2019-2020人教版高一化学必修1第三章《金属及其化合物》测试卷（解析版）

第三章《金属及其化合物》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.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． 合金的硬度一般小于成分金属的硬度
C． 废旧电池中的回收，可减少对环境的污染
D． 铝表面易形成致密的氧化膜，可阻止铝进一步被氧化
2.Mg、Al、Fe三种金属的混合物与足量的稀硫酸反应，生成2.80 L H2(标准状况)，则三种金属的物质的量之和不可能是(　　)
A． 0.120 mol
B． 0.110 mol
C． 0.080 mol
D． 0.100 mol
3.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
4.下列叙述不正确的是(　　)

A． 答案A
B． 答案B
C． 答案C
D． 答案D
5.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
6.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
7.下列叙述正确的是(　　)
A． 镁条在二氧化碳中不能燃烧
B． 镁条在氧气或氮气中都能反应
C． 镁在空气中燃烧的产物只有氧化镁
D． 干粉扑灭器可用来扑灭镁燃烧引起的火灾
8.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
9.下列物质属于铁合金的是(　　)
A． 铁水
B． 氧化铁
C． 钢
D． 赤铁矿
10.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
11.已知28 g CuO和MgO的固体混合物与200 mL某H2SO4溶液恰好完全反应，将反应后的溶液小心蒸干，得到固体68 g。则原H2SO4溶液的物质的量浓度和原固体混合物中氧元素的质量分数分别是(　　)
A． 2.5 mol·L－1　28.57%
B． 2.2 mol·L－1　23.07%
C． 1.5 mol·L－1　24.55%
D． 2.5 mol·L－1　18.37%
12.某化学兴趣小组为探究某镁铝合金的组成，取15 g该镁铝合金的样品加入到足量稀硫酸中，充分反应后产生标准状况下15.68 L的H2，则该合金中Al的质量分数为(　　)
A． 28%
B． 36%
C． 64%
D． 72%
13.下列溶液分别与碳酸氢钠溶液混合后不能发生反应的是(　　)
A． 氢氧化钙溶液
B． 氢氧化钡溶液
C． 氢氧化钠溶液
D． 氯化钙溶液
14.关于氢氧化铁和氢氧化亚铁的下列叙述中错误的是 (　　)
A． 都是不溶于水的固体
B． 都能与酸反应生成盐和水
C． 不稳定，受热都能分解
D． 在空气中都容易被氧化
15.用足量的一氧化碳还原4.64 g某金属氧化物，把生成的二氧化碳全部通入到过量的澄清石灰水中，得到的沉淀干燥后质量为8.0 g，则此金属氧化物是下列中的(　　)
A． 氧化铜
B． 氧化铁
C． 四氧化三铁
D． 二氧化锰
二、填空题(共3小题)
16.铜在自然界多以＋1价存在于矿石中，在固态特别是高温下，＋1价铜的化合物比＋2价稳定。用辉铜矿(Cu2S)炼铜的方法如下：
(1)将辉铜矿在空气中高温焙烧，生成两种氧化物，反应的化学方程式是_____________。
(2)向焙烧得到的矿石中，再加上原矿石一半质量的未经焙烧过的矿石，混合后隔绝空气进行高温煅烧，得到金属铜和一种具有刺激性气味的气体，反应的化学方程式是____________。
17.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)金属阳离子只有氧化性，不可能有还原性(　　)
(2)实验室配制FeSO4溶液时，常在溶液中加入少量铁粉(　　)
(3)氯化亚铁不可能由化合反应生成(　　)
(4)Fe3＋、Cu2＋、H＋、Fe2＋四种离子中氧化能力最强的是Fe3＋(　　)
(5)Fe(OH)2在空气中充分加热时，可分解为FeO和H2O(　　)
(6)Fe2O3→Fe(OH)3不能经过一步反应实现(　　)
(7)向FeCl3溶液中滴加适量的KSCN溶液，产生红色沉淀(　　)
(8)向某溶液中滴加氯水，后滴加KSCN溶液，溶液变红色，则原溶液中有Fe2＋(　　)
18.某工厂用氯化铁溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路，发生反应的化学方程式为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2。实验小组的同学对生产印刷电路板的废液成分进行了如下探究：
①取少量废液，滴加硫氰化钾溶液显红色。
②取10 mL废液，加入足量的硝酸银溶液，析出沉淀8.61 g。
③另取10 mL废液，加入一定质量的铜片，充分反应后，测得铜片的质量减少了0.256 g，再向反应后的溶液中滴加硫氰化钾溶液不变色。
根据探究实验得出结论：
(1)废液中含有的金属离子是__________________。
(2)该厂使用的氯化铁溶液的物质的量浓度是__________________。
(3)10 mL废液中铜离子的物质的量是______________。
三、实验题(共3小题)
19.某同学为测定一定质量的钠与水反应产生的氢气的体积，设计了图1装置进行实验。

(1)实验开始，欲使钠与水接触反应，应如何操作？______________________________；反应开始后，试管中能观察到的现象是__________________________________________。
(2)已知有关物质的密度ρ(K)：0.86 g·cm－3，ρ(Na)：0.97 g·cm－3，ρ(煤油)：0.8 g·cm－3。如果将钠换成相同大小的钾进行上述实验，结果钾反应完所用时间比钠反应完所用的时间________(填“长”或“短”)，其原因是________________________________。
(3)从实验的安全考虑，比较金属钠、钾与水反应的实验操作图A、图B，请指出图B表示哪种金属与水反应____________________________。
20.某课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，采用了不同的实验方法(装置如图所示)。


(1)根据上图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的是(填装置序号)____________。
(2)图Ⅲ所示实验能够鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为____________________。
(3)图Ⅳ不仅能鉴别碳酸钠和碳酸氢钠，同时又能验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的物质为__________，实验过程中的现象为______________________________。
21.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、计算题(共3小题)
22.某课外活动小组为了测定铜铁合金中铁的质量分数，现取铜铁合金样品20.0 g，将80.0 g稀硫酸平均分成4份，分4次逐渐加入到样品中，每次充分反应后测得剩余固体质量见下表

试求：
(1)20.0 g铜铁合金中，铜的质量是______。
(2)铜铁合金中，铁元素的质量分数是______。
(3)20 g稀硫酸溶液中溶质质量是______。
23.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）
24.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)。


答案解析
1.【答案】B
【解析】合金的硬度一般大于成分金属的硬度，B错误。
2.【答案】C
【解析】生成2.8 L H2共转移电子×2＝0.25 mol，需Mg：0.25 mol/2＝0.125 mol、Al：0.25 mol/3≈0.083 mol、Fe：0.125 mol。故得：0.083 mol＜n(金属)＜0.125 mol。
3.【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。
4.【答案】D
【解析】A项，发生反应：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，正确；B项，发生反应：Fe＋2FeCl3===3FeCl2，正确；C项，发生反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，而Fe不与NaOH溶液反应，正确；D项，混合物在空气中灼烧时会发生分解最终生成Fe2O3，错误。
5.【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。
6.【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。
7.【答案】B
【解析】镁条在氧气、氮气和二氧化碳中都能燃烧，在空气中燃烧的产物有氧化镁、氮化镁和单质碳；镁条能与干粉扑灭器产生的二氧化碳反应，所以干粉扑灭器不能用来扑灭镁燃烧而引起的火灾。
8.【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。
9.【答案】C
【解析】钢是铁的合金；铁水属于液态的铁单质，赤铁矿是以氧化铁为主要成分的混合物，它们都不属于合金。
10.【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。
11.【答案】A
【解析】将反应后的溶液蒸干得到CuSO4、MgSO4固体，根据CuO～CuSO4、Mg～MgSO4可知，固体增加的质量为“SO3”的质量，“SO3”的物质的量为＝0.5 mol，故原H2SO4溶液中n(H2SO4)＝0.5 mol，原固体混合物中n(O)＝0.5 mol，故原H2SO4溶液中c(H2SO4)＝＝2.5 mol·L－1，原固体混合物中氧元素的质量分数为×100%≈28.57%。
12.【答案】B
【解析】设该合金样品中Mg、Al的物质的量分别为xmol、ymol，则24x＋27y＝15　①。根据Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑、2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑，可知x＋y＝　②，联立①、②，解得x＝0.4，y＝0.2。则合金中Al的质量分数为×100%＝36%。
13.【答案】D
【解析】碳酸氢钠溶液与氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化钠等碱溶液都能反应，生成碳酸盐和水；碳酸氢钠溶液与钙盐溶液、钡盐溶液等不反应。
14.【答案】D
【解析】氢氧化铁和氢氧化亚铁都不溶于水，都能与酸反应生成盐和水，受热都能分解生成相应的氧化物和水；氢氧化亚铁具有还原性，在空气中易被氧化为氢氧化铁，氢氧化铁在空气中不能被氧化。
15.【答案】C
【解析】二氧化碳的物质的量＝8.0 g÷100 g·mol－1＝0.08 mol,1 mol一氧化碳可结合氧化物中的1 mol氧原子，生成1 mol二氧化碳，氧化物中氧元素的质量＝0.08 mol×16 g·mol－1＝1.28 g，氧化物中金属元素的质量＝4.64 g－1.28 g＝3.36 g，金属元素与氧元素的质量比＝3.36 g∶1.28 g＝21∶8，结合选项分析，只有四氧化三铁符合题意。
16.【答案】(1)2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2　(2)2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑
【解析】在高温下＋1价铜稳定，硫化亚铜在空气中高温焙烧应生成稳定的氧化亚铜；从元素角度看，另一种氧化物只能是二氧化硫。矿石焙烧生成的氧化亚铜，能与原矿石中的硫化亚铜在高温下反应生成铜和二氧化硫。
17.【答案】　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√　(7)×　(8)×
【解析】
18.【答案】(1)Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋　(2) 2 mol·L－1
(3)0.006 mol
【解析】由题意可知，废液中一定含有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋。
氯离子的物质的量＝8.61 g÷143.5 g·mol－1＝0.06 mol，氯化铁的物质的量＝0.06 mol÷3＝0.02 mol, 氯化铁溶液的物质的量浓度＝0.02 mol÷0.01 L ＝ 2 mol·L－1。铜片减少的物质的量＝0.256 g÷64 g·mol－1＝0.004 mol，由2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2可知，对应生成氯化亚铁的物质的量＝0.004 mol×2 ＝0.008 mol，生成氯化铜的物质的量＝0.004 mol，氯化亚铁和氯化铜共含氯离子＝0.008 mol×2＋0.004 mol×2 ＝0.024 mol，原废液中的氯化亚铁和硫化铜含有氯离子＝0.06 mol－0.024 mol＝0.036 mol ，氯化亚铁和氯化铜以2∶1存在，可知废液中原氯化亚铁的物质的量＝0.012 mol，氯化铜的物质的量＝ 0.006 mol。
19.【答案】(1)按住橡皮塞，将大头针向上拔出　钠在煤油与水接触的界面之间上下沉浮，并不断减小，直到消失，同时有气泡产生
(2)长　钾的密度比钠小，与水反应产生少量的气体即可使钾上浮进入煤油中，钾的密度与煤油密度相近，在煤油中滞留时间长
(3)钾与水反应
【解析】(1)按住橡皮塞，将大头针向上拔出，让金属钠和大头针脱离进入到水中；钠的密度大于煤油而小于水，处于水与煤油的交界处，钠与水反应生成的H2推动钠离开水层，进入煤油层；钠与煤油不反应且密度大于煤油，又会下沉进入煤油与水交界处，继续与水反应，如此反复，直至钠与水反应完全。
(2)钾的密度比金属钠的小，钾和水反应产生的氢气可以让金属钾进入煤油中，金属钾和煤油的密度相近，在煤油中滞留时间长。
(3)金属钾的活泼性比钠强，与水反应剧烈，为防止生成的碱液伤人，可以在上方罩一个玻璃片。
20.【答案】(1)Ⅱ
(2)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
(3)碳酸氢钠　a中石灰水变浑浊，b中石灰水不变浑浊
【解析】(1)Ⅰ装置为长颈漏斗组装的气体发生装置，一般适用于难溶性固体与溶液的反应，而碳酸钠和碳酸氢钠均为易溶于水的固体，不能以此装置来实验。Ⅱ装置中，碳酸钠和盐酸反应时，先Na2CO3＋HCl===NaCl＋ NaHCO3，后NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，而碳酸氢钠和盐酸反应时，NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，二者产生气泡快慢不同，能够达到实验目的。
(2)Ⅲ中，加热碳酸氢钠能分解生成碳酸钠和水、二氧化碳，碳酸钠不能。
(3)碳酸钠直接加热不产生气体，而碳酸氢钠不直接加热就产生气体，就可说明碳酸氢钠不稳定，所以试管B中装入的固体最好是碳酸氢钠，观察到现象为a中石灰水变浑浊，b中石灰水不变浑浊。
21.【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。
22.【答案】(1)13 g　(2)35%　(3)4.9 g
【解析】(1)由表中数据可知，前两次每20 g稀硫酸最多消耗2.8 g铁，第三次加20 g稀硫酸只消耗了1.4 g铁，说明铁已全部参与反应，硫酸有多余，剩余的固体全部是铜，其质量为13 g。
(2)铁的质量分数为×100%＝35%。
(3)第一次稀硫酸反应的铁的质量＝20 g－17.2 g＝2.8 g，
由Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑可知，
硫酸的质量＝2.8 g÷56 g·mol－1×98 g·mol－1＝4.9 g。
23.【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。
24.【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%。