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

3.2 金属材料 同步练习题 一、选择题 1．下列常见金属冶炼原理正确的是 A．加热分解法制备铝 B．电解法制备钠 C．热还原法制备钙 D．加热分解法制备铁 2．虎年春晚一段舞蹈诗剧《只此青绿》生动还原了北宋名画《千里江山图》，此画用到了一种矿物颜料石青[ 2CuCO3⋅Cu(OH)2]。以下关于石青的说法错误的是 A．属于碱 B．难溶于水 C．在常温下较稳定 D．与盐酸反应后的溶液呈蓝色 3．在给定条件下，下列物质间的转化均能实现的有 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 4．某锂离子电池的正极材料为、碳粉及铝箔，某化学兴趣小组设计下列室温下的流程处理废旧锂离子电池的正极材料，下列离子反应方程式书写不正确的是 A．加入过量NaOH溶液： B．被氧化： C．滤液Ⅱ加入饱和碳酸钠溶液： D．滤液Ⅰ加入过量：； 5．某兴趣小组为测定某铝合金(含)样品中铝的含量，将该铝合金溶于足量的溶液中，收集到标准状况下气体，则该铝合金中铝的质量分数为 A． B． C． D． 6．根据下列实验操作和现象得到的结论正确的是 选项 实验操作和现象 结论 A 向溶液中滴入硫酸酸化的溶液，溶液变为黄色 氧化性： B 将灼热的炭加入盛有浓的试管中，试管上方出现红棕色气体 C和浓反应产生 C 将粉末与铝粉混合均匀，在混合物上面加适量，再用镁条引燃混合物，有熔融铁水流出 铝的还原性强于铁，且与铝粉的反应放热 D 将少量晶体放入试管底部，在试管口塞上一团棉花，用酒精灯在试管底部药品处小火微热，试管底部的固体消失，试管口处的内壁上出现“白霜” 晶体依次发生了升华和凝华 A．A B．B C．C D．D 7．某实验小组设计实验测定Na2SO4和Na2CO3混合物中各组分的含量。 下列说法不正确的是 A．沉淀a的主要成分是BaSO4和BaCO3 B．滤液b中Na+的物质的量为0.06mol C．气体d在标准状况下的体积为224mL D．原混合物中Na2SO4与Na2CO3的物质的量之比为1:3 8．以下物质之间的每步转化中，不能通过一步反应实现的是 A．Fe → FeCl2 → Fe(OH)2→Fe(OH)3 B．Al →Al2O3 →Al(OH)3 C．Mg →MgCl2 → Mg(OH)2 D．Na→ Na2O →Na2CO3 → NaHCO3 →NaOH 9．两份铝片，一份与足量盐酸反应，另一份与足量烧碱溶液反应，同温、同压下，放出的气体体积比为1：2，则两份铝片的质量之比为 A．1：2 B．2：3 C．3：2 D．1：6 10．将下列某种物质慢慢加入如图所示的溶液中，充分反应后，无沉淀生成的是 A． B． C． D． 二、填空题 11．按要求完成方程式： (1)固体碳酸氢钠加热分解的化学方程式 ； (2)铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式 ； (3)二氧化锰和浓盐酸共热制取氯气的离子方程式： ； (4)过氧化钠与水反应的离子方程式： 。 12．家庭用的洗涤去污剂有下列几种，其含有的有效成分如下： 示例 名称 管道疏通剂 洁厕灵 彩漂剂 84消毒液 有效成分 氢氧化物和铝粉 浓盐酸 双氧水 NaClO溶液 用途 清理管道污垢，防堵塞 清理马桶污垢，除异味 漂洗衣物，使色彩鲜艳 消毒漂白 (1)管道疏通剂可用于疏通管道中因毛发、残渣等造成的堵塞，使用时会产生大量气泡，且要防止明火，以免发生爆炸，则疏通时反应的离子方程式为 ，在该反应中每生成1mol气体，被还原的物质的质量为 g．也不能与“洁厕灵”混合使用，降低疏通效果，其原因是 。 (2)洁厕灵与84消毒液混合使用会产生黄绿色的有毒气体，易造成危险，反应的离子方程式为 。 (3)彩漂剂使用时会释放出一种无色无味的气体，使污垢活化，易于洗涤。但是不能长期存放，会降低彩漂效果，则发生的反应的还原产物为 (写化学式)。 (4)某兴趣小组做如下探究实验，请回答下列问题： ①如图组装实验装置，并 ； ②向锥形瓶加入10mL的84消毒液，注射器中吸入10mL的彩漂剂， ③将注射器中的彩漂剂慢慢注入锥形瓶中，产生无色无味的气体，发生的化学方程式为 。 ④直至不再产生气泡。 13．为测定Cu一Zn合金的组成，小华同学利用该合金粉末与稀硫酸反应，进行了三次实验，所得相关实验数据记录如表： 第一次 第二次 第三次 所取合金的质量/g 10 10 20 加入硫酸的质量/g 50 80 50 生成氢气的质量/g 0.2 0.2 0.2 请计算： (1)从上表数据分析，当所取合金与所用稀硫酸的质量比为 时，表明合金中的锌与稀硫酸恰好完全反应； (2)该合金中锌的质量为多少克 ?(计算结果保留一位小数) (3)所用合金中的锌与稀硫酸恰好完全反应时所得溶液中溶质的质量分数为多少 ?(计算结果精确到0.1％) 14．已知A为淡黄色固体，T、R为两种常见的用途很广的金属单质，D是具有磁性的黑色晶体，C是无色无味的气体，H是白色沉淀，且在潮湿空气中迅速变为灰绿色，最终变为红褐色固体。 (1)写出下列物质的化学式：A： ，D： ，R： 。 (2)按要求写出下列反应方程式： ①H在潮湿空气中变成M的过程中的化学方程式： ； ②向N中通足量CO2时反应的离子方程式： ； ③D与盐酸反应的离子方程式： 。 (3)简述检验气体C的方法： 。 15．回答下列问题： (1)黄铁矿(FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为，3molFeS2参加反应转移 个电子。铁红是一种红色颜料，其成分是Fe2O3，将一定量的铁红溶于160mL5盐酸中，在加入一定量铁粉恰好溶解，收集到2.24L(标准状况)，经检测，溶液中无Fe3+，则参加反应的铁粉的质量为 。 (2)某工厂用FeCl3溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路。课外活动小组为确认生产后的废液的组成，进行如下实验： I．取50mL废液稀释配成250mL溶液。 II．从250mL稀释溶液取25mL加入足量的AgNO3溶液，生成不溶于硝酸的沉淀8.61g。 III．另从250mL稀释液取25mL放入足量铜片充分反应，铜片质量减少了0.256g。 ①操作I是配制一定物质的量浓度的溶液，所用到的玻璃仪器除烧杯、胶头滴管外，还必须有 、 。(填仪器名称) ②下列操作可能使所配溶液浓度偏小的是 (填写序号)。 a．未洗涤烧杯和玻璃棒 b．定容时俯视容量瓶的刻度线 c．配溶液前容量瓶中有少量蒸馏水 d．摇匀后，发现液面低于刻度线后继续加水至凹液面与刻度线相切 ③操作II中沉淀洗涤的操作是 。 ④原废液中氯离子的物质的量浓度是 。 ⑤原废液中三种阳离子浓度比值为c(Fe3+)：c(Fe2+)：c(Cu2+)为： 。 【参考答案】 一、选择题 1．B 解析：A．铝活泼性较强，一般电解熔融氧化铝制取铝单质，故A错误； B．钠的活泼性很强，一般电解熔融氯化钠制取钠单质，故B正确； C．钙的活泼性很强，一般电解熔融氯化钙制取钙单质，故C错误； D．铁的活泼性较强，一般用热还原反制取铁单质，故D错误； 综上所述答案为B。 【点睛】金属冶炼的方法主要有： 热分解法：对于不活泼金属，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来，例如Hg、Ag等 热还原法：在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，如Fe、Cu等； 电解法：活泼金属较难用还原剂还原，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属，如Al、Na、Ca等。 2．A 解析：A．石青的化学式为 2CuCO3⋅Cu(OH)2，属于碱式盐，A错误； B．CuCO3和Cu(OH)2均难溶于水，则2CuCO3⋅Cu(OH)2难溶于水，B正确； C．石青能够一直保存下来，说明该物质在常温下较稳定，C正确； D．石青与盐酸反应的方程式为：2CuCO3⋅Cu(OH)2+6HCl=3CuCl2+4H2O+2CO2↑，得到的溶液为CuCl2溶液，呈蓝色，D正确； 答案选A。 3．C 解析：①NaHCO3受热分解成Na2CO3、CO2和H2O，Na2CO3与饱和石灰水反应生成CaCO3和NaOH，两步反应均能实现，故①正确； ②Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，NaAlO2与过量盐酸反应生成NaCl、AlCl3和H2O，第二步反应不能实现，故②错误； ③钠与氧气点燃生成过氧化钠，过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，两步反应均能实现，故③正确； ④Al与Fe2O3高温发生铝热反应生成Al2O3和Fe，Fe与HCl反应生成FeCl2和H2，第二步反应不能实现，故④错误； ⑤硫与氧气点燃生成二氧化硫，二氧化硫与氯化钡溶液不反应，第二步反应不能实现，故⑤错误； ⑥氯化镁与石灰乳转化为更难溶的氢氧化镁，Mg(OH)2不稳定，加热分解为 MgO ，故两步都可以实现，故⑥正确； ⑦铝与四氧化三铁高温条件反应生成氧化铝和铁，氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，两步反应均能实现，故⑦正确； ①③⑥⑦正确，故选C。 4．B 【分析】由流程可知，铝溶于过量氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，LiMn2O4，碳粉不溶于水，过滤后滤液Ⅰ为偏铝酸钠溶液和过量的氢氧化钠，加入过量二氧化碳发生反应和，LiMn2O4在酸性环境下能被氧气氧化，发生反应4LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O，过滤分离出二氧化锰、C，滤液中含硫酸锂，可能有过量的硫酸，滤液中加入碳酸钠生成碳酸锂。 解析：A．加入过量NaOH溶液，与铝反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为 ，故A项正确； B．在酸性环境下，LiMn2O4能被氧气氧化，离子方程式为：4 LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O，故B项错误； C．滤液Ⅱ加入饱和碳酸钠溶液，生成碳酸锂沉淀，离子方程式为，故C项正确； D．滤液Ⅰ含有氢氧化钠和偏铝酸钠，通入过量二氧化碳，分别发生、，故D项正确； 答案选B。 5．C 解析：铝合金(含)样品中Al与溶液反应生成氢气，Cu、Mg不反应，标准状况下nL氢气的物质的量为mol。设合金中铝的物质的量为x，则：，，解得x=mol，含铝的质量为g，则该铝合金中铝的质量分数为。 故答案选C。 6．C 解析：A．溶液变为黄色说明有三价铁生成，但是酸性环境中含有氢离子，硝酸根在氢离子存在的情况下也可以把二价铁氧化为三家忒，故该现象不能说明氧化性，A错误； B．将灼热的炭加入到盛有浓的试管中，可能是浓硝酸在加热的情况下分解生成二氧化氮，B错误； C．氧化铁和铝在加热的情况下生成单质铁，说明铝还原性更强，且用镁条引燃混合物，有熔融铁水流出，说明该反应为放热反应，C正确； D．在加热的情况下，氯化铵分解生成氨气和氯化氢，在试管口部氨气和氯化氢再次生成氯化铵，这是化学反应，不是升华和凝华，D错误； 故选C。 7．C 【分析】混合溶液中加入溶液，发生的反应为，，滤液b中溶质为，，沉淀a为，，然后向沉淀中加入过量稀硝酸，发生的反应为，硫酸钡不溶于稀硝酸，所以得到的气体d是二氧化碳，白色沉淀c是；，，根据S、C原子守恒，； 解析：A．通过以上分析可知，沉淀a的主要成分是和，A项正确； B．根据化学式可知，钠离子和C、S原子个数比为2:1，则，B项正确； C．根据C原子守恒得，则二氧化碳在标况下的体积，C项错误； D．，D项正确； 答案选C。 8．B 解析：A. Fe +盐酸→ FeCl2，FeCl2+氢氧化钠→ Fe(OH)2，Fe(OH)2+氧气+水→Fe(OH)3，A正确； B. Al+氧气 →Al2O3， Al2O3无法直接生成Al(OH)3，B错误； C. Mg+盐酸→MgCl2， MgCl2+氢氧化钠 → Mg(OH)2，C正确； D. Na+氧气→ Na2O，Na2O +二氧化碳→Na2CO3， Na2CO3+二氧化碳+水→ NaHCO3，NaHCO3+氢氧化钙→NaOH，D正确； 故答案为B。 9．A 解析：铝不管和盐酸或氢氧化钠反应，都生成氢气，根据电子守恒关系分析，等量的铝产生等量的氢气，故放出的气体体积比为1:2，则铝的质量比为1:2。 故选A。 10．B 解析：A．加入，与氢氧化钠溶液反应生成沉淀，有沉淀生成，A项错误； B．加入，与氢氧化钠溶液发生反应：，充分反应后，无沉淀生成，B项正确； C．加入，与氢氧化钠溶液反应生成沉淀，有沉淀生成，C项错误； D．加入，与氢氧化钠溶液反应生成沉淀，有沉淀生成，D项错误； 答案选B。 二、填空题 11．(1) (2) (3) (4) 解析：(1)碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为，故答案为：； (2)铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的化学方程式为，故答案为：； (3)二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气、氯化锰和水，反应的化学方程式为，故答案为：； (4)过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，反应的化学方程式为，故答案为：。 12．(1) 2Al+2OH-+2H2O=AlO+3H2↑ 36 盐酸与NaOH反应生成NaCl，Al和NaCl不反应 (2)2H++Cl-+ClO-=Cl2↑+H2O (3)H2O (4) 检验装置的气密性 NaClO+H2O2=H2O+O2↑+NaCl 解析：（1）管道疏通剂主要成分是氢氧化物和铝粉，将其放入下水管道时，Al、OH-溶液反应产生H2和AlO，反应的离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=AlO+3H2↑。其反应方程式实质为2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+3H2↑+4H2O，在该反应中Al作还原剂被氧化；H2O为氧化剂被还原，每反应产生1molH2，消耗2mol的水，其质量为m(H2O)=2mol×18g/mol=36g；洁厕灵主要成分是浓盐酸，管道疏通剂主要成分是氢氧化物和铝粉，二者混合时，洁厕灵中的盐酸与管道疏通剂NaOH会反应生成NaCl，而Al和NaCl不反应，导致疏通效果降低； （2）洁厕灵主要成分是浓盐酸，84消毒液主要成分是NaClO溶液，若二者混合使用，会发生氧化还原反应，反应方程式为：2H++Cl-+ClO-=Cl2↑+H2O，反应产生有毒气体Cl2，造成危险； （3）彩漂剂主要成分是双氧水，该物质不稳定，容易分解产生O2和H2O，分解反应的化学方程式为：2H2O22H2O+O2↑，H2O2分解导致物质浓度降低，因而会降低彩漂效果。该反应是氧化还原反应，其中H2O是还原产物，O2是氧化产物； （4）①对于产生气体的装置，组装完仪器后，首先要检验装置的气密性，然后再加入药品进行化学实验。 ③加入的84消毒液中的NaClO与彩漂剂的有效成分H2O2发生氧化还原反应产生H2O、O2、NaCl，根据电子守恒、原子守恒，可得反应方程式为：NaClO+H2O2=H2O+O2↑+NaCl。 13． 1：5 6.5g 28.6% 【分析】(1)由表中数据可知，向10g合金中加入50g稀硫酸时，生成氢气的质量为0.2g，向10g合金中加入80g稀硫酸时，生成氢气的质量为0.2g，说明10g合金中的锌完全反应时至多消耗50g稀硫酸，向20g合金中加入50g稀硫酸时，生成氢气的质量为0.2g，说明50g稀硫酸最多能和10g合金中的锌反应，因此10g合金与50g稀硫酸恰好完全反应； (2)根据生成氢气的质量可以计算该合金中锌的质量； (3)根据生成氢气的质量可以计算生成硫酸锌的质量，进一步可以计算所用合金中的锌与稀硫酸恰好完全反应时所得溶液中溶质的质量分数。 解析：(1)根据表格数据及上述分析，10g合金与50g稀硫酸恰好完全反应，当所取合金与所用稀硫酸恰好完全反应时的质量比为：10g：50g=1：5； (2)设合金中锌的质量为x，生成硫酸锌的质量为y， =，x=6.5g， =，y=16.1g； (3)根据(2)中计算，生成的硫酸锌的质量为16.1g，则所得溶液中硫酸锌的质量分数为：×100%=28.6%。 14．Na2O2 Fe3O4 Al 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3 AlO＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO Fe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O 用带火星的木条伸入试管口，若带火星的木条复燃，说明有氧气生成 解析：A为淡黄色固体，且A能和水反应，则A是Na2O2，A和水反应生成NaOH和O2，C是无色无味的气体，则C是O2、B是NaOH；D是具有磁性的黑色晶体，是Fe3O4，Fe在氧气中燃烧生成四氧化三铁，则T是Fe，R和氧气反应生成氧化物Q，Q能和NaOH溶液反应，则Q是Al2O3、R是Al，N是NaAlO2，H是白色沉淀，且在潮湿空气中迅速变为灰绿色，最终变为红褐色固体M，则H是Fe(OH)2、M是Fe(OH)3，Fe3O4和HCl、足量Fe反应后得到E，E为FeCl2，Fe(OH)3和HCl反应生成W，则W是FeCl3。 (1)根据以上分析可知： A：Na2O2，D：Fe3O4，R：Al。 (2)①H是请氧化亚铁，在潮湿空气中变成氢氧化铁的化学方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3； ②向偏铝酸钠中通足量CO2时反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠，离子方程式：AlO＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO； ③四氧化三铁和盐酸反应生成氯化铁和氯化亚铁和水，离子方程式：Fe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O。 (3)气体C为氧气，检验的方法：用带火星的木条伸入试管口，若带火星的木条复燃，说明有氧气生成。 15．(1) 32NA 11.2g (2) 250mL容量瓶 玻璃棒 ad 向过滤器(漏斗)中加蒸馏水入至浸没滤渣，水自然滤下后，重复操作2至3次 12 3：2：1 解析：（1）3FeS2+8O2=6SO2+Fe3O4中，有3mol FeS2参加反应，8mol氧气参加反应，只有O元素的化合价降低，则转移电子为8mol×2×[0-(-2)]=32mol，转移电子数目为32NA；氢气的物质的量为 0.1mol，由关系式，根据氯原子守恒，所以氯化铁的物质的量为×(0.16L×5mol/L-0.2mol)=0.2mol，，所以参加反应的铁粉的质量为(0.1mol+0.1mol)×56g/mol=11.2g； （2）①一定规格的容量瓶只能配制相应体积的溶液，容量瓶应选择250ml规格；用量筒量取废液体积，在烧杯中溶解(可用量筒量取水)，用玻璃棒搅拌，冷却后转移到250mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，洗涤并将洗涤液移入容量瓶中，当加水至液面距离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加至溶液凹面与刻度线水平相切，盖好瓶塞，摇匀．所以需要的仪器为：量筒、烧杯、玻璃棒、250ml容量瓶、胶头滴管，故答案为：量筒；250ml容量瓶、胶头滴管； ②a．未洗涤烧杯和玻璃棒，转移到容量瓶中溶质的质量减小，所配溶液浓度偏低，故a正确； b．定容时俯视容量瓶的刻度线，使溶液的体积偏低，所配溶液浓度偏高，故b错误； c．定容时需要加入蒸馏水，配溶液前容量瓶中有少量蒸馏水无影响，故c错误； d．继续加水至凹液面与刻度线相切，使溶液的体积增大，所配溶液浓度偏低，故d正确； 故答案为：ad； ③操作II中沉淀洗涤的操作是：向过滤器(漏斗)中加蒸馏水入至浸没滤渣，水自然滤下后，重复操作2至3次； ④生成不溶于硝酸的沉淀AgCl是8.61g， n(Cl-)==0.06mol，； ⑤废液放入铜片充分反应，铜片质量减少了0.256g，物质的量为n==0.004mol，由反应2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2可知n(Fe3+)=n(Fe2+)=2n(Cu)= 0.008mol，剩余的n(Fe 3+)=0.02-0.008=0.012mol，得c(Fe3+)：c(Fe2+)：c(Cu2+)=0.012mol：0.008mol：0.004mol=3：2：1。 学科网（北京）股份有限公司 $$