高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料优秀当堂达标检测题

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料优秀当堂达标检测题，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题：本题共15小题。每小题3分，共45分，每小题只有一个选项符合题意。
1．铁的下列性质中不属于纯铁的物理性质是( )
A．质软 B．银白色 C．能导电 D．易生锈
D [物理性质通常包括：颜色、状态、气味、密度、硬度、熔沸点、导电性、导热性、溶解性等，所以铁质软、银白色、能导电，均为物理性质，而易生锈是指易被氧化，为化学性质。]
2．下列适合制作不锈钢用具的铁合金是( )
A．低碳钢 B．中碳钢 C．高碳钢 D．合金钢
D [不锈钢由于其抗腐蚀性好，在生产和生活中有许多用途，若含有碳元素，易腐蚀，低碳钢、中碳钢、高碳钢都含有碳，属于不适宜于制作不锈钢用具的钢，不锈钢中含有的主要金属是镍和铬、铁，是这三种元素为主制成的合金钢，D符合题意。]
3．一些高档茶叶、点心等食品的包装盒中有一个小袋，将小袋打开，可以看到黑色粉末，部分已变成棕褐色。将上述粉末溶于稀盐酸，取上层清液，滴入几滴氯水，再滴加KSCN溶液，溶液立即变为红色。下列说法不正确的是( )
A．小袋中原来装有氧化铁 B．小袋中原来装有铁粉
C．该黑色粉末不可食用 D．该黑色粉末做抗氧化剂
A [从题中信息“滴入几滴氯水，再滴加KSCN溶液，溶液立即变为红色”判断，该黑色粉末中含有铁元素。但由于先加入了氯水，故不能确定其一定含Fe3＋，A项错误；该黑色粉末为还原铁粉，做抗氧化剂，防止高档茶叶、点心等食品变质，B、C、D项正确。]
4．下列溶液能溶解铁且无新的固体和气体产生的是( )
A．CuSO4溶液 B．稀硫酸 C．FeCl3溶液 D．AgNO3溶液
C [A.CuSO4溶液和铁反应生成铜单质和硫酸亚铁，生成了新的固体，故A不符合题意；B.稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气，有气体产生，故B不符合题意；C.FeCl3溶液与铁反应生成氯化亚铁，无新固体和气体生成，故C符合题意；D.AgNO3溶液和铁反应生成银单质和硝酸亚铁，生成了新的固体，故D不符合题意。]
5．要除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，可行的方法是( )
A．滴入KSCN溶液 B．通入氯气
C．加入适量铜粉并过滤 D．加入适量铁粉并过滤
D [A.硫氰化钾溶液是用于检验Fe3＋，FeCl3＋3KSCN===Fe(SCN)3＋3KCl，引入了新杂质，故A错误；B.氯气与氯化亚铁溶液发生氧化还原反应，故B错误；C.铜与氯化铁反应生成氯化铜和氯化亚铁，引入了新杂质，故C错误；D.铁与氯化铁生成氯化亚铁，过量的铁粉过滤除去，故D正确。]
6．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”是说在高温下金也很难发生反应，D项错误。]
7．金属钛有“未来金属”之称，具有低密度、高硬度等性能，化学性质稳定。钛的化合价主要有＋4价和＋3价，其中＋3价钛极易被氧化。下列有关说法正确的是( )
A．金属钛就是钛合金
B．Ti2O3化学性质稳定
C．FeTiO3(钛酸亚铁)中钛的化合价为＋3价
D．钛及其合金可广泛应用于航空领域
D [钛是单质，而合金是混合物，所以两者不同，故A错误；＋3价钛极易被氧化，所以Ti2O3的化学性质不稳定，故B错误；根据化合价代数和为零，FeTiO3(钛酸亚铁)中铁为＋2价，所以钛的化合价为＋4价，故C错误；钛及其合金具有密度小、强度高、耐酸、碱腐蚀等优良性能，被广泛用于航天，故D正确。]
8．下列对金属和金属材料的认识中，不正确的是( )
A．生铁和钢的性能完全相同
B．铁在潮湿的空气中容易生锈
C．赤铁矿的主要成分是氧化铁
D．回收废旧金属有利于节约金属资源
A [A.生铁与钢含碳量不同，性能不同，生铁硬而脆，钢韧性强，故A说法错误；B.铁在潮湿的空气中容易生锈，加速铁的腐蚀，故B说法正确；C.氧化铁为红棕色，Fe3O4为黑色晶体，FeO为黑色固体，赤铁矿的主要成分是氧化铁，故C说法正确；D.回收废旧金属有利于节约金属资源，故D说法正确。]
9．我国铝材工业水平处于世界领先行列。下列说法不正确的是( )
A．铝制餐具不宜长时间盛放酸性、碱性或咸的食物
B．常温下，铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼
C．铝合金密度小、强度高，广泛应用于航空领域
D．工业上常用NaOH溶液去除铝表面的氧化膜
B [A.酸、碱、盐等可直接侵蚀铝的氧化物且铝与酸、碱都能发生反应，所以铝制餐具不宜长时间盛放酸性、碱性或咸的食物，故A正确；B.常温下，铝制品耐腐蚀是因为铝表面被氧化后形成一层致密的氧化物薄膜，阻止金属继续被腐蚀，而不是因为铝不活泼，故B错误；C.铝合金密度小、强度高，广泛应用于航空领域，故C正确；D.氧化铝为两性氧化物，能够与NaOH反应生成偏铝酸钠和水，工业上常用NaOH溶液去除铝表面的氧化膜，故D正确。]
10．对实验Ⅰ～Ⅳ的实验操作现象判断正确的是( )
A．实验Ⅰ：产生红褐色沉淀
B．实验Ⅱ：溶液颜色变红
C．实验Ⅲ：放出大量气体
D．实验Ⅳ：先出现白色沉淀，后溶解
C [将氯化铁饱和溶液加入到沸水中加热至溶液呈红褐色可得到氢氧化铁胶体，不是氢氧化铁红褐色沉淀，故A错误；硫氰化钾溶液与二价铁离子不反应，溶液不变色，故B错误；铝与氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2和氢气，有大量气体生成，故C正确；氯化铝与氨水反应生成氢氧化铝白色沉淀，氢氧化铝是两性氢氧化物，溶于强酸强碱，不溶于弱酸弱碱，则氨水过量时，氢氧化铝不会溶解，故D错误。]
11．下列说法正确的是( )
A．不锈钢是仅含铁、碳两种元素的铁合金
B．我国流通的硬币的材质是某种金属单质
C．日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用
D．镁合金的硬度和强度均低于纯镁
C [A.不锈钢中含有Fe、Cr、Ni、C等元素，A错误；B.我国流通的硬币的材质是合金，而不是金属单质，B错误；C.日用铝制品表面覆盖着氧化铝薄膜，由于非常致密，对内部金属起保护作用，C正确；D.一般合金的硬度和强度要高于其成分金属，所以镁合金的硬度和强度均高于纯镁，D错误。]
12．下列铁的化合物通过化合反应、置换反应、复分解反应均能得到的是( )
A．Fe3O4 B．Fe2(SO4)3 C．FeCl2 D．Fe(OH)3
C [Fe3O4无法通过复分解反应得到，A错误；硫酸铁可以通过FeSO4溶液与氧气的化合得到，也可以通过氢氧化铁与稀硫酸发生复分解反应得到，但无法通过置换反应得到，B错误；FeCl2可以由FeCl3和Fe的化合得到，也可以由Fe和HCl的置换得到，也可以由Fe(OH)2和HCl发生复分解反应得到，C正确；Fe(OH)3可以通过Fe(OH)2和氧气、水的化合得到，也可以通过氯化铁与氢氧化钠发生复分解反应得到，但无法通过置换反应得到，D错误。]
13．按如图所示的方法进行实验，下列有关说法错误的是( )
A．①中反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
B．②中加入KSCN溶液后溶液不变红
C．③中加入新制氯水后溶液变红
D．氧化性：Fe3＋>Cl2>Fe2＋
D [A.①中反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，故A正确；B.①中为过量铁粉与Fe3＋反应，则②中无Fe3＋，故加入KSCN溶液后，溶液不变红，故B正确；C.②中含有SCN－和Fe2＋，③中滴加新制氯水后，则Fe2＋被氧化为Fe3＋，溶液变红，故C正确；D.同一个氧化还原反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，则由③可知氧化性：Cl2>Fe3＋，由①可知氧化性Fe3＋>Fe2＋，故D错误。]
14．下列除杂方案错误的是( )
D [Cl2可将Fe2＋氧化为Fe3＋，故A正确；Al与Cu2＋发生置换反应，可除去杂质，且不引入新杂质，故B正确；Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3↓，可利用CO2气体除去NaHCO3溶液中混有的Na2CO3，故C正确；Fe可与氯化铁反应，会被同时除去，故D错误。]
15．现有浓度均为1 ml/L的FeCl3、CuCl2的混合溶液100 mL，向该溶液中加入5.6 g铁粉充分反应(溶液的体积变化忽略不计)。已知，氧化性Fe3＋>Cu2＋，下列有关叙述正确的是( )
A．反应后的溶液中n(Fe2＋)是0.15 ml
B．反应后的溶液中不存在Fe3＋和Cu2＋
C．反应后残留固体为3.2 g
D．反应后残留固体中可能含有未反应的铁粉
C [n(FeCl3)＝c(FeCl3)V＝1 ml/L×0.1 L＝0.1 ml，故n(Fe3＋)＝0.1 ml，n(CuCl2)＝c(CuCl2)V＝1 ml/L×0.1 L＝0.1 ml，故n(Cu2＋)＝0.1 ml，n(Fe)＝ eq \f(5.6 g,56 g/ml) ＝0.1 ml，根据氧化性Fe3＋>Cu2＋，铁粉会先和Fe3＋反应，若铁粉有剩余，再和Cu2＋反应，根据2Fe3＋＋Fe===2Fe2＋，Fe、Fe3＋均为0.1 ml，Fe过量，消耗Fe 0.05 ml，生成Fe2＋0.15 ml，剩余的0.05 ml Fe与Cu2＋反应，根据Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，消耗Cu2＋0.05 ml，生成Cu和Fe2＋均为0.05 ml。A.根据分析，反应后的溶液中n(Fe2＋)＝0.15 ml＋0.05 ml＝0.2 ml，A错误；B.根据分析，反应后的溶液中不存在Fe3＋，但是还剩余0.05 ml Cu2＋，B错误；C.根据分析，反应后残留固体为生成的Cu单质，其质量为0.05 ml×64 g/ml＝3.2 g，C正确；D.根据分析，反应后残留固体只有Cu单质，Fe已经反应完全，D错误。]
第Ⅱ卷(非选择题 共55分)
三、非选择题：本题共5小题，共55分。
16．(10分)(1)FeS2(二硫化亚铁)不溶于水，可溶于适量的稀硝酸中，离子反应式如下，请配平此氧化还原反应方程式：
______FeS2＋______H＋＋______NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ===______Fe2＋＋______S＋____NO↑＋______ H2O
在上述氧化还原反应方程式中还原剂为 ________________ 。
(2)为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，实验方案设计错误的是 ____________ (填字母)
A．④和⑤ B．只有③ C．③和④ D．①②③
(3)已知：氧化性Cl2>Br2>Fe3＋，还原性Fe2＋>Br－>Cl－，则向1 L 0.2 ml·L－1的FeBr2溶液中通入标准状况下2.24 L氯气，被氧化的粒子是________，此反应的离子方程式：________________________________________________________________________。
[解析] (1)FeS2中铁元素化合价为＋2价，硫元素化合价为－1价，反应后硫元素化合价为0价，氮元素化合价由＋5价变化为＋2价，结合原子守恒和得失电子守恒配平化学方程式，还原剂为元素化合价升高的物质；(2)①Fe与FeCl3溶液反应的离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；②KSCN与FeCl3溶液反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3；③硫酸铜与FeCl3溶液不反应；④硝酸银与FeCl3溶液反应的离子方程式为Cl－＋Ag＋===AgCl↓，产生白色沉淀，但不是Fe3＋的性质；⑤氢氧化钠与FeCl3溶液反应的离子方程式为Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。(3)还原性Fe2＋>Br－，向FeBr2溶液中通入Cl2时，反应顺序为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－。
[答案] (1)3 8 2 3 6 2 4 FeS2
(2)C
(3)Fe2＋ 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
17．（10分）铁和铝是科技、生产、生活中应用最广泛的金属材料。
现有铁、铝的混合物进行如下实验：
(1)操作X的名称是________。
(2)气体A是________。
(3)溶液B中阴离子除OH－外还有____________，溶液D中存在的金属离子为________。
[解析] (1)加入足量NaOH溶液，Al溶解，操作X为过滤。(2)Al与氢氧化钠溶液反应产生氢气，气体A为H2。(3)溶液B中阴离子有OH－、AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ，溶液D中金属离子为Fe2＋。
[答案] (1)过滤
(2)H2(或氢气)
(3)AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) Fe2＋
18．(10分)为严厉打击食品生产经营中违法添加非食用物质、滥用食品添加剂，卫生部、农业部等部门联合公布了包含硫酸亚铁在内的22种“易滥用食品添加剂”名单。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：
eq \x(食品) →……→ eq \x(淡黄色溶液) eq \(――→,\s\up7(试剂1)) 淡红色溶液 eq \(――→,\s\up7(新制氯水)) eq \x(深红色溶液)
(1)试剂1的主要成分的化学式是________。
(2)加入新制氯水后溶液红色加深的原因是 ______________ (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)应用拓展
写出一种保存FeSO4固体的方法：________________________。
[解析] (1)向淡黄色溶液中加入试剂1生成了淡红色溶液，说明食品中的部分FeSO4被空气中的O2氧化生成了Fe3＋，Fe3＋与KSCN溶液反应生成红色的Fe(SCN)3。(2)淡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＋氧化成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)①实验中加入过量氯水，放置一段时间后，深红色褪去，说明Fe(SCN)3逐渐消失，而Fe(SCN)3的生成与Fe3＋、SCN－有关，根据假设1，溶液中的＋3价铁被Cl2氧化为更高价态的铁，分析SCN－中各元素的化合价可知，S为－2价，C为＋4价，N为－3价，所以SCN－也具有还原性，故也可能是SCN－被过量的氯水氧化导致深红色褪去。②假设Fe3＋没有被氧化，而是SCN－被氧化，只要向褪色后的溶液中补充SCN－，若出现红色，说明假设2成立；若不出现红色，说明假设2不成立。(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＋＋Cl2===2Fe3＋＋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，若出现红色，则说明假设2成立，若不出现红色，则说明假设2不成立
(4)密封保存
19．(12分)现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙以及物质D、E、F、G、H，它们之间的相互转化关系如图所示(图中有些反应的生成物和反应的条件没有标出)。
请根据以上信息完成下列各题：
(1)写出下列物质的化学式：B________，丙________。
(2)反应过程⑦可能观察到的实验现象是：________________________，产生红褐色沉淀的化学方程式是_____________________________________________________________。
(3)反应③中的离子方程式是________________________________________________。
(4)反应⑤的离子方程式是___________________________________________________。
(5)反应⑦中如果可以长时间看到白色沉淀，应进行的实验操作_____________________
__________________________________________________________________________。
[解析] 金属单质A焰色试验呈黄色，则A是Na，Na与H2O反应产生气体甲是H2，D溶液为NaOH，金属B和氢氧化钠溶液反应，说明B为Al，黄绿色气体乙为Cl2，气体甲和氯气反应生成丙为HCl，物质E为盐酸，物质D是氢氧化钠，D和物质G反应生成红褐色沉淀H为Fe(OH)3，盐酸与金属C反应产生金属氯化物，该氯化物与NaOH溶液反应在空气中长时间放置生成Fe(OH)3，则C是Fe，F为FeCl2、G为FeCl3。
[答案] (1)Al HCl
(2)白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(3)2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH) 4] －＋3H2↑
(4)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(5)配制溶液的蒸馏水煮沸，去除水中溶解的氧气(或胶头滴管末端伸入氯化亚铁液面下滴加氢氧化钠溶液或氯化亚铁液面上加入一层煤油隔绝空气)
20．(13分)绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题：
(1)如何用实验证明绿矾中的铁是二价铁而不是三价铁____________________________
________________________________________________________________________。
(2)为测定绿矾中结晶水的含量，将石英玻璃管(两端带开关K1和K2，设为装置A)称重，记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2 g。按如图连接好装置进行实验。
①仪器B的名称是________。
②将下列实验操作步骤正确排序________(填字母)；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3 g。
a．点燃酒精灯，加热
b．打开K1和K2，缓缓通入N2
c．关闭K1和K2
d．熄灭酒精灯
e．称量A
f．冷却到室温
③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x＝________(列式表示)。若实验时按a、b次序操作，则使x________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
[解析] (1)证明绿矾中的铁是二价铁而不是三价铁的方法是在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，然后滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，说明溶液中无Fe3＋，然后再向试管中滴加氯水，溶液变红就证明滴加氯水后反应产生了Fe3＋，从而可以证明绿矾中的铁是二价铁而不是三价铁。(2)①由仪器的图形可知B为球形干燥管；②实验时，为避免样品被氧化，应先打开K1和K2，缓缓通入N2，排出装置中的空气，防止空气中水蒸气的干扰，然后点燃酒精灯，使绿矾发生分解反应，待物质完全分解后，熄灭酒精灯，冷却至室温，关闭K1和K2，再称量固体质量的变化，则正确的顺序为badfce；③直至A恒重，记为m3 g，应为FeSO4和装置的质量，则m(FeSO4)＝(m3－m1)g，m(H2O)＝(m2－m3)g，则n(H2O)＝ eq \f(m2－m3,18) ml；n(FeSO4)＝ eq \f(m3－m1,152) ml，故结晶水的数目x＝ eq \f(n（H2O）,n（FeSO4）) ＝ eq \f(\f(m2－m3,18),\f(m3－m1,152)) ＝ eq \f(76（m2－m3）,9（m3－m1）) ；若实验时按a、b次序操作，会导致硫酸亚铁被氧化，则导致固体质量偏大，测定结果偏小。
[答案] (1)在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，再向试管中滴加氯水，溶液变红，可以证明绿矾中的铁是二价铁而不是三价铁
(2)①球形干燥管 ②badfce ③ eq \f(76（m2－m3）,9（m3－m1）) 偏小选项
被提纯的物质
杂质
除杂试剂
A
FeCl3(aq)
Fe2＋
通Cl2
B
AlCl3(aq)
Cu2＋
Al粉
C
NaHCO3(aq)
Na2CO3
CO2气体
D
FeCl3(aq)
Cu2＋
Fe粉