3.2 金属材料 同步练习题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．下列有关物质的性质与用途均正确，且具有对应关系的是 A．氧化铁能与酸反应，可用于制作红色涂料 B．能和反应生成氧气，可作潜水艇的供氧剂 C．是两性氧化物，可用作耐高温材料 D．受热易分解，可用于制胃酸中和剂 2．常温下可盛放在铁制或铝制容器中的是 A．稀硫酸 B．浓硫酸 C．亚硫酸 D．硫酸铜溶液 3．下列除杂质的操作中不正确的是 A．铝粉中混有铁粉：用磁铁吸引除去 B．FeCl2溶液中混有FeCl3加入过量铁粉充分反应后过滤 C．Fe2O3中混有Al2O3：加入足量NaOH溶液后过滤 D．NaHCO3固体中混有少量Na2CO3：加入适量稀盐酸 4．现向含有和的某混合溶液中加入，充分反应后(忽略溶液体积变化)，下列说法正确的是 A．析出 B．剩余 C．溶液中 D．反应后溶液中 5．下列除去杂质的实验方法正确的是(括号里为少量杂质) A．：用酒精灯点燃 B．：置于坩埚中加热 C．：加入足量铜粉，过滤 D．：加入足量氢氧化钠溶液，过滤、洗涤 6．类推思维是化学解题中常用的一种思维方法，下列类推正确的是 A．Na与水反应生成NaOH和H2，则Fe与水反应生成Fe(OH)3和H2 B．由Fe可以置换出CuSO4溶液中的铜，推测Na也可以置换出CuSO4溶液中的铜 C．Fe2O3能与酸反应生成盐和水，Fe2O3是碱性氧化物，则Al2O3与酸反应生成盐和水，Al2O3也是碱性氧化物 D．CO2可以使滴有酚酞的NaOH溶液颜色变浅，则SO2也可以使滴有酚酞的NaOH溶液颜色变浅 7．2022年9月30日国产飞机C919获得型号合格证，标志着我国具备自主研制世界一流大型客机的能力。飞机机身使用的铝锂合金属于 A．金属材料 B．复合材料 C．有机材料 D．无机非金属材料 8．下列物质中，既能跟盐酸反应又能跟NaOH溶液反应的是 A． B．MgO C． D． 9．下列离子方程式正确的是 A．新制的氧化铝可溶于氢氧化钠溶液：Al2O3 + 2OH-=2AlO+ H2O B．Na2O2与H2O反应制备O2：Na2O2 + H2O = 2Na+ + 2OH-+ O2↑ C．Cl2通入NaOH溶液：Cl2 + OH-= Cl- + ClO- + H2O D．NaHCO3溶液与稀H2SO4反应：CO+ 2H+ =H2O + CO2↑ 10．下列氯化物中不能由对应的金属单质与氯气反应得到的是 A．FeCl2 B．FeCl3 C．AlCl3 D．CuCl2 二、填空题 11．某课外兴趣小组为探究某种铝合金(组成元素为Mg和Al)是否符合国家质量标准(国家规定铝合金中铝含量不能低于78%)，设计如图装置在室温下进行实验。 (1)铝合金样品与足量氢氧化钠溶液反应的离子方程式为 。 (2)反应前先第一次读取量气管液面刻度，然后倾斜左边装置使足量氢氧化钠溶液与ag铝合金样品充分反应，待反应停止后，体系温度恢复到室温，调节量气管和水准管的高度，使两液面相平，第二次读取量气管液面刻度。计算两次液面差，并将气体体积折算成标准状况下的体积，为VmL。若a=0.038，V=44.8，请计算该合金中铝的百分含量： 。 12．根据要求进行计算。 (1)某含氯化合物X在标准状况下为气体，7.3gX在标准状况下的体积为4.48L，则X的摩尔质量是 。 (2)室温下，某容积固定的密闭容器由可移动的挡板(厚度可忽略)隔成A、B两室，分别向A、B两室充入H2、O2的混合气体和1mol空气，此时活塞的位置如图所示。 ①A室混合气体的物质的量为 。 ②实验测得A室混合气体的质量为34 g，若将A室H2、O2的混合气体点燃，恢复原温度后，最终挡板停留的位置在 刻度，容器内气体压强与反应前气体压强之比为 。 (3)1774年瑞典化学家舍勒发现软锰矿(主要成分是MnO2)和浓盐酸混合制氯气：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。现将92.8g含MnO2的质量分数为75%的软锰矿与足量10 mol/L的浓盐酸完全反应(杂质不参加反应)。把反应后的溶液稀释成400 mL。(已知Mn的相对原子质量为55) ①生成的氯气在标况下的体积 。 ②稀释后溶液中MnCl2的物质的量浓度 。 13．(1)等质量的两份铝分别与足量的HCl、NaOH溶液反应，所得H2的体积之比是 。 (2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，产生H2的体积之比是 。 14．某化学小组同学为研究钠、镁、铝与盐酸的反应，设计了下表所示的几个实验： 实验1 将钠、镁、铝各1g分别与足量的盐酸反应 实验2 将钠、镁、铝各0.1mol分别与足量的盐酸反应 实验3 分别取23g钠、一定量镁、一定量铝与足量的盐酸反应 实验4 将钠、镁、铝各1.0mol分别投入到50mL1moL·L-1盐酸中 (1)实验1中产生氢气最少的金属是 ，写出该金属与盐酸反应的离子方程式： 。 (2)实验2中在相同条件下产生氢气的体积比是 。 (3)若实验3中产生了相同体积(同温同压下)的氢气，则实验中所取铝的质量为 g． (4)实验4中共产生标准状况下氢气的体积是 L。 15．铁元素“价一类”二维关系如图所示。回答下列问题： (1)c的化学式为 ，c置于空气中一段时间后，可观察到的现象是 。 (2)硫酸盐b的溶液中含少量硫酸盐e杂质，除去杂质的具体实验步骤为 。 (3)若e为氯化物，则能实现的转化且为化合反应的化学方程式为 。 (4)在另一种正盐b中加入盐酸，产生无色无味气体，将该气体通入澄清石灰水中，溶液变浑浊。如果在空气中高温灼烧b，可得到红色粉末，写出b在空气中灼烧的化学方程式： 。 (5)工业上常利用高温下CO还原赤铁矿的方法制备a，赤铁矿的主要成分为 (填化学式)，制备112kg a时至少需要 L CO(标准状况)，该反应中转移了 mol电子。 16．Ⅰ.学生利用下图所列装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并利用产物进一步制取晶体。(图中夹持及尾气处理装置均已略去) 回答下列问题： (1)所用铁粉中若有杂质，欲除去不纯铁粉中混有的铝粉可以选用的试剂为 (填序号)，涉及反应的离子方程式为 。 a．稀盐酸 b．氢氧化钠溶液 c．浓硫酸 d．溶液 (2)反应发生后装置B中发生反应的化学方程式是 ，D装置的作用： 。 (3)E装置中的现象是 。 Ⅱ.该小组学生把B中反应后的产物加入足量的盐酸，过滤，用上述滤液制取晶体，设计流程如下： (4)用离子方程式表示步骤I中通入的作用 。 (5)步骤Ⅱ的操作为 、 、 、自然晾干。 【参考答案】 一、选择题 1．B 解析：A．氧化铁为红棕色粉末，常用于制作红色涂料，故A错误； B．过氧化钠与人体呼出的二氧化碳反应生成氧气，常用作作潜水艇的供氧剂，故B正确； C．氧化铝具有很高的熔点，常用作耐高温材料，故C错误； D．碳酸氢钠能与胃液中的盐酸反应，常用于制胃酸中和剂，故D错误； 故选B。 2．B 解析：A．Fe、Al均与稀硫酸持续反应，不能盛放，故A不选； B．常温下，Fe、Al遇浓硫酸发生钝化，生成致密的氧化膜，阻止反应的进一步发生，可盛放，故B选； C．Fe、Al均与亚硫酸持续反应，不能盛放，故C不选； D．Fe、Cu均与硫酸铜溶液持续反应至结束，不能盛放，故D不选； 故选B。 3．D 解析：A．铁可以被磁铁吸引，铝不能被磁铁吸引，可以用磁铁除去铝粉中的铁粉，A正确； B．氯化铁可以和铁粉反应生成氯化亚铁，故可以用铁粉除去FeCl2溶液中混有FeCl3，B正确； C．氧化铝可以和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，氧化铁不能和氢氧化钠反应，C正确； D．碳酸钠和碳酸氢钠都可以和盐酸反应，D错误； 故选D。 4．C 【分析】溶液中铁离子和铜离子的物质的量都是0.2mol。由于氧化性Fe3+＞Cu2+，则首先发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+，0.2mol铁离子完全反应消耗0.1molFe，剩余的0.1molFe发生反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu，0.1molFe完全反应消耗0.1mol铜离子，反应后还剩余0.1mol铜离子，据此进行解答。 解析：A．根据分析可知，反应后析出0.1molCu，故A错误； B．反应后还剩余0.1molCu2+，Fe没有剩余，故B错误； C．反应后溶液中Fe2+的物质的量为：0.3mol+0.1mol=0.4mol，溶液中c(Fe2+)= =0.4 mol•L-1，故C正确； D．由以上分析可知，反应后溶液中没有剩余的Fe3+，故D错误。 故选：C。 5．D 解析：A．二氧化碳中混有少量一氧化碳很难被点燃，且燃烧时还需加入氧气，引入新杂质；应将气体通过加热的氧化铜，将CO转化成CO2，故A错误； B．碳酸氢钠受热易分解，加热转换为碳酸钠，除去的是碳酸氢钠，碳酸钠仍为杂质，故B错误； C．FeCl3加入足量铜粉生成FeCl2和CuCl2，引入CuCl2杂质，故C错误； D．Al2O3与氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2，Fe2O3不溶于NaOH溶液，过滤、洗涤，能达到除去Al2O3目的，故D正确； 故选D。 6．D 解析：A．Fe与水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4和H2，A项错误； B．Na和盐溶液反应时，先和水反应，不能置换出CuSO4溶液中的Cu，B项错误； C．Al2O3与酸、碱都反应生成盐和水，Al2O3是两性氧化物，C项错误； D．CO2和SO2都是碱性氧化物，能够和碱反应生成盐和水，使滴有酚酞的NaOH溶液颜色变浅，故D正确； 故选D。 7．A 解析：金属材料包括纯金属和合金，铝锂合金属于金属材料，故选A。 8．C 解析：A．二氧化碳与盐酸不反应，选项A错误； B．氧化镁与氢氧化钠溶液不反应，选项B错误； C．既能跟盐酸反应生成氯化铝，又能跟NaOH溶液反应生成偏铝酸钠，选项C正确； D．氧化铁与氢氧化钠溶液不反应，选项D错误； 答案选C。 9．A 解析：A．氧化铝与氢氧化钠反应，离子方程式为Al2O3 + 2OH-=2AlO+ H2O，A正确； B．Na2O2与水反应制备氧气，离子方程式为2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑，B错误； C．Cl2通入NaOH溶液，离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，C错误； D．碳酸氢钠与稀硫酸反应，离子方程式为+H+=H2O+CO2↑，D错误； 故答案选A。 10．A 解析：A．氯气有强氧化性，Fe和Cl2直接化合制得FeCl3，不能得到FeCl2，A符合题意； B．Fe和Cl2直接化合制得FeCl3，B不符合题意； C．Al和Cl2直接化合制得AlCl3，C不符合题意； D．Cu和Cl2直接化合制得CuCl2，D不符合题意； 故答案选A。 二、填空题 11．(1)2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑ (2)97.4% 解析：（1）铝合金样品中的铝与足量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↑； （2）铝和氢氧化钠溶液反应生成氢气的体积为44.8mL，其物质的量为0.002mol，则合金中铝的质量为，铝的质量分数为。 12．(1)36.5g/mol (2) 2mol 2 1:2 (3) 17.92L 2mol/L 解析：（1）某含氯化合物X在标准状况下为气体，7.3gX在标准状况下的体积为4.48L，则X的摩尔质量是=36.5g/mol。答案为：36.5g/mol； （2）①从图中可以看出，A室充入H2、O2的混合气体，占4格，B室充入1mol空气，占2格，则A室混合气体的物质的量为2mol。 ②实验测得A室混合气体的质量为34 g，设H2的物质的量为x，则O2的物质的量为2-x，则2x+32(2-x)=34，x=1mol；若将A室H2、O2的混合气体点燃，恢复原温度后，剩余O2为0.5mol，而空气为1mol，共有6格，其中空气占4格，剩余O2占2格，所以最终挡板停留的位置在2刻度，容器内气体压强与反应前气体压强之比为1.5mol:3mol=1:2。答案为：2mol；2；1:2； （3）①n(MnO2)==0.8mol，由反应可建立关系式MnO2——Cl2——MnCl2，则生成的氯气在标况下的体积为0.8mol×22.4L/mol=17.92L。 ②稀释后溶液中MnCl2的物质的量浓度为=2mol/L。答案为：17.92L；2mol/L。 13． 1∶1 1∶3 解析：(1)根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑得Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。则所得氢气的体积比等于物质的量比，即为1:1； (2)因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1∶3。 14．(1)钠 2Na+2H+=2Na++H2↑ (2)1：2：3 (3)9 (4)12.32 解析：三种金属与盐酸反应的化学方程式分别为2Na+2HCl=2NaCl+H2↑、Mg+2HCl=MgCl2+H2↑、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑。 (1)1gNa可以生成×=mol氢气，1g镁可以生成mol氢气，1gAl可以生成mol×=mol氢气，所以实验1中产生氢气最少的金属是钠，与盐酸反应的离子方程式为2Na+2H+=2Na++H2↑； (2)根据反应方程式可知，将钠、镁、铝各0.1mol分别与足量的盐酸反应，生成的氢气分别为0.05mol、0.1mol、0.15mol，相同条件下体积比等于物质的量之比，所以体积比为0.05mol：0.1mol：0.15mol=1：2：3； (3)23g钠的物质的量为1mol，生成0.5mol氢气，根据方程式可知所需的铝的物质的量为mol，质量为mol×27g/mol=9g； (4)50mL1moL·L-1盐酸中含有的HCl的物质的量为0.05L×1mol/L=0.05mol，所以镁、铝不能完全反应，均生成0.025mol氢气，而Na除了可以和盐酸反应，还可以和水反应，50mL溶液中有足量的水和Na反应，所以Na可以完全反应，生成0.5mol氢气，共生成0.5mol+0.025mol+0.025mol=0.55mol，体积为0.55mol×22.4L/mol=12.32L。 15．(1) Fe(OH)2 白色固体迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 (2)加入过量铁粉，搅拌，一段时间后，过滤 (3)2Fe＋3Cl23FeCl3 (4) (5) Fe2O3 6.72×104 6×103 【分析】结合图象中Fe元素的化合价和类别，可确定a为Fe，b为FeCl2、FeSO4等亚铁盐，c为Fe(OH)2，d为Fe(OH)3，e为FeCl3、Fe2(SO4)3等铁盐。 解析：（1）根据分析，c为Fe(OH)2；Fe(OH)2在空气中溶液被氧化为Fe(OH)3，现象为白色固体迅速变成灰绿色，最终变成红褐色； （2）根据分析，b和e的硫酸盐分别为FeSO4、Fe2(SO4)3，将Fe3+转化为Fe2+可用加Fe粉的方法，2Fe3++Fe=3Fe2+，因此方法为加入过量铁粉，搅拌，一段时间后，过滤； （3）根据分析，e的氯化物为FeCl3，Fe在Cl2中点燃可生成FeCl3，方程式为2Fe＋3Cl23FeCl3； （4）无色无味且使澄清石灰水变浑浊的气体为CO2，因此正盐为FeCO3，灼烧FeCO3得到的红色粉末为Fe2O3，因此方程式为； （5）赤铁矿的主要成分为Fe2O3，112kgFe的物质的量为2000mol，根据3CO+Fe2O32Fe+3CO2可知，n(CO)=×2000mol=3000mol，V(CO)= 3000mol×22.4L/mol=6.72×104L；由方程式可知，3molCO参加反应，转移电子为6mol，因此3000molCO参加反应，转移电子为6×103mol。 16．(1) b 2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑或2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑ (2) 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 吸收氢气中的水蒸气 (3)固体由黑色变为红色 (4)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- (5)蒸发浓缩 冷却结晶 过滤、洗涤 【分析】本实验探究铁与水蒸气的反应，且进一步制备FeCl2·6H2O，A装置提供水蒸气，装置B发生3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，装置C收集氢气，装置D干燥氢气，装置E为氢气还原CuO，据此分析； 解析：（1）a．Fe、Al均能与稀盐酸反应，不能用稀盐酸除去铁粉中的铝粉，故a不符合； b．铁不与氢氧化钠溶液反应，Al与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，然后过滤、洗涤、干燥得到铁粉，故b符合； c．Fe、Al均与浓硫酸发生钝化，不能除去铁粉中的铝粉，故c不符合； d．Fe能与FeCl3溶液反应生成FeCl2，不能除去铁粉中的铝粉，故d不符合； 涉及反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑或2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑；故答案为b；2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑或2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑； （2）装置B为铁粉与水蒸气的反应，其反应方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2；D装置作用是吸收氢气中的水蒸气；故答案为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2；吸收氢气中的水蒸气； （3）E装置中发生H2+CuOH2O+Cu，现象是固体由黑色变为红色； （4）四氧化三铁溶于盐酸得到FeCl2和FeCl3，步骤Ⅰ中通入氯气，利用氯气氧化性将Fe2+氧化成Fe3+，其离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；故答案2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-； （5）从FeCl3溶液获得FeCl2·6H2O，操作步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、自然晾干；故答案为蒸发浓缩；冷却结晶；过滤、洗涤。 学科网（北京）股份有限公司 $$