《金属及其化合物》单元检测题
一、单选题
1.一小块钠置于空气中,产生下列现象:①变成白色粉末;②变暗;③变成白色固体‘④有“液滴”出现,上述现象出现的先后顺序是
A. ①②③④ B. ②③①④ C. ②③④① D. ③②④①
2.下列各项正确的是( )
A. 镁、铝与沸水不可能反应
B. 铁在一定条件下可以与水反应
C. 钠与水反应的离子方程式:Na+H2O===Na++OH-+H2↑
D. 钠和硫酸铜溶液反应的离子方程式:2Na+Cu2+===2Na++Cu
3.下列有关碳酸氢钠和碳酸钠的说法中,正确的是( )
A. 相同温度下,在水中溶解度:碳酸钠<碳酸氢钠
B. 与同浓度的盐酸反应,产生二氧化碳的速率:碳酸钠<碳酸氢钠
C. 热稳定性:碳酸钠<碳酸氢钠
D. 二者不能相互转化
4.把下列金属投入0.1 mol·L-1盐酸中,能发生反应且反应最剧烈的是( )
A. Cu B. Fe C. Mg D. Al
5.以氧化铝为原料制取氢氧化铝,最好的方法是( )
A. 将氧化铝溶于水
B. 将氧化铝先溶于盐酸,再滴加氨水
C. 将氧化铝溶于盐酸,再滴加烧碱溶液
D. 将氧化铝溶于氢氧化钾溶液
6.铁和生铁(铁合金)都是生活中常见的材料,下列说法中正确的是( )
A. 铁与盐酸反应,生铁不与盐酸反应
B. 铁和生铁都是金属单质
C. 铁和生铁都能导电,都是电解质
D. 生铁的熔点比铁的熔点低
7.下列关氧化钠和过氧化钠的叙述中正确的是( )
A. 都是白色固体
B. 阴、阳离子个数比不相同
C. 都能与水反应生成强碱溶液
D. 都是强氧化剂
8.氧化铝是铝土矿的主要成分,氧化铝属于( )
A. 碱性氧化物 B. 酸性氧化物
C. 两性氧化物 D. 混合物
9.2.3 g纯净的金属钠在干燥的空气中被氧化后得到3.5 g固体,由此判断其产物( )
A. 只有Na2O B. 只有Na2O2 C. 有Na2O和Na2O2 D. 无法确定
10.下列有关焰色反应实验的叙述正确的是( )
A. 可用铜丝代替铂丝进行实验
B. 观察钾的焰色反应要透过蓝色钴玻璃
C. 实验结束后,要用碳酸钠溶液洗净铂丝
D. 焰色反应是指金属在加热燃烧时火焰呈特殊的颜色,是物质的化学性质
11.下列实验只能制备氢氧化铁沉淀的是( )
A. 将氧化铁和水直接加热
B. 将水蒸气通过炽热铁粉
C. 氧化铁先用盐酸溶解再加烧碱溶液
D. 饱和氯化铁溶液逐滴滴入沸水中
12.托盘天平的两个托盘上各放一只相同的烧杯,再分别向两烧杯中放入等质量、等质量分数且足量的稀硫酸,调节天平至平衡。然后,向一只烧杯中加入一定质量的镁,向另一烧杯中加入等质量的铜、铝合金,反应后天平仍然保持平衡。则该合金中铜与铝的质量比为( )
A. 64∶27 B. 8∶3 C. 3∶1 D. 1∶3
13.废旧计算机的某些部件含有Zn、Fe、Cu、Ag、Pt(铂)、Au(金)等金属,经物理方法初步处理后,与足量稀盐酸充分反应,然后过滤。则剩余的固体中不含有的金属是( )
A. Cu、Ag B. Fe、Zn C. Pt、Cu D. Ag、Au
14.铝是重要的金属材料之一,下列关于铝的叙述中,不正确的是 ( )
A. 铝原子最外层有3个电子
B. 铝是地壳中含量最多的金属元素
C. 在常温下,铝不能与氧气反应
D. 铝易被氧化,而Al3+则很难被还原
15.有一块镁铝合金,其中镁与铝的质量比是8∶9。加入足量稀硫酸使其完全溶解后,再加入NaOH溶液,生成沉淀的质量随NaOH溶液体积的变化曲线如图所示,其中正确的是( )
A. B. C. D.
16.某废水理氨废水,反应为NH3+2O2+H++H2O,6H++6+5CH3OH3N2↑+5CO2↑+13H2O。在处理过程中,NH3转化为的转化率可达95%,而转化为N2的转化率可达96%。若每天处理含NH30.034 g·L-1的废水500 m3,则理论上每天所需甲醇的质量为(
A. 24.32 kg B. 30 kg C. 25.3 kg D. 4.08 kg
17.下列描述的一定是金属单质的是( )
A. 易失去电子的物质 B. 能与酸反应的物质
C. 其原子的最外层只有1个电子 D. 其原子的核内有11个质子
18.下列关于金属的说法正确的是( )
A. 金属单质在氧化还原反应中常作还原剂 B. 金属在加热条件下都易与氧气反应
C. 加热条件下铜与硫蒸气反应生成硫化铜 D. 铁丝能在氯气中燃烧生成氯化亚铁
二、填空题
19.如图所示是铝箔在氧气中燃烧的实验,请回答下列问题:
(1)铝在氧气中燃烧的化学方程式为______________________。
(2)实验时要在铝箔上系上一根火柴,其作用是______________________。
(3)集气瓶底部铺上一层细沙,其作用是______________________。
(4)实验中应观察到的现象是______________________________。
(5)用正确方法引燃铝箔,伸入装有氧气的集气瓶中后,未观察到铝箔剧烈燃烧的现象,可能的原因是____________________________________。
20.只用一种试剂或操作,除去下列物质中的杂质(括号内为杂质),写出试剂或操作的名称、方法及有关的离子方程式。
三、实验题
21.某校化学兴趣小组,通过下列装置探究碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性,设计如下的探究方案,请你参与并完成该探究方案。
提出假设:碳酸钠或碳酸氢钠加热分解时可能有二氧化碳生成。
(1)设计实验:①利用如图装置分别对一定量的碳酸钠和碳酸氢钠进行加热;②为了检验二氧化碳的生成,试管B中应加入的物质是__________________(填“澄清的石灰水”或“氢氧化钠溶液”)。
(2)现象与结论:同学们发现只有在加热碳酸氢钠时,试管B中才有气泡产生且有____________(填沉淀颜色)沉淀生成,说明碳酸钠的热稳定性________(填“>”或“<”)碳酸氢钠的热稳定性。
(3)某同学在探究碳酸氢钠的热稳定性时,称取了8.4 g 碳酸氢钠,充分加热,请你计算理论上可产生二氧化碳气体的体积(标准状况)为________________。
22.某化学兴趣小组设计了如图所示的装置,对纯碱(碳酸钠)和小苏打(碳酸氢钠)两种固体进行实验探究:
(1)写出甲、丙两种仪器的名称:______________,________________。
(2)在实验过程中,观察到丙仪器中的澄清石灰水变浑浊,请写出丙仪器中发生反应的化学方程式______________________。
(3)该实验探究利用的科学方法是__________________(填“控制变量法”、“对比观察法”或“定量分析法”),实验目的是______________________________________。
四、推断题
23.A、B、C、D、E五种物质是含钠元素的单质或化合物,其中B为淡黄色固体,它们有如图所示的转化关系:
(1)推断各符号所代表的物质的化学式:
A____________,B____________,C____________,D____________,E____________。
(2)分别写出反应②、⑤的化学方程式:
②______________________________________,
⑤__________________________________________。
(3)写出反应③的离子方程式____________________________________________。
24.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:__________________。
五、计算题
25.某兴趣小组从废铝锅底部剪一块铝片,将它放入21.9%的稀盐酸中,产生氢气的质量与消耗盐酸的质量如下图(其他杂质不与酸反应)。请回答:
(1)从图中看出,该反应产生了H2________g。
(2)产生氢气的化学方程式为_________________;铝片中铝单质的质量为__________g。
(3)求被氧化的铝的质量占未氧化时铝片总质量的质量分数,写出计算过程。
26.金属锡(Sn)的纯度可以通过下述方法测得:将样品溶于盐酸,发生反应的化学方程式为Sn+2HCl===SnCl2+H2↑,再加入过量FeCl3溶液,发生反应SnCl2+2FeCl3===SnCl4+2FeCl2,最后用已知浓度的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2+,反应的化学方程式为6FeCl2+K2Cr2O7+14HCl===6FeCl3+2KCl+2CrCl3+7H2O。现有金属锡样品0.613 g,实验过程中用去0.100 mol·L-1K2Cr2O7溶液16.0 mL。求样品中锡的质量分数(假设杂质不参加反应)。
27.工业上通过电解饱和的食盐水来制取氯气。现取500 mL含NaCl为11.7 g的饱和食盐水进行电解,2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
在标准状况下制得Cl2多少升?所得NaOH的物质的量浓度为多少?(电解前后溶液体积保持不变)
答案解析
1.【答案】C
【解析】金属钠置于空气中,发生的变化为银白色的钠→变暗(生成Na2O)→白色固体(生成NaOH)→液滴(NaOH潮解)→结块(吸收CO2生成Na2CO3·10H2O)→白色粉末(风化成Na2CO3)。
2.【答案】B
【解析】镁可以与热水反应,铝可以与沸水反应,A错误;铁在高温下与水蒸气发生反应:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,B正确;钠与水反应的离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑,C错误;钠先与水反应,生成的氢氧化钠再和硫酸铜发生复分解反应,反应的离子方程式:2Na+2H2O+Cu2+===Cu(OH)2↓+H2↑+2Na+,D错误。
3.【答案】B
【解析】饱和碳酸钠溶液中通入过量的二氧化碳有碳酸氢钠析出,说明溶解度:碳酸钠>碳酸氢钠;碳酸钠与盐酸反应放出二氧化碳不如碳酸氢钠与盐酸反应剧烈,后者速率比前者快;加热时碳酸氢钠易分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,而碳酸钠很难分解;碳酸钠溶液中通入二氧化碳能生成碳酸氢钠,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,二者可相互转化。
4.【答案】C
【解析】 由金属活动性顺序可知,Fe、Mg、Al能与盐酸反应,而Cu不与盐酸反应,金属越活泼,与酸反应越剧烈,在Fe、Mg、Al中,Mg最活泼,反应最剧烈。
5.【答案】B
【解析】氧化铝不溶于水,不能与水反应生成氢氧化铝;但氧化铝能溶于盐酸生成氯化铝溶液,氯化铝与氨水反应形成氢氧化铝沉淀;氢氧化铝、氧化铝都能溶于强碱(如氢氧化钠、氢氧化钾等)生成偏铝酸盐,无法得到氢氧化铝沉淀。
6.【答案】D
【解析】铁和生铁(铁合金)都能与盐酸反应,在高温下都能与水蒸气反应;铁和生铁都能导电、传热、有延展性,但它们都不是化合物,都不是电解质;生铁中含有碳等非金属,属于混合物(合金不是金属单质);不锈钢的强度和硬度比成分金属铁高,抗腐蚀性能比铁好。
7.【答案】C
【解析】氧化钠是白色粉末,过氧化钠是淡黄色粉末;氧化钠中Na+与O2-个数比、过氧化钠中Na+与个数比都为2∶1;氧化钠和过氧化钠都能与水反应生成强碱氢氧化钠溶液;氧化钠中氧元素化合价为-2价,化合价不能降低,不具有氧化性,过氧化钠中氧元素化合价为-1价,化合价可以降低,具有氧化性,是强氧化剂。
8.【答案】C
【解析】氧化铝既能与酸反应又能与碱反应均生成盐和水,属于两性氧化物。
9.【答案】C
【解析】若2.3 g钠全部生成Na2O,其质量为3.1 g;若2.3 g钠全部生成Na2O2,其质量为3.9 g。因为3.1 g<3.5 g<3.9 g,故氧化产物应为Na2O和Na2O2的混合物。
10.【答案】B
【解析】铜丝在灼烧时有颜色,不能用铜丝代替铂丝,A项错误;实验结束后,用盐酸洗净铂丝,C项错误;焰色反应是指金属元素在灼烧时,火焰呈现特殊的颜色,不是化学性质,D项错误。
11.【答案】C
【解析】氧化铁不溶于水,不能与水反应生成氢氧化铁;水蒸气能与炽热铁粉反应生成四氧化三铁和氢气;饱和的氯化铁溶液逐滴滴入沸水中,可制备氢氧化铁胶体。
12.【答案】D
【解析】题设条件中,硫酸过量,金属完全反应。设镁的质量为x,铝的质量为y,铜的质量为z,镁放出氢气质量为×2,铝放出氢气质量为×3。当加入金属后天平继续保持平衡,可知金属与H2SO4反应后溶液增重质量相等。x-×2=y+z-×3,同时x=y+z
解方程组可得=,y=,z=,合金中铝和铜的质量比为3∶1,D正确。
13.【答案】B
【解析】铁、锌能与盐酸反应,而铜、银、铂、金不能与盐酸反应,故剩余的固体中不含有铁、锌。
14.【答案】C
【解析】铝的原子结构示意图为,易失去最外层上的3个电子,形成的阳离子(Al3+)结构稳定,很难被还原;在常温下,铝易被氧气氧化为氧化铝;铝是地壳中含量最多的金属元素,仅次于地壳中非金属元素氧、硅的含量。
15.【答案】A
【解析】镁与铝的质量比是8∶9,则其物质的量之比是1∶1,加入过量NaOH溶液后Al(OH)3沉淀完全溶解,只剩余Mg(OH)2沉淀,B项错误;等物质的量的Mg(OH)2与Al(OH)3的质量比是58∶78,即加入过量NaOH后剩余Mg(OH)2的质量小于沉淀最大质量的1/2,C、D项错误。
16.【答案】A
【解析】根据甲醇处理氨废水的反应原理,可得关系式NH3~~CH3OH,理论上每天所需甲醇的质量为×95%×96%××32 g·mol-1=2.432×104g。
17.【答案】D
【解析】易失去电子的物质不一定是金属单质,如非金属单质氢气;能与酸反应的物质不一定是金属单质,如氢氧化钠等碱类物质;其原子的最外层只有1个电子的元素可以是金属元素,也可以是非金属氢元素;其原子的核内有11个质子的元素为金属钠元素。
18.【答案】A
【解析】金属与氧气、氯气、硫蒸气等非金属都能反应,金属单质为还原剂,非金属单质为氧化剂;其中变价金属(如铁、铜等)与氯气反应生成高价态金属的氯化物(如氯化铁、氯化铜等),与硫蒸气反应生成较低价态金属的硫化物(如硫化亚铁、硫化亚铜等)。
19.【答案】(1)4Al+3O22Al2O3 (2)点燃火柴从而引燃铝箔 (3)防止高温产物炸裂集气瓶 (4)剧烈燃烧,发出白光,生成白色固体 (5)铝箔表面有一层氧化膜未除去,氧气不纯等
【解析】(1)铝在氧气中燃烧生成Al2O3。(2)铝箔上系上一根火柴,作用是点燃火柴从而引燃铝箔。(3)集气瓶底部铺上一层细沙,作用是防止高温产物炸裂集气瓶。(4)铝在氧气中剧烈燃烧,发出白光,生成白色固体。(5)铝箔未剧烈燃烧,可能原因是铝箔表面有一层氧化膜未除去,或氧气不纯等。
20.【答案】 (1)加过量氢氧化钠溶液,搅拌、过滤 Al2O3+2OH-===2AlO+H2O (2)加热 2Fe(OH)3△,Fe2O3+3H2O (3)加足量铁粉,过滤 Cu2++Fe===Fe2++Cu (4)通入氯气 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
【解析】
21.【答案】(1)澄清石灰水 (2)白色 > (3)1.12 L
【解析】碳酸钠的热稳定性比碳酸氢钠强,碳酸氢钠受热易分解,生成碳酸钠、二氧化碳和水;碳酸钠比较稳定,受热很难分解。实验室检验二氧化碳的存在,常用澄清石灰水(变浑浊)。碳酸氢钠的物质的量为0.1 mol,完全分解时,可生成0.05 mol二氧化碳,标况下生成二氧化碳的体积=0.05 mol×22.4 L·mol-1=1.12 L。
22.【答案】(1)酒精灯 烧杯
(2) Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O
(3)对比观察法 探究纯碱和小苏打两种固体加热是否分解
【解析】用实验对比的方法探究纯碱和小苏打两种固体的热稳定性,纯碱的热稳定性比小苏打强。
23.【答案】(1)Na Na2O2 NaOH Na2CO3 NaHCO3
(2)②2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
⑤CO2+H2O+Na2CO3===2NaHCO3
(3)CO2+2OH-===+H2O
【解析】由B为淡黄色固体可知:B为过氧化钠,前后联系可判断A为钠、C为氢氧化钠、D为碳酸钠、E为碳酸氢钠。
24.【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。
25.【答案】(1)1.2 (2)2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ 10.8 (3)20%
【解析】(1)从图中可以看到当盐酸用量大于250 g时氢气的质量不再发生变化,共产生了1.2 g H2。
(2)设铝片中铝的质量为x
x=10.8 g
(3)由图可知,使用盐酸50.0 g时没有产生氢气,盐酸与Al2O3反应,设Al2O3质量为x:
x==5.1 g,n(Al2O3)=0.05 mol,被氧化n(Al)=0.1 mol,即被氧化的m(Al)= 2.7 g,被氧化的铝的质量占未氧化时铝片总质量的质量分数==×100%=20%。
26.【答案】样品中锡的质量分数为93.2%。
【解析】设样品中锡的质量为x,根据题中提供的三个反应的化学方程式可以建立如下关系式:
则=,解得x=0.571 2 g,故样品中锡的质量分数为×100%≈93.2%。
27.【答案】2.24 L 0.4 mol·L-1
【解析】11.7 g NaCl的物质的量=0.2 mol
所以n(Cl2)=0.1 mol
n(NaOH)=0.2 mol
则标况下生成氯气体积为0.1 mol×22.4 L·mol-1=2.24 L,
所得NaOH的物质的量浓度为=0.4 mol·L-1,
答:在标准状况下制得Cl2为2.24 L,所得NaOH的物质的量浓度为0.4 mol·L-1。