内容正文:
专题二
元素及其化合物
ap
第10练
金属材料
铝、铜及其化合物
基础过关
A.反应⑤的离子方程式为A13++3OH
-A1(OH)3¥
1.(2023重庆卷)重庆市战略性新兴产业发展
B.反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比
“十四五”规划(2021一2025年)涉及的下列物
为2:3
质中,属于金属材料的是
C.生成等质量H2时,①和②反应消耗
n(HCI)=n(NaOH)
D.反应③和④消耗等量的AI时,生成的
n(Cu):n(Fe)=3:2
A.重组蛋白
B.高性能铜箔
5.(2024·华大预测)Mg17A112是一种新型储氢
合金,该合金在一定条件下完全吸氢的化学
方程式为Mg17Al12+17H2—17MgH2+
12Al,得到的混合物M(17MgH2十12A1)在
4.0mol·L1HC1溶液中能完全释放出氢
C.氨化镓半导体
D.聚氨酯树脂
气。下列说法正确的是
2.下列说法错误的是
(
A.该合金的熔点介于金属镁和金属铝的熔点
A.制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢不是合金
之间
B.商代后期铸造出工艺精湛的后母戊鼎,该
B.MgH2中,两种元素的化合价均为零价
鼎属于铜合金制品
C.在氮气保护下,将一定比例的Mg、Al单质
C.铝中添加适量锂,制得低密度、高强度的铝
熔炼可获得该合金
合金,可用于航空工业
D.铝合金大量用于高铁建设
D.一定条件下,17 mol MgH2和12 mol Al
3.(2024·广东六校三模)下图为铝的生产原理
与盐酸完全反应,释放氢气的总量为
示意图,下列相关说法不正确的是
52 mol
在
练
土矿
管化甜
6.(2024·湛江三模)部分含铜物质的分类与相
黄们
冰茄石
电的液态捐
[铝旋
应铜元素的化合价关系如图所示。下列说法
025
正确的是
石油华和新古焦
碳素电极
+化合价
化
A.冰晶石作助熔剂
+
B.氧化铝属于过渡晶体
d
C.金属铁、铜的冶炼方法与铝类似
+1
D.铝在工业上是一种很好的还原剂
4.根据如图的转化关系判断,下列说法正确的
是(反应条件已略去)
单质氧化物氢氧化物硫化盐类别
①稀HC]
⑤氨水
Al(OH):
A.a、d均易溶于水
②NaOH
H.
B.b既有氧化性又有还原性
33CuSo
Cu
C.常温下,「与单质硫反应生成e
④Fe,O
D.向固体c中通入H2S气体生成e
Fe
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1.“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技
术的重大贡献,陶弘景在其《本草经集注》中
提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”
高出反减民
主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合
加热,生铁熔化灌入熟铁,再锻打成钢。下列
说法错误的是
①该方法中,将菱锌矿敲碎与煤饼混合,此操
A.钢是以铁为主的含碳合金
作的主要目的是
B.钢的含碳量越高,硬度和脆性越大
②图中盖板除了防止锌蒸气外逸外,另一主
C.生铁由于含碳量高,熔点比熟铁高
要作用是
,尾气中含
D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分
有CO,处理尾气的方法是
为FezO3
(2)现代以菱锌矿为原料利用湿法冶炼锌主
2.下列关于金属的冶炼方法叙述不正确的是
要分为如下五个步骤。
步骤1:用稀硫酸充分浸取菱锌矿:
选项金风
存在形式
治炼方法
步骤2:在步骤1的滤液中加入适量KMnO,
金子比沙子密度大,利用水洗法
A
金
游离态
除去其中的Mn2+:
直接分离
步骤3:在步骤2的滤液中加入试剂R调节
银的金属性弱,用加热Ag2O的方
B
银
化合态
溶液pH除去Fe3+:
法冶炼
步骤4:经操作X从步骤3的滤液中获得
铝的金属性比铁强,可用铝热法
铁
化合态
炼铁
ZnSO4·7H2O晶体:
钠的金属性强,一般还原剂很难
步骤5:将ZnSO4·7H2O溶于水配成饱和溶
钠
化合态
将其还原出来,所以用电解饱和
液,电解该饱和溶液得到Zn
NaCI溶液的方法冶炼
①步骤1中用稀硫酸浸取后,所得滤渣的主
3.从F©Cl3溶液腐蚀电路板所得废液(含有
要成分是
(填化学式)
小
Cu2+、Fe2+、Fe3+)中回收铜,并重新获得
②步骤2中KMnO,与Mn2+反应生成
驱
狂
FeCl3溶液,设计如图所示方案:
MnO2,写出该反应的离子方程式:
练
FeCl,溶液。
腐慎加过最①
→滤液(含有2到
,滤液〔含有2
③为获得更多产品,步骤3中使用的试剂R
026
废液过能
·滤沐3加速心
过滤
应选择
(填字母)。
金网阁
A.ZnCO
B.澄清石灰水
下列说法正确的是
C.ZnO
D.Cu(OH)2
A.加入的①为纯铁,④为稀硫酸
学
①温度与析出ZnSO,·7H2O的关系如图所
B.合并后通入⑤发生反应的离子方程式为
2Fe2++C12-2Fe3++2C1
示,则步骤4中操作X的具体操作是
C.可以采取蒸干FeCl3溶液的方法获得
冰水洗涤、干燥。
FeCl3固体
80
ZnSO,6H.O
D.上述生产过程所涉及的反应中有复分解
反应
70
4.(2024·安徽联考)菱锌利矿(主要成分是
60
ZnSO,H,O
ZnCO3,还含有MnO、FeO,Fe2Os、SiO2等杂
501
质)是制取锌单质的重要原料。回答下列
ZnSO.7H.O
40
问题:
39
60
100
(1)古代以菱锌矿和煤炭饼为原料利用热还
温度
原法在如图所示的坩埚中制备Zn。化学答案 —14
2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2 可知,原废液中c(Fe2+ )
=2c(Cu2+ ),根 据 电 荷 守 恒,原 废 液 中3c(Fe3+ )+
2c(Fe2+ )+2c(Cu2+ )=c(Cl- ),故3×08+2c(Fe2+ )+
c(Fe2+ )=6,解得c(Fe2+ )=12mol/L,C正确;c(Fe2+ )
∶c(Fe3+ )=12mol/L∶08mol/L=3∶2,D错误.
3.B 解析:铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,所以B中
收集到的气体是氢气,A正确;双氧水具有氧化性,可将
Fe2+ 氧化为Fe3+ ,B错误;氧化铁为碱性氧化物,可与盐
酸反应生成 氯 化 铁 和 水,C 正 确;因 铁 离 子 易 水 解,故
FeCl3 溶液应在氯化氢气氛下,经蒸发浓缩、冷却结晶、
过滤后得到氯化铁晶体,D正确.
4.B 解析:反应①为硫酸和铁的氧化物反应,根据硫酸的
物质的量n(H2SO4)=015L×1mol/L=015mol结
合 O原子 守 恒 可 知,FexO 的 物 质 的 量 小 于 等 于 015
mol,故有n(FexO)×(56x+16)=608g,解得n(FexO)
=01mol时,x=08,A正确;设FexO中+2价的铁为
a个,则+3价的铁为(08-a)个,根据化合价之和等于
0可知,2a+3(08-a)=2,解得a=04,即含有Fe2+ 为
04,Fe3+ 为04,故608gFexO中含有Fe2+ 为004mol,
Fe3+ 为004mol,反应①后剩余 H2SO4 为015mol-
01mol=005mol,故反应②为Zn+2Fe3+ Zn2+ +
2Fe2+ 、Zn+2H+ Zn2+ +H2↑、Zn+Fe2+ Zn2+
+Fe,根据硫酸根守恒可知,若溶液 A 为ZnSO4 溶液则
溶解的Zn的质量为015mol×65g/mol=975g,即
Zn过量,说明溶液 A 中 不 可 能 含 有 FeSO4,B 错 误、D
正确;反应 ① 后 剩 余 H2SO4 为 015mol-01mol=
005mol,反应②中:
Zn + H2SO4
1mol
0.05mol
ZnSO4 +H2
22.4L
V
解得V=112L,即生成标准状况下112LH2,C正确.
5.B 解析:检验溶液中是否含有 Fe3+ 应直接向待测液中
滴加 KSCN溶液,向待测液中滴加氯水会将 Fe2+ 氧化
为Fe3+ 干扰实验,A 错误;向2mLFeSO4 溶液中滴加
几滴 酸 性 KMnO4 溶 液,若 观 察 溶 液 紫 色 褪 去,说 明
Fe2+ 有还原性,B正确;Fe2+ 发生水解反应Fe2+ +2H2O
2H+ +Fe(OH)2 使溶液显酸性,应向2mLFeSO4
溶液中滴加2~3滴石蕊试液,观察溶液颜色变化,C错
误;向2mL5% H2O2 溶液中滴加几滴 FeSO4 溶液,若
产生气泡有可能是Fe3+ 的催化作用,D错误.
6.D 解析:FeCl2 溶液中加入 Zn片,Fe2+ +ZnZn2+
+Fe,溶液由浅绿色变为无色,Fe2+ 的氧化能力比 Zn2+
强,A错误;溶液变成血红色的原因,Fe3+ +3SCN-
Fe(SCN)3,该平衡与 SO2-4 和 K+ 无关,故加入 K2SO4
固体,平衡不移动,B错误;铁离子可能先与单质铁生成
亚铁离子,则 溶 液 呈 浅 绿 色,不 能 说 明 该 样 品 中 没 有
Fe3+ ,C错 误;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.
第10练 金属材料 铝、铜及其化合物
基础过关
1.B 解析:重组蛋白为有机物,A不符合题意;合金、纯金
属均为金属材料,铜为金属材料,B符合题意;氮化镓半
导体为新型无机非金属材料,C 不符合题意;聚氨酯树
脂为有机合成材料,D不符合题意.
2.A 解析:不锈钢是铁与铬、镍等形成的合金,A 错误;
商代后期铸造出工艺精湛的后母戊鼎属于青铜器,青铜
是铜锡合金,B正确;铝中添加适量锂,制得低密度、高
强度的铝合金,可用于航空工业,C正确;铝合金具有密
度小、硬度大等优点,可大量用于高铁建设,D正确.
3.C 解析:冰晶石在电解铝工业中常作助熔剂,A 正确;
氧化铝的晶体结构具有某些过渡金属的特征,因此被称
为过渡晶体,B正确;工业上用电解熔融的氧化铝,得到
金属铝和氧气,而工业上用热还原法来冶炼金属铁、铜,
C错误;Al为活泼金属,冶金工业中常作还原剂,正确.
4.D 解析:氨 水 是 弱 碱,因 此 反 应 ⑤ 的 离 子 方 程 式 为
Al3+ +3NH3H2OAl(OH)3↓+3NH+4 ,A 错误;
反应③是2Al+3CuSO4 Al2(SO4)3+3Cu,氧化剂
是硫酸铜、还原剂是铝,因此反应中氧化剂与还原剂的
物质的量之比为3∶2,B错误;生成等质量 H2 时,反应
①生成3mol氢气消耗6molHCl,反应②生成3mol氢
气消 耗 2 mol NaOH,因 此 反 应 消 耗 n(HCl)与
n(NaOH)不相同,C错误;反应③是2Al+3CuSO4
Al2(SO4)3+3Cu,反 应④是2Al+Fe2O3 Al2O3+
2Fe,因此两者消耗等量的 Al时,生成的n(Cu)∶n(Fe)
=3∶2,D正确.
5.D 解析:合金的熔点比各成分的熔点都低,该合金的
熔点低于金属镁、金属铝的熔点,A 错误;MgH2 中,H
的化合价为-1,Mg的化合价为+2,B错误;一定温度
下,镁和氮气会发生反应:3Mg+N2
△
Mg3N2,N2 起
不到保护作用,C错误;一定条件下,17molMgH2 与盐
酸完全反应生成34molH2,12molAl与盐酸完全反应
生成18molH2,共放出52molH2,D正确.
6.B 解析:a为 CuO,d为 CuS,二者均为难溶于水的黑色
粉末,A错误;b为 Cu2O,Cu的化合价为+1价,处于中
间价态,既有氧化性又有还原性,B正确;Cu在常温下
不与 S 反 应,需 要 加 热 才 能 反 应,C 错 误;向 固 体
Cu(OH)2中通入 H2S气体生成 CuS,D错误.
能力提升
1.C 解析:钢是以铁为主的含碳合金,A 正确;钢的含碳
量越高,硬度和脆性越大,B正确;合金的熔点比其组分
的熔点低,生铁含碳量(2%~43%)大于熟铁的含碳量
(约01%),故生铁熔点比熟铁低,C错误;赤铁矿的主
要成分是Fe2O3,D正确.
2.D 解析:钠一般是由电解熔融 NaCl的方法来制取,而
电解饱和 食 盐 水 得 到 的 是 NaOH、H2 和 Cl2.同 时 注
意,此题易误选 C,一般认为铁是由 CO 还原 Fe2O3 制
得,但在实际生活中,在铁轨焊接等方面时,是用铝热反
应来制取的.
3.B 解析:向 FeCl3 溶 液 腐 蚀 电 路 板 所 得 废 液 (含 有
Cu2+ 、Fe2+ 、Fe3+ )中加入过量的Fe,将Cu2+ 置换为Cu,
Fe3+ 转变为 Fe2+ ,过滤出滤渣③主要成分为 Cu、Fe,滤
液含有FeCl2,向滤渣中加入适量的稀盐酸,将 Fe转化
为FeCl2,过滤洗涤得到 Cu和滤液含有 FeCl2,合并两
次滤液,并通入Cl2 后将FeCl2 氧化为FeCl3.加入的①
为纯铁,④为稀盐酸,A错误;合并两次滤液,并通入 Cl2
后将FeCl2 氧化为 FeCl3,即合并后通入⑤发生反应的
离子方程式为2Fe2+ +Cl2 2Fe3+ +2Cl- ,B正确;由
于FeCl3 易水解,产生 HCl易挥发,故不可以采取蒸干
FeCl3 溶液的方法获得 FeCl3 固体,应在 HCl气流中加
热蒸发FeCl3 溶液制得FeCl3 固体,C错误;上述生产过
程所涉及的反应均为氧化还原反应,不可能有复分解反
应,D错误.
化学答案 —15
4.(1)①增大接触面积,提高反应速率
②隔绝空气,防止在温度较高的条件下锌被空气中的氧
气氧化
③引燃(燃烧)法
(2)①SiO2 ②3Mn2+ +2MnO-4 +2H2O5MnO2↓
+4H+ ③AC ④将步骤3所得滤液蒸发浓缩,再冷
却至39℃以下结晶,过滤
解析:(1)①矿石粉碎可以增大固体反应物接触面积,即
增大接触面积,提高反应速率;
②由于锌的还原性较强,易被氧化,故盖板作用隔绝空
气,防止在温度较高的条件下锌被空气中的氧气氧化;
一氧化碳可以燃烧,即处理尾气法为引燃(燃烧)法;
(2)①碳酸锌、氧化锰、氧化亚铁和氧化铁均可以溶于稀
硫酸,二氧化硅不溶于强酸故滤渣为SiO2;
②高锰酸钾具有强氧化性,可将锰离子氧化,二者发生
归中反应生成二氧化锰,由得失电子守恒和原子守恒可
得方程 式 为 3Mn2+ +2MnO-4 +2H2O 5MnO2 ↓
+4H+ ;
③步骤3为消耗氢离子调节pH,同时为获得更多产品,
故选用含锌元素的物质且能和氢离子反应,即碳酸锌和
氧化锌,选 AC;
④结合溶解度曲线知,硫酸锌溶解度随温度升高而增
大,但是只有温度低于39℃,才会析出ZnSO47H2O,
故将步骤3所得滤液蒸发浓缩,再冷却至39 ℃以下结
晶,过滤.
第11练 氯及其化合物
基础过关
1.D 解析:浓盐酸易挥发,制备的氯气中含有 HCl,可用
饱和食盐水除去 HCl,Cl2 可用浓硫酸干燥,能达到实验
目的,A不符合题意;氯气的密度大于空气,用向上排空
气法收集,B装置能收集氯气,能达到实验目的,B不符
合题意;湿润的红布条褪色,干燥的红色布条不褪色,可
验证干燥的氯气不具有漂白性,能达到实验目的,C 不
符合题意;氯气在水中的溶解度较小,应用 NaOH 溶液
吸收尾气,D装置不能达到实验目的,D符合题意.
2.C 解析:MnO2 与浓盐酸反应制取氯气需要加热,故不
能用 MnO2 代替 KMnO4,A 错误;先滴加浓盐酸,产生
一段时间的氯气,排除装置内的空气,再点燃酒精灯,B
错误;钠在氯气中剧烈燃烧生成白色固体氯化钠,所以
现象为产生白烟,C正确;因为前面装置中一直产生气
体,所以实验过程中不会出现倒吸现象,D错误.
3.C 解析:b为 HCl,Cl为-1价,可以被氧化,H 为+1
价,可以被还原,A 错误;c为 NaCl,钠离子放电顺序在
氢离子之后,电解饱和 NaCl溶液时阴极为氢离子放电
得 到 氢 气,不 能 得 到 钠 单 质,B 错 误;a(Cl2 )→
d(NaClO):氯 气 与 冷 的 NaOH 溶 液 反 应 一 步 实 现,
d(NaClO)→e(HClO):NaClO 溶液与二氧化碳反应可
一步实现,C正确;f的阴离子即氯酸根离子,中心 Cl的
孤电子对为1
2×
(7+1-3×2)=1,价层电子对数=3+
1=4,有一对孤电子,空间构型为三角锥形,D错误.
4.B 解析:由方程式可知,检验食盐中存在碘酸根离子的
操作为取少量食盐样品于试管中,加入蒸馏水充分溶解,向
溶液中加入乙酸使溶液呈酸性,一段时间后将溶液滴加到
淀粉碘化钾试纸上,若试纸变蓝,证明食盐中存在碘酸根离
子,则实验时必须使用的物质是①②⑦,故选B.
5.D 解析:反 应 1为 SO2 与 稀 硫 酸、NaClO3 反 应 生 成
Na2SO4、ClO2 和 H2O,则母液的主要成分为 Na2SO4,A
正确;反应2为 ClO2 与 H2O2、NaOH 混合溶液反应生
成 NaClO2、O2 和 水,反 应 的 化 学 方 程 式 为 H2O2 +
2ClO2+2NaOH 2NaClO2+2H2O+O2,则反应中
氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1,B正确;由题
给信息可知,温度过高,NaClO2 受热易分解,则采用减
压蒸发可以降低蒸发时的温度,防止 NaClO2 分解,提
高产品产率,C正确;由得失电子数目守恒可知,相同质
量 ClO2 与 Cl2 的消毒能力的比值为
1g
675g/mol×5
1g
71g/mol×2
≈
263,则相同质量 ClO2 的消毒能力是 Cl2 的263倍,D
错误.
6.B 解析:反应1为氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化
钠、次氯酸钠和水,反应所得溶液为“84”消 毒 液,A 正
确;反应1的氧化产物为次氯酸钠,反应2的氧化产物
为氯酸钠,由得失电子数目守恒可知,消耗等物质的量
的氯气,反应1和2生成的氧化产物的物质的量不相
等,B错误;反应2为氯气与氢氧化钠溶液共热生成氯
化钠、氯酸钠和水,则反应中消耗标准状况下672L氯
气 转 移 电 子 的 物 质 的 量 为 672L
224L/mol×5×
1
3 =
05mol,C正确;在较高温度下,次氯酸钠不稳定,易发
生歧化反应生成氯化钠和氯酸钠,反应的化学方程式为
3NaClO2NaCl+NaClO3,D正确.
能力提升
1.D 解析:F的非金属性比I强,IF5 中元素化合价依次
为+5和-1,A 错误;氧化性:Fe3+ >I2,IBr与 Fe反应
生成FeI2,B错误;BrCl与足量 FeBr2 反应的化学方程
式为3BrCl+6FeBr2 FeCl3+5FeBr3,BrCl中 Br元
素在反应中由+1价变为-1价,故1molBrCl与足量
FeBr2 溶液完 全 反 应 时 转 移 的 电 子 为 2mol,C 错 误;
IBr中溴电负性较强,溴显-1价、碘显+1价,IBr可以
与水生成 HIO和 HBr,各元素化合价没有改变,不是氧
化还原反应,D正确.
2.D 解析:阴极石墨棒覆盖一层红色的铜,而阳极石墨
上产生黄绿色气体,A错误;a处出现黄色浑浊,反应原
理为:Na2S+Cl2 2NaCl+S↓,故可说明氧化性 Cl2
>S,B错误;通入湿润的蓝色石蕊试纸,试纸先变红后
褪色,说明氯气与水反应后溶液呈酸性并具有漂白性,
并不是 Cl2 有酸性和漂白性,C错误;c处 NaOH 吸收氯
气,该反 应 的 离 子 方 程 式 为 2OH- +Cl2 ClO- +
Cl- +H2O,D正确.
3.B 解析:虚框中装置气密性检验,可用液差法,将止水
夹夹住装置 A 两端橡胶管,打开分液漏斗活塞,加水,
一段时间后,水不能顺利流下,则气密性良好,A 正确;
因反应2Cl2+2Na2CO3+H2O2NaHCO3+2NaCl
+Cl2O,需要有水参与,不能用浓硫酸除去水,装置B中
试剂应是饱和食盐水,除去 HCl,B错误;根据 Cl2O 的
沸点,并且在液氨中冷凝,所以装置 D为收集装置,C正
确;Cl2O浓度过高易发生分解并爆炸,通入 N2 可稀释
Cl2O,降低爆炸风险,D正确.
4.D 解析:Zn比Fe活泼,更容易失去电子,还原性更强,
先与I2 发生氧化还原反应,故溶液褪色原因为I2 被 Zn
还原,A错误;液体分层后,I2 在CCl4 层,CCl4 的密度比
水大,则下层呈紫红色,B错误;若镀层金属活泼性大于
Fe,则Fe不易生锈,反之,若 Fe活泼性大于镀层金属,
则Fe更易生锈,由于活泼性:Zn>Fe>Sn,则镀锡铁钉