《材料家族中的元素》同步练习1.doc

材料家族中的元素同步练习一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1两种或两种以上的性质不同的材料经过特殊加工制成的材料称为复合材料。玻璃钢是一种重要的复合材料。有关玻璃钢的说法不正确的是()A玻璃钢的基体是合成树脂，增强体是玻璃纤维B玻璃钢的主要成分是钢铁C玻璃钢克服了普通玻璃易碎、强度不够高的缺点D玻璃钢具有耐腐蚀、耐磨、耐撞、绝缘等优良特性【解析】玻璃钢是合成树脂(基体)与玻璃纤维(增强体)复合而成的，它兼具了合成树脂与硅酸盐材料的优点。【答案】B22008年北京奥运会主体育场“鸟巢”，被泰晤士报评为全球“最强悍”工程，“鸟巢”运用了高强度、高性能的钒氮合金，高新钢和884块ETFE膜，并采用新一代的氮化镓铟高亮度LED材料，下列有关材料的说法正确的是()A合金的熔点通常比成分金属高，硬度比成分金属小B镓与铝在同一主族，可知氮化镓的化学式为Ga3N2C可以用铝热反应冶炼钒，铝做还原剂D金属铟的应用前景广阔，被誉为“21世纪的金属”【答案】C3将表面已完全钝化的铝条插入下列溶液中，不会发生反应的是()A稀硝酸 B稀盐酸C硝酸铜溶液 D氢氧化钠溶液【解析】本题考查了金属表面氧化膜、金属钝化和氧化铝的两性的相关知识。表面完全钝化的铝条，其实就是铝条表面包了一层致密的氧化膜Al2O3，理解了这一点，题目已解决了一半。因Al2O3是两性氧化物，它既溶于强酸如盐酸、硝酸，又溶于强碱如氢氧化钠溶液，但不溶于水，不溶于硝酸铜等盐溶液。故C选项符合题意。【答案】C4宋代沉船“南海一号”终于重见天日。随“南海一号”出水的金手镯、鎏金腰带、金戒指等首饰都比较粗大，像鎏金腰带长1.8米，手镯比拇指粗，有四两重等。某同学怀疑“金手镯、鎏金腰带、金戒指等”黄金首饰中含铜锌合金，他设计了如下检验方案，其中不合理的是()A灼烧观察是否变色B放入盐酸中观察是否产生气泡C放入稀硝酸中观察溶液颜色的变化D放入王水(浓硝酸和浓盐酸以13体积比组成的混合液)中看是否溶解【解析】本题考查金、铜、锌的检验。灼烧时只有铜、锌能与O2反应分别生成黑色的CuO、白色的ZnO；锌能与盐酸反应，铜、锌能与稀HNO3反应，而王水具有强氧化性，不仅能溶解铜锌合金，也能溶解真金，因此D项无法检验。【答案】D5科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要的作用。下列关于硅的说法中正确的是()A地壳中硅的含量稀少B自然界中存在大量单质硅C高纯度的硅被用于制作计算机芯片D光导纤维的主要成分是硅【解析】硅在地壳中的含量仅次于氧，储量丰富，A错；硅在自然界中主要以SiO2和硅酸盐的形式存在，自然界中无单质硅，B错；由于硅是半导体材料，因此高纯度的硅被用于制作计算机芯片，C正确；光导纤维的主要成分是SiO2，D错误。【答案】C6我国成功地发射了嫦娥一号探测卫星，对月球土壤中14种元素的分布及含量进行探测等。月球的矿产资源极为丰富，仅月球表层5 cm厚的沙土就含铁单质有上亿吨，月球上的主要矿物有辉石CaMgSi2O6、钾长石KAlSi3O8和橄榄石MgxFe2xSiO4等，下列说法或分析不正确的是()【解析】由辉石、钾长石及橄榄石的组成可以看出三者均为硅酸盐矿，A正确；将硅酸盐表示成氧化物形式时需注意元素守恒，辉石可写作：CaOMgO2SiO2，钾长石可写作：K2OAl2O36SiO2，B正确；根据化合价原则：2xn(2x)424，分析得n2，铁为2价，C正确；月球上存在游离态铁的主要原因是月球上没有氧气，D错误。【答案】D7北京大学教授，著名的化学家和教育家徐光宪教授，是我国理论化学和稀土化学的奠基人之一，2008年获得“国家最高科学技术奖”，以表彰他在稀土理论方面作出的贡献。稀土铈(Ce)元素主要存在于独居石中，金属铈在空气中易氧化变暗，受热时燃烧，遇水很快反应并产生气体。已知：铈常见的化合价为3和4，且Ce4Fe2=Ce3Fe3，下列说法正确的是()A用Pt作阴极，Fe作阳极，电解熔融CeO2，可在阳极获得铈B将少量的碘化亚铁溶液滴加到Ce(SO4)2溶液中，其离子方程式为：Ce4Fe2=Ce3Fe3C金属铈着火，可采用普通的泡沫灭火器灭火D金属铈可浸于煤油中保存，储存在阴凉、通风的地方，要远离火种和热源【解析】A项，Fe作阳极铁失电子，在阳极上得不到铈；B项，生成的Fe3会氧化I；C项，金属铈易于水反应，故着火时不能用普通的泡沫灭火器灭火。【答案】D8下列各组物质中，不能按(“”表示一步完成)关系相互转化的是()【解析】A中：FeFeCl3FeCl2Fe，B中：Cl2NaClONaClCl2，C中：SiSiO2 H2SiO3，D中：HNO3NONO2HNO3。【答案】C9下列有关实验的说法正确的是()A除去铁粉中混有的少量铝粉，可加入过量的氢氧化钠溶液，完全反应后过滤B为测定熔融氢氧化钠的导电性，可在瓷坩埚中熔化氢氧化钠固体后进行测量C向硅酸钠溶液中逐滴加入过量的盐酸，先生成沉淀，后沉淀逐渐溶解D除去氧化铝中的二氧化硅，可先加入氢氧化钠溶液，然后过滤【解析】Al可与NaOH溶液反应，但Fe与NaOH溶液不反应，因此，可加入过量的NaOH溶液然后过滤除去其中铝粉，A正确；高温时NaOH可与瓷坩埚中的SiO2直接反应，B错误；Na2SiO3与盐酸反应生成H2SiO3沉淀，H2SiO3难溶于盐酸，C错误；Al2O3、SiO2均可与NaOH溶液反应，无法分离，D错误。【答案】A10在某无色溶液中缓慢地滴入NaOH溶液直至过量，产生沉淀的质量与加入的NaOH溶液体积的关系如图所示，由此确定原溶液中含有的阳离子是()AMg2、Al3、Fe2 BH、Mg2、Al3CH、Ba2、Al3 D只有Mg2、Al3【解析】分析图象可知：开始时加入NaOH溶液无沉淀产生，说明溶液中有大量H，随后开始出现沉淀，后随着NaOH溶液的加入，沉淀部分溶解至不变，结合选项知B符合题意。【答案】B二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11 (18分)2009年10月6日，瑞典皇家科学院宣布，将2009年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科学家高锟，表彰他在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”取得的突破性成就。高锟在以无数实验为基础的一篇论文中提出以石英基玻璃纤维作长程信息传递，将带来一场通讯业的革命，因而被称为”光纤之父”。(1)石英的化学成分是_(填化学式)。(2)传统无机非金属材料工业中以石英、_和_为主要原料，经过高温熔融后制得普通玻璃。 (3)下列有关硅材料的说法正确的是_(填字母)。A晶体硅和二氧化硅晶体的结构都类似金刚石，都常用来制造电子部件B氮化硅硬度大、熔点高，可用于制作高温陶瓷和轴承C普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂为原料制成的，没有固定的熔点D盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅(4)三硅酸镁(2MgO3SiO2nH2O)被用来治疗胃溃疡，是因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。写出三硅酸镁与胃酸(盐酸)反应的化学方程式_。【解析】(1)石英的主要成分是SiO2。(2)传统无机非金属材料以石英、纯碱和石灰石为主要原料。 (4)三硅酸镁中与稀盐反应的只有MgO，写出MgO与HCl反应的化学方程式，加上SiO2与H2O即可。【答案】(1)SiO2(2)纯碱石灰石 (3)BC (4)2MgO3SiO2nH2O4HCl=2MgCI23SiO2(n2)H2O12.(10分)欲将MgCl2、AlCl3的混合溶液分离开，某同学设计了如下方案：(1)试剂应选用 (填“NaOH溶液”或“氨水”)。该试剂的用量是 (填“过量”或“少量”)。(2)过滤后所得沉淀需进行洗涤，洗涤的方法是 。(3)写出生成溶液的离子方程式： 。(4)以上实验设计明显存在缺陷，请将其指出 。【解析】要分离MgCl2、AlCl3溶液可利用Al(OH)3的两性，先加入足量的NaOH溶液生成Mg(OH)2沉淀和NaAlO2溶液，过滤后Mg(OH)2加盐酸溶解得MgCl2溶液，NaAlO2溶液加盐酸得AlCl3溶液。【答案】(1)NaOH溶液 过量(2)在过滤器中加蒸馏水至浸没沉淀，然后使水自然流下，重复23次即可(3)Al3+4OH- AlO2-+2H2O或分步写：Al3+3OH- Al(OH)3，Al(OH)3+OH- AlO2-+2H2O(4)所得AlCl3溶液混有NaCl13.(14分)铝镁合金已经成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的三位同学为测定某含镁3%5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计下列三种不同实验方案进行探究，请回答下列问题：探究一实验方案：铝镁合金 氢氧化钠溶液 测定剩余固体质量实验中发生反应的化学方程式是 。实验步骤：(1)称取5.4 g铝镁合金粉末样品投入V mL 2.0 molL-1 NaOH溶液中，充分反应，NaOH溶液的体积V 。(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将 。(填“偏高”或“偏低”)探究二实验方案：铝镁合金 盐酸 测定生成气体的体积实验装置：问题讨论：(1)某同学提出该实验装置不够完善，应在A、B之间添加一个干燥、除酸雾的装置。你的意见是 。(填“需要”或“不需要”)(2)怎样检查该装置的气密性？ 。(3)为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题是(写出两点)： ； 。【解析】探究一的方案是根据金属铝能溶解在烧碱溶液中，而金属镁不与烧碱反应，将合金与烧碱充分反应后，所得的滤渣经过洗涤、干燥、称量等即可得到镁的质量，从而计算出镁的质量分数。镁铝合金中金属铝的最大含量97%，在5.4 g合金中含有铝的质量最大值为5.4 g97%=5.238 g，根据反应2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2，可得n(NaOH)=n(Al)= =0. 194 mol，NaOH溶液的体积为 =0.097 L=97 mL。若未对滤渣进行洗涤，金属镁吸附的物质没有除去，金属镁的质量偏大，从而引起测定值偏高。探究二是根据镁、铝都能与盐酸反应产生H2，通过测定H2的体积继而得出H2的物质的量，再结合样品的质量从而得出镁的质量分数。生成的H2不溶解于水中，同时挥发的HCl气体被水吸收，水蒸气和HCl气体对测定结果没有影响，故在A、B之间没有必要添加一个干燥、除酸雾的装置。该装置气密性的检查可以通过加水或微热的方法来实现。本实验属于定性实验，要保证测定结果的准确性一是要装置气密性良好，二是合金要完全溶解，三是测定H2体积要准确。【答案】探究一2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2(1)97 mL (2)偏高探究二(1)不需要(2)关闭分液漏斗活塞，向量气管C中注入水，并记下液面的高度，一段时间后，液面高度不发生变化说明装置气密性良好(其他合理方案也可)(3)检查装置的气密性 合金完全溶解(或加入足量盐酸，或调整量气管C的高度，使C中液面与B液面相平)14 (12分)已知在pH为45的环境中，Cu2几乎不水解，而Fe3几乎完全水解。某学生欲用电解纯净CuSO4 溶液的方法来测定铜的相对原子质量。其实验过程如图所示：(1)步骤所加的A的化学式为_；加入A的作用是_。(2)步骤中所用的部分仪器如图：则A应接在直流电源的_极(填“正”或“负” )。 (3)电解开始一段时间后，在U型管中观察到的现象有_；石墨电极上的电极反应式为_。(4)下列实验操作中必要的是(填字母)_ _。A称量电解前电极的质量B电解后，电极在烘干称重前，必须用蒸馏水冲洗C刮下电解后电极上析出的铜，并清洗、称重D电极在烘干称重的操作中必须按“烘干称重再烘干再称重”进行E在有空气存在的情况下，烘干电极必须采用低温烘干的方法(5)铜的相对原子质量为_(用带有n、V的计算式表示)。【解析】(1)由于含有Fe2(SO4)3杂质，故应先将Fe2(SO4)3除去，但又不能引入新的杂质，故根据题目信息，可采取