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专题9测评(B)
(时间:60分钟　满分:100分)
一、选择题:本题共12小题,每小题4分,共48分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.我国古代的青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值。下列说法不正确的是(　　)。
A.我国使用青铜器的时间比使用铁器、铝器的时间均要早
B.《吕氏春秋》记载“金(即铜单质)柔锡柔,合两柔则刚”,说明合金的硬度一般比其组分金属大
C.《本草纲目》载有名“铜青”之药物,铜青是铜器上的绿色物质,则铜青就是青铜
D.用蜂蜡做出铜器的蜡模,是古代青铜器的铸造方法之一,蜂蜡的主要成分是有机化合物
答案:C
2.金属材料的性质在很大程度上决定了它们的用途。下列相关说法不正确的是(　　)。
A.钛合金具有强度高、耐热性好等特点,主要用来制作飞机发动机部件
B.铁具有良好的导热性,可以用于制造炊具
C.不锈钢抗腐蚀性好,常用于制造医疗器械
D.铅锑合金的熔点较低,常用于制造发热体
答案:D
解析:钛合金强度高、耐热性好,且性质稳定,抗腐蚀性强,所以主要用来制作飞机发动机部件,A项正确;金属铁具有良好的导热性,可以用于制造加热容器、炊具等,B项正确;不锈钢是一种特殊的合金,由于其抗腐蚀性好,所以可用来制造医疗器械,C项正确;铅锑合金由于其熔点低,不适合制造发热体,D项错误。
3.碲锌镉(Te-Zn-Cd)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不正确的是(　　)。
A.它是由Te、Zn、Cd按一定比例混合而成的,无固定的熔点
B.它易导电、导热,具有延展性
C.它的熔点比Zn的低
D.它的硬度和强度比Cd的大
答案:A
解析:碲锌镉晶体是由Te、Zn、Cd按一定比例熔合而成的具有金属特性的合金,只要比例确定,其组成就固定,因而有固定的熔点;多数合金具有比各组分金属低的熔点,比各组分金属高的硬度和强度。
4.氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法不正确的是(　　)。
A.电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中,钠离子被还原,氯离子被氧化
B.湿法炼铜与火法炼铜的反应中,铜元素都发生还原反应
C.用磁铁矿炼铁的反应中,1 mol Fe3O4被CO还原成Fe,转移9 mol电子
D.铝热法还原铁的反应中,放出的热量能使铁熔化
答案:C
解析:Fe3O4中Fe元素显+2价和+3价,1 mol Fe3O4被CO还原成Fe,转移8 mol电子。
5.①热分解法、②高温还原法、③电解法是工业上制取金属的三种常用方法。下列金属与冶炼方法对应正确的是(　　)。
选项 金属 冶炼方法
A K、Na ③
B Ca、Cu ②
C Fe、Mg ③
D Al、Hg ①
答案:A
解析:K、Ca、Na、Mg、Al等活泼金属应使用电解法,Cu、Fe等金属应使用高温还原法,Hg、Ag等不活泼金属应使用热分解法。
6.某兴趣小组用油性笔在一小块覆铜板上写上“化学”,然后浸入盛有FeCl3溶液的小烧杯中,过一段时间后,取出覆铜板,用水洗净并晾干(如图)。对反应后的溶液进行分析,溶液中c(Fe3+)与c(Cu2+)之比为2∶3。下列说法不正确的是(　　)。
A.反应后的溶液中:c(Fe3+)∶c(Fe2+)=1∶1
B.反应的离子方程式为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+
C.反应后的溶液中:c(Cl-)>c(Fe2+)>c(Cu2+)>c(Fe3+)
D.反应后的溶液再生为FeCl3:加入足量铁粉,过滤,滤液中通入足量Cl2
答案:A
解析:FeCl3溶液腐蚀覆铜板发生反应:2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,离子方程式为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,B项正确;测得反应后溶液中c(Fe3+)∶c(Cu2+)=2∶3,结合反应推知,溶液中c(Fe2+)∶c(Cu2+)=2∶1,从而推知溶液中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=1∶3,A项错误;结合A项分析可知,反应后的溶液中:c(Cl-)>c(Fe2+)>c(Cu2+)>c(Fe3+),C项正确;反应后的溶液含有FeCl2、CuCl2、FeCl3,加入足量铁粉置换出Cu,过滤,滤液中通入足量Cl2,将FeCl2氧化生成FeCl3,实现腐蚀液的再生,D项正确。
7.为了验证Fe3+的性质,某化学兴趣小组设计了下图所示的一组实验,其中实验方案设计错误的是(　　)。
A.②⑤ B.①③
C.③④ D.①②③④⑤
答案:C
解析:③不反应,实验方案及现象均错;④检验的是Cl-,与Fe3+的性质无关。
8.金属Ti(钛)是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属,钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。某化学兴趣小组用实验探究Ti、Mg、Cu的活泼性顺序。它们在相同温度下,取大小相同的三种金属薄片,分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸中,观察现象如下:
金属 Ti Mg Cu
金属表 面现象 放出气泡速度缓慢 放出气泡速度快 无变化
下列有关三种金属的说法正确的是(　　)。
A.三种金属的活泼性由强到弱的顺序是Ti、Mg、Cu
B.若钛粉中混有Mg,提纯Ti时可用稀盐酸除去Mg
C.用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu是工业制取Cu的很好途径
D.Cu和稀盐酸不发生化学反应
答案:D
解析:通过表中现象分析可知,Mg与盐酸反应,生成气泡相对最快,则失电子能力最强;Ti与盐酸反应,生成气泡稍慢,则失电子能力相对较差;Cu与盐酸不反应,失电子能力最差。根据反应快慢、能否与酸反应与活动性之间的关系可以得出,三种金属活动性顺序为镁>钛>铜,A项错误;Ti和Mg都与盐酸反应,在除去Mg的同时,Ti也被除掉了,B项错误;钛(Ti)是一种昂贵的金属,用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu来制取铜,成本太高,在工业上是不可取的,C项错误;Cu与稀盐酸混合,无明显现象,说明Cu与盐酸不反应,D项正确。
9.某金属与盐酸反应时,生成H2的质量与消耗金属质量的关系如下图所示,此金属可能是(　　)。
A.纯锌 B.纯铁
C.镁铝合金 D.铜铁合金
答案:D
解析:首先由图可知,消耗金属质量为30 g时,产生氢气的质量为1 g,即0.5 mol。用极值法:假设每一种金属都与酸反应产生0.5 mol H2,然后分别计算出消耗金属的质量。A项需32.5 g,B项需28 g,C项需9~12 g,D项大于28 g。
10.某化学兴趣小组在学习铁及其化合物知识时,做了如下探究实验:
下列说法不正确的是(　　)。
A.现象1有淡红色,说明有少量的Fe2+被氧化了
B.现象2溶液变红色,说明Fe2+被氧化为Fe3+,同时双氧水被还原为氧气
C.现象3红色褪去,说明发生了反应:2Fe3++Fe3Fe2+
D.由现象4可推测加入过量的双氧水后SCN-可能被氧化生成了气体
答案:B
解析:向氯化亚铁溶液中滴加KSCN溶液,有淡红色,说明该溶液含少量Fe3+,有少量的Fe2+被氧化,A项正确;H2O2被还原,元素的化合价降低,不可能生成O2,B项错误;加入过量铁粉,发生反应:2Fe3++Fe3Fe2+,溶液的红色褪去,C项正确;加入过量双氧水,可能是过量的H2O2将SCN-氧化生成气体,溶液变为黄色,有少量气泡产生,D项正确。
11.利用Fe(NO3)3溶液可清洗附着在试管内壁的银。某同学欲从洗银废液中回收金属银并重新获得Fe(NO3)3溶液,设计了如图路线。下列说法错误的是(　　)。
A.Fe(NO3)3溶液洗银的离子方程式为Fe3++3AgFe+3Ag+
B.溶液2加入KSCN溶液观察不到红色
C.该路线Ⅲ中的H2O2溶液不可用Cl2代替
D.固体是铁和银的混合物
答案:A
解析:洗银废液(Fe3+、Fe2+、Ag+、N)中加入Fe粉,Fe3+、Ag+与Fe反应生成Fe2+、Ag,过滤,滤渣中含有Fe和Ag,加稀盐酸,Fe溶解生成亚铁离子,过滤得到银单质,滤液只含有亚铁离子,加H2O2溶液,亚铁离子被氧化为铁离子。A项,涉及的离子方程式为Fe3++AgFe2++Ag+,错误;B项,固体含有Fe、Ag,加入稀盐酸,生成的溶液2中含有氯化亚铁,与KSCN不反应,溶液不变红色,正确;C项,如用氯气代替,则生成氯化铁,引入新杂质,正确;D项,试剂1为过量的铁,则得到固体为铁和银的混合物,正确。
12.常温时,将0.1 mol Fe(NO3)3和1 mol H2SO4溶于水得2 L混合溶液,然后向该溶液投入m g铁粉使其充分反应后,滴加KSCN溶液不变血红色。下列有关说法不正确的是(　　)。
A.由于氧化性Fe3+>H+,首先发生的反应是Fe+2Fe3+3Fe2+
B.当加入16.8 g铁粉时,可生成标准状况下6.72 L气体
C.在铁粉充分反应后的溶液中,铁元素以Fe2+的形式存在
D.充分反应后,至少耗铁28 g
答案:A
解析:酸性条件下,N有强氧化性,因此首先发生的反应是Fe+N+4H+NO↑+Fe3++2H2O,然后发生反应Fe+2Fe3+3Fe2+,Fe+2H+Fe2++H2↑,A项错误;当加入16.8 g铁粉时,通过计算可知,只发生上述第一个反应,且N恰好完全反应生成标准状况下6.72 L NO气体,此时消耗1.2 mol H+,B项正确;滴加KSCN溶液不变血红色,说明溶液不含Fe3+,C项正确;当第二个反应恰好结束时,滴加KSCN溶液不变血红色,根据方程式计算则至少消耗铁16.8 g+(0.1+0.3) mol×0.5×56 g·mol-1=28 g,D项正确。
二、非选择题:本题共4小题,共52分。
13.(14分)某学生小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了如下一组综合实验,根据实验流程回答相关问题。
(1)请写出Fe2O3与①反应的离子方程式: 　。
(2)物质②为　　　　　　　　　　。
(3)请写出FeCl3与铁粉反应的化学方程式: 　。
(4)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3浊液,该过程的现象为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,此过程中发生的氧化还原反应为(用化学方程式表示)　 　。
(5)小组同学通过研究pH对FeSO4稳定性的影响,得到如图所示结果,分析图像可知增强Fe2+稳定性的措施为 　。
答案:(1)Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
(2)NaOH溶液(其他合理答案也可)
(3)Fe+2FeCl33FeCl2
(4)生成白色絮状沉淀,迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
(5)增强溶液的酸性(或降低溶液的pH)
解析:(1)Fe2O3为碱性氧化物,能够与盐酸反应生成FeCl3和H2O。
(2)FeCl3溶液能够与碱反应生成Fe(OH)3,物质②可以是NaOH、NH3·H2O等。
(3)Fe3+具有氧化性,能够氧化Fe,反应的化学方程式为Fe+2FeCl33FeCl2。
(4)Fe(OH)2是白色沉淀,能迅速被氧气氧化,会看到沉淀由白色迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,发生的氧化还原反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。
(5)由图可知,pH越小,Fe2+越不容易被氧化,即Fe2+越稳定,所以增强Fe2+稳定性的措施为降低溶液的pH或增强溶液的酸性。
14.(10分)(1)提炼黄金的过程一般要使用化学药品氰化物,其直接后果是　　 (填字母)。
①污染水体;②破坏臭氧层;③危害工人的生命与健康;④破坏植被
A.①② B.①②③
C.②④ D.①③④
(2)古代的“药金”外观与金相似,常被误认为金子。它的冶炼方法如下:将ZnCO3、赤铜(Cu2O)、木炭混合加热到800 ℃,得到金光闪闪的“药金”,则“药金”的主要成分是　　　　　　　,有关化学方程式为　 　。
(3)用“药金”制成的假金元宝欺骗人的事件屡有发生。下列能区别其真伪的方法是　　　　(填字母)。
A.测定密度 B.放入硝酸中
C.放入盐酸中 D.观察外表
答案:(1)D
(2)铜锌合金　ZnCO3ZnO+CO2↑,C+2Cu2O4Cu+CO2↑,C+2ZnO2Zn+CO2↑
(3)ABC
解析:(1)提炼黄金所使用的氰化物为剧毒物质,危害工人的身体健康,排入环境会污染水体,破坏植被。(2)由题中所给信息可知,发生的反应为ZnCO3的分解、碳还原氧化锌和氧化亚铜,所得“药金”为铜锌合金。(3)利用金的不活泼性和铜锌合金中的锌较为活泼的性质,可用酸对其进行鉴别,能部分溶解的为“药金”, 也可用密度的大小对其进行鉴别。
15.(14分)某校的化学小组学生利用下图所示装置(夹持装置已略去)进行“铁与水反应及相关性质”的实验。
(1)装置B中发生反应的化学方程式是 　。
(2)装置E中的现象是　 ;作用是　 。
(3)若小组同学称取16.8 g Fe粉放于硬质玻璃管B中,用酒精喷灯加热一段时间后停止加热,冷却后称得固体质量为20.0 g,则实验后的固体物质中氧化物的质量为　　　 g。
(4)将探究小组分为两组,按题图装置进行对比实验,甲组用酒精喷灯、乙组用酒精灯加热,反应产物均为黑色粉末(纯净物),两组分别用产物进行以下实验。
步骤 操作 甲组 现象 乙组 现象
1 取黑色粉末加入稀硫酸 溶解,无气泡 溶解,无气泡
2 取步骤1中溶液,滴加酸性KMnO4溶液 紫色褪去 紫色褪去
3 取步骤1中溶液,滴加KSCN溶液 变血红色 无明显现象
4 向步骤3溶液中滴加新制氯水 红色褪去 先变血红 色,后褪色
①乙组得到的黑色粉末是　　　。
②甲组步骤1中反应的离子方程式为 　。
③乙组步骤4中,溶液变血红色的原因为　　　　　　　　　,　　　　　　　　　　。(用离子方程式表示)
答案:(1)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
(2)固体粉末由黑色变为紫红色　检验产物H2
(3)11.6
(4)①FeO　
②Fe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O　
③Cl2+2Fe2+2Fe3++2Cl-　Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
解析:(1)在加热条件下,装置B中Fe与水蒸气发生氧化还原反应生成四氧化三铁和氢气,化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。
(2)装置E中氢气还原CuO生成紫红色的Cu,所以看到的现象是固体粉末由黑色变为紫红色,可以检验生成的是H2。
(3)16.8 g Fe粉和水蒸气反应后得到固体质量为20.0 g,根据差量法进行计算:
3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2　Δm
168 232 64
m(Fe3O4)　 20.0 g-16.8 g
,解得m(Fe3O4)=11.6 g。
(4)①乙组黑色粉末加入稀硫酸中,溶解且无气泡生成,说明Fe没有剩余且生成物能与稀硫酸反应;加入酸性高锰酸钾溶液,酸性高锰酸钾溶液褪色,说明含有亚铁离子;加入KSCN溶液无明显现象,说明不含铁离子;加入氯水先变血红色后褪色,说明含有亚铁离子,所以乙组黑色粉末是FeO;
②甲中加入稀硫酸,溶解且没有气体生成,说明不含铁单质,加入酸性高锰酸钾溶液褪色,说明含有亚铁离子,加入KSCN溶液变血红色,说明含有铁离子,则该固体为Fe3O4,离子方程式为Fe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O;
③氯气与亚铁离子反应生成铁离子,铁离子与KSCN反应而使溶液呈血红色,涉及的离子方程式为Cl2+2Fe2+2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。
16.(14分)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下。
回答下列问题。
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是　　　　　　　　　。
(2)步骤②需要加热的目的是　　 　　　　, 温度保持80~95 ℃,采用的合适加热方式是　　　　　　。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为　　　　(填字母)。
(3)步骤③中选用足量的H2O2溶液,理由是　 。
(4)步骤⑤的具体实验操作有　　　　　　　　　　　　　　　　　　,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法可测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水个数,将样品加热到150 ℃时失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为　　　　　　　　　　　　。
答案:(1)碱煮水洗
(2)加快反应　热水浴　C
(3)将Fe2+全部氧化为Fe3+,且不引入新杂质
(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)
(5)NH4Fe(SO4)2·12H2O
解析:(1)油污在热的碱性条件下易水解,故去除废铁屑表面的油污的方法是碱煮水洗。(2)适当加热可增大反应速率。加热温度为80~95 ℃,低于100 ℃,可用热水浴加热。铁屑中含有少量硫化物,与H2SO4反应生成H2S气体,H2S能溶于水,但溶解度较小,H2S易与NaOH溶液反应,为防倒吸,C装置适合。(3)足量的H2O2溶液可充分将Fe2+氧化为Fe3+,且不会引入新的杂质。(4)在过程④后溶液中存在大量的Fe3+、N、S,从溶液中提取晶体的操作有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等。(5)设硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]晶体的物质的量为1 mol,失去水的物质的量为1.5 mol,由此可知×100%=5.6%,解得x=12,故硫酸铁铵晶体的化学式为
NH4Fe(SO4)2·12H2O。
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