高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料第二节 金属材料达标测试

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料第二节 金属材料达标测试，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(每小题4分，共48分，每小题只有一个正确选项)


1. 为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热，其质量变为w2 g，则该样品的纯度(质量分数)是( A )


A.eq \f(84w2－53w1,31w1)×100% B.eq \f(84w1－w2,31w1)×100%


C.eq \f(73w2－42w1,31w1)×100% D.eq \f(115w2－84w1,31w1)×100%


解析：样品加热发生的反应为


2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑ Δm


168 106 62


m(NaHCO3) (w1－w2)g


故样品中NaHCO3质量为eq \f(168w1－w2,62)g，样品中Na2CO3质量为w1 g－eq \f(168w1－w2,62)g，其质量分数为eq \f(mNa2CO3,m样品)＝eq \f(w1 g－\f(168w1－w2,62)g,w1 g)×100%＝eq \f(84w2－53w1,31w1)×100%。


2. 一定质量的碳和8 g氧气在密闭容器中于高温下反应，恢复到原来的温度，测得容器内的压强变为原来的1.4倍，则参加反应的碳的质量为( B )


A．2.4 gB．4.2 g


C．6 gD．无法确定


解析：由化学方程式：C＋O2eq \(=====,\s\up7(高温))CO2和2C＋O2eq \(=====,\s\up7(高温))2CO可知，当产物全部是CO2时，气体的物质的量不变，温度和体积不变时，气体的压强不变；当产物全部是CO时，气体的物质的量增大1倍，温度和体积不变时，压强增大1倍，现在气体压强变为原来的1.4倍，故产物既有CO2，又有CO。n(O2)＝eq \f(8 g,32 g·ml－1)＝0.25 ml，由阿伏加德罗定律可知，气体压强变为原来的1.4倍，气体的物质的量变为原来的1.4倍，即Δn(气体)＝0.25 ml×(1.4－1)＝0.1 ml。


2C ＋ O2eq \(=====,\s\up7(高温))2CO Δn(气体)


2 ml 1 ml 1 ml


0．2 ml 0.1 ml 0.1 ml


则生成CO消耗0.1 ml O2，生成CO2消耗0.15 ml O2。


C ＋ O2eq \(=====,\s\up7(高温))CO2


0．15 ml 0.15 ml


故n(C)＝0.2 ml＋0.15 ml＝0.35 ml，m(C)＝0.35 ml×12 g·ml－1＝4.2 g。


3. 在O2中燃烧0.22 g由硫元素和铁元素组成的化合物，使其中的硫元素全部转化为SO2，将这些SO2全部转化为SO3，生成的SO3完全被H2O吸收，所得的H2SO4可用10.0 mL 0.50 ml·L－1的NaOH溶液完全中和，则原化合物中硫元素的质量分数约为( B )


A．45%B．36%


C．20%D．40%


解析：本题可用关系式法来求解，由S～SO2～SO3～H2SO4～2NaOH得：n(S)＝eq \f(1,2)n(NaOH)＝eq \f(1,2)×(10.0×10－3)L×0.50 ml·L－1＝0.002 5 ml，w(S)＝eq \f(0.002 5 ml×32 g·ml－1,0.22 g)×100%≈36%。


4. 现有一块铝铁合金，为测定其中铝的含量，做如下实验：切一小块合金，将其溶于盐酸，然后加入足量的氢氧化钠溶液，待溶液中的沉淀全部变成红褐色时，过滤沉淀物并在空气中灼烧，最后所得红棕色粉末的质量恰好跟原来的合金试样质量相等。则合金中铝的质量分数为( B )


A．25%B．30%


C．46%D．70%


解析：铁、铝两种元素在整个化学变化过程中的转化形式如图所示：


合金eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(Al,Fe))eq \(――→,\s\up7(盐酸))eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(Al3＋,Fe2＋))eq \(――→,\s\up7(过量NaOH溶液))eq \(――→,\s\up7(O2＋H2O))Fe(OH)3eq \(――→,\s\up7(灼烧))Fe2O3


根据上图知，最后得到的红棕色粉末为氧化铁，根据题意知反应前合金的质量等于最后得到的Fe2O3的质量，因铁元素在各步反应中完全转化，即铁元素的质量守恒，则合金中铝的质量等于Fe2O3中氧元素的质量，所以合金中铝的质量分数为eq \f(铝的质量,合金的质量)×100%＝eq \f(氧化铁中氧元素的质量,氧化铁的质量)×100%＝eq \f(3×16 g,160 g)×100%＝30%。


5. R2Oeq \\al(n－,8)在一定条件下可以把Mn2＋氧化成MnOeq \\al(－,4)，若反应中R2Oeq \\al(n－,8)变为ROeq \\al(2－,4)，又知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶2，则n值为( B )


A．1B．2


C．3D．4


解析：根据得失电子守恒，2 ml Mn2＋→2 ml MnOeq \\al(－,4)，失10 ml e－，所以每1 ml R2Oeq \\al(n－,8)→2 ml ROeq \\al(2－,4)得2 ml e－，故可知R2Oeq \\al(n－,8)中R的化合价为＋7价。因此n＝2。


6. 向100 mL 1 ml·L－1的NaOH溶液中通入一定量的SO2后，将所得的溶液蒸干得到5.8 g固体物质，则该固体的成分是( D )


A．Na2SO3B．NaHSO3


C．Na2SO3、NaHSO3D．Na2SO3、NaOH


解析：本题中反应后得到的物质只可能有Na2SO3、NaHSO3、Na2SO3＋NaHSO3、Na2SO3＋NaOH四种情况，其中只有Na2SO3或只有NaHSO3时计算比较简单，故可先分别假设所得固体中只有Na2SO3或NaHSO3。假设所得固体全部是Na2SO3，则由钠原子守恒知可得到0.05 ml Na2SO3，质量为6.3 g；同理可求出当固体全部为NaHSO3时的质量为10.4 g，因计算出的两个数据均大于所得到的固体质量，故说明固体物质中有一部分NaOH没有转化为相应的盐。


7. 在化合物X2Y和YZ2中Y的质量分数分别是40%和50%，则在化合物X2YZ3中Y的质量分数约为( B )


A．20%B．25%


C．30%D．35%


解析：假设X2Y中X的相对原子质量为30，Y的相对原子质量为40，则YZ2中Z的相对原子质量为20，故在化合物X2YZ3中Y的质量分数约为eq \f(40,30×2＋40＋20×3)×100%＝25%。


8. 将4.6 g Na和2.7 g Al同时加入足量的水中充分反应，将反应后的溶液稀释、定容为500 mL。下列说法中正确的是( D )


A．反应中放出的气体在标准状况下的体积为2.24 L


B．参加反应的水的质量与加入Al的质量相等


C．所得溶液中Na＋和Al3＋的物质的量之比为2∶1


D．所得溶液中阳离子和阴离子的物质的量之比为1∶1


解析：Na与Al两种金属加入足量水中，首先发生Na与水的反应，然后发生Al与生成的NaOH的反应。根据反应的化学方程式可得：


2Na ＋ 2H2O===2NaOH＋H2↑


46 g 36 g 2 ml 1 ml


4．6 g 3.6 g 0.2 ml 0.1 ml


金属铝与生成的NaOH反应时，NaOH过量，故按照Al的量进行计算：


2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑


54 g 2 ml 36 g 2 ml 3 ml


2．7 g 0.1 ml 1.8 g 0.1 ml 0.15 ml


反应共生成了(0.1＋0.15)ml＝0.25 ml H2，在标准状况下的体积为5.6 L，A错误，参加反应的水的质量为(3.6＋1.8)g＝5.4 g，与加入铝的质量不相等，B错误；Al与NaOH反应并没有生成Al3＋，C错误；所得溶液的溶质为0.1 ml NaOH与0.1 ml NaAlO2，故阴、阳离子的物质的量之比为1∶1，D正确。


9. 将钠、镁、铝各0.3 ml分别放入100 mL 1 ml·L－1的盐酸中，同温同压下产生的气体体积比是( C )


A．1∶2∶3B．6∶3∶2


C．3∶1∶1D．1∶1∶1


解析：Mg、Al投入盐酸中，由于金属过量，以盐酸的量为准进行计算，产生H2的物质的量为0.05 ml，Na不仅与酸反应还可与水反应，以钠的物质的量为准进行计算，产生H2的物质的量为0.15 ml，故正确答案为C。


10. 分别完全沉淀等物质的量浓度的KCl、CaCl2、AlCl3溶液中的Cl－，消耗相同物质的量浓度的AgNO3溶液的体积比为3∶2∶1，则上述溶液的体积比为( C )


A．6∶3∶2B．1∶1∶1


C．9∶3∶1D．3∶2∶1


解析：由题意知KCl、CaCl2、AlCl3溶液消耗AgNO3溶液的物质的量之比为3∶2∶1，再由Ag＋＋Cl－===AgCl↓知KCl、CaCl2、AlCl3溶液中Cl－的物质的量之比为3∶2∶1，故n(KCl)∶n(CaCl2)∶n(AlCl3)＝3∶eq \f(2,2)∶eq \f(1,3)＝9∶3∶1，物质的量之比等于体积之比。


11. 一定条件下，当溶液中XOeq \\al(－,4)与H2O2分子个数比恰好为2∶5时，溶液中XOeq \\al(－,4)离子被还原为较低价态，则X元素的化合价变为( A )


A．＋2B．＋3


C．＋4D．＋5


解析：H2O2恰好将XOeq \\al(－,4)还原，反应中H2O2变成O2，O元素的化合价由－1价升高为0价，则X的化合价降低，设元素X在还原产物中的化合价为x，由电子守恒可知，2×(7－x)＝5×2×(1－0)，x＝2。


12. 某温度下将Cl2通入KOH溶液里，反应后得到KCl、KClO、KClO3的混合溶液，经测定ClO－与ClOeq \\al(－,3)的物质的量浓度之比为11∶1，则Cl2与KOH反应时，被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为( B )


A．1∶3B．4∶3


C．2∶1D．3∶1


解析：本题考查氧化还原反应的简单计算。


x Cl→KCl 降x×1


11 Cl→KClO 升11×1


1 Cl→KClO3 升1×5


关系式：x×1＝11×1＋1×5，得x＝16，则被还原和被氧化的氯元素的物质的量之比是16∶(1＋11)＝4∶3。


二、非选择题(共52分)


13. (20分)金属锡的纯度可通过下述方法分析，将试样溶于盐酸，反应方程式为Sn＋2HCl===SnCl2＋H2↑，再加入过量三氯化铁溶液发生如下反应：SnCl2＋2FeCl3===SnCl4＋2FeCl2，最后用已知浓度的重铬酸钾溶液滴定生成的亚铁离子，反应方程式为6FeCl2＋K2Cr2O7＋14HCl===6FeCl3＋2KCl＋2CrCl3＋7H2O。现有金属试样0.631 g，经过上述各步反应后共用去0.100 ml·L－1的重铬酸钾溶液16.0 mL，求试样中锡的质量分数(假定杂质不参加反应)。


解：关系式：3Sn～3SnCl2～6FeCl2～K2Cr2O7，


则Sn的质量分数：


eq \f(0.100 ml·L－1×0.016 L×3×119 g·ml－1,0.613 g)×100%≈93.2%。


14. (32分)合金中各成分的含量直接影响合金的性能，某课外兴趣小组为探究某种铝合金(合金元素为Mg、Al)是否符合国家质量标准(国家规定其中铝含量不能低于78%)，设计如图装置进行实验。





[问题探究]


(1)如何检验该装置的气密性：安装好装置并在量气管内加水，向上(下)移动水准管，静置片刻。若水准管中液面与量气管液面维持一定的高度差，说明装置气密性良好(合理即可)。


(2)合金样品固体M与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2OH－＋2Al＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑。


(3)讨论：量气管读数时应注意的问题(可不填满，也可另外设空)


①眼睛必须与量气管内凹液面最低点相平；


②量气管两端液面必须相平；


③仪器内气体必须恢复至室温。


(4)讨论：如果反应结束后接着读数，对测量结果有何影响？


没有冷却到室温，所测的气体体积偏大。


(5)倾斜左边装置使氢氧化钠溶液(足量)与a g合金粉末(固体M)充分反应，待反应停止后，进入量气管气体的体积为V mL(已折算成标准状况)。若量气管最大量程为50 mL，则固体M中铝的质量(mAl)范围为0”“