成都龙泉中学2020-2021学年度2021届高考化学一轮复习《金属及其化合物》单元过关检测试题（Word版含答案与解析）

1 （人教版）高考一轮复习《金属及其化合物》单元过关检测试题 （时间：40 分钟，满分 100 分） 一、单项选择题：本题包括 10 小题，每小题 6 分，共 60 分。 1．下列各项说法或离子方程式书写错误的是(　　) A．将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满 CO2 的集气瓶，集气瓶中产生大量白烟， 瓶内有黑色颗粒产生，由实验现象可得到结论：CO2 具有氧化性 B．Na2O2 吸收 CO2 产生 O2，可用作呼吸面具供氧剂 C．钠与水反应：Na＋2H2O===Na＋＋2OH－＋H2↑ D．电解饱和食盐水获取烧碱和氯气：2Cl－＋2H2O ===== 通电 H2↑＋Cl2↑＋2OH－ 【答案】 C 【解析】 A 项，瓶中有黑色颗粒产生，说明生成了炭，发生反应为 4Na＋3CO2 =====点燃 2Na2CO3＋C，CO2 中 C 的化合价降低，被还原，因此 CO2 作氧化剂，具有氧化性，正确；B 项， 过氧化钠可以和二氧化碳反应生成氧气，正确；C 项没有配平，电荷不守恒，错误；D 项书 写正确。 2．下列说法不正确的是(　　) A．Al 箔插入稀 HNO3 中，无现象，说明 Al 箔表面被 HNO3 氧化，形成致密的氧化膜 B．如图所示，①中为 AlCl3 溶液，②中为浓氨水，①中有白色沉淀生成 C．Al2O3 ― ― →NaOH（aq） NaAlO2(aq) ― ― →CO2 Al(OH)3 D．AlCl3 溶液中滴加 NaOH 溶液后铝的存在形式： 　 【答案】 A2 【解析】 铝能溶于稀 HNO3，在浓 HNO3 中钝化，A 错；浓氨水会挥发出 NH3，NH3 与 AlCl3 溶 液 反 应 生 成 Al(OH)3 沉 淀 ， B 正 确 ； Al2O3 ＋ 2OH － ===2AlO－2 ＋ H2O ， AlO－2 ＋ CO2 ＋ 2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3 ，C 正确；根据 Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al3＋＋4OH－===AlO－2 ＋2H2O，① n（NaOH） n（AlCl3） I2，现象错误，答案选 A。 6．美国普度大学研究开发出一种利用铝镓合金制备氢气的新工艺(如图所示)。下列有 关该工艺的说法错误的是(　　) A．该过程中，能量的转化形成只有两种 B．铝镓合金可以循环使用4 C．铝镓合金与水反应的化学方程式为 2Al＋3H2O ===== 一定条件 Al2O3＋3H2↑ D．总反应式为 2H2O ===== 一定条件 2H2↑＋O2↑ 【答案】 A 【解析】 铝镓合金与水反应是将化学能转化为热能、太阳能电池是把光能转化为电能、 电解是电能转化为化学能，A 选项错误。 7．某溶液中可能含有 H＋、NH＋4、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、CO2－3 、SO2－4 、NO －3中的几 种。①若加入锌粒，产生无色无味的气体；②若加入 NaOH 溶液，产生白色沉淀，且产生 的沉淀量与加入 NaOH 的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法正确的是(　　) A．溶液中的阳离子只有 H＋、Mg2＋、Al3＋ B．溶液中 n(NH＋4)＝0.2 mol C．溶液中一定不含 CO2－3 ，可能含有 SO 2－4 和 NO－3 D．n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝1∶1∶1 【答案】 B 【解析】 由①知溶液中一定含有 H＋，一定没有 CO2－3 、NO－3 ，由②知溶液中一定含 有 Mg2＋、Al3＋，一定没有 Fe3＋，由图像可知溶液中还一定含有 NH＋4 ，且 n(NH＋4 )＝0.7 mol －0.5 mol＝0.2 mol，n(H＋)＝0.1 mol，n(Al3＋)＝0.8 mol－0.7 mol＝0.1 mol，沉淀 Al3＋、Mg2 ＋共消耗 0.4 mol OH－，其中沉淀 Al3＋消耗 0.3 mol OH－，沉淀 Mg2＋消耗 0.1 mol OH－，根 据 Mg2＋～2OH－，可得 n(Mg2＋)＝0.05 mol，故只有选项 B 正确。 8.下列离子在一定条件下能共存，且加入相应试剂后发生反应的离子方程式正确的是 (　　) 离子组 加入试剂 加入试剂后发生反应的离子方程式5 A Fe2+，NO－3 ，K+ 稀硫酸 3Fe2++ NO－3 +4H+=3Fe3++NO↑+2H2O B Fe3+，I-，ClO- 氢氧化钠溶液 3Fe3++3OH-=Fe (OH)3↓ C Ba2+，HCO－3 ，Cl- 氢氧化钠溶液 HCO－3 +OH-=CO2－3 +H2O D Ag+，F-，NO－3 过量浓氨水 Ag++OH- =AgOH↓ 【答案】 A 【解析】 Fe2+，NO－3 ，K+均不反应，能共存，加入稀硫酸发生反应 3Fe2++NO－3 +4H+=3Fe3++NO ↑+2H2O，故 A 正确；Fe3+与 I-能发生氧化还原反应 2Fe3++2I-=2Fe2++I2，则不能大量共存；I- 与 ClO-能发生氧化还原反应 ClO-+2I-+H2O=Cl-+I2+2OH-，则不能大量共存，故 B 错误；Ba2+， HCO－3 ，Cl-均不反应，能共存，但加入氢氧化钠溶液后生成的碳酸根离子和钡离子反应生成 沉淀，发生反应的离子方程式为 Ba2++HCO－3 +OH-=BaCO3↓+H2O，故 C 错误；Ag+，F-，NO －3 均 不反应能共存，但加入过量浓氨水，AgNO3+NH3·H2O=AgOH↓+NH4NO3，AgOH+2NH3·H2O= Ag(NH3)2OH+2H2O，总离子方程式为 Ag++3NH3·H2O=Ag(NH3)+2+OH-+ NH＋4 +2H2O，故 D 错误。 9．某研究小组通过实验探究 Cu 及其化合物的性质，下列操作正确且能达到目的的是 (　　) A．将铜丝插入浓硫酸中加热，反应后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色 B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察 CuCl2 的生成 C．将 CuCl2 溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水 CuCl2 固体 D．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿 【答案】 D 【解析】 A 项正确的操作应该是将铜丝插入浓硫酸中加热，反应后取一定量的反应液 加入盛有水的烧杯中；B 项中应该用红热的铜丝；C 项中 Cu2＋水解，加热 CuCl2 溶液不能 得到 CuCl2 固体；铜绿溶于盐酸而铜不溶于盐酸，故可用盐酸除去铜器表面的铜绿，D 正确。 10.为了测定 NaCl、Na2CO3·10H2O 和 NaHCO3 的混合物中各组分的含量，某同学设计 如下实验：取一定质量的混合物，通过测量反应前后②和③装置质量的变化，测定该混合物 中各组分的质量分数。下列说法中错误的是(　　)6 A.①②③中可以依次盛装碱石灰、无水 CaCl2、碱石灰 B.硬质玻璃管加热前，应关闭 b，打开 a，缓缓通入空气，直至 a 处出来的空气不再使 澄清石灰水变浑浊为止 C.若将①装置换成盛放 NaOH 溶液的洗气瓶，则测得的 NaCl 含量偏大 D.实验过程中一直通入空气，停止加热后再停止通入空气 【答案】 C 【解析】 根据实验目的和装置的连接顺序可知：装置①用于吸收空气中的 CO2 和水蒸 气，可以使用碱石灰；装置②吸收 Na2CO3·10H2O 和 NaHCO3 分解生成的水蒸气，可以使用无 水 CaCl2；装置③吸收碳酸氢钠分解生成的 CO2，使用碱石灰，A 项正确；实验前必须将装置 中的水蒸气和 CO2 赶净，避免影响测定结果，硬质玻璃管加热前，应关闭 b，打开 a，缓缓 通入空气，直至 a 处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止，B 项正确；若将①装置换成 盛放 NaOH 溶液的洗气瓶，则会增加水的质量，使测得 Na2CO3·10H2O 和 NaHCO3 的含量偏高， NaCl 的含量偏低，C 项错误；实验过程中一直通入空气，停止加热后继续通入空气使存留在 装置中的 CO2 和水蒸气完全被吸收，D 项正确。 二、非选择题：本题包括 3 小题，共 40 分。 11．（13 分）工业上由铝土矿(主要成分是 Al2O3 和 Fe2O3)和焦炭制备无水 AlCl3 的流程 如下： 已知：AlCl3、FeCl3 分别在 183 ℃，315 ℃升华 (1)在焙烧炉中发生反应： ①Fe2O3(s)＋3C(s) 2Fe(s)＋3CO(g) ΔH＝－492.7 kJ·mol－1 ②3CO(g)＋Fe2O3(s) 2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝＋25.2 kJ·mol－17 反应 2Fe2O3(s)＋3C(s) 4Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝________ kJ·mol－1。 (2)①Al2O3、Cl2 和 C 在氯化炉中高温下发生反应，当生成 1 mol AlCl3 时转移________ mol 电子；炉气中含有大量 CO 和少量 Cl2，可用 Na2SO3 溶液除去 Cl2，其离子方程式为 ________________________________________________________________________。 充分反应后温度降至________以下(填“183 ℃”或“315 ℃”之一)，开始分离收集 AlCl3。 ②将 AlCl3·6H2O 溶于浓硫酸进行蒸馏，也能得到一定量的无水 AlCl3，此原理是利用 浓硫酸下列性质中的________(填字母)。 ①氧化性　②吸水性　③难挥发性　④脱水性 a．① b．② c．②③ d．②③④ (3)海洋灯塔电池是利用铝、石墨为电极材料，海水为电解质溶液构成电池的，其正极 反应式为______________________，与铅蓄电池相比，释放相同电量时，所消耗金属电极材 料的质量比 m(Al)：m(Pb)＝________。 【答案】 (1)－467.5 (2)①3 　Cl2＋SO2－3 ＋H2O===2Cl－＋SO2－4 ＋2H＋　315 ℃ 　②c (3)O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 　2：23 【解析】 (1)由①＋②得所求方程式，所以ΔH＝－467.5 kJ·mol－1。 (2)①由 Al2O3＋3Cl2＋3C===2AlCl3＋3CO 知，生成 2 mol AlCl3 转移电子数为 6，则 1 mol AlCl3 时转移 3 mol 电子；根据题意得：Cl2＋SO2－3 ＋H2O===2Cl－＋SO2－4 ＋2H＋；Al＋FeCl3===Fe ＋AlCl3 由于 AlCl3 升华而 FeCl3 不升华，温度应在 315 ℃以下。 ②此处只用到吸水性，难挥发性。 (3)设都放出 6 mol e－，需要 Al 2 mol，Pb 3 mol，其质量比为(2 mol×27 g·mol－1) (3 mol×207 g·mol－1)＝2：23。 12．（13 分）铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化合物的有关知识，回答下 列问题： （1）铁和铁合金是生活中的常用材料，下列叙述中正确的是___________ A．纯铁硬度比生铁高 B．纯铁耐腐蚀性强，不易生锈 C．不锈钢是铁合金，只含金属元素 D．铁在一定条件下，可与水蒸气反应 8 E．铁在冷的浓硫酸中钝化 （2）向沸水中逐滴滴加 1 mol·L－1FeCl3 溶液，至液体呈透明的红褐色，该反应的离子方 程式为______________________，形成该分散系的微粒粒度范围是_____________________。 （3）电子工业需用 30%的 FeCl3 溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板。请写出 FeCl3 溶液与铜反应的离子方程式________________________。欲从腐蚀后的废液中回收铜 并重新获得 FeCl3 溶液，现有下列试剂：①氯气②铁粉③浓硝酸④浓盐酸⑤烧碱⑥浓氨水， 需要用到的一组试剂是 ________。 A．①②④ B．①③④⑥ C．②④⑤ D．①④⑥ （4）高铁酸钠 Na2FeO4 是一种新型净水剂。 ①高铁酸钠主要通过如下反应制取：2Fe(OH)3＋3NaClO＋4NaOH===2Na 2FeO4＋3X＋ 5H2O，则 X 的化学式为____________。 ②高铁酸钠在水中可以发生如下反应：4FeO2－4 ＋10H2O 4Fe(OH)3＋8OH－＋3O2。由 此看来，高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它具有________性，而能够除去水中悬浮物是因为 ________________________________________________。 ③下列物质能作净水剂的有____________。 A．KAl(SO4)2·12H2O B．[Fe(OH)(SO4)]n C．ClO2 D．“84”消毒液 【答案】 （1）BDE　 （2）Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3(胶体)＋3H＋　1～100 nm　 （3）2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋　A （4）①NaCl　②氧化　生成 Fe(OH)3 在水中形成胶体能够吸附水中悬浮杂质（2 分）　 ③ABC 【解析】（1）纯铁硬度比生铁低，A 错误；纯铁耐腐蚀性强，不易生锈，B 正确；不锈 钢是铁合金，含 Fe、Mn 等金属元素，也含有 C、Si 等非金属元素，C 错误；铁在一定条件 下，可与水蒸气反应产生四氧化三铁和氢气，D 正确；铁在室温下遇浓硝酸、浓硫酸，在金 属表面会被氧化产生一薄层致密的氧化物保护膜，而阻止了金属的进一步反应，因此 Fe 在 冷的浓硫酸中钝化，E 正确。（2）向沸水中逐滴滴加 1 mol·L－1FeCl3 溶液，至液体呈透 明的红褐色，这时发生 Fe3＋的水解反应，产生氢氧化铁胶体和盐酸，该反应的离子方程式 为 2Fe3＋＋3H2O 2Fe(OH)3(胶体)＋3H＋；形成该分散系属于胶体，分散质的微粒粒度范 围是 1 nm～100 nm 之间；（3）电子工业需用 30%的 FeCl3 溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制 造印刷电路板。则 FeCl3 溶液与铜反应的离子方程式是 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；若从腐 蚀后的废液中回收铜并重新获得 FeCl3 溶液，提供的试剂有：①氯气②铁粉③浓硝酸④浓盐 酸⑤烧碱⑥浓氨水，则应该首先向溶液中加入过量的 Fe 粉，发生反应得到纯净的 FeCl2 溶9 液，把过量的 Fe 和置换出的 Cu 过滤出来，向滤渣中加入盐酸使 Fe 发生反应得到 FeCl2 溶 液，再过滤除去 Cu，把两次的滤液合并，再向其中通入过量的氯气就得到了 FeCl3 溶液，所 以选项 A 符合题意，而其余选项都会引入杂质离子，不符合题意，错误；（4）①根据原子守恒 可得 X 的化学式是 NaCl；②根据方程式可知高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它可以得到电子， 具有强的氧化性，而能够除去水中悬浮物是因为反应后产生的还原产物 Fe(OH)3 在水中形成 胶体，表面积大，有强的吸附能力，吸附水中悬浮的杂质使之形成沉淀而除去；③ KAl(SO4)2·12H2O 电离产生的 Al3＋会发生水解反应产生 Al(OH)3 胶体，因此有净水作用，A 正确；[Fe(OH)(SO4)]n 会形成 Fe(OH)3 胶体，因此有净水作用，B 正确；ClO2 有强氧化性， 可以杀菌消毒，危害也小，因此可以处理水，C 正确；“84”消毒液有杀菌消毒作用，但是 碱性太强，气味太浓，不适宜水的净化，D 错误。 13．（14 分）从古至今，铁及其化合物在人类生产生活中的作用发生了巨大变化。 （1）古代中国四大发明之一的司南是由天然磁石制成的，其主要成分是________(填字 母序号)。 a．Fe b．FeO c．Fe3O4 d．Fe2O3 （2）现代利用铁的氧化物循环裂解水制氢气的过程如下图所示。 整个过程与温度密切 相关， 当温度低于 570 ℃时，反应 Fe3O4(s)＋4CO(g) 3Fe(s)＋4CO2(g)，阻碍循环反应 的进行。 ①已知：Fe3O4(s)＋CO(g) 3FeO(s)＋CO2(g)　ΔH1＝＋19.3 kJ·mol－1 3FeO(s)＋H2O(g) Fe3O4(s)＋H2(g)　ΔH2＝－57.2 kJ·mol－1 C(s)＋CO2(g) 2CO(g)　ΔH3＝＋172.4 kJ·mol－1 铁氧化物循环裂解水制氢气总反应的热化学方程式是___________________________。 ②下图表示其他条件一定时，Fe3O4(s)和 CO(g)反应达平衡时 CO(g)的体积百分含量随温 度的变化关系。 ⅰ．当温度低于 570 ℃时，温度降低 CO 的转化 率________( 填“ 增大”“ 减小” 或“ 不 变 ”) ， 理 由 是 ______________________________________________。 ⅱ．当温度高于 570 ℃时，随温度升高，反应 Fe3O4(s)＋CO(g) 3FeO(s)＋CO2(g)平衡常数的变化趋势是___________(填“增大”“减小”或 “不变”)；1040 ℃时，该反应的化学平衡常数的数值是____________。 （3）①古老而神奇的蓝色染料普鲁士蓝的合成方法如下：10 牛血 ― ― → 水浸 过滤 黄色溶液 K＋、[Fe(CN)6]4－ ― ― →FeCl3 溶液 ⅱ 蓝色沉淀 Fe4[Fe(CN)6]3 复分解反应ⅱ的离子方程式是______________________________________________。 ②如今基于普鲁士蓝合成原理可检测食品中 CN－，方案如下： 食品 待测液 ― ― →10% H2SO4 加热煮沸 HCN气体 ― ― ― ― ― ― →FeSO4 碱性试纸 试纸变蓝 若 试 纸 变 蓝 则 证 明 食 品 中 含 有 CN － ， 请 解 释 检 测 时 试 纸 变 蓝 的 原 因 ： __________________________________________________。 （4）已知 25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－39，此温度下若在实验室中配制 100 mL 5 mol·L － 1 FeCl3 溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，则至少需要加入 2 mol·L － 1 的盐酸 ________mL(忽略加入盐酸体积)。 【答案】（1）c （2）①C(s)＋H2O(g)===H2(g)＋CO(g)　ΔH＝＋134.5 kJ·mol－1 ②ⅰ．增大　当温度低于 570 ℃时，可逆反应 Fe3O4＋4CO(g) 3Fe(s)＋4CO2(g)平 衡正向移动，故 CO 的转化率增大 ⅱ．增大　4 （3）①3[Fe(CN)6]4－＋4Fe3＋===Fe4[Fe(CN)6]3↓ ②碱性条件下，Fe2＋与 CN－结合生成[Fe(CN)6]4－，Fe2＋被空气中的 O2 氧化生成 Fe3 ＋，[Fe(CN)6]4－ 与 Fe3＋反应生成普鲁士蓝使试纸变蓝 （4）2.5 【解析】（2）②ⅰ．由图象可知，当温度低于 570 ℃时，温度降低，CO 的体积百分含 量降低，故 CO 的转化率增大；由题意可知，当温度低于 570 ℃时，可逆反应 Fe3O4(s)＋4CO(g) 3Fe(s)＋4CO2(g)平衡正向移动，故 CO 的转化率增大。ⅱ．当温度高于 570 ℃时，随 温度升高，CO 的体积百分含量降低，即反应 Fe3O4(s)＋CO(g) 3FeO(s)＋CO2(g)平衡正 向移动，则平衡常数增大。1040 ℃时 CO 体积分数为 20%。设 CO 起始浓度为 1 mol·L－1， 消耗 CO 浓度为 x。 　　 　Fe3O4(s)＋CO(g) 3FeO(s)＋CO2(g) 起始量 mol·L－1　　　　　　1　　　　　　　　　0 变化量 mol·L－1　　　　　　x　　　　　　　　　x 平衡量 mol·L－1　　　　　1－x　　　　　　　 　x 1－x 1 ＝20%，x＝0.8 mol·L－1，K＝ 0.8 1－0.8＝4。 （3）②碱性条件下，Fe2＋与 CN－结合生成[Fe(CN)6]4－；Fe2＋被空气中的 O2 氧化生成11 Fe3＋；[Fe(CN)6]4－与 Fe3＋反应生成普鲁士蓝使试纸变蓝。（4）若不出现浑浊现象，则 c(Fe3 ＋)×c3(OH－) ≤ Ksp[Fe(OH)3]，代入有关数据后可求出 c(OH－)≤2×10－13 mol·L－1，c(H ＋)≥0.05 mol·L －1，则加入盐酸的体积至少为 0.1 L × 0.05 mol·L－1 2 mol·L－1 ＝0.0025 L＝ 2.5 mL。