高中人教版 (新课标)第三章 金属及其化合物综合与测试巩固练习

必修1·综合质量检测 (三) 金属及其化合物

第Ⅰ卷(选择题，共54分)

一、选择题(每小题3分，共54分)

1．红珊瑚栖息于200～2000 m的海域，产于台湾海峡、南中国海，它与琥珀、珍珠被统称为有机宝石。在中国，珊瑚是吉祥的象征，一直用来制作珍贵的工艺品。红珊瑚是无数珊瑚虫分泌的石灰质大量堆积形成的干支状物，其红色是因为在海底长期积淀某种元素，该元素是(　　).

A．Na　　　　B．Fe　　　　C．Si　　　　D．Cu

2．下列化合物中，不能通过化合反应而得到的是(　　).

①SO3　②Fe(OH)3　③H2SiO3　④NaHCO3　⑤FeCl2

A．③  B．①③  C．①⑤  D．②③

3．向100 mL 0.25 mol/L的AlCl3溶液中加入金属钠完全反应，恰好生成只含NaCl和NaAlO2的澄清溶液，则加入金属钠的质量是(　　).

A．3.45 g  B．2.3 g  C．1.15 g   D．0.575 g

4．下列有关铁元素的叙述中正确的是(　　).

A．氢氧化铁可以由相关物质通过化合反应而制得

B．铁是较活泼的金属，它与卤素(X2)反应的生成物均为FeX3

C．氢氧化铁与氢碘酸反应：Fe(OH)3＋3HI===FeI3＋3H2O

D．铁元素位于周期表的第4周期 ⅧB族

5．将a g CuO和Fe2O3的混合物分成两等份，向其中一份中加入b mL c mol/L的稀盐酸正好完全反应；另一份在加热的条件下用H2还原，反应完全时用去H2 d L(折算成标准状况)。则 d 等于(　　).

A．11.2 bc×10－3

B．22.4 bc×10－3

C．22.4 (3a－4bc×10－3)

D．22.4 (3a－4bc)×10－3

6．现有一包铝热剂是铝和氧化铁的混合物，在高温下使之充分反应，将反应后的固体分为两等份，常温下进行如下反应(忽略溶液体积变化和盐的水解)：

①向其中一份固体中加入 100 mL 2 mol/L的氢氧化钠溶液，加热使其充分反应后过滤，测得滤液的pH＝14

②向另一份固体中加入140 mL 4 mol/L的盐酸溶液，使固体全部溶解，测得反应后所得溶液中只有H＋、Fe2＋、Al3＋三种阳离子且pH＝0

下列有关说法正确的是(　　).

A．铝热剂中铝的物质的量是0.01 mol

B．铝热剂中氧化铁的质量是 4.8 g

C．①中生成的氢气的体积为 3.36 L(标准状况)

D．②反应后所得溶液中氯离子浓度为 1 mol /L

7．宇航员翟志刚成功完成的中国历史上首次太空行走，使中国成为第三个独立掌握出舱活动技术的国家。宇航员出舱时，呼吸所需的氧气主要来自太空服中的呼吸面具。下列物质在一定条件下均能产生氧气，其中最适宜用于呼吸面具中供氧的是(　　).

A．HNO3  B．H2O2  C．KClO3  D．Na2O2

8．某溶液中含有CH3COO－、SO、SO、HCO、CO五种离子，将过量的Na2O2固体加入其中后，仍能大量存在的离子是(　　).

A．CH3COO－、SO、CO

B．SO、SO、CO

C．SO、HCO、SO

D．CH3COO－、SO、HCO

9．在一定条件下，使CO和O2的混合气体 26 g充分反应，所得混合物在常温下跟足量的Na2O2固体反应，结果固体增加14 g，则原混合气体中CO和O2的质量比可能是 (　　).

A．4∶9      B．1∶1      C．7∶6      D．6∶7

10．铝可与硝酸钠发生反应：Al＋NaNO3＋H2O―→Al(OH)3＋N2↑＋NaAlO2，有关叙述正确的是(　　).

A．该反应的氧化剂是水

B．若反应过程中转移5 mol e－，则生成标准状况下N2的体积为11.2 L

C．该反应的氧化产物是N2

D．当消耗1 mol Al时，生成标准状况下N2的体积为22.4 L

11．在一定温度下，把Na2O和Na2O2的固体分别溶于等质量的水中，都恰好形成此温度下饱和溶液，则加入Na2O和Na2O2的物质的量的大小为(　　).

A．n(Na2O)＞n(Na2O2)

B．n(Na2O)＜n(Na2O2)

C．n(Na2O)＝n(Na2O2)

D．无法确定

12．2008年9月25日至28日，我国“神舟”七号载人飞船圆满完成了太空行走和多项科学研究。用于火箭发动机、航天飞机制动闸的金属，要有良好的热学性能，比如熔点高、比热高、热导率高、适宜的热膨胀率等优异性能。根据下表，用于制动闸的最佳金属材料为(　　).

13．将质量比等于摩尔质量比的Na、Na2O、Na2O2、NaOH，分别投入等质量的足量水中，所得溶液中溶质的质量分数最小的是(　　).

A．Na　　B．Na2O　　C．Na2O2　　D．NaOH

14．NaOH溶液中混有少量Na2CO3，除去Na2CO3的正确方法是(　　).

A．加适量BaCl2溶液，过滤

B．加适量澄清石灰水，过滤

C．加热使Na2CO3和水反应

D．加适量Ca(HCO3)2溶液，过滤

15．常温下，将0.1 mol的金属钠、镁、铝分别投入到100 mL 0.5 mol/L的盐酸中，完全反应后产生的氢气是(　　).

A．镁、铝一样多                B．钠放出的多

C．镁放出的多                  D．铝放出的多

16．能与Fe3＋反应，且证明Fe3＋具有氧化性的是(　　).

①SCN－　②Fe　③Fe2＋　④Cu　⑤SO　⑥OH－

A．①②③ 　B．②④  C．①③⑥  D．①②⑤

17．正在火星上工作的美国“勇气号”“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及硫酸盐的信息，以证明火星上存在或曾经存在过H2O。以下叙述正确的是(　　).

A．铝热剂就是单指Fe2O3和铝粉的混合物

B．检验红砖中的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤是：样品―→粉碎―→加水溶解―→过滤―→向滤液中滴加KSCN溶液

C．分别还原a mol Fe2O3所需H2、Al、CO的物质的量之比为3∶2∶3

D．明矾含有结晶水，是混合物

18．有Al、CuO、Fe2O3组成的混合物共10.0 g，放入500 mL某浓度的盐酸溶液中，混合物完全溶解，当再加入250 mL 2.00 mol/L的NaOH溶液时，得到沉淀最多。上述盐酸溶液的浓度为(　　).

A．0.050 mol/L  B．1.00 mol/L

C．2.00 mol/L  D．3.00 mol/L

第Ⅱ卷(非选择题，共46分)

二、非选择题(共46分)

19．铁是日常生活中最常见的金属，某班同学在学习铁的知识时，有下列问题：

问题1：铁为何称为黑色金属？

问题2：CuO在高温下可分解为 Cu2O和O2，Fe2O3在高温下可分解为FeO和O2吗？

(1)对于问题1，同学们上网查找，有两种解释：

A．因为在铁表面上有黑色的铁的氧化物，所以叫黑色金属

B．因为铁的粉末为黑色，铁的氧化物也均为黑色，所以叫黑色金属

①你认为正确的说法是__________。

②若有一黑色粉末，如何鉴别是铁粉，还是Fe3O4？______________________________________。

③若有一黑色粉末，为铁和四氧化三铁的混合物，如何证明其中有Fe3O4(只要求简述实验方法)？____________________________________。

(2)对于问题2，同学们准备实验探究，他们设想了两种方法：

A．将三氧化二铁高温灼烧，看灼烧前后颜色是否变化。

B．将三氧化二铁高温灼烧，看灼烧前后质量是否变化。

①实验中应将Fe2O3放在__________(填仪器名称)中灼烧。

②方法A中，如果高温灼烧后颜色由__________变为__________，说明Fe2O3确实发生了变化。能说明生成的一定为FeO吗？__________，理由是________________________。

③方法B中，如果发生了预期的反应，固体高温灼烧前后质量比应为________，但是，实验结果固体灼烧前后质量比为30∶29，则高温灼烧后生成物是____________________。

④比较两种方法，你认为较好的方法是__________。

20．实验室用下图所示仪器和药品做CO2和Na2O2反应制O2的实验，试填写下列空白。

(1)装置②中所盛溶液最好选用__________。

A．饱和食盐水     B．饱和NaHCO3溶液     C．澄清石灰水    D．NaCl溶液

(2)如果将所制气体按从左到右流向排列装置时，上述各仪器装置连接的正确顺序是(填写装置的编号)________接__________接__________接__________，其中②③④之间的仪器接口顺序应为(用接口标识A、B、C……填写)__________。

(3)装置②的作用是____________________________________，发生反应的离子方程式是___________________________

21．铝是一种重要的金属。

(1)铝在元素周期表中的位置是__________。

(2)生产中曾用铝热反应焊接钢轨，铝与氧化铁发生反应的化学方程式为__________________________。

(3)铝与NaOH溶液反应的离子方程式为____________________________；同温同压下，在浓度和体积均为100 mL 2 mol/L的盐酸及NaOH溶液中加入等质量的Al，产生气体的体积比为5∶6，则所加Al的质量为__________。

(4)以上述所得AlCl3溶液为原料制取无水AlCl3，先制得AlCl3·6H2O晶体，主要操作包括________________________，在干燥的HCl气流中加热AlCl3·6H2O晶体，能进一步制取无水AlCl3，其原因是(结合离子方程式简要说明)____________________________________________。

22.某固体混合物可能由Al、(NH4)2SO4、MgCl2、AlCl3、FeCl2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(气体体积数据已换算成标准状况下的体积)：

回答下列问题：

(1)混合物中是否存在FeCl2：____________(填“是”或“否”)。

(2)混合物中是否存在(NH4)2SO4：____________(填“是”或“否”)。

(3)写出反应④的离子方程式：________________________。

(4)请根据计算判断混合物中是否含有AlCl3(简述计算依据和计算结果，不要求写出完整的计算过程)。

参考答案

 一、选择题(每小题3分，共54分)

1．解析：根据平常对各元素的化合物性质的了解得知，铁的化合物多数有颜色，红色的比较多。

答案：B

2．解析： 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3； Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3； 2FeCl3＋Fe===3FeCl2；硅酸不能。

答案：A

3．解析：由题意可知，Na与AlCl3恰好完全反应，AlCl3的物质的量为 0.025 mol，根据Al元素守恒，计算得NaAlO2的物质的量为 0.025 mol；由Cl元素守恒，得NaCl的物质的量为 0.075 mol，则生成物中钠元素的物质的量为 0.1 mol，所以加入金属钠的质量为2.3 g。

答案：B

4．解析：利用反应4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3可制取氢氧化铁，所以A项正确；卤素单质的氧化性随其原子序数的增加而减弱，I2与Fe反应的生成物为FeI2，即Fe3＋的氧化性大于I2的氧化性，因此Fe3＋可氧化I－，则B、C项错误；铁元素位于元素周期表的第4周期Ⅷ族，D项错误。

答案：A

5．解析：题目中涉及的化学方程为CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O，Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O；

CuO＋H2Cu＋H2O，Fe2O3＋3H22Fe＋3H2O，当氧化物的物质的量相等时，消耗氢气的物质的量等于消耗酸的物质的量的一半。即×22.4 L/mol＝d L，所以A项正确。

答案：A

6．解析：根据两次反应后溶液的pH可计算出参加反应的OH－为0.1 mol，参加反应的H＋为 0.42 mol。Fe2O3＋2Al===2Fe＋Al2O3，若铝热反应恰好完全，则反应后的固体为Fe和Al2O3，且其物质的量之比为2∶1，则反应所需的OH－和H＋的物质的量之比为1∶5。所以不可能。因质量相等的铝单质与碱和酸反应的物质的量之比为1∶3，与实际碱和酸的用量不符，因此确定此反应为Fe2O3过量，所以反应①中无氢气生成。加入碱时只与Al2O3反应，Al2O3～2OH－，即每份生成物中Al2O3为0.05 mol，则铝的物质的量为 0.2 mol。生成Fe为0.1 mol，其中Al2O3消耗H＋为0.3 mol。剩余的 0.12 mol H＋与Fe2O3反应，生成的Fe3＋和Fe反应，如果仍有Fe剩余，则Fe再与H＋继续反应。无论是哪种反应，Fe元素与H＋的物质的量之比均为1∶2，则Fe元素的物质的量为 0.06 mol，原Fe2O3的物质的量为 0.03 mol，其质量为4.8 g 。反应②中Cl－没有参与反应，因此浓度不变，仍为4 mol/L。

答案：B

7．解析：呼吸面具中的供氧主要是由供氧剂与呼吸产生的CO2反应生成O2，HNO3、H2O2、KClO3不与CO2反应，不适宜做供氧剂，过氧化钠在常温下可与CO2反应生成O2,2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，最适宜作为呼吸面具中的供氧剂。

答案：D

8．解析：过氧化钠有强氧化性，可将SO氧化为SO，B项错误；Na2O2溶于水后生成的强碱NaOH与HCO不共存，C、D项错误。

答案：A

9．解析：根据反应：

2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2　Δm

　　　88　　　　　　　　　　 56

　　　m(CO2)　 　 　 　 　 　14 g

解得：m(CO2)＝22 g

2CO＋O22CO2

56　　32　　88

14 g　8 g 　 22 g

若CO完全反应，则m(CO)∶m(O2)＝14∶(26－14)＝7∶6；

若O2完全反应，则m(CO)∶m(O2)＝(26－8)∶8＝9∶4。

故C项正确。

答案：C

10．解析：分析题给反应， Al做还原剂，NaNO3做氧化剂，A选项错误；每当生成1 mol N2转移10 mol电子，转移5 mol电子，可生成0.5 mol N2即标准状况下的体积为11.2 L；反应中 ―→，N2是还原产物，C选项错误；据得失电子守恒，每当消耗10 mol Al，生成3 mol N2，当消耗1 mol Al时，生成0.3 mol N2即标准状况下N2的体积为6.72 L，D选项错误。

答案：B

11．解析：据反应方程式：Na2O＋H2O===2NaOH①

Na2O2＋H2O===2NaOH＋O2↑②

可知①②式等物质的量的Na2O、Na2O2耗H2O一样多，产生溶质NaOH一样多。C选项符合题意。

答案：C

12．解析：该题为信息题，根据题目所给信息结合数据较易得出正确答案为D。

答案：D

13．解析：各物质等物质的量，Na2O和Na2O2生成的NaOH和形成溶液的质量相等，所以质量分数相等，生成的NaOH是原各物质的物质的量的两倍；Na与水反应，总溶液质量由于放出H2而减小。

答案：D

14．解析：除杂质不引入新杂质，Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH。

答案：B

15．解析：对镁、铝而言，酸不足量，产生H2的量取决于酸的量，都为0.025 mol；Na能与水反应，产生H2的量取决于钠的量，应产生0.05 mol H2。

答案：AB

16．解析：Fe3＋与SCN－和OH－反应是非氧化还原反应，与Fe2＋和SO不反应。

答案：B

17．解析：铝热剂是某些金属氧化物与铝粉的混合物，不专指Fe2O3和铝粉的混合物，A不正确；由于Fe2O3不溶于水，所以在经过所给操作步骤得到的滤液中不含Fe3＋，该操作不能达到目的，故B不正确；C选项中氧化剂Fe2O3的物质的量一样多，故H2、Al、CO失电子的物质的量一样多，即

n(H2)·2＝n(Al)·3＝n(CO)·2，所需H2、Al、CO的物质的量之比为3∶2∶3，C正确；明矾虽然含结晶水，但其组成一定，故为纯净物。

答案：C

18．解析：得到沉淀最多时溶液为NaCl溶液，n(Na＋)＝n(Cl－)＝n(HCl)＝0.25 L×2 mol/L＝0.5 mol

c(HCl)＝＝1 mol/L。

答案：B

二、非选择题(共46分)

19．解析：(1)①B错误，因为Fe2O3是红棕色的；②常用的方法是加酸溶解，金属和稀盐酸反应生成氢气，而Fe3O4与稀盐酸反应时没有气泡产生；③鉴别混合物中是否有Fe3O4固体，可以用还原剂将氧化物还原，检验氧化产物，如用氢气还原，则检验是否有水生成，如用CO还原，则检验是否有CO2气体产生。

(2)②因为Fe2O3是红棕色的，FeO是黑色的，若方法A成立，那么颜色变化是由红棕色变为黑色，但从颜色并不能正确判断，因为可能生成黑色的Fe3O4,6Fe2O3高温4Fe3O4＋O2↑；③若方法B成立，则下列反应成立：2Fe2O3高温4FeO＋O2↑，灼烧前后的质量之比为：＝10/9，若质量之比是30∶29，则发生了反应6Fe2O3高温4Fe3O4＋O2↑，最后的分解产物是Fe3O4；④结合两种方法的分析，方法B更严密，此方法涉及了定量的计算，而方法A仅仅是定性地从颜色来观察，不严密。

答案：(1)①A　②取黑色粉末少许于试管中，加适量稀盐酸或稀硫酸，若有气泡产生则原黑色粉末为铁，若无气泡产生则原粉末为Fe3O4　③用干燥的氢气与黑色粉末加热反应，用无水硫酸铜检测是否有水产生(或用纯净的一氧化碳与黑色粉末加热反应，用澄清石灰水检测是否有二氧化碳产生)(其他合理答案也可)

(2)①坩埚　②红棕色　黑色　不能　也可能为Fe3O4　③10/9　Fe3O4　④B

20．解析：(3)2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，由上述两个方程式可以看出，当盐酸与NaOH的物质的量相同时，产生H2的体积比为1∶3，现为5∶6＞1∶3，故加入的Al相对盐酸过量，对NaOH不足。0.2 mol的HCl需Al质量为×27 g/mol×0.2 mol＝1.8 g，对应5份H2，当H2为6份时，铝的质量为×1.8 g＝2.16 g，即为所求。

答案：

(1)第3周期第ⅢA族

(2)2Al＋Fe2O3高温Al2O3＋2Fe

(3)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑　2.16 g

(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤

Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，在干燥的HCl气流中，抑制AlCl3的水解，且带走AlCl3·6H2O晶体受热产生的水蒸气，故能得到 AlCl3。

22.解析：根据生成气体通过碱石灰体积不变(无酸性气体)，而通过浓硫酸体积减小，说明剩余的 6.72 L气体为氢气，即原固体中一定含有金属Al，且其质量为×27 g/mol＝5.4 g。生成氨气的物质的量为＝0.2 mol，则原固体中一定含有 0.1 mol (NH4)2SO4，其质量为13.2 g。得到白色沉淀久置不变色，说明无FeCl2(氢氧化亚铁易被氧化为红棕色的氢氧化铁)，因为NaOH过量，所以白色沉淀不可能含有氢氧化铝，则说明5.8 g白色沉淀为Mg(OH)2，因此MgCl2的质量为9.5 g 。无色溶液中有Al与过量NaOH溶液反应后得到的NaAlO2。

答案：(1)否   (2)是    (3)AlO-＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓

(4)由题中信息可推得一定含有Al、(NH4)2SO4和MgCl2三种物质，而计算出这三种物质的质量之和刚好等于 28.1 g，所以一定没有AlCl3。