高中化学：《金属及其化合物》测试卷(含答案)

高中化学：《金属及其化合物》测试卷(含答案)

一、单选题(共15小题) 1.铁和铁合金是生活中常见的材料,下列说法正确的是( ) A． 纯铁和铁合金都能导电、传热 B． 纯铁的熔点低于铁合金

C． 纯铁的硬度和强度都高于铁合金 D． 纯铁与盐酸反应,铁合金不与盐酸反应

2.关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的下列说法中不正确的是( ) A． 铁元素化合价不完全相同 B． 氧元素的化合价完全相同 C． 氧化亚铁俗称铁红,为红棕色固体 D． 铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体

3.某无色溶液放入铝片后有氢气产生,下列离子在该溶液中一定不能大量存在的是( ) A．SO2−4 B． Cu2＋ C． K＋ D． OH－

4.双羟基铝碳酸钠是医疗上常用的一种抑酸剂,其化学式是NaAl(OH)2CO3。关于该物质的说法正确的是（ ）

A． 该物质属于两性氢氧化物

B． 该物质是Al(OH)3和Na2CO3的混合物 C． 1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗3 mol H＋ D． 该药剂不适合于胃溃疡患者服用

5.在化学反应中铁原子容易失去2个或3个电子,因此铁元素在化合物中常显＋2价或＋3价。化合物Fe3O4又写作Fe(FeO2)2,在化合物Fe(FeO2)2中,括号前和括号内铁元素的化合价分别是( ) A． ＋2、＋2 B． ＋3、＋3 C． ＋3、＋2

D． ＋2、＋3

6.证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是( ) A． 先滴加氯水,再滴加硫氰化钾溶液后显红色

B． 先滴加硫氰化钾溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色 C． 滴加氢氧化钠溶液,先产生白色沉淀,后变灰绿,最后呈红褐色 D． 只需滴加硫氰化钾溶液

7.选用金属材料时,以下方面需要考虑的是( )

①主要用途 ②物理性质、化学性质 ③价格 ④加工难度 ⑤日常维护 ⑥对环境的影响 A． ①②③ B． ③④⑤ C． ①⑤⑥ D． ①②③④⑤⑥

8.不锈钢通常不与酸、碱、盐反应,是因为加入了( ) A． Ni和Cr B． Ni和Au C． Cr和 Au D． Cr和Pt

9.天然氧化铝晶体俗称刚玉,常因含有杂质而呈各种色彩。下列叙述不正确的是( ) A． 刚玉中混入微量的铬元素称为红宝石 B． 刚玉中混入微量的钛元素或铁元素称为蓝宝石 C． 蓝宝石和红宝石都是制作名贵首饰的材料 D． 蓝宝石和红宝石都只能从自然界中来获得

10.已知某KOH样品中含水7.62%,含K2CO32.23%,含KOH 90%。现将1.00 g样品加入46.00 mL 1.00 mol·L-1的盐酸中,过量的酸用1.070 mol·L-1KOH溶液刚好中和。蒸发溶液,蒸发到无水时,可得到固体的质量约为（ ） A． 3.00 g B． 3.43 g C． 4.50 g D． 无法计算

11.等质量的镁分别在足量的二氧化碳、氧气中燃烧,有关叙述正确的是( )

A． 在二氧化碳中燃烧产生的固体质量大 B． 在氧气中产生的氧化镁质量大

C． 氧化剂与还原剂物质的量之比都是2∶1 D． 反应中都是氧元素被还原

12.)镁和铝分别与等浓度等体积的过量稀硫酸反应,产生气体的体积(V)与时间(t)的关系如图所示,则下列关于反应中镁和铝的叙述正确的是( )

A． 二者物质的量之比为3∶2 B． 二者质量之比为3∶2 C． 二者摩尔质量之比为2∶3

D． 二者消耗H2SO4的物质的量之比为2∶3

13.现代建筑的门窗框架常用古铜色的硬铝制造,取硬铝样品作如下实验： ①取硬铝样品加入过量的盐酸,有气体生成,溶液中存有不溶物,

②过滤得到的残渣,加入过量的氢氧化钠溶液,有气体生成,溶液中仍存有不溶物。 (已知：硅不与盐酸反应,Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑) 由此可推知,硬铝的组成可能为( ) A． Al Cu Mg Si B． Al Mg Si Zn C． Al Fe C Cu D． Al Mg Zn Fe

14.质量比为2∶3的金属铝分别跟足量稀硫酸和氢氧化钠溶液反应,则产生氢气体积比是 ( A． 1∶2 B． 1∶3 C． 2∶3 D． 3∶2

15.氯化铁溶液与氢氧化铁胶体的共同点是( ) A． 分散质颗粒直径都在l～100 nm之间

)

B． 颜色都呈红褐色

C． 一束平行光照射溶液时,从侧面都可以看到一束光束 D． 都是分散系

二、实验题(共3小题)

16.干燥管A中为块状白色固体,B中为淡黄色粉末,C中为白色固体。并将A、B、C按如图所示装置连接,当打开活塞(Ⅰ)(Ⅱ)时,D中蜡烛火焰明亮；打开活塞(Ⅰ)(Ⅲ)时,D中蜡烛火焰熄灭；关闭活塞(Ⅰ)时,A中反应自行停止。

试根据上述实验事实,回答以下各问题： (1)A中发生的化学反应是______________。 (2)在装置B中的淡黄色粉末是______________。 (3)在干燥管C中的白色固体应为________________。

17.如图所示实验为“套管实验”,小试管内塞有沾有白色无水硫酸铜粉末的棉花球。

(1)点燃酒精灯加热,能观察到的实验现象是_____________________________________。 (2)由上述实验你能得出的结论是_______________________________________________。 (3)写出碳酸氢钠受热分解的化学方程式______________________________。

18.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： ①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；

②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____________________。

三、计算题(共3小题)

19.在2 L硫酸铜和硫酸铁混合溶液中,加入30 g铁粉,最后得到2 L 0.25 mol·L－1的硫酸亚铁溶液及26 g固体沉淀物。求原混合溶液中硫酸铁和硫酸铜的物质的量浓度。

20.某课外活动小组为了测定铜铁合金中铁的质量分数,现取铜铁合金样品20.0 g,将80.0 g稀硫酸平均分成4份,分4次逐渐加入到样品中,每次充分反应后测得剩余固体质量见下表

试求：

(1)20.0 g铜铁合金中,铜的质量是______。 (2)铜铁合金中,铁元素的质量分数是______。 (3)20 g稀硫酸溶液中溶质质量是______。

21.金属锡(Sn)的纯度可以通过下述方法测得：将样品溶于盐酸,发生反应的化学方程式为Sn＋

2HCl===SnCl2＋H2↑,再加入过量FeCl3溶液,发生反应SnCl2＋2FeCl3===SnCl4＋2FeCl2,最后用已知浓度的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2＋,反应的化学方程式为6FeCl2＋K2Cr2O7＋14HCl===6FeCl3＋2KCl＋2CrCl3＋7H2O。现有金属锡样品0.613 g,实验过程中用去0.100 mol·L－1K2Cr2O7溶液16.0 mL。求样品中锡的质量分数(假设杂质不参加反应)。 四、填空题(共3小题)

22.刚玉是宝石的一种,它的主要成分是________,而不是________,其硬度仅次于________,一些刚玉由于混有少量_____________等杂质而显蓝色,俗称蓝宝石。

23.将钠在空气中加热一段时间,将其投入水中,收集产生的气体于密闭容器中引燃,恰好完全反应。向所得的溶液中加入100 g质量分数为36.5%的盐酸溶液,恰好呈中性。 (1)原来钠的质量是________________。

(2)求加热后产物中剩余的钠与生成的过氧化钠的质量比是____________。

24.称取质量为m1克的氢氧化钠和碳酸氢钠的固体混合物置于密闭容器中,在300 ℃条件下充分加热,排尽气体后,测得剩余固体质量为m2克。小林和小芳两同学对加热后的剩余固体进行研究。为了研究方便,令a＝

。

(1)a的取值范围是____________。

(2)当a＝53/79时,剩余固体的成分是______________。 (3)当a＝53/61时,剩余固体的成分是______________。

答案解析

1.【答案】A

【解析】纯铁和铁合金都能与盐酸反应,都能导电、传热、有延展性；但铁合金的熔点低于铁的熔点,其硬度和强度都高于纯铁。 2.【答案】C

【解析】铁的三种氧化物中,氧元素的化合价完全相同,都为－2价；铁元素的化合价不同,氧化铁中铁为＋3价,氧化亚铁中铁为＋2价,四氧化三铁中铁为＋2价和＋3价。氧化铁俗称铁红,是一种红棕色的固体；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,是一种黑色固体。 3.【答案】B

【解析】该溶液为无色溶液,一定不能大量存在Cu2＋。该溶液能与铝片反应产生氢气,说明该

＋K溶液可能是强酸性溶液(含有大量的H＋),也有可能是强碱性溶液(含有大量的OH－),SO2−、4

在强酸性溶液和强碱性溶液中都能大量存在,OH－在强碱性溶液中能大量存在。 4.【答案】D

【解析】NaAl（OH）2CO3中的阴离子为OH-和

,不全是OH-,该物质不属于碱,是碱式复

盐,不是氢氧化物,A错误,NaAl（OH）2CO3属于纯净物,不是混合物,B错误；NaAl（OH）2CO3和酸发生反应：NaAl（OH）2CO3+4HCl

NaCl+AlCl3+3H2O+CO2↑,1 mol NaAl（OH）2CO3

最多可消耗4 mol H+,C错误；NaAl（OH）2CO3能与盐酸反应,所以能治疗胃酸过多的胃病患者,但胃溃疡患者不能服用此药物,因为产生的CO2对胃壁有刺激作用,胃溃疡患者病情会加重,D正确,答案选D。 5.【答案】D

【解析】根据化学式写法中的十字交叉法,可知Fe(FeO2)2中,阳离子铁元素的化合价为＋2,酸2＝－1,则x＝＋3,D正确。 根化合价为－1,酸根中铁元素的化合价为x＋(－2)×6.【答案】B

【解析】取原溶液少许,先滴加硫氰化钾溶液,若溶液不变红色,说明原溶液中不含有Fe3＋；再滴加氯水,溶液变为红色,说明原溶液中含有Fe2＋。 7.【答案】D

【解析】选用金属材料的参考因素：金属材料的用途、价格、外观等；金属材料的物理性质如密度、硬度、强度、导电性、导热性等(决定其加工难易程度)；金属材料的化学性质如对水的作用、耐腐蚀性等(决定其日常维护和对环境的影响)。 8.【答案】A

【解析】不锈钢中Ni、Cr元素的加入使其具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。 9.【答案】D

【解析】红宝石、蓝宝石的主要成分都为氧化铝,因为其含有杂质而呈现不同的色泽。红宝石含有氧化铬而呈红色,蓝宝石则含有氧化铁及氧化钛而呈蓝色。它们都是制作名贵首饰的材料,其微粒可制精密仪表和手表的轴承。除天然产外,工业上常用电熔法处理氧化铝而制成人造刚玉或电熔刚玉。 10.【答案】B

L-1KOH溶液刚好【解析】K2CO3和KOH与盐酸反应的产物都是KCl,盐酸过量,用1.070 mol·中和,最后全部生成KCl,即蒸发得到的固体为KCl,根据Cl元素守恒可得： 1.00 mol·L-1=0.046 mol, n（KCl）=n（HCl）=0.046 L×

74.5 g·mol-1=3.43 g。 所以m（KCl）=0.046 mol×11.【答案】A

【解析】镁在二氧化碳和氧气中燃烧的化学方程式：2Mg＋CO22MgO。

1 mol镁在二氧化碳中燃烧,生成1 mol氧化镁(40 g)和0.5 mol 单质碳(6 g)； 1 mol镁在氧气中燃烧,生成1 mol氧化镁(40 g)；

两个反应的氧化剂(二氧化碳或氧气)与还原剂(镁)物质的量之比都是1∶2；

镁与二氧化碳的反应中氧元素的化合价无变化,镁与氧气的反应中氧元素的化合价降低,氧元素被还原。 12.【答案】A 【解析】 13.【答案】A

【解析】样品和盐酸反应能生成气体且有不溶物,说明样品中除了含有排在氢前的活泼金属外,还含有不与盐酸反应的物质；不溶物能与氢氧化钠溶液反应并有气体生成,说明样品中含有硅,还含有既不能与盐酸反应也不能与氢氧化钠溶液反应的物质。 14.【答案】C

【解析】根据得失电子守恒可知参加反应的铝的质量之比即为产生氢气的体积比。 15.【答案】D

【解析】溶液中溶质粒子直径一般小于1 nm,胶体粒子直径在l～100 nm之间, A错误；氢氧化铁胶体呈红褐色,氯化铁溶液呈黄色,B错误；氢氧化铁胶体具有丁达尔效应,氯化铁溶液没

2MgO＋C、2Mg＋O2

有,C错误；溶液和胶体都是混合物,都属于分散系,D正确。 16.【答案】(1)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O (2)Na2O2 (3)CaCl2或P2O5

【解析】蜡烛火焰明亮一定是通入了O2,而火焰熄灭一般是CO2,由此可确定B中是Na2O2(淡黄色粉末)和CO2的反应；从而可知A是产生CO2的简易启普发生器,C中是不与CO2反应的白色固体,即是中性或酸性的固体干燥剂。

17.【答案】(1)小试管中棉花球变蓝色,B烧杯中澄清石灰水变浑浊,A中有少量气泡冒出 (2)碳酸氢钠受热易分解,有二氧化碳和水生成；碳酸钠受热不分解,无二氧化碳生成,由此可知,碳酸钠的热稳定性比碳酸氢钠强 (3)2NaHCO3

Na2CO3＋H2O＋CO2↑

【解析】碳酸氢钠受热易分解,生成碳酸钠、二氧化碳和水生成；碳酸钠比较稳定,受热很难分解。

18.【答案】(1)3Fe＋4H2O(g)(2)Fe3O4 Fe Fe3O4和Fe (3)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋

(4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 (5)还原 Fe2＋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Fe3＋,则固体物质中一定含Fe3O4,可能含有Fe。溶液未变红色,说明无Fe3＋,则固体物质的成分为Fe3O4和Fe。(4)白色沉淀变为红褐色,是因为Fe(OH)2被空气中的O2氧化为Fe(OH)3。(5)未变红的溶液变成红色,说明Fe2＋转化为Fe3＋,则Fe2＋具有还原性。含Fe2＋的盐溶液需现用现配制,是因为Fe2＋易被空气中的氧气氧化,在配制时应加入少量铁粉。

L－1和0.1 mol·L－1 19.【答案】硫酸铁、硫酸铜的物质的量浓度分别为0.05 mol·【解析】设硫酸铁、硫酸铜的物质的量分别为x和y： Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4, Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu

根据反应前后铁元素和铜元素的质量守恒得：

56 g·mol－1×2x＋64 g·mol－1×0.25 mol·L－1×56 g·mol－1＋26 g① y＋30 g＝2 L×反应前后硫酸根离子的物质的量守恒得： 3x＋y＝2 L×0.25 mol·L－1②

Fe3O4＋4H2

x＝0.1 mol,y＝0.2 mol。

20.【答案】(1)13 g (2)35% (3)4.9 g

【解析】(1)由表中数据可知,前两次每20 g稀硫酸最多消耗2.8 g铁,第三次加20 g稀硫酸只消耗了1.4 g铁,说明铁已全部参与反应,硫酸有多余,剩余的固体全部是铜,其质量为13 g。 (2)铁的质量分数为

20g−13g20g

×100%＝35%。

(3)第一次稀硫酸反应的铁的质量＝20 g－17.2 g＝2.8 g, 由Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑可知,

56 g·mol－1×98 g·mol－1＝4.9 g。 硫酸的质量＝2.8 g÷

21.【答案】样品中锡的质量分数为93.2%。

【解析】设样品中锡的质量为x,根据题中提供的三个反应的化学方程式可以建立如下关系式：

0.5712g

则

3×119g𝑥

＝0.100×16.0×10−3mol,解得x＝0.571 2 g,故样品中锡的质量分数为0.613g×100%≈93.2%。

1mol

22.【答案】氧化铝 氢氧化铝 金刚石 Fe2＋

【解析】刚玉的主要成分是氧化铝,硬度仅次于金刚石,由于含有不同的杂质显示不同的颜色,如蓝宝石中混有少量的亚铁离子。 23.【答案】(1)23 g (2)23∶39

36.5%÷36.5 g·mol－1＝1 mol, 【解析】生成氢氧化钠的物质的量＝100 g×23 g·mol－1＝23 g； 钠的质量＝1 mol×有关反应的方程式：

2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑, 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑, 氢气和氧气恰好完全反应,

氢气和氧气的物质的量之比为2∶1, 钠和过氧化钠的物质的量之比为2∶1,

23∶1×78＝23∶39。 钠和过氧化钠的质量之比为2×

24.【答案】(1)84【解析】氢氧化钠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：

53

NaHCO3＋NaOHNa2CO3＋H2O,盐有多余再发生2NaHCO3Na2CO3＋H2O ＋ CO2↑ 。

分下面两种情况谈论：

(Ⅰ)若样品中NaHCO3与NaOH物质的量相等,

可得：a＝𝑚1＝62,剩余固体为Na2CO3,若NaHCO3的物质的量比NaOH多,剩余固体仍为Na2CO3,若NaOH物质的量比NaHCO3多,剩余固体为Na2CO3和NaOH的混合物。 (Ⅱ)若样品全部为NaHCO3,

𝑚2

53

𝑚2

53

可得：a＝𝑚1＝84,剩余固体为Na2CO3。

综上所述得：(1)样品是混合物,a的取值范围是。8453

53

53