1、第一二节综合拔高练五年选考练 考点1铁及其化合物1.(高考组编,)有关铁及其化合物的说法正确的是()A.将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中,制备Fe(OH)3胶体B.向FeCl2溶液中滴加NH4SCN 溶液,溶液显红色C.Cu与FeCl3 溶液反应可生成CuCl2D.Fe与Cl2反应生成FeCl3,推测Fe与I2反应生成FeI32.(2016课标,28节选,)某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 molL-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是。(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液,加入几
2、滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为。(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是。(4)丙组同学取10 mL 0.1 molL-1 KI溶液,加入6 mL 0.1 molL-1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验:第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;第二支试管中加入1滴K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉淀;第三支试管中加入1滴KSCN溶液,
3、溶液变红。实验检验的离子是(填离子符号);实验和说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有(填离子符号)。深度解析(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为。3.(2018课标,28节选,)(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物,按下图所示装置进行实验。通入氮气的目的是。实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊,装置E中固体变为红色,由此判断热分解产物中一定含有、。为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是。样品完全分解后,装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3,检验Fe2O3存在的方法是: 。考点2铝及其化合物4.(高考组编,)
4、下列关于铝及其化合物说法正确的是()A.制备Al(OH)3悬浊液:向1 molL-1 AlCl3溶液中加过量的6 molL-1 NaOH溶液B.KAl(SO4)212H2O 溶于水可形成Al(OH)3胶体C.用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热,熔化后的液态铝滴落下来,金属铝的熔点较低D.向Al2(SO4)3溶液中加入过量的NH3H2O:Al3+4NH3H2O AlO2-+4NH4+2H2O5.(2016海南单科,14节选,)KAl(SO4)212H2O(明矾)是一种复盐,在造纸等方面应用广泛。实验室中,采用废易拉罐(主要成分为Al,含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如
5、下图所示。回答下列问题:易拉罐滤液A沉淀B 产物(1)为尽量少引入杂质,试剂应选用(填标号)。a.HCl溶液b.H2SO4溶液c.氨水d.NaOH溶液(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为。6.(2018江苏单科,16节选,)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2,少量FeS2和金属硫酸盐)为原料,生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下:(3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2,铝元素存在的形式由(填化学式)转化为(填化学式)。三年模拟练 应用实践1.(2020安徽芜湖高一期末,)新型镁铝合金(Mg17Al12)有储氢性能,它在一定条件下完全吸氢的反应为Mg17
6、Al12+17H2 17MgH2+12Al,得到的混合物Y(成分为MgH2、Al)能与酸反应释放出大量氢气。下列说法正确的是()A.该合金应在氮气保护下,将一定比例的Mg、Al单质熔炼而成B.合金在吸氢过程中被H2还原C.一定量的镁铝合金既可以完全溶于足量盐酸中,也可以完全溶于足量的NaOH溶液中D.等质量的镁、铝和镁铝合金分别与足量的盐酸反应生成H2的体积(同温同压下)大小顺序为V(铝)V(镁铝合金)V(镁)2.(2020云南文山广南一中高一期中,)下列关于“金属材料”的叙述不正确的是()A.金属材料根据其组成可分为纯金属和合金B.密度大于4.5 gcm-3的金属称为重金属C.铁、铬、锰以及
7、它们的合金称为黑色金属材料D.金属钠、镁、铝都是有色金属和重金属3.(2020江苏盐城阜宁中学高一月考,)分别将23 g Na、24 g Mg、27 g Al投入1 L 1.25 mol/L硫酸溶液中,充分反应后产生的气体体积比为()A.123B.122C.245D.2364.(2020四川绵阳高一期末,)生态农业涉及农家废料的综合利用,某种肥料经发酵得到一种含甲烷、二氧化碳、氮气的混合气体。2.016 L(标准状况)该气体通过盛有足量红热CuO粉末的硬质玻璃管,发生的反应为CH4+4CuO CO2+2H2O+4Cu。当甲烷完全反应后,硬质玻璃管的质量减轻4.8 g。将反应后产生的气体通过足量
8、的澄清石灰水,充分吸收生成沉淀8.5 g。下列说法正确的是()A.硬质玻璃管中固体减少的氧元素的物质的量为0.15 molB.原混合气体中甲烷的物质的量是0.75 molC.原混合气体中氮气的体积分数为5.56%D.原混合气体中二氧化碳的物质的量为0.085 mol5.(双选)(2020山东潍坊高一期末,)已知:2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4 K2SO4+2MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O。将一定量的硫酸酸化的KMnO4溶液与FeSO4溶液混合,充分反应后再向所得溶液中加入KI溶液,混合溶液中Fe3+的物质的量随加入KI的物质的量的变化关系如图所示。下列说法错误的是()A
9、.AB段发生I-被MnO4-氧化的反应B.BC段发生的反应为2Fe3+2I- 2Fe2+I2C.开始时加入KMnO4的物质的量为0.15 molD.开始时加入FeSO4的物质的量为1.25 mol6.(2020重庆北碚联合性测试,)A由Al2O3、Fe3O4、Al、Cu中的某几种粉末混合而成,设计成分分析方案如下,下列分析不正确的是()A.当m1m2时,溶液a中阴离子只有1种B.生成蓝色溶液的离子方程式为Cu+2Fe3+ Cu2+2Fe2+C.要确定混合物中是否含Al,可取A加入适量稀盐酸D.当m2-m3=2.96时,Fe3O4的质量至少为2.32 g7.(2019江西临川一中高一检测,)某课
10、外活动小组收集了一种合金进行以下探究(已知铜元素的焰色呈绿色)。.外观呈暗灰色,表皮光滑;.在酒精灯火焰上灼烧,火焰呈绿色,合金片熔化,但不滴落;.取刮去表皮的合金10 g,放入足量的稀硫酸中,收集到标准状况下的H2 8.96 L;.另取刮去表皮的合金10 g,放入足量的NaOH溶液中,也收集到标准状况下的H2 8.96 L。(1)试据此判断,该合金中一定含有的元素是(填元素符号);可能含有下列元素中的(填字母)。深度解析A. AgB.MgC.NaD.Fe(2)如果该合金中只含2种元素,则二者的质量比是。8.()某研究性学习小组请你参与“研究铁与水蒸气反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验
11、探究,并回答下列问题:【查阅资料】含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色,含有Fe2+的盐溶液遇到KSCN溶液时不变色。探究一:设计如图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验(夹持仪器略)。(1)硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为。(2)装置D的作用是。探究二:设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管B中黑色固体的成分(已知酸性KMnO4溶液能与盐酸发生反应)。(3)待硬质玻璃管B冷却后,取少许其中的固体继续进行如下实验:试剂A是,现象2为。若现象1中溶液未变红色,请从硬质玻璃管B中固体物质的成分分析可能的原因:。探究三:某学习小组设计用硬质玻璃管B中固体制备Fe3O4纳米材料的流程示意图
12、如下:已知:浊液B中铁元素以FeOOH形式存在;在操作中,相同条件下测得Fe3O4的产率与RR=n(Fe+3)n(Fe+2)的关系如下图所示。(4)在滤液A转化为浊液B反应完成后需再加热一段时间除去剩余H2O2,目的是。(5)设浊液B中FeOOH的物质的量为a mol,滤液A中的n(Fe)=b mol。为使Fe3O4的产率最高,则ab=。(填数值,保留3位有效数字)迁移创新9.()苹果汁是人们喜爱的饮料,但是现榨的苹果汁在空气中会慢慢地由浅绿色变为棕黄色,为什么呢?于是,研究性小组同学设计并进行实验,探究苹果汁变色的原因。查阅资料苹果汁中含有0.001%的Fe2+,同时也含有多酚类物质,多酚可
13、与空气中的氧气反应变为褐色。Fe2+在空气中或与浓硝酸反应都能变为Fe3+,且含Fe3+的溶液呈黄色。浓硝酸具有强氧化性。猜想与假设.苹果汁变色与苹果中的铁元素有关。.苹果汁变色是苹果汁中的多酚物质与空气中的氧气反应的结果。进行实验编号实验操作实验现象实验1中未出现明显变化实验2分别放置于空气中一段时间(如下图所示)试管编号1 min10 min24 h黄褐色褐色深褐色无明显变化无明显变化无明显变化略有些黄色浅黄黄色实验3解释与结论(1)实验1验证了苹果汁中含有Fe2+。在该实验中的现象是。(2)实验2的中FeSO4溶液溶质的质量分数为%,该实验得出的结论是。(3)验证猜想成立的实验3的操作及
14、现象分别是、。答案全解全析五年选考练1.C4.B1.C制备Fe(OH)3胶体,应将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,A错误;向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液不显红色,B错误;Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2和FeCl2,C正确;I2的氧化性较弱,故与铁反应生成FeI2,D错误。2.答案(1)防止Fe2+被氧化(2)2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)(4)Fe2+Fe3+(5)2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O解析(1)Fe2+易被空气中的O2氧化为Fe3+,加入少量铁屑,可防止Fe2+被氧化。(2)Cl2可将Fe2+氧化,反应的离
15、子方程式为2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-。(3)Fe2+易被空气中的O2氧化,加入煤油,覆盖在溶液上面,阻止空气进入溶液干扰实验。(4)实验加入K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉淀,说明含有Fe2+;实验和说明在I-过量的情况下,溶液中仍含有Fe3+。(5)H2O2溶液中加入酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,说明Fe2+被H2O2氧化成Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O。知识拓展实验室常用K3Fe(CN)6检验Fe2+。在溶液中滴加K3Fe(CN)6溶液,若有蓝色沉淀生成,则含有Fe2+。3.答案(2)隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置
16、CO2CO先熄灭装置A、E的酒精灯,冷却后停止通入氮气取少许固体粉末于试管中,加稀硫酸溶解,滴入12滴KSCN溶液,溶液变红色,证明含有Fe2O3解析(2)B中澄清石灰水变浑浊,说明分解产物中有CO2;装置E中固体变为红色,F中澄清石灰水变浑浊,证明分解产物中有CO。停止实验时,若先停止通入氮气,后熄灭酒精灯,会导致装置内气压减小,造成倒吸。检验Fe2O3需先将固体溶于稀硫酸,然后利用Fe3+遇SCN-会生成红色的Fe(SCN)3的性质检验。4.BA项,AlCl3+4NaOH NaAlO2+3NaCl+2H2O,AlCl3在过量的NaOH溶液中产生NaAlO2,而不是Al(OH)3;B项,KA
17、l(SO4)212H2O溶于水,电离出的Al3+可形成Al(OH)3胶体;C项,铝在空气中加热生成的氧化铝熔点较高,所以内部熔化的铝不会滴落;D项,NH3H2O不能溶解Al(OH)3。5.答案(1)d(2)2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2解析(1)易拉罐的主要成分为Al,含有少量的Fe、Mg杂质,试剂的作用是将Al溶解并除去Fe、Mg杂质,HCl溶液和H2SO4溶液可溶解Al及Fe、Mg杂质,会引入Fe2+、Mg2+,氨水不能溶解Al;NaOH溶液可溶解Al,但不溶解Fe、Mg杂质,故应选用d。(2)选用NaOH溶液溶解易拉罐,主要发生反应2Al+2NaOH+2H2O 2N
18、aAlO2+3H2。6.答案(3)NaAlO2Al(OH)3解析(3)矿粉焙烧后加NaOH溶液碱浸时,Al2O3能与NaOH溶液反应生成NaAlO2,发生的反应为Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O,过滤后,NaAlO2在滤液中,向滤液中通入过量CO2时,发生反应NaAlO2+CO2+2H2O Al(OH)3+NaHCO3,所以铝元素存在的形式由NaAlO2转化为Al(OH)3。三年模拟练1.D2.D3.C4.C5.CD6.A1.D在高温下熔炼时,镁和氮气可以发生反应:3Mg+N2 Mg3N2,故A错误;合金在吸氢过程中镁元素的化合价升高,被H2氧化,故B错误;镁铝合金可以完全溶于足
19、量盐酸中,镁与氢氧化钠不反应,不能完全溶于足量的NaOH溶液中,故C错误;假设镁、铝、镁铝合金的质量均为w g,计算分别产生H2的物质的量:Mg+2HCl MgCl2+H224 g1 molw gw/24 mol2Al+6HCl 2AlCl3+3H254 g3 molw gw/18 mol镁铝合金与足量的盐酸反应生成的H2的物质的量介于w/24 molw/18 mol之间,同温同压下,气体体积之比等于物质的量之比,所以同温同压下生成H2的体积由大到小的顺序为V(铝)V(镁铝合金)V(镁),故D正确。2.D金属材料包括纯金属和它们的合金,故A正确;重金属是指密度大于4.5 gcm-3的金属,包括
20、金、银、铜、铁、汞、铅、镉等,故B正确;根据金属的颜色和性质等特征,金属材料分为黑色金属材料和有色金属材料,黑色金属材料通常包括铁、锰、铬及其合金,故C正确;金属钠、镁、铝的密度都小于4.5 gcm-3,不属于重金属,故D错误。3.C23 g Na、24 g Mg、27 g Al的物质的量均为1 mol,1 L 1.25 mol/L硫酸溶液中H2SO4的物质的量为1.25 mol;酸不足时钠可与水反应生成氢气,而Mg、Al只能与硫酸反应,故Na与酸反应时,Na会完全反应,由2Na+H2SO4 Na2SO4+H2可知,1 mol Na完全反应消耗0.5 mol硫酸,生成氢气的物质的量为1 mol
21、12=0.5 mol;由Mg+H2SO4 MgSO4+H2可知,1 mol Mg消耗1 mol硫酸,生成1 mol氢气;由2Al+3H2SO4 Al2(SO4)3+3H2可知,1 mol Al消耗1.5 mol硫酸,则硫酸不足,1.25 mol硫酸完全反应生成1.25 mol氢气,故相同条件下产生的气体体积比为0.5 mol1 mol1.25 mol=245。4.C气体通过盛有足量红热CuO粉末的硬质玻璃管,发生反应CH4+4CuO CO2+2H2O+4Cu,根据方程式可知玻璃管减轻的质量即氧元素的质量,所以n(O)=4.8 g16 g/mol=0.3 mol,故A错误;根据A项可知参加反应的
22、n(CuO)=0.3 mol,根据反应的化学方程式可知还原0.3 mol CuO需要甲烷0.075 mol,故B错误;气体通过过量的澄清石灰水,二氧化碳全部转化为CaCO3,生成的8.5 g沉淀是CaCO3,碳酸钙的物质的量为8.5 g100 g/mol=0.085 mol,故通过硬质玻璃管完全反应后的二氧化碳的总物质的量为0.085 mol,甲烷反应生成的二氧化碳的物质的量为0.075 mol,故原混合气体中二氧化碳的物质的量为0.085 mol-0.075 mol=0.01 mol,原混合气体中CO2的体积为0.01 mol22.4 L/mol=0.224 L,故原混合气体中氮气的体积为2
23、.016 L-0.075 mol22.4 L/mol-0.224 L=0.112 L,N2的体积分数=0.112 L2.016 L100%5.56%,故C正确;根据C选项可知原混合气体中二氧化碳的物质的量为0.01 mol,故D错误。5.CD开始加入I-时,Fe3+的物质的量并不减少,说明Fe3+没有被还原,则被还原的应该是过量的MnO4-,A项正确;BC段Fe3+的物质的量开始减少,因此发生了Fe3+和I-之间的氧化还原反应,B项正确;BC段一共消耗了0.75 mol的I-,由2Fe3+2I- 2Fe2+I2可以看出消耗Fe3+的物质的量为0.75 mol,根据题干给的化学方程式推出要产生0
24、.75 mol Fe3+需要0.15 mol的MnO4-,但是高锰酸钾过量,因此开始时加入的高锰酸钾一定大于0.15 mol,C项错误;由C项可知Fe3+的物质的量为0.75 mol,根据铁原子守恒可知一开始加入的FeSO4的物质的量也是0.75 mol,D项错误。6.A当m1m2时,说明A中至少有Al2O3、Al两者中的一种,且生成了偏铝酸钠,溶液a中一定有NaAlO2和过量的氢氧化钠,则溶液中阴离子不是只有一种,故A错误;Fe3O4与盐酸反应生成氯化铁和氯化亚铁,三价铁离子有强氧化性,能氧化Cu为Cu2+,发生反应:Cu+2Fe3+ Cu2+2Fe2+,故B正确;Al2O3、Fe3O4与盐
25、酸反应均无气体产生,而铜与盐酸不反应,可取A加入适量稀盐酸,如果有气体产生,证明铝存在,故C正确;步骤中固体质量改变的原因是Fe3O4与盐酸反应,以及Fe3O4与盐酸反应生成的Fe3+与Cu反应使Cu溶解,发生反应的离子方程式分别为Fe3O4+8H+ Fe2+2Fe3+4H2O、2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+,可得关系式:Fe3O42Fe3+Cu,假设参与反应的Fe3O4的物质的量为x mol,则被氧化的铜的物质的量为x mol,232x+64x=m2-m3=2.96,解得x=0.01,则Fe3O4的质量最小为0.01 mol232 g/mol=2.32 g,故D正确。7.答案(1)Cu、
26、AlA(2)m(Al)m(Cu)=187解析(1)在酒精灯火焰上灼烧,火焰呈绿色,说明含有铜元素。等质量的合金与足量的稀硫酸或NaOH溶液反应放出H2的体积相同,说明一定含有铝,且不含其他活泼金属,如Na、Mg、Fe等,还可能含有不与稀硫酸和NaOH溶液反应的Ag。(2)该合金如果只含2种元素,则为Cu、Al。由2Al3H22 mol3 molm(Al)27 gmol-1 8.96 L22.4 Lmol-1=0.4 mol解得m(Al)=230.4 mol27 gmol-1=7.2 g,m(Cu)=10 g-7.2 g=2.8 g,则m(Al)m(Cu)=7.22.8=187。方法指导有关合金
27、成分的计算解答这类问题要明确金属的性质(如与酸、碱反应放出氢气等)。如镁铝合金在稀酸中溶解,这就要熟记Mg、Al与稀酸的反应,由Mg+2H+ Mg2+H2知MgH2,由2Al+6H+ 2Al3+3H2知2Al3H2,根据放出H2的量与消耗金属的关系式,可迅速作答。特别是铝合金溶于NaOH溶液中这类问题,首先明确Al与NaOH溶液的反应,2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2,2Al3H2,可由这一关系得出Al的量,然后再确定铝合金中其他成分的量。8.答案(1)3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2(2)除去H2中的水蒸气,防止玻璃管E破裂(3)稀硫酸酸性KMnO4溶液褪色B中
28、固体可能为Fe3O4和Fe的混合物,Fe将Fe3+全部还原为Fe2+(4)使其分解除去,防止H2O2在后续步骤中继续氧化+2价铁元素(5)0.636解析(1)高温条件下,Fe和水蒸气发生氧化还原反应生成四氧化三铁和氢气,反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2。(2)装置D有除去H2中的水蒸气,防止玻璃管E破裂的作用。(3)根据实验流程,试剂A应是稀硫酸,亚铁离子具有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,所以可以用酸性高锰酸钾溶液检验亚铁离子,现象2为酸性KMnO4溶液褪色。若现象1中溶液未变红色,说明B中固体可能为Fe3O4和Fe的混合物,过量的Fe将Fe3+全部还原为Fe2
29、+。(5)设浊液B中FeOOH的物质的量为a mol,滤液A中n(Fe)=b mol。则滤液A中与FeOOH反应的亚铁离子的物质的量为(b-a)mol,由图可知RR=n(Fe)+3n(Fe)+2=1.75时,Fe3O4的产率最高,则ab-a=1.75,解得:ab0.636。9.答案(1)溶液变为红色(2)0.001苹果汁变色与铁元素无关(3)向除去氧气的空气中加入鲜苹果汁苹果汁不变色解析(1)Fe2+与浓硝酸反应转化为Fe3+,硫氰化钾溶液遇Fe3+会使溶液变成红色,所以中看到的现象是溶液变成红色。(2)因为苹果汁中含有0.001%的Fe2+,所以控制变量,实验2的试管中FeSO4溶液中Fe2+的质量分数也应该为0.001%,因为试管中FeSO4溶液在24 h内没有明显变化,所以苹果汁变色与铁元素无关。(3)猜想是“苹果汁变色是苹果汁中的多酚物质与空气中的氧气反应的结果”,所以向除去氧气的空气中加入鲜苹果汁,如果苹果汁不变色,证明猜想成立。
