苏教版高中化学必修第二册专题9金属与人类文明检测试题含答案

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专题9　检测试题选题表　　　　　　难易度知识点　　　　　　易中难金属的冶炼方法2,3,9  铁及其化合物的性质与应用6,811,12,1416金属材料的性能与应用4,7  合金及其应用5,101517综合应用11318,19,20一、单项选择题(共10小题,每小题2分,共20分,每小题只有一个正确选项)1.化学在生产和生活中有重要的应用。下列说法正确的是(　C　)A.电解饱和食盐水可冶炼金属钠B.氧化钠可用于呼吸面具C.铝热反应中的铝热剂是混合物D.电解熔融AlCl3用于冶炼金属铝解析:工业上用电解熔融NaCl的方法冶炼金属钠,A错误;过氧化钠与CO2和水反应生成氧气,过氧化钠可用于呼吸面具,B错误;铝粉和金属氧化物的混合物称为铝热剂,铝热剂是混合物,C正确;工业上采用电解熔融Al2O3的方法冶炼铝,D错误。2.下列有关金属的工业制法的说法中,正确的是(　C　)A.以海水为原料制得精盐,再电解精盐的水溶液制取钠B.以海水、石灰乳等为原料,经一系列过程制得氧化镁,用H2还原氧化镁制得镁C.以铁矿石、焦炭、空气、石灰石等为原料,通过反应产生的CO在高温下还原铁矿石制得铁D.从铝土矿中获得氧化铝再制得氯化铝固体,电解熔融的氯化铝得到铝解析:工业制钠是电解熔融NaCl,2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑,而电解NaCl溶液的反应方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,得不到钠,A错误;镁的还原性比氢气的还原性强,不能用氢气还原MgO制取镁,工业制镁是电解熔融MgCl2,MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,B错误;工业上常用CO在高温下还原铁矿石中的Fe2O3来炼铁,C正确;因为熔融状态下AlCl3不导电,所以从铝土矿中获得氧化铝,再电解熔融的Al2O3来获取金属铝,D错误。3.在冶金工业上,通常均不能用化学还原剂制得的一组金属是(　A　)A.Na、K、Mg、Al B.Zn、Fe、Cu、AgC.Na、K、Zn、Fe D.Mg、Al、Zn、Fe解析:不能用化学还原剂制得的金属是一些非常活泼的金属,如Na、K、Mg、Al等。4.下列有关金属及金属材料的说法不正确的是(　B　)A.合金的性能一般优于纯金属B.碳素钢是目前用量最大的合金,碳素钢在空气中比纯铁耐腐蚀C.酒精灯加热铝箔至熔化,铝并不滴落,说明铝表面生成一层致密的氧化膜D.用金属铝与V2O5反应冶炼钒,主要是因为铝的还原性比钒强解析:合金与组成它的成分相比,一般具有熔点低、硬度大、抗腐蚀性强等方面的优点,性能一般优于纯金属,A正确;碳素钢在空气中更容易形成原电池,发生电化学腐蚀,所以碳素钢在空气中比纯铁耐腐蚀性差,B不正确;将一片铝箔置于酒精灯外焰上灼烧生成氧化铝,氧化铝的熔点高,包裹在Al的外面,所以铝箔熔化但不滴落,C正确;铝热反应可冶炼高熔点金属,可用金属铝与V2O5在高温下冶炼钒,铝作还原剂,常温下不反应,D正确。5.蛟龙号载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金。下列有关合金的说法中正确的是(　D　)A.钛合金是一种新型的金属单质B.钛合金的熔点比成分金属的低,硬度小C.钛合金的化学性质与钛单质相同D.青铜、碳素钢、合金钢和硬铝均是合金解析:合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质,不属于新型金属单质,A错误;合金的熔点一般比成分金属的熔点低,但硬度大,B错误;合金的化学性质与其成分金属的化学性质是相同的,钛合金除具备钛单质的化学性质外,还具有其他成分的化学性质,C错误。6.下列试剂中,不能用于鉴别Fe2+和Fe3+的是(　B　)A.NaOH溶液 B.稀硫酸C.KSCN溶液 D.酸性KMnO4溶液解析:氢氧化钠溶液与铁离子生成红褐色沉淀,与亚铁离子生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变为红褐色,A正确;稀硫酸与铁离子和亚铁离子都不反应,B错误;铁离子与KSCN溶液反应生成血红色溶液,C正确;亚铁离子能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D正确。7.放在手心就能熔化的稀有金属镓,其沸点为2 403 ℃,更奇妙的是镓熔化后在-120 ℃仍不易凝固;在常温下几乎不与氧气和水反应,但能溶于强酸和强碱;与其他金属熔合可改善合金性能;与硫、硒等非金属化合可生成优质的半导体材料。下列有关镓的性质和用途的叙述错误的是(　A　)A.镓的熔点高B.镓的性质与铝类似C.镓能够与盐酸反应生成气体D.镓可与多种金属形成合金解析:从题给信息可知镓的熔点低。8.下列物质间的转化不能通过一步化合反应实现的是(　B　)A.Fe→FeCl3    B.FeCl2→Fe(OH)2C.FeCl3→FeCl2 D.Fe→Fe3O4解析:铁与氯气生成氯化铁是化合反应,A正确;氯化亚铁与氢氧化钠溶液或氨水生成氢氧化亚铁,不是化合反应,B错误;铁与氯化铁生成氯化亚铁是化合反应,C正确;铁与氧气生成四氧化三铁是化合反应,D正确。9.《五金·铁》中记载:“若造熟铁,则生铁流出时相连数尺内,低下数寸,筑一方塘,短墙抵之。其铁流入塘内,数人执柳木棍排立墙上……众人柳棍疾搅,即时炒成熟铁。”下列说法不正确的是(　B　)A.金属冶炼方法由金属活动性决定B.熟铁是纯净物,生铁是混合物C.炒铁是为了降低铁水中的碳含量D.该法与近代往生铁水中吹空气炼钢异曲同工解析:活泼性不同的金属,其冶炼方法不同,即金属冶炼方法由金属活动性决定,A正确;炒铁过程中降低了铁水中的碳含量,从而将生铁转化成熟铁,C正确;该冶炼方法和近代往生铁水中吹空气炼钢类似,都是利用空气中的氧气,将碳氧化成碳的氧化物,从而降低铁水中的碳含量,D正确。10.“神舟八号”与“天宫一号”的成功对接,标志着中国的航空铝材处于世界领先的行列。下列关于铝合金的说法中错误的是(　D　)A.铝合金是一种混合物,它比纯铝的熔点低B.高温铝液易被氧化,铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼C.镁铝合金耐腐蚀,但能被烧碱(NaOH)腐蚀D.镁铝合金在盐酸中无法溶解解析:合金均为混合物,一般来说,合金的熔点比成分金属的熔点低,A正确;在熔剂层覆盖下熔炼,可隔绝空气,防止高温铝液被O2氧化,B正确;镁铝合金中的铝能与NaOH溶液反应,C正确;合金中的Mg、Al均能与盐酸反应,D错误。二、不定项选择题(共5小题,每小题4分,共20分,每小题有1～2个选项符合题意)11.已知下述三个实验均能发生化学反应:①②③将铁钉放入硫酸铜溶液中向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水将铜丝放入氯化铁溶液中下列判断正确的是(　AD　)A.实验①中铁钉只作还原剂B.实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性C.实验③中发生的是置换反应D.上述实验证明氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+解析:实验①中铁钉作还原剂,氧化性Cu2+>Fe2+;实验②中Fe2+只表现还原性;实验③中反应为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,不是置换反应,分析可知,氧化性Fe3+>Cu2+。综上可知氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+,故A、D正确,B、C错误。12.现有AgNO3、KSCN、稀H2SO4、NaOH 4种无色溶液,只要加入下列试剂中的一种,就可以把它们区别开来,则这种试剂是(　D　)A.FeCl2 B.Fe(NO3)3C.Fe   D.FeCl3解析:FeCl2溶液与AgNO3溶液可产生白色沉淀,与NaOH溶液产生的白色沉淀迅速转变为灰绿色,最后转变为红褐色,但与稀H2SO4溶液和KSCN溶液无明显现象,A不符合题意;Fe(NO3)3溶液与KSCN溶液反应得血红色溶液,与NaOH溶液立即产生红褐色沉淀,但与AgNO3溶液、稀H2SO4溶液无明显现象,B不符合题意;Fe与AgNO3溶液、稀H2SO4溶液反应且现象不同,但与KSCN溶液、NaOH溶液无明显现象,C不符合题意;FeCl3溶液与AgNO3溶液反应产生白色沉淀,与KSCN溶液反应得血红色溶液,与NaOH溶液反应得红褐色沉淀,与稀H2SO4溶液无明显现象,D符合题意。13.FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列判断不正确的是(　C　)A.加入KSCN溶液一定不变红色B.溶液中一定含Fe2+C.溶液中一定含Cu2+D.剩余固体中一定含铜解析:氧化性Fe3+>Cu2+,向氯化铁和氯化铜混合溶液中加少量铁粉,铁先与氯化铁反应,无固体生成,铁再与氯化铜反应,生成氯化亚铁和铜,所以固体中一定有铜,可能有铁。溶液中不可能有Fe3+,一定有Fe2+,当铁过量时,溶液中无Cu2+。综上所述,C不正确。14.有关铁的化合物的说法中,错误的是(　AC　)A.Fe(OH)2是一种黑色固体,不稳定,在空气中易被氧化转变为红褐色B.由图示操作可制取Fe(OH)2C.Fe3O4、Fe(OH)3都可以铁为原料直接与其他物质化合制得D.Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明,能发生丁达尔效应解析:Fe(OH)2是一种白色固体,A错误;煤油能减少FeSO4溶液与氧气接触,可以避免试管中部分氧气对氢氧化亚铁的氧化,B正确;铁在氧气中燃烧可直接化合生成Fe3O4,Fe(OH)3不可由铁单质直接化合生成,C错误;Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明,能发生丁达尔效应,D正确。15.我国古代“药金”的冶炼方法是,将炉甘石(ZnCO3)和赤铜矿(Cu2O)与木炭按一定的比例混合后,加热至800 ℃,这种方法可炼出有金子般光泽的“药金”。下列叙述不正确的是(　B　)A.“药金”实质上是铜锌合金B.冶炼炉中炉甘石直接被木炭还原为锌C.用盐酸可区别黄金和“药金”D.用灼烧法能区别黄金和“药金”解析:冶炼炉中炉甘石先是在高温下分解为ZnO,然后被木炭还原为Zn,B不正确。三、非选择题(共5小题,共60分)16.(10分)某同学为探究富含硫酸亚铁且保存时间较长的食品情况,设计了如下实验方案:(1)试剂1的主要成分的化学式是　                  。 (2)加入新制氯水后溶液血红色加深的原因是　　　　　　 　(用离子方程式表示)。 (3)该同学在实验中加入了过量氯水,放置一段时间后,发现深血红色褪去,现对褪色原因进行探究。①提出假设假设1:溶液中的+3价铁被氧化为更高价态的铁;假设2:　                                       。 ②设计方案为了对你所提出的假设2进行验证,请写出一种实验方案:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)写出一种保存FeSO4固体的方法:　　　　　　　　　　。 解析:(2)淡血红色溶液中还含有较多的Fe2+,向其中加入新制氯水时,Cl2将Fe2+氧化为Fe3+,溶液中Fe3+浓度增大,生成的Fe(SCN)3浓度也增大,溶液颜色加深。(3)溶液显血红色是因为溶液中含有Fe(SCN)3,根据假设1,则假设2是SCN-被过量的氯水氧化。(4)由于FeSO4易被空气中的O2氧化,所以FeSO4应密封保存。答案:(1)KSCN(2)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-、Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(3)①SCN-被过量的氯水氧化　②取少量褪色后的溶液,滴加过量KSCN溶液,若出现血红色,则说明假设2成立,若不出现血红色,则说明假设2不成立(4)密封保存17.(10分)(1)铝是以“贵族的身份”作为金属材料开始使用的。一百多年前,为了表彰门捷列夫对化学作出的杰出贡献,英国皇家学会不惜重金制作了一个比黄金还要贵重的奖杯——铝杯,赠送给门捷列夫。铝开始作为金属材料之所以贵于黄金,其原因是　　　　(填字母,下同)。 A.铝是稀有金属B.铝矿开采困难C.缺乏廉价的铝冶炼技术D.铝熔点高,作为材料不易加工(2)铝在轿车上的应用已经大获成功,这是无可争辩的事实。比较钢而言,再生铝(回收利用)作为金属材料在汽车上应用的优点是　　 　　(多选)。 A.汽车重量减轻 B.铝的导电性能好C.降低成本   D.铝的冶炼比铁容易(3)目前市场上某些品牌笔记本电脑的外壳一改以往的有机合成材料,而使用铝合金材料(有钛铝合金、镁铝合金等),有些甚至还渗入碳纤维材料,使整体硬度得到进一步加强。铝合金材料在电脑上代替有机合成材料的目的是　　　　(多选)。 A.增强导电性 B.增强美观C.增加强度   D.增加运算速度解析:铝是一种较活泼的金属,很难被还原,当电解法冶炼铝技术被应用于生产时,生产成本降低,且铝又具有密度小、易形成性能优良的合金等特点,使铝被广泛应用。答案:(1)C　(2)AC　(3)BC18.(10分)历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。(1)金、银、铜常被作为钱币流通,从化学角度来看,主要是利用它们的　　　　(填字母)。 A.硬度适中B.密度适中C.在自然界里都可得到纯净的单质D.不活泼性(2)试样X由氧化亚铁和氧化铜组成,取质量相等的两份试样,按图所示进行实验:请写出步骤③中所发生的全部反应的离子方程式:                                                                    　。 若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反应后,生成的不溶物W的质量是m,则每份试样X中氧化铜的质量为　　　　(用m表示)。 解析:(1)金、银、铜都属于不活泼金属,易加工,因此,在历史上都曾经用作货币。(2)由题图分析可知,溶液Y为FeCl2、CuCl2混合溶液,粉末Z为Fe、Cu混合物,将Y和Z混合,发生反应:Fe+Cu2+Fe2++Cu,Fe+2H+Fe2++H2↑,由生成的溶液呈强酸性且溶液中不含Cu2+表明,不溶物W全部是金属铜,每份试样中氧化铜的质量为m××=m。答案:(1)D(2)Fe+Cu2+Fe2++Cu、Fe+2H+Fe2++H2↑　m19.(14分)某铝合金中含有合金元素镁、铜、硅,为了测定该合金中铝的含量,设计了如下实验,请回答有关问题:(1)称取样品a g,将其溶解于足量的稀盐酸中,过滤。滤液中主要含有　　　　　　　,溶解、过滤用到的玻璃仪器是　　　　　　。 (2)滤液中加过量氢氧化钠溶液、过滤,有关的离子方程式是 　。 (3)向步骤(2)的滤液中通入足量二氧化碳气体,过滤,有关的离子方程式是             　。 (4)步骤(3)过滤后的滤渣用蒸馏水洗涤2～3次,烘干并灼烧至恒重,冷却后称重,其质量为b g,有关的化学方程式是　               ,原样品中铝的质量分数是　　　　     。(5)若步骤(2)中加入氢氧化钠的量不足,则实验结果　　　　(填“偏高”“偏低”或“不影响”,下同);若步骤(4)中滤渣没有洗涤,则实验结果　　　　;若滤渣灼烧不充分,则实验结果　　　　。 解析:(1)合金中能与盐酸反应的只有Mg、Al,Mg+2HClMgCl2+H2↑,2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑。(2)据滤液中主要含有的溶质,即可写出相应的离子方程式。(3)通入CO2时,CO2可与Al反应,因CO2过量,必须写成HC的形式。(4)氢氧化铝灼烧:2Al(OH)3Al2O3+3H2O。做实验取样品a g,实验后得氧化铝b g,设b g氧化铝中含铝的质量为x。Al2O3　　～　　2Al102         54b g         x102∶54=b g∶x,x= g= g样品中铝的质量分数×100%=×100%。(5)当加入NaOH不足时,有一部分Al(OH)3未转化为Al而被过滤除去,使Al的质量减少,所以测定结果偏低;若(4)中未洗涤滤渣,则滤渣中附有的溶液中的溶质的质量被当作Al2O3的质量,使Al2O3的质量增大,即Al的质量增大,因而测得的结果偏高;若滤渣灼烧不充分,则使Al2O3的质量增大,即Al的质量增大,因而实验结果偏高。答案:(1)MgCl2、AlCl3、HCl　烧杯、玻璃棒、普通漏斗(2)Mg2++2OH-Mg(OH)2↓、Al3++4OH-Al+2H2O、H++OH-H2O(3)CO2+OH-HC、Al+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HC(4)2Al(OH)3Al2O3+3H2O　%(5)偏低　偏高　偏高20.(16分)Ⅰ.工业上可用含Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3,其中Ti化合价为+4价)制取TiO2,其主要流程如下:Fe2O3与硫酸反应的离子方程式是 　　　　　　　　　   　  　　;向甲溶液中加入铁的目的是　                                 。Ⅱ.还原法是工业上冶炼钛常用方法之一,该方法是以金红石(主要含TiO2)或TiO2为原料来制取,其主要工艺流程如下:试回答下列问题:(1)已知反应①通常在800～900 ℃的条件下进行,产物中有一种可燃性无色气体,其中当有1 mol Cl2完全反应时,参加反应的还原剂的物质的量为　　　　mol。 (2)反应②通常在800 ℃的条件下进行,通入氩气的目的是　    ;分离反应②的产物所得到的海绵钛中常混有少量杂质,应如何除去杂质?                        (简述操作过程)。(3)在上述工艺流程中可以循环使用的物质是　　　　　　　　。 解析:Ⅰ.氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水,离子方程式是Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O;因为最终得到绿矾,所以应将铁离子还原为亚铁离子,加入铁的目的是把铁离子还原为亚铁离子。Ⅱ.(1)反应①的反应物为TiO2、C、Cl2,结合流程图知,有TiCl4生成,利用原子守恒及题给信息可知,另一气体产物是CO,所以反应的化学方程式为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO,在反应中C被Cl2氧化,当有1 mol Cl2完全反应时,参加反应的还原剂(C)的物质的量为1 mol。(2)反应②中反应物Mg以及产物Ti在高温下都易被空气中的氧气氧化,所以通入氩气的目的是,防止镁和钛在高温条件下被空气中的氧气氧化;此法制得的金属钛中含有少量金属镁,结合镁和钛性质可知,可采用盐酸酸洗镁和钛的混合物即可除去Mg。(3)由流程图知,可循环使用的物质为Cl2、Mg以及海绵钛除杂时生成的MgCl2等。答案:Ⅰ.Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O  将Fe3+转化为Fe2+Ⅱ.(1)1　(2)氩气作保护气,防止镁、钛被氧化　将海绵钛置于盐酸中酸洗,然后过滤即可得纯净的钛  (3)Cl2、Mg和MgCl2