高中化学苏教版 (2019)必修 第二册第三单元 金属材料的性能及应用测试题
展开一、单选题
1.下表中列出了几种物质的熔点,据此判断下列说法正确的是( )
A.铜球掉入铁水中不会熔化
B.水银温度计可测量-40 ℃的温度
C.金有很好的延展性,易加工成各种装饰品
D.用钨制成的灯丝不易熔化
2.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,杂质为Fe2O3、SiO2)提取Al2O3做冶炼铝的原料,提取的操作过程如图:
下列说法错误的是
A.操作1、2、3均为过滤,固体1的主要成分为SiO2
B.固体2为红褐色固体
C.步骤③的离子方程式为2[Al(OH)4]-+CO2=2Al(OH)3↓+CO+H2O
D.Al2O3为离子化合物,其熔点高
3.下列有关物质的性质与应用对应关系不正确的是
A.常温下铁与浓硝酸发生钝化,常用铁罐车运输浓硝酸
B.SO2有漂白性,常用来漂白纸浆
C.硅酸钠溶液呈碱性,常用作木材的防火剂
D.Al具有良好延展性和抗腐蚀性,常用铝箔包装物品
4.合金是一类用途广泛的金属材料,下列文物所用材料不是合金的是
A.AB.BC.CD.D
5.“中国芯”的发展离不开高纯单晶硅。从石英砂(主要成分为SiO2)制取高纯硅涉及的主要反应用流程图表示如下:
下列说法中错误的是
A.反应①②③均为置换反应
B.SiO2可用来生产光导纤维和太阳能电池
C.X为CO
D.流程中HCl和H2可以循环利用
6.“探索浩瀚宇宙,发展航天事业,建设航天强国,是我们不懈追求的梦。”航天科技的发展与化学密切相关。下列说法不正确的是
A.神舟十四号飞船外壳使用的氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料
B.航天飞船内安装盛有过氧化钠颗粒的装置,它的用途是再生氧气
C.航天服壳体使用的铝合金材料因熔点比纯铝高而耐用
D.中国空间站存储器所用的材料石墨烯与金刚石互为同素异形体
7.化学与生产、生活息息相关,下列说法不正确的是
A.工业上用钢瓶储存液氯B.使用铝合金能实现高铁车体轻量化
C.烧碱用于治疗胃酸过多D.铁红通常用作油漆的红色颜料
8.下列关于铝和铝合金的叙述错误的是
A.铝是地壳里含量最多的金属元素B.铝的金属性比钠、镁都弱
C.铝能与强碱溶液反应放出氢气D.硬铝比纯铝的硬度低
9.下列叙述正确的是
A.医用防护服的核心材料是微孔聚四氟乙烯薄膜,其单体四氟乙烯属于烃
B.东北特钢为“长征五号”运载火箭提供了多种型号的不锈钢,这些不锈钢中均不含非金属元素
C.明矾与活性炭的净水原理相同
D.医院常用质量分数为75%的酒精杀菌消毒
10.某合金与铁的物理性质的比较如下表所示:
还知该合金耐腐蚀强度大。从以上性能看,该合金不适合作
A.炉具B.飞船外壳C.导线D.建筑门窗
二、填空题
11.(1)为了证明某NaCl样品中含有钠元素,可以采用的实验方法是利用 反应,操作方法是使用带有铂丝的玻璃棒蘸取待测样品放到酒精灯上灼烧,观察火焰呈 色。若再需检验某样品中是否含钾元素,则要先将该铂丝用 洗净后反复灼烧至无色再蘸取待测样品,此时观察火焰颜色需要透过 。
(2)合金具有很多优良性能,例如,合金的硬度一般 组分金属,而熔点 组分金属。铜的合金主要有 、 、白铜等。铁的合金之一----钢可分为 和 两大类。
12.(1)随着生活水平的提高,人们越来越关注营养平衡和自身的健康。
① 粮食中的淀粉在人体中水解最终转化成 ,该物质在人体内被氧化,最终生成CO2和H2O,该过程对人体健康的意义是 。
② 食品添加剂亚硝酸钠的外观像食盐,并有咸味,但亚硝酸钠有很强的毒性。亚硝酸钠属于 (选填“调味剂”、“防腐剂”或“着色剂”)。
③ 维生素C也称抗坏血酸。血液中运载氧的血红蛋白中含有Fe2+,人之所以患坏血病,是因为人体从摄取的食物中吸收的铁主要是Fe3+,Fe3+不能被人体吸收。维生素C的 主要摄入途径是 。
(2)中国是世界上最早研究和生产合金的国家之一。
① 在原子反应堆中得以广泛应用的钠钾合金在常温下呈液态,说明合金的熔点比其成分金属的熔点 。
② 铜锌合金外观和金(Au)相似,常被误认为黄金。试写出一种鉴别黄铜与黄金的化学方法 。铜器表面容易生成一层薄薄的铜绿[主要成份是Cu2(OH)2CO3],请写出铜在潮湿的空气发生电化学腐蚀时的负极反应式 ;用盐酸可以除去铜器表面的铜绿,该反应的化学方程式为 。
③ 下列对金属制品采取的防护方法不正确的是 (填序号)。
A.在电线的外面包上一层塑料层 B.在自行车钢圈上镀上一层金属铬
C.在海轮的铁制外壳上焊上铜块
(3)① CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体,控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。请你写出有利于降低大气中CO2浓度的一项措施 。
② 水中含有的悬浮颗粒物等杂质,可以加入 等混凝剂进行净化处理,利用其溶解后形成的 具有吸附作用使水中的悬浮颗粒物沉降。
③ 最近,国内第一个跨区域日处理垃圾1000吨以上的垃圾焚烧发电厂在江苏投入使用。下面列出了现代生活中的常见垃圾:
A.废纸 B.废电池 C.易拉罐 D.玻璃瓶 E.塑料制品
在焚烧处理前,除废电池外,还有 (填序号)应剔除并回收,随意丢弃电池造成的主要危害是 。
13.黄金饰品中的假货常常鱼目混珠,社会上有些不法分子常以黄铜(Cu-Zn合金)冒充黄金进行欺诈活动。由于黄铜从颜色、外形上看,与黄金颇为相似,故很难区分。请提出鉴别黄金与黄铜的一些合理方法,并对这些方法进行分类说明。
14.回答下列问题:
(1)下列物质中不属于铁合金的是___________(填选项序号)。
A.不锈钢B.生铁C.碳素钢D.氧化铁
(2)铁屑溶于过量稀硫酸,过滤后向滤液中加入过量氨水,有白色沉淀生成,过滤,在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止,得到红棕色残渣。”上述沉淀和残渣分别是 、 。
(3)将Na、、、分别投入盛有足量盐酸的四支试管中,不产生气体的是 (填化学式)。
(4)HClO的结构式为 。
(5)已知质量数为A的某阳离子Rn+,核外有X个电子,则核内中子数为 。
15.2023年5月,由中国自主研发的C919大型客机开启常态化商业运行。飞机上广泛应用了各种铝合金材料。
(1)合金具有许多优良的性能,下列物质属于合金的是______。
A.水银B.青铜C.生铁D.黄金
(2)铝合金可以被加工成形状不同的材料,主要是因为其具有良好的 性。铝的金属活动性比铁强,空气中铝却比铁具有更好的抗腐蚀性,原因是
(3)C919 大型飞机上使用了大量新型材料铝锂合金,铝锂合金材料的主要优点是: 、 。
(4)起落架可用铝镁合金制造。合金焊接前需用碱洗,即用NaOH溶液除去铝镁合金表面的自然氧化膜。碱洗时常有气泡冒出,其原因是 (用离子方程式表示)。
16.请用下列物质的序号填空:
A.Na2O2 B.Na2CO3 C.NaHCO3 D.K- Na合金E.Na F.Ca(ClO)2 G.CaCO3 H.NaCl
(1)可用于潜艇中供氧剂的是 ;
(2)可用于消毒饮用水的是 ;
(3)可用作原子反应堆的导热剂是 ;
(4)可用作制取发酵粉或用于治疗胃酸过多的药物的是 ;
(5)广泛用于玻璃、制皂、造纸、纺织工业上的是 。
17.生活中处处有化学。
(1)下表为某品牌燕麦片的主要成分。
表中没有列出的营养素是 ,人体中若缺少表中的 元素会造成骨质疏松。
(2)用洗涤剂清洗餐具上的油污,是利用了洗涤剂的 作用。
(3)打开纯牛奶,能闻到乳香味,从微观角度分析原因是 。
(4)下图所示的各种厨房用品的主要材料,属于有机合成材料的是 (填写选项序号)。
18.回答下列问题:
(1)随着生活水平的提高,人们越来越关注自身的健康。
①平时我们到药店能买到的药如阿司匹林属于 (选填“R”或“OTC”)类;人体铁元素摄入量不足可能会导致 。
②“是药三分毒”说明药物在人体内可能产生不良反应,下列药物可能引起的不良反应叙述错误的是_ (填字母代号)。
A.青霉素一一过敏反应 B.阿司匹林——胃肠道反应 C.复方氢氧化铝——肠胃穿孔
③低血糖病症发作时,喝葡萄糖水可快速见效。葡萄糖作为营养剂供给人体能量,在体内发生的主要反应是 (填字母代号)。
A.加成反应 B.取代反应 C.氧化反应 D.聚合反应
(2)材料是人类赖以生存的重要物质基础,而化学是材料科学发展的基础。
①在原子反应堆中广泛应用的钠钾合金在常温下呈液态。说明合金的熔点比其各成分金属的熔点 (选填“高”或“低”)。
②炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl),第二天便会出现红褐色锈斑。我们将这种腐蚀方式称为 。
③人工合成的塑料有多种,其中聚丙烯是常见的食品级塑料,写出聚丙烯的结构简式 。
④世博会中国馆——“东方之冠”,它由钢筋混凝土、7000多块红色铝板和1200多块玻璃等建成。钢筋混凝土 (选填“是”或“不是”)复合材料。
(3)可持续发展需要注意“环境保护”和“节约能源”。
①某污水处理厂处理含酸性物质、泥沙等的污水时,常先加入混凝剂,经曝气、沉砂后,再加入熟石灰处理,加入熟石灰的目的是 。
②汽车尾气的大量排放会引起环境污染,在机动车尾气系统中装置催化转化器,可将尾气中的NO、CO转化为无害的CO2和 。
19.材料是人类赖以生存与发展的重要物质基础。
(1)生产硅酸盐水泥和普通玻璃都需用到的共同原料是 (写名称)。用于汽车或火车车窗的玻璃是 玻璃。
(2)人类最早使用的合金是 。
(3)近年来,人们又设计出许多新型合金,如: 、钛合金、耐热合金、形状记忆合金等。
(4)三大合成材料是 、 、 。
(5)在复合材料中,一种材料作 ,另外一种材料作 。
(6)塑料的主要成分是 。
20.合金是由两种或两种以上的金属(或金属跟非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
(1)下列物质不属于合金的是 (填字母)。
A.明矾 B.硬铝 C.生铁 D.青铜
(2)Na、Cu、Al、Fe四种金属的熔、沸点如下:
其中不能形成合金的是 (填字母)。
①Cu与Na ②Fe与Cu ③Fe与Na ④Al与Na
A.①② B.①③ C.①④ D.②④
三、实验探究题
21.二草酸合铜(II)酸钾可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备二草酸合铜(II)酸钾可采用如下步骤:
I.取已知浓度的溶液,搅拌下滴加足量溶液,产生浅蓝色沉淀,加热,沉淀转变成黑色,过滤。
II.向草酸溶液中加入适量固体,制得和混合溶液。
III.将II的混合溶液加热至80~85℃,加入I中的黑色沉淀。全部溶解后,趁热过滤。
IV.将III的滤液用蒸汽浴加热浓缩,经一系列操作后,干燥,得到二草酸合铜(II)酸钾晶体,进行表征和分析。
回答下列问题:
(1)由配制I中的溶液,下列仪器中不需要的是 (填仪器名称)。
(2)长期存放的中,会出现少量白色固体,原因是 。
(3)I中的黑色沉淀是 (写化学式)。
(4)II中原料配比为,写出反应的化学方程式 。
(5)II中,为防止反应过于刚烈而引起喷溅,加入应采取 的方法。
(6)III中应采用 进行加热。
(7)IV中“一系列操作”包括 。
22.实验小组对NaHSO3溶液分别与CuCl2、CuSO4溶液的反应进行探究。
已知:Ⅰ.Cu2+[Cu(NH3)4]2+(深蓝色溶液)
Ⅱ. Cu+[Cu(NH3)]+(无色溶液)[Cu(NH3)4]2+(深蓝色溶液)
(1)推测实验Ⅰ产生的无色气体为SO2,实验证实推测正确:用蘸有碘水的淀粉试纸接近试管口,观察到 ,反应的离子方程式为 。
(2)对实验Ⅰ产生SO2的原因进行分析,提出假设:
假设a: Cu2+水解使溶液中c(H+)增大;
假设b: Cl-存在时,Cu2+与HSO3-反应生成CuCl白色沉淀,溶液中c(H+)增大。
①假设a不合理,实验证据是 ;
②实验表明假设b合理,实验I反应的离子方程式有 、H++ HSO3-= SO2↑+H2O。
(3)对比实验Ⅰ、Ⅱ,提出假设:Cl-增强了Cu2+的氧化性。
下述实验Ⅲ证实了假设合理,装置如图。实验方案:闭合K,电压表的指针偏转至“X”处;向U形管 (补全实验操作及现象)。
(4)将实验Ⅱ的溶液静置24小时或加热后,得到红色沉淀。经检验,红色沉淀中含有Cu+、Cu2+和SO32−。
①通过实验Ⅳ证实红色沉淀中含有Cu+和Cu2+。
实验Ⅳ:
证实红色沉淀中含有Cu+的实验证据是 ;
②有同学认为实验Ⅳ不足以证实红色沉淀中含有Cu2+,设计实验Ⅳ的对比实验Ⅴ,证实了Cu2+的存在。实验Ⅴ的方案和现象是: 。
23.氮化铝(AlN)是一种新型无机材料,广泛应用于集成电路生产领域。某化学研究小组利用氮气、氧化铝和活性炭在高温下制取氮化铝。 请回答下列问题:
(1)请写出制取氮化铝的化学方程式 。
制得的AlN样品仅含有Al2O3杂质,已知:AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑为测定AlN含量,设计如下三种实验方案。(测定过程均忽略NH3在强碱溶液中的溶解)
【方案1】取一定量的样品,用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。
实验步骤:组装好实验装置,检查装置气密性并加入实验药品,关闭K1,打开K2,打开分液漏斗活塞,加入NaOH浓溶液,至不再产生气体。打开K1,通入氮气一段时间,测定C装置反应前后的质量变化。
(2)图中C装置中球形干燥管的作用是 。
(3)通入氮气的目的是 。
(4)图中装置会导致测定结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【方案2】用如图装置测定mg样品中AlN的纯度(部分夹持装置已略去)。
(5)为测定生成气体的体积,量气装置中的X液体可以是 (填字母)
A.CCl4 B.H2O C.NH4Cl溶液 D.苯
(6)若mg样品完全反应,测得生成气体的体积为VmL(已转换为标准状况),则AlN的质量分数是 。若其他操作均正确,但反应结束后读数时,右侧量气管中液面高于左侧球型管中液面,则最后测得AlN的质量分数会 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【方案3】按以下步骤测定样品中A1N的纯度:(过滤时使用无灰滤纸过滤)
(7)步骤②生成沉淀的离子方程式为 。
(8)样品中A1N的质量分数为 (用含m1、m2的代数式表示)。
物质的名称
汞
金
铜
铁
钨
熔点/℃
-38.8
1064
1083
1535
3410
文物
选项
A.玉海贝
B.商代铜爵
C.古钱币
D.错金银铜鼎
熔点/℃
密度/g/cm3
硬度(金刚石为10)
导电性(银为100)
某合金
2500
3.00
7.4
2.3
铁
1535
7.86
4.5
17
每100g含有的营养成分
糖类
油脂
蛋白质
维生素C
钙
钠
锌
7.6g
7.8g
7.4g
18mg
201mg
30.8mg
8.1mg
金属
Na
Cu
Al
Fe
熔点/℃
97.8
1083
660
1535
沸点/℃
883
2567
2467
2750
实验
装置
试剂x
操作及现象
Ⅰ
1 ml·L−1CuCl2溶液
加入2mL CuCl2溶液,得到绿色溶液,30s时有无色气泡和白色沉淀产生,上层溶液颜色变浅。
Ⅱ
1 ml·L−1CuSO4溶液
加入2mL CuSO4溶液,得到绿色溶液,3分钟未见明显变化。
参考答案:
1.D
【详解】A.铁的熔点高于铜的熔点,铜球掉入铁水(温度至少为1 535 ℃)会熔化,故A错误;B.水银的熔点-38.8 ℃,低于此温度水银为固体,水银温度计不能测量-40 ℃下的温度,故B错误;C.表中数据不能说明金具有很好的延展性,故C错误;D.钨的熔点为3 410 ℃,熔点高,用钨制成的灯丝不易熔化,故D正确;答案:D。
2.C
【详解】A.根据操作过程图,操作1、2、3之后均得到溶液和固体,而分离不溶性固体和溶液的方法称为过滤,由于Al2O3和Fe2O3能够与盐酸反应而SiO2不与盐酸反应,所以固体1的主要成分为SiO2,A项正确;
B.加入过量的NaOH溶液,Al3+转化为[Al(OH)4]-,Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,通过过滤得到固体2为红褐色的Fe(OH)3沉淀,B项正确;
C.步骤③中通入过量的CO2,离子方程式为,C项错误;
D.Al2O3是高温下可电离的离子晶体,熔点高,常用于制造耐火材料,D项正确;
答案选C。
3.C
【详解】A.常温下铁遇到浓硝酸会发生钝化,所以用铁罐车运输浓硝酸,故A不符合题意;
B.二氧化硫具有漂白性,可以用来漂白纸浆,故B不符合题意;
C.硅酸钠能阻止燃烧,所以可以用作木材的防火剂,故C符合题意;
D.铝具有良好的延展性,容易被压成片状;铝的表面易形成氧化物薄膜,因而铝具有良好的抗腐蚀性;所以用作包装食品,故D不符合题意;
综上所述,答案为C。
4.A
【详解】A.玉海贝的主要成分为无机非金属材料,不属于合金,A项符合题意;
B.商代铜爵由青铜制造,属于铜锡合金,B项不符合题意;
C.古钱币中含Cu、Zn等多种金属,属于合金,C项不符合题意;
D.错金银铜鼎属于青铜器,属于合金,D项不符合题意;
故选A。
5.B
【分析】石英砂与焦炭在高温下发生置换反应,生成CO和粗硅;粗硅与HCl在300℃时发生置换反应生成SiHCl3和H2;SiHCl3用H2在高温下发生置换反应,可制得高纯硅和HCl。
【详解】A.由分析可知,反应①②③均为置换反应,A正确;
B.SiO2可用来生产光导纤维,生产太阳能电池的原料是硅,B错误;
C.由分析可知,X为CO,C正确;
D.流程中HCl和H2都是既在反应中使用,又在反应中生成,所以二者都可以循环利用,D正确;
故选B。
6.C
【详解】A.飞船返回舱表面是耐高温陶瓷材料,属于新型无机非金属材料,A正确;
B.过氧化钠和水、二氧化碳反应生成氧气,故过氧化钠颗粒的装置用途是再生氧气,B正确;
C.合金比纯金属硬度大,熔点低,C错误;
D.石墨烯与金刚石是C元素的两种不同性质的单质,二者互为同素异形体,D正确;
故选C。
7.C
【详解】A.常温下,氯气不与干燥的铁反应,因此常温下,工业上用钢瓶储存液氯,故A说法正确;
B.铝合金具有密度小、强度高、耐腐蚀等优点,因此使用铝合金能实现高铁车体轻量化,故B说法正确;
C.烧碱为NaOH,属于强碱,对人体具有腐蚀性,不能用于治疗胃酸过多,常用小苏打、氢氧化铝等治疗胃酸过多,故C说法错误;
D.铁红为Fe2O3,呈现红棕色,常用作油漆的红色颜料,故D说法正确;
答案为C。
8.D
【详解】A. 铝是地壳里含量最多的金属元素,A正确;B. 铝的金属性比钠、镁都弱,B正确;C. 铝能与强碱溶液反应放出氢气,同时还生成偏铝酸钠,C正确;D. 硬铝属于合金,比纯铝的硬度大,D错误,答案选D。
点睛: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,合金在许多方面不同于它的各成分金属:多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点低。合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度大。
9.C
【详解】A.烃只含有碳氢两种元素,四氟乙烯中含有F元素,不属于烃,A错误;
B.不锈钢是铁、碳合金,因此这些不锈钢中含有碳等非金属元素,B错误;
C.明矾水解出氢氧化铝胶体,吸附水中的悬浮物,活性炭表面积大,可吸附水中杂质,净水原理相同,C正确;
D.医院用体积分数为75%的酒精杀菌、消毒,不是质量分数,D错误;
故选C。
10.C
【详解】A.作炉具主要利用其熔点高和耐腐蚀性强,故A正确;
B.作飞船外壳则是利用硬度大和密度小的性质,故B正确;
C.该合金与银相比导电性较差,不适合作导线,故C错误;
D.作门窗框主要是利用该合金的硬度大和耐腐蚀性强,故D正确;
故选C。
11. 焰色 黄 稀盐酸 钴玻璃观察是否为紫色 高于 低于 青铜 黄铜 碳素钢 合金钢
【详解】试题分析:(1)可以利用焰色反应证明某NaCl样品中含有钠元素,操作方法是使用带有铂丝的玻璃棒蘸取待测样品放到酒精灯上灼烧,观察火焰呈黄色。若再需检验某样品中是否含钾元素,则要先将该铂丝用稀盐酸洗净后反复灼烧至无色再蘸取待测样品,此时观察火焰颜色需要透过蓝色钴玻璃观察 ,看是否为紫色。
(2)合金具有很多优良性能,例如,合金的硬度一般高于组分金属,而熔点低于组分金属。铜的合金主要有青铜、黄铜、白铜等。铁的合金之一----钢可分为碳素钢和合金钢两大类。
考点:考查焰色反应、合金的性质与分类。
12. 葡萄糖 提供生命活动所需能量 防腐剂 新鲜水果、绿色蔬菜 低 灼烧,铜锌合金会变黑(真金不怕火烧) Cu-2e-=Cu2+ Cu2(OH)2CO3+4HCl=2CuCl2+3H2O+CO2↑ C 减少化石燃料的使用、植树造林,增大植被面积、采用节能技术、减少二氧化碳的排放,利用太阳能和风能(任写一种) 明矾 Al(OH)3胶体 A、C、D、E 废旧电池中的酸、碱等电解质和重金属对环境的污染
【分析】(1)①淀粉在人体中水解最终转化成葡萄糖为人体提供生命活动所需能量;
②亚硝酸盐有良好的着色防腐作用,广泛用于肉类食品添加剂;
③维生素C是还原剂,具有还原性;
④淀粉水解生成葡萄糖,油脂水解生成甘油和高级脂肪酸,蛋白质水解氨基酸;胶体有丁达尔效应,碘单质遇淀粉变蓝色;
(2)①合金的硬度大熔点低;
②金不与硫酸、盐酸等反应;铜腐蚀时做负极时失去电子;铜绿是碱式碳酸铜可与盐酸反应;
③A.外面包上一层塑料层可减少与空气的接触;
B.镀上一层金属铬可以隔绝空气;
C.原电池能加快化学反应速率;
(3)①燃料的燃烧产生大量二氧化碳,植物的光合作用需要二氧化碳,从减少二氧化碳的排放、二氧化碳被植物利用方面进行分析;
②胶体具有吸附性,能吸附水中的悬浮物而净水;
③垃圾是发错地方的资源,有些垃圾可以回收利用,减少资源的浪费,电池中含有重金属,应回收,防止污染环境。
【详解】(1)①淀粉在人体中水解最终转化成葡萄糖,葡萄糖在人体内被氧化为人体提供生命活动所需能量,故答案为葡萄糖;提供生命活动所需能量;
②亚硝酸盐能致癌,因有良好的着色防腐作用,广泛用于肉类食品添加剂,故答案为防腐剂;
③新鲜水果、绿色蔬菜富含维生素C,由题意知,Fe3+是氧化剂,维生素C是还原剂,具有还原性,将从食物中获取的Fe3+还原为Fe2+,故答案为新鲜水果、绿色蔬菜;
(2)①合金的熔点比各成分金属的低,故答案为低;
②灼烧,铜锌合金会变黑,而金不会反应,可鉴别是黄铜还是黄金;铜腐蚀时做负极时失去电子:Cu−2e−=Cu2+;铜绿是碱式碳酸铜可与盐酸反应:Cu2(OH)2CO3+4HCl=2CuCl2+3H2O+CO2↑,故答案为灼烧,铜锌合金会变黑;Cu−2e−=Cu2+;Cu2(OH)2CO3+4HCl=2CuCl2+3H2O+CO2↑;
③A. 外面包上一层塑料层可减少与空气中氧气的接触,A项正确;
B. 镀上一层金属铬可以隔绝空气,使金属不受腐蚀,B项正确;
C. 原电池能加快化学反应速率,铁铜海水构成原电池,加快铁的腐蚀,C项错误;
答案选C;
(3)①燃料的燃烧产生大量二氧化碳,植物的光合作用需要二氧化碳,所以为减少二氧化碳的排放,采取的措施有:
减少化石燃料的使用、植树造林,增大植被面积、采用节能技术、减少二氧化碳的排放,利用太阳能和风能(任写一种);
②明矾是强酸弱碱盐,铝离子能水解生成氢氧化铝胶体,胶体具有吸附性,能吸附水中的悬浮物而达到净水的目的;
故答案为明矾,Al(OH)3胶体;
③废纸、易拉罐、玻璃瓶和塑料制品可以回收利用,同时减少资源的浪费,ACDE项正确;电池中含有重金属铬、铅等,随意丢弃电池对环境造成污染,所以电池对环境的主要危害是废旧电池中的酸、碱等电解质和重金属对环境的污染;
故答案为A、C、D、E;废旧电池中的酸、碱等电解质和重金属对环境的污染。
13.方法一:Cu-Zn合金能够和硫酸反应,而黄金不能溶于硫酸,因此可用硫酸进行鉴别;
方法二:Cu-Zn合金的密度小于黄金的密度,因此可用测定固体的密度进行鉴别;
方法三:Cu-Zn合金在空气中灼烧时颜色发生改变,而黄金在空气中灼烧时颜色不变,因此可用在空气中灼烧观察固体颜色是否改变进行鉴别。
【详解】方法一:Cu-Zn合金能够和硫酸反应,而黄金不能溶于硫酸,因此可用硫酸进行鉴别;
方法二:Cu-Zn合金的密度小于黄金的密度,因此可用测定固体的密度进行鉴别;
方法三:Cu-Zn合金在空气中灼烧时颜色发生改变,而黄金在空气中灼烧时颜色不变,因此可用在空气中灼烧观察固体颜色是否改变进行鉴别。
14.(1)D
(2)
(3)
(4)H-O-Cl
(5)A-X-n
【详解】(1)合金是指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。不锈钢是铁的合金,生铁是含碳量为2%~4.3%的铁碳合金,碳素钢是含碳量低于2%,并有少量硅、锰以及磷、硫等杂质的铁碳合金,故A、B、C选项不符合题意;氧化铁是氧化物,属于纯净物,故D符合题意;
故选D。
(2)铁屑溶于过量稀硫酸,反应生成硫酸亚铁,硫酸亚铁与过量氨水反应生成氢氧化亚铁白色沉淀,在空气中氢氧化亚铁容易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁,氢氧化铁为红褐色沉淀,受热分解生成红棕色三氧化二铁,即上述沉淀和残渣分别是、,故答案为:;。
(3)与盐酸反应生成氯化钠和氢气,与盐酸反应生成氯化钠、水和氧气,和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,均有气体产生,和盐酸反应生成氯化钠和水,没有气体产生,则不产生气体的是,故答案为:。
(4)HClO为共价化合物,O原子分别和H原子、Cl原子各共用一对电子,其结构式为H-O-Cl,故答案为:H-O-Cl。
(5)阳离子Rn+,质量数为A,核外有X个电子,所以其质子数Z=X+n,由于中子数=质量数-质子数,故中子数=A-(X+n)= A-X-n,故答案为:A-X-n。
15.(1)BC
(2) 可塑 铝与空气中氧气反应生成致密的氧化铝薄膜,可阻止内部铝继续反应
(3) 低密度、高强度 更强的抗腐蚀性
(4)
【详解】(1)水银为Hg单质,黄金为Au单质,青铜和生铁均为合金,故BC正确;
(2)铝合金具有良好的可塑性,可被加工成形状不同的材料;铝较活泼,可与空气中氧气反应生成致密的氧化铝薄膜,可阻止内部铝继续反应,从而起到防腐作用;
(3)铝锂合金材料低密度、高强度、更强的抗腐蚀性等优点;
(4)镁铝合金中的铝可用氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,反应离子方程式为:。
16. A F D C B
【详解】(1)过氧化钠与二氧化碳、水均能反应产生氧气,常用于潜艇中供氧剂,故答案为A;
(2)次氯酸钙可与水反应生成少量次氯酸,次氯酸具有强氧化性,可用于消毒,故答案为F;
(3)K-Na合金具有良好的导热性,可用作原子反应堆的导热剂,故答案为D;
(4)碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳气体可使糕点蓬松,常用作发酵粉,碳酸氢钠碱性较弱不会损失消化道且碳酸氢钠与胃酸中的HCl反应,可用于治疗胃酸过多,故答案为C;
(5)碳酸钠可以用于制造肥皂、造纸、纺织工业,故答案为B。
17. 水 钙 乳化 分子的无规则运动 A
【分析】(1)人体需要的营养物质有糖类、油脂、蛋白质、维生素、水和无机盐;
(2)洗涤剂对油污有乳化作用;
(3)分子在不断的运动;
(4)材料主要分为金属材料、有机合成材料、无机非金属材料等,通过分析器物成分确定材料种类。
【详解】(1)人体所需营养物质有糖类、油脂、蛋白质、维生素、水和无机盐,标签中没有列出的营养素是水,人体缺钙会造成骨质疏松,答案为:水;钙;
(2)用洗涤剂清洗油污,是利用了洗涤剂的乳化作用,答案为:乳化;
(3)打开纯牛奶,能闻到乳香味,是因为分子永远在做无规则的运动,答案为:分子的无规则运动;
(4)有机合成材料主要包括塑料、合成纤维、合成橡胶三大类,所以塑料餐具A属于有机合成材料,答案为A。
【点睛】洗涤剂能使油污分散成无数细小的液滴,而不聚成大的油珠,这些细小的液滴能随着水冲走,这种现象属于乳化作用,去油污有三种方式,一是运用溶解原理,二是运用乳化作用,三是通过化学反应把不溶性的固体变成可溶性的固体,用洗涤剂清洗油污,是利用了洗涤剂的乳化作用。
18.(1) OTC 缺铁性贫血 C C
(2) 低 电化学腐蚀(或吸氧腐蚀) 是
(3) 中和酸性物质 N2或氮气
【解析】(1)
①非处方药是不需要医师处方、即可自行判断、购买和使用的药品,简称OTC;处方药就是必须凭执业医师或执业助理医师处方才可调配、购买和使用的药品,简称R药。阿司匹林属于非处方药,应该标注OTC;铁元素是血红蛋白的重要成分,人体缺铁会导致缺铁性贫血;
②A.青霉素的不良反应是过敏反应,A正确;
B.阿司匹林不良反应是胃肠道反应、水杨酸反应等,B正确;
C.氢氧化铝与盐酸反应,对人体无害,C错误;
故选C;
③葡萄糖在人体内被氧化为CO2和H2O,发生氧化反应,故答案为C;
(2)
①钠、钾常温下均为固态,但钾合金在常温下呈液态,说明合金的熔点比其各成分金属的熔点低,故答案为:低;
②铁锅为铁碳等组成的合金,组成原电池的两电极,且形成闭合回路;未及时洗净的铁锅残液液中含NaCl,且残液中有溶解氧,为电解质溶液,且能自发极性氧化还原反应,则构成原电池,铁为负极发生氧化反应,氧为正极发生还原反应。则炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl),第二天便会出现红褐色锈斑,发生电化学腐蚀(或吸氧腐蚀);
③聚丙烯的单体为丙烯,则聚丙烯的结构简式是;
④钢筋混凝土是水泥、沙子、钢筋的混合物,是复合材料;
(3)
①某污水处理厂处理含酸性物质、泥沙等的污水时,常先加入混凝剂,经曝气、沉砂后,再加入熟石灰处理,加入熟石灰的目的是中和酸性物质,故答案为:中和酸性物质;
②转化成无公害物质,C转化成CO2,N转化成N2,答案为:N2或氮气。
19.(1) 石灰石 钢化
(2)青铜
(3)储氢合金
(4) 塑料 合成纤维 合成橡胶
(5) 基体 增强剂
(6)合成树脂
【分析】(1)
生产硅酸盐水泥的原料是石灰石和黏土,生产普通玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英,所以生产硅酸盐水泥和普通玻璃都需用到的共同原料是石灰石。钢化玻璃破碎时没有尖锐的棱角,不易伤人,所以用于汽车或火车的车窗玻璃;
(2)
世界上最早生产合金的是古巴比伦人,6000年前古巴比伦人已开始提炼青铜(红铜与锡的合金),人类最早使用的合金是青铜;
(3)
近年来,人们又设计出许多新型合金,如储氢合金、铝合金、耐热合金、形状记忆合金等;
(4)
三大合成材料是塑料、合成纤维和合成橡胶;
(5)
复合材料是一种材料做基体,另一种材料作增强剂;
(6)
塑料是一类由小分子聚合生成的高分子,为合成树脂。
20. A B
【分析】(1)根据合金的概念判断;
(2)当两种金属元素形成合金时,熔沸点较低的金属单质的沸点要低于熔沸点熔沸点较高的金属单质的熔点。
【详解】(1) A.明矾是KAl(SO4)2·12H2O,是盐,属于化合物,不属于合金,A符合题意;
B.硬铝中含铝、镁、铜等,属于铝合金,B不符合题意;
C.生铁中主要含铁、碳等元素,属于铁合金,C不符合题意;
D.青铜属于铜合金,含有铜、锡、铅等,D不符合题意;
故答案为A。
(2)当一种金属的熔点超过另一种金属的沸点时,它们就不可能熔合在一起形成合金。
①Na的沸点低于Cu的熔点,当Na变为蒸气时,Cu还没有熔化,因此Cu与Na不能形成合金,①符合题意;
②Fe的熔点低于Cu的沸点,二者能够形成合金,②不符合题意;
③Na的沸点低于Fe的熔点,当Na变为蒸气时,Fe还没有熔化,因此Fe与Na不能形成合金,③符合题意;
④Al的熔点低于Na的沸点Na与Al能形成合金,④不符合题意;
综上所述可知:不能形成合金的物质组合是①③,故答案为B。
【点睛】本题考查了合金的判断及形成。两种不同金属形成合金时,熔点较高的金属的熔点只有比熔点较低的金属的沸点低时,二者才能形成合金。合金具有比成分金属更优良的性能,其熔沸点低于任何一直成分金属,硬度比成分金属大,机械加工性能比成分金属强。
21.(1)分液漏斗
(2)风化失去结晶水生成无水硫酸铜
(3)CuO
(4)
(5)分批加入并搅拌
(6)水浴
(7)冷却结晶、过滤、洗涤
【分析】取已知浓度的溶液,搅拌下滴加足量溶液,产生浅蓝色沉淀氢氧化铜,加热,氢氧化铜分解生成黑色的氧化铜,过滤,向草酸溶液中加入适量固体,制得和混合溶液,将和混合溶液加热至80~85℃,加入氧化铜固体,全部溶解后,趁热过滤,将滤液用蒸汽浴加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到二草酸合铜(II)酸钾晶体。
【详解】(1)由配制I中的溶液,需用天平称量一定质量的固体,将称量好的固体放入烧杯中,用量筒量取一定体积的水溶解固体,因此用不到的仪器有分液漏斗;
故答案为:分液漏斗;
(2)含有结晶水,长期放置会风化失去结晶水,生成无水硫酸铜,无水硫酸铜为白色固体;
故答案为:风化失去结晶水生成无水硫酸铜;
(3)据分析可知,I中的黑色沉淀是CuO;
故答案为:CuO;
(4)II中原料配比为发生非氧化还原反应生成、、CO2和水,依据原子守恒可知,反应的化学方程式为;
故答案为:;
(5)为防止草酸与碳酸钾反应时反应剧烈,造成液体喷溅,可减缓反应速率,将碳酸钾进行分批加入并搅拌;
故答案为:分批加入并搅拌;
(6)III中将混合溶液加热至80~85℃,温度低于100℃,应采用水浴加热,使液体受热均匀;
故答案为:水浴;
(7)从溶液获得晶体的一般方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,则IV中“一系列操作”包括冷却结晶、过滤、洗涤;
故答案为:冷却结晶、过滤、洗涤。
22. 蓝色褪去 SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+ 实验Ⅰ、Ⅱ中c(Cu2+)相同,但实验Ⅱ中未见气泡 2Cu2++2Cl-+ HSO3-+ H2O =2CuCl↓+SO42-+3H+ 右侧加入一定量NaCl固体,溶解后,观察到电压表指针偏转变大 一段时间后溶液由浅蓝色变为深蓝色 取少量纯净的Cu2O于试管中,滴加足量浓氨水。沉淀溶解,得到无色溶液,露置一段时间后溶液变为深蓝色
【分析】NaHSO3溶液属于弱酸的酸式盐,HSO3-的电离程度大于水解程度,它的溶液呈酸性。
(1)从二氧化硫的还原性和碘的氧化性角度出发,写出实验现象和离子反应方程式;
(2)要产生二氧化硫气体,需要溶液中有氢离子存在,对于氢离子产生的原因,可以从实验Ⅰ、Ⅱ都有铜离子,但现象不同,故可以判断出假设a不正确;
(3)是否是Cl-增强了Cu2+的氧化性,可以加入氯离子,但是为了不引入新的杂质,可以加氯化钠,再观察电压表的示数;
(4)根据题目信息,Cu+[Cu(NH3)]+(无色溶液)[Cu(NH3)4]2+(深蓝色溶液),确定Cu+的检验方法。若要证明溶液中的Cu2+,需要做一个对比实验,一个含有Cu2+和Cu+的混合溶液,另一个只含有Cu+的溶液,再加入足量浓氨水,看反应现象,所以可以加少量纯净的Cu2O。
【详解】(1)蘸有碘水的淀粉试纸显蓝色,遇到二氧化硫,二氧化硫具有还原性,碘单质具有氧化性,二氧化硫与碘单质发生氧化还原反应,实验现象为蓝色褪去,离子方程式为SO2+I2+ 2H2O=SO42-+2I-+4H+,
故答案为:蓝色褪去;SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+;
(2)要产生二氧化硫,需要亚硫酸氢根离子与氢离子作用,如果是Cu2+水解使溶液中氢离子浓度增大,从而释放出气体,由于实验Ⅰ、Ⅱ中c(Cu2+)相同,但实验Ⅱ中未见气泡,说明不是由假设a: Cu2+水解使溶液中c(H+)增大引起的,故答案为实验Ⅰ、Ⅱ中c(Cu2+)相同,但实验Ⅱ中未见气泡;根据亚硫酸氢钠加入氯化铜后的实验现象是生成白色沉淀,则假设b正确,利用电荷守恒,元素守恒,化合价升降法配平离子反应,2Cu2++2Cl-+HSO3-+H2O =2CuCl↓+SO42-+3H+,
故答案为:实验Ⅰ、Ⅱ中c(Cu2+)相同,但实验Ⅱ中未见气泡;2Cu2++2Cl-+ HSO3-+ H2O =2CuCl↓+SO42-+3H+;
(3)实验Ⅲ是为了验证Cl-增强了Cu2+的氧化性,需向硫酸铜溶液中补充氯离子,U形管左侧是亚硫酸氢钠,故加入氯化钠固体,如果Cl-增强了Cu2+的氧化性,会使溶液中转移的电子数增多,闭合K,故电压表的读数会增大,
故答案为:右侧加入一定量NaCl固体,溶解后,观察到电压表指针偏转变大;
(4)根据题目所给信息,Cu+[Cu(NH3)]+(无色溶液)[Cu(NH3)4]2+(深蓝色溶液),实验Ⅳ中若有Cu+,一段时间后溶液由浅蓝色变为深蓝色;如要证明溶液中的Cu2+,需要做一个对比实验,一个含有Cu2+和Cu+的混合溶液,另一个只含有Cu+的溶液,再加入足量浓氨水,沉淀溶解,得到无色溶液,露置一段时间后溶液变为深蓝色,实验操作为取少量纯净的Cu2O于试管中,滴加足量浓氨水。实验现象为沉淀溶解,得到无色溶液,露置一段时间后溶液变为深蓝色。
故答案为:一段时间后溶液由浅蓝色变为深蓝色;取少量纯净的Cu2O于试管中,滴加足量浓氨水。沉淀溶解,得到无色溶液,露置一段时间后溶液变为深蓝色。
【点睛】本题的难点在于实验方案的设计分析判断上,尤其是对性质实验方案设计时,要从多个角度思考物质的性质,结合性质分析设计方案。
23. Al2O3+3C+N22AlN+3CO 防倒吸 把装置中残留的氨气全部导入C装置 偏高 AD ×100% 偏低 AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓
【分析】(1)氮气、氧化铝和活性炭在高温下反应产生氮化铝和CO;
(2)氨气是和浓硫酸能发生反应的气体,易发生倒吸现象
(3)反应生成氨气后未把装置中的气体全部赶入装置C被浓硫酸吸收,应该准确测定装置C的增重进行计算;
(4)图1 装置中空气中的水蒸气和二氧化碳也可以进入装置C,据此分析;
(5)氨气极易溶于水,量气装置中的X液体不能与氨气反应,也不能使氨气溶解;
(6)依据AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑中的定量关系计算出样品中纯氮化铝的质量,再计算出氮化铝的质量分数,根据读数对NH3体积的影响判断误差;
(7)步骤①反应为AlN、Al2O3分别与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,向偏铝酸钠溶液中通入足量CO2气体,根据复分解反应规律,结合电荷守恒书写离子方程式;
(8)依据杂质Al2O3在反应前后质量不变,而根据流程中铝的转化关系可得关系式2A1N~A12O3,根据关系式列比例式,可计算出样品中氮化铝的纯度。
【详解】(1)氮气、氧化铝和活性炭在高温下反应产生氮化铝和CO,根据原子守恒、电子守恒,可得该反应的化学方程式:Al2O3+3C+N22AlN+3CO;
(2)AlN与NaOH溶液反应产生NH3,NH3是容易与浓硫酸能发生反应的气体,会导致发生倒吸,图C装置中球形干燥管的作用是防止倒吸现象的发生;
(3)通入氮气一段时间,可以将反应产生的NH3全部赶入C装置中,被浓硫酸吸收,通过测定C装置反应前后的质量变化确定AlN的纯度,因此通入氮气的目的是把装置中残留的氨气全部赶入C装置;
(4)图1 装置中空气中的水蒸气和二氧化碳也可以进入装置C,使测定结果偏高;
(5)A.CCl4不能溶解氨气,可以用排四氯化碳溶液的方法测定氨气体积,A正确;
B.氨气极易溶于水,不能排水法测定,B错误;
C.氨气极易溶于水,不能用排NH4Cl溶液的方法测定气体体积,C错误;
D.苯不能溶解氨气,可以用排苯溶液的方法测定氨气体积,D正确;
故合理选项是AD;
(6)若m g样品完全反应,测得生成气体的体积为V mL(已转换为标准状况),根据方程式AlN+NaOH+H2O═NaAlO2+NH3↑可知:每反应消耗41gAlN,会产生标准状况下22.4LNH3,现在得到标准状况下氨气的体积是VmL,则其中含有的AlN的质量m==g,则AlN的质量分数=×100%=×100%;
若其他操作均正确,但反应结束后读数时,右侧量气管中液面高于左侧球型管中液面,气体的压强增大,使NH3的体积偏小,根据NH3的体积计算出的AlN的质量偏小,则最后测得AlN的质量分数会偏低;
(7)步骤①反应为AlN、Al2O3分别与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠、氨气和水,向偏铝酸钠溶液中通入CO2气体,反应产生Al(OH)3沉淀和NaHCO3,反应的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓;
(8)设样品中含有Al2O3杂质为x,依据铝守恒,得2A1N~~A12O3,二者的质量关系为82gAlN反应得到102g A12O3,则原样品中含有A1N质量是(m1-x)g,则其反应产生的A12O3质量为(m2-x)g,,解之得:x=,则AlN质量分数为×100%=×100%。
【点睛】本题考查了物质性质的探究实验设计和实验分析判断,掌握实验基本操作和物质性质是解题关键,结合元素守恒计算物质的计算纯度。
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