第三章 金属及其化合物综合测试.docx
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第三章金属及其化合物综合测试
第三章
金属及其化合物综合测试
时间：
90分钟 满分：
100分
第Ⅰ卷 （选择题，共48分）
一、选择题（本题包括16小题。
每小题3分，共48分）
1．下列有关金属及其合金的说法不正确的是（ ）
A．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的
B．生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加
C．镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹
D．日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用
解析：
本题考查金属的相关知识，主要涉及Mg、Al。
B项中生铁、普通钢、不锈钢中碳含量应是依次减少的，故B错。
答案：
B
2．“神七”飞天，标志着中国的航空铝材处于领先世界的行列。
下面关于铝合金的说法中，错误的是（ ）
A．铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点低
B．高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼
C．镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱（NaOH）腐蚀
D．镁铝合金在冷的浓H2SO4中钝化
解析：
本题考查合金的知识，属容易题。
在冷的浓H2SO4中钝化的金属为Al和Fe，故D项中，镁不会钝化，不正确。
答案：
D
3．下列反应中，改变反应物的用量或浓度，不会改变反应产物种类的是（ ）
A．碳粉在氧气中燃烧 B．铁在氧气中燃烧
C．CO2通入氢氧化钠溶液D．铜和硝酸溶液反应
解析：
考查物质间反应的条件。
碳与氧气反应可以生成二氧化碳也可以生成一氧化碳，故A错；铁在氧气中燃烧只生成四氧化三铁，故B正确；二氧化碳与氢氧化钠溶液反应可生成碳酸钠也可以生成碳酸氢钠，故C错；因硝酸浓度不同而产生不同的含氮氧化物，故D错。
答案：
B
4．（2010·石家庄质检二）甲、乙为短周期元素的单质，丙、丁为氧化物，它们存在如下转化关系：
则甲和乙可以是（ ）
A．钠和氢气 B．镁和碳
C．氧气和硫D．铝和铁
答案：
B
5．在可溶性铝盐溶液中加入氢氧化钠溶液时，溶液中不可能产生的物质是（ ）
A．Al（OH）3B．NaAlO2
C．NaAl（OH）4D．Al2O3
解析：
本题考查Al（OH）3和Al2O3的两性。
当铝盐中加少量的氢氧化钠溶液时，可以生成Al（OH）3，A正确；当氢氧化钠溶液过量时，Al（OH）3溶解，B、C正确；Al2O3不会在溶液中生成。
答案：
D
6．（2010·陕西西安质检）现有铝和过氧化钠的固体混合物样品，加入稀盐酸使混合物完全溶解，所得溶液中c（Al3＋）：
c（H＋）：
c（Cl－）＝1：
2：
8，则原固体混合物中铝元素与氧元素的质量比为（ ）
A．3：
4B．9：
32
C．9：
16D．9：
8
解析：
根据反应后溶液中含有H＋，显然加入的盐酸过量，溶液中的溶质为NaCl、AlCl3、HCl，根据电荷守恒得：
c（H＋）＋c（Na＋）＋3c（Al3＋）＝c（Cl－），设c（Al3＋）、c（H＋）、c（Cl－）分别为a、2a、8a，则c（Na＋）＝3a，根据元素守恒，则Al、Na2O2的物质的量之比为1：
1.5，故Al、O的质量比为1×27/（1.5×2×16）＝9/16。
答案：
C
7．下列离子方程式书写正确的是（ ）
A．铝粉投入到NaOH溶液中：
2Al＋2OH－===2AlO
＋H2↑
B．AlCl3溶液中加入足量的氨水：
Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓
C．三氯化铁溶液中加入铁粉：
Fe3＋＋Fe===2Fe2＋
D．FeCl2溶液跟Cl2反应：
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
解析：
离子反应方程式必须符合反应原理，A应为2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO
＋3H2↑；氨水是弱碱不能写成离子形式，B错；离子方程式必须符合质量（原子个数）守恒和电荷守恒，所以C错。
答案：
D
8．为了检验某FeCl2溶液是否变质，最好向溶液中加入（ ）
A．NaOH溶液B．铁片
C．KSCN溶液D．石蕊溶液
解析：
本题考查Fe3＋的检验。
FeCl2变质后会生成Fe3＋，Fe3＋与SCN－反应迅速变为血红色，非常灵敏，选C。
答案：
C
9．在Fe2（SO4）3溶液中，加入agCu，完全溶解后，又加入bgFe，充分反应后得到cg残余固体，且a＞c。
则下列判断不正确的是（ ）
A．最后溶液中一定不含Fe3＋
B．残余固体可能是Fe、Cu的混合物
C．最后溶液中一定含Fe2＋
D．残余固体一定是Cu
解析：
本题考查金属及其化合物的性质。
发生的反应有Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，a＞c，说明铜没有完全被置换出来，则铁已经完全反应，残余固体一定是铜，溶液中不可能有Fe3＋，否则生成的铜会与之反应。
B选项错误。
答案：
B
10．（2010·荆州）某透明溶液中可能含有Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、NH
、Cl－、I－、NO
、SO
（H＋、OH－没有列出）中的一种或几种，为了确认溶液中离子的存在情况，分别取等量的试液装入5支试管做如下实验：
①测定溶液的pH＝2；
②若向溶液中滴加过量的氢氧化钠溶液经过滤，洗涤，灼烧，称重得固体质量为3.2g；
③若向溶液中加入过量的浓氢氧化钠溶液，加热，收集气体1.12L（标准状况）；
④若向溶液中加入过量氯化钡溶液经过滤，洗涤，干燥，称重得固体2.33g；
⑤若向溶液中加入适量浓硫酸，再加入铜粉，振荡溶液，产生红棕色气体。
下列对实验结论分析合理的是（ ）
A．可能存在Fe2＋、Al3＋
B．只存在Fe3＋、NH
、NO
、SO
C．一定不存在Cl－、I－
D．可能存在Al3＋、Cl－
答案：
D
11．某化学小组在常温下为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下探究性实验方案：
方案Ⅰ：
铜铝混合物
测定生成气体的体积
方案Ⅱ：
铜铝混合物
测定剩余固体的质量
下列有关判断中不正确的是（ ）
A．溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液
B．溶液A和B均可以选用稀硝酸
C．若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小
D．实验室中方案Ⅱ更便于实施
解析：
A项中，盐酸或NaOH溶液只与铝反应，不与铜反应，故A正确；C项中溶液B选用浓硝酸，铝遇浓硝酸表面发生钝化，则测得铝的质量偏大，铜的质量分数偏小，故C正确；D项中方案Ⅰ要测定生成气体的体积，较难以实现，故实验室中方案Ⅱ更便于实施。
答案：
B
12．（2010·湖北八校）将由FeSO4、Ba（OH）2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量的水中，用玻璃棒搅拌，充分溶解，一段时间后，向稳定的混合物溶液中滴加1mol·L－1的稀硫酸，加入稀硫酸的体积与生成沉淀的物质的量关系如图所示。
下列有关判断不正确的是（ ）
A．AB段发生反应的离子方程式为：
Ba2＋＋SO
＋2H＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O
B．D点表示的溶液呈酸性
C．C点表示的沉淀的化学式为Al（OH）3、BaSO4、Fe（OH）2
D．混合物中FeSO4和AlCl3的物质的量相等
答案：
C
13．将11.9gMg、Al、Fe组成的合金溶于足量的NaOH溶液中，合金质量减少了2.7g。
另取等质量的合金溶于过量稀硝酸中，生成了6.72L（标准状况下）NO，向反应后的溶液中加入适量NaOH溶液恰好使Mg2＋、Al3＋、Fe3＋完全转化为沉淀，则沉淀质量为（ ）
A．22.1g B．27.2g
C．30gD．无法确定
解析：
易知铝为2.7g即0.1mol，因1molMg、1molFe、1molAl与过量稀硝酸反应时可分别得到2/3molNO、1molNO、1molNO，设镁、铁的物质的量分别为x、y,24x＋56y＝9.2g,2/3x＋y＝0.2mol，解得x＝0.15mol，y＝0.1mol。
得到的沉淀为0.15molMg（OH）2、0.1molFe（OH）3、0.1molAl（OH）3的混合物，故答案为B。
答案：
B
14．（2010·山东临沂摸底）已知A、B、D、E均为中学化学常见物质，它们之间的转换关系如右图所示（部分产物略去，①②③④的反应条件均相同）。
则A、E可能的组合为：
①CO2、NaOH溶液；②Ca（HCO3）2溶液、Ca（OH）2溶液；③Fe、稀HNO3；④Na、O2；⑤CuO、C；⑥AlCl3溶液、NH3·H2O
A．①③④⑤B．①③④⑤⑥
C．①②③⑤⑥D．只有①③⑤
解析：
Ca（HCO3）2与Ca（OH）2的反应产物是固定的；Na与O2反应生成的产物主要与温度有关；AlCl3溶液与NH3·H2O反应生成Al（OH）3沉淀，与量无关。
答案：
D
15．硝酸发生氧化还原反应的时候，一般硝酸越稀，对应的还原产物中氮的化合价越低。
现有一定量的铝、铁合金与一定量稀HNO3充分反应，反应过程中无任何气体放出。
在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol/LNaOH溶液，所加NaOH溶液的体积（V）与产生沉淀的物质的量（n）关系如图所示。
下列说法中不正确的是（ ）
A．合金与硝酸反应时硝酸过量
B．合金中铝的物质的量为0.008mol
C．合金中金属的物质的量共为0.032mol
D．无法求出C点的值
解析：
由题意知，金属与硝酸反应时，硝酸的还原产物为NH4NO3，由图又可看出金属与硝酸反应后，硝酸是过量的，故合金的氧化产物为Fe（NO3）3、Al（NO3）3。
图中：
（1）O→C：
H＋＋OH－===H2O；
（2）C→31：
R3＋＋3OH－===R（OH）3↓（R代表Fe或Al）；（3）31→34：
NH
＋OH－===NH3·H2O；（4）34→36：
Al（OH）3＋OH－===AlO
＋2H2O。
由（4）知n[Al（OH）3]＝0.002L×4mol/L＝0.008mol＝n（Al）。
由（3）知，n（NH4NO3）＝0.003L×4mol/L＝0.012mol，根据反应中得失电子相等的原则得：
3n（R3＋）＝0.012×8＝0.096mol，则n（R3＋）＝0.032mol＝n（合金）。
O→31mL中，用于沉淀金属离子的OH－有0.096mol，故C点：
（0.031L×4mol/L－0.096mol）/4mol/L＝0.007L，即7mL。
因此本题应选D。
答案：
D
16．（2010·山东临沂摸底）某固体混合物可能是由Al、（NH4）2SO4、MgCl2、FeCl2、AlCl3中的两种或几种组成，现对该混合物做如下实验，所得现象和有关数据如图所示（气体体积数据已换算成标准状况下的体积）：
下列说法中不正确的是（ ）
A．该固体中一定没有FeCl2，可能含有AlCl3
B．该固体中含有2.70gAl
C．该固体中含有6.60g（NH4）2SO4
D．该固体中含有4.75gMgCl2
解析：
14.05g固体中加入过量NaOH溶液，产生的5.60L气体通过浓硫酸后，体积变为3.36L，说明该气体为NH3与H2的混合气体。
其中H2的体积为3.36L，据此可计算出Al的质量为2.70g；NH3的体积为2.24L，据此可计算出（NH4）2SO4的质量为6.60g。
产生的白色沉淀久置无明显变化，说明不是Fe（OH）2，原混合物中不含FeCl2，故2.90g白色沉淀全部是Mg（OH）2，据此可计算出MgCl2的质量为4.75g。
原固体中含有的Al、（NH4）2SO4和MgCl2的质量之和刚好等于14.05g，故该固体中一定不含AlCl3。
答案：
A
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
二、填空题（本题包括5小题，共52分）
17．（8分）为了探究“二氧化碳是否在水存在时才能和过氧化钠反应”，某课题研究小组的同学们设计了如下图的实验装置，分别进行了甲、乙两次实验：
实验甲：
干燥的二氧化碳和过氧化钠的反应。
在干燥的试管Ⅱ中装入Na2O2，在通入CO2之前，关闭K1和K2。
在试管Ⅰ内装入试剂X后，打开K1和K2，通入CO2，几分钟后，将带火星的木条插入试管Ⅲ的液面上，观察到木条不复燃，且Ⅱ中的淡黄色没有变化。
实验乙：
潮湿的二氧化碳和过氧化钠的反应。
在试管Ⅰ内装入试剂Y，其他操作同实验甲。
观察到木条复燃，且Ⅱ中的淡黄色变为白色。
试回答下列问题：
（1）在装入Na2O2后，通入CO2前，关闭K1和K2的目的是________________________________________________________________________。
（2）在实验甲中，试剂X是________；在实验乙中，试剂Y是____________________________________________。
（3）根据上述两个实验现象，得到的结论是_____________________________________________________。
（4）为了确保实验现象的准确性，制备CO2所用的反应物最好选用________（填编号，多选扣分）。
A．大理石 B．小苏打 C．烧碱 D．盐酸
E．稀硫酸 F．稀硝酸
（5）CO2和Na2O2的反应机理可用示踪原子分析加以证明，请完成下列反应方程式：
Na2O2＋C18O2＋H
O―→___________________________。
解析：
（1）因实验目的是探究Na2O2与CO2的反应是否需要水的存在，故反应时可先让Na2O2与干燥的CO2反应，然后再与潮湿的CO2反应。
所以实验前要注意药品Na2O2的防潮，故关闭K1、K2的目的是防止Na2O2受潮。
（2）实验甲中，液态试剂X是为了干燥CO2，故X为浓硫酸。
实验乙中，液态试剂Y是为了使CO2潮湿且不和CO2作用，故可选用NaHCO3饱和溶液或水。
（3）略。
（4）因盐酸、硝酸具有挥发性，反应产生的CO2气体中混有HCl等干扰实验，又因硫酸钙微溶，故CO2的制取不能选用稀硫酸与大理石，因此只能选用稀硫酸和小苏打制取CO2。
（5）结合实验现象分析知Na2O2与C18O2反应是Na2O2先与H
O作用，生成Na
O和H2O2，H2O2再分解生成H2O和O2，Na
O与C18O2作用生成Na2C18O3，所以反应的方程式为：
2Na2O2＋2C18O2＋2H
O===2Na2C18O3＋O2＋2H2O。
答案：
（1）防止Na2O2受潮
（2）浓硫酸 饱和NaHCO3溶液或水
（3）二氧化碳只有在水存在时才能和过氧化钠反应
（4）BE
（5）2Na2O2＋2C18O2＋2H
O===2Na2C18O3＋O2＋2H2O
18．（13分）印刷电路的废腐蚀液含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3，任意排放将导致环境污染及资源的浪费，可从该废液中回收铜，并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液，作为腐蚀液原料循环使用。
测得某废腐蚀液中含CuCl21.5mol/L、FeCl23.0mol/L、FeCl31.0mol/L、HCl3.0mol/L。
取废腐蚀液200mL按如下流程在实验室进行实验：
回答下列问题：
（1）上述方法获得的铜粉中含有杂质，除杂所需试剂是________（填化学式）。
（2）实验室可用固体KClO3滴加浓盐酸直接反应制备Cl2。
此反应的离子方程式为________________________。
此反应中体现了盐酸有________性质。
利用甲图制备Cl2并通入到FeCl2溶液中获得FeCl3溶液。
请从乙图中挑选所需的仪器，完成甲图装置简图（可添加必要的塞子、玻璃导管、胶皮管，不画固定装置），并标明容器中所装试剂名称。
（3）实验中，旋转甲图中分液漏斗的活塞，使浓盐酸缓慢滴下的目的是_____________________________________。
（4）按上述流程操作，需称取Fe粉的质量应不少于______g，需通入Cl2的物质的量不少于______mol。
解析：
本题主要考查根据化学方程式的计算和实验设计能力。
（1）铜粉中含有过量铁粉，可将铁转化为FeCl2加以使用，要加入盐酸。
（2）该反应的产物是KCl、Cl2和H2O，所以盐酸在反应中表现了还原性和酸性。
实验中将所制得的氯气通入FeCl2溶液后，还要用NaOH溶液吸收多余的气体。
（3）缓缓滴入盐酸可控制产生氯气的速率，使氯气与FeCl2能充分反应。
（4）铁参与的反应有三个：
Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu
Fe＋2FeCl3===3FeCl2
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
反应共消耗铁的物质的量为：
n（Fe）＝n（CuCl2）＋
n（FeCl3）＋
n（HCl）＝0.3mol＋0.1mol＋0.3mol＝0.7mol。
反应至少需要铁的质量为：
m（Fe）＝56g/mol×0.7mol＝39.2g。
反应生成FeCl2的物质的量为：
n（CuCl2）＋
n（FeCl3）＋
n（HCl）＝0.3mol＋0.3mol＋0.3mol＝0.9mol。
反应后溶液中共有FeCl2的物质的量为：
0.9mol＋3mol/L×0.2L＝1.5mol，
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，据此反应得至少需要氯气的物质的量为0.75mol。
答案：
（1）HCl
（2）ClO
＋6H＋＋5Cl－===3Cl2↑＋3H2O
酸性和还原性
（3）控制产生氯气的速率，使FeCl2溶液与氯气充分反应
（4）39.2 0.75
19．（12分）已知两种常见金属A、B分别与两种酸X、Y发生反应各生成三种产物，其转化关系如下图所示，其中G溶液呈蓝色。
回答以下问题：
（1）E的化学式为________，B的化学式为______________________________________。
（2）E的饱和溶液加入到沸水中，溶液变为红褐色，其原因为_______________________________________________
（用离子方程式表示）。
（3）反应①的离子方程式为_______________________________________________。
（4）反应③的化学方程式为____________________________________________。
（5）写出用惰性电极电解G溶液的电解反应化学方程式______________________________________________。
解析：
G溶液呈蓝色，说明含有铜离子，金属B为Cu，则Y为硝酸或浓硫酸。
同理E的饱和溶液加入到沸水中，溶液变为红褐色，发生了反应Fe3＋＋3H2O
Fe（OH）3（胶体）＋3H＋，则A为Fe；A与酸反应的产物有三种，说明X酸也是具有强氧化性的酸，再利用D、F反应生成C和Y，说明D、F为强氧化性和强还原性的两种氧化物，则F为SO2，则D为NO2，反应式为：
SO2＋NO2＋H2O===H2SO4＋NO。
所以X为稀HNO3，Y为浓H2SO4，G为CuSO4，E为Fe（NO3）3，C为NO。
答案：
（1）Fe（NO3）3，Cu
（2）Fe3＋＋3H2O
Fe（OH）3（胶体）＋3H＋
（3）Fe＋NO
＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
（4）SO2＋NO2＋H2O===H2SO4＋NO
（5）2CuSO4＋2H2O
2Cu＋2H2SO4＋O2↑
20．（5分）A、B、C、D、X均为中学化学常见物质。
它们之间存在如下图所示转化关系。
（图中反应条件略去）
＋
―→
＋
X
填写下列空白：
（1）若A为金属铝，B为氧化铁，写出反应A＋B―→C＋D的一种用途：
__________________________________________。
（2）若A、B、C、D都是化合物，其中A为H2O，B、C、D均含有氮元素，则B为________色气体。
（3）若A为金属单质，B、C、D都是化合物，A与B发生的反应常应用于制作印刷电路板，该反应的离子方程式为_______________________________________________。
（4）若A、B、C为化合物，D、X为单质，A、B、C中肯定含有X元素的是：
________。
解析：
本题考查无机物的性质，是无机推断题。
（1）若A为金属铝，B为氧化铁，则此反应为铝热反应，其用途有焊接钢轨等。
（2）若A为H2O，B、C、D均含有氮元素，则此反应是：
H2O＋3NO2===2HNO3＋NO，NO2气体是红棕色的。
（3）若A为金属单质，B、C、D都是化合物，A与B发生的反应常用于制作印刷电路板，可以推断此反应是金属铜和Fe3＋的反应，离子方程式：
Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋。
（4）D和X化合生成B，所以B中一定有X；A和B反应生成C和D，D是单质，B中的X只能进入C；A中是否有X无法判断。
答案：
（1）焊接钢轨
（2）红棕
（3）Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
（4）B、C
21．（14分）某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。
现行高中化学教材中对“铝热反应”的现象有这样的描述：
“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。
查阅《化学手册》知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下：
物质
Al
Al2O3
Fe
Fe2O3
熔点/℃
660
2054
1535
1462
沸点/℃
2467
2980
2750
——
（1）①某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。
理由是：
该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。
你认为他的解释是否合理？
答：
________（填“合理”或“不合理”）。
②设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。
该实验所用试剂是________，反应的离子方程式为__________________________________________。
③实验室溶解该熔融物，在下列试剂中最适宜的试剂是________（填序号）。
A．浓硫酸B．稀硫酸
C．稀硝酸D．氢氧化钠溶液
（2）实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。
某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。
在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol·L－1的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积（mL）与产生的沉淀的物质的量（mol）的关系如图所示。
试回答下列问题：
①图中OC段没有沉淀生成，此阶段发生反应的离子方程式______________________________________________________。
②在DE段，沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式为______________________；上述现象说明溶液中________结合OH－的能力比________强（填离子符号）。
③B与A的差值为________mol。
④B点对应的沉淀的物质的量为________mol，C点对应的氢氧化钠溶液的体积为________mL。
解析：
（1）由表中数据比较可知，铝的熔点比铁低，该反应放出的热量使铁熔化，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。
利用金属铝和碱液反应放出氢气的性质即可验证。
由于Fe和Al都是活泼的金属，所以可以用稀硫酸或者稀盐酸溶解。
（2）由图象可知硝酸过量，OC段发生酸碱中和反应，CD段为Fe
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