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2020级人教版本高中化学必修1第三章《金属及其化合物》单元测试卷

第三章《金属及其化合物》单元测试卷

一、单选题(共15小题)

1.将一小块钠投入到盛有氯化镁溶液的试管里,不可能观察到的现象是 ()

A.熔成小球并在液面上游动

B.有气体生成

C.溶液底部有银白色物质生成

D.溶液变浑浊

2.不用试剂,只用试管和滴管不能鉴别下列无色溶液的是()

A.碳酸钠溶液和稀盐酸

B.氯化铝溶液和氢氧化钠溶液

C.偏铝酸钠溶液和稀盐酸

D.氯化钙溶液和碳酸钠溶液

3.现有25 mL 2 mol·L-1Na2CO3溶液和75 mL 1 mol·L-1的稀盐酸:①将Na2CO3溶液缓缓滴到稀盐酸中

①将稀盐酸缓缓滴到Na2CO3溶液中,在标准状况下产生气体的体积情况是()

A.均为0.84 L

B.均为0.56 L

C. ①>①

D. ①>①

4.下列关于明矾的说法不正确的是()

A.与少量氢氧化钠溶液反应有沉淀生成

B.与过量氢氧化钡溶液反应有沉淀生成

C.属于盐类,是一种电解质

D.含有铝元素,是一种两性化合物

5.将过量的过氧化钠投入氯化亚铁溶液中,可观察到的实验现象是()

A.有白色沉淀生成

B.有红褐色沉淀生成

C.溶液由浅绿色变为黄色

D.不可能有无色气体产生

6.一包混有杂质的碳酸钠固体,其杂质可能是Ba(NO3)2、KCl及NaHCO3中的一种或两种。今取样品溶于适量水得到澄清溶液。另取10.6克该固体样品跟足量的盐酸反应收集到4.4克二氧化碳,则下列判断中正确的是()

A.样品中只含一种杂质NaHCO3

B.样品中含有KCl,不含有NaHCO3

C.样品中含有Ba(NO3)2和NaHCO3

D.样品中含有KCl和NaHCO3

7.草木灰的主要成分是碳酸钾,其焰色反应为()

A.绿色

B.紫色

C.红色

D.黄色

8.某铁的氧化物,用7.0 mol·L-1的盐酸100 mL在一定条件下恰好完全溶解,所得溶液中再通入0.56 L标况下的氯气时,刚好使溶液中的Fe2+全部转化为Fe3+,则该氧化物中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为()

A. 1①4

B. 2①1

C. 4①1

D. 3①4

9.等臂杠杆两端各系一只等质量的铁球,将杠杆调平衡后,将球分别浸没在等质量、等密度的稀硫酸和硫酸铜溶液里(如图所示),一段时间后杠杆将会()

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A.左端上翘

B.右端上翘

C.仍然平衡

D.无法判断

10.一包白色粉末可能含有硝酸铝、氢氧化钾、氯化钠的一种或多种,某研究性学习小组为了探究该白色粉末的组成,依次做了以下实验:

第一步:将该粉末加水溶解,得到澄清溶液;

第二步:取该澄清溶液少量,逐滴加入盐酸至过量,先产生白色沉淀,后沉淀溶解;

第三步:取第二步所得溶液少量,滴入硝酸银溶液,有白色沉淀出现。下列判断正确的是() A.该粉末中一定含有硝酸铝、氢氧化钾、氯化钠

B.该粉末中一定含有硝酸铝和氢氧化钾,不能确定是否含有氯化钠

C.该粉末中一定含有氯化钠,但不能确定是否含有硝酸铝和氢氧化钾

D.以上过程不能确定该溶液中含有哪种物质

11.把a g氧化钠和b g过氧化钠分别加入等质量的水中(水为足量),结果得到相同质量分数的溶液,由此判断a与b的关系为()

A.a=b

B.a<b

C. a>b

D.无法确定

12.将10 g铁碳合金放入氧气中高温灼烧,反应后的气体通入到过量石灰水中得沉淀1.4 g。则此铁碳合金是()

A.生铁

B.高碳钢

C.中碳钢

D.低碳钢

13.合金具有许多优良的物理、化学或机械性能。下列物质不属于合金的是()

A.青铜

B.金刚砂(SiC)

C.硬铝

D.生铁

14.在高温下用一氧化碳还原m克氧化铁得n克铁,氧的相对原子质量为16,则铁的相对原子质量为()

A.2(m?n)

3n

B.24n

m?n

C.m?n

8n

D.n

24(m?n)

15.人类的生活与生产离不开金属。下列对金属的利用不是由金属的活动性决定的是()

A.用铁回收含银废液中的银

B.用锌与稀硫酸反应制取氢气

C.用金银制作具有保存价值的物品

D.用铝合金制作门窗框架

二、实验题(共3小题)

16.绿矾是一种重要的化工原料。绿矾晶体(FeSO4·7H2O)由于保存不妥或长久放置,容易被空气中

的氧气氧化而变质。为探究绿矾样品的变质情况,化学兴趣小组的同学设计了下列实验方案。可供选择的试剂:硫氰化钾溶液、酸性高锰酸钾溶液、氯水、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液,请参与完成方案设计。

实验准备:取少量绿矾样品,用蒸馏水在烧杯中配成溶液。

(1)方案1:取少量溶液,加入几滴____________,如果观察到的现象是溶液变红色。实验结论:证明绿矾样品已被氧化。

(2)方案2:取少量溶液,加入几滴酸性高锰酸钾溶液,如果观察到的现象是______________。实验结论:证明绿矾样品完全被氧化。

(3)使用硫酸亚铁时,如要防止Fe3+的干扰,可以加入适量铁粉进行除杂,写出加入铁粉后发生反应的离子方程式:__________________________。

17.如下图所示装置可用来制取和观察氢氧化亚铁在空气中被氧化时颜色的变化。实验时必须使用铁屑和6 mol·L-1的硫酸,其他试剂任选。

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(1)B中盛一定量的氢氧化钠溶液,A中应预先加入的试剂是________________,A中反应的离子方程式是____________________________________。

(2)实验开始时就先将止水夹E________(填“打开”或“关闭”),C中收集到气体的主要成分是____________。

(3)简述生成氢氧化亚铁的操作过程:_______________________________________________。

(4)拔去装置B中的橡皮塞,使空气进入,有关反应的化学方程式是______________________。18.如图是实验室研究潜水艇中供氧体系反应机理的装置图(夹持仪器略)。

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(1)A装置为CO2的发生装置,反应的离子方程式为____________________。

(2)B装置可除去A装置中可能挥发出的___________,反应的离子方程式为_______________。

(3)C装置为O2的发生装置,反应的化学方程式为__________________、________________。

(4)D装置可除去C装置中未反应的__________,反应的离子方程式为____________________。

(5)E装置为排水法收集O2的装置,检验所收集的气体为O2的方法为_____________________。

(6)C装置中固体由淡黄色完全变为白色,检验固体成分的实验方案为取少量C装置中反应后的固体溶于水,向溶液中滴入过量____________溶液,若有白色沉淀生成,则证明固体中含有____________;过滤,向滤液中滴入几滴酚酞溶液,若________且不褪色,则证明固体中含有__________。

三、计算题(共3小题)

19.将70 g过氧化钠和氧化钠混合物与98 g水充分反应,所得溶液恰好能被含硫酸98 g的酸溶液中和,求:

(1)原混合物中过氧化钠和氧化钠的质量分别是多少?

(2)所得氢氧化钠溶液的质量分数是多少?

20.将总物质的量为n mol的钠和铝的混合物(其中钠的物质的量分数为x)投入一定量的水中充分反应,金属没有剩余,共收集到标准状况下气体V L。下列关系式正确的是()

A.x=V/(11.2n)

B.0<x≤0.5

C.V=33.6n(1-x)

D.11.2n<V≤22.4n

21.医学上经常用硫酸亚铁糖衣片给贫血病人补铁。现取20粒糖衣片,质量为10 g,溶于40 g水中,向所配溶液中滴加氢氧化钠溶液至略过量,过滤、洗涤、干燥,然后进行灼烧到固体质量不再发生改变,质量为0.8 g。试计算:

(1)该糖衣片中硫酸亚铁的质量分数。

(2)1粒糖衣片中含铁元素的质量。

四、填空题(共3小题)

22.根据下列转化关系,回答有关问题。

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(1)浅绿色溶液D主要成分的化学式为。

(2)试剂1是,试剂2是(填字母)。

a.铁 b.氯水c.硫氰化钾d.氢氧化钠

(3)往D溶液中滴加氢氧化钠溶液,现象,发生反应的化学方程式。

(4)铁与水蒸气反应的化学方程式为。

23.某无色透明溶液能与金属铝反应放出H2。试判断下列离子:Mg2+、Cu2+、Ba2+、H+、Ag+、SO、HCO、OH-,哪些能大量存在于此溶液中?

(1)当生成Al3+时,能大量存在的是________________________________________________。

(2)当生成AlO时,能大量存在的是_______________________________________________。

24.化合物A、B组成元素相同,且B为白色,C是一种与B含有相同价态该金属元素的硫酸盐,向C中加入适量的氢氧化钠溶液,可观察到生成的沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色沉淀A,加热A可得红棕色粉末D。回答下列问题:

(1)写出各物质的化学式:A________、B________、C________、D________。

(2)写出B转化为A的化学方程式:____________________________________。

(3)写出A受热分解的化学方程式:____________________________________。

答案解析

1.【答案】C

【解析】钠投入到氯化镁溶液中,先与水反应生成氢氧化钠,出现与水反应的现象;然后氢氧化钠与氯化镁发生复分解反应生成难溶物氢氧化镁,使溶液变浑浊,溶液底部不会有银白色物质生成。

2.【答案】D

【解析】铝盐溶液(如氯化铝溶液)与强碱溶液(如氢氧化钠溶液)、偏铝酸盐溶液(如偏铝酸钠溶液)与强酸(如稀盐酸)、碳酸盐溶液(如碳酸钠溶液)与强酸(如稀盐酸)等,它们相互滴加的顺序不同,其反应与现象不同,不用其他试剂就可以鉴别它们。

3.【答案】C

【解析】①将Na2CO3溶液逐滴加入到盐酸中,开始时,HCl过量,有关反应:

Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O

1 mol

2 mol 22.4 L

0.05 mol 0.075 mol V1

生成CO2的体积用HCl的量计算:

V1==0.84 L。

①将盐酸逐滴加入到Na2CO3溶液中,开始时,Na2CO3过量,反应分两步进行:

Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl

1 mol 1 mol 1 mol

0.05 mol 0.05 mol 0.05 mol

NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑

1 mol 1 mol 22.4 L

0.05 mol (0.075-0.05) mol V2

生成的CO2用剩余HCl的量计算:

V2==0.56 L,所以V1>V2。

4.【答案】D

【解析】明矾属于盐类,溶于水后其溶液能导电,明矾为电解质;明矾含有铝元素,但它不是两性化合物;明矾与少量的氢氧化钠溶液反应,生成氢氧化铝沉淀;明矾与过量的氢氧化钡溶液反应,生成硫酸钡沉淀。

5.【答案】B

【解析】将过量的过氧化钠投入氯化亚铁溶液中,发生反应的方程式:

2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑

FeCl2+2NaOH===Fe(OH)2↓+2NaCl

4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3

反应过程中有无色气体产生和红褐色沉淀生成。

6.【答案】D

【解析】溶于水得澄清溶液说明碳酸钠中不含硝酸钡。

由Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑、NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑可知,1分子碳酸钠与1分子碳酸氢钠分别与稀盐酸反应,都生成1分子二氧化碳,即相同质量的碳酸钠与碳酸氢钠分别与足量的稀盐酸反应,碳酸氢钠比碳酸钠反应生成的二氧化碳多。

由于10.6 g碳酸钠与足量的稀盐酸反应生成二氧化碳的质量为4.4 g,等于10.6 g含杂质的碳酸钠与足量的稀盐酸反应生成二氧化碳的质量;若杂质只含氯化钾时,生成二氧化碳的质量就会小于4.4 g;若杂质中只含碳酸氢钠时,生成二氧化碳的质量就会大于4.4 g;说明所含杂质中既有氯化钾,也有碳酸氢钠。

故选D。

7.【答案】B

【解析】草木灰的主要成分是碳酸钾,灼烧时透过蓝色钴玻璃片,可观察到火焰呈紫色。

8.【答案】A

【解析】设铁的氧化物用盐酸溶解生成的Fe2+物质的量为x,Fe3+物质的量为y,由溶液中离子电荷守恒可知:2x+3y=0.1 L×7.0 mol·L-1,由2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-可知x=0.56 L÷22.4 L·mol-1×2=0.05 mol,x=0.05 mol,则y=0.2 mol,该氧化物中x①y= 0.05 mol①0.2 mol=1①4。9.【答案】A

【解析】铁与稀硫酸、硫酸铜溶液反应的化学方程式:Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑、Fe+CuSO4===FeSO4+Cu。

铁与稀硫酸反应,因铁不断溶解而使铁球的质量减小;铁与硫酸铜溶液反应,因溶解铁的质量小于析出铜的质量(铜覆盖在铁球表面),而使铁球的质量增加,即左边质量减小,右边质量增加,杠杆会左端上翘。

10.【答案】B

【解析】第二步现象证明第一步澄清溶液中含偏铝酸盐,从而推断原混合物含有硝酸铝和过量的氢氧化钾,二者反应得到偏铝酸钾和硝酸钾,当加入盐酸至过量,先得到氢氧化铝,再加入盐酸得到氯化铝、氯化钾;第三步现象证明第二步澄清溶液中含有氯离子,由于第二步中外加盐酸,所以不能确定原混合物是否含有氯化钠。综上得出:该粉末中一定含有硝酸铝和氢氧化钾,但不能确定是否含有氯化钠,B正确。

11.【答案】B

O2↑,每生成80 g氢氧化钠,【解析】根据反应Na2O+H2O===2NaOH、Na2O2+H2O===2NaOH+1

2

对应氧化钠和过氧化钠消耗的都是1 mol,根据二者摩尔质量可知a<b。

12.【答案】B

【解析】铁碳合金中碳的物质的量=1.4 g÷100 g·mol-1=0.014 mol,碳的质量=0.014 mol×12

×100%=1.68%,属于高碳钢。

g·mol-1=0.168 g,铁碳合金中碳的质量分数=0.168g

10g

13.【答案】B

【解析】本题考查了合金的特征。合金是指在一种金属中加热熔合其他金属或非金属而形成的具有金属特性的物质,合金具有以下特点:①一定是混合物;①合金中至少有一种金属。青铜是金属冶铸史上最早的合金,是在纯铜(红铜)中加入锡或铅的合金,故A错。金刚砂(SiC)是纯净物,故B 正确。硬铝,是指铝合金中以Cu为主要合金元素的(含2.2~4.9% Cu、0.2~1.8% Mg、0.3~0.9% Mn、少量的硅,其余部分是铝)一类铝合金,故C错。生铁是铁与碳的合金,故D正确。

14.【答案】B

【解析】设铁的相对原子质量为x,

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x=24n

m?n

15.【答案】D

【解析】A项,利用的是铁的金属活动性比银强;B项,利用的是锌的金属活动性比氢强;C项,利用的是金、银的金属活动性比较弱;D项,利用的是铝合金的硬度大。

16.【答案】(1)硫氰化钾溶液(2)溶液不褪色(3)Fe+2Fe3+===3Fe2+

【解析】(1)绿矾样品被氧化会生成Fe3+,有Fe3+存在即可明绿矾样品已被氧化,Fe3+可使硫氰化钾溶液变红色。

(2)Fe2+能使酸性高锰酸钾溶液褪色,若溶液不褪色,说明溶液中没有Fe2+,则证明绿矾样品完全被氧化。

(3)Fe3+与铁反应生成Fe2+,离子方程式为2Fe3++Fe===3Fe2+。

17.【答案】(1)铁屑Fe+2H+===Fe2++H2↑

(2)打开氢气

(3)关闭止水夹E,使硫酸亚铁溶液压入B瓶中进行反应

(4)4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3

【解析】实验开始时先打开E,让H2把A、B装置中的空气排出,氢氧化亚铁在氢气气氛中生成,

以便较长时间观察氢氧化亚铁的白色。氢气充满B后关闭E,在A中产生氢气的压力下,A中的硫酸亚铁溶液沿竖直长导管进入B瓶,与氢氧化钠溶液反应。

18.【答案】(1)CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑(2)HCl HCO3?+H+===H2O+CO2↑(3)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O22Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑(4)CO22OH-+CO2===CO32?+H2O(5)取出集气瓶正放于桌面上,将一根带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃,证明所收集的气体为O2(6)CaCl2Na2CO3溶液变红NaOH

【解析】(1)实验室用稀盐酸与大理石反应制取CO2。(2)制得的CO2中混有HCl,通过饱和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl。(3)从B装置中出来的CO2中含有水蒸气,通过C装置时CO2、H2O均能与Na2O2反应产生氧气。(4)D装置中NaOH溶液的作用是除去CO2。(5)利用带火星的木条检验氧气。(6)C装置中反应后的固体可能含有NaOH、Na2CO3,先加入过量CaCl2溶液检验并除去Na2CO3,过滤后加入酚酞溶液检验NaOH。

19.【答案】(1)过氧化钠39 g、氧化钠31 g

(2)50%

【解析】(1)硫酸的物质的量=98 g÷98 g·mol-1=1 mol,生成氢氧化钠的物质的量=1 mol×2=2 mol,设过氧化钠、氧化钠的物质的量分别为x、y,则:①2x+2y=2 mol、①78x+62y=70,解得:x=y=0.5 mol,过氧化钠的质量=0.5 mol×78 g·mol-1=39 g,氧化钠的质量=0.5 mol×62 g·mol-1=31 g。

(2)根据反应2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑可知,反应生成的氧气为=0.5 mol÷2=0.25 mol,氢氧化钠溶液的质量=70 g+98 g-0.25 mol×32 g·mol-1=160 g,氢氧化钠的质量=2 mol×40 g·mol-

1=80 g,氢氧化钠溶液的质量分数为80g

160g

×100%=50%。

20.【答案】D

【解析】Na的物质的量为nx mol,Al的物质的量为n(1-x) mol,根据得失电子守恒,可知H2的物

质的量为nx+3n(1?x)

2?mol,则V=11.2n(3-2x),x=3

2

-V

22.4n

。根据反应2Na+2H2O===2NaOH+H2↑、

2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑和题中“金属没有剩余”,可知n(Na)≥n(Al),即0.5≤x<1。当x=1时,产生H2的物质的量为0.5n mol,即11.2n L(标准状况);当x=0.5时,产生H2的物质的量为n mol,即22.4n L(标准状况),故11.2n<V≤22.4n,D项正确。

21.【答案】(1)15.2%(2)0.028 g

【解析】(1)此过程中发生的反应有:

FeSO4+2NaOH===2NaCl+Fe(OH)2↓,

4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,

2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O

根据铁元素守恒可得关系式:2FeSO4~2Fe(OH)2~2Fe(OH)3~Fe2O3

硫酸亚铁的质量=0.8 g÷160 g·mol -1×2×152 g·mol -

1=1.52 g ,

该糖衣片中硫酸亚铁的质量分数=1.52g

10g ×100%=15.2%。 (2)1粒糖衣片中含铁元素的质量=(1.52 g×56152

×100%)×1

20= 0.028 g 。

22.【答案】(1)FeCl 2 (2)c b

(3)先生成白色絮状沉淀,后迅速变成灰绿色,最后变成红褐色 FeCl 2+2NaOHFe (OH )

2↓+2NaCl ,4Fe (OH )2+2H 2O+O 24Fe (OH )3

(4)3Fe+4H 2O (g )Fe 3O 4+4H 2

【解析】Fe 与稀HCl 反应生成浅绿色的氯化亚铁溶液,则D 为FeCl 2;浅绿色D 加试剂2生成棕黄色溶液E ,是亚铁离子被氧化剂氧化为铁离子,则试剂2具有氧化性;棕黄色溶液E 含有三价铁离子,加试剂1生成深红色的溶液F 为Fe (SCN )3溶液,则试剂1为KSCN 溶液;Fe 在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,则A 为Fe 3O 4;四氧化三铁与盐酸反应生成棕黄色溶液B 为氯化亚铁和氯化铁的混合溶液, B 加试剂1(KSCN 溶液)生成淡红色溶液C ,淡红色溶液C 再加试剂2生成深红色的Fe (SCN )3溶液。

(1)由分析知浅绿色溶液D 主要成分的化学式为FeCl 2。

(2)Fe 在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁,四氧化三铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氯化铁,三价铁离子遇KSCN 溶液显红色,所以试剂1是硫氰化钾;浅绿色溶液D 转化为棕黄色溶液E 是亚铁离子被氧化剂氧化为铁离子,选择具有氧化性的物质,所以试剂2选氯水。

(3)浅绿色溶液D 主要成分为FeCl 2,则滴加氢氧化钠溶液,先生成白色絮状的Fe (OH )2沉淀,后迅速被氧气氧化变成灰绿色,最后变成红褐色的Fe (OH )3沉淀,发生反应的化学方程式为FeCl 2+2NaOHFe (OH )2↓+2NaCl ,4Fe (OH )2+2H 2O+O 24Fe (OH )3。

(4)Fe 在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,反应化学方程式:3Fe+4H 2O (g )Fe 3O 4+4H 2。

23.【答案】 (1)H +、Mg 2+、SO (2)OH -、Ba 2+

【解析】 无色溶液则一定无Cu 2+,当生成Al 3+

时,为强酸性溶液,且反应放出H 2,阴离子只能

有SO ,则一定无HCO 、OH -、Ba 2+、Ag +。当生成AlO 时,为碱性溶液,阳离子只能有Ba 2+,则一定无Mg 2+、Ag +、HCO 、H +、SO 。 24.【答案】(1)Fe(OH)3 Fe(OH)2 FeSO 4 Fe 2O 3 (2)4Fe(OH)2+O 2+2H 2O===4Fe(OH)3 (3)2Fe(OH)3

Fe 2O 3+3H 2O

【解析】向C 中加入适量的氢氧化钠溶液,可观察到生成的沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐

色沉淀A, A为氢氧化铁,则C是硫酸亚铁,B为氢氧化亚铁,D为氧化铁。