通用版高考化学一轮复习课时突破练10　铝、镁、铜及其化合物

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通用版高考化学一轮复习
课时突破练10　铝、镁、铜及其化合物
必备知识基础练
1.(2024·河北石家庄名校联考)人类使用铜及其合金已有数千年历史,铜及其化合物与人类生产、生活密切相关。下列说法错误的是(　　)
A.CuSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液,只能得到Cu(OH)2蓝色沉淀
B.可用稀硫酸鉴别Cu2O和Fe2O3两种红色氧化物
C.充分加热铜绿,试管中固体由绿色变为黑色,并产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
D.铜粉加入稀硫酸中不溶解,若再继续加入硝酸钾固体,铜粉会被溶解
2.(2024·浙江绍兴三模)回收铝质饮料罐得到铝与从铝土矿制铝相比,前者能耗仅为后者的3%~5%,下列说法不正确的是(　　)
A.铝质饮料罐的回收再利用可以节约大量能源,缓解能源紧张的问题
B.铝表面容易生成一层致密的氧化铝保护膜
C.硬铝的硬度大但强度较小,不适合制造飞机的外壳
D.电解熔融Al2O3时加入冰晶石,目的是降低Al2O3的熔化温度
3.(2024·安徽宣城三模)为了探究铁、铜及其化合物的性质,某同学设计并进行了下列实验。下列说法错误的是(　　)
A.高温加热装置中发生的反应为2Fe(s)+3H2O(g)Fe2O3(s)+3H2(g)
B.虚线框处宜选择的装置是乙
C.实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入试管中,可观察到铜丝由黑色变为红色
D.实验后,可用铝粉在高温下还原玻璃管中的固体获得铁单质
4.(2024·辽宁沈阳市郊联体联考改编)实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示(夹持和加热装置略去),已知Mg3N2遇到水蒸气会反应生成NH3,还原铁粉与N2不会反应。下列说法不正确的是(　　)
A.装置A、B盛有试剂依次是NaOH溶液、浓硫酸
B.若去掉装置C,对产品纯度影响很大
C.实验时应先加热C,通入一段时间空气后再加热D
D.装置E中碱石灰的作用是吸收尾气
5.(2024·河北邯郸六校联考)铜及其化合物颜色各异,a~e都是含铜化合物,其主要转化关系如下图所示。下列说法正确的是(　　)
A.a能吸水变为b,此过程是物理变化,故a可作干燥剂
B.单质铜和硫黄直接加热可直接得到e
C.古代湿法炼铜涉及的离子方程式为Fe+Cu2+Fe2++Cu
D.cd中d是还原产物,d物质只具有还原性
6.(2024·山东枣庄调研)部分含铜物质的价类关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.a能与FeCl3溶液反应:Cu+Fe3+Cu2++Fe2+
B.b在酸性环境中可以转化为a和e
C.c经一步反应可转化为d
D.若e为Cu(NO3)2,则其水溶液中可能大量存在H+、S、Fe2+
关键能力提升练
7.(2024·浙江绍兴二模)以铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下:
注:SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。下列说法不正确的是(　　)
A.过滤Ⅰ所得滤渣进行洗涤的目的是提高产率
B.加入NaHCO3溶液发生反应:HC+[Al(OH)4]-Al(OH)3↓+C+H2O
C.电解Ⅰ是电解熔融Al2O3,电解过程中作阴极的石墨易消耗
D.实验室常规灼烧操作所需的硅酸盐质仪器包括:坩埚、泥三角、玻璃棒、酒精灯
8.(2024·河南周口二模)NaAlH4是一种重要的还原剂和供氢剂,在有机合成中应用广泛。实验室制备原理是4NaH+AlCl3NaAlH4+3NaCl(在乙醚中进行,乙醚沸点:34.5 ℃),某小组选择下列装置制备NaH(装置可以重复使用,NaH遇水蒸气剧烈反应),下列叙述错误的是(　　)
A.采用隔绝空气加热方法除去NaAlH4表面少量乙醚
B.实验中观察到装置Ⅳ中产生黑色沉淀
C.接口连接顺序为abcfgdebch
D.不能用浓硫酸或硝酸替代装置Ⅰ中稀硫酸
9.(2024·江西赣州二模)某化学实验小组设计了铝与相同浓度的不同铜盐溶液反应的实验方案,具体实验操作与现象如下。
实验 序号 实验操作 实验现象
① 将铝片插入CuSO4溶液中 长时间未观察到红色物质析出
② 将铝片插入 Cu(NO3)2溶液中 15 min后,铝片表面析出少量的红色物质,溶液颜色变化不明显
③ Ⅰ.将铝片插入CuCl2溶液中 反应迅速、剧烈,溶液呈酱油色样(含CuC)
Ⅱ.将酱油色样溶液倒入大量水中 产生白色沉淀(主要成分为CuCl)
Ⅲ.取步骤Ⅱ反应后的上层清液,再插入铝片 产生大量无色气体,反应结束后生成大量红色海绵绒状物质,溶液变成无色
下列说法错误的是(　　)
A.可在实验①中加入NaCl固体,使铝片溶解
B.实验③的步骤Ⅰ中,溶液呈酱油色样的原因:Al+3Cu2++6Cl-Al3++3CuC
C.实验③的步骤Ⅲ中,无色气体为H2,Cl-在实验Ⅲ中起催化与破坏保护膜的作用
D.相同条件下,Cu与等浓度的CuSO4溶液、Cu(NO3)2溶液、CuCl2溶液均不反应
10.KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐,在造纸等方面应用广泛。实验室中,采用废易拉罐(主要成分为Al,含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题:
(1)为尽量少引入杂质,试剂①应选用　　　　(填字母)。
A.HCl溶液 B.H2SO4溶液
C.氨水 D.NaOH溶液
(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)沉淀B的化学式为　　　;将少量明矾溶于水,溶液呈弱酸性,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
参考答案
1.A　解析 CuSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液,能得到Cu(OH)2蓝色沉淀和BaSO4白色沉淀,A错误;稀硫酸与Cu2O反应得到蓝色的硫酸铜溶液和铜单质,稀硫酸与Fe2O3反应得到黄色的硫酸铁溶液,两者颜色不同,故可以鉴别,B正确;充分加热铜绿,铜绿受热分解:Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑,固体由绿色变为黑色,并产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,C正确;铜粉加入稀硫酸中不溶解,若再继续加入硝酸钾固体,溶液中就会含有硝酸根,硝酸根在酸性条件下具有强氧化性,铜粉则会发生反应而被溶解,D正确。
2.C　解析 从题干信息可知,从铝土矿制铝能耗大,回收铝质饮料罐得到铝耗能小,A正确;铝易与氧气反应,表面容易生成一层致密的氧化铝保护膜,B正确;硬铝的硬度大、强度大、密度小,适合制造飞机的外壳,C错误;电解熔融Al2O3时加入冰晶石,目的是降低Al2O3的熔化温度,D正确。
3.A　解析 高温加热装置中铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁与氢气:3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g),A错误;氢气的密度比空气的密度小,虚线框处宜选择装置乙,B正确;氧化铜与氢气反应生成铜和水:CuO+H2Cu+H2O,故铜丝由黑色变为红色,C正确;玻璃管中的固体含有Fe3O4,铝粉与Fe3O4发生铝热反应生成氧化铝和铁单质,D正确。
4.D　解析 镁为活泼金属,会与空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气反应,要制备氮化镁,需要去除空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气,装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸,由于混合气体通过氢氧化钠溶液后带出水蒸气,因此浓硫酸需要放在氢氧化钠溶液后,对气体进行干燥,A正确;装置C的作用是除去氧气,若去掉装置C,镁与氧气反应生成氧化镁,对产品纯度有影响,B正确;氧气会与镁反应,为保证装置内氧气全部除去,实验时应先加热C,通入一段时间空气除尽氧气,然后再加热D,C正确;根据Mg3N2遇水会发生反应生成Mg(OH)2和NH3,装置E中碱石灰的作用是防止空气中二氧化碳和水蒸气进入到装置D中,D错误。
5.C　解析 由框图中铜及其化合物转化信息可知,a为CuSO4,b为CuSO4·5H2O,c为Cu(OH)2,d为Cu2O,e为CuS。a为CuSO4,CuSO4吸水变为b(CuSO4·5H2O),该过程有新物质生成,是化学变化,吸水后现象明显但吸水量少,故a不作干燥剂,A错误;e是CuS,单质铜和硫黄直接加热的产物是Cu2S,B错误;湿法炼铜涉及置换反应:Fe+Cu2+Fe2++Cu,C正确;d是Cu2O,其中Cu元素化合价为+1价,它既具有氧化性又具有还原性,D错误。
6.B　解析 由图可知,a为铜单质,b为Cu2O,c为CuO,d为Cu(OH)2,e为+2价铜的盐,如CuCl2等。氯化铁溶液可作为印刷电路板的刻蚀液:Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,A错误;b为Cu2O,在酸性溶液中发生歧化反应,其反应为Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2O,B正确;c为CuO,d为Cu(OH)2,CuO不能直接转化为Cu(OH)2,C错误;若e为Cu(NO3)2,在酸性条件下N具有氧化性,Fe2+具有还原性,+4H++N3Fe3++NO↑+2H2O,故Cu(NO3)2溶液中不能大量存在H+、Fe2+,D错误。
7.C　解析 过滤Ⅰ所得滤渣进行洗涤是为了将滤渣表面残留的[Al(OH)4]-尽可能溶解到滤液中,可提高最终得到的Al的量,以提高产率,A正确;NaHCO3会与[Al(OH)4]-反应生成Al(OH)3沉淀和Na2CO3:HC+[Al(OH)4]-Al(OH)3↓+C+H2O,B正确;电解Ⅰ是电解熔融Al2O3,电解过程中阴极发生反应:Al3++3e-Al,石墨不会被消耗,C错误;灼烧操作温度相对较高,所需的硅酸盐质仪器包括坩埚、泥三角、玻璃棒、酒精灯,D正确。
8.C　解析 NaAlH4是离子化合物,熔点、沸点高于乙醚,乙醚易挥发,加热可除去NaAlH4表面少量乙醚,A正确;锌粒含ZnS,则产生氢气中混有H2S,用硫酸铜溶液吸收,发生反应CuSO4+H2SCuS(黑)↓+H2SO4,生成黑色的硫化铜沉淀,B正确;装置连接顺序是制氢、净化、干燥、合成、吸水、收集氢气,装置Ⅱ可使用两次,第一次干燥氢气,第二次吸收水槽中挥发出来的水蒸气,导管接口顺序为afgbcdebch,C错误;锌与浓硫酸反应生成SO2,锌与硝酸反应生成NO、NO2,不生成H2,D正确。
9.D　解析 对比实验①和③可知,Cl-的存在可使Al溶解,实验①中加入NaCl固体,使铝片溶解,A正确;实验③的步骤Ⅰ中,溶液呈酱油色样的原因是Al与铜离子和氯离子反应:Al+3Cu2++6Cl-Al3++3,B正确;对比实验①和③可知,Cl-的存在可使Al溶解,Cl-在实验Ⅲ中起催化与破坏保护膜的作用,根据元素守恒可知,无色气体为H2,C正确;氯化铜可以被还原为CuC,进一步稀释得到CuCl,则铜有可能与CuCl2溶液发生氧化还原反应,D错误。
10.答案 (1)D
(2)2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑
(3)Al(OH)3　Al3+水解,使溶液中H+浓度增大
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