第三章 铁 金属材料 单元练习题- 2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第三章 铁 金属材料 综合练习题- 2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册 一、单选题 1．下列所用材料不属于合金的是 A．旧自行车钢圈 B．不锈钢手术器械 C．青花瓷将军罐 D．不锈钢锅 A．A B．B C．C D．D 2．在标准状况下气体体积约为（　　） A． B． C． D． 3．在指定条件 下，下列选项所示物质间转化能实现的是（　　） A．Fe(s) FeCl2(s) B．FeO(s)Fe(NO3)2(aq) C．Fe(OH)2(s) Fe(OH)3(s) D．FeCl3(aq) Fe(s) 4．镁铝合金质优体轻，又不易锈蚀，大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金性质的叙述中正确的是 A．此合金的熔点、硬度比镁和铝的熔点、硬度都高 B．此合金能全部溶解于稀盐酸中 C．此合金能全部溶解于氢氧化钠溶液中 D．此合金不能全部溶解于过量FeCl3溶液中 5．近几年首钢园成为北京文化创意产业的新高地。下列首钢园中所涉及的材料不属于金属材料的是（　　） A B C D 首钢园内的不锈钢雕塑 首钢滑雪大跳台的钢结构赛道 无人驾驶汽车的合金外壳 观赛区的塑料座椅 A．A B．B C．C D．D 6．NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．标准状况下，11.2L氯仿含有氯原子1.5NA B．31g白磷中共价键数目为3NA C．1 mol重水比1 mol水多NA个质子 D．12 g金刚石中含有2NA个C-C 7．下列关于合金的说法中，正确的是（　　） A．合金的熔点一定比各成分金属的低 B．钢是目前用量最大、用途最广的合金 C．在我国使用最早的合金是生铁 D．储氢合金能大量吸收H2，但不与H2反应 8．实验室可利用反应制备。代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．在0℃和101kPa的条件下，11.2L中含有的分子数为0.5 B．常温下，的溶液中含有的数为0.1 C．9.8g、9.8g中含有的氧原子数均为0.4 D．该反应中生成0.2mol时，转移的电子数为0.2 9．标准状况下，11.2L由CO和组成的混合气体的质量为16g，则下列说法不正确的（　　） A．混合气体中，CO和CO2的物质的量之比为3：1 B．混合气体中CO和CO2气体的质量比为21：11 C．同温同压下，该混合气体的密度是H2密度的16倍 D．标准状况下，该混合气体中CO2的体积为8.4L 10．下列由实验现象得出的结论正确的是（　　） 选项 操作及现象 结论 A 将废铁屑溶于足量盐酸，滴入KSCN溶液，未见溶液变为红色 该废铁屑中不含三价铁的化合物 B 向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液，溶液呈红色 该溶液中一定含有Fe2+ C 在稀H2SO4中加入少量Cu2O(s)，溶液由无色变为蓝色并有红色固体生成 该反应中Cu2O既作氧化剂又作还原剂 D 用玻璃棒蘸取某样品进行焰色试验，观察到黄色火焰 该样品中一定含钠元素 A．A B．B C．C D．D 11．常温下能用铝制容器盛放的是（　　） A．浓盐酸 B．浓硝酸 C．稀硫酸 D．稀硝酸 12．设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．22.4LNH3中含有的共价键数目为 B．常温下，5.6g铁与足量的浓硝酸反应，转移的电子数为 C．与足量的S反应，转移的电子数为 D．与的混合气体中含有的原子总数为 13．核潜艇上的核反应堆使用液态铝钠合金作载热介质。有关说法中正确的是（　　） A．该合金的熔点介于钠、铝之间 B．铝钠合金的良好传热性与自由电子有关 C．钠或铝形成的氧化物均为碱性氧化物 D．原子半径钠大于铝，金属键钠强于铝 14．设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　） A．苯乙烯分子含碳碳双键的数目为 B．转变为和混合物所失去的电子数目为 C．与在一定条件下充分反应生成分子数为 D．溶液中含阳离子数目为 15．某杂志曾报道过某课题组利用磁性纳米Fe3O4颗粒除去水体中草甘膦污染物的方法，其原理如图所示(Fe3O4颗粒在水中表面会带-OH)。下列说法错误的是（　　） A．草甘膦能与氢氧化钠溶液反应 B．Fe3O4纳米颗粒除去草甘膦的过程有化学键的形成和断裂 C．溶液中c(H+)越大，Fe3O4纳米颗粒除污效果越好 D．处理完成后，Fe3O4纳米颗粒可用磁铁回收，经加热活化重复使用 16．抗疫居家期间，同学们在参与家务劳动的过程中体会到化学知识无处不在。下列劳动与所涉及的化学知识不相符的是（　　） 选项 家务劳动 化学知识 A 用白醋除去水壶中的水垢 白醋可溶解碳酸钙等沉淀 B 用小苏打粉作膨松剂焙制糕点 碳酸氢钠加热容易分解产生CO2气体 C 用含NaClO的84消毒液拖地 NaClO具有还原性 D 用铝制锅烧水、煮饭 铝表面覆盖着耐高温的致密氧化铝的保护膜 A．A B．B C．C D．D 17．我国空间站的天和核心舱使用了大量高性能化学材料—氮化硼陶瓷、钛铝合金(含、、、等)、碳化硅等。下列有关说法正确的是（　　） A．、均属于新型无机非金属材料 B．钛铝合金的熔点和硬度都比纯金属的高 C．相同条件下，钛铝合金的化学活性比强 D．“天和核心舱”所用的太阳能电池板的主要原料是 18．一种气体的质量是14.2 g，标准状况下的体积为4.48 L，该气体的摩尔质量是（　　） A．28.4 B．71 C．28.4 g·mol-1 D．71 g·mol-1 19．下列叙述正确的是（　　） A．铁在潮湿的空气中会生锈 B．氢气和氯气混合，在暗处可爆炸 C．高温下铁与水蒸气反应，生成氧化铁 D．铁与硫酸铜溶液反应，生成硫酸铁和铜 20．将溶液加水稀释到300 mL，稀释后溶液中的NaOH的物质的量浓度为（　　） A． B． C． D． 二、综合题 21．以下方法常用于对废水中的苯酚进行定量测定：取含苯酚废水，加过量溴水使苯酚完全反应，煮沸，再加入过量溶液生成三溴苯酚，再用标准溶液滴定至终点，消耗溶液．已知(三溴苯酚)．和溶液颜色均为无色． （1）消耗的物质的量为　 　． （2）废水中苯酚的物质的量浓度为　 　(写出简要计算过程)． 22．数形结合思想是化学学科的重要思维方式。 向NaOH溶液中通入CO2气体，因CO2通入量的不同，最终所得溶液的组成也不同。现向30 mL某浓度NaOH溶液中通入一定量CO2气体，得到溶液B．若向B溶液中逐滴加入浓度为0.25 mol/L盐酸，产生CO2的体积[V(CO)]与加入盐酸的体积[V(HCl)]的关系如下图所示。 请回答下列问题： （1）B溶液中溶质为　 　(填化学式)。 （2）V(HCl)=30 mL时，产生标准状况下CO2的体积为　 　mL；原NaOH溶液的物质的量浓度为　 　mol/L。 23．在不同温度下失水和分解，随着温度升高分别生成，现称取在敞口容器加热一定时间后，得到固体，测得生成的的体积为(已折算为标准标况)，求： （1）固体的成分和物质的量比　 　。 （2）标准状态下生成的体积　 　。 24．实验室用密度为、溶质质量分数为36.5%的足量浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气。求： （1）该浓盐酸中溶质的物质的量浓度为　 　。 （2）理论上生成氯气的体积(标准状况) 。(要求写出计算步骤) 25．完成下列计算： （1）若ag CO2含b个原子，则阿伏加德罗常数为　 　 mol-1。 （2）含0.6molCl-的氯化镁的质量是　 　g。 （3）已知4.8g CO2和CO混合气体中含分子数为0.15NA，该混合气体的平均摩尔质量为　 　，CO2和CO的物质的量之比是　 　。 答案解析部分 1．【答案】C 2．【答案】A 【解析】【解答】在标准状况下气体体积，根据V=nVm=1mol×=22.4L， 故答案为：A。 【分析】标准状况气体摩尔体积为22.4L/mol。 3．【答案】C 【解析】【解答】A．铁和氯气反应生成氯化铁，不能生成氯化亚铁，A不符合题意； B．氧化亚铁和足量硝酸反应生成硝酸铁，B不符合题意； C．Fe(OH)2(s)很容易被氧气氧化为Fe(OH)3(s)，C符合题意； D．铜没有铁活泼，铜不能置换出铁，D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A.铁在氯气中燃烧只生成氯化铁； B.硝酸足量生成硝酸铁； C.氢氧化亚铁易被氧化成氢氧化铁； D.Cu与氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜。 4．【答案】B 5．【答案】D 【解析】【解答】A．首钢园内的不锈钢雕塑属于铁合金，属于合金材料，A不符合题意； B．首钢滑雪大跳台的钢结构赛道是铁合金属于合金材料，B不符合题意； C．无人驾驶汽车的合金外壳是合金材料，C不符合题意； D．观赛区的塑料座椅是有机合成材料，不属于合金材料，D符合题意； 故答案为：D。 【分析】金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金，依此来判断哪种是金属材料。 6．【答案】D 7．【答案】B 【解析】【解答】A. 合金的熔点一般比各成分金属的低，但某些汞合金的熔点比汞的熔点高，A错误； B. 钢是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.11%之间的铁碳合金的统称，是目前用量最大、用途最广的合金，B正确； C. 我国最早使用的合金是青铜，而非生铁，C错误； D. 贮氢合金是一类能在一定条件下吸释氢的功能材料，一般是和H2发生化合反应生成金属氢化物储存氢，D错误； 故答案为：B 【分析】 A. 合金熔点一般低于成分金属，Hg例外； B. 钢是对含碳量质量百分比0.02%至2.11%之间的铁碳合金，是目前世界上用量最大的合金； C. 我国使用最早的合金是青铜； D. 储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。 8．【答案】C 9．【答案】D 【解析】【解答】A．据分析可知，混合气体中，CO和CO2的物质的量之比为3：1，A不符合题意； B．混合气体中CO和CO2气体的质量比=(328)：44=21：11，B不符合题意； C．同温同压下，气体密度比=摩尔质量之比，该混合气体的摩尔质量是16g÷0.5mol=32g/mol，是H2(2g/mol)密度的16倍，C不符合题意； D．标准状况下，该混合气体中CO2的体积为0.125 mol 22.4L/mol=2.8L，D符合题意； 故答案为：D。 【分析】A．利用混合气体的体积和质量列方程组进行计算； B．利用A项结果，由计算； C．同温同压下，气体密度比=摩尔质量之比； D．利用计算。 10．【答案】C 【解析】【解答】A．将废铁屑溶于足量盐酸，废铁屑表面的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，反应得到的氯化铁溶液与铁反应生成氯化亚铁，则向反应后的溶液中滴入硫氰化钾溶液，未见溶液变为红色不能说明废铁屑中不含三价铁的化合物，故A不符合题意； B．若溶液中含有铁离子，向溶液中先加入氯水，再加入硫氰化钾溶液，溶液依然呈红色，则溶液呈红色不能说明溶液中含有亚铁离子，故B不符合题意； C．在稀氯水中加入少量氧化亚铜固体，溶液由无色变为蓝色并有红色固体生成说明氧化亚铜与稀硫酸反应生成硫酸铜、铜和水，反应中铜元素化合价即升高被氧化又降低被还原，氧化亚铜既作氧化剂又作还原剂，故C符合题意； D．玻璃中含有钠元素，则用玻璃棒蘸取某样品进行焰色试验，观察到黄色火焰不能说明样品中一定含钠元素，故D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A.过量的铁能将氯化铁还原为氯化亚铁； B.氯水会将亚铁离子氧化为铁离子； D.玻璃中含有钠元素。 11．【答案】B 【解析】【解答】A.盐酸是弱氧化性的酸，能和铝反应生成氢气，不能用铝制品容器盛放，故A不符合题意； B.铝在浓硝酸中发生钝化现象，故铝制品容器可以盛放浓硝酸，故B符合题意； C.稀硫酸有弱氧化性，能和铝反应生成氢气，不能用铝制品容器盛放，故C不符合题意； D.稀硝酸是强氧化性的酸，能和铝反应，不能用铝制品容器盛放，故D不符合题意。 故答案为：B。 【分析】铝在浓硝酸中发生钝化现象，与浓盐酸 、稀硫酸 、稀硝酸都反应。 12．【答案】D 13．【答案】B 【解析】【解答】A．一般情况下，合金的熔点比各组分的熔点都低，则合金的熔点比钠、铝的熔点都低，故A不符合题意； B．铝钠合金属于金属晶体，温度高的区域自由电子的能量增大，运动速率加快，与金属离子的碰撞频率增加，自由电子把能量传递给金属离子，从而具有导热性，所以合金的良好传热性与自由电子有关，故B符合题意； C．钠或铝形成的氧化物中过氧化钠属于过氧化物，氧化铝属于两性氧化物，都不是碱性氧化物，故C不符合题意； D．钠和铝形成的晶体都是金属晶体，钠原子的原子半径大于铝，价电子数小于铝，所以钠的金属键弱于铝，故D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A．合金的熔点比各组分的熔点都低； B．利用电子气理论分析； C．过氧化钠不属于碱性氧化物，氧化铝属于两性氧化物； D．原子半径大，价电子数小，金属键弱。 14．【答案】B 【解析】【解答】A.0.1mol苯乙烯含有0.1NA个苯乙烯分子，一个苯乙烯分子中含有一个碳碳双键，所以0.1mol苯乙烯中含有的碳碳双键数为0.1NA，选项A不符合题意； B．每个钠原子只能失去一个电子，为1mol，转变为和混合物所失去的电子数目为，选项B符合题意； C．合成氨反应为可逆反应，无法彻底转化，与在一定条件下充分反应生成分子数小于，选项C不符合题意； D．没有给定溶液的体积，无法计算阳离子的数目，选项D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】易错分析：A.苯环不含碳碳双键，是一种介于单键和双键之间的一种特殊化学键。 C.可逆反应无法完全完全进行彻底。 D.体积未知，无法计算。 15．【答案】C 【解析】【解答】A．草甘膦中的-COOH能与NaOH溶液反应，故A不符合题意； B．由Fe3O4纳米颗粒除去草甘膦的过程中图可知，基团中断开O-H键与Fe3O4表面的-OH反应生成水，然后与Fe3O4形成新的化学键，故B不符合题意； C．已知Fe3O4颗粒在水中表面会带-OH，Fe3O4纳米颗粒粒径越小，表面积越大，除污效果越好，溶液中c(H+)越大，颗粒越大，除污效果越差，故C符合题意； D．由图可知，处理完成后，在450℃下持续加热30分钟，纳米颗粒与草甘膦完全分离，然后再用磁铁回收Fe3O4。纳米颗粒，经加热活化后，重复使用，故D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A、草甘膦中含有-COOH，能与NaOH溶液反应； B、根据图示反应过程中化学键的变化分析； C、结合c(H＋)对Fe3O4颗粒大小的影响分析； D、Fe3O4具有磁性，能与磁铁吸引； 16．【答案】C 【解析】【解答】A．白醋的主要成分是醋酸，水垢的主要成分是碳酸钙，醋酸的酸性大于碳酸的酸性，故可以用白醋除去水壶中的水垢，A不符合题意； B．碳酸氢钠不稳定受热易分解，生成碳酸钠、水和二氧化碳，故小苏打粉可以作膨松剂焙制糕点，B不符合题意； C．次氯酸钠具有氧化性，能够杀菌消毒，所以用含NaClO的84消毒液拖地，C符合题意； D．铝性质活泼，易与氧气反应，生成致密氧化膜，阻止反应继续进行，故可以用铝制锅烧水、煮饭，D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A．依据醋酸的酸性大于碳酸的酸性分析； B．碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳； C．次氯酸钠具有氧化性； D．依据铝和氧化铝的性质分析。 17．【答案】A 【解析】【解答】A．、属于新型无机非金属材料，是高温结构材料，可用于制造陶瓷发动机的受热面，故A符合题意； B．钛铝合金硬度比组成合金中的纯金属高，但熔点比组成合金中的纯金属的低，故B不符合题意； C．Mg的金属活泼性比钛铝都强，则Mg的化学活性较强，故C不符合题意； D．太阳能电池板的材料主要是硅晶体，故D不符合题意； 故答案为：A。 【分析】A．、属于新型无机非金属材料，是高温结构材料； B．合金硬度比组成合金中的纯金属高，但熔点比组成合金中的纯金属的低； C．Mg的金属活泼性比钛铝都强； D．晶体硅可实现光电转化。 18．【答案】D 【解析】【解答】标准状况下的体积为4.48 L该气体物质的量是n=，其具有的质量是14.2 g，则该气体的摩尔质量M=， 故答案为：D。 【分析】根据、计算。 19．【答案】A 【解析】【解答】A．铁在潮湿的空气中会生锈，实际上是铁跟空气中的氧气和水共同作用的结果，A符合题意； B．氢气和氯气混合，在暗处不会爆炸，在光照或加热条件下才会发生爆炸，B不符合题意； C．高温下铁与水蒸气反应，生成四氧化三铁和氢气，C不符合题意； D．铁与硫酸铜溶液反应，生成硫酸亚铁和铜，D不符合题意； 故答案为：A。 【分析】依据铁的性质分析。 20．【答案】C 【解析】【解答】氢氧化钠溶液稀释前后NaOH的物质的量不变，稀释后NaOH的物质的量浓度= =0.05mol/L，故C符合题意， 故答案为：C。 【分析】根据稀释前后溶质的物质的量不变计算。 21．【答案】（1） （2） 【解析】【解答】(1)滴定至终点时消耗溶液，的浓度为，则消耗的物质的量为； (2)根据反应的方程式可知：，则，即苯酚的物质的量为，其体积为，则其浓度为。 【分析】（1）根据n=cV求出物质量，注意单位的统一； （2）由n=cV变形，得c=，注意单位统一。 22．【答案】（1）Na2CO3、NaHCO3 （2）112；0.25 【解析】【解答】加入盐酸开始无气体产生，从10-30 mL时发生反应：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。假设溶液中溶质只有Na2CO3，开始未气体生成时发生反应为：Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3，其前后两过程消耗HCl的体积应该相等，而图示曲线中开始阶段消耗盐酸体积小于产生二氧化碳消耗的盐酸体积，因此说明曲线表明溶液中的溶质为NaHCO3、Na2CO3。根据产生气体消耗盐酸的体积计算CO2的物质的量及体积，加入盐酸30 mL时溶质为NaCl，利用元素守恒计算NaOH的物质的量浓度，据此分析解答。 (1)Na2CO3与HCl反应分步进行，反应方程式为Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3，NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。两步反应消耗HCl的物质的量及体积相同，但图象中产生气体消耗HCl的体积大，说明在B点溶液中含有Na2CO3、NaHCO3，当加入HCl至10 mL时恰好完全转化为NaHCO3； (2)根据图像可知：在V(HCl)=30 mL时，产生标准状况下CO2达到最大值，根据NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，n(CO2)=n(HCl)=0.25 mol/L×0.02 L=0.05 mol，所以得到的标准状况下CO2的体积V(CO2)=0.05 mol×22.4 L/mol=1.12 L； 当气体体积达到最大值时，溶液为NaCl溶液，n(NaOH)=n(HCl)=0.25 mol/L×0.03 L=0.0075 mol，则c(NaOH)=。 【分析】（1）结合盐酸和碳酸钠反应的特点进行判断； （2）结合公式n=V/Vm判断。 23．【答案】（1）为2：1 （2）0.168L 【解析】【解答】(1)物质的量为0.02mol，若生成的全部是硫酸铜，则质量为3.2g，若全部生成氧化铜，则质量为1.6g，若全部生成氧化亚铜，则质量为1.44g，而得到固体，说明固体的成分是氧化铜和氧化亚铜的混合物，设氧化铜物质的量为xmol，氧化亚铜物质的量为ymol，则有x+2y=0.02，80x+144y=1.52，解得x=0.01，y=0.005，则物质的量比为2：1；故答案为：为2：1。 (2)生成了标准状况下0.224L二氧化硫即物质的量为0.01mol，说明生成三氧化硫物质的量为0.01mol，分析得到硫、铜化合价降低，氧化合价升高，根据得失电子守恒得到物质的量为，其标准状态下的体积0.168L；故答案为：0.168L。 【分析】（1）固体的成分是氧化铜和氧化亚铜的混合物，设氧化铜物质的量为xmol，氧化亚铜物质的量为ymol，则有x+2y=0.02，80x+144y=1.52，据此计算； （2）依据电子守恒计算。 24．【答案】（1）11.9 mol∙L−1 （2）解：二氧化锰物质的量， 根据MnO2～4HCl～Cl2，根据关系式得到n(Cl2)=0.5mol， 因此理论上生成氯气的体积(标准状况) 0.5mol×22.4L∙mol−1＝11.2L。 【解析】【解答】（1）该浓盐酸中溶质的物质的量浓度；故答案为：11.9 mol∙L−1。 【分析】（1）根据计算； （2）结合关系式 MnO2～4HCl～Cl2计算。 25．【答案】（1） （2）28.5 （3）32g/mol；1∶3(或) 【解析】【解答】（1）CO2的相对分子质量为44，若ag CO2含b个原子，则阿伏加德罗常数为=mol-1。答案为：； （2）氯化镁的化学式为MgCl2，含0.6molCl-的氯化镁的物质的量为0.3mol，质量是0.3mol×95g/mol=28.5g。答案为：28.5； （3）已知4.8g CO2和CO混合气体中含分子数为0.15NA，则其物质的量为0.15mol，该混合气体的平均摩尔质量为=32g/mol；设CO2的物质的量为x，则CO的物质的量为0.15-x，44x+28(0.15-x)=4.8，x=0.0375mol，0.15-x=0.1125mol，所以CO2和CO的物质的量之比是0.0375mol ： 0.1125mol =1∶3(或)。答案为：32g/mol；1∶3(或)。 【分析】（1）依据n=m/M、NA=N/n计算； （2）依据化学式，利用m=nM计算； （3）依据M=m/n和列方程组计算； 学科网（北京）股份有限公司 $$