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.已知甲、乙、丙三种金属只有乙能与酸溶液反应产生氢气，而将金属丙投入到金属甲的盐溶液中，能观察到金属丙的表面有金属甲析出。则下列关于金属甲、乙、丙的金属活动性顺序排列正确的是(　　)
A． 乙＞丙＞甲 B． 甲＞丙＞乙 C． 乙＞甲＞丙 D． 甲＞乙＞丙
2.若mg Na在足量氯气中燃烧，生成固体的质量为(m＋3.55)g，则mg Na与氧气反应，生成固体的质量为(　　)
①(m＋0.8)g　②(m＋1.0)g　③(m＋1.2)g　④(m＋1.6)g　⑤(m＋1.4)g
A． 仅①④ B． 仅①⑤ C． 仅③④ D． ①②③④⑤
3.在一定量的偏铝酸钠溶液中，加入下列哪一种溶液可使获得的沉淀量最大(　　)
A． 硫酸铝 B． 盐酸 C． 二氧化碳 D． 硫酸
4.将铝投入到一定量的NaOH溶液中，充分反应后，有2 mol 的电子发生转移，则参加反应的铝的物质的量为(　　)
A．mol B． 1 mol C． 2 mol D．mol
5.能够说明金属锌的活动性比铁的活动性强的是(　　)
A． 都能与盐酸反应产生氢气
B． 都能与硫酸铜溶液反应生成铜
C． 锌溶于氯化亚铁溶液并有铁生成
D． 都能与氧气反应生成氧化物
6.下列金属用途与性质不相对应的是(　　)
A． 用铜做电线是由于其导电性良好
B． 用钨做灯丝是因为其熔点高
C． 铁制品表面镀铬是由于铬硬且不易被氧化
D． 用铝制炊具是因为铝的熔点比铁高
7.选用金属材料时，以下方面需要考虑的是(　　)
①主要用途　②物理性质、化学性质　③价格　④加工难度　⑤日常维护　⑥对环境的影响
A． ①②③ B． ③④⑤ C． ①⑤⑥ D． ①②③④⑤⑥
8.将5 g镁、锌、铁三种金属的混合物投入40 mL稀硫酸中，恰好完全反应，生成的氢气在标准状况下的体积是2.8 L，则这三种金属的物质的量之和为(　　)
A． 0.25 mol B． 0.125 mol C． 0.1 mol D． 0.5 mol
9.下列关于金属元素特征的叙述正确的是(　　)
A． 金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性
B． 金属元素在化合物中一定显正价
C． 金属单质都可以和酸反应置换出氢气
D． 金属元素的单质在常温下均为固体
10.下列化学事实，不能说明钠的活动性比铁强的是(　　)
A． 钠在常温下与水剧烈反应，铁只能在高温下与水蒸气反应
B． 钠与氯气反应有白烟产生，铁与氯气反应有棕黄色烟产生
C． 与相同浓度的盐酸分别反应时，钠比铁要剧烈得多
D． 钠在空气中很快被氧化为氧化钠，铁在空气中能稳定存在
11.镁条在空气中燃烧后的生成物中含有(　　 )
A． MgCO3、MgO、Mg3N2 B． Mg(OH)2、MgO、MgCO3
C． MgO、Mg3N2、C D． Mg3N2、C、MgCO3
12.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
13.下列物质转化在给定条件下能实现的是(　　)
①Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3
②SSO3H2SO4
③NaOH(aq)NaHCO3Na2CO3
④FeFeCl2FeCl3
A． ①③ B． ②③ C． ②④ D． ①④
14.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
15.有下列物质：①小苏打、②硫酸铝、③氯化铁、④磁性氧化铁、⑤氢氧化铁，
其中能通过化合反应制得的是(　　)
A． ①②④⑤ B． ①③④⑤ C． ②③④⑤ D． ①②③④
16.金属材料的开发一直是材料科学的研究热点，一些新的金属材料相继被开发出来并应用于工农业生产和高科技领域。例如，铀(U)用作核电厂反应堆的核燃料，镅(Am)在烟雾探测器中用作烟雾监测材料；特点是被誉为“21世纪的金属”——钛(Ti)，应用前景更为广阔。
钛(titanium)是一种活泼金属，但因其表面容易形成致密的氧化物保护膜使它不易跟其他物质反应，而具有一定的抗腐蚀能力。除此之外，它还具有熔点高、硬度大、可塑性强、密度小等优点。
根据以上背景资料及所学知识，你认为下列说法中错误的是(　　)
A． 钛不属于稀土金属
B． 钛是很好的航天航空材料
C． 钛在空气中不与其他物质反应
D． 钛有较好的抗腐蚀能力，是很好的防腐材料
17.下列说法中错误的是(　　)
A． 钠在常温下就容易被氧化
B． 钠受热后能够着火燃烧
C． 钠在空气中缓慢氧化能自燃
D． 钠在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈
18.向mg镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标准状况下的气体bL。向反应后的溶液中加入cmol·L-1氢氧化钾溶液VmL，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为ng。再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体pg。则下列关系不正确的是（　　）

A．c= B．p=m+ C．n=m+17Vc D．m＜p＜m
19.如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒数量的关系曲线。下列说法不正确的是(　　)

A．A线表示Al3＋的物质的量的变化
B．x表示NaOH的物质的量
C．C线表示Al(OH)3的物质的量的变化
D．D线表示Al(OH)3的物质的量的变化
20.刚玉(主要成分是Al2O3)是人造红宝石和蓝宝石的原料。现用废铝屑、废酸液和废碱液来生产刚玉。为达到最大生产效率，安排生产时，废铝屑分别与废酸液作用和废碱液作用的质量比为(　　)
A． 1∶1 B． 1∶2 C． 1∶3 D． 3∶1
21.常温下，铁、铝等金属与下列物质能反应，且产生氢气的是(　　)
A． 浓硫酸 B． 稀硫酸 C． 浓硝酸 D． 稀硝酸
22.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

二、填空题
23.硫铁矿烧渣(主要成分是Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2等)是工业生产硫酸的废渣，下图为利用硫铁矿烧渣制备铁红(氧化铁)等产品的部分流程：

(1)写出流程中焦炭与四氧化三铁反应的化学方程式：_____________________________。
(2)酸浸、过滤后进入反应Ⅰ中的溶质主要是________。
(3)将碳酸亚铁固体洗涤、干燥的目的是________________________。
(4)产品a的主要成分是硫酸钾，检验产品a中是否含有氯化物(Cl－)的实验操作是：取少量产品a加适量的水溶解，_______________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
三、实验题
24.如图所示装置可用来制取氢氧化亚铁和观察氢氧化亚铁在空气中被氧化时的颜色变化。实验时必须使用铁屑、6 mol·L－1硫酸溶液和氢氧化钠溶液。

(1)B中盛有一定量的________，A中应预先加入的试剂是________，A中反应的化学方程式是______________________________。
(2)实验开始时应先将活塞E______(填“打开”或“关闭”)，目的是__________________。
(3)A反应一段时间后将活塞E______(填“打开”或“关闭”)，目的是_______________。
(4)实验结束，拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，氢氧化亚铁被氧化。若反应过程中转移了0.04 mol电子，标准状况下参加反应氧气的体积是________。
25.某研究小组利用如图装置探究温度对一氧化碳还原氧化铁的影响。

(1)MgCO3的分解产物为____________。
(2)装置C的作用是______________，处理尾气的方法为______________________。
(3)将研究小组分为两组，按如图装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组用酒类喷灯对装置D加热，反应产物均为黑色粉末(纯净物)。两组分别用产物进行以下实验。已知Fe2＋与K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀。

①乙组得到的黑色粉末是______________。
②甲组步骤1中反应的离子方程式为______________。
③乙组步骤4中，溶液变红的原因为______________________；溶液褪色可能的原因及其验证方法为________________________。
④从实验安全考虑，题图装置还可采取的改进措施是__________________________________。
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.某同学在实验室发现了一块绿色的孔雀石标本，他查阅了资料知其主要成分是Cu2(OH)2CO3。此同学现以此标本为原料制取铜，实验流程如图所示(部分生成物已省略)：

(1)溶液C中所含的溶质是________。
(2)碱式碳酸铜与稀硫酸发生的化学方程式为___________________________________。
(3)写出蓝色溶液B与铁粉发生反应的化学方程式：________________、__________________。
五、计算题
28.电解熔融的氧化铝制取金属铝，若有0.3 mol电子发生转移。
(1)理论上可以得到金属铝多少克？
(2)需氧化铝多少克？(做题过程要规范)
29.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】A
【解析】乙能与酸溶液反应产生氢气，乙活动性最强；将金属丙投入到金属甲的盐溶液中，丙的表面有金属甲析出，丙活动性强于甲，则甲、乙、丙的金属活动性顺序排列为乙＞丙＞甲。
2.【答案】D
【解析】　由题可知，Na的质量为2.3 g，物质的量为0.1 mol，m g Na与O2反应可能生成(m＋0.8)g Na2O，也可能生成(m＋1.6)g Na2O2，或Na2O和Na2O2的混合物，即固体的质量在两者之间。
3.【答案】A
【解析】有关反应的化学方程式：
6NaAlO2＋Al2(SO4)3＋12H2O===8Al(OH)3↓＋3Na2SO4；NaAlO2＋HCl＋H2O===Al(OH)3↓＋NaCl，Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O；NaAlO2＋CO2＋3H2O===Al(OH)3↓＋Na2CO3或NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3；2NaAlO2＋H2SO4＋2H2O===2Al(OH)3↓＋Na2SO4，2Al(OH)3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋6H2O；由上述方程式可知，含有等量偏铝酸钠的溶液与硫酸铝反应，产生氢氧化铝沉淀的量最大。
4.【答案】D
【解析】　铝在参加反应时1 mol Al可失去3 mol电子，因此有2 mol电子转移时需Al的物质的量为mol。
5.【答案】C
【解析】锌能与氯化亚铁溶液发生置换反应生成氯化锌和单质铁，说明金属锌的活动性比铁强。
6.【答案】D
【解析】铝制炊具是因为金属铝具有很好的延展性。
7.【答案】D
【解析】选用金属材料的参考因素：金属材料的用途、价格、外观等；金属材料的物理性质如密度、硬度、强度、导电性、导热性等(决定其加工难易程度)；金属材料的化学性质如对水的作用、耐腐蚀性等(决定其日常维护和对环境的影响)。
8.【答案】B
【解析】Mg、Zn、Fe均用R表示，这三种金属与稀硫酸反应符合通式R＋H2SO4===RSO4＋H2↑，故这三种金属的物质的量之和等于氢气的物质的量，为＝0.125 mol。
9.【答案】B
【解析】　金属单质在反应中只能失去电子，但处于中间价态的金属离子既有氧化性又有还原性，如亚铁离子既有氧化性又有还原性，A错误；因金属元素在反应中失去电子，则化合价一定升高，所以金属元素在化合物中一定显正价，B正确；排在氢后面的金属与稀硫酸等不反应，无法置换出氢气，C错误；金属单质Hg在常温下为液体，D错误。
10.【答案】B
【解析】金属与酸和水反应越剧烈，其活动性越强。
11.【答案】C
【解析】镁条能与空气中的氧气反应生成氧化镁，与氮气反应生成氮化镁，与二氧化碳反应生成单质碳和氧化镁。
12.【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。
13.【答案】A
【解析】氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液通入二氧化碳，发生反应NaAlO2＋CO2＋H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3，生成氢氧化铝，故①正确；硫燃烧生成二氧化硫，不能生成三氧化硫，故②错误；氢氧化钠与过量的二氧化碳反应生成碳酸氢钠，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳与水，故③正确；铁在氯气中点燃生成三氯化铁，第一步不能实现，故④错误。
14.【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。
15.【答案】B
【解析】碳酸钠能与二氧化碳、水直接化合生成碳酸氢钠；铁能与氯气直接化合生成氯化铁；铁能与氧气直接化合生成四氧化三铁；氢氧化亚铁能与氧气、水直接化合生成氢氧化铁。
16.【答案】C
【解析】钛是一种活泼金属，易与空气中的O2反应形成致密的氧化物保护膜而使其不易与其他物质反应，并不是它不与其他物质反应，C错。
17.【答案】C
【解析】钠在空气中易被氧化为氧化钠；钠在空气中或氧气中都能燃烧生成过氧化钠，钠在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈。
18.【答案】C
【解析】此过程发生的反应：Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑；2Al+3H2SO4===Al2（SO4）3+3H2↑；MgSO4+2KOH===Mg（OH）2↓+K2SO4；Al2（SO4）3+6KOH===2Al（OH）3↓+3K2SO4；Mg（OH）2MgO+H2O；2Al（OH）3Al2O3+3H2O。
根据电荷守恒，氢氧化镁、氢氧化铝沉淀中含有n（OH﹣），等于金属提供的电子的物质的量，等于生成氢气的获得的电子的物质的量，故生成的氢气的物质的量等于参加反应的碱的物质的量的一半，×2=cmol·L-1×V×10﹣3L，整理得c=，故 A正确；
选项B中p为生成的氧化物的质量，由MgO、Al2O3的化学式可知，氧化物的质量等于金属质量与氧原子的质量之和，由方程式可知氧原子的物质的量等于氢氧根离子物质的量的一半，故p=m+c×V×10﹣3××16=m+，B正确；
沉淀为氢氧化镁、氢氧化铝，其质量等于金属的质量与含有的氢氧根离子的质量之和，故n=m+c×V×10﹣3×17=m+，C错误；
若mg全是镁，得到的氧化物为氧化镁，根据元素守恒，则质量为p=×40=，若mg全是铝，得到的氧化物为氧化铝，根据元素守恒，则质量为p=××102=，质量介于二者之间，D正确。
19.【答案】D
【解析】　AlCl3溶液与NaOH溶液混合有两种方式：向AlCl3溶液中缓慢滴加NaOH溶液，开始有沉淀生成，后沉淀溶解，且生成沉淀与沉淀溶解消耗的NaOH的物质的量之比为3∶1，对比本题中图像，则x表示NaOH的物质的量，B项正确；另一种方式是向NaOH溶液中缓慢滴加AlCl3溶液，开始没有沉淀，后有沉淀生成，与本题图示情况不符。
20.【答案】C
【解析】铝与酸反应转化铝盐，与碱反应转化为偏铝酸盐，铝盐与偏铝酸盐反应生成氢氧化铝沉淀：
Al3＋＋3＋6H2O===4Al(OH)3↓，当n(Al3＋)∶n()＝1∶3时，二者恰好完全反应生成氢氧化铝沉淀的量最大，氢氧化铝受热分解生成氧化铝的量最大，由铝元素守恒可知：废铝屑分别与废酸液作用和废碱液作用的质量比为1∶3。
21.【答案】B
【解析】浓硫酸、浓硝酸具有强氧化性，常温下能使铁、铝等金属钝化；稀硫酸能与铁、铝等金属反应产生氢气，稀硝酸具有强氧化性，能与铁、铝等金属反应，但不能产生氢气。
22.【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。
23.【答案】(1)2C＋Fe3O43Fe＋2CO2↑
(2)硫酸亚铁
(3)除去附着在碳酸亚铁表面的杂质
(4)加入过量的硝酸钡，使其中的硫酸根离子与钡离子结合生成硫酸钡沉淀，过滤向滤液中滴加硝酸银溶液，如果有白色沉淀生成，加入硝酸白色沉淀不溶解，说明含有氯离子，如果没有沉淀生成，则不含有氯离子
【解析】(1)焦炭与四氧化三铁反应生成铁和二氧化碳；熔烧产物酸浸时，铁与硫酸反应生成氢气和硫酸亚铁溶液(含杂质)；过滤后的滤液与碳酸氢铵溶液反应生成碳酸亚铁沉淀，过滤得到的碳酸亚铁固体需将其洗涤、干燥，除去附着在碳酸亚铁固体表面的杂质(硫酸铵溶液)。取少量产品a加适量的水溶解，加入过量的硝酸钡，使其中的硫酸根离子与钡离子结合生成硫酸钡沉淀，过滤向滤液中滴加硝酸银溶液，如果有白色沉淀生成，加入硝酸白色沉淀不溶解，说明含有氯离子，如果没有沉淀生成，则不含有氯离子。
24.【答案】(1)氢氧化钠溶液　铁屑　Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
(2)打开　让生成的氢气排走装置和溶液中的空气
(3)关闭　把A中硫酸亚铁溶液压入B中反应
(4)0.224 L
【解析】(1)本实验中应用铁和硫酸反应制取氢气排除装置中的空气，同时作为氢氧化亚铁的保护气，在烧瓶中应先加入铁屑，铁和稀硫酸反应的化学方程式为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。关闭活塞E，A装置中继续产生氢气导致压强增大使硫酸亚铁溶液被压入B瓶中进行反应生成氢氧化亚铁， B中应盛有一定量的氢氧化钠溶液。
(2)实验开始时应先将活塞E打开，生成的氢气排走装置和溶液中的空气，使氢氧化亚铁不再与氧气接触，从而达到防止被氧化的目的。
(3)A装置中反应一段时间后关闭活塞E，装置内气压升高，硫酸亚铁溶液沿导管进入B装置与氢氧化钠反应生成白色沉淀氢氧化亚铁。
(4)参加反应的氧气在标准状况下的体积＝0.04 mol÷4×22.4 L ·mol－1＝0.224 L。
25.【答案】(1)MgO、CO2　(2)除CO2　点燃　(3)①Fe
②Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O　③Fe2＋被氧化为Fe3＋，Fe3＋遇SCN－显红色　假设SCN－被Cl2氧化，向溶液中加入KSCN溶液，若出现红色，则假设成立(其他合理答案均可)　④在装置BC之间添加装置E防倒吸(其他合理答案均可)
【解析】(1)MgCO3的分解类似于CaCO3。(2)Zn粉与CO2反应制备CO时，CO2可能过量，C中氢氧化钠溶液可将过量的CO2除去。尾气中的CO会污染空气，可用点燃的方法除去。(3)①根据表格中的信息可知，甲、乙两组实验所得黑色固体分别是Fe3O4、Fe。②Fe3O4可视为FeO·Fe2O3。FeO、Fe2O3与盐酸反应的化学方程式分别为FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O、Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O，叠加得Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O，改写成离子方程式为Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。③乙组实验步骤3得到的溶液中含有Fe2＋而无Fe3＋，滴加新制氯水变红是由于Fe2＋被氧化为Fe3＋，溶液随后褪色，可能是由于Cl2将SCN－氧化，欲验证此结论是否正确，可向溶液中重新滴加KSCN溶液，观察是否重新出现红色。若出现红色，则假设成立，否则不成立。④B装置温度较高，若发生倒吸，则会造成玻璃管炸裂，因此可在装置B、C之间增加防倒吸装置。
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)FeSO4
(2)Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O
(3)Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4、Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
【解析】碱式碳酸铜与过量稀硫酸反应后得到蓝色硫酸铜溶液B，但此溶液还有剩余的硫酸，加入铁粉时可发生铁与硫酸和硫酸铜的反应；B溶液与铁粉反应后的固体D与稀硫酸反应可生成无色气体E说明在B中加入的铁粉是过量的，C中溶质只有硫酸亚铁。
28.【答案】设参加反应的氧化铝的质量为xg，生成的铝的质量为yg，

得x＝5.1 g，y＝2.7 g
答：理论上可以得到金属铝2.7 g，需氧化铝5.1 g。
【解析】根据电解氧化铝的化学方程式进行计算2Al2O34Al＋3O2↑
29.【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。