9.3金属材料的性能及应用同步练习（含解析） 2023-2024学年高一下学期苏教版（2019）化学必修第二册
文档属性
| 名称 | 9.3金属材料的性能及应用同步练习（含解析） 2023-2024学年高一下学期苏教版（2019）化学必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-04-03 20:44:40 | ||
图片预览
文档简介
9.3金属材料的性能及应用
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．2022年北京冬奥会火炬“飞扬”用氢气为燃料，耐高温碳纤维材料为外壳，铝合金为点火段材料，辅以可调节火焰颜色的“配方”。下列说法错误的是
A．氢气作燃料对环境友好无污染 B．碳纤维不属于有机材料
C．铝合金密度小、易燃 D．含钠元素的“配方”可使火焰呈黄色
2．很多珍贵文物都记载着中华文明的灿烂成就，具有深邃的文化寓意和极高的学术价值。下列文物不属于合金材料的是
A B C D
曾侯乙编钟 青花花鸟纹鱼尾瓶 圆明园兽首 马踏飞燕(东汉铜奔马)
A．A B．B C．C D．D
3．2023年中国计划发射“神舟十六号”、“神舟十七号”载人飞船和“天舟六号”货运飞船。下列有关说法不正确的是
A．用于制造载人飞船上太阳能电池板的半导体材料主要成分为
B．镁铝合金广泛应用于航天领域，因为镁铝合金密度小、强度高
C．飞船船体覆盖的耐高温陶瓷材料属于传统无机非金属材料
D．火箭使用碳纳米管可以减轻火箭质量，这种材料属于新型无机非金属材料
4．下列关于金属材料的说法，正确的是（ ）
A．导电性最好的金属是铜
B．钢的性能比生铁的好，所以钢是很纯的铁
C．合金的抗腐蚀性能不如成分金属好
D．焊锡(锡铅合金)的熔点比锡、铅的熔点都低
5．已有百年历史的陈家祠是岭南建筑艺术明珠，在建筑结构上巧妙地运用了多种装饰工艺。下列装饰工艺主要使用金属材料的是
A． 栩栩如生的石雕 B． 精妙生动的木雕 C． 精致的砖雕 D． 镶嵌的铜铁铸
A．A B．B C．C D．D
6．下列有关对金属和金属材料的认识不正确的是
A．铁有良好的导热性，常用来制作炊具
B．铝表面易形成致密的氧化膜，可阻止铝进一步被氧化
C．废旧电池的回收，可减少对环境的污染
D．合金的硬度一般小于成分金属的硬度
7．化学与工业、生活密切相关，下列说法错误的是
A．氯气、臭氧、二氧化氯都可用于饮用水的消毒
B．工业上用氯气与石灰水反应制取漂白粉
C．霓虹灯光、激光、焰火都与电子跃迁释放能量有关
D．镁合金密度较小、强度较大，可用于制造飞机部件
8．合金从古代到现代，从生活领域到工业领域都有着广泛应用。下列说法错误的是
A．铝合金大量用于高铁建设
B．“玉兔二号”钛合金筛网轮的主要成分是非金属材料
C．制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢是合金
D．商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎，该鼎属于铜合金制品
9．北齐冶金家綦毋怀文发明的“灌钢法”是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再经高温锻打成钢。下列有关“灌钢法”的说法正确的是
A．生铁的熔点高于熟铁 B．锻打成钢时仅发生物理变化
C．钢是以铁为主的含碳合金 D．钢在三者中含碳量最低
10．广东拥有多项非物质文化遗产，以下代表作的主要材料不属于天然有机高分子的是
A．东莞莞香所用的常绿乔木 B．佛山醒狮所用的铜锣 C．潮汕剪纸所用的牛皮 D．粤绣用的孔雀毛
A．A B．B C．C D．D
二、判断题
11．氧化铜可作为制造玻璃、搪瓷的红色颜料。(______)
12．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同。(______)
13．压电陶瓷能实现机械能与电能的相互转化。(_____)
14．向CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后，将混合液体倒入蒸发皿中加热煮沸一会，然后冷却、过滤，滤纸上的物体为“蓝色固体”。(______)
15．能与酸反应的氧化物，一定是碱性氧化物 。(______)
三、解答题
16．水合草酸亚铁（FeC2O4·xH2O）是生产锂电池的原料，难溶于水，受热易分解。某化学兴趣小组对草酸亚铁的一些性质进行探究。回答下列问题：
（1）实验室用硫酸亚铁溶液和草酸制备水合草酸亚铁，反应的化学方程式是 。
（2）将水合草酸亚铁溶于适量盐酸。分别取2 mL此溶液于3支试管中，进行实验：
①第一支试管中加入几滴KSCN溶液，溶液不变红；
②第二支试管中加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀；
③第三支试管中加入几滴酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去。
上述实验能证明水合草酸亚铁中存在Fe2+的是 （填编号）。
（3）为测定水合草酸亚铁中结晶水含量，将石英玻璃管（带两端开关K1和K2）（设为装置A）称重，记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2 g。按下图连接好装置进行实验。
验步骤如下：a.打开K1和K2，缓缓通入N2；b.加热装置A一段时间；c.停止加热，冷却到室温；d.关闭K1和K2，称量A；e.重复上述步骤，直至A恒重，记为m3 g。
①步骤b至步骤c继续通入N2的目的是 。
②根据实验数据记录，计算水合草酸亚铁化学式中结晶水数目x＝ （列式表示）。
（4）为探究草酸亚铁的分解产物，将（3）中已恒重的装置A接入下图所示部分的装置（可重复选用）进行实验。打开K1和K2，缓缓通入N2，充分加热。实验后石英玻璃管中固体仅残留一种有磁性的黑色化合物。
①写出草酸亚铁受热分解的化学方程式 。
②实验装置中，依次连接的合理顺序为A、 。
17．碱式碳酸铜的成分有多种，其化学式一般可表示为xCu(OH)2·yCuCO3。
(1)孔雀石呈绿色，是一种名贵的宝石，其主要成分是Cu(OH)2·CuCO3，某兴趣小组为探究制取孔雀石的最佳反应条件，设计了如下实验：
实验1：将2.0mL 0.50 mol·L-1的Cu(NO3)2溶液、2.0mL 0.50 mol·L-1的NaOH溶液和0.25 mol·L-1的Na2CO3溶液按表Ⅰ所示体积混合。
实验2：将合适比例的混合物在表Ⅱ所示温度下反应。
实验记录如下：
编号 V (Na2CO3)/ mL 沉淀情况 编号 反应温度/℃ 沉淀情况
1 2.8 多、蓝色 1 40 多、蓝色
2 2.4 多、蓝色 2 60 少、浅绿色
3 2.0 较多、绿色 3 75 较多、绿色
4 1.6 较少、绿色 4 80 较多、绿色(少量褐色)
表Ⅰ 表Ⅱ
①实验室制取少许孔雀石，应该采用的条件是 。
②80℃时，所制得的孔雀石有少量褐色物质的原因是 。
(2)实验小组为测定上述某条件下所制得的碱式碳酸铜样品组成，利用下图所示的装置(夹持仪器省略)进行实验：
步骤1：检查装置的气密性，将过滤、洗涤并干燥过的样品置于平直玻璃管中。
步骤2：打开活塞K，鼓入空气，一段时间后关闭，称量相关装置的质量。
步骤3：加热装置B直至装置C中无气泡产生。
步骤4： 。
步骤5：称量相关装置的质量。
①装置A的作用是 ；若无装置E，则实验测定的x/y的值将 (选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
②某同学在实验过程中采集了如下数据：
A．反应前玻璃管与样品的质量163.8g
B．反应后玻璃管中残留固体质量56.0g
C．装置C实验后增重9.0g
D．装置D实验后增重8.8g
为测定x/y的值，你认为可以选用上述所采集数据中的 (写出所有组合的字母代号)一组即可进行计算，并根据你的计算结果，写出该样品组成的化学式 。
18．“套管实验”是将一支较小的玻璃仪器装入另外一个玻璃仪器中，经组装来完成原来需要更多仪器进行的实验，因其具有许多优点，被广泛应用于化学实验中，如图实验为“套管实验”，小试管内塞有沾有无水硫酸铜粉末的棉花糖。请观察实验装置，分析实验原理。
回答下列问题：
（1）该实验的目的是 。
（2）该实验的现象是 ，
B中发生反应的离子方程式是 。
（3）一段时间后结束实验，待装置冷却，取出小试管中固体溶于水，然后滴加1mol/L盐酸，产生CO2的量与盐酸的量的关系如图所示，其中合理的是 。
（4）取10.0g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物充分进行加热，将生成的CO2气体通入足量澄清石灰水中完全吸收，测得生成沉淀4.0g，则原混合物中碳酸钠的质量分数为 。
参考答案：
1．C
【详解】A．氢气燃烧生成水，不会造成环境污染，则氢气作燃料对环境友好无污染，故A正确；
B．碳纤维是无机非金属材料，不属于天然高分子材料，故B正确；
C．由题意可知，铝合金为点火段材料说明合金性质稳定，不易燃烧，故C错误；
D．钠元素焰色反应的焰色为黄色，则火炬飞扬的火焰呈黄色说明配方中含有钠元素，故D正确；
故选C。
2．B
【详解】A．曾侯乙编钟为青铜器，属于合金，故A不符合题意；
B．瓷器的主要成分为硅酸盐，属于无机非金属材料，不是合金，故B符合题意；
C．圆明园兽首为铜合金，故C不符合题意；
D．马踏飞燕(东汉铜奔马)为铜制品，属于合金，故D不符合题意；
故选B。
3．C
【详解】A．Si是一种良好的半导体材料，故用于制造载人飞船上太阳能电池板的半导体材料主要成分为Si，A正确；
B．合金的密度一般比成分金属小，机械强度比成分金属大，故镁铝合金广泛应用于航天领域，因为镁铝合金密度小、强度高，B正确；
C．相对于传统的无机非金属材料玻璃、陶瓷和水泥相比，耐高温陶瓷材料属于新型无机非金属材料，C错误；
D．相对于传统的无机非金属材料玻璃、陶瓷和水泥相比，火箭使用碳纳米管可以减轻火箭质量，这种材料属于新型无机非金属材料，D正确；
故答案为：C。
4．D
【详解】A．银的导电性能比铜还要好，故A错误；
B．钢是铁的合金，含碳量0.03%~2%，钢不是纯铁是铁合金，是混合物，故B错误；
C．合金的性能比它们的组分金属性能好，多数合金的抗腐蚀性比组成它们的纯金属更好，故C错误；
D．焊锡是一种合金，其熔点比组成它的锡、铅的熔点都要低，这也是合金的优点，故D正确；
故答案为D。
5．D
【详解】A．栩栩如生的石雕不是金属材料，故A不选；
B．精妙生动的木雕的主要成分是纤维素，不是金属材料，故B不选；
C．精致的砖雕主要成分是硅酸盐，不是金属材料，故C不选；
D．镶嵌的铜铁铸属于合金，故D选；
答案为D。
6．D
【详解】A．铁具有良好的导热性，而且铁元素也是人体必需的元素，常用铁制作炊具，故A正确；
B．铝具有抗腐蚀性，铝表面易形成致密的氧化膜，可阻止里面的金属进一步被氧化，故B正确；
C．废旧电池中汞等重金属元素会污染环境，不能随意丢弃，需要回收，故C正确；
D．合金的硬度一般大于成分金属的硬度，故D错误；
故选D。
7．B
【详解】A．氯气与水生成的次氯酸、臭氧、二氧化氯等均具有强氧化性,能使蛋白质变性,则氯气、臭氧、二氧化氯都可用于饮用水的杀菌消毒， A正确；
B．工业上用氯气与石灰乳反应制取漂白粉，B错误；
C．电子在基态和激发态之间的跃迁会引起能量的变化,并以光的形式体现,所以霓虹灯光、激光、焰火都与原子核外电子跃迁释放能量有关，C正确；
D．镁合金具有密度较小、强度较大，耐腐蚀的优点，可用于制造火箭、导弹、 飞机部件，D正确；
故选B。
8．B
【详解】A．铝合金具有质地轻、强度高、抗腐蚀能力强等特点，可用于制造高铁车厢等，A正确；
B．钛合金是金属材料，B错误；
C．不锈钢是铁与镍、铬等形成的合金，C正确；
D．后(司)母戊鼎为商代后期的青铜器，属于铜合金制品，D正确；
故选B。
9．C
【详解】A．生铁是铁碳合金，熔点比熟铁低，故A错误；
B．锻打成钢时既发生物理变化又发生化学变化，故B错误；
C．钢是以铁为主的含碳合金，故C正确；
D．熟铁在三者中含碳量最低，故D错误；
故选C。
10．B
【详解】A．东莞莞香所用的常绿乔木含有纤维素，是天然有机高分子，A正确；
B．佛山醒狮所用的铜锣是金属材料，不是高分子，B错误；
C．潮汕剪纸所用的牛皮含有蛋白质，是天然有机高分子，C正确；
D．粤绣用的孔雀毛含有蛋白质，是天然有机高分子，D正确；
故合理选项为B。
11．错误
【详解】氧化铜是黑色物质，不能作为红色颜料，错误；
12．正确
【详解】合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低，故上述说法正确；
13．正确
【详解】对压电陶瓷挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，并且压电陶瓷还能把电能转换成超声振动，所以压电陶瓷能够实现机械能和电能的互相转化，故正确。
14．错误
【详解】向CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后生成氢氧化铜，氢氧化铜受热易分解，则将混合液体倒入蒸发皿中加热煮沸一会，然后冷却、过滤，滤纸上的物体为黑色氧化铜，故答案为：错误。
15．错误
【详解】既可与酸反应，又可与碱反应，为两性氧化物，所以能与酸反应的氧化物，不一定是碱性氧化物；
故答案为错误。
16． FeSO4+H2C2O4+xH2O＝FeC2O4·xH2O↓+H2SO4 ② 将装置A中的水蒸气带走；同时防止FeC2O4冷却时被氧化 3FeC2O4 Fe3O4 + 4CO↑+ 2CO2↑ C E (C) F G C H
【详解】(1)硫酸亚铁溶液和草酸反应的化学方程式是FeSO4+H2C2O4+xH2O＝FeC2O4·xH2O↓+H2SO4；
(2)①向试管中加入几滴KSCN溶液，溶液不变红，不能说明肯定存在Fe2+；向试管中加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，说明肯定存在Fe2+；草酸根离子、Fe2+均能与紫红色酸性KMnO4溶液反应，不能说明肯定存在Fe2+；故答案选②。
(3)①在无氧环境中进行反应，防止FeC2O4冷却时被氧化，同时将装置A中的水蒸气转移出A装置；②m(H2O)=(m3-m1)g，m(FeC2O4)= (m2-m3)g，根据FeC2O4·xH2O= FeC2O4 + xH2O反应可知：144：18x=(m2-m3)g：(m3-m1)g，x=；
(4)①由于分解后有磁性的黑色化合物生成，该化合物为Fe3O4，铁元素化合价有变化，说明分解过程中发生了氧化还原反应，化学方程式为：3FeC2O4 Fe3O4 + 4CO↑+ 2CO2↑；
②生成的气体先通过澄清石灰水来证明二氧化碳的存在，再通过浓的氢氧化钠吸收二氧化碳，再通过澄清石灰水来证明二氧化碳已吸收完全，气体经干燥灼热的氧化铜，将产生后气体澄清石灰水来证明又生成了二氧化碳，最后进行尾气处理；依次连接的合理顺序为A、C E (C) F G C H。
17．(1) n[Cu(NO3)2]：n(NaOH) ： n(Na2CO3)=2：2：1 75℃有少量孔雀石受热分解为CuO
(2) 打开活塞K，继续通一段时间空气 除去空气中的CO2和H2O 偏小 BC、BD、CD 5Cu(OH)2·2CuCO3
【详解】（1）①根据表2可知，温度为75℃时，生成的孔雀石，因此温度应该控制在75℃。根据表1控制，当碳酸钠溶液的体积是2.0ml时，生成的孔雀石多，此时n[Cu(NO3)2]：n(NaOH) ： n(Na2CO3)=2：2：1；
②80℃时，所制得的孔雀石有少量褐色物质，孔雀石受热易分解，所以温度过高时，Cu(OH)2受热分解为CuO；
答案：n[Cu(NO3)2]：n(NaOH) ： n(Na2CO3)=2：2：1；75℃有少量孔雀石受热分解为CuO；
（2）微粒把反应中产生的CO2和水蒸气全部被吸收，再冷却时，应该继续通一段时间空气至装置冷却 。
①由于空气中含有水蒸气和CO2，所以利用碱石灰来除去空气中的CO2和H2O。若无装置E，则D装置质量会偏大，导致CO2的质量偏多，所以x/y的值将偏小；
②要计算x/y的值，则需要知道生成物水和CO2的质量。由于反应后玻璃管中残留固体质量是氧化铜，所以正确的组合是BC、BD、CD 。装置C实验后增重9.0g，则水是0.5mol。装置D实验后增重8.8g，则CO2是0.2mol，所以x/y的值2.5，因此化学式5Cu(OH)2·2CuCO3；
答案：打开活塞K，继续通一段时间空气；除去空气中的CO2和H2O；偏小；BC、BD、CD；5Cu(OH)2·2CuCO3。
18． 探究（或证明）碳酸氢钠不稳定，受热易分解产生CO2和H2O，而碳酸钠稳定。 棉花糖上的粉末变蓝；B中澄清石灰水变浑浊 Ca2＋ + 2OH－ + CO2 = CaCO3 ↓ + H2O BC 32.8%
【详解】(1)由实验装置图可知：两个试管内分别装有Na2CO3、NaHCO3，给它们加热，然后用澄清的石灰水来检验CO2的产生，所以该实验的目的是探究（或证明）碳酸氢钠不稳定，受热易分解产生CO2和H2O，而碳酸钠稳定；来探究二者的热稳定性的相对大小。故答案：探究（或证明）碳酸氢钠不稳定，受热易分解产生CO2和H2O，而碳酸钠稳定。
(2)小试管内塞有沾有无水硫酸铜粉末的棉花糖，硫酸铜遇水反应生成CuSO4 5H2O，CuSO4 5H2O呈蓝色，根据化学反应2NaHCO3Na2CO3 +2H2O+CO2↑，所以该实验的现象是棉花糖上的粉末变蓝；B中澄清石灰水变浑浊。CO2与Ca(OH)2反应生成碳酸钙白色沉淀和水，所以B中发生反应的离子方程式是Ca2＋+2OH－+CO2=CaCO3↓+H2O。故答案：棉花糖上的粉末变蓝；B中澄清石灰水变浑浊；Ca2＋ + 2OH－ + CO2 = CaCO3 ↓ + H2O。
(3)NaHCO3不稳定，受热分解。向固体中加入HCl时首先发生反应：Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3；无气体产生，当该反应完全后，再发生反应 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+ CO2↑，放出气体。因此，若NaHCO3完全分解，则两步消耗的HCl的物质的量相等，体积也相等。若它部分分解，则发生第一步消耗的HCl就比第二步少些。B为部分分解的图象；C为完全分解的图象。答案选BC。
（4）取10.0g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物充分进行加热，将生成的CO2气体通入足量澄清石灰水中完全吸收，测得生成沉淀4.0g，沉淀的物质的量为0.04mol，即反应生成CO2 0.04mol，根据化学反应2NaHCO3Na2CO3 +2H2O+CO2↑，混合物中碳酸氢钠的物质的量为0.08mol，质量为0.08mol×84g/mol=6.72g，碳酸钠的质量为10-6.72=3.28g，则原混合物中碳酸钠的质量分数=×100%=32.8%。故答案：32.8%。
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．2022年北京冬奥会火炬“飞扬”用氢气为燃料，耐高温碳纤维材料为外壳，铝合金为点火段材料，辅以可调节火焰颜色的“配方”。下列说法错误的是
A．氢气作燃料对环境友好无污染 B．碳纤维不属于有机材料
C．铝合金密度小、易燃 D．含钠元素的“配方”可使火焰呈黄色
2．很多珍贵文物都记载着中华文明的灿烂成就，具有深邃的文化寓意和极高的学术价值。下列文物不属于合金材料的是
A B C D
曾侯乙编钟 青花花鸟纹鱼尾瓶 圆明园兽首 马踏飞燕(东汉铜奔马)
A．A B．B C．C D．D
3．2023年中国计划发射“神舟十六号”、“神舟十七号”载人飞船和“天舟六号”货运飞船。下列有关说法不正确的是
A．用于制造载人飞船上太阳能电池板的半导体材料主要成分为
B．镁铝合金广泛应用于航天领域，因为镁铝合金密度小、强度高
C．飞船船体覆盖的耐高温陶瓷材料属于传统无机非金属材料
D．火箭使用碳纳米管可以减轻火箭质量，这种材料属于新型无机非金属材料
4．下列关于金属材料的说法，正确的是（ ）
A．导电性最好的金属是铜
B．钢的性能比生铁的好，所以钢是很纯的铁
C．合金的抗腐蚀性能不如成分金属好
D．焊锡(锡铅合金)的熔点比锡、铅的熔点都低
5．已有百年历史的陈家祠是岭南建筑艺术明珠，在建筑结构上巧妙地运用了多种装饰工艺。下列装饰工艺主要使用金属材料的是
A． 栩栩如生的石雕 B． 精妙生动的木雕 C． 精致的砖雕 D． 镶嵌的铜铁铸
A．A B．B C．C D．D
6．下列有关对金属和金属材料的认识不正确的是
A．铁有良好的导热性，常用来制作炊具
B．铝表面易形成致密的氧化膜，可阻止铝进一步被氧化
C．废旧电池的回收，可减少对环境的污染
D．合金的硬度一般小于成分金属的硬度
7．化学与工业、生活密切相关，下列说法错误的是
A．氯气、臭氧、二氧化氯都可用于饮用水的消毒
B．工业上用氯气与石灰水反应制取漂白粉
C．霓虹灯光、激光、焰火都与电子跃迁释放能量有关
D．镁合金密度较小、强度较大，可用于制造飞机部件
8．合金从古代到现代，从生活领域到工业领域都有着广泛应用。下列说法错误的是
A．铝合金大量用于高铁建设
B．“玉兔二号”钛合金筛网轮的主要成分是非金属材料
C．制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢是合金
D．商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎，该鼎属于铜合金制品
9．北齐冶金家綦毋怀文发明的“灌钢法”是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再经高温锻打成钢。下列有关“灌钢法”的说法正确的是
A．生铁的熔点高于熟铁 B．锻打成钢时仅发生物理变化
C．钢是以铁为主的含碳合金 D．钢在三者中含碳量最低
10．广东拥有多项非物质文化遗产，以下代表作的主要材料不属于天然有机高分子的是
A．东莞莞香所用的常绿乔木 B．佛山醒狮所用的铜锣 C．潮汕剪纸所用的牛皮 D．粤绣用的孔雀毛
A．A B．B C．C D．D
二、判断题
11．氧化铜可作为制造玻璃、搪瓷的红色颜料。(______)
12．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同。(______)
13．压电陶瓷能实现机械能与电能的相互转化。(_____)
14．向CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后，将混合液体倒入蒸发皿中加热煮沸一会，然后冷却、过滤，滤纸上的物体为“蓝色固体”。(______)
15．能与酸反应的氧化物，一定是碱性氧化物 。(______)
三、解答题
16．水合草酸亚铁（FeC2O4·xH2O）是生产锂电池的原料，难溶于水，受热易分解。某化学兴趣小组对草酸亚铁的一些性质进行探究。回答下列问题：
（1）实验室用硫酸亚铁溶液和草酸制备水合草酸亚铁，反应的化学方程式是 。
（2）将水合草酸亚铁溶于适量盐酸。分别取2 mL此溶液于3支试管中，进行实验：
①第一支试管中加入几滴KSCN溶液，溶液不变红；
②第二支试管中加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀；
③第三支试管中加入几滴酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去。
上述实验能证明水合草酸亚铁中存在Fe2+的是 （填编号）。
（3）为测定水合草酸亚铁中结晶水含量，将石英玻璃管（带两端开关K1和K2）（设为装置A）称重，记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2 g。按下图连接好装置进行实验。
验步骤如下：a.打开K1和K2，缓缓通入N2；b.加热装置A一段时间；c.停止加热，冷却到室温；d.关闭K1和K2，称量A；e.重复上述步骤，直至A恒重，记为m3 g。
①步骤b至步骤c继续通入N2的目的是 。
②根据实验数据记录，计算水合草酸亚铁化学式中结晶水数目x＝ （列式表示）。
（4）为探究草酸亚铁的分解产物，将（3）中已恒重的装置A接入下图所示部分的装置（可重复选用）进行实验。打开K1和K2，缓缓通入N2，充分加热。实验后石英玻璃管中固体仅残留一种有磁性的黑色化合物。
①写出草酸亚铁受热分解的化学方程式 。
②实验装置中，依次连接的合理顺序为A、 。
17．碱式碳酸铜的成分有多种，其化学式一般可表示为xCu(OH)2·yCuCO3。
(1)孔雀石呈绿色，是一种名贵的宝石，其主要成分是Cu(OH)2·CuCO3，某兴趣小组为探究制取孔雀石的最佳反应条件，设计了如下实验：
实验1：将2.0mL 0.50 mol·L-1的Cu(NO3)2溶液、2.0mL 0.50 mol·L-1的NaOH溶液和0.25 mol·L-1的Na2CO3溶液按表Ⅰ所示体积混合。
实验2：将合适比例的混合物在表Ⅱ所示温度下反应。
实验记录如下：
编号 V (Na2CO3)/ mL 沉淀情况 编号 反应温度/℃ 沉淀情况
1 2.8 多、蓝色 1 40 多、蓝色
2 2.4 多、蓝色 2 60 少、浅绿色
3 2.0 较多、绿色 3 75 较多、绿色
4 1.6 较少、绿色 4 80 较多、绿色(少量褐色)
表Ⅰ 表Ⅱ
①实验室制取少许孔雀石，应该采用的条件是 。
②80℃时，所制得的孔雀石有少量褐色物质的原因是 。
(2)实验小组为测定上述某条件下所制得的碱式碳酸铜样品组成，利用下图所示的装置(夹持仪器省略)进行实验：
步骤1：检查装置的气密性，将过滤、洗涤并干燥过的样品置于平直玻璃管中。
步骤2：打开活塞K，鼓入空气，一段时间后关闭，称量相关装置的质量。
步骤3：加热装置B直至装置C中无气泡产生。
步骤4： 。
步骤5：称量相关装置的质量。
①装置A的作用是 ；若无装置E，则实验测定的x/y的值将 (选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
②某同学在实验过程中采集了如下数据：
A．反应前玻璃管与样品的质量163.8g
B．反应后玻璃管中残留固体质量56.0g
C．装置C实验后增重9.0g
D．装置D实验后增重8.8g
为测定x/y的值，你认为可以选用上述所采集数据中的 (写出所有组合的字母代号)一组即可进行计算，并根据你的计算结果，写出该样品组成的化学式 。
18．“套管实验”是将一支较小的玻璃仪器装入另外一个玻璃仪器中，经组装来完成原来需要更多仪器进行的实验，因其具有许多优点，被广泛应用于化学实验中，如图实验为“套管实验”，小试管内塞有沾有无水硫酸铜粉末的棉花糖。请观察实验装置，分析实验原理。
回答下列问题：
（1）该实验的目的是 。
（2）该实验的现象是 ，
B中发生反应的离子方程式是 。
（3）一段时间后结束实验，待装置冷却，取出小试管中固体溶于水，然后滴加1mol/L盐酸，产生CO2的量与盐酸的量的关系如图所示，其中合理的是 。
（4）取10.0g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物充分进行加热，将生成的CO2气体通入足量澄清石灰水中完全吸收，测得生成沉淀4.0g，则原混合物中碳酸钠的质量分数为 。
参考答案：
1．C
【详解】A．氢气燃烧生成水，不会造成环境污染，则氢气作燃料对环境友好无污染，故A正确；
B．碳纤维是无机非金属材料，不属于天然高分子材料，故B正确；
C．由题意可知，铝合金为点火段材料说明合金性质稳定，不易燃烧，故C错误；
D．钠元素焰色反应的焰色为黄色，则火炬飞扬的火焰呈黄色说明配方中含有钠元素，故D正确；
故选C。
2．B
【详解】A．曾侯乙编钟为青铜器，属于合金，故A不符合题意；
B．瓷器的主要成分为硅酸盐，属于无机非金属材料，不是合金，故B符合题意；
C．圆明园兽首为铜合金，故C不符合题意；
D．马踏飞燕(东汉铜奔马)为铜制品，属于合金，故D不符合题意；
故选B。
3．C
【详解】A．Si是一种良好的半导体材料，故用于制造载人飞船上太阳能电池板的半导体材料主要成分为Si，A正确；
B．合金的密度一般比成分金属小，机械强度比成分金属大，故镁铝合金广泛应用于航天领域，因为镁铝合金密度小、强度高，B正确；
C．相对于传统的无机非金属材料玻璃、陶瓷和水泥相比，耐高温陶瓷材料属于新型无机非金属材料，C错误；
D．相对于传统的无机非金属材料玻璃、陶瓷和水泥相比，火箭使用碳纳米管可以减轻火箭质量，这种材料属于新型无机非金属材料，D正确；
故答案为：C。
4．D
【详解】A．银的导电性能比铜还要好，故A错误；
B．钢是铁的合金，含碳量0.03%~2%，钢不是纯铁是铁合金，是混合物，故B错误；
C．合金的性能比它们的组分金属性能好，多数合金的抗腐蚀性比组成它们的纯金属更好，故C错误；
D．焊锡是一种合金，其熔点比组成它的锡、铅的熔点都要低，这也是合金的优点，故D正确；
故答案为D。
5．D
【详解】A．栩栩如生的石雕不是金属材料，故A不选；
B．精妙生动的木雕的主要成分是纤维素，不是金属材料，故B不选；
C．精致的砖雕主要成分是硅酸盐，不是金属材料，故C不选；
D．镶嵌的铜铁铸属于合金，故D选；
答案为D。
6．D
【详解】A．铁具有良好的导热性，而且铁元素也是人体必需的元素，常用铁制作炊具，故A正确；
B．铝具有抗腐蚀性，铝表面易形成致密的氧化膜，可阻止里面的金属进一步被氧化，故B正确；
C．废旧电池中汞等重金属元素会污染环境，不能随意丢弃，需要回收，故C正确；
D．合金的硬度一般大于成分金属的硬度，故D错误；
故选D。
7．B
【详解】A．氯气与水生成的次氯酸、臭氧、二氧化氯等均具有强氧化性,能使蛋白质变性,则氯气、臭氧、二氧化氯都可用于饮用水的杀菌消毒， A正确；
B．工业上用氯气与石灰乳反应制取漂白粉，B错误；
C．电子在基态和激发态之间的跃迁会引起能量的变化,并以光的形式体现,所以霓虹灯光、激光、焰火都与原子核外电子跃迁释放能量有关，C正确；
D．镁合金具有密度较小、强度较大，耐腐蚀的优点，可用于制造火箭、导弹、 飞机部件，D正确；
故选B。
8．B
【详解】A．铝合金具有质地轻、强度高、抗腐蚀能力强等特点，可用于制造高铁车厢等，A正确；
B．钛合金是金属材料，B错误；
C．不锈钢是铁与镍、铬等形成的合金，C正确；
D．后(司)母戊鼎为商代后期的青铜器，属于铜合金制品，D正确；
故选B。
9．C
【详解】A．生铁是铁碳合金，熔点比熟铁低，故A错误；
B．锻打成钢时既发生物理变化又发生化学变化，故B错误；
C．钢是以铁为主的含碳合金，故C正确；
D．熟铁在三者中含碳量最低，故D错误；
故选C。
10．B
【详解】A．东莞莞香所用的常绿乔木含有纤维素，是天然有机高分子，A正确；
B．佛山醒狮所用的铜锣是金属材料，不是高分子，B错误；
C．潮汕剪纸所用的牛皮含有蛋白质，是天然有机高分子，C正确；
D．粤绣用的孔雀毛含有蛋白质，是天然有机高分子，D正确；
故合理选项为B。
11．错误
【详解】氧化铜是黑色物质，不能作为红色颜料，错误；
12．正确
【详解】合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低，故上述说法正确；
13．正确
【详解】对压电陶瓷挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，并且压电陶瓷还能把电能转换成超声振动，所以压电陶瓷能够实现机械能和电能的互相转化，故正确。
14．错误
【详解】向CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后生成氢氧化铜，氢氧化铜受热易分解，则将混合液体倒入蒸发皿中加热煮沸一会，然后冷却、过滤，滤纸上的物体为黑色氧化铜，故答案为：错误。
15．错误
【详解】既可与酸反应，又可与碱反应，为两性氧化物，所以能与酸反应的氧化物，不一定是碱性氧化物；
故答案为错误。
16． FeSO4+H2C2O4+xH2O＝FeC2O4·xH2O↓+H2SO4 ② 将装置A中的水蒸气带走；同时防止FeC2O4冷却时被氧化 3FeC2O4 Fe3O4 + 4CO↑+ 2CO2↑ C E (C) F G C H
【详解】(1)硫酸亚铁溶液和草酸反应的化学方程式是FeSO4+H2C2O4+xH2O＝FeC2O4·xH2O↓+H2SO4；
(2)①向试管中加入几滴KSCN溶液，溶液不变红，不能说明肯定存在Fe2+；向试管中加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，说明肯定存在Fe2+；草酸根离子、Fe2+均能与紫红色酸性KMnO4溶液反应，不能说明肯定存在Fe2+；故答案选②。
(3)①在无氧环境中进行反应，防止FeC2O4冷却时被氧化，同时将装置A中的水蒸气转移出A装置；②m(H2O)=(m3-m1)g，m(FeC2O4)= (m2-m3)g，根据FeC2O4·xH2O= FeC2O4 + xH2O反应可知：144：18x=(m2-m3)g：(m3-m1)g，x=；
(4)①由于分解后有磁性的黑色化合物生成，该化合物为Fe3O4，铁元素化合价有变化，说明分解过程中发生了氧化还原反应，化学方程式为：3FeC2O4 Fe3O4 + 4CO↑+ 2CO2↑；
②生成的气体先通过澄清石灰水来证明二氧化碳的存在，再通过浓的氢氧化钠吸收二氧化碳，再通过澄清石灰水来证明二氧化碳已吸收完全，气体经干燥灼热的氧化铜，将产生后气体澄清石灰水来证明又生成了二氧化碳，最后进行尾气处理；依次连接的合理顺序为A、C E (C) F G C H。
17．(1) n[Cu(NO3)2]：n(NaOH) ： n(Na2CO3)=2：2：1 75℃有少量孔雀石受热分解为CuO
(2) 打开活塞K，继续通一段时间空气 除去空气中的CO2和H2O 偏小 BC、BD、CD 5Cu(OH)2·2CuCO3
【详解】（1）①根据表2可知，温度为75℃时，生成的孔雀石，因此温度应该控制在75℃。根据表1控制，当碳酸钠溶液的体积是2.0ml时，生成的孔雀石多，此时n[Cu(NO3)2]：n(NaOH) ： n(Na2CO3)=2：2：1；
②80℃时，所制得的孔雀石有少量褐色物质，孔雀石受热易分解，所以温度过高时，Cu(OH)2受热分解为CuO；
答案：n[Cu(NO3)2]：n(NaOH) ： n(Na2CO3)=2：2：1；75℃有少量孔雀石受热分解为CuO；
（2）微粒把反应中产生的CO2和水蒸气全部被吸收，再冷却时，应该继续通一段时间空气至装置冷却 。
①由于空气中含有水蒸气和CO2，所以利用碱石灰来除去空气中的CO2和H2O。若无装置E，则D装置质量会偏大，导致CO2的质量偏多，所以x/y的值将偏小；
②要计算x/y的值，则需要知道生成物水和CO2的质量。由于反应后玻璃管中残留固体质量是氧化铜，所以正确的组合是BC、BD、CD 。装置C实验后增重9.0g，则水是0.5mol。装置D实验后增重8.8g，则CO2是0.2mol，所以x/y的值2.5，因此化学式5Cu(OH)2·2CuCO3；
答案：打开活塞K，继续通一段时间空气；除去空气中的CO2和H2O；偏小；BC、BD、CD；5Cu(OH)2·2CuCO3。
18． 探究（或证明）碳酸氢钠不稳定，受热易分解产生CO2和H2O，而碳酸钠稳定。 棉花糖上的粉末变蓝；B中澄清石灰水变浑浊 Ca2＋ + 2OH－ + CO2 = CaCO3 ↓ + H2O BC 32.8%
【详解】(1)由实验装置图可知：两个试管内分别装有Na2CO3、NaHCO3，给它们加热，然后用澄清的石灰水来检验CO2的产生，所以该实验的目的是探究（或证明）碳酸氢钠不稳定，受热易分解产生CO2和H2O，而碳酸钠稳定；来探究二者的热稳定性的相对大小。故答案：探究（或证明）碳酸氢钠不稳定，受热易分解产生CO2和H2O，而碳酸钠稳定。
(2)小试管内塞有沾有无水硫酸铜粉末的棉花糖，硫酸铜遇水反应生成CuSO4 5H2O，CuSO4 5H2O呈蓝色，根据化学反应2NaHCO3Na2CO3 +2H2O+CO2↑，所以该实验的现象是棉花糖上的粉末变蓝；B中澄清石灰水变浑浊。CO2与Ca(OH)2反应生成碳酸钙白色沉淀和水，所以B中发生反应的离子方程式是Ca2＋+2OH－+CO2=CaCO3↓+H2O。故答案：棉花糖上的粉末变蓝；B中澄清石灰水变浑浊；Ca2＋ + 2OH－ + CO2 = CaCO3 ↓ + H2O。
(3)NaHCO3不稳定，受热分解。向固体中加入HCl时首先发生反应：Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3；无气体产生，当该反应完全后，再发生反应 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+ CO2↑，放出气体。因此，若NaHCO3完全分解，则两步消耗的HCl的物质的量相等，体积也相等。若它部分分解，则发生第一步消耗的HCl就比第二步少些。B为部分分解的图象；C为完全分解的图象。答案选BC。
（4）取10.0g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物充分进行加热，将生成的CO2气体通入足量澄清石灰水中完全吸收，测得生成沉淀4.0g，沉淀的物质的量为0.04mol，即反应生成CO2 0.04mol，根据化学反应2NaHCO3Na2CO3 +2H2O+CO2↑，混合物中碳酸氢钠的物质的量为0.08mol，质量为0.08mol×84g/mol=6.72g，碳酸钠的质量为10-6.72=3.28g，则原混合物中碳酸钠的质量分数=×100%=32.8%。故答案：32.8%。