2020级人教版高中化学必修1第三章《金属及其化合物》测试卷 （含答案）

第三章《金属及其化合物》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.下列物质中，不属于铁合金的是(　　)
A．
球墨铸铁
B．
不锈钢
C．
锰钢
D．
氧化铁
2.铁和不锈钢(铁合金)都是生活中常见的材料，下列说法中不正确的是(　　)
A．
铁和不锈钢都能与盐酸反应
B．
铁是纯净物，不锈钢是混合物
C．
铁和不锈钢都只含有金属元素
D．
不锈钢比铁更耐腐蚀
3.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，在相同状况下，两个反应放出气体的体积相等，则反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比是(　　)
A．
1∶1
B．
2∶1
C．
3∶1
D．
1∶3
4.镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可缺少的原料，工业制造镁粉是将镁蒸气在某冷却剂中冷却。①空气、②氧气、③氩气、④氢气、⑤氮气、⑥二氧化碳，其中可作为镁蒸气冷却剂的是(　　
)
A．
①②
B．
③④
C．
③⑥
D．
③⑤
5.钠元素焰色反应的颜色呈(　　)
A．
砖红色
B．
紫色
C．
黄色
D．
绿色
6.侯氏制碱法制备的工业产物主要是(　　)
A．
碳酸钠
B．
NaOH
C．
碳酸氢钠
D．
氯化铵
7.下列对于氧化钠和过氧化钠的比较正确的一项是(　　)
A．
氧化钠和过氧化钠都是钠的氧化物，都是碱性氧化物
B．
氧化钠和过氧化钠都是易溶于水(与水反应)的白色固体
C．
过氧化钠在和二氧化碳的反应中既是氧化剂又是还原剂
D．
过氧化钠与水反应时，1
mol
Na2O2转移2
mol电子
8.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
9.两份铝屑，第一份与过量的盐酸反应，第二份与过量的氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为1∶2，则第一份与第二份铝屑的质量比为(　　)
A．
1∶1
B．
1∶2
C．
1∶3
D．
1∶4
10.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
11.某CuSO4、Fe2（SO4）3、H2SO4的混合溶液100
mL，已知溶液中阳离子的浓度相等（不考虑水解），且的物质的量浓度为9
mol·L-1，则此溶液最多溶解Mg的质量为（　　）
A．
24
g
B．
18
g
C．
21.6
g
D．
14.4
g
12.下列各组溶液混合时，相互滴加的顺序不同，反应现象仍相同的是(　　)
A．
氯化铝溶液与氢氧化钠溶液
B．
碳酸氢钡溶液与氢氧化钡溶液
C．
偏铝酸钠溶液与硫酸溶液
D．
碳酸钠溶液与盐酸溶液
13.用等质量的金属钠进行下列实验，产生氢气最多的是(　　)
A．
将钠放入足量的稀盐酸中
B．
将钠放入足量的稀硫酸中
C．
将钠放入足量的硫酸氢钠溶液中
D．
将钠用铝箔包好，并刺穿一些小孔，放入足量的水中
14.下列有关铁和铁合金的说法错误的是(　　)
A．
生铁比铁软
B．
铁有良好的导热性
C．
钢是铁的合金
D．
铁在潮湿的空气中容易生锈
15.向某溶液中加入含Fe2＋的溶液后，无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后，混合溶液变成红色，则下列结论错误的是(　　)
A．
该溶液中一定含有SCN－
B．
氧化性：Fe3＋>Cl2
C．
Fe2＋与SCN－不能形成红色物质
D．
Fe2＋被氧化为Fe3＋
二、实验题(共3小题)
16.如何设计实验证明氧化铝的熔点高于铝？写出实验步骤和现象。
17.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__________________________________。
18.根据生活常识可知，铁不能与冷、热水反应，但能否与水蒸气反应呢？现利用如图装置研究铁与水蒸气的反应。
(1)湿棉花的作用是____________________。
(2)如何验证铁与水蒸气反应产生的氢气___________________________________________。
(3)写出铁与水蒸气在高温下反应的化学方程式：__________________________。
三、计算题(共3小题)
19.现用铝与实验室中的盐酸反应，制取标准状况下氢气4.48
L。
(1)如果选用所贴标签为2.0
mol·L－1的盐酸，至少需要该盐酸多少毫升？
(2)如果选用所贴标签为7%的盐酸(密度为1.043
g·mL－1)，至少需要该盐酸多少毫升？
20.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______。
21.小明同学想测量某赤铁矿样品中氧化铁的纯度(假设其他成分不与酸反应，也不溶于水)，进行了如下实验：称取10.00
g赤铁矿样品，加入到烧杯中，再加入92.50
g
的稀硫酸，恰好完全反应，过滤得滤渣2.50
g。试计算：
(1)赤铁矿样品中氧化铁的质量分数？
(2)上述反应后所得滤液中溶质的质量分数？
四、填空题(共3小题)
22.下表是某种常见金属的部分性质：
将该金属投入到稀盐酸中，可产生大量的无色气体。根据上述信息回答下列问题：
(1)推断该金属的一种用途是__________________________。
(2)该金属的活动性比铜__________(填“强”或“弱”)。
(3)请自选试剂，设计实验探究该金属与铁的活动性的强弱。
①一种猜想____________________________________；
②验证方法____________________________________；
③实验现象____________________________________；
④实验结论____________________________________。
23.某实验小组拟验证CO2与Na2O2反应的产物，现设计以下实验装置进行实验。
（1）写出装置A中反应的化学方程式____________________。
（2）写出装置B中反应的化学方程式____________________________________。
（3）拟用装置D收集气体产物，请在方框中将装置补充完整______________________。
（4）产物检验：检验气体产物的方法：_________________________________________。
（5）检验固体产物的方法：从B装置中取少量固体，溶于水配成溶液，_____________________________。
（6）有同学认为该实验装置存在明显缺陷，你认为该缺陷是什么____________。
24.某化学课外小组欲制取纯净的Na2CO3溶液并讨论实验过程中的相关问题。可供选择的试剂：
A．大理石　　　　　　
B．盐酸
C．氢氧化钠溶液
D．澄清石灰水
三名同学设计的制备实验方案的反应流程分别如下：
甲：NaOH溶液Na2CO3溶液
乙：NaOH溶液NaHCO3溶液Na2CO3固体Na2CO3溶液
丙：NaOH溶液NaHCO3溶液Na2CO3溶液
请回答下列问题：
(1)请指出甲、乙两方案的主要缺点：
甲方案：________________________________________________________________________。
乙方案：________________________________________________________________________。
(2)假设反应③所得的NaHCO3溶液中含有Na2CO3，现要用A～D四种试剂证明Na2CO3的存在，你所选择的试剂有________________(填字母)。
(3)下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是________(填字母)。
A．取a克混合物充分加热，减重b克
B．取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼热，得b克固体
C．取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克
D．取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体
答案解析
1.【答案】D
【解析】球墨铸铁是铁、碳、硅、锰形成的合金；不锈钢是铁、铬、镍形成的合金；锰钢是铁、锰、碳形成的合金；氧化铁是金属氧化物，不属于合金。
2.【答案】C
【解析】铁和不锈钢(铁合金)都能与盐酸反应，在高温下都能与水蒸气反应；不锈钢含有碳、硅等非金属，属于混合物；不锈钢的抗腐蚀性能比铁好。
3.【答案】C
【解析】由2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，当生成氢气的体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为3∶1。
4.【答案】B
【解析】镁粉可在空气、氧气、氮气、二氧化碳等气体中燃烧，这些气体不能作为镁蒸气的冷却剂，氩气、氢气与镁粉不反应，可作为镁蒸气的冷却剂。
5.【答案】C
【解析】焰色反应：钠元素为黄色，钙元素为砖红色，铜元素为绿色，钾元素为紫色(透过蓝色钴玻璃片观察)。
6.【答案】A
【解析】我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱，有关反应的化学方程式：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3、NH4HCO3＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，工业产物是Na2CO3，A正确；无论反应物、生成物、中间产物，均与NaOH无关，B错误；NaHCO3为中间产物，C错误；氯化铵为副产品，D错误。
7.【答案】C
【解析】过氧化钠是淡黄色固体，与水反应时除了生成碱外，还生成了氧气，过氧化钠不属于碱性氧化物；
过氧化钠与二氧化碳或水反应时，过氧化钠中氧元素的原子间发生电子转移，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂，二氧化碳或水既不是氧化剂又不是还原剂，
1
mol
过氧化钠反应转移1
mol
e－。
8.【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。
9.【答案】B
【解析】铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式为
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑；
由化学方程式可知，铝与产生氢气的物质的量关系式都为2Al～3H2↑，
若二者产生氢气的体积比为1∶2，则第一份与第二份铝屑的物质的量比为1∶2，质量比也为1∶2。
10.【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。
11.【答案】C
【解析】足量的Mg与CuSO4、Fe2（SO4）3、H2SO4的混合溶液反应最终得到MgSO4，由元素守恒可知，可知n（Mg）=n（MgSO4）=n（）=0.1
L×9
mol·L-1=0.9
mol，故最多溶解Mg的质量=0.9
mol×24
g·mol-1=21.6
g，故选C。
12.【答案】B
【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(如硫酸)、碳酸盐溶液(如碳酸钠溶液)与强酸(如盐酸)等，它们相互滴加的顺序不同，其反应与现象不同。
13.【答案】D
【解析】　A、B、C三项中都是钠与酸或水反应放出氢气；而D项中除了Na与水反应放出H2外，铝还会与生成的NaOH溶液反应放出一定量的氢气。
14.【答案】A
【解析】合金的硬度一般大于各成分金属，生铁比铁的硬度大；铁具有良好的导热性；钢是铁的合金，；铁在潮湿的空气中容易生锈。
15.【答案】B
【解析】溶液中的Fe2＋与加入的新制氯水发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，故氧化性：Fe3＋16.【答案】取一小片铝箔，用坩埚钳夹住后置于酒精灯火焰上点燃，不久可看到铝箔“滴而不落”。
【解析】铝箔加热燃烧时，表面生成氧化铝，燃烧过程放出的热使内部铝熔化，外部氧化铝不熔化，包裹着内部液态铝形成不会滴落的金属液体。
17.【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。
18.【答案】(1)产生水蒸气
(2)用坩埚钳夹住燃着的火柴(或燃着的木条)，去点燃从肥皂液中吹出的气泡，若发出爆鸣声，则可证明铁与水蒸气发生反应生成了H2
(3)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
【解析】加热湿棉花可产生水蒸气，发生3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。用坩埚钳夹住燃着的火柴(或燃着的木条)，去点燃从肥皂液中吹出的气泡，若发出爆鸣声，则可证明铁与水蒸气反应生成了H2。
19.【答案】(1)200
mL　(2)200
mL
【解析】(1)n(H2)
＝
4.48
L/22.
4
L·mol－1＝0.2
mol
，由2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑可知n(HCl)＝0.4
mol
，V＝n/c(B)
＝0.4
mol/2.0
mol·L－1＝0.2
L＝200
mL。
(2)标签为7%的盐酸(密度为1.043
g·mL－1)，物质的量浓度c(B)＝mol·L－1≈2.0
mol·L－1，与(1)中盐酸浓度相同，至少需要盐酸仍为200
mL。
20.【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。
21.【答案】(1)75%　(2)18.75%
【解析】(1)赤铁矿样品中氧化铁的质量分数为×100%＝75%。
(2)设反应所得滤液中硫酸铁的质量为x，
＝
x＝18.75
g，
反应所得滤液中溶质的质量分数为×100%＝18.75%。
22.【答案】(1)用于制电线或实验室制氢气等(合理即可)
(2)强
(3)①该金属的活动性比铁强
②取两支大小相同的试管，分别注入同体积、同浓度的稀盐酸向两支试管中同时分别加入大小和表面积相同的铁片和该金属片，比较反应快慢
③都有气泡放出，被测金属产生气泡更快
④被测金属的活动性比铁强
【解析】(1)该金属具有良好的导电性，且能与盐酸反应生成气泡，因此可以作导线，也可以用来制取氢气等。
(2)由于金属X可以和盐酸反应，说明其金属活动性在氢前，比铜活动性强。
(3)为了证明X和铁的金属活动性强弱，可以采用和酸溶液反应，也可以和盐溶液反应。
23.【答案】（1）2NaHCO3Na2CO3+
CO2↑
+
H2O
（2）2Na2O2+
2CO2===2Na2CO3+
O2
（3）
（4）打开集气瓶，用带火星的木条伸入瓶内，木条复燃
（5）滴加盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊
（6）碳酸氢钠受热分解产物中有水，水也与过氧化钠反应，干扰二氧化碳与过氧化钠反应产物的检验
【解析】本实验中NaHCO3固体加热分解产生CO2，CO2与Na2O2固体反应生成Na2CO3和O2。Na2CO3的检验方法：将其溶于水得到溶液，加入稀盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体；O2的检验方法：收集一瓶气体，用带火星的木条伸入瓶内，木条复燃。本实验的缺点是NaHCO3固体加热分解还产生H2O，H2O能与Na2O2反应生成NaOH，干扰产物的检验。
（1）NaHCO3固体加热分解产生CO2、H2O、Na2CO3，
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
（2）Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
（3）采用排水法收集氧气，导气管短进长出，装置如右：
（4）气体为O2，检验方法：收集一瓶气体，用带火星的木条伸入瓶内，木条复燃，则为O2。
（5）固体为Na2CO3，Na2CO3的检验方法：将其溶于水得到溶液，加入稀盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则为Na2CO3。
（6）
碳酸氢钠受热分解生成水,
水也与过氧化钠反应，干扰二氧化碳与过氧化钠反应产物的检验,CO2必须通过浓硫酸干燥。
24.【答案】　(1)由于难以控制CO2的量，故很难得到纯净的Na2CO3　原料利用率低，程序复杂　(2)BD　(3)C
【解析】　(1)NaOH与CO2反应时两者量不同，产物不同，CO2不足时，2OH－＋CO2===CO＋H2O；CO2过量时，OH－＋CO2===HCO。甲不能控制通入CO2的物质的量，也就不能控制产物为纯净的Na2CO3；乙的操作程序复杂；丙应将NaOH溶液分成两等份，一份通入足量CO2，加热赶出其中溶解的CO2，再将另一份NaOH溶液与NaHCO3溶液混合即可得到纯净的Na2CO3溶液。
(2)检验NaHCO3溶液中含有Na2CO3，应向溶液中加入BaCl2或CaCl2，所以应选盐酸和澄清石灰水，二者生成CaCl2再检验。
(3)A选项采用差量法，减少的质量为碳酸氢钠分解生成二氧化碳和水的质量，由此可求出碳酸氢钠的质量，进而求出碳酸钠的质量分数；B选项中b克固体为生成的氯化钠的质量，根据钠原子守恒和混合物总质量可列式计算出碳酸钠的质量，进而求出碳酸钠的质量分数；C选项中碱石灰增加的质量为盐与酸反应生成的二氧化碳的质量及溶液中挥发出来的水蒸气的质量，因此不能通过数据准确计算出碳酸钠的质量分数；D选项中沉淀的质量即为碳酸钡的质量，根据碳酸钡的质量和混合物总质量可以列式求出碳酸钠的质量，进而求出碳酸钠的质量分数。