高优指导2021版高三化学一轮复习第4单元材料家族中的元素单元质检卷鲁科版.doc

材料家族中的元素(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共10题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.“信息”“材料”和“能源”被称为新科技革命的三大支柱。下列有关资讯错误的是()A.在即将到来的新能源时代,核能、太阳能、氢能将成为主要能源B.目前中、美、日等国掌握的陶瓷发动机技术,大大提高了发动机的能量转化效率C.成功发射的“天宫”一号目标飞行器使用了大量的复合材料D.合成高分子材料的广泛应用有百利而无一害答案:D解析:合成高分子材料的广泛应用给人们的生产生活带来便利,但同时使用或处理不当也会带来环境问题。2.下列说法中正确的是()A.医用酒精的浓度通常为95%B.单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料C.淀粉、纤维素和油脂都属于天然高分子化合物D.合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料答案:B解析:医用酒精的浓度通常为75%,油脂不属于高分子化合物,合成纤维属于有机高分子材料,故只有B项正确。3.下列有关金属的工业制法中,正确的是()A.制钠:用海水为原料制得精盐,再电解纯净的NaCl溶液B.制铁:以铁矿石为原料,CO还原得到铁C.制镁:用海水为原料,经一系列过程制得氧化镁固体,H2还原得到镁D.制铝:从铝土矿中获得氧化铝再得到氯化铝固体,电解熔融的氯化铝得到铝答案:B解析:电解NaCl溶液得不到单质钠,A错误;工业上冶炼镁是用电解熔融MgCl2的方法,C错误;工业上冶炼Al是用电解熔融Al2O3的方法,D错误;工业炼铁的反应原理为3CO+Fe2O32Fe+3CO2。4.(2015江西南昌调研)下列离子方程式中,正确的是()A.Fe3O4溶于足量稀硝酸:Fe3O4+8H+Fe2+2Fe3+4H2OB.硅酸钠溶液与醋酸溶液混合:Si+2H+H2SiO3C.AlCl3溶液中滴入过量的氨水:Al3+4OH-Al(OH)4-D.向NaHCO3溶液中加入过量Ca(OH)2溶液:HC+Ca2+OH-CaCO3+H2O答案:D解析:A项,稀硝酸为强氧化性酸,与Fe3O4反应产物中不可能有Fe2+;B项,CH3COOH为弱酸,不能拆写成离子形式;C项,NH3H2O为弱碱,不能拆写成OH-形式,且Al(OH)3不能溶于过量的氨水。5.(2015湖北武汉武昌区调研)向CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液至过量,观察到产生白色沉淀CuI,溶液变为棕色。再向反应后的混合物中不断通入SO2气体,溶液逐渐变成无色。下列分析正确的是()A.上述实验条件下,物质的氧化性:Cu2+I2SO2B.通入SO2时,SO2与I2反应,I2作还原剂C.通入SO2后溶液逐渐变成无色,体现了SO2的漂白性D.滴加KI溶液时,转移2 mol e-时生成1 mol白色沉淀答案:A解析:由题给条件,可推出发生反应:2Cu2+4I-2CuI+I2;SO2+I2+2H2O4H+S+2I-。根据在同一个反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物,氧化剂的氧化性强于还原剂,知物质的氧化性:Cu2+I2,I2SO2,故Cu2+I2SO2,A选项正确;SO2与I2反应,SO2作还原剂,B选项错误;由SO2与I2反应可知,通入SO2后溶液逐渐变成无色,体现了SO2的还原性,C选项错误;根据反应2Cu2+4I-2CuI+I2知,转移2 mol e-时生成2 mol白色沉淀,D选项错误。6.下表各组物质中,满足下图物质一步转化关系的选项是()选项XYZANaNaOHNaHCO3BCuCuSO4Cu(OH)2CCCOCO2DSiSiO2H2SiO3答案:C解析:NaHCO3不能一步到Na,A项错误;Cu(OH)2不能一步到Cu,B项错误;依2C+O22CO,2CO+O22CO2,2Mg+CO22MgO+C,可知C项正确;SiO2不能一步到H2SiO3,H2SiO3不能一步到Si,D项错误。7.一种新型净水剂PAFC聚合氯化铁铝,化学式为AlFe(OH)nCl6-nm,n5,m10,广泛用于生活用水的净化和废水的净化,下列有关PAFC的说法正确的是()A.PAFC用于净化饮用水时,可以除去水中所有的有害物质B.PAFC中铁显+2价C.PAFC可看作一定比例的氯化铝和氯化铁的水解产物D.PAFC在强酸性或强碱性溶液中都能稳定存在答案:C解析:聚合氯化铁铝溶于水时会水解生成Fe(OH)3(胶体)、Al(OH)3(胶体)吸附水中悬浮杂质形成沉淀而除去,从而起到净水作用,不能杀菌消毒;由化学式可知PAFC中铁显+3价,既能与强酸反应,又能与强碱反应。8.(2015广东梅州一模)下列叙述、均正确并且有因果关系的是()选项叙述叙述ASO2有氧化性SO2可用于漂白纸浆B高纯单质硅有良好的半导体性能高纯单质硅可用于制光电池C浓硫酸有强氧化性浓硫酸可用于干燥H2和COD明矾能水解生成Al(OH)3胶体明矾可用作生活用水的消毒剂答案:B解析:SO2具有漂白性,可用于漂白纸浆,与二氧化硫的氧化性无关,A项错误;高纯单质硅是良好的半导体材料,可用于制光电池,B项正确;浓硫酸可用于干燥H2和CO是因为浓硫酸具有吸水性,与浓硫酸的强氧化性无关,C项错误;明矾能水解生成Al(OH)3胶体,可用作净水剂,明矾没有强氧化性,所以不能用于杀菌消毒,D项错误。9.向含有a mol AlCl3的溶液中加入含b mol KOH的溶液,生成沉淀的物质的量可能是()a molb mol mol mol0 mol(4a-b) molA.B.C.D.导学号95380315答案:B解析:解答本题首先要明确铝盐与碱反应的原理及二者量与产物的关系。a mol AlCl3完全转化为Al(OH)3时所需的KOH的物质的量为3a mol,且沉淀最大值为a mol。故有可能出现。当b3a时,KOH不足,此时nAl(OH)3=n(KOH)= mol,故可能,不可能;当3ab4a时Al3+3OH-Al(OH)3a mol3a mola molAl(OH)3+OH-Al(OH)4-(b-3a) mol(b-3a) mol剩余沉淀为:a mol-(b-3a) mol=(4a-b) mol故可能。10.(2012四川理综)向27.2 g Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5 L,固体物质完全反应,生成NO和Cu(NO3)2。在所得溶液中加入1.0 molL-1的NaOH溶液1.0 L,此时溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,沉淀质量为39.2 g。下列有关说法不正确的是()A.Cu与Cu2O的物质的量之比为21B.硝酸的物质的量浓度为2.6 molL-1C.产生的NO在标准状况下的体积为4.48 LD.Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2 mol答案:B解析:结合题意,反应过程为:3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,CuO+2HNO3Cu(NO3)2+H2O,NaOH+HNO3NaNO3+H2O,2NaOH+Cu(NO3)2Cu(OH)2+2NaNO3,结合mCu(OH)2=39.2 g,即=0.4 mol,故反应中Cu(NO3)2消耗NaOH 0.4 mol2=0.8 mol,余下硝酸1.0 L1.0 molL-1-0.8 mol=0.2 mol,D项正确;反应中,n(Cu)+2n(Cu2O)=0.4 mol,n(Cu)64 gmol-1+n(Cu2O)144 gmol-1=27.2 g,解得:n(Cu)=0.02 mol,n(Cu2O)=0.01 mol。根据氧化还原反应中电子守恒:0.02 mol2+0.01 mol21=n(NO)3,n(NO)=0.02 mol,即标准状况下4.48 L,A、C项正确;根据氮元素守恒:n(HNO3)=n(NO)+n(N),最终溶液为NaNO3溶液,有n(N)=n(Na+)=1.0 L1.0 molL-1=1 mol,原硝酸浓度c(HNO3)=2.04 molL-1,B项错误。二、非选择题(本题包括4个小题,共50分)11.(14分)从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下:请回答下列问题:(1)流程甲加入盐酸后生成Al3+的离子方程式为。(2)流程乙加入烧碱后生成Si的离子方程式为。(3)验证滤液B含Fe3+,可取少量滤液并加入(填试剂名称)。(4)滤液E、K中溶质的主要成分是(填化学式),写出该溶液的一种用途。(5)分析流程图,发现流程不合理,原因是。答案:(1)Al2O3+6H+2Al3+3H2O(2)SiO2+2OH-Si+H2O(3)硫氰化钾(或苯酚溶液等合理答案)(4)NaHCO3制纯碱(或做发酵粉等合理答案)(5)乙沉淀Z中含有Al(OH)3和H2SiO3,灼烧后得到的Al2O3中有SiO2杂质解析:流程甲:铝土矿中加入过量盐酸后能溶解Al2O3、Fe2O3、MgO,SiO2不溶于盐酸,所以固体A为SiO2,滤液B中有AlCl3、FeCl3、HCl、MgCl2;滤液B中加入过量烧碱后FeCl3、MgCl2分别转化为Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀C,AlCl3转化为NaAl(OH)4,滤液D中有NaAl(OH)4、NaCl、NaOH;滤液D中通入过量CO2后NaAl(OH)4转化为Al(OH)3沉淀F,滤液E中有NaHCO3、NaCl。流程乙:铝土矿中加入过量烧碱后能溶解Al2O3、SiO2,Fe2O3、MgO不溶于烧碱,所以固体X为Fe2O3、MgO,滤液Y中有NaAl(OH)4、Na2SiO3、NaOH;滤液Y中通入过量CO2后NaAl(OH)4、Na2SiO3、NaOH分别转化为Al(OH)3和NaHCO3、H2SiO3和NaHCO3、NaHCO3,所以沉淀Z为Al(OH)3和H2SiO3,滤液K为NaHCO3溶液。(1)流程甲加入盐酸后与HCl反应生成Al3+的应为铝土矿中的Al2O3。(2)SiO2可以溶于NaOH中生成Na2SiO3。(3)检验Fe3+的特征反应很多,如与KSCN显红色,与苯酚显紫色,与OH-结合生成红褐色沉淀等。(4)生成E、K时,CO2均是过量的,故溶质主要成分是NaHCO3。(5)滤液Y中通入CO2,会有H2SiO3生成,灼烧后得到的Al2O3不纯。12.(12分)孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量铁的化合物和硅的化合物。以孔雀石为原料可制备CuCl23H2O及纯碱,流程如图。且知:溶液A只含Cu2+、Fe2+、Fe3+三种金属离子,且三种离子沉淀的pH如表所示。金属离子Fe3+Fe2+Cu2+pH氢氧化物开始沉淀1.97.04.7氢氧化物完全沉淀3.29.06.7回答下列问题:(1)图中“试剂1”为。(2)加入CuO作用是调节溶液pH,则pH的范围为。(3)气体E、F与饱和食盐水作用生成H和G时,E和F应按一定先后顺序通入饱和食盐水中。其中,应先通入的气体是(填物质的化学式)。(4)由溶液C获得CuCl23H2O,需要经过、过滤等操作。答案:(1)Cl2或H2O2(2)3.2pH4.7(3)NH3(4)蒸发浓缩冷却结晶解析:(1)溶液A中含有Cu2+、Fe2+、Fe3+,要除去Fe2+和Fe3+,根据三种离子沉淀的pH,应首先把Fe2+转变为Fe3+再控制溶液的pH进行沉淀,要将Fe2+氧化而又不引入新杂质,加入的氧化剂可选用Cl2或H2O2。(2)根据三种氢氧化物沉淀的pH,要使Fe3+完全沉淀,而Cu2+不沉淀,则应控制溶液3.2pH4.7。(3)气体E、F为CO2和NH3,和NaCl反应生成氮肥H和物质G,G受热分解可得Na2CO3,则G为NaHCO3,H为NH4Cl。为使反应过程中析出更多的NaHCO3,则应首先通入溶解度较大的气体NH3。(4)要从溶液C中析出晶体,应采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法。13.(2015河南开封二模)(16分)硅及其化合物的开发由来已久,在现代生活中有广泛应用。回答下列问题。(1)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程示意图及主要反应如下:HClH2 石英砂焦炭粗硅SiHCl3高纯硅电弧炉流化床反应器 还原炉发生的主要反应电弧炉SiO2+2CSi+2CO流化床反应器Si+3HClSiHCl3+H2还原炉还原炉中发生的主要反应的化学方程式为。该工艺中可循环使用的物质为(填化学式)。用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅,该反应的化学方程式为。在流化床反应的产物中,SiHCl3大约占85%,还有SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl等,有关物质的沸点数据如下表,提纯SiHCl3的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和。物质SiSiCl4SiHCl3SiH2Cl2SiH3ClHClSiH4沸点/2 35557.631.88.2-30.4-84.9-111.9SiHCl3极易水解,其完全水解的化学方程式为。(2)氮化硅(Si3N4)是一种高温结构材料,粉末状态的Si3N4可以由SiCl4的蒸气和NH3反应制取。粉末状Si3N4遇空气和水都不稳定。但将粉末状的Si3N4和适量氧化镁在2301.01105 Pa和185 的密闭容器中进行热处理,可以制得结构十分紧密、对空气和水都相当稳定的固体材料,同时还得到遇水不稳定的Mg3N2。由SiCl4和NH3反应制取Si3N4的化学方程式为。四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下,加强热发生反应,使生成的Si3N4沉积在石墨表面可得纯度较高的氮化硅,该反应的化学方程式为。Si3N4和适量氧化镁在2301.01105 Pa和185 的密闭容器中进行热处理的过程中,除生成Mg3N2外,还可能生成(填化学式)。热处理后除去MgO和Mg3N2的方法是。答案:(1)SiHCl3+H2Si+3HClHCl和H2SiO2+3CSiC+2CO精馏(或蒸馏)SiHCl3+3H2OH2SiO3+H2+3HCl(2)3SiCl4(g)+4NH3Si3N4+12HCl3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HClSiO2加足量稀盐酸过滤解析:(1)还原炉中SiHCl3和氢气发生反应生成硅和氯化氢;可循环使用的物质是参与反应过程,最后又重新生成的物质;石英砂的主要成分为二氧化硅,二氧化硅和碳在高温条件下反应生成碳化硅和一氧化碳。根据题中数据,采用精馏(或蒸馏)的方法提纯SiHCl3。SiHCl3水解生成硅酸、氢气和氯化氢。(2)由SiCl4和NH3反应制取Si3N4,根据反应物和生成物写出化学方程式。SiCl4与H2、N2反应生成Si3N4,还应生成HCl,由此可写出化学方程式。Si3N4与MgO反应除生成Mg3N2外还可能生成SiO2,SiO2与盐酸不反应,而Mg3N2、MgO可溶于盐酸。14.(2015河北衡水检测)(8分)0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2 molL-1 H2SO4溶液中,然后再滴加1 molL-1 NaOH溶液。请回答:(1)若在滴加NaOH溶液的过程中,沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如图所示。当V1=160 mL时,则金属粉末中n(Mg)= mol,V2= mL。(2)若在滴加NaOH溶液过程中,欲使Mg2+、Al3+刚好沉淀完全,则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)= mL。(3)若混合物仍为0.1 mol,其中Mg粉的物质的量分数为a,用100 mL 2 molL-1硫酸溶解此混合物后,再加入450 mL 1 molL-1 NaOH溶液,所得沉淀中无Al(OH)3。满足条件的a的取值范围是。导学号95380316答案:(1)0.06440(2)400(3)a1解析:(1)Mg、Al溶于稀硫酸发生反应为Mg+2H+Mg2+H2x2xx2Al+6H+2Al3+3H2y3yy解得溶解Al(OH)3所耗NaOH:n(NaOH)=n(Al3+)=0.04 mol,Al(OH)3恰好完全溶解时共需NaOH:n(NaOH)=2n(Mg2+)+3n(Al3+)+1 molL-10.16 L+0.04 mol=0.44 molV2=0.44 L=440 mL。(2)欲使Mg2+、Al3+刚好完全沉淀时共需NaOH:n(NaOH)=2n(Mg2+)+3n(Al3+)+1 molL-10.16 L=0.4 mol,则V(NaOH)=400 mL。(3)n(Mg)=0.1a moln(Al)=0.1(1-a) mol硫酸中n(H+)=0.4 mol欲使硫酸将金属混合物完全溶解,则0.1a2+0.1(1-a)30.4;欲使沉淀中无Al(OH)3,则0.1a2+0.1(1-a)3+0.1(1-a)0.45由知a,因此,a1。6