解析版高考化学二轮金属及其化合物专项训练.docx
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解析版高考化学二轮金属及其化合物专项训练
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2020年高考化学二轮金属及其化合物专项训练
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分
分卷I
一、单选题(共10小题,每小题2.0分,共20分)
1.CuSO4是一种重要的化工原料,其有关制备途径及性质如下图所示。
下列说法正确的是( )
A.相对于途径②,途径①更好地体现了绿色化学思想
B.Y可以是葡萄糖溶液
C.X可能是SO2和SO3的混合气体
D.将CuSO4溶液蒸发,利用余热蒸干,可制得胆矾晶体
【答案】B
【解析】途径①中会产生有毒物质SO2,而途径②不会,A错误;CuSO4与过量NaOH溶液反应会生成新制Cu(OH)2悬浊液,葡萄糖溶液能还原新制Cu(OH)2悬浊液生成Cu2O,B正确;CuSO4受热分解过程中,铜元素价态降低,故必有化合价升高的元素,CuSO4中只有氧元素的化合价能升高,故X中必有O2,C错误;D项操作会导致开始得到的胆矾晶体失去结晶水,D错误。
2.将amolFeS与bmolFe3O4投入到VLcmol·L-1的硝酸溶液中,固体恰好完全反应,假设只产生NO气体,所得溶液中S元素以SO
形式存在、Fe元素以Fe3+形式存在,则反应中未被还原的硝酸的物质的量为( )
A.
mol
B.(a+3b)mol
C.
mol
D.(cV-3a-9b)mol
【答案】A
【解析】根据HNO3~NO,设NO为xmol,则HNO3得到电子的物质的量为3xmol;FeS和Fe3O4失去电子的物质的量=a×(3-2)+3b×(3-
)+a×[6-(-2)]=(9a+b)mol,根据得失电子守恒x=
,生成NO的物质的量与被还原的硝酸的物质的量相等,因此反应中未被还原的硝酸的物质的量为
mol。
3.镁、铝都是较活泼的金属,下列描述中正确的是( )
A.高温下,镁、铝在空气中都有抗腐蚀性
B.镁、铝都能跟稀盐酸、稀硫酸、强碱反应
C.镁在点燃条件下可以与二氧化碳反应,铝在一定条件下可以与氧化铁发生氧化还原反应
D.铝热剂是镁条、铝粉和氧化铁的混合物
【答案】C
【解析】在常温下,镁和铝在空气中都能与氧气反应,生成一层致密而坚固的氧化物薄膜,这层氧化物薄膜能够阻止金属的继续氧化,所以镁和铝都有抗腐蚀的性能,但是在高温下能与氧气剧烈反应,放出大量热,A错;镁能跟酸反应,不能跟碱反应,B错;铝热剂是铝粉和氧化铁的混合物,在进行铝热反应时,为了引燃,在铝热剂上放供氧剂(氯酸钾),中间插一根镁条,是引燃用的,D错。
4.一定温度下,硫酸铜受热分解生成CuO、SO2、SO3和O2。
已知:
SO2、SO3都能被碱石灰和氢氧比钠溶液吸收。
利用如图所示装置加热硫酸铜粉末直至完全分解。
若硫酸铜粉末质量为10.0g,完全分解后,各装置的质量变化关系如表所示。
请通过计算,推断出该实验条件下硫酸铜分解的化学方程式是( )
A.4CuSO4
4CuO+2SO3↑+2SO2↑+O2↑
B.3CuSO4
3CuO+SO3↑+2SO2↑+O2↑
C.5CuSO4
5CuO+SO3↑+4SO2↑+2O2↑
D.6CuSO4
6CuO+4SO3↑+2SO2↑+O2↑
【答案】A
【解析】根据质量守恒定律分析,反应生成气体的质量为42.0g-37.0g=5g,生成氧化铜的质量为10g-5g=5g;干燥管完全吸收了二氧化硫和三氧化硫,其质量为79.5g-75g=4.5g,生成的氧气的质量为5g-4.5g=0.5g;则参加反应的硫酸铜和生成的氧化铜及生成的氧气的质量比为10g∶5g∶0.5g=20∶10∶1,表现在化学方程式中的化学计量数之比为
∶
∶
=4∶4∶1,从题干中可以看出,只有A答案符合这个比例,故A正确。
5.有关镁的下列叙述中错误的是( )
A.能与NH4Cl溶液作用放出氢气
B.与冷水剧烈反应,生成Mg(OH)2沉淀并放出氢气
C.在CO2中能继续燃烧,所以金属镁着火,不能用CO2去灭火
D.在通常情况下其表面有一层致密的氧化膜,所以抗腐蚀能力很强
【答案】B
【解析】解题的基点:
掌握镁的活泼性顺序是解决本题的关键。
A项,氯化铵水解呈酸性,能与镁反应放出氢气,A正确;B项,镁与冷水不反应,B错误;C项,镁能在二氧化碳中燃烧,生成MgO和C,故不能用于二氧化碳灭金属镁着火,正确;D项,镁与氧气反应生成氧化镁,抗腐蚀能力较强,正确。
6.用稀H2SO4、NaOH溶液和金属铝为原料制取Al(OH)3。
甲、乙、丙三个学生的制备途径分别是( )
甲:
Al
Al2(SO4)3
Al(OH)3
乙:
Al
NaAlO2
Al(OH)3
丙:
―→Al(OH)3
若要得到等量的Al(OH)3,则( )
A.三者消耗的原料相同
B.甲消耗的原料的总物质的量最多
C.乙消耗的原料的总物质的量最少
D.丙消耗的原料的总物质的量最多
【答案】B
【解析】可以假设制取2molAl(OH)3,然后根据各步反应的方程式计算消耗原料的具体量,比较量的多少即得;选B。
7.下列有关钠与水或溶液的反应叙述正确的是( )
A.23gNa与足量H2O反应完全后可生成NA个H2分子
B.虽然Na块与水反应的速度比与乙醇反应的速度快,但相同质量的钠块与二者完全反应产生相同质量的气体
C.钠与CuSO4溶液反应:
2Na+Cu2+===Cu↓+2Na+
D.钠与水反应的离子方程式:
Na+2H2O===Na++OH-+H2↑
【答案】B
【解析】A项,23g钠为1mol,产生0.5molH2;B项,Na与水、乙醇的反应本质都是钠置换出氢气,相同质量的钠失电子数相同,因而产生的氢气质量相同;C项,钠与盐溶液的反应,先考虑与水的反应,再考虑产物与盐是否反应;D项,原子不守恒。
8.出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在表面。
下列说法不正确的是( )
A.锡青铜的熔点比纯铜的高
B.在自然环境中,锡青铜中的锡对铜起保护作用
C.锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比在干燥环境中快
D.生成的Cu2(OH)3Cl覆盖物受热时很可能得到黑色物质
【答案】A
【解析】锡青铜属于合金,熔点比各成分金属的低,A错误;由于锡比铜活泼,在发生电化学腐蚀时,锡失电子,铜被保护,B正确;潮湿的环境更易形成原电池,将会加快金属的腐蚀速率,C正确;Cu2(OH)3Cl受热分解得到黑色CuO,D正确;选A。
9.将0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1mol·L-1稀盐酸。
下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是( )
【答案】C
【解析】0.4gNaOH和1.06gNa2CO3的物质的量分别是0.01mol、0.01mol,加入稀盐酸后,HCl先与氢氧化钠反应,则消耗HCl的物质的量是0.01mol,则稀盐酸的体积是0.01mol÷0.1mol·L-1=0.1L,然后HCl再与碳酸钠反应生成碳酸氢钠,此时又消耗HCl的物质的量是0.01mol,稀盐酸的体积是0.1L,最后HCl再与0.01mol的碳酸氢钠反应产生二氧化碳气体0.01mol,又消耗稀盐酸0.1L,所以对应的图像是C。
10.室温下,在0.2mol·L-1Al2(SO4)3溶液中,逐滴加入1.0mol·L-1NaOH溶液,实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如下图,下列有关说法正确的是( )
A.a点时,溶液呈酸性的原因是Al3+水解,离子方程式为Al3++3OH-===Al(OH)3
B.a~b段,溶液pH增大,Al3+浓度不变
C.b~c段,加入的OH-主要用于生成Al(OH)3沉淀
D.d点时,Al(OH)3沉淀开始溶解
【答案】C
【解析】A项,Al2(SO4)3为强酸弱碱盐,Al3+水解使溶液显酸性,离子方程式应为Al3++3H2O鸠馎l(OH)3+3H+,错误;B项,a~b段,加入NaOH消耗H+,使Al3++3H2O鸠馎l(OH)3+3H+反应正向进行,Al3+的浓度减小,错误;C项,b~c段,pH变化不明显,说明OH-主要用于生成Al(OH)3沉淀,正确;D项,c~d过程中,pH变化较大,说明发生了反应:
Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O,所以c点以后Al(OH)3开始溶解,错误。
二、双选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)
11.(双选)“钾泻盐”的化学式为MgSO4·KCl·xH2O,是一种制取钾肥的重要原料,它溶于水得到KCl与MgSO4的混合溶液。
某化学活动小组设计了如下实验方案:
以下说法不正确的是( )
A.该方案能够计算出“钾泻盐”中KCl的质量分数
B.足量Ba(NO3)2溶液是为了与MgSO4充分反应
C.“钾泻盐”化学式中x=2
D.上述实验数据的测定利用学校实验室里的托盘天平即可完成
【答案】CD
【解析】加入足量的硝酸银溶液,能将氯离子全部转化为沉淀,由沉淀质量进而求得氯化钾的质量,然后计算出氯化钾的质量分数,A说法正确;加入足量Ba(NO3)2溶液是为了与MgSO4充分反应,从而计算硫酸镁的质量,B说法正确;根据提供的数据,可计算出硫酸镁和氯化钾的质量,然后根据化学式可求出化学式中x的值;根据方程式:
MgSO4+Ba(NO3)2===BaSO4↓+Mg(NO3)2,可知:
n(MgSO4)=n(BaSO4)=
=0.100mol,m(MgSO4)=120g·mol-1×0.100mol=12.00g。
根据方程式:
AgNO3+KCl===AgCl↓+KNO3,可知:
n(KCl)=n(AgCl)=
=0.100mol,m(KCl)=74.5g·mol-1×0.100mol=
7.450g。
m(H2O)=24.85g-12.00g-7.45g=5.4g,n(H2O)=
=0.300mol,所以n(MgSO4)∶n(KCl)∶n(H2O)=0.100mol∶0.100mol∶0.300mol=1∶1∶3,化学式为MgSO4·KCl·3H2O,即x=3,故C说法错误;因为托盘天平只能精确到0.1g,而题目中的数据精确到0.01g。
12.(双选)根据下列框图分析。
下列说法正确的是( )
A.E2+的氧化性比M2+的氧化性弱
B.在反应①中硫酸既表现了酸性、又表现了氧化性
C.反应④的离子方程式可表示为3SCN-+E3+===E(SCN)3↓
D.在③反应中若不加稀硫酸可能看到红褐色沉淀
【答案】AD
【解析】根据流程分析可知,M为铜,在酸性溶液中被过氧化氢氧化为铜盐溶液CuSO4,依据Y加入KSCN溶液变红色说明是Fe3+离子,和氨水反应生成红褐色沉淀氢氧化铁;说明X为亚铁离子形成的硫酸亚铁溶液,推断E为Fe;依据推断出的物质分析选项。
A、依据阳离子氧化性强弱,结合金属活动顺序表分析判断;Fe2+的氧化性比Cu2+的氧化性弱;
B、反应①中硫酸只是提供酸性环境,过氧化氢做氧化剂氧化铜;
C、反应④的离子方程式可表示为3SCN-+Fe3+===Fe(SCN)3;生成的是红色溶液,不是沉淀;
D、在③反应中若不加稀硫酸,硫酸亚铁被过氧化氢氧化为硫酸铁,在中性溶液中铁离子会沉淀,可能看到红褐色沉淀。
13.在一定温度下,向饱和苛性钠溶液中加入一定量的过氧化钠,充分反应后恢复到原温度,下列有关说法中,正确的是( )
A.溶液中Na+浓度增大,有O2放出
B.溶液的碱性不变,有H2放出
C.溶液中Na+数目减少,有O2放出
D.溶液的碱性不变,有O2放出
【答案】CD
【解析】向饱和苛性钠溶液中加入一定量的过氧化钠,充分反应后,过氧化钠会消耗水,生成氧气,排除B,钠离子浓度不变,始终是饱和溶液,但是钠离子的数目少了。
14.(双选)由5molFe2O3,4molFe3O4和3molFeO组成的混合物,加入纯铁1mol并在高温下和Fe2O3反应。
若纯铁完全反应,则反应后混合物中FeO与Fe2O3的物质的量之比可能是( )
A.4∶3
B.3∶2
C.3∶1
D.2∶l
【答案】BC
【解析】分析题给混合物和高温下发生的反应,可知当发生Fe2O3+Fe===3FeO时,反应后混合物中含有6molFeO,4molFe2O3,则FeO与Fe2O3的物质的量之比为3∶2;当发生反应:
Fe2O3+FeO===Fe3O4时,反应后混合物中含有2molFeO,4molFe2O3,则FeO与Fe2O3的物质的量之比为1∶2;当两反应均存在时,FeO与Fe2O3的物质的量之比处于两者之间,故BC可能。
分卷II
三、非选择题(共4小题,每小题15.0分,共60分)
15.工业上利用氟碳铈矿(主要成分CeCO3F)提取CeCl3的一种工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)CeCO3F中,Ce元素的化合价为________________。
(2)酸浸过程中用稀硫酸和H2O2替换HCl不会造成环境污染。
写出稀硫酸、H2O2与CeO2反应的离子方程式:
_______________________________________________________________。
(3)向Ce(BF4)3中加入KCl溶液的目的是_____________________________________________。
(4)溶液中的c(Ce3+)=1×10-5mol·L-1,可认为Ce3+沉淀完全,此时溶液的pH为
________________________________________________________________________
(已知Ksp[Ce(OH)3]=1.0×10-20)。
(5)加热CeCl3·6H2O和NH4Cl的固体混合物可得到无水CeCl3,其中NH4Cl的作用是
________________________________________________________________________。
(6)准确称取0.7500gCeCl3样品置于锥形瓶中,加入适量过硫酸铵溶液将Ce3+氧化为Ce4+,然后用0.100mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点,消耗25.00mL标准溶液(已知:
Fe2++Ce4+===Ce3++Fe3+)。
①该样品中CeCl3的质量分数为________________。
②若使用久置的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液进行滴定,测得该CeCl3样品的质量分数________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】
(1)+3
(2)H2O2+2CeO2+6H+===2Ce3++4H2O+O2↑
(3)避免三价铈以Ce(BF4)3沉淀的形式损失或除去BF
或提高CeCl3的产率
(4)9
(5)NH4Cl固体受热分解产生HCl,抑制CeCl3水解
(6)①82.2%或82.17% ②偏大
【解析】
(1)根据化合价的代数等于零计算,C为+4价、O为-2价,F为-1价。
(2)HCl被CeO2氧化的产物为氯气;H2O2被氧化为O2,CeO2的还原产物为Ce3+,根据电子守恒、电荷守恒即可配平方程式。
(3)从流程可知KBF4为沉淀,该步骤为除去BF
。
(4)c(OH-)=
。
(5)从Ce(OH)3的溶度积可知CeCl3易水解,氯化铵分解产生的HCl可抑制CeCl3的水解。
(6)①由反应信息可得关系式:
CeCl3 ~ (NH4)2Fe(SO4)2,再根据硫酸亚铁铵的物质的量和关系式即可计算n(CeCl3)。
②久置的(NH4)2Fe(SO4)2中Fe2+已部分被氧化,必然消耗(NH4)2Fe(SO4)2的量增多,因而测定结果偏大。
16.一定量的铁粉在氯气中充分燃烧后,将所得固体完全溶于稀盐酸,制得溶液A。
(1)铁在氯气中燃烧的化学方程式是_______________________________________________。
(2)推测A中可能含有的金属阳离子:
①只有Fe3+;②只有Fe2+;③________。
甲同学为探究溶液的组成,实验如下:
(3)乙同学继续探究溶液A的组成。
查阅资料:
16HCl+2KMnO4===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
实验过程:
另取少量溶液A于试管中,逐滴加入酸性KMnO4溶液,充分振荡,KMnO4溶液紫色褪去。
实验结论:
________(填写字母序号)。
a.可能有Fe2+ b.可能无Fe2+ c.一定有Fe2+
根据你选择的实验结论,简述理由:
________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】
(1)2Fe+3Cl2
2FeCl3
(2)含有Fe3+和Fe2+
(3)a 因为还原性Fe2+>Cl-,逐滴加入的酸性KMnO4溶液,先将Fe2+氧化,而使KMnO4紫色褪去,故可能含有Fe2+(或b 溶液中可能无Fe2+,加入的酸性KMnO4溶液,将Cl-氧化,而使KMnO4紫色褪去)
【解析】Fe3+可以和铁单质反应生成Fe2+,Fe3+只有氧化性,Fe2+既有氧化性又有还原性,氯气具有强氧化性,与铁反应生成Fe3+。
将一定量的铁粉在氯气中充分燃烧后所得固体完全溶于稀盐酸,假如铁粉剩余,在所得溶液中铁粉可以把Fe3+还原为Fe2+,所以在溶液中可能含有的金属阳离子为①Fe3+;②Fe2+;③Fe3+和Fe2+。
在溶液中检验Fe3+常使用KSCN溶液,若加入KSCN溶液后溶液变为红色,说明溶液中含有Fe3+;若不变红色,说明不含Fe3+。
向溶液A中加入酸性高锰酸钾溶液时,酸性高锰酸钾可以氧化Fe2+,也可以氧化Cl-,故不能确定溶液中是否含有Fe2+。
17.常见的治疗缺铁性贫血的方法是服用补铁药物,市场上一种常见的补铁药物的商品名称是:
速力菲,正式名称是:
琥珀酸亚铁薄膜片,为棕黄色薄膜衣片,除去薄膜衣后显暗黄色,药片中Fe2+的含量约为34.0~36.0%。
该药片在水和乙醇中的溶解度不大。
某学校化学实验小组为了检测“速力菲”药片中Fe2+的存在,设计了如下几组理论实验设计方案:
Ⅰ.甲组方案:
药片,溶于水,NaOH溶液白色沉淀―→灰绿色沉淀―→红褐色沉淀
(提示:
白色的Fe(OH)2在空气中会迅速变成灰绿色,最后变成红褐色)
甲组同学按照设计的方案完成实验,但遗憾的是他们没有得到预期的实验结果。
分析甲组实验失败的可能原因:
__________________________________________________________。
Ⅱ.乙组同学在参考书上查得如下资料:
①人体胃液中有大量盐酸,能溶解多种物质。
②H2O2不稳定,光照、加热和微量杂质会促使其分解;
H2O2中氧元素为-1价,它既有氧化性又有还原性。
他们认真思考了甲组实验失败的原因,模拟药服用后在人体中溶解的变化过程,重新设计并完成下列实验:
乙组方案:
药片
淡黄色浑浊
淡红色溶液
红色加深,有气体产生,后又褪色
(1)试剂1为________,试剂2为________。
(2)加入试剂2后,溶液显淡红色的原因:
____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)加双氧水后,红色加深的原因是__________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
根据氧化还原反应中化合价变化情况,试写出在酸性条件下Fe2+与双氧水反应的离子方程式:
___________________________________________________________________________。
Ⅲ.丙组同学对乙组实验中最后红色褪去的现象产生了浓厚的兴趣,欲探究其褪色的原因。
根据粒子的组成,他们认为有两种可能原因:
①[Fe(SCN)]2+中的三价铁被还原为亚铁;
②________________________________________________________________________。
请你对其中一种可能进行实验验证:
实验方案(用文字叙述):
____________________________________________________
________________________________________________________________________。
根据预期现象判断结论:
__________________________________________________。
【答案】Ⅰ.该药片在水中溶解度不大,少量溶解后的溶液中几乎不存在Fe2+,所以得不到预期的实验现象
Ⅱ.
(1)盐酸 KSCN溶液
(2)在溶液形成过程中有少量Fe2+已经氧化成Fe3+,滴加KSCN溶液后,Fe3+与SCN-结合成浓度较小的红色[Fe(SCN)]2+
(3)加入的H2O2能将Fe2+氧化为Fe3+,导致溶液中Fe3+浓度增大,[Fe(SCN)]2+浓度也随之增大,所以红色加深 H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O
Ⅲ.②SCN-被双氧水氧化
实验方案:
在褪色后溶液中加入FeCl3溶液或在褪色后溶液中加入KSCN溶液;
根据预期现象判断结论:
在褪色后溶液中加入FeCl3溶液
现象:
变红色 结论:
褪色原因是因为①;不变红色 结论:
褪色原因是因为②
(或在褪色后溶液中加入KSCN溶液现象:
变红色 结论:
褪色原因是因为②;不变红色 结论:
褪色原因是因为①)
【解析】Ⅰ.题目信息说该药片在水和乙醇中的溶解度不大,甲组方案设计用水溶解药片,溶液中几乎没有Fe2+,所以得不到预期的实验现象。
Ⅱ.
(1)乙组方案模拟药服用后在人体中溶解的变化过程,设计并完成实验。
药片在盐酸作用下,形成Fe2+,Fe2+再被H2O2氧化成Fe3+。
(2)Fe2+还原性很强,极易空气中O2氧化为Fe3+,在溶液形成过程中有少量Fe2+已经氧化成Fe3+。
(3)Fe2+还原性很强,H2O2在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+。
Ⅲ.显红色是因为[Fe(SCN)]2+存在,[Fe(SCN)]2+不存在,颜色退去,由溶液存在平衡:
Fe3++2SCN-鸠馵Fe(SCN)]2+,可知Fe3+、SCN-浓度减少均会导致颜色的改变。
18.现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样,用下图的实验装置测定Na2O2试样的纯度(可供选用的反应物只有CaCO3固体、6mol·L-1盐酸、6mol·L-1硫酸和蒸馏水)。
回答下列问题:
(1)装置A中液体