（新教材适用）2023-2024学年高中化学专题9金属与人类文明测评（A）

专题9测评(A)(时间:60分钟满分:100分)一、选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.向稀硫酸中加入铁粉,待铁粉全部溶解后,再加入酸性KMnO4溶液,酸性KMnO4溶液紫红色褪去的原因是()。A.Fe具有还原性B.FeCl2中Fe2+具有还原性C.KMnO4具有还原性D.稀硫酸具有还原性答案:B解析:溶液褪色是因为Fe2+具有还原性,KMnO4具有氧化性,KMnO4被Fe2+还原生成Mn2+。2.纯铁的熔点为1535℃,而高炉中炼铁时生铁(含碳量较高的铁的合金)在1200℃左右就熔化了,这是因为()。A.铁的纯度越高,熔点越低B.多数合金的熔点比其组分金属的熔点高C.因为形成了铁碳合金,所以熔点变低D.生铁在高炉内熔化的过程中发生了化学反应答案:C解析:生铁是铁碳合金,多数合金的熔点低于组分金属。3.工业上由含钒、铬和锰的矿物冶炼难熔的金属单质钒、铬和锰,通常采用的方法是()。A.碳还原法B.铝热法还原C.直接加热法D.盐的水溶液与活泼金属置换法答案:B解析:钒、铬、锰等难熔的金属通常采用铝热反应进行冶炼。4.能与Fe3+反应,且能证明Fe3+具有氧化性的是()。①SCN②Fe③Fe2+④Cu⑤Zn⑥OHA.①②③ B.②④⑤C.①③⑥ D.①②⑤答案:B解析:Fe3+表现氧化性的反应是与还原剂反应,如Fe、Cu、Zn等。5.在高炉炼铁生产中,下列说法正确的是()。A.还原氧化铁的还原剂是焦炭B.采用富氧空气可以得到纯铁C.加石灰石的目的是除去过量的碳D.用于冶炼生铁的矿石主要有磁铁矿、赤铁矿答案:D解析:焦炭发生的反应:C+O2CO2,CO2+C2CO,将铁矿石中的铁还原成铁单质的是CO,不是焦炭,A项错误;高炉炼铁得到的是生铁,不会得到纯铁,B项错误;加入的石灰石在高温下分解成生石灰,生石灰不与碳发生反应,故不能除去过量的碳,C项错误。6.制取Fe(OH)2并使之能久存,可采取的操作有:①加入一些植物油;②溶解FeSO4配成溶液;③把蒸馏水加热煮沸并密封冷却;④加入少量铁屑;⑤加入少量CCl4;⑥向FeSO4溶液中滴入足量氨水;⑦把盛有氨水的滴管伸入FeSO4溶液中后再挤出氨水。其中必须进行的操作及顺序正确的是()。A.③②⑤⑥④B.③②④①⑦C.③②④⑤⑦D.②④①⑦⑤答案:B解析:首先需除去蒸馏水中的氧气,然后配制溶液,加入铁屑是防止Fe2+被氧化,加入植物油是为了隔绝空气,最后加入氨水需将滴管插入硫酸亚铁溶液中,故正确的操作顺序为③②④①⑦。7.绿色化学要求从技术、经济上设计出可行的化学反应,尽可能减少对环境的污染。下列化学反应中,你认为最不符合绿色化学理念的是()。A.除去硝酸工业尾气中的氮氧化物:NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2OB.制硫酸铜:2Cu+O22CuO,CuO+H2SO4(稀)CuSO4+H2OC.用氨水吸收硫酸厂的尾气:SO2+2NH3·H2O(NH4)2SO3+H2OD.制硫酸铜:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O答案:D解析:D项,铜与浓硫酸反应生成的二氧化硫会污染空气,不符合绿色化学理念。8.下列离子方程式书写正确的是()。A.铁与FeCl3溶液反应:Fe+Fe3+2Fe2+B.Fe与稀盐酸反应:2Fe+6H+2Fe3++3H2↑C.FeCl2溶液与Cl2反应:Fe2++Cl2Fe3++2ClD.Fe(OH)3与盐酸反应:Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O答案:D解析:A中电荷不守恒,应为Fe+2Fe3+3Fe2+;B中违反反应事实,应为Fe+2H+Fe2++H2↑;C中电荷不守恒,应为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl。二、不定项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。9.明代宋应星著的《天工开物》中有关于“火法”冶炼锌的工艺记载:“炉甘石十斤,装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红……冷淀,毁罐取出……即倭铅也。”炉甘石的主要成分为碳酸锌,下列说法不正确的是()。A.该冶炼锌的反应属于置换反应B.煤中起作用的主要成分是CC.冶炼Zn的化学方程式为ZnCO3+2CZn+3CO↑D.“倭铅”是指金属锌和铅的混合物答案:D解析:碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳,反应的化学方程式为ZnCO3+2CZn+3CO↑,该冶炼锌的反应属于置换反应,A、C两项正确;反应中C作还原剂,则煤中起作用的主要成分是C,B正确;由题意可知,“倭铅”是指金属锌,D不正确。10.已知硫酸铁溶液呈酸性。下图是物质间发生化学反应的颜色变化,下表选项中的物质对应正确的是()。选项MNPQANH3·H2OBa(OH)2铜石蕊试液BNaBaCl2FeOKSCNCNaOHBa(NO3)2锌粉KSCNDNa2O2BaCl2Fe石蕊试液答案:CD解析:A项中Ba(OH)2与Fe2(SO4)3反应得到的是Fe(OH)3与BaSO4的混合物,沉淀不是白色的,A项错误;B项中FeO不能还原Fe3+,B项错误。11.茶叶中铁元素的检验可经四步完成,下列步骤中实验用品选用不正确的是()。A.将茶叶灼烧灰化,选用①、②和⑨B.用浓硝酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释,选用④、⑥和⑦C.过滤得到滤液,选用④、⑤和⑦D.检验滤液中的Fe3+,选用③、⑧和⑩答案:B解析:灼烧茶叶需用到的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯等,A项正确;溶解茶叶灰的过程中会用到烧杯、玻璃棒等仪器,容量瓶是配制一定体积、一定物质的量浓度的溶液的主要仪器,B项错误;过滤需用到的仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒等,C项正确;检验Fe3+可用KSCN溶液,用到的仪器有胶头滴管和试管,D项正确。12.某溶液中可能含有Fe3+、Mg2+、Na+、Ba2+、Cl、OH、SO4A.溶液中最多有4种离子B.若溶液有颜色,则一定没有OHC.若溶液呈碱性,则一定含有Na+D.该溶液可能溶解单质铜答案:BD解析:溶液中Fe3+、Mg2+、Na+、Cl、SO42-可共存,最多有5种离子,A项错误;若溶液有颜色,则溶液中一定含有Fe3+,Fe3+与OH不能大量共存,B项正确;溶液呈碱性时,溶液中没有Fe3+、Mg2+,但根据溶液中电荷守恒原理知,Na+、Ba2+三、非选择题:本题共4小题,共52分。13.(10分)钢铁工业对促进经济和社会的发展具有重要的意义,现代炼铁的主要方法是高炉炼铁。其设备如图所示。炼铁的炉料(铁矿石、焦炭、石灰石等)由高炉的顶部投入,原料在下降过程中与高炉气气流在炉身部分发生作用。请回答下列问题。(1)焦炭在炼铁的过程中所起的作用是

。

(2)采用炉料从上部加入、热空气从下部通入的工艺,其目的是

。

(3)写出以赤铁矿为原料的炼铁高炉中发生的主要化学反应:

。

(4)高炉气中含有的主要气态污染物是,若直接排放将污染空气,因此应回收利用,请写出该污染物的一种用途:。

答案:(1)既提供热量,又产生还原剂CO(2)采用逆流接触操作,使矿石与还原性气体充分接触、反应(3)C+O2CO2,CO2+C2CO,Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(4)CO作燃料(或还原剂)解析:(1)焦炭在炼铁的过程中既作为能源提供反应所需要的能量,同时生成CO作为还原剂,还原出铁矿石中的Fe。(2)采用炉料从上部加入、热空气从下部通入的工艺,主要是采用逆流操作,不仅利于矿石与还原性气体充分接触,还增加了接触时间,利于反应。(3)炼铁高炉中发生的主要反应是还原剂的生成及生成铁的反应。(4)高炉气的主要成分有CO、CO2等,其主要气态污染物是有毒的CO;回收利用CO,可用作燃料或作还原剂等。14.(17分)为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用,某同学设计的回收利用方案如下。(1)操作①的名称是,发生反应的化学方程式为,滤渣B含有(填化学式)。

(2)若要从滤液C得到绿矾晶体,必须进行的实验操作是、冷却结晶、过滤、自然干燥,在这一系列操作中没有用到的仪器有(填字母)。

A.漏斗 B.坩埚C.烧杯 D.玻璃棒(3)试剂Y应该是一种(填“氧化剂”或“还原剂”),它不可能是(填字母)。A.H2O2 B.H2C.O2 D.Fe(4)操作②中向所得滤液A中通入足量的CO2气体,生成沉淀反应的离子方程式为;将所得沉淀过滤出来并用蒸馏水洗涤数次,烘干并灼烧至恒重得固体E,化学方程式为;冷却后称重,固体E质量为ng,则该合金样品中金属铝的质量分数为(用含有m、n的式子表示)。

答案:(1)过滤2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑Fe、Cu(2)蒸发浓缩B(3)氧化剂BD(4)AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO3-2Al(OH)3Al2O3+3H2O9解析:合金中Fe、Cu不能与NaOH溶液反应,Al与NaOH发生反应2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,则滤液A为NaAlO2和NaOH的混合液,滤渣B为Fe、Cu混合物;滤渣B中加入稀硫酸,Fe溶解,则滤液C为FeSO4溶液,经蒸发浓缩、冷却结晶等操作可得绿矾;滤渣D为Cu,Cu与稀硫酸不反应,若使Cu溶解,试剂Y应为氧化剂,可以是H2O2或O2;固体E(Al2O3)质量为ng,物质的量为ng102g·mol-1=15.(9分)(1)某化学兴趣小组利用下列试剂,铁粉、锌粉、0.1mol·L1FeCl3溶液、0.1mol·L1FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水,探究Fe2+、Fe3+的氧化性、还原性,并利用实验结论解决一些问题。①用所给试剂写出体现Fe2+还原性的反应的化学方程式:。②设计实验方案,完成下列表格。探究内容实验方案实验现象探究Fe3+具有氧化性取少量0.1mol·L1FeCl3溶液,往溶液中加入足量铁粉,再加入少量KSCN溶液加入铁粉后,溶液颜色变为。加入KSCN溶液后,溶液

③该兴趣小组为说明“Fe2+具有氧化性”,提出了向FeCl2溶液中加入锌粉、观察实验现象的方案,该反应的离子方程式为

。

(2)某反应中反应物与生成物有Fe3+、Mn2+、H+、MnO4-、H2O和一种未知离子X,已知MnO4-在反应中得到电子,则X离子是答案:(1)①2FeCl2+Cl22FeCl3②浅绿色不变色③Fe2++ZnZn2++Fe(2)Fe2+MnO4-+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2解析:(1)①在反应中Fe2+作还原剂,体现其还原性,因此应选择氧化剂,所以选用新制氯水,化学方程式为2FeCl2+Cl22FeCl3。②向FeCl3溶液中加入铁粉,发生的反应为2Fe3++Fe3Fe2+,所以溶液由棕黄色变为浅绿色。向FeCl2的溶液中滴加KSCN溶液不变红色。③向FeCl2的溶液中加入锌粉,离子反应为Zn+Fe2+Fe+Zn2+。(2)已知MnO4-得电子,故MnO4-是氧化剂,Mn2+为还原产物,则题目提供的Fe3+是氧化产物,故还原剂为Fe2+,即X为Fe2+。该反应中反应物为MnO4-、Fe2+和H+,生成物为Mn2+、Fe3+和H2O,n(MnO4-)∶n16.(16分)工业上可采用多种方法炼铜。(1)在地表下利用爆破粉碎孔雀石[Cu2(OH)2CO3],再注入稀硫酸原地浸取,将浸取液抽到地表,加入铁屑制得铜。则该方法中冶炼铜的有关化学方程式为①;

②。

(2)利用一氧化碳还原赤铜矿(Cu2O)冶炼铜。实验室可用如图所示装置进行实验,当硬质玻璃管中的反应结束时,应进行的实验操作是

,这样做的目的是

。

(3)利用辉铜矿(Cu2S)冶炼铜的原理如下。Ⅰ.取一定质量的Cu2S在空气中高温焙烧,完全反应后生成一种铜的氧化物和二氧化硫;Ⅱ.再取上述一半质量的Cu2S,与Ⅰ中生成的铜的氧化物混合均匀,隔绝空气高温煅烧,恰好完全反应,生成铜和二氧化硫。结合质量守恒定律,推断这种铜的氧化物的化学式为。

(4)某工业废水中含有大量的Cu2+、Fe3+、Fe2+和SO42-,拟从该废水中回收金属铜并制得绿矾(FeSO4·①下列叙述正确的是。

A.滤渣A为Fe和Cu的混合物B.试剂a为铁粉,试剂b为盐酸C.步骤Ⅱ可以分离出Cu,并能得到FeSO4溶液D.步骤Ⅲ仅为蒸发溶液②步骤Ⅰ发生反应的离子方程式为Fe+Cu2+Fe2++Cu和

。

③取2mL溶液A于试管中,滴加少量NaOH溶液,观察到的实验现象是

。④获得的绿矾晶体(FeSO4·7H2O)可能已被氧化,请设计检验方案验证(操作、现象、结论)

。

答案:(1)①Cu2(OH)2CO3+2H2SO42CuSO4+3H2O+CO2↑②CuSO4+FeCu+FeSO4(2)先停止加热,继续通一氧化碳防止新生成的铜被再次氧化(3)Cu2O(4)①AC②2Fe3++Fe3Fe2+③产生的白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色④取少量晶体于洁净试管中,加入适量煮沸过的蒸馏水溶解,滴加KSCN溶液