第三章质量检测三金属及其化合物Word文档格式.docx
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4.(2009·
江苏调研)将2.4g镁、铝混合物粉末溶于75mL4mol·
L-1的盐酸中,反应一段
时间后,再加入250mL1.5mol·
L-1的NaOH溶液后待反应完全,此时溶液中大量存
在的是( )
A.Na+、Mg2+B.Al3+、Mg2+
C.Mg2+、AlO
D.Na+、AlO
Mg、Al合金完全溶解,因为n(HCl)=0.3mol,n(NaOH)=0.375mol,NaOH
过量,当n(HCl)=n(NaOH)时,沉淀完全,剩余NaOH可以把Al(OH)3溶解,所以溶
液中大量存在的离子为Na+、AlO
.
5.(2009·
江苏高考)化学在生产和日常生活中有着重要的应用.下列说法不正确的是( )
A.明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化
B.在海轮外壳上镶入锌块,可减缓船体的腐蚀速率
C.MgO的熔点很高,可用于制作耐高温材料
D.电解MgCl2饱和溶液,可制得金属镁
A项,Al3+水解可得Al(OH)3,起净水作用;
B项,镶入锌块,相当于牺牲阳极
的阴极保护法;
C项,利用了MgO熔点高的性质;
D项,电解MgCl2溶液最终会得到
Mg(OH)2而非Mg.
6.(2010·
南通调研)用下列装置不能达到有关实验目的是( )
A.用甲图装置证明ρ(煤油)<ρ(钠)<ρ(水)
B.用乙图装置制备Fe(OH)2
C.用丙图装置制取金属锰
D.用丁图装置比较NaHCO3和Na2CO3的热稳定性
小试管内放NaHCO3固体更能证明NaHCO3不稳定.
7.按下图装置通入X气体,并在管P处点燃,实验结果是澄清石灰水变浑浊,则X、Y
可能是( )
A.H2和Fe2O3B.CO和CuO
C.H2和Na2CO3D.CO和Na2CO3
CO还原CuO后生成CO2使石灰水变浑浊,且CO可燃提供热量.
B
8.制印刷电路板时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2.向盛有FeCl3溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的是( )
A.烧杯中有铜、无铁B.烧杯中有铁、无铜
C.烧杯中铁、铜都有D.烧杯中铁、铜都无
溶液中有Cu2+而Fe有剩余是不可能的,因为Fe能与Cu2+反应生成Cu.
二、不定项选择题(本题包括6小题,每小题4分,共计24分.每小题有一个或两个选项符合题意.若正确答案只包括一个选项,多选时,该题得0分;
若正确答案包括两个选项,只选一个且正确的得2分,选两个且都正确的得满分,但只要选错一个,该小题就得0分.)
9.下列有关实验的说法正确的是( )
A.除去铁粉中混有的少量铝粉,可加入过量的氢氧化钠溶液,完全反应后过滤
B.为测定熔融氢氧化钠的导电性,可在瓷坩埚中熔化氢氧化钠固体后进行测量
C.制备Fe(OH)3胶体,通常是将Fe(OH)3固体溶于热水中
D.某溶液中加入盐酸能产生使澄清石灰水变浑浊的气体,则该溶液中可能含有CO
A项,Fe粉不与NaOH溶液反应,Al粉溶解.B项,瓷坩埚中SiO2与NaOH反应.C项,应在沸水中滴加适量FeCl3饱和溶液,并加热至出现红褐色为止.D项,含CO
、HCO
、SO
、HSO
都可.
AD
10.(2009·
济南模拟)美国科学家在《Science》上发表论文,宣布发现了铝的“超级原子”结构——Al13和Al14.已知这类“超级原子”最外层电子数之和为40个时处于相对稳定状态.下列说法中,正确的是( )
A.Al13、Al14互为同位素
B.Al13超级原子中Al原子间通过离子键结合
C.Al14最外层电子数之和为42,与第ⅡA族元素原子的性质相似
D.Al13具有氧化性,容易得到电子生成阴离子
Al13和Al14都是由多个Al原子构成的超级原子,不是Al的同位素;
Al13超级原子中铝原子间是通过金属键结合的,不是离子键;
Al14最外层电子数之和为3×
14=42个价电子,比稳定结构(40个最外层电子)多2个电子,应与ⅡA族元素性质相似;
Al13具有3×
13=39个最外层电子,比稳定结构少1个电子,容易得到1个电子,应与卤素性质相似,具有较强的氧化性.
CD
11.现有一工业纯碱样品(含少量氯化钠等不与酸反应的杂质),用如图装置测定样品中碳酸钠的质量分数,其中正确的是( )
利用H2SO4和样品反应,然后排饱和NaHCO3溶液测量CO2的体积,A、B两项中排水时应短进长出,D项中产生的CO2会与Na2CO3溶液反应,使误差偏大.
12.下列各组离子一定能大量共存的是( )
A.在含大量Fe3+的溶液中:
NH
、Na+、Cl-、SCN-
B.在强碱性溶液中:
Na+、K+、AlO
、CO
C.在c(H+)=10-13mol/L的溶液中:
、Al3+、SO
、NO
D.在pH=1的溶液中:
K+、Fe3+、Cl-、NO
A项中Fe3+与SCN-反应;
B项中在有OH-时该组离子能共存;
C项中溶液中OH-与NH
作用生成NH3·
H2O;
D项中的离子相互之间均不反应,故B、D项符合题意.
BD
13.某稀溶液中含有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、HNO3,若向其中
逐渐加入铁粉,溶液中Fe2+浓度和加入铁粉的物质的量之间
的关系如图所示,则稀溶液中Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、HNO3
物质的量浓度之比为( )
A.1∶1∶1B.1∶3∶1
C.3∶3∶8D.1∶1∶4
加入Fe粉的过程中发生的反应依次为:
Fe+4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O ①
Fe+2Fe3+===3Fe2+ ②
Fe+Cu2+===Fe2++Cu ③
铁粉加至1mol前是与HNO3反应,由反应①知原溶液中HNO3为4mol(生成1molFe3+).铁粉从1mol到2mol时是与Fe3+反应,消耗2molFe3+,据反应②知原有的Fe(NO3)2为2mol-1mol.铁粉从2mol到3mol时,由反应③得其中1molFe消耗Cu2+1mol,所以Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、HNO3的物质的量浓度之比为1∶1∶4.
14.(2010·
许昌调研)一定体积CO2和O2的混合气体通过足量的Na2O2后,所得气体体积变为原来的3/4,则CO2在原混合气体中的体积分数为( )
A.25%B.40%
C.50%D.75%
设原混合气体共4体积,则反应后气体减少1体积.由
2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2 ΔV
2 1 1
V(CO2) 1
所以V(CO2)=2
φ(CO2)=2/4×
100%=50%.
三、非选择题(本题包括6小题,共52分)
15.(6分)国务院强调“南水北调”工程必须坚持“三先三后”的原则.在调水工程中,沿
途工业污水的任意排放是造成水质恶化的最大隐患.检测某工厂废液中,含有大量的
Mg2+、Al3+、Cu2+、Ag+.试分析回答下列问题:
(1)该废液中可能大量存在的一种阴离子是________(选填序号).
A.SO
B.NO
C.Cl-D.CO
(2)检验废液中铝元素的含量,需将其从废水样品中分离出来,所用的试剂可以是
________,铝元素发生变化的离子方程式是__________________________.
(3)为了回收废液中的金属银,某同学设计了如下方案:
若依该方案获得银108g,为保证不污染环境和氯气的循环利用,理论上应提供标准状
况下的氢气______L.
(1)SO
、Cl-与Ag+不共存;
CO
与Cu2+、Ag+、Mg2+、Al3+都不共存.
(2)
利用Al(OH)3的两性将Al元素从废水样品中分离出来.
(3)根据题中转化关系图,2Ag~Cl2~H2
即n(H2)=
n(Ag)=
×
=0.5mol
V(H2)=0.5mol×
22.4L/mol=11.2L
(1)B
(2)NaOH溶液 Al3++4OH-===AlO
+2H2O (3)11.2
16.(7分)(2009·
宁夏高考)下图表示有关物质(均由短周期元素形成)之间的转化关系,其中A
为常见的金属单质,B为非金属单质(一般是黑色粉末),C是常见的无色无味液体,D
是淡黄色的固体化合物.(反应条件图中已省略.)
(1)A、B、C、D代表的物质分别为__________、________、__________、__________(填
化学式);
(2)反应①中的C、D均过量,该反应的化学方程式是
________________________________________________________________________;
(3)反应②中,若B与F物质的量之比为4∶3,G、H分别是________、________(填化
学式);
(4)反应③产物中K的化学式为__________________________________________;
(5)反应④的离子方程式为_____________________________________________
________________________________________________________________________.
(1)由C是常见无色无味的液体,推知为H2O;
D是淡黄色固体化合物,推知D
为Na2O2,C、D反应后生成NaOH,并且又能和常见金属单质A反应,可知A为Al;
由B为黑色非金属单质,猜测为碳.
(2)分步书写,减少错误.先写出Na2O2与H2O的反应,再写NaOH与Al的反应.
(3)根据C和O2反应的物质的量,两者比值为4∶4时产物为CO2,比值为4∶2时,
产物为CO,现在比值为4∶3,所以产物为CO2和CO的混合物.
(4)反应③Na2O2和CO2反应生成Na2CO3和O2.
(5)反应④溶液甲的成分为NaOH和NaAlO2,通入CO2后,CO2可以和NaAlO2溶液
反应生成Al(OH)3沉淀,同时CO2又和NaOH反应生成Na2CO3,两者相加,即得总
方程式,然后再拆为离子方程式.
(1)Al C H2O Na2O2
(2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
(3)CO2 CO (4)Na2CO3
(5)CO2+AlO
+OH-+H2O===CO
+Al(OH)3↓
17.(8分)三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·
3H2O可用于摄影和蓝色印刷.某小组将无
水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解,对所得气体产物和固体产物进行实验和探
究.请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程.
限选试剂:
浓硫酸、1.0mol·
L-1HNO3、1.0mol·
L-1盐酸、1.0mol·
L-1NaOH、3%H2O2、
0.1mol·
L-1KI、0.1mol·
L-1CuSO4、20%KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水.
(1)将气体产物依次通过澄清石灰水(A)、浓硫酸、灼热氧化铜(B)、澄清石灰水(C),观
察到A、C中澄清石灰水都变浑浊,B中有红色固体生成,则气体产物是________.
(2)该小组同学阅读资料后推知,固体产物中,铁元素不可能以三价形式存在,而盐只
有K2CO3.验证固体产物中钾元素存在的方法是___________,现象是
________________________________________________________________________
(3)固体产物中铁元素存在形式的探究.
①提出合理假设
假设1:
______________;
假设2:
假设3:
______________.
②设计实验方案证明你的假设
③实验过程
根据②中方案进行实验.按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论.
实验步骤
预期现象与结论
步骤1:
步骤2:
步骤3:
……
(1)根据A瓶石灰水变浑浊,知有CO2气体,B中有红色固体生成,说明CuO
被还原,C中石灰水变浑浊,可知B中CuO被CO还原.
(3)因为题目中说明铁不以三价存在,只能是以二价铁或单质,或两者混合物存在.
利用K2CO3的溶解性,除去K2CO3;
利用铁能置换出Cu,而FeO不能置换出Cu来检验是否含铁单质;
利用盐酸酸化分离出FeO,再用H2O2氧化,然后利用KSCN是否变色,来验
证固体中是否含FeO.
(1)CO和CO2
(2)利用焰色反应 透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰
(3)①全部为铁单质 全部为FeO 同时存在铁单质和FeO
③
取适量固体产物于试管中,加入足量蒸馏水,充分振荡使K2CO3完全溶解.分离不溶固体与溶液,用蒸馏水充分洗涤不溶固体
固体产物部分溶解
向试管中加入适量CuSO4溶液,再加入少量上述不溶固体,充分振荡
(1)若蓝色溶液颜色及加入的不溶固体无明显变化,则假设2成立
(2)若蓝色溶液颜色明显改变,且有暗红色固体物质生成,则证明有铁单质存在
继续步骤2中的
(2),进行固液分离,用蒸馏水洗涤固体至洗涤液无色.取少量固体于试管中,滴加过量HCl后,静置,取上层清液,滴加适量H2O2,充分振荡后滴加KSCN.
结合步骤2中的
(2);
(1)若溶液基本无色,则假设1成立
(2)若溶液呈红色,则假设3成立
20.(7分)利用废铁丝、硫酸铜废液(含硫酸亚铁)和被有机物污染的废铜粉制备硫酸铜晶体.生产过程如下:
试回答下列问题:
(1)铁丝在投入硫酸铜废液前需用稀H2SO4进行处理,可能发生反应的离子方程式有________________________________________________________________________
(2)废铜粉与还原所得铜粉混合灼烧,检验发现灼烧后得到的是CuO和少量Cu的混合物.原因可能是:
①灼烧不充分,Cu未被完全氧化.
②CuO被还原.还原剂可能是________,该还原反应的化学方程式是________________________________________________________________________.
(3)为了使灼烧后的氧化铜混合物充分酸溶,在加入稀H2SO4的同时,还通入O2.通入O2的目的是(用化学反应方程式表示)_____________________________________.
(4)直接向氧化铜混合物中加入浓硫酸并加热进行酸溶,也可达到充分酸溶的目的,但实际操作中较少使用,原因可能是_________________________________________
废铁丝中含有铁锈(Fe2O3·
xH2O),所以在用稀硫酸处理时可能发生的反应有:
Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O,2Fe3++Fe===3Fe2+,Fe+2H+===Fe2++H2↑;
废铜粉在灼烧后得到的产物中含有单质铜,可能是含有C等还原性杂质导致;
Cu在不断通入氧气和加热的条件下,可溶解于稀硫酸,发生反应2Cu+O2+2H2SO4
2CuSO4+2H2O;
若用浓硫酸来溶解,发生反应Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O,其缺点是生成等量硫酸铜晶体所消耗的硫酸更多,且会产生污染大气的气体SO2.
(1)Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O,2Fe3++Fe===3Fe2+,Fe+2H+===Fe2++H2↑
(2)C或CO 2CuO+C
2Cu+CO2↑或CuO+CO
Cu+CO2
(3)2Cu+O2+2H2SO4
2CuSO4+2H2O
(4)生成等量CuSO4晶体所消耗的H2SO4更多,且会产生污染大气的气体
21.(10分)(2008·
山东高考)黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可制备
硫及铁的化合物.
(1)冶炼铜的反应为:
8CuFeS2+21O2
8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2
若CuFeS2中Fe的化合价为+2,反应中被还原的元素是________(填元素符号).
(2)上述冶炼过程产生大量SO2.下列处理方案中合理的是________(填代号).
a.高空排放b.用于制备硫酸
c.用纯碱溶液吸收制Na2SO3d.用浓硫酸吸收
(3)过二硫酸钾(K2S2O8)具有强氧化性,可将I-氧化为I2:
S2O
+2I-===2SO
+I2
通过改变反应途径,Fe3+、Fe2+均可催化上述反应.
试用离子方程式表示Fe3+对上述反应催化的过程.
________________________、______________________(不必配平)
(4)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3.方法为:
①用稀盐酸浸取炉渣,过滤.
②滤液先氧化,再加入过量NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3.
据以上信息回答下列问题:
a.除去Al3+的离子方程式是
b._______________________________________________________________________.
b.选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有FeO.
提供的试剂:
稀盐酸 稀硫酸 KSCN溶液
KMnO4溶液 NaOH溶液 碘水
所选试剂为______________________.
证明炉渣中含有FeO的实验现象为_______________________________.
(1)按照题给化学方程式,氧气中氧的化合价降低,铜的化合价也降低,因此被
还原的元素有铜和氧.若按照量的关系,21mol氧气反应时得到84mol电子,而铁失
去4mol电子,硫失去96mol电子,根据得失电子守恒,铜应得到16mol电子.
(2)要综合考虑二氧化硫的性质和环境保护,高空排放会引起大气污染;
二氧化硫可与
氧气催化氧化生成三氧化硫,进而与水结合生产硫酸;
亚硫酸的酸性比碳酸强,因此
可用纯碱来吸收制取Na2SO3;
浓硫酸不能氧化二氧化硫,因此不能用浓硫酸吸收二氧
化硫.
(3)要考虑常见的氧化剂和还原剂之间的反应,因为Fe3+可以氧化I-而自身变成Fe2+,
而亚铁离子可以被过二硫酸钾(K2S2O8)氧化又生成Fe3+,这就是催化的机理.
(4)要考虑氢氧化铝的两性,用过量的氢氧化钠即可除去铝离子;
二价铁具有还原性,
而高锰酸钾具有氧化性,通过高锰酸钾的颜色变化即可证明FeO的存在.
(1)Cu、O
(2)b、c
(3)2Fe3++2I-===2Fe2++I2
+2Fe2+===2SO
+2Fe3+(离子方程式不配平也可)
(4)a.Al3++4OH-===AlO
+2H2O
b.稀硫酸、KMnO4溶液 稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO4溶液褪色