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.下列关于铁与盐酸反应的叙述不正确的是()

A．该反应是置换反应

B．铁是还原剂

C．盐酸是氧化剂

D．产物是氯化铁和氢气

2.一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

3.氧化铁和氧化铜的固体混合粉末X g，高温下用足量的一氧化碳还原，得到金属混合物2.4 g，将生成的二氧化碳气体用足量的澄清石灰水吸收后，产生5 g白色沉淀，则X的值为()

A． 2.45

B． 3.20

C． 4.00

D． 7.40

4.将固体X投入过量的Y中，能生成白色沉淀并放出一种无色气体，该气体能燃烧，不易溶于水，则X和Y分别可能是()

A．钠和氯化铝溶液

B．铝和烧碱溶液

C．过氧化钠和氯化亚铁

D．锌和稀硫酸

5.铁粉可与高温水蒸气发生反应，若反应后得到的干燥固体质量比反应前铁粉的质量增加了32 g，则参加反应的铁粉的物质的量是()

A． 0.5 mol

B． 1 mol

C． 1.5 mol

D． 2 mol

6.把表面有氧化物的相同大小的铜片和铁片一起放入盐酸中，充分反应后，所得溶液中的金属离子为()

A． Fe3＋和Cu2＋

B． Fe2＋和Cu2＋

C． Fe2＋和Fe3＋

D． Fe2＋

7.天平两边托盘上各放等质量的烧杯，烧杯中盛放等体积、等浓度的稀硫酸，若向两个烧杯中分别放入一块锌片和一块铁片，充分反应后，金属均有剩余且天平仍保持平衡，则最初锌和铁的物质的量之比为()

A． 1∶1

B． 54∶63

C． 56∶65

D． 65∶56

8.一小块钠置于空气中，产生下列现象：∶变成白色粉末；∶变暗；∶变成白色固体‘∶有“液滴”出现，上述现象出现的先后顺序是

A． ∶∶∶∶

B． ∶∶∶∶

C． ∶∶∶∶

D． ∶∶∶∶

9.下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是()

A．钾

B．钠

C．铁

D．铝

10.下列说法中错误的是()

A．钠在常温下就容易被氧化

B．钠受热后能够着火燃烧

C．钠在空气中缓慢氧化能自燃

D．钠在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈

11.铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是()

A． Fe(OH)3；Fe2O3

B． Fe(OH)2；Fe2O3

C． Fe(OH)2；Fe(OH)3、Fe3O4

D． Fe2O3；Fe(OH)3

12.制取合金常用的方法是将两种或多种金属(也可为金属和非金属)加热到某一温度使其全部熔化，再冷却成为合金。试据下表数据判断(其他条件均满足)，下列合金不宜采用上述方法制取的是()

A．铁铜合金

B．镁铁合金

C．钠铝合金

D．铁铝合金

13.下列关于铁矿石的说法正确的是 ()

A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4

B．铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同

C．磁铁矿粉末溶于盐酸后，加入KSCN溶液，溶液变红色

D． FeO俗称铁红

14.标准状况下，一个装满氯气的容器的质量为74.6 g，若装满氮气时该容器的质量为66 g，则此容器的容积是()

A． 22.4 L

B． 44.8 L

C． 11.2 L

D． 4.48 L

15.在托盘天平的两盘上，分别放有两个质量相同的烧杯，各盛有6 mol·L－1HCl 100 mL，使天平达到平衡。分别向两烧杯中加入不超过5 g 的镁和铝，若要使其充分反应后天平仍保持平衡，则加入的镁与铝的质量之比为()

A． 1∶1

B． 24∶27

C． 12∶9

D． 32∶33

二、实验题(共3小题)

16.过氧化钠是一种淡黄色固体，能与水反应，常用在呼吸面具和潜水艇里作为氧气的来源，还可用作熔矿剂，使某些不溶于酸的矿物分解。用脱脂棉包住约0.2 g过氧化钠粉末，置于石棉网上，往脱脂棉上滴水，可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。

请回答：(1)由实验现象所得出的有关过氧化钠与水反应的结论是：

a．有氧气生成；b.________________________________。

(2)某研究性学习小组拟用如图所示装置进行实验，以证明上述结论。

∶用以验证结论a的实验方法是：________________________________；

∶用以验证结论b的实验方法是：__________________________________。

17.某同学利用如图所示的实验装置进行铁与水蒸气的实验，并研究铁及其化合物的部分性质。

请回答下列问题：

(1)硬质试管中发生反应的化学方程式为______________________。

(2)该同学为确定反应后硬质试管中固体物质的成分，设计了如下实验方案：

∶待硬质试管冷却后，取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B；

∶取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液变红色，则说明硬质试管的固体物质中一定有__________________，可能有______________________；若溶液未变红色，则说明硬质试管中固体物质的成分是____________________。

(3)该同学按(2)中所述实验方案进行了实验，结果溶液未变红色，原因是___________(用离子方程式表示)。

(4)该同学马上另取少量溶液B，使其与NaOH溶液反应。若按右图所示操作，可观察到试管中先生成白色沉淀，后沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象，请写出白色沉淀变为红褐色的

过程中所发生反应的化学方程式：______________________________。

(5)一段时间后，该同学发现(3)中未变红的溶液变成红色，说明Fe2＋具有____________性。由此可知，实验室中含有Fe2＋的盐溶液需现用现配制的原因是____________________，并且配制含Fe2＋的盐溶液时应加入少量____________________。

18.四氧化三铁俗称为磁性氧化铁，通常用作颜料、抛光剂和电讯器材等。某化学兴趣小组取磁性氧化铁进行铝热反应实验并对产物进行探究。

(1)取磁性氧化铁按图装置进行铝热反应，引发铝热反应的实验操作是________________。

(2)取少许反应生成的“铁块”溶于盐酸，滴加硫氰化钾溶液后溶液不变红，则______(填“能”或“不能”)说明“铁块”一定不含四氧化三铁，理由是___________________。

(3)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的“铁块”中含有金属铝，该实验所用的试剂是__________，反应的离子方程式为__________________________。

(4)请写出此铝热反应的化学方程式：__________________________________。

三、计算题(共3小题)

19.部分被氧化的铝箔5.01 g，加入足量的10%的稀盐酸，充分反应后收集到0.5 g氢气。

(1)被氧化的金属铝的质量为多少克?

(2)参加反应的稀盐酸的质量为多少克?

20.18.4 g 氢氧化钠和碳酸氢钠固体混合物，在密闭容器中加热到250 ∶，经充分反应后排出气体，冷却，称得剩余固体质量为16.6 g。试计算原混合物中碳酸氢钠的质量分数。

21.把2 mol钠和1 mol铝的混合物小心地投入932 g水中，充分反应，计算：

(1)生成气体的质量为多少？

(2)溶液中有几种溶质？

(3)各溶质的质量分数为多少？

四、填空题(共3小题)

22.已知A为常见的金属单质，根据下图所示的关系，回答下列问题：

(1)确定A、B、C、D、E、F的化学式：

A为__________，B为____________，C为____________，E为____________，F为____________。

(2)写出下列步骤的化学方程式：

∶____________________；∶____________________。

(3)写出下列步骤的离子方程式：

∶__________________；∶__________________。

(4)与该图相关的反应方程中，属于化合反应的最多有______个。

23.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”

(1)每次焰色反应实验后都要用稀盐酸清洗铂丝()

(2)Na2O和Na2O2都是碱性氧化物()

(3)焰色反应是金属元素的化学性质，灼烧时，所有金属或金属阳离子均有焰色()

(4)将Na2O2加入石蕊溶液中，有气泡产生，且溶液变蓝色()

(5)判断碳酸氢钠粉末中混有碳酸钠的实验方法是将其溶于水后滴加稀BaCl2溶液，有白色沉淀生成()

(6)HCO在强酸性溶液、强碱性溶液中均不能大量共存()

(7)鉴别碳酸氢钠溶液、碳酸钠溶液可用滴加稀盐酸的方法()

(8)等浓度的碳酸氢钠溶液、碳酸钠溶液，前者pH小()

24.铜和铁是应用很广泛的金属材料，可形成多种合金。给下列合金找对应关系，用单线连接起来：

答案解析

1.【答案】D

【解析】铁与盐酸发生置换反应Fe ＋2HCl===FeCl 2＋H 2↑，生成氯化亚铁和氢气，该反应的还原剂是铁，氧化剂是盐酸。

2.【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Na 2CO 3+2HCl===2NaCl+H 2O+CO 2↑、NaHCO 3+HCl===NaCl+H 2O+CO 2↑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 。

3.【答案】B

【解析】有关的化学反应：

Fe 2O 3＋3CO 2Fe ＋3CO 2、CuO ＋CO Cu ＋CO 2、CO 2＋Ca(OH)2===CaCO 3＋H 2O ；二氧化碳的物质的量＝5 g÷100 g·mol －1＝0.05 mol,1 mol 一氧化碳可结合氧化物中的1 mol 氧原子，生成1 mol 二氧化碳，氧化物中氧元素的质量＝0.05 mol×16 g·mol －1＝0.80 g ，金属氧化物的质量为

2.40 g ＋0.80 g ＝

3.20 g ，即X ＝3.20。

4.【答案】A

【解析】Na 与水反应生成NaOH 和H 2，NaOH 与过量的AlCl 3溶液反应生成白色沉淀Al(OH)3，A 正确；2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑，无沉淀生成，B 错误；2Na 2O 2＋2H 2O===4NaOH ＋O 2↑，NaOH 与过量FeCl 2溶液反应，生成Fe(OH)2白色沉淀，然后迅速变成灰绿色，最终变为红褐色沉淀，C 错误；Zn ＋H 2SO 4===ZnSO 4＋H 2↑，无沉淀生成，D 错误。

5.【答案】C

【解析】根据3Fe ＋4H 2O(g)

Fe 3O 4＋4H 2可知，固体增加的质量为氧元素的质量，n (Fe)＝34n (O)＝34×32g 16g·mol ?1＝1.5 mol 。 6.【答案】D

【解析】 本题涉及的物质的性质有：CuO 与盐酸的反应，Fe 、Fe 2O 3与盐酸的反应，Fe 3＋与Fe 、Cu 的反应，Fe 与Cu 2＋的反应等。表面氧化物较少，溶于盐酸后，生成的Fe 3＋和Cu 2＋较少，分别

被Fe还原为Fe2＋和Cu，Cu与盐酸不反应，Fe与盐酸反应生成Fe2＋。

7.【答案】C

【解析】设最初锌和铁的物质的量分别是x、y，则Zn～H2，Fe～H2，金属均有剩余，产生氢气的质量是相等的，设为m，则65x－m＝56y－m，即65x＝56y，x∶y＝56∶65，C正确。

8.【答案】C

【解析】金属钠置于空气中，发生的变化为银白色的钠→变暗(生成Na2O)→白色固体(生成NaOH)→液滴(NaOH潮解)→结块(吸收CO2生成Na2CO3·10H2O)→白色粉末(风化成Na2CO3)。

9.【答案】D

【解析】镁、铝在空气中易形成一层稳定的致密氧化膜，可保护内层金属不再被空气氧化。

10.【答案】C

【解析】钠在空气中易被氧化为氧化钠；钠在空气中或氧气中都能燃烧生成过氧化钠，钠在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈。

11.【答案】B

【解析】铁与稀硫酸生成硫酸亚铁，当加入氨水时生成氢氧化亚铁；氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，加热时氢氧化铁分解成红棕色氧化铁。

12.【答案】B

【解析】在熔合过程中，组成金属要都呈现液态，不能气化。铁的熔点 1 535 ∶，铜的熔点 1 083 ∶，则温度高于1 535 ∶而低于2 567 ∶时，金属不会气化，A不符合题意；从铁及镁的熔点和沸点可以看出，当铁熔化时镁已经气化，B符合题意；当温度高于660 ∶而低于883 ∶时，钠和铝都熔化， C不符合题意；当温度高于1 535 ∶而低于2 467 ∶时，铁和铝都呈液态， D不符合题意。

13.【答案】C

【解析】

14.【答案】D

【解析】22.4 L(标准状况下)Cl2与22.4 L(标准状况下)N2的质量差是(71－28) g＝43 g，设容器的容积为x L，则22.4 L∶43 g＝x L∶(74.6 g－66 g)，解得x＝4.48。

15.【答案】D

【解析】n(HCl)＝0.1 L×6 mol·L－1＝0.6 mol，由反应Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑可知盐酸完全反应需要镁7.2 g、铝5.4 g。“镁和铝的质量不超过5 g”表明反应中盐酸过量，要使反应后天平仍保持平衡，应保证两个托盘增重质量相等。设镁的质量为x，铝的质量为y，

托盘增重2224x

托盘增重4854y

2224

x ＝4854y ，x ∶y ＝32∶33，D 正确。 16.【答案】(1)反应放热

(2)∶将带火星的木条靠近p 处，木条复燃，证明有氧气生成

∶将q 连接导管后插入水中，有气泡冒出，证明反应放热

【解析】(1)脱脂棉能燃烧除了有氧气外，必须要达到其着火点，可判断过氧化钠和水反应放热。

(2)反应中生成的氧气可以使带火星的木条复燃；温度升高，容器内气体会膨胀，将导管q 浸入水中，反应过程中导管口有气泡冒出。

17.【答案】(1)3Fe ＋4H 2O(g)

Fe 3O 4＋4H 2 (2)Fe 3O 4 Fe Fe 3O 4和Fe

(3)Fe ＋2Fe 3＋===3Fe 2＋

(4)4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3

(5)还原 Fe 2＋易被空气中的氧气氧化 铁粉

【解析】(1)硬质试管中发生铁与水蒸气的反应。(2)溶液变红色，说明有Fe 3＋，则固体物质中一定含Fe 3O 4，可能含有Fe 。溶液未变红色，说明无Fe 3＋，则固体物质的成分为Fe 3O 4和Fe 。(4)白色沉淀变为红褐色，是因为Fe(OH)2被空气中的O 2氧化为Fe(OH)3。(5)未变红的溶液变成红色，说

明Fe 2＋转化为Fe 3＋，则Fe 2＋具有还原性。含Fe 2＋的盐溶液需现用现配制，是因为Fe 2＋易被空气中的氧气氧化，在配制时应加入少量铁粉。

18.【答案】(1)铺上氯酸钾，插镁条并将其点燃

(2)不能 产物中生成的铁和可能未反应完的铝能还原溶液中的铁离子，所以溶液不变红，因而不能说明“铁块”一定不含四氧化三铁

(3)氢氧化钠溶液 2Al ＋2OH －＋2H 2O===2AlO 2?＋3H 2↑

(4)8Al ＋3Fe 3O 44Al 2O 3＋9Fe

【解析】(1)取磁性氧化铁按图装置进行铝热反应，引发铝热反应的实验操作是铺上氯酸钾，插镁条并将其点燃。

(2)取少许反应生成的“铁块”溶于盐酸，滴加硫氰化钾溶液后溶液不变红，则不能说明“铁块”一定不含四氧化三铁 ，理由是：产物中生成的铁和可能未反应完的铝能还原溶液中的铁离子，所以溶液不变红，因而不能说明“铁块”一定不含四氧化三铁。

(3)证明上述所得的“铁块”中含有金属铝简单的实验方案是用氢氧化钠溶液，取该铁块，向其中加入氢氧化钠溶液，若固体溶解，同时产生无色无味的气体，则证明含有铝。

(4)在高温下，铝与四氧化三铁发生铝热反应，生成氧化铝和铁。

19.【答案】(1)被氧化的金属铝的质量为0.27 g。(2)参加反应的稀盐酸的质量为193.45 g。

【解析】设与盐酸反应的Al的质量为x，与铝反应的HCl的物质的量为y：

x＝4.5 g，y＝0.5 mol

m(Al2O3)＝5.01－4.5＝0.51 g，n(Al2O3)＝0.005 mol，被氧化n(Al)＝0.01 mol，即被氧化的Al的质量为0.27 g。

参加反应的HCl总量＝0.5 mol＋0.03 mol＝0.53 mol，m(HCl)＝19.345 g，需要10%的稀盐酸193.45 g。

20.【答案】原混合物中碳酸氢钠的质量分数为45.7%

【解析】NaOH和碳酸氢钠的固体混合物置于密闭容器中加热，可能发生的化学反应有：NaHCO3＋NaOH Na2CO3＋H2O，

盐有多余再发生2NaHCO3Na2CO3＋H2O ＋ CO2↑ 。

解法一：

以上固体混合物加热失重可能只因第1个反应，也可能有以上二个反应共同造成。

若只有NaHCO3＋NaOH Na2CO3＋H2O造成，则失重1.8 g对应消耗8.4 g NaHCO3和4 g NaOH，相比原混合物18.4 g的总质量，多余部分只能是NaOH。

g×100%≈45.7%。

原混合物中w(NaHCO3)＝8.4

18.4

解法二：

设样品中NaHCO3与NaOH物质的量相等，产生的质量差为a g，用差量法计算：

解得a≈2.7，a>18.4－16.6＝1.8，

若样品全部为NaHCO3，2NaHCO3Na2CO3＋H2O ＋ CO2↑ 。18.4 g固体受热分解产生的质量差为6.2 g，仍大于1.8 g。

说明失重原因不可能含碳酸氢钠的分解反应，也就是NaOH过量，可据 1.8 g失重计算出反应的NaHCO3质量，设原混合物中NaHCO3的质量为x g，

×100%≈45.7%。

可得x＝8.4；原混合物中w(NaHCO3)＝8.4g

18.4g

21.【答案】(1)生成气体的质量为5 g

(2)溶液中有氢氧化钠和偏铝酸钠两种溶质

(3)氢氧化钠的质量分数为4%, 偏铝酸钠的质量分数为8.3%

【解析】

m( H2) ＝2 g·mol－1× (1 mol＋1.5 mol)＝5 g

n(NaOH)＝1 mol m(NaOH)＝40 g

n(NaAlO2)＝1 mol m(NaAlO2)＝82 g

m(溶液)＝(923＋46＋27－5) g＝991 g

氢氧化钠的质量分数：(40/991)×100%≈4%

偏铝酸钠的质量分数：(82/991)×100%≈8.3%

22.【答案】(1)Fe Fe3O4FeCl2Fe(OH)2Fe(OH)3

(2)∶Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O

∶4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

(3)∶2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－∶Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋

(4)5

【解析】从最初条件看，框图很模糊，不能直接得出结论，但找到“题眼”——“红褐色固体F”，就可迅速得出F是Fe(OH)3、C为FeCl2、D为FeCl3、A为Fe、“黑色晶体B”为Fe3O4。

(4)相关反应中，属于化合反应的有∶Fe＋2FeCl3===3FeCl2(若写成Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑就不是化合反应)；∶2Fe＋3Cl22FeCl3；∶2FeCl2＋Cl2===2FeCl3；∶Fe＋2FeCl3===3FeCl2；∶4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，故最多有5个化合反应。

23.【答案】(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√(7)√(8)√

【解析】

24.【答案】

【解析】根据合金的性质及组成分类。