高三化学一轮复习第三单元金属及其化合物测评手册含答案.docx
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高三化学一轮复习第三单元金属及其化合物测评手册含答案
滚动提升卷(三)
考查范围:
第三单元
时间/45分钟
基础过关
1.下列生产、生活中的事实不能用金属活动性顺序解释的是( )
A.铝制器皿不宜盛放酸性食物
B.用惰性电极电解饱和食盐水,阴极产生氢气得不到钠
C.铁制容器盛放和运输浓硫酸
D.镀锌铁桶镀层破损后铁仍不易被腐蚀
2.Fe、Cu都是重要的金属元素。
下列说法正确的是( )
A.二者的单质放置在空气中均只生成氧化物
B.二者的单质都能与稀硫酸反应产生氢气
C.常温条件下,两种金属都能溶解于浓硝酸中
D.制备FeCl3、CuCl2,均不能采用将其溶液直接蒸干的方法
3.[2018·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下所示。
FeCl3·6H2O
FeOOH
纳米四氧化三铁
下列有关叙述不合理的是( )
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溶液的分散质粒子直径大小相等
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
4.下列说法中正确的是( )
A.Cu→CuO→Cu(OH)2每步转化均能通过一步反应实现
B.铝合金是一种混合物,它比纯铝的熔点高
C.金属铜放置在潮湿的空气中会被腐蚀,生成绿色的铜锈——碱式碳酸铜
D.金属铝、铁、铜都有一定的抗腐蚀性能,其抗腐蚀的原因都是表面形成氧化物薄膜,阻止反应的进一步进行
5.如图D3-1所示,在气密性良好的装置Ⅰ和Ⅱ中分别放入药品,将气球内的固体同时倒入试管中。
图D3-1
下列叙述中正确的是( )
A.两试管中均产生气体,Ⅱ的反应程度更为剧烈
B.反应结束后,气球均有膨胀,恢复至室温,装置Ⅱ的气球体积较大
C.反应结束后,气球均有膨胀,恢复至室温,生成气体的体积根据盐酸量计算
D.若将盐酸的体积改为30mL,装置Ⅱ的气球体积较大
6.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下:
图D3-2
下列叙述正确的是( )
A.试剂X可以是氢氧化钠溶液,也可以是盐酸
B.反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁
C.图中所示转化反应都不是氧化还原反应
D.反应②的化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O
Al(OH)3↓+NaHCO3
7.[2018·安徽合肥质量检测]磁黄铁矿(主要成分是Fe1-nS,S为-2价)导电性好,且略具磁性,主要用于提取硫、生产硫酸等。
将mg该磁黄铁矿与200mL盐酸恰好完全反应(矿石中其他成分不与盐酸反应),生成硫单质4.8g、FeCl20.85mol和一定量H2S气体,向反应后的溶液中加入KSCN溶液无现象。
下列说法正确的是( )
A.mg该磁黄铁矿中含+2价的铁0.75mol
B.200mL盐酸中HCl物质的量浓度为4.25mol·L-1
C.生成的H2S气体在标准状况下的体积为16.8L
D.该磁黄铁矿中Fe1-nS的n=0.15
易错自查
8.下列各组物质充分反应后,最终既有沉淀生成又有气体生成的是( )
①少量Na2O2投入Ca(HCO3)2溶液中
②过量Ba(OH)2溶液和NH4HSO4溶液混合加热
③NaAlO2溶液与NaHCO3溶液混合
④FeCl3溶液与Na2SO3溶液混合
⑤用铁作阳极长时间电解足量Na2SO4溶液
A.②③④B.①②⑤
C.①③④D.①②③
9.现有一包铝热剂是铝粉和氧化铁粉末的混合物,在高温下使之充分反应,将反应后的固体分为两等份,进行如下实验(计算pH时假定溶液体积没有变化):
①向其中一份固体中加入100mL2.0mol·L-1的NaOH溶液,加热使其充分反应后过滤,测得滤液的pH=14;
②向另一份固体中加入140mL4.0mol·L-1的HCl溶液,使固体全部溶解,测得反应后所得溶液中只有H+、Fe2+和Al3+三种阳离子且pH=0。
(1)写出该铝热反应的化学方程式:
;
写出实验①发生的离子方程式:
。
(2)这包铝热剂中铝粉的质量为 。
(3)这包铝热剂中氧化铁粉末的质量为 。
10.[2018·湖南衡阳模拟]氯化铁是常见的水处理剂,利用废铁屑可制备无水氯化铁。
实验室制备装置(图D3-3)和工业制备流程图(图D3-4)如下:
图D3-3
图D3-4
已知:
①无水FeCl3熔点为579K、沸点为588K。
②废铁屑中的杂质不与盐酸反应。
③不同温度下六水合氯化铁在水中的溶解度如下:
温度/℃
0
20
80
100
溶解度(g/100gH2O)
74.4
91.8
525.8
535.7
实验室制备操作步骤如下:
Ⅰ.打开弹簧夹K1,关闭活塞K2,并打开活塞a,缓慢滴加盐酸。
Ⅱ.当……时,关闭弹簧夹K1,打开活塞K2,当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a。
Ⅲ.将烧杯中溶液经过一系列操作后得到FeCl3·6H2O晶体。
(1)烧杯中足量的H2O2溶液的作用是 。
(2)为了测定废铁屑中铁的质量分数,操作Ⅱ中“……”的内容是 。
(3)从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体的操作步骤是:
加入 后、 、过滤、洗涤、干燥。
(4)试写出吸收塔中反应的离子方程式:
。
(5)捕集器温度超过673K时,存在相对分子质量为325的铁的氯化物,该物质的分子式为 。
(6)样品中FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定:
称取mg无水氯化铁样品,溶于稀盐酸,配制成100mL溶液;取出10.00mL,加入稍过量的KI溶液,充分反应后,滴入几滴淀粉溶液,并用cmol·L-1Na2S2O3溶液滴定,消耗VmL(已知:
I2+2S2
2I-+S4
)。
样品中氯化铁的质量分数为 。
能力强化
11.[2018·安徽合肥重点中学测试]已知三氯化铁的熔点为306℃,沸点为315℃,易溶于水并且有强烈的吸水性,能吸收空气里的水分而潮解。
某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物做了如图D3-5所示探究实验。
图D3-5
(1)装置的连接顺序为 。
(2)饱和食盐水的作用是 。
(3)反应一段时间后熄灭酒精灯,冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中,加入过量的稀盐酸和少许植物油(反应过程中不振荡),充分反应后,进行如下实验:
固体混合物
淡黄色溶液
淡红色溶液
深红色溶液
红色褪去
图D3-6
①淡黄色溶液中加入试剂X生成淡红色溶液的离子方程式为 。
②淡红色溶液中加入过量H2O2后溶液红色加深的原因是 。
(4)已知红色褪去的同时有气体生成,经检验为O2。
该小组同学对红色褪去的原因进行探究。
①取褪色后溶液三份,第一份滴加FeCl3溶液无明显变化;第二份滴加试剂X,溶液出现红色;第三份滴加稀盐酸和BaCl2溶液,产生白色沉淀。
②另取等物质的量浓度的FeCl3溶液滴加2滴试剂X,溶液变红,再通入O2,无明显变化。
实验①说明 ;实验②的目的是 ;得出结论:
。
滚动提升卷(三)
1.C [解析]A项,铝性质较活泼,在金属活动性顺序表中Al位于H之前,所以能用金属活动性顺序解释;B项,用惰性电极电解饱和食盐水时,阴极生成氢气而得不到钠,说明Na的活动性大于氢,所以可以用金属活动性顺序解释;C项,常温下,浓硫酸和铁发生钝化现象,与金属活动性顺序无关;D项,构成原电池的装置中,作负极的金属加速被腐蚀,作正极的金属被保护,Fe、Zn和电解质构成原电池,Zn易失电子作负极,Fe作正极,则Fe被保护,所以能用金属活动性顺序解释。
2.D [解析]Cu放置在空气中可生成Cu2(OH)2CO3,A项错误;铜为不活泼金属,不能与稀硫酸反应生成氢气,B项错误;常温下,浓硝酸能够使铁钝化,C项错误;直接蒸干FeCl3、CuCl2溶液得到的固体分别是Fe(OH)3、Cu(OH)2,D项正确。
3.B [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。
4.C [解析]A项,CuO→Cu(OH)2不能通过一步实现,错误;B项,铝合金比纯铝的熔点低,错误;D项,铜表面不能形成氧化膜,错误。
5.C [解析]A项,NaHCO3固体与盐酸反应更剧烈;B项,根据原理可知NaHCO3放出的CO2较多;C项,n(H+)=0.003mol,n(NaHCO3)=
mol≈0.012mol,n(Na2CO3)=
mol≈0.009mol,由此可知Ⅰ、Ⅱ中盐酸均反应完全;D项,盐酸体积改为30mL,n(H+)=0.03mol,NaHCO3和Na2CO3均反应完全,1gNaHCO3放出的CO2多。
6.D [解析]试剂X只能是氢氧化钠溶液,不能是盐酸;反应①过滤后所得沉淀为Fe2O3;电解氧化铝制铝的反应是氧化还原反应。
7.D [解析]依据题意可知,磁黄铁矿中硫元素为-2价,铁元素既有+2价又有+3价;n(S)=4.8g÷32g·mol-1=0.15mol,根据得失电子守恒得n(Fe3+)=0.15mol×(2-0)÷(3-2)=0.30mol,则n(Fe2+)=0.85mol-0.30mol=0.55mol,A错误;盐酸恰好反应生成FeCl20.85mol,根据氯原子守恒得c(HCl)=2×0.85mol÷0.2L=8.5mol·L-1,B错误;根据氢原子、氯原子守恒得n(H2S)=
n(HCl)=n(FeCl2)=0.85mol,故标准状况下,V(H2S)=0.85mol×22.4L·mol-1=19.04L,C错误;在Fe1-nS中n'(S)=0.85mol+0.15mol=1.0mol,n(Fe)=0.85mol,所以n(Fe)∶n'(S)=0.85mol∶1.0mol=0.85,所以1-n=0.85,n=0.15,D正确。
8.B [解析]①少量Na2O2先和水反应生成氢氧化钠和氧气,然后NaOH再和Ca(HCO3)2发生反应生成碳酸钙沉淀,①正确;过量Ba(OH)2溶液和NH4HSO4溶液混合加热生成氨和硫酸钡沉淀,所以符合题意,②正确;NaHCO3溶液与NaAlO2溶液混合产生白色沉淀氢氧化铝,无气体放出,所以不符合题意,③错误;FeCl3溶液与Na2SO3溶液混合,Fe3+氧化S
生成Fe2+和S
无沉淀生成,也无气体放出,所以不符合题意,④错误;用铁作阳极长时间电解足量Na2SO4溶液,阳极生成二价铁离子,阴极生成氢气和氢氧根离子,Fe2+和OH-在溶液中先结合成氢氧化亚铁沉淀,再进一步被氧化成氢氧化铁沉淀,所以符合题意,⑤正确。
综上所述,B项正确。
9.
(1)2Al+Fe2O3
Al2O3+2Fe
Al2O3+2OH-
2Al
+H2O,
2Al+2H2O+2OH-
2Al
+3H2↑
(2)5.4g (3)9.6g
[解析]根据实验可得:
①反应后溶液显碱性,说明溶液中Al都以Al
形式存在,Fe及其氧化物和碱不反应,则溶液里的物质就是NaAlO2、NaOH,其中OH-浓度是1mol·L-1,则根据钠离子守恒可知,n(Al
)=n总(NaOH)-n反应后溶液(OH-)=0.1L×(2.0mol·L-1-1.0mol·L-1)=0.1mol;②反应后pH=0,则氢离子的物质的量=1mol·L-1×0.14L=0.14mol,由①可知,在第二个反应中Al3+的物质的量是0.1mol,氯离子的物质的量=4mol·L-1×0.14L=0.56mol,所以亚铁离子的物质的量是(0.56-0.14-0.1×3)mol÷2=0.06mol。
(1)Al与氧化铁在高温下反应生成Fe与氧化铝,反应方程式为2Al+Fe2O3
Al2O3+2Fe。
由上述分析可知,铝粉和氧化铁粉末的混合物反应后固体为Fe、氧化铝及剩余的Al,实验①中Fe和碱不反应,反应离子方程式为Al2O3+2OH-
2Al
+H2O、2Al+2H2O+2OH-
2Al
+3H2↑。
(2)由铝元素守恒可知,每份铝热剂中n(Al)=n(Al
)=0.1mol,故整包铝热剂中m(Al)=0.1mol×2×27g·mol-1=5.4g。
(3)由铁元素守恒可知,每份铝热剂中n(Fe2O3)=
n(Fe2+),整包铝热剂中n(Fe2O3)=0.06mol×
×2=0.06mol,故整包铝热剂中m(Fe2O3)=0.06mol×160g·mol-1=9.6g。
10.
(1)把Fe2+全部氧化成Fe3+
(2)装置A中不产生气泡或量气管和水准管液面不再改变(其他合理答案也可)
(3)盐酸 蒸发(加热)浓缩、冷却结晶
(4)2Fe2++Cl2
2Fe3++2Cl-
(5)Fe2Cl6
(6)
%
[解析]
(1)根据实验装置和操作步骤可知,实验室制备无水FeCl3的原理为利用铁与盐酸反应生成FeCl2,然后把FeCl2氧化成FeCl3,先制得FeCl3·6H2O晶体,再脱结晶水制得无水FeCl3。
烧杯中足量的H2O2溶液是作氧化剂,把Fe2+全部氧化成Fe3+。
(2)铁与盐酸完全反应时,不再产生氢气,所以装置A中不产生气泡或量气管和水准管的液面不再变化时,可根据产生H2的量计算废铁屑中铁的质量分数。
(3)从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体的操作步骤是加入盐酸后、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
(4)从工业制备流程图分析可知,反应炉中进行的反应是2Fe+3Cl2
2FeCl3,因此,进入吸收塔中的尾气是没有参加反应的氯气,在吸收塔中氯气被吸收剂吸收,反应后生成FeCl3溶液,所以吸收剂应是FeCl2溶液,反应为2Fe2++Cl2
2Fe3++2Cl-。
(5)捕集器收集的是气态FeCl3,FeCl3的相对分子质量是162.5,由相对分子质量为325的铁的氯化物可以推出,当温度超过673K时,两分子气态FeCl3可以聚合生成双聚体Fe2Cl6。
(6)由反应:
2Fe3++2I-
2Fe2++I2、I2+2S2
2I-+S4
可得关系式:
2Fe3+~I2~2S2
2 2
nmol cV×10-3mol
2∶2=n∶(cV×10-3),则n(Fe3+)=cV×10-3mol,则样品中氯化铁的质量分数为w(FeCl3)=
×100%=
%。
11.
(1)aghdebcf
(2)除去氯气中的氯化氢气体
(3)①Fe3++3SCN-
Fe(SCN)3
②H2O2将Fe2+氧化成Fe3+,使Fe(SCN)3增多
(4)SCN-发生了反应而不是Fe3+发生反应 排除H2O2分解产生的O2氧化SCN-的可能 H2O2将SCN-氧化成S
[解析]
(1)装置连接顺序为气体的制取→洗气→干燥→氯气和铁的反应→尾气处理,所以装置连接顺序为a→g→h→d→e→b→c→f。
(3)①Fe3+和KSCN反应生成络合物硫氰化铁而使溶液呈红色,离子方程式为Fe3++3SCN-
Fe(SCN)3。
(4)根据①,滴加FeCl3溶液无明显变化,说明SCN-发生了反应而不是Fe3+发生反应,滴加稀盐酸和BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明生成了S
;根据②,另取等物质的量浓度的FeCl3溶液滴加2滴试剂X,溶液变红,再通入O2,无明显变化,说明O2不能氧化SCN-,所以氧化SCN-的为H2O2。
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- 化学 一轮 复习 第三 单元 金属 及其 化合物 测评 手册 答案