高中化学：《金属及其化合物》单元测试卷(含答案)

高中化学：《金属及其化合物》单元测试卷（含答案）一、单选题(共15小题)1.准确称取6.0g铝土矿样品(含Fe2O3),加入100mL稀硫酸中,充分反应后向滤液中加入10mol·L－1NaOH溶液,产生沉淀的质量和加入NaOH溶液体积之间的关系如图所示.则所用硫酸物质的量浓度为()A．1.75mol·L－1B．3.5mol·L－1C．0.85mol·L－1D．无法确定2.在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中,Fe3+、Cu2+和Fe2+的物质的量之比为3∶2∶1,现加入适量铁粉,使溶液中三种离子物质的量浓度之比变化为1∶2∶4,则参加反应的铁粉与原溶液Fe3+的物质的量之比为（）A．2∶1B．1∶2C．1∶3D．1∶43.实验室在配制硫酸亚铁溶液时,为防止硫酸亚铁被氧化而变质,常在溶液中加入少量的()A．锌粉B．铁粉C．硫酸铁D．盐酸4.1989年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一,加以控制使用,铝在下列应用时应加以控制的是()①制铝合金②制电线③制炊具④明矾净水⑤明矾和苏打制食品膨松剂⑥用氢氧化铝凝胶制胃舒平药品⑦银色漆颜料⑧制易拉罐⑨包装糖果和小食品A．全部B．③⑤⑧⑨C．⑥⑧⑨D．③④⑤⑥⑧⑨5.将适量铁粉放入三氯化铁溶液中,完全反应后,溶液中的Fe3＋和Fe2＋浓度相等.则已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比是()A．2∶3B．3∶2C．1∶2D．1∶16.高倩同学在做实验时引发镁失火,她拿起二氧化碳灭火器来灭火时,却被实验老师及时制止,原因是二氧化碳可以支持镁燃烧,下列关于该反应的判断正确的是()A．镁元素化合价由0价升高到＋2价,氧化镁是还原产物B．由此反应可以判断氧化性：CO2>MgO,还原性：Mg>CC．二氧化碳作氧化剂,表现氧化性,发生氧化反应D．镁原子失去的电子数目等于氧原子得到的电子数目7.刻制印刷电路板时用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生反应为Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋.根据该反应判断下列说法不正确的是()A．铜是还原剂B．Fe3＋具有氧化性C．该反应是置换反应D．该反应属于离子反应8.现有氧化铁和氧化铜的混合物mg,加入2.5mol·L－1的硫酸溶液40mL时,恰好完全溶解.若将2mg这种混合物在氢气流中加热并充分反应,冷却后剩余固体的质量为()A．0.8gB．1.6mgC．(2m－3.2)gD．(2m－1.6)g9.如图所示,在托盘天平的左右两托盘中各放置一只烧杯,调节天平使之平衡,向烧杯中分别注入足量且等质量、等浓度的稀硫酸,然后向两只烧杯中分别加入相同质量的锌片和铁银合金,反应完成后,天平仍保持平衡.合金中铁和银的质量比为()A．65∶56B．56∶108C．56∶9D．65∶910.将钠投入到下列物质中,不能发生反应的是()A．食盐溶液B．烧碱溶液C．盐酸溶液D．煤油11.下列说法中不正确的是()A．碳酸钠比碳酸氢钠易溶于水B．碳酸钠比碳酸氢钠稳定C．碳酸钠和碳酸氢钠能跟石灰水反应得到白色沉淀D．等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应,得到相同质量的二氧化碳12.下列关于铁矿石的说法正确的是()A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4B．铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同C．磁铁矿粉末溶于盐酸后,加入KSCN溶液,溶液变红色D．FeO俗称铁红13.下列关于金属元素的叙述不正确的是()A．金属元素的单质在反应中只能失去电子B．金属元素的阳离子只具有氧化性C．同一金属元素在不同化合物中的化合价可能相同D．金属元素在化合物中一定显正价14.证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是()A．依次滴加氯水和硫氰化钾溶液后,溶液显红色B．先滴加硫氰化钾溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色C．通入氨气,产生白色沉淀,无红褐色沉淀D．加入锌片,片刻取出,质量减轻；加入铜片,片刻取出,质量不变15.由Al3＋―→Al(OH)3―→AlO2-―→―→Al3＋系列变化中,中应填写的是()A．Al(OH)3B．AlCl3C．HClD．NaOH二、实验题(共3小题)16.绿矾是一种重要的化工原料.绿矾晶体(FeSO4·7H2O)由于保存不妥或长久放置,容易被空气中的氧气氧化而变质.为探究绿矾样品的变质情况,化学兴趣小组的同学设计了下列实验方案.可供选择的试剂：硫氰化钾溶液、酸性高锰酸钾溶液、氯水、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液,请参与完成方案设计.实验准备：取少量绿矾样品,用蒸馏水在烧杯中配成溶液.(1)方案1：取少量溶液,加入几滴____________,如果观察到的现象是溶液变红色.实验结论：证明绿矾样品已被氧化.(2)方案2：取少量溶液,加入几滴酸性高锰酸钾溶液,如果观察到的现象是______________.实验结论：证明绿矾样品完全被氧化.(3)使用硫酸亚铁时,如要防止Fe3＋的干扰,可以加入适量铁粉进行除杂,写出加入铁粉后发生反应的离子方程式：__________________________.17.化学兴趣小组设计以下实验方案,测定某已部分变质的小苏打样品中碳酸钠的质量分数.[方案一]称取一定质量样品,置于坩埚中加热至恒重后,冷却,称量剩余固体质量,计算.(1)坩埚中发生反应的化学方程式为____________________________.(2)实验中,需加热至恒重的目的是________________________________.[方案二]称取一定质量样品,置于小烧杯中,加适量水溶解；向小烧杯中加入足量氢氧化钡溶液,过滤、洗涤、干燥沉淀,称量固体质量,计算.(已知：Ba2＋＋OH－＋HCO3-===BaCO3↓＋H2(1)过滤操作中,除了烧杯、漏斗外,还要用到的玻璃仪器为______________.(2)实验中判断沉淀是否完全的方法是____________________________________________.[方案三]按如下图所示装置进行实验：(1)D装置的作用是______________________,分液漏斗中__________(填“能”或“不能”)用盐酸代替稀硫酸进行实验.(2)实验前称取17.90g样品,实验后测得C装置增重8.80g,则样品中碳酸钠的质量分数为______________.(3)根据此实验测得的数据,测定结果有误差,因为实验装置还存在一个明显缺陷是______________________________.18.某研究性学习小组在做过氧化钠与水反应实验时,发现过氧化钠与水反应后的溶液中滴加酚酞溶液溶液呈现红色,但红色很快褪色,甲、乙、丙三同学对此现象分别做了如下推测：甲：因为反应后试管很热,所以可能是溶液温度较高使红色褪去；乙：因为所加水的量较少,红色褪去可能是生成的氢氧化钠溶液浓度较大的影响；丙：过氧化钠具有强氧化性,生成物中氧气、过氧化氢(可能产物)等也具有强氧化性,可能是氧化漂白了红色物质.(1)验证甲同学的推测是否正确的方法是____________________,验证乙同学的推测是否正确的方法是______________________；当出现____________现象时,即可说明丙同学的推测正确.(2)有同学提出用定量的方法探究丙同学方案中是否含有过氧化氢,其实验方法为：称取2.6g过氧化钠固体,使之与足量的水反应,测量产生氧气的体积,与理论值比较可得出结论.测量气体体积时,必须待试管和量筒内的气体都冷却至室温时进行,应选用如图装置中的__________________,理由是____________________________________.三、计算题(共3小题)19.铁氧体是一类磁性材料,通式为MO·xFe2O3(M为二价金属离子).(1)为了制备铁氧体,称取5.6g铁粉、一定量的FeCl3(s)作为原料,先制备Fe3O4.方法如下：用稀硫酸溶解铁粉,加入FeCl3(s),经过一系列反应得到纯净的Fe3O4[已知1molFe(OH)2与2molFe(OH)3混合灼烧可得到1molFe3O4],需要加入FeCl3(s)的质量是多少？(2)若以MgSO4(s)和FeCl3(s)为原料制备9.0gMgO·2Fe2O3,制取过程中至少需要多少1mol·L－1的NaOH(aq)?(3)在一次制备Fe3O4的实验中,由于反应物比例控制不当,获得了另一种产品.取a克该产品溶于100mL盐酸(足量)中,需要通入672mL(标准状况)Cl2才能把溶液中的Fe2＋全部氧化为Fe3＋,然后蒸干所得溶液,灼烧至恒重,得9.6g固体.①ag该产品溶于盐酸后,溶液中Fe2＋的物质的量浓度(溶液体积变化忽略不计).②推算该产品的化学式(写出推算过程).20.某兴趣小组的同学对一批铁的样品(含有杂质,杂质不溶于水,也不与稀硫酸反应)进行分析,甲、乙、丙三位同学分别进行实验,其中一位同学所用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应,实验数据如下表：请你认真分析数据,回答下列问题：(1)哪位同学所用的稀硫酸与铁的样品恰好完全反应？(2)计算铁的样品中铁的质量分数.21.若含有1mol铁离子和1mol铝离子的混合溶液,现按下图横坐标依次加入8mol氢氧化钠溶液、1mol盐酸,通入1mol二氧化碳气体,纵坐标为混合沉淀的物质的量.(1)请画出沉淀的量随反应的变化曲线.(2)写出加入氢氧化钠6mol及其后发生的各步反应的离子方程式.四、填空题(共3小题)22.根据下列转化关系,回答有关问题.（1）浅绿色溶液D主要成分的化学式为.（2）试剂1是,试剂2是（填字母）.a．铁b．氯水c．硫氰化钾d．氢氧化钠（3）往D溶液中滴加氢氧化钠溶液,现象,发生反应的化学方程式.（4）铁与水蒸气反应的化学方程式为.23.等质量的碳酸钠、碳酸氢钠分别与足量的盐酸反应：(1)产生二氧化碳的质量比为____________.(2)二者消耗氢离子的物质的量比为__________.24.甲、乙、丙三种物质之间有如下转化关系：甲乙丙甲（1）若甲是不溶于水的白色固体物质,既能溶于盐酸又能溶于氢氧化钠溶液,则甲是____________________(写化学式,下同).写出“乙丙”转化的离子方程式：________________________________________________________________________.（2）若乙溶液中加入KSCN溶液,有红色出现,则甲物质是__________.写出“甲乙”转化的离子方程式：_________________________________________________________.

答案解析1.【答案】A【解析】由题意可知,沉淀量最大时溶质为Na2SO4,此时NaOH的物质的量为10mol·L－1×0.035L＝0.35mol,则n(H2SO4)＝0.175mol,硫酸物质的量浓度为0.175mol÷0.1L＝1.75mol·L－1.2.【答案】C【解析】因氧化性：Fe3+＞Cu2+＞Fe2+,加入适量的铁粉,使溶液中Fe3+、Cu2+和Fe2+物质的量之比变为1∶2∶4,说明Fe3+有剩余,则Cu2+没有参加反应,加入Fe粉仅与Fe3+反应.设原溶液中含有Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量分别为3mol、2mol、1mol,反应后Fe3+、Cu2+和Fe2+物质的量之比变为1∶2∶4,则反应后Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量分别为1mol、2mol、4mol,故反应的Fe3+的物质的量为3mol﹣1mol=2mol,则：故参加反应的Fe的物质的量为1mol,参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为1mol∶3mol=1∶3,C正确.3.【答案】B【解析】铁粉与硫酸亚铁溶液不反应,但能与被氧化产生的Fe3＋反应生成Fe2＋,能防止硫酸亚铁被氧化而变质；锌粉(能与硫酸亚铁溶液发生置换反应)、硫酸铁(引入杂质)、盐酸(引入杂质),都不能选用.4.【答案】D【解析】凡与食品、饮料有关的铝制品,都应控制使用.5.【答案】A【解析】设参加反应的Fe3＋物质的量为x,未参加反应的Fe3＋物质的量为y,由反应方程式2FeCl3＋Fe===3FeCl2可知,生成的Fe2＋的物质的量＝3x2,即未参加反应的Fe3＋物质的量y＝3x2,x∶y＝x∶3x6.【答案】B【解析】该反应的化合价变化及电子转移情况为镁是还原剂,二氧化碳是氧化剂；氧化镁是氧化产物,碳是还原产物；氧化性为CO2>MgO,还原性Mg>C；在该反应中氧元素的化合价无变化,氧原子无电子转移.7.【答案】C【解析】该反应中铜元素化合价升高,被氧化,为还原剂,铁元素化合价降低,被还原,Fe3＋为氧化剂；生成物中没有单质,不是置换反应；但该反应为离子反应.8.【答案】C【解析】有关反应的方程式为Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O,CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O.混合物中氧原子的物质的量＝0.04L×2.5mol·L－1＝0.1mol,用氢气还原2mg该混合物时,剩余固体的质量＝2mg－0.1mol×2×16g·mol－1＝(2m－3.2)g.9.【答案】C【解析】题设条件中,硫酸过量,金属完全反应.设锌的质量为x,Fe的质量为y,银的质量为z.金属与酸反应产生氢气质量与反应转移电子数数值相等,锌放出氢气质量为x65×2,铁放出氢气质量为y56×2.当加入金属后天平继续保持平衡,可知金属与H2SO4反应后溶液增重质量相等.x－x65×2＝y＋z－y56×2,同时x解方程组可得xy＝6556,y＝56x65,z＝9x65,10.【答案】D【解析】钠是一种非常活泼的金属,极易与酸、碱、盐等溶液发生置换反应.钠与酸溶液反应时,若钠过量可继续与水反应；钠与碱溶液反应实际是钠与水的反应；钠与盐溶液反应时,先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再与某些盐发生复分解反应.11.【答案】D【解析】碳酸钠和碳酸氢钠都可溶于水,但碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度；加热时碳酸氢钠易分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,而碳酸钠很难分解；碳酸钠和碳酸氢钠都能与石灰水反应,生成碳酸钙白色沉淀；碳酸钠和碳酸氢钠摩尔质量不同,二者质量相同,其物质的量不同,产生二氧化碳的质量不同.12.【答案】C【解析】13.【答案】B【解析】金属元素的单质在反应中只能失去电子,只具有还原性,在形成的化合物中金属元素只显正价,不存在负价；有些金属元素的阳离子如Fe2＋,既可失去电子生成Fe3＋而具有还原性,也可得到电子生成Fe而具有氧化性；金属元素在不同的化合物中可以有相同的化合价,如氯化铁和硫酸铁.14.【答案】B【解析】SCN－与Fe3＋作用使溶液呈红色,与Fe2＋作用无此现象,先滴加KSCN溶液,不显红色,说明原溶液不含Fe3＋,再滴加氯水后呈红色,说明滴加氯水后溶液中有Fe3＋,证明原溶液含有Fe2＋,A项错误、B项正确；C项,溶液中若含有Mg2＋也有该现象,错误；D项,溶液中若含有Cu2＋,也有该现象,错误.15.【答案】A【解析】由Al3＋转化为AlO2-需要通过Al(OH)3,同样由AlO2-转化为Al3＋,也需要通过Al(OH)3,在AlO2-中加入过量强酸,先生成Al(OH)3,再加强酸16.【答案】(1)硫氰化钾溶液(2)溶液不褪色(3)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋【解析】(1)绿矾样品被氧化会生成Fe3＋,有Fe3＋存在即可明绿矾样品已被氧化,Fe3＋可使硫氰化钾溶液变红色.(2)Fe2＋能使酸性高锰酸钾溶液褪色,若溶液不褪色,说明溶液中没有Fe2＋,则证明绿矾样品完全被氧化.(3)Fe3＋与铁反应生成Fe2＋,离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋.17.【答案】[方案一](1)2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O(2)保证碳酸氢钠分解完全[方案二](1)玻璃棒(2)静置后取少量上层清液于试管中,加一滴氢氧化钡溶液,如果有白色沉淀生成,说明沉淀未完全；如果不产生白色沉淀,表明沉淀已完全[方案三](1)防止空气中的水蒸气、二氧化碳进入C装置不能(2)29.6%(3)缺少一个驱赶残留二氧化碳气体的装置(或其他合理答案)【解析】[方案一](1)碳酸氢钠受热可分解,反应方程式为2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑.(2)实验原理是根据加热前后固体质量变化来计算碳酸氢钠质量,碳酸氢钠完全分解才能保证实验精确度,加热至恒重是碳酸氢钠完全分解的最好测量方法.[方案二](1)过滤时需用玻璃棒引流.(2)静置后取少量上层清液于试管中,继续加沉淀剂,看是否生成沉淀.[方案三](1)空气中的水蒸气和二氧化碳会被碱石灰吸收,故D的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,以确保C装置中质量增加为反应产生的二氧化碳质量；分液漏斗中如果用盐酸代替硫酸,盐酸易挥发,这样制得二氧化碳气体中含氯化氢,浓硫酸不能吸收氯化氢,则氯化氢被碱石灰吸收,导致测到二氧化碳质量偏高.等质量碳酸钠和碳酸氢钠,碳酸氢钠产生二氧化碳多,则会导致碳酸氢钠偏多,碳酸钠偏小.(2)设碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量分别为x、y,则106x+84y=17.9044x+44y=8.80,解得x=0.05moly=0.15mol,则样品中Na2CO3的质量分数为0.05(3)实验装置A中存在的二氧化碳不能被C全部吸收,需设计一个装置将A、B中的二氧化碳全部吹入C中吸收.18.【答案】(1)冷却后看溶液是否变红加水稀释后看溶液是否变红冷却后及加水稀释后均不变红(2)Ⅱ防止气体冷却时发生倒吸现象,减小实验误差【解析】(1)甲认为过高温度使红色褪去,只要将溶液冷却,观察溶液是否变红,即可验证甲同学的推测是否正确；乙认为NaOH溶液浓度过高导致褪色,只要加水稀释,观察溶液是否变红,可验证乙同学的推测是否正确；当甲同学和乙同学的推测都不正确时,即：冷却后及加水稀释后均不变红,说明丙同学的推测是正确的.(2)过氧化钠与水的反应为放热反应,若选用装置Ⅰ,气体冷却时发生倒吸现象,影响测定结果.为了防止气体冷却时发生倒吸现象,减小实验误差,应该选用装置Ⅱ测量气体体积.19.【答案】(1)32.5g(2)350mL(3)①溶液中Fe2＋的物质的量浓度0.6mol·L－1②2FeO·Fe2O3【解析】(1)5.6g铁粉n(Fe)＝0.1mol,与硫酸反应生成硫酸亚铁,n(Fe2＋)＝0.1mol；Fe3O4可表示为FeO·Fe2O3,由n(Fe3＋)＝0.1mol×2＝0.2mol,n(FeCl3)＝0.2mol,m(FeCl3)＝0.2mol×162.5g·mol－1＝32.5g.(2)9.0gMgO·2Fe2O3物质的量n(MgO·2Fe2O3)＝0.025mol,n(MgO)＝0.025mol,n(Fe2O3)＝0.025mol×2＝0.05mol,根据工艺流程可知,MgO、Fe2O3来自氢氧化镁、氢氧化铁分解,由电荷守恒可知n(OH－)＝2n(Mg2＋)＋3n(Fe3＋)＝0.025mol×2＋0.05mol×2×3＝0.35mol,需要1mol·L－1的NaOH溶液体积为0.35L.(3)取a克该产品溶于100mL盐酸中,需672mLCl2物质的量氧化其中亚铁离子,根据2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－,得n(Fe2＋)＝0.06mol,c(Fe2＋)＝0.6mol·L－1.最后9.6g固体为Fe2O3,n(Fe2O3)＝0.06mol,利用铁元素守恒可知原氧化物中＋3价铁的物质的量为0.06mol×2－0.06mol＝0.06mol,n(FeO)∶n(Fe2O3)＝2∶1,该产品化学式为2FeO·Fe2O3.20.【答案】(1)乙(2)铁的样品中铁的质量分数为93.3%【解析】(1)根据化学反应方程式计算时,如果已知二种反应物的量,计算关键在于确定过量,以不足量物质进计行算.从乙→甲,铁的质量相同,酸增多,气体都是0.3g,说明甲中盐酸有剩余,乙中铁已完全反应；从乙→丙,铁的质量增加,气体都是0.3g,说明乙中盐酸已消耗完,丙中合金一定过量.综合可知乙同学实验中,铁和硫酸恰好完全反应.(2)乙同学实验中产生氢气的质量为150g＋9g－158.7g＝0.3g设参加反应的铁的质量为x56∶2＝x∶0.3g解得：x＝8.4g所以铁的样品中铁的质量分数为8.4g921.【答案】(1)(2)Al(OH)3＋OH－===AlO2-＋2H2O、H＋＋OH－===H2O、CO2＋2AlO2-＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO32-、CO2【解析】混合溶液中,加入6mol氢氧化钠能使1mol铁离子和1mol铝离子完全转化为沉淀,再加1mol氢氧化钠时,氢氧化铝完全溶解生成偏铝酸根离子,离子反应为Al(OH)3＋OH－===AlO2-＋2H2O；7～8mol时加氢氧化钠不发生反应,8～9mol时加盐酸,发生酸碱中和,H＋＋OH－===H2O；9～9.5mol时通入二氧化碳气体,偏铝酸根离子完全转化为氢氧化铝沉淀,CO2＋2AlO2-＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO32-；9.5～10mol继续通入二氧化碳气体,溶液中碳酸根离子转化