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阶段检测卷(四) 金属元素及其化合物
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这是一份阶段检测卷(四) 金属元素及其化合物，共13页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
阶段检测卷(四) 金属元素及其化合物
(时间:60分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 K 39 Ca 40 Fe 56 Cu 64
选择题部分(共60分)
一、选择题(本大题共25小题,1~15题每小题2分,16~25题每小题3分,共60分。每个小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.下列物质不属于碱性氧化物的是( )
A.MgO B.Fe2O3 C.K2O D.Na2O2
2.Na与水反应的化学方程式为2Na+2H2O2NaOH+H2↑,在反应中水( )
A.是氧化剂 B.是还原剂
C.既是氧化剂又是还原剂 D.既不是氧化剂又不是还原剂
3.高炉炼铁中存在反应:3CO+Fe2O33CO2+2Fe。下列说法正确的是( )
A.CO是氧化剂 B.CO是还原剂
C.CO既是氧化剂又是还原剂 D.CO既不是氧化剂又不是还原剂
4.下列化学反应在金属冶炼工业中还没有得到应用的是( )
A.2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ B.Al2O3+3C2Al+3CO↑
C.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 D.2Ag2O4Ag+O2↑
5.NaCl是从海水中提取出来的一种重要物质,除食用外,它还是一种工业原料,下列以NaCl为原料的产品(或物质)是( )
①烧碱 ②纯碱 ③金属钠 ④氯气 ⑤盐酸
A.①②③④⑤ B.①②③④ C.①②③⑤ D.①②④⑤
6.下列关于铝热反应2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe的说法不正确的是( )
A.该反应中Al做还原剂 B.该反应中氧化产物与还原产物的物质的量比为1∶2
C.该反应中冶炼1 mol Fe转移2 mol电子 D.该反应可用于焊接钢轨
7.已知MgO、MgCl2的熔点分别为2 800 ℃、604 ℃,将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解,都可得到金属镁。海水中含有MgCl2,工业上从海水中提取镁,正确的方法是( )
A.海水Mg(OH)2Mg
B.海水MgCl2溶液MgCl2(熔融)Mg
C.海水Mg(OH)2MgOMg
D.海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2(熔融)Mg
8.最近网络流行一首“我们不一样”,在化学世界里也存在许多的“不一样”。下列说法“一样”的是( )
A.镁和铝分别在空气中的燃烧产物的种类
B.钠在常温下或在空气中加热的产物
C.等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量的稀盐酸反应,产生二氧化碳的量
D.常温下,等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液的pH
9.下列有关物质性质实验的叙述,正确的是( )
A.钠在空气中燃烧,生成淡黄色的氧化钠粉末
B.镁在二氧化碳中燃烧,生成白色的氧化镁和黑色的碳
C.将灼热的铁丝放入盛有氯气的集气瓶中,生成红棕色的氯化铁烟雾
D.铜和浓硫酸加热反应后得到无色硫酸铜溶液
10.下列反应所得溶液中只含一种溶质的是( )
A.AlCl3溶液中滴入过量NaOH溶液 B.Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉
C.稀硝酸中加入少量铜片 D.Ca(ClO)2溶液中通入过量CO2
11.铁的氧化物有很多,在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4,而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的,例如:在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3生成Fe3O4。下列有关说法正确的是( )
A.FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体
B.Fe3O4常写成FeO·Fe2O3,其中既有+2价的Fe,又有+3价的Fe,所以Fe3O4是一种混合物
C.热稳定性:Fe2O3>Fe3O4
D.FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应,且反应类型均为复分解反应
12.下列说法不正确的是( )
A.纯碱可作化工原料,也是治疗胃酸过多的一种药剂
B.硝酸是一种重要的化工原料,可用来制造化肥、染料、炸药等
C.NaClO溶液有消毒作用,加入适量醋酸可以增强其消毒作用
D.金属冶炼的实质是金属阳离子得到电子被还原成金属单质
13.下列叙述正确的是( )
A.氯化铝溶液中加入过量氨水的反应实质:Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+
B.在加入铝粉能放出氢气的溶液中:K+、NH4+、CO32-、Cl-一定能够大量共存
C.镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量NaOH溶液
D.依据铝热反应原理,能发生反应2Al+3MgO3Mg+Al2O3
14.海水提镁的主要流程如下:
下列说法正确的是( )
①试剂M是盐酸 ②流程中的反应全部都是非氧化还原反应 ③操作b只是过滤 ④用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制Mg(OH)2 ⑤电解熔融MgCl2比电解熔融的MgO制金属镁更节约能量
A.①②③④⑤ B.②③ C.④⑤ D.①④⑤
15.下列化工生产原理错误的是( )
①可以电解熔融的氯化钠来制取金属钠;②可以将钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁;③用电解法冶炼铝时,原料是氯化铝;④高炉炼铁的反应是放热的,故无需加热
A.②③ B.①③ C.①②③ D.②③④
16.准确称取某种铁的氧化物2.88 g,用足量的CO进行还原,将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收,得到沉淀4 g,则这种铁的氧化物为( )
A.Fe3O4 B.Fe2O3 C.FeO D.以上都不是
17.有一铁粉和氧化铜的混合物8.32 g,进行如图实验:
根据实验所得数据,有关说法正确的是( )
A.无色气体的质量为0.2 g
B.原混合物中铁的质量为7.0 g
C.反应后的溶液中金属离子物质的量为0.1 mol
D.反应消耗的H2SO4物质的量为0.15 mol
18.下列实验方案中,能达到实验目的的是( )
编号
实验目的
实验方案
A
配制100 mL 1.0 mol·L-1硫酸铜溶液
将25 g CuSO4·5H2O溶于100 mL蒸馏水中
B
除去碳酸钠固体中混有的碳酸氢钠
高温加热
C
证明Fe2+的氧化性
向FeCl2溶液中通入适量Cl2,溶液变成棕黄色
D
证明SO2是电解质或非电解质
用电流表测SO2水溶液的导电性
19.向含Fe2+、Br-、I-各0.1 mol的溶液中通入标准状况下的Cl2,通入Cl2的体积和溶液中某种离子的物质的量的关系如图,下列说法中正确的是( )
A.Q是I-
B.Q是Br-
C.ab区间的反应:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
D.b点时溶液中只有Cl-
20.以下是在实验室模拟“侯氏制碱法”生产流程的示意图:
气体A的饱和溶液A与食盐的饱和溶液悬浊液晶体纯碱
则下列叙述错误的是( )
A.A气体是NH3,B气体是CO2
B.侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异
C.第Ⅲ步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒
D.第Ⅳ步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶
21.过氧化钙晶体CaO2·8H2O不溶于水,遇水缓慢地分解,放出氧气,是一种用途广泛的优良供氧剂,某学习小组欲利用工业废渣CaCl2(含生石灰和熟石灰)制取CaO2·8H2O,发现用Ca(OH)2和H2O2直接反应,生成杂质较多,按下列方法制取过氧化钙晶体,
下列说法不正确的是( )
A.Ca(OH)2的主要作用是调节溶液酸碱性及与循环母液反应产生氨气
B.为了加快反应,搅拌时应该在较低温度下进行
C.真空过滤的目的是加快过滤,减少和水反应
D.搅拌步骤中加入了双氧水,发生了氧化还原反应
22.聚合硫酸铁[Fe(OH)SO4]n易溶于水,能用作净水剂(絮凝剂),可由绿矾(FeSO4·7H2O)和KClO3在水溶液中反应得到。下列说法不正确的是( )
A.KClO3在反应中做氧化剂
B.每生成1 mol[Fe(OH)SO4]n转移1 mol电子
C.将绿矾水溶液久置于空气中,滴加几滴KSCN溶液,溶液变血红色
D.聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体,故能用作净水剂
23.某学生用Na2CO3和KHCO3组成的某混合物进行实验,测得如表数据(盐酸逐滴滴加,物质的量浓度相等且不考虑HCl的挥发)下列有关的说法中,正确的是( )
实验序号
①
②
③
④
盐酸体积/mL
50
50
50
50
固体质量/g
3.06
6.12
9.18
12.24
生成气体体积/L(标况)
0.672
1.344
1.568
1.344
A.实验②中,混合物过量
B.原混合物样品中n(Na2CO3)∶n(KHCO3)=1∶1
C.盐酸的物质的量浓度为2 mol·L-1
D.实验④反应后,至少需继续加入40 mL的该盐酸才能把12.24 g的混合物全部反应
24.将一定质量的铁、氧化铁、氧化铜的混合粉末放入100 mL 4.40 mol·L-1盐酸中,充分反应后产生896 mL H2(标准状况),残留固体1.28 g,过滤,滤液中无Cu2+,将滤液加水稀释到200 mL,测得其中c(H+)为0.400 mol·L-1,已知Fe+2Fe3+3Fe2+,且氧化性:Fe3+>Cu2+,则原混合物中单质铁的质量是( )
A.2.4 g B.3.36 g C.5.60 g D.10.08 g
25.固体粉末X中可能含有Fe、FeO、CuO、MnO2、KCl和K2CO3中的若干种。为确定该固体粉末的成分,某同学依次进行了以下实验:①将X加入足量水中,得到不溶物Y和溶液Z ②取少量Y加入足量浓盐酸,加热,产生黄绿色气体,并有少量红色不溶物 ③向Z溶液中滴加AgNO3溶液,生成白色沉淀 ④用玻璃棒蘸取溶液Z于广范pH试纸上,试纸呈蓝色,分析以上实验现象,下列结论正确的是( )
A.X中一定不存在FeO B.不溶物Y中一定含有Fe和CuO
C.Z溶液中一定含有KCl、K2CO3 D.Y中不一定存在MnO2
非选择题部分(共40分)
二、非选择题(本大题共5小题,每小题8分,共40分)
26.(8分)阅读下列材料后回答问题:
一个体重50 kg的健康人,体内约含有2 g铁,这2 g铁在人体内不是以单质的形式存在,而是以Fe2+和Fe3+的形式存在。正二价铁离子易被吸收,给贫血者补充铁时,应给予含Fe2+的亚铁盐,如硫酸亚铁。服用维生素C,可使食物中的Fe3+还原成Fe2+,有利于人体吸收。
(1)在人体中进行的Fe2+Fe3+转化时,①中的Fe2+是 剂,②中的Fe3+是 剂;
(2)“服用维生素C,可使食物中的Fe3+还原成Fe2+”这句话指出,维生素C在这一反应中是 剂,具有 性;
(3)市场出售的某种麦片中含有微量的颗粒细小的还原铁粉,这些铁粉在人体胃酸的作用下转化成亚铁盐,此反应的离子方程式为 。
27.(8分)阅读下表短周期主族元素的相关信息:
元素代号
相关信息
A
A的单质能与冷水剧烈反应,得到强碱性溶液
B
B的原子最外层电子数是其内层电子数的三倍
C
在第三周期元素中,C的简单离子半径最小
D
A、B、D组成的36电子的化合物X是家用消毒剂的主要成分
E
所有有机物中都含有E元素
请回答:
(1)写出E在元素周期表中的位置: 。
(2)X的化学式为 。
(3)A、B、C三种元素的简单离子的半径由大到小的顺序为 (用离子符号表示)。
(4)A、B两元素组成的化合物A2B2与水反应的离子方程式为 。
28.(8分)为探究难溶性盐X(仅含三种元素)的组成和性质,设计并完成如下实验:
已知:气体甲和气体乙组成元素相同
请回答:
(1)气体乙的摩尔质量是 。
(2)X的化学式是 。
(3)写出X在隔绝空气条件下加热分解的化学方程式: 。
29.(8分)A、B、C、D均为中学化学中常见的物质,它们之间转化关系如右图(部分产物已略去):
(1)若D是金属,A的稀溶液具有氧化性。C溶液在储存时应加入少量D,其理由是(用必要的文字表示) 。检验C溶液中的金属阳离子,可以采用的方法是 (填序号)。
a.滴加氢氧化钠溶液 b.滴加KSCN溶液
c.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液
(2)若A、B、C为含同一种金属元素的无机化合物,A溶液中含该金属元素的阳离子,B是一种白色沉淀。请写出B转化为C的离子方程式: 。由A溶液制取B沉淀,所加试剂最好选用 (填序号)。
a.过量氢氧化钠溶液 b.过量氨水 c.过量二氧化碳气体
30.(8分)铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化合物的有关知识,回答下列问题:
(1)铁和铁合金是生活中的常用材料,下列叙述中,正确的是 。
A.纯铁硬度比生铁高 B.纯铁耐腐蚀性强,不易生锈
C.不锈钢是铁合金,只含金属元素 D.铁在一定条件下可与水蒸气反应
E.铁在冷的浓硫酸中钝化
(2)电子工业需用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜,制造印刷电路板。请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式: 。欲从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液,现有下列试剂:①氯气 ②铁粉 ③浓硝酸 ④盐酸 ⑤烧碱 ⑥浓氨水,需要用到的一组试剂是 。
A.①②④ B.①③④⑥ C.②④⑤ D.①④⑥
(3)高铁酸钠Na2FeO4是一种新型净水剂,能够杀菌消毒。高铁酸钠主要通过如下反应制取:2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH2Na2FeO4+3X+5H2O,则X的化学式为 。
参考答案
阶段检测卷(四) 金属元素及其化合物
1.D 解析 MgO能与酸反应生成盐和水,属于碱性氧化物,故A不符合题意;Fe2O3能和酸反应生成盐和水,属于碱性氧化物,故B不符合题意;K2O能和酸反应生成盐和水,属于碱性氧化物,故C不符合题意;Na2O2与酸反应生成盐、水和氧气,属于过氧化物,不属于碱性氧化物,故D符合题意。
2.A 解析 根据方程式可知,水中氢元素的化合价从+1价降低到0价,得到电子,所以水是氧化剂,钠是还原剂,答案选A。
3.B 解析 CO在反应中,C元素化合价升高,失去电子,是还原剂,故选B。
4.B 解析 目前金属铝的制备方法是电解氧化铝,其他选项中所涉及的内容均符合理论和生产实际。
5.A 解析 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,H2+Cl22HCl,HCl溶于水为盐酸,2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑,NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,故利用NaCl可以制NaOH(烧碱)、Na2CO3(纯碱)、Na、Cl2、盐酸,故选A。
6.C 解析 由题中化学方程式可知,反应中Fe元素的化合价由+3价降为0价,则冶炼1 mol Fe应转移3 mol电子。
7.D 解析 工业问题除理论上可行外还要考虑设备、原料、成本等问题。从理论上看A方法使用NaOH成本高,且Mg(OH)2是一种不溶性碱,加热熔融时会发生分解,因此不可行;B方法中得不到MgCl2;C方法中电解MgO时,由于MgO的熔点很高,耗能大,所以经济效益差。
8.C 解析 镁在空气中的燃烧生成物有氧化镁、碳、氮化镁等,铝在空气中的燃烧产物只有氧化铝,产物种类不一样,A不符合题意;钠在常温下或在空气中加热的产物分别是氧化钠和过氧化钠,不一样,B不符合题意;等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量的稀盐酸反应,根据碳原子守恒可知产生二氧化碳的量一样,C符合题意;常温下,等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液的pH不同,前者大于后者,不一样,D不符合题意。
9.B 解析 钠在空气中燃烧,生成的是过氧化钠,A错;灼热的铁丝放入氯气中,只生成红棕色的烟,没有雾,C错;铜和浓硫酸加热反应后得到蓝色硫酸铜溶液,D错。
10.B 解析 AlCl3溶液中滴入过量NaOH溶液,生成偏铝酸钠和氯化钠,所得溶液的溶质为两种,故A错误;Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉生成FeSO4,所得溶液的溶质为一种,故B正确;稀硝酸中加入少量铜片生成硝酸铜、一氧化氮和水,由于铜片是少量的,故稀硝酸没有完全反应,反应后的溶质为硝酸铜和硝酸,故C错误;Ca(ClO)2溶液中通入过量CO2,生成次氯酸和碳酸氢钙,所得溶液的溶质为两种,故D错误。
11.D 解析 FeO和Fe3O4均为黑色固体,Fe2O3为红棕色固体,故A项错误;Fe3O4是一种纯净物,化合价是一种复合化合价,故B项错误;在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3会生成Fe3O4,说明在高温下四氧化三铁稳定,故C项错误;FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应生成盐和水,反应过程中无元素化合价变化,反应类型均为复分解反应,故D项正确。
12.A 解析 纯碱的碱性较强,可能造成食道损伤,不能治疗胃酸过多,A错误;硝酸可制造硝态氮肥,可生产亚硝酸盐,亚硝酸盐做还原剂与着色染料反应对布料染色,可制TNT等炸药,B正确;NaClO溶液消毒原因是ClO-水解产生的HClO具有强氧化性,加适量醋酸可增大HClO浓度,从而增强消毒作用,C正确;金属冶炼的实质就是把金属阳离子还原为金属单质,D正确。
13.A 解析 加入铝粉能放出氢气,溶液可能呈酸性也可能呈碱性,酸性条件下,碳酸根离子不能大量存在,碱性条件下,铵根离子不能大量存在,B项错误。镁和氢氧化钠溶液不反应,镁铝合金不可完全溶于过量NaOH溶液,故C项错误。镁的活泼性强于铝,所以不能用铝热反应冶炼镁,D项错误。
14.D 解析 电解熔融氯化镁的反应属于氧化还原反应,因此②是错误的。③操作b应是蒸发、结晶、过滤,因此③是错误的。
15.D 解析 钠特别活泼,投入MgCl2溶液时先与水反应生成NaOH和H2,接着生成Mg(OH)2沉淀,②错误;冶炼铝使用的是Al2O3,③错误;高炉炼铁中所发生的反应是放热反应,但是仍需要高温条件,④错误。
16.C 解析 据元素守恒原理可得以下关系式:
CO ~ CO2 ~ CaCO3
1 mol 1 mol 100 g
0.04 mol 0.04 mol 4 g
此时,气体增加的质量为0.04 mol×16 g·mol-1=0.64 g(即0.04 mol氧原子的质量,也就是铁的氧化物中氧元素的质量),据质量守恒原理知,固体质量必定减少0.64 g,那么剩余固体的质量(即铁粉的质量)为2.88 g-0.64 g=2.24 g,也就是说,原氧化物中含铁原子的物质的量为2.24 g56 g·mol-1=0.04 mol。因此,铁的氧化物中Fe原子和O原子的个数之比为0.04∶0.04=1∶1。
17.A 解析 1.28 g红色固体为铜,物质的量为0.02 mol,根据元素守恒,原混合物中CuO的物质的量为0.02 mol,氧化铜的质量为1.6 g,铁的质量为8.32 g-1.6 g=6.72 g,B错误;铁的物质的量为0.12 mol,根据元素守恒反应后溶液中Fe2+的物质的量为0.12 mol,C错误;反应消耗的H2SO4物质的量为0.12 mol,D错误。实验过程中发生的反应有CuO+H2SO4CuSO4+H2O,Fe+CuSO4FeSO4+Cu,Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,反应生成气体的质量的计算过程如下:
Fe+CuSO4FeSO4+Cu
56 64
x 1.28 g
56x=641.28 g
x=1.12
Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
56 2
(6.72-1.12) g y
565.6 g=2y
y=0.2 g,故A正确。
18.B 解析 配制100 mL 1.0 mol·L-1硫酸铜溶液,不是将25 g CuSO4·5H2O溶于100 mL蒸馏水中,而是先加少量蒸馏水溶解,待冷却后再转移到容量瓶中,洗涤、定容、摇匀等,配制成100 mL的溶液,因此不能达到实验目的,故A不符合题意;除去碳酸钠固体中混有的碳酸氢钠,高温加热使碳酸氢钠分解变为碳酸钠,因此能达到实验目的,故B符合题意;向FeCl2溶液中通入适量Cl2,溶液变成棕黄色,Fe2+体现还原性,因此不能达到实验目的,故C不符合题意;用电流表测SO2水溶液的导电性,只能证明二氧化硫和水反应的产物亚硫酸是电解质,不能证明二氧化硫是电解质,因此不能达到实验目的,故D不符合题意。
19.C 解析 离子还原性:I->Fe2+>Br-,故首先发生反应:2I-+Cl2I2+2Cl-,然后发生反应2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,最后发生反应2Br-+Cl2Br2+2Cl-。若Q是I-,2I-+Cl2I2+2Cl-,0.1 mol I-完全反应消耗0.05 mol氯气,标准状况下Cl2的体积为1.12 L,此时碘离子的物质的量为0,而图像中通入氯气为1.12 L时,碘离子仍为0.1 mol,与实际不符合,故A错误;若Q是Br-,I-、Fe2+完全反应后,才发生2Br-+Cl2Br2+2Cl-,0.1 mol I-完全反应消耗0.05 mol氯气,0.1 mol Fe2+完全反应消耗0.05 mol氯气,故Br-开始反应时消耗氯气的体积为2.24 L,与图像中氯气的体积不符合,故B错误;离子还原性:I->Fe2+>Br-,故首先发生反应:2I-+Cl2I2+2Cl-,然后发生反应2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,0.1 mol I-完全反应消耗0.05 mol氯气,Fe2+开始反应时消耗氯气的体积为1.12 L,0.1 mol Fe2+完全反应消耗0.05 mol氯气,此时消耗氯气的体积为2.24 L,所以ab区间的反应为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,故C正确;根据C可知,b点时溶液中有Cl-、Fe3+、Br-,故D错误。
20.D 解析 利用NH3极易溶于水,且水溶液显碱性,可以提高CO2的吸收,因此先通NH3后通CO2,A正确;NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,利用了溶解度的差异,B正确;操作Ⅲ是过滤,因此利用玻璃仪器:烧杯、漏斗、玻璃棒,C正确;晶体是NaHCO3,利用NaHCO3的不稳定性制备纯碱,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,因此第Ⅳ步操作为加热,D错误。
21.D 解析 H2O2与CaCl2、NH3反应,生成CaO2和NH4Cl,Ca(OH)2调节溶液的酸碱性,并和循环母液中的NH4Cl反应生成氨气,A正确;为了加快反应,应不断搅拌,为防温度较高时H2O2分解,应该在较低温度下进行,B正确;过氧化钙遇水缓慢地分解,所以产生过氧化钙后,应尽快脱离水环境,C正确;搅拌步骤中的反应是CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2OCaO2·8H2O+2NH4Cl,没有发生氧化还原反应,D错误。
22.B 解析 KClO3将FeSO4氧化成[Fe(OH)SO4]n的化学方程式为6nFeSO4+nKClO3+3nH2O6[Fe(OH)SO4]n+nKCl,聚合硫酸铁[Fe(OH)SO4]n又称为碱式硫酸铁,能水解生成氢氧化铁胶体。根据分析,KClO3在反应中做氧化剂,故A正确;根据KClO3将FeSO4氧化成[Fe(OH)SO4]n的化学方程式可知,生成6 mol [Fe(OH)SO4]n转移6n mol电子,则每生成1 mol [Fe(OH)SO4]n转移n mol电子,故B错误;绿矾(FeSO4·7H2O)中的二价铁易被氧化成三价铁,则将绿矾水溶液久置于空气中,滴加几滴KSCN溶液,溶液变血红色,故C正确;聚合硫酸铁中的铁为+3价,能用作净水剂,则聚合硫酸铁能水解生成氢氧化铁胶体,氢氧化铁胶体能吸附水中的悬浮物而净水,故D正确。
23.C 解析 若实验②中混合物全部反应,则产生的气体体积应该是6.12 g3.06 g×0.672 L=1.344 L,所以反应中混合物没有过量,A错误;实验①中混合物全部反应,设Na2CO3和KHCO3的物质的量分别是x mol、y mol,则x+y=0.672 L22.4 L·mol-1、106x+100y=3.06,解得x=0.01,y=0.02,则原混合物样品中n(Na2CO3)∶n(KHCO3)=1∶2,B错误;根据①③中数据可知在反应③中盐酸不足,计算可知生成的二氧化碳的物质的量是0.07 mol,混合物中碳酸钠的物质的量是0.03 mol,碳酸氢钾的物质的量是0.06 mol,由于碳酸钠首先与盐酸反应,则反应③中消耗HCl的物质的量是0.03 mol+0.07 mol=0.1 mol,所以盐酸的物质的量浓度是0.1 mol÷0.05 L=2 mol·L-1,C正确;根据以上分析可知反应④中碳酸钠的物质的量是0.04 mol,碳酸氢钾的物质的量是0.08 mol,完全反应需要盐酸的物质的量是0.04 mol×2+0.08 mol=0.16 mol,计算可得总共所需盐酸的体积是80 mL,所以实验④反应后,至少需继续加入30 mL的该盐酸溶液才能把12.24 g的混合物全部反应,D错误。
24.C 解析 有H+剩余,且滤液中没有Cu2+,可知残留物没有Fe,只有Cu,而Cu可以残留说明溶液中没有Fe3+,阳离子为H+和Fe2+。设原有Fe为x mol,Fe2O3为y mol,生成铜的物质的量为0.02 mol,生成氢气为0.04 mol,根据得失电子总数相等知:2x=2y+2×0.02+2×0.04,又根据Cl元素守恒知:2(x+2y)+0.2×0.400=0.1×4.40,将上述两式联立解出:x=0.1,y=0.04。则原混合物中单质铁的质量为56 g·mol-1×0.1 mol=5.6 g,故选C。
25.B 解析 ①将X加入足量水中,得到不溶物Y和溶液Z,Y可能为Fe、FeO、CuO、MnO2中的物质,Z可能为KCl和K2CO3中的物质;②取少量Y加入足量浓盐酸,加热,产生黄绿色气体,并有少量红色不溶物,黄绿色气体为氯气,红色不溶物为铜,可说明Y中至少含有CuO、MnO2,反应后有Cu生成,说明Y中含有的CuO与酸反应生成的CuCl2被置换出来了,可说明Y中还含有Fe;③向Z溶液中滴加AgNO3溶液,生成白色沉淀,可能为氯化银或碳酸银沉淀;④用玻璃棒蘸取溶液Z于广范pH试纸上,试纸呈蓝色,说明溶液呈碱性,应含有K2CO3,可能含有KCl,由以上分析可知X中应含有CuO、MnO2、K2CO3以及Fe,但不能确定是否含有FeO、KCl,故选B。
26.答案 (1)还原 氧化 (2)还原 还原 (3)Fe+2H+Fe2++H2↑
解析 (1)①中Fe元素的化合价升高,则Fe2+为还原剂,②中Fe元素的化合价降低,则Fe3+为氧化剂;(2)维生素C可使食物中的Fe3+还原成Fe2+,Fe元素的化合价降低,则维生素C中某元素的化合价升高,作还原剂,具有还原性;(3)Fe与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,离子反应方程式为Fe+2H+Fe2++H2↑。
27.答案 (1)第二周期第ⅣA族 (2)NaClO
(3)O2->Na+>Al3+
(4)2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑
解析 短周期主族元素,A的单质能与冷水剧烈反应,得到强碱性溶液,则A为钠元素;B的原子最外层电子数是其内层电子数的三倍,B有2个电子层,最外层电子数为6,故B为氧元素;在第三周期元素中,C的简单离子半径最小,C为铝元素;A、B、D组成的36电子的化合物X是家用消毒剂的主要成分,X为NaClO,D为Cl元素;所有有机物中都含有E元素,E为碳元素。(1)E为碳元素,原子有2个电子层,最外层电子数为4,处于周期表中第二周期第ⅣA族;(2)由上述分析可知,X为NaClO;(3)A、B、C三种元素形成的简单离子分别为Na+、O2-、Al3+,离子的电子层排布相同时,核电荷数越大,离子半径越小,所以离子半径由大到小的顺序为O2->Na+>Al3+;(4)化合物A2B2为Na2O2,过氧化钠与水反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,离子方程式为2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑。
28.答案 (1)28 g·mol-1 (2)FeC2O4
(3)FeC2O4FeO+CO↑+CO2↑
解析 (1)混合气体通入足量的石灰水中得到白色沉淀,能使澄清石灰水变浑浊的气体可能是CO2,也可能是SO2,气体甲和气体乙组成元素相同且平均相对分子质量为36,因此甲为CO2,乙为CO,即气体乙的摩尔质量为28 g·mol-1;(2)根据(1)的分析,白色沉淀是CaCO3,即CO2物质的量为5.00 g100 g·mol-1=0.05 mol,气体甲和气体乙平均摩尔质量为36,依据十字交叉法,推出CO物质的量为0.05 mol,即X中碳原子的物质的量为(0.05+0.05) mol=0.1 mol,红棕色固体为Fe2O3,X中含有铁元素,X中铁原子物质的量为4.00 g160 g·mol-1×2=0.05 mol,氧原子的质量为(7.2-0.05×56-0.1×12) g=3.2 g,即X中氧原子物质的量为3.2 g16 g·mol-1=0.2 mol,即n(Fe)∶n(C)∶n(O)=0.05∶0.1∶0.2=1∶2∶4,化学式为FeC2O4;(3)根据铁元素守恒,黑色固体为FeO,其物质的量为0.05 mol,因此反应方程式为FeC2O4FeO+CO↑+CO2↑。
29.答案 (1)加入少量铁,防止Fe2+被氧化为Fe3+ a
(2)Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O b
解析 (1)若D是金属,说明金属具有变价,C溶液在储存时应加入少量D,说明C中含有Fe2+,D为单质铁,B溶液中含Fe3+;A的稀溶液具有氧化性,则A为HNO3,B为Fe(NO3)3,C为Fe(NO3)2。Fe(NO3)2不稳定容易被氧化而变质,可加入铁防止被氧化生成硝酸铁,离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+。C溶液中的金属阳离子为Fe2+,向C溶液中滴加氢氧化钠溶液,若先生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,过一段时间后还会有红褐色物质生成,则证明存在Fe2+;Fe2+与KSCN不反应,不能鉴别;先通入Cl2,后滴加KSCN溶液变血红色,说明可能含有Fe2+,但不能确定。
(2)若A、B、C为含同一种金属元素的无机化合物,A溶液中含该金属元素的阳离子,B是一种白色沉淀。则该转化关系为:Al3+Al(OH)3AlO2-。B转化为C的离子方程式为Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O。由Al3+和过量氢氧化钠溶液生成NaAlO2,无法制取Al(OH)3沉淀;Al(OH)3沉淀不溶于过量的氨水,可以用Al3+和过量氨水反应生成Al(OH)3沉淀;Al3+和二氧化碳气体不反应,无法制取Al(OH)3沉淀。
30.答案 (1)BDE (2)2Fe3++CuCu2++2Fe2+ A (3)NaCl
解析 (1)合金的硬度比各成分金属的大,故A错误;纯铁不能形成原电池,生铁含碳量高,容易形成原电池,腐蚀速率快,故B正确;不锈钢除含有金属元素如铁、镍、钼、钛、铌、铜等,还含有碳、硅、氮等非金属元素,故C错误;铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气,故D正确;浓硫酸具有强氧化性,冷的浓硫酸使铁发生钝化,故E正确;(2)FeCl3溶液与铜反应生成氯化亚铁、氯化铜,反应的离子方程式为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+;腐蚀废液中含有氯化铜、氯化亚铁以及氯化铁,加入过量的铁可以和氯化铁反应生成氯化亚铁(Fe+2Fe3+3Fe2+),和氯化铜反应生成金属铜和氯化亚铁(Fe+Cu2+Fe2++Cu),过滤,所得的滤液是氯化亚铁,滤渣是金属铜和过量的铁,铜不能盐酸反应,而金属铁可以,Fe+2H+Fe2++H2↑,向滤渣中加入足量的盐酸可以将铜分离,再过滤,得到的滤液是氯化亚铁,氯气具有氧化性,能将亚铁离子氧化为三价铁离子,2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,因此再向滤液中通入氯气即可,因此需要用的一组试剂为①②④;(3)根据元素守恒可知,反应前后各元素原子个数相等,X的化学式为NaCl。
阶段检测卷(四) 金属元素及其化合物
(时间:60分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 K 39 Ca 40 Fe 56 Cu 64
选择题部分(共60分)
一、选择题(本大题共25小题,1~15题每小题2分,16~25题每小题3分,共60分。每个小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.下列物质不属于碱性氧化物的是( )
A.MgO B.Fe2O3 C.K2O D.Na2O2
2.Na与水反应的化学方程式为2Na+2H2O2NaOH+H2↑,在反应中水( )
A.是氧化剂 B.是还原剂
C.既是氧化剂又是还原剂 D.既不是氧化剂又不是还原剂
3.高炉炼铁中存在反应:3CO+Fe2O33CO2+2Fe。下列说法正确的是( )
A.CO是氧化剂 B.CO是还原剂
C.CO既是氧化剂又是还原剂 D.CO既不是氧化剂又不是还原剂
4.下列化学反应在金属冶炼工业中还没有得到应用的是( )
A.2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ B.Al2O3+3C2Al+3CO↑
C.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 D.2Ag2O4Ag+O2↑
5.NaCl是从海水中提取出来的一种重要物质,除食用外,它还是一种工业原料,下列以NaCl为原料的产品(或物质)是( )
①烧碱 ②纯碱 ③金属钠 ④氯气 ⑤盐酸
A.①②③④⑤ B.①②③④ C.①②③⑤ D.①②④⑤
6.下列关于铝热反应2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe的说法不正确的是( )
A.该反应中Al做还原剂 B.该反应中氧化产物与还原产物的物质的量比为1∶2
C.该反应中冶炼1 mol Fe转移2 mol电子 D.该反应可用于焊接钢轨
7.已知MgO、MgCl2的熔点分别为2 800 ℃、604 ℃,将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解,都可得到金属镁。海水中含有MgCl2,工业上从海水中提取镁,正确的方法是( )
A.海水Mg(OH)2Mg
B.海水MgCl2溶液MgCl2(熔融)Mg
C.海水Mg(OH)2MgOMg
D.海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2(熔融)Mg
8.最近网络流行一首“我们不一样”,在化学世界里也存在许多的“不一样”。下列说法“一样”的是( )
A.镁和铝分别在空气中的燃烧产物的种类
B.钠在常温下或在空气中加热的产物
C.等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量的稀盐酸反应,产生二氧化碳的量
D.常温下,等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液的pH
9.下列有关物质性质实验的叙述,正确的是( )
A.钠在空气中燃烧,生成淡黄色的氧化钠粉末
B.镁在二氧化碳中燃烧,生成白色的氧化镁和黑色的碳
C.将灼热的铁丝放入盛有氯气的集气瓶中,生成红棕色的氯化铁烟雾
D.铜和浓硫酸加热反应后得到无色硫酸铜溶液
10.下列反应所得溶液中只含一种溶质的是( )
A.AlCl3溶液中滴入过量NaOH溶液 B.Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉
C.稀硝酸中加入少量铜片 D.Ca(ClO)2溶液中通入过量CO2
11.铁的氧化物有很多,在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4,而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的,例如:在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3生成Fe3O4。下列有关说法正确的是( )
A.FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体
B.Fe3O4常写成FeO·Fe2O3,其中既有+2价的Fe,又有+3价的Fe,所以Fe3O4是一种混合物
C.热稳定性:Fe2O3>Fe3O4
D.FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应,且反应类型均为复分解反应
12.下列说法不正确的是( )
A.纯碱可作化工原料,也是治疗胃酸过多的一种药剂
B.硝酸是一种重要的化工原料,可用来制造化肥、染料、炸药等
C.NaClO溶液有消毒作用,加入适量醋酸可以增强其消毒作用
D.金属冶炼的实质是金属阳离子得到电子被还原成金属单质
13.下列叙述正确的是( )
A.氯化铝溶液中加入过量氨水的反应实质:Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+
B.在加入铝粉能放出氢气的溶液中:K+、NH4+、CO32-、Cl-一定能够大量共存
C.镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量NaOH溶液
D.依据铝热反应原理,能发生反应2Al+3MgO3Mg+Al2O3
14.海水提镁的主要流程如下:
下列说法正确的是( )
①试剂M是盐酸 ②流程中的反应全部都是非氧化还原反应 ③操作b只是过滤 ④用海水晒盐后的饱和溶液加石灰乳制Mg(OH)2 ⑤电解熔融MgCl2比电解熔融的MgO制金属镁更节约能量
A.①②③④⑤ B.②③ C.④⑤ D.①④⑤
15.下列化工生产原理错误的是( )
①可以电解熔融的氯化钠来制取金属钠;②可以将钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁;③用电解法冶炼铝时,原料是氯化铝;④高炉炼铁的反应是放热的,故无需加热
A.②③ B.①③ C.①②③ D.②③④
16.准确称取某种铁的氧化物2.88 g,用足量的CO进行还原,将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收,得到沉淀4 g,则这种铁的氧化物为( )
A.Fe3O4 B.Fe2O3 C.FeO D.以上都不是
17.有一铁粉和氧化铜的混合物8.32 g,进行如图实验:
根据实验所得数据,有关说法正确的是( )
A.无色气体的质量为0.2 g
B.原混合物中铁的质量为7.0 g
C.反应后的溶液中金属离子物质的量为0.1 mol
D.反应消耗的H2SO4物质的量为0.15 mol
18.下列实验方案中,能达到实验目的的是( )
编号
实验目的
实验方案
A
配制100 mL 1.0 mol·L-1硫酸铜溶液
将25 g CuSO4·5H2O溶于100 mL蒸馏水中
B
除去碳酸钠固体中混有的碳酸氢钠
高温加热
C
证明Fe2+的氧化性
向FeCl2溶液中通入适量Cl2,溶液变成棕黄色
D
证明SO2是电解质或非电解质
用电流表测SO2水溶液的导电性
19.向含Fe2+、Br-、I-各0.1 mol的溶液中通入标准状况下的Cl2,通入Cl2的体积和溶液中某种离子的物质的量的关系如图,下列说法中正确的是( )
A.Q是I-
B.Q是Br-
C.ab区间的反应:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
D.b点时溶液中只有Cl-
20.以下是在实验室模拟“侯氏制碱法”生产流程的示意图:
气体A的饱和溶液A与食盐的饱和溶液悬浊液晶体纯碱
则下列叙述错误的是( )
A.A气体是NH3,B气体是CO2
B.侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异
C.第Ⅲ步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒
D.第Ⅳ步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶
21.过氧化钙晶体CaO2·8H2O不溶于水,遇水缓慢地分解,放出氧气,是一种用途广泛的优良供氧剂,某学习小组欲利用工业废渣CaCl2(含生石灰和熟石灰)制取CaO2·8H2O,发现用Ca(OH)2和H2O2直接反应,生成杂质较多,按下列方法制取过氧化钙晶体,
下列说法不正确的是( )
A.Ca(OH)2的主要作用是调节溶液酸碱性及与循环母液反应产生氨气
B.为了加快反应,搅拌时应该在较低温度下进行
C.真空过滤的目的是加快过滤,减少和水反应
D.搅拌步骤中加入了双氧水,发生了氧化还原反应
22.聚合硫酸铁[Fe(OH)SO4]n易溶于水,能用作净水剂(絮凝剂),可由绿矾(FeSO4·7H2O)和KClO3在水溶液中反应得到。下列说法不正确的是( )
A.KClO3在反应中做氧化剂
B.每生成1 mol[Fe(OH)SO4]n转移1 mol电子
C.将绿矾水溶液久置于空气中,滴加几滴KSCN溶液,溶液变血红色
D.聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体,故能用作净水剂
23.某学生用Na2CO3和KHCO3组成的某混合物进行实验,测得如表数据(盐酸逐滴滴加,物质的量浓度相等且不考虑HCl的挥发)下列有关的说法中,正确的是( )
实验序号
①
②
③
④
盐酸体积/mL
50
50
50
50
固体质量/g
3.06
6.12
9.18
12.24
生成气体体积/L(标况)
0.672
1.344
1.568
1.344
A.实验②中,混合物过量
B.原混合物样品中n(Na2CO3)∶n(KHCO3)=1∶1
C.盐酸的物质的量浓度为2 mol·L-1
D.实验④反应后,至少需继续加入40 mL的该盐酸才能把12.24 g的混合物全部反应
24.将一定质量的铁、氧化铁、氧化铜的混合粉末放入100 mL 4.40 mol·L-1盐酸中,充分反应后产生896 mL H2(标准状况),残留固体1.28 g,过滤,滤液中无Cu2+,将滤液加水稀释到200 mL,测得其中c(H+)为0.400 mol·L-1,已知Fe+2Fe3+3Fe2+,且氧化性:Fe3+>Cu2+,则原混合物中单质铁的质量是( )
A.2.4 g B.3.36 g C.5.60 g D.10.08 g
25.固体粉末X中可能含有Fe、FeO、CuO、MnO2、KCl和K2CO3中的若干种。为确定该固体粉末的成分,某同学依次进行了以下实验:①将X加入足量水中,得到不溶物Y和溶液Z ②取少量Y加入足量浓盐酸,加热,产生黄绿色气体,并有少量红色不溶物 ③向Z溶液中滴加AgNO3溶液,生成白色沉淀 ④用玻璃棒蘸取溶液Z于广范pH试纸上,试纸呈蓝色,分析以上实验现象,下列结论正确的是( )
A.X中一定不存在FeO B.不溶物Y中一定含有Fe和CuO
C.Z溶液中一定含有KCl、K2CO3 D.Y中不一定存在MnO2
非选择题部分(共40分)
二、非选择题(本大题共5小题,每小题8分,共40分)
26.(8分)阅读下列材料后回答问题:
一个体重50 kg的健康人,体内约含有2 g铁,这2 g铁在人体内不是以单质的形式存在,而是以Fe2+和Fe3+的形式存在。正二价铁离子易被吸收,给贫血者补充铁时,应给予含Fe2+的亚铁盐,如硫酸亚铁。服用维生素C,可使食物中的Fe3+还原成Fe2+,有利于人体吸收。
(1)在人体中进行的Fe2+Fe3+转化时,①中的Fe2+是 剂,②中的Fe3+是 剂;
(2)“服用维生素C,可使食物中的Fe3+还原成Fe2+”这句话指出,维生素C在这一反应中是 剂,具有 性;
(3)市场出售的某种麦片中含有微量的颗粒细小的还原铁粉,这些铁粉在人体胃酸的作用下转化成亚铁盐,此反应的离子方程式为 。
27.(8分)阅读下表短周期主族元素的相关信息:
元素代号
相关信息
A
A的单质能与冷水剧烈反应,得到强碱性溶液
B
B的原子最外层电子数是其内层电子数的三倍
C
在第三周期元素中,C的简单离子半径最小
D
A、B、D组成的36电子的化合物X是家用消毒剂的主要成分
E
所有有机物中都含有E元素
请回答:
(1)写出E在元素周期表中的位置: 。
(2)X的化学式为 。
(3)A、B、C三种元素的简单离子的半径由大到小的顺序为 (用离子符号表示)。
(4)A、B两元素组成的化合物A2B2与水反应的离子方程式为 。
28.(8分)为探究难溶性盐X(仅含三种元素)的组成和性质,设计并完成如下实验:
已知:气体甲和气体乙组成元素相同
请回答:
(1)气体乙的摩尔质量是 。
(2)X的化学式是 。
(3)写出X在隔绝空气条件下加热分解的化学方程式: 。
29.(8分)A、B、C、D均为中学化学中常见的物质,它们之间转化关系如右图(部分产物已略去):
(1)若D是金属,A的稀溶液具有氧化性。C溶液在储存时应加入少量D,其理由是(用必要的文字表示) 。检验C溶液中的金属阳离子,可以采用的方法是 (填序号)。
a.滴加氢氧化钠溶液 b.滴加KSCN溶液
c.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液
(2)若A、B、C为含同一种金属元素的无机化合物,A溶液中含该金属元素的阳离子,B是一种白色沉淀。请写出B转化为C的离子方程式: 。由A溶液制取B沉淀,所加试剂最好选用 (填序号)。
a.过量氢氧化钠溶液 b.过量氨水 c.过量二氧化碳气体
30.(8分)铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化合物的有关知识,回答下列问题:
(1)铁和铁合金是生活中的常用材料,下列叙述中,正确的是 。
A.纯铁硬度比生铁高 B.纯铁耐腐蚀性强,不易生锈
C.不锈钢是铁合金,只含金属元素 D.铁在一定条件下可与水蒸气反应
E.铁在冷的浓硫酸中钝化
(2)电子工业需用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜,制造印刷电路板。请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式: 。欲从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液,现有下列试剂:①氯气 ②铁粉 ③浓硝酸 ④盐酸 ⑤烧碱 ⑥浓氨水,需要用到的一组试剂是 。
A.①②④ B.①③④⑥ C.②④⑤ D.①④⑥
(3)高铁酸钠Na2FeO4是一种新型净水剂,能够杀菌消毒。高铁酸钠主要通过如下反应制取:2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH2Na2FeO4+3X+5H2O,则X的化学式为 。
参考答案
阶段检测卷(四) 金属元素及其化合物
1.D 解析 MgO能与酸反应生成盐和水,属于碱性氧化物,故A不符合题意;Fe2O3能和酸反应生成盐和水,属于碱性氧化物,故B不符合题意;K2O能和酸反应生成盐和水,属于碱性氧化物,故C不符合题意;Na2O2与酸反应生成盐、水和氧气,属于过氧化物,不属于碱性氧化物,故D符合题意。
2.A 解析 根据方程式可知,水中氢元素的化合价从+1价降低到0价,得到电子,所以水是氧化剂,钠是还原剂,答案选A。
3.B 解析 CO在反应中,C元素化合价升高,失去电子,是还原剂,故选B。
4.B 解析 目前金属铝的制备方法是电解氧化铝,其他选项中所涉及的内容均符合理论和生产实际。
5.A 解析 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,H2+Cl22HCl,HCl溶于水为盐酸,2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑,NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,故利用NaCl可以制NaOH(烧碱)、Na2CO3(纯碱)、Na、Cl2、盐酸,故选A。
6.C 解析 由题中化学方程式可知,反应中Fe元素的化合价由+3价降为0价,则冶炼1 mol Fe应转移3 mol电子。
7.D 解析 工业问题除理论上可行外还要考虑设备、原料、成本等问题。从理论上看A方法使用NaOH成本高,且Mg(OH)2是一种不溶性碱,加热熔融时会发生分解,因此不可行;B方法中得不到MgCl2;C方法中电解MgO时,由于MgO的熔点很高,耗能大,所以经济效益差。
8.C 解析 镁在空气中的燃烧生成物有氧化镁、碳、氮化镁等,铝在空气中的燃烧产物只有氧化铝,产物种类不一样,A不符合题意;钠在常温下或在空气中加热的产物分别是氧化钠和过氧化钠,不一样,B不符合题意;等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量的稀盐酸反应,根据碳原子守恒可知产生二氧化碳的量一样,C符合题意;常温下,等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液的pH不同,前者大于后者,不一样,D不符合题意。
9.B 解析 钠在空气中燃烧,生成的是过氧化钠,A错;灼热的铁丝放入氯气中,只生成红棕色的烟,没有雾,C错;铜和浓硫酸加热反应后得到蓝色硫酸铜溶液,D错。
10.B 解析 AlCl3溶液中滴入过量NaOH溶液,生成偏铝酸钠和氯化钠,所得溶液的溶质为两种,故A错误;Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉生成FeSO4,所得溶液的溶质为一种,故B正确;稀硝酸中加入少量铜片生成硝酸铜、一氧化氮和水,由于铜片是少量的,故稀硝酸没有完全反应,反应后的溶质为硝酸铜和硝酸,故C错误;Ca(ClO)2溶液中通入过量CO2,生成次氯酸和碳酸氢钙,所得溶液的溶质为两种,故D错误。
11.D 解析 FeO和Fe3O4均为黑色固体,Fe2O3为红棕色固体,故A项错误;Fe3O4是一种纯净物,化合价是一种复合化合价,故B项错误;在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3会生成Fe3O4,说明在高温下四氧化三铁稳定,故C项错误;FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应生成盐和水,反应过程中无元素化合价变化,反应类型均为复分解反应,故D项正确。
12.A 解析 纯碱的碱性较强,可能造成食道损伤,不能治疗胃酸过多,A错误;硝酸可制造硝态氮肥,可生产亚硝酸盐,亚硝酸盐做还原剂与着色染料反应对布料染色,可制TNT等炸药,B正确;NaClO溶液消毒原因是ClO-水解产生的HClO具有强氧化性,加适量醋酸可增大HClO浓度,从而增强消毒作用,C正确;金属冶炼的实质就是把金属阳离子还原为金属单质,D正确。
13.A 解析 加入铝粉能放出氢气,溶液可能呈酸性也可能呈碱性,酸性条件下,碳酸根离子不能大量存在,碱性条件下,铵根离子不能大量存在,B项错误。镁和氢氧化钠溶液不反应,镁铝合金不可完全溶于过量NaOH溶液,故C项错误。镁的活泼性强于铝,所以不能用铝热反应冶炼镁,D项错误。
14.D 解析 电解熔融氯化镁的反应属于氧化还原反应,因此②是错误的。③操作b应是蒸发、结晶、过滤,因此③是错误的。
15.D 解析 钠特别活泼,投入MgCl2溶液时先与水反应生成NaOH和H2,接着生成Mg(OH)2沉淀,②错误;冶炼铝使用的是Al2O3,③错误;高炉炼铁中所发生的反应是放热反应,但是仍需要高温条件,④错误。
16.C 解析 据元素守恒原理可得以下关系式:
CO ~ CO2 ~ CaCO3
1 mol 1 mol 100 g
0.04 mol 0.04 mol 4 g
此时,气体增加的质量为0.04 mol×16 g·mol-1=0.64 g(即0.04 mol氧原子的质量,也就是铁的氧化物中氧元素的质量),据质量守恒原理知,固体质量必定减少0.64 g,那么剩余固体的质量(即铁粉的质量)为2.88 g-0.64 g=2.24 g,也就是说,原氧化物中含铁原子的物质的量为2.24 g56 g·mol-1=0.04 mol。因此,铁的氧化物中Fe原子和O原子的个数之比为0.04∶0.04=1∶1。
17.A 解析 1.28 g红色固体为铜,物质的量为0.02 mol,根据元素守恒,原混合物中CuO的物质的量为0.02 mol,氧化铜的质量为1.6 g,铁的质量为8.32 g-1.6 g=6.72 g,B错误;铁的物质的量为0.12 mol,根据元素守恒反应后溶液中Fe2+的物质的量为0.12 mol,C错误;反应消耗的H2SO4物质的量为0.12 mol,D错误。实验过程中发生的反应有CuO+H2SO4CuSO4+H2O,Fe+CuSO4FeSO4+Cu,Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,反应生成气体的质量的计算过程如下:
Fe+CuSO4FeSO4+Cu
56 64
x 1.28 g
56x=641.28 g
x=1.12
Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
56 2
(6.72-1.12) g y
565.6 g=2y
y=0.2 g,故A正确。
18.B 解析 配制100 mL 1.0 mol·L-1硫酸铜溶液,不是将25 g CuSO4·5H2O溶于100 mL蒸馏水中,而是先加少量蒸馏水溶解,待冷却后再转移到容量瓶中,洗涤、定容、摇匀等,配制成100 mL的溶液,因此不能达到实验目的,故A不符合题意;除去碳酸钠固体中混有的碳酸氢钠,高温加热使碳酸氢钠分解变为碳酸钠,因此能达到实验目的,故B符合题意;向FeCl2溶液中通入适量Cl2,溶液变成棕黄色,Fe2+体现还原性,因此不能达到实验目的,故C不符合题意;用电流表测SO2水溶液的导电性,只能证明二氧化硫和水反应的产物亚硫酸是电解质,不能证明二氧化硫是电解质,因此不能达到实验目的,故D不符合题意。
19.C 解析 离子还原性:I->Fe2+>Br-,故首先发生反应:2I-+Cl2I2+2Cl-,然后发生反应2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,最后发生反应2Br-+Cl2Br2+2Cl-。若Q是I-,2I-+Cl2I2+2Cl-,0.1 mol I-完全反应消耗0.05 mol氯气,标准状况下Cl2的体积为1.12 L,此时碘离子的物质的量为0,而图像中通入氯气为1.12 L时,碘离子仍为0.1 mol,与实际不符合,故A错误;若Q是Br-,I-、Fe2+完全反应后,才发生2Br-+Cl2Br2+2Cl-,0.1 mol I-完全反应消耗0.05 mol氯气,0.1 mol Fe2+完全反应消耗0.05 mol氯气,故Br-开始反应时消耗氯气的体积为2.24 L,与图像中氯气的体积不符合,故B错误;离子还原性:I->Fe2+>Br-,故首先发生反应:2I-+Cl2I2+2Cl-,然后发生反应2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,0.1 mol I-完全反应消耗0.05 mol氯气,Fe2+开始反应时消耗氯气的体积为1.12 L,0.1 mol Fe2+完全反应消耗0.05 mol氯气,此时消耗氯气的体积为2.24 L,所以ab区间的反应为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,故C正确;根据C可知,b点时溶液中有Cl-、Fe3+、Br-,故D错误。
20.D 解析 利用NH3极易溶于水,且水溶液显碱性,可以提高CO2的吸收,因此先通NH3后通CO2,A正确;NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,利用了溶解度的差异,B正确;操作Ⅲ是过滤,因此利用玻璃仪器:烧杯、漏斗、玻璃棒,C正确;晶体是NaHCO3,利用NaHCO3的不稳定性制备纯碱,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,因此第Ⅳ步操作为加热,D错误。
21.D 解析 H2O2与CaCl2、NH3反应,生成CaO2和NH4Cl,Ca(OH)2调节溶液的酸碱性,并和循环母液中的NH4Cl反应生成氨气,A正确;为了加快反应,应不断搅拌,为防温度较高时H2O2分解,应该在较低温度下进行,B正确;过氧化钙遇水缓慢地分解,所以产生过氧化钙后,应尽快脱离水环境,C正确;搅拌步骤中的反应是CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2OCaO2·8H2O+2NH4Cl,没有发生氧化还原反应,D错误。
22.B 解析 KClO3将FeSO4氧化成[Fe(OH)SO4]n的化学方程式为6nFeSO4+nKClO3+3nH2O6[Fe(OH)SO4]n+nKCl,聚合硫酸铁[Fe(OH)SO4]n又称为碱式硫酸铁,能水解生成氢氧化铁胶体。根据分析,KClO3在反应中做氧化剂,故A正确;根据KClO3将FeSO4氧化成[Fe(OH)SO4]n的化学方程式可知,生成6 mol [Fe(OH)SO4]n转移6n mol电子,则每生成1 mol [Fe(OH)SO4]n转移n mol电子,故B错误;绿矾(FeSO4·7H2O)中的二价铁易被氧化成三价铁,则将绿矾水溶液久置于空气中,滴加几滴KSCN溶液,溶液变血红色,故C正确;聚合硫酸铁中的铁为+3价,能用作净水剂,则聚合硫酸铁能水解生成氢氧化铁胶体,氢氧化铁胶体能吸附水中的悬浮物而净水,故D正确。
23.C 解析 若实验②中混合物全部反应,则产生的气体体积应该是6.12 g3.06 g×0.672 L=1.344 L,所以反应中混合物没有过量,A错误;实验①中混合物全部反应,设Na2CO3和KHCO3的物质的量分别是x mol、y mol,则x+y=0.672 L22.4 L·mol-1、106x+100y=3.06,解得x=0.01,y=0.02,则原混合物样品中n(Na2CO3)∶n(KHCO3)=1∶2,B错误;根据①③中数据可知在反应③中盐酸不足,计算可知生成的二氧化碳的物质的量是0.07 mol,混合物中碳酸钠的物质的量是0.03 mol,碳酸氢钾的物质的量是0.06 mol,由于碳酸钠首先与盐酸反应,则反应③中消耗HCl的物质的量是0.03 mol+0.07 mol=0.1 mol,所以盐酸的物质的量浓度是0.1 mol÷0.05 L=2 mol·L-1,C正确;根据以上分析可知反应④中碳酸钠的物质的量是0.04 mol,碳酸氢钾的物质的量是0.08 mol,完全反应需要盐酸的物质的量是0.04 mol×2+0.08 mol=0.16 mol,计算可得总共所需盐酸的体积是80 mL,所以实验④反应后,至少需继续加入30 mL的该盐酸溶液才能把12.24 g的混合物全部反应,D错误。
24.C 解析 有H+剩余,且滤液中没有Cu2+,可知残留物没有Fe,只有Cu,而Cu可以残留说明溶液中没有Fe3+,阳离子为H+和Fe2+。设原有Fe为x mol,Fe2O3为y mol,生成铜的物质的量为0.02 mol,生成氢气为0.04 mol,根据得失电子总数相等知:2x=2y+2×0.02+2×0.04,又根据Cl元素守恒知:2(x+2y)+0.2×0.400=0.1×4.40,将上述两式联立解出:x=0.1,y=0.04。则原混合物中单质铁的质量为56 g·mol-1×0.1 mol=5.6 g,故选C。
25.B 解析 ①将X加入足量水中,得到不溶物Y和溶液Z,Y可能为Fe、FeO、CuO、MnO2中的物质,Z可能为KCl和K2CO3中的物质;②取少量Y加入足量浓盐酸,加热,产生黄绿色气体,并有少量红色不溶物,黄绿色气体为氯气,红色不溶物为铜,可说明Y中至少含有CuO、MnO2,反应后有Cu生成,说明Y中含有的CuO与酸反应生成的CuCl2被置换出来了,可说明Y中还含有Fe;③向Z溶液中滴加AgNO3溶液,生成白色沉淀,可能为氯化银或碳酸银沉淀;④用玻璃棒蘸取溶液Z于广范pH试纸上,试纸呈蓝色,说明溶液呈碱性,应含有K2CO3,可能含有KCl,由以上分析可知X中应含有CuO、MnO2、K2CO3以及Fe,但不能确定是否含有FeO、KCl,故选B。
26.答案 (1)还原 氧化 (2)还原 还原 (3)Fe+2H+Fe2++H2↑
解析 (1)①中Fe元素的化合价升高,则Fe2+为还原剂,②中Fe元素的化合价降低,则Fe3+为氧化剂;(2)维生素C可使食物中的Fe3+还原成Fe2+,Fe元素的化合价降低,则维生素C中某元素的化合价升高,作还原剂,具有还原性;(3)Fe与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,离子反应方程式为Fe+2H+Fe2++H2↑。
27.答案 (1)第二周期第ⅣA族 (2)NaClO
(3)O2->Na+>Al3+
(4)2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑
解析 短周期主族元素,A的单质能与冷水剧烈反应,得到强碱性溶液,则A为钠元素;B的原子最外层电子数是其内层电子数的三倍,B有2个电子层,最外层电子数为6,故B为氧元素;在第三周期元素中,C的简单离子半径最小,C为铝元素;A、B、D组成的36电子的化合物X是家用消毒剂的主要成分,X为NaClO,D为Cl元素;所有有机物中都含有E元素,E为碳元素。(1)E为碳元素,原子有2个电子层,最外层电子数为4,处于周期表中第二周期第ⅣA族;(2)由上述分析可知,X为NaClO;(3)A、B、C三种元素形成的简单离子分别为Na+、O2-、Al3+,离子的电子层排布相同时,核电荷数越大,离子半径越小,所以离子半径由大到小的顺序为O2->Na+>Al3+;(4)化合物A2B2为Na2O2,过氧化钠与水反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,离子方程式为2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑。
28.答案 (1)28 g·mol-1 (2)FeC2O4
(3)FeC2O4FeO+CO↑+CO2↑
解析 (1)混合气体通入足量的石灰水中得到白色沉淀,能使澄清石灰水变浑浊的气体可能是CO2,也可能是SO2,气体甲和气体乙组成元素相同且平均相对分子质量为36,因此甲为CO2,乙为CO,即气体乙的摩尔质量为28 g·mol-1;(2)根据(1)的分析,白色沉淀是CaCO3,即CO2物质的量为5.00 g100 g·mol-1=0.05 mol,气体甲和气体乙平均摩尔质量为36,依据十字交叉法,推出CO物质的量为0.05 mol,即X中碳原子的物质的量为(0.05+0.05) mol=0.1 mol,红棕色固体为Fe2O3,X中含有铁元素,X中铁原子物质的量为4.00 g160 g·mol-1×2=0.05 mol,氧原子的质量为(7.2-0.05×56-0.1×12) g=3.2 g,即X中氧原子物质的量为3.2 g16 g·mol-1=0.2 mol,即n(Fe)∶n(C)∶n(O)=0.05∶0.1∶0.2=1∶2∶4,化学式为FeC2O4;(3)根据铁元素守恒,黑色固体为FeO,其物质的量为0.05 mol,因此反应方程式为FeC2O4FeO+CO↑+CO2↑。
29.答案 (1)加入少量铁,防止Fe2+被氧化为Fe3+ a
(2)Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O b
解析 (1)若D是金属,说明金属具有变价,C溶液在储存时应加入少量D,说明C中含有Fe2+,D为单质铁,B溶液中含Fe3+;A的稀溶液具有氧化性,则A为HNO3,B为Fe(NO3)3,C为Fe(NO3)2。Fe(NO3)2不稳定容易被氧化而变质,可加入铁防止被氧化生成硝酸铁,离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+。C溶液中的金属阳离子为Fe2+,向C溶液中滴加氢氧化钠溶液,若先生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,过一段时间后还会有红褐色物质生成,则证明存在Fe2+;Fe2+与KSCN不反应,不能鉴别;先通入Cl2,后滴加KSCN溶液变血红色,说明可能含有Fe2+,但不能确定。
(2)若A、B、C为含同一种金属元素的无机化合物,A溶液中含该金属元素的阳离子,B是一种白色沉淀。则该转化关系为:Al3+Al(OH)3AlO2-。B转化为C的离子方程式为Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O。由Al3+和过量氢氧化钠溶液生成NaAlO2,无法制取Al(OH)3沉淀;Al(OH)3沉淀不溶于过量的氨水,可以用Al3+和过量氨水反应生成Al(OH)3沉淀;Al3+和二氧化碳气体不反应,无法制取Al(OH)3沉淀。
30.答案 (1)BDE (2)2Fe3++CuCu2++2Fe2+ A (3)NaCl
解析 (1)合金的硬度比各成分金属的大,故A错误;纯铁不能形成原电池,生铁含碳量高,容易形成原电池,腐蚀速率快,故B正确;不锈钢除含有金属元素如铁、镍、钼、钛、铌、铜等,还含有碳、硅、氮等非金属元素,故C错误;铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气,故D正确;浓硫酸具有强氧化性,冷的浓硫酸使铁发生钝化,故E正确;(2)FeCl3溶液与铜反应生成氯化亚铁、氯化铜,反应的离子方程式为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+;腐蚀废液中含有氯化铜、氯化亚铁以及氯化铁,加入过量的铁可以和氯化铁反应生成氯化亚铁(Fe+2Fe3+3Fe2+),和氯化铜反应生成金属铜和氯化亚铁(Fe+Cu2+Fe2++Cu),过滤,所得的滤液是氯化亚铁,滤渣是金属铜和过量的铁,铜不能盐酸反应,而金属铁可以,Fe+2H+Fe2++H2↑,向滤渣中加入足量的盐酸可以将铜分离,再过滤,得到的滤液是氯化亚铁,氯气具有氧化性,能将亚铁离子氧化为三价铁离子,2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,因此再向滤液中通入氯气即可,因此需要用的一组试剂为①②④;(3)根据元素守恒可知,反应前后各元素原子个数相等,X的化学式为NaCl。
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