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第三章 金屬及其化合物 章末綜合測評(三) (時間45分鐘，滿分100分) 一、選擇題(本題包括12小題，每小題4分，共48分) 1．鐵與鐵合金是生活中常見的材料，下列說法正確的是(　　) A．鐵與鹽酸反應(yīng)，鐵合金不與鹽酸反應(yīng) B．一定條件下，鐵粉可與水蒸氣反應(yīng) C．不銹鋼是鐵合金，只含金屬元素 D．純鐵的硬度和強度均高于鐵合金 【解析】　鐵合金中含有鐵單質(zhì)，能與鹽酸反應(yīng)，A項錯；加熱時鐵與水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4和H2，B項正確；不銹鋼中還含有碳元素，C項錯；合金的硬度和強度比純金屬的高，D項錯。 【答案】　B 2．下列說法錯誤的是(　　) A．鈉在空氣中燃燒最后所得產(chǎn)物為Na2O2 B．鎂因在空氣中形成了一薄層致密的氧化膜，保護了里面的鎂，故鎂不需要像鈉似的進(jìn)行特殊保護 C．鋁制品在生活中非常普遍，這是因為鋁不活潑 D．鐵在潮濕的空氣中因生成的氧化物很疏松，不能保護內(nèi)層金屬，故鐵制品往往需涂保護層 【解析】　鋁因易與O2反應(yīng)生成致密的氧化物保護膜而耐腐蝕，我們?nèi)粘Ｓ玫匿X制品常采用特殊工藝將氧化膜變厚，保護作用更好，并不是鋁不活潑。 【答案】　C 3．下列六種物質(zhì)：①Na2O　②Na2O2?、跱aCl ④Na2CO3溶液　⑤NaOH?、轓aHCO3，其中不能與CO2反應(yīng)的是(　　) A．①④　　　　　　　 B．②③ C．③⑥ D．⑤⑥ 【解析】?、貼a2O與CO2反應(yīng)生成碳酸鈉；②Na2O2與CO2反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣；③NaCl不能與CO2反應(yīng)；④Na2CO3溶液與CO2反應(yīng)生成碳酸氫鈉；⑤NaOH與CO2反應(yīng)生成碳酸鈉或碳酸氫鈉；⑥NaHCO3不能與CO2反應(yīng)。 【答案】　C 4．有關(guān)溶液中所含離子的檢驗，下列判斷正確的是(　　) A．加入硝酸酸化，再滴加KSCN溶液后有紅色物質(zhì)生成，則原溶液中一定有Fe3＋存在 B．加入鹽酸有能使澄清石灰水變渾濁的氣體生成，則原溶液中一定有大量的CO存在 C．用某溶液做焰色反應(yīng)實驗時火焰為黃色，則該溶液中一定有鈉元素，可能有鉀元素 D．分別含有Mg2＋、Cu2＋，F(xiàn)e2＋和Na＋的四種鹽溶液，只用NaOH溶液是不能一次鑒別開的 【解析】　A項也可能含F(xiàn)e2＋；B項可能含有HCO；D項Mg(OH)2為白色沉淀，Cu(OH)2為藍(lán)色沉淀，F(xiàn)e(OH)2先是白色沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色，Na＋與OH－無現(xiàn)象，故可一次鑒別。 【答案】　C 5．把1.0 mol/L CuSO4溶液、1.0 mol/L Fe2(SO4)3溶液兩種溶液等體積混合(假設(shè)混合后液體的體積等于混合前兩種溶液的體積之和)，向溶液中加入足量鐵粉，經(jīng)足夠長的時間后，鐵粉有剩余。此時溶液中Fe2＋的物質(zhì)的量濃度為(　　) A．1.0 mol/L B．2.0 mol/L C．3.0 mol/L D．4.0 mol/L 【解析】　設(shè)原溶液的體積均為1L，F(xiàn)e＋Fe2(SO4)3===3FeSO4，F(xiàn)e＋CuSO4===FeSO4＋Cu，所以Fe2＋的物質(zhì)的量濃度為(1.03＋1.0) mol/2 L＝2.0 mol/L。 【答案】　B 6．甲、乙、丙、丁分別是Al2(SO4)3、FeSO4、NaOH、BaCl2 4種物質(zhì)的一種，若將丁溶液滴入乙溶液中，發(fā)現(xiàn)有白色沉淀生成，繼續(xù)滴加則沉淀消失；丁溶液滴入甲溶液時，無明顯現(xiàn)象發(fā)生，據(jù)此可推斷丙物質(zhì)是(　　) A．Al2(SO4)3 B．NaOH C．BaCl2 D. FeSO4 【解析】　丁滴入乙中，先有白色沉淀，繼續(xù)滴加沉淀溶解，可知丁為NaOH溶液，乙為Al2(SO4)3溶液。BaCl2和FeSO4兩種物質(zhì)中與NaOH溶液不反應(yīng)的是BaCl2溶液，所以丙為FeSO4。 【答案】　D 7．下列各組物質(zhì)相互混合反應(yīng)后，最終有白色沉淀生成的是(　　) ①金屬鈉投入到FeCl3溶液中 ②過量NaOH溶液和明礬溶液混合 ③少量Ca(OH)2投入到過量NaHCO3溶液中 ④向NaAlO2溶液中滴入少量鹽酸 ⑤向飽和Na2CO3溶液中通入足量CO2 A．①③④⑤ B．只有①④ C．只有②③ D．只有③④⑤ 【解析】　金屬鈉投入到FeCl3溶液中發(fā)生兩個化學(xué)反應(yīng)：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，3NaOH＋FeCl3===Fe(OH)3↓＋3NaCl，但產(chǎn)生的氫氧化鐵是紅褐色沉淀；過量NaOH溶液和明礬溶液混合時，過量的氫氧根離子與鋁離子反應(yīng)生成偏鋁酸根離子和水，無沉淀產(chǎn)生；Ca(OH)2投入到過量NaHCO3溶液中發(fā)生的反應(yīng)是Ca(OH)2＋2NaHCO3===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，產(chǎn)生白色沉淀；向NaAlO2溶液中滴入少量鹽酸，發(fā)生的反應(yīng)是NaAlO2＋H2O＋HCl===NaCl＋Al(OH)3↓，產(chǎn)生白色沉淀；向飽和Na2CO3溶液中通入足量CO2，發(fā)生的反應(yīng)是Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓，因為反應(yīng)消耗水且生成的碳酸氫鈉的溶解度比Na2CO3小，故有碳酸氫鈉晶體析出。 【答案】　D 8．工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下： 下列敘述正確的是(　　) A．試劑X可以是氫氧化鈉溶液，也可以是鹽酸 B．反應(yīng)①過濾后所得沉淀為氫氧化鐵 C．圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都不是氧化還原反應(yīng) D．反應(yīng)②的化學(xué)方程式為NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3 【解析】　根據(jù)轉(zhuǎn)化圖可知，反應(yīng)②生成的是碳酸氫鈉，所以Y應(yīng)該是CO2，這說明溶液乙中含有偏鋁酸鈉，因此X應(yīng)該是氫氧化鈉，A項不正確；氧化鐵和氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，所以過濾出的沉淀是氧化鐵，B項不正確；電解氧化鋁生成單質(zhì)鋁的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，C項不正確。 【答案】　D 9．鎂、鋁、銅三種金屬粉末混合物，加入過量鹽酸充分反應(yīng)，過濾后向濾液中加入過量燒堿溶液，再過濾，濾液中存在的離子有(　　) A．Mg2＋ B．Cu2＋ C．Al3＋ D．AlO 【解析】　Mg、Al、Cu三種金屬與過量鹽酸充分反應(yīng)，過濾后濾液中有Mg2＋和Al3＋，加入過量NaOH溶液時，濾液中的Mg2＋轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀，Al3＋轉(zhuǎn)化為AlO留在濾液中。 【答案】　D 10．下列各物質(zhì)中，X是主體物質(zhì)，Y是少量雜質(zhì)，Z是為除去雜質(zhì)所要加入的試劑，其中所加試劑正確的一組是(　　) 選項 A B C D X FeCl2溶液 FeCl3溶液 Fe Na2SO4溶液 Y FeCl3 CuCl2 Al Na2CO3 Z Cl2 Fe NaOH溶液 BaCl2溶液 【解析】　A項中Cl2能把FeCl2氧化；B項中Fe能把FeCl3還原；D項除去了CO和SO，又引入了Cl－，均不符合要求。A項中應(yīng)加適量鐵粉；B項中可加足量鐵粉過濾后，向濾液中通足量Cl2；D項中應(yīng)加適量稀H2SO4。 【答案】　C 11．將某份鐵鋁合金樣品均分為兩份，一份加入足量鹽酸，另一份加入足量NaOH溶液，同溫同壓下產(chǎn)生的氣體體積比為3∶2，則樣品中鐵、鋁物質(zhì)的量之比為(　　) A．3∶2 B．2∶1 C．3∶4 D．4∶3 【解析】　設(shè)每份鐵鋁合金樣品中含鐵、鋁的物質(zhì)的量分別為x、y，則由FeH2↑、AlH2↑、AlH2↑三個關(guān)系式得知(x＋)∶(y)＝3∶2，解得x∶y＝3∶4。 【答案】　C 12．下圖表示在某溶液中滴加Ba(OH)2溶液時，沉淀的物質(zhì)的量隨Ba(OH)2的物質(zhì)的量的變化關(guān)系。該溶液的成分可能是(　　) A．MgSO4 B．KAl(SO4)2 C．Al2(SO4)3 D. NaAlO2 【解析】　該圖像可知，當(dāng)沉淀達(dá)到最大時，沉淀開始溶解，但仍然有剩余的，這說明選項A、D是不正確；根據(jù)圖像可知，氫氧化鋁是2 mol，而硫酸鋇是3 mol，即鋇離子和鋁離子的個數(shù)之比是3∶2，因此選項C正確，B不正確，答案選C。 【答案】　C 二、非選擇題(本題包括4小題，共52分) 13．(13分)鈉、鋁、鐵是三種重要的金屬。請回答： (1)鈉的金屬活動性比鋁的________(填“強”或“弱”)。 (2)將一小塊金屬鈉投入水中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________________________________________________________； 可觀察到的實驗現(xiàn)象是________(填字母)。 a．鈉沉到水底　b．鈉熔成小球　c．小球四處游動 (3)Fe跟Cl2在一定條件下反應(yīng)，所得產(chǎn)物的化學(xué)式是________。將該產(chǎn)物溶于水配成溶液，分裝在兩支試管中。請回答： a．若向其中一支試管中滴加KSCN溶液，則溶液變成________色。 b．向另一支試管中滴加NaOH溶液，現(xiàn)象為____________，反應(yīng)的離子方程式是_____________________________________________________________。 【答案】　(1)強 (2)2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑　bc (3)FeCl3　紅　生成紅褐色沉淀 Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 14．(15分)MgO、Al2O3都是常用的耐火材料，某研究小組取100 kg含60%Al的報廢汽車的鎂合金材料來制備MgO、Al2O3，其工藝流程如圖所示。 請回答下列問題： (1)下列對合金材料的說法正確的是________(填字母)。 A．利用生鐵制造運—20飛機發(fā)動機 B．用鎂鋁合金制造運—20飛機座椅 C．用不銹鋼制造運—20飛機電器線路的導(dǎo)線 D．用普通鋼制造運—20飛機滅火器的外殼 (2)物質(zhì)甲是________，產(chǎn)品A是________。 (3)操作①、②所需的玻璃儀器是__________________________________。 (4)足量物質(zhì)乙與溶液A發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________________。 (5)某同學(xué)提出可由溶液B的溶質(zhì)經(jīng)過轉(zhuǎn)化得到物質(zhì)甲，寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________ ______________________________________________________________。 (6)假設(shè)不計損耗，可得產(chǎn)品B的質(zhì)量為________kg。 【解析】　(1)選項A，生鐵含碳量高，質(zhì)地脆且不能承受很高的溫度，不能用于制造運—20飛機發(fā)動機。選項B，鎂鋁合金具有質(zhì)堅量輕、密度小、散熱性較好、抗壓性較強、易于加工等性能，能用于制造運—20飛機座椅。選項C，不銹鋼能導(dǎo)電，但其導(dǎo)電性能不及銅等金屬，用于制造運—20飛機電器線路的導(dǎo)線不適宜。選項D，普通鋼制造的容器具有較好的承受壓力、抗沖擊能力等特性，適合用于制造運—20飛機滅火器的外殼。(2)Al與NaOH溶液反應(yīng)而Mg不與NaOH溶液反應(yīng)，將鎂鋁合金投入NaOH溶液中，完全反應(yīng)后過濾得到固體Mg和NaAlO2溶液。沉淀A為Mg，Mg與酸反應(yīng)得Mg2＋，Mg2＋與堿溶液反應(yīng)生成Mg(OH)2，加熱Mg(OH)2得產(chǎn)品A(MgO)。沉淀B為Al(OH)3，加熱Al(OH)3得到產(chǎn)品B(Al2O3)。(3)過濾需要玻璃棒引流，需燒杯承接濾液，需漏斗過濾。(4)向NaAlO2溶液中通入過量的CO2得到Al(OH)3沉淀和NaHCO3，其反應(yīng)的離子方程式為AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。(5)欲將NaHCO3轉(zhuǎn)化為NaOH，首先將NaHCO3加熱分解得到Na2CO3，Na2CO3再與Ca(OH)2反應(yīng)即得NaOH。(6)100 kg合金中含有60 kg Al，根據(jù)鋁元素守恒，最終可得Al2O3的質(zhì)量＝≈113.3 kg。 【答案】　(1)BD　(2)NaOH　MgO (3)漏斗、燒杯、玻璃棒 (4)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO (5)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O、 Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH (6)113.3 15．(12分)某化學(xué)興趣小組利用下列試劑：鐵粉、鋅粉、0.1 mol/L FeCl3溶液，0.1 mol/L FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水，探究Fe2＋、Fe3＋的氧化性、還原性，并利用實驗結(jié)論解決一些問題。 (1)用所給試劑寫出體現(xiàn)Fe2＋具有還原性的反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________________________________________________________。 (2)設(shè)計實驗方案，完成下列表格。 探究內(nèi)容 實驗方案 實驗現(xiàn)象 探究Fe3＋ 取少量0.1 mol/L FeCl3溶液，往溶液中加入足量鐵粉，再加入少量KSCN溶液 加入鐵粉后，溶液顏色變?yōu)開_______。加入KSCN溶液后，溶液________ (3)該興趣小組為說明“Fe2＋具有氧化性”，提出了向FeCl2溶液中加入鋅粉，觀察實驗現(xiàn)象的方案，該反應(yīng)的離子方程式為____________________________。 (4)某反應(yīng)中反應(yīng)物與生成物有Fe3＋、Mn2＋、H＋、MnO、H2O和一種未知離子X。 ①已知MnO在反應(yīng)中得到電子，則X是___________。 ②該反應(yīng)的離子方程式是_________________________________________。 【解析】　(1)在反應(yīng)中Fe2＋作還原劑，體現(xiàn)其還原性，因此應(yīng)選擇氧化劑，所以選用氯水，反應(yīng)為2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。 (2)向FeCl3溶液中加入鐵粉，發(fā)生的反應(yīng)為2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，所以溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色。向FeCl2的溶液中滴加硫氰化鉀溶液不變紅。 (3)向FeCl2的溶液中加入鋅粉，離子反應(yīng)為Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。 (4)已知MnO得電子，故MnO是氧化劑，Mn2＋為還原產(chǎn)物，則題目提供的Fe3＋是氧化產(chǎn)物，故還原劑為Fe2＋。即X為Fe2＋。該反應(yīng)中反應(yīng)物為MnO、Fe2＋和H＋。生成物為Mn2＋、Fe3＋和H2O，n(MnO)∶n(Fe2＋)＝1∶5。 【答案】　(1)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3　(2)淺綠色　不變色　(3)Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe (4)①Fe2＋　②MnO＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O 16．(12分)某鋁合金中含有元素鋁、鎂、銅、硅，為了測定該合金中鋁的含量，設(shè)計了如下實驗，請回答有關(guān)問題： (1)稱取樣品a g(精確到0.1 g)，稱量時通常使用的主要儀器的名稱是________。 (2)將樣品溶解于足量的稀鹽酸，過濾并洗滌濾渣。濾液中主要含有________，濾渣為________，溶解、過濾用到的玻璃儀器是________。 (3)向濾液中加過量的氫氧化鈉溶液，過濾并洗滌濾渣。有關(guān)的離子方程式是_______________________________________________________________。 (4)向步驟(3)的濾液中通入足量的二氧化碳?xì)怏w，過濾并洗滌濾渣。有關(guān)的離子方程式是________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (5)將步驟(4)中所得的濾渣烘干并灼燒至恒重、冷卻后稱量，其質(zhì)量為b g。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________________________________ ___________________________________________________________________， 原樣品中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是___________。 【解析】　(1)稱取a g樣品使用的主要儀器為托盤天平。 (2)合金中Al、Mg可與鹽酸反應(yīng)生成AlCl3、MgCl2和H2，而Cu、Si不溶于鹽酸，故樣品溶于鹽酸后過濾可得Cu、Si，濾液中主要含AlCl3和MgCl2。 (3)向(2)的濾液中加過量NaOH溶液，發(fā)生的反應(yīng)為Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，過濾后濾液中含AlO、OH－。 (4)向含AlO、OH－的濾液中通入足量CO2，發(fā)生的反應(yīng)為OH－＋CO2===HCO、AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，過濾可得Al(OH)3。 (5)所得b g固體為Al2O3，故合金中含Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%＝%。 【答案】　(1)托盤天平 (2)MgCl2、AlCl3　Cu、Si　燒杯、玻璃棒、漏斗 (3)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、 Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O (4)OH－＋CO2===HCO、 AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO (5)2Al(OH)3Al2O3＋3H2O　%