高考化学一轮综合复习 第3章 金属及其化合物 课时3 铁、铜及其重要化合物练习.doc

- 1 - / 11【2019【2019 最新最新】精选高考化学一轮综合复习精选高考化学一轮综合复习 第第 3 3 章章 金属及其化金属及其化合物合物 课时课时 3 3 铁、铜及其重要化合物练习铁、铜及其重要化合物练习课时跟踪训练课时跟踪训练课时跟踪训练一、选择题1某合金与铁的物理性质的比较见下表：熔点()密度/(g·cm3)硬度(金刚石为 10)导电性(银为 100)某合金2 5003.007.42.3铁1 5357.864.517还知该合金耐腐蚀、强度大，从以上性能看，该合金不适合做( )A导线 B门窗框C炉具 D飞机外壳答案 A2下列有关金属的工业制法中正确的是( )A制钛：用金属钠置换氯化钛(TiCl4)溶液中的钛B炼铁：用焦炭和空气反应产生的 CO 在高温下还原铁矿石中铁的氧化物C制钠：用海水为原料制得精盐，再电解纯净的 NaCl 溶液D炼铜：用黄铜矿经电解精炼得到纯度为 99.9%的铜解析 钠与水反应，不能从溶液中置换出钛，A 错；电解 NaCl 溶液得不到 Na，C 错；用粗铜电解精炼铜，而不是用黄铜矿，D 错。答案 B3下列生产、生活中的事实不能用金属活动性顺序表解释的是( )- 2 - / 11A铝制器皿不宜盛放酸性食物B电解饱和食盐水阴极产生氢气得不到钠C铁制容器盛放和运输浓硫酸D镀锌铁桶镀层破损后铁仍不易被腐蚀解析 A 项，铝性质较活泼，能和强酸、强碱反应生成盐和氢气，在金属活动性顺序表中 Al 位于 H 之前，所以能用金属活动性顺序解释；B 项，金属阳离子失电子能力越强，其单质的还原性越弱，用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极生成氢气而得不到钠，说明 Na 的活动性大于氢，所以可以用金属活动性顺序解释；C 项，常温下，浓硫酸和铁发生氧化还原反应生成致密的氧化物薄膜而阻止进一步被氧化，该现象是钝化现象，与金属活动性顺序无关；D 项，构成原电池的装置中，作负极的金属加速被腐蚀，作正极的金属被保护，Fe、Zn 和电解质构成原电池，Zn 易失电子作负极，Fe 作正极，则 Fe 被保护，所以能用金属活动性顺序解释。答案 C4铁是日常生活中使用最广泛的金属，下列关于铁的一些说法正确的是( )A常温下浓硫酸与铁不反应，故常温下可用铁制容器贮藏贮运浓硫酸B铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X2)反应的生成物均为 FeX3CFe(OH)2 易被氧化成 Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2<Fe(OH)3DFe3O4 溶解于盐酸既有 FeCl2 又有 FeCl3 生成，故 Fe3O4 属于混合物解析 A 项，常温下铁在浓硫酸中钝化，钝化是化学变化，错误；B项，铁与碘化合生成 FeI2，错误；D 项，四氧化三铁是纯净物，错误。- 3 - / 11答案 C5(2017·成都一诊)某学生以铁丝和 Cl2 为原料进行下列三个实验。下列从分类角度分析正确的是( )A实验、反应制得的物质均为纯净物B实验、均未发生氧化还原反应C实验、均为放热反应D实验、所涉及的物质均为电解质解析 实验制得的是 Fe(OH)3 胶体，属于混合物，且属于吸热反应，选项 A、C 错误；实验中涉及的物质 Cl2、铁丝均为单质，既不属于电解质，也不属于非电解质，选项 D 错误。答案 B6下列说法中正确的是( )ACuCuOCu(OH)2 每步转化均能通过一步反应实现B铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点高C金属铜放置在潮湿的空气中会被腐蚀，生成绿色的铜锈碱式碳酸铜D金属铝、铁、铜都有一定的抗腐蚀性能，其抗腐蚀的原因都是表面形成氧化物薄膜，阻止反应的进一步进行解析 A 选项，CuOCu(OH)2 不能通过一步实现，错误；B 选项，铝合金比纯铝的熔点低，错误；D 选项，铜表面不能形成致密的氧化膜，错误。答案 C7Fe、Cu 都是重要的金属元素。下列说法正确的是( )A两者的单质放置在空气中均只生成氧化物B两者的单质都能与稀硫酸反应产生氢气- 4 - / 11C常温条件下，两种金属都能溶解于浓硝酸中D制备 FeCl3、CuCl2，均不能采用将其溶液直接蒸干的方法解析 Cu 放置在空气中可生成 Cu2(OH)2CO3，A 项错误；铜为不活泼金属，不能与稀硫酸反应生成氢气，B 项错误；常温下，浓硝酸能够使铁钝化，C 项错误；直接蒸干 FeCl3、CuCl2 溶液得到的固体分别是 Fe(OH)3、Cu(OH)2，D 项正确。答案 D8下列检验试剂选用正确的是( )A用氯水、KSCN 溶液检验 FeCl3 中是否有 FeCl2B用酸性 KMnO4 溶液检验 FeCl3 中是否有 FeCl2C用 NaOH 溶液检验 MgCl2 中是否有 FeCl2D用硝酸检验某黄色固体是纯铜还是黄铜解析 A 项中的 Fe3产生的干扰无法消除；B 项中酸性 KMnO4 还能氧化 Cl；C 项中虽然 Mg2也能形成白色沉淀，但若有 Fe2，则生成的白色沉淀颜色会发生变化；D 项中纯铜和黄铜均能溶解在硝酸中。答案 C9(2017·宝鸡质检)已知下列转化关系中，M、N 均为单质，则 M 可能是( )MNQQ 溶液 MNANa BAl CFe DCu解析 Na、Al、Fe 均为活泼金属，电解相关溶液不能制取其单质；电解铜盐溶液可以生成铜单质，转化关系可能是 CuCl2CuCl2CuCl2溶液 CuCl2。- 5 - / 11答案 D10拟晶 Al65Cu23Fe12 具有合金的某些优良物理性能，将相同质量的此拟晶分别与足量的盐酸、烧碱和稀硝酸反应，产生的气体物质的量按由小到大的顺序排列正确的是( )A盐酸、稀硝酸、烧碱 B烧碱、盐酸、稀硝酸C烧碱、稀硝酸、盐酸 D稀硝酸、烧碱、盐酸解析 将 Al65Cu23Fe12 看作是由 65 mol 铝、23 mol 铜、12 mol 铁组成的混合物，只有铝与烧碱反应放出氢气，氢气的物质的量是 65 mol×97.5 mol；与盐酸反应时，铝和铁都反应，放出氢气的物质的量是 65 mol×12 mol109.5 mol；与稀硝酸反应时，三种金属都溶解放出 NO 气体，放出 NO 的物质的量是 65 mol23 mol×12 mol92.3 mol。所以产生的气体物质的量由小到大的顺序为稀硝酸、烧碱、盐酸，D 项正确。答案 D11(2015·浙江理综，13)某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为 Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制备七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)，设计了如下流程：下列说法不正确的是( )A溶解烧渣选用足量硫酸，试剂 X 选用铁粉B固体 1 中一定有 SiO2，控制 pH 是为了使 Al3转化为 Al(OH)3 进入固体 2C从溶液 2 得到 FeSO4·7H2O 产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解D若改变方案，在溶液 1 中直接加 NaOH 至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到 FeSO4·7H2O- 6 - / 11解析 根据题意，分析得出以下流程：A 项，溶解烧渣选用足量硫酸，试剂 X 选用铁粉，正确；B 项，由于SiO2 不溶于硫酸，则固体 1 中一定含有 SiO2，为了使溶液中的Al3转化成 Al(OH)3 沉淀，故用 NaOH 溶液控制 pH，得固体 2 为Al(OH)3，正确；C 项，由于 Fe2易被氧化、FeSO4·7H2O 易分解，故在从 FeSO4 溶液中得到 FeSO4·7H2O 产品过程中，须控制条件防止其氧化和分解，正确； D 项，若在溶液 1Fe2(SO4)3 和 Al2(SO4)3溶液中直接加 NaOH 至过量，得到的为 Fe(OH)3，用硫酸溶解得到Fe2(SO4)3 溶液，故经结晶不能得到 FeSO4·7H2O，错误。答案 D12CuSO4 是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如下图所示。下列说法正确的是( )A相对于途径，途径更好地体现了绿色化学思想BY 可以是葡萄糖溶液CX 可能是 SO2 和 SO3 的混合气体D将 CuSO4 溶液蒸发，利用余热蒸干，可制得胆矾晶体解析 途径中会产生有毒物质 SO2 而途径不会，A 错误；CuSO4与过量 NaOH 溶液反应会生成新制 Cu(OH)2 悬浊液，葡萄糖溶液能还原新制 Cu(OH)2 悬浊液生成 Cu2O，B 正确；CuSO4 热分解过程中，铜元素价态降低，故必有化合价升高的元素，CuSO4 中只有氧元素的化合价能升高，故 X 中必有 O2，C 错误；D 项操作会导致开始得到的胆矾晶体失去结晶水，D 错误。答案 B二、填空题13(2017·株洲一模)铜是生活中常见的金属，请回答下列问题：- 7 - / 11(1)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滴入 H2O2 溶液后，溶液很快变蓝色，试写出该反应的离子方程式_。(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出 Cu2(OH)2CO3 绿色固体，试写出该反应的离子方程式_。(3)火法炼铜的原理：Cu2SO2 高温,2CuSO2，在该反应中每生成 1 mol Cu，转移_mol e。(4)以 CuSO4 溶液为电解质溶液进行粗铜(含 Al、Zn、Ag、Pt、Au 等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是_(填选项字母)。a粗铜接电源正极，发生氧化反应b溶液中 Cu2向阴极移动c电解过程中，阳极和阴极的质量变化相等d利用阳极泥可回收 Al、Zn 等金属(5)据报道，有一种叫 Thibacillus Ferroxidans 的细菌在有氧气存在的酸性溶液中，可将黄铜矿中 CuFeS2 氧化成硫酸盐：4CuFeS22H2SO417O2=4CuSO42Fe2(SO4)32H2O。利用反应后的溶液，按如下流程可制备胆矾(CuSO4·5H2O)：检验溶液 B 中 Fe3是否被除尽的实验方法_ _。在实验室中，设计两个原理不同的方案，从溶液 B 中提炼金属铜(要求：一种方案只用一个反应来完成)。写出两种方案中涉及的化学方程式- 8 - / 11方案一：_；方案二：_。解析 (1)金属铜投入稀硫酸中不发生反应，但再加入 H2O2 溶液后铜开始溶解，溶液逐渐变为蓝色，说明过氧化氢在酸性溶液中具有氧化性，能溶解铜，离子方程式为：CuH2O22H=Cu22H2O。(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出 Cu2(OH)2CO3，反应的化学方程式为 2Cu2CO2H2O=Cu2(OH)2CO32H。(3)反应中 Cu 元素化合价由1 降低到 0，O 元素化合价由 0 降低到2，S 元素化合价由2 升高到4，由方程式可知生成 2 mol Cu，转移 6 mol 电子，则该反应中每生成 1 mol Cu，转移 3 mol 电子。(4)精炼铜时，粗铜作阳极，连接电源正极，发生氧化反应，故 a 正确；溶液中 Cu2向阴极移动，故 b 正确；在阳极比铜活泼的金属先放电，所以阳极和阴极的质量变化不相等，故 c 错误；Ag、Pt、Au 不如铜活泼，铜放电后，Ag、Pt、Au 从粗铜上脱落，利用阳极泥可回收 Ag、Pt、Au 等金属，故 d 错误。(5)检验溶液 B 中 Fe3是否被除尽的试剂是 KSCN 溶液，取少量溶液 B 于试管中，加入 KSCN 溶液，若溶液变红，则证明含有铁离子，若加入 KSCN 后溶液不变红，则证明不含铁离子。硫酸铜溶液得到金属铜的方法，可以加入铁粉置换铜，反应的化学方程式为：CuSO4Fe=FeSO4Cu；也可用惰性电极电解硫酸铜溶液，反应的化学方程式为：2CuSO42H2O,2CuO22H2SO4。答案 (1)CuH2O22H=Cu22H2O(2)2Cu2CO2H2O=Cu2(OH)2CO32H(3)3 (4)ab(5)取少量溶液 B 于试管中，加入 KSCN 溶液若变红证明含有铁离子，若加入后溶液不变红证明不含铁离子- 9 - / 11CuSO4Fe=FeSO4Cu 2CuSO42H2O2CuO22H2SO414为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用含有铝、铁和铜的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体。请回答下列问题：(1)写出步骤反应的离子方程式：_。(2)试剂 X 是_。步骤、中均需进行的实验操作是_。(3)进行步骤时，该小组用如图所示装置及试剂制取 CO2 并将制得的气体通入溶液 A 中。一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少，为了避免固体 C 减少，可采取的改进措施是_。(4)用固体 F 制备 CuSO4 溶液，可设计以下三种途径：写出途径中反应的离子方程式_，请选出你认为的最佳途径并说明选择的理由：_。解析 (1)三种金属中，只有 Al 能与碱反应，反应的离子方程式为2Al2OH2H2O=2AlO3H2。(2)分离铁、铜制备绿矾，所以用稀硫酸；三步操作的目的都是固液分离，故操作为过滤。(3)浓盐酸易挥发，制得的 CO2 中混有 HCl 气体，导致生成的氢氧化铝溶解，为了避免固体 C 减少，故要除去 CO2 中的 HCl，应在装置 a、b 之间增加一个盛有饱和 NaHCO3 溶液的洗气瓶。(4)途径最佳。途径会产生 NO，途径会产生 SO2，都会污染环境，并且途径中的 H2SO4均转化成 CuSO4，原子利用率高。- 10 - / 11答案 (1)2Al2OH2H2O=2AlO3H2(2)稀硫酸 过滤(3)在装置 a、b 之间增加一个盛有饱和 NaHCO3 溶液的洗气瓶(4)3Cu2NO8H=3Cu22NO4H2O 途径最佳，理由是原料利用率高，环境污染小15铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题。(1)生铁中含有一种铁碳化合物 X(Fe3C)。X 在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体 Y，将 Y 溶于过量盐酸后溶液中大量存在的阳离子是_；Y 与过量浓硝酸反应后溶液中含有的盐的化学式为_。(2)某溶液中有 Mg2、Fe2、Al3、Cu2等离子，向其中加入过量的 NaOH 溶液后，过滤，将滤渣高温灼烧，并将灼烧后的固体投入过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是_。AMg2 BFe2 CAl3 DCu2(3)氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：回答下列问题：操作的名称是_；操作的名称是_；操作的方法为_。请写出生成 FeCO3 沉淀的离子方程式：_ _。解析 (1)铁的氧化物中具有磁性的是 Fe3O4，Fe3O4 溶于过量的盐酸后溶液中存在的阳离子是 Fe2、Fe3、H；Fe3O4 溶于过量的浓- 11 - / 11硝酸后 Fe2会被氧化为 Fe3，所以反应后的溶液中含有的盐是Fe(NO3)3。(2)向该溶液中加入过量的 NaOH 溶液后：Mg2Mg(OH)2、Fe2Fe(OH)3、Al3AlO、Cu2Cu(OH)2；过滤后滤渣中含有 Mg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2；高温灼烧后 Mg(OH)2MgO、Fe(OH)3Fe2O3、Cu(OH)2CuO；将 MgO、Fe2O3、CuO 投入过量盐酸后生成 Mg2、Fe3、Cu2，故应选择 B、C。(3)从流程图中知道经操作得到滤渣，故该操作是过滤；操作是在得到FeCO3 沉淀后进行的，故该操作是洗涤；洗涤沉淀的操作为在漏斗中加入适量蒸馏水，浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，重复数次。从流程图中分析，生成 FeCO3 沉淀的反应物是 Fe2和 HCO，根据元素守恒得 Fe22HCO=FeCO3CO2H2O。答案 (1)Fe2、Fe3、H Fe(NO3)3 (2)BC(3)过滤 洗涤 在漏斗中加入适量蒸馏水，浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，重复数次 Fe22HCO=FeCO3CO2H2O