人教版高中化学必修一第三章《金属及其化合物》单元检测题（解析版）

《金属及其化合物》单元检测题
一、单选题
1.a、b、c、d、e分别是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五种金属中的一种。已知：(1)a、c均能与稀硫酸反应放出气体；(2)b与d的硝酸盐溶液反应，置换出单质d；(3)c与强碱溶液反应放出气体，e可被磁铁吸引。由此推断a、b、c、d、e依次为(　　)

A． Fe、Cu、Al、Ag、Mg
B． Mg、Cu、Al、Ag、Fe

C． Mg、Cu、Al、Fe、Ag
D． Al、Cu、Mg、Ag、Fe
2.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
3.下列说法错误的是(　　)
A． 钠在空气中燃烧最后所得产物为过氧化钠
B． 镁在空气中能稳定存在，是因为其表面形成了致密的氧化膜
C． 铝制品在生活中非常普遍，这是因为铝不活泼
D． 铁不能形成致密的氧化膜，在潮湿的空气中易生锈
4.现有100 mL 3 mol·L－1氢氧化钠溶液和 100 mL 1 mol·L－1氯化铝溶液，若进行以下两种操作：①将氢氧化钠溶液分多次加入氯化铝溶液中；②将氯化铝溶液分多次加入氢氧化钠溶液中，这两种操作结果正确的是(　　)

A． 现象相同，沉淀质量不同
B． 现象相同，沉淀质量也相同

C． 现象不同，沉淀质量相同
D． 现象不同，沉淀质量不同
5.下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是(　　)


A． A
B． B

C． C
D． D
6.将2.7 g铝和4.6 g钠同时加入足量的水中充分反应，将反应后的溶液稀释、定容为500 mL。下列说法中正确的是(　　)
A． 反应中放出的气体在标准状况下的体积为2.24 L
B． 参加反应的水的质量与加入铝的质量相等
C． 所得溶液中钠离子和铝离子物质的量之比为2∶1
D． 所得溶液中阳离子和阴离子的物质的量之比为1∶1
7.装置甲、乙、丙都是铁与水蒸气反应的实验装置


下列说法不正确的是(　　)
A． 甲装置中氯化钙的作用是除去氢气中混有的水蒸气
B． 选用丙装置，实验结束时先移去酒精灯，再将导气管拿出水面
C． 用乙装置实验时，蒸发皿中产生大量肥皂泡，点燃肥皂泡发出爆鸣声
D． 三个装置相比较，乙装置简单、操作简便、节约原料、安全性好
8.下列关于合金的叙述中正确的是(　　)

A． 合金是由两种或多种金属熔合而成的
B． 日常生活中用到的5角硬币属于铜合金

C． 合金在任何情况下都比单一金属性能优良
D． 钢不属于合金
9.不用试剂，只用试管和滴管不能鉴别下列无色溶液的是(　　)

A． 碳酸钠溶液和稀盐酸
B． 氯化铝溶液和氢氧化钠溶液

C． 偏铝酸钠溶液和稀盐酸
D． 氯化钙溶液和碳酸钠溶液
10.镁条在二氧化碳中剧烈燃烧，瓶壁有黑点和白色粉末，不能说明(　　　)

A． 二氧化碳显氧化性
B． 二氧化碳中含有碳元素

C． 二氧化碳是酸性氧化物
D． 助燃和不助燃是相对的
11.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是(　　)
A． 赤铁矿的主要成分是FeO
B． 铁与水蒸气在高温下反应的产物为Fe2O3和H2
C． 除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加铁粉，然后过滤
D． Fe3＋与KSCN反应产生红色沉淀
12.为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1g样品加热，其质量变为w2g，则该样品的纯度(质量分数)是(　　)

A．
B．

C．
D．
13.下列生活用品中，用金属材料制作的是(　　)


A． 答案A
B． 答案B

C． 答案C
D． 答案D
14.将1 mol Na和1 mol Al的混合物投入足量水中，产生的气体在标准状况下的体积为(　　)

A． 11.2 L
B． 22.4 L

C． 33.6 L
D． 44.8 L
15.将钠和碳分别置于如图所示的两个盛满氧气的集气瓶中燃烧完毕冷却至室温后，打开装置中的两个活塞，这时观察到(　　)


A． 水进入左瓶
B． 水进入右瓶

C． 水同时进入两瓶
D． 水不进入任何一瓶
16.下列关于明矾的说法不正确的是 (　　)

A． 化学式为KAl(SO4)2·12H2O
B． 属于混合物

C． 是一种硫酸盐
D． 水溶液能导电
17.下列物质与铁反应后的生成物，能使硫氰化钾溶液变为红色的是(　　)

A． 盐酸
B． 氯气

C． 硫酸铜溶液
D． 稀硫酸
18.下列说法正确的是(　　)

A． 钠保存在煤油里的原因之一是它极易与氧气反应
B． 铝在空气中很容易燃烧

C． 镁表面的氧化膜疏松，不能保护内层金属
D． 铁锈的主要成分是Fe3O4
19.取氯化钠进行焰色反应实验，火焰呈现黄色，显色的原因是(　　)

A． 氯化钠受热挥发
B． 氯化钠受热分解

C． 钠离子中电子跃迁
D． 氯离子中电子跃迁
20.关于氧化铝的下列说法中不正确的是(　　)

A． 白色固体
B． 熔点很高

C． 难溶于水
D． 能与水反应

二、填空题
21.A、B、C是中学化学常见的单质，A是金属单质，B、C是气体单质。甲、乙两化合物在常温下分别为黑色晶体和无色液体。这些化合物和单质之间的关系如图所示。

据此判断：
(1)若金属元素A有可变化合价，则A的化学式为________，甲的化学式为________。
(2)根据金属活动性顺序判断单质A和单质C活动性强弱A______(填“＞” “＜”或“＝”)C。
22.银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如图：

注：Al（OH）3和Cu（OH）2受热易分解成对应的氧化物，且开始分解的温度分别为450 ℃和80 ℃
（1）写出渣料与稀硫酸反应的化学方程式：　　。
（2）固体混合物A的组成为　　、　　。
（3）操作A的名称为　　。
（4）若银铜合金中铜的质量分数为64%，理论上5.0 kg废料中的铜可完全转化为　　mol CuAlO2，至少需要1.0 mol?L﹣1的Al2（SO4）3溶液　　L。
（5）CuSO4溶液也可用于制备胆矾晶体，其基本操作是　　、　　、过滤、干燥。
23.明矾石的主要成分是K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·6H2O，含有少量氧化铁，利用明矾石制备K2SO4的工艺流程如图所示：

据此流程图回答下列问题：
(1)①焙烧炉中Al2(SO4)3与S反应的产物是两种氧化物，该反应的化学方程式为______________；写出炉气的一种用途______________。
(2)②中Al2O3参与反应的离子方程式为____________。
(3)③中调节pH不能用CO2的理由是____________________。
(4)工业冶炼金属铝需要定期更换补充阳极碳块的原因是__________________。
(5)纯净氢氧化铝经历两次__________________(填反应类型)可制得铝。以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2，该电池负极的电极反应式是__________________。
(6)现有明矾石1 625 t，按上述流程制得780 t Al(OH)3，忽略铝元素的损失，请计算明矾石中钾元素的质量分数为____________%。
三、实验题
24.如图是实验室研究潜水艇中供氧体系反应机理的装置图(夹持仪器略)。

(1)A装置为CO2的发生装置，反应的离子方程式为____________________。
(2)B装置可除去A装置中可能挥发出的___________，反应的离子方程式为_______________。
(3)C装置为O2的发生装置，反应的化学方程式为__________________、________________。
(4)D装置可除去C装置中未反应的__________，反应的离子方程式为____________________。
(5)E装置为排水法收集O2的装置，检验所收集的气体为O2的方法为_____________________。
(6)C装置中固体由淡黄色完全变为白色，检验固体成分的实验方案为取少量C装置中反应后的固体溶于水，向溶液中滴入过量____________溶液，若有白色沉淀生成，则证明固体中含有____________；过滤，向滤液中滴入几滴酚酞溶液，若________且不褪色，则证明固体中含有__________。
25.在常温下，铁与水并不起反应，但在高温下，铁与水蒸气可发生反应。 应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“铁与水蒸气的反应实验”。

请回答该实验中的问题。
(1)写出该反应的反应方程式：__________________________________；并指明该氧化还原反应的还原剂是____________，氧化剂是______________。
(2)实验前必须对整套装置进行气密性检查，操作方法是_______________________________。
(3)圆底烧瓶中盛装有水，该装置受热后的主要作用是____________________________；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是__________________。
(4)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是__________________________________，为什么？___________________________________________________________________。
(5)干燥管中盛装的物质是________________________，作用是_______________________。
(6)试管中收集的气体是__________，如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行____________________，方法是________________________________。这一操作的目的是________________________________。
四、推断题
26.某银白色金属单质A在空气中加热燃烧时发出黄色火焰，得到淡黄色固体B，B和酸性气体D反应能生成C，A露置在空气中足够长时间也会变为C，E与D反应也能生成C，A、B都能与水反应生成E。回答下列问题：
(1)写出下列物质的化学式：A__________，B________，C__________，D__________，E__________。
(2)写出下列反应的化学方程式：
①A生成B：____________________；
②B与水反应生成E：__________________________。
27.孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3，受热分解生成三种氧化物，并有如图所示的转化关系：

回答问题：
(1)D在农业生产中的用途是__________________；
(2)写出碱式碳酸铜受热分解的化学方程式：____________________________________；
(3)D和E反应的化学方程式：__________________。


答案解析
1.【答案】B
【解析】　c与强碱溶液反应放出气体，则c为Al，e可被磁铁吸引，则e为Fe，a、c均能与稀硫酸反应放出气体，则a为Mg，b与d的硝酸盐溶液反应，置换出单质d，则b为Cu，d为Ag，选B。
2.【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。
3.【答案】C
【解析】钠在空气中燃烧生成的产物是过氧化钠；镁和铝化学性质都很活泼，但二者在空气中表面都能形成一层致密的氧化膜，使内层的金属与空气隔绝，不再被氧化，金属镁或铝制品在空气中都能稳定存在；铁表面不能形成致密的氧化膜，在潮湿的空气中被氧化而生成疏松的氧化物，内层金属铁不能与空气隔绝，逐渐生锈被腐蚀。
4.【答案】C
【解析】氢氧化钠的物质的量为0.3 mol，氯化铝的物质的量为0.1 mol。氢氧化钠溶液与氯化铝溶液滴加顺序不同，反应与现象不同，生成氢氧化铝沉淀的量相同。
①若将氢氧化钠溶液分多次加到氯化铝溶液中：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，观察到有白色沉淀生成并不断增多。
②若将氯化铝溶液分多次加到氢氧化钠溶液中：Al3＋＋4OH－===＋2H2O、Al3＋＋3＋6H2O===4Al(OH)3↓，观察到的现象是开始生成沉淀并立即溶解，最后生成沉淀不溶解。
5.【答案】A
【解析】　B项向滴有酚酞溶液的溶液中加Na2O2，先变红，后马上褪色，陈述Ⅰ错，陈述Ⅱ正确；C项高压钠灯发黄光是物理变化，与金属钠具有还原性没有因果关系；D项陈述Ⅰ和Ⅱ有因果关系。
6.【答案】D
【解析】钠先与水的反应：

铝与生成的氢氧化钠反应(氢氧化钠过量)：

反应共生成氢气(0.1＋0.15) mol，在标准状况下氢气的体积为5.6 L；
参加反应水的质量为(3.6＋1.8) g＝5.4 g，与加入铝的质量不相等；
反应后的溶液中含有0.1 mol氢氧化钠和0.1 mol偏铝酸钠，其阴、阳离子的物质的量之比为1∶1。
7.【答案】B
【解析】铁与水蒸气反应的实验装置比较。
8.【答案】B
【解析】
9.【答案】D
【解析】铝盐溶液(如氯化铝溶液)与强碱溶液(如氢氧化钠溶液)、偏铝酸盐溶液(如偏铝酸钠溶液)与强酸(如稀盐酸)、碳酸盐溶液(如碳酸钠溶液)与强酸(如稀盐酸)等，它们相互滴加的顺序不同，其反应与现象不同，不用其他试剂就可以鉴别它们。
10.【答案】C
【解析】镁条在二氧化碳中燃烧，瓶壁上生成的黑点为单质碳，说明反应物中有碳元素，碳元素的化合价降低被还原，二氧化碳作氧化剂，具有氧化性；酸性氧化物是指能与碱反应只生成盐和水的氧化物，而能与镁反应不能说明二氧化碳为酸性氧化物；二氧化碳不能使木条复燃，但能让镁条燃烧，由此可说明助燃和不助燃是相对的。
11.【答案】C
【解析】　赤铁矿的主要成分是Fe2O3；Fe与水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和H2；Fe3＋与SCN－反应生成的红色络合物可溶，不是沉淀。
12.【答案】A
【解析】　根据NaHCO3受热分解的化学方程式，结合反应前后固体的质量差可列式求解：
2NaHCO3Na2CO3＋H2O↑＋CO2↑　Δm
2×84 g 106 g 18 g 　44 g 62 g
m(NaHCO3) (w1－w2) g
求出m(NaHCO3)，即可得出样品的纯度。
13.【答案】B
【解析】瓷器、玻璃瓶都是硅酸盐产品，属于无机非金属材料；塑料是三大有机合成材料之一；铁罐是用铁合金制成的，属于金属材料。
14.【答案】D
【解析】根据化学方程式进行计算：

故Na、Al完全反应生成2 mol H2，在标准状况下的体积为44.8 L。
15.【答案】A
【解析】由于钠与氧气反应生成过氧化钠，使左瓶氧气减少，压强减小，而右瓶中的碳与氧气反应生成二氧化碳，气体的体积不变，压强不变，因此水进入左瓶。
16.【答案】B
【解析】明矾为纯净物，属于复盐或硫酸盐，在水溶液中电离出K＋、Al3＋两种阳离子和一种阴离子，其水溶液能导电。
17.【答案】B
【解析】铁与酸(如盐酸、稀硫酸等)反应生成亚铁盐和氢气，铁与盐溶液(如硫酸铜溶液等)发生置换反应生成亚铁盐和金属单质，亚铁盐不能使硫氰化钾溶液变为红色；铁与氯气反应生成的氯化铁，能使硫氰化钾溶液变为红色。
18.【答案】A
【解析】　铝在空气中易与O2反应生成Al2O3，但不易燃烧，B选项错误；Mg与O2反应生成致密的MgO薄膜，能保护其内层金属，C选项错误；铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O，而非Fe3O4，D选项错误。
19.【答案】C
【解析】焰色反应，是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特征的颜色的反应。进行焰色反应时，氯化钠吸收能量，钠离子核外电子在不同电子层上发生跃迁，产生特征的黄色光谱，不涉及物质结构和化学性质的改变。
20.【答案】D
【解析】氧化铝是一种白色固体，熔点很高，难溶于水，与水不反应。
21.【答案】(1)Fe　Fe3O4　(2)＞
【解析】金属元素A有可变化合价，一般为铁(铁有＋2价和＋3价)，可以作为本题的突破口。金属A与气体单质B点燃可化合生成甲，可推知B为氧气。从而推出甲是Fe3O4，气体单质C可将单质A还原出来，可推知C为具有还原性的氢气，甲与C发生的反应为Fe3O4＋4H23Fe＋4H2O。A与乙发生的反应为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。根据金属活动性顺序判断Fe与H2的活动性强弱为Fe＞H2。
22.【答案】（1）CuO+H2SO4CuSO4+H2O
（2）Al（OH）3CuO
（3）过滤
（4）50 25
（5）蒸发浓缩、冷却结晶
【解析】（1）渣料中CuO与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，反应的化学方程式为CuO+H2SO4CuSO4+H2O。
（2）未煮沸之前是Cu（OH）2和Al（OH）3，Al（OH）3和Cu（OH）2开始分解的温度分别为450 ℃和80 ℃，煮沸后Cu（OH）2分解产生氧化铜，可知A为Al（OH）3和CuO。
（3）操作A用于分离固体和液体，为过滤操作。
（4）m（Cu）=64%×5.0 kg=3.2 kg=3 200 g，n（Cu）=m÷M=3 200 g÷64 g·mol-1=50 mol，
则理论上5.0 kg废料中的铜可完全转化为50 mol CuAlO2，
由于在CuAlO2中Cu、Al个数比为1∶1，
根据原子守恒可得：n[Al2（SO4）3]=n（Al）=n（Cu）=25 mol，n==25 L。
（5）由CuSO4溶液获得CuSO4?5H2O晶体，需要经过蒸发浓缩，冷却结晶（或结晶），过滤，洗涤和低温干燥等操作。
23.【答案】(1)2Al2(SO4)3＋3S2Al2O3＋9SO2↑　用于工业制硫酸
(2)Al2O3＋2OH－===2＋H2O
(3)③中调节pH不能用CO2，因为偏铝酸钾与二氧化碳反应会生成碳酸钾，使制备的K2SO4中有杂质
(4)阳极会产生氧气，阳极的碳块在高温时会与氧气反应
(5)分解反应 Al－3e－＋4OH－===＋2H2O
(6)8
【解析】根据题中工业流程可知，明矾石与硫在加热的条件下生成二氧化硫和氧化铝，所以炉气中主要有二氧化硫，熟料中主要是氧化铝，氧化铝溶解在氢氧化钾溶液中，得到偏铝酸钾溶液，用稀硫酸调节PH值，可得氢氧化铝沉淀和硫酸钾溶液，从硫酸钾溶液中可得硫酸钾晶体。
(1)①焙烧炉中Al2(SO4)3与S反应的产物是两种氧化物，反应的化学方程式为2Al2(SO4)3＋3S2Al2O3＋9SO2↑，炉气的主要成分是二氧化硫，其一种用途为用于工业制硫酸。
(2)反应②为Al2O3与氢氧化钾的反应，反应的离子方程式为Al2O3＋2OH－===2＋H2O, (3)③中调节pH不能用CO2，因为偏铝酸钾与二氧化碳反应会生成碳酸钾，使制备的K2SO4中有杂质。
(4)工业冶炼金属铝是用电解熔融的氧化铝的方法，阳极会产生氧气，阳极的碳块在高温时会与氧气反应，所以要定期更换补充阳极碳块。
(5)纯净氢氧化铝经过受热分解，再电解可制得铝，涉及的反应类型都是分解反应，以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2，充当电池的正极，铝发生氧化反应充当电池的负极，所以电池负极的电极反应式是Al－3e－＋4OH－===＋2H2O,
(6)现有明矾石1 625 t，按上述流程制得780 t Al(OH)3，
根据明矾石的化学式K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·6H2O可知，明矾石中铝元素与钾元素的物质的量之比为3∶1，780 t Al(OH)3中铝元素的物质的量为×106mol＝1×107mol，所以钾元素的物质的量为×107mol，根据元素守恒可知，明矾石中钾元素的质量分数为＝0.08＝8%。
24.【答案】(1)CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑　(2)HCl　＋H＋===H2O＋CO2↑　(3)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑　(4)CO2　2OH－＋CO2===＋H2O　(5)取出集气瓶正放于桌面上，将一根带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明所收集的气体为O2　(6)CaCl2　Na2CO3　溶液变红　NaOH
【解析】(1)实验室用稀盐酸与大理石反应制取CO2。(2)制得的CO2中混有HCl，通过饱和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl。(3)从B装置中出来的CO2中含有水蒸气，通过C装置时CO2、H2O均能与Na2O2反应产生氧气。(4)D装置中NaOH溶液的作用是除去CO2。(5)利用带火星的木条检验氧气。(6)C装置中反应后的固体可能含有NaOH、Na2CO3，先加入过量CaCl2溶液检验并除去Na2CO3，过滤后加入酚酞溶液检验NaOH。
25.【答案】(1)3Fe＋4H2O (g)Fe3O4＋4H2　Fe　H2O
(2)将A处导管插入水中，用手捂烧瓶，导管口有气泡，冷却后形成一段水柱，则说明气密性良好
(3)产生水蒸气　防止液体暴沸
(4)先点燃酒精灯　防止铁与空气中的氧气反应
(5)碱石灰(或CaCl2) 吸收氢气中的水蒸气
(6)H2　验纯　取下试管，用大拇指堵住管口，移近酒精灯的火焰，松开拇指，若听到一声尖锐的爆鸣声，则收集的氢气不纯，若听到“噗”的一声，则说明氢气纯净　防止点燃时因氢气不纯而爆炸
【解析】(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，铁元素的化合价升高，铁作还原剂，水中氢元素的化合价降低，水作氧化剂。
(2)将导管口浸入水中形成密封体系，然后用酒精灯稍微加热圆底烧瓶，如果导管口有气泡产生，冷却后形成一段水柱，则证明气密性良好。
(3)加热目的是为硬质玻璃管内铁与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气，为了防止烧瓶中的液体剧烈沸腾可以加入碎瓷片。
(4)点燃加热仪器的顺序要考虑实验的安全性和对实验结果的影响，在本实验中为了防止铁与空气中的氧气在加强热的条件下反应，应该先点燃酒精灯，排掉硬质玻璃管内空气，后点燃酒精喷灯使铁与水蒸气反应。
(5)对氢气的干燥，可以选择中性或碱性干燥剂如碱石灰等。
(6)氢气的爆炸极限是4.0%～75.6%，即氢气的含量在上述范围内就会引起爆炸，因此点燃之前要检验纯度。
26.【答案】(1)Na　Na2O2　Na2CO3　CO2　NaOH　(2)2Na＋O2Na2O2　2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
【解析】根据金属单质A在空气中加热燃烧时发出黄色火焰，可以推断出A为Na，则B为Na2O2。结合Na2O2的性质，可以推断出D为CO2，C为Na2CO3，根据A、B都能与水反应生成E，可推断出E为NaOH。
27.【答案】(1)改良酸性土壤
(2)Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑
(3)Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH
【解析】碱式碳酸铜受热分解生成氧化铜、二氧化碳和水；C能与硫酸反应，C是氧化铜，F是硫酸铜；B能与氢氧化钠反应，B是二氧化碳，E是碳酸钠；A是水，D是氢氧化钙，可用于改良酸性土壤。