高三化学总复习练习第三章金属及其化合物311

311[A层基础练]1．(2018·湖南衡阳八中月考)下列说法错误的是()①合金比纯金属具有较好的性能，硬度都比成分金属大，熔点比成分金属的低②常用电解法冶炼钠、镁、铝等活泼金属③将钢闸门与电源正极相连，可防止其在海水中被腐蚀④Fe在常温下可与浓硝酸、稀硝酸、浓硫酸剧烈反应⑤Al、Cl2均能和NaOH溶液发生氧化还原反应，且两单质的作用相同⑥Na久置于空气中，可以和空气中的有关物质发生反应，最终生成Na2CO3⑦制备FeCl3、CuCl2固体均可采用将溶液直接蒸干的方法A．①②⑥B．④⑤C．③④⑦ D．③④⑤⑦【解析】③将钢闸门与电源负极相连，可防止其在海水中被腐蚀，错误；④Fe在常温下可被浓硝酸、浓硫酸钝化，错误；⑤Al、Cl2均能和NaOH溶液发生氧化还原反应，铝与NaOH反应时铝是还原剂，而Cl2和NaOH反应时氯气既是氧化剂又是还原剂，故两单质的作用不同，错误；⑦制备FeCl3、CuCl2固体时由于Fe3＋、Cu2＋都能发生水解，故不能采用将溶液直接蒸干的方法，错误。【答案】D2．(2018·山东菏泽一模)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的混合溶液在阴极上依次析出Cu、Fe、Al【解析】Al2O3属于两性氧化物，Cu放置在空气中可生成铜绿(碱式碳酸铜)，A、B错误；AlCl3、FeCl3、CuCl2均水解，直接蒸干得到对应氧化物，C正确；D选项，电解AlCl3不会生成铝单质，错误。【答案】C3．(2018·四川成都一诊)江西某铜业公司在火法炼铜时也生产硫酸。下列叙述不正确的是()A．自然界中化合态的硫以FeS2、CuFeS2等形式存在B．火法炼铜的矿石原料主要含Cu2SC．该公司炼铜产生的SO2可用于生产H2SO4D．1mol·L－1H2SO4溶液可储存于铁制或铝制容器中【解析】1mol·L－1H2SO4是稀硫酸，会腐蚀铁、铝，D错误。【答案】D4．(2018·宝鸡质检)已知下列转化关系中，M、N均为单质，则M可能是()A．Na B．AlC．Fe D．Cu【解析】Na、Al、Fe均为活泼金属，电解相关溶液不能制取其单质；电解铜盐溶液可以生成铜单质，题给转化是：【答案】D5．(2017·河北衡水中学二模)用无机矿物资源生产部分材料，其产品流程示意图如下：下列有关说法不正确的是()A．生产铝、铜、高纯硅及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应B．粗铜电解精炼时，粗铜作阳极C．黄铜矿冶炼铜时，SO2可用于生产硫酸，FeO可用作冶炼铁的原料D．粗硅制高纯硅时，提纯四氯化硅可用多次分馏的方法【解析】Al2O3→Al、黄铜矿(CuFeS2)→Cu、石英(SiO2)→Si都涉及了氧化还原反应。石灰石、纯碱、石英制玻璃主要发生的反应为CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑、Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，此过程未发生氧化还原反应，故A不正确。【答案】A6．(2017·山西重点中学模拟)硫酸铜是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是()A．相对于途径①，途径②更好地体现了绿色化学思想B．Y可以是葡萄糖溶液C．硫酸铜在1100℃分解所得气体X可能是二氧化硫和三氧化硫的混合气体D．将硫酸铜溶液蒸发浓缩，冷却结晶可制得胆矾晶体【解析】途径①：铜和浓硫酸反应会生成二氧化硫污染空气，途径②的优点是无污染，体现了绿色化学思想，A项正确；葡萄糖中有醛基，在碱性条件下能将氢氧化铜还原为氧化亚铜，B项正确；硫酸铜受热分解生成氧化亚铜与混合气体，若气体中只有二氧化硫和三氧化硫，则铜元素和硫元素化合价均降低，没有元素化合价升高，C项错误；将硫酸铜溶液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤可以制得胆矾晶体，D项正确。【答案】C7．(2017·长沙模拟)铜及其化合物在生产生活中有着广泛的应用，铜在化合物中的常见化合价有＋1、＋2。(1)工业上可用Cu2S＋O22Cu＋SO2反应制取粗铜，反应中被氧化的元素是________，当消耗32gCu2S时，转移电子数目是________(用NA表示，NA表示阿伏加德罗常数的值)。(2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中，温度控制在50～60℃，通入O2，反应一段时间后可制得硫酸铜，发生反应的离子方程式为____________________________________。CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3溶液和NaCl溶液加热，生成CuCl沉淀，写出生成CuCl的离子方程式：________________________________________________________________________。(3)某小组同学在做铜与浓硫酸反应的实验时，发现铜片表面有黑色固体生成。①甲同学猜想：黑色固体是未来得及溶解于酸的CuO，其猜想可用化学方程式表示为：Cu＋H2SO4(浓)________。②乙同学认为：黑色固体除CuO外，还可能含有Cu2S和CuS，其理由可能是________(填字母)。a．Cu2S和CuS都是黑色的b．铜与浓硫酸在加热条件下反应，还可能放出O2c．浓硫酸是氧化剂，铜是还原剂，Cu的化合价升高与S的化合价降低有多种可能【解析】(1)硫元素的化合价从－2升到＋4，被氧化，当消耗【答案】(1)S1.2NA8．(2018·湖南十三校联考)近年来，硫化铜矿的湿法冶炼技术已经取得了很大的进展。现有一种催化氧化酸浸硫化铜矿的冶炼法，其工艺流程如图甲所示：反应温度、固液比、反应时间和氯离子浓度都对铜的浸出率有较大的影响，下面是实验得出的这几种因素对铜的浸出率影响的变化曲线图(如图乙～戊所示)。回答下列问题：则在反应①、②、③中被氧化的元素为________(填元素符号)；若生成的SO2在标准状况下的体积为4.48L，则反应中转移的电子数目为________NA；由amolCuFeS2生成amolCu，共消耗________molO2。(2)写出反应1的化学方程式：____________________________________________。经查，硫黄、FeSO4·7H2O均可入药，用途广泛。湿法炼铜与火法炼铜相比，优点是________________________________________________________________________。(3)从溶液中得到FeSO4·7H2O晶体的操作是______________________________________________________________________________________________________。(4)根据实验以及工业生产的实际要求，从下表中得出的最佳工艺条件为________(填序号)。选项反应温度/℃固液比c(Cl－)/(mol·L－1)反应时间/hA951∶50.87B1001∶5.50.77C1101∶60.98【解析】(1)整个过程中化合价升高的元素即被氧化的元素只有硫；每个硫原子失6个电子，故生成4.48L(即0.2mol)SO2电子转移数为1.2NA；CuFeS2反应后的最终产物为SO2、FeO、Cu，根据原子守恒即得消耗O2的物质的量。(2)根据流程图得出CuS的氧化产物为S，H2SO4提供酸性环境，从而得出反应1的化学方程式；湿法炼铜没有SO2生成，故污染小，同时可得到有药用价值的副产物硫酸亚铁晶体及硫黄。(3)从溶液中获得结晶水合物的常规操作为蒸发浓缩、冷却结晶。(4)根据图乙～戊可知，A项为最佳工艺条件，95℃时铜的浸出率已经很高，且高温需要更多的燃料供能，不经济。【答案】(1)S1.22.5a(2)2CuS＋O2＋2H2SO42CuSO4＋2H2O＋2S污染小，同时得到副产物硫酸亚铁晶体及硫黄，资源得到充分利用(3)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤(4)A[B层提升练]9．(2017·陕西西安模拟)加热条件下，将24gCuO、Fe2O3的混合物与充足的CO完全反应，并将反应后的气体全部通入到澄清石灰水中，得到白色沉淀40g。下列有关叙述不正确的是()A．原混合物中CuO与Fe2O3物质的量的比为1∶1B．反应后所得CO2的质量为40gC．参加反应的CO的质量为11.2gD．原混合物中CuO与Fe2O3的质量比为1∶2【解析】根据题意写出有关反应的化学方程式：CO＋CuOCu＋CO2、3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2、CO2＋Ca(OH)2CaCO3↓＋H2O，结合题意可知，生成40gCaCO3，即0.4mol碳酸钙。根据碳原子守恒可知反应后所得CO2为0.4mol，其质量为17.6g；参加反应的CO也为0.4mol，其质量为11.2g；再根据氧原子守恒，可知24gCuO、Fe2O3的混合物中一共含有0.4mol氧原子，解得含CuO0.1mol、Fe2O30.1mol，CuO与Fe2O3物质的量之比为1∶1，CuO与Fe2O3的质量比为1∶2。【答案】B10．(2018·河南南阳质检)铜有两种常见的氧化物CuO和Cu2O。某学习小组取0.98g(用精密天平测量)Cu(OH)2固体加热，有铜的氧化物生成，其质量随温度变化如图甲所示；另外，某同学绘制了三条表示金属氧化物与其所含金属元素的质量的关系曲线，如图乙所示。则下列分析正确的是()A．图甲中a点和b点对应物质的化学式分别为Cu2O和CuOB．图甲整个过程中共生成0.26g水C．图乙三条曲线中，表示CuO和其中所含Cu元素质量关系的曲线是AD．图甲中，a到b的过程中有0.01mol电子发生了转移【解析】0.98gCu(OH)2的物质的量为0.01mol，若全部生成CuO，则质量为0.01mol×80g·mol－1＝0.80g，所以a点对应的物质是CuO；若全部生成Cu2O，则质量为0.005mol×144g·mol－1＝0.72g，所以b点对应的物质是Cu2O，A项错误；根据化学方程式Cu(OH)2CuO＋H2O、4CuO2Cu2O＋O2↑可知，生成水的物质的量为0.01mol，质量为0.01mol×18g·mol－1＝0.18g，B项错误；CuO和其中所含Cu元素的质量关系(以CuO的质量为10g计算)为：CuO～Cu806410g8g观察图乙可知，B曲线符合上述质量关系，表示的是CuO，C项错误；根据反应方程式4CuO2Cu2O＋O2↑可知，a到b的过程中有0.01mol电子发生了转移，D项正确。【答案】D11．(2018·常州模拟)镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al12＋17H217MgH2＋12Al。得到的混合物Y(17MgH2＋12Al)在一定条件下可释放出氢气。(1)熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是________________________(2)在6.0mol/LHCl溶液中，混合物Y能完全释放出H2。1molMg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应，释放出H2的物质的量为________。(3)在0.5mol/LNaOH和1.0mol/LMgCl2溶液中，混合物Y均只能部分放出氢气，反应后残留固体物质的X­射线衍射谱图如图所示(X­射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。在上述NaOH溶液中，混合物Y中产生氢气的主要物质是________(填化学式)。【解析】(1)Mg、Al化学性质比较活泼，均能与O2反应；充入Ar，防止Mg、Al被氧化。(2)1molMg17Al12完全吸氢后生成MgH2和Al，其中n(MgH2)＝17mol，n(Al)＝12mol，故有：共生成n(H2)＝(34＋18)mol＝52mol。(3)在NaOH溶液中的衍射谱图是图中位于上方的曲线，由(a)NaOH曲线可知残留固体中有MgH2、Al(OH)3，无Al、Mg(OH)2、Mg2(OH)3Cl·4H2O，所以Al参加反应，MgH2不参加反应。【答案】(1)防止Mg、Al被空气氧化(2)52mol(3)Al[C层真题练]12．(2017·课标Ⅲ，27，15分)重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：回答下列问题：(1)步骤①的主要反应为：FeO·Cr2O3＋Na2CO3＋NaNO3eq\o(→,\s\up7(高温))Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2＋NaNO2上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为________。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)滤渣1中含量最多的金属元素是________，滤渣2的主要成分是________及含硅杂质。(3)步骤④调滤液2的pH使之变________(填“大”或“小”)，原因是________________________(用离子方程式表示)。(4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到________(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。a．80℃b．60℃c．40℃ d．10℃步骤⑤的反应类型是______________。(5)某工厂用m1kg铬铁矿粉(含Cr2O340%)制备K2Cr2O7，最终得到产品m2kg，产率为________。【解析】本题以K2Cr2O7的制备为载体，考查氧化还原反应原理、平衡移动原理等。由题中所给反应可知滤渣1为Fe2O3，滤液1中含有Al3＋、SiOeq\o\al(2－,3)，调节pH＝7，则滤渣2中含Al(OH)3及含硅杂质，滤液2中含有CrOeq\o\al(2－,4)、Na＋，此时调节pH促使平衡2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O正向移动，再加入KCl得到K2Cr2O7。(1)利用得失电子守恒方法配平：2FeO·Cr2O3＋4Na2CO3＋7NaNO34Na2CrO4＋Fe2O3＋4CO2↑＋7NaNO2，则FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为2∶7。陶瓷中含有SiO2，在高温下能与Na2CO3反应，会损坏仪器。(2)由步骤①可知熔块中含有NaNO2、Na2CrO4、Fe2O3等，故滤渣1中含量最多的金属元素为Fe，而步骤③需除去Al3＋及含硅物质，故滤渣2中应主要含Al(OH)3及含硅杂质。(3)步骤④调pH的目的是促进CrOeq\o\al(2－,4)转化为Cr2Oeq\o\al(2－,7)，根据2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O，可知应增大c(H＋)，故pH要变小。(4)根据溶解度曲线图可知，选择K2Cr2O7溶解度小于溶液中其他溶质溶解度且溶解度最小的温度区，故选d。反应为2K＋＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)K2Cr2O7↓，此反应为复分解反应。(5)根据Cr原子守恒建立关系式：Cr2O3～K2Cr2O7152 294m1·40%kg m(K2Cr2O7)m(K2Cr2O7)＝eq\f(294·m1·40%,152)kg故产率为eq\f(m2kg,\f(294·m1·40%,152)kg)×100%＝eq\f(190m2,147m1)×100%。【答案】(1)2∶7陶瓷在高温下会与Na2CO3反应(2)FeAl(OH)3(3)小2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O(4)d复分解反应(5)eq\f(190m2,147m1)×100%13．(2016·四川理综，9，13分)CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl，并进行相关探究。【资料查阅】【实验探究】该小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器略)。请回答下列问题：(1)仪器X的名称是________________________________________________。(2)实验操作的先后顺序是a→________→e(填操作的编号)。a．检查装置的气密性后加入药品b．熄灭酒精灯，冷却c．在“气体入口”处通入干燥HCld．点燃酒精灯，加热e．停止通入HCl，然后通入N2(3)在实验过程中，观察到B中物质由白色变为蓝色，C中试纸的颜色变化是____