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．化学在生产和日常生活中有重要的应用．下列说法不正确的是( ) A．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的 B．生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加 C．燃放的五彩烟花是利用了某些金属元素的焰色试验 D．铝比铁活泼，但在空气中铝制品比铁制品耐腐蚀 2．物质的量均为0.4mol的钠、镁、铝，分别与50mL2.0mol/L盐酸反应，则生成的H2在同温同压下的体积比为 A．1∶1∶1 B．1∶2∶3 C．4∶1∶1 D．6∶3∶2 3．下列指定溶液中能大量共存的离子组是 A．澄清透明的溶液：、、、 B．所含溶质为的溶液加入：、、、 C．插入铝片有气泡产生的溶液：、、、 D．含有大量的溶液：、、、 4．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 A．的溶液：、、、 B．加入铝粉生成的溶液：、、、 C．无色溶液：、、、 D．能使紫色石蕊试液变红的溶液：、、、 5．下列离子方程式书写正确的是： A．常温下，铝遇到浓硝酸： B．少量通入NaClO溶液中： C．向溶液中加入过量NaOH溶液并加热： D．向溶液中加溶液至中性： 6．下列各组离子在指定溶液中一定不能大量共存的是 A．加入铝粉有气体产生的溶液中：、、 B．透明溶液中：、、 C．滴入紫色石蕊试剂变红的溶液中：、、 D．NaCl溶液中：、、 7．下列反应的离子方程式书写正确的是。 A．金属铝溶于氢氧化钠溶液： Al+2OH-=+H2↑ B．向饱和碳酸氢钙溶液中加入饱和氢氧化钙溶液：Ca2++ +OH-=CaCO3↓+H2O C．用氢氧化钠溶液吸收少量二氧化碳：OH-+CO2= D．向硫酸铁酸性溶液中通入足量硫化氢：2Fe3++S2-=2Fe2++S↓ 8．下列物质性质与用途的对应关系不正确的是 A．能吸收产生v，可用作呼吸面具供氧剂 B．熔点高，可用作耐高温材料 C．小苏打能与碱反应，可用作抗酸药 D．漂白粉具有强氧化性，可用于生活用水的消毒 9．下列物质既能和酸又能和碱反应的是 A．O2 B．KOH C．HNO3 D．Al2O3 10．下列说法不正确的是 A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4 B．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的 C．铝制品在生活中非常普遍，这是因为表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用 D．由镍、铁、碳、钴组成的合金可以制造喷气式飞机的发动机叶片，能承受1100℃的高温 二、填空题 11．从工业废钒中回收金属钒既避免污染环境又有利于资源综合利用。某工业废钒的主要成分为V2O5、VOSO4和SiO2等，如图是从废钒中回收钒的一种工艺流程： (1)“氧化”工序中反应的离子方程式为 。 (2)写出流程中铝热反应的化学方程式： 。 12．实验室常用加热高锰酸钾的方法制取氧气。 (1)写出反应的化学方程式 (2)现欲制取1.12L(标准状况)氧气，需要消耗高锰酸钾 克。 13．某化学兴趣小组取14.2g由铝、铁、铜三种金属组成的混合物进行如下实验： ①将14.2g混合物加入500 mL某浓度的盐酸中，盐酸恰好完全反应，收集到的气体在标准状况下的体积为8.96L； ②将上述反应后的混合物过滤，得滤渣3.2g及滤液，经测定得知滤渣为纯净物； ③向滤液中加入的溶液使金属离子恰好全部转化成沉淀(设金属离子价态不发生变化)。 请回答下列问题： (1)①中加入的盐酸的物质的量浓度为 。 (2)③中加入的溶液的体积为 mL；若将该混合物直接加入过量溶液中，则发生反应的化学方程式为 ，产生的气体在标准状况下的体积为 L。 (3)原混合物中，铝的质量为 g。 (4)②中过滤时为了准确测定滤渣质量，需用水洗涤滤渣，洗涤滤渣的具体操作为 ，请描述你是如何确定滤渣已洗净： 。 14．取58.85g由NaCl和Na2CO3组成的固体样品，加入足量稀盐酸完全反应，生成的气体在标准状况下体积为11.2L。回答下列问题： (1)发生反应的离子方程式为 。 (2)列式计算固体样品中Na2CO3和NaCl的物质的量之比 。 15．已知：A、F为金属单质，D、E为气体单质，E是黄绿色气体，其余均为化合物，其中B为黑色粉末，C的焰色实验呈黄色，金属单质F既可以与C溶液反应，也可以与G溶液反应，且均产生D气体。各物质间的转化关系如图所示(部分生成物已略去)。 回答下列问题： (1)单质A应保存在 中。 (2)F的化学式是 。 (3)描述D在中燃烧的实验现象 。 (4)写出C溶液与F反应的化学方程式 。 16．用如图所示的装置做铝热反应实验，回答下列问题： （1）写出该反应的化学方程式： ，在该反应中 是氧化剂， 是还原剂，该反应称为 反应。 （2）选出该实验的实验现象（把序号填写在横线上）： 。 ①镁条剧烈燃烧；②放出大量的热，并发出耀眼的光芒，火星四射；③纸漏斗的下部被烧穿；④有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体。 （3）写出下列操作或物质的作用：内层纸漏斗底部剪一个孔： ；蒸发皿盛沙： ；镁条： ；氯酸钾： 。 【参考答案】 一、选择题 1．B 解析：A．目前我国流通的硬币一般是在铁表面镀镍，为合金材料，故A正确； B．生铁含碳量高，易脆，普通钢含碳量在0.06%～0.38%范围，不锈钢含碳量在0.03%左右，故B错误； C．燃放烟花产生不同的颜色是利用了不同金属的焰色试验不同，故C正确； D．空气中，铝表面易形成一层致密的氧化膜，而不易被腐蚀，故D正确； 故选B。 2．C 解析：n（HCl）=2.0mol/L×0.05L=0.1mol，如果盐酸完全反应，根据转移电子守恒得消耗n（Na）=n（HCl）=0.1mol＜0.4mol；消耗n（Mg）=0.1mol÷2=0.05mol＜0.4mol，消耗n（Al）=0.1mol÷3=mol＜0.4mol，但钠和水反应，镁、铝和水不反应，所以镁、铝都剩余，钠完全反应生成氢气物质的量为0.2mol，Mg、Al反应生成氢气物质的量均为0.05mol，相同条件下气体体积之比等于其物质的量之比=0.2mol：0.05mol：0.05mol=4：1：1。 故选C。 3．A 解析：A．澄清透明的溶液：、、、四种离子间不发生反应，能大量共存，故A选； B．NaHSO4在水中能完全电离，电离出来的H+能和反应生成CO2，不能大量共存，故B不选； C．插入铝片有气泡产生的溶液可能为酸溶液也可能为碱溶液，和H+、OH-都能发生反应而不能大量共存，Mg2+也能和OH-反应生成沉淀不能大量共存，故C不选； D．Fe2+、Cl-都被酸性高锰酸根离子氧化而不能大量共存，故D不选； 故选A。 4．C 解析：A．、能与发生氧化还原反应，不可大量共存，故A错误； B．加入铝粉生成的溶液为强酸或强碱溶液，若为强碱溶液，OH-与反应生成一水合氨，不能共存，故B错误； C．各离子均为无色，且各离子之间互不反应，能大量共存，故C正确； D．使紫色石蕊试液变红的溶液，显酸性，H+、能与发生氧化还原反应，H+、结合生成二氧化碳和水，不能共存，故D错误； 故选：C。 5．D 解析：A．常温下，铝遇到浓硝酸发生钝化，选项A错误； B．少量通入NaClO溶液中，反应生成氯化钠和硫酸，反应的离子方程式为：，选项B错误； C．向溶液中加入过量NaOH溶液并加热，反应生成碳酸钠、氨气和水，反应的离子方程式为：，选项C错误； D．向溶液中加溶液至中性，反应生成硫酸钠、硫酸钡和水，反应的离子方程式为：，选项D正确； 答案选D。 6．A 解析：A．加入铝粉有气体产生的溶液，可能是酸也可能是碱，与酸或碱都要反应而不共存，故A符合题意； B．透明溶液中：、、都是不反应而大量共存，故B不符合题意； C．滴入紫色石蕊试剂变红的溶液，说明溶液显酸性，、、在酸性条件都大量共存，故C不符合题意； D．NaCl溶液中：、、都是大量共存的，故D不符合题意。 综上所述，答案为A。 7．B 解析：A．金属铝溶于氢氧化钠溶液会生成偏铝酸钠和氢气，正确的离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑，故A错误； B．向饱和碳酸氢钙溶液中加入饱和氢氧化钙溶液会生成碳酸钙沉淀和水：Ca2++ HCO+OH-=CaCO3↓+H2O，故B正确； C．用氢氧化钠溶液吸收少量二氧化碳，反应的离子方程式为2OH-+CO2=CO，故C错误； D．H2S为弱电解质，不可拆，反应的离子方程式为2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+，故D错误； 故选B。 8．C 解析：A．能吸收生成和Na2CO3，可用作呼吸面具供氧剂，故A正确； B．熔点高，可用作耐高温材料，故B正确； C．小苏打是碳酸氢钠，能够和酸反应，可用作抗酸药，故C错误； D．漂白粉的有效成分是次氯酸钙，具有强氧化性，可用于生活用水的消毒，故D正确； 故选C。 9．D 【分析】中学常见既能和酸反应又能和碱反应的化合物有：两性氧化物、两性氢氧化物、弱酸的酸式盐、弱酸弱碱盐、氨基酸、蛋白质等，由此分析。 解析：A．一般情况下，O2既不能和酸反应，又不能和碱反应，故A不符合题意； B．KOH 属于碱，KOH只能与酸反应，不能与碱反应，故B不符合题意； C．HNO3属于酸，HNO3只能与碱反应，不能与酸反应，故C不符合题意； D．Al2O3是两性氧化物，既能和酸反应又能和碱反应，故D符合题意； 答案选D。 10．A 解析：A．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，故A选； B．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的，故B不选； C．铝制品在生活中非常普遍，这是因为铝容易被氧化形成致密的氧化膜，对内部金属起保护作用，故C不选； D．由镍、铁、碳、钴组成的合金可以制造喷气式飞机的发动机叶片，能承受1100℃的高温，故D不选。 故选A。 二、填空题 11．(1)ClO＋6VO2＋＋3H2O=Cl-＋6VO＋6H＋ (2)3V2O5＋10Al6V＋5Al2O3 【分析】从废钒催化剂中回收V2O5，由流程可知，“酸浸”时V2O5转化为VO2+，VOSO4转成VO2+,只有SiO2不溶，然后加草酸还原发生2VO2++ H2C2O4+2H+=2VO2++2CO2↑+2H2O，将VO2+变为VO2+，除杂后加入氯酸钾氧化生成VO2+，加入氨水生成偏钒酸铵( NH4VO3)沉淀，煅烧生成V2O5，用铝热反应生成粗钒，经电解精炼得到钒，以此解答该题。 解析：（1）氧化时反应物为ClO和VO2＋，生成物为Cl- 和VO，配平得方程式为：ClO＋6VO2＋＋3H2O=Cl-＋6VO＋6H＋。 （2）该铝热反应为氯和五氧化二钒的置换反应，方程式为：3V2O5＋10Al6V＋5Al2O3。 12． 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 15.8 解析：(1)加热高锰酸钾的生成氧气和锰酸钾和二氧化锰，反应方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑； (2)1.12L氧气的物质的量为，根据反应方程式之间的关系2KMnO4~O2，则高锰酸钾的物质的量为0.1mol，高锰酸钾的质量为=0.1mol×158g/mol=15.8g。 13．(1)1.6 (2) 200 6.72 (3)5.4g (4) 沿玻璃棒向漏斗中注入少量水,使水面浸过沉淀物，并不漫过滤纸边缘，让水自然流下，再次加水洗涤,重复2~3次 取最后一次洗涤液于试管内，加入硝酸酸化的的硝酸银，若无沉淀生成，则洗涤液中不含氯离子，说明滤渣已洗净 【分析】14.2g混合物加入500 mL某浓度的盐酸中，发生反应、，反应生成氢气的物质的量，得3.2g滤渣，可知铜的质量为3.2g；铁和铝的总质量为11g，设铁的物质的量为xmol、铝的物质的量为ymol；则，解得，铁的物质的量为0.1mol、铝的物质的量为0.2mol。 解析：（1）铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铝和盐酸反应生成氯化铝和氢气，生成氢气的总物质的量为0.4mol，根据氢元素守恒，HCl的物质的量为0.8mol，①中加入的盐酸的物质的量浓度为。 （2）滤液中溶质是氯化亚铁和氯化铝，加入的溶液使金属离子恰好全部转化成沉淀，此时溶液中的溶质恰好是氯化钠，则，③中加入的溶液的体积为=200mL；若将该混合物直接加入过量溶液中，铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，则发生反应的化学方程式为，0.2mol铝产生的0.3mol氢气，气体在标准状况下的体积为。 （3）根据以上分析，原混合物中有0.2molAl，铝的质量为0.2mol×27g/mol=5.4g （4）洗涤滤渣的具体操作为：沿玻璃棒向漏斗中注入少量水，使水面浸过沉淀物，并不漫过滤纸边缘，让水自然流下，再次加水洗涤,重复2~3次；取最后一次洗涤液于试管内，加入硝酸酸化的的硝酸银，若无沉淀生成，则洗涤液中不含氯离子，说明滤渣已洗净。 14．(1)+2H+=H2O+CO2↑ (2)由方程式计算可知：，解得m==53.0g，故原混合物中NaCl的质量为：58.5g-53.0g=5.85g，故固体样品中Na2CO3和NaCl的物质的量之比为：=5：1 解析：（1）由NaCl和Na2CO3组成的固体样品，加入足量稀盐酸完全反应，只有Na2CO3和HCl反应，反应方程式为：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑，该反应的离子方程式为：+2H+=H2O+CO2↑，故答案为：+2H+=H2O+CO2↑； （2）由方程式计算可知：，解得m==53.0g，故原混合物中NaCl的质量为：58.5g-53.0g=5.85g，故固体样品中Na2CO3和NaCl的物质的量之比为：=5：1，故答案为：由方程式计算可知：，解得m==53.0g，故原混合物中NaCl的质量为：58.5g-53.0g=5.85g，故固体样品中Na2CO3和NaCl的物质的量之比为：=5：1。 15．煤油(或石蜡油) Al 氢气在氯气中安静的燃烧，发出苍白色火焰，有白雾生成 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 【分析】A、F为金属单质，D、E为气体单质，E是黄绿色气体，应为Cl2，其中B为黑色粉末，由转化关系可知G为HCl，B为MnO2，A为Na，C为NaOH，金属单质F既可以与C溶液反应，也可以与G溶液反应，且均产生D气体，则F为Al，D为H2，A为Na，B为MnO2，C为NaOH，D为H2，E为Cl2，F为Al，G为HCl，由此分析。 解析：(1)根据分析，A为Na，钠易与水、氧气等反应，可保存在煤油(或石蜡油)； (2)根据分析，F为铝，化学式为Al； (3)D为H2，E为Cl2，氢气在点燃条件下与氯气反应生成氯化氢，可观察到现象为氢气安静的燃烧，发出苍白色火焰，有白雾生成； (4)C为NaOH，F为Al，Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，反应的方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。 16． Fe2O3 Al 铝热反应 ①②③④ 使熔融物易落下 防止溅落物炸裂蒸发皿 作引燃剂 作助燃剂 【分析】(1)该反应为铝热反应，化合价降低的物质作氧化剂，化合价升高的物质作还原剂，据此解答； (2)根据铝热反应的现象解答； (3)铝热反应实验中为使熔融物易落下，通常在内层纸漏斗底部剪一个孔；为防止溅落物炸裂蒸发皿，蒸发皿内盛沙子；反应中镁条作引燃剂；氯酸钾作助燃剂。 解析：(1)该反应为铝热反应，该反应中Fe2O3作氧化剂，Al作还原剂，故答案为：；Fe2O3；Al；铝热反应； (2) ①②③④全为该铝热反应的现象， 故答案为：①②③④； (3)铝热反应实验中为使熔融物易落下，通常在内层纸漏斗底部剪一个孔；为防止溅落物炸裂蒸发皿，蒸发皿内盛沙子；反应中镁条作引燃剂；氯酸钾作助燃剂，故答案为：使熔融物易落下；防止溅落物炸裂蒸发皿；作引燃剂；作助燃剂。 学科网（北京）股份有限公司 $$