3.2 金属材料 同步练习 2023-2024学年高一上学期人教版（2019）化学必修第一册

3.2 金属材料 同步练习题 一、选择题 1．春秋初年，我国已掌握了冶铁技术。下列有关铁的化学反应的叙述正确的是 A．铁在硫蒸气中燃烧生成 B．加热时，过量与氯气反应生成 C．高温下，铁与水蒸气反应有生成 D．高温下，铁粉与氧化铝粉末反应生成单质铝 2．27.2gFe和的混合物，加入200mL足量的稀硫酸，在标准状况下收集到2.24L气体，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不变红。为中和过量的稀硫酸，并使Fe元素全部转化为沉淀，恰好消耗了400mL的NaOH溶液，则该稀的物质的量浓度为 A． B． C． D． 3．同温同压下，等质量的下列气体所占有的体积最大的是 A．Cl2 B．H2 C．CO2 D．SO2 4．油条的做法是将矾、碱、盐按比例加入温水中，再加入面粉搅拌成面团：放置，使面团产生气体，形成孔洞。放置过程发生反应：。下列判断正确的是 A．从物质的分类角度来看，油条配方中的“矾、碱”主要成分均为盐 B．放置过程发生的反应为氧化还原反应 C．放置过程发生的反应中，反应物和生成物均为电解质 D．取一定量的溶液于试管中，逐滴加入一定浓度的溶液，沉淀的质量最大时，所发生的离子反应为： 5．金属铝应用广泛。下列有关说法正确的是 A．它置于空气中不会变化，常温不与氧气反应 B．它是一种活泼的金属，能与盐酸反应产生 C．它有致密的氧化物保护膜，能耐酸碱腐蚀 D．它易与镁形成合金，是人类最早使用的合金 6．下列反应的离子方程式书写正确的是 A．钠与水反应： B．碳酸钙与稀盐酸反应： C．铁和稀硫酸反应： D．铝与氢氧化钠溶液反应： 7．下列变化不可能通过一步反应直接完成的是 A． B． C． D． 8．下列关于铝说法不正确的是 A．铝是地壳中含量最多的金属元素 B．铝既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应，都产生氢气，表现还原性 C．铝箔在空气中受热可以熔化，且剧烈燃烧 D．铝箔在空气中受热可以熔化，但由于氧化膜存在，熔化的铝并不掉落 二、填空题 9．高温还原法制备新型陶瓷氮化铝(AlN)的反应如下：Al2O3+3C+N22AlN+_______； (1)请将化学方程式补充完整： 。 (2)Al2O3能与盐酸反应也能与氢氧化钠反应，属于 氧化物。 10．铁是人类较早使用的金属之一、运用铁及其化合物的有关知识，回答下列问题： (1)铁和铁合金是生活中的常用材料，下列叙述中正确的是___________ A．纯铁硬度比生铁高 B．铁在冷的浓硫酸中钝化 C．不锈钢是铁合金，只含金属元素 D．铁在一定条件下，可与水蒸气反应 (2)向沸水中逐滴滴加1mol·L−1FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，该反应的离子方程式为： ，形成该分散系的微粒粒度范围是 。 (3)电子工业需用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板。请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式： 。欲从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液，现有下列试剂：①氯气②铁粉③浓硝酸④浓盐酸⑤烧碱⑥浓氨水，需要用到的一组试剂是 。 A．①②④ B．①③④⑥ C．②④⑤ D．①④⑥ (4)高铁酸钠Na2FeO4是一种新型净水剂。 ①高铁酸钠主要通过如下反应制取：2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3X+5H2O，则X的化学式为 。 ②高铁酸钠在水中可以发生如下反应：4FeO+10H2O4Fe(OH)3+8OH-+3O2。由此看来，高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它具有 性，而能够除去水中悬浮物是因为 。 11．近年我国高铁迅猛发展，为人们的出行带来了极大的便利。曾经利用如下反应焊接铁轨：2Al＋Fe2O3 2Fe ＋ Al2O3 。请回答下列问题： （1）该反应属于 反应（填“放热”或“吸热”）。 （2）该反应的反应类型是 （填字母）。 A．化合反应 B．置换反应C．复分解反应 D．分解反应 （3）该反应中的氧化剂是 （填化学式）。 12．用20.00 mL NaClO溶液恰好能氧化一定质量的Ba(HC2O4)2·6H2O固体，氧化产物为CO2。同样质量的Ba(HC2O4)2·6H2O固体又恰好能被25.00 mL 0.150 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中和(假设反应后体积不变)。(计算结果保留到小数点后三位) (1)中和后的溶液中Ba2+的浓度为 。 (2)列式计算求NaClO溶液的浓度： 。 13．在如图中表示的是有关物质（均由短周期元素形成）之间的转化关系，其中A为常见的金属单质，B为非金属单质（一般是黑色粉末），C是常见的无色无味液体，D是淡黄色的固体化合物。(反应条件图中已省略)。 (1)A、C代表的物质分别为 、 (填化学式)； (2)反应①中的C、D均过量，该反应的化学方程式是 ； (3)反应②中，若B与F物质的量之比为4：3，G、H物质的量之比为 ； (4)反应④的离子方程式为 。 14．向一个铝制易拉罐中充满CO2，然后往罐中注入足量的NaOH溶液，立即用胶布严封罐口，不多会儿听到罐内“咔、咔”作响，发现易拉罐变瘪，再过一会儿易拉罐又鼓起来。 (1)易拉罐变瘪的原因 。反应的离子方程式 。 (2)易拉罐又鼓起来的原因 。反应的离子方程式 。 【参考答案】 一、选择题 1．C 解析：A．S的氧化性较弱，铁在硫蒸气中燃烧生成，A错误； B．Cl2的氧化性较强，与氯气反应生成，与量无关，B错误； C．高温下，铁与水蒸气反应生成，C正确； D．铁的还原性比铝弱，铁粉与氧化铝不能反应，D错误； 故选C。 2．A 解析：根据题干信息可知，涉及反应有：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4、FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O，即反应最后铁元素完全沉淀后，溶液中的溶质只剩下Na2SO4，根据Na+和守恒可得：n(Na+)=n(NaOH)=2n()=2n(H2SO4)，即n(NaOH)=2n(H2SO4)，则0.4L×3mol/L=2×0.2L×c(H2SO4)，解得c(H2SO4)=3mol/L，故答案为：A。 3．B 解析：A．氯气的摩尔质量为71g/mol； B．氢气的摩尔质量为2g/mol； C．二氧化碳的摩尔质量为44g/mol； D．二氧化硫的摩尔质量为64g/mol； 同温同压下，等质量的气体的体积与摩尔质量成反比，即摩尔质量越大，体积越小，故氢气的体积最大， 故选：B。 4．A 解析：A．从物质的分类角度来看，油条配方中的，都由金属阳离子和酸根阴离子构成，都属于盐类，A项正确； B．放置过程发生的反应没有元素化合价变化，为非氧化还原反应，B项错误； C．放置过程发生的反应中，生成物为非电解质，C项错误； D．向溶液中滴加溶液，恰好使硫酸根沉淀完全，则此时铝离子恰好形成偏铝酸根，离子方程式错误，D项错误； 答案选A。 5．B 解析：A．铝和空气氧气容易生成一层致密的氧化膜，A错误； B．铝能与盐酸生成氯化铝和氢气，B正确； C．它有致密的氧化物保护膜，但是该氧化膜为氧化铝，能和酸也能和碱反应，C错误； D．铜合金是人类最早使用的合金，D错误； 故选B。 6．A 解析：A．钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，正确的离子方程式为：，故A正确； B．碳酸钙难溶于水，在离子方程式中不能拆，故B错误； C．铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，离子方程式为：，故C错误； D．铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为：，故D错误； 故选A。 7．B 解析：A．Al与氢氧化钠溶液反应可以一步生成，其方程式为，A不符合题意； B．Al无法一步生成氢氧化铝，B符合题意； C．氢氧化铝受热分解即可生成氧化铝，其方程式为，C不符合题意； D．铝离子和过量的氢氧根离子反应可一步反应生成偏铝酸根离子，其方程式为，D不符合题意； 故选B。 8．C 解析：A．地壳中的元素含量前四位的排序是氧、硅、铝、铁，其中铝是含量最多的金属，故A正确； B．铝与盐酸发生反应：；铝与氢氧化钠反应：，两反应中铝均作还原剂，表现还原性，产生氢气，故B正确； C．铝箔在空气中受热熔化，但是同时会迅速氧化 在铝外面形成一层致密的氧化铝包在熔化的铝外面，所以熔化的铝并不会剧烈燃烧，故C错误； D．铝箔在空气中受热熔化时会迅速氧化，在铝外面形成一层致密的氧化铝包在熔化的铝外面，使得熔化后的铝不能掉落，故D正确； 故选：C。 二、填空题 9．(1)3CO (2)两性 解析：（1）根据反应前后原子的种类和数目不变即可将方程式配平：Al2O3+3C+N22AlN+3CO。 （2）两性氧化物是指遇强酸显碱性，遇强碱显酸性的氧化物，既能与酸反应，又能与碱反应，都生成盐和水。Al2O3能与盐酸反应也能与氢氧化钠反应，属于两性氧化物。 10．(1)BD (2) 2Fe3++3H2O2Fe(OH)3(胶体)+3H+ 1～100nm (3) 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ A (4) NaCl 氧化 生成Fe(OH)3在水中形成胶体能够吸附水中悬浮杂质 解析：(1)A．合金的硬度比各成分金属的硬度都大，所以纯铁硬度比生铁低，A错误； B．铁在冷的浓硫酸中钝化，形成一层致密氧化膜，B正确； C．不锈钢是铁合金，含有碳元素的，不只含金属元素，C错误； D．铁在一定条件下，可与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，D正确； 故选BD； (2)向沸水中逐滴滴加1mol·L−1FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，就得到氢氧化铁胶体，该反应为铁离子的水解反应，2Fe3++3H2O2Fe(OH)3(胶体)+3H+；胶体的粒子直径1nm＜d＜100nm，故形成该分散系的微粒粒度范围是1～100nm； (3)Fe3+能与铜反应得到Fe2+与Cu2+，离子方程式为：2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+； 腐蚀废液中含有氯化铜、氯化亚铁以及氯化铁，加入过量的铁可以和氯化铁反应生成氯化亚铁，和氯化铜反应生成金属铜和氯化亚铁，过滤，所得的滤液是氯化亚铁，滤渣是金属铜和过量的铁；铜不能盐酸反应，而金属铁可以和酸反应生成氯化亚铁和氢气，向滤渣中加入足量的盐酸过滤分离得到固体铜，同时得到的滤液是氯化亚铁；氯气具有氧化性，能将亚铁离子氧化为三价铁，再向滤液中通入氯气即可得到氯化铁；故需用到试剂为①氯气②铁粉③浓硝酸④浓盐酸；故选A； (4)①根据反应方程式和质量守恒定律可知：反应前铁、氧、氢、钠、氯的原子个数分别是：2、13、10、7、3，反应后铁、氧、氢、钠、氯的原子个数分别是：2、13、10、4、0，所以每个X中含有1个钠、1个氯，是氯化钠，故答案为NaCl； ②由反应可知，高铁酸钠在反应中化合价降低，发生氧化反应，其能够杀菌消毒是因为它具有强氧化性，而能够除去水中悬浮物是因为水解生成的氢氧化铁胶体能吸附水中的悬浮物，加速悬浮物的沉降。 11． 放热 B Fe2O3 解析：(1)该反应属于铝热反应，铝热反应为放热反应，故该反应放热，答案为：放热； (2)该反应为单质和化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，为置换反应，答案为：B； (3)上述反应Fe2O3中Fe的化合价由+3价降低到0价，发生还原反应，为氧化剂，答案为：Fe2O3。 12．(1)0.300 mol·L-1 (2)由2NaClO ~ Ba(HC2O4)2•6H2O ~ Ba(OH)2，可得n(NaClO)=2×0.025 L×0.150 mol·L-1=0.0075 mol，故c(NaClO)=0.0075 mol÷0.020 L=0.375 mol·L-1 解析：（1）因同样质量的Ba(HC2O4)2·6H2O固体又恰好能被25.00mL 0.150 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中和，其离子方程式为HC2O+OH-=H2O+C2O，则两物质之间的关系式为: Ba(HC2O4)2·6H2O~ Ba(OH)2，即物质的量之比1:1 ，且中和后溶液体积不变，所以中和后的溶液中c(Ba2+) =2c[Ba(OH)2]= 2×0.150mol/L=0.300mol/L，故答案为: 0.300mol/L。 （2）用20.00mL NaClO溶液恰好能氧化一定质量的Ba(HC2O4)2·6H2O固体，氧化产物为CO2，根据得失电子相等，1molBa(HC2O4)2·6H2O被NaClO氧化生成CO2失4mol电子，1molNaClO转化为Cl-得2mol电子，则二者的关系式为: 2NaClO~ Ba(HC2O4)2·6H2O，又因Ba(HC2O4)2·6H2O~ Ba(OH)2，则得关系式为2NaClO~ Ba(HC2O4)2·6H2O~ Ba(OH)2，可得n(NaClO) =2×0.025L×0.1 5mol/L=0.0075mol，故c(NaClO)=0.0075 mol÷0.020 L=0.375 mol·L-1，故答案为：由2NaClO ~ Ba(HC2O4)2•6H2O ~ Ba(OH)2，可得n(NaClO)=2×0.025 L×0.150 mol·L-1=0.0075 mol，故c(NaClO)=0.0075 mol÷0.020 L=0.375 mol·L-1。 13．Al H2O 2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 1：1 CO2+2OH－=CO32－+H2O 、2AlO2－+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+ CO32－ 【分析】题干信息：A为常见的金属单质，B为非金属单质(一般是黑色粉末)推断为C (碳)单质，C是常见的无色无味液体可以推断C为H2O，D是淡黄色的固体化合物判断为Na2O2，E、F为O2和H2，二者反应生成水，A是常见金属，与另一种固体在水中反应生成O2和H2，则该金属A为Al单质；固体D为Na2O2，能与水和CO2反应，则G为CO2；说明K为Na2CO3，F为O2，则E为H2；题给信息黑色单质B(C单质)与F(O2)反应得到G(CO2)；C和O2反应可生成CO2和CO，则H为CO；A、C、D反应产生E、F、溶液甲，由于A是Al，C是H2O，D是Na2O2，E为H2，F是O2，甲是NaAlO2；G是CO2，其与过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气，碳酸钠溶于水中得到的溶液乙为碳酸钠溶液。溶液甲为NaOH和NaAlO2的混合液，将CO2通入甲溶液，反应产生Al(OH)3沉淀和Na2CO3溶液，则沉淀L是Al(OH)3，结合物质的性质解答该题。 解析：根据上述分析可知：A是Al，B是C，C是H2O，D是Na2O2，E是H2，F是O2，G是CO2，H是CO，K是Na2CO3，甲是NaAlO2，乙是NaHCO3，L是Al(OH)3。 (1)依据推断可知，A是Al，C是H2O； (2)反应①中的C、D均过量，生成的氢氧化钠溶液能和A完全反应，该反应的化学方程式是：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑； (3) B是C，F是O2，若二者按物质的量之比为4：3发生反应，根据反应前后各种元素的原子个数相等，可得反应的方程式为：4C+3O22CO+2CO2，则反应产生的CO2、CO的物质的量的比n(CO2)：n(CO)=2：2=1：1； (4)反应④是向氢氧化钠和偏铝酸钠混合溶液中通入二氧化碳，发生反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠，反应④的离子方程式为CO2+2OH－=CO32－+H2O 、2AlO2－+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+ CO32－。 【点睛】本题考查了元素及化合物的推断，包括物质转化关系的综合应用，物质性质的分析判断，物质转化关系的定量计算和产物判断，离子方程式的书写方法。转化关系的特征反应是解题的关键，熟练掌握各种常见的金属、非金属元素及化合物的性质是进行该题推断的基础。 14．CO2被吸收，使罐内气体压强减小而被外界大气压压瘪 2OH-+CO2═+H2O 金属铝能和强碱反应生成氢气，导致罐内气体压强又增大而重新鼓起 2Al+2OH-+2H2O═2+3H2↑ 解析：(1)CO2能和氢氧化钠发生反应，生成碳酸钠和水，CO2被吸收，使罐内气体压强减小而被外界大气压压瘪；反应的离子方程式为：2OH-+CO2═+H2O；故答案为：CO2被吸收，使罐内气体压强减小而被外界大气压压瘪；2OH-+CO2═+H2O； (2)金属铝能和强碱反应生成氢气，导致罐内气体压强又增大而重新鼓起；铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O═2+3H2↑；故答案为：2Al+2OH-+2H2O═2+3H2↑。 学科网（北京）股份有限公司 $$