高考化学一轮复习 专题突破卷03 金属及其化合物（解析版）

专题突破卷03金属及其化合物（考试时间：75分钟试卷满分：100分）一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一项是符合题目要求的）1．“神八”与“天宫一号”的成功对接，标志着中国的航空铝材处于世界领先的行列。下列关于铝合金的说法中错误的是A．铝合金是一种混合物，它比纯铝的硬度大B．高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼C．镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱(NaOH)腐蚀D．镁铝合金在盐酸中无法溶解【答案】D【详解】A．合金是混合物，合金要比组成其纯金属的熔点低、硬度大，铝合金是一种混合物，它比纯铝的硬度大，A正确；B．铝易被氧化，铝合金应在溶剂层覆盖下熔炼，可隔绝空气，防止高温铝液被氧化，B正确；C．镁铝合金中的铝能与氢氧化钠溶液反应，C正确；D．镁、铝都能与盐酸反应，镁铝合金在盐酸中能溶解，D错误；答案选D。2．下列关于Fe、Cu、Mg、Al四种金属元素的说法中不正确的是A．四种元素的单质只有三种能和盐酸反应，生成相应的盐和氢气B．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法C．将Mg棒和Al棒作为原电池的两个电极插入NaOH溶液中，Mg棒上发生氧化反应D．铁锈的主要成分是氧化铁，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜【答案】C【详解】A．Cu单质不与盐酸反应，只有Fe、Mg、Al能和盐酸反应，生成相应的盐和氢气，A正确；B．AlCl3、FeCl3、CuCl2加热时水解程度增大，且生成的氯化氢容易挥发，加热蒸干得到对应的氢氧化物，因此不能采用将溶液直接蒸干的方法制备AlCl3、FeCl3、CuCl2，B正确；C．电解质溶液为NaOH溶液时，Mg不与NaOH溶液反应，而Al与NaOH溶液反应，所以Al棒作负极，发生氧化反应，C错误；D．铁单质发生电化学腐蚀或化学腐蚀最终生成铁锈，主要成分为氧化铁；铜与空气中的水、氧气、二氧化碳共同作用得到铜锈，主要成分为碱式碳酸铜，D正确；综上所述答案为C。3．下列反应的离子方程式正确的是A．铁钉放入硫酸铜溶液中：B．硫酸铜溶液与Ca(OH)2溶液混合：C．钠与水反应：D．氧化铁与稀盐酸混合：【答案】D【详解】A．铁钉放入硫酸铜溶液中，发生金属之间的置换反应产生Cu单质，离子方程式为：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，A错误；B．二者反应产生Cu(OH)2沉淀，离子方程式应该为：Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓，B错误；C．原子不守恒，电子不守恒，离子方程式应该是：2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑，C错误；D．反应符合事实，遵循物质的拆分原则，D正确；故合理选项是D。4．金属及其化合物的转化关系是化学学习的重要内容之一。下列各组物质的转化不能全部通过一步反应直接完成的是A．Al→Al2O3→Al(OH)3→AlCl3 B．Na→NaOH→Na2CO3→NaClC．Mg→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4 D．Fe→FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3【答案】A【详解】A．氧化铝和水不反应，所以不能一步生成氢氧化铝，故A错误；B．Na→NaOH→Na2CO3→NaCl中反应方程式分别为：2Na+2H2O=2NaOH+H2、2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O、Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl，所以能一步实现，故B正确；C．Mg→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4中反应方程式分别为：Mg+2HCl=MgCl2+H2、MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2+2NaCl、Mg(OH)2+H2SO4=MgSO4+2H2O，所以能一步实现，故C正确；D．Fe→FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3中反应的方程式分别为：Fe+2HCl=FeCl2+H2、FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2+2NaCl、4Fe(OH)2+2O2+2H2O=4Fe(OH)3，所以能一步实现，故D正确；故选A。5．将一小块钠投入如图所示的烧杯中，下列有关说法正确的是A．钠块只在煤油中游动，并放出气体B．钠块只在水层游动，钠块熔化，水层变红色C．在CCl4和水层交界处上下跳动，钠块熔化，水层变红D．在水层和煤油层交界处上下跳动，钠块熔化，水层变红【答案】D【分析】钠的密度大于煤油，小于水和CCl4，且钠和水反应生成氢气和氢氧化钠，以此解答。【详解】A．钠块在煤油层和水层交界处上下跳动，A错误；B．钠块在煤油层和水层交界处上下跳动，钠与水反应放热使钠融化，反应产生NaOH使含有酚酞的水层变红，B错误；C．钠的密度小于水，不会进入到CCl4和水层的交界处，C错误；D．钠块在煤油层和水层交界处上下跳动，钠与水反应放热使钠融化，反应产生NaOH使含有酚酞的水层变红，D正确；故答案选D。6．金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的一些说法不正确的是A．合金的性质与其组成金属的性质不完全相同B．灼烧孔雀石[Cu2(OH)2CO3]和焦炭混合物制铜也属于还原法C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D．工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的【答案】D【详解】A．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同，如合金的硬度、强度更大、熔点更低等，A正确；B．灼烧时孔雀石分解生成CuO，CuO被焦炭还原为单质Cu，属于还原法制取，B正确；C．金属冶炼就是把金属阳离子还原为金属原子，越活泼的金属，其阳离子的氧化性越弱，越难被还原，C正确；D．工业上利用电解熔融MgCl2的方法来制得金属镁，D错误；故答案选D。7．下列各图示中能较长时间观察到的是A．①②③ B．①②④ C．①②③④ D．②③④【答案】B【详解】①稀硫酸和铁粉生成H2，氢气排除了装置中的空气，在滴加氢氧化钠溶液，可以观察到白色沉淀；②稀硫酸和铁粉生成H2，打开a止水夹，氢气排除了装置中的空气，过一段时间关闭a止水夹，A中生成硫酸亚铁的试管压强增大，将硫酸亚铁压如B试管，可以观察到白色沉淀；③与空气直接接触，Fe(OH)2迅速被空气氧化成灰绿色最终变成红褐色的Fe(OH)3，不能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀；④在硫酸亚铁溶液上面加苯液封，隔绝空气，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀；综上所述，①②④符合题意；故选B。8．下列氯化物中，既能由金属和氯气直接反应制得，又能由金属和盐酸反应制得的是A．CuCl2 B．FeCl3 C．FeCl2 D．AlCl3【答案】D【详解】A.氯气化学性质非常活泼，与变价金属反应时生成高价氯化物，，但是铜单质不能与稀盐酸反应，故A错误；B.，但是铁单质与稀盐酸反应生成FeCl2，故B错误；C.氯气化学性质非常活泼，与变价金属反应时生成高价氯化物，铁单质与稀盐酸反应生成FeCl2，故C错误；D.，铝单质与稀盐酸反应生成AlCl3，故D正确；故答案为D。9．下列反应原理不符合工业实际的是A．2Ag2O4Ag+O2↑ B．4Al+3MnO23Mn+2Al2O3C．2MgO2Mg+O2↑ D．2CuO+C2Cu+CO2↑【答案】C【详解】A．氧化银热稳定性差，加热可分解，可用来制备金属银，A正确；B．Mn活泼性比Al差，用铝热反应可制得金属Mn，B正确；C．氧化镁熔点非常高，通常用电解熔融氯化镁来制备金属镁，C错误；D．可用热还原法，如C还原氧化铜来制备金属铜，D正确；故选C。10．关于物质的相关用途，下列说法错误的是A．可用于潜水艇中作供氧剂 B．可用于制作红色油漆或涂料C．小苏打可用于治疗胃溃疡 D．氧化铝可用于耐火材料【答案】C【详解】A．可以与二氧化碳、水反应生成氧气，故可用于潜水艇的供氧剂，故A正确；B．为红棕色粉末，可以用于制作红色油漆或涂料，故B正确；C．小苏打不能用于治疗胃溃疡，会加重溃疡面，甚至会因产生气体造成胃穿孔，故C错误；D．氧化铝具有较高的熔点，故可用于耐火材料，故D正确；故选C。11．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A往溶液中加入片短时间内无明显现象的氧化能力比弱B往溶液中滴加溶液，再加入少量固体溶液先变成血红色后无明显变化与的反应不可逆C将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加溶液溶液呈浅绿色食品脱氧剂样品中没有价铁D向沸水中逐滴加5~6滴饱和溶液，持续煮沸溶液先变成红褐色再析出沉淀先水解得再聚集成沉淀A．A B．B C．C D．D【答案】D【详解】A．FeCl2溶液中加入Zn片，，溶液由浅绿色变为无色，Fe2+的氧化能力比Zn2+强，A错误；B．溶液变成血红色的原因，，与和K+无关，B错误；C．铁离子可能先与单质铁生成亚铁离子，则溶液呈绿色，C错误；D．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；故答案为：D。12．以下关于铜跟浓、稀HNO3反应的说法中错误的是A．1mol浓HNO3被还原转移2mol电子B．Cu与浓HNO3反应剧烈，故氧化性浓HNO3强于稀HNO3C．Cu与浓、稀HNO3反应都不需加热D．生成等量的Cu(NO3)2，消耗浓HNO3的量多【答案】A【详解】A．铜和浓硝酸反应：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，硝酸中N的化合价从+5价降低到+4价，1molHNO3得到1mol电子，所以1mol浓HNO3被还原转移1mol电子，故A错误；B．Cu与浓HNO3反应剧烈，与稀硝酸反应比较缓慢，故氧化性浓HNO3强于稀HNO3，故B正确；C．铜和浓、稀硝酸反应都不需要加热，常温下即可进行，故C正确；D．铜和浓硝酸反应的化学方程式为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，铜和稀硝酸反应的化学方程式为：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，生成3mol硝酸铜，消耗浓硝酸为12mol，消耗稀硝酸为8mol，所以消耗的浓硝酸的量多，故D正确；故选A。13．对实验Ⅰ~Ⅳ的实验操作现象判断正确的是A．实验Ⅰ：制得胶体，产生红褐色沉淀B．实验Ⅱ：溶液颜色变红C．实验Ⅲ：放出大量气体D．实验Ⅳ：铜片表面有黑色固体生成【答案】C【详解】A．沸水中滴入氯化铁饱和溶液继续煮沸至出现红褐色液体制得氢氧化铁胶体，不会产生红褐色沉淀，故A错误；B．亚铁离子不与硫氰化钾溶液反应，遇硫氰化钾溶液不会出现红色，故B错误；C．向了粉中加入氢氧化钠溶液发生的反应为铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应中铝粉溶解，放出大量气体，故C正确；D．硫酸铁溶液与铜反应生成硫酸铜和硫酸亚铁，不会有黑色固体生成，故D错误；故选C。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．A12O3、MgO可用作高温材料，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A12O3、MgO的方法冶炼Al、MgD．用纯碱制玻璃、用铁矿石炼铁、用氨制碳酸铵都会产生温室气体【答案】B【详解】A．在地壳中金属元素的含量Al的中含量最高，铁次之，三种元素中Cu元素的含量最低，A错误；B．Al2O3、MgO的熔点很高，可用作高温材料，光导纤维主要成分是二氧化硅，B正确；C．MgO的熔点很高，电解熔融态MgO冶炼Mg会增大生产成本，工业上一般是用电解熔融的MgCl2的方法来冶炼镁，C错误；D．用纯碱、石灰石、石英制玻璃及用铁矿石炼铁都会产生CO2，用氨制碳酸铵，制备原理为：2NH3+CO2+H2O=(NH4)2CO3，不产生CO2，D错误；故合理选项是B。15．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：

下列叙述正确的是A．按上述流程，试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸B．反应①过滤后所得沉淀为氧化铁C．图中所有的转化反应都不是氧化还原反应D．反应②的离子方程式为2AlO2－＋CO2＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋CO32－【答案】B【分析】综合分析工艺流程图可知，试剂X是氢氧化钠溶液，Al2O3溶于氢氧化钠溶液得到NaAlO2溶液，Fe2O3与氢氧化钠溶液不反应，所以反应①过滤后所得溶液乙为NaAlO2溶液，沉淀为Fe2O3；Y为CO2，向NaAlO2溶液中通入过量CO2生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝分解生成氧化铝，电解熔融Al2O3得到金属铝，以此解答该题。【详解】A．由溶液乙通入过量的Y生成氢氧化铝沉淀可知，溶液乙中含有偏铝酸根、气体Y为二氧化碳，故试剂X为氢氧化钠溶液，不可能为盐酸，故A错误；B．Al2O3溶于氢氧化钠溶液得到NaAlO2溶液，Fe2O3与氢氧化钠溶液不反应，则过滤后所得沉淀为Fe2O3，故B正确；C．电解熔融Al2O3冶炼金属铝属于氧化还原反应，故C错误；D．反应①过滤后所得溶液乙为NaAlO2溶液，向NaAlO2溶液中通入过量CO2生成Al（OH）3沉淀和碳酸氢钠，反应的化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O＝Al（OH）3↓+NaHCO3，故D错误；故答案选B。【点睛】本题是一道综合考查铁、铝化合物的性质以工业冶炼铝等知识题目，侧重于考查学生分析和解决问题的能力，综合性强，注意把握制备原理和反应的流程分析。二、填空题（本题包括4小题，共55分）16．（14分）某纯碱样品中含有少量NaCl杂质，现用如图所示装置来测定纯碱样品中Na2CO3的质量分数（铁架台、铁夹等均已略去）。实验步骤如下：①按如图所示连接装置，并检查气密性；②准确称得盛有碱石灰的干燥管D的质量为80.20；③准确称得20.00g纯碱样品放入容器b中；④打开分液漏斗a的旋塞，缓缓滴入稀硫酸至不再产生气泡；⑤打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入一定量空气；⑥熟后称得干燥管D的总质量为86.36g；⑦重复步骤⑤和⑥的操作，直到干燥管D的质量不变，且其质量为86.80g。试回答：（1）装置B中发生反应的化学方程式为。（2）装置A中试剂X应选用足量的（填标号）。A．饱和NaCl溶液

B．浓H2SO4D．NaOH溶液C．NaHCO3溶液（3）①装置C的作用：。②装置E的作用：。（4）如果将分液漏斗中的稀硫酸换成浓度相同的盐酸，则会导致测定结果（填“偏大”“偏小”或“不变”，下同）；若没有操作⑤⑦，则会导致测定结果。（5）该纯碱样品中Na2CO3的质量分数为。【答案】H2SO4+Na2CO3=H2O+CO2↑+Na2SO4D吸收CO2气体中的水蒸气，避免测量结果产生误差防止空气中的水蒸气和CO2进入装置D中引起测量误差偏大偏小79.5%【分析】B中是稀硫酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体，方程式为，C装置中浓硫酸是吸收CO2气体中的水蒸气，避免测量结果产生误差，装置D的作用是吸收产生的CO2，装置E的作用是利用干燥管中碱石灰吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，避免影响测定二氧化碳的结果，以此解答。【详解】（1）装置B中，与发生复分解反应生成、和，反应的化学方程式是。（2）鼓入空气可以将装置内残留的全部赶入装置D中，达到精确测量的目的；装置A中试剂X应能除去空气中的，所以选用NaOH溶液。（3）①装置B中生成的中混有水蒸气，装置C中盛有的浓的作用是吸收中混有的水蒸气，防止装置D中的碱石灰吸收水蒸气，导致测得的的质量偏大。②装置E中盛有碱石灰，可以吸收空气中的和水蒸气，防止空气中的和水蒸气进入装置D中引起测量误差。（4）如果将分液漏斗中的稀硫酸换成浓度相同的盐酸，由于盐酸具有挥发性，挥发出的HCl气体会被碱石灰吸收，导致测定结果偏大；若没有操作⑤⑦，反应产生的部分气体会在装置中滞留，使测定结果偏小。（5）生成的质量，其物质的量，根据碳原子守恒知样品中的质量，则该纯碱样品中的质量分数为。17．（14分）铝、铁、铜及其化合物在日常生活中应用广泛，根据下列事实回答问题。(1)铝土矿的主要成分是氧化铝，写出铝土矿与稀硫酸反应的离子方程式：。(2)铁矿石主要分为赤铁矿和磁铁矿。写出赤铁矿主要成分的化学式：。磁铁矿与铝粉在一定条件下发生铝热反应，写出反应的化学方程式：。(3)现有一定浓度的FeCl2溶液，检验溶液是否变质的方法是取少量溶液，向其中加入几滴KSCN溶液，如果溶液，证明溶液变质。(4)氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方程式为。(5)向新制的FeCl2溶液中滴加氢氧化钠溶液，可以观察到的现象为。(6)Cu不活泼，通常情况下不与稀硫酸反应，但向Cu和稀硫酸的混合物中通入O2后，溶液很快变蓝色，试写出该反应的离子方程式：。【答案】(1)Al2O3+6H+=3H2O+2Al3+(2)Fe2O33Fe3O4+8Al4Al2O3+9Fe(3)变红色(4)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+(5)产生白色沉淀，然后迅速变为灰绿色，最终变为红褐色(6)2Cu+O2+4H+=2Cu2++2H2O【详解】（1）铝土矿的主要成分是氧化铝，氧化铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和水，离子方程式为；（2）铁矿石主要分为赤铁矿和磁铁矿。赤铁矿主要成分是氧化铁，其化学式为，磁铁矿与铝粉在高温下发生铝热反应，生成氧化铝和铁，反应的化学方程式为；（3）检验溶液是否变质的方法是取少量溶液，向其中加入几滴KSCN溶液，如果溶液变红色，证明溶液变质；（4）氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，氯化铁与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式为；（5）向新制的溶液中滴加氢氧化钠溶液，生成氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化成氢氧化铁沉淀，可以观察到的现象为产生白色沉淀，然后迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；（6）Cu不活泼，通常情况下不与稀硫酸反应，但向Cu和稀硫酸的混合物中通入后，溶液很快变蓝色，根据现象可以判断出氧气在酸性环境下把铜单质氧化生成铜离子，该反应的离子方程式为。18．（18分）铁在人体中以Fe2＋和Fe3＋的形式存在。二价铁离子易被吸收，给贫血者补充铁时，应给予含二价铁离子的铁盐，如硫酸亚铁(FeSO4)。(1)人体中经常进行转化Fe2+Fe3+，A反应中Fe2＋作剂，B反应中Fe3＋作剂。(2)新配制的FeCl2溶液应加入以防止FeCl2转化为FeCl3，要除去FeCl3溶液中少量的FeCl2杂质，可向其中通入适量的。(3)在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应。反应的离子方程式为。(4)为消除废气中的Cl2对环境的污染，将废气通过含有铁粉的FeCl2溶液，即可有效地除去Cl2，这一处理过程可用两个离子方程式表示为2Fe2+＋Cl2=2Fe3+＋2Cl-和；处理过程中需定期添加的原料是。(5)某同学为检验某未知溶液中是否为FeCl2溶液，采取如下实验方案加以验证：取少许未知试液于试管中溶液呈红色(证明含有FeCl2)，你认为此方案(填“合理”或“不合理”)，若不合理，如何改进：。【答案】(1)还原氧化(2)铁粉Cl2(3)Cu＋2Fe3+=Cu2+＋2Fe2+(4)Fe＋2Fe3+=3Fe2+铁粉(5)不合理取少量溶液，先加KSCN溶液，溶液不变红色，再加入氯水，溶液变成红色，则证明原溶液有Fe2+【详解】（1）A反应中铁元素化合价升高，Fe2＋作还原剂，B反应中铁元素化合价降低，Fe3＋作氧化剂。（2）Fe2+易被氧化，新配制的FeCl2溶液应加入铁粉以防止FeCl2转化为FeCl3；氯气能把Fe2+氧化为Fe3+，要除去FeCl3溶液中少量的FeCl2杂质，可向其中通入适量的Cl2。（3）铜与氯化铁溶液的反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式为Cu＋2Fe3+=Cu2+＋2Fe2+。（4）为消除废气中的Cl2对环境的污染，将废气通过含有铁粉的FeCl2溶液，即可有效地除去Cl2，这一处理过程可用两个离子方程式表示为2Fe2+＋Cl2=2Fe3+＋2Cl-和Fe＋2Fe3+=3Fe2+；总反应为，所以处理过程中需定期添加的原料是铁粉。（5）此方案不能判断Fe3+是否是由Fe2+氧化而成，所以该方案不合理，改进方法为：取少量溶液，先加KSCN溶液，溶液不变红色，再加入氯水，溶液变成红色，则证明原溶液有Fe2+。19．（10分）工业上通常以铝土矿(主要成分为Al2O3，含有少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备无水氯化铝：2Al2O3＋6Cl2===4AlCl3＋3O2。回答以下问题：(1)为促进反应的进行，实际生产中需加入焦炭，其原因是