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化学必修1第三章 金属及其化合物综合与测试习题
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这是一份化学必修1第三章 金属及其化合物综合与测试习题，共7页。试卷主要包含了5 Fe—56，下列叙述正确的是，下列推理正确的是，200 mL 0，下列实验的现象或表述正确的是，11等内容，欢迎下载使用。
可能用到的相对原子质量:H—1 O—16 Na—23 Al—27 Cl—35.5 Fe—56
一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分。每小题只有1个选项符合题意)
1.我国科学家参与研制的阿尔法磁谱仪随美国发现号航天飞机升入太空,开始了探索宇宙中是否存在“反物质”和“暗物质”的研究工作。根据所学的知识推测制造阿尔法磁谱仪核心部件的材料是( )
A.FeOB.Fe2O3C.Fe3O4D.Fe
解析:Fe3O4具有磁性,又称为磁性氧化铁。
答案:C
2.下列叙述正确的是( )
A.通过物理变化使铁制品表面生成致密的氧化膜,可以防止生锈
B.常见的合金钢主要有硅钢、锰钢、钨钢和不锈钢
C.氧化物只能作氧化剂,不能作还原剂
D.生铁中的球墨铸铁,没有机械强度,所以在什么场合都不可以代替钢
解析:A项,生成致密的氧化膜是化学变化;C项,有些氧化物可以作还原剂,如一氧化碳,利用它的还原性可以在工业上冶炼金属;D项,生铁中的球墨铸铁具有很高的机械强度,在某种场合可代替钢。
答案:B
3.关于钠及其化合物性质的叙述,不正确的是( )
A.过氧化钠是淡黄色固体,可用于呼吸面具中作为氧气来源
B.氧化钠和过氧化钠都能与二氧化碳反应,生成物完全相同
C.碳酸钠固体中混有少量碳酸氢钠,可用加热的方法除去碳酸氢钠
D.质量相等的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应,后者产生气体多
解析:过氧化钠是淡黄色固体,过氧化钠与人呼出的二氧化碳和水蒸气反应均放出氧气,故可用于呼吸面具中氧气的来源,A正确;氧化钠和过氧化钠都能与二氧化碳反应,前者只生成碳酸钠,后者除生成碳酸钠之外还放出氧气,B错误;碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水蒸气和二氧化碳,故碳酸钠固体中混有少量碳酸氢钠时,可用加热的方法除去碳酸氢钠,C正确;1 ml碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应,都生成1 ml CO2,即生成等量的CO2气体,消耗碳酸钠的质量大,故质量相等的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应,后者产生的气体多,D正确。
答案:B
4.下列推理正确的是( )
A.铝粉在氧气中燃烧生成Al2O3,故钠在氧气中燃烧生成Na2O
B.铁能从硫酸铜溶液中置换出铜,故钠也能从硫酸铜溶液中置换出铜
C.活泼金属钠保存在煤油中,故活泼金属铝也保存在煤油中
D.钠与氧气、水等反应时钠均作还原剂,故金属单质参与反应时金属单质均作还原剂
解析:钠在氧气中燃烧生成Na2O2,A错误;钠非常活泼,钠加入硫酸铜溶液中,钠先与水反应生成NaOH,NaOH再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀,B错误;由于钠易与水、氧气反应,故为了隔绝空气保存在煤油中;铝在空气中易与氧气反应生成致密的氧化物保护膜,故不需要保存在煤油中,放在广口瓶中即可,C错误;由于金属单质在反应中,化合价均升高被氧化,故金属单质参与反应时金属单质均作还原剂,D正确。
答案:D
5.下列有关焰色反应的叙述正确的是( )
A.只有金属的化合物灼烧时才会有不同的颜色
B.每次实验后,铂丝都要用水洗净
C.若透过蓝色钴玻璃只看到紫色,说明样品中含钾元素而一定不含钠元素
D.若样品灼烧呈黄色,判断一定有钠元素,但不能排除含其他金属元素
解析:焰色反应是元素的性质,单质和化合物均有,有些非金属在灼烧时也会有不同的焰色,如硫黄燃烧,A错误;每次实验完后,铂丝要用稀盐酸洗,用水洗不彻底,B错误;透过蓝色钴玻璃会滤去黄光,只看到紫色,说明样品中含钾元素却无法判定是否含钠元素,C错误;若灼烧样品火焰呈黄色,判断一定含钠元素,但有些不能发生焰色反应的金属如铁元素,却不能断定是否有,D正确。
答案:D
6.200 mL 0.1 ml·L-1的AlCl3溶液与等体积0.4 ml·L-1的NaOH溶液混合后充分反应,最终产生的沉淀的质量为( )
g g
gD.0
解析:据条件可知n(Al3+)∶n(OH-)=1∶4,此时Al3+恰好转化为AlO2-;离子方程式为Al3++3OH-Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O,故选D。
答案:D
7.下列各组中的两种物质作用,反应条件(温度或者反应物用量)改变,不会引起产物种类改变的是( )
A.Na和O2
B.NaOH和CO2
C.Na2O2和CO2
D.AlCl3和NaOH
解析:A项,Na在常温下与O2反应,生成Na2O,点燃时生成Na2O2;B项,NaOH与少量CO2生成Na2CO3,足量CO2生成NaHCO3;D项,NaOH少量时生成Al(OH)3,过量时生成NaAlO2。
答案:C
8.下列实验的现象或表述正确的是( )
A.在酒精灯上灼烧铝箔,会发现熔化的铝不断滴落
B.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2~3滴即可
C.制备氢氧化亚铁时,向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌,即可制得白色的氢氧化亚铁
D.向饱和FeCl3溶液中滴入少量NaOH溶液,煮沸后即得红棕色Fe(OH)3胶体
解析:铝在空气中燃烧,首先生成Al2O3,其熔点高,而内部的Al的熔点低,所以里面熔化,而外面不熔化,故看到不滴落的现象,A错误;制备氢氧化亚铁时,用长滴管吸取氢氧化钠溶液后,把滴管插入硫酸亚铁溶液的底部,不能搅拌,否则会带入氧气,看不到白色的氢氧化亚铁,C错误;向饱和FeCl3溶液中滴入少量NaOH溶液,得到Fe(OH)3沉淀,D错误。
答案:B
9.11.6 g Fe3O4加到100 mL某浓度的盐酸中,再加入9.8 g铁粉,反应停止时,溶液中无固体存在。向溶液中滴加硫氰化钾溶液,未见颜色变化,为了中和过量的盐酸(不考虑盐酸的挥发),且使铁完全转化成Fe(OH)2,共消耗5.0 ml·L-1NaOH溶液160 mL。原盐酸中HCl的物质的量浓度为( )
A.2 ml·L-1B.4 ml·L-1
C.6 ml·L-1D.8 ml·L-1
解析:由题意可知,经过一系列反应后,最终得到的物质是Fe(OH)2和NaCl,根据元素守恒得:c(HCl)×V(HCl)=c(NaOH)×V(NaOH),c(HCl)=5.0 ml·L-1×160 mL100 mL=8 ml·L-1。
答案:D
10.下列各组物质中,X是主要物质,Y是少量杂质,Z是除去杂质所需加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是( )
解析:A项应加入铁粉与FeCl3反应生成FeCl2;B项Fe将FeCl3还原成FeCl2,所以加入铁粉置换出单质铜后还应再通入Cl2;D项加入BaCl2后生成BaCO3、BaSO4沉淀,应加入稀硫酸除杂。
答案:C
11.要验证Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序,可选用下列哪组物质进行实验( )
A.Cu、FeCl2溶液、MgCl2溶液
B.Fe、Cu、MgCl2溶液
C.Mg、CuO、FeSO4溶液
D.Fe、CuSO4溶液、MgCl2溶液
解析:A项中Cu不与FeCl2溶液、MgCl2溶液反应,无法实现题中要求;B项Fe、Cu都不与MgCl2溶液反应;C项中Mg与FeSO4溶液反应,置换出Fe,证明Mg比Fe活泼,因氧化铜不溶于水,故无法证明Fe比Cu活泼;D项Fe与CuSO4溶液反应置换出Cu,证明Fe比Cu活泼,Fe和Cu不与MgCl2溶液反应证明Fe和Cu不如Mg活泼。
答案:D
12.向X的溶液中,加入Y试剂,产生的沉淀或气体如下图所示,下列选项与所述情形相符的是( )
A.向HCl和AlCl3的混合液中滴加NaOH溶液
B.向NaOH和Ca(OH)2的混合液中通入CO2
C.向NH4Al(SO4)2溶液中滴加NaOH溶液
D.向NaOH和Na2CO3的混合液中滴加稀盐酸
解析:向HCl和AlCl3的混合液中滴加NaOH溶液,开始NaOH先与HCl发生中和反应,无沉淀生成,继续滴加NaOH溶液与AlCl3反应先生成Al(OH)3白色沉淀,然后沉淀又溶解,且沉淀生成与溶解消耗的NaOH的物质的量之比为3∶1,A选项中图像不符。向NaOH和Ca(OH)2的混合液中通入CO2,CO2先与Ca(OH)2反应生成CaCO3白色沉淀,再与NaOH反应生成可溶性盐,此时沉淀量不变,后又与CaCO3及水反应生成可溶性盐Ca(HCO3)2,且CaCO3的生成与溶解消耗CO2的量相等,B项与之符合。向NH4Al(SO4)2溶液中滴加NaOH溶液,NaOH先与Al3+反应生成Al(OH)3沉淀,再与NH4+反应生成NH3·H2O,最后与Al(OH)3沉淀反应生成可溶性偏铝酸盐,且整个过程消耗NaOH的量之比为3∶1∶1,C选项中的图像不符。向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加稀盐酸,HCl先与NaOH反应再与Na2CO3反应,且与Na2CO3反应是分步进行的,先生成NaHCO3,NaHCO3再与HCl反应才放出CO2气体,放出CO2气体消耗的HCl比未生成CO2气体消耗的HCl少,D选项中图像不符。
答案:B
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
13.(10分)已知X为Fe2O3和CuO的混合物,且氧化性强弱顺序:Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+。X样品可发生如图所示的转化关系:
(1)写出步骤③可能发生反应的离子方程式(共有3个)
。
(2)若溶液E中只有一种金属离子,则一定是 ;若溶液E中含有两种金属离子,则一定是 。
(3)若D固体是纯净物,该固体是 (填化学式)。
(4)印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成的,可用FeCl3溶液作“腐蚀剂”刻制印刷电路板,该过程发生反应的离子方程式为 。
解析:(1)①步中的反应为CuO+2HClCuCl2+H2O、Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O,所得溶液为FeCl3、CuCl2及过量的HCl的混合溶液;步骤②得到的固体有铜、铁两种,若B是铜,根据题给的氧化性顺序可知,只有一个反应,不符合3个反应的要求,故B应是铁。(2)若溶液E中只有一种金属离子,则必然是氧化性最弱的Fe2+;若溶液E中含有两种金属离子,则为Fe2+、Cu2+。(4)根据氧化性Fe3+>Cu2+可知,腐蚀电路板的反应为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+。
答案:(1)2Fe3++Fe3Fe2+、Cu2++FeFe2++Cu、2H++FeFe2++H2↑
(2)Fe2+ Fe2+、Cu2+ (3)Cu
(4)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+
14.(10分)如图所示装置,可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 ml·L-1的硫酸,其他试剂任选。
填写下列空白:
(1)B中盛有一定量的NaOH溶液,A中应预先加入的试剂是 ,A中反应的离子方程式是 。
(2)实验开始时应先将活塞a (填“打开”或“关闭”)。
(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程:
。
(4)实验完毕,打开b处活塞,放入一部分空气,此时B中发生反应的化学方程式为 。
解析:A为氢气的发生装置,B为产生Fe(OH)2沉淀装置,当a打开时,H2通过a进入B中排出B内氧气,a关闭时,A内气体压强增大,使A中FeSO4、H2SO4混合液进入B中与NaOH溶液反应产生Fe(OH)2沉淀。
答案:(1)铁屑 Fe+2H+Fe2++H2↑
(2)打开
(3)首先打开a,让分液漏斗中酸液流下,使A中产生的H2通入B中,一段时间后关闭a,A中液体沿导管流入B中,产生少量白色沉淀
(4)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
15.(18分)某工厂排放的工业废水中含Fe3+、Al3+、Cu2+,工厂为了减少环境污染,变废为宝,利用废铁屑和其他化学试剂进行如下操作,得到了铁红、Al2O3和金属Cu,回答下列问题:
(1)固体A的成分是 (用化学式表示)。
(2)写出B→D的离子方程式: ,该反应中氧化剂是 ,2 ml Cl2参加反应转移电子 ml,溶液D中滴加KSCN溶液的现象是 。
(3)溶液E焰色反应呈黄色,试剂H是 (用化学式表示);D→E反应的离子方程式是 。
(4)分别写出铁红和氧化铝在工业上的一种主要用途:
铁红 ;
氧化铝 。
解析:(1)加入废铁屑后发生如下反应:Fe+Cu2+Cu+Fe2+,又由于铁屑过量,所以固体A的成分为Fe和Cu。(2)溶液B中含有Fe2+、Al3+,加入足量氯水的目的是将Fe2+氧化为Fe3+;Cl2作为氧化剂参加反应,由0价变为-1价,所以2 ml Cl2转移电子4 ml;溶液D中含有Fe3+,滴加KSCN溶液变红色。(3)焰色反应呈黄色,说明溶液E中含有Na+,溶液H为NaOH溶液。D→E反应的离子方程式为Al3++4OH-AlO2-+2H2O。
答案:(1)Fe、Cu
(2)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl- Cl2 4 溶液变红色
(3)NaOH Al3++4OH-AlO2-+2H2O
(4)红色油漆或涂料等 耐火材料
16.(14分)在MgCl2和AlCl3的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液直至过量。经测定,加入的NaOH的物质的量(ml)和所得沉淀的物质的量(ml)的关系如下图所示。
(1)写出下列线段内发生反应的离子方程式:
OD段
,
CD段 。
(2)原溶液中Mg2+、Al3+的物质的量浓度之比为 。
(3)图中C点表示当加入 ml NaOH时,Al3+已经 ,Mg2+已经 。
(4)图中线段OA∶AB= 。
解析:(2)D点沉淀达到最大值。从D到C,Al(OH)3溶解,从图像知Al(OH)3的物质的量为0.1 ml,则Al3+的物质的量为0.1 ml,Mg(OH)2的物质的量为0.2 ml,Mg2+的物质的量为0.2 ml。故原溶液中Mg2+、Al3+的物质的量浓度之比为2∶1。
(3)D点时,Mg2+、Al3+恰好沉淀完全,所需OH-的物质的量为0.1 ml×3+0.2 ml×2=0.7 ml,CD段0.1 ml Al(OH)3溶解所需NaOH的物质的量为0.1 ml,故C点时,加入的NaOH的物质的量为0.8 ml,此时Al3+已经全部生成NaAlO2,Mg2+已经完全生成沉淀Mg(OH)2。
(4)由以上分析知线段OA∶AB=7∶1。
答案:(1)Al3++3OH-Al(OH)3↓,Mg2++2OH-Mg(OH)2↓ Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O
(2)2∶1 (3)0.8 全部生成NaAlO2 完全生成沉淀Mg(OH)2 (4)7∶1
选项
A
B
C
D
X
FeCl2
FeCl3
Fe
Na2SO4
Y
FeCl3
CuCl2
Al
Na2CO3
Z
Cl2
Fe
NaOH溶液
BaCl2溶液
可能用到的相对原子质量:H—1 O—16 Na—23 Al—27 Cl—35.5 Fe—56
一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分。每小题只有1个选项符合题意)
1.我国科学家参与研制的阿尔法磁谱仪随美国发现号航天飞机升入太空,开始了探索宇宙中是否存在“反物质”和“暗物质”的研究工作。根据所学的知识推测制造阿尔法磁谱仪核心部件的材料是( )
A.FeOB.Fe2O3C.Fe3O4D.Fe
解析:Fe3O4具有磁性,又称为磁性氧化铁。
答案:C
2.下列叙述正确的是( )
A.通过物理变化使铁制品表面生成致密的氧化膜,可以防止生锈
B.常见的合金钢主要有硅钢、锰钢、钨钢和不锈钢
C.氧化物只能作氧化剂,不能作还原剂
D.生铁中的球墨铸铁,没有机械强度,所以在什么场合都不可以代替钢
解析:A项,生成致密的氧化膜是化学变化;C项,有些氧化物可以作还原剂,如一氧化碳,利用它的还原性可以在工业上冶炼金属;D项,生铁中的球墨铸铁具有很高的机械强度,在某种场合可代替钢。
答案:B
3.关于钠及其化合物性质的叙述,不正确的是( )
A.过氧化钠是淡黄色固体,可用于呼吸面具中作为氧气来源
B.氧化钠和过氧化钠都能与二氧化碳反应,生成物完全相同
C.碳酸钠固体中混有少量碳酸氢钠,可用加热的方法除去碳酸氢钠
D.质量相等的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应,后者产生气体多
解析:过氧化钠是淡黄色固体,过氧化钠与人呼出的二氧化碳和水蒸气反应均放出氧气,故可用于呼吸面具中氧气的来源,A正确;氧化钠和过氧化钠都能与二氧化碳反应,前者只生成碳酸钠,后者除生成碳酸钠之外还放出氧气,B错误;碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水蒸气和二氧化碳,故碳酸钠固体中混有少量碳酸氢钠时,可用加热的方法除去碳酸氢钠,C正确;1 ml碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应,都生成1 ml CO2,即生成等量的CO2气体,消耗碳酸钠的质量大,故质量相等的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应,后者产生的气体多,D正确。
答案:B
4.下列推理正确的是( )
A.铝粉在氧气中燃烧生成Al2O3,故钠在氧气中燃烧生成Na2O
B.铁能从硫酸铜溶液中置换出铜,故钠也能从硫酸铜溶液中置换出铜
C.活泼金属钠保存在煤油中,故活泼金属铝也保存在煤油中
D.钠与氧气、水等反应时钠均作还原剂,故金属单质参与反应时金属单质均作还原剂
解析:钠在氧气中燃烧生成Na2O2,A错误;钠非常活泼,钠加入硫酸铜溶液中,钠先与水反应生成NaOH,NaOH再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀,B错误;由于钠易与水、氧气反应,故为了隔绝空气保存在煤油中;铝在空气中易与氧气反应生成致密的氧化物保护膜,故不需要保存在煤油中,放在广口瓶中即可,C错误;由于金属单质在反应中,化合价均升高被氧化,故金属单质参与反应时金属单质均作还原剂,D正确。
答案:D
5.下列有关焰色反应的叙述正确的是( )
A.只有金属的化合物灼烧时才会有不同的颜色
B.每次实验后,铂丝都要用水洗净
C.若透过蓝色钴玻璃只看到紫色,说明样品中含钾元素而一定不含钠元素
D.若样品灼烧呈黄色,判断一定有钠元素,但不能排除含其他金属元素
解析:焰色反应是元素的性质,单质和化合物均有,有些非金属在灼烧时也会有不同的焰色,如硫黄燃烧,A错误;每次实验完后,铂丝要用稀盐酸洗,用水洗不彻底,B错误;透过蓝色钴玻璃会滤去黄光,只看到紫色,说明样品中含钾元素却无法判定是否含钠元素,C错误;若灼烧样品火焰呈黄色,判断一定含钠元素,但有些不能发生焰色反应的金属如铁元素,却不能断定是否有,D正确。
答案:D
6.200 mL 0.1 ml·L-1的AlCl3溶液与等体积0.4 ml·L-1的NaOH溶液混合后充分反应,最终产生的沉淀的质量为( )
g g
gD.0
解析:据条件可知n(Al3+)∶n(OH-)=1∶4,此时Al3+恰好转化为AlO2-;离子方程式为Al3++3OH-Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O,故选D。
答案:D
7.下列各组中的两种物质作用,反应条件(温度或者反应物用量)改变,不会引起产物种类改变的是( )
A.Na和O2
B.NaOH和CO2
C.Na2O2和CO2
D.AlCl3和NaOH
解析:A项,Na在常温下与O2反应,生成Na2O,点燃时生成Na2O2;B项,NaOH与少量CO2生成Na2CO3,足量CO2生成NaHCO3;D项,NaOH少量时生成Al(OH)3,过量时生成NaAlO2。
答案:C
8.下列实验的现象或表述正确的是( )
A.在酒精灯上灼烧铝箔,会发现熔化的铝不断滴落
B.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2~3滴即可
C.制备氢氧化亚铁时,向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌,即可制得白色的氢氧化亚铁
D.向饱和FeCl3溶液中滴入少量NaOH溶液,煮沸后即得红棕色Fe(OH)3胶体
解析:铝在空气中燃烧,首先生成Al2O3,其熔点高,而内部的Al的熔点低,所以里面熔化,而外面不熔化,故看到不滴落的现象,A错误;制备氢氧化亚铁时,用长滴管吸取氢氧化钠溶液后,把滴管插入硫酸亚铁溶液的底部,不能搅拌,否则会带入氧气,看不到白色的氢氧化亚铁,C错误;向饱和FeCl3溶液中滴入少量NaOH溶液,得到Fe(OH)3沉淀,D错误。
答案:B
9.11.6 g Fe3O4加到100 mL某浓度的盐酸中,再加入9.8 g铁粉,反应停止时,溶液中无固体存在。向溶液中滴加硫氰化钾溶液,未见颜色变化,为了中和过量的盐酸(不考虑盐酸的挥发),且使铁完全转化成Fe(OH)2,共消耗5.0 ml·L-1NaOH溶液160 mL。原盐酸中HCl的物质的量浓度为( )
A.2 ml·L-1B.4 ml·L-1
C.6 ml·L-1D.8 ml·L-1
解析:由题意可知,经过一系列反应后,最终得到的物质是Fe(OH)2和NaCl,根据元素守恒得:c(HCl)×V(HCl)=c(NaOH)×V(NaOH),c(HCl)=5.0 ml·L-1×160 mL100 mL=8 ml·L-1。
答案:D
10.下列各组物质中,X是主要物质,Y是少量杂质,Z是除去杂质所需加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是( )
解析:A项应加入铁粉与FeCl3反应生成FeCl2;B项Fe将FeCl3还原成FeCl2,所以加入铁粉置换出单质铜后还应再通入Cl2;D项加入BaCl2后生成BaCO3、BaSO4沉淀,应加入稀硫酸除杂。
答案:C
11.要验证Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序,可选用下列哪组物质进行实验( )
A.Cu、FeCl2溶液、MgCl2溶液
B.Fe、Cu、MgCl2溶液
C.Mg、CuO、FeSO4溶液
D.Fe、CuSO4溶液、MgCl2溶液
解析:A项中Cu不与FeCl2溶液、MgCl2溶液反应,无法实现题中要求;B项Fe、Cu都不与MgCl2溶液反应;C项中Mg与FeSO4溶液反应,置换出Fe,证明Mg比Fe活泼,因氧化铜不溶于水,故无法证明Fe比Cu活泼;D项Fe与CuSO4溶液反应置换出Cu,证明Fe比Cu活泼,Fe和Cu不与MgCl2溶液反应证明Fe和Cu不如Mg活泼。
答案:D
12.向X的溶液中,加入Y试剂,产生的沉淀或气体如下图所示,下列选项与所述情形相符的是( )
A.向HCl和AlCl3的混合液中滴加NaOH溶液
B.向NaOH和Ca(OH)2的混合液中通入CO2
C.向NH4Al(SO4)2溶液中滴加NaOH溶液
D.向NaOH和Na2CO3的混合液中滴加稀盐酸
解析:向HCl和AlCl3的混合液中滴加NaOH溶液,开始NaOH先与HCl发生中和反应,无沉淀生成,继续滴加NaOH溶液与AlCl3反应先生成Al(OH)3白色沉淀,然后沉淀又溶解,且沉淀生成与溶解消耗的NaOH的物质的量之比为3∶1,A选项中图像不符。向NaOH和Ca(OH)2的混合液中通入CO2,CO2先与Ca(OH)2反应生成CaCO3白色沉淀,再与NaOH反应生成可溶性盐,此时沉淀量不变,后又与CaCO3及水反应生成可溶性盐Ca(HCO3)2,且CaCO3的生成与溶解消耗CO2的量相等,B项与之符合。向NH4Al(SO4)2溶液中滴加NaOH溶液,NaOH先与Al3+反应生成Al(OH)3沉淀,再与NH4+反应生成NH3·H2O,最后与Al(OH)3沉淀反应生成可溶性偏铝酸盐,且整个过程消耗NaOH的量之比为3∶1∶1,C选项中的图像不符。向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加稀盐酸,HCl先与NaOH反应再与Na2CO3反应,且与Na2CO3反应是分步进行的,先生成NaHCO3,NaHCO3再与HCl反应才放出CO2气体,放出CO2气体消耗的HCl比未生成CO2气体消耗的HCl少,D选项中图像不符。
答案:B
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
13.(10分)已知X为Fe2O3和CuO的混合物,且氧化性强弱顺序:Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+。X样品可发生如图所示的转化关系:
(1)写出步骤③可能发生反应的离子方程式(共有3个)
。
(2)若溶液E中只有一种金属离子,则一定是 ;若溶液E中含有两种金属离子,则一定是 。
(3)若D固体是纯净物,该固体是 (填化学式)。
(4)印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成的,可用FeCl3溶液作“腐蚀剂”刻制印刷电路板,该过程发生反应的离子方程式为 。
解析:(1)①步中的反应为CuO+2HClCuCl2+H2O、Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O,所得溶液为FeCl3、CuCl2及过量的HCl的混合溶液;步骤②得到的固体有铜、铁两种,若B是铜,根据题给的氧化性顺序可知,只有一个反应,不符合3个反应的要求,故B应是铁。(2)若溶液E中只有一种金属离子,则必然是氧化性最弱的Fe2+;若溶液E中含有两种金属离子,则为Fe2+、Cu2+。(4)根据氧化性Fe3+>Cu2+可知,腐蚀电路板的反应为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+。
答案:(1)2Fe3++Fe3Fe2+、Cu2++FeFe2++Cu、2H++FeFe2++H2↑
(2)Fe2+ Fe2+、Cu2+ (3)Cu
(4)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+
14.(10分)如图所示装置,可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 ml·L-1的硫酸,其他试剂任选。
填写下列空白:
(1)B中盛有一定量的NaOH溶液,A中应预先加入的试剂是 ,A中反应的离子方程式是 。
(2)实验开始时应先将活塞a (填“打开”或“关闭”)。
(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程:
。
(4)实验完毕,打开b处活塞,放入一部分空气,此时B中发生反应的化学方程式为 。
解析:A为氢气的发生装置,B为产生Fe(OH)2沉淀装置,当a打开时,H2通过a进入B中排出B内氧气,a关闭时,A内气体压强增大,使A中FeSO4、H2SO4混合液进入B中与NaOH溶液反应产生Fe(OH)2沉淀。
答案:(1)铁屑 Fe+2H+Fe2++H2↑
(2)打开
(3)首先打开a,让分液漏斗中酸液流下,使A中产生的H2通入B中,一段时间后关闭a,A中液体沿导管流入B中,产生少量白色沉淀
(4)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
15.(18分)某工厂排放的工业废水中含Fe3+、Al3+、Cu2+,工厂为了减少环境污染,变废为宝,利用废铁屑和其他化学试剂进行如下操作,得到了铁红、Al2O3和金属Cu,回答下列问题:
(1)固体A的成分是 (用化学式表示)。
(2)写出B→D的离子方程式: ,该反应中氧化剂是 ,2 ml Cl2参加反应转移电子 ml,溶液D中滴加KSCN溶液的现象是 。
(3)溶液E焰色反应呈黄色,试剂H是 (用化学式表示);D→E反应的离子方程式是 。
(4)分别写出铁红和氧化铝在工业上的一种主要用途:
铁红 ;
氧化铝 。
解析:(1)加入废铁屑后发生如下反应:Fe+Cu2+Cu+Fe2+,又由于铁屑过量,所以固体A的成分为Fe和Cu。(2)溶液B中含有Fe2+、Al3+,加入足量氯水的目的是将Fe2+氧化为Fe3+;Cl2作为氧化剂参加反应,由0价变为-1价,所以2 ml Cl2转移电子4 ml;溶液D中含有Fe3+,滴加KSCN溶液变红色。(3)焰色反应呈黄色,说明溶液E中含有Na+,溶液H为NaOH溶液。D→E反应的离子方程式为Al3++4OH-AlO2-+2H2O。
答案:(1)Fe、Cu
(2)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl- Cl2 4 溶液变红色
(3)NaOH Al3++4OH-AlO2-+2H2O
(4)红色油漆或涂料等 耐火材料
16.(14分)在MgCl2和AlCl3的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液直至过量。经测定,加入的NaOH的物质的量(ml)和所得沉淀的物质的量(ml)的关系如下图所示。
(1)写出下列线段内发生反应的离子方程式:
OD段
,
CD段 。
(2)原溶液中Mg2+、Al3+的物质的量浓度之比为 。
(3)图中C点表示当加入 ml NaOH时,Al3+已经 ,Mg2+已经 。
(4)图中线段OA∶AB= 。
解析:(2)D点沉淀达到最大值。从D到C,Al(OH)3溶解,从图像知Al(OH)3的物质的量为0.1 ml,则Al3+的物质的量为0.1 ml,Mg(OH)2的物质的量为0.2 ml,Mg2+的物质的量为0.2 ml。故原溶液中Mg2+、Al3+的物质的量浓度之比为2∶1。
(3)D点时,Mg2+、Al3+恰好沉淀完全,所需OH-的物质的量为0.1 ml×3+0.2 ml×2=0.7 ml,CD段0.1 ml Al(OH)3溶解所需NaOH的物质的量为0.1 ml,故C点时,加入的NaOH的物质的量为0.8 ml,此时Al3+已经全部生成NaAlO2,Mg2+已经完全生成沉淀Mg(OH)2。
(4)由以上分析知线段OA∶AB=7∶1。
答案:(1)Al3++3OH-Al(OH)3↓,Mg2++2OH-Mg(OH)2↓ Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O
(2)2∶1 (3)0.8 全部生成NaAlO2 完全生成沉淀Mg(OH)2 (4)7∶1
选项
A
B
C
D
X
FeCl2
FeCl3
Fe
Na2SO4
Y
FeCl3
CuCl2
Al
Na2CO3
Z
Cl2
Fe
NaOH溶液
BaCl2溶液
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