高考化一轮复习单元综合检测3金属及其化合物

第6页共22页单元综合测试三金属及其化合物时间：90分钟满分：100分一、选择题(本题共16小题，每小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)1．下列叙述正确的是()A．Fe与S混合加热生成FeS2B．NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3C．过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成D．白磷在空气中加热到一定温度能转化为红磷[答案]C[解析]本题考查了常见无机物质的性质。Fe与S混合加热生成FeS，而不生成FeS2，A错误；NaHCO3可受热生成Na2CO3，故NaHCO3的稳定性小于Na2CO3，B错误；在反应进行过程中，硝酸的浓度不断减小，成为稀硝酸后，就有一氧化氮生成，C正确；白磷在空气中加热能够燃烧，故必需在隔绝空气的条件下，加热到一定温度才能转化为红磷，D错误。点评：S的氧化性不强，与Fe反应只能生成黑色的FeS。2．下列有关金属的说法中，正确的是()①纯铁不容易生锈；②钠着火用水扑灭；③铝在空气中耐腐蚀，所以铝是不活泼金属；④缺钙会引起骨质疏松，缺铁会引起贫血；⑤青铜、不锈钢、硬铝都是合金；⑥KSCN溶液可以检验Fe3＋A．①④⑤⑥ B．②③④⑤C．①③④⑤ D．①②⑤⑥[答案]A[解析]钠在常温时即可与水反应产生氢气，因此钠着火时不能用水扑灭，②错；铝在空气中耐腐蚀，是因为铝与空气中的氧气反应，在铝的表面生成一层致密的氧化膜，阻止内部金属的氧化，③错。3．下列叙述正确的是()A．Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同B．K、Zn分别与不足量的稀盐酸反应所得溶液均呈中性C．Li、Na、K的原子半径和密度随原子序数的增加而增大D．C、P、S、Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强[答案]D[解析]本题主要考查了元素化合物的有关性质、元素周期律，考查了学生的知识应用能力。铁和氯气反应生成的是氯化铁，而铁和盐酸反应生成的是氯化亚铁，A错；Zn2＋水解显酸性，B错；钾的密度小于钠，C错；非金属性越强，其最高价氧化物的水化物的酸性越强，D正确。4．某同学对铁的氧化物产生浓厚兴趣，查阅资料后制成以下卡片：在空气中把铁灼烧至500℃就形成Fe3O4；温度再升高，可形成Fe2O3；在更高的温度下加热Fe2O3(约1400℃)时可失去氧，又得到Fe3O4。即：Feeq\o(→,\s\up7(①500℃))Fe3O4A.①③ B．②④C．②③④ D．①②③④[答案]D[解析]物质间的转化，提示如下：9．(2011·福建，9)下表各选项中，不能利用置换反应通过Y得到W的一组化合物是()选项化合物ABCDYCO2Fe2O3C2H5OHFeCl3WMgOAl2O3C2H5ONaCuCl2[答案]D[解析]本题主要考查了元素化合物之间的转化。通过Mg在CO2中燃烧可制得MgO，A项正确；通过铝热反应可制得三氧化二铝，B项正确；乙醇和钠置换反应可以制得乙醇钠，C项正确，氯化铁和铜反应能生成氯化铜，但不是置换反应，D项符合题意。10．(2011·山东，12)Al，Fe，Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是()A．三者对应的氧化物均为碱性氧化物B．三者的单质放置在空气中均只生成氧化物C．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法D．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al[答案]C[解析]本题考查了常见金属化合物的性质、电解化学知识。金属Al、Fe、Cu所形成的氧化物中，Al2O3是两性氧化物，A错误；其中Cu能够在空气中生成碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]，是一种盐，B错误；电解AlCl3、FeCl3、CuCl2混合溶液中，根据阳离子的放电顺序，先析出Cu，H2后，再析出Fe，D错误。11．(2011·广东，10)某同学通过系列实验探讨Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是()A．将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探讨Mg的活泼性B．将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成C．将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀D．将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体[答案]B[解析]本题考查了化学实验基本操作。浓硫酸溶于水放出大量的热，稀释浓硫酸时，要将浓硫酸沿着器壁慢慢注入水中，而且要不断搅拌，A项错误；B项可以达到实验目的；在过滤操作中，待滤液应沿着玻璃棒慢慢注入过滤器中，C项错误；MgCl2在溶液中能发生水解：MgCl2＋2H2OMg(OH)2＋2HCl，在加热蒸干MgCl2溶液的过程中HCl不断挥发，得不到无水MgCl2固体，蒸干得氢氧化镁固体，D项错误。12．下列实验中金属或氧化物可以完全溶解的是()A．1mol铜片与含2molH2SO4的浓硫酸共热B．1molMnO2粉末与含2molH2O2的溶液共热C．常温下1mol铝片投入足量的浓硫酸中D．常温下1mol铜片投入含4molHNO3的浓硝酸中[答案]D[解析]因浓硫酸变稀不能继续与铜反应，A中铜片不能完全溶解；B中MnO2作催化剂，不溶解；C中常温下铝片在浓硫酸中钝化，不溶解；浓、稀硝酸均可与铜反应。13．已知A、B、D、E均为中学化学常见物质，它们之间的转化关系如图所示(部分产物略去，①②③④的反应条件均相同)。则A、E可能的组合为()①CO2、NaOH溶液；②Ca(HCO3)2溶液、Ca(OH)2溶液；③Fe、稀HNO3；④Na、O2；⑤CuO、C；⑥AlCl3溶液、NH3·H2OA．①③④⑤ B．①③④⑤⑥C．①②③⑤⑥ D．①③⑤[答案]D[解析]Ca(HCO3)2与Ca(OH)2的反应产物是固定的；Na与O2反应生成的产物主要与温度有关；AlCl3溶液与NH3·H2O反应生成Al(OH)3沉淀，与量无关。14．Fe2O3、Fe3O4、CuO的固体混合粉末6.42g，在加热的条件下用足量的CO还原，将生成的CO2气体用足量的澄清石灰水吸收后，产生10.00g白色沉淀，则反应得到金属混合物的质量是()A．3.58g B．3.21gC．4.82g D．无法计算[答案]C[解析]由原子守恒知，CO转化为CO2结合的O全部来源于金属氧化物，则n(CaCO3)＝n(CO2)＝n(CO)＝n(O)＝10.00g/100g·mol－1＝0.1mol，故反应后得到金属混合物的质量为6.42g－0.1mol×16g·mol－1＝4.82g。15．某化学小组为测定一定量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：方法Ⅰ：铜铝混合物eq\o(→,\s\up10(足量溶液A),\s\do8(充分反应))测定生成气体的体积方案Ⅱ：铜铝混合物eq\o(→,\s\up10(足量溶液B),\s\do8(充分反应))测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是()A．溶液A和B均可选用稀硝酸B．溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液C．实验室中方案Ⅱ更便于实施D．若溶液A选用浓硝酸，则测得的铜的质量分数偏小[答案]A[解析]溶液B若选稀硝酸，与铜、铝都反应，则反应后无固体剩余，从而无法确定二者的量，A错误；若溶液A是盐酸或NaOH溶液，只和铝反应，根据气体或剩余固体的质量均可确定铝的量，B正确；气体体积测量较为困难，而称量剩余固体质量则较为容易，C正确；若溶液A选用浓硝酸，浓硝酸使铝钝化后与铜反应，生成的NO2易与水反应，使测量的气体体积偏小，测得的铜的质量分数也偏小，D正确。16．部分氧化的Fe－Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76g，经如下处理：下列说法正确的是()A．滤液A中的阳离子为Fe2＋、Fe3＋、H＋B．样品中Fe元素的质量为2.24gC．样品中CuO的质量为4.0gD．V＝896[答案]B[解析]根据题意，3.2g滤渣一定是铜，而铜与Fe3＋不共存，则A项一定错误；最后的3.2g固体为Fe2O3，其中Fe元素的质量为2.24g，B正确；铜元素共3.2g，且Cu不可能完全被氧化成CuO，则C项错误；同理，2.24gFe元素不可能全是单质，故生成的氢气的体积小于896mL，D错误。二、非选择题(本题包括6个小题，共52分)17．(7分)铁单质及其化合物在生活、生产中应用广泛。请回答：(1)由于氧化性Fe3＋>Cu2＋，氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方程式是____________________________________。(2)硫酸铁可作絮凝剂，常用于净水，其原理是________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。(3)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一，其原理是Fe3O4＋4COeq\o(=,\s\up7(高温))3Fe＋4CO2，若有1.5molFe3O4参加反应，转移电子的物质的量是________。(4)下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是________(填字母)。陈述Ⅰ陈述Ⅱ判断A铁是地壳中含量最高的金属元素铁是人类最早使用的金属材料Ⅰ对；Ⅱ对；有B常温下铁与稀硫酸反应生成氢气高温下氢气能还原氧化铁得到铁Ⅰ对；Ⅱ对；无C铁属于过渡元素铁和铁的某些化合物可用作催化剂Ⅰ错；Ⅱ对；无D在空气中铁表面形成致密氧化膜铁不能与氧气反应Ⅰ对；Ⅱ对，有[答案](1)2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋(2)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋(3)12mol(4)B[解析](1)氯化铁溶液腐蚀印刷电路铜板时，发生反应的方程式为2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2，改写成离子方程式为：2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋。(2)硫酸铁可作絮凝剂，常用于净水，其原理是Fe3＋发生水解生成具有很强吸附能力的Fe(OH)3胶体，离子方程式为Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋。(3)反应Fe3O4＋4COeq\o(=,\s\up7(高温))3Fe＋4CO2，1molFe3O4发生反应，电子转移总数为8e－，故有1.5molFe3O4参加反应时，转移电子的物质的量是12mol。(4)铝是地壳中含量最高的金属元素，且Fe不是人类最早使用的金属材料，A项错误；“常温下铁与稀硫酸反应生成氢气”与“高温下氢气能还原氧化铁得到铁”均正确，且两者没有因果关系，B项正确；铁属于过渡元素，C项错误；“在空气中铁表面形成致密氧化膜”与“铁不能与氧气反应”均不正确，且没有因果关系，D项错误。18．(8分)(2012·四川，26)下列框图中的字母分别代表一种常见的物质或其溶液，相互之间的转化关系如下图所示(部分产物及反应条件已略去)。已知A、B为气态单质，F是地壳中含量最多的金属元素的单质；E、H、I为氧化物，E为黑色固体，I为红棕色气体；M为红褐色沉淀。请回答下列问题：(1)B中所含元素位于周期表中第________周期，________族。(2)A在B中燃烧的现象是_______________________________。(3)D＋E→B的反应中，被氧化与被还原的物质的物质的量之比是________。(4)G＋J→M的离子方程式是___________________________。(5)Y受热分解的化学方程式是___________________________。[答案](1)三ⅦA(2)产生苍白色火焰(3)2∶1(4)3AlOeq\o\al(－,2)＋Fe3＋＋6H2O=3Al(OH)3↓＋Fe(OH)3↓(5)4Fe(NO3)3eq\o(=,\s\up7(△))2Fe2O3＋12NO2↑＋3O2↑[解析]本题考查了无机推断及元素化合物的性质等。根据转化关系和题中所给的信息可以判断：A为H2、B为Cl2、C为强碱、D为HCl、E为MnO2、F为Al、G为偏铝酸盐、H为Fe2O3、I为NO2、J为FeCl3、M为Fe(OH)3、N为HNO3。(1)氯元素位于元素周期表第三周期第ⅦA族。(2)H2在Cl2中燃烧产生苍白色的火焰。(3)浓盐酸与二氧化锰发生的反应的化学方程式为：MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，参加反应的HCl只有一半被氧化，反应中被氧化与被还原的物质的物质的量之比是2∶1。(4)NaAlO2与FeCl3在溶液中发生双水解反应：3AlOeq\o\al(－,2)＋Fe3＋＋6H2O=3Al(OH)3↓＋Fe(OH)3↓(5)硝酸铁受热分解生成氧化铁、二氧化氮和氧气，化学反应方程式为：4Fe(NO3)3eq\o(=,\s\up7(△))2Fe2O3＋12NO2↑＋3O2↑。19．(7分)某同学设计实验探究金属M与浓硫酸反应的气体产物。[提出假设]假设1：气体产物只有SO2；假设2：_________________________________________。[实验设计]为了探究金属M与浓硫酸反应产物，设计如图实验装置：一定量的浓硫酸与足量金属M反应。(1)若B瓶里品红溶液褪色，E、F和G中都无明显现象，则假设________正确(填“1”或“2”)。反应后硫酸盐中金属显＋2价。写出A中可能发生的化学方程式：______________________________________________________________________________________________________；(2)若D瓶品红溶液无颜色变化，F管中黑色粉末变成红色，G干燥管里白色粉末变蓝色，则M可能是________；写出C瓶发生的离子方程式：_________________________________________。[实验反思]为了进一步探究金属M成分，进行如下实验：(3)为了观察溶液颜色，实验完毕后，需要稀释烧瓶里溶液。稀释烧瓶里溶液的操作方法：_______________________________________________________________________________________________________；(4)将稀释后的溶液分装甲、乙试管，向甲试管里滴加KSCN溶液，溶液变红色；向乙试管里滴加酸性高锰酸钾溶液，振荡，溶液紫色褪去。如果烧瓶溶液中金属离子浓度相等，写出烧瓶里浓硫酸发生化学反应的化学方程式：_______________________________________________________________________________________________________________________________。[答案][提出假设]气体产物为SO2和H2混合物[实验设计](1)1Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O[或M＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MSO4＋SO2↑＋2H2O](2)铁、镁、锌、铝等(填一个即可)5SO2＋2MnOeq\o\al(－,4)＋2H2O=5SOeq\o\al(2－,4)＋2Mn2＋＋4H＋[实验反思](3)先将烧瓶中混合溶液冷却，再将混合液慢慢倒入盛水的烧杯里，并不断搅拌(4)4Fe＋10H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))2FeSO4＋Fe2(SO4)3＋5SO2↑＋10H2O[解析]浓硫酸具有强氧化性，与金属反应一定有还原产物二氧化硫，如果M为不活泼金属，气体还原产物只有二氧化硫；如果M为活泼金属，当浓硫酸变成稀硫酸时，过量的M与稀硫酸反应产物有氢气。假设2：气体为二氧化硫和氢气混合气体。(1)B瓶溶液褪色，E、F、G中无现象，说明只产生二氧化硫，不产生氢气，假设1正确；写出“可能”的化学方程式，可以写M与浓硫酸反应生成＋2价硫酸盐的化学方程式，也可以写铜与浓硫酸反应的化学方程式。(2)D瓶无颜色变化，说明二氧化硫已除尽，根据F、G中现象知，A中有氢气产生，即M为活泼金属，如锌、铁、镁、铝等。(3)混合液可能有硫酸，用类似浓硫酸稀释方法稀释溶液，避免发生危险。(4)根据n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝1∶1，确定化学计量数：Fe＋H2SO4(浓)→[2FeSO4＋Fe2(SO4)3]＋SO2↑＋H2O，将2mol硫酸亚铁和1mol硫酸铁作为一个整体，配平化学方程式。20．(10分)某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等离子。有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。填写下面空白：(1)图中标号处需加入的相应物质分别是①__________、②__________、③__________、④__________、⑤__________。(2)写出①处发生反应的离子方程式__________________________；写出③处发生反应的化学方程式__________________________；(3)铁红的化学式为__________________；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途：铁红______________________；氧化铜______________________。[答案](1)废铁屑稀硫酸(或盐酸)稀硝酸氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液(2)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑、2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋、Cu2＋＋Fe=Cu＋Fe2＋、2Au3＋＋3Fe=2Au＋3Fe2＋3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)Fe2O3用作红色涂料用作制造铜盐的原料[解析]在①处加废铁屑，所得E中含Fe2＋，A为Cu、Au、Fe；在②处加稀硫酸(或盐酸)，铁溶解，在③处加入稀硝酸使Cu溶解，在④、⑤处分别加入NaOH溶液，所得F、D分别为Fe(OH)2、Cu(OH)2。Fe(OH)2在灼烧过程中转化为Fe(OH)3，再受热分解生成Fe2O3。21．(10分)A、B、C、D、E是中学阶段常见的5种化合物，A、B是氧化物，元素X、Y的单质是生活中常见的金属，相关物质间的转化关系如图所示：(1)X的单质与A反应的化学方程式是________。(2)若试剂1是NaOH溶液，则X的单质与试剂1反应的离子方程式是____________________________________________。(3)若试剂1和试剂2均是稀硫酸。①检验物质D的溶液中金属离子的方法是___________________________________________________________________________________________________________________________________。②将物质C溶于水，其溶液呈酸性，原因是(用离子方程式表示)________________________________________________________________________。③某高效净水剂是由Y(OH)SO4聚合得到的，工业上以E、稀硫酸和亚硝酸钠为原料制备Y(OH)SO4，反应中有NO生成，该反应的化学方程式是________________________________________。[答案](1)Fe2O3＋2Aleq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3(2)2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑(3)取少量D的溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液呈血红色，证明有Fe3＋Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋2FeSO4＋2NaNO2＋H2SO4=2Fe(OH)SO4＋Na2SO4＋2NO↑[解析]A、B是氧化物，元素X、Y的单质是生活中常见的金属，结合图可知A是Fe2O3，X的单质是Al，B是Al2O3，Y的单质是Fe。若试剂1是NaOH溶液，则C为NaAlO2。若试剂1和试剂2均是稀硫酸，则D的溶液中含Fe3＋，可用KSCN溶液检验，C的溶液中含Al3＋，易水解，E为FeSO4。22．(10分)某研究性学习小组在网上收集到如下信息：钾、钙、钠、镁等活泼金属都能在CO2气体中燃烧。他们对钠在CO2气体中燃烧后的产物中的白色物质进行了如下探究：[实验]将燃烧的钠迅速伸入装满CO2的集气瓶中，钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上粘附着白色物质。[提出假设]假设1：白色物质是Na2O。假设2：白色物质是Na2CO3。假设3：白色物质是Na2O和Na2CO3的混合物。[设计实验方案验证假设]该小组对燃烧后的白色产物进行如下探究：实验方案实验操作实验现象结论方案1取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞试液溶液变成红色白色物质为Na2O方案2①取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量的CaCl2溶液出现白色沉淀②静置片刻，取上层清液于试管中，滴加无色酚酞试液无明