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    专题质检卷四 金属及其化合物

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    这是一份专题质检卷四 金属及其化合物,共10页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
    专题质检卷四 金属及其化合物
    一、选择题
    1.明矾[KAl(SO4)2·12H2O]是一种复盐,在造纸等方面应用广泛。采用废易拉罐制备明矾的过程如下图所示。下列叙述错误的是(  )。

    A.合理处理易拉罐有利于环境保护和资源再利用
    B.从易拉罐中可回收的金属元素有Al、Fe
    C.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+
    D.上述流程中可用NaHSO4代替NaHCO3
    2.(2021宁夏吴忠中学高三月考)下列说法中正确的是(  )。
    A.铁与足量的稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生,说明铁与两种酸均发生置换反应
    B.除去Cu中混有的CuO,加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥
    C.金属钠着火可以用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火
    D.铝制品表面虽然有致密的氧化膜,但遇到某些酸或碱均会发生反应而被腐蚀
    3.(2021陕西泾阳高三期中)下列有关金属及其化合物的应用不合理的是(  )。
    A.五彩缤纷的焰火是金属元素的焰色反应所致
    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
    4.对下列实验现象描述正确的是(  )。
    A.铁在氧气中燃烧生成红色固体
    B.镁在二氧化碳中燃烧生成白色固体
    C.将过量的NaOH溶液逐滴滴入AlCl3溶液中,先无明显现象后出现白色絮状沉淀
    D.将过量的稀盐酸逐滴滴入稀Na2CO3溶液中,开始几乎不会产生气体,后来出现大量气体
    5.(2021山西怀仁高三期中)以高硫铝土矿(主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2,少量FeS2和硫酸盐)为原料制备聚合硫酸铁
    [Fe2(OH)x(SO4)y]n和明矾的部分工艺流程如下,下列说法错误的是(  )。

    已知:赤泥液的主要成分为Na2CO3。
    A.赤泥液的作用是吸收“焙烧”阶段中产生的SO2
    B.聚合硫酸铁可用于净化自来水,与其组成中的Fe3+具有氧化性有关
    C.在“聚合”阶段,若增加Fe2O3用量,会使[Fe2(OH)x(SO4)y]n中x变大
    D.从“滤液”到“明矾”的过程中还应有“除硅”步骤
    6.下列说法正确的是(  )。
    A.在溶液中加KSCN,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+
    B.铁粉作食品袋内的脱氧剂,铁粉起还原作用
    C.FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作,原因是FeCl3能从含有Cu2+的溶液中置换出铜
    D.c(Fe2+)=1 mol·L-1的溶液中:K+、NH4+、MnO4-、S2-能大量共存
    7.从含有CuCl2、FeCl2、FeCl3的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下:

    则下列说法正确的是(  )。
    A.试剂a是铁,试剂b是稀硫酸
    B.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用的仪器完全相同
    C.试剂c是氯气,反应的离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
    D.用KSCN溶液可检验溶液W中是否有Fe2+
    8.(2021宁夏长庆高级中学高三月考)某废催化剂含SiO2、ZnS、CuS及少量的Fe3O4。某实验小组以该废催化剂为原料,回收锌和铜,设计实验流程如图:

    下列说法正确的是(  )。
    A.检验滤液1中是否含有Fe2+,可以选用KSCN和新制的氯水
    B.步骤②操作中,应先加6% H2O2,然后不断搅拌下缓慢加入1.0 mol·L-1 H2SO4
    C.滤渣1成分是SiO2和CuS,滤渣2成分只有SiO2
    D.步骤①操作中,生成的气体需用NaOH溶液或CuSO4溶液吸收
    9.已知反应:AlO2-+2H2O+NH4+NH3·H2O+Al(OH)3↓,现向浓度均为0.1 mol·L-1的HCl、NH4Cl和AlCl3混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液。下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系,合理的是(  )。

    10.球墨铸铁中含有一种铁碳化合物X。实验小组为测定化合物X的组成设计实验如下:
    化合物X18.0 g固体1溶液甲溶液乙固体224.0 g
    下列说法不正确的是(  )。
    A.固体2是氧化铁
    B.X的化学式可以表示为Fe3C2
    C.溶液甲加热、蒸发、灼烧也可得到24.0 g固体
    D.X与足量的热浓硝酸反应有NO2和CO2生成
    二、非选择题
    11.卤块的主要成分是MgCl2,还含有少量Fe2+、Fe3+和Mn2+等杂质离子。现以卤块为原料按如图所示流程进行生产,以制备金属镁。

    本流程操作条件下,生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
    物质
    Fe(OH)3
    Fe(OH)2
    Mn(OH)2
    Mg(OH)2
    开始沉淀的pH
    2.7
    7.6
    8.3
    10.0
    沉淀完全的pH
    3.7
    9.6
    9.8
    11.1

    已知:Fe2+的氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,常将它氧化为Fe3+后生成Fe(OH)3沉淀除去。
    请回答下列问题:
    (1)步骤①中,为了增大酸溶速率,除了适当增加稀盐酸的浓度外,还可以采取的措施有               (任写一条)。 
    (2)步骤②中NaClO的电子式为     ,加入NaClO溶液的目的是                   (用离子方程式解释)。 
    (3)常温时,Mg(OH)2的Ksp=1.8×10-11。当溶液pH=10.0时,溶液中的c(Mg2+)= 。 
    (4)若将步骤⑤中“稀盐酸”改为“加水、煮沸”的方式可以得到另一种沉淀物和一种无色无味的气体,请写出该反应的化学方程式:           。 
    (5)步骤⑥中涉及的操作是            ,且步骤⑥、⑦的操作均需在HCl的气流中进行,其原因是                。 
    12.(2021广西南宁月考)柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效补铁剂,某研究团队用硫铁矿(主要成分为FeS2、SiO2、Al2O3)为原料,制备柠檬酸亚铁,其流程如图:

    已知:Ⅰ.柠檬酸(C6H8O7)为三元酸。
    Ⅱ.表中列出了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0.1 mol·L-1计算)。
    金属离子
    开始沉淀的pH
    沉淀完全的pH
    Fe3+
    1.1
    3.2
    Al3+
    3.0
    5.0
    Fe2+
    5.8
    8.8

    (1)柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种    (填“正”“酸式”或“碱式”)盐,“焙烧”过程中发生反应的化学方程式为                      ;滤渣1的成分为      (填化学式)。 
    (2)已知:FeS2与H2SO4不反应。则“还原”时FeS2发生反应的离子方程式为               。 
    (3)“沉铁”时的离子方程式为              ,该反应需控制温度在35 ℃以下,其可能的原因是             。 
    (4)“除铝”时所调pH范围是       ,“还原”和“除铝”两步操作不能交换的原因是                         。 
    (5)柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)在空气中煅烧得到Fe2O3和FeO的混合物。检验Fe2O3存在的方法是                         。 
    13.Cu2O可用于制作船底防污漆,某学习小组探究制备Cu2O的方法。
    【查阅资料】①CuSO4与Na2SO3溶液混合可制备Cu2O。②Cu2O为砖红色固体,酸性条件下生成Cu2+和Cu。
    ③Cu2O和Cu(SO3)23-可以相互转化:Cu2OCu(SO3)23-(无色)。
    (1)配制0.25 mol·L-1 CuSO4溶液和0.25 mol·L-1 Na2SO3溶液。测得CuSO4溶液pH=4,Na2SO3溶液pH=9。用离子方程式表示CuSO4溶液pH=4的原因:
                             。 
    (2)完成CuSO4溶液与Na2SO3溶液反应制Cu2O的离子方程式:   Cu2++   SO32-+       Cu2O↓+    +    HSO3-。 
    【实验探究】
    操作
    现象

    ⅰ.有黄色沉淀出现,随着Na2SO3溶液的滴入,沉淀增加,当加到5 mL时,溶液的蓝色消失。
    ⅱ.将试管加热,黄色沉淀变为砖红色,有刺激性气味气体产生。
    ⅲ.在加热条件下,继续滴入Na2SO3溶液,砖红色沉淀减少,当加到10 mL时,沉淀完全溶解,得无色溶液。

    (3)证明ⅱ中砖红色沉淀是Cu2O的实验方案是           。 
    (4)经检验ⅰ中黄色沉淀含有Cu2SO3,ⅱ中沉淀由黄色变砖红色的化学方程式是           。 
    (5)ⅲ中砖红色沉淀消失的原因是                 。 
    (6)在加热条件下,若向2 mL 0.25 mol·L-1 Na2SO3溶液中滴加0.25 mol·L-1 CuSO4溶液至过量,预期观察到的现象是                      。 
    (7)由上述实验得出结论:CuSO4溶液与Na2SO3溶液反应制备Cu2O,应控制的条件是         、           。 

    专题质检卷四 金属及其化合物
    1.D 易拉罐作为可再生资源,其回收再利用对经济效益、社会效益的提高和环境的保护有着巨大的促进作用,A项正确。易拉罐主要成分为Al,含有少量的Fe,因此可从易拉罐中回收的金属元素有Al、Fe,B项正确。“沉淀”反应是铁离子生成氢氧化铁的反应,C项正确。铝离子与碳酸氢根离子会发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝沉淀,硫酸氢根离子是强酸的酸式酸根,不与铝离子反应,不可用NaHSO4代替NaHCO3,D项错误。
    2.D 铁与足量的稀硝酸生成硝酸铁和一氧化氮,发生氧化还原反应,A项错误;Cu和CuO均可以与稀硝酸反应,B项错误;钠与水反应生成可燃性气体氢气,故不能使用泡沫灭火器,C项错误。
    3.C Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH,使土壤的碱性增强,C项不合理。
    4.D 铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成一种黑色固体,故A项错误。镁在二氧化碳中燃烧生成白色固体,同时有黑色固体颗粒生成,故B项错误。向氯化铝溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液至过量,发生反应的方程式为Al3++3OH-Al(OH)3↓、Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O,氢氧化铝是难溶性白色物质,偏铝酸钠是可溶性物质,所以看到的现象是先产生白色沉淀,最后沉淀溶解,故C项错误。将过量的稀盐酸逐滴滴入稀Na2CO3溶液中,首先反应生成碳酸氢钠,没有气体生成,然后盐酸与碳酸氢钠反应放出二氧化碳,故D项正确。
    5.B 焙烧时,FeS2与O2反应有SO2生成,用赤泥液可以吸收SO2,即Na2CO3+SO2Na2SO3+CO2,故A项正确;聚合硫酸铁用于净化自来水,是因为其组成中的Fe3+易水解,与胶体的性质有关,所以与Fe3+的氧化性无关,故B项错误;在“聚合”阶段,若增加Fe2O3用量,碱性增强,x增大,故C项正确;从“滤液”到“明矾”的过程中,由于碱浸使二氧化硅溶于氢氧化钾溶液中,滤液中含有硅酸盐,需要进行“除硅”步骤,故D项正确。
    6.B 在溶液中加KSCN,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,但不能确定溶液中是否含有Fe2+,故A项错误。铁粉作食品袋内的脱氧剂,反应中铁的化合价升高,发生氧化反应,本身作还原剂,起还原作用,故B项正确。FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作,原因是FeCl3能与铜单质反应生成氯化亚铁和氯化铜,故C项错误。Fe2+、S2-具有还原性,MnO4-具有氧化性,因此不能大量共存,故D项错误。
    7.C 从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜,工业废液中加入的过量试剂a为铁,操作Ⅰ为过滤,得到滤渣Y为Fe、Cu,滤液为氯化亚铁溶液,滤渣Y中加入的试剂b为盐酸,操作Ⅱ过滤得到铜和滤液Z,滤液Z为氯化亚铁溶液,滤液Z和滤液X合并通入氯气,使氯化亚铁溶液被氧化为氯化铁溶液,蒸发结晶,过滤、洗涤干燥得到氯化铁晶体,以此解答该题。由最终得到FeCl3及其流程图可知,b为盐酸,若为硫酸会引入硫酸根杂质离子,故A项错误。操作Ⅰ、操作Ⅱ是过滤,操作Ⅲ是蒸发结晶、过滤,所用仪器不完全相同,故B项错误。滤液X、滤液Z中均含有FeCl2,c为氯气,反应的离子方程式为2Fe2++Cl22Cl-+2Fe3+,故C项正确。KSCN溶液可检验溶液中是否含有Fe3+,检验Fe2+应选择铁氰化钾溶液,滴加后有蓝色沉淀,即说明溶液W中含有Fe2+,故D项错误。
    8.D Fe3O4与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3和FeSO4,滤液1中含有Fe3+,无论是否含有Fe2+,加入KSCN和新制的氯水,溶液都显红色,故A项错误;H2O2在酸性条件下能氧化CuS,步骤②中,应先加入H2SO4酸化,再加入6%H2O2,故B项错误;SiO2、CuS和稀硫酸不反应,所以滤渣1的成分是SiO2和CuS。H2O2在酸性条件下把CuS氧化为S,滤渣2的成分是SiO2、S,故C项错误;步骤①操作中有H2S气体生成,生成的气体需用NaOH溶液或CuSO4溶液吸收,故D项正确。
    9.D 溶液中能与NaOH反应的阳离子有三种:H+、Al3+、NH4+,结合题中给出的信息,依次发生反应:H++OH-H2O,Al3+ +3OH-Al(OH)3↓,NH4++ OH-NH3·H2O,Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O,因此D项正确。
    10.B X在空气中煅烧转化为CO2气体与铁的氧化物,再经盐酸、氯气处理后得到FeCl3溶液(溶液乙),加热、蒸发时,FeCl3水解得到Fe(OH)3,灼烧Fe(OH)3得到固体Fe2O3(固体2),A项正确。n(Fe2O3)=24.0 g160 g·mol-1=0.15 mol,n(Fe)=0.3 mol,m(Fe)=16.8 g,m(C)=18.0 g-16.8 g=1.2 g,n(C)=0.1 mol,n(Fe)∶n(C)=3∶1,X的化学式可以表示为Fe3C,B项错误。溶液甲加热、蒸发、灼烧过程中,Fe2+会被空气氧化为Fe3+,最后得到的固体也是Fe2O3,C项正确。浓硝酸与铁碳化合物反应,碳元素被氧化成CO2,氮元素被还原为NO2,D项正确。
    11.答案 (1)加热(将卤块粉碎、不断搅拌等合理操作)
    (2)Na+[··Cl······O······]- 2Fe2++2H++ClO-2Fe3++H2O+Cl-
    (3)1.8×10-3 mol·L-1
    (4)MgCO3+H2OMg(OH)2↓+CO2↑
    (5)蒸发浓缩、冷却结晶 抑制MgCl2水解
    解析 (1)步骤①中,为增大酸溶速率,除适当增加稀盐酸的浓度外,还可以通过加热或将卤块粉碎、不断搅拌等措施来达到目的。
    (2)NaClO是离子化合物,其电子式为
    Na+[··Cl······O······]-。步骤②加入NaClO溶液的目的是在酸性溶液中,氧化亚铁离子为铁离子,反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+2Fe3++Cl-+H2O。
    (3)已知Ksp=c(Mg2+)·c2(OH-)=1.8×10-11,则当溶液pH=10.0,即c(OH-)=KWc(H+)=1×10-141×10-10 mol·L-1=1×10-4 mol·L-1,溶液中的c(Mg2+)=1.8×10-11(1×10-4)2 mol·L-1=1.8×10-3 mol·L-1。
    (4)将步骤⑤中MgCO3的悬浊液直接加水煮沸,生成二氧化碳和氢氧化镁沉淀,发生反应的化学方程式为MgCO3+H2OMg(OH)2↓+CO2↑。
    (5)步骤⑥通过将MgCl2溶液蒸发浓缩、冷却结晶最终获得MgCl2·6H2O,因加热能促进Mg2+水解,则步骤⑥、⑦的操作均需在HCl气流中进行,目的是抑制MgCl2水解。
    12.答案 (1)酸式 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 SiO2
    (2)FeS2+2Fe3+3Fe2++2S
    (3)2HCO3-+Fe2+FeCO3↓+CO2↑+H2O 防止NH4HCO3受热分解
    (4)5.0≤pH

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