现在,我们已经学过的常见的两步反应有:
①SO2+NaOH=NaHSO3;SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
②CO2+NaOH=NaHCO3;CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
③H2S+NaOH=NaHS;H2S+2NaOH=Na2S+H2O
④2H2S+O2
2S+2H2O;2H2S+3O2
2SO2+2H2O
⑤C+O2
CO2;2C+O2
2CO
⑥FeO+C
Fe+CO↑;2FeO+C
2Fe+CO2↑
⑦CuO+C
Cu+CO↑;2CuO+C
2Cu+CO2↑
⑧2[Al(OH)4]-+CO2=2Al(OH)3↓+CO32-+H2O;[Al(OH)4]-+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-
⑨AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl;AlCl3+4NaOH=NaAlO2+3NaCl+2H2O
⑩[Al(OH)4]-+H+=Al(OH)3↓+H2O;[Al(OH)4]-+4H+=Al3++4H2O
综合能力探究演练
(时间60分钟,满分100分)
一、选择题(45分)
1.金属中导电性能最强的是
A.铜B.银C.铝D.铁
1.研析:
金属的导电性由强到弱依次为银、铜、铝、铁。
答案:
B。
2.铝热剂中铝的作用是
A.催化剂B.氧化剂C.还原剂D.填充剂
2.研析:
铝是一种金属,在反应中化合价升高,作为还原剂来参加反应,铝是常见的还原剂。
答案:
C。
3.下列物质中,不属于合金的是
A.黄铜B.水银C.钢铁D.硬铝
3.研析:
水银就是汞单质,而合金中含有几种元素,如钢铁是铁的碳合金。
答案:
B。
4.下列物质中,属于新型无机非金属材料的是
A.钢化玻璃B.碳化硼玻璃
C.光导纤维D.硼酸盐玻璃
4.研析:
新型无机高分子材料的品种较多:
如高温结构陶瓷和光导纤维等,其中如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硼陶瓷等属于高温结构陶瓷。
答案:
B、C。
5.过量的泥沙、纯碱、生石灰熔化后生成:
①水泥②玻璃③瓷器④混凝土⑤一种硅酸盐产品
A.①和④B.②和⑤
C.③D.②
5.研析:
水泥的主要成分是2CaO·SiO2、3CaO·SiO2和3CaO·Al2O3,其生产原料为粘土、石灰石。
陶瓷属于硅酸盐产品,其主要原料是粘土。
混凝土是水泥、碎石和砂子的混合物。
泥沙的主要成分是SiO2,与纯碱(Na2CO3)、生石灰(CaO)熔化后发生如下反应:
SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑;SiO2+CaO
CaSiO3
而Na2SiO3、CaSiO3与SiO2的熔合物即玻璃,且玻璃是一种硅酸盐产品。
答案:
B。
6.镁、铝、铜三种金属粉末混合物,加入过量盐酸充分反应,过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液,再过滤,滤液中存在的离子有
A.[Al(OH)4]-B.Cu2+C.Al3+D.Mg2+
6.研析:
审题是关键,此题问的经过一系列反应后,滤液中存在的离子,对本题反应过程应有清楚的分析:
混合物中加入过量盐酸充分反应后,滤液中含有Mg2+、Al3+、H+;铜不溶解。
在滤液中加入过量烧碱溶液后,滤液中含[Al(OH)4]-,沉淀为氢氧化镁。
答案:
A。
7.某溶液中有Cu2+、NH4+、Fe2+和Al3+四种离子,若向其中加入过量的氢氧化钠溶液,微热并搅拌,再加入过量盐酸,溶液中大量减少的阳离子是
A.Cu2+B.NH4+C.Fe2+D.Al3+
7.研析:
溶液中加入过量的氢氧化钠溶液后,四种离子分别转化为氢氧化铜沉淀、一水合氨、氢氧化亚铁沉淀、四羟基合铝酸钠。
微热并搅拌后,氢氧化铜沉淀、四羟基合铝酸钠无变化,而一水合氨部分分解并挥发出氨气,氢氧化亚铁沉淀转化为氢氧化铁沉淀。
再加入过量盐酸后,NH4+、Fe2+大量减少。
答案:
B、C。
8.下列反应的离子方程式正确的是
A.石英与烧碱溶液共热:
SiO2+2OH-
SiO32-+H2O
B.在氯化铝溶液中滴加过量的氨水:
Al3++4OH-=[Al(OH)4]-
C.在氢氧化钠溶液中通入过量的CO2:
2OH-+CO2=CO32-+H2O
D.在稀盐酸中滴加过量的硅酸钠溶液:
SiO32-+2H++H2O=H4SiO4↓
8.研析:
A体现出SiO2酸性氧化物的性质,D为强酸制弱酸,二者都是正确的。
B项有两个错误:
氨水是弱碱,不能拆开写;因为氢氧化铝不溶于氨水,因此,无论氨水过量与否,都生成氢氧化铝,不能生成[Al(OH)4]-。
C项应该生成碳酸氢根离子,而不是CO32-。
答案:
A、D。
9.常温下,下列不发生反应的一组物质是
①硅与NaOH溶液②硅与盐酸③硅与氢氟酸④二氧化硅与碳酸钠⑤二氧化硅NaOH溶液⑥二氧化硅与浓硝酸
A.①②④B.③④⑥C.②⑤⑥D.②④⑥
9.研析:
硅的化学性质稳定,常温下除了与氟气、氢氟酸、和强碱外,它不易与其他物质如氢气、氧气、氯气等反应。
答案:
D。
10.有一根粗铝条含铁和硅两种杂质。
取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中,放出等量的H2,则该粗铝中铁和硅的关系正确的是
①物质的量之比为2∶1②物质的量之比为3∶1③质量之比为2∶1④质量之比为4∶1
A.②④B.②③C.①④D.只有④
10.研析:
铝与稀盐酸和稀氢氧化钠溶液都反应并放出等量的氢气,由此不难推出,硅与稀氢氧化钠溶液反应放出的氢气与铁与稀盐酸反应放出的氢气相等。
根据关系式Si——2H2;Fe——H2得:
铁和硅的物质的量之比为2∶1,质量之比为4∶1。
答案:
C。
11.高岭土的组成可表示为Al2Si2Ox(OH)y,其中x、y的数值分别是
A.7,2B.5,4C.6,3D.3,6
11.研析:
根据总的化合价为零,有:
2×(+3)+2×(+4)+x×(-2)+y×(-1)=0,化简得:
2x+y=14,将选项代入求解,只有B选项适合。
答案:
B。
12.飞机,火箭的机翼和机身以及导弹的壳体,尾翼中的复合材料是
A.金属基复合材料B.树脂基复合材料
C.绝缘基复合材料D.智能复合材料
12.研析:
飞机、火箭的机翼和机身以及导弹的壳体、尾翼中的复合材料大多以纤维为增强体、金属为基体的复合材料。
作为增强体的纤维是碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维和氧化铝纤维等耐热性好的纤维,作为基体的金属用得较多的是铝、镁、钛等密度小的轻金属。
这类材料的特点是耐高温、强度高、导电性和导热性好,不吸湿,不易老化。
答案:
A。
13.下列复合材料对应的性能正确的是
序号
复合材料
可能的性能
A
金属;C
强度高,抗冲击,绝缘性好,耐热温度低于300℃
B
陶瓷;SiO2
耐1600℃以上高温,强度高,密度小
C
合成树脂;SiO2、Al2O3、MgO
耐酸碱,化学稳定性好,强度高,密度小,韧性好
D
合成树脂;C
耐高温,强度高,导电性好,导热性好
13.研析:
金属与C的复合材料具有耐高温,强度高,导电性好,导热性好的特点;陶瓷与SiO2的复合材料具有耐1600℃以上高温,强度高,密度小的特点;合成树脂与SiO2、Al2O3、MgO的复合材料具有强度高,抗冲击,绝缘性好,耐热温度低于300℃的特点;合成树脂与C的复合材料具有耐酸碱,化学稳定性好,强度高,密度小,韧性好的特点。
答案:
B。
14.工业上,常用Mg还原法制取金属Ti,反应原理如下:
2Mg+TiCl4
2MgCl2+Ti。
下列说法正确的是:
①该反应属于置换反应;②该反应属于氧化还原反应;③该反应表明Mg比Ti活泼;④Ti被誉为“21世纪的金属”,在航天工业上有广泛用途。
A.只有①②B.只有③④C.只有①②③D.全部
14.研析:
在置换反应中通常为活泼的金属在一定条件下能将不活泼的金属置换出来,在氧化还原反应中的规律为还原剂的还原性强于还原产物,因此,①②③都是正确的。
至于④则属于常识性问题:
金属Ti的机械强度高、密度小、抗蚀力强,被誉为“21世纪的金属”,④也是正确的。
答案:
D。
15.将物质X逐渐加入Y溶液中,生成沉淀的物质的量n2与所加X的物质的量n1的关系如图4—1所示.符合图所示情况的是
A
B
C
D
X
NaOH
AlCl3
HCl
Na[Al(OH)4]
Y
AlCl3
NaOH
Na[Al(OH)4]
HCl
15.研析:
A随着NaOH溶液的加入先后发生以下两个反应:
Al3++3OH-=Al(OH)3↓(沉淀物质的量由0增至最大值);Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-(沉淀物质的量由最大值降为0)。
两个反应中消耗的NaOH物质的量之比为3∶1,与题图不符。
B随着AlCl3溶液的加入先后发生以下两个反应:
Al3++4OH-=[Al(OH)4]-(不产生沉淀);Al3++3[Al(OH)4]-=4Al(OH)3↓(沉淀物质的量由0增至最大值)。
两个反应中消耗AlCl3物质的量之比为3∶1,与题图也不符。
C随着盐酸的加入先后发生以下两个反应:
H++[Al(OH)4]-=Al(OH)3↓+H2O(沉淀物质的量由0增至最大值);3H++Al(OH)3=Al3++3H2O(沉淀物质的量由最大值降为0).两个反应中消耗盐酸物质的量之比为1∶3,符合题图。
D随着Na[Al(OH)4]溶液的加入先发生以下反应:
[Al(OH)4]-+4H+=Al3++4H2O(不产生沉淀);待盐酸耗尽发生Al3++3[Al(OH)4]-=4Al(OH)3↓的反应(沉淀物质的量由0增至最大值)。
两个反应消耗Na[Al(OH)4]物质的量之比为1∶3,与题图也不符。
答案:
C。
二、非选择题(55分)
16.(10分)
(1)有下列A~F六种试剂,它们的性质不同,选用的试剂瓶也不相同,请指出它们分别选用什么样的试剂瓶。
A.二氧化硅B.硝酸银晶体C.氯水D.氢氟酸E.浓H2SO4F.NaOH溶液
(2)下列反应中,SiO2表现什么化学性质?
①SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O;②SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑
③SiO2+2C
Si(粗)+2CO↑;④SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
16.研析:
(1)一般,选择试剂瓶的原则为:
固体放在广口瓶中,液体放在细口瓶中,见光易分解或变质的放在棕色瓶中,碱性溶液放在橡皮塞试剂瓶中,强氧化性物质放在玻璃塞试剂瓶中,氢氟酸由于与玻璃中的SiO2反应而不能放在玻璃瓶中。
(2)SiO2是一种高熔点、沸点的酸性氧化物、除具有酸性氧化物的通性、弱氧化性外,还具有一些特性。
答案:
(1)A.广口瓶B.棕色广口瓶C.棕色磨砂玻璃塞细口瓶D.细口塑料瓶E.磨砂玻璃塞细口瓶F.橡皮塞细口瓶
(2)①酸性氧化物的通性;②将挥发性酸酐从其盐酸中代换出来;③弱氧化性;④作为玻璃的成分被分解而使玻璃能雕刻。
17.(8分)某无色透明溶液跟金属铝反应放出H2。
试判断下列离子:
Mg2+、Cu2+、Ba2+、H+、Ag+、SO42-、SO32-、HCO3-、OH-、NO3-,在下列两种情况下何者能存在于溶液中。
(1)当生成Al3+时,可能大量存在。
(2)当生成[Al(OH)4]-时,可能存在。
17.研析:
因溶液无色首先排除Cu2+的存在。
与Al反应放出H2的溶液,可能是强酸性溶液,也可能是强碱性溶液。
Al与强酸或碱溶液反应的化学方程式为:
2Al+6H+=2Al3++3H2↑;2Al+2OH-+6H2O=[Al(OH)4]-+3H2↑
(1)生成Al3+时,溶液为强酸性溶液,溶液中存在大量H+,则弱酸根(SO32-、HCO3-)和OH-不能共存,NO3-也不存在,否则Al与稀HNO3反应不产生H2;这样,阴离子只剩SO42-,SO42-一定存在;溶液中有SO42-,则Ba2+和Ag+不能大量存在;Mg2+可能大量存在.
(2)当生成[Al(OH)4]-时,溶液为强碱溶液,一定存在大量OH-,有OH-则无Mg2+、H+、Ag+和HCO3-;这样,阳离子只剩Ba2+,有Ba2+则无SO32-、SO42-,NO3-可能存在。
答案:
(1)H+、Mg2+、SO42-
(2)OH-、Ba2+、NO3-
18.(8分)某科研小组,用含有少量的CaO和Fe2O3的高岭土(主要成分:
Al2O3·2SiO2·2H2O)来研制新型净水剂,其实验方案如下:
将土样和纯碱混合均匀,加热熔融,冷却后用水浸取熔块,过滤弃去残渣,滤液用盐酸酸化,经过滤,分别得到沉淀和溶液,溶液即是净水剂。
(1)土样和纯碱混合均匀,加热熔融时,土样中的主要成分与纯碱反应的化学方程式为:
①;②Al2O3+Na2CO3
2NaAlO2+CO2↑。
(提示:
NaAlO2易溶于水并转化为Na[Al(OH)4])
(2)最后得到的沉淀物是,生成沉淀的离子方程式为。
(3)实验室中常备的坩埚有瓷坩埚,氧化铝坩埚和铁坩埚,本实验熔融土样时应选用坩埚。
18.研析:
这是一道信息给予题,根据题示情境分析:
(1)高岭土熔化时,其成分中的SiO2和Al2O3与Na2CO3反应生成Na2SiO3和NaAlO2。
(2)熔块加水使Na2SiO3和NaAlO2溶解与其他杂质分离,在过滤后的滤液中加入盐酸则使Na2SiO3、Na[Al(OH)4]分别与过量的盐酸反应,生成H4SiO4沉淀和AlCl3溶液,过滤得滤液即为净水剂。
(3)因为瓷坩埚中含有SiO2,氧化铝坩埚主要成分是Al2O3,它们都能与Na2CO3在高温下发生