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阶段测试3

阶段测试三　金属及其化合物

满分：

100分　时间：

90分钟第Ⅰ卷（选择题，共48分）

一、选择题（每小题3分，共48分）

1．（2014·福建）下列有关物质应用的说法正确的是（　　）

A．生石灰用作食品抗氧化剂

B．盐类都可用作调味品

C．铝罐可久盛食醋

D．小苏打是面包发酵粉的主要成分之一

答案　D

解析　A项，生石灰能吸收空气中的水蒸气，常用作干燥剂；B项，对人体无害的一些盐类可作调味品，一些盐如重金属盐，有毒，不能作调味品。

C项，铝能与食醋反应，铝罐不能久盛食醋。

2．（2014·北京）下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是（　　）

A．K　　　　　　　　　　B．Na

C．FeD．Al

答案　D

解析　Fe在空气中被氧化为疏松的氧化铁，起不到保护内层金属的作用；金属铝的表面易形成致密的氧化物薄膜，保护内层金属不被腐蚀，选D项。

3．（2014·郑州质检）下列类比关系正确的是（　　）

A．钠与氧气在不同条件下反应会生成两种不同的氧化物，则Li与氧气反应生成Li2O或Li2O2

B．Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，则Na2O2与SO2反应可生成Na2SO3和O2

C．Fe与Cl2反应生成FeCl3，则Fe与I2反应生成FeI3

D．Al与Fe2O3能发生铝热反应，则Al与MnO2也能发生铝热反应

答案　D

解析　A项中Li与氧气反应只能生成一种氧化物，即Li2O；B项中具有氧化性的Na2O2与具有还原性的SO2反应可生成Na2SO4，而不放出O2；C项中Fe与I2反应只能生成FeI2，因为碘的氧化性不够强。

4．（2014·宝鸡质检）已知下列转化关系中，M、N均为单质，则M可能是（　　）

M＋N

Q

Q溶液

M＋N

A．NaB．Al

C．FeD．Cu

答案　D

解析　Na、Al、Fe均为活泼金属，电解相关溶液不能制取其单质；电解铜盐溶液可以生成铜单质，转化关系可能是Cu＋Cl2

CuCl2

CuCl2

Cu＋Cl2。

5．（2014·南京调研）将等物质的量的金属Na、Mg、Al分别与100mL2mol·L－1的盐酸反应，实验测得生成气体的体积V（已折合为标准状况）与时间t的关系如图所示，则下列说法错误的是（　　）

A．x＝2.24

B．钠的物质的量为0.2mol

C．反应时，Na、Mg、Al均过量

D．曲线b为Mg与盐酸反应的图像

答案　C

解析　因为最后生成的气体的量相同，所以等物质的量的三种金属失去的电子数相同，只要有水，Na就不可能剩余，假定三种金属都为1mol的话，Na完全反应转移1mol电子，Mg、Al也必然转移1mol电子，Mg、Al都有剩余，故推断出盐酸不可能过量，刚好和Na反应完全，因为盐酸为0.2mol，故n（Na）＝0.2mol，氢气的物质的量为0.1mol。

X的体积为2.24L，A、B项正确，C项错；按照金属活动性顺序，Na>Mg>Al，故中间那条线是Mg与盐酸反应的图像，D项正确。

6．（2014·上海）如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。

下列操作正确的是（　　）

A．a通入CO2，然后b通入NH3，c中放碱石灰

B．b通入NH3，然后a通入CO2，c中放碱石灰

C．a通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉

D．b通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉

答案　C

解析　NH3极易溶于水，因此先从a通入NH3，防止发生倒吸，再从b通入CO2，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉，吸收NH3，防止污染环境，C项正确。

7．（2014·新课标全国Ⅱ）下列反应中，反应后固体物质增重的是（　　）

A．氢气通过灼热的CuO粉末

B．二氧化碳通过Na2O2粉末

C．铝与Fe2O3发生铝热反应

D．将锌粒投入Cu（NO3）2溶液

答案　B

解析　A项，H2将CuO还原为Cu，固体质量减轻；B项，固体由Na2O2变为Na2CO3，相当于固体质量增加“CO”部分，正确；C项，铝热反应固体质量不变；D项，Zn置换出Cu，固体质量减轻。

8．（2014·浙江杭州一模）下列有关物质的性质与其应用不相对应的是（　　）

A．MgO、Al2O3的熔点很高，可制作耐高温材料

B．NaHCO3能与碱反应，食品工业上用作焙制糕点的膨松剂

C．Al具有良好的延展性和抗腐蚀性，可制成铝箔包装物品

D．利用钠蒸气放电发光的性质制造的高压钠灯，可发出射程远、透露能力强的黄光

答案　B

解析　食品工业上用NaHCO3主要目的是产生CO2，使糕点膨松，而NaHCO3能与碱反应，但不会产生CO2，B项错误。

9．（2014·湖南雅礼中学月考）美国普度大学研究开发出了一种利用铝镓合金制备氢气的新工艺（如图所示）。

下列有关该工艺的说法错误的是（　　）

A．该过程中，能量的转化形式只有两种

B．铝镓合金可以循环使用

C．铝镓合金与水反应的化学方程式为2Al＋3H2O

Al2O3＋3H2↑

D．总反应式为2H2O

2H2↑＋O2↑

答案　A

解析　铝镓合金与水反应是将化学能转化为热能、太阳能电池是把光能转化为电能、电解是电能转化为化学能，A项错误。

10．（2013·淮北五校联考）将盐酸逐滴滴入NaOH、NaAlO2、Na2CO3的混合溶液中，下列图像能正确表示溶液中反应的是（　　）

答案　C

解析　滴入盐酸，发生反应的离子的先后顺序是OH－、AlO

、CO

，所以开始发生的反应无沉淀生成，接着是AlO

与H＋作用生成Al（OH）3沉淀，继续滴入盐酸，CO

与H＋作用生成HCO

（或CO2），继续滴加盐酸，Al（OH）3沉淀溶解。

所以符合此反应规律的图像是C选项。

11．（2014·株洲模拟）某固体混合物可能为Al、（NH4）2SO4、MgCl2、FeCl2、AlCl3中的一种或几种组成，现对该混合物做如下实验，所得现象和有关数据如图所示（气体体积已换算成标准状况下的体积）：

下列说法正确的是（　　）

A．固体混合物中一定含有Al，但质量不确定

B．固体混合物中可能含有MgCl2和AlCl3

C．固体混合物中一定含有MgCl2和FeCl2

D．固体混合物中一定含有（NH4）2SO4、MgCl2

答案　D

解析　加入过量NaOH溶液，生成5.60L气体，通过浓硫酸后变为3.36L，说明生成了H23.36L，物质的量为0.15mol，NH3为2.24L，物质的量为0.1mol，则原固体含（NH4）2SO40.05mol，质量为6.60g，含Al0.1mol，质量为2.70g，产生的白色沉淀久置后无明显变化，说明不是Fe（OH）2，故原混合物中不含FeCl2，因此2.90g白色沉淀全部是Mg（OH）2，则MgCl2的质量为4.75g,2.70gAl、6.60g（NH4）2SO4与4.75gMgCl2的质量和正好为14.05g，所以原混合物中一定不含AlCl3，故D项正确。

12．（2013·湖南联考）镁铝合金5.1g溶于300mL2mol·L－1盐酸中，标准状况下放出气体体积为5.6L，向反应后的溶液中加入500mLNaOH溶液充分反应，最终产生白色沉淀。

下列有关说法不正确的是（　　）

A．5.1g镁铝合金中含有镁、铝的质量分别为2.4g、2.7g

B．溶解5.1g镁铝合金时，剩余盐酸的物质的量为0.1mol

C．生成白色沉淀的最大质量为13.6g

D．若白色沉淀只有Mg（OH）2，则该NaOH溶液的物质的量浓度至少为1.2mol·L－1

答案　D

解析　设合金中镁、铝的物质的量分别是xmol、ymol，则24x＋27y＝5.1,2x＋3y＝

×2（得失电子守恒），解得x＝y＝0.1，故镁、铝的质量分别为2.4g、2.7g，A项正确。

根据镁、铝的物质的量可知溶解合金消耗盐酸0.5mol，剩余0.1mol盐酸，B项正确。

当生成0.1molMg（OH）2和0.1molAl（OH）3时，沉淀质量达到最大值，为5.8g＋7.8g＝13.6g，C项正确。

由H＋＋OH－===H2O、Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓、Al3＋＋4OH－===AlO

＋2H2O可知，若白色沉淀只有Mg（OH）2，则至少需NaOH的物质的量为0.1mol＋0.2mol＋0.4mol＝0.7mol，NaOH溶液的浓度至少为1.4mol·L－1，D项错误。

13．（2013·河南）下列关于金属单质Na、Al、Fe、Cu的叙述正确的是（　　）

A．与氧气反应一定都生成最高价氧化物

B．四种金属元素在周期表中全部分布在主族或副族中

C．都可以在氯气中燃烧生成最高价氯化物

D．在点燃或高温条件下，它们都可以与水或水蒸气反应

答案　C

解析　A项中，Fe在氧气中燃烧得到Fe3O4，其中Fe的化合价含有＋2；B项中，Fe元素位于周期表中第四周期第Ⅷ族，不属于副族；D项中，金属钠与冷水反应、金属铝与沸水反应、金属铁与水蒸气反应，而金属铜不能与水反应。

14．（2014·江西第二次联考）某研究小组鉴定甲盐溶液的过程与现象如图所示：

下列结论正确的是（　　）

甲

乙（浅黄色沉淀）丙

丁（红色溶液）

A．如果甲盐含有S2－，则乙就是硫磺沉淀

B．如果乙是AgCl沉淀，那么甲就是FeCl3

C．丙肯定含有Fe3＋，所以甲盐是FeBr2

D．甲含有的铁元素，可能显＋2价、＋3价

答案　D

解析　据转化关系：

丁为红色溶液，则丙中含Fe3＋，乙为AgBr，因甲中加适量AgNO3酸性溶液，则甲中可能含Fe2＋或Fe3＋，为FeBr3或FeBr2。

15．（2014·上海静阳期末）某溶液中可能存在Fe3＋、Fe2＋、I－、HCO

、Cl－、NO

六种离子中的几种。

进行下列实验：

①取少量溶液滴加KSCN溶液，溶液呈红色；

②另取少量原溶液滴加盐酸，溶液的棕黄色加深。

据此可以推断，该溶液中一定大量存在的阴离子是（　　）

A．I－B．HCO

C．Cl－D．NO

答案　D

解析　由①可知溶液中一定含有Fe3＋，有Fe3＋一定无I－、HCO

；由②可知加入盐酸后又生成Fe3＋，说明原溶液中含有Fe2＋和NO

。

16．（2014·河北石家庄一模）部分氧化的Fe、Cu合金样品（氧化产物为Fe2O3、CuO）共8.0g，进行如下处理：

下列说法中正确的是（　　）

A．滤液A中的阳离子为Fe2＋、Fe3＋、H＋

B．样品中金属Fe的质量为4.48g

C．样品中CuO的质量为4.0g

D．V＝1344

答案　D

解析　因为加入足量稀硫酸，所以滤渣3.2g只能为Cu，滤液A中一定无Fe3＋，A项错误；滤液A中不含Cu2＋，所以固体6.4g为Fe2O3，样品中含铁元素为0.08mol，因为含有Fe2O3，所以样品中铁单质的物质的量小于0.08mol，B项错误；同理C项也错误；D项，n（H2）＝0.06mol，依据Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，可知此选项可能正确，排除法只能选D项。

第Ⅱ卷（非选择题，共52分）

二、非选择题（共52分）

17．（12分）（2013·宝鸡三检）某研究性学习小组为测定某含镁3%－5%的铝镁合金（不含其他元素）中镁的质量分数，设计了下列三种不同实验方案进行探究，请根据他们的设计回答有关问题。

【探究一】　实验方案：

铝镁合金

测定剩余固体质量。

问题讨论：

（1）实验中发生反应的化学方程式是______________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）若实验中称取5.4g铝镁合金粉末样品，投入VmL2.0mol/LNaOH溶液中，充分反应。

则NaOH溶液的体积VmL≥________mL。

（3）实验中，当铝镁合金充分反应后，在称量剩余固体质量前，还需进行的实验操作按顺序依次为________。

【探究二】　实验方案：

称量xg铝镁合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。

问题讨论：

（4）欲计算Mg的质量分数，该实验还需测定的数据是________。

（5）假设实验中测出该数据为yg，则原铝镁合金粉末中镁的质量分数为________（用含x、y的代数式表示）。

【探究三】　实验方案：

铝镁合金

测定生成气体的体积。

问题讨论：

（6）同学们拟选用下边的实验装置完成实验，你认为最简易的装置的连接顺序是a接________。

（填接口字母，仪器不一定全选）

（7）同学们仔细分析（6）中连接的实验装置后，又设计了下左图所示的实验装置。

①装置中导管a的作用是_________________________________________________________。

②实验前后碱式滴定管中液面读数分别如上右图，则产生氢气的体积为________mL。

③与上左图装置相比，用（6）中连接的装置进行实验时，容易引起误差的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________（任写一点）。

答案　

（1）2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

（2）97　（3）过滤、洗涤、干燥固体

（4）灼烧后固体的质量

（5）

×100%　（6）edg

（7）①使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下　②16.00　③稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大（或实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小）

解析　

（1）注意镁与NaOH溶液不反应。

（2）5.4g铝镁合金中铝的最大质量为5.4g×97%，根据2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，可求出需要NaOH的物质的量的最大值为5.4g×97%÷27g/mol＝0.194mol，体积为0.194mol÷2.0mol/L＝0.097L，即97mL。

（3）剩余固体是镁，需要先进行过滤和洗涤，以除去其表面的可溶性杂质，再进行干燥，才能进行称量。

（4）已经知道铝镁合金的质量，如果再知道灼烧后的固体质量，即可列方程组求出其中镁、铝的质量，进而计算出镁的质量分数。

（5）设xg铝镁合金中镁、铝的物质的量分别是amol、bmol，则燃烧生成amolMgO、b/2molAl2O3，则24a＋27b＝x,40a＋51b＝y，解得a＝

，镁的质量为

g，镁的质量分数为

×100%。

（6）该装置是利用合金与稀硫酸反应生成的氢气排出液体，测定气体体积。

所以装置的连接顺序是aedg。

气体不必用浓硫酸干燥。

连接g而不连接f，是因为该反应是放热反应，反应放出的热使气体体积膨胀，导致排出液体体积偏多，而g的导气管的末端插入量筒底部，可使气体在冷却至室温的过程中将多排出的液体倒吸过去。

（7）①导管a将分液漏斗和锥形瓶连接起来，起到平衡气压的作用，使稀硫酸顺利滴下。

②两读数分别是18.50mL和2.50mL，其差值为16.00mL，即为气体体积。

③（6）中未考虑到稀硫酸所占体积，也未考虑到导管中滞留的液体。

18．（10分）（2014·北京丰台一模）铁屑可用于地下水脱氮，其实验室研究步骤如下：

Ⅰ.将铁屑浸泡在0.5mol·L－1盐酸中进行预处理。

Ⅱ.30min后，用去离子水反复冲洗，至冲洗后液体的pH为中性。

在N2保护下烘干备用。

Ⅲ.在蒸馏水中加入硝酸钾配制硝酸钾溶液。

Ⅳ.将酸预处理后的铁屑加入硝酸钾溶液中。

请回答：

（1）盐酸溶解Fe2O3的离子方程式是___________________________________________________。

（2）烘干时需要在N2保护下进行的原因是_______________________________________________。

（3）将步骤Ⅱ中冲洗后的溶液在空气中加热蒸发灼烧，最终得到的固体是________。

（4）将酸性条件下，铁与NO

反应的离子方程式补充完整：

　Fe＋1NO

＋　________===　Fe2＋＋1NH

＋　________

（5）已知活性炭能吸附NH

、OH－。

步骤Ⅳ中操作时将铁屑和活性炭同时加入硝酸钾溶液中，可以提高脱氮的效果，其原因是______________________________________________________________。

答案　

（1）Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O

（2）防止铁屑在空气中被氧化

（3）Fe2O3

（4）4Fe＋NO

＋10H＋===4Fe2＋＋NH

＋3H2O

（5）首先，活性炭的添加使其和铁构成了无数个微小的铁碳原电池加快反应速率；其次，活性炭吸附生成物NH

、OH－能降低水中的NH

的浓度

解析　（3）步骤Ⅱ中冲洗后的溶液为FeCl2、HCl溶液，加热蒸干HCl挥发，Fe2＋被氧化、水解生成Fe（OH）3，Fe（OH）3受热分解生成Fe2O3；

（4）依据电子守恒Fe的计量数为4，依据铁守恒Fe2＋计量数为4，用“H＋”配平电荷，前面补10个

H＋，最后补水配氢。

19．（10分）（2013·宝鸡二检）某溶液含有K＋、Cu2＋、Fe3＋、Al3＋、Fe2＋、Cl－、CO

、OH－、NO

、SO

中的几种，已知该溶液中各离子物质的量浓度均为0.2mol/L（不考虑水的电离及离子的水解）。

为确定该溶液中含有的离子，现进行了如下的操作：

Ⅰ.取少量溶液，加入KSCN溶液时无明显变化；

Ⅱ.取原溶液加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成；

Ⅲ.另取溶液加入盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类没有增加。

请推断：

（1）仅由操作Ⅰ及现象可得出的结论是____________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）仅由操作Ⅱ及现象可得出的结论是___________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）由操作Ⅲ及现象可得出溶液中一定含有的阳离子是________（写离子符号）。

操作Ⅲ中发生反应的方程式为（是离子反应的写离子方程式）______________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）结合三步操作及题干已知，你认为原溶液中所含离子种类共有________种。

（5）另取100mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤、灼烧至恒重，得到的固体质量为________g，写出该过程中涉及氧化还原反应的化学方程式

________________________________________________________________________。

答案　

（1）溶液中一定不含Fe3＋

（2）溶液中可能含有CO

或SO

或同时含有CO

和SO

（3）Fe2＋　3Fe2＋＋NO

＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O、2NO＋O2===2NO2

（4）5　（5）3.2　4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3

解析　由Ⅰ可知溶液中一定没有Fe3＋；由Ⅱ可知溶液中至少存在CO

和SO

中的一种；Ⅲ中产生的气体遇空气变成红棕色，说明产生的气体为NO，故溶液中一定存在NO

及具有还原性的Fe2＋，当溶液中含有Fe2＋时，溶液中一定没有CO

和OH－，则Ⅱ中产生的沉淀一定是BaSO4，又因为溶液中的阴离子种类没有增加，所以原溶液中必定含有Cl－，再由各离子的浓度均为0.2mol/L，依据电荷守恒可以得出溶液中一定含有Cu2＋，故溶液中含有NO

、Cl－、SO

、Fe2＋和Cu2＋五种离子。

加热后的固体为0.01molFe2O3和0.02molCuO，这一过程中存在的氧化还原反应为4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3。

20．（2013·大纲全国）铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石（Na3AlF6）混合熔融电解制得。

①铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。

从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：

②以萤石（CaF2）和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：

回答下列问题：

（1）写出反应1的化学方程式_________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是________，反应2的离子方程式为________________________________________________________________________。

（3）E可作为建筑材料，化合物C是________，写出由D制备冰晶石的化学方程式________________________________________________________________________。

（4）电解制铝的化学方程式是_________________________________________________________，

以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是________。

答案　

（1）2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O、

2NaOH＋Al2O3===2NaAlO2＋H2O

（2）CaSiO3

2AlO

＋CO2＋3H2O===2Al（OH）3↓＋CO

（3）浓H2SO4　12HF＋3Na2CO3＋2Al（OH）3===2Na3AlF6＋3CO2＋9H2O

（4）2Al2O3

Al＋3O2↑　O2、CO2（CO）

解析　

（1）因为铝土矿的主要成分为二氧化硅、氧化铝，前者与NaOH反应生成硅酸钠，后者与NaOH反应生成偏铝酸钠（NaAlO2）。

（2）CaO加入水溶液中先生成氢氧化钙，氢氧化钙电离出的Ca2＋与SiO

反应生成CaSiO3；反应2为偏铝酸钠与CO2反应生成氢氧化铝。

（3）浓硫酸与萤石反应生成HF气体和硫酸钙，故C为浓硫酸，D为HF，E为硫酸钙；结合制备冰晶石的反应物HF、碳酸钠和氢氧化铝及生成物Na3AlF6，由元素守恒可知该反应的生成物中还有二氧化