3.2 金属材料 同步训练
一、单选题
1.1 L 0.1 mol/L K2CO3溶液中含有的K+的数目为( )
A.0.1 B.0.2 C.6.02×1023 D.1.204×1023
2.丝绸之路贸易中的下列商品,主要成分属于合金的是( )
A.青铜器皿 B.陶瓷 C.丝绸 D.中草药
A.A B.B C.C D.D
3.铝土矿是自然界中铝的重要存在形式,通常含有50%左右的Al2O3,以及SiO2、Fe2O3 和MgO等成分。上述4种氧化物中,属于两性氧化物的是( )
A.MgO B.FeO C.SiO2 D.Al2O3
4.只含有下列成分的物质一定不是合金的是( )
A.C、Si B.Cu、Zn
C.Al、Cu D.Fe、C
5.为了除去铁粉中的少量铝粉,可以选取的试剂是( )
A.浓盐酸 B.浓硝酸
C.浓硫酸 D.浓氢氧化钠溶液
6.类推的思维方法在化学学习与研究中有时会产生错误结论,因此类推的结论最终要经过实践的检验,才能决定其正确与否,下列几种类推结论中,正确的是( )
A.钠与水反应生成NaOH和H2;所有金属与水反应都生成碱和H2
B.铁露置在空气中一段时间后就会生锈;性质更活泼的铝不能稳定存在于空气中
C.化合物NaCl的焰色为黄色;Na2CO3的焰色也为黄色
D.密度为1.1 g·cm-3与密度为1.2 g·cm-3的NaCl溶液等体积混合,所得NaCl溶液的密度介于1.1 g·cm-3与1.2 g·cm-3之间; Na-K合金的熔点应介于Na和K熔点之间
7.下列叙述正确的是( )
A.1 mol H2O 的质量为18g/mol
B.CH4 的摩尔质量为16g
C.3.01×1023 个SO2 分子的质量为32g
D.标准状况下,1 mol 任何物质的体积均为22.4L
8.核内中子数为N的R2+,质量数为A,则ngR2+所含电子的物质的量是( )
A. mol B. mol
C. mol D. mol
9.在2L由NaCl、MgCl2、CaCl2组成的混合液中,部分离子浓度大小如图所示,则此溶液中Ca2+离子的物质的量是( )
A.0.5 mol B.1.0 mol C.2.0 mol D.3.0 mol
10.有两种金属混合物3.4g,与足量的盐酸反应放出H22.24L(标况下),这两种金属可能是( )
A.铜和铁 B.镁和铝 C.锌和铝 D.锌和铁
11.将300mL 0.5mol/LNaOH溶液加水稀释到500mL,稀释后溶液中的NaOH的物质的量 浓度为( )
A.0.3mol/L B.0.03mol/L C. 0.05mol/L D.0.04mol/L
12.在相同条件下,与0.5mol由N2和CO组成的混合气具有相同的体积的是( )
A.1g H2 B.10g O2 C.11g CO2 D.16g CH4
13.下列关于铝单质的叙述中正确的是( )
A.由于铝在空气中不会锈蚀,所以铝制品的使用寿命都很长
B.由于铝具有强还原性,所以常用铝来冶炼某些高熔点金属
C.常温下,铝被浓硫酸钝化,所以可用浓硫酸除去铝表面的铜镀层
D.由于铝的导电性比铜强,所以常用铝制造电线、电缆
14.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.氢氧化钠和氯化铁 D.锌和稀硫酸
15.下列关于氧化物的叙述正确的是( )
A.金属氧化物一定是碱性氧化物
B.CO2是碱性氧化物
C.碱性氧化物都能与碱反应
D.氧化铜是碱性氧化物,但不与水反应
16.下列化学反应的叙述正确的是( )
A.铁粉与Al2O3可发生铝热反应
B.AlCl3与过量氨水生成偏铝酸铵
C.常温下Al在稀硝酸中可发生钝化
D.电解熔融Al2O3可制金属铝
二、综合题
17.根据问题填空:
(1)写出下列物质溶于水的电离方程式:
①HCl: ,②Ba(OH)2: ,③NaHCO3: ,④NaHSO4:
(2)用“相等”或“不相等”填空:0.3mol的氧气和0.2mol的臭氧(O3),它们的质量 ,它们所含的分子数 ,原子数 .
18.物质的量是高中化学常用的物理量,请完成以下有关计算。
(1) molH2O2所含原子数与0.2molH3PO4所含原子数相等。
(2)483gNa2SO4·10H2O中所含的Na+的物质的量是 mol
(3)质量相同的H2、NH3、SO2、O3四种气体中,含有分子数目最少的是 。
(4)a个X原子的总质量为bg,则X的相对原子质量可以表示为 。(用NA表示阿伏加德罗常数的值)
(5)在100mLAl2(SO4)3溶液中含0.6mol,从中取出体积的该溶液再稀释到100mL,则稀释后的溶液中的物质的量浓度为 。
(6)在氯化镁和硫酸镁的混合液中,若Mg2+与Cl-的物质的量浓度之比为4∶3时,则Mg2+与物质的量浓度之比为 。
19.用 表示阿伏加德罗常数的数值,按要求完成下列填空。
(1)1个 分子含有 个电子。
(2) 个 分子含有原子 mol,含有N mol 。
(3)0.5mol D2O中含有 个电子,质量为 g。
(4)质量都是50 g的 四种气体,含原子个数最多的是
20.工业上可用电解饱和食盐水的方法制备烧碱、氯气等化工原料,其反应原理如下:。若需要制备标准状况下的氯气11.2L(不考虑溶解)。请计算:
(1)产生氢气的物质的量 ;
(2)所得溶液中氢氧化钠的物质的量浓度 (假设反应后溶液的体积为500mL)。
21.铁是人类较早使用的金属之一.运用铁及其化合物的知识,完成下列问题.
(1)所含铁元素既有氧化性又有还原性的物质是_______(用字母代号填).
A.Fe B.FeCl3
C.FeSO4 D.Fe2O3
(2)向沸水中逐滴滴加饱和FeCl3溶液,至液体呈透明的红褐色,该分散系中粒子直径的范围是 nm.
(3)中国古代四大发明之一的指南针是由天然磁石制成的,其主要成分是 。
(4)我国早在春秋战国就开始生产和使用铁器,写出工业上用赤铁矿为原料炼铁的化学方程式: 。
(5)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。Fe(OH)3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为 。
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】n(K2CO3)= c(K2CO3)×V=0.1mol/L×1L=0.1mol,根据1K2CO3~2K+,可知n(K+)=0.2mol,所以N(K+)= n(K+)×NA=6.02×1023mol-1×0.2mol=1.204×1023,
故
故答案为:D。
【分析】钾离子的数目等于物质的量浓度与体积的乘积再乘上阿伏加德罗常数。
2.【答案】A
【解析】【解答】A. 青铜器皿是铜合金,A符合;
B. 陶瓷属于硅酸盐产品,不是合金,B不符合;
C. 丝绸属于有机物,不是合金,C不符合;
D. 中草药主要由植物的根、茎、叶、果等组成,不属于合金,D不符合;
故答案为:A。
【分析】一种金属与另一种或几种金属或非金属经过混合熔化,冷却凝固后得到的具有金属性质的固体产物。
3.【答案】D
【解析】【解答】A.MgO只能与强酸溶液反应,不能与强碱溶液反应,不属于两性氢氧化物,A不符合题意;
B.FeO只能与强酸溶液反应,不能与强碱溶液反应,不属于两性氢氧化物,B不符合题意;
C.SiO2能与强碱溶液反应,不能与强酸溶液反应,不属于两性氢氧化物,C不符合题意;
D.Al2O3既能与强酸溶液反应,又能与强碱溶液反应,属于两性氢氧化物,D符合题意;
故答案为:D
【分析】两性氢氧化物,是指既能与强酸溶液反应,又能与强碱溶液反应的氧化物;据此结合选项所给物质的性质分析即可。
4.【答案】A
【解析】【解答】合金是指由一种金属与其它金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质,因此由合金的概念可知,合金中至少含有一种金属,C、Si都是非金属,不能形成合金,
故答案为:A。
【分析】合金的概念:由一种金属与其他金属或者非金属融合而成的仅有金属特性的物质;
A、碳硅均属于非金属;
B、可以组成铜锌合金;
C、可以组成铜铝合金;
D、生铁熟铁都是合金,含有少量碳;
5.【答案】D
【解析】【解答】除去铝粉中混有的铜粉,先使杂质Cu发生反应,而被提纯的Al粉不发生反应。A. 浓盐酸与被提纯的Al发生反应,与杂质不反应,不符合题目要求,选项A不符合题意;
B.在室温下铝遇浓硝酸发生钝化反应,铜粉和浓硝酸反应生成易溶于水的硝酸铜,可以达到除去铝粉中混有的铜粉的目的,选项B符合题意;
C.稀硫酸在室温下与铝粉发生反应,与杂质不反应,不符合题目要求,选项C不符合题意;
D. 浓氢氧化钠溶液与铝粉发生反应,与杂质铜不发生反应,不能达到除杂的目的,选项D不符合题意。
故合理选项是B。
【分析】除去铝粉中的杂质铜,要使铜发生反应,变为可溶性的物质,而铝粉不能反应。
6.【答案】C
【解析】【解答】A. 只有活泼金属才能与水反应生成碱和H2,不符合题意;
B. 铝常温下与空气中的氧气反应,在铝表面形成一层致密的氧化膜,阻止反应继续进行,故铝能稳定存在于空气中,不符合题意;
C. 钠及其化合物的焰色均为黄色,符合题意;
D. 合金的熔点一般低于成分金属,故 Na-K合金的熔点低于Na和K熔点,常温下呈液态,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A.只有活泼金属才能与水反应生成碱和H2;
B.铝在空气中与氧气反应生成致密的氧化膜,阻止金属进一步反应;
D.合金的熔点一般低于成分金属。
7.【答案】C
【解析】【解答】解:A、水的质量是g,所以1 mol H2O 的质量为18g,故A错误;
B、摩尔质量的单位是g/mol,所以CH4 的摩尔质量为16g/mol,故B错误;
C、根据m= M= ×64g/mol=32g,故C正确;
D、气体摩尔体积适用对象是气体,故D错误;
故选C.
【分析】A、水的质量是g;
B、摩尔质量的单位是g/mol;
C、根据m= M计算求解;
D、气体摩尔体积适用对象是气体.
8.【答案】A
【解析】【解答】核内中子数为N的R2+离子,质量数为A,所以质子数为A﹣N,离子核外电子数为A﹣N﹣2,ng R2+的物质的量为 . = mol,含有电子物质的量为 mol×(A﹣N﹣2)= mol,
故答案为:A.
【分析】根据质量数=质子数+中子数以及阳离子与原子的核外电子数的关系进行判断即可.
9.【答案】B
【解析】【解答】解:由图可知,溶液中n(Na+)=2L×1mol/L=2mol、n(Mg2+)=2L×0.5mol/L=1mol、n(Cl﹣)=2L×3mol/L=6mol,
溶液呈电中性,根据电荷守恒可得:2n(Ca2+)+n(Na+)+2n(Mg2+)=n(Cl﹣),即:2n(Ca2+)+2mol+2×1mol=6mol,
解得:n(Ca2+)=1mol,
故选B.
【分析】根据n=cV计算n(Na+)、n(Mg2+)、n(Cl﹣),溶液呈电中性,根据电荷守恒有2n(Ca2+)+n(Na+)+2n(Mg2+)=n(Cl﹣),据此计算此溶液中Ca2+离子的物质的量.
10.【答案】C
【解析】【解答】n(H2)= =0.1mol,用极限法和电子守恒,生成0.1molH2需要Fe、Mg、Al、Zn的质量依次为5.6g( ×56g/mol=5.6g)、2.4g( ×24g/mol=2.4g)、1.8g( ×27g/mol=1.8g)、6.5g( ×65g/mol=6.5g);
A.Cu与稀盐酸不反应,生成标准状况下2.24LH2需消耗Fe的质量为5.6g>3.4g,A项不可能;
B.生成标准状况下2.24LH2需消耗Mg的质量为2.4g<3.4g,消耗Al的质量为1.8g<3.4g,B项不可能;
C.生成标准状况下2.24LH2需消耗Zn的质量为6.5g>3.4g,消耗Al的质量为1.8g<3.4g,C项可能;
D.生成标准状况下2.24LH2需消耗Zn的质量为6.5g>3.4g,消耗Fe的质量为5.6g>3.4g,D项不可能;
故答案为:C。
【分析】本题目还可以采用尝试法去计算,即采用代入法。
11.【答案】A
【解析】【解答】稀释前后,溶质的物质的量不变,假设稀释后NaOH溶液的物质的量浓度为c,则300×10-3L×0.5mol/L= 500×10-3L· c,解得c=0.3mol/L。
故答案为:A。
【分析】稀释前后,溶质的物质的量不变,根据c浓·V浓=c稀·V稀进行分析。
12.【答案】A
【解析】【解答】解:A、1gH2的物质的量为:n(H2)= =0.5mol,与0.5mol由N2和CO组成的混合气的物质的量相等,体积也相等,故A正确;
B、10gO2的物质的量为:n(O2)= =0.3125mol,与0.5mol由N2和CO组成的混合气的物质的量不相等,则体积不相等,故B错误;
C、11gCO2的物质的量为:n(CO2)= =0.25mol,与0.5mol由N2和CO组成的混合气的物质的量不相等,则体积不相等,故C错误;
D、16gCH4的物质的量为:n(CH4)= =1mol,与0.5mol由N2和CO组成的混合气的物质的量不相等,则体积不相等,故D错误.
故选A.
【分析】在相同条件下,与0.5mol由N2和CO组成的混合气的物质的量相等的气体,体积也相等,根据n= 计算各气体的物质的量,判断各气体的物质的量是否为0.5mol.
13.【答案】B
【解析】【解答】解:A.铝的化学性质活泼,在空气中,常温下就能与氧气反应,生成氧化铝(即锈蚀),但是,生成的是致密的氧化膜能保护内部金属,所以铝制品的使用寿命都很长,故A错误;
B.铝具有强还原性,而且发生铝热反应会放出大量热,所以常用铝来冶炼某些高熔点金属,故B正确;
C.常温下,Cu与浓硫酸不反应,所以不能用浓硫酸除去铝表面的铜镀层,故C错误;
D.铝的导电性比铜弱,但是铝的价格比Cu便宜,铝也有较好的导电性,所以常用铝制造电线、电缆,故D错误.
故选B.
【分析】A.铝的化学性质活泼,在空气中,常温下就能与氧气反应,生成氧化铝(即锈蚀);
B.铝具有强还原性,而且发生铝热反应会放出大量热;
C.常温下,Cu与浓硫酸不反应;
D.铝的导电性比铜弱.
14.【答案】A
【解析】【解答】A. 钠先和水反应,生成NaOH和H2,H2能燃烧且不易溶于水;NaOH和氯化铝溶液反应,因为氯化铝过量,所以最终生成Al(OH)3沉淀,A符合题意;
B. 铝和烧碱溶液反应,生成NaAlO2和H2,没有沉淀生成,B不合题意;
C. 氢氧化钠和氯化铁反应,生成Fe(OH)3沉淀和氯化钠,没有气体产生,C不合题意;
D. 锌和稀硫酸反应,生成ZnSO4和H2,没有沉淀产生,D不合题意。
故答案为:A
【分析】A.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,3NaOH+AlCl3=Al(OH)3↓+3NaCl;
B. 6NaOH+2Al=2NaAlO2+3H2↑;
C. 3NaOH+FeCl3=Fe(OH)3↓+3NaCl;
D. Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
15.【答案】D
【解析】【解答】A,金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Al2O3属于两性氧化物,Mn2O7属于酸性氧化物,A项不符合题意;
B,CO2属于酸性氧化物,B项不符合题意;
C,碱性氧化物能与酸反应生成盐和水,与碱不反应,C项不符合题意;
D,CuO与酸反应生成铜盐和水,CuO是碱性氧化物,CuO与水不反应,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】酸性氧化物:能和碱反应生成盐和水的氧化物;金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Al2O3属于两性氧化物;碱性氧化物能与酸反应生成盐和水,与碱不反应
16.【答案】D
【解析】【解答】A.铝比铁活泼,铁粉与Al2O3不能发生铝热反应 ,A不符合题意;
B.AlCl3与过量氨水生成氢氧化铝沉淀,B不符合题意;
C.常温下Al在稀硝酸中发生氧化还原反应而溶解,C不符合题意;
D.工业上通过电解熔融Al2O3制金属铝,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.铝粉与Fe2O3能发生铝热反应
B.氢氧化铝不溶于氨水
C.常温下铝在浓硝酸中可发生钝化
D.符合工业上制取铝单质
17.【答案】(1)HCl=H++Cl﹣;Ba(OH)2=Ba2++2OH﹣;NaHCO3═Na++HCO3﹣;NaHSO4=Na++H++SO42﹣
(2)相等;不相等;相等
【解析】【解答】解:(1)①氯化氢为强电解质,完全电离,电离方程式:HCl=H++Cl﹣,故答案为:HCl=H++Cl﹣;②氢氧化钡为强电解质,完全电离,电离方程式为:Ba(OH)2=Ba2++2OH﹣,故答案为:Ba(OH)2=Ba2++2OH﹣;③碳酸氢钠属于强电解质,溶液中完全电离,碳酸为弱酸,碳酸氢根离子不能拆写,碳酸氢钠的电离方程式为:NaHCO3═Na++HCO3﹣,故答案为:NaHCO3═Na++HCO3﹣;④NaHSO4是强酸强碱酸式盐,属强电解质,完全电离,电离出Na+、H+、SO42﹣离子,电离方程式为:NaHSO4=Na++H++SO42﹣,故答案为:NaHSO4=Na++H++SO42﹣;(2)0.3mol的氧气的质量为0.3mol×32g/mol=96g,含有分子数目为0.3mol×NAmol﹣1=0.3NA,含有氧原子为0.3mol×2=0.6mol;0.2mol的臭氧(O3)的质量=0.2mol×48g/mol=96g,含有分子数目为0.2mol×NAmol﹣1=0.2NA,含有氧原子为0.2mol×3=0.6mol,故二者质量相等,分子数目不相等,含有原子数目相等,
故答案为:相等;不相等; 相等.
【分析】(1)①氯化氢为强电解质,溶于水完全电离出氢离子、氯离子;②氢氧化钡为二元强碱,一步完全电离出钡离子、氢氧根离子;③碳酸氢钠属于强电解质,完全电离出钠离子和碳酸氢根离子;④NaHSO4是强酸强碱酸式盐,完全电离出钠离子和硫酸根离子、氢离子;(2)根据m=nM计算而质量,根据N=nNA计算分子数目,结合分子含有的氧原子数目计算氧原子的物质的量.
18.【答案】(1)0.4
(2)3
(3)SO2
(4)
(5)1.5mol·L-1
(6)8∶5
【解析】【解答】(1)0.2molH3PO4所含原子的物质的量为1.6mol时,所含原子数相等,则需要0.4mol H2O2,即0.4molH2O2所含原子数与0.2molH3PO4所含原子数相等。故答案为:0.4;
(2)483gNa2SO4·10H2O中所含的Na+的物质的量是=3mol,故答案为:3;
(3)质量相同的H2、NH3、SO2、O3四种气体中,由N=×NA可知,质量相同时气体分子数与摩尔质量成反比,摩尔质量越大,含有的分子数越小,质量相同的H2、NH3、SO2、O3四种气体中,含有分子数目最少的是摩尔质量最大的是SO2。故答案为:SO2;
(4)a个X原子的总质量为bg,一个X原子的质量为 g,1 mol X的质量为g NA,则X的相对原子质量可以表示为。(用NA表示阿伏加德罗常数的值),故答案为:;
(5)在100mLAl2(SO4)3溶液中含0.6mol,从中取出体积的该溶液再稀释到100mL,的物质的量为0.6mol×=0.15mol,则稀释后的溶液中的物质的量浓度为 =1.5mol·L-1。故答案为:1.5mol·L-1;
(6)设氯化镁的物质的量为x,硫酸镁的物质的量为y,依据题意有=,解得= ,所以镁离子的物质的量为x+y=,硫酸根离子的物质的量y=,则Mg2+与物质的量浓度之比为8∶5。故答案为:8∶5。
【分析】(1)原子的物质的量=分子的物质的量×原子底数;
(2)结合公式n=m/M进行计算;
(3)结合公式n=m/M计算,物质的量越少分子数越少;
(4)结合公式n=N/NA和公式n=m/M计算;
(5)结合公式c=n/V计算,注意已知浓度的溶液,取出任意体积,其浓度不变;
(6)本题要注意,结合溶液电中性计算,溶液中的阴离子和阳离子的电荷守恒。
19.【答案】(1)22
(2)8;2
(3)5NA;10g
(4)
【解析】【解答】(1)一个C原子中含有6个电子,一个O原子中含有8个电子,因此一个CO2分子中所含的电子电子数为:6+8×2=22。
(2)1.204×1024个NH3分子的物质的量,一个NH3分子中含有4个原子和一个N原子,因此1.204×1024个NH3分子中含有的原子数为2mol×4=8mol,含有的N原子数为2mol×1=2mol。
(3)一个D2O分子中含有10个电子,因此0.5molD2O分子中所含的电子数为0.5mol×10×NA=5NA,其质量m=n×M=0.5mol×20g/mol=10g。
(4)50gHCl中所含的原子数为:
50gNH3中所含的原子数为
50gSO3中所含的原子数为
50gO2中所含的原子数为
因此所含原子数最多的是NH3。
【分析】(1)根据C、O原子中所含的电子数分析。
(2)根据公式进行计算,结合分子中所含的原子数进行分析。
(3)根据一个D2O分子中含有10个电子进行计算,结合公式m=n×M计算其质量。
(4)根据公式、N=n×NA进行计算。
20.【答案】(1)0.5 mol
(2)2 mol/L
【解析】【解答】(1)若需要制备标准状况下的氯气11.2L(不考虑溶解),其物质的量为,根据化学方程式可知产生氢气的物质的量与产生的氯气物质的量相同,生成氢气物质的量为0.5mol。
(2)制备标准状况下的氯气11.2L即0.5mol,则生成氢氧化钠1mol,反应后溶液的体积为500mL,则所得溶液中氢氧化钠的物质的量浓度为。
【分析】(1)根据化学方程式可知产生氢气的物质的量与产生的氯气物质的量相同。
(2)利用计算。
21.【答案】(1)C
(2)1-100
(3)Fe3O4
(4)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
(5)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+5H2O+3Cl-
【解析】【解答】(1)铁元素有0价、+2价、+3价,+2价铁元素的化合价处于中间价态时,既能升高,又能降低, 所以FeSO4既有氧化性又有还原性;因此,本题正确答案是:C;
(2)因透明的红褐色分散系是胶体,胶体的粒子直径1nm(3)四氧化三铁具有磁性,能够吸引铁,天然磁石主要成分是Fe3O4;综上所述,本题答案是:Fe3O4。
(4)氧化铁与一氧化碳反应生成铁和二氧化碳,用赤铁矿为原料炼铁的化学方程式:Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 ;综上所述,本题答案是:Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2。
(5) ClO-具有强氧化性,能够把+3价铁氧化为FeO42-,本身被还原为Cl-,其反应的离子方程式为:2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+5H2O+3Cl-;综上所述,本题答案是:2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+5H2O+3Cl-。
【分析】(1)中间价态的铁既有氧化性又有还原性;
(2)根据胶体的概念进行解答;
(3)根据铁的氧化的性质和用途进行回答;
(4)工业上炼铁利用一氧化碳还原法;
(5)根据氧化还原反应书写离子方程式。