专题9 金属与人类文明 过关检测-【金版教程】2024-2025学年高中化学必修第二册创新导学案课件PPT（苏教版2019）

0 专题9　过关检测 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 对点 金属的性质及冶炼 金属的冶炼 原理 铝热反应 铁及其化合物的综合考查 Fe(OH)2的制备 Fe2＋、Fe3＋的检验及转化 铁及其化合物转化关系的应用 由铝土矿制备Al2O3 工业提纯硅及相关物质的性质 题号 10 11 12 13 14 15 16 17 18 难度 ★ ★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★★ ★★★ 对点 工业制备金属方法的分析 合金的性质 铜锌合金的制备与 性质 铝土矿炼铝的工艺流程及相关物质性质的考查 铝热反应及相关计算 Fe2＋的检验、性质 探究 制备Fe(OH)2的实验探究 Fe及其化合物的性质的综合考查 纳米级Fe的制备及性质探究 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2 时间：75分钟　 满分：100分 一、选择题(本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题只有1个选项符合题意) 1．从金属利用的历史来看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是近百年的事。下列跟这个先后顺序有关的是(　　) ①地壳中金属元素的含量　②金属活动性顺序　③金属的导电性　④金属冶炼的难易程度　⑤金属的延展性 A．①③ B．②⑤ C．③⑤ D．②④ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 3 2．下列冶炼金属的原理不正确的是(　　) A．电解饱和食盐水制备金属钠 B．加热分解Ag2O制备金属银 C．Fe2O3与CO高温下反应制备金属铁 D．Cu2S与O2高温下反应制备金属铜 解析：电解饱和食盐水得到的是NaOH、Cl2和H2，A错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 4 解析：该反应中存在关系式：Fe2O3～6e－～2Fe，则冶炼1 mol Fe转移3 mol电子，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 5 4．下列有关铁及其化合物的说法正确的是(　　) A．Fe3O4用作红色颜料 B．仅用KSCN溶液即可检验Fe2＋ C．Fe(OH)2能在空气中稳定存在 D．FeCl3溶液作为覆铜板“腐蚀液”制作印刷电路板 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 6 5．下列实验方案可以得到白色纯净的Fe(OH)2的是(　　) A．在FeCl2溶液上加一层苯，然后将滴管插入到FeCl2溶液液面以下，慢慢滴加NaOH溶液(溶液中不能有气泡，配制FeCl2溶液和NaOH溶液的蒸馏水必须加热煮沸) B．将铁粉与稀硫酸充分反应，然后再加入过量的氨水 C．在Fe2(SO4)3溶液中加入过量的铁粉，过滤，在滤液中加入过量的NaOH溶液 D．在生成Fe(OH)3的悬浊液中加过量的铁粉 解析：配制溶液的蒸馏水要煮沸，排除溶解氧，加一层苯隔绝空气，可以得到白色纯净的Fe(OH)2。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 7 6．向某晶体的溶液中加入Fe2＋，溶液无明显变化，当滴加几滴溴水后，混合液变成血红色，由此得出的下列结论错误的是(　　) A．Fe3＋的氧化性比溴的氧化性强 B．该晶体中一定含有SCN－ C．Fe2＋与SCN－不能形成血红色化合物 D．Fe2＋被溴氧化成Fe3＋ 解析：根据题意可知，该晶体的溶液与Fe2＋不反应，当加入溴水后，Fe2＋被氧化成Fe3＋，此时溶液变为血红色，说明原晶体中含有SCN－。在Br2与Fe2＋反应中，Fe3＋是氧化产物，Br2是氧化剂，所以Br2的氧化性比Fe3＋的氧化性强，A错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 8 7．下列除杂试剂或方法不正确的是(　　) 解析：D项，混合物在空气中灼烧时，Fe(OH)3会发生分解最终生成Fe2O3，错误。 选项 被提纯物质 杂质 除杂试剂或方法 A FeCl3溶液 FeCl2 通入适量Cl2 B FeCl2溶液 FeCl3 加入过量铁粉并过滤 C 铁粉 铝粉 加入过量NaOH溶液并过滤 D Fe(OH)3 Fe(OH)2 在空气中灼烧 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 9 8．铝土矿的主要成分是Al2O3，还含有少量杂质，要得到高纯度的Al2O3，下列操作顺序正确的是(　　) ①加NaOH溶液溶解　②通入过量的CO2　③过滤　④加盐酸酸化　⑤灼烧 A．①②③⑤ B．①③②③⑤ C．①③④③⑤ D．①④③⑤ 解析：用NaOH溶液溶解，目的是防止杂质溶于酸而引入其他阳离子。因为Al(OH)3溶于强酸，加入盐酸的量难以控制所以不用盐酸酸化，采用通入过量的CO2的方法。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 10 9．由石英砂(主要成分为SiO2)制取高纯硅的工业流程如图所示： 下列说法不正确的是(　　) A．反应①③均属于置换反应 B．反应①中氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶1 C．该流程中反应①③的还原剂能互换使用 D．该流程是实现半导体工业“从沙滩到用户”的基础 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 11 10．下列有关金属的工业制法的说法中，正确的是(　　) A．以海水为原料制得精盐，再电解精盐的水溶液制取钠 B．以海水、石灰乳等为原料，经一系列过程制得氧化镁，用H2还原氧化镁制得镁 C．以铁矿石、焦炭、空气、石灰石等为原料，通过反应产生的CO在高温下还原铁矿石制得铁 D．从铝土矿中获得氧化铝再制得氯化铝固体，电解熔融的氯化铝得到铝 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 12 解析：工业制钠是电解熔融NaCl，而电解NaCl溶液得到NaOH、H2和Cl2，A错误；镁的还原性比氢气的还原性强，不能用氢气还原MgO制取镁，工业制镁是电解熔融MgCl2，B错误；因为熔融状态下AlCl3不导电，所以从铝土矿中获得氧化铝再电解熔融的Al2O3来获取金属铝，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 13 11．碲锌镉(Te­Zn­Cd)晶体可以用于制造红外探测器的基础材料，下列有关它的叙述中错误的是(　　) A．它的性质是Te、Zn、Cd性质的总和 B．它易导电、导热，具有延展性 C．它的熔、沸点比Zn的低 D．它的硬度和强度比Cd的大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 14 12．我国古代“药金”的冶炼方法是将炉甘石(ZnCO3)和赤铜矿(Cu2O)与木炭按一定的比例混合后加热至800 ℃，这种方法可炼出有金子般光泽的“药金”。下列叙述不正确的是(　　) A．“药金”实质上是铜锌合金 B．冶炼炉中炉甘石直接被木炭还原为锌 C．用盐酸可区别黄金和“药金” D．用灼烧法能区别黄金和“药金” 解析：冶炼炉中炉甘石先是在高温下分解为ZnO，然后被木炭还原为Zn，B不正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 15 13．工业上以铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质等)为原料冶炼铝的工艺流程如图所示，下列叙述正确的是(　　) A．试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸 B．反应①过滤后所得沉淀为红褐色Fe(OH)3 C．图中所示转化反应都不是氧化还原反应 D．反应②的化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 16 解析：Al2O3和Fe2O3均能与盐酸反应，而Fe2O3与NaOH溶液不反应，由题中流程图可知，铝土矿中的Al2O3先与强碱溶液反应生成偏铝酸盐，过滤后分离出不溶物Fe2O3等，再向滤液中通入过量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀和NaHCO3，过滤得到氢氧化铝，加热使氢氧化铝分解为氧化铝，最后电解熔融的氧化铝得到铝。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 18 解析：该铝热剂中只有铝能与氢氧化钠溶液反应，铝与氧化铁反应后的生成物中只有铁能与盐酸反应得到氢气，再结合题给其他信息可得到关系式：2Al～Fe2O3～2Fe，2Al～3H2，2Fe～2H2，故c∶b＝2∶3。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 二、非选择题(本题共4小题，共58分) 15．(12分)为严厉打击食品生产经营中违法添加非食用物质、滥用食品添加剂，卫生部、农业部等部门联合公布了包含硫酸亚铁在内的22种“易滥用食品添加剂”名单。某同学为探究富含硫酸亚铁且保存时间较长的食品情况，设计了如下实验方案： (1)试剂1的主要成分的化学式是________。 (2)加入新制氯水后溶液血红色加深的原因是____________________________ __________________________(用离子方程式表示)。 KSCN 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 20 (3)该同学在实验中加入了过量氯水，放置一段时间后，发现深血红色褪去，现对褪色原因进行探究。 ①提出假设 假设1　溶液中的＋3价铁被氧化为更高价态的铁； 假设2　_________________________。 SCN－被过量的氯水氧化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 21 ②设计方案 为了对你所提出的假设2进行验证，请写出一种实验方案：_______________ _________________________________________________________________________________________________。 (4)写出一种保存FeSO4固体的方法：____________。 密封保存 取少量褪色后的溶液，滴加过量KSCN溶液，若出现血红色，则说明假设2成立，若不出现血红色，则说明假设2不成立 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 22 解析：(2)淡血红色溶液中还含有较多的Fe2＋，向其中加入新制氯水时，Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋，溶液中Fe3＋浓度增大，生成的Fe(SCN)3浓度也增大，溶液颜色加深。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 23 16．(14分)用如图所示装置(夹持仪器略) 制备氢氧化亚铁。 实验步骤如下： Ⅰ．检查装置气密性后，关闭K2、K5， 打开K1、K3、K4，使装置A中产生的气体进入 装置B中，排尽B中空气。 Ⅱ．待B中空气排尽后，关闭K3，打开K2，将A中溶液压入B中并观察现象。 Ⅲ．关闭K1、K2，打开K5，使C中气体通入B中并观察现象。 回答下列问题： (1)仪器a的名称是______________，B中长玻璃管的作用是_______________ ______________________。 恒压滴液漏斗 平衡气压，辅助排出装置B中的空气 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 24 (2)装置A中金属离子的检验方法是_____ ________________________________________ ________________________________________ ______________________________________。 (3)步骤Ⅲ装置B中的现象是____________ _______________________________________ ，其发生反应的化学方程式为_____ __________________________________。 取少量装置A烧瓶中的液体于洁净试管中，滴加几滴KSCN溶液，无血红色出现，再滴加H2O2，溶液变为血红色，则证明存在Fe2＋ 白色絮状沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 25 17．(17分)Ⅰ．已知有以下物质 相互转化： 试回答下列问题： (1)写出B的化学式：________， D的化学式：______。 (2)写出由F转变成G的化学方程式：________________________________。 (3)写出用KSCN鉴别G溶液的离子方程式：___________________________；向G溶液中加入A的有关反应的离子方程式为_______________________。 (4)向B溶液中加入稀硝酸，反应的离子方程式为________________________ __________________________________________。 FeCl2 KCl Fe(OH)3＋3HCl===FeCl3＋3H2O Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 26 Ⅱ．某大型化工厂产生的酸性废液中含有两种金属离子：Fe3＋、Cu2＋，某研究性学习小组的同学设计了如下图所示的方案对废液进行处理，以回收金属，保护环境。 (1)操作①的名称是______；沉淀A中含有的金属单质有________。 (2)溶液A中加入H2O2溶液发生反应的离子方程式为______________________ _____________；操作②为持续加热保温，在此过程中温度不宜过高的原因是____________________。 过滤 铁、铜 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=== 2Fe3＋＋2H2O H2O2高温下易分解 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 27 (3)检验溶液B中含有的金属阳离子的实验方法：取少量溶液B于洁净的小试管中，加入________试剂，溶液迅速变为_______色，即可检验。 (4)操作③中发生反应的离子方程式为__________________________________。 (5)若溶液D被直接排放到附近的河流中，最有可能引起的环境问题是________________________________。 KSCN 血红 水体富营养化(或赤潮、水华等) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 28 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 29 18．(15分)纳米材料一直是人们研究的重要课题，纳米级Fe粉表面积大，具有超强的磁性、高效催化性等优良的性质。 Ⅰ．实验室采用气相还原法制备纳米级Fe，其流程如图所示： (1)纳米级Fe粉和稀盐酸反应的离子方程式为_________________________。 (2)将FeCl2·nH2O在N2氛围下加热脱水制得无水FeCl2应在_______(填仪器名称)中进行。 (3)生成纳米级Fe粉的化学方程式为____________________________。 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 坩埚 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 30 Ⅱ．查阅资料：在不同温度下，纳米级Fe粉与水蒸气反应的固体产物不同，温度低于570 ℃时生成FeO，高于570 ℃时生成Fe3O4。甲同学进行纳米级Fe粉与水蒸气反应的实验并验证产物。 (1)纳米级Fe粉与水蒸气在500 ℃条件下反应的化学方程式是___________ __________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 31 (2)为探究某次实验结束后试管内的固体物质成分，进行了下列实验： 根据以上实验，甲同学认为该条件下反应的固体产物为FeO。乙同学认为甲同学的结论不正确，他的理由是___________________________________________ ________________________________________________________________(用简要文字叙述)。 加入KSCN溶液，溶液不变血红，可能是因为Fe过量，Fe与溶液中的Fe3＋反应转化为Fe2＋，则固体产物中可能含有Fe3O4 实验步骤 实验操作 实验现象 Ⅰ 将反应后得到的黑色粉末X(假定为均匀的)取出少量放入试管中，加入少量盐酸，微热 黑色粉末逐渐溶解，溶液呈浅绿色；有少量气泡产生 Ⅱ 向实验Ⅰ得到的溶液中滴加几滴KSCN溶液，振荡 溶液不变血红 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 32 (3)丙同学称取5．60 g纳米级Fe粉于试管中，在600 ℃下与水蒸气反应一段时间后，停止加热。将试管内的固体物质在干燥器中冷却后，称得质量为6．88 g，则丙同学实验后的固体物质中氧化物(假设只有一种氧化物)的质量分数约为___________(结果保留三位有效数字)。 67．4% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 33 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 34 　　　　　　　　　　　　　 R 3．下列关于铝热反应2Al＋Fe2O3eq \o(=====,\s\up14(高温))Al2O3＋2Fe的说法不正确的是(　　) A．该反应中Al作还原剂 B．该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2 C．该反应中冶炼1 mol Fe转移2 mol电子 D．该反应可用于焊接钢轨 14．现有由氧化铁和铝组成的铝热剂，某实验小组分别进行如下实验：①取a g样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成气体的体积为b L(标准状况下)；②另取a g样品，高温条件下二者恰好完全发生反应2Al＋Fe2O3eq \o(=====,\s\up14(高温))Al2O3＋2Fe，待其冷却后，加入足量盐酸，测得生成气体的体积为c L(标准状况下)。则c∶b等于(　　) A．1∶1 B．1∶2 C．2∶3 D．3∶4 eq \x(食品)→……→eq \x(淡黄色溶液) eq \o(――→,\s\up14(试剂1))淡血红色溶液eq \o(――――→,\s\up14(新制氯水)) eq \x(深血红色溶液) eq \x(食品)→……→eq \x(淡黄色溶液) eq \o(――→,\s\up14(试剂1))淡血红色溶液eq \o(――――→,\s\up14(新制氯水)) eq \x(深血红色溶液) eq \x(食品)→……→eq \x(淡黄色溶液) eq \o(――→,\s\up14(试剂1))淡血红色溶液eq \o(――――→,\s\up14(新制氯水)) eq \x(深血红色溶液) eq \x(食品)→……→eq \x(淡黄色溶液) eq \o(――→,\s\up14(试剂1))淡血红色溶液eq \o(――――→,\s\up14(新制氯水)) eq \x(深血红色溶液) 3Fe2＋＋4H＋＋NOeq \o\al(－,3)===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NHeq \o\al(＋,4) 解析：Ⅰ．解题的突破口是白色沉淀→红褐色沉淀→G溶液，即为Fe(OH)2→Fe(OH)3→FeCl3；焰色呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)说明含K＋，则C为KOH，D为KCl，H为AgCl；由A→FeCl2和FeCl3eq \o(――→,\s\up14(A))FeCl2可知A为Fe。B是FeCl2，向其中加入稀硝酸，Fe2＋被氧化为Fe3＋，氮元素被还原为NO。 FeCl2＋H2eq \o(=====,\s\up14(高温))Fe＋2HCl Fe＋H2O(g)eq \o(=====,\s\up14(500 ℃))FeO＋H2 解析：Ⅱ．(3)反应温度高于570 ℃时，纳米级铁粉与水蒸气反应得到的固体产物为Fe3O4。反应后所得固体的质量为6．88 g，其中氧原子的质量m(O)＝6．88 g－5．60 g＝1．28 g，则n(O)＝eq \f(1.28,16) mol＝0．08 mol。由关系式：Fe3O4～4O，可得n(Fe3O4)＝0．02 mol，所以固体物质中氧化物的质量分数＝eq \f(m(Fe3O4),6.88 g)×100%＝eq \f(0.02×232 g,6.88 g)×100%≈67．4%。 $$