2022高考化学一轮复习-单元卷三-金属及其化合物新人教版.docx

2022高考化学一轮复习 单元卷三 金属及其化合物新人教版

2022高考化学一轮复习 单元卷三 金属及其化合物新人教版

年级：
姓名：

- 12 -

金属及其化合物
(时间:60分钟　分值:100分)
一、选择题:本题共10小题,每小题5分,共50分。每小题只有一个选项符合题意。
1.(2020河南许昌第二次联考)磁山(在今河北省邯郸市武安)是我国四大发明之一指南针的发源地。据《古矿录》记载:《明史地理志》称:“磁州武安县西南有磁山,产磁铁石。”文中的磁铁石的主要化学成分应该是(　　)

A.Fe2O3 B.FeO C.Fe3O4 D.Fe(OH)3
2.(2020福建莆田衡秀国际实验学校高三联考)下列中学常见实验的现象表述正确的是(　　)
A.过量的铁投入到一定量的稀硝酸中充分反应后取上层清液置于试管中,滴加KSCN溶液,溶液显红色
B.制备氢氧化亚铁时,向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌,即可制得白色的氢氧化亚铁
C.检验红砖中有氧化铁,向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液2~3滴即可
D.往FeCl3和BaCl2的混合溶液中通入SO2,溶液颜色由棕黄色变为浅绿色,同时有白色沉淀产生,表示FeCl3具有还原性
3.(2020江苏化学,6)下列有关化学反应的叙述正确的是(　　)
A.室温下,Na在空气中反应生成Na2O2
B.室温下,Al与4.0 mol·L-1NaOH溶液反应生成NaAlO2
C.室温下,Cu与浓硝酸反应放出NO气体
D.室温下,Fe与浓硫酸反应生成FeSO4
4.(2020安徽皖南八校联考)下列关于金属及其化合物的说法正确的是(　　)
A.表面用砂纸打磨过的铝箔在酒精灯上加热,铝箔熔化但不滴落
B.将Na、Fe、Cu分别在Cl2中燃烧,可分别得到NaCl、FeCl2、CuCl2
C.Na2O2与水反应和红热的Fe与水蒸气反应均能生成碱
D.向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,烧杯中的固体若有铁,则无铜
5.(2020黑龙江双鸭山第一中学月考)下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是(　　)
选项
操作
现象
解释或结论
A
向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2
溶液变浑浊
析出了
NaHCO3晶体
B
向含有酚酞的烧碱溶液中通入SO2
溶液红色褪去
二氧化硫有漂白性
C
用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应
火焰呈黄色
溶液中有Na+、无K+
D
向NaHCO3溶液中滴加NaAlO2溶液
有白色沉淀和气体产生
AlO2-与HCO3-发生了相互促进的水解反应

6.(2020辽宁朝阳建平二中期中)关于反应过程中的先后顺序,下列说法正确的是(　　)
A.向浓度均为0.1 mol·L-1的FeCl3和CuCl2混合溶液加入铁粉,溶质CuCl2首先与铁粉反应
B.向过量的Ba(OH)2溶液中滴加少量的KAl(SO4)2溶液,开始没有白色沉淀生成
C.向浓度均为0.1 mol·L-1的Na2CO3和NaOH的混合溶液通入CO2气体,NaOH首先反应
D.向浓度为0.1 mol·L-1的FeCl3溶液中加入质量相同、大小相同的铁和铜,铜先反应
7.(2020河北辛集中学阶段考试)碱式氯化铜[CuaClb(OH)c·xH2O]是一种重要的无机杀虫剂,它可以通过以下步骤制备。步骤1:将铜粉加入稀盐酸中,并持续通空气反应生成CuCl2。已知Fe3+对该反应有催化作用,其催化原理如下图所示。步骤2:在制得的CuCl2溶液中加入石灰乳充分反应后即可制备碱式氯化铜。

下列有关说法正确的是(　　)
A.a、b、c之间的关系式为:a=b+c
B.图中M、N分别为Fe2+、Fe3+
C.步骤1充分反应后,加入少量CuO可除去Fe3+
D.若制备1 mol CuCl2,理论上消耗11.2 L O2
8.(2020山东泰安第四中学期中)在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol的混合溶液中加入0.1 mol铁粉,充分搅拌后铁完全反应,同时析出0.1 mol Ag。则下列结论中不正确的是(　　)
A.向反应后的溶液中继续加入少量铁粉,铁粉可以继续溶解
B.氧化性:Ag+>Fe3+>Cu2+>Zn2+
C.反应后溶液的质量减轻
D.反应后溶液中Cu2+与Fe2+的物质的量之比为1∶1
9.(2020安徽合肥质量检测)混合物M中可能含有Al2O3、Fe2O3、Al、Cu,为确定其组成,某同学设计如图所示的分析方案。下列分析正确的是(　　)

A.已知m1>m2,则混合物M中一定不含有Al2O3
B.生成蓝绿色溶液的离子方程式为Cu+Fe3+Cu2++Fe2+
C.固体P既可能是纯净物,又可能是混合物
D.要确定混合物M中是否含有Al,可取M加入过量NaOH溶液
10.(2020湖南部分重点中学期末)工业上常用铁碳混合物处理含Cu2+废水获得金属铜。当保持铁屑和活性炭总质量不变时,测得废水中Cu2+的浓度在不同铁碳质量比(x)条件下随时间变化的曲线如下图所示。

下列推论不合理的是(　　)
A.活性炭对Cu2+具有一定的吸附作用
B.铁屑和活性炭会在溶液中形成微电池,铁为负极
C.增大铁碳混合物中铁碳质量比(x),一定会提高废水中Cu2+的去除速率
D.利用铁碳混合物回收含Cu2+废水中铜的反应原理为Fe+Cu2+Fe2++Cu
二、非选择题:本题共3小题,共50分。
11.(16分)绿矾(FeSO4·7H2O)可作还原剂、着色剂、制药等,在不同温度下易分解得到多种铁的氧化物和硫的氧化物。已知SO3是一种无色晶体,熔点是16.8 ℃,沸点是44.8 ℃,氧化性及脱水性较浓硫酸强,能漂白某些有机染料,如品红等。回答下列问题:

(1)甲组同学按照上图所示的装置,通过实验检验绿矾的分解产物。装置B中可观察到的现象是　　　　　　　　　　,甲组由此得出绿矾的分解产物中含有SO2。装置C的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)乙组同学认为甲组同学的实验结论不严谨,认为需要补做实验。对甲组同学做完实验的B装置的试管加热,发现褪色的品红溶液未恢复红色,则可证明绿矾分解的产物中　　　　(填字母)。 
A.不含SO2　B.可能含SO2　C.一定含有SO3
(3)丙组同学查阅资料发现绿矾受热分解还可能有O2放出,为此,丙组同学选用甲组同学的部分装置和下图部分装置设计出了一套检验绿矾分解所得气态产物的装置:

①丙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为　　　　　　　。 
②能证明绿矾分解产物中有O2的检验方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)证明绿矾分解产物中含有三价铁的操作及现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
12.(2020江西第一次大联考)(16分)随着工农业的发展,NH4Cl的价格低迷、需求降低导致利用“侯氏制碱法”生产的碱厂出现亏损。“新联合制碱法”应运而生,流程如下:

(1)写出气体X的结构式:　　　　　。 
(2)上述工艺流程中参与循环使用的气体有　　　、　　　。 
(3)所得产品Na2CO3中不会含有NH4Cl,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用化学方程式表示)。 
(4)过程Ⅲ以MgO为催化剂进行转化,示意图如下:

①步骤ⅱ实际上要经过加热和高温两步反应,“加热”步骤制得HCl,“高温”步骤得到MgO,其化学方程式分别为　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　。 
②过程Ⅲ分两步得到NH3和HCl,比一步得到NH3和HCl的好处是　　　　　　　　　　　　　　。 
13.(2020福建师大二附中期中)(18分)三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末,常用作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fe2O3、Cu2O还是二者的混合物。探究过程如下:
查阅资料:Cu2O几乎不溶于水,溶于稀硫酸可生成Cu和CuSO4,Cu2O在空气中加热生成CuO。
【提出假设】
假设1:红色粉末是Fe2O3
假设2:红色粉末是Cu2O
假设3:红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物
【设计探究实验】
取少量粉末放入足量的稀硫酸中,在所得溶液中再滴加KSCN试剂。
(1)若已知假设1成立,则预期实验现象是　　　　　。 
(2)若滴加KSCN试剂后溶液不变红色,则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁。你认为这种说法合理吗?　　　　　　。 
(3)若固体粉末完全溶解无固体存在,滴加KSCN试剂时溶液不变红色,则证明红色粉末是　　　　　　　　　　,写出发生反应的所有离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
【探究延伸】
经实验分析,确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物。
(4)实验小组欲用加热法测定Cu2O的质量分数。取a g固体粉末在空气中充分加热,待质量不再变化时,称其质量为b g(b>a),则混合物中Cu2O的质量分数为　　　　　。 
(5)欲利用红色粉末Fe2O3和Cu2O的混合物制取较纯净的胆矾(CuSO4∙5H2O),经查阅资料得知,在溶液中调节溶液的酸碱性而使Cu2+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的pH如下表:
物质
Cu(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀pH
6.0
7.5
1.4
沉淀完全pH
13
14
3.7

实验室有下列试剂可供选择:
A.氯水　B.H2O2　C.硝酸　D.NaOH　E.氨水　F.Cu2(OH)2CO3
实验小组设计如下实验方案:

试回答:①试剂1为　　　,试剂2为　　　(填字母)。 
②固体X的成分为　　　　　　　　　,操作1为　　　　　　　　　　　　　。 

单元质检卷三　金属及其化合物
1.C　根据题干信息可知磁铁石应具有磁性,Fe2O3、FeO、Fe(OH)3都不具有磁性,Fe3O4俗称磁铁,具有磁性,所以磁铁矿的主要成分为Fe3O4,C项正确。
2.C　过量的铁投入到一定量的稀硝酸中,铁先被硝酸氧化为三价铁,过量的铁再和三价铁反应生成亚铁离子,铁元素最终为+2价,滴加KSCN溶液,溶液不会显红色,故A错误;向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液发生复分解反应生成氢氧化亚铁白色沉淀,搅拌后,氢氧化亚铁很容易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁,得不到白色沉淀,故B错误;氧化铁和盐酸反应生成氯化铁溶液和水,三价铁遇KSCN溶液变红色,故C正确;氯化铁具有氧化性,能与二氧化硫发生氧化还原反应生成硫酸根离子,SO42-再与钡离子反应生成硫酸钡沉淀,铁离子被还原为亚铁离子,溶液由棕黄色变成浅绿色,表示铁离子有氧化性,故D错误。
3.B　A项,室温下Na在空气中与O2反应生成Na2O,加热时Na与O2反应得到Na2O2,错误;B项,Al与NaOH溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,正确;C项,室温下Cu与浓硝酸反应生成NO2,错误;D项,在室温下Fe遇浓硫酸发生钝化,生成致密的氧化物薄膜,错误。
4.A　由于Al可以在空气中迅速生成氧化铝,且氧化铝的熔点高于Al,因此表面用砂纸打磨过的铝箔在酒精灯上加热时,铝箔熔化但不滴落,A正确;由于氯气氧化性较强,故Fe在氯气中燃烧得到的产物为氯化铁,而不是氯化亚铁,B错误;过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,Fe与水蒸气反应可生成四氧化三铁和氢气,C错误;Fe还原性强于Cu,故氯化铁溶液会优先与Fe发生反应,反应结束后,烧杯中的固体若有铁,则一定有Cu剩余,D错误。
5.A　向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2时生成NaHCO3,由于NaHCO3的溶解度比Na2CO3的溶解度小,故而有晶体析出,故A正确;向含有酚酞的烧碱(氢氧化钠)溶液中通入SO2,氢氧化钠与二氧化硫反应可以生成亚硫酸氢钠,溶液由碱性逐渐变为弱酸性,故溶液红色褪去,不是利用二氧化硫的漂白性,故B错误;进行焰色反应时若火焰呈黄色,则原溶液中一定含有Na+,不能确定是否含有K+,故C错误;NaHCO3溶液与NaAlO2溶液混合产生白色沉淀氢氧化铝和碳酸钠,没有气体生成,故D错误。
6.C　向浓度均为0.1mol·L-1的FeCl3和CuCl2混合溶液加入铁粉,因为Fe3+的氧化能力强于Cu2+,所以溶质FeCl3首先与铁粉反应,A错误;向过量的Ba(OH)2溶液中滴加少量的KAl(SO4)2溶液,开始生成BaSO4沉淀,B错误;向浓度均为0.1mol·L-1的Na2CO3和NaOH的混合溶液通入CO2气体,CO2和NaOH首先反应,C正确;向浓度为0.1mol·L-1的FeCl3溶液中加入质量相同、大小相同的铁和铜,因为铁的还原能力强,所以铁先反应,D错误。
7.C　根据化合物中正负化合价的代数和等于0可知,2a=b+c,A错误;根据题干叙述可知步骤1反应的化学方程式为2Cu+O2+4HCl2CuCl2+2H2O,已知Fe3+对该反应有催化作用(2Fe3++CuCu2++2Fe2+),则M是Fe3+,N是Fe2+,B错误;Fe3+水解使溶液显酸性,CuO与H+反应产生Cu2+和水,当溶液的pH增大到一定程度,Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而除去,从而达到除去Fe3+的目的,C正确;制备1molCuCl2时转移2mol电子,根据电子守恒,需要消耗0.5molO2,由于不清楚氧气所处的条件,所以不能确定气体的体积,D错误。
8.D　Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1mol的混合溶液中加入0.1mol铁粉,充分搅拌后铁完全反应,同时析出0.1molAg,根据发生反应的离子方程式:2Ag++FeFe2++2Ag,2Fe3++Fe3Fe2+计算可得,Fe3+、Ag+与加入的铁粉恰好反应完全,溶液中存在Cu2+、Zn2+、Fe2+和NO3-,向反应后的溶液中继续加入少量铁粉,发生Fe+Cu2+Fe2++Cu,铁粉可以继续溶解,故A正确;根据金属活动顺序表可知氧化性:Zn2+<Cu2+<Ag+,根据金属铜和三价铁反应生成氯化铜和氯化亚铁,可知氧化性Cu2+<Fe3+,故B正确;对反应过程进行分析可知,0.1mol铁粉全部溶解,同时析出0.1molAg,0.1molFe的质量小于0.1molAg的质量,导致溶液质量减轻,故C正确;由发生反应的离子方程式2Ag++FeFe2++2Ag,2Fe3++Fe3Fe2+可知,反应共生成0.2molFe2+,而0.1molCu2+没有参加反应,则反应后溶液中Cu2+与Fe2+的物质的量之比为1∶2,故D错误。
9.D　Al2O3和Al均能溶解在过量氢氧化钠溶液中,生成蓝绿色溶液说明含Cu2+,能形成Cu2+,则固体M肯定含有Fe2O3和Cu。若m1>m2,则混合物M中可能含有Al2O3,A错误;B项中的离子方程式中电荷不守恒,故B错误;由于加了过量的盐酸,因此固体P只能是铜,不可能是混合物,故C错误;要确定混合物M中是否含有Al,可取M加入过量NaOH溶液,若产生气体,则一定含铝,否则不含铝,故D正确。
10.C　活性炭具有许多细小微孔,且表面积巨大,具有很强的吸附能力,由图像可知,Cu2+在纯活性炭中浓度减小,表明活性炭对Cu2+具有一定的吸附作用,A项正确。铁屑和活性炭在溶液中形成微电池,其中铁具有较强的还原性,易失去电子形成Fe2+,发生氧化反应,因此铁为负极,B项正确。由图像可知,当铁碳混合物中铁的质量增加使铁碳比x=2∶1时,Cu2+的去除速率逐渐增加;但当铁碳混合物变为纯铁屑时,Cu2+的去除速率又降低;因此增大铁碳混合物中铁碳质量比(x),不一定会提高废水中Cu2+的去除速率,C项错误;在铁碳微电池中,碳所在电极发生还原反应,Cu2+得到电子生成铜单质,因此该微电池的总反应方程式为Fe+Cu2+Fe2++Cu,D项正确。
11.答案(1)品红溶液褪色　吸收尾气,防止SO2(SO3)等气体扩散到空气中污染环境
(2)BC
(3)AFGBDH　用带火星的木条检验H中收集到的气体,木条复燃
(4)取少量分解产物置于试管中,加入足量稀盐酸溶解,再滴加几滴KSCN溶液,溶液变红色,说明有三价铁
解析: 已知二氧化硫、三氧化硫能使品红褪色,但二氧化硫使品红褪色后加热能恢复红色;检验绿矾分解所得气态产物,根据可能的产物性质,用无水硫酸铜检验水、用冰水冷却气体看是否有无色晶体生成,若有无色晶体则含有三氧化硫;用品红检验二氧化硫;用氢氧化钠除去二氧化硫;用排水法收集可能生成的氧气,氧气能使带火星的木条复燃;三价铁能使KSCN溶液变红。
(1)二氧化硫能使品红褪色,装置B中可观察到的现象是品红溶液褪色。二氧化硫、三氧化硫都有毒,为防止SO2(SO3)等扩散到空气中污染环境,装置C的作用是尾气处理。
(2)二氧化硫、三氧化硫能使品红褪色,但二氧化硫使品红褪色后加热能恢复红色;对甲组同学做完实验的B装置的试管加热,发现褪色的品红溶液未恢复红色,则可证明绿矾分解的产物中一定含有SO3,可能含SO2。
(3)①检验绿矾分解所得气态产物,根据可能的产物性质,用无水硫酸铜检验水、用冰水冷却气体看是否有无色晶体生成,若有无色晶体则含有三氧化硫;用品红检验二氧化硫;用氢氧化钠溶液除去二氧化硫;用排水法收集可能生成的氧气,所以仪器连接顺序是AFGBDH;②氧气能使带火星的木条复燃,所以检验氧气的方法是用带火星的木条检验H中收集到的气体,木条复燃证明有氧气生成。
(4)三价铁能使KSCN溶液变红,证明绿矾分解产物中含有三价铁的操作及现象是取少量分解产物置于试管中,加入足量稀盐酸溶解,再滴加几滴KSCN溶液,溶液变红色,说明有三价铁。
12.答案(1)　(2)CO2　NH3　(3)NH4ClNH3↑+HCl↑　(4)①MgCl2+2H2OMg(OH)2↓+2HCl↑　Mg(OH)2MgO+H2O　②能防止NH3和HCl因接触反应生成氯化铵
解析: (1)碳酸氢钠分解生成碳酸钠、二氧化碳气体和水,则X为二氧化碳,其结构式为。
(2)根据流程图,反应Ⅱ中生成的二氧化碳和反应Ⅲ生成的氨气可以参与反应Ⅰ,因此参与循环使用的气体有CO2、NH3。
(3)所得产品Na2CO3中不会含有NH4Cl,因为氯化铵受热容易分解:NH4ClNH3↑+HCl↑。
(4)①步骤ⅱ实际上要经过加热和高温两步反应,“加热”步骤中促进氯化镁水解制得HCl,“高温”步骤使得氢氧化镁分解得到MgO,化学方程式分别为MgCl2+2H2OMg(OH)2↓+2HCl↑、Mg(OH)2MgO+H2O。②过程Ⅲ分两步得到NH3和HCl,可以防止NH3和HCl反应生成氯化铵,比一步得到NH3和HCl好。
13.答案(1)溶液变为红色　(2)不合理　(3)Fe2O3和Cu2O的混合物
Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O、Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+　(4)9(b-a)a×100%
(5)①B　F　②Cu2(OH)2CO3和Fe(OH)3　蒸发浓缩、冷却结晶
解析: (1)若已知假设1成立,Fe2O3与足量稀硫酸反应生成Fe2(SO4)3和H2O,溶液中有Fe3+,加入KSCN试剂,溶液变为红色。
(2)若滴加KSCN试剂后溶液不变红色,说明与稀硫酸反应后的溶液中不含Fe3+,但不能证明原固体中一定不含Fe2O3。若原固体是Fe2O3和Cu2O的化合物,Cu2O与稀硫酸反应生成的Cu将Fe2O3与稀硫酸反应生成的Fe3+还原成Fe2+[发生反应:Cu2O+H2SO4CuSO4+Cu+H2O、Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O、Cu+Fe2(SO4)3CuSO4+2FeSO4],所以题中说法不合理。
(3)若固体粉末完全溶解无固体存在,滴加KSCN试剂时溶液不变红色,则证明红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物。发生反应的所有离子方程式为Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O、Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2O、Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+。
(4)根据题给资料,加热时发生反应:2Cu2O+O24CuO,固体增加的质量为消耗O2的质量,n(O2)=b-a32mol,根据化学方程式可知反应的Cu2O的物质的量是b-a16mol,则Cu2O的质量为b-a16mol×144g·mol-1=9(b-a)g,则Cu2O的质量分数为9(b-a)a×100%。
(5)向红色粉末中加入稀硫酸发生反应:Cu2O+H2SO4CuSO4+Cu+H2O、Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O、Cu+Fe2(SO4)3CuSO4+2FeSO4,所得溶液中含CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3,根据题中提供的Cu2+、Fe2+、Fe3+开始沉淀和沉淀完全的pH,要将FeSO4除去必须先将Fe2+氧化成Fe3+,则试剂1为氧化剂,试剂1不能用氯水,用氯水会引入杂质离子Cl-,不能用硝酸,用硝酸会产生大气污染物,所以试剂1选用H2O2,H2O2的还原产物为H2O,不引入新杂质也不产生大气污染物。试剂2是调节溶液的pH使Fe3+完全沉淀而除去,为了不引入新杂质,试剂2选择Cu2(OH)2CO3,不选用NaOH和氨水,用NaOH或氨水会引入杂质。所得悬浊液经过滤得到的固体X的成分为Fe(OH)3和Cu2(OH)2CO3,滤液为CuSO4溶液。从CuSO4溶液中获得CuSO4·5H2O的操作为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,则操作1为蒸发浓缩、冷却结晶。