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單元質檢卷(三)　金屬及其化合物 (時間:45分鐘　滿分:100分) 可能用到的相對原子質量:H1　O16　Na23　Mg24　Fe56 一、選擇題(本題共10小題,每小題5分,共50分。每小題只有一個選項符合題目要求) 1.(2018江蘇化學)下列有關物質性質與用途具有對應關系的是(　　) A.NaHCO3受熱易分解,可用于制胃酸中和劑 B.SiO2熔點高、硬度大,可用于制光導纖維 C.Al2O3是兩性氧化物,可用作耐高溫材料 D.CaO能與水反應,可用作食品干燥劑 2.下列實驗操作、現(xiàn)象和結論均正確的是(　　) 選項 操作 可能的現(xiàn)象 結論 A 向某溶液中先滴加少量氯水,再滴加KSCN溶液 溶液變?yōu)榧t色 溶液中一定含有Fe2+ B 向酚酞溶液中加入過量的Na2O2 溶液先變紅后褪色 Na2O2與水反應生成的堿有漂白性 C 將表面氧化的銅絲從酒精燈的外焰慢慢移向內焰 黑色的銅絲變紅 CuO被內焰中的乙醇蒸氣還原 D 向飽和Na2CO3溶液中通入CO2 有晶體析出 溶解度:NaHCO3>Na2CO3 3.將足量的CO2不斷通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中,生成沉淀與通入CO2的量的關系可表示為(　　) 4.某同學利用下列實驗探究金屬鋁與銅鹽溶液的反應: 下列說法正確的是(　　) A.由實驗1可以得出結論:金屬鋁的活潑性弱于金屬銅 B.實驗2中生成紅色物質的離子方程式為Al+Cu2+Al3++Cu C.溶液中陰離子種類不同是導致實驗1、2出現(xiàn)不同現(xiàn)象的原因 D.由上述實驗可推知:用砂紙打磨后的鋁片分別與H+濃度均為0.2 molL-1的鹽酸和硫酸溶液反應,后者更劇烈 5.(2018河南洛陽第一次統(tǒng)考)下列實驗中,所加固體可以完全溶解的是(　　) A.在H2O2溶液中加入少量MnO2粉末 B.將一小塊鋁片投入足量NaOH溶液中 C.將少量氫氧化鋁加入足量的濃氨水中 D.常溫下將一小塊鐵片投入足量濃硝酸中 6.下列類比關系正確的是(　　) A.AlCl3溶液與過量NaOH溶液反應生成AlO2-,與過量氨水反應也生成AlO2- B.Al與Fe2O3能發(fā)生鋁熱反應,則與MnO2也能發(fā)生鋁熱反應 C.Fe與Cl2反應生成FeCl3,Fe與I2反應可生成FeI3 D.Na2O2與CO2反應生成Na2CO3和O2,則與SO2反應可生成Na2SO3和O2 7.下列各組物質中,滿足表中圖示物質在一定條件下能一步轉化的組合有(　　) 序號 X Y Z W ① Cu CuSO4 Cu(OH)2 CuO ② Na NaOH Na2CO3 NaCl ③ Al AlCl3 Al(OH)3 Al2O3 ④ Fe FeCl3 FeCl2 Fe(OH)2 A.②③ B.①③④ C.①④ D.①②③ 8.銅是一種紫紅色金屬,被稱作“電器工業(yè)的主角”。銅主要是用黃銅礦煉制,焙燒時發(fā)生反應2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2,其簡單流程如圖所示,下列說法正確的是(　　) A.焙燒時硫元素全部轉化為二氧化硫 B.在焙燒時氧化劑只有氧氣 C.粗銅精煉時用粗銅做陰極 D.Cu2S可用于火法煉制銅 9.A、B、C三種物質中均含有同一種元素M,它們之間有如圖所示的轉化關系(部分反應物已略去)。A為一種金屬單質,反應①②③均為化合反應,反應④為置換反應。下列有關說法不正確的是(　　) A.①中所加試劑可能是氯氣 B.③中需要加具有氧化性的試劑 C.A與稀硝酸反應一定能實現(xiàn)元素M在①中發(fā)生的價態(tài)變化 D.元素M在②中發(fā)生的價態(tài)變化也能通過加碘化鉀溶液實現(xiàn) 10.(2018全國Ⅰ)磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)電池是新能源汽車的動力電池之一。采用濕法冶金工藝回收廢舊磷酸亞鐵鋰電池正極片中的金屬,其流程如下: 下列敘述錯誤的是(　　) A.合理處理廢舊電池有利于保護環(huán)境和資源再利用 B.從“正極片”中可回收的金屬元素有Al、Fe、Li C.“沉淀”反應的金屬離子為Fe3+ D.上述流程中可用硫酸鈉代替碳酸鈉 二、非選擇題(本題共4個小題,共50分) 11.(11分)鈉的化合物在自然界廣泛存在,并有重要用途。 (1)過氧化鈉是鈉的氧化物,寫出過氧化鈉中陰離子的電子式:　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)把一定量過氧化鈉和未知量碳酸氫鈉混合物放置在密閉體系中,充分加熱后,排出氣體,固體殘留物中一定含有的物質是　　　　(寫化學式)。 (3)工業(yè)上可采取金屬鈉氧化法制取過氧化鈉,其流程如下: NaNa2ONa2O2 如果把一定質量的過氧化鈉按下列流程處理: 78 g Na2O2222 g A(固體) 寫出A物質的化學式:　　　　　　　　　。 (4)熔融態(tài)的過氧化鈉是非常好的氧化劑,可用于工業(yè)上氧化FeSO4制高鐵酸鈉(Na2FeO4)(稱為干法制備),干法制備中每1 mol FeSO4參加反應轉移4 mol電子,產(chǎn)物中還有氧氣生成。寫出干法制取高鐵酸鈉的化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 12.(2018北京理綜,改編)(15分)實驗小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質。 資料:K2FeO4為紫色固體,微溶于KOH溶液;具有強氧化性,在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2,在堿性溶液中較穩(wěn)定。 (1)制備K2FeO4(夾持裝置略) ①A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應方程式是　(錳被還原為Mn2+)。 ②將除雜裝置B補充完整并標明所用試劑。 ③C中得到紫色固體和溶液,C中Cl2發(fā)生的反應有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外還有　。 (2)探究K2FeO4的性質 ①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,產(chǎn)生黃綠色氣體,得溶液a,經(jīng)檢驗氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl-而產(chǎn)生Cl2,設計以下方案: 方案Ⅰ 取少量a,滴加KSCN溶液至過量,溶液呈紅色 方案Ⅱ 用KOH溶液充分洗滌C中所得固體,再用KOH溶液將K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。取少量b,滴加鹽酸,有Cl2產(chǎn)生 ⅰ.由方案Ⅰ中溶液變紅可知a中含有　　　　　離子,但該離子的產(chǎn)生不能判斷一定是K2FeO4將Cl-氧化,還可能由　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用離子方程式表示)產(chǎn)生。 ⅱ.方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗滌的目的是　。 ②根據(jù)K2FeO4的制備實驗得出:氧化性Cl2　　　(填“>”或“<”)FeO42-,而方案Ⅱ實驗表明,Cl2和FeO42-的氧化性強弱關系相反,原因是　　。 ③資料表明,酸性溶液中的氧化性FeO42->MnO4-,驗證實驗如下:將溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振蕩后溶液呈淺紫色。該現(xiàn)象能否證明氧化性FeO42->MnO4-。若能,請說明理由;若不能,進一步設計實驗方案。 理由或方案:　。 13.(11分)如圖是一些常見的單質、化合物之間的轉化關系圖,有些反應中的部分物質被略去。反應①常被應用于野外焊接鋼軌,②是工業(yè)上重要的反應之一。 請回答下列問題: (1)H中含有的化學鍵類型是　。 (2)上述框圖所示的反應中,既屬于化合反應,又屬于氧化還原反應的反應共有　　　　個;反應③的離子方程式為　。 (3)25 ℃時,以Pt為電極電解含有少量酚酞的F的飽和溶液,若在溶液變紅的一極收集到0.2 g氣體,則此時溶液的pH是　　　　(假設溶液的體積為2 L且不考慮電解后溶液體積的變化)。 (4)J溶液顯　　　(填“酸”“堿”或“中”)性,原因是　　(用離子方程式表示)。 14.(2018河南開封一模)(13分)工業(yè)上利用氯堿工業(yè)中的固體廢物鹽泥[主要成分為Mg(OH)2、CaCO3、BaSO4,除此之外還有NaCl、Al(OH)3、Fe(OH)3、Mn(OH)2等]與廢稀硫酸反應制備七水硫酸鎂,產(chǎn)率高,既處理了三廢,又有經(jīng)濟效益。其工藝流程如下: 已知:ⅰ.部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH 沉淀物 Mn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mg(OH)2 pH(完全沉淀) 10.02 8.96 3.20 4.70 11.12 ⅱ.兩種鹽的溶解度曲線 根據(jù)以上流程圖并參考表格pH數(shù)據(jù)和溶解度曲線,請回答下列問題。 (1)酸解時,加入的酸為　　　　,在酸解過程中,想增大酸解速率,請?zhí)岢鰞煞N可行的措施:　　　　、　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)加入的NaClO可與Mn2+反應產(chǎn)生MnO2沉淀,該反應的離子方程式是　。 (3)本工藝流程多次用到抽濾操作,其優(yōu)點在于　　　　,四次抽濾時:抽濾①所得濾渣 A的成分為　　　　、CaSO4;抽濾②所得濾渣B的成分為MnO2、　　　　、　　　　;抽濾③前濾液C中主要雜質陽離子的檢驗方法是　　　　;抽濾④將產(chǎn)品抽干。 (4)依據(jù)溶解度曲線,操作M應采取的方法是適當濃縮,　　　　　　　　。 (5)每制備1 t MgSO47H2O,需要消耗鹽泥2 t。若生產(chǎn)過程中的轉化率為70%,則鹽泥中鎂(以氫氧化鎂計)的質量分數(shù)約為　　　　　　。  單元質檢卷(三)　金屬及其化合物 1.D　A項,NaHCO3用于制胃酸中和劑應用的是NaHCO3能與胃酸反應生成NaCl、CO2和H2O這一性質,與NaHCO3受熱易分解無關;B項,SiO2用于制光導纖維與其熔點、硬度等性質無關;C項,Al2O3用作耐高溫材料是因為其熔點高,與其是兩性氧化物無關。 2.C　溶液變紅,原溶液中可能有Fe3+,不一定有Fe2+,A項錯誤;2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,溶液先變紅說明過氧化鈉與水反應生成了堿,后褪色說明生成了H2O2,H2O2具有強氧化性,能把有色物質氧化漂白,結論錯誤,B項錯誤;酒精燈內焰溫度低,有揮發(fā)出的乙醇,氧化銅與乙醇發(fā)生反應:CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O,黑色銅絲變成紅色,CuO被乙醇蒸氣還原,C項正確;向飽和Na2CO3溶液中通入CO2發(fā)生反應:Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3↓,NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,D項錯誤。 3.D　將足量的CO2不斷通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中,發(fā)生反應的先后順序為Ba(OH)2+CO2BaCO3↓+H2O、2KOH+CO2K2CO3+H2O、2KAlO2+CO2+3H2O2Al(OH)3↓+K2CO3、K2CO3+CO2+H2O2KHCO3、BaCO3+CO2+H2OBa(HCO3)2,根據(jù)物質的溶解性可知,只有D項符合題意。 4.C　A項,金屬鋁的活潑性強于銅;B項,電荷不守恒,正確的離子方程式為3Cu2++2Al3Cu+2Al3+;C項,對比實驗1、2可知,產(chǎn)生不同現(xiàn)象的原因是溶液中的陰離子不同;D項,由實驗可知,Cl-可以加快Al的反應,所以用砂紙打磨后的鋁片與鹽酸反應更劇烈。 5.B　二氧化錳作催化劑,固體不會溶解,A項不符合題意;Al與足量NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣,固體Al可完全溶解,B項符合題意;氨水不能溶解氫氧化鋁,固體不會溶解,C項不符合題意;常溫下,鐵遇濃硝酸發(fā)生鈍化,生成致密的氧化膜阻止反應的進一步發(fā)生,則固體不能完全溶解,D項不符合題意。 6.B　氯化鋁溶液與過量氨水反應生成氫氧化鋁沉淀,Al3++3NH3H2OAl(OH)3↓+3NH4+,A項錯誤;鋁熱反應是利用鋁的還原性獲得某些高熔點的金屬單質,并且放出大量的熱,Al與Fe2O3能發(fā)生鋁熱反應,與MnO2也能發(fā)生鋁熱反應,B項正確;碘單質氧化性弱,Fe與I2反應只能生成FeI2,C項錯誤;過氧化鈉具有強氧化性,與二氧化硫反應生成硫酸鈉,D項錯誤。本題易錯選D。錯因:只認為CO2與SO2都是酸性氧化物,而忽略了SO2具有較強還原性,能被Na2O2氧化。根據(jù)此題可將相關知識作一總結:如二氧化碳與NaOH溶液反應,當二氧化碳少量時,生成了Na2CO3和H2O,當CO2過量時,則生成了NaHCO3,SO2與NaOH溶液的反應類似;將二氧化碳通入NaClO溶液中時,無論二氧化碳少量還是過量,都生成了HClO和NaHCO3,原因是酸性:H2CO3>HClO>HCO3-,但將SO2通入NaClO溶液時,發(fā)生的是較復雜的氧化還原反應。在復習時,既要掌握反應的一般規(guī)律,又要關注反應的特殊性。 7.D?、貱uCuSO4Cu(OH)2CuOCu,符合轉化,①正確;②NaNaOHNa2CO3NaClNa,符合轉化,②正確;③AlAlCl3Al(OH)3Al2O3Al,③正確;④Fe(OH)2不能一步轉化為Fe,④錯誤;故選D。 8.D　焙燒時還生成金屬硫化物,部分硫元素轉化為二氧化硫,A項錯誤;焙燒時Cu元素由+2價降低為+1價,部分S元素由-2價升高到+4價,氧氣中O元素由0價降低為-2價,則氧化劑為氧氣和CuFeS2,B項錯誤;粗銅精煉時粗銅與電源正極相連,則粗銅為陽極,C項錯誤;火法煉銅的原理為Cu2S+O22Cu+SO2,則Cu2S可用于火法煉制銅,D項正確。 9.C　若①中所加試劑是氯氣,A可能為Fe,Fe與Cl2反應生成的B為FeCl3,反應②為FeCl3與Fe反應,生成的C為FeCl2,反應③為FeCl2與Cl2反應生成FeCl3,反應④為Fe與鹽酸反應生成FeCl2,A項正確;反應③為Fe2+轉化為Fe3+,需要加入具有氧化性的試劑,B項正確;如Fe過量,Fe與稀硝酸反應生成Fe(NO3)2,不能轉化為Fe3+,C項錯誤;反應②為Fe3+轉化為Fe2+,Fe3+能氧化I-,所以通過加入碘化鉀溶液可以實現(xiàn),D項正確。 10.D　合理處理廢舊電池符合綠色化學的要求,也符合可持續(xù)發(fā)展的理念,A項正確;從流程圖中可以看出,金屬元素Li、Al、Fe都得到了回收,B項正確;含Li、P、Fe等的濾液中含有Fe3+,因此向含有Li、P、Fe等的濾液中加堿液,可得到Fe(OH)3沉淀,C項正確;Li2CO3為微溶物,而Li2SO4為可溶物,所以流程中不能用硫酸鈉代替碳酸鈉,D項錯誤。 11.答案(1)[OO]2-　(2)Na2CO3　(3)Na2O28H2O (4)FeSO4+4Na2O2Na2FeO4+2Na2O+Na2SO4+O2↑ 解析(2)NaHCO3無論量多少,分解生成的CO2優(yōu)先與Na2O2反應,肯定有Na2CO3生成。(3)Na2O2與水蒸氣反應只生成A,應為Na2O2的結晶水合物,所以結晶水的物質的量=222g-78g18gmol-1=8mol,所以A的化學式為Na2O28H2O。 12.答案(1)①2KMnO4+16HCl(濃)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O(或2MnO4-+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O)?、凇、跜l2+2KOHKCl+KClO+H2O (2)①ⅰ.Fe3+　4FeO42-+20H+4Fe3++3O2↑+10H2O?、?洗去固體表面附有的次氯酸鉀,排除干擾　②>　溶液的酸堿性不同?、勰堋＠碛墒亲仙腇eO42-在酸性溶液中快速產(chǎn)生O2,不能穩(wěn)定存在,則溶液呈淺紫色,一定是由生成的MnO42-導致的 解析(1)①裝置A中濃鹽酸與高錳酸鉀反應生成氯化鉀、氯化錳、氯氣和水,反應的化學方程式為2KMnO4+16HCl(濃)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;②裝置B的目的是用飽和食鹽水除去氯氣中混有的氯化氫氣體;③氯氣還可能與氫氧化鉀溶液反應生成氯化鉀、次氯酸鉀和水;(2)①ⅰ.方案Ⅰ中滴加KSCN溶液至過量,溶液變紅色,說明溶液中有Fe3+存在;Fe3+的生成可能是高鐵酸鉀氧化溶液中Cl-的緣故,也可能是高鐵酸鉀在酸性條件下生成Fe3+和O2的原因,反應的離子方程式為4FeO42-+20H+4Fe3++3O2↑+10H2O;ⅱ.方案Ⅱ用氫氧化鉀溶液洗滌高鐵酸鉀固體,目的是洗去固體表面附有的次氯酸鉀,排除氯氣的生成是因為次氯酸鉀的緣故;②由高鐵酸鉀的制備方程式可知氯氣在堿性條件下的氧化性強于高鐵酸根;方案Ⅱ說明在酸性條件下高鐵酸根氧化性強于氯氣;③紫色的FeO42-在酸性溶液中快速產(chǎn)生O2,不能穩(wěn)定存在,則溶液呈淺紫色,一定是由生成的MnO42-導致的,故題述現(xiàn)象能證明氧化性FeO42->MnO4-。 13.答案(1)共價鍵、離子鍵　(2)3　Al2O3+2OH-2AlO2-+H2O　(3)13　(4)酸　Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ 解析鋁熱反應常被用來焊接鋼軌,所以①為鋁熱反應;②是重要的工業(yè)反應之一,由②的條件知其可能為電解飽和食鹽水的反應。則A為Al,C為Al2O3,D為Fe,E為NaAlO2,F為NaCl,G為Cl2,H為NaOH,I為H2,J為FeCl3,K為FeCl2,M為Fe(OH)2,N為Fe(OH)3,B為Fe2O3。 (1)H是氫氧化鈉,含有離子鍵和共價鍵。 (2)在上述反應中,鐵與氯氣的反應、氯化鐵與鐵的反應、氫氧化亞鐵與氧氣和水的反應都是化合反應且是氧化還原反應,共3個;反應③是氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉。 (3)電解飽和食鹽水的化學方程式為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,陰極是氫離子放電產(chǎn)生氫氣,同時溶液變紅色,所以氫氣的質量是0.2g,物質的量是0.1mol,則氫氧化鈉的物質的量是0.2mol,所以氫氧根離子的濃度是0.1molL-1,則溶液的pH=13。 (4)J為氯化鐵,氯化鐵溶液中鐵離子的水解使溶液呈酸性。 14.答案(1)硫酸　升溫　把鹽泥粉碎、攪拌等 (2)Mn2++ClO-+H2OMnO2↓+2H++Cl- (3)速度快　BaSO4　Fe(OH)3　Al(OH)3　焰色反應 (4)趁熱過濾 (5)16.8%(17%也可) 解析(1)因最終產(chǎn)物為MgSO47H2O,所以酸解時應加入硫酸,為增大酸解速率,可采用粉碎、攪拌或適當加熱等措施。 (2)已知NaClO可與Mn2+反應產(chǎn)生MnO2沉淀,根據(jù)化合價變化規(guī)律,則ClO-轉化為Cl-,所以反應的離子方程式為Mn2++ClO-+H2OMnO2↓+2H++Cl-。 (3)抽濾操作的優(yōu)點是過濾速度快;在強酸性條件下抽濾得濾渣A,所以其主要成分為BaSO4和CaSO4;在pH=5~6的條件下抽濾得濾渣B,根據(jù)氫氧化物沉淀完全的pH可知濾渣B的主要成分為Al(OH)3、Fe(OH)3、MnO2;濾液C中溶質的主要成分為Na2SO4、MgSO4和少量的CaSO4,其中主要雜質陽離子為Na+,可用焰色反應檢驗。 (4)依據(jù)溶解度曲線,CaSO4在40℃左右溶解度最大,在80℃左右溶解度最小,所以操作M應采取的方法是適當濃縮,趁熱過濾,盡可能多地除去CaSO4。 (5)根據(jù)鎂原子守恒可得n(MgSO47H2O)=n[Mg(OH)2],所以鹽泥中Mg(OH)2的質量分數(shù)為1106g246gmol-158gmol-12106g70%100%≈16.8%。