常见金属及其化合物 阶段评估检测(二)（学生版+教师版）2025年高考化学总复习（含解析）

常见金属及其化合物 阶段评估检测(二)
(75分钟　100分)
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列有关叙述正确的是(　　)
A.用二氧化碳灭火器扑灭金属钾的燃烧
B.小苏打用作食品膨松剂时涉及氧化还原反应
C.Na2O在空气中加热可得固体Na2O2
D.Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色:2Na2O2===2Na2O+O2↑
2.(改编)下列实验方法或操作能达到实验目的的是(　　)
选项 实验目的 实验方法或操作
A 验证钢铁发生腐蚀 取钢铁电极附近溶液,向其中滴加 K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀
B 除去CO2中混有的少量HCl
C 检验 NaHCO3固体已受热分解 取少量固体配成溶液,滴加Ca(OH)2溶液,产生白色沉淀
D 检验乙醇中是否含有水 向乙醇中加入一小粒金属钠,产生无色气体
3.(2024·武汉模拟)Li和Mg是两种重要的金属元素。下列说法正确的是(　　)
A.金属镁一般保存在石蜡油中
B.单质Li和冷水不反应
C.单质Li可与N2反应生成Li3N
D.Li、Mg的焰色试验现象相同
4.(2024·海口模拟)实验是化学研究的重要手段,下列有关实验装置能达到实验目的的是(　　)
A.图1装置制备大量NaHCO3
B.图2装置制备无水MgCl2
C.图3装置制备Fe(OH)3胶体
D.图4装置可比较醋酸、碳酸、苯酚酸性强弱
5.下列叙述正确的是(　　)
A.依据铝热反应原理,能发生反应:2Al+3MgO3Mg+Al2O3
B.存在于污水中的重金属离子,常用加入明矾等电解质的方法进行处理
C.镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量NaOH溶液
D.氯化铝溶液中加入过量氨水反应的实质:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3N
6.下列说法正确的是(　　)
A.铝、铁、铜相比较,铜元素在自然界中的含量最低、铁元素含量最高
B.Al2O3、MgO可用作耐高温材料,二氧化硅是生产光纤制品的基本原料
C.工业上采用电解熔融态Al2O3、MgO的方法冶炼Al、Mg
D.用钨作灯丝是因为其易导电
7.下列化学用语或图示正确的是(　　)
A.过氧化钠的电子式:
B.铁钉浸泡在CuSO4溶液中,发生反应的离子方程式:2Fe+3Cu2+===3Cu+2Fe3+
C.某基态原子的价电子的轨道表示式为,该元素属于第Ⅷ族
D.铝离子结构示意图:
8.黄铁矿是自然界中常见的金属矿物,主要成分为FeS2。工业上常煅烧其生成含铁矿渣和含硫气体。含硫气体可用来提取硫和制造硫酸,制硫酸时的尾气常用氨水吸收;含铁矿渣与硫酸反应后再加入Na2HPO4溶液,可制备FePO4。
下列化学反应表示正确的是(　　)
A.煅烧黄铁矿:4FeS2+15O22Fe2O3+8SO3
B.H2S气体与SO2气体混合:2H2S+SO2===3S+2H2O
C.氨水吸收过量SO2:2NH3·H2O+SO2===(NH4)2SO3+H2O
D.Fe2(SO4)3溶液与Na2HPO4溶液混合的离子方程式:Fe3++P===FePO4↓
9.一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下,其中b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一种。下列说法正确的是(　　)
A.a、c分别是HCl、NH3
B.d既可以是MgO,也可以是Mg(OH)Cl
C.已知MgCl2为副产物,则通入水蒸气可减少MgCl2的产生
D.等压条件下,反应①、②的反应热之和,小于氯化铵直接分解的反应热
10.下列说法正确的是(　　)
A.过量铁粉加入稀硝酸中:Fe+4H++N===Fe3++NO↑+2H2O
B.FeO粉末在空气中受热,迅速被氧化成Fe3O4
C.铁粉与氧化铝发生铝热反应可用于焊接铁轨
D.用盐酸除铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)是利用了氧化还原反应
11.某工厂采用如下工艺制备Cr(OH)3,已知焙烧后Cr元素以+6价形式存在,下列说法错误的是(　　)
A.“焙烧”中产生CO2
B.滤渣的主要成分为Fe(OH)2
C.滤液①中Cr元素的主要存在形式为Cr
D.淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用
12.高分子分离膜材料(聚丙烯、聚四氟乙烯等)根据孔直径大小分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜(分离膜功能示意图如图),下列说法正确的是(　　)
A.胶体粒子的直径>100 nm
B.1 nm<超滤膜的孔直径<100 nm
C.上述高分子分离膜一定均不可发生氧化反应
D.反渗透膜可用于分离乙醇和水形成的溶液
13.CuCl2是一种可用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品。将铜粉加入稀盐酸中,并持续通入空气,在Fe3+的催化作用下可生成CuCl2(过程如图所示)。下列说法不正确的是(　　)
A.Fe3+可循环使用
B.过程Ⅰ的反应为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
C.过程Ⅱ中氧化剂为Fe2+
D.该过程总反应为2Cu+O2+4H+===2Cu2++2H2O
14.某兴趣小组将过量Cu与FeCl3溶液充分反应,静置后取上层清液于试管中,将KSCN溶液滴加到清液中,瞬间产生白色沉淀,局部出现红色,振荡试管,红色又迅速褪去。已知:
①CuCl2+Cu===2CuCl↓(白色)　速率很慢
②2CuCl2+4KSCN===2CuSCN↓(白色)+(SCN)2+4KCl　速率很快
③(SCN)2是拟卤素,化学性质和氯气相似
下列说法正确的是(　　)
A.Cu2+的存在不影响Fe3+的检验
B.局部出现红色的主要原因是溶液中Fe2+被空气中O2氧化成Fe3+
C.白色沉淀为CuCl,是溶液中CuCl2与Cu反应生成的
D.红色迅速褪去是因为Cu2+与SCN-发生反应②,使Fe3++3SCN-Fe(SCN)3平衡逆向移动
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(14分)某小组在实验室中探究金属钠与二氧化碳的反应。回答下列问题:
(1)选用如图所示装置及药品制取CO2,打开弹簧夹,制取CO2。为了得到干燥、纯净的CO2,产生的气流应依次通过盛有__________的洗气瓶(填试剂名称)。反应结束后,关闭弹簧夹,可观察到的现象是________________________。
不能用稀硫酸代替稀盐酸,其原因是____________________________。
(2)金属钠与二氧化碳反应的实验步骤及现象如下表:
步骤 现象
将一小块金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入盛有CO2的集气瓶中。充分反应,放置冷却 产生大量白烟,集气瓶底部有黑色固体产生,瓶壁上有白色物质产生
在集气瓶中加入适量蒸馏水,振荡、过滤 滤纸上留下黑色固体,滤液为无色溶液
①为检验集气瓶瓶壁上白色物质的成分,取适量滤液于两支试管中,向第一支试管中滴加1滴酚酞溶液,溶液变红;向第二支试管中滴加澄清石灰水,溶液变浑浊。据此推断,白色物质的主要成分是________(填字母)。
A.Na2O　　　　　 B.Na2O2
C.NaOH D.Na2CO3
②为检验黑色固体的成分,将其与浓硫酸反应,生成的气体具有刺激性气味。据此推断黑色固体是____________。
③本实验中金属钠与二氧化碳反应的化学方程式为____________。
16.(14分)从化合价和物质类别两个视角认识元素及其化合物性质是重要的化学学习方式。图1是Fe及其化合物的化合价-物质类别二维图。
回答下列问题:
(1)工业上冶炼Fe常用的方法是________(填字母)。
a.电解法　　　　　　 b.还原法
c.热分解法 d.物理方法
(2)若图1中的F为硫酸盐,请写出由D生成F的离子方程式:____________
_______________。
(3)图1中的B在潮湿的空气中很容易发生化合反应变成E,该反应的化学方程式为_______________________。
(4)图1中的F与C在水溶液中的转化涉及的离子反应为2Fe3++2I-2Fe2++I2,为了探究该反应存在一定的限度,某化学兴趣小组在试管中取10 mL 0.5 mol·L-1的KI溶液,再加入10 mL 0.2 mol·L-1的FeCl3溶液,振荡,使试管中的物质充分反应一段时间。为了达到实验目的,还需要再向试管中加入下列试剂中的________(填字母)。
A.淀粉溶液 B.KSCN溶液
C.CCl4 D.酸性高锰酸钾溶液
(5)用Fe可以除去水体中的N(原理如图2)。若有1 mol N转化为N,则参加反应的Fe失去电子的物质的量为__________mol。
17.(14分)铜是生产和生活中用量较多的金属。
(1)下列有关铜元素的说法不正确的是________(填字母)。
A.青铜、不锈钢、硬铝都是合金
B.铜表面易形成致密的氧化膜
C.铜与O2反应生成黑色的CuO
D.CuSO4·5H2O是一种混合物,加热后变为白色固体
(2)某化学小组为测定某铜铝混合物中铜的质量分数,设计了如下实验方案:
方案Ⅰ:m1 g铜铝混合物测得生成气体的体积为V L
方案Ⅱ:m1 g铜铝混合物测得剩余固体的质量为m2 g
①请写出方案Ⅰ中铜与稀硝酸反应的离子方程式:______________。
该方案中稀硝酸表现出来的性质是_________(填字母)。
A.挥发性　　　　 B.酸性
C.氧化性 D.还原性
②方案Ⅱ比方案Ⅰ更易于实施,理由是________________________________。请写出方案Ⅱ中发生反应的化学方程式:___________________________,
该反应产生气体在标准状况下的体积为________(用含m1、m2的代数式表示)。
18.(16分)绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺,该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料,不产生废弃物,实现了Cr-Fe-Al-Mg的深度利用和Na+的内循环。工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)高温连续氧化工序中被氧化的元素是________(填元素符号)。
(2)工序①的名称为____________。
(3)滤渣Ⅰ的主要成分是____________(填化学式)。
(4)工序③中发生反应的离子方程式为___________。
(5)物质Ⅴ可代替高温连续氧化工序中的NaOH,此时发生的主要反应的化学方程式为_____________,可代替NaOH的化学试剂还有________________(填化学式)。
(6)热解工序产生的混合气体最适宜返回工序________(填“①”“②”“③”或“④”)参与循环。
(7)工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的pH为____________。{通常认为溶液中离子浓度小于10-5 mol·L-1为沉淀完全;Al(OH)3+OH-Al+2H2O, K=100.63;Kw=10-14,Ksp[Al(OH)3]=1}
阶段评估检测(二)
(75分钟　100分)
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列有关叙述正确的是(　　)
A.用二氧化碳灭火器扑灭金属钾的燃烧
B.小苏打用作食品膨松剂时涉及氧化还原反应
C.Na2O在空气中加热可得固体Na2O2
D.Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色:2Na2O2===2Na2O+O2↑
【解析】选C。钾燃烧后有K2O2、KO2生成,它们能与CO2反应生成O2而助燃,A错误;NaHCO3(小苏打)加热分解后能生成无毒的CO2,故可用作食品膨松剂,与氧化还原反应无关,B错误;Na2O在空气中加热可生成Na2O2,C正确;Na2O2在空气中放置后变为白色的原因是生成Na2CO3,D错误。
2.(改编)下列实验方法或操作能达到实验目的的是(　　)
选项 实验目的 实验方法或操作
A 验证钢铁发生腐蚀 取钢铁电极附近溶液,向其中滴加 K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀
B 除去CO2中混有的少量HCl
C 检验 NaHCO3固体已受热分解 取少量固体配成溶液,滴加Ca(OH)2溶液,产生白色沉淀
D 检验乙醇中是否含有水 向乙醇中加入一小粒金属钠,产生无色气体
【解析】选A。取钢铁电极附近溶液加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀说明溶液中有Fe2+,可以证明有钢铁腐蚀,A正确;Na2CO3与HCl、CO2发生反应,不能达到除杂的目的,应该选用饱和NaHCO3溶液,B错误;NaHCO3与Ca(OH)2也能反应生成CaCO3白色沉淀,C错误;乙醇也可与钠发生反应生成氢气,无法检验是否有水,D错误。
3.(2024·武汉模拟)Li和Mg是两种重要的金属元素。下列说法正确的是(　　)
A.金属镁一般保存在石蜡油中
B.单质Li和冷水不反应
C.单质Li可与N2反应生成Li3N
D.Li、Mg的焰色试验现象相同
【解析】选C。金属镁表面易形成较致密氧化膜,不需要保存在石蜡油中,A错误;单质Li和冷水可以反应生成LiOH和氢气,B错误;单质Li可与N2反应生成Li3N,C正确;Li的焰色为紫红色,与Mg不同,D错误。
4.(2024·海口模拟)实验是化学研究的重要手段,下列有关实验装置能达到实验目的的是(　　)
A.图1装置制备大量NaHCO3
B.图2装置制备无水MgCl2
C.图3装置制备Fe(OH)3胶体
D.图4装置可比较醋酸、碳酸、苯酚酸性强弱
【解析】选B。CO2在水中的溶解度不大,NH3极易溶于水,所以要制备大量的NaHCO3,应向饱和食盐水中先通入NH3形成碱性溶液,再通入CO2,发生反应:NaCl+H2O+NH3+CO2===NaHCO3↓+NH4Cl,A错误;MgCl2易发生水解:MgCl2+2H2OMg(OH)2+2HCl,加热MgCl2·6H2O制备无水MgCl2时,通入HCl气体,抑制MgCl2水解,B正确;制备Fe(OH)3胶体,是向沸水中滴加饱和FeCl3溶液,煮沸至液体呈红褐色,C错误;因为醋酸具有挥发性,所以生成的CO2中含醋酸,无法比较碳酸和苯酚酸性强弱,D错误。
5.下列叙述正确的是(　　)
A.依据铝热反应原理,能发生反应:2Al+3MgO3Mg+Al2O3
B.存在于污水中的重金属离子,常用加入明矾等电解质的方法进行处理
C.镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量NaOH溶液
D.氯化铝溶液中加入过量氨水反应的实质:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3N
【解析】选D。铝热反应的原理:Al与活动性比其差的金属氧化物发生置换反应,Mg的活动性强于铝,故Al与MgO不能反应,A错误;明矾净水的原理是水解产物Al(OH)3胶体吸附水中的悬浮物,不能沉淀水中的重金属离子,B错误;镁铝合金可溶于过量盐酸,但Mg不与NaOH反应,故不能完全溶于NaOH溶液,C错误;Al(OH)3不溶于氨水,只溶于强碱,D正确。
6.下列说法正确的是(　　)
A.铝、铁、铜相比较,铜元素在自然界中的含量最低、铁元素含量最高
B.Al2O3、MgO可用作耐高温材料,二氧化硅是生产光纤制品的基本原料
C.工业上采用电解熔融态Al2O3、MgO的方法冶炼Al、Mg
D.用钨作灯丝是因为其易导电
【解析】选B。自然界中铝元素的含量比Fe、Cu高,A错误;冶炼Mg不是通过电解熔融的MgO,而是通过电解熔融的无水MgCl2,C错误;钨作灯丝是因为其熔点高,D错误。
7.下列化学用语或图示正确的是(　　)
A.过氧化钠的电子式:
B.铁钉浸泡在CuSO4溶液中,发生反应的离子方程式:2Fe+3Cu2+===3Cu+2Fe3+
C.某基态原子的价电子的轨道表示式为,该元素属于第Ⅷ族
D.铝离子结构示意图:
【解析】选C。过氧化钠为离子化合物,其电子式为,A错误;铁钉浸泡在CuSO4溶液中,发生反应的离子方程式为Fe+Cu2+===Cu+Fe2+,B错误;轨道表示式为的原子是铁原子,铁元素位于第Ⅷ族,C正确;铝原子结构示意图为,铝离子失去了最外层的电子,D错误。
8.黄铁矿是自然界中常见的金属矿物,主要成分为FeS2。工业上常煅烧其生成含铁矿渣和含硫气体。含硫气体可用来提取硫和制造硫酸,制硫酸时的尾气常用氨水吸收;含铁矿渣与硫酸反应后再加入Na2HPO4溶液,可制备FePO4。
下列化学反应表示正确的是(　　)
A.煅烧黄铁矿:4FeS2+15O22Fe2O3+8SO3
B.H2S气体与SO2气体混合:2H2S+SO2===3S+2H2O
C.氨水吸收过量SO2:2NH3·H2O+SO2===(NH4)2SO3+H2O
D.Fe2(SO4)3溶液与Na2HPO4溶液混合的离子方程式:Fe3++P===FePO4↓
【解析】选B。黄铁矿“煅烧”时反应的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,不是生成三氧化硫,A错误;H2S气体与SO2气体混合发生的反应为2H2S+SO2=== 3S+2H2O,B正确;用氨水吸收过量SO2生成亚硫酸氢铵,离子方程式为NH3·H2O+ SO2 === N+HS,C错误;HP属于弱酸的酸式酸根离子,部分发生电离,不能将其拆开,D错误。
9.一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下,其中b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一种。下列说法正确的是(　　)
A.a、c分别是HCl、NH3
B.d既可以是MgO,也可以是Mg(OH)Cl
C.已知MgCl2为副产物,则通入水蒸气可减少MgCl2的产生
D.等压条件下,反应①、②的反应热之和,小于氯化铵直接分解的反应热
【解析】选C。NH4Cl分解的产物是NH3和HCl,分解得到的HCl与MgO反应生成Mg(OH)Cl,Mg(OH)Cl又可以分解得到HCl和MgO,则a为NH3,b为Mg(OH)Cl,c为HCl,d为MgO,即。由分析可知,a为NH3,c为HCl,A错误;d为MgO,B错误;MgCl2可以水解生成Mg(OH)Cl,通入水蒸气可以减少MgCl2的产生,C正确;反应①和反应②相加即为氯化铵直接分解的反应,由盖斯定律可知,等压条件下,反应①、②的反应热之和等于氯化铵直接分解的反应热,D错误。
10.下列说法正确的是(　　)
A.过量铁粉加入稀硝酸中:Fe+4H++N===Fe3++NO↑+2H2O
B.FeO粉末在空气中受热,迅速被氧化成Fe3O4
C.铁粉与氧化铝发生铝热反应可用于焊接铁轨
D.用盐酸除铁锈(主要成分为Fe2O3·xH2O)是利用了氧化还原反应
【解析】选B。过量铁粉与HNO3反应时生成Fe2+而不是Fe3+,A错误;FeO是一种黑色粉末,不稳定,易被空气中的O2氧化成Fe3O4,加热时反应速率加快,B正确;铝粉与Fe2O3发生铝热反应,可用于焊接铁轨,C错误;Fe2O3与盐酸的反应不是氧化还原反应,D错误。
11.某工厂采用如下工艺制备Cr(OH)3,已知焙烧后Cr元素以+6价形式存在,下列说法错误的是(　　)
A.“焙烧”中产生CO2
B.滤渣的主要成分为Fe(OH)2
C.滤液①中Cr元素的主要存在形式为Cr
D.淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用
【解析】选B。矿渣主要成分为FeO、Cr2O3,加入纯碱、氧气焙烧,已知焙烧后Cr元素以+6价形式存在,发生反应:2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2、4FeO+O22Fe2O3,水浸之后除去生成的氧化铁,滤液①中加入淀粉水解液,葡萄糖与Na2CrO4发生氧化还原反应生成Cr(OH)3。由分析可知,“焙烧”中产生CO2,故A正确;由分析可知,水浸之后除去生成的氧化铁,滤渣的主要成分为Fe2O3,故B错误;已知焙烧后Cr元素以+6价形式存在,发生反应:2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2,即滤液①中Cr元素的主要存在形式为Cr,故C正确;滤液①中加入淀粉水解液,葡萄糖与Na2CrO4发生氧化还原反应生成Cr(OH)3,淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用,故D正确。
12.高分子分离膜材料(聚丙烯、聚四氟乙烯等)根据孔直径大小分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜(分离膜功能示意图如图),下列说法正确的是(　　)
A.胶体粒子的直径>100 nm
B.1 nm<超滤膜的孔直径<100 nm
C.上述高分子分离膜一定均不可发生氧化反应
D.反渗透膜可用于分离乙醇和水形成的溶液
【解析】选D。胶体粒子的直径介于1 nm和100 nm之间, A错误;图中的超滤膜可截留大分子有机物而不能截留小分子有机物,说明超滤膜的孔直径不会非常接近100 nm,实际超滤膜的孔直径在2 nm和50 nm之间,B错误;题述高分子分离膜在使用过程中可能会发生氧化反应,如余氯对反渗透膜能产生氧化作用,C错误;由图知,反渗透膜可使有机物和水分离,故可用于分离乙醇和水形成的溶液,D正确。
13.CuCl2是一种可用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品。将铜粉加入稀盐酸中,并持续通入空气,在Fe3+的催化作用下可生成CuCl2(过程如图所示)。下列说法不正确的是(　　)
A.Fe3+可循环使用
B.过程Ⅰ的反应为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
C.过程Ⅱ中氧化剂为Fe2+
D.该过程总反应为2Cu+O2+4H+===2Cu2++2H2O
【解析】选C。反应过程中,Fe3+与Fe2+是循环转化的,所以Fe3+可循环使用,A正确;由图可知,过程Ⅰ中Fe3+和单质Cu反应,生成了Fe2+和Cu2+,反应的离子方程式为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,B正确;过程Ⅱ发生的主要反应为4Fe2++O2+4H+=== 4Fe3++2H2O,其中氧化剂为O2,C错误;反应过程中,Fe3+与Fe2+是循环转化的,整个过程是Cu、H+与O2的反应,生成Cu2+和H2O,所以该过程的总反应式为2Cu+O2+4H+===2Cu2++2H2O,D正确。
14.某兴趣小组将过量Cu与FeCl3溶液充分反应,静置后取上层清液于试管中,将KSCN溶液滴加到清液中,瞬间产生白色沉淀,局部出现红色,振荡试管,红色又迅速褪去。已知:
①CuCl2+Cu===2CuCl↓(白色)　速率很慢
②2CuCl2+4KSCN===2CuSCN↓(白色)+(SCN)2+4KCl　速率很快
③(SCN)2是拟卤素,化学性质和氯气相似
下列说法正确的是(　　)
A.Cu2+的存在不影响Fe3+的检验
B.局部出现红色的主要原因是溶液中Fe2+被空气中O2氧化成Fe3+
C.白色沉淀为CuCl,是溶液中CuCl2与Cu反应生成的
D.红色迅速褪去是因为Cu2+与SCN-发生反应②,使Fe3++3SCN-Fe(SCN)3平衡逆向移动
【解析】选D。用KSCN溶液检验Fe3+时,根据2CuCl2+4KSCN===2CuSCN↓(白色)+(SCN)2+4KCl,Cu2+存在干扰,A错误;红色物质是Fe(SCN)3,(SCN)2是拟卤素,化学性质和氯气相似,说明也具有氧化性,溶液中的Fe2+也可能是被(SCN)2氧化成Fe3+,B错误;Cu(过量)与FeCl3溶液反应,得到的是氯化铜和氯化亚铁,在Cu过量时,继续发生反应:CuCl2+Cu===2CuCl↓(白色),一定会出现CuCl↓(白色),将KSCN溶液滴加到混合液中:2CuCl2+4KSCN===2CuSCN↓(白色)+(SCN)2+4KCl,所以观察到瞬间产生白色沉淀,白色沉淀主要是CuCl2、KSCN之间反应生成的CuSCN,C错误;Cu和Fe3+反应生成Cu2+和Fe2+,2CuCl2+4KSCN===2CuSCN↓(白色)+ (SCN)2+ 4KCl速率很快,从而使Fe3++3SCN-Fe(SCN)3的平衡逆向移动,D正确。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(14分)某小组在实验室中探究金属钠与二氧化碳的反应。回答下列问题:
(1)选用如图所示装置及药品制取CO2,打开弹簧夹,制取CO2。为了得到干燥、纯净的CO2,产生的气流应依次通过盛有__________的洗气瓶(填试剂名称)。反应结束后,关闭弹簧夹,可观察到的现象是________________________。
不能用稀硫酸代替稀盐酸,其原因是____________________________。
【解析】(1)碳酸钙与稀盐酸制备二氧化碳,因盐酸易挥发,需要用饱和碳酸氢钠溶液除去HCl,再通过浓硫酸干燥,则为了得到干燥纯净的CO2,产生的气流应依次通过盛有饱和NaHCO3溶液、浓硫酸的洗气瓶;反应结束后,关闭弹簧夹,利用气体的压强使固液分离,可观察到产生的气体使干燥管内液面降低,稀盐酸与碳酸钙脱离接触,反应停止;不能用稀硫酸代替稀盐酸,因生成的硫酸钙微溶于水,包裹在碳酸钙的表面,阻止反应的进一步发生。
(2)金属钠与二氧化碳反应的实验步骤及现象如下表:
步骤 现象
将一小块金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入盛有CO2的集气瓶中。充分反应,放置冷却 产生大量白烟,集气瓶底部有黑色固体产生,瓶壁上有白色物质产生
在集气瓶中加入适量蒸馏水,振荡、过滤 滤纸上留下黑色固体,滤液为无色溶液
①为检验集气瓶瓶壁上白色物质的成分,取适量滤液于两支试管中,向第一支试管中滴加1滴酚酞溶液,溶液变红;向第二支试管中滴加澄清石灰水,溶液变浑浊。据此推断,白色物质的主要成分是________(填字母)。
A.Na2O　　　　　 B.Na2O2
C.NaOH D.Na2CO3
②为检验黑色固体的成分,将其与浓硫酸反应,生成的气体具有刺激性气味。据此推断黑色固体是____________。
③本实验中金属钠与二氧化碳反应的化学方程式为____________。
【解析】(2)①取适量滤液于两支试管中,向第一支试管中滴加1滴酚酞溶液,溶液变红,向第二支试管中滴加澄清石灰水,溶液变浑浊,可知显碱性,且含碳酸根离子或碳酸氢根离子,显然只有Na2CO3符合,故答案为D;②检验黑色固体的成分,将其与浓硫酸反应,生成的气体具有刺激性气味,为二氧化硫,可知是C与浓硫酸反应,即黑色固体是碳(C);③由实验可知钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和C,发生的反应为4Na+3CO22Na2CO3+C。
答案:(1)饱和NaHCO3溶液、浓硫酸　产生的气体使干燥管内液面降低,稀盐酸与碳酸钙脱离接触,反应停止　生成的硫酸钙微溶,附着在碳酸钙表面,阻止反应进一步进行
(2)①D　②碳(C)
③4Na+3CO22Na2CO3+C
16.(14分)从化合价和物质类别两个视角认识元素及其化合物性质是重要的化学学习方式。图1是Fe及其化合物的化合价-物质类别二维图。
回答下列问题:
(1)工业上冶炼Fe常用的方法是________(填字母)。
a.电解法　　　　　　 b.还原法
c.热分解法 d.物理方法
【解析】(1)工业上常用碳还原铁矿石冶炼Fe,为还原法。
(2)若图1中的F为硫酸盐,请写出由D生成F的离子方程式:____________
_______________。
【解析】(2)根据图1,D到F过程中铁的化合价未变,F为硫酸盐,则D为氧化铁,氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水,离子方程式为Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O。
(3)图1中的B在潮湿的空气中很容易发生化合反应变成E,该反应的化学方程式为_______________________。
【解析】(3)B为+2价的碱,为氢氧化亚铁,可与氧气、水反应生成氢氧化铁,化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。
(4)图1中的F与C在水溶液中的转化涉及的离子反应为2Fe3++2I-2Fe2++I2,为了探究该反应存在一定的限度,某化学兴趣小组在试管中取10 mL 0.5 mol·L-1的KI溶液,再加入10 mL 0.2 mol·L-1的FeCl3溶液,振荡,使试管中的物质充分反应一段时间。为了达到实验目的,还需要再向试管中加入下列试剂中的________(填字母)。
A.淀粉溶液 B.KSCN溶液
C.CCl4 D.酸性高锰酸钾溶液
【解析】(4)根据题中数据,可知KI过量,若反应为可逆反应,则溶液中存在Fe3+,可用KSCN溶液检验。
(5)用Fe可以除去水体中的N(原理如图2)。若有1 mol N转化为N,则参加反应的Fe失去电子的物质的量为__________mol。
【解析】(5)N转化为N,N的化合价由+5价变为-3价,1 mol N得到8 mol电子,根据得失电子守恒,则参加反应的Fe失去8 mol电子。
答案:(1)b　(2)Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O　(3)4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3　(4)B　(5)8
17.(14分)铜是生产和生活中用量较多的金属。
(1)下列有关铜元素的说法不正确的是________(填字母)。
A.青铜、不锈钢、硬铝都是合金
B.铜表面易形成致密的氧化膜
C.铜与O2反应生成黑色的CuO
D.CuSO4·5H2O是一种混合物,加热后变为白色固体
【解析】(1)青铜是铜锡合金,不锈钢是铁、铬、镍的合金,硬铝是铝、硅、镁等形成的合金,A正确;铜生成碱式碳酸铜,是盐而不是氧化物,B错误;铜与O2反应生成氧化铜,为黑色固体,C正确;D.CuSO4·5H2O为纯净物,加热后变为白色固体CuSO4,D错误。
(2)某化学小组为测定某铜铝混合物中铜的质量分数,设计了如下实验方案:
方案Ⅰ:m1 g铜铝混合物测得生成气体的体积为V L
方案Ⅱ:m1 g铜铝混合物测得剩余固体的质量为m2 g
①请写出方案Ⅰ中铜与稀硝酸反应的离子方程式:______________。
该方案中稀硝酸表现出来的性质是_________(填字母)。
A.挥发性　　　　 B.酸性
C.氧化性 D.还原性
②方案Ⅱ比方案Ⅰ更易于实施,理由是________________________________。请写出方案Ⅱ中发生反应的化学方程式:___________________________,
该反应产生气体在标准状况下的体积为________(用含m1、m2的代数式表示)。
【解析】(2)①铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,反应的离子方程式:3Cu+8H++2N===3Cu2++2NO↑+4H2O;反应中硝酸根离子中氮元素部分化合价降低,表现氧化性,部分化合价不变,表现酸性,选BC。②测量气体的体积不如测量固体的质量简单易操作,所以方案Ⅱ比方案Ⅰ更易于实施;铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,化学方程式:2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑;与足量氢氧化钠溶液反应后得到固体质量为m2 g,(m1-m2)g为铝的质量,根据得失电子守恒,该反应产生的气体在标准状况下的体积为×22.4 L·mol-1 = L。
答案:(1)BD
(2)①3Cu+8H++2N===3Cu2++2NO↑+4H2O　BC　②称量操作简单易行
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑　 L
18.(16分)绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺,该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料,不产生废弃物,实现了Cr-Fe-Al-Mg的深度利用和Na+的内循环。工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)高温连续氧化工序中被氧化的元素是________(填元素符号)。
【解析】分析流程可知,铬铁矿、氢氧化钠和空气在高温下连续氧化,在熔融氢氧化钠作用下,Fe(CrO2)2被氧气高温氧化生成铬酸钠和氧化铁,氧化铝与熔融氢氧化钠反应转化为偏铝酸钠,氧化镁为碱性氧化物,不参与反应;将氧化后的固体加水溶解,过滤得到滤渣Ⅰ,成分为氧化镁、氧化铁,滤液中含有过量氢氧化钠、铬酸钠、偏铝酸钠,将滤液在介稳态条件下分离得到铬酸钠溶液、氢氧化钠溶液和偏铝酸钠溶液;向铬酸钠溶液中通入过量的二氧化碳得到重铬酸钠和碳酸氢钠结晶;向偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳气体得到氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠;向滤渣Ⅰ中通入二氧化碳和水蒸气,氧化镁与二氧化碳和水蒸气反应转化为碳酸氢镁溶液;碳酸氢镁溶液受热分解得到碳酸镁固体和二氧化碳、水蒸气;碳酸镁高温煅烧得到氧化镁,据此分析回答问题。(1)由分析可知,高温连续氧化工序中铬元素和铁元素被连续氧化。
(2)工序①的名称为____________。
【解析】(2)工序①加水,获得对应的溶液和沉淀,故工序①为加水浸取。
(3)滤渣Ⅰ的主要成分是____________(填化学式)。
【解析】(3)分析可知,滤渣Ⅰ为未反应的氧化镁以及反应生成的氧化铁。
(4)工序③中发生反应的离子方程式为___________。
【解析】(4)工序③中发生的反应为铬酸钠溶液与过量的二氧化碳反应,生成重铬酸钠,由于二氧化碳过量,生成碳酸氢钠,依据提示,碳酸氢钠为结晶,反应的离子方程式为2Na++ 2Cr +2CO2+H2O===Cr2+2NaHCO3↓。
(5)物质Ⅴ可代替高温连续氧化工序中的NaOH,此时发生的主要反应的化学方程式为_____________,可代替NaOH的化学试剂还有________________(填化学式)。
【解析】(5)物质V为碳酸氢钠,可以理解成碳酸氢钠高温分解生成碳酸钠、水和二氧化碳而参与反应,据此可以推测产物为Na2CrO4、Fe2O3,因此反应的化学方程式为4Fe(CrO2)2+7O2+16NaHCO38Na2CrO4+ 2Fe2O3+16CO2+8H2O;依据上述分析,碳酸钠也可代替NaOH参与反应。
(6)热解工序产生的混合气体最适宜返回工序________(填“①”“②”“③”或“④”)参与循环。
【解析】(6)热解工序产生的混合气体为水和二氧化碳,故通入滤渣1可以将氧化镁直接转化为碳酸氢镁,对应工序为②,则最适宜返回工序②参与循环。
(7)工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的pH为____________。{通常认为溶液中离子浓度小于10-5 mol·L-1为沉淀完全;Al(OH)3+OH-Al+2H2O, K=100.63;Kw=10-14,Ksp[Al(OH)3]=1}
【解析】(7)工序④发生反应Al+H++H2OAl(OH)3↓,反应平衡常数为K1== × = ==1013.37,当Al离子浓度等于10-5 mol·L-1时,代入数据可知,c(H+)= mol·L-1=10-8.37 mol·L-1,此时pH为-lgc(H+)=8.37。
答案:(1)Fe、Cr　(2)加水浸取
(3)MgO、Fe2O3
(4)2Na++2Cr+2CO2+H2O===Cr2+2NaHCO3↓
(5)4Fe(CrO2)2+7O2+16NaHCO38Na2CrO4+2Fe2O3+16CO2+8H2O
Na2CO3
(6)②　(7)8.37
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