选用②③
B.制取NaHCO3,可选用④⑦⑨
C.分离NaHCO3,可选用④⑤⑥⑦
D.干燥NaHCO3,可选用②③⑦⑧
答案 A
5.(2019河北衡水中学二调,13)从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下:
则下列说法正确的是( )
A.试剂a是铁,试剂b是稀硫酸
B.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同
C.试剂c是氯气,相应的反应为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
D.用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2+
答案 C
6.(2019河南安阳二模,11)某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2,其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是( )
A.X可以是稀硫酸或稀硝酸或稀盐酸
B.实验开始时应先关闭a、打开b,再向烧瓶中加入X
C.反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀
D.反应结束后若关闭b及分液漏斗活塞,则Fe(OH)2可较长时间存在
答案 D
二、选择题(每题6分,共18分,每小题有一个或两个选项正确)
7.(2019广东深圳一模,11)用CuCl2·2H2O制取无水CuCl2的实验装置如图所示,下列说法错误的是( )
A.通入HCl可以抑制CuCl2的水解
B.先滴入浓硫酸,再点燃c处酒精灯
C.硬质玻璃管内部右侧会出现白雾
D.装置d中上层为苯,下层为NaOH溶液
答案 D
8.(2020届5·3原创卷4,11)钢铁的表面发蓝、发黑处理是常用的防腐蚀方法。发生的主要反应有:3Fe+NaNO2+5NaOH 3Na2FeO2+NH3↑+H2O;6Na2FeO2+NaNO2+5H2O 3Na2Fe2O4+NH3↑+7NaOH;Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O Fe3O4+4NaOH。下列说法正确的是( )
A.钢铁表面氧化膜的成分是Fe3O4,Fe3O4中Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的含量之比为2∶1
B.升高温度或增大NaNO2溶液的浓度有利于氧化膜的生成
C.由反应过程可知,氧化性:NaNO2>Na2FeO2>Na2Fe2O4
D.工业上一般不用冷浓硝酸进行钢铁表面处理的原因是硝酸易挥发、不稳定且还原产物污染环境
答案 BD
9.(2019北京期末)某小组同学通过实验研究FeCl3溶液与Cu粉发生的氧化还原反应。实验记录如下:
序号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
实验
步骤
实验
现象
铜粉消失,溶液黄色变浅,加入蒸馏水后无明显现象
铜粉有剩余,溶液黄色褪去,加入蒸馏水后生成白色沉淀
铜粉有剩余,溶液黄色褪去,变成蓝色,加入蒸馏水后无白色沉淀
下列说法不正确的是( )
A.实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均涉及Fe3+被氧化
B.对比实验Ⅰ、Ⅱ说明白色沉淀的产生与铜粉的量有关
C.实验Ⅱ、Ⅲ中加入蒸馏水后c(Cu2+)相同
D.向实验Ⅲ反应后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现白色沉淀
答案 AC
三、非选择题(共46分)
10.(2019安徽阜阳二模,22)(12分)CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿[主要成分为Co2O3、Co(OH)3,还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]制取CoCl2·6H2O的工艺流程如下:
已知:①浸出液中含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表所示:
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Co(OH)2
Al(OH)3
Mn(OH)2
开始沉淀
2.7
7.6
7.6
4.0
7.7
完全沉淀
3.7
9.6
9.2
5.2
9.8
③CoCl2·6H2O熔点为86 ℃,加热至110~120 ℃时,失去结晶水生成无水氯化钴。
(1)写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式: 。
(2)写出NaClO3发生反应的主要离子方程式: 。
(3)“加Na2CO3调pH至5.2”,过滤所得到的沉淀成分为 。
(4)“操作Ⅰ”中包含3个基本实验操作,它们依次是 、 和过滤。
(5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。向“滤液”中加入萃取剂的目的是 ;萃取剂使用的最佳pH范围是 (填代号)。
A.2.0~2.5 B.3.0~3.5 C.4.0~4.5 D.5.0~5.51
(6)为测定粗产品中CoCl2·6H2O的含量,称取一定质量的粗产品溶于水,加入足量AgNO3溶液,过滤、洗涤,将沉淀烘干后称其质量。通过计算发现粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是 。(答一条即可)
答案 (1)Co2O3+SO32-+4H+ 2Co2++SO42-+2H2O
(2)ClO3-+6Fe2++6H+ Cl-+6Fe3++3H2O
(3)Fe(OH)3、Al(OH)3
(4)蒸发浓缩 冷却结晶
(5)除去Mn2+ B
(6)粗产品中含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水
11.(2019河北石家庄一模,26)(15分)草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O,相对分子质量为180)呈淡黄色,可用作照相显影剂。某实验小组对其进行了一系列探究。
Ⅰ.纯净草酸亚铁晶体热分解产物的探究。
(1)气体产物成分的探究。小组成员采用如下装置(可重复选用)进行实验:
①装置D的名称为 。
②按照气流从左到右的方向,上述装置的连接顺序为 →尾气处理装置(填仪器接口的字母编号)。
③实验前先通入一段时间N2,其目的为 。
④实验证明气体产物中含有CO,依据的实验现象为 。
(2)固体产物成分的探究。充分反应后,A处反应管中残留黑色固体。查阅资料可知,黑色固体可能为Fe或FeO。小组成员设计实验证明了其成分只有FeO,其操作及现象为 。
(3)依据(1)和(2)中结论,可知A处反应管中发生反应的化学方程式为 。
Ⅱ.草酸亚铁晶体样品纯度的测定
工业制得的草酸亚铁晶体中常含有FeSO4杂质,测定其纯度的步骤如下:
步骤1:称取m g草酸亚铁晶体样品并溶于稀H2SO4中,配成250 mL溶液。
步骤2:取上述溶液25.00 mL,用c mol·L-1 KMnO4标准液滴定至终点,消耗标准液V1 mL。
步骤3:向反应后溶液中加入适量锌粉,充分反应后,加入适量稀H2SO4,再用c mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点,消耗标准液V2 mL。
(4)步骤3中加入锌粉的目的为 。
(5)草酸亚铁晶体样品的纯度为 ;若步骤1配制溶液时部分Fe2+被氧化,则测定结果将 (填“偏高”“偏低”或“不变”)。
答案 (1)①(球形)干燥管 ②agfbchi(或ih)de(或ed)bc ③排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸 ④C处反应管中固体由黑变红,其后装置中澄清石灰水变浑浊
(2)取固体少许溶于稀硫酸,无气体生成
(3)FeC2O4·2H2O FeO+CO↑+CO2↑+2H2O
(4)将Fe3+还原为Fe2+
(5)52×c×(V1-V2)×10-3×25025×180m×100% 偏低
12.(2019湖北十堰一模,26)(19分)甲醛(HCHO),无色气体,易溶于水,有特殊的刺激性气味,对人眼、鼻等有刺激作用。40%甲醛溶液沸点为96 ℃,易挥发。甲醛在碱性溶液中具有极强的还原性。为探究过量甲醛和新制Cu(OH)2反应的产物成分,进行如下研究:
(1)在下图装置中进行实验,向a中加入0.5 mol·L-1 CuSO4溶液50 mL和5 mol·L-1 NaOH溶液100 mL,振荡,再加入40%的甲醛溶液40 mL,缓慢加热a,在65 ℃时回流20分钟后冷却至室温。反应过程中观察到有棕色固体生成,最后变成红色,并有气体产生。
①仪器b的名称是 。
②仪器c的作用为 。
③能说明甲醛具有还原性的实验现象是 。
(2)查阅资料发现气体产物是副反应产生的。为确认气体产物中含H2而不含CO,将装置A和下图所示的装置连接后进行实验。
①依次连接的合理顺序为:A→B→ → → → →G。
②装置B的作用是 。
③确认气体产物中含H2而不含CO的现象是 。
(3)已知:。证明a中甲醛的碳元素未被氧化成+4价的实验方案为:取少量a中反应后的清液, ,
则说明甲醛的碳元素未被氧化成+4价。
(4)为研究红色固体产物的组成,进行如下实验(以下每步均充分反应):
已知:ⅰ.Cu2O[Cu(NH3)4]+(无色)[Cu(NH3)4]2+(蓝色)
ⅱ.2Cu+8NH3·H2O+O22[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O
通过上述实验,可以得出红色固体产物主要是 。
答案 (1)①恒压滴液漏斗 ②冷凝回流 ③A中出现红色物质(或A中出现棕色物质)
(2)①E F D C ②吸收甲醛蒸气,防止其干扰后续检验 ③F中固体由黑变红,D中无水硫酸铜变蓝,C中澄清石灰水不变浑浊
(3)滴入过量的浓盐酸,未见气泡产生
(4)Cu2O和Cu
