高中化学人教版 (新课标)必修1第三章 金属及其化合物综合与测试习题

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(满分:100分;时间:100分钟)

一、选择题(本题包括14小题,每题4分,共56分,每题只有一个选项符合题意)

1.苹果汁是人们喜爱的饮料,由于含有Fe2+,现榨的苹果汁会由淡绿色变为棕黄色,在这种苹果汁中加入维生素C可避免该现象,这些现象说明(　　)

A.Fe2+具有酸性,维生素C具有碱性

B.Fe2+具有还原性,维生素C也具有还原性

C.Fe2+具有氧化性,维生素C具有还原性

D.Fe2+具有碱性,维生素C具有酸性

2.下列关于金属物理性质的描述中,正确的是(　　)

A.金属钠的硬度很大      B.铝易溶于水

C.铁是一种紫红色金属      D.铁可以被磁铁吸引

3.下列关于金属的叙述中正确的是(　　)

A.所有的金属都是固态的

B.金属具有导电性、导热性和延展性

C.活泼或较活泼的金属能与酸反应,但不能与碱反应

D.金属元素在自然界中都是以化合态存在的

4.四氧化三铁(Fe3O4)的组成可表示为Fe2O3·FeO,下列说法不正确的是(　　)

A.四氧化三铁是一种混合物

B.四氧化三铁是一种纯净物

C.四氧化三铁有固定的组成和结构

D.四氧化三铁是一种黑色固体

5.(2020陕西宝鸡渭滨高一上期末)下列说法不正确的是　(　　)

A.氢氧化铝常用于治疗胃酸过多

B.切开的金属Na暴露在空气中,光亮表面会逐渐变暗

C.发酵粉中主要含有碳酸氢钠,能使焙制出的糕点疏松多孔

D.金属钠着火时,可以使用泡沫灭火器来灭火

6.2016年,神舟十一号飞行乘组在天宫二号空间实验室工作生活30天,创中国航天员记录,其中新材料铝锂合金功不可没。下列关于合金的认识不正确的是(　　)

A.铝锂合金的优点是密度较小、强度较大

B.含金属元素的离子,不一定都是阳离子

C.铝锂合金的性质与各成分金属的性质完全相同

D.改变原料的配比,可以制得性能不同的铝锂合金

7.(2019北京四中高一上期末)用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验,下列有关说法不正确的是　(　　)

A.装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气

B.装置B中反应的化学方程式是2Fe+3H2O(g) Fe2O3+3H2

C.装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰

D.点燃D处的气体前必须检验气体的纯度

8.(2019北京临川学校高一期中)如图所示装置,试管中盛有水,气球a中盛有干燥的固体过氧化钠颗粒,U形管中注有浅红色的水,已知过氧化钠与水反应是放热的。将气球用橡皮筋紧缚在试管口,实验时将气球中的固体颗粒抖落到试管b的水中,不会出现的现象是(　　)

A.气球a变大                      B.试管b内有气泡冒出

C.U形管内浅红色褪去            D.U形管水位d高于c

9.下列实验中,所使用的装置(夹持装置略)、试剂和操作方法都正确的是(　　)

10.实验室有一包白色固体,可能含有Na2CO3、NaHCO3和NaCl中的一种或多种。下列根据实验事实得出的结论正确的是(　　)

A.取一定量固体加热,若质量减少,说明原固体中一定含有NaHCO3

B.取一定量固体,向其中加入稀盐酸,有气体生成,说明原固体中一定含有Na2CO3

C.取一定量固体,溶解,向溶液中滴加适量AgNO3溶液,观察到有白色沉淀生成,说明原固体中一定含有NaCl

D.取一定量固体,溶解,向溶液中加入适量澄清石灰水,充分反应后观察到有白色沉淀生成,说明原固体中一定含有Na2CO3

11.下列中学常见实验的现象表述正确的是(　　)

A.过量的铁投入到一定量的稀硝酸中充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液显红色

B.制备氢氧化亚铁时,向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌,即可制得白色的氢氧化亚铁

C.检验红砖中的氧化铁成分,向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液2~3滴即可

D.往FeCl3和BaCl2的混合溶液中通入SO2,溶液颜色由棕黄色变为浅绿色,同时有白色沉淀产生,表示FeCl3具有还原性

12.(2019天津南开中学高一期中)下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是(　　)

13.(2020河北张家口宣化一中高一上期中)某研究小组研究过氧化钠与盐酸的反应,下列说法不符合实验事实的是(　　)

A.实验1中Na2O2与稀盐酸反应的主要化学方程式为Na2O2+2HCl 2NaCl+H2O2

B.实验2中产生氯气的原因是浓盐酸被过氧化钠氧化

C.实验1、2加入MnO2后产生的无色无味气体不相同

D.综合上述实验1、2,得出的结论是:反应物浓度不同,产物不同

14.(2020广西南宁三中高一上月考)为了除去氯化钠样品中的杂质碳酸钠,某兴趣小组最初设计了如图所示方案进行实验,下列关于该实验的说法错误的是(　　)

A.用过滤的方法分离出沉淀A,沉淀A为CaCO3

B.固体B为纯净的NaCl

C.蒸发时用玻璃棒搅拌,防止液体飞溅

D.在混合物溶液中加过量盐酸能实现该实验的目的,且更简便

二、非选择题(本题包括4小题,共44分)

15.(2019浙江杭州第二中学高三月考)(8分)纳米材料一直是人们研究的重要课题,例如纳米级Fe粉表面积大,具有超强的磁性、高效催化性等优良的性质。资料显示:在不同温度下,纳米级Fe粉与水蒸气反应的固体产物不同,温度低于570 ℃时生成FeO,高于570 ℃时生成Fe3O4。如下两个装置可在不同温度下进行该反应并验证产物。

甲

乙

(1)甲装置中仪器a的名称为　　　　。 

(2)装置甲验证气体产物的操作是　　　　　　　　　　　　　。装置C的作用是　　　　　　　　。 

(3)A同学取出少量乙装置中实验结束后的固体物质于另一试管中,加入少量盐酸,微热,观察到黑色粉末逐渐溶解,溶液呈浅绿色,有少量气泡产生。再向溶液中滴加几滴KSCN溶液,振荡,溶液没有出现红色,推断该条件下生成FeO,B同学却不同意该结论,他的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

16.(14分)在课堂上,老师演示了金属钠与CuSO4溶液反应的实验,同学们观察到该反应中生成了蓝色的Cu(OH)2 沉淀,而没有发现铜单质。某同学想,会不会是因为生成的铜较少而被蓝色沉淀所覆盖从而没有被发现呢?于是他想课后到实验室继续探究,希望进一步用实验来验证自己的猜测是否正确。

(1)假如你是该同学,请你写一份实验准备单交给老师,要求老师提供必需的用品。

①实验探究的目的:　                                                                                                。 

②探究所依据的化学原理: 　                                                                                   。 

③实验必需的用品:小刀、玻璃片、滤纸、　　　　和　　　　;金属钠、　　　　和　　　　。 

(2)该同学在探究实验中意外地发现了生成的蓝色沉淀中混有少量的黑色难溶物,而所使用的药品均没有问题,你认为该黑色难溶物是　　　　(填化学式),生成该黑色难溶物的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

17.(2019辽宁沈阳二中高一上月考)(10分)某混合物A,含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,在一定条件下可实现下图所示的物质之间的转化:

据此回答下列问题:

(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中分离溶液和沉淀所采取的操作名称是　　　　。 

(2)写出①、③反应的离子方程式:

①　                                                               ; 

③　                                                                  。 

(3)有人认为③用盐酸不是太好,改为通入足量的一种气体,这种气体为　　　　　(填分子式)。该离子方程式为　。 

18.(12分)A、B、C、D四种物质(或离子)均含有同一种元素,其中A是常见单质,它们之间存在如图所示的转化关系:

(1)若B、C均属于盐类,B溶液呈棕黄色,遇氨水能形成红褐色沉淀;D是一种不溶性碱;B、C中的阴离子均是Cl-,则A只有与　　　　(填分子式)反应才能得到B;实验室制备的D物质不稳定,相应反应的化学方程式为　。 

(2)若B具有强氧化性,A→B时能产生黄色火焰,C、D的溶液均呈碱性且D与酸反应能生成一种无色气体,则B的化学式为　　　　　　,实验室可用D制备少量的C,反应的化学方程式为　                                    　。 

答案全解全析

一、选择题

1.B　苹果汁由淡绿色变为棕黄色是由于Fe2+被氧化为Fe3+,说明Fe2+具有还原性,在这种苹果汁中加入维生素C可避免该现象,说明维生素C可将Fe3+还原为Fe2+,维生素C具有还原性;所以Fe2+具有还原性,维生素C也具有还原性。

2.D　金属钠的硬度很小,A错误;铝难溶于水,B错误;铁是一种银白色金属,C错误;铁可以被磁铁吸引,D正确。

3.B　常温下金属单质大多数是固体,但是汞在常温下为液态,A项错误;根据金属的通性可知,金属具有导电性、导热性和延展性,B项正确;活泼或较活泼的金属能与酸反应,有的金属能够与强碱溶液反应,如铝,C项错误;并不是所有金属在自然界都以化合态存在,如金、铂等,D项错误。

4.A　四氧化三铁有固定的组成和结构,是一种化合物,不是混合物。

5.D　氢氧化铝能够与胃酸的主要成分HCl发生反应,A正确;切开的金属Na与空气中的O2反应产生Na2O,会使光亮的表面逐渐变暗,B正确;碳酸氢钠不稳定,在加热时分解产生CO2和水蒸气,因而能使焙制出的糕点疏松多孔,C正确;金属钠着火时,反应产生Na2O2,若使用泡沫灭火器来灭火,Na2O2与CO2及H2O反应产生O2,会使钠继续燃烧,不能起到灭火的作用,D错误。

6.C　合金的熔点比它的各成分金属的熔点低,硬度大于其成分金属,所以铝锂合金的性质与各成分金属的性质不完全相同,C项错误。

7.B　Fe与水蒸气在高温条件下发生反应生成Fe3O4和H2,装置B中反应的化学方程式是3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2,B错误。

8.C　Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气,反应为2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,反应放热,可使广口瓶内压强增大,过氧化钠具有强氧化性。反应生成氧气,则气球a变大,A正确;反应生成气体,则试管b中有气泡冒出,B正确;由于浅红色的水是在U形管中而非试管中,则U形管内的水不褪色,C错误;产生O2使气球膨胀,该反应放出大量热量,使广口瓶中空气受热膨胀而使U形管中水位d高于c,D正确。

9.A　A项,Fe(OH)2易与O2反应,所以在FeSO4溶液液面上方加一层植物油,且胶头滴管下端伸到液面下滴加NaOH溶液;B项,容量瓶不能用于直接溶解药品、稀释溶液;C项,实验室制NH3所用药品为NH4Cl和Ca(OH)2,氨气极易溶于水,不能用排水法收集;D项,除去氯气中的HCl气体应用饱和食盐水。

10.A　Na2CO3、NaHCO3、NaCl中,只有NaHCO3加热会发生分解导致固体质量减少,因此取一定量固体加热,若质量减少,说明原固体中一定含有NaHCO3,A正确;NaHCO3能与稀盐酸反应生成CO2气体,Na2CO3与稀盐酸反应也能产生气体,因此利用稀盐酸无法确定固体中是否含有Na2CO3,B错误;碳酸钠、氯化钠均可以与硝酸银反应生成白色沉淀,向溶液中滴加适量AgNO3溶液,观察到有白色沉淀生成,原固体中不一定含有NaCl,C错误;澄清石灰水中含有Ca(OH)2,Na2CO3、NaHCO3均可与Ca(OH)2反应生成白色沉淀,故该操作无法说明固体中一定含有Na2CO3,D错误。

11.C　过量的铁投入到一定量的稀硝酸中,铁先被硝酸氧化为铁离子,铁离子再与铁反应生成亚铁离子,铁元素最终被氧化为+2价,滴加KSCN溶液,溶液不会显红色,A错误;向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液发生复分解反应生成氢氧化亚铁白色沉淀,搅拌后,氢氧化亚铁很容易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁,得不到白色沉淀,B错误;氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,Fe3+遇KSCN溶液,溶液显红色,C正确;氯化铁具有氧化性,能与二氧化硫发生氧化还原反应生成硫酸根离子,硫酸根离子再与钡离子反应生成硫酸钡沉淀,铁离子被还原为亚铁离子,溶液由棕黄色变成浅绿色,表示铁离子有氧化性,D错误。

12.B　FeCl3与Fe反应生成FeCl2,反应的化学方程式为2FeCl3+Fe 3FeCl2,属于氧化还原反应,除杂方法正确;MgCl2与NaOH反应生成Mg(OH)2沉淀和NaCl,反应的化学方程式为MgCl2+2NaOH Mg(OH)2↓+2NaCl,该反应为复分解反应,除杂方法正确;HCl与浓H2SO4不反应,不能除去杂质;碳酸钠与二氧化碳和水反应生成NaHCO3,达不到除去碳酸钠中碳酸氢钠的目的。

反思提升　除杂时要注意,选择的除杂试剂只能与杂质反应,且不影响目标产物的量,遵循“不增、不减、易分离、易复原”的原则。

13.C　实验1因为Na2O2中加入稀盐酸再加入二氧化锰有无色无味气体生成,该气体能使带火星的小木条复燃,说明是氧气,所以Na2O2中加入稀盐酸后有H2O2生成,反应的化学方程式为Na2O2+2HCl 2NaCl+H2O2,A正确。向Na2O2中加入浓盐酸,有刺激性气味的气体产生,经检验生成的气体中含有Cl2,反应后所得溶液呈浅黄绿色,则浓盐酸被过氧化钠氧化生成氯气,B正确。实验1、2加入MnO2后产生的无色无味气体均为氧气,C错误。因为Na2O2中加入稀盐酸后再加入少量二氧化锰有氧气生成,所以Na2O2中加入稀盐酸后有H2O2生成;向Na2O2中加入浓盐酸,有刺激性气味的气体产生,经检验生成的气体中含有Cl2,反应后所得溶液呈浅黄绿色,再加入少量MnO2有微量无色无味气体产生,由于加入的盐酸浓度不同,反应的产物不同,D正确。

14.B　除去氯化钠样品中的杂质碳酸钠,由流程可知,向混合物溶液中加过量氯化钙溶液可除去碳酸钠,沉淀A为碳酸钙,可过滤分离,A正确;固体物质B中含NaCl、CaCl2,为混合物,B错误;蒸发时用玻璃棒搅拌,防止局部温度过高,导致液体飞溅,C正确;碳酸钠与盐酸反应生成NaCl,则混合物溶液中加过量盐酸能实现该实验的目的,且更简便,不需要过滤操作,D正确。

二、非选择题

15.答案　(1)蒸发皿　(2)用点燃的木条移近肥皂泡,观察是否听见爆鸣声　制取水蒸气　(3)可能有过量的Fe将Fe3+还原为Fe2+

解析　(1)根据仪器构造可知,仪器a的名称为蒸发皿。

(2)纳米级Fe粉与水蒸气反应会生成铁的氧化物与氢气,为检验氢气,可用点燃的木条移近肥皂泡,观察是否听见爆鸣声;装置C中试剂通过加热的方式为左侧装置提供水蒸气,故其作用为制取水蒸气。

16.答案　(1)①探究钠与硫酸铜溶液反应是否有铜生成　②Cu(OH)2可溶于稀盐酸(或稀硫酸)而Cu不溶　③镊子　烧杯　CuSO4溶液　稀盐酸(或稀硫酸)　(2)CuO　Na与水反应放出的热使生成的Cu(OH)2部分分解:Cu(OH)2 CuO+H2O

解析　(1)①根据该同学的设想可知其探究实验的目的是探究Na与CuSO4溶液反应是否有铜生成。②由于Cu(OH)2是难溶性的碱,可与稀酸反应,而Cu不与稀盐酸(或稀硫酸)反应,故只需将所得沉淀加入稀盐酸(或稀硫酸)中,看沉淀是否完全溶解即可。③由实验目的可知实验分两步进行:a.金属钠与CuSO4溶液作用制备Cu(OH)2沉淀,所给必需用品中缺少镊子、烧杯和CuSO4溶液;b.将制得的Cu(OH)2沉淀溶于稀酸,缺少的试剂为稀盐酸或稀硫酸。(2)由于钠与水反应放热,会使生成的Cu(OH)2部分分解:Cu(OH)2 CuO+H2O,故黑色难溶物为CuO。

17.答案　(1)过滤　(2)Al2O3+2OH- 2Al+H2O　Al+H++H2O Al(OH) 3↓　(3)CO2　 Al+CO2+2H2O Al(OH) 3↓+HC

解析　 由流程可知,Al2O3和Fe2O3不溶于水,则沉淀C为Al2O3和Fe2O3,氧化铁与碱不反应,则沉淀D为Fe2O3,反应②、③中生成的沉淀为Al(OH)3,受热分解生成的B为Al2O3。(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离方法为过滤。(2)反应①为Al2O3+2OH- 2Al+H2O,反应③为Al+H++H2O Al(OH)3↓。(3)反应③中使用盐酸的量不容易控制,过量会使生成的氢氧化铝溶解,所以可以向偏铝酸钠溶液中通入足量CO2气体,离子方程式为CO2+2H2O+Al Al(OH)3↓+HC。

18.答案　(1)Cl2　4Fe(OH)2+2H2O+O2 4Fe(OH)3

(2)Na2O2　Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+2NaOH

解析　(1)根据题意知B是FeCl3,故A是铁,C是FeCl2,D是Fe(OH)2,铁只有与氯气反应才能得到FeCl3;Fe(OH)2在空气中易变质生成Fe(OH)3。(2)由A转化为B的现象及B具有强氧化性知,B是Na2O2,A是Na;由C、D的相关性质及转化关系知C是NaOH、D是Na2CO3。