高中化学必修一鲁科版-第四章金属及其重要化合物章末综合检测

章末综合检测(三)
(时间：45分钟　分值：100分)
一、选择题(本题包括10小题，每小题6分，共60分)
1.（2019·蚌埠高三第二次质检）化学与生活、社会发展息息相关，下列有关说法不正确的是（　　）
A.将海水中的镁转化为氯化镁，再电解熔融氯化镁可制得金属镁
B.稻草秸秆和甘蔗渣中富含纤维素，可以用它来制造纸张
C.芯片制造中的“光刻技术”是利用光敏树脂在曝光条件下成像，该过程涉及化学变化
D.《新修本草》中有关“青矾”的描述为“本来绿色，新出窟未见风者，正如瑠璃……烧之赤色……”这里的赤色是析出了Cu单质
解析：选D。海水中的Mg2＋经一系列转化为MgCl2，然后电解熔融MgCl2得到Mg，A正确；植物的叶茎的主要成分是纤维素，纸的主要成分也是纤维素，B正确；光敏树脂遇光会导致分子结构发生变化，C正确；青矾是硫酸亚铁晶体，灼烧时生成的红棕色物质是Fe2O3，D错误。
2.(2019·哈尔滨模拟)化学已深入我们的生活。下列有关说法不正确的是(　　)
A.PM2.5含有的铅、镉、铬、钒等对人体有害的元素是金属元素
B.铝与Fe2O3发生铝热反应，反应后固体物质增重
C.“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，该过程发生了置换反应
D.古剑“沈卢”“以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”，“剂钢”指的是铁的合金
解析：选B。铝与氧化铁发生铝热反应，由质量守恒定律知，反应前后固体质量不变(因为反应物、产物均为固体)。　
3.下列有关金属的工业制法中，正确的是(　　)
A.制钠：以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还原得铁
C.制镁：以海水为原料，经一系列过程制得氧化镁固体，H2还原得镁
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铝
解析：选B。工业制钠是电解熔融NaCl：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑，而电解NaCl溶液：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑得不到钠，故A错误；工业制铁是用CO还原铁矿石：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，故B正确；工业制镁是电解熔融MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，故C错误；工业制铝是电解熔融Al2O3：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑，AlCl3是共价化合物，在熔融状态下不导电，故D错误。
4.(2019·佛山模拟)“类推”这种思维方法在化学学习与研究中有时会产生错误结论，因此类推的结论最终要经过实践的检验才能确定其是否正确。下列几种类推结论中错误的是(　　)
①钠与水反应生成NaOH和H2；所有金属与水反应都生成碱和H2
②铁露置在空气中一段时间后会生锈；性质更活泼的铝不能稳定存在于空气中
③Al(OH)3、Cu(OH)2受热易分解；Fe(OH)3受热也易分解
④不能用电解熔融的AlCl3来制取金属铝，也不能用电解熔融的MgCl2来制取金属镁
A.①④　　　　　　　　　 B.②④
C.①②④ D.①②③④
解析：选C。①活泼金属钠与水反应生成NaOH和H2，金属与水反应不一定生成碱，如Fe与水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和H2，错误；②铁露置在空气中一段时间后会生锈，是因为发生了电化学腐蚀，金属铝在空气中和O2反应表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止O2与内部铝反应，所以铝能稳定存在于空气中，错误；③难溶性碱受热易分解，所以Fe(OH)3受热也易分解，正确；④AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电，故不能用电解熔融的AlCl3来制取金属铝，MgCl2是离子化合物，熔融状态下导电，能用电解熔融的MgCl2来制取金属镁，错误。
5.(2019·北京海淀区模拟)元素及其化合物丰富了物质世界。下列说法正确的是(　　)
A.铜在冷的浓硫酸中会钝化，所以把铜放入冷的浓硫酸中无明显现象
B.NaOH溶液和AlCl3溶液相互滴加的现象不同
C.金属比非金属易失电子，所以金属可以置换非金属，而非金属不能置换金属
D.Al与热水反应困难，故活泼性不及Al的金属在任何条件下均不能与H2O发生反应
解析：选B。 A.铜与冷的浓硫酸不反应，不是因为铜与浓硫酸发生钝化，错误；B.氢氧化钠溶液滴入氯化铝溶液中开始有沉淀生成然后沉淀逐渐消失，而把氯化铝滴入氢氧化钠溶液中，开始无沉淀生成然后逐渐产生沉淀，但不会消失，正确；C.金属比非金属易失电子，但非金属可以置换金属，如C与CuO的反应，错误；D.Al与热水反应困难，但活泼性不如Al的Fe与水蒸气在高温条件下能反应生成四氧化三铁和氢气，错误。
6.(2019·昆明模拟)下列实验现象与对应结论均正确的是(　　)

选项
操作
现象
结论
A
常温下将铁片放入浓硫酸中
剧烈反应生成有刺激性气味气体
常温下铁易与浓硫酸发生反应
B
Al2(SO4)3溶液中滴加过量稀氨水
先生成白色沉淀，随后又溶解
Al(OH)3能溶于氨水
C
向某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液
析出蓝色沉淀
该溶液中含有Fe2＋
D
将表面氧化的铜丝从酒精灯的外焰慢慢移向内焰
黑色的铜丝变红
CuO被内焰中的乙醇蒸气氧化
解析：选C。A中现象错误，常温下铁遇浓H2SO4会钝化，但无明显现象；B中现象和结论均错误，Al(OH)3不溶于氨水中；D中结论错误，应是CuO被乙醇蒸气还原。
7.（2019·高考天津卷）下列有关金属及其化合物的应用不合理的是（　　）
A.将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2
B.铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业
C.盐碱地（含较多Na2CO3等）不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良
D.无水CoCl2呈蓝色，吸水会变为粉红色，可用于判断变色硅胶是否吸水
解析：选C。将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2，发生反应2FeCl2＋Cl2===2FeCl3、2FeCl3＋Fe===3FeCl2，A项正确；铝中添加适量锂，制得的铝合金密度小、硬度大，可用于航空工业，B项正确；盐碱地中施加熟石灰，发生反应Na2CO3＋Ca（OH）2===CaCO3＋2NaOH，生成的NaOH为强碱，不利于作物生长，C项错误；无水CoCl2吸水后会发生颜色变化，可用于判断变色硅胶是否吸水，D项正确。
8.利用废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO。制备流程图如下：

已知：Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似。下列相关说法错误的是(　　)
A.用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的作用是去除油污、溶解镀锌层
B.调节溶液A的pH产生Zn(OH)2沉淀，经抽滤、洗涤、灼烧即可制得ZnO
C.由溶液B制得Fe3O4胶体粒子的过程中，须持续通N2，其原因是防止Fe2＋被氧化
D.Fe3O4胶体粒子能用减压过滤法实现固液分离
解析：选D。NaOH能除油污、溶解镀锌层，A正确；调节溶液A的pH产生Zn(OH)2沉淀，经抽滤、洗涤、灼烧Zn(OH)2分解制得ZnO，B正确；Fe2＋容易被氧化，C正确；Fe3O4胶体粒子能透过滤纸，D错误。
9.下列实验过程中产生的现象与对应的图像不相符的是(　　)

解析：选C。NaOH溶液和AlCl3溶液按4∶1混合后完全转化为NaAlO2，继续加入AlCl3溶液，发生反应为Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓，A项正确；NaAlO2溶液中加入稀盐酸立即有沉淀生成，继续加入盐酸，沉淀溶解，其反应为NaAlO2＋HCl＋H2O===Al(OH)3↓＋NaCl，Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O，B项正确；Na2CO3溶液中加入稀盐酸先转化为NaHCO3和NaCl，Na2CO3完全转化为NaHCO3后，再加入稀盐酸才产生气体，C项错误；向含Mg2＋和Al3＋的溶液中加入NaOH溶液得到Mg(OH)2和Al(OH)3两种沉淀，继续加入NaOH溶液，Al(OH)3沉淀溶解，D项正确。
10.部分氧化的铁铜合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76 g，经如下处理：

下列说法正确的是(　　)
A.滤液A中的阳离子为Fe3＋、Fe2＋、H＋
B.样品中Fe元素的质量为2.24 g
C.样品中CuO的质量为4.0 g
D.V＝896
解析：选B。因为硫酸足量，滤液A中不含Cu2＋，且只有金属Cu不与H2SO4反应，所以滤渣3.2 g为金属铜，物质的量为0.05 mol，即合金样品中总共含有铜元素0.05 mol；滤液A中加入足量NaOH溶液，所得滤渣灼烧得到的固体3.2 g为Fe2O3。生成的滤渣3.2 g是铜，金属铜可以和Fe3＋反应，所以滤液A中一定不含Fe3＋，则滤液A中含有的阳离子为Fe2＋、H＋，A错误；Fe元素的物质的量为×2＝0.04 mol，其质量为0.04 mol×56 g·mol－1＝2.24 g，B正确；根据B项分析可知铁元素质量为2.24 g，而合金样品质量为5.76 g，所以CuO的质量不超过5.76 g－2.24 g＝3.52 g，C错误；最后滤液A中溶质为过量H2SO4和FeSO4，而铁元素物质的量为0.04 mol，说明参加反应的硫酸的物质的量为0.04 mol，含H＋ 0.08 mol，其中部分H＋生成氢气，另外的H＋和合金中的O2－结合成水，由于合金中氧元素的物质的量为＝0.02 mol，全转化为H2O需消耗H＋ 0.04 mol，所以硫酸中生成H2的H＋的物质的量为0.08 mol－0.04 mol＝0.04 mol，即生成0.02 mol H2，标准状况下体积为448 mL，D错误。
二、非选择题(本题包括4小题，共40分)
11.(10分)(2017·高考海南卷)以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取MgSO4·7H2O的过程如图所示：

硼镁泥的主要成分如下表：

MgO
SiO2
FeO、Fe2O3
CaO
Al2O3
B2O3
30%～40%
20%～25%
5%～15%
2%～3%
1%～2%
1%～2%
回答下列问题：
(1)“酸解”时应该加入的酸是　　　　，“滤渣1”中主要含有　　　　。(写化学式)
(2)“除杂”时加入次氯酸钙、氧化镁的作用分别是　　　　　　　　　　　　、________________________________________________________________________
　　　　　　　　　　　　。
(3)判断“除杂”基本完成的检验方法是____________________________________
________________________________________________________________________。
(4)分离“滤渣3”应趁热过滤的原因是____________________________________
　　　　　　　　　　　　。
解析：(1)该工艺流程制备的是MgSO4·7H2O，为了不引入杂质，因此所用的酸是硫酸，化学式为H2SO4；根据硼镁泥的成分，SiO2不与硫酸反应，因此滤渣1为SiO2。(2)硼镁泥中含有FeO，与硫酸反应后生成FeSO4，次氯酸钙具有强氧化性，能把Fe2＋氧化成Fe3＋，氧化镁的作用是调节pH，使Al3＋和Fe3＋以氢氧化物形式沉淀出来，除去Fe3＋和Al3＋。(3)除杂除去的是Fe3＋和Al3＋，因此检验“除杂”基本完成检验滤液中是否存在Fe3＋就行，方法是取少量滤液将其酸化后滴加KSCN溶液，若溶液未变红，则说明除杂完全。(4)趁热过滤是为防止MgSO4·7H2O结晶析出。
答案：(1)H2SO4　SiO2
(2)将Fe2＋氧化为Fe3＋　调节溶液pH，使Fe3＋、Al3＋以氢氧化物的形式沉淀除去　
(3)取少量滤液将其酸化后滴加KSCN溶液，若溶液未变红，则说明除杂完全
(4)防止MgSO4·7H2O结晶析出
12.(8分)在下列物质转化关系中，反应的条件和部分产物已略去。

回答下列问题：
(1)若甲、乙是两种常见金属，且反应Ⅲ是工业制盐酸的反应。
①反应Ⅰ中甲在通常条件下和水剧烈反应，除丙外，还生成一种焰色反应为黄色的物质，则工业上生产甲的一般方法是　　　　。
A.热分解法　　B.热还原法　　C.电解法
②反应Ⅱ中乙与H2O在高温下反应，除丙外，还生成一种有磁性的物质，则乙在周期表中的位置为__________________________________________________　　　　；反应Ⅱ的化学方程式是___________________________________________。
(2)若甲、乙是离子化合物，且反应Ⅲ是工业制漂白粉的反应。
①反应Ⅲ的化学方程式是___________________________________________________。
②若反应Ⅰ是实验室制备某气体的反应，该气体分子为14电子结构。则反应Ⅰ的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　。
③在饱和氯水中加块状石灰石，能制得较浓HClO溶液，同时放出一种气体，其反应的离子方程式是______________________________________________________
________________________________________________________________________；
写出HClO的结构式：　　　　　　。
解析：(1)若甲、乙是两种常见金属，和水反应生成丙，且反应Ⅲ是工业制盐酸的反应，则丙是氢气。
①甲和水反应生成的产物中除丙(氢气)外，还生成一种焰色反应为黄色的物质，则是氢氧化钠，判断甲为钠，在工业生产中利用电解熔融氯化钠的方法得到金属钠。
②反应Ⅱ中乙与H2O在高温下反应时，除丙外，还生成一种有磁性的物质，则乙为铁，铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。
(2)①若甲、乙是离子化合物，且反应Ⅲ是工业制漂白粉的反应，则丙是氢氧化钙，氢氧化钙和氯气反应生成氯化钙、次氯酸钙和水。
②气体分子为14电子结构的物质是乙炔，故反应Ⅰ应为碳化钙和水的反应。
③氯水中含有HCl和HClO：Cl2＋H2OHCl＋HClO，在饱和氯水中加块状石灰石，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，促进上述平衡右移，从而能制得较浓HClO溶液。
答案：(1)①C　②第四周期Ⅷ族　3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
(2)①2Cl2＋2Ca(OH)2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O
②CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋C2H2↑
③2Cl2＋H2O＋CaCO3===Ca2＋＋2Cl－＋2HClO＋CO2　H—O—Cl
13.(10分)(2019·南京模拟)硫酸锌可用于制造锌钡白、印染媒染剂等。用锌白矿(主要成分为ZnO，还含有Fe2O3、CuO、SiO2等杂质)制备ZnSO4·7H2O的流程如下：

相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L－1计算)如表所示：
金属离子
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe3＋
1.1
3.2
Fe2＋
5.8
8.8
Zn2＋
6.4
8.0
(1)“滤渣1”的主要成分为　　　　(填化学式)。“酸浸”过程中，提高锌元素浸出率的措施有适当提高酸的浓度、　　　　　　　　　　(填一种)。
(2)“置换”过程中，加入适量的锌粉，除与溶液中的Fe3＋、H＋反应外，另一主要反应的化学方程式为_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)“氧化”一步中，发生反应的离子方程式为________________________________
________________________________________________________________________。
溶液pH控制在[3.2，6.4)之间的目的是____________________________________
　　　　　　　　　　　　。
(4)“母液”中含有的盐类物质有_______________________________________
(填化学式)。
答案：(1)SiO2　粉碎锌白矿(或充分搅拌浆料、适当加热等)
(2)Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4
(3)3Fe2＋＋MnO＋7ZnO＋9H＋===3Fe(OH)3＋MnO2＋7Zn2＋　使Fe3＋沉淀完全，而Zn2＋不沉淀
(4)ZnSO4、K2SO4
14.(12分)(2019·潍坊模拟)铜及其化合物在生产生活中有广泛应用，铜在化合物中的常见化合价有＋1、＋2。已知Cu2O与稀硫酸反应，溶液呈蓝色。
(1)工业上可用Cu2S＋O22Cu＋SO2反应制取粗铜，该反应中　　　　元素被还原。
(2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中，温度控制在50 ℃，加入H2O2溶液，一段时间后，升温到60 ℃，再反应一段时间后可制得硫酸铜，该反应的离子方程式为　　　　　　　　。温度控制在50～60 ℃的原因除了加快反应速率外，还有_______________________
　　　　　　　　　　　　。在CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液加热，生成CuCl沉淀，写出生成CuCl的离子方程式：________________________________
________________________________________________________________________。
(3)现向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中，加入2 L 0.6 mol·L－1 HNO3溶液恰好使混合物溶解，同时收集到4 480 mL NO气体(标准状况)。Cu2O与稀硝酸反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
若将上述混合物用足量的H2加热还原，所得到固体的质量为　　　　　g。若混合物中含0.2 mol Cu，将该混合物与稀硫酸充分反应，消耗H2SO4的物质的量为　　　　mol。
解析：(1)在该反应中铜、氧元素的化合价降低，得到电子，被还原。(3)Cu2O与稀硝酸反应的离子方程式是3Cu2O＋2NO＋14H＋===6Cu2＋＋2NO↑＋7H2O。硝酸发生反应后氮元素的存在形式是Cu(NO3)2和NO，由2 L×0.6 mol·L－1＝2n[Cu(NO3)2]＋4.480 L÷22.4 L·mol－1得n[Cu(NO3)2]＝0.5 mol，n(Cu2＋)＝0.5 mol，所以若将上述混合物用足量的H2加热还原，所得到固体的质量为0.5 mol×64 g·mol－1＝32 g。若混合物中含0.2 mol Cu，则根据铜原子守恒可得：2n(Cu2O)＋n(CuO)＝0.3 mol；根据得失电子守恒可得：2n(Cu)＋2n(Cu2O)＝3×(4.480 L÷22.4 L·mol－1)，解得n(CuO)＝0.1 mol，n(Cu2O)＝0.1 mol，消耗H2SO4的物质的量为0.1 mol＋0.1 mol＝0.2 mol。
答案：(1)铜、氧
(2)Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O　防止H2O2分解　2Cu2＋＋2Cl－＋SO＋H2O2CuCl↓＋SO＋2H＋
(3)3Cu2O＋2NO＋14H＋===6Cu2＋＋2NO↑＋7H2O 32 0.2