山东省武城县第二中学高中化学 第四章 材料家族中的元素检测（一）鲁科版必修1（通用）

第4章 材料家族中的元素检测一一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)1世界著名的科技史专家、李约瑟博士考证说：“中国至少在距今3 000年以前，就已经使用玻璃了。”下列有关玻璃的说法不正确的是（ ）A制普通玻璃的原料主要是纯碱、石灰石和石英B普通玻璃的成分主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅C玻璃在加热熔化时有固定的熔点D盛放烧碱溶液的试剂瓶不能用玻璃塞，是为了防止烧碱跟二氧化硅生成硅酸钠而使瓶塞与瓶口黏在一起2下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是（ ）硅是构成一些岩石和矿物的基本元素水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品高纯度的硅单质广泛应用于制作光导纤维陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料A.B.C.D.3下列物质中，既可与盐酸反应，又可与氢氧化钠溶液反应的是（ ）Na2SiO3；AlCl3；NH4HCO3；Al2O3；NaHSO4ABCD4“神舟”飞船上的太阳能帆板采用了大量先进的复合材料，以便在尽可能提高发电效能的同时，减轻其自身质量，其身价达到了上千万元。下列说法不符合事实的是（ ）A复合材料的使用可以使太阳能帆板能经受超高温B复合材料的使用可以使“神舟”飞船质量变轻C复合材料的使用可以使太阳能帆板承受超高强度的改变D复合材料的使用可以使太阳能帆板承受温差造成的热胀冷缩的难题5北京奥运会所颁发的“金镶玉”奖牌，将青海软玉创造性地运用于奥运奖牌之上，蕴含着“以玉比德”的理念，中国特色浓厚，艺术风格典雅。青海软玉主要成分是由“透闪石”和“阳起石”组成的纤维状微晶结合体，“透闪石”的化学成分为Ca2Mg5Si8O22(OH)2。下列有关说法不正确的是（ ）A“透闪石”的化学式写成氧化物的形式为：2CaO5MgO8SiO2H2OB“透闪石”中Mg元素的质量分数是Ca元素质量分数的2倍C“透闪石”的化学式写成硅酸盐的形式为：2CaSiO35MgSiO3H2SiO3D“透闪石”不耐热，也不耐酸腐蚀6镁、铝、铁、铜四种金属粉末混合物，加入过量盐酸充分反应，过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液，再过滤，滤液中存在的离子有（ ）ACu2+BAl(OH)4-CAl3+DMg2+7下列变化可通过一步反应直接完成的是（ ）AAl(OH)3Al2O3BAl2O3Al(OH)3CAlAl(OH)3DSiO2H2SiO38铜锈是一种绿色化合物，它的成分为碱式碳酸铜，兼有氢氧化铜和碳酸铜的性质。试推测：铜锈在高温灼烧条件下充分反应后的固体物质是（ ）A黑色的氧化铜B血红色的氧化亚铜 C蓝色的氢氧化铜和碳酸铜 D黑色的氧化亚铜 9甲、乙、丙、丁分别是Al2(SO4)3、FeSO4、NaOH、BaCl2四种物质中的一种，若将丁溶液滴入乙溶液中，发现有白色沉淀生成，继续滴加沉淀消失，丁溶液滴入甲溶液时，无明显现象发生。据此可推断丙物质是（ ）AAl2(SO4)3BNaOHCBaCl2DFeSO410将镁、铝、硅的混合物分为等质量的两份。一份与足量的NaOH溶液反应，另一份与足量的盐酸反应，最后生成的H2一样多。则镁与硅的物质的量之比为（ ）A21B41C11D3111有100 mL 3 molL-1 NaOH溶液和100 mL 1 molL-1 AlCl3溶液。按如下两种方法进行实验：将氢氧化钠溶液分多次加到AlCl3溶液中；将AlCl3溶液分多次加到NaOH溶液中。比较两次实验结果是（ ）A现象相同，沉淀量相等B现象不同，沉淀量相等C现象相同，沉淀量不等D现象不同，沉淀量不等12在Fe2(SO4)3溶液中，加入a g铜，完全溶解后，再加b g铁，充分反应后得到c g残余固体，且ac，则下列说法正确的是（ ）A残余固体是铜和铁B最后得到的溶液中一定含有Cu2+C将残余固体加入到稀硫酸中，有气泡产生D最后得到的溶液中可能含有Fe3+二、非选择题(本题包括5小题，共52分)13(10分)有三种透明、不溶于水的坚硬固体，A固体在氧气中完全燃烧只得到一种无色气体，此气体能使澄清石灰水变浑浊，标准状况下测得此气体密度为氧气密度的1.375倍。B固体可溶于热的苛性钠溶液，再往该溶液中加入过量酸时，析出白色胶状沉淀，此沉淀干燥后，为不溶于水的白色粉末，它是一种比碳酸还弱的酸；将B与石灰石、纯碱按比例混合加热得到C，C在高温时软化，无固定熔点。(1)A为_；有关反应的化学方程式为_。(2)B为_；有关反应的化学方程式为_。(3)C为_；有关反应的化学方程式为_。14(11分)某无色溶液由Na+、Ag+、Ba2+、Al3+、Al(OH)4-、中的若干种组成，取该溶液进行如下实验：取适量试液，加入过量盐酸，有无色无味气体生成，并得到溶液；在所得溶液中再加入过量碳酸氢铵溶液，有气体生成，同时析出白色沉淀甲；在所得溶液中加入过量氢氧化钡溶液，也有气体生成，并有白色沉淀乙析出。根据上述现象回答下列问题：(1)溶液中一定存在的离子是_；(2)一定不存在的离子是_；(3)证明白色沉淀甲是两性氢氧化物的有关离子方程式是；(4)判断沉淀乙的实验方法是_。15(11分)铝是一种重要的金属。(1)铝在元素周期表中的位置是_。(2)生产中曾用铝热反应焊接钢轨，铝与氧化铁发生反应的化学方程式为_。(3)铝与NaOH溶液反应的离子方程式为_；同温同压下，在浓度和体积均为100 mL 2 molL-1的盐酸及NaOH溶液中各加入等质量的Al，产生气体的体积之比为56，则所加Al的质量为_。(4)以AlCl3溶液为原料制取无水AlCl3，先制得AlCl36H2O晶体，主要操作包括_，冷却结晶，过滤。在第步操作中应注意的事项是_。在干燥的HCl气流中加热AlCl36H2O晶体，能进一步制取无水AlCl3，其原因是(结合化学方程式简要说明)。16(8分)单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450500 )，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。相关信息如下：a四氯化硅遇水极易水解；b硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；c有关物质的物理常数见下表：物质SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5沸点/57.712.8315熔点/-70.0-107.2升华温度/180300162请回答下列问题：(1)写出装置A中发生反应的离子方程式_。(2)装置A中g管的作用是 ；装置C中的试剂是 ；装置E中的h瓶需要冷却的理由是 。(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是 (填写元素符号)。17(12分)工业上制取CuCl2的生产流程如下：请结合下表数据，回答问题：物质Fe(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)3溶度积/25 8.010-162.210-204.010-38完全沉淀时的pH范围9.66.434(1)溶液A中加入NaClO的目的是_；该操作中若温度较高会产生一种有害气体，写出产生该有害气体的反应方程式：_。(2)在溶液B中加入CuO的作用是_。(3)操作a的目的是_。(4)在Cu(OH)2中加入盐酸使Cu(OH)2转变为CuCl2时采用稍过量盐酸和低温蒸干的目的是_。第4章 材料家族中的元素检测一参考答案1.C 解析：玻璃属于混合物，无固定的熔点。2.C 解析：水晶的成分是SiO2，而不属于硅酸盐，错；光导纤维的成分是SiO2，错。故C项正确。3.D 解析：Na2SiO3只能与HCl反应，AlCl3、NaHSO4只能与NaOH反应。4.C 解析：太阳能帆板在太空中运行的过程中，承受的压力小，承受超高强度的改变不符合事实。5.B 根据“透闪石”的化学式可知，1mol透闪石”中mg元素和ca元素的质量分别分5mol24g/mol120g，2mol40g/mol80g，因此二者的质量之比是32，6.B 解析：Mg、Al、Fe、Cu四种金属粉末混合物加入过量盐酸时，Cu不反应，再向滤液中加入过量NaOH溶液时，得到Mg(OH)2沉淀、Fe(OH)2也应有Fe(OH)3沉淀，而Al3+最终变为Al(OH)4-。7.A 解析：A项，2Al(OH)3Al2O3+3H2O；B项，至少两步才可实现：Al2O3Al3+Al(OH)3；C项，至少两步才可实现：AlAl3+Al(OH)3；D项，至少两步才可实现：SiO2H2SiO3。8.B 解析：Cu2(OH)2CO3受热分解：Cu2(OH)2CO32CuO+CO2+H2O，而CuO在高温下分解：4CuO2Cu2O+O2。9.D 解析：丁溶液滴入乙溶液中产生白色沉淀，继续滴加，白色沉淀不断溶解并消失，说明丁为NaOH，乙为Al2(SO4)3。将NaOH滴入甲溶液中无明显现象，说明甲为BaCl2，故丙为FeSO4。10.A 解析：Al与NaOH溶液和盐酸都反应且生成H2的量相等，在与NaOH溶液反应时Si也反应，与盐酸反应时Mg也反应，两者产生的H2一样多。根据关系式MgH2，Si2H2，n(Mg)n(Si)21。11.B 解析：将NaOH溶液逐滴加入到AlCl3溶液中，立即产生白色沉淀，随着NaOH量的增加，沉淀量逐渐增多至0.1 mol Al(OH)3。若将AlCl3溶液逐滴加入到NaOH溶液中，开始NaOH过量，Al3+转化为Al(OH)4-，故无沉淀生成，随着AlCl3不断滴入，NaOH全部反应完，此时溶质为0.075 mol Al(OH)4-，再继续滴入AlCl3，剩余的0.025 mol Al3+与0.075 mol Al(OH)4-恰好作用生成0.1 mol Al(OH)3。12.B 解析：由于ac，Cu没有完全析出，溶液中有Cu2+；因为有金属剩余，溶液中不可能还有Fe3+，有Cu2+存在也不会有Fe单质存在。13.(1)金刚石 C+O2CO2，Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O(2)水晶 2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O，H2O+Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H4SiO4，H4SiO4H2SiO3+H2O(3)普通玻璃 Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2，CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2解析：(1)A燃烧得气体的相对分子质量为321.37544，可见A为金刚石。(2)由B的有关性质特征可知B为SiO2，则C为普通玻璃。14.(1)Na+、Al(OH)4-、(2)Ag+、Ba2+、Al3+、(3)Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O，Al(OH)3+OH-=Al(OH)4-(4)取沉淀乙置于试管中，加入足量盐酸，若沉淀全部溶解，且有气体生成，沉淀为BaCO3；若有气体产生，沉淀不完全溶解，则说明沉淀为BaCO3和BaSO4；若沉淀不溶解，也无气体产生，则说明沉淀为BaSO415.(1)第三周期A族(2)2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe(3)2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4-+3H2 2.16 g(4)加热浓缩 用玻璃棒不断搅拌溶液，当有晶体析出时停止加热 因存在AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl，在干燥的HCl气流中，能抑制AlCl3的水解，且带走AlCl36H2O晶体受热产生的水蒸气，可得到纯净的AlCl3解析：第(3)问涉及的化学方程式分别有：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2和2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2，由上述两方程式可知，若Al均不足量，则产生H2的体积之比为11，若Al均过量则为13，实际为56，说明Al对盐酸过量，对NaOH溶液量不足。设与盐酸反应产生H2体积为V：2HCl H22 mol 22.4 L0.1 L2 molL-1 VV2.24 L则与NaOH溶液反应产生的H2体积为2.24 L2.688 L，代入下式求Al的质量。2Al 3H2227 g 322.4 Lm(Al) 2.668 Lm(Al)2.16 g第(4)问中制AlCl36H2O的第步应为加热浓缩，为避免AlCl3水解，确保生成AlCl36H2O晶体，需要保持溶液呈强酸性，不断搅拌以免造成局部过热，不能将溶液蒸干等。在干燥HCl气流中加热AlCl36H2O晶体制取无水AlCl3，可从平衡移动的角度去分析。16.（1）MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O(2)平衡压强 浓硫酸 使SiCl4冷凝(3)Al、P、Cl解析：制四氯化硅是由粗硅与Cl2反应得到的，所以必须先制得Cl2，因SiCl4极易水解，所以Cl2必须干燥，再根据表格数据分析提纯SiCl4的方法。(1)书写的是离子方程式，B装置中盛放饱和食盐水除去HCl，C装置中用浓H2SO4除水以制得干燥纯净的Cl2；(2)A中用恒压分液漏斗平衡压强，使液体顺利流下；h瓶用冷却液冷却主要目的是得到SiCl4；(3)精馏粗产物得到SiCl4，温度应控制在57.7 ，此时BCl3变为气体，但AlCl3、FeCl3、PCl5均残留在瓶中，所以残留杂质元素是Fe、Al、P、Cl。17.(1)将Fe2+氧化为Fe3+而使分离更加完全 ClO-+Cl-+2H+=Cl2+H2O(2)调节溶液的pH为34，使Fe3+完全