《 金属及其化合物》单元检测题
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.下列金属中,与盐酸和氢氧化钠溶液都能反应放出氢气的是( )
A. 铜
B. 镁
C. 铁
D. 铝
2.某学生做了如下4个实验:
①在铝盐溶液中逐滴加入稀氨水直至过量;
②在明矾溶液中加入氢氧化钡溶液直至过量;
③在含少量氢氧化钠的偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳直至过量;
④在少量盐酸的氯化铝溶液中加入氢氧化钠至过量。
下面4个图像,纵坐标为沉淀物质的量,横坐标为溶液中加入物质的物质的量,上述实验与图像对应关系正确的是( )
A. ①-(d)
B. ②-(b)
C. ③-(c)
D. ④-(a)
3.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
4.某溶液中含有、Na+、Mg2+、4种离子,若向其中加入少量过氧化钠固体后溶液中离子浓度基本保持不变的是( )
A. Mg2+
B. Na+
C.
D.
5.碲锌镉晶体是由Te、Zn、Cd按一定比例熔合而成的具有金属特性的合金,可以用于制造红外探测器的基础材料,下列有关它的叙述中不正确的是( )
A. 它无固定的熔点、沸点
B. 它易导电、导热,具有延展性
C. 它的熔点、沸点比锌的低
D. 它的硬度和强度比镉的大
6.实验室在配制硫酸亚铁溶液时,为防止硫酸亚铁被氧化而变质,常在溶液中加入少量的( )
A. 锌粉
B. 铁粉
C. 硫酸铁
D. 盐酸
7.实验室制取氢氧化铁的一组试剂是( )
A. 氯化铁溶液和烧碱溶液
B. 氧化铁和烧碱溶液
C. 氧化铁和水
D. 铁和水蒸气
8.除去碳酸氢钠溶液中混有的少量碳酸钠可采用的方法是( )
A. 通入二氧化碳气体
B. 加入氢氧化钡溶液
C. 加入澄清石灰水
D. 加入稀盐酸
9.国际铝业协会(IAI)公布的数据显示,3月全球铝总产量增加至216.4万吨。下列关于铝的叙述,不正确的是( )
A. 铝是地壳中含量最多的金属元素
B. 在常温下,铝能与氢氧化钠溶液反应
C. 铝与碱反应中,铝得到电子生成阴离子
D. 铝容易失去电子,在化学反应中常作还原剂
10.将过量的过氧化钠投入氯化亚铁溶液中,可观察到的实验现象是( )
A. 有白色沉淀生成
B. 有红褐色沉淀生成
C. 溶液由浅绿色变为黄色
D. 不可能有无色气体产生
11.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
12.下列说法正确的是( )
A. 赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B. Fe2O3为碱性氧化物,可与水反应生成Fe(OH)3
C. 铁锈的主要成分是Fe2O3
D. Fe3O4中铁元素有+2价和+3价,Fe3O4是混合物
13.下列有关金属材料的说法不正确的是( )
A. 铁有良好的导热性,常用来制作炊具
B. 铜的化学性质不活泼,因此可用于制导线
C. 废旧电池中汞的回收可减少对环境的污染
D. 钛合金与人体有很好的相容性,因此可用来制造人造骨
14.金属钠分别在过量的氧气和氯气中燃烧,产生的现象相同点是( )
A. 都产生白烟
B. 都产生黄色火焰
C. 都生成氧化物
D. 都生成白色固体
15.某溶液中加入铝粉,有H2放出,在该溶液中一定能大量共存的离子组是( )
A. K+、Mg2+、Cl-、
B. Na+、、、
C. Na+、K+、、Cl-
D. K+、Na+、、
16.常温下,不能使金属铝溶解的物质是( )
A. 硫酸铜溶液
B. 稀硫酸
C. 浓硫酸
D. 氢氧化钠溶液
17.下列说法不正确的是( )
A. 铁与纯氧气和水蒸气反应都能生成四氧化三铁
B. 铁在高温下与水蒸气的反应是置换反应
C. 铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气
D. 铁与盐酸或水蒸气反应,都作还原剂
18.向1.0 mol·L-1的甲溶液中逐滴加入1.0 mol·L-1的乙溶液至过量,产生氢氧化铝沉淀的质量与加入的乙溶液的体积关系如图所示。
符合图中关系的是下列各组溶液中的( )
A. 甲为氯化铝,乙为氢氧化钠
B. 甲为氢氧化钠,乙为氯化铝
C. 甲为偏铝酸钠,乙为盐酸
D. 甲为氯化铝,乙为氨水
19.我国古代的湿法冶金术是世界闻名的,我国在世界上最先应用湿法冶金的金属是( )
A. 铁
B. 铜
C. 银
D. 汞
20.某溶液中含MgCl2和AlCl3各0.01 mol,向其中逐滴加入1 mol·L-1的NaOH溶液至过量,下列关系图正确的是( )
A.
B.
C.
D.
二、填空题
21.通常用饱和NaHCO3溶液除去混在CO2中少量的HCl气体,其反应的离子方程式为 ;不能用Na2CO3溶液吸收的原因是(用化学方程式表示) 。
22.某校学生课外活动小组为测定钠元素的相对原子质量,设计的装置如图所示,该装置(包括水和干燥剂)的总质量为ag,从实验室取出bg(不足量)钠放入水中,塞紧瓶塞,完全反应后再称量此装置的总质量为cg。试回答:
(1)实验室取用一小块钠,需要用到__________________________________实验仪器。
(2)此干燥管的作用是__________________;若此钠块有极少量被氧化,则测出的相对原子质量会比实际相对原子质量________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)有甲同学建议在图中干燥管上再连一同样干燥管,其目的是_________________________,计算钠的相对原子质量的表达式为__________________________。
(4)有乙同学为避免由于行动不够迅速产生偏差,又建议在集气瓶中再加入一定量煤油,其目的是______________________________________________________。
23.在盛有2 mL氯化铁溶液的试管中,滴入几滴硫氰化钾溶液,现象为___________,然后加入适量的铁粉,振荡后将试管静置,观察到的现象为____________________,其原因是(用离子方程式表示)______________________;取上层清液再加几滴氯水,又可观察到的现象是__________________,其原因是(用离子方程式表示)______________________。
三、实验题
24.在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选择适当的化学试剂和实验用品,用下图中的实验装置进行试验,证明过氧化钠可作供氧剂。
(1)A是制取二氧化碳的装置,写出A中发生反应的化学方程式_______________________。
(2)仪器B中加入饱和碳酸氢钠溶液的目的是________________________________________。
(3)仪器C中加入的试剂是____________,其目的是__________________________________。
(4)仪器D中加入的试剂是____________,其目的是__________________________________。
(5)写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式__________________________。
(6)试管E中收集满气体后,下一步实验操作是______________________________________。
25.现用金属钠和空气制备纯度较高的过氧化钠,可利用的装置如下图所示。
请回答下列问题:
(1)装置Ⅳ中盛放的药品是______________,其作用是______________。
(2)若规定气体的气流方向从左到右,则组合实验装置时各件仪器的正确连接顺序为(按从左到右顺序写明仪器的编号Ⅰ、Ⅱ……)______________________,各仪器接口的标号字母(a、b……)顺序是空气进入__________,接__________,接__________,接__________。
(3)装置Ⅱ的作用是______________________________________。
四、推断题
26.有两种金属组成的合金A,在合适的条件下可按下图进行反应(部分产物和水省略),已知F为红褐色沉淀,请回答:
(1)溶液C的溶质主要是____________________(填化学式)。
(2)写出反应②的化学方程式_______________________________________________。
描述D变F的实验现象_______________________________________________。
(3)写出反应C→E的离子方程式________________________________________。
27.下列图示中,A为一种常见的单质,B、 C、 D、 E是含A元素的常见化合物,它们的焰色反应均为黄色。
请填写下列空白:
(1)写出化学式:
A____________,B____________,D____________。
(2)以上反应中,属于氧化还原反应的有____________(填写编号)。
(3)A→C反应的离子方程式是____________________。
(4)E→D反应的化学方程式是__________________。
答案解析
1.【答案】D
【解析】金属与盐酸、强碱溶液都能反应放出氢气,说明该金属一定具有两性(如铝、锌等)。铜与盐酸、强碱溶液都不反应;镁、铁都与盐酸反应产生氢气,但都不与强碱溶液反应。
2.【答案】B
【解析】①铝盐中滴入稀氨水生成沉淀氢氧化铝,氢氧化铝不溶于弱碱氨水,铝盐反应完后沉淀量不再变化,c符合;
②明矾溶液与氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡和氢氧化铝沉淀,铝离子反应完后,继续滴入氢氧化钠溶液,氢氧化铝沉淀溶解而硫酸钡不溶,最后剩余硫酸钡,b符合;
③在含少量氢氧化钠的偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳直至过量,二氧化碳先与氢氧化钠反应,不产生沉淀,反应完后再与偏铝酸钠溶液反应生成沉淀至达到最大值后不再变化,d符合;
④在少量盐酸的氯化铝溶液中加入氢氧化钠至过量,氢氧化钠先与盐酸反应,无沉淀生成,后与氯化铝溶液反应完后,生成沉淀达最大值后又逐渐溶解,a不符合。
3.【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x
托盘增重y
x=y,x∶y=32∶33,D正确。
4.【答案】D
【解析】加入少量过氧化钠固体后,过氧化钠与水反应生成氢氧化钠,Na+浓度增大;与OH-反应生成NH3;Mg2+与OH-结合生成氢氧化镁,离子浓度均减小;浓度基本保持不变。
5.【答案】A
【解析】碲锌镉晶体是一种合金,具有固定的熔点和沸点,其熔点比成分金属(如锌)的熔点低,硬度、强度比成分金属(如镉)大。
6.【答案】B
【解析】铁粉与硫酸亚铁溶液不反应,但能与被氧化产生的Fe3+反应生成Fe2+,能防止硫酸亚铁被氧化而变质;锌粉(能与硫酸亚铁溶液发生置换反应)、硫酸铁(引入杂质)、盐酸(引入杂质),都不能选用。
7.【答案】A
【解析】实验室常用可溶性铁盐溶液(如氯化铁溶液)与碱溶液(如烧碱溶液)反应来制取氢氧化铁沉淀。
8.【答案】A
【解析】除杂方法要操作简便、效果好、不引入新的杂质、保留非杂质成分。溶液中除去NaHCO3中混有的少量Na2CO3可以通入CO2:Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3。
9.【答案】C
【解析】地壳中含量最多的元素是氧元素,含量最多的金属元素是铝元素;铝是一种比较活泼的金属,易失去电子,作还原剂,常温下,铝能与氢氧化钠溶液反应,生成的阴离子中,铝的化合价为+3价,铝元素化合价升高,铝失去电子。
10.【答案】B
【解析】将过量的过氧化钠投入氯化亚铁溶液中,发生反应的方程式:
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
FeCl2+2NaOH===Fe(OH)2↓+2NaCl
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
反应过程中有无色气体产生和红褐色沉淀生成。
11.【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+。
12.【答案】C
【解析】 赤铁矿、铁锈的主要成分是Fe2O3,A错误,C正确;Fe2O3为碱性氧化物,但不与水反应,B错误;Fe3O4为化合物,不是混合物,D错误。
13.【答案】B
【解析】铜作导线是其有良好的导电性,并非因其化学性质不活泼。
14.【答案】B
【解析】钠的焰色反应为黄色。
15.【答案】C
【解析】该溶液可能为酸性溶液,也可能为强碱性溶液。A项,Mg2+不能在强碱性溶液中大量存在;B项,不能在强碱性溶液中大量存在,在酸性溶液、强碱性溶液中均不能大量存在;D项,在酸性溶液中不能大量存在。
16.【答案】C
【解析】铝与硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸铝和铜;铝与稀硫酸发生置换反应生成硫酸铝和氢气;铝还能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气;常温下,铝在浓硫酸中钝化。
17.【答案】C
【解析】铁能在纯氧气中燃烧,也能在高温下与水蒸气反应,二者共同产物为四氧化三铁;铁与盐酸和水蒸气发生的反应都是置换反应,在反应中铁的化合价升高,铁作还原剂;铁与盐酸反应生成氯化亚铁,而不是氯化铁。
18.【答案】D
【解析】向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液,先产生沉淀,后沉淀溶解,A项不符合图中关系;向NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液,开始无沉淀,B项不符合图中关系;向NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸,先产生沉淀,后沉淀溶解,C项不符合图中关系;向AlCl3溶液中逐滴加入氨水,产生沉淀,继续加入氨水沉淀不溶解。D项符合图中关系。
19.【答案】B
【解析】湿法冶金得到是铜单质,B正确。
20.【答案】C
【解析】含MgCl2和AlCl3各0.01 mol,向其中逐滴加入1 mol·L-1的NaOH溶液至过量,发生反应Al3++3OH﹣Al(OH)3↓,得到沉淀0.01 mol,消耗氢氧化钠0.03 mol,即30 mL;Mg2++2OH﹣Mg(OH)2↓,得到沉淀0.01 mol,消耗氢氧化钠0.02 mol,即20 mL。随反应进行沉淀量增大,共消耗氢氧化钠50 mL;0.01 mol氢氧化铝会溶于过量的氢氧化钠中,Al(OH)3↓+OH﹣+2H2O,消耗氢氧化钠10 mL;沉淀达最大后再加氢氧化钠,沉淀量减小,直到最后剩余的是氢氧化镁沉淀0.01 mol。故选C。
21.【答案】H++===H2O+CO2↑ CO2++H2O===
【解析】由于二氧化碳不与碳酸氢钠溶液反应,而杂质能够与碳酸氢钠发生反应生成二氧化碳,所以用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中含有的氯化氢杂质,反应的离子方程式:H++===H2O+CO2↑;碳酸钠溶液能够与二氧化碳反应,反应的离子方程式:CO2++H2O===,不能使用碳酸钠溶液除去二氧化碳中的氯化氢。
22.【答案】(1)滤纸、小刀、镊子、玻璃片
(2)吸收水蒸气,避免集气瓶中水蒸气逸出 偏大
(3)避免空气中水蒸气被干燥剂吸收
(4)避免钠投入后,立即与水反应,可避免动作迟缓水分随氢气逸出而带来的误差
【解析】钠与水反应的化学方程式为2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。通过测定装置和试剂反应前后的质量差,可以得出氢气的质量,由此就可求出钠的相对原子质量。如果有少量被氧化,则放出的氢气的量会减小,所测相对原子质量会增大;钠与水反应生成的氢气含有一定的水蒸气,无水氯化钙吸收水蒸气,从而提高实验精确度。为了防止空气中水蒸气进入装置,在干燥管的上方再加一干燥管,精确度会更高;钠与水反应迅速,如果放入一定量的煤油,可避免动作迟缓水分随氢气逸出而带来的误差。
23.【答案】溶液变为红色 溶液红色褪去 Fe+2Fe3+===3Fe2+ 溶液又变为红色 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
【解析】氯化铁溶液中加入硫氰化钾溶液,溶液变为红色;加入铁粉后,铁粉与氯化铁反应生成氯化亚铁,溶液红色褪去;上层清液中再加氯水,氯水又将氯化亚铁氧化成氯化铁,溶液又变为红色。
24.【答案】(1)CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
(2)除去二氧化碳中的氯化氢
(3)过氧化钠固体 与二氧化碳反应产生氧气
(4)氢氧化钠溶液 吸收多余的二氧化碳气体
(5)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
(6)把试管E移出水面,将带火星的木条伸入试管,如果木条复燃,说明过氧化钠与二氧化碳反应产生氧气,可做供氧剂
【解析】实验室中常用稀盐酸与大理石反应制备二氧化碳。A中制备的二氧化碳中含有氯化氢等杂质, 需在B中加入饱和碳酸氢钠溶液将氯化氢除去; C中加入过氧化钠固体,与二氧化碳反应产生氧气;D中用氢氧化钠溶液吸收多余的二氧化碳气体。试管E中收集到的气体是氧气,可以用带火星的木条进行检验。
25.【答案】(1)氢氧化钠溶液 吸收空气中的二氧化碳
(2)Ⅳ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ hg fe ab c
(3)防止空气中的水分和二氧化碳倒吸进入装置Ⅰ
【解析】用金属钠和空气制备纯度高的过氧化钠,需将空气中的水蒸气和二氧化碳除去。把空气通过Ⅳ吸收二氧化碳,再通过装置Ⅲ吸收水蒸气,最后通过装置Ⅰ使钠与氧气反应;同时也要防止空气中的水分和二氧化碳倒吸进入装置Ⅰ;依据上述分析可确定装置连接顺序为Ⅳ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ;在实验操作时先通入足量空气后使装置Ⅰ中不含二氧化碳和水蒸气,然后再进行加热,同时也避免生成的过氧化钠和二氧化碳、水蒸气反应生成碳酸钠等杂质。
26.【答案】(1)AlCl3、FeCl2
(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3白色沉淀经灰绿色变为红褐色(3)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
【解析】合金A能与氢氧化钠溶液反应,则合金A中含有铝,B为偏铝酸钠;F为红褐色沉淀,则该沉淀为氢氧化铁,所以合金A中含有铁,则C为氯化铝和氯化亚铁,则D为氢氧化亚铁;C中通入氯气,氯化亚铁与氯气反应可生成氯化铁,则E为氯化铝和氯化铁;氯化铝和氯化铁溶液中加入过量的氢氧化钠可生成氢氧化铁和偏铝酸钠。
(1)由上述推断可知,溶液C的溶质主要是氯化铝和氯化亚铁。
(2)反应②是氢氧化亚铁转化为氢氧化铁的过程,反应的化学方程式:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。氢氧化亚铁转化为氢氧化铁的现象:白色沉淀经灰绿色变为红褐色。
(3) 反应C→E是氯化亚铁与氯气反应生成氯化铁的过程,反应的离子方程式:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。
27.【答案】(1)Na Na2O2 Na2CO3 (2)①②③④
(3)2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
(4)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
【解析】由焰色反应呈黄色可知:单质A为钠,B为过氧化钠,C为氢氧化钠,D为碳酸钠,E为碳酸氢钠。