2021新高考化学选择性考试B方案一轮复习学案第三章金属元素及其重要化合物高考真题演练

1．(2019·全国卷Ⅱ)下列化学方程式中，不能正确表达反应颜色变化的是()A．向CuSO4溶液中加入足量Zn粉，溶液蓝色消失Zn＋CuSO4=Cu＋ZnSO4B．澄清的石灰水久置后出现白色固体Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2OC．Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色2Na2O2=2Na2O＋O2↑D．向Mg(OH)2悬浊液中滴加足量FeCl3溶液出现红褐色沉淀3Mg(OH)2＋2FeCl3=2Fe(OH)3＋3MgCl2答案C2．(2019·天津高考)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Cl2B．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答案C解析Na2CO3与Ca(OH)2反应生成NaOH，使土壤碱性增强，C错误。3．(2018·全国卷Ⅰ)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：下列叙述错误的是()A．合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B．从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、LiC．“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋D．上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠答案D解析硫酸锂能溶于水，因此上述流程中不能用硫酸钠代替碳酸钠，D错误。4．(2018·全国卷Ⅱ)化学与生活密切相关。下列说法错误的是()A．碳酸钠可用于去除餐具的油污B．漂白粉可用于生活用水的消毒C．氢氧化铝可用于中和过多胃酸D．碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查答案D解析碳酸钠水解溶液显碱性，因此可用于去除餐具的油污，A正确；漂白粉具有强氧化性，可用于生活用水的消毒，B正确；氢氧化铝是两性氢氧化物，能与酸反应，可用于中和过多胃酸，C正确；碳酸钡难溶于水，但可溶于酸，生成可溶性钡盐而使蛋白质变性，所以不能用于胃肠X射线造影检查，应该用硫酸钡，D错误。5．(2018·江苏高考)下列有关物质性质的叙述一定不正确的是()A．向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色B．KAl(SO4)2·12H2O溶于水可形成Al(OH)3胶体C．NH4Cl与Ca(OH)2混合加热可生成NH3D．Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2答案A6．(2018·江苏高考)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是()A．NaHCO3(s)eq\o(→,\s\up10(△))Na2CO3(s)eq\o(→,\s\up10(饱和石灰水))NaOH(aq)B．Al(s)eq\o(→,\s\up10(NaOHaq))NaAlO2(aq)eq\o(→,\s\up10(过量HClaq))Al(OH)3(s)C．AgNO3(aq)eq\o(→,\s\up10(氨水))[Ag(NH3)2]＋(aq)eq\o(→,\s\up10(蔗糖aq))Ag(s)D．Fe2O3(s)eq\o(→,\s\up10(Al),\s\do10(高温))Fe(s)eq\o(→,\s\up10(HClaq))FeCl3(aq)答案A解析A项，NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O，Na2CO3与饱和石灰水反应生成CaCO3和NaOH，两步反应均能实现；B项，Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，NaAlO2与过量盐酸反应生成NaCl、AlCl3和H2O，第二步反应不能实现；C项，AgNO3中加入氨水可获得银氨溶液，蔗糖中不含醛基，蔗糖不能发生银镜反应，第二步反应不能实现；D项，Al与Fe2O3高温发生铝热反应生成Al2O3和Fe，Fe与HCl反应生成FeCl2和H2，第二步反应不能实现。7．(2018·北京高考)下列实验中的颜色变化，与氧化还原反应无关的是()ABCD实验NaOH溶液滴入FeSO4溶液中石蕊溶液滴入氯水中Na2S溶液滴入AgCl浊液中热铜丝插入稀硝酸中现象产生白色沉淀，随后变为红褐色溶液变红，随后迅速褪色沉淀由白色逐渐变为黑色产生无色气体，随后变为红棕色答案C解析A项，NaOH溶液滴入FeSO4溶液中产生白色Fe(OH)2沉淀，白色沉淀变为红褐色沉淀时的反应为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，该反应前后元素化合价有升降，为氧化还原反应；B项，氯水中存在反应Cl2＋H2OHCl＋HClO，由于氯水呈酸性，石蕊溶液滴入后溶液先变红，红色褪色是HClO表现强氧化性，与有色物质发生氧化还原反应；C项，白色沉淀变为黑色时的反应为2AgCl＋Na2S=Ag2S＋2NaCl，反应前后元素化合价不变，不是氧化还原反应；D项，Cu与稀HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO气体和H2O，气体由无色变为红棕色时的反应为2NO＋O2=2NO2，反应前后元素化合价有升降，为氧化还原反应。8．(2017·全国卷Ⅱ)由下列实验及现象不能推出相应结论的是()实验现象结论A向2mL0.1mol·L－1的FeCl3溶液中加足量铁粉，振荡，加1滴KSCN溶液黄色逐渐消失，加KSCN溶液颜色不变还原性：Fe>Fe2＋B将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满CO2的集气瓶集气瓶中产生大量白烟，瓶内有黑色颗粒产生CO2具有氧化性C加热盛有少量NH4HCO3固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸石蕊试纸变蓝NH4HCO3显碱性D向2支盛有2mL相同浓度银氨溶液的试管中分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI溶液一支试管中产生黄色沉淀，另一支中无明显现象Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)答案C解析A项，加入过量的铁粉，黄色消失，加入KSCN溶液，溶液不变色，说明Fe3＋完全被消耗，即Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，根据氧化还原反应的规律，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，Fe化合价升高，Fe作还原剂，Fe2＋既是还原产物又是氧化产物，因此还原性Fe＞Fe2＋，故A正确；B项，瓶内有黑色颗粒产生，说明生成C，发生反应是4Na＋CO2eq\o(=,\s\up10(点燃))2Na2O＋C，CO2中C元素化合价降低，因此CO2作氧化剂被还原，故B正确；C项，碳酸氢铵受热分解，NH4HCO3eq\o(=,\s\up10(△))NH3↑＋CO2↑＋H2O，氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝，而不是NH4HCO3的缘故，故C错误；D项，产生黄色沉淀，说明生成AgI，AgI和AgCl形式相同，溶度积小的先沉淀，即Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)，故D正确。9．(2017·天津高考)下列有关水处理方法不正确的是()A．用石灰、碳酸钠等碱性物质处理废水中的酸B．用可溶性的铝盐和铁盐处理水中的悬浮物C．用氯气处理水中的Cu2＋、Hg2＋等重金属离子D．用烧碱处理含高浓度NHeq\o\al(＋,4)的废水并回收利用氨答案C解析石灰和Na2CO3均可以与酸反应，可以用来处理废水中的酸，故A正确；铝盐和铁盐溶液中的Al3＋、Fe3＋均可水解，分别生成Al(OH)3胶体、Fe(OH)3胶体，吸附水中的悬浮物，故B正确；烧碱(NaOH)可与高浓度的NHeq\o\al(＋,4)溶液反应产生NH3，可回收利用NH3，故D正确。因CuCl2、HgCl2可溶，氯气不能使Cu2＋、Hg2＋从溶液中析出除去，故C错误。10．(2017·江苏重组)下列说法正确的是()A．明矾的化学式：Al2(SO4)3B．Na2O2吸收CO2产生O2，可用作呼吸面具供氧剂C．能实现Feeq\o(→,\s\up10(Cl2),\s\do10(点燃))FeCl2eq\o(→,\s\up10(NaOHaq))Fe(OH)2的转化D．无色透明的溶液中Fe3＋、Mg2＋、SCN－、Cl－可大量共存答案B11．(2019·全国卷Ⅰ)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：回答下列问题：(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是_____________________。(2)步骤②需要加热的目的是________________，温度保持80～95℃，采用的合适加热方式是________。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为________(填标号)(3)步骤③中选用足量的H2O2，理由是_____________________________，分批加入H2O2，同时为了________，溶液要保持pH小于0.5。(4)步骤⑤的具体实验操作有____________________________________，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150℃时失掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为________答案(1)碱煮水洗(2)加快反应热水浴C(3)将Fe2＋全部氧化为Fe3＋；不引入杂质防止Fe3＋水解(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)(5)NH4Fe(SO4)2·12H2O解析(1)铁屑表面的油污可以用热的氢氧化钠溶液洗涤，然后用蒸馏水洗净。(2)铁中含有少量的硫化物，与酸反应后生成酸性气体H2S，应该用碱溶液吸收H2S气体，为了防止倒吸，应选用C装置。(3)铁与硫酸反应后生成硫酸亚铁，加入足量的过氧化氢溶液将亚铁离子氧化为铁离子，离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。Fe3＋在水中易水解生成氢氧化铁沉淀，为了抑制Fe3＋水解，溶液要保持较强的酸性，使用H2O2的优点是不引入新的杂质。(4)硫酸铁溶液与固体硫酸铵反应生成硫酸铁铵，为了从溶液中得到硫酸铁铵应将溶液经加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铁铵晶体。(5)由于样品失去1.5个结晶水，失重5.6%，即M[NH4Fe(SO4)2·xH2O]×5.6%＝1.5×18g·mol－1，可以求得M[NH4Fe(SO4)2·xH2O]≈482g·mol－1，利用硫酸铁铵晶体的摩尔质量减去NH4Fe(SO4)2的摩尔质量可以求出晶体中水的摩尔质量之和，为216g·mol－1，由此可以求出x＝12。12．(2019·江苏高考)聚合硫酸铁[Fe2(OH)6－2n(SO4)n]m广泛用于水的净化。以FeSO4·7H2O为原料，经溶解、氧化、水解聚合等步骤，可制备聚合硫酸铁。(1)将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸，在约70℃下边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液，继续反应一段时间，得到红棕色黏稠液体。H2O2氧化Fe2＋的离子方程式为____________________；水解聚合反应会导致溶液的pH________(2)测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数：准确称取液态样品3.000g，置于250mL锥形瓶中，加入适量稀盐酸，加热，滴加稍过量的SnCl2溶液(Sn2＋将Fe3＋还原为Fe2＋)，充分反应后，除去过量的Sn2＋。用5.000×10－2mol·L－1K2Cr2O7溶液滴定至终点(滴定过程中Cr2Oeq\o\al(2－,7)与Fe2＋反应生成Cr3＋和Fe3＋)，消耗K2Cr2O7溶液22.00mL。①上述实验中若不除去过量的Sn2＋，样品中铁的质量分数的测定结果将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。②计算该样品中铁的质量分数(写出计算过程)。答案(1)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O减小(2)①偏大②n(Cr2Oeq\o\al(2－,7))＝5.000×10－2mol·L－1×22.00mL×10－3L·mL－1＝1.100×10－3mol由滴定时Cr2Oeq\o\al(2－,7)→Cr3＋和Fe2＋→Fe3＋，根据得失电子守恒可得微粒的关系式：Cr2Oeq\o\al(2－,7)～6Fe2＋(或Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋14H＋＋6Fe2＋=6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O)则n(Fe2＋)＝6n(Cr2Oeq\o\al(2－,7))＝6×1.100×10－3mol＝6.600×10－3mol样品中铁元素的质量：m(Fe)＝6.600×10－3mol×56g·mol－1＝0.3696g样品中铁元素的质量分数：w(Fe)＝eq\f(0.3696g,3.000g)×100%＝12.32%解析(1)将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸中，缓慢加入H2O2溶液，发生氧化还原反应，反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O；Fe2(SO4)3水解聚合使得溶液酸性增强，即会导致溶液的pH减小。(2)①实验中滴加过量的SnCl2溶液(Sn2＋将Fe3＋还原为Fe2＋)，若不除去过量的Sn2＋，滴定过程中Cr2Oeq\o\al(2－,7)与Sn2＋反应，消耗eq\a\vs4\al(K2Cr2O7)偏多，使结果偏大。13．(2018·全国卷Ⅱ)我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示：相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1mol·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Fe3＋Fe2＋Zn2＋Cd2＋开始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4回答下列问题：(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为________________________。(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有__________；氧化除杂工序中ZnO的作用是______________，若不通入氧气，其后果是______________。(3)溶液中的Cd2＋可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为___________________________________________。(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为___________；沉积锌后的电解液可返回__________工序继续使用。答案(1)2ZnS＋3O2eq\o(=,\s\up10(焙烧))2ZnO＋2SO2(2)PbSO4调节溶液的pH无法除去杂质Fe2＋(3)Zn＋Cd2＋=Zn2＋＋Cd(4)Zn2＋＋2e－=Zn溶浸解析(2)由于硫酸铅不溶于水，因此滤渣1的主要成分除SiO2外还有PbSO4；要沉淀铁离子，需要调节溶液的pH，又因为不能引入新杂质，所以需要利用氧化锌调节pH，即氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的pH。根据表中数据可知沉淀亚铁离子的pH较大，所以若不通入氧气，其后果是无法除去杂质Fe2＋。(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极发生得到电子的还原反应，因此阴极是锌离子放电，则阴极的电极反应式为Zn2＋＋2e－=Zn；阳极是氢氧根离子放电，破坏了水的电离平衡，产生氢离子，所以电解后还有硫酸产生，因此沉积锌后的电解液可返回溶浸工序继续使用。14．(2018·江苏高考)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐)为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：(1)焙烧过程均会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为____________________。(2)添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如图所示。已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600硫去除率＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(焙烧后矿粉中硫元素总质量,焙烧前矿粉中硫元素总质量)))×100%①不添加CaO的矿粉在低于500℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于________②700℃焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，其主要原因是____________________________(3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的形式由__________(填化学式)转化为__________(填化学式)。(4)“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)＝________。答案(1)SO2＋OH－=HSOeq\o\al(－,3)(2)①FeS2②硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中(3)NaAlO2Al(OH)3(4)1∶16解析(2)①根据题给已知，多数金属硫酸盐的分解温度高于600℃，不添加CaO的矿粉低于500℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于FeS②添加CaO，CaO起固硫作用，添加CaO发生的反应为2CaO＋2SO2＋O2=2CaSO4，根据硫去除率的含义，700℃焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低的原因是：硫元素转化为CaSO4(3)“碱浸”时Al2O3、SiO2转化为溶于水的NaAlO2、Na2SiO3，向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，CO2与NaAlO2反应生成NaHCO3和Al(OH)3。(4)Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，反应的化学方程式为FeS2＋16Fe2O3eq\o(=,\s\up10(高温))11Fe3O4＋2SO2↑，理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)＝1∶16。15．(2016·全国卷Ⅱ)某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题：(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是__________________。(2)甲组同学取2mLFeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为____________________。(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤