高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料达标测试

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料达标测试，共15页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第三章测评
一、选择题:本题包括15小题,1~10小题每题3分,11~15小题每题4分,共50分。每小题只有一个选项最符合题意。
1.下列所用材料不属于合金的是(　　)
物品


选项
A.出土文物青铜器
B.不锈钢手术器械
物品


选项
C.青花瓷将军罐
D.火箭外壳镁铝合金
2.[2023天津和平区高一期末]下列说法正确的是(　　)
A.铝是地壳中含量最多的元素
B.常温下,铝不与氧气反应
C.在AlCl3溶液中加入过量的氨水可制得Al(OH)3沉淀
D.氧化铝与水反应可制得氢氧化铝
3.[2023福建漳州高一期末]2022年6月17日我国第三艘航空母舰“福建号”正式下水,该舰艇的“超级甲板”采用了大量新型铝锂合金和铝镁合金等航天材料,真正实现了“浴千度火仍无恙”。下列关于两种合金的说法正确的是(　　)
A.铝锂合金是铝与锂形成的新型化合物
B.铝锂合金的硬度比铝大,熔、沸点比铝高
C.铝镁合金不能全部溶解于稀盐酸中
D.铝镁合金焊接前用NaOH溶液处理氧化铝膜
4.铁及其化合物是中学化学中重要的物质。下列有关铁及其化合物说法正确的是(　　)
A.被腐蚀的铁制品属于可回收垃圾
B.不能通过物理方法将铁粉和铝粉分离
C.铁锈的主要成分是Fe(OH)3
D.指南针中因含有FeO而可以指定方位
5.[2023河南新乡高一期末]下列反应,其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是(　　)
①金属钠在纯氧中燃烧　②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,并在空气中放置一段时间　③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液　④无水硫酸铜放入医用酒精中
A.②③①④
B.③②①④
C.③①②④
D.①②③④
6.下列除杂方案错误的是(　　)
选项
被提纯
的物质
杂质
除杂试剂
除杂
方法
A
Mg(s)
Al(s)
足量NaOH溶液
过滤
B
FeCl2
FeCl3
足量铁粉
过滤
C
Cl2
HCl
NaOH溶液
洗气
D
Na2CO3(s)
NaHCO3(s)
—
灼烧
7.[2023河北沧州高一期末]某化学兴趣小组同学用下图装置测定氧化铁样品(含FeO和Fe2O3)中Fe2O3的质量分数,下列说法正确的是(　　)

A.实验室用MnO2和浓盐酸制备Cl2时也可用装置①
B.实验开始时先点燃④处酒精灯,再打开弹簧夹
C.装置⑥的作用是吸收④中生成的水蒸气
D.装置②③盛装的试剂分别为NaOH溶液和浓硫酸
8.[2023湖北十堰高一期末]在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝球和铁球,此时杠杆平衡,将两球分别浸没在溶液质量相等的稀烧碱溶液和硫酸铜溶液中一段时间,如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.铝球表面有气泡产生,且有白色沉淀生成,杠杆不平衡
B.铝球表面有气泡产生,溶液澄清
C.反应后去掉两烧杯,杠杆仍平衡
D.铁球表面有红色物质析出,溶液蓝色变浅,杠杆右边上升
9.[2023广州天河区高一调研]“价—类”二维图是学习元素化合物知识的高效模型。下图为铁元素的“价—类”二维图,图中字母代表含铁元素的物质。下列判断正确的是(　　)

A.X在高温下与水蒸气反应可生成Z
B.在常温下N能与氧气、水发生化合反应生成M
C.Y是一种红棕色粉末,常用作红色油漆和涂料
D.Q可以是一种新型净水剂碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]
10.[2023湖北宜昌高一期末]金属材料的发展极大地促进了人类社会的文明程度。如图是两种金属及其化合物的转化关系。下列说法不正确的是(　　)

A.根据反应③可知氧化性:Fe3+>H2O2
B.向X溶液中滴入KSCN溶液,无明显现象,再滴加氯水,溶液变红
C.反应③中稀硫酸仅表现酸性
D.反应①的离子方程式为Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O
11.电子工业常用FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。从腐蚀废液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中回收铜,并重新获得FeCl3溶液。废液处理流程如下:

已知酸性KMnO4溶液具有强氧化性。下列说法错误的是(　　)
A.反应1和反应2都发生了氧化还原反应
B.操作1用到的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒
C.滤渣a的主要成分是Cu和Fe,物质X可以选用H2O2溶液
D.向FeCl3饱和溶液中滴加NaOH溶液振荡得到Fe(OH)3胶体
12.[2023江苏常州高一调研]铁铜混合物18 g加入100 mL 5 mol·L-1 FeCl3溶液中,充分反应后,剩余固体质量为3.2 g。下列说法中正确的是(　　)
A.剩余固体是铁、铜混合物
B.原固体混合物中铜的质量是9.6 g
C.反应后溶液中n(Fe3+)=0.1 mol
D.反应后溶液中n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.5 mol
13.[2023河南鹤壁高一期末]向100 mL FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入铁粉,其固体质量的变化如图所示,下列说法中错误的是(　　)

A.向b点溶液中滴加NaOH溶液有蓝色沉淀生成
B.a点溶液中存在的阳离子有Fe2+和Cu2+
C.原混合溶液中c(Fe3+)∶c(Cu2+)=2∶1
D.若不考虑溶液体积变化,c点溶液中c(Cl-)=8.0 mol·L-1
14.[2023广西柳州高一期末]新型镁铝合金(Mg17Al12)有储氢性能,下列说法正确的是(　　)
A.1 mol Mg17Al12与足量盐酸完全反应放出H2的总物质的量为34 mol
B.等质量的镁、铝和镁铝合金分别与足量的盐酸反应生成H2的体积(同温同压)由大到小的顺序为V(Al)>V(合金)>V(Mg)
C.该合金中存在Al3+
D.该合金应在氮气保护下,将一定比例的Mg、Al单质熔炼而成
15.工厂的工业废水中含有大量的FeSO4和较多的Cu2+。某兴趣小组模拟工业从该废水中回收金属铜,并制备Fe(OH)SO4,流程如下:

下列说法不正确的是(　　)
A.操作1和操作2均为过滤
B.甲为铁粉,乙为稀硫酸
C.往溶液1与溶液2的混合溶液中加入NaNO2反应生成NO,欲制备1.5 mol Fe(OH)SO4,理论上至少需要1.5 mol NaNO2
D.取少量产品Fe(OH)SO4溶于盐酸,滴入酸性KMnO4溶液,若紫红色褪去,则产品中含Fe2+
二、非选择题:本题包括5小题,共50分。
16.(10分)已知A、B、C、D、E、F、G为中学化学中常见的化合物,其中A是淡黄色固体,B是无色液体,G为红褐色固体。常温下甲、乙、丙为单质气体,丙呈黄绿色;丁、戊为常见金属单质,其中戊是当前用量最大的金属。它们之间的转化关系如图所示(有的反应部分产物已经略去)。[提示:AlO2-+H++H2OAl(OH)3↓]

回答下列问题:
(1)写出“白色沉淀”的化学式: 　　　　　　　　　　　　。 
(2)写出反应②的离子方程式: 　　　　　　　　　　　　。 
(3)反应①~⑥中,不属于氧化还原反应的是　　　　　　(填序号)。 
(4)检验F中阳离子常用的试剂是(若需要多种试剂,请按使用的先后顺序填写):　 　　　　　　　　　　　。 
(5)向Fe2(SO4)3溶液中通入SO2气体,得到浅绿色溶液,写出反应的离子方程式: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(6)“绿色”高效净水剂Na2FeO4可用Fe(OH)3与NaClO、NaOH溶液反应制得,每制取166 g Na2FeO4,消耗NaClO　　　　　　mol。 
17.(10分)某废料铁泥主要成分为Fe2O3、FeO和Fe,其他杂质不与硫酸反应。现取w g废料铁泥提取Fe2O3,设计实验流程如下:

(1)写出步骤(Ⅰ)中铁单质参与的有关反应的离子方程式:　 　　　　　　　　　　　, 
分离溶液A和沉淀C的操作名称是　　　　。 
(2)检验溶液A中含有Fe2+应选用的试剂是　　(填字母)。 
A.铁粉
B.FeCl3溶液
C.酸性KMnO4溶液
D.KSCN溶液
(3)步骤(Ⅱ)中加入H2O2溶液,H2O2在反应中作　　　　　　(填“氧化剂”或“还原剂”)。 
(4)步骤(Ⅳ)中生成的Fe2O3固体的颜色是　　　　　　。 
(5)若最终获得n g Fe2O3,则铁泥中铁元素的质量分数为　　　　　　。 
18.(10分)利用下图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系。回答下列问题:

(1)Na2FeO4是一种新型饮用水消毒剂。工业上常用NaClO、Fe(NO3)3、NaOH制备:3ClO-+2Fe3++10OH-2FeO42-+3Cl-+5H2O,设NA代表阿伏加德罗常数的值,当反应转移电子的数目是0.3 NA时,所消耗氧化剂的物质的量为　　　　　　　　。 
(2)打印机使用的墨粉中含有Fe3O4,下列关于Fe3O4的说法正确的是　　(填字母)。 
a.有磁性,是FeO与Fe2O3的混合物
b.属于两性氧化物,与酸、碱都能反应
c.FeO在空气里受热能迅速生成Fe3O4
d.Fe与水蒸气在高温下反应能生成Fe3O4
(3)维生素C易溶于水,可将Fe3+转化为Fe2+被人体吸收。为检验转化产物Fe2+,设计如下实验:取适量Fe2(SO4)3溶液置于试管中,加入过量维生素C片振荡溶解后,滴加酸性高锰酸钾溶液,紫色褪去。该设计能否检验Fe2+并说明理由: 　　　　　　　　　　　　。 
(4)FeCl2溶液在空气中易变质,利用部分变质的FeCl2溶液制备Fe2O3。
部分变质的FeCl2溶液　　　　　　　　Fe2O3
①请在括号内填写所需试剂或条件,在方框内填写含铁物质的化学式。
②若100 mL该溶液最终制得1.6 g Fe2O3,不考虑过程损失,变质前FeCl2溶液的浓度为　。 
19.(10分)[2023福建南平高一期末]碳酸亚铁(FeCO3)可作为补血剂。利用某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3、FeO,还有一定量的SiO2)制备FeCO3的流程如图:

(1)“酸溶”步骤所得溶液中金属阳离子有　　　　　(写离子符号),滤渣的成分是　　　　(写化学式)。 
(2)“还原”步骤中FeS2(Fe元素为+2价)与H2SO4不反应;Fe3+通过两个反应被还原,其中一个反应如下:FeS2+14Fe3++8H2O15Fe2++2SO42-+16H+,则另一个反应的离子方程式为 　　　　　　　　　　　　。 
(3)“沉淀”步骤需要控制温度在35 ℃以下,原因之一是为了防止　　　　　(写物质名称)分解。 
(4)“沉淀”步骤中获得目标产品的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　。 
(5)FeCO3补血剂需密封包装的原因是 　　　　　　　　　　　　。 
(6)FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3时,也会生成FeO。现煅烧11.6 kg的FeCO3,使其完全反应得到Fe2O3和FeO的混合物7.92 kg,则Fe2O3的质量为　　　　 kg。 
20.(10分)向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al,二者恰好完全反应,试计算:
(1)Al的物质的量。
(2)参加反应的NaOH的物质的量和溶液的物质的量浓度。
(3)在标准状况下生成H2的体积。

参考答案
第三章测评
1.C　解析 青铜是铜锡合金,不锈钢是合金钢。青花瓷的材质是陶瓷,不是合金材料。
2.C　解析 铝是地壳中含量最多的金属元素,A错误;常温下,铝能与氧气反应生成氧化铝,B错误;AlCl3和过量氨水反应生成氢氧化铝沉淀和氯化铵,C正确;氧化铝与水不反应,D错误。
3.D　解析 铝锂合金是铝与锂在高温下熔合而形成的一种混合物,并未发生化学反应,不是化合物,A错误;铝锂合金的硬度比铝大,但其熔、沸点比组分金属铝的低,B错误;铝镁合金中Mg、Al都能与稀盐酸反应,故能全部溶解于稀盐酸中,C错误;Al2O3是两性氧化物,可与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2O,故铝镁合金焊接前用NaOH溶液处理氧化铝膜,D正确。
4.A　解析 金属可以回收再利用,因此被腐蚀的铁制品属于可回收垃圾,A正确;铁能被磁铁吸引,因此可以通过物理方法将铁粉和铝粉分离,B错误;铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,C错误;指南针中因含有Fe3O4而具有磁性,可以指定方位,D错误。
5.B　解析 ①金属钠在纯氧中燃烧生成淡黄色的过氧化钠;②FeSO4溶液和NaOH溶液反应生成白色氢氧化亚铁沉淀,迅速变为灰绿色,最后被氧化为红褐色氢氧化铁;③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液,溶液呈红色;④无水硫酸铜放入医用酒精中,医用酒精中含有水,溶液变蓝,故其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列依次是③②①④。
6.C　解析 Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2而溶解,Mg则不能,过滤可除去杂质,A正确;加入足量铁粉,FeCl3与Fe反应生成FeCl2,过滤即可,B正确;Cl2、HCl均与NaOH溶液反应,应选饱和NaCl溶液作除杂试剂,C错误;NaHCO3(s)受热分解转化为Na2CO3(s),从而除去杂质,D正确。
7.D　解析 实验室用MnO2和浓盐酸制备Cl2需要加热,不能用装置①制备,A错误;实验时要先打开弹簧夹,利用①中产生H2排出装置内的空气,再点燃④处酒精灯加热,防止混有空气,加热时发生爆炸,B错误;装置⑥的作用是防止空气中水蒸气进入装置⑤,C错误;装置②中盛有NaOH溶液,用于吸收挥发出的HCl,装置③中盛有浓硫酸,用于干燥氢气,D正确。
8.B　解析 左边烧杯中发生反应:2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4] +3H2↑,铝球表面有气泡产生,溶液变澄清,A错误,B正确;右边烧杯中发生反应:Fe+CuSO4Cu+FeSO4,铁球表面有红色物质析出,溶液中c(CuSO4)减小,溶液蓝色变浅,左边烧杯中消耗Al,铝球的质量变小,右边烧杯中铁球上析出Cu,质量变大,杠杆右边下沉,D错误;反应后去掉两烧杯,杠杆不能平衡,C错误。
9.B　解析 Fe在高温下与水蒸气反应可生成Fe3O4,A错误;在常温下氢氧化亚铁能与氧气、水发生化合反应生成氢氧化铁,B正确;Y是氧化亚铁,是黑色粉末,Z为氧化铁,是一种红棕色粉末,常用作红色油漆和涂料,C错误;Q是+2价的铁盐,P为+3价的铁盐,P可以是一种新型净水剂碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4],D错误。
10.A　解析 由题干中两种金属及其化合物的转化关系图分析可知,M为Cu,E为Fe,X为FeSO4,Y为Fe2(SO4)3,W为Fe(SCN)3,Z为Fe(OH)3。反应③的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O,可知氧化性:H2O2>Fe3+,A错误;X溶液中含有Fe2+,滴入KSCN溶液,无明显现象,再滴加氯水,溶液变红,B正确;根据反应③的离子方程式2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O可知反应③中稀硫酸仅表现酸性,C正确;反应①的离子方程式为Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O,D正确。
11.D　解析 腐蚀废液主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2,加入过量铁粉,FeCl3与Fe反应生成FeCl2,CuCl2与Fe反应生成FeCl2和Cu,反应2中物质X应为Cl2、H2O2等氧化剂,则反应1和2中都发生氧化还原反应,A正确;操作1是过滤,主要玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒,B正确;加入物质X将Fe2+氧化为Fe3+,H2O2溶液能将Fe2+氧化为Fe3+且不引入杂质,C正确;向FeCl3饱和溶液中滴加NaOH溶液,生成Fe(OH)3沉淀,D错误。
12.B　解析 由于Fe的还原性强于Cu,Fe先与FeCl3溶液反应,氯化铁的物质的量是0.5 mol,设0.5 mol Fe3+完全反应消耗Fe、Cu的质量分别为m1、m2,则:
Cu　+　2Fe3+Cu2++2Fe2+
64 g 2 mol
m1 0.5 mol
Fe　+　2Fe3+3Fe2+
56 g 2 mol
m2 0.5 mol
列式:64 gm1=2mol0.5mol,56 gm2=2mol0.5mol,解得:m1=16 g,m2=14 g。
溶解的金属质量为18 g-3.2 g=14.8 g,而14 gV(合金)>V(Mg),B正确;合金中的金属以单质形式存在,C错误;镁和氮气在一定温度下会发生反应,故不能用氮气作保护气,D错误。
15.D　解析 由题图可知,操作1和操作2均分离得到固体和溶液,故均为过滤操作,A正确;从废水中回收金属铜并制备Fe(OH)SO4,先加入足量铁粉,将Cu2+置换为Cu,固体1是Cu和Fe的混合物,再加入稀硫酸溶解Fe生成FeSO4,B正确;溶液1与溶液2是FeSO4溶液,制备1.5 mol Fe(OH)SO4,FeSO4失去1.5 mol电子,加入NaNO2反应生成NO,据得失电子守恒可得,需要1.5 mol NaNO2,C正确;取少量产品Fe(OH)SO4溶于盐酸,溶解液中含有Cl-,滴入酸性KMnO4溶液,Cl-可将MnO4-还原为Mn2+,紫红色褪去,故不能判断是否含有Fe2+,D错误。
16.答案 (1)Al(OH)3
(2)2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑
(3)⑤⑥　(4)KSCN溶液、氯水(合理物质皆可,酸性高锰酸钾溶液不可)
(5)2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++SO42-+4H+
(6)1.5
解析 A是淡黄色固体,B是无色液体,二者反应生成C和单质气体甲,则A是Na2O2,B是H2O,C是NaOH,甲是O2。丙为黄绿色气体,则丙是Cl2。丁、戊是常见金属单质,戊是当前用量最大的金属,丁能与C(NaOH)反应,则戊是Fe,丁是Al。G为红褐色固体,则G为Fe(OH)3。结合图中物质之间转化关系及提示推知,D是NaAlO2,乙是H2,E是HCl,F是FeCl2。(4)F是FeCl2,检验Fe2+时,要先滴加KSCN溶液,溶液不变色,再滴加氯水(或H2O2溶液)等,溶液变成红色。(5)Fe2(SO4)3溶液中通入SO2,得到浅绿色溶液,说明Fe3+被SO2还原为Fe2+,SO2则被氧化为H2SO4,离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++SO42-+4H+。(6)制取Na2FeO4时,Fe元素由+3价升高到+6价,ClO-被还原为Cl-,Cl元素由+1价降低到-1价。166 g Na2FeO4为1 mol,据得失电子守恒可得:1 mol×(6-3)=n(NaClO)×[1-(-1)],解得n(NaClO)=1.5 mol。
17.答案 (1)Fe+2H+H2↑+Fe2+、Fe+2Fe3+3Fe2+　过滤　(2)C　(3)氧化剂　(4)红棕色　(5)7n10w×100%
解析 (5)废料铁泥主要成分为Fe2O3、FeO和Fe,最终获得n g Fe2O3,则含有Fe元素的质量为m(Fe)=112160×n g=0.7n g,故铁泥中铁元素的质量分数为0.7ngwg×100%=7n10w×100%。
18.答案 (1)0.15 mol　(2)cd　(3)不能,过量维生素C会使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法说明一定有Fe2+生成
(4)①FeCl3　NaOH　Fe(OH)3　加热　②0.2 mol·L-1
解析 (1)ClO-是氧化剂,1 mol ClO-得到2 mol 电子,则反应转移电子数为0.3 NA时,消耗ClO-的物质的量为0.15 mol。
(2)Fe3O4具有磁性,铁元素显+2价、+3价,但不是混合物,a错误;Fe3O4不是两性氧化物,不能与碱反应,b错误;FeO不稳定,在空气中受热被氧化为Fe3O4,c正确;高温下,铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,d正确。
(3)维生素C可将Fe3+转化为Fe2+,说明维生素C具有还原性。若加入过量维生素C,再利用酸性KMnO4溶液检验Fe2+,维生素C可将MnO4-还原为Mn2+而使溶液褪色,故不能检验Fe2+。
(4)①部分变质的FeCl2溶液中加入H2O2、HCl,被氧化生成FeCl3,再加入NaOH溶液等碱液生成Fe(OH)3,过滤、洗涤后灼烧固体,Fe(OH)3分解生成Fe2O3。
②最终得到1.6 g Fe2O3,则有n(Fe2O3)=1.6 g160 g·mol-1=0.01 mol,据Fe元素守恒可知未变质前FeCl2为0.01 mol×2=0.02 mol,故有c(FeCl2)=0.02mol0.1 L=0.2 mol·L-1。
19.答案 (1)Fe2+、Fe3+　SiO2
(2)FeS2+2Fe3+3Fe2++2S
(3)碳酸铵
(4)(NH4)2CO3+FeSO4(NH4)2SO4+FeCO3↓
(5)防止FeCO3(或Fe2+)被氧化
(6)7.2
解析 (1)烧渣中的Fe2O3、FeO可以与硫酸反应生成硫酸铁和硫酸亚铁,故溶液中的阳离子有Fe2+、Fe3+;烧渣中的二氧化硅和硫酸不反应,故滤渣的成分是SiO2。
(2)通过流程图可知反应的产物中含有硫单质,可知三价铁和FeS2反应生成硫单质,反应的离子方程式为FeS2+2Fe3+3Fe2++2S。
(4)通过流程图可知“沉淀”步骤中是碳酸铵和硫酸亚铁反应生成碳酸亚铁,化学方程式为(NH4)2CO3+FeSO4(NH4)2SO4+FeCO3↓。
(6)设有x mol Fe2O3、y mol FeO,则160x+72y=7.92×103,n(FeCO3)=mM=11.6×103g116 g·mol-1=100 mol,则n(Fe)=100 mol。根据铁元素守恒,2x+y=100,解得x=45,m(Fe2O3)=160 g·mol-1×45 mol=7 200 g=7.2 kg。
20.答案 (1)0.4 mol
(2)0.8 mol·L-1
(3)13.44 L
解析 (1)n(Al)=10.8 g27 g·mol-1=0.4 mol。
(2)设参加反应的NaOH物质的量是n,生成标准状况下的H2的体积是V。
则2Al+6H2O+2NaOH2Na[Al(OH)4] +3H2↑
2 mol 2 mol 3×22.4 L
0.4 mol n V
则2mol0.4mol=2moln,n=0.4 mol,c(NaOH)=0.4mol0.5 L=0.8 mol·L-1。
(3)在标准状况下生成H2的体积为V=0.4mol×3×22.4 L2mol=13.44 L。