专题测评验收卷(九)
(满分:100分)
一、选择题(本题包括14个小题,每小题3分,共42分,每小题只有一个选项符合题意)
1.(2023·深圳三中高一期末)五千年中华文化不仅能彰显民族自信,还蕴含着许多化学知识。下列说法错误的是 ( )
“金(即铜)柔锡柔,合两柔则钢”,体现了合金硬度的特性
“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”能体现出金的化学性质不活泼
“两编千片白雪茧,六百二斗青铜钱”中的“青铜钱”属于铜的合金
“司南之杓,投之于地,其柢指南”,司南的“杓”中含有Fe2O3
2.近年来开发的新型无机非金属材料种类众多、应用广泛,下列说法错误的是 ( )
高纯硅可用来制作计算机芯片和硅太阳能电池
二氧化硅可用来生产光导纤维
新型陶瓷金刚砂(SiC)可用作耐高温结构材料
富勒烯、石墨烯都是有机化合物
3.铁元素在地壳中含量丰富,下列有关说法正确的是 ( )
铁合金是我国使用最早的合金
可用铁制品盛放冷的浓硫酸
向某溶液中加入KSCN,溶液变为血红色,说明该溶液中含有Fe2+
Fe(OH)3不能通过化合反应制得
4.(2023·浙江6月选考)氯化铁是一种重要的盐,下列说法不正确的是 ( )
氯化铁属于弱电解质
氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
氯化铁可由铁与氯气反应制得
氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体
5.下列说法不正确的是 ( )
铝合金密度小、强度高,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料
过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源
四氧化三铁俗称铁红,常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的颜料
在合金中加入适量稀土金属,能大大改善合金的性能
6.(2023·湖北卷改编)工业制备高纯硅的主要过程如下:
石英砂粗硅SiHCl3高纯硅
下列说法错误的是 ( )
制备粗硅的反应方程式为SiO2+2CSi+2CO↑
1 mol Si含Si—Si键的数目约为4×6.02×1023
原料气HCl和H2应充分去除水和氧气
生成SiHCl3的反应为气体分子数减小的反应
7.(2023·济宁一中高一期末)某同学用含有铁锈(Fe2O3)的废铁屑来制取氯化铁晶体的装置(省略夹持装置,气密性已检查)如图所示。下列推断不合理的是 ( )
烧杯中H2O2溶液的作用是将Fe2+氧化为Fe3+
A中存在氧化铁与盐酸生成氯化铁的反应
B中收集到的气体是氢气
将反应后的溶液放入烧杯中再通入少量SO2, 则溶液颜色立即由棕黄色变为浅绿色
8.(2023·浙江1月选考)探究铁及其化合物的性质,下列方案设计、现象和结论都正确的是 ( )
实验方案 现象 结论
往FeCl2溶液中加入Zn片 短时间内无明显现象 Fe2+的氧化能力比Zn2+弱
往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液,再加入少量K2SO4固体 溶液先变成血红色后无明显变化 Fe3+与SCN-的反应不可逆
将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸,滴加KSCN溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有+3价铁
向沸水中逐滴加5~6滴饱和FeCl3溶液,持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 Fe3+先水解得 Fe(OH)3再聚集成Fe(OH)3沉淀
9.据《天工开物》记载,我国古代以炉甘石(主要成分是ZnCO3)来升炼倭铅(即锌),其原理如图乙。已知锌的熔点为420 ℃、沸点为906 ℃。则下列说法不正确的是 ( )
升炼倭铅过程包含氧化还原反应
“锌火”是锌蒸气和一氧化碳在空气中燃烧形成的
“泥封”的目的是防止得到的锌被氧化
冶炼时锌变为蒸气,后在兜室冷凝为固体
10.铝热反应常用于冶炼高熔点金属,某小组探究Al粉与Fe3O4发生反应所得黑色固体的成分,实验过程及现象如下:
下列说法不正确的是 ( )
反应①产生的气体是H2
反应②为Al2O3+2OH-2Al+H2O
反应③的白色沉淀是Al(OH)3
黑色固体中不含Al和Fe3O4
11.钨是高熔点金属,工业上用主要成分为FeWO4和MnWO4的黑钨铁矿与纯碱共熔冶炼钨的流程如图所示(已知H2WO4难溶于水),下列说法错误的是 ( )
将黑钨铁矿粉碎的目的是提高反应速率
共熔过程中空气的作用是氧化Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)
操作Ⅱ是过滤、洗涤、干燥
在高温下WO3被氧化成W
12.(2024·河北邢台质检联盟高一月考)将铜片放入一定体积1 mol·L-1 FeCl3溶液A中浸泡,一段时间后取出铜片(经洗涤、干燥)精确称量,铜片质量减轻了6.4 g,得到的溶液B中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=3∶2,则下列说法正确的是 ( )
溶液B中Cu2+与Fe3+的物质的量之比为1∶3
原FeCl3溶液A中Cl-的物质的量为1 mol
溶液B中最多可溶解8.4 g Fe
原FeCl3溶液A的体积为50 mL
13.(2024·北京理工附中高一阶段练习)高磷鲕状赤铁矿(主要含有Fe2O3,含少量Al2O3、CaO、SiO2等)是我国一种重要的沉积型铁矿资源,以高磷鲕状赤铁矿为原料制备纯度较高的铁红,其流程如图所示。下列说法错误的是(已知SiO2与酸不反应) ( )
铁红可用作油漆、油墨、建筑物的着色剂
酸浸液遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀
SiO2属于碱性氧化物
氧化时选用的试剂可以是H2O2、NaClO溶液
14.新型镁铝合金(Mg17Al12)有储氢性能,一定条件下该合金完全吸氢的反应为Mg17Al12+17H217MgH2+12Al,得到的混合物Y(MgH2和Al)能与酸反应释放出大量氢气。下列说法正确的是 ( )
该合金应在氮气保护下,由一定比例的Mg、Al单质熔合而成
合金在吸氢过程中被H2还原
一定量的镁铝合金既可以完全溶于足量盐酸中,也可以完全溶于足量NaOH溶液中
等质量的镁、铝和镁铝合金分别与足量盐酸反应生成H2的体积(同温同压下)的大小顺序为V铝>V合金>V镁
二、非选择题(本题包括3小题,共58分)
15.(18分)硅是带来人类文明的重要元素之一,从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个又一个奇迹。
(1)(4分)硅的原子结构示意图为 。
现代通信材料“光导纤维”的化学成分是 。
(2)(3分))强碱缓慢腐蚀玻璃,盛强碱的试剂瓶瓶塞不能用玻璃塞的原因
(用离子方程式解释)。
(3)(4分)硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等。硅光电池是一种把 能转化为 能的装置。
(4)(7分)工业上可以通过如图所示的流程制取纯硅:
①(4分)若反应Ⅰ为Si(粗)+3HClSiHCl3+H2,则反应Ⅱ的化学方程式为
。
②(3分)整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质,写出该反应的化学方程式: 。
16.(19分)(2024·安徽淮北一中高一开学考试)五氧化二钒(V2O5)广泛用于冶金、化工等行业。一种以含钒废料(含V2O3、MnO、SiO2、Al2O3)为原料制备V2O5的流程如下:
已知:V2O3难溶于水和碱,可溶于酸,灼烧可生成V2O5。
(1)(2分)为提高含钒废料的浸取率,可采取的措施为
。
(2)(2分)“滤液1”中除了含有过量的NaOH,还含有的溶质为 (填化学式)。
(3)(3分)“烘干灼烧”的目的是 。
(4)(6分)“沉锰”时需将温度控制在70 ℃左右,温度不能过高的原因为 ,
“滤渣2”的主要成分是MnCO3,写出生成MnCO3的离子方程式: 。
(5)(3分)“浓缩结晶”后获得NH4VO3晶体需进行的操作是 。
(6)(3分)在煅烧NH4VO3生成V2O5的过程中无元素化合价变化,请写出反应的化学方程式:
。
17.(21分)(2023·石家庄二中高一期末)铁常见的化合价有0、+2、+3,某化学兴趣小组进行了一系列有关铁及其化合物的实验,并检验其中所含的铁元素的化合价。
Ⅰ.利用如图装置进行“铁与水反应”的实验,并检验产物。
(1)(2分)B中反应的化学方程式为
。
(2)(2分)E中的氧化铜出现由黑色变成红色可以证明反应后生成H2,点燃E处酒精灯之前应进行的具体操作步骤是
。
(3)(2分)
步骤 现象
Ⅰ.取B中硬质玻璃管反应后样品少许,加入足量的盐酸并过滤,滤液为a 固体溶解,溶液为绿色
Ⅱ.取a溶液少许,滴加KSCN溶液 溶液不变红色
Ⅲ.取a溶液少许,滴加NaOH溶液 现象A
现象A是 ,
a溶液中不含Fe3+的原因是金属铁将三价铁离子变成二价铁离子。
Ⅱ.铁是人体必需的微量元素,严重缺铁时需要服用补铁剂。实验小组为研究某补铁剂中铁元素的价态及其含量,设计并进行了如下实验:
[查阅资料] 1.该补铁剂不溶于水,但能溶于人体中的胃液(含盐酸)。
2.KSCN中的硫元素为-2价。
3.K3[Fe(CN)6]与Fe2+会产生蓝色沉淀。
实验一:检验该补铁剂中铁元素的价态。
(4)(2分)已知甲同学为了检验药品中Fe2+的存在。将药物碾碎、水溶后过滤。取少量所得滤液于试管中,加入K3[Fe(CN)6]溶液,未出现明显现象,其主要原因为
。
改进后进行如下操作:
1片补铁剂接近无色的溶液①
浅红色溶液②深红色溶液③,又迅速变为无色溶液④
(5)(2分)试剂1是 , 试剂2是 。
(6)(1分)加入试剂2后溶液变为浅红色,说明溶液①中含有 。
(7)(2分)能证明溶液①中含有Fe2+的实验现象是
。
(8)(4分)甲同学猜测深红色溶液③迅速变为无色溶液④的原因,可能是溶液中的SCN-与H2O2发生了化学反应。
a.甲同学猜测的依据是
。
b.乙同学通过实验证实了甲同学的猜测,其实验方案及现象是
。
实验二:测定该补铁剂中铁元素的含量。
m片补铁剂接近无色的溶液
红褐色沉淀 红棕色固体a g
(9)(2分)计算每片该补铁剂含铁元素的质量为 g。
(10)(2分)人体只能吸收Fe2+,医生建议在服用该补铁剂时,同时服用维生素C,理由是
。
专题测评验收卷(九)
1.D [合金硬度大,合两柔则钢,体现了合金的特性,A正确;“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”写出了“沙里淘金”,金以游离态形式存在,这体现出金的化学性质不活泼,B正确;“青铜钱”属于铜的合金,C正确;司南的“杓”中含有Fe3O4,D错误。]
2.D [硅是半导体,高纯硅可用来制作计算机芯片和硅太阳能电池,A项正确;二氧化硅具有良好的光学性能等,可用来生产光导纤维,B项正确;新型陶瓷金刚砂(SiC)的熔、沸点高,可用作耐高温结构材料,C项正确;富勒烯、石墨烯都是碳单质,不是有机化合物,D项错误。]
3.B [铜合金是我国使用最早的合金,故A错误;铁在冷的浓硫酸中钝化,则可用铁制品盛放冷的浓硫酸,故B正确;三价铁离子能与硫氰化钾溶液反应,使溶液变血红色,亚铁离子不能与硫氰化钾溶液反应,故C错误;氢氧化亚铁与氧气和水发生化合反应生成氢氧化铁,故D错误。]
4.A [A.氯化铁能完全电离出铁离子和氯离子,属于强电解质,A错误;B.氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁,可用来蚀刻铜板,B正确;C.氯气具有强氧化性,氯气与铁单质加热生成氯化铁,C正确;D.向沸水中滴加饱和氯化铁溶液,继续加热呈红褐色,铁离子发生水解反应可得到氢氧化铁胶体,D正确。]
5.C [A.铝合金密度小,硬度大,机械性能强,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料,故A正确;B.过氧化钠和水、二氧化碳反应生成氧气,则可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源,故B正确;C.四氧化三铁呈黑色,氧化铁呈红色,常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的颜料,故C错误;D.在合金中加入适量的稀土金属,合金的硬度、机械性能增强,则在合金中加入适量稀土金属,能大大改善合金的性能,故D正确。]
6.B [A.SiO2和C在高温下发生反应生成Si和CO,因此制备粗硅的反应方程式为SiO2+2CSi+2CO↑,A说法正确;B.在晶体硅中,每个Si与其周围的4个Si形成共价键并形成立体空间网状结构,因此平均每个Si形成2个共价键, 1 mol Si含Si—Si键的数目约为2×6.02×1023,B说法错误;C.SiHCl3和水蒸气反应,硅和氧气反应,因此原料气HCl和H2应充分去除水和氧气 ,C说法正确;D.Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g),该反应是气体分子数减少的反应,D说法正确。]
7.D [铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,氧化铁与盐酸反应生成氯化铁,因铁与铁离子反应,则A中得到物质为氯化亚铁,反应后打开K2,过氧化氢具有氧化性,可将Fe2+氧化为Fe3+,故A正确;氧化铁为碱性氧化物,可与盐酸反应生成氯化铁和水,故B正确;C.A中铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,所以B中收集到的气体是氢气,故C正确;D.因H2O2溶液足量,所以烧杯中通入少量SO2先被H2O2氧化,将H2O2还原完后才还原Fe3+,若SO2不足,溶液也不一定发生颜色变化,故D错误。]
8.D [A项,FeCl2溶液中加入Zn片,Fe2++ZnFe+Zn2+,溶液由浅绿色变为无色,Fe2+的氧化能力比Zn2+强,A错误;B项,溶液变成血红色的原因,Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,与S和K+无关,B错误;C项,铁离子可能先与单质铁反应生成亚铁离子,则溶液呈绿色,C错误;D项,向沸水中滴加饱和氯化铁溶液,制取Fe(OH)3胶体,继续加热则胶体因聚沉变为沉淀,D正确;故选D。]
9.D [“升炼倭铅”的反应:ZnCO3CO2↑+ZnO、CO2+C2CO、ZnO+COZn(g)+CO2,有电子转移的反应是氧化还原反应,根据以上分析知CO2+C2CO、ZnO+COZn(g)+CO2为氧化还原反应,A正确;“锌火”是未反应完的CO和Zn蒸气从兜室逸出燃烧形成的,B正确;Zn易被空气氧化,为防止Zn被氧化而用“泥封”的方法隔绝空气,C正确;反应区温度达到1 100~1 300 ℃时,Zn变为蒸气与杂质分离,在兜室冷凝为液体流出(冷凝区温度高于Zn的熔点低于其沸点),D错误。]
10.D [反应①有气体产生,反应②无气体产生,说明黑色固体中含有Fe,不含Al,反应①产生的气体是H2,A正确;Al完全反应;因此黑色固体一定含Al2O3、Fe,加入NaOH溶液,发生Al2O3与NaOH溶液的反应,B正确;反应③中NaAlO2转化为Al(OH)3,C正确;Fe可与Fe3+反应生成Fe2+,加入KSCN不变红不能证明黑色固体中没有Fe3O4,则黑色固体中不含Al,可能含有Fe3O4,D错误。]
11.D [在粉碎情况下将黑钨铁矿与纯碱和空气共熔,以提高反应速率;然后冷却、水浸后过滤得到钨酸钠溶液以及含氧化锰和氧化铁的滤渣;向滤液中加过量的浓硫酸生成难溶的钨酸;然后再经过滤、洗涤、干燥得到钨酸;加热钨酸得到氧化钨;在高温下用氢气还原氧化钨得到单质钨。A.将黑钨铁矿粉碎可增大接触面积,加快反应速率,故A不选;B.FeWO4、MnWO4中铁元素、锰元素的化合价均为+2价,根据流程图可知,纯碱和黑钨铁矿粉在空气中共熔生成W、MnO2、Fe2O3等,Fe2O3、MnO2中铁元素、锰元素的化合价分别为+3、+4,故共熔过程中空气的作用是氧化Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ),故B不选;C.钨酸钠和浓硫酸发生反应:Na2WO4+H2SO4H2WO4↓+Na2SO4,H2WO4难溶于水,操作Ⅱ是过滤、洗涤、干燥,故C不选;D.氢气与WO3反应生成水和W,钨元素的化合价降低,被还原,故选D。]
12.A [将铜片放入一定体积1 mol·L-1 FeCl3溶液A中浸泡,发生2Fe3++CuCu2++2Fe2+,铜片质量减轻了6.4 g,消耗的铜的物质的量为=0.1 mol,生成的Cu2+的物质的量为0.1 mol,消耗的Fe3+的物质的量为0.2 mol,生成的Fe2+的物质的量为0.2 mol,得到的溶液B中剩余Fe3+的物质的量为0.3 mol,1 mol·L-1 FeCl3溶液A中Fe3+的物质的量为0.5 mol。溶液B中Cu2+与Fe3+的物质的量之比为0.1 mol∶0.3 mol=1∶3,A正确;原1 mol·L-1 FeCl3溶液A中Fe3+的物质的量为0.5 mol,则Cl-的物质的量为1.5 mol,B错误;溶液B中Cu2+与Fe3+的物质的量分别为0.1 mol和0.3 mol,加入金属铁可以发生反应Cu2++FeCu+Fe2+、2Fe3++Fe3Fe2+,可以分别溶解铁的物质的量是0.1 mol和0.15 mol,即最多可溶解0.25 mol Fe,质量为0.25 mol×56 g·mol-1=14 g,C错误;1 mol·L-1 FeCl3溶液A中Fe3+的物质的量为0.5 mol,体积为=0.5 L,即500 mL,D错误。]
13.C [铁矿石和炭粉焙烧可生成Fe,加入硫酸过滤,可除去二氧化硅、炭粉、硫酸钙等,酸浸液中含有铝离子、亚铁离子等,加入氨水调节pH生成氢氧化铝,氧化亚铁离子生成铁离子,调节pH生成氢氧化铁,洗涤、干燥、灼烧可生成铁红。氧化铁呈红色,俗称铁红,可用于油漆、油墨、建筑物着色剂,故A正确;酸浸液含有亚铁离子,可与K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀,故B正确;SiO2能与碱反应生成盐和水,属于酸性氧化物,故C错误;氧化步骤是将亚铁离子氧化生成铁离子,则可以是H2O2、NaClO溶液,故D正确。]
14.D [如果在氮气保护下,Mg、Al单质在一定温度下熔合时,Mg和N2会发生反应3Mg+N2Mg3N2,A项错误;合金在吸氢过程中氢元素的化合价降低,H2作氧化剂,则合金在吸氢过程中被H2氧化,B项错误;镁铝合金可以完全溶于足量盐酸中,但Mg与NaOH溶液不反应,不能完全溶于足量NaOH溶液中,C项错误;设镁、铝、镁铝合金的质量均为w g,分别计算与足量盐酸反应时产生H2的物质的量,
则镁铝合金与足量盐酸反应生成H2的物质的量介于 mol之间,同温同压下,气体体积之比等于其物质的量之比,所以同温同压下生成H2的体积的大小顺序为V铝>V合金>V镁,D项正确。]
15.(1) SiO2
(2)SiO2+2OH-Si+H2O
(3)光 电
(4)①SiHCl3+H2Si(纯)+3HCl
②SiHCl3+3H2OH2SiO3+3HCl+H2↑
解析 (1)硅原子的质子数为14,原子质子数=核外电子数=14,所以硅的原子示意图为,现代通信材料“光导纤维”的化学成分是SiO2;(2)玻璃的成分之一是SiO2可以与氢氧化钠反应生成具有黏性的硅酸钠和水,其离子方程式为SiO2+2OH-Si+H2O;(3)光电池是一种把光能转化为电能的装置;(4)①由流程图可知反应是SiHCl3和H2反应生成纯硅和HCl,因此方程式为SiHCl3+H2Si(纯)+3HCl;②写出方程式中已知物质:SiHCl3+3H2O——H2SiO3+3HCl,由原子守恒可知另一种物质为H2,故方程式为SiHCl3+3H2OH2SiO3+3HCl+H2↑。
16.(1)延长浸取时间、将含钒废料粉碎、适当增大NaOH溶液的浓度等
(2)Na2SiO3、NaAlO2或Na[Al(OH)4] (3)将V2O3氧化为V2O5
(4)NH4HCO3加热易分解 Mn2++2HCMnCO3↓+H2O+CO2↑
(5)过滤、洗涤、干燥 (6)2NH4VO3V2O5+H2O+2NH3↑
解析 含钒废料含V2O3、MnO、SiO2、Al2O3,加入氢氧化钠,SiO2、Al2O3与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠、硅酸钠,过滤,滤渣中含有V2O3、MnO,滤渣灼烧V2O3氧化为V2O5,用硫酸溶解生成HVO3、MnSO4,加入NH4HCO3,MnSO4转化为MnCO3沉淀,除去锰离子,滤液中加入足量(NH4)2SO4,浓缩结晶,得到NH4VO3晶体,煅烧得到V2O5。(1)延长浸取时间、将含钒废料粉碎、适当增大NaOH溶液的浓度都可以提高含钒废料的浸取率;(2)由以上分析可知,“滤液1”中除了含有过量的NaOH,还含有的溶质为Na2SiO3、NaAlO2或Na[Al(OH)4];(3)V2O3难溶于水和碱,灼烧可生成V2O5,所以“烘干灼烧”的目的是将V2O3氧化为V2O5;(4)加入NH4HCO3 “沉锰”, NH4HCO3加热易分解,所以“沉锰”时需将温度控制在70 ℃左右,温度不能过高;“沉锰”时NH4HCO3和MnSO4反应生成MnCO3沉淀,反应的离子方程式是Mn2++2HCMnCO3↓+H2O+CO2↑;(5)“浓缩结晶”后,过滤、洗涤、干燥,可获得NH4VO3晶体;(6)煅烧NH4VO3生成 V2O5的过程中无元素化合价变化,说明反应生成氨气、V2O5、H2O,反应方程式是2NH4VO3V2O5+H2O+2NH3↑。
17.Ⅰ.(1)3Fe +4H2O(g)Fe3O4+4H2
(2)收集从E处出来的气体并进行验纯
(3)产生白色沉淀,迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
Ⅱ.(4)该补铁剂不溶于水
(5)稀盐酸 KSCN溶液
(6)铁离子(或Fe3+)
(7)加入过氧化氢溶液后,溶液变为深红色
(8)KSCN中的硫元素为-2价,具有还原性,过氧化氢具有氧化性,两者会发生反应导致SCN-被消耗 取少量的无色溶液④,滴加KSCN溶液,溶液变血红色 (9)
(10)亚铁离子容易被氧化,而维生素C具有还原性,可以防止Fe2+被氧化
解析 Ⅰ.(1)B中铁粉和水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁,其反应的化学方程式为3Fe + 4H2O(g)Fe3O4+4H2。(2)从安全起见,氢气与氧化铜反应前一定要验纯,所以点燃E处酒精灯之前应进行的具体操作步骤是收集从E处出来的气体并进行验纯。(3)取反应后样品少许加入足量的盐酸,固体溶解,滤液a为绿色,取a溶液少许,滴加KSCN溶液,溶液不变血红色,说明加盐酸溶解时的Fe3+被铁粉还原了,溶液a中不含有Fe3+,含有Fe2+。则取a溶液少许滴加NaOH溶液会产生白色的氢氧化亚铁沉淀,氢氧化亚铁还原性强,又迅速被氧化为氢氧化铁,则产生的现象A是产生白色沉淀,迅速变成灰绿色,最终变成红褐色。Ⅱ.(4)甲同学将药物碾碎、水溶后过滤。少量滤液中加入K3[Fe(CN)6]溶液未出现明显现象,主要原因为该补铁剂不溶于水。(5)铁离子能和KSCN溶液反应使溶液变血红色,而亚铁离子不行,过氧化氢具有强氧化性能将亚铁离子氧化为铁离子,结合实验流程可知,试剂1是稀盐酸,试剂2是KSCN溶液。(6)Fe3+遇KSCN溶液变红,加入试剂2后溶液变为浅红色,说明溶液①中含有铁离子(或Fe3+)。(7)能证明溶液①中含有Fe2+的实验现象是加入过氧化氢溶液后,溶液变为深红色,说明亚铁离子被氧化生成了更多的铁离子, Fe2+与H2O2发生反应的离子方程式为2H++2Fe2++H2O22Fe3++2H2O。(8)甲同学猜测深红色溶液③迅速变为无色溶液④的原因,可能是溶液中的SCN-与H2O2发生了化学反应。a.甲同学猜测的依据是KSCN中的硫元素为-2价,具有还原性,过氧化氢具有氧化性,两者会发生反应导致SCN-被消耗,所以溶液褪色。b.由于SCN-被消耗,溶液变无色,故乙同学通过实验要证实甲同学的猜测,可以取少量的无色溶液④,滴加KSCN溶液,其实验方案及现象是取少量的无色溶液④,滴加KSCN溶液,溶液变血红色,证明甲同学的猜测正确。(9)根据铁元素守恒,m片补铁剂中铁元素质量等于a g氧化铁中铁元素的质量为g,则每片该补铁剂含铁元素的质量为 g。(10)人体只能吸收Fe2+,医生建议在服用该补铁剂时,同时服用维生素C,理由是亚铁离子容易被氧化,而维生素C具有还原性,可以防止Fe2+被氧化。(共46张PPT)
专题测评验收卷(九)
(满分：100分)
专题 金属与人类文明
9
一、选择题(本题包括14个小题,每小题3分,共42分,每小题只有一个选项符合题意)
1.(2023·深圳三中高一期末)五千年中华文化不仅能彰显民族自信,还蕴含着许多化学知识。下列说法错误的是( )
A.“金(即铜)柔锡柔,合两柔则钢”,体现了合金硬度的特性
B.“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”能体现出金的化学性质不活泼
C.“两编千片白雪茧,六百二斗青铜钱”中的“青铜钱”属于铜的合金
D.“司南之杓,投之于地,其柢指南”,司南的“杓”中含有Fe2O3
解析 合金硬度大,合两柔则钢,体现了合金的特性,A正确;“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”写出了“沙里淘金”,金以游离态形式存在,这体现出金的化学性质不活泼,B正确;“青铜钱”属于铜的合金,C正确;司南的“杓”中含有Fe3O4,D错误。
D
2.近年来开发的新型无机非金属材料种类众多、应用广泛,下列说法错误的是( )
A.高纯硅可用来制作计算机芯片和硅太阳能电池
B.二氧化硅可用来生产光导纤维
C.新型陶瓷金刚砂(SiC)可用作耐高温结构材料
D.富勒烯、石墨烯都是有机化合物
解析 硅是半导体,高纯硅可用来制作计算机芯片和硅太阳能电池,A项正确;二氧化硅具有良好的光学性能等,可用来生产光导纤维,B项正确;新型陶瓷金刚砂(SiC)的熔、沸点高,可用作耐高温结构材料,C项正确;富勒烯、石墨烯都是碳单质,不是有机化合物,D项错误。
B
3.铁元素在地壳中含量丰富,下列有关说法正确的是( )
A.铁合金是我国使用最早的合金
B.可用铁制品盛放冷的浓硫酸
C.向某溶液中加入KSCN,溶液变为血红色,说明该溶液中含有Fe2+
D.Fe(OH)3不能通过化合反应制得
解析 铜合金是我国使用最早的合金,故A错误;铁在冷的浓硫酸中钝化,则可用铁制品盛放冷的浓硫酸,故B正确;三价铁离子能与硫氰化钾溶液反应,使溶液变血红色,亚铁离子不能与硫氰化钾溶液反应,故C错误;氢氧化亚铁与氧气和水发生化合反应生成氢氧化铁,故D错误。
B
4.(2023·浙江6月选考)氯化铁是一种重要的盐,下列说法不正确的是( )
A.氯化铁属于弱电解质 B.氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
C.氯化铁可由铁与氯气反应制得 D.氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体
解析 A.氯化铁能完全电离出铁离子和氯离子,属于强电解质,A错误;B.氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁,可用来蚀刻铜板,B正确;C.氯气具有强氧化性,氯气与铁单质加热生成氯化铁,C正确;D.向沸水中滴加饱和氯化铁溶液,继续加热呈红褐色,铁离子发生水解反应可得到氢氧化铁胶体,D正确。
A
5.下列说法不正确的是( )
A.铝合金密度小、强度高,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料
B.过氧化钠可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源
C.四氧化三铁俗称铁红,常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的颜料
D.在合金中加入适量稀土金属,能大大改善合金的性能
C
解析 A.铝合金密度小,硬度大,机械性能强,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料,故A正确;B.过氧化钠和水、二氧化碳反应生成氧气,则可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源,故B正确;C.四氧化三铁呈黑色,氧化铁呈红色,常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的颜料,故C错误;D.在合金中加入适量的稀土金属,合金的硬度、机械性能增强,则在合金中加入适量稀土金属,能大大改善合金的性能,故D正确。
6.(2023·湖北卷改编)工业制备高纯硅的主要过程如下:
B
7.(2023·济宁一中高一期末)某同学用含有铁锈(Fe2O3)的废铁屑来制取氯化铁晶体的装置(省略夹持装置,气密性已检查)如图所示。下列推断不合理的是( )
A.烧杯中H2O2溶液的作用是将Fe2+氧化为Fe3+
B.A中存在氧化铁与盐酸生成氯化铁的反应
C.B中收集到的气体是氢气
D.将反应后的溶液放入烧杯中再通入少量SO2, 则溶液颜色立即由棕黄色变为浅绿色
D
解析 铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,氧化铁与盐酸反应生成氯化铁,因铁与铁离子反应,则A中得到物质为氯化亚铁,反应后打开K2,过氧化氢具有氧化性,可将Fe2+氧化为Fe3+,故A正确;氧化铁为碱性氧化物,可与盐酸反应生成氯化铁和水,故B正确;C.A中铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,所以B中收集到的气体是氢气,故C正确;D.因H2O2溶液足量,所以烧杯中通入少量SO2先被H2O2氧化,将H2O2还原完后才还原Fe3+,若SO2不足,溶液也不一定发生颜色变化,故D错误。
8.(2023·浙江1月选考)探究铁及其化合物的性质,下列方案设计、现象和结论都正确的是( )
D
实验方案 现象 结论
A 往FeCl2溶液中加入Zn片 短时间内无明显现象 Fe2+的氧化能力比Zn2+弱
B 往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液,再加入少量K2SO4固体 溶液先变成血红色后无明显变化 Fe3+与SCN-的反应不可逆
C 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸,滴加KSCN溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有+3价铁
D 向沸水中逐滴加5~6滴饱和FeCl3溶液,持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 Fe3+先水解得Fe(OH)3再聚集成Fe(OH)3沉淀
9.据《天工开物》记载,我国古代以炉甘石(主要成分是ZnCO3)来升炼倭铅(即锌),其原理如图乙。已知锌的熔点为420 ℃、沸点为906 ℃。则下列说法不正确的是( )
A.升炼倭铅过程包含氧化还原反应
B.“锌火”是锌蒸气和一氧化碳在空
气中燃烧形成的
C.“泥封”的目的是防止得到的锌被氧化
D.冶炼时锌变为蒸气,后在兜室冷凝为固体
D
10.铝热反应常用于冶炼高熔点金属,某小组探究Al粉与Fe3O4发生反应所得黑色固体的成分,实验过程及现象如下:
下列说法不正确的是( )
A.反应①产生的气体是H2
B.反应②为Al2O3+2OH-===2Al+H2O
C.反应③的白色沉淀是Al(OH)3
D.黑色固体中不含Al和Fe3O4
D
解析 反应①有气体产生,反应②无气体产生,说明黑色固体中含有Fe,不含Al,反应①产生的气体是H2,A正确;Al完全反应;因此黑色固体一定含Al2O3、Fe,加入NaOH溶液,发生Al2O3与NaOH溶液的反应,B正确;反应③中NaAlO2转化为Al(OH)3,C正确;Fe可与Fe3+反应生成Fe2+,加入KSCN不变红不能证明黑色固体中没有Fe3O4,则黑色固体中不含Al,可能含有Fe3O4,D错误。
11.钨是高熔点金属,工业上用主要成分为FeWO4和MnWO4的黑钨铁矿与纯碱共熔冶炼钨的流程如图所示(已知H2WO4难溶于水),下列说法错误的是( )
A.将黑钨铁矿粉碎的目的是提高
反应速率
B.共熔过程中空气的作用是氧化
Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)
C.操作Ⅱ是过滤、洗涤、干燥
D.在高温下WO3被氧化成W
D
解析 在粉碎情况下将黑钨铁矿与纯碱和空气共熔,以提高反应速率;然后冷却、水浸后过滤得到钨酸钠溶液以及含氧化锰和氧化铁的滤渣;向滤液中加过量的浓硫酸生成难溶的钨酸;然后再经过滤、洗涤、干燥得到钨酸;加热钨酸得到氧化钨;在高温下用氢气还原氧化钨得到单质钨。A.将黑钨铁矿粉碎可增大接触面积,加快反应速率,故A不选;B.FeWO4、MnWO4中铁元素、锰元素的化合价均为+2价,根据流程图可知,纯碱和黑钨铁矿粉在空气中共熔生成W、MnO2、Fe2O3等,Fe2O3、MnO2中铁元素、锰元素的化合价分别为+3、+4,故共熔过程中空气的作用是氧化Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ),故B不选;C.钨酸钠和浓硫酸发生反应:Na2WO4+ H2SO4===H2WO4↓+Na2SO4,H2WO4难溶于水,操作Ⅱ是过滤、洗涤、干燥,故C不选;D.氢气与WO3反应生成水和W,钨元素的化合价降低,被还原,故选D。
12.(2024·河北邢台质检联盟高一月考)将铜片放入一定体积1 mol·L-1 FeCl3溶液A中浸泡,一段时间后取出铜片(经洗涤、干燥)精确称量,铜片质量减轻了6.4 g,得到的溶液B中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=3∶2,则下列说法正确的是( )
A.溶液B中Cu2+与Fe3+的物质的量之比为1∶3
B.原FeCl3溶液A中Cl-的物质的量为1 mol
C.溶液B中最多可溶解8.4 g Fe
D.原FeCl3溶液A的体积为50 mL
A
解析 将铜片放入一定体积1 mol·L-1 FeCl3溶液A中浸泡,发生2Fe3++Cu=== Cu2++2Fe2+,铜片质量减轻了6.4 g,消耗的铜的物质的量为=0.1 mol,生成的Cu2+的物质的量为0.1 mol,消耗的Fe3+的物质的量为0.2 mol,生成的Fe2+的物质的量为0.2 mol,得到的溶液B中剩余Fe3+的物质的量为0.3 mol,1 mol·L-1 FeCl3溶液A中Fe3+的物质的量为0.5 mol。溶液B中Cu2+与Fe3+的物质的量之比为0.1 mol∶0.3 mol=1∶3,A正确;原1 mol·L-1 FeCl3溶液A中Fe3+的物质的量为0.5 mol,则Cl-的物质的量为1.5 mol,B错误;溶液B中Cu2+与Fe3+的物质的量分别为0.1 mol和0.3 mol,加入金属铁可以发生反应Cu2++Fe===Cu+Fe2+、2Fe3++Fe===3Fe2+,可以分别溶解铁的物质的量是0.1 mol和0.15 mol,即最多可溶解0.25 mol Fe,质量为0.25 mol×56 g·mol-1=14 g,C错误;1 mol·L-1 FeCl3溶液A中Fe3+的物质的量为0.5 mol,体积为=0.5 L,即500 mL,D错误。
13.(2024·北京理工附中高一阶段练习)高磷鲕状赤铁矿(主要含有Fe2O3,含少量Al2O3、CaO、SiO2等)是我国一种重要的沉积型铁矿资源,以高磷鲕状赤铁矿为原料制备纯度较高的铁红,其流程如图所示。下列说法错误的是(已知SiO2与酸不反应)( )
A.铁红可用作油漆、油墨、建筑物
的着色剂
B.酸浸液遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝
色沉淀
C.SiO2属于碱性氧化物
D.氧化时选用的试剂可以是H2O2、NaClO溶液
C
解析 铁矿石和炭粉焙烧可生成Fe,加入硫酸过滤,可除去二氧化硅、炭粉、硫酸钙等,酸浸液中含有铝离子、亚铁离子等,加入氨水调节pH生成氢氧化铝,氧化亚铁离子生成铁离子,调节pH生成氢氧化铁,洗涤、干燥、灼烧可生成铁红。氧化铁呈红色,俗称铁红,可用于油漆、油墨、建筑物着色剂,故A正确;酸浸液含有亚铁离子,可与K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀,故B正确;SiO2能与碱反应生成盐和水,属于酸性氧化物,故C错误;氧化步骤是将亚铁离子氧化生成铁离子,则可以是H2O2、NaClO溶液,故D正确。
14.新型镁铝合金(Mg17Al12)有储氢性能,一定条件下该合金完全吸氢的反应为Mg17Al12+17H2===17MgH2+12Al,得到的混合物Y(MgH2和Al)能与酸反应释放出大量氢气。下列说法正确的是( )
A.该合金应在氮气保护下,由一定比例的Mg、Al单质熔合而成
B.合金在吸氢过程中被H2还原
C.一定量的镁铝合金既可以完全溶于足量盐酸中,也可以完全溶于足量NaOH溶液中
D.等质量的镁、铝和镁铝合金分别与足量盐酸反应生成H2的体积(同温同压下)的大小顺序为V铝>V合金>V镁
D
二、非选择题(本题包括3小题,共58分)
15.(18分)硅是带来人类文明的重要元素之一,从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个又一个奇迹。
(1)硅的原子结构示意图为 。现代通信材料“光导纤维”的化学成分是 。
(2)强碱缓慢腐蚀玻璃,盛强碱的试剂瓶瓶塞不能用玻璃塞的原因
(用离子方程式解释)。
(3)硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等。硅光电池是一种把 能转化为 能的装置。
SiO2
SiO2+2OH-===Si+H2O
光
电
(4)工业上可以通过如图所示的流程制取纯硅:
SiHCl3+3H2O===H2SiO3+3HCl+H2↑
16.(19分)(2024·安徽淮北一中高一开学考试)五氧化二钒(V2O5)广泛用于冶金、化工等行业。一种以含钒废料(含V2O3、MnO、SiO2、Al2O3)为原料制备V2O5的流程如下:
已知:V2O3难溶于水和碱,可溶于酸,灼烧可生成V2O5。
(1)为提高含钒废料的浸取率,可采取的措施为
。
(2)“滤液1”中除了含有过量的NaOH,还含有的溶质为
(填化学式)。
(3)“烘干灼烧”的目的是 。
(4)“沉锰”时需将温度控制在70 ℃左右,温度不能过高的原因为
,
“滤渣2”的主要成分是MnCO3,写出生成MnCO3的离子方程式:
。
延长浸取时间、将含钒废料粉碎、适当增大NaOH溶液的浓度等
Na2SiO3、NaAlO2或Na[Al(OH)4]
将V2O3氧化为V2O5
NH4HCO3加热易分解
Mn2++2HC===MnCO3↓+H2O+CO2↑
解析 含钒废料含V2O3、MnO、SiO2、Al2O3,加入氢氧化钠,SiO2、Al2O3与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠、硅酸钠,过滤,滤渣中含有V2O3、MnO,滤渣灼烧V2O3氧化为V2O5,用硫酸溶解生成HVO3、MnSO4,加入NH4HCO3,MnSO4转化为MnCO3沉淀,除去锰离子,滤液中加入足量(NH4)2SO4,浓缩结晶,得到NH4VO3晶体,煅烧得到V2O5。(1)延长浸取时间、将含钒废料粉碎、适当增大NaOH溶液的浓度都可以提高含钒废料的浸取率;(2)由以上分析可知,“滤液1”中除了含有过量的NaOH,还含有的溶质为Na2SiO3、NaAlO2或Na[Al(OH)4];(3)V2O3难溶于水和碱,灼烧可生成V2O5,所以“烘干灼烧”的目的是将V2O3氧化为V2O5;(4)加入NH4HCO3 “沉锰”, NH4HCO3加热易分解,所以“沉锰”时需将温度控制在70 ℃左右,温度不能过高;“沉锰”时NH4HCO3和MnSO4反应生成MnCO3沉淀,反应的离子方程式是Mn2++2HC===MnCO3↓+H2O+CO2↑;
(5)“浓缩结晶”后获得NH4VO3晶体需进行的操作是
。
(6)在煅烧NH4VO3生成V2O5的过程中无元素化合价变化,请写出反应的化学方程
式: 。
过滤、洗涤、干燥
17.(21分)(2023·石家庄二中高一期末)铁常见的化合价有0、+2、+3,某化学兴趣小组进行了一系列有关铁及其化合物的实验,并检验其中所含的铁元素的化合价。
Ⅰ.利用如图装置进行“铁与水反应”的实验,并检验产物。
(1)B中反应的化学方程式为
。
(2)E中的氧化铜出现由黑色变成
红色可以证明反应后生成H2,点燃
E处酒精灯之前应进行的具体操作步骤是 。
收集从E处出来的气体并进行验纯
(3)
步骤 现象
Ⅰ.取B中硬质玻璃管反应后样品少许,加入足量的盐酸并过滤,滤液为a 固体溶解,溶液为绿色
Ⅱ.取a溶液少许,滴加KSCN溶液 溶液不变红色
Ⅲ.取a溶液少许,滴加NaOH溶液 现象A
现象A是 ,
a溶液中不含Fe3+的原因是金属铁将三价铁离子变成二价铁离子。
产生白色沉淀,迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
解析 (3)取反应后样品少许加入足量的盐酸,固体溶解,滤液a为绿色,取a溶液少许,滴加KSCN溶液,溶液不变血红色,说明加盐酸溶解时的Fe3+被铁粉还原了,溶液a中不含有Fe3+,含有Fe2+。则取a溶液少许滴加NaOH溶液会产生白色的氢氧化亚铁沉淀,氢氧化亚铁还原性强,又迅速被氧化为氢氧化铁,则产生的现象A是产生白色沉淀,迅速变成灰绿色,最终变成红褐色。
Ⅱ.铁是人体必需的微量元素,严重缺铁时需要服用补铁剂。实验小组为研究某补铁剂中铁元素的价态及其含量,设计并进行了如下实验:
[查阅资料] 1.该补铁剂不溶于水,但能溶于人体中的胃液(含盐酸)。
2.KSCN中的硫元素为-2价。
3.K3[Fe(CN)6]与Fe2+会产生蓝色沉淀。
实验一:检验该补铁剂中铁元素的价态。
(4)已知甲同学为了检验药品中Fe2+的存在。将药物碾碎、水溶后过滤。取少量所得滤液于试管中,加入K3[Fe(CN)6]溶液,未出现明显现象,其主要原因为
。
该补铁剂不溶于水
解析 Ⅱ.(4)甲同学将药物碾碎、水溶后过滤。少量滤液中加入K3[Fe(CN)6]溶液未出现明显现象,主要原因为该补铁剂不溶于水。
稀盐酸
KSCN溶液
铁离子(或Fe3+)
加入过氧化氢溶液后,溶液变为深红色
解析 (5)铁离子能和KSCN溶液反应使溶液变血红色,而亚铁离子不行,过氧化氢具有强氧化性能将亚铁离子氧化为铁离子,结合实验流程可知,试剂1是稀盐酸,试剂2是KSCN溶液。(6)Fe3+遇KSCN溶液变红,加入试剂2后溶液变为浅红色,说明溶液①中含有铁离子(或Fe3+)。(7)能证明溶液①中含有Fe2+的实验现象是加入过氧化氢溶液后,溶液变为深红色,说明亚铁离子被氧化生成了更多的铁离子, Fe2+与H2O2发生反应的离子方程式为2H++2Fe2++H2O2===2Fe3++2H2O。
(8)甲同学猜测深红色溶液③迅速变为无色溶液④的原因,可能是溶液中的SCN-与H2O2发生了化学反应。
a.甲同学猜测的依据是 。
b.乙同学通过实验证实了甲同学的猜测,其实验方案及现象是
。
KSCN中的硫元素为-2价,具有还原性,过氧化
氢具有氧化性,两者会发生反应导致SCN-被消耗
取少量的无色溶液④,滴加KSCN溶液,溶液变血红色
解析 (8)甲同学猜测深红色溶液③迅速变为无色溶液④的原因,可能是溶液中的SCN-与H2O2发生了化学反应。a.甲同学猜测的依据是KSCN中的硫元素为-2价,具有还原性,过氧化氢具有氧化性,两者会发生反应导致SCN-被消耗,所以溶液褪色。b.由于SCN-被消耗,溶液变无色,故乙同学通过实验要证实甲同学的猜测,可以取少量的无色溶液④,滴加KSCN溶液,其实验方案及现象是取少量的无色溶液④,滴加KSCN溶液,溶液变血红色,证明甲同学的猜测正确。
解析 (9)根据铁元素守恒,m片补铁剂中铁元素质量等于a g氧化铁中铁元素的质量为g,则每片该补铁剂含铁元素的质量为 g。(10)人体只能吸收Fe2+,医生建议在服用该补铁剂时,同时服用维生素C,理由是亚铁离子容易被氧化,而维生素C具有还原性,可以防止Fe2+被氧化。
