1、1第三章 金属及其化合物测评(时间:90 分钟 满分:100 分)可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16Na23 Mg24 Al27 Cl35.5 Fe56 Cu64一、选择题(本题包括 12 小题,每小题 4 分,共 48 分。每小题只有 1 个选项符合题意)1.我国科学家参与研制的阿尔法磁谱仪随美国发现号航天飞机升入太空,开始了探索宇宙中是否存在“反物质”和“暗物质”的研究工作。根据所学的知识推测制造阿尔法磁谱仪核心部件的材料是( )A.FeO B.Fe2O3 C.Fe3O4 D.Fe解析: Fe3O4具有磁性,又称为磁性氧化铁。答案: C2.下列金属的用途与性质不相对应的是
2、( )A.用铜作电线是由于其导电性良好B.用钨作灯丝是因为其熔点高C.铁制品表面镀铬是由于铬硬且不易被氧化D.用铝制炊具是因为铝的熔点比铁的高解析: 铜是硬度较小的紫红色金属,有良好的延展性、导电性和导热性,可用铜作电线。钨是熔点最高的金属,可作灯丝。铬是较硬的金属,铁制品表面镀铬是由于铬硬且不易被氧化。答案: D3.关于钠及其化合物性质的叙述,不正确的是( )A.过氧化钠是淡黄色固体,可用于呼吸面具中作为氧气来源B.氧化钠和过氧化钠都能与二氧化碳反应,生成物完全相同C.碳酸钠固体中混有少量碳酸氢钠,可用加热的方法除去碳酸氢钠D.质量相等的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应,后者产生气体多解析
3、: 过氧化钠是淡黄色固体,过氧化钠与人呼出的二氧化碳和水蒸气反应均放出氧气,故可用于呼吸面具中氧气的来源,A 项正确;氧化钠和过氧化钠都能与二氧化碳反应,前者只生成碳酸钠,后者除生成碳酸钠之外还放出氧气,B 项错误;碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水蒸气和二氧化碳,故碳酸钠固体中混有少量碳酸氢钠时,可用加热的方法除去碳酸氢钠,C 项正确;1 mol 碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应,都生成 1 mol CO2,即生成等量的 CO2气体,消耗碳酸钠的质量大,故质量相等的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应,后者产生的气体多,D 项正确。答案: B4.下列推理正确的是( )A.铝粉在氧气中燃烧生成 A
4、l2O3,故钠在氧气中燃烧生成 Na2OB.铁能从硫酸铜溶液中置换出铜,故钠也能从硫酸铜溶液中置换出铜C.活泼金属钠保存在煤油中,故活泼金属铝也保存在煤油中D.钠与氧气、水等反应时钠均作还原剂,故金属单质参与反应时金属单质均作还原剂解析: 钠在氧气中燃烧生成 Na2O2,A 错误;钠非常活泼,钠加入硫酸铜溶液中,钠先与水反应生成NaOH,NaOH 再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀,B 错误;由于钠易与水、氧气反应,故为了隔绝空气保存在煤油中;铝在空气中易与氧气反应生成致密的氧化物保护膜,故不需要保存在煤油中,放在广口瓶中即可,C 错误;由于金属单质在反应中,化合价均升高被氧化,故金属单质参与反应
5、时金属单质均作还原剂,D 正确。答案: D5.下列说法正确的是( )A.焰色反应为黄色,说明该物质中含有钠元素B.某物质的焰色反应不显紫色(未透过蓝色钴玻璃),说明该物质中肯定不含钾元素C.焰色反应不能用于物质的鉴别D.焰色反应是化学变化解析: 焰色反应是物理变化,常被用于物质的鉴别;观察钾的焰色反应时,钠元素的黄光会干扰钾元素的紫色,应用蓝色钴玻璃滤去钠元素的黄光。2答案: A6.200 mL 0.1 molL-1的 AlCl3溶液与等体积 0.4 molL-1的 NaOH 溶液混合后充分反应,最终产生的沉淀的质量为( )A.1.56 g B.0.78 g C.2.08 g D.0解析: 据
6、条件可知 n(Al3+) n(OH-)=14,此时 Al3+恰好转化为 Al ;离子方程式为 Al3+3OH-2Al(OH)3,Al(OH) 3+OH- Al +2H2O,故选 D。-2答案: D7.下列各组反应中最终肯定得到白色沉淀的是( )A.AlCl3溶液中加入过量氨水B.Al2(SO4)3溶液中加入过量 KOH 溶液C.FeCl2溶液中加入过量氨水D.Fe2(SO4)3溶液中加入过量 KOH 溶液解析: Al(OH)3能溶于强碱溶液,但不溶于弱碱。Fe(OH) 2是白色沉淀,但最终变成红褐色的 Fe(OH)3沉淀。答案: A8.下列实验的现象或表述正确的是( )A.在酒精灯上灼烧铝箔,
7、会发现熔化的铝不断滴落B.检验红砖中的氧化铁成分,向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加 KSCN溶液 23 滴即可C.制备氢氧化亚铁时,向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌,即可制得白色的氢氧化亚铁D.向饱和 FeCl3溶液中滴入少量 NaOH 溶液,煮沸后即得红棕色 Fe(OH)3胶体解析: 铝在空气中燃烧,首先生成 Al2O3,其熔点高,而内部的 Al 的熔点低,所以里面熔化,而外面不熔化,故看到不滴落的现象,A 错误;制备氢氧化亚铁时,用长滴管吸取氢氧化钠溶液后,把滴管插入硫酸亚铁溶液的底部,不能搅拌,否则会带入氧气,看不到白色的氢氧化亚铁,C 错误;向饱和
8、FeCl3溶液中滴入少量 NaOH 溶液,得到 Fe(OH)3沉淀,D 错误。答案: B9.11.6 g Fe3O4加到 100 mL 某浓度的盐酸中,再加入 9.8 g 铁粉,反应停止时,溶液中无固体存在。向溶液中滴加硫氰化钾溶液,未见颜色变化,为了中和过量的盐酸(不考虑盐酸的挥发),且使铁完全转化成 Fe(OH)2,共消耗 5.0 molL-1NaOH 溶液 160 mL。原盐酸中 HCl 的物质的量浓度为( )A.2 molL-1 B.4 molL-1C.6 molL-1 D.8 molL-1解析: 由题意可知,经过一系列反应后,最终得到的物质是 Fe(OH)2和 NaCl,根据元素守恒
9、得: c(HCl)V(HCl)=c(NaOH)V(NaOH),c(HCl)=5.0 molL-1 =8 molL-1。160 100 答案: D10.下列各组物质中,X 是主要物质,Y 是少量杂质,Z 是除去杂质所需加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是 ( )选项 A B C DX FeCl2 FeCl3 Fe Na2SO4Y FeCl3 CuCl2 Al Na2CO3Z Cl2 Fe NaOH 溶液 BaCl2溶液解析: A 项应加入铁粉与 FeCl3反应生成 FeCl2;B 项 Fe 将 FeCl3还原成 FeCl2,所以加入铁粉置换出单质铜后还应再通入 Cl2;D 项加入 BaCl2后生
10、成 BaCO3、BaSO 4沉淀,应加入稀硫酸除杂。答案: C11.下表中对离子方程式书写的评价正确的是( )选项 化学反应或离子方程式 评价3A 将铜屑加入含 Fe3+的溶液中:Fe 3+Cu Fe2+Cu2+ 正确B Na2O2与 H2O 反应:Na 2O2+H2O 2Na+2OH-+O2 错误,氧元素不守恒C NaOH 溶液与氧化铝反应:Al 2O3+2OH- 2Al +H2O-2 错误,产物应该是 Al(OH)3D 向 FeCl3溶液中滴加足量氨水:Fe 3+3OH- Fe(OH)3 正确解析: A 项离子方程式应为 2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+;B 项离子方程式应为 2Na2O
11、2+2H2O 4Na+4OH-+O2,B 项中对离子方程式书写的评价正确;C 项离子方程式正确;D 项,一水合氨不能拆写成离子形式,错误。答案: B12.向 X 的溶液中,加入 Y 试剂,产生的沉淀或气体如下图所示,下列选项与所述情形相符的是( )A.向 HCl 和 AlCl3的混合液中滴加 NaOH 溶液B.向 NaOH 和 Ca(OH)2的混合液中通入 CO2C.向 NH4Al(SO4)2溶液中滴加 NaOH 溶液D.向 NaOH 和 Na2CO3的混合液中滴加稀盐酸解析: 向 HCl 和 AlCl3的混合液中滴加 NaOH 溶液,开始 NaOH 先与 HCl 发生中和反应,无沉淀生成,继
12、续滴加 NaOH 溶液与 AlCl3反应先生成 Al(OH)3白色沉淀,然后沉淀又溶解,且沉淀生成与溶解消耗的 NaOH 的物质的量之比为 31,A 选项中图像不符。向 NaOH 和 Ca(OH)2的混合液中通入 CO2,CO2先与 Ca(OH)2反应生成 CaCO3白色沉淀,再与 NaOH 反应生成可溶性盐,此时沉淀量不变,后又与 CaCO3及水反应生成可溶性盐 Ca(HCO3)2,且 CaCO3的生成与溶解消耗 CO2的量相等,B 项与之符合。向NH4Al(SO4)2溶液中滴加 NaOH 溶液,NaOH 先与 Al3+反应生成 Al(OH)3沉淀,再与 N 反应生成+4NH3H2O,最后与
13、 Al(OH)3沉淀反应生成可溶性偏铝酸盐,且整个过程消耗 NaOH 的量之比为 311,C选项中的图像不符。向 NaOH 和 Na2CO3的混合溶液中滴加稀盐酸,HCl 先与 NaOH 反应再与 Na2CO3反应,且与 Na2CO3反应是分步进行的,先生成 NaHCO3,NaHCO3再与 HCl 反应才放出 CO2气体,放出 CO2气体消耗的 HCl 比未生成 CO2气体消耗的 HCl 少,D 选项中图像不符。答案: B二、非选择题(本题包括 4 小题,共 52 分)13.(10 分)已知 X 为 Fe2O3和 CuO 的混合物,且氧化性强弱顺序:Fe 3+Cu2+H+Fe2+。X 样品可发
14、生如图所示的转化关系:(1)写出步骤可能发生反应的离子方程式(共有 3 个) 。 (2)若溶液 E 中只有一种金属离子,则一定是 ;若溶液 E 中含有两种金属离子,则一定是 。 (3)若 D 固体是纯净物,该固体是 (填化学式)。 4(4)印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成的,可用 FeCl3溶液作“腐蚀剂”刻制印刷电路板,该过程发生反应的离子方程式为 。 解析: (1)步中的反应为 CuO+2HCl CuCl2+H2O、Fe 2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O,所得溶液为FeCl3、CuCl 2及过量的 HCl 的混合溶液;步骤得到的固体有铜、铁两种,若 B 是铜,根据题给的氧化性
15、顺序可知,只有一个反应,不符合 3 个反应的要求,故 B 应是铁。(2)若溶液 E 中只有一种金属离子,则必然是氧化性最弱的 Fe2+;若溶液 E 中含有两种金属离子,则为 Fe2+、Cu 2+。(4)根据氧化性Fe3+Cu2+可知,腐蚀电路板的反应为 2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+。答案: (1)2Fe3+Fe 3Fe2+、Cu 2+Fe Fe2+Cu、2H +Fe Fe2+H2(2)Fe2+ Fe 2+、Cu 2+(3)Cu(4)2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+14.(10 分)如图所示装置,可用来制取和观察 Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和 6 molL
16、-1的硫酸,其他试剂任选。填写下列空白:(1)B 中盛有一定量的 NaOH 溶液,A 中应预先加入的试剂是 ,A 中反应的离子方程式是 。 (2)实验开始时应先将活塞 a (填“打开”或“关闭”)。 (3)简述生成 Fe(OH)2的操作过程: 。 (4)实验完毕,打开 b 处活塞,放入一部分空气,此时 B 中发生反应的化学方程式为 。 解析: A 为氢气的发生装置,B 为产生 Fe(OH)2沉淀装置,当 a 打开时,H 2通过 a 进入 B 中排出 B 内氧气,a 关闭时,A 内气体压强增大,使 A 中 FeSO4、H 2SO4混合液进入 B 中与 NaOH 溶液反应产生 Fe(OH)2沉淀。
17、答案: (1)铁屑 Fe+2H + Fe2+H2(2)打开(3)首先打开 a,让分液漏斗中酸液流下,使 A 中产生的 H2通入 B 中,一段时间后关闭 a,A 中液体沿导管流入 B 中,产生少量白色沉淀(4)4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)315.(18 分)某工厂排放的工业废水中含 Fe3+、Al 3+、Cu 2+,工厂为了减少环境污染,变废为宝,利用废铁屑和其他化学试剂进行如下操作,得到了铁红、Al 2O3和金属 Cu,回答下列问题:(1)固体 A 的成分是 (用化学式表示)。 (2)写出 BD 的离子方程式: ,该反应中氧化剂是 ,2 mol Cl2参加反应转移电子 mo
18、l,溶液 D 中滴加 KSCN 溶液的现象是 。 (3)溶液 E 焰色反应呈黄色,试剂 H 是 (用化学式表示);DE 反应的离子方程式是 。 (4)分别写出铁红和氧化铝在工业上的一种主要用途:铁红 ; 氧化铝 。 5解析: (1)加入废铁屑后发生如下反应:Fe+Cu 2+ Cu+Fe2+,又由于铁屑过量,所以固体 A 的成分为 Fe和 Cu。(2)溶液 B 中含有 Fe2+、Al 3+,加入足量氯水的目的是将 Fe2+氧化为 Fe3+;Cl2作为氧化剂参加反应,由 0 价变为-1 价,所以 2 mol Cl2转移电子 4 mol;溶液 D 中含有 Fe3+,滴加 KSCN 溶液变红色。(3)
19、焰色反应呈黄色,说明溶液 E 中含有 Na+,溶液 H 为 NaOH 溶液。DE 反应的离子方程式为Al3+4OH- Al +2H2O。-2答案: (1)Fe、Cu(2)2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl- Cl 2 4 溶液变红色(3)NaOH Al 3+4OH- Al +2H2O-2(4)红色油漆或涂料等 耐火材料16.(14 分)在 MgCl2和 AlCl3的混合溶液中,逐滴加入 NaOH 溶液直至过量。经测定,加入的 NaOH 的物质的量(mol)和所得沉淀的物质的量(mol)的关系如下图所示。(1)写出下列线段内发生反应的离子方程式:OD 段 , CD 段 。 (2)原溶液中 Mg2
20、+、Al 3+的物质的量浓度之比为 。 (3)图中 C 点表示当加入 mol NaOH 时,Al 3+已经 ,Mg 2+已经 。 (4)图中线段 OAAB = 。 解析: (2)D 点沉淀达到最大值。从 D 到 C,Al(OH)3溶解,从图像知 Al(OH)3的物质的量为 0.1 mol,则 Al3+的物质的量为 0.1 mol,Mg(OH)2的物质的量为 0.2 mol,Mg2+的物质的量为 0.2 mol。故原溶液中 Mg2+、Al 3+的物质的量浓度之比为 21。(3)D 点时,Mg 2+、Al 3+恰好沉淀完全,所需 OH-的物质的量为 0.1 mol3+0.2 mol2=0.7 mol,CD 段 0.1 mol Al(OH)3溶解所需 NaOH 的物质的量为 0.1 mol,故 C 点时,加入的 NaOH 的物质的量为 0.8 mol,此时 Al3+已经全部生成 NaAlO2,Mg2+已经完全生成沉淀 Mg(OH)2。(4)由以上分析知线段 OAAB =71。答案: (1)Al3+3OH- Al(OH)3,Mg 2+2OH- Mg(OH)2 Al(OH) 3+OH- Al +2H2O-2(2)21(3)0.8 全部生成 NaAlO2 完全生成沉淀 Mg(OH)2(4)71
