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專題3 從礦物到基礎(chǔ)材料 專題綜合檢測(cè)(三) (時(shí)間：45分鐘；滿分：100分) 一、選擇題(本題包括9小題，每小題5分，共45分) 1．下列有關(guān)金屬的成語(yǔ)中，不符合科學(xué)原理的是(　　) A．百煉成鋼　　　　　　　 B.火樹銀花 C．點(diǎn)石成金 D.曾青化鐵 解析：選C。百煉成鋼主要介紹生鐵煉鋼的過程?；饦溷y花中的火樹指焰火，焰火中含有多種金屬元素，燃燒時(shí)顯示各種顏色，化學(xué)上稱為焰色反應(yīng)。C項(xiàng)違背了元素守恒。D項(xiàng)是濕法煉銅的原理。 2．科學(xué)家最新研制的利用氯化氫和氫氣生產(chǎn)高純硅的工藝流程如圖所示： 容器①中進(jìn)行的反應(yīng)為A.Si(粗)＋3HCl(g)SiHCl3(l)＋H2(g)；容器②中進(jìn)行的反應(yīng)為B.SiHCl3＋H2Si(純)＋3HCl。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．該工藝流程的優(yōu)點(diǎn)是部分反應(yīng)物可循環(huán)使用 B．最好用分液的方法分離Si和SiHCl3 C．反應(yīng)A和B中HCl均作氧化劑 D．反應(yīng)A和B互為可逆反應(yīng) 解析：選A。該工藝流程中HCl和H2可循環(huán)使用；分離Si與SiHCl3可用過濾的方法；反應(yīng)B中HCl是生成物，是氧化產(chǎn)物；反應(yīng)A、B不在同一條件下進(jìn)行，不是可逆反應(yīng)。 3．將鐵鋁礬[Al2Fe(SO4)4xH2O]溶于水中，得到淺綠色溶液，有關(guān)該溶液的敘述正確的是(　　) A．鐵鋁礬有凈水作用，其水溶液顯中性 B．向該溶液中加入Na2S溶液，有淡黃色沉淀 C．用惰性電極電解該溶液時(shí)，陰極區(qū)有沉淀 D．在空氣中，蒸干并灼燒該溶液，最后所得的殘留固體為Al2O3、Fe2O3 解析：選C。A.鐵鋁礬溶于水電離出鋁離子和亞鐵離子，Al3＋、Fe2＋水解顯酸性，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B.S2－和Al3＋水解相互促進(jìn)，生成氫氧化鋁和H2S，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C.陰極氫離子放電，所以會(huì)生成氫氧化鋁和氫氧化亞鐵沉淀，C項(xiàng)正確；D.Fe2＋易被空氣中的氧氣氧化成Fe3＋，Al3＋、Fe3＋水解生成硫酸，硫酸難揮發(fā)，所以最終得到的是硫酸鋁和硫酸鐵，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 4．鐵及其化合物是中學(xué)化學(xué)中的一類重要物質(zhì)，下列關(guān)于鐵元素的敘述中正確的是(　　) A．保存FeCl2溶液常常加一些鐵粉，其目的是抑制Fe2＋水解 B．在25 ℃時(shí)，pH＝0的溶液中，Al3＋、NH、NO、Fe2＋可以大量共存 C．制備AlCl3、FeCl3均可采用將溶液直接蒸干的方法 D．硫酸亞鐵溶液中加入過氧化氫溶液：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 解析：選D。保存FeCl2溶液常常加一些鐵粉，其目的是防止Fe2＋被氧化，A項(xiàng)不正確；pH＝0的溶液呈強(qiáng)酸性，F(xiàn)e2＋、NO、H＋不能大量共存，B項(xiàng)不正確；制備AlCl3、FeCl3若將其溶液直接蒸干，會(huì)得到Al(OH)3、Fe(OH)3，C項(xiàng)不正確。 5．Fe、Mg、Al分別與稀鹽酸充分反應(yīng)得到相同質(zhì)量的氫氣。①Fe、Mg、Al的質(zhì)量相等，鹽酸足量；②Fe、Mg、Al的質(zhì)量之比是56∶24∶27，鹽酸足量；③Fe、Mg、Al的質(zhì)量之比是28∶12∶9，鹽酸足量；④Fe、Mg、Al均過量，所用鹽酸的質(zhì)量和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)都相同。你認(rèn)為可能的原因是(　　) A．①② B．①③ C．②③ D．③④ 解析：選D。①Fe、Mg、Al的質(zhì)量相等，鹽酸足量，則充分反應(yīng)后放出氫氣的質(zhì)量Al>Mg>Fe；②鹽酸足量，F(xiàn)e、Mg、Al的質(zhì)量之比為56∶24∶27，則充分反應(yīng)后放出氫氣的質(zhì)量之比為∶∶＝2∶2∶3；③Fe、Mg、Al質(zhì)量之比為28∶12∶9，鹽酸足量，則充分反應(yīng)后放出氫氣的質(zhì)量之比為∶∶＝1∶1∶1，即可得到相同質(zhì)量的氫氣；④Fe、Mg、Al均過量，所用鹽酸的質(zhì)量和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)都相同時(shí)，充分反應(yīng)，可得到相同質(zhì)量的氫氣。 6．在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的鐵屑，反應(yīng)完全后將固體濾出，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽(yáng)離子是Fe2＋，一定不含Cu2＋ B．若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽(yáng)離子是Fe2＋，可能含Cu2＋和Fe3＋ C．若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽(yáng)離子是Fe3＋和Fe2＋，一定不含Cu2＋ D．若濾出的固體中含有鐵和銅，則溶液中一定含有的陽(yáng)離子是Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋ 解析：選D。氧化性：Fe3＋＞Cu2＋＞Fe2＋，加入鐵粉后有固體剩余，F(xiàn)e3＋一定不存在；若剩余固體全部都是Cu，溶液中還可能有Cu2＋，也可能恰好被完全置換；若剩余固體是Cu和Fe，則溶液中不可能有Cu2＋。 7．(2018淮北高三模擬)煤矸石是采煤和洗煤時(shí)的廢棄物，其主要成分是Al2O3、SiO2，另外還含有數(shù)量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素(如Ga等)。下列關(guān)于煤矸石的說(shuō)法正確的是(　　) A．可用于生產(chǎn)矸石水泥、耐火磚等建筑材料 B．煤矸石中的金屬氧化物均為堿性氧化物 C．P2O5和SO3對(duì)應(yīng)水化物的酸性較強(qiáng)的是 H3PO4 D．鋁比鎵活潑，能電解GaCl3水溶液制備鎵單質(zhì) 解析：選A。Al2O3為兩性氧化物，B項(xiàng)錯(cuò)誤；H2SO4的酸性強(qiáng)于H3PO4，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鋁、鎵同主族，鎵在鋁的下方，金屬性更強(qiáng)，無(wú)法用電解GaCl3水溶液制備鎵單質(zhì)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 8．某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)一含有Al3＋的未知溶液進(jìn)行了如下分析： (1)滴加少量NaOH溶液，無(wú)明顯變化； (2)繼續(xù)滴加NaOH溶液，有白色膠狀沉淀生成； (3)滴加過量的NaOH溶液，白色膠狀沉淀明顯減少。實(shí)驗(yàn)小組經(jīng)定量分析，得出如圖所示沉淀的物質(zhì)的量與滴加NaOH溶液體積的關(guān)系。 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．該未知溶液中至少含有三種陽(yáng)離子 B．NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為5 molL－1 C．若另一種離子為二價(jià)陽(yáng)離子，則a＝10 D．若將最終沉淀過濾、洗滌、灼燒，其質(zhì)量一定為6 g 解析：選D。從題圖可以看出，開始無(wú)沉淀，證明溶液中有H＋；產(chǎn)生的沉淀部分溶解，證明溶液中至少有兩種能與OH－作用的金屬離子，A正確。由題圖可知Al(OH)3沉淀為0.05 mol，根據(jù)反應(yīng)：Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，可知n(NaOH)＝n[Al(OH)3]＝0.05 mol，消耗NaOH溶液的體積V＝0.01 L，故c(NaOH)＝＝5 molL－1，B正確。若另一種離子為二價(jià)陽(yáng)離子，該陽(yáng)離子為0.15 mol，沉淀該離子需60 mL NaOH溶液，沉淀0.05 mol Al3＋需30 mL NaOH溶液，則a＋30＋60＝100，解得a＝10，C正確。因?yàn)椴荒艽_定最終物質(zhì)的種類，故無(wú)法計(jì)算其質(zhì)量，D錯(cuò)誤。 9．(2018鹽城高三模擬)部分氧化的Fe、Cu合金樣品(氧化產(chǎn)物為Fe2O3、CuO)共5.76 g，經(jīng)如下處理： 下列說(shuō)法正確的是(　　) A．濾液A中的陽(yáng)離子為Fe2＋、Fe3＋、H＋ B．樣品中CuO的質(zhì)量為4.0 g C．樣品中Fe元素的質(zhì)量為2.24 g D．V＝896 解析：選C。加入足量稀硫酸，可能發(fā)生的反應(yīng)有Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋、Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。由于氧化性Fe3＋>Cu2＋>H＋，F(xiàn)e3＋先反應(yīng)，因?yàn)V液A中不存在Cu2＋，則一定不存在Fe3＋，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由于生成了氫氣，濾液A中不含Cu2＋，說(shuō)明濾渣3.2 g為金屬銅，銅元素的物質(zhì)的量為0.05 mol，若全部為CuO，CuO的質(zhì)量為80 gmol－10.05 mol＝4.0 g，由于部分銅被氧化成CuO，則樣品中CuO的質(zhì)量一定小于4.0 g，B項(xiàng)錯(cuò)誤；濾液A中含有Fe2＋和H＋，加入足量NaOH溶液后，過濾，最后灼燒得到的固體為Fe2O3，3.2 g Fe2O3的物質(zhì)的量為0.02 mol，含有鐵元素的物質(zhì)的量為0.02 mol2＝0.04 mol，樣品中所有鐵元素都生成了Fe2O3，所以樣品中鐵元素的質(zhì)量為56 gmol－10.04 mol＝2.24 g，C項(xiàng)正確；由于部分鐵與Fe3＋和Cu2＋反應(yīng)，則與H＋反應(yīng)的鐵的物質(zhì)的量小于0.04 mol，反應(yīng)生成的氣體的物質(zhì)的量小于0.04 mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成的氣體的體積一定小于22.4 Lmol－10.04 mol＝0.896 L，即小于896 mL，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 二、非選擇題(本題包括4小題，共55分) 10．(12分)(2018邯鄲高三檢測(cè))在FeCl3溶液蝕刻銅箔制造電路板的工藝中，廢液處理和資源回收的過程簡(jiǎn)述如下： Ⅰ.向廢液中投入過量鐵屑，充分反應(yīng)后分離出固體和濾液； Ⅱ.向?yàn)V液中加入一定量石灰水，調(diào)節(jié)溶液pH，同時(shí)鼓入足量的空氣。 (1)FeCl3溶液蝕刻銅箔反應(yīng)的離子方程式為______________________________。 (2)過程Ⅰ加入鐵屑的主要作用是______________________________________， 分離得到的固體主要成分是____________________________________， 從固體中分離出銅需采用的方法是_______________________________________。 (3)過程Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：FeCl3溶液蝕刻銅箔的離子方程式為2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，得到的廢液中含有FeCl3、CuCl2、FeCl2。 答案：(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ (2)反應(yīng)掉FeCl3、CuCl2(合理即可)　Fe、Cu　加入足量稀鹽酸后過濾(合理即可) (3)4FeCl2＋4Ca(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3↓＋4CaCl2 11．(14分)某無(wú)色稀溶液X中，可能含有下表所列離子中的某幾種。 陰離子 CO、SiO、AlO、Cl－ 陽(yáng)離子 Al3＋、Fe3＋、Mg2＋、NH、Na＋ 現(xiàn)取該溶液適量，向其中加入某試劑Y，產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量(n)與加入試劑體積(V)的關(guān)系如圖所示。 (1)若Y是鹽酸，則Oa段轉(zhuǎn)化為沉淀的離子(指來(lái)源于X溶液的，下同)是____________，ab段發(fā)生反應(yīng)的離子是____________，bc段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________ ________________________________________________________________________。 (2)若Y是NaOH溶液，則X中一定含有的陽(yáng)離子是____________，其物質(zhì)的量之比為________，ab段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________________________。 解析：溶液為無(wú)色，說(shuō)明溶液X中不含F(xiàn)e3＋。(1)若Y為鹽酸，由圖像的特點(diǎn)判斷溶液X中含有AlO、SiO、CO，其中Oa段轉(zhuǎn)化為沉淀的離子為AlO、SiO；ab段發(fā)生反應(yīng)的離子為CO；bc段發(fā)生的反應(yīng)為Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。(2)若Y為NaOH溶液，由圖像特點(diǎn)判斷溶液中含有Mg2＋、Al3＋、NH。其中Oa段發(fā)生反應(yīng)為Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓；ab段發(fā)生的反應(yīng)為NH＋OH－===NH3H2O；bc段發(fā)生的反應(yīng)為Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，n(Al3＋)∶n(Mg2＋)∶n(NH)＝1∶[(4－13)]∶2＝2∶1∶4。 答案：(1)SiO、AlO　CO Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O　(2)Al3＋、Mg2＋、NH　2∶1∶4　NH＋OH－===NH3H2O 12．(14分)孔雀石是自然界存在的碳酸鹽類銅礦，其主要成分的化學(xué)組成可表示為xCuCO3yCu(OH)2(x、y為正整數(shù)且x≤2，y≤2)，還含少量Fe、Si的化合物。以孔雀石為原料可制備CuSO45H2O及納米材料G，步驟如下： (1)溶液A中金屬離子有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋。從下列所給試劑中選擇：實(shí)驗(yàn)步驟中，試劑①最好為________，檢驗(yàn)溶液A中含有Fe3＋的最佳試劑為________。 a．KMnO4 b．(NH4)2S c．H2O2 d．KSCN (2)沉淀D中除了過量的CuO外，還存在另一種固體，其化學(xué)式為________，加入CuO的作用是________________________________。 (3)制備納米材料G時(shí)，應(yīng)向CaCl2溶液中先通入(或先加入)________(填化學(xué)式)。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________________________。 (4)與過量鹽酸反應(yīng)時(shí)，孔雀石耗用的鹽酸的物質(zhì)的量與生成的CO2的物質(zhì)的量之比為4∶1；則孔雀石的化學(xué)式為________________。 解析：(1)加入試劑①的目的是將Fe2＋氧化為Fe3＋，最好加入綠色氧化劑H2O2，這樣可以不引入新的雜質(zhì)；檢驗(yàn)Fe3＋的最佳試劑是KSCN。(2)加入過量的CuO，調(diào)節(jié)溶液的pH，促進(jìn)Fe3＋的水解，可以使Fe3＋轉(zhuǎn)化為沉淀，故沉淀D中還存在Fe(OH)3。(3)納米材料G是納米碳酸鈣，因?yàn)楫a(chǎn)物中還有氮肥，所以應(yīng)該先通入氨氣，以增加CO2的溶解度。(4)1 mol CuCO3和1 mol Cu(OH)2分別與鹽酸完全反應(yīng)時(shí)，所消耗的HCl均為2 mol。依題意得：＝，解得＝1，所以孔雀石的化學(xué)式為CuCO3Cu(OH)2。 答案：(1)c　d　(2)Fe(OH)3　調(diào)節(jié)溶液的pH，促進(jìn)Fe3＋的水解　(3)NH3　2NH3＋CO2＋H2O＋CaCl2===CaCO3↓＋2NH4Cl　(4)CuCO3Cu(OH)2 13．(15分)(2016高考浙江卷)Ⅰ.化合物 Mg5Al3(OH)19(H2O)4可作環(huán)保型阻燃材料，受熱時(shí)按如下化學(xué)方程式分解： 2Mg5Al3(OH)19(H2O)427H2O↑＋10MgO＋3Al2O3 (1)寫出該化合物作阻燃劑的兩條依據(jù)：_________________________________________。 (2)用離子方程式表示除去固體產(chǎn)物中Al2O3的原理：_____________________ ________________________________________________________________________。 (3)已知MgO可溶于NH4Cl的水溶液，用化學(xué)方程式表示其原理：_______________ ________________________________________________________________________。 Ⅱ.磁性材料A是由兩種元素組成的化合物，某研究小組按如圖流程探究其組成： 請(qǐng)回答： (1)A的組成元素為________(用元素符號(hào)表示)，化學(xué)式為________________。 (2)溶液C可溶解銅片，列舉該反應(yīng)的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用：__________________。 (3)已知化合物A能與稀硫酸反應(yīng)，生成一種淡黃色不溶物和一種氣體(標(biāo)況下的密度為1.518 gL－1)，該氣體分子的電子式為________。寫出該反應(yīng)的離子方程式：____________。 (4)寫出F→G反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究溶液G中的主要微粒(不考慮H2O、H＋、K＋、I－)：_________________________________。 解析：Ⅰ.(1)Mg5Al3(OH)19(H2O)4的分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)生成了大量的水蒸氣和固體氧化物。吸熱能降低環(huán)境的溫度，固體氧化物能有效隔絕空氣，而生成的水蒸氣則能稀釋空氣，降低氧氣的濃度，從而阻止燃燒的繼續(xù)。(2)Al2O3為兩性氧化物，而MgO能與酸反應(yīng)，故應(yīng)用堿溶液除去Al2O3，離子方程式為Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。(3)NH4Cl水解使溶液呈酸性，能有效溶解MgO，相應(yīng)的化學(xué)方程式為MgO＋2NH4Cl＋H2O===MgCl2＋2NH3H2O或NH4Cl＋H2ONH3H2O＋HCl，MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O。 Ⅱ.(1)由C中加入KSCN溶液后呈血紅色，可推出B為Fe2O3，C為FeCl3；由F能將I2還原為I－可知，E應(yīng)該是一種具有強(qiáng)還原性的氣體，可初步推斷E為SO2，則F為H2SO3。由以上分析可得A中含有Fe與S兩種元素，其中含有的鐵元素的質(zhì)量為1.680 g，物質(zhì)的量為0.030 mol；含有的硫元素的質(zhì)量為1.280 g，物質(zhì)的量為0.040 mol；A的化學(xué)式為Fe3S4。(2)FeCl3溶解銅可用于制印刷電路板。(3)Fe3S4與稀硫酸反應(yīng)生成的氣體的摩爾質(zhì)量為34 gmol－1，故該氣體為H2S，其相應(yīng)的電子式為HS,H，該反應(yīng)的離子方程式為Fe3S4＋6H＋===3H2S↑＋3Fe2＋＋S。(4)F→G的化學(xué)方程式為H2SO3＋I(xiàn)2＋H2O===H2SO4＋2HI；G中需要檢驗(yàn)的微粒有SO、H2SO3，具體實(shí)驗(yàn)方案為加入足量BaCl2檢驗(yàn)SO的存在并除去SO，分離沉淀得到清液后，再向清液中加入氧化劑(如H2O2)，若又有白色沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明存在H2SO3。 答案：Ⅰ.(1)反應(yīng)吸熱降低溫度，固體氧化物隔絕空氣，水蒸氣稀釋空氣(任寫兩條即可) (2)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O (3)MgO＋2NH4Cl＋H2O===MgCl2＋2NH3H2O(或NH4Cl＋H2ONH3H2O＋HCl，MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O) Ⅱ.(1)S、Fe　Fe3S4　(2)制印刷電路板 (3)HH　Fe3S4＋6H＋===3H2S↑＋3Fe2＋＋S (4)H2SO3＋I(xiàn)2＋H2O===H2SO4＋2HI　取溶液G，加入過量BaCl2溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則有SO；過濾后取濾液，滴加H2O2溶液，若再產(chǎn)生白色沉淀，則有H2SO