(共34张PPT)
(三)
专题3 从矿物到基础材料
(45分钟 100分)
一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)
1.化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法正确的是( )
A.明矾水解形成的Al(OH)3胶体有杀菌消毒作用,可用于水的净化
B.目前我国流通的硬币是由纯金属材料制造的
C.日用铝制品表面覆盖着氧化膜,对内部金属起保护作用
D.生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加
【解析】选C。明矾净水是因为Al(OH)3有吸附作用,A项错;硬币的材料是合金,B项错;生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次降低,故D项错。
2.(2011·黄石高一检测)下列物质的用途错误的是( )
A.硅晶体广泛应用于电子工业的各个领域
B.二氧化硅是制造光导纤维的材料
C.水玻璃可用作木材防火剂
D.二氧化硅是制取水泥的原料
【解析】选D。制取水泥的原料不是二氧化硅。
3.金属冶炼技术随着人类对自然界认识的不断深入而发展。下列金属中,常用作还原剂冶炼其他金属的是( )
A.Ag B.Cu C.Fe D.Al
【解析】选D。金属铝是一种非常活泼的金属,能够和比它不活泼的金属氧化物发生铝热反应,放出大量的热,可以用于冶炼难熔金属。
4.镁、铝、铜三种金属粉末混合物, 加入过量盐酸充分反应, 过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液, 再过滤, 滤液中存在的离子有( )
A.AlO2- B.Cu2+ C.Al3+ D.Mg2+
【解析】选A。铜与盐酸不反应,会被过滤出来;镁与盐酸反应生成氯化镁,然后与烧碱溶液反应得到氢氧化镁沉淀,最后过滤出来;铝先与盐酸反应生成氯化铝,然后与过量烧碱溶液反应生成偏铝酸钠,偏铝酸钠易溶于水,因此滤液中存在的离子有AlO2-。
5.(2011·嘉兴高一检测)在CuO和铁粉的混合物中,加入一定量的稀硫酸,并微热,当反应停止后,滤出不溶物,并向滤液中插入一枚铁钉,发现铁钉并无任何变化。根据上述现象,确定下面结论正确的是( )
A.不溶物一定是Cu
B.不溶物一定含铜,但不一定含铁
C.不溶物一定是Fe
D.溶液中一定含有Fe2+,但不一定含有Cu2+
【解析】选B。在CuO和铁粉中加入稀硫酸,可能会发生如下反应:CuO+H2SO4====CuSO4+H2O,
Fe+CuSO4====Cu+FeSO4,
Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑。
由于在滤液中插入铁钉后,铁钉无变化,则滤液中一定无Cu2+,同时也说明不溶物一定含有铜,但不一定含铁。
6.(2011·长春高一检测)下列有关硅及其化合物的叙述中正确的是( )
A.硅元素在自然界中的存在既有游离态又有化合态
B.二氧化硅既能与氢氟酸反应,又能与烧碱溶液反应,是两性氧化物
C.硅酸难溶于水,不能用二氧化硅与水直接反应制得
D.硅酸盐是构成地表岩石的成分,都难溶于水
【解析】选C。自然界中不存在游离态的硅元素,A错;二氧化硅与氢氟酸发生如下反应:SiO2+4HF====SiF4↑+ 2H2O,不符合两性氧化物的概念,B错;绝大部分硅酸盐难溶于水,但有些硅酸盐易溶于水,如硅酸钠,D错。
7.相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应,至体系中均无固体物质,消耗碱量最多的是( )
A.Al B.Al(OH)3 C.AlCl3 D.Al2O3
【解析】选A。根据化学反应物质的量关系:A:1 mol Al~
1 mol NaOH,B:1 mol Al(OH)3~1 mol NaOH,
C:1 mol AlCl3~4 mol NaOH,D:1 mol Al2O3~2 mol NaOH。若消耗4 mol NaOH,需要m(Al)=4 mol×27 g·mol-1=108 g,需要m[Al(OH)3]=78 g·mol-1×4 mol=312 g,需要m(AlCl3)=1 mol×133.5 g·mol-1=133.5 g,需要m(Al2O3)=
2 mol×102 g·mol-1=204 g。由以上判断可知,相同质量时Al消耗NaOH最多。
8.下列变化不能通过一步反应直接完成的是( )
A.Al(OH)3→Al2O3 B.SiO2→H2SiO3
C.SO3→H2SO4 D.Fe3+→Fe(OH)3
【解析】选B。二氧化硅难溶于水,故不能与水反应生成硅酸。
9.下列反应,其产物的颜色按血红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是( )
①金属钠在纯氧中燃烧
②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,并在空气中放置一段时间
③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液
④无水硫酸铜放入医用酒精中
A.②③①④ B.③②①④
C.③①②④ D.①②③④
【解析】选B。金属钠在纯氧中燃烧产物为Na2O2,颜色为淡黄色。FeSO4与NaOH溶液反应的最终产物为Fe(OH)3,颜色为红褐色。Fe3+遇KSCN变血红色。无水硫酸铜吸水成CuSO4·5H2O为蓝色晶体,故答案为B。
10.(2010·福建高考)下列各组物质中,满足下图物质一步转化关系的选项是( )
【解析】选C。选项A:NaHCO3不能一步得到Na,所以A是错误选项;选项B:Cu(OH)2不能一步得到Cu,所以B是错误选项;选项C:C在氧气中不完全燃烧会得到CO,CO在氧气中燃烧会得到CO2,CO2在一定条件下与单质镁反应可以生成单质碳和氧化镁,所以C是正确选项;选项D:SiO2不能一步生成H2SiO3,H2SiO3也不能一步生成Si,所以D项错误。
11.已知月球上的绿宝石(绿柱石)矿藏非常丰富,其主要化学成分是
BenAl2(Si6O18),则n的值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【解析】选C。将其改写成氧化物的形式:
nBeO·Al2O3·6SiO2,根据氧元素守恒有:n+3+6×2=18,n=3。或根据化合物中正负化合价的代数和为零,有:2n+2×3+4×6-2×18=0,n=3。
12.将铁和三氧化二铁的混合物2.72 g加入50 mL 1.6 mol/L的盐酸中,恰好完全反应,滴入KSCN溶液后不显血红色。若忽略反应中溶液体积的变化,则在所得溶液中Fe2+的物质的量浓度是( )
A.0.45 mol/L B.0.5 mol/L
C.0.6 mol/L D.0.8 mol/L
【解析】选D。如果本题从铁、三氧化二铁分别与盐酸反应来计算,则比较复杂,若分析在反应后,最终生成物是FeCl2,而Cl-的来源是由盐酸提供的,题目中铁的混合物恰好与盐酸反应。则Fe2+~2HCl。
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
13.(8分)铁是人类较早使用的金属之一。应用铁的有关知识,回答下列问题:
(1)向沸水中逐滴滴加1 mol/L FeCl3溶液,至液体呈透明的红褐色,形成该分散系的微粒大小的范围是_______nm。
(2)电子工业需用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜,制造印刷电路板。请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式__________。检验反应后的溶液中还存在Fe3+的试剂是___________。
(3)欲从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液,现有下列试剂:①蒸馏水②铁粉③浓硝酸④浓盐酸⑤烧碱
⑥浓氨水⑦氯气,需要用到的一组试剂是(填序号)( )
A.①②④⑦ B.①③⑥ C.②④⑤ D.①④③⑦
【解析】(3)腐蚀后的废液中含有CuCl2和FeCl2,在废液中加入过量的铁粉,和CuCl2充分反应置换出铜,然后再加入用蒸馏水稀释的浓盐酸,将过量的铁粉反应掉,过滤,得到铜和FeCl2溶液,然后在滤液中通入足量的氯气,将FeCl2氧化得到FeCl3。
答案:(1)1~100
(2)2Fe3++Cu====2Fe2++Cu2+ KSCN溶液(用NaOH溶液也可)
(3)A
14.(13分)几种含硅元素的物质之间的相互转化关系如图所示:(已知H4SiO4易失水形成H2SiO3,H4SiO4不溶于水)
(1)写出图示反应的几种物质的化学式:
A_______,B_______,
C_______,D_______,E_______。
(2)写出下列反应的化学方程式:
①B→A:________________________________;
②B→E:________________________________。
(3)写出由A→D反应的离子方程式:
_______________________________________。
【解析】本题的突破点在于A和B,含Si的物质与碳在加热
的条件下能反应的只有Si和SiO2,所以A为Si,B为SiO2,
则由Si的相关知识可推出C为H2SiO3,D为Na2SiO3,E为CaSiO3。
答案:(1)Si SiO2 H2SiO3 Na2SiO3 CaSiO3
(2)①SiO2+2C Si+2CO↑
②CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑
(3)Si+2OH-+H2O====SiO32-+2H2↑
高温
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高温
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15.(14分)(2011·广州高一检测)某工厂排放的工业废水中含Fe3+、Al3+、Cu2+,工厂为了减少环境污染,变废为宝,利用废铁屑和其他化学试剂进行如下操作,得到了铁红、Al2O3和金属Cu,回答下列问题:
(1)固体A的成分是____________。(用化学式表示)
(2)写出B→D的离子方程式_____________;该反应中氧化剂是________;2 mol Cl2参加反应转移电子是______mol。溶液D中滴加KSCN溶液的现象是____________。
(3)溶液E焰色反应呈黄色,试剂H是___________(用化学式表示);D→E反应的离子方程式是__________________。
(4)分别写出铁红和氧化铝在工业上的一种主要用途:铁红___________________;氧化铝_________________。
【解析】(1)加入废铁屑后发生如下反应:Fe+Cu2+====Cu+Fe2+,又由于铁屑过量,所以固体A的成分为Fe和Cu。
(2)溶液B中含有Fe2+、Al3+,加入足量氯水的目的是将Fe2+氧化为Fe3+;Cl2作为氧化剂参加反应,由0价变为-1价,所以2 mol Cl2转移电子为4 mol;溶液D中含有Fe3+,滴加KSCN溶液变血红色。(3)焰色反应呈黄色,说明溶液E中含有Na+,溶液H为NaOH溶液。D→E反应的离子方程式为Al3++4OH-====AlO2-+2H2O。
答案:(1)Fe、Cu
(2)2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl- Cl2 4 溶液变血红色
(3)NaOH Al3++4OH-====AlO2-+2H2O
(4)红色油漆或涂料等 耐火材料
【方法技巧】框图推断题的解题方法
解答框图推断题时,要按照仔细读图(包括题干条件) →寻找突破口(找准“题眼”) →分析反应→大胆假设→代入验证的解题思路。
“突破口”的选择方法通常有:
①特殊颜色:如本题中的黄绿色气体为氯气,红褐色沉淀为Fe(OH)3沉淀;
②特殊性质:如本题中与氯气反应的气体只能是氢气;
③当“题眼”不太明显时,也可从题目中出现次数较多、已知条件比较集中的物质入手分析推断。
最后,在书写答案时要慎重,一定要看清题目的要求,如书写物质的名称、化学式、电子式、离子方程式,杜绝答非所问,造成不必要的失分。
16.(17分)(2011·舟山高一检测)铁是人体必需的微量元素,治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。“×××”(主要成分:琥珀酸亚铁,呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测“×××”药片中Fe2+的存在,设计并进行了如下实验:
试回答下列问题:
(1)试剂1是__________,试剂2是__________,加入少量新制氯水后溶液中发生反应的离子方程式是___________;
(2)加入试剂2后溶液中的颜色由淡黄色转变为淡红色是因为___________________________,
(3)该同学猜想血红色溶液变为无色溶液的原因是溶液中的+3价铁被还原为+2价铁,你认为该同学的猜想合理吗?___________。若你认为合理,请说明理由(若你认为不合理,该空不作答)________________;
若你认为不合理请提出你的猜想并设计一个简单的实验加以验证(若你认为合理,该空不作答)__________。
【解析】因为该药品能溶于胃酸,所以试剂1是稀盐酸,加试剂2溶液呈淡红色,则试剂2为KSCN溶液,加入新制氯水Fe2+转化成Fe3+,Fe3+再与SCN-反应生成红色溶液。Fe2+溶于水呈浅绿色,药品溶于试剂1后呈淡黄色,说明部分Fe2+被氧化成Fe3+,加入KSCN溶液后,溶液呈淡红色,说明溶液中不存在还原剂,所以Fe3+不可能转化为Fe2+,因此该同学的猜想不合理,可能是SCN-发生了变化,SCN-的变化可能是被过量的新制氯水氧化,在溶液中加入含Fe3+的物质或KSCN溶液,观察发生的现象即可判断。
答案:(1)稀盐酸 KSCN溶液
2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-,
Fe3++3SCN-====Fe(SCN)3
(2)有少量的Fe2+被氧化为Fe3+
(3)不合理 Fe(SCN)3中的SCN-被过量的新制氯水氧化而褪色。在褪色后的溶液中加入FeCl3溶液,不变成血红色(或在褪色后的溶液中加入KSCN溶液,变成血红色)