苏教版高中化学必修二专题综合测评4金属与人类文明含答案

这是一份苏教版高中化学必修二专题综合测评4金属与人类文明含答案，共11页。
专题综合测评(四)　金属与人类文明
(总分：100分　时间：90分钟)
(教师用书独具)
一、选择题(本题共15小题，每题2分，共30分，每题只有一个选项符合题意。)
1．下列成语或谚语中蕴含着一定的化学知识或原理，下列有关说法错误的是(　　)
A．百炼成钢——通过反复锤炼，除去铁中部分杂质，使其转化为钢
B．水滴石穿——CO2＋H2O＋CaCO3===Ca(HCO3)2(以大理石为例)
C．恨铁不成钢——钢的性能远优于铁
D．真金不怕火炼——单质金的熔点很高
D　[锤炼过程中可除去一部分碳等杂质，A项正确；空气中的CO2可与CaCO3在水中缓慢反应，B项正确；钢的性能比铁好，C项正确；真金不怕火炼是指在高温下金也很难发生反应，D项错误。]
2．下列物质中不属于铁合金的是(　　)
A．不锈钢　　　 B．生铁
C．碳素钢 D．氧化铁
D　[合金是指在一种金属中加热熔合其他金属或非金属而形成的具有金属特性的物质。不锈钢、生铁、碳素钢是铁合金；氧化铁是氧化物，属于纯净物，不是合金，故D项错误。]
3．钢材可以用作桥梁的结构材料，是因为它(　　)
A．有良好的导热性 B．有一定的机械强度
C．不易受空气和水的作用 D．有良好的导电性
B　[钢材是被大量应用于桥梁的结构材料，说明它具有很强的机械强度而不是利用其导电、导热性。]
4．哈大齐高铁的通车标志着我国高寒地区高铁技术领先世界。车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金(　　)
A．质地轻，强度大，抗腐蚀能力比较强
B．具有比较活泼的化学性质
C．各种成分在自然界中含量丰富，容易获取
D．比纯铝熔点高，耐高温
A　[车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金具有质地轻、强度大、抗腐蚀能力比较强的优点，A正确；铝合金的化学性质的确比较活泼，但与被用于制造车厢没有必然联系，B错误；铝元素在地壳中含量居第三位，含量比较丰富，但铝性质活泼，只能采用电解法制取，成本较高，并不容易获得，C错误；铝合金的熔点比纯铝的低，D错误。]
5．下列有关厨房铝制品的使用中，你认为合理的是(　　)
A．盛放食醋
B．烧煮开水
C．用金属丝擦洗表面的污垢
D．用碱水洗涤
B　[食醋中含有的醋酸呈酸性，能与铝发生反应而使其腐蚀；用金属丝擦洗时会破坏铝表面覆盖的氧化铝层，使铝裸露在外继续被腐蚀；而用碱水洗涤也同样不行，因为铝能跟碱反应而被腐蚀。]
6．把表面有少量氧化物的铜片和铁片一起放入盐酸中，充分反应后，所得溶液中的金属离子为(　　)
A．Fe3＋和Cu2＋ B．Fe2＋和Cu2＋
C．Fe2＋和Fe3＋ D．Fe2＋
D　[本题涉及的反应有CuO与盐酸的反应，Fe、Fe2O3与盐酸的反应，Fe3＋与Fe、Cu的反应，Fe与Cu2＋的反应等。由于表面氧化物较少，溶于盐酸后，生成的Fe3＋和Cu2＋较少，分别被Fe还原为Fe2＋和Cu，Cu与盐酸不反应，Fe与盐酸反应生成Fe2＋。]
7．下列离子的检验方法合理的是(　　)
A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明原溶液中不含Fe2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH溶液得到红褐色沉淀，说明原溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液得到白色沉淀，又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色，说明原溶液中含有Fe2＋， 不含有Mg2＋
C　[①Fe3＋与SCN－生成红色的Fe(SCN)3；②Fe2＋遇到OH－生成Fe(OH)2白色沉淀；③Fe3＋遇到OH－生成Fe(OH)3红褐色沉淀。A项中现象可以证明存在Fe3＋，但无法确定Fe2＋的存在，A项错误；B项中现象可以证明通入Cl2后存在Fe3＋，但原溶液是只存在Fe2＋，还是存在Fe3＋或Fe2＋、Fe3＋均含有，不能确定，B项错误；Fe(OH)3是中学应掌握的唯一红褐色沉淀，C项正确；Fe(OH)2转化为红褐色的Fe(OH)3时会干扰其他白色沉淀的观察，所以当含Fe2＋的溶液中含有其他能与碱生成白色沉淀的离子时，也同样出现D项所述现象，D项错误。]
8．某溶液中可能含有Fe3＋、Mg2＋、Na＋、Ba2＋、Cl－、OH－、SO中的若干种，下列说法中正确的是(　　)
A．溶液中最多有4种离子
B．若溶液有颜色，则一定没有OH－
C．若溶液呈碱性，则一定含有Na＋
D．该溶液不可能溶解单质铜
B　[Fe3＋、Mg2＋、Na＋、Cl－、SO可共存，A错；若溶液有颜色，则溶液中一定含有Fe3＋，Fe3＋与OH－不能大量共存，B对；溶液呈碱性时，溶液中没有Fe3＋、Mg2＋，但依电中性原理知，Na＋、Ba2＋至少有一种存在，C错；若溶液中有Fe3＋，则可溶解单质铜，D错。]
9．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是(　　)
选项
A
B
C
D
X
FeCl2溶液
FeCl3溶液
Fe
Na2SO4溶液
Y
FeCl3
CuCl2
Al
Na2CO3
Z
Cl2
Fe
NaOH溶液
BaCl2溶液
C　[A项中Cl2能把FeCl2氧化，B项中Fe能把FeCl3还原，D项除去了CO和SO，但又引入了Cl－，均不符合要求。A项中应加适量铁粉；B项中可加足量铁粉过滤后，向滤液中通足量Cl2；D项中应加适量稀H2SO4。]
10．以辉铜矿(Cu2S)为原料冶炼铜，其反应原理可表示为Cu2S＋O22Cu＋SO2。下列说法不正确的是(　　)
A．化合价发生变化的元素有3种
B．Cu2S在该反应中既是氧化剂又是还原剂
C．1 mol O2参加反应时，上述反应转移电子的总物质的量为4 mol
D．SO2被分离、回收后氧化生成SO3，可作为制取硫酸的原料
C　[分析反应中化合价的变化：Cu＋O ＋ O，反应过程中Cu、S、O三种元素的化合价均发生改变；Cu2S中Cu元素化合价降低，S元素化合价升高，因此Cu2S既是氧化剂又是还原剂；根据S元素化合价的改变可知，当1 mol O2参加反应时，共转移6 mol电子；SO2催化氧化可得SO3，SO3被水吸收可得H2SO4。]
11．对铁及铁的化合物颜色描述正确的是(　　)
A．还原铁粉——银白色
B．Fe(OH)3——棕黄色
C．Fe(SCN)3溶液——血红色
D．FeSO4溶液——红色
C　[还原铁粉为黑色粉末，A错误；Fe(OH)3为红褐色固体，B错误； Fe(SCN)3溶液为血红色，C正确；亚铁溶液为浅绿色，D错误。]
12．据报道，某核潜艇上的核反应堆使用了液态铝钠合金作载热介质。有关说法不恰当的是(　　)
A．铝钠合金的熔点低于铝的熔点
B．若将铝钠合金投入一定量水中可得到无色澄清溶液，则合金中n(Al)≤n(Na)
C．将m g不同组成的铝钠合金分别投入足量盐酸中，若放出H2越多，则合金中铝的质量分数越小
D．将铝钠合金投入足量CuCl2溶液中，肯定有Cu(OH)2沉淀生成，也可能有铜析出
C　[合金的熔点低于其组成它的任何一种成分金属的熔点，所以铝钠合金的熔点低于铝的熔点， A正确；铝钠合金若投入一定的水中可得无色溶液，说明钠和水反应生成的氢氧化钠足以将金属铝溶解，根据2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2 ＋3H2↑，则n(Al)≤n(Na)，B正确；根据金属钠和金属铝与酸反应生成氢气量的关系：2Al～3H2↑，2Na～H2↑，等质量的金属钠和金属铝与酸反应，金属Al产生的氢气量多，所以放出的H2越多，则铝的质量分数越大，C错误；铝钠合金投入到足量氯化铜溶液中，钠和水反应生成的氢氧化钠可以和氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀，金属铝也可能会置换出金属铜，D正确。]
13．在FeCl3和CuCl2的混合液中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2＋的物质的量浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示。则该溶液中FeCl3与CuCl2的物质的量浓度之比为(　　)

A．3∶1　　　B．1∶2　　　C．2∶1　　　D．1∶1
C　[根据氧化性：Fe3＋＞Cu2＋，加入铁后会依次发生氧化还原反应：①Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，②Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，从图像中可知加入2 mol Fe时，发生反应①生成Fe2＋物质的量为6 mol，反应的Fe3＋的物质的量为4 mol，即FeCl3为4 mol；在加入2 mol Fe的基础上再加入2 mol Fe发生反应②，此时生成Fe2＋的物质的量为2 mol，原溶液中Cu2＋的物质的量为2 mol，即CuCl2为2 mol；同一溶液中浓度之比等于物质的量之比，所以原溶液中FeCl3、CuCl2的浓度之比为4 mol∶2 mol＝2∶1。]
14．下列实验现象描述错误的是(　　)
选项
实　验
现　象
A
加热放在坩埚中的小块钠
钠先熔化成光亮的小球，燃烧时，火焰为黄色，燃烧后，生成淡黄色固体
B
在酒精灯上加热铝箔
铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝并不滴落，好像有一层膜兜着
C
在FeCl2溶液中滴入NaOH溶液
先生成白色沉淀，沉淀很快变为灰绿色，最后变为红褐色
D
在空气中久置的铝条放入NaOH溶液中
立刻产生大量无色气泡，铝条逐渐变细，铝条逐渐发热
D　[在空气中久置的铝条的表面有一层致密的Al2O3薄膜，放入NaOH溶液后，不会立刻产生大量无色气泡。]
15．在由Fe、FeO和Fe2O3组成的混合物中加入100 mL 2 mol·L－1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，并放出448 mL气体(标准状况)，此时溶液中无Fe3＋，则下列判断正确的是(　　)
A．混合物里3种物质反应时消耗盐酸的物质的量之比为1∶1∶3
B．反应后所得溶液中的Fe2＋与Cl－的物质的量浓度之比为1∶2(不考虑Fe2＋水解)
C．混合物里，FeO的物质的量无法确定，但Fe比Fe2O3的物质的量少
D．混合物里，Fe2O3的物质的量无法确定，但Fe比FeO的物质的量多
B　[混合物恰好完全溶解且无Fe3＋，故溶液中的溶质为FeCl2，c(Fe2＋)∶c(Cl－)＝1∶2，B正确；由反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋可知，还原Fe3＋的Fe的物质的量与Fe2O3的物质的量相等，但还有一部分Fe与盐酸反应生成H2，可知Fe比Fe2O3的物质的量多，C错误；FeO的物质的量无法确定，A、D错误。]
二、非选择题(本题共5小题，共70分。)
16．(14分)下表是某种常见金属的部分性质：
颜色和状态
硬度
密度
熔点
导电性
导热性
延展性
银白色固体
较软
2.70 g·cm－3
660.4 ℃
良好
良好
良好
将该金属投入到稀盐酸中，可产生大量的无色气体。
根据上述信息回答下列问题：
(1)推断该金属的一种用途是_________。
(2)该金属的活动性比铜________(填“强”或“弱”)。
(3)请自选试剂，设计实验探究该金属与铁的活动性的强弱。
①一种猜想：_____________________________________________________；
②验证方法：______________________________________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________；
③实验现象：______________________________________________________
________________________________________________________________；
④实验结论：_____________________________________________________。
[解析]　(1)该金属具有良好的导电性，且能与盐酸反应生成无色气体，因此可以作导线，也可以用来制取氢气等。(2)由于该金属可以和盐酸反应，说明其金属活动性在氢前，比铜活动性强。(3)为了探究该金属和铁的金属活动性强弱，可以采用和酸溶液反应，也可以和盐溶液反应。
[答案]　(1)用于制电线或实验室制氢气等(合理即可)　(2)强　(3)①该金属的活动性比铁强　②取两支大小相同的试管，分别注入同体积、同浓度的稀盐酸；向两支试管中同时分别加入大小和表面积相同的铁片和该金属片，比较反应快慢　③都有气泡放出，被测金属产生气泡更快　④被测金属的活动性比铁强
17．(15分)把等物质的量的Cu、Fe粉投入一定量的FeCl3溶液中充分反应，然后取出部分溶液(忽略水电离出的离子)。
(1)若滴加一滴KSCN溶液，溶液显红色，则溶液中存在的离子有________________。
(2)若滴加一滴KSCN溶液，溶液不显红色，则溶液中一定存在的离子有____________，可能存在的金属粉末有________。
(3)若加入的金属全部溶解，则溶液中n(Cu2＋)∶n(Fe2＋)＝________。
(4)若(3)反应后的溶液中有三种金属离子，欲从中回收Cu和FeCl3，需要用到的试剂有(按反应顺序填写)______________。
[解析]　还原性：Fe＞Cu，故Fe3＋优先与Fe反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，然后与Cu反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。 (1)若滴加KSCN溶液显红色，说明Fe3＋过量，则Cu、Fe粉均已溶解，故溶液中的离子有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、Cl－。 (2)若滴加KSCN溶液，溶液不显红色，则Fe3＋已完全反应，溶液中一定存在的离子是Fe2＋、Cl－，金属粉末可能是Fe、Cu的混合物，也可能只有Cu。(3)通过离子反应方程式分析，等物质的量的Cu、Fe完全溶解，产生的n(Cu2＋)∶n(Fe2＋)＝1∶5。 (4)为从溶液中提取Cu，应向溶液中加入过量铁粉：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu；然后用盐酸溶解过量的铁粉：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；过滤后，得到Cu，再向滤液中加入新制氯水即可得到FeCl3：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。
[答案]　(1)Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、Cl－ 　(2)Fe2＋、Cl－　Fe、Cu(或Cu)　(3)1∶5　(4)Fe、稀盐酸、新制氯水
18．(14分)化学实验室产生的废液中含有大量会污染环境的物质，为了保护环境，这些废液必须经处理后才能排放。某化学实验室产生的废液中含有两种金属离子：Fe3＋、Cu2＋，化学小组设计了如图所示的方案对废液进行处理，以回收金属，保护环境。

(1)操作①的名称是________。
(2)沉淀A中含有的金属单质有________。
(3)操作②中观察到的实验现象是____________________________________
_______________________________________________________________。
(4)操作③中发生反应的离子方程式为_______________________________
______________________________________________________________。
[解析]　(1)操作①加入过量的铁屑，由于铁的化学性质比铜活泼，因此铁可以把金属铜从盐溶液中置换出来，同时Fe3＋能氧化单质铁生成Fe2＋，因此在①得到的滤渣中含有金属铜和过量的铁，通过过滤得到沉淀和溶液；(2)在①得到的滤渣中都含有金属铜和过量的铁，通过过滤得到沉淀A和溶液A，因此沉淀A中含有金属单质铜、铁；(3)Fe2＋能被过氧化氢氧化生成Fe3＋，溶液由浅绿色变为棕黄色，生成的Fe3＋能加快过氧化氢的分解，有少量气泡出现；(4)溶液B中含有的金属阳离子为Fe3＋，稀氨水中存在下述电离平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，溶液B中加氨水，发生反应：Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH。
[答案]　(1)过滤　(2)铁、铜　(3)溶液由浅绿色变为棕黄色，有少量气泡出现　(4)Fe3＋ ＋ 3NH3·H2O===Fe(OH)3↓ ＋ 3NH
19．(9分)下列物质之间有如下反应关系：

已知E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。回答下列问题：
(1)写出下列物质的化学式：
A________，B________，D________，
甲________，乙________，丙________。
(2)写出E→C反应的化学方程式：__________________________________
_______________________________________________________________。
[解析]　(1)E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，则E为Fe(OH)2，C为Fe(OH)3；A为红棕色粉末，则A为Fe2O3，B为FeCl3，D为FeCl2，乙为NaOH(或KOH等)；由D→B的转化可知，甲为氯气或新制氯水等，由红色溶液可知，丙为KSCN。
[答案]　(1)Fe2O3　FeCl3　FeCl2　Cl2　NaOH(或KOH等)　KSCN　(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
20．(18分)实验小组研究二价铁的还原性，设计如下实验。
序号
实验方案
现象
Ⅰ

现象a：生成白色沉淀，3 min后沉淀基本变为红褐色
Ⅱ

现象b：生成白色沉淀，3 min后沉淀颜色几乎不变
(1)实验所用的FeSO4溶液由Fe2(SO4)3溶液和足量铁粉反应制得，该反应的离子方程式是_____________________________________________________。
(2)实验Ⅰ中沉淀变为红褐色的化学方程式是_______________________
______________________________________________________________。
(3)关于实验Ⅱ中白色沉淀的组成，小组同学展开研究。
①已知Fe(HCO3)2在水中不存在。对沉淀组成作出如下假设，请补充完整。
假设a：依据NaHCO3溶液显________性，推测白色沉淀可能为Fe(OH)2;
假设b：白色沉淀可能为________。
②研究白色沉淀组成的实验如下：
ⅰ.取少量白色沉淀，充分洗涤，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，产生无色气泡；
ⅱ.向所得溶液中滴入KSCN试剂，溶液几乎不变红；
ⅲ.向ⅱ溶液中再滴入少量H2O2，溶液立即变为红色。
由此说明，白色沉淀中一定含有________离子。
③研究过程中发现白色沉淀在空气中久置最终变为红褐色。则该沉淀比实验Ⅰ中所得的Fe(OH)2更____________(填“难”或“易”)被空气氧化。
(4)对比实验Ⅰ，研究酸碱性对二价铁还原性的影响，设计实验Ⅲ：

将实验方案补充完整：_____________________________________________
________________________________________________________________。
(5)根据以上实验，为避免二价铁被空气氧化，可采取的措施是
_________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
[解析]　Fe2＋具有还原性，易被空气中的氧气氧化。实验Ⅰ中向FeSO4溶液中滴加氢氧化钠溶液，先发生复分解反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，3 min后沉淀基本变为红褐色，说明氢氧化亚铁被空气中的氧气氧化为红褐色氢氧化铁。实验Ⅱ中NaHCO3溶液显碱性，向FeSO4溶液中滴加NaHCO3溶液，同样产生白色沉淀，白色沉淀3 min后颜色几乎不变，与实验Ⅰ现象不一致，因此推测白色沉淀可能是别的物质；根据参加反应的物质推测，沉淀还有可能是碳酸亚铁，且碳酸亚铁被氧气氧化的速率小于氢氧化亚铁被氧气氧化的速率。
(1)Fe与Fe3＋发生氧化还原反应生成Fe2＋，书写此反应方程式时应注意电荷守恒和质量守恒。
(2)实验Ⅰ中沉淀变为红褐色，说明氢氧化亚铁被空气中的氧气氧化为红褐色氢氧化铁。
(3)①碳酸氢钠溶液呈碱性；根据加入的试剂和实验现象可知白色沉淀还有可能为碳酸亚铁FeCO3。②ⅰ.取少量白色沉淀，充分洗涤，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，产生无色气泡，则无色气泡应为二氧化碳，则沉淀中应含有碳酸根；ⅱ.向所得溶液中滴入KSCN试剂，溶液几乎不变红，说明溶液中不含有三价铁离子；ⅲ.向ⅱ溶液中再滴入少量H2O2，溶液立即变为红色，说明原溶液中存在亚铁离子，其被H2O2 氧化为铁离子。因此可以说明沉淀中一定含有Fe2＋和CO 。③实验Ⅱ，3 min后白色沉淀无变化，在空气中久置，最终变为红褐色；而实验Ⅰ中的氢氧化亚铁在3 min后完全被氧化，因此实验Ⅱ中沉淀比实验Ⅰ中所得的Fe(OH)2更难被空气氧化。
(4)实验Ⅲ的实验目的是研究酸碱性对二价铁还原性的影响，而实验Ⅰ已经研究了碱性条件对二价铁的还原性的影响，因此实验Ⅲ应研究酸性条件对二价铁的还原性的影响，实验方案应为向硫酸亚铁溶液中滴加1.0 mL 0.15 mol·L－1H2SO4溶液。
(5)实验Ⅲ的现象显示，在酸性条件下，二价铁离子不易被氧化，因此为避免二价铁被空气氧化，可采取的措施是控制溶液为酸性环境，或使二价铁以碳酸盐的形式沉淀。
[答案]　(1)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋　(2)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3　(3)①碱　FeCO3　②Fe2＋和CO　③难　(4)滴加1.0 mL 0.15 mol·L－1H2SO4溶液　(5)控制溶液为酸性环境或使二价铁以碳酸盐的形式沉淀