新教材2023年高中化学第3章物质的性质与转化本章自我评价鲁科版必修第一册 试卷

第3章　本章自我评价

　时间：90分钟　　满分：100分

可能用到的相对原子质量：C—12　O—16　Na—23　Cl—35.5　Ca—40　Cu—64　Zn—65

一、选择题(本题共10小题，每小题只有1个选项符合题意。每小题2分，共20分)

1．下列关于铁及其化合物的说法中，不正确的是(　　)

A．金属铁可以被磁铁吸引

B．铁元素有可变化合价

C．铁丝在氯气中燃烧生成FeCl2

D．常温下铁片遇浓硫酸会发生钝化

答案　C

解析　铁丝在Cl2中燃烧生成FeCl3。

2．下列关于氨气、液氨、氨水的叙述正确的是(　　)

A．氨气、液氨、氨水的成分相同，均为纯净物

B．氨气不能用排水法收集

C．氨水的密度比水小，且浓度越大，密度越大

D．氨水的溶质为NH3·H2O，是氨水中含量最多的微粒

答案　B

解析　氨水是混合物，A错误；NH3极易溶于水，B正确；氨水的密度随浓度的增大而减小，C错误；氨水中水的含量最多，D错误。

3．已知氨气极易溶于水，难溶于有机溶剂CCl4。下列不适合作氨气的尾气吸收装置的是(　　)

答案　C

解析　NH3极易溶于水，若用C项中的装置作NH3的尾气吸收装置，则容易发生倒吸。

4．将过量的CO2气体通入下列溶液中，出现浑浊的是(　　)

A．CaCl2溶液  B．澄清石灰水

C．饱和Na2CO3溶液  D．溶有NH3的BaCl2溶液

答案　C

解析　CO2不能与CaCl2溶液反应，A错误；过量的CO2通入到澄清石灰水中，最终生成易溶于水的Ca(HCO3)2，B错误；由于NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，CO2通入饱和Na2CO3溶液中，溶液会变浑浊，C正确；CO2可以先与NH3反应生成(NH4)2CO3，(NH4)2CO3可与BaCl2发生复分解反应，生成NH4Cl和BaCO3沉淀，但通入过量CO2时生成Ba(HCO3)2，最终溶液不会出现浑浊，D错误。

5．氮元素在地球上含量丰富，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。下列叙述与氮的循环无关的是(　　)

A．工业合成氨的过程是固氮的过程

B．自然界中，氨是动物体特别是蛋白质腐败后的产物

C．为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂，常用氮气做保护气

D．电闪雷鸣的雨天，N2会与O2发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收

答案　C

解析　氮气的化学性质稳定，可用作保护气，与氮的循环无关，C符合题意。

6．下列叙述正确的是(　　)

A．浓硫酸可做干燥剂，能够干燥氢气、氧气、氨气等气体，但不能干燥有较强还原性的HI、H2S等气体

B．浓硫酸与单质硫反应的方程式为2H2SO4(浓)＋S3SO2↑＋2H2O，在此反应中，浓硫酸既表现了强氧化性又表现了酸性

C．把足量铜粉投入只含2 mol H2SO4的浓硫酸中，得到的气体体积为22.4 L(标准状况下)

D．常温下能够用铁质、铝质容器盛放浓硫酸，是因为浓硫酸的强氧化性能使铁、铝钝化

答案　D

解析　A项，浓硫酸具有吸水性，但由于其具有强氧化性和酸性，故不能用来干燥具有还原性的气体(HI、H2S等)和碱性气体(NH3)；B项，金属与浓硫酸反应时，生成相应的盐和SO2，此时浓硫酸表现酸性和强氧化性，而S、C等非金属单质与浓硫酸作用时，由于没有盐生成，故只表现强氧化性；C项，Cu与浓H2SO4反应时，H2SO4的浓度逐渐减小，当浓硫酸变为稀硫酸时，反应停止，故产生的SO2在标准状况下的体积小于22.4 L；D项，常温下，浓硫酸能使铁、铝表面形成致密的氧化物薄膜，保护内部金属不再与浓硫酸反应。

7．把过量铁屑加入FeCl3、CuCl2的混合溶液中，反应结束后，称得剩余固体的质量与所加铁屑的质量相等。则原溶液中FeCl3与CuCl2的物质的量之比是(　　)

A．7∶2  B．3∶2

C．2∶3  D．2∶7

答案　D

解析　根据反应①2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋可知，铁溶解，固体质量减少，根据反应②Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋可知，铁溶解，铜析出，固体质量增加，而反应结束后，称得剩余固体质量与所加铁屑的质量相等，则反应①中固体减少的质量与反应②中固体增加的质量相等，即56 g·mol－1×＝(64 g·mol－1－56 g·mol－1)×n(Cu2＋)，得n(Fe3＋)∶n(Cu2＋)＝2∶7，故n(FeCl3)∶n(CuCl2)＝2∶7。

8．向CuSO4溶液中加入过量KI溶液，产生白色CuI沉淀，溶液变棕色。向反应后的溶液中通入过量SO2，溶液变成无色。下列说法不正确的是(　　)

A．滴加KI溶液时，KI被氧化，CuI是还原产物

B．通入SO2后，溶液变无色，体现SO2的还原性

C．上述实验条件下，物质的氧化性：Cu2＋>I2>SO2

D．整个过程发生了复分解反应和氧化还原反应

答案　D

解析　硫酸铜和碘化钾反应产生了白色的碘化亚铜沉淀，说明铜元素的化合价降低，所以碘元素的化合价升高，生成碘单质，溶液变棕色，通入SO2时，碘和二氧化硫反应生成硫酸和氢碘酸。滴加KI溶液时，碘元素的化合价升高，碘化钾做还原剂，被氧化，铜元素的化合价降低，碘化亚铜是还原产物，A正确；碘和二氧化硫反应，体现了二氧化硫的还原性，B正确；根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，可知氧化性：Cu2＋>I2>SO2，C正确；两个反应都为氧化还原反应，D错误。

9．实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(夹持和净化装置省略)。仅用该实验装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是(　　)

答案　C

解析　浓氨水与碱石灰不加热可以制取氨气，但是氨气的密度比空气小，不能用向上排空气法收集，A错误；浓硝酸与Cu反应产生NO2气体，NO2的密度比空气大，可以用向上排空气法收集，但NO2是大气污染物，若用水吸收，会发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，产生的NO仍然会污染空气，B错误；浓硫酸与Na2SO3发生反应，生成Na2SO4、H2O、SO2，SO2的密度比空气大，可以用向上排空气法收集，SO2是大气污染物，可以用NaOH溶液吸收，发生反应：SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O，C正确；稀硝酸与Cu反应产生NO气体，NO会与空气中的氧气发生反应，所以不能用排空气法收集，D错误。

10．向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 mol·L－1的盐酸，恰好完全反应，放出11.2 mL(标准状况)气体，所得溶液加入KSCN溶液不变红色。用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，所得铁的质量为(　　)

A．5.6 g  B．11.2 g

C．2.8 g  D．无法计算

答案　C

解析　盐酸恰好使混合物完全溶解，且盐酸没有剩余，向反应后所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现，说明溶液为FeCl2溶液，根据氯元素守恒可知FeCl2的物质的量n(FeCl2)＝n(HCl)＝×0.1 L×1 mol·L－1＝0.05 mol；用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物得到铁，根据铁元素守恒可知Fe的物质的量n(Fe)＝n(FeCl2)＝0.05 mol，质量m(Fe)＝0.05 mol×56 g·mol－1＝2.8 g，C正确。

二、选择题(本题共5小题，每小题有1个或2个选项符合题意。每小题4分，共20分)

11．过量的铜粉加入一定体积的浓H2SO4中充分反应后，铜粉不再溶解，再加入下列固体粉末，可使Cu粉又溶解的是(　　)

A．FeCl2  B．Fe2O3

C．ZnSO4  D．KNO3

答案　BD

解析　Cu与浓H2SO4反应到一定程度，当浓H2SO4变为稀H2SO4时，Cu就不再溶解了。A项，加入FeCl2，不发生反应，铜不溶解；B项，发生反应：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，铜溶解；C项，加入ZnSO4不发生反应，铜不溶解；D项，加入KNO3，KNO3提供硝酸根离子，发生反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，铜溶解。综上，B、D正确。

12．为落实“五水共治”，某工厂拟综合处理含NH废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分)，设计了如下流程：

下列说法不正确的是(　　)

A．固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO4

B．X可以是空气，且需过量

C．捕获剂所捕获的气体主要是CO

D．处理含NH废水时，发生反应的离子方程式为：NH＋NO===N2↑＋2H2O

答案　AB

解析　A项，根据题中的流程，可以得出固体1为CaCO3、CaSO3和过量的Ca(OH)2的混合物，错误；B项，气体1为N2、NO、CO的混合物，通入X，然后再与NaOH溶液反应生成的产物为NaNO2，X可以为空气，但不能过量，否则反应后的产物中没有NaNO2，这与题图流程不符，错误；C项，气体2为N2、CO，因“无污染气体”为N2，故捕获的气体主要是CO，正确；D项，NH与NO能够发生归中反应生成氮气，离子方程式为NH＋NO===N2↑＋2H2O，正确。

13．为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计了如下实验方案，其中符合实验要求且完全正确的是(　　)

答案　A

解析　实验目的是探究铁及其化合物的性质，则B项结论应是Fe2＋具有氧化性，锌具有还原性虽正确，但不符合实验要求；C项，离子方程式电荷不守恒，正确的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；D项，实验现象中溶液颜色应由黄色变成蓝色。

14．将32.5 g Zn投入到V mL浓硫酸中，共热，恰好完全反应，则可以确定的数据是(　　)

A．所得气体在标准状况下的体积

B．所得气体的质量

C．所得溶液的浓度

D．原浓硫酸的浓度

答案　A

解析　由题意可知，先发生反应①Zn＋2H2SO4(浓)ZnSO4＋SO2↑＋2H2O；随着反应的进行，浓硫酸变稀，再发生反应②Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑；由反应①②可知0.5 mol Zn完全反应，生成n(SO2)＋n(H2)＝0.5 mol，标准状况下气体体积为11.2 L，A正确；由于生成SO2、H2的物质的量不确定，故所得气体的质量不能确定，原浓硫酸的浓度不能确定，B、D错误；由反应①②可知生成的n(ZnSO4)＝0.5 mol，但反应后溶液的体积不能确定，所得溶液的浓度也不能确定，C错误。

15．Cu与浓硝酸反应生成氮氧化物，这些氮氧化物溶解在NaOH溶液中生成NaNO3和NaNO2的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示：

下列有关判断正确的是(　　)

A．若Cu片为51.2 g，则生成0.2 mol NaNO3

B．Cu遇浓硝酸发生钝化，不可能发生上述反应

C．反应过程中生成N2O4的物质的量为0.1 mol

D．Cu(NO3)2既是氧化产物，也是还原产物

答案　AC

解析　Cu→Cu(NO3)2，每个Cu原子失去2个电子，HNO3→NaNO2，每个N原子得到2个电子，故51.2 g Cu共失电子×2＝1.6 mol，由得失电子守恒可知，HNO3→NaNO2得到1.6 mol电子，故产物中NaNO2的物质的量为0.8 mol，又由Na守恒可知，另一种产物NaNO3为0.2 mol，A正确；Cu与浓硝酸不会钝化，B错误；由NaNO2与NaNO3中原子的匹配关系可知N(Na)∶N(N)＝1∶1，即2n(N2O4)＋[0.9 mol－n(N2O4)]＝0.5 L×2 mol/L，所以n(N2O4)＝0.1 mol，C正确；Cu(NO3)2是氧化产物，氮的氧化物是还原产物，D错误。

三、非选择题(本题共5小题，共60分)

16．(12分)(1)用如图所示装置做以下两个实验：

①常温下将H2S和SO2以物质的量之比为1∶1充满烧瓶，不久烧瓶中能观察到的现象是________________________________________________。

②若用Cl2代替SO2，其他条件不变，观察到的现象与①相同之处为__________________，不同之处为__________________________；试用简要文字和化学方程式解释原因： __________________________________________。

③若想使②中反应后，烧瓶内产生“喷泉”现象，引发的操作为___________________________________________________________________。

(2)某课外活动小组利用如图所示装置进行实验：

在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是_________________溶液；加热时溶液由无色变为红色的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。

答案　(1)①在烧瓶内壁上附着有淡黄色颗粒，烧瓶内形成喷泉　②在烧瓶内壁上附着有淡黄色颗粒　烧瓶中不能形成喷泉　Cl2和H2S反应：H2S＋Cl2===S↓＋2HCl，反应前后气体体积没有变化，不能产生压强差，所以不能形成喷泉　③用热毛巾捂住烧瓶，将其中的气体赶出，撤去毛巾会有喷泉产生

(2)溶有SO2的品红　SO2与品红形成的物质不稳定，加热时分解，SO2气体逸出，品红溶液恢复红色

解析　(1)①2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，烧瓶内压强迅速降低，可形成喷泉。②H2S＋Cl2===S↓＋2HCl，烧瓶内压强几乎不变，不能形成喷泉。③若想引发喷泉，可用热毛巾捂住烧瓶，将气体赶出，让瓶内HCl气体与溶液接触。再拿开毛巾可产生喷泉。

(2)由现象可推测，某气体溶于某红色溶液而使溶液变为无色，加热时此气体逸出，则气体为SO2，红色溶液为品红溶液。

17．(10分)将黑色固体单质甲加热至红热，投入黄色的溶液乙中，反应后产生混合气体A，A在常温下不与空气反应，根据图中转化关系回答下列问题：

(1)甲是________，乙是________，丙是________。

(2)混合气体A的主要成分是________________。

(3)丙与溶液C反应的化学方程式是_________________________________。

(4)若32.0 g丙与一定量的溶液乙反应，当丙反应完时，共产生13.44 L(标准状况下)气体，则消耗的溶液乙中溶质的物质的量为________mol。

答案　(1)C　浓硝酸　Cu　(2)CO2和NO2　

(3)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O　(4)1.6

解析　由反应①②以及黑色固体单质甲加热至红热，投入黄色的溶液乙中，反应产生混合气体A，得知甲为C，乙为浓硝酸，A为CO2与NO2的混合气体，B为NO；由反应③生成蓝色溶液可知单质丙为铜，溶液C为稀硝酸。n(Cu)＝＝0.5 mol，n(气体)＝＝0.6 mol。利用氮原子守恒，则消耗HNO3的物质的量为n(HNO3)＝2n(Cu)＋n(气体)＝2×0.5 mol＋0.6 mol＝1.6 mol。

18．(12分)已知X和Y为中学化学中的常见元素，其最高价含氧酸均为强酸。根据如图所示转化关系(反应条件及部分产物已略去)，回答下列问题。

(1)若A、B、C、D均为含X的化合物，且A和F的分子中均含有10个电子，则：

①F的化学式为________________。

②反应Ⅰ的化学方程式为_________________________________________。

③将1.92 g铜粉与一定量的D的浓溶液反应，当铜粉完全反应时收集到气体1.12 L(标准状况)，则反应消耗的D的物质的量为________mol。

(2)若A、B、C、D均为含Y的化合物，其中A由两种元素组成，且A的摩尔质量为34 g·mol－1，则：

①将铜粉与D的浓溶液反应所得的溶液加热蒸干，得到的白色固体物质为________(填化学式)。

②将Na2Y溶液滴加到次氯酸钠溶液中，有淡黄色沉淀生成，请写出所发生反应的离子方程式：__________________________________________。在该反应中若有74.5 g NaClO被还原，则转移电子的物质的量为________mol。

答案　(1)①H2O　②4NH3＋5O24NO＋6H2O　③0.11　

(2)①CuSO4　②S2－＋ClO－＋H2O===S↓＋Cl－＋2OH－　2

解析　(1)①由于A、B、C、D均为含X的化合物，且A分子中含有10个电子，结合题干信息，可知X为氮元素，A为NH3，由A与E反应生成B，B与E反应生成C，可推出E为O2，B为NO，C为NO2，由C＋F→D且F分子中含有10个电子可知，D为HNO3，F为H2O。②反应Ⅰ是氨气催化氧化生成NO与水的反应，化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O。③1.92 g铜的物质的量为0.03 mol，生成Cu(NO3)2的物质的量为0.03 mol，反应生成的气体的物质的量为0.05 mol，根据氮元素守恒，可知反应消耗的HNO3的物质的量为0.03 mol×2＋0.05 mol＝0.11 mol。

(2)由题意可知，Y为硫元素，故A为H2S，B为SO2，C为SO3，D为H2SO4。①铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫与水，所得溶液是硫酸铜溶液，加热蒸干该溶液得到的物质是CuSO4。②Na2S溶液和次氯酸钠溶液发生反应的离子方程式为S2－＋ClO－＋H2O===S↓＋Cl－＋2OH－。74.5 g NaClO的物质的量为1 mol，ClO－被还原为Cl－，故转移电子的物质的量为2 mol。

19．(12分)某研究小组用如图所示装置进行SO2与FeCl3溶液反应的相关实验(夹持装置已略去)。

(1)在配制氯化铁溶液的操作中不需要的仪器有________(填字母)。

a．药匙  B．烧杯

C．石棉网  D．玻璃棒

e．坩埚

(2)通入足量SO2时C中观察到的现象为________________________。

(3)根据以上现象，该小组同学认为SO2与FeCl3溶液发生了氧化还原反应。

①写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式：________________________________________________。

②请设计实验方案检验有Fe2＋生成：____________________________________________________________________。

③该小组同学认为向C试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液，若出现白色沉淀，即可证明反应生成了SO。该做法________(填“合理”或“不合理”)，理由是__________________________________________________。

(4)D装置中倒置漏斗的作用是________________________________。

(5)为了验证SO2具有还原性，实验中可以代替FeCl3溶液的试剂有________(填字母)。

a．浓硫酸  B．酸性KMnO4溶液

c．碘水  D．NaCl溶液

答案　(1)ce　(2)溶液由棕黄色变为浅绿色

(3)①2Fe3＋＋SO2＋2H2O===SO＋4H＋＋2Fe2＋　②取C中反应后的溶液，向其中滴加KSCN溶液，溶液不变红，再加入新制的氯水，溶液变红　③不合理　硝酸可以将溶解在溶液中的SO2氧化为H2SO4

(4)充分吸收气体，防止溶液倒吸　(5)bc

解析　(1)配制氯化铁溶液的操作中需要用药匙取固体放入烧杯中进行溶解，并用玻璃棒不断搅拌，不需要的仪器有c、e。

(2)通入足量SO2时，C中发生二氧化硫与氯化铁的氧化还原反应，生成硫酸亚铁，则观察到溶液由棕黄色变为浅绿色。

(3)①SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应，生成硫酸根离子、亚铁离子，离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O===SO＋4H＋＋2Fe2＋。②检验有Fe2＋生成的方法为取C中反应后的溶液，向其中滴入KSCN溶液，溶液不变红，再加入新制的氯水，溶液变红。③该小组同学向C试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液，硝酸具有强氧化性，则硝酸可以将溶解在溶液中的SO2氧化为H2SO4，会干扰试验，故该做法不合理。

(4)因尾气易溶于NaOH溶液，倒置漏斗的作用是充分吸收气体，防止溶液倒吸。

(5)SO2可与高锰酸钾或碘水发生氧化还原反应，其中S元素的化合价升高，体现了SO2的还原性。

20．(14分)甲、乙两组同学分别对铜、铁与硝酸的反应进行探究，请你参与并完成对有关问题的解答。

(1)甲组同学采用如图所示装置验证铜与硝酸的反应。已知仪器A中盛有足量的一定浓度的硝酸溶液，试管B中盛有3.2 g铜。

①请写出铜与稀硝酸反应的离子方程式：________________________________________。

②在铜与硝酸的反应中，硝酸所表现出的化学性质有________________。

③仪器C中收集的气体主要是________(填化学式)。

④待试管B中的铜反应完全后，如果向B中液体里加入足量氢氧化钠溶液，可生成沉淀的质量是________g。

(2)乙组同学对铁与稀硝酸的反应进行探究。他们用a mol Fe和含有b mol HNO3的稀硝酸进行实验，若两种物质恰好反应都无剩余，且HNO3只被还原成NO，反应结束后溶液中含有Fe3＋和Fe2＋。

①反应结束后的溶液中NO的物质的量的取值范围是__________________ (用含a的代数式表示)。

②若反应结束后的溶液中Fe3＋、Fe2＋的物质的量之比n(Fe3＋)∶n(Fe2＋)＝3∶1，则为________。

答案　(1)①3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋4H2O＋2NO↑　②酸性和强氧化性　③NO　④4.9　

(2)①2a mol<n(NO)<3a mol　②

解析　(1)①铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水，反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋4H2O＋2NO↑。②反应中部分N元素的化合价未变化，生成硝酸铜，硝酸表现出酸性，部分N元素的化合价降低，生成氮的氧化物，硝酸表现出强氧化性。③若硝酸为稀硝酸，生成的气体为NO，若硝酸为浓硝酸，则生成的气体为NO2，NO2与水反应生成NO，所以仪器C中收集到的气体主要是NO。

④3.2 g铜的物质的量为＝0.05 mol，向B中加入足量氢氧化钠溶液，铜离子完全转化为氢氧化铜沉淀，根据铜原子守恒可知n[Cu(OH)2]＝n(Cu)＝0.05 mol，故m[Cu(OH)2]＝0.05 mol×98 g/mol＝4.9 g。

(2)铁与稀硝酸的反应可能为Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O、3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。①全部生成Fe3＋时，溶液中NO的物质的量最多，故NO的物质的量最多为3a mol，全部生成Fe2＋时，溶液中NO的物质的量最少，故NO的物质的量最少为2a mol，由于溶液中同时含有Fe3＋和Fe2＋，故2a mol<n(NO)<3a mol。②n(Fe3＋)∶n(Fe2＋)＝3∶1，则n(Fe3＋)＝a mol、n(Fe2＋)＝a mol，故溶液中n(NO)＝3n(Fe3＋)＋2n(Fe2＋)＝a mol×3＋a mol×2＝ mol，由氮原子守恒可知，n(NO)＝b mol－ mol，根据得失电子守恒有：a mol×3＋a mol×2＝b－ mol×(5－2)，整理得＝。