2021年高考化学一轮总复习-第三章-金属及其化合物限时规范特训4(含解析)

2021年高考化学一轮总复习第三章金属及其化合物限时规范特训4（含解析）1.下列有关金属及其合金的说法不正确的是()A.目前我国流通的硬币是由合金材料制造的B.生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加C.镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹D.日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用答案：B解析：本题考查金属的相关知识，主要涉及Mg、Al。B项中生铁、普通钢、不锈钢中碳含量应是依次减少的，故B错。2．[xx·石家庄模拟]下列制备金属单质的方法或原理正确的是()A.在高温条件下，用H2还原MgO制备单质MgB.在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质AlC.在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质NaD.加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu答案：B解析：A项，工业制备Mg用电解熔融MgCl2的方法；C项，工业制备Na用电解熔融NaCl的方法；D项，用热还原法制备Cu。3．[xx·江苏常州模拟]分析推理是化学学习的方法之一。下列实验推理中，正确的是()A.金属的冶炼方法与金属的活泼性有很大关系，所以银和汞可以用热分解的方法冶炼B.钠比铜活泼，所以钠可以从硫酸铜溶液中置换出铜C.工业上电解熔融氯化镁可制得金属镁，所以工业上电解熔融氯化铝可制得铝D.将镁条和铝片用导线连接再插进稀NaOH溶液中，镁条上产生气泡，说明铝比镁活泼答案：A解析：Na比Cu活泼，但将Na放入CuSO4溶液中，Na首先与水反应，不能从CuSO4溶液中置换出Cu，B项错；工业上电解熔融MgCl2可制得金属Mg，但熔融AlCl3是共价化合物不导电，所以不能用电解熔融AlCl3的方法来制取Al，C项错；由于铝片能与NaOH溶液反应，而镁条与NaOH溶液不反应，所以将镁条和铝片用导线连接再插进稀NaOH溶液中，Mg为原电池的正极，Mg条上产生气泡，但不能说明Al比Mg活泼。4．某地污水中含有Zn2＋、Hg2＋、Fe3＋和Cu2＋四种阳离子。甲、乙、丙三位同学设计的从该污水中回收金属铜的方案如下：甲：eq\x(污水)eq\o(→,\s\up15(＋NaOH溶液，过滤),\s\do15(①))eq\x(沉淀)eq\o(→,\s\up15(△),\s\do15(②))eq\x(CuO)eq\o(→,\s\up15(＋H2，△),\s\do15(③))eq\x(Cu)乙：eq\x(污水)eq\o(→,\s\up15(＋过量铁粉，过滤),\s\do15(①))eq\x(滤渣)eq\o(→,\s\up15(△),\s\do15(②))eq\x(CuO)eq\o(→,\s\up15(＋H2，△),\s\do15(③))eq\x(Cu)丙：eq\x(污水)eq\o(→,\s\up15(＋过量铁粉，过滤),\s\do15(①))eq\x(滤渣)eq\o(→,\s\up15(＋稀盐酸，过滤),\s\do15(②))eq\x(滤渣)eq\o(→,\s\up15(△),\s\do15(③))eq\x(CuO)eq\o(→,\s\up15(＋H2，△),\s\do15(④))eq\x(Cu)下列判断正确的是()A．三种实验方案中都能制得纯净的铜B．乙方案中加过量铁粉可以将四种阳离子全部还原C．甲方案中的反应涉及置换、分解、化合、复分解四种反应类型D．丙方案仍会产生环境污染答案：D解析：甲方案得到的沉淀加热后一定有氧化铁，氢气还原后得到的铜中一定含有铁单质，A选项错误；乙方案中铁不能置换出金属锌，B选项错误；甲方案中①步涉及复分解反应，②步涉及分解反应，③步涉及置换反应，C选项错误；丙方案中锌离子仍在污水中会污染环境，D选项正确。5．下列说法中正确的是()A.Cu→CuO→Cu(OH)2每步转化均能通过一步反应实现B.铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点高C.金属铜放置在潮湿的空气中会被锈蚀，生成绿色的铜锈——碱式碳酸铜D.金属铝、铁、铜都有一定的抗腐蚀性能，其抗腐蚀的原因都是表面形成氧化物薄膜，阻止反应的进一步进行答案：C解析：A选项，CuO→Cu(OH)2不能通过一步实现，错误；B选项，铝合金比纯铝的熔点低，错误；D选项，铜表面不能形成致密的氧化膜，错误。6．[xx·吉林白山联考]某化学小组在常温下测定一定质量的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：铜铝混合物eq\o(→,\s\up15(足量溶液A),\s\do15(充分反应))测定生成气体的体积方案Ⅱ：铜铝混合物eq\o(→,\s\up15(足量溶液B),\s\do15(充分反应))测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是()A.溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液B.溶液A和B均可以选用稀硝酸C.若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小D.实验方案Ⅱ更便于实施答案：B解析：本题考查铜铝混合物中铜的质量分数的测定。盐酸或NaOH只与Al发生反应，A正确；稀硝酸与Cu和Al均反应，B错；浓硝酸与金属铝发生钝化，使金属剩余的质量增大，故导致金属铜的质量分数偏低，C正确；实验方案Ⅱ更便于实施，因为固体的质量便于称量，D正确。7．[xx·江苏南京一模]下列各组物质中，满足表中图示物质在通常条件下能一步转化的组合只有()序号XYZW①CuCuSO4Cu(OH)2CuO②NaNaOHNa2CO3NaCl③Cl2Ca(ClO)2HClOHCl④FeFeCl3FeCl2Fe(OH)2A.①②③ B.①③④C.②③ D.①②④答案：A解析：本题考查了元素单质及其化合物的转化规律，意在考查考生的理解能力及应用能力。Fe(OH)2不能一步转化为单质铁，④不符合要求。8．[xx·浙江名校联考]取一定质量的Cu、Cu2O、CuO的固体混合物，将其分成两等份。其中一份通入足量的氢气充分反应后固体质量为25.6g，另一份加入500mL稀硝酸中固体恰好完全溶解并产生标准状况下的NO气体4.48L。已知Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O。则稀硝酸的浓度为()A.2mol·L－1 B.1.6mol·L－1C.0.8mol·L－1 D.0.4mol·L－1答案：A解析：本题考查了化学计算，意在考查考生的化学计算能力。25.6gCu的物质的量为0.4mol，故生成Cu(NO3)2所消耗的HNO3的物质的量为0.8mol，又4.48LNO气体的物质的量为0.2mol，生成NO所消耗的HNO3的物质的量为0.2mol，故共消耗HNO3的物质的量为0.8mol＋0.2mol＝1.0mol，所以c(HNO3)＝1.0mol÷0.5L＝2mol·L－1。9．[xx·湖北武汉调研]1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g·mL－1、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体1120mL(标准状况)。向反应后的溶液中加入1.0mol·L－1NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀。下列说法不正确的是()A.该合金中铜与镁的物质的量之比是2：1B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0mol·L－1C.得到2.54g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是600mLD.NO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是80%答案：C解析：本题考查有关合金的化学计算，意在考查考生的化学计算能力。设合金中Cu、Mg的物质的量分别为x、y，根据题目所给信息知x×64g·mol－1＋y×24g·mol－1＝1.52g①；设金属为M，在反应过程中有：M－ne－=Mn＋，Mn＋＋nOH－=M(OH)n↓，从而可以看出，金属单质失去电子的物质的量等于金属阳离子完全沉淀所需OH－的物质的量，n(OH－)＝eq\f(2.54g－1.52g,17g·mol－1)＝0.06mol，故2x＋2y＝0.06mol②，由①②解得x＝0.02mol，y＝0.01mol，显然A正确。c(HNO3)＝eq\f(1000ρw,M)＝eq\f(1000×1.40×63%,63)mol·L－1＝14.0mol·L－1，B正确。得到2.54g沉淀时，消耗0.06molNaOH，其体积为60mL，C错误。由上述分析可知，Cu、Mg共失去0.06mol电子，根据得失电子守恒知，如果硝酸完全被还原为NO2，NO2的物质的量应为0.06mol。现得到0.05mol混合气体，是由于2NO2N2O4，由差量法可求得N2O4为0.01mol，则NO2为0.04mol，显然D正确。10．为了探究金属单质M与盐溶液的反应，某同学进行了下列实验，实验过程及现象如图所示，结合实验现象判断，该同学得出的下列结论中正确的是()A.向滤液中滴加盐酸的实验现象是产生白色沉淀B.滤渣可能是两种金属单质的混合物C.滤渣在足量的稀硝酸中能完全溶解D.加入的金属M可能是镁或钠答案：C解析：本题考查金属与盐反应的实验探究。由于Ag或Cu均不能与稀盐酸反应，故由题意可知，滤渣中含有Ag、Cu和过量的金属M，B项错误；由于Na能够与冷水反应，故金属M不可能是Na，D项错误；滤液为(较)活泼金属M的硝酸盐溶液，向其中滴加盐酸不会产生白色沉淀，A项错误；Ag、Cu和金属M均能够溶解在足量的稀硝酸中，C项正确。11．[xx·河北衡水中学二模]CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是()A.途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3：2B.相对于途径①、③，途径②更好地体现了绿色化学思想C.1molCuSO4在1100℃所得混合气体X中O2一定为0.75molD.Y可以是葡萄糖答案：C解析：根据途径①中的离子反应方程式：3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知n(NOeq\o\al(－,3))：n(H＋)＝2：8，即n(H2SO4)：n(HNO3)＝3：2，A项正确；途径②的反应为2Cu＋O2＋2H2SO4=2CuSO4＋2H2O，不产生污染性气体，符合绿色化学思想，B项正确；葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液生成Cu2O，D项正确。12．[xx·山东临沂一模]工业上用某矿渣(含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取铜的操作流程如下：已知：Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O(1)实验操作Ⅰ的名称为________；在空气中灼烧固体混合物D时，用到多种硅酸盐质的仪器，除玻璃棒、酒精灯、泥三角外，还有________(填仪器名称)。(2)滤液A中铁元素的存在形式为________(填离子符号)，生成该离子的离子方程式为_________________________________，检验滤液A中存在该离子的试剂为________(填试剂名称)。(3)金属E与固体F发生的某一反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程式为_______________________________________。(4)常温下，等pH的NaAlO2和NaOH两份溶液中，由水电离出的c(OH－)前者为后者的108倍，则两种溶液的pH＝________。(5)①利用电解法进行粗铜精炼时，下列叙述正确的是________(填代号)。a.电能全部转化为化学能B.粗铜接电源正极，发生氧化反应c.精铜作阴极，电解后电解液中Cu2＋浓度减小d.粗铜精炼时通过的电量与阴极析出铜的量无确定关系②从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水中选用合适的试剂，测定粗铜样品中金属铜的质量分数，涉及的主要步骤为：称取一定质量的样品→________________________________________________________→过滤、洗涤、干燥→称量剩余固体铜的质量。(填缺少的操作步骤，不必描述操作过程的细节)答案：(1)过滤坩埚(2)Fe2＋Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋硫氰化钾溶液和新制氯水(3)2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up15(高温))2Fe＋Al2O3(4)11(5)①bc②将浓硫酸用蒸馏水稀释，使样品与足量稀硫酸充分反应解析：矿渣和盐酸反应，Al2O3、Fe2O3与盐酸反应生成AlCl3、FeCl3，Cu2O和盐酸反应生成CuCl2和Cu，SiO2和盐酸不反应，所以固体混合物B有Cu和SiO2，由于2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2，故滤液A含有Fe2＋、Cu2＋、Al3＋；向滤液A中加入过量NaOH溶液，生成Fe(OH)2、Cu(OH)2沉淀，同时生成NaAlO2，由于4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，所以固体混合物D是Fe(OH)3和Cu(OH)2，滤液C是NaAlO2和NaOH溶液；Fe(OH)3和Cu(OH)2在空气中灼烧生成CuO和Fe2O3，所以固体混合物F是CuO和Fe2O3；NaAlO2溶液经一系列操作后得到的单质E是金属铝。(1)分离固体和液体的方法是过滤；灼烧固体物质用坩埚。(2)Fe2＋用KSCN溶液和新制氯水检验。(3)铝和氧化铁的反应属于铝热反应，反应方程式为2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up15(高温))2Fe＋Al2O3。(4)NaOH溶液中c(OH－)水＝c(H＋)，NaAlO2溶液中c(OH－)水＝c(OH－)，设溶液中的pH＝x，则NaAlO2溶液中c(OH－)水＝10x－14mol·L－1，NaOH溶液中c(OH－)水＝10－xmol·L－1，则10x－14：10－x＝108，解得x＝11。(5)①a.部分电能转化为热能，错误；B.粗铜接电源正极，发生氧化反应，正确；c.精铜作阴极，阳极上部分其他金属进入溶液导致析出的Cu大于溶解的Cu，故电解后电解液中c(Cu2＋)减小，正确；d.粗铜精炼时通过的电量与阴极析出Cu的量有确定关系，错误。②所缺步骤为：将浓H2SO4用蒸馏水稀释，使样品与足量稀硫酸充分反应。13．铜在自然界存在于多种矿石中，如：矿石名称黄铜矿斑铜矿辉铜矿孔雀石主要成分CuFeS2Cu5FeS4Cu2SCuCO3·Cu(OH)2请回答下列问题：(1)上表所列铜化合物中，铜的质量百分含量最高的是________。(2)工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应：2Cu2O＋Cu2Seq\o(=,\s\up15(高温))6Cu＋SO2↑，反应的氧化剂是________。(3)SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是________；处理该尾气可得到有价值的化学品，写出其中1种酸和1种盐的名称________。(4)黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，需进一步采用电解法精制。请简述粗铜电解得到精铜的原理：______。(5)下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是________(填字母)。选项陈述Ⅰ陈述Ⅱ判断A铜绿的主要成分是碱式碳酸铜可用稀盐酸除铜器表面的铜绿Ⅰ对；Ⅱ对；有B铜表面易形成致密的氧化膜铜容器可以盛放浓硫酸Ⅰ对；Ⅱ对；有C铁比铜活泼铆在铜板上的铁钉在潮湿空气中不易生锈Ⅰ对；Ⅱ对；有D蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂Ⅰ错；Ⅱ对；无答案：(1)Cu2S(2)Cu2S、Cu2O(3)形成酸雨硫酸、硫酸铵(4)电解池中，粗铜作阳极，精铜作阴极，电解质为硫酸铜溶液。阳极上发生氧化反应，Cu失去电子，使Cu单质变为Cu2＋进入溶液中，Cu－2e－=Cu2＋；阴极上发生还原反应，Cu2＋得到电子在阴极上析出Cu单质，Cu2＋＋2e－=Cu，从而达到精制Cu的目的(5)AD解析：(1)铜的质量百分含量：CuFeS2(34.8%)，Cu5FeS4(63.5%)，Cu2S(80%)，CuCO3·Cu(OH)2(57.6%)。(2)Cu2O、Cu2S的Cu由＋1被还原为0价，作氧化剂；Cu2S的S由－2价被氧化为＋4价，作还原剂。(3)处理SO2尾气一般为循环制备硫酸，和用氨水吸收，最后可得到(NH4)2SO4等有价值的化学品。(5)稀盐酸可以与Cu(OH)2和CuCO3反应，而且稀盐酸不能与Cu反应。所以稀盐酸可以除铜器表面的铜绿[CuCO3·Cu(OH2)]，A正确。铜表面不能形成致密氧化膜；铜和浓硫酸在常温下是反应的，生成硫酸铜、SO2和水，反应很慢，反应过程中放热，随着反应的进行，速率会越来越快，所以不能用铜制容器装浓硫酸，B错误。因为Fe比Cu活泼，所以Fe－Cu形成的原电池中，Fe作负极，更容易被氧化生锈，C错误。蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末，有新物质生成，属于化学变化；CuSO4可用作消毒剂，但与前者没有因果关系，D正确。综上所述，答案选A、D。14．[xx·辽宁沈阳监测]如图是中学化学常见物质之间的转化关系，其中A、C、D、F、I为单质，其余为化合物，C和D在点燃或加热的条件下生成淡黄色的固体，B常温下为液态。试回答下列问题：(1)图中①～⑥反应中属于非氧化还原反应的是________(填反应序号)，写出该反应的化学方程式________________________。(2)化合物K、J、G中含有的相同的元素在元素周期表中的位置是________；D单质的一种同素异形体有很强的氧化性，可用于杀菌消毒，写出它的化学式________。(3)写出反应②的化学方程式____________________；当有1molA反应时，转移电子的物质的量为________mol。(4)写出反应④的一种重要的工业用途________。(5)用A与F作电极材料，插入K溶液中，形成闭合回路，写出负极的电极反应式________________。答案：(1)⑥