上海高二化学8金属及其化合物单元练习(教师版)

1、高二化学（教师版） 第8章 单元练习基 础 题1、2、4、5、6、10、12、17、18、19灵 活 题3、7、8、9、11、13、14、15、16、20、21、22一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分)1.下列有关金属的说法中不正确的是()。A.纯铁比生铁的抗腐蚀性强B.青铜、不锈钢、硬铝都是合金C.铝在空气中耐腐蚀,所以铝是不活泼金属D.人体缺钙会引起骨质疏松,缺铁会引起贫血【解析】生铁中的铁和碳在潮湿的空气中形成原电池会加快腐蚀速率,故A项正确;青铜、不锈钢、硬铝都是合金,B项正确;铝是活泼金属,在空气中耐腐蚀是因为铝表面形成了一层致密的氧化膜,故C项错误;人体缺钙会引起骨

2、质疏松,缺铁会引起贫血,D项正确。【答案】C2.下列有关物质的性质及应用的说法正确的是()。A.过量的铜与浓硝酸反应可生成NOB.Fe在O2中的燃烧产物可用于制红色涂料C.Na、Al、Cu可以分别用电解冶炼法、热还原法和热分解法得到D.Fe2+、SO2都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,前者表现出还原性,后者表现出漂白性【解析】过量的铜与浓硝酸反应,浓硝酸变成稀硝酸时,可生成NO,故A项正确;制红色涂料的是Fe2O3,Fe在O2中的燃烧产物是Fe3O4,故B项错误;Al是活泼性较强的金属,应用电解冶炼法制取,故C项错误;Fe2+、SO2都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,二者都表现还原性,故D项错误。【答案】

3、A3.下列中学常见实验的现象或表述正确的是()。A.过量的铁投入一定量的稀硝酸中,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液显血红色B.制备氢氧化亚铁时,向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边滴加边搅拌,即可制得白色的氢氧化亚铁C.检验红砖中的氧化铁成分,向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液23滴即可D.将FeO分别投入稀H2SO4和稀HNO3中,均得到浅绿色溶液【解析】A项,铁过量,会得到Fe2+,滴加KSCN溶液无明显现象,错误;B项,制备氢氧化亚铁,不能搅拌,以防止其被氧化,错误;D项,FeO被硝酸氧化,错误,得到棕黄色溶液,错误。【答案】C4.将

4、锌、铁、铜粉末按一定比例混合投入一定量的硝酸中,微热,充分反应后过滤,弃去滤渣,滤液中金属阳离子的情况不可能是()。A.只含Cu2+、Fe2+、Zn2+ B.只含Zn2+C.只含Fe2+、Zn2+ D.只含Cu2+、Fe3+、Zn2+【解析】由于含有滤渣,所以滤液中不可能含有Fe3+,D项错误。【答案】D5.已知酸性高锰酸钾溶液可以将FeSO4氧化,化学方程式为2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O。现将一定量的硫酸酸化的高锰酸钾溶液与硫酸亚铁溶液混合,充分反应后向所得溶液中加入KI溶液,混合溶液中铁离子的物质的量随加入的KI物质的量

5、的变化关系如图所示,则下列有关说法不正确的是()。A.图中AB段主要是高锰酸钾和碘化钾溶液反应B.图中BC段发生的反应为2Fe3+2I-2Fe2+I2C.根据OC段的数据可知开始加入的高锰酸钾的物质的量为0.25 molD.向C点以后的溶液中加入少量KSCN溶液,溶液变为红色【解析】C点以后的溶液中没有Fe3+,加入少量KSCN溶液,溶液不会变为红色。【答案】D6.有CO2与H2的混合气体5 g,在150 时和足量的氧气混合,用电火花充分引燃,在相同状况下再将反应后所得混合气体通入到足量的Na2O2中,测得Na2O2固体增重的质量为3.4 g,则原混合气体中CO2的体积分数为()。A.25%B

6、.75%C.88%D.32%【解析】2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2,固体增加的质量相当于CO的质量,2H2+O22H2O,2H2O+2Na2O24NaOH+O2,二者相加可得H2+Na2O22NaOH,固体增加的质量相当于H2的质量。设混合气体中含有x mol CO2,y mol H2,可列出方程组:44x+2y=528x+2y=3.4解得x=0.1,y=0.3,则原混合气体中CO2的物质的量分数为0.1mol(0.1+0.3)mol×100%=25%。【答案】A7.下列图像中的曲线,其中错误的是()。A.图甲表示向含H+、Mg2+、Al3+、NH4+的溶液中滴加NaOH

7、溶液产生沉淀量的关系曲线B.图乙表示向澄清石灰水中通入二氧化碳直至过量产生沉淀量的关系曲线C.图丙表示向NaOH和Na2CO3的混合液中滴加盐酸产生CO2气体的关系曲线D.图丁表示向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液产生沉淀量的关系曲线【解析】A项,向含H+、Mg2+、Al3+、NH4+的溶液中滴加NaOH溶液,OH-先与H+反应,无沉淀产生,再与Mg2+、Al3+反应产生沉淀,然后与NH4+反应生成NH3,最后Al(OH)3溶解,正确;B项,向澄清石灰水中通入CO2产生沉淀,消耗二氧化碳的量与沉淀溶解消耗二氧化碳的量相等,正确;C项,向NaOH和Na2CO3的混合液中滴加盐酸,盐酸先与NaOH

8、反应生成水,再与CO32-反应生成HCO3-,最后与HCO3-反应生成CO2,与CO32-反应生成HCO3-消耗的盐酸的体积和与HCO3-反应生成二氧化碳消耗的盐酸的体积相等,所以生成二氧化碳消耗的盐酸的体积应小于无气体产生时消耗的盐酸的体积,错误;D项,向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液,开始时产生Al(OH)3和BaSO4沉淀,之后Al(OH)3沉淀逐渐溶解,最终剩余BaSO4,正确。【答案】C 8.将金属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反应,下列对反应情况设想的评价正确的是()。选项反应情况设想评价A当铁、铜均不剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,一定无Fe3+正确,Fe3+和Fe、Cu均

9、可反应B当铁、铜均有剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+,无Fe3+正确,Fe和Cu与Fe3+都反应,故有Fe2+和Cu2+,无Fe3+C当铜有剩余,铁无剩余时,溶液中一定只有Fe2+,无Cu2+正确,Cu有剩余故无Cu2+D当铁有剩余,铜无剩余时,溶液中一定有Fe2+、Cu2+不正确,不可能是Fe剩余,而Cu不剩余,因为Fe比Cu优先与Fe3+反应【解析】离子的氧化性强弱顺序为Fe3+>Cu2+>Fe2+。如果Fe3+的量很多,将铁和铜全部氧化后还有剩余,A项错误;当铁有剩余时,溶液中不会存在Cu2+,B项错误;当铜有剩余时,可能部分铜发生反应,溶液中可能有Cu2+,C项错误;

10、因还原性:Fe>Cu,故不存在有铁无铜的情况,D项正确。【答案】D9.常温下,将一定量的钠铝合金置于水中,合金全部溶解,得到20 mL pH=14的溶液,然后用1 mol·L-1的盐酸滴定,测得生成沉淀的质量与消耗盐酸的体积关系如图所示,则下列说法正确的是()。A.原合金质量为 0.92 gB.产生氢气的体积为896 mL(标准状况下)C.图中m的值为1.56D.图中V2的值为60【解析】由图像可知,向合金溶解后的溶液中滴加盐酸,先发生反应:NaOH+HClNaCl+H2O,后发生反应:NaAlO2+HCl+H2O NaCl+Al(OH)3,最后发生反应:Al(OH)3+3HC

11、lAlCl3+3H2O,合金溶解后剩余的NaOH的物质的量为0.02 L×1 mol·L-1=0.02 mol,则V1为0.02mol1mol·L-1=0.02 L=20 mL,生成沉淀时消耗的盐酸的体积为40 mL-20 mL=20 mL,其物质的量为0.02 L×1 mol·L-1=0.02 mol,生成沉淀的物质的量为0.02 mol,合金中钠的物质的量为0.04 mol,铝的物质的量为0.02 mol。由原子守恒可知,合金的质量为0.04 mol×23 g·mol-1+0.02 mol×27 g·

12、mol-1=1.46 g,故A项错误;由反应:2Na+2H2O 2NaOH+H2、2Al+2H2O+2NaOH2NaAlO2+3H2可知,生成氢气的物质的量为0.02 mol+0.03 mol=0.05 mol,在标准状况下的体积为0.05 mol×22.4 L·mol-1=1.12 L,B项错误;由上述计算可知,生成沉淀的物质的量为0.02 mol,其质量为0.02 mol×78 g·mol-1=1.56 g,C项正确; 由反应:Al(OH)3+3HCl AlCl3+3H2O可知,溶解沉淀需要0.06 mol HCl,其体积为60 mL,则V2为40

13、mL+60 mL=100 mL,故D项错误。【答案】C10.将三种黑色粉末组成的混合物加入足量的某热浓酸中,充分反应后得到蓝绿色溶液和两种气体。将从蓝绿色溶液中分离得到的盐与0.15 mol还原铁粉恰好反应完全,可得浅绿色溶液和6.4 g红色沉淀;将上述生成的两种气体通入足量饱和NaHCO3溶液中,仍然收集到两种气体,据此推断黑色粉末可能为()。A.物质的量之比:n(FeS)n(CuO)n(Fe)=111B.物质的量之比:n(C)n(CuO)n(Fe)=322C.质量之比:m(MnO2)m(CuO)m(C)=5.5812D.质量之比:m(Fe)m(C)m(CuO)=753【解析】根据“上述生成

14、的两种气体通入足量饱和NaHCO3溶液中,仍能收集到两种气体”可知,酸是浓硝酸,最后的气体是CO2和NO,则固体含C,另外根据得到的红色沉淀可知固体中含氧化铜,根据反应:Fe+Cu2+Fe2+Cu可知生成0.1 mol Cu,消耗Fe 0.1 mol,则另外消耗的0.05 mol Fe与Fe3+发生反应,n(Fe3+)=0.1 mol,则n(Fe)n(Cu)=11,综上所述B项正确。【答案】B11. A由Al2O3、Fe3O4、Al、Cu中的某几种粉末混合而成,设计分析成分的方案如下:下列分析不正确的是()。A.当m1>m2时,溶液a中的阴离子只有一种B.生成蓝色溶液的离子方程式为Cu+

15、2Fe3+Cu2+2Fe2+C.要确定混合物中是否含Al,可取A加入适量稀HClD.当m2-m3=2.96 g时,Fe3O4的质量至少为2.32 g【解析】当m1>m2时,说明至少有Al2O3、Al两者中的一种,且生成了偏铝酸钠溶液,溶液中仍然存在着过量的氢氧化钠,因此阴离子除AlO2-外,还有OH-,A项错误;Fe3O4与盐酸反应生成FeCl3和FeCl2,Fe3+有强氧化性,可发生反应:Cu+2Fe3+Cu2+2Fe2+,B项正确;金属氧化物与酸反应生成水,无氢气产生,而铜与盐酸不反应,可取A加入适量稀HCl,如果有气体产生,即可证明铝的存在,C项正确;固体质量发生改变,是因为金属氧

16、化物的溶解和三价铁与铜单质之间的氧化还原反应:Cu+2Fe3+Cu2+2Fe2+,Fe3O42Fe3+Cu,反应中四氧化三铁与铜的物质的量之比为11,且m2-m3=2.96 g。设Fe3O4的质量为x g。则x+x237×64=2.96,解得x=2.32,D项正确。【答案】A12.有一块镁铝合金,其中镁与铝的质量之比是89。加入足量稀H2SO4使其完全溶解后,再加入NaOH溶液,生成沉淀的质量随NaOH溶液体积变化的曲线如下图,其中正确的是()。【解析】反应的先后顺序为Mg+2H+Mg2+H2,2Al+6H+2Al3+3H2,H+OH-H2O, Mg2+2OH-Mg(OH)2,Al3

17、+3OH-Al(OH)3,Al(OH)3+OH-AlO2-+H2O,镁、铝的质量之比为89,即物质的量之比为11,假设镁和铝的物质的量都为1 mol,沉淀达到的最大质量为1×58+78×1=136 g,继续加入NaOH,Al(OH)3溶解,当Al(OH)3全部溶解后,剩下的沉淀是Mg(OH)2,此时沉淀的质量为58 g,比总质量的一半还要小,只有A项符合题意。【答案】A二、非选择题(本题包括6小题,共52分)13.铁、铜单质及其化合物的应用范围很广。现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体(CuCl2·2H2O),为制取纯净的CuCl2·2H2O,首先将其制成水溶

18、液,然后按如图步骤进行提纯:已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH,见下表:Fe3+Fe2+Cu2+氢氧化物开始沉淀时的pH1.97.04.7氢氧化物完全沉淀时的pH3.29.06.7请回答下列问题:(1)最适合作氧化剂X的是(填字母,下同)。 A.K2Cr2O7 B.NaClO C.H2O2 D.KMnO4(2)加入的物质Y是。 A.CuO B.NaOH C.Cu2(OH)2CO3 D.NH3(3)由溶液获得CuCl2·2H2O,需要经过、过滤操作。 (4)测定溶液中Fe2+的浓度,可用KMnO4标准溶液滴定,取用KMnO

19、4溶液应使用(“酸式”或“碱式”)滴定管,反应的化学方程式为。 【答案】(1)C(2)AC(3)蒸发浓缩;冷却结晶(4)酸式;MnO4-+8H+5Fe2+Mn2+5Fe3+4H2O14.已知C、D、G、I为短周期元素形成的单质,D、G、I常温下为气态,且G为黄绿色;形成D的元素原子的最外层电子数是次外层的3倍;B的焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃);K为红棕色粉末。其转化关系如图所示:请回答:(1)工业上制C用A不用H的原因是。 (2)写出C与K反应的化学方程式: ,该反应的反应物总能量(填“大于”或“小于”)生成物总能量。 (3)L是目前应用最广泛的金属,用碳棒作

20、阳极,L作阴极,接通电源(短时间)电解E的水溶液的化学方程式为。 (4)写出E的电子式: 。 (5)J与H反应的离子方程式为。 (6)写出G与熟石灰反应制取漂白粉的化学方程式: 。 【解析】C、D、G、I均由为短周期元素形成的单质,D、G、I常温下为气态,且G 为黄绿色,则G为Cl2;形成D的元素的原子最外层电子数是次外层的3倍,则其为氧元素;B在焰色反应中呈紫色(透过蓝色钴玻璃)说明含有钾元素;K为红棕色粉末,则为Fe2O3;L是常见金属,结合转化关系:C+K(Fe2O3)L(Fe)+A;说明C为Al,A为Al2O3,H为AlCl3,B中含有钾元素,B

21、在催化剂、加热条件下可生成D和E,常温下D是气体单质,故D为氧气,B为KClO3,E为KCl。电解氯化钾溶液可得到Cl2、KOH和H2,G为Cl2,过量的F可与氯化铝反应,故F为KOH,J为KAlO2。(1)工业上制Al用Al2O3不用AlCl3的原因是AlCl3是共价化合物,在熔融状态下以分子形式存在不能导电,无法进行电解。(2)Al与Fe2O3的反应是铝热反应。(3)依据判断可知,L为Fe,用碳棒作阳极, Fe作阴极不会参与反应,实质就是电解KCl水溶液,电解氯化钾溶液的化学方程式为2KCl+2H2O2KOH+H2+Cl2。(5)NaAlO2与AlCl3发生双水解反应,反应的离子方程式为A

22、l3+3AlO2-+6H2O4Al(OH)3。(6)氯气与熟石灰反应可生成氯化钙、次氯酸钙和水,化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。【答案】(1)氯化铝是共价化合物,熔融状态下不导电(2)2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe;大于(3)2KCl+2H2O2KOH+H2+Cl2(4)K+··Cl······-(5)Al3+3AlO2-+6H2O4Al(OH)3(6)2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O15.某研究性学习小组对某废旧合金(含有Cu、F

23、e、Si 三种成分)进行分离、回收。其工业流程如下:已知:298 K时,KspCu(OH)2=2.0×10-20,KspFe(OH)3=4.0×10-38,KspMn(OH)2=1.9×10-13,依据上述流程回答下列有关问题:(1)操作、一定都不含有的操作是(填字母)。 A.过滤B.洗涤C.干燥D.蒸馏(2)过量的还原剂应是,溶液a中发生反应的离子方程式为。 (3)若用x mol·L-1 KMnO4溶液处理溶液b,当恰好将溶液中的阳离子完全氧化时,消耗KMnO4溶液的体积为y mL,则最后所得红棕色固体C的质量为(用含x、y的代数式

24、表示)g。 (4)将溶液c的pH调节至2.93.2的目的是。 (5)常温下,取0.2 mol·L-1的CuCl2溶液,若要使Cu2+开始沉淀,则应调节pH至。 (6)工业上由红棕色固体C制取相应单质常用的方法是(填字母)。 A.电解法B.热还原法C.热分解法 (7)用惰性电极电解溶液e制取固体B,发生反应的化学方程式为。 【解析】(1)操作、一定都不含有的操作是蒸馏。(2)过量的还原剂应是铜,溶液a中发生反应的离子方程式为2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+。(3)消耗KMnO4溶液的物质的量为10-3xy mol,1 mol高锰酸钾发生

25、反应转移5 mol电子,则氧化的亚铁离子的物质的量为5×10-3xy mol,最后所得红棕色固体氧化铁的质量为0.5×5×10-3xy mol×160 g·mol-1=0.4xy g。(5)常温下,KspCu(OH)2=2.0×10-20,若要使Cu2+开始沉淀,c(OH-)=(2.0×10-200.2)0.5=10-9.5 mol·L-1,故溶液的pH应调节至4.5。(6)工业上制取铁的方法是用CO还原氧化铁得到铁单质,故选择热还原法。(7)用惰性电极电解氯化铜溶液制取固体铜,发生反应的化学方程式为CuCl2 C

26、u+Cl2。【答案】(1) D(2) Cu(或铜);2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+(3)0.4xy(4) 保证Fe3+沉淀完全而其他金属阳离子不沉淀(合理答案均可)(5)4.5(6)B(7)CuCl2Cu+Cl216.为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应。请回答下列问题:(1)第步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是。 (2)检验第步中Fe3+是否

27、完全还原,应选择(填字母编号)。 A.KMnO4溶液B.K3Fe(CN)6溶液C.KSCN溶液(3)第步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第步通入空气使溶液pH降到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质被除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是。 (4)FeSO4可转化为FeCO3,FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。已知25 ,101 kPa时:4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)+1648 kJ·mol-1C(s)+O2(g)CO2(g)+393 kJ·mol-12Fe(s)+2C(s)+3O2(g)2FeCO3(s)

28、+1480 kJ·mol-1FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是。 (5)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池,电池放电时的总反应为4Li+FeS2Fe+2Li2S,正极反应式是。 (6)假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3,其含量为50%。将a kg质量分数为b%的硫酸加入到c kg烧渣中浸取,铁的浸取率为96%,其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程,第步应加入FeCO3kg。 【解析】(2)Fe3+的检验应选择KSCN溶液,C项正确;A、B两项均为检验Fe2+溶液所需的试剂。(3)调节溶液pH时,FeCO3生成Fe2+,然后通入氧气,