化学必修第1册第3章 第2节 第2课时

A组·基础达标1．1L1mol/L的NaOH溶液与足量稀盐酸完全反应，产生水的物质的量为()A．0.2mol B．0.5molC．1mol D．2mol【答案】C2．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是()A．1molNa在空气中完全燃烧，转移的电子数为2NAB．常温下，2.7g铝与足量NaOH溶液反应，消耗0.1NA个水分子C．0.1molFe与足量水蒸气反应生成H2的分子数为0.1NAD．11.2LCl2含有的原子数为NA【答案】B【解析】1molNa在空气中完全燃烧生成0.5molNa2O2，转移1mol电子，A错误；铝与NaOH溶液发生反应：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，2.7g(0.1mol)Al消耗0.1molH2O，B正确；根据反应3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2,0.1molFe完全反应生成eq\f(0.4,3)molH2，C错误；在标准状况下，11.2LCl2的物质的量为0.5mol，含有的原子数为NA，但题中未给出标准状况条件，D错误。3．28g铁与足量的1mol/L的稀硫酸反应，消耗稀硫酸的体积为()A．0.2L B．0.5LC．1L D．2L【答案】B4．物质的量均为1mol的镁、铝单质分别与足量稀盐酸反应，产生气体的总物质的量为()A．1mol B．1.5molC．2mol D．2.5mol【答案】D5．工业制造SiC(其中硅的化合价是＋4价)的化学方程式如下：SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高温))SiC＋2CO↑。在这个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比是()A．1∶2 B．2∶1C．1∶1 D．3∶5【答案】A【解析】该反应中每有3molC反应时，有1molC作氧化剂得到还原产物SiC，有2molC作还原剂得到氧化产物CO。SiO2既不是氧化剂也不是还原剂。6．将5gCaCO3加入足量盐酸中，并将生成的气体全部通入足量的红热的碳中充分反应，得到气体的体积(标准状况下)为()A．1.12L B．2.24LC．11.2L D．22.4L【答案】B【解析】设生成的气体体积为V，则根据化学方程式CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑，C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高温))2CO可知：CaCO3～CO2～2CO100g2×22.4L5gV故V＝2×22.4L×eq\f(5g,100g)＝2.24L。7．下列说法正确的是()A.H2SO4的摩尔质量是98gB．1molCO2的体积是22.4LC．18gH2O含有2mol氢原子D．0.1mol/LNa2SO4溶液中，Na＋的物质的量浓度为0.1mol/L【答案】C8．等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是()A．1∶1 B．3∶4C．2∶3 D．4∶3【答案】B【解析】根据反应的化学方程式Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑、3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2可知，1molFe与盐酸反应生成1molH2，与水蒸气反应生成eq\f(4,3)molH2，故相同条件下，产生H2的体积比是3∶4。9．一定浓度的NaOH溶液20mL可恰好中和18mLxmol·L－1的H2SO4溶液或24mLymol·L－1的盐酸，则x∶y为()A．1∶2 B．2∶1C．2∶3 D．3∶2【答案】C【解析】中和20mL一定浓度的NaOH溶液需要的HCl的量是H2SO4的2倍，即24y＝2×18x或理解为两者电离出的n(H＋)相同，可得出x∶y＝2∶3。10．把CO还原Fe2O3所生成的CO2通入澄清石灰水中生成沉淀，若将沉淀过滤、烘干后称得质量为mg。(1)找出CO制取沉淀的关系式。(2)需要通入CO的物质的量最少是多少？【答案】(1)CO～CaCO3(2)eq\f(m,100)mol【解析】反应过程中碳原子守恒，根据反应的化学方程式3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2，CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O，找出关系式：CO～CO2～CaCO31mol100gn(CO)mg1mol∶100g＝n(CO)∶mgn(CO)＝eq\f(m,100)mol。B组·能力提升11．镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)的关系如图所示。反应中镁和铝的()A．物质的量之比为3∶2B．质量之比为3∶2C．摩尔质量之比为2∶3D．失去的电子数之比为8∶9【答案】A【解析】根据题图，Mg、Al产生H2的体积相等，则Mg、Al失去的电子数相等，2×n(Mg)＝3×n(Al)，故n(Mg)：n(Al)＝3∶2，Mg、Al的摩尔质量之比为8∶9，则Mg、Al的质量之比为4∶3。12．铁、镁、锌三种金属分别和等体积、等浓度的盐酸反应，同温同压下，产生相同体积的氢气，则下列说法不正确的是()A．金属失去的电子数相等B．参加反应的金属质量相等C．参加反应的金属物质的量相等D．铁、镁、锌的质量比为56∶24∶65【答案】B【解析】同温同压下，产生相同体积的氢气时，说明氢离子得到电子的数目相等，而这些电子均由金属提供，则参加反应的金属失去的电子数相等，则n(Fe)×2＝n(Mg)×2＝n(Zn)×2，A，C均正确；设所需要的金属质量分别是x、y、z，则有eq\f(x,56)×2＝eq\f(y,24)×2＝eq\f(z,65)×2，可得参加反应的金属质量比是56∶24∶65，B错误，D正确。13．将19.5g锌粒投入250mL2mol·L－1的稀硫酸中，试计算：(写出计算过程)(1)产生的氢气在标准状况下的体积。(2)忽略溶液体积变化，反应后溶液中氢离子浓度。(3)要配制250mL2mol·L－1的稀硫酸，需取用质量分数为98%、密度为1.84g·cm－3的浓硫酸的体积为多少毫升？(保留三位有效数字)【答案】(1)6.72L(2)1.6mol·L－1(3)27.2mL【解析】(1)设反应产生氢气的物质的量为xmol，n(Zn)＝eq\f(19.5g,65g·mol－1)＝0.3mol，n(H2SO4)＝0.25L×2mol·L－1＝0.5mol。则：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑1mol1mol1mol0．3mol0.5molxmol硫酸过量，按锌进行计算，得x＝0.3，V(H2)＝0.3mol×22.4L·mol－1＝6.72L。(2)硫酸反应了0.3mol，剩余(0.5－0.3)mol＝0.2mol，反应后溶液中氢离子浓度为eq\f(0.2×2mol,0.25L)＝1.6mol·L－1。(3)质量分数为98%、密度为1.84g·cm－3浓硫酸的浓度为eq\f(1000×98%×1.84,98)mol·L－1＝18.4mol·L－1，设需要浓硫酸的体积为V，浓硫酸在稀释前后溶质的物质的量保持不变，0.25L×2mol·L－1＝18.4mol·L－1×V，V≈0.0272L＝27.2mL。14．把3.06g铝和镁的混合物粉末放入100mL盐酸中，恰好完全反应，并得到标准状况下3.36LH2。计算：(1)该合金中铝的物质的量。(2)该合金中镁的质量。(3)反应后溶液中Cl－的物质的量浓度(假定反应体积仍为100mL)。【答案】(1)0.06mol(2)1.44g(3)3.0mol·L－1【解析】(1)标准状况下3.36L氢气的物质的量：eq\f(3.36L,22.4L·mol－1)＝0.15mol，设3.06g金属的混合物中含有Al和Mg的物质的量分别为x、y，则eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(27x＋24y＝3.06,\f(3,2)x＋y＝0.15))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＝0.06mol,y＝0.06mol))则该合金中铝的物质的量为0.06mol。(2)该合金中镁的质量：0.06mol×24g·mol－1＝1.44g。(3)根据反应关系式得：2H＋～H2n(H＋)0.15moln(H＋)＝0.3mol，由于n(HCl)＝n(H＋)＝0.3mol，c(HCl)＝eq\f(0.3mol,0.1L)＝3.0mol·L－1。15．将19.2gCu和Fe2O3的混合物完全溶解在400mL稀硫酸中，然后向溶液中加入铁粉，剩余固体质量与加入铁粉质量的关系如图所示。(1)计算混合物中n(Cu)∶n(Fe2O3)。(2)计算稀硫酸的物质的量浓度。【答案】(1)1∶2(2)1mol·L－1【解析】(1)由图像可知，生成3.2g固体全为金属铜，则含有Fe2O3的质量为19.2g－3.2g＝16.0g，则n(Cu)∶n(Fe2O3)＝eq\f(3.2g,64g·mol－1)∶eq\f(16.0g,160g·mol－1)＝1∶2。(2)图像中加入11.2gFe时，铜离子完全被置换成Cu，此时溶质为FeSO4，根据铁元素守恒可知n(FeSO4)＝n(Fe)＋2n(Fe2O3)＝eq\f(11.2g,56g·mol－1)＋eq\f(16.0g,160g·mol－1)×2＝0.4mol，根据硫元素守恒，则400mL稀硫酸中含有硫酸的物质的量为n(H2SO4)＝n(FeSO4)＝0.4mol，该稀硫酸的物质的量浓度为c(H2SO4)＝eq\f(0.4mol,0.4L)＝1mol·L－1。综合素养测评(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意)1．“神八”与“天宫”一号的成功对接，标志着中国的航空铝材处于世界领先行列。下面关于铝合金的说法中，错误的是()A．铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点低B．高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼C.镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱(NaOH)腐蚀D．镁铝合金在盐酸中无法溶解2．化学与生活密切相关，下列说法错误的是()A．用黏土焙烧制得的红陶，陶器显红色的原因可能是含有Fe2O3B．制指南针的磁石主要成分是四氧化三铁C．储氢合金可以大量吸收氢气，但不与氢气发生化学反应D．硬铝合金可用于制造飞机部件3．下列对金属和金属材料的认识中，不正确的是()A．生铁和钢的性能完全相同B．铁在潮湿的空气中容易生锈C．赤铁矿的主要成分是氧化铁D．回收废旧金属有利于节约金属资源4.在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡。然后将两球分别浸没在溶液质量相等的稀烧碱溶液和硫酸铜溶液中一段时间，如图所示，下列说法正确的是()A．铝球表面有气泡产生，溶液中有白色沉淀生成；杠杆不平衡B．铝球表面有气泡产生，溶液澄清；铁球表面有红色物质析出；溶液蓝色变浅，杠杆右边下沉C．反应后移去两烧杯，杠杆仍平衡D．左边溶液的碱性增强5．对实验Ⅰ～Ⅳ的实验操作现象判断正确的是()A．实验Ⅰ：产生红褐色沉淀B．实验Ⅱ：溶液颜色变红C．实验Ⅲ：放出大量气体D．Ⅳ先出现白色沉淀，后溶解6．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是()选项ABCDXFeCl2溶液FeCl3溶液FeNa2SO4溶液YFeCl3CuCl2AlNa2CO3ZCl2FeNaOH溶液BaCl2溶液7.等质量的甲、乙、丙三种金属，分别与足量的溶质质量分数相同的稀硫酸完全反应后，都生成＋2价的硫酸盐，其产生H2的体积(同温同压)与反应时间的关系如图所示，则下列说法正确的是()A．三种金属的活动性顺序为甲＞乙＞丙B．反应时消耗H2SO4的质量一定相同C.三种金属的相对原子质量大小关系是甲＞乙＞丙D．反应速率最快的是甲，最慢的是乙8．把铁粉、铜粉置于FeCl3溶液中，充分反应后加入KSCN不显红色，下列情况不能成立的是()A．铁不剩余，Cu剩余B．铁、铜均剩余C．铁剩余，含Cu2＋D．铜剩余，含Fe2＋9．下列说法或解释事实的方程式不正确的是()A．FeSO4溶液与溴水反应：2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－B．0.1mol·L－1Na[Al(OH)4]溶液中通入过量CO2：[Al(OH)4]－＋CO2=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))C．(NH4)2Fe(SO4)2溶液与少量Ba(OH)2溶液反应：SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋Ba2＋=BaSO4↓D．FeCl3溶液腐蚀铜板：2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋10．Mg、Al、Fe三种金属分别与同浓度、同体积的稀盐酸反应时，放出H2的质量相等，则下列说法中正确的是()A．三种金属的物质的量相等B．三种金属均过量C．三种金属的质量相等D．盐酸均过量11.化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素，可表示为“价－类”二维图。铁元素的“价－类”二维图如图所示，下列说法正确的是()A．工业上用CO还原Fe2O3炼铁，该反应为置换反应B．Fe3O4中铁元素为＋4价C．维生素C能将Fe3＋转化为Fe2＋，该过程中维生素C做还原剂D．Fe(OH)2浊液露置于空气中，由白色立即变为红褐色12．现有浓度均为1mol·L－1的FeCl3、CuCl2的混合溶液100mL，向该溶液中加入5.6g铁粉充分反应(溶液的体积变化忽略不计)。已知，氧化性：Fe3＋>Cu2＋，下列有关叙述正确的是()A．反应后的溶液中n(Fe2＋)是0.15molB．反应后的溶液中不存在Fe3＋和Cu2＋C．反应后残留固体为3.2gD．反应后残留固体中可能含有未反应的铁粉13．经研究发现，含有95%的铝和5%的镓、铟及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气，整个反应中只消耗铝，而反应生成的Al2O3可回收再利用，这样不仅降低了制氢气的成本，而且方便快捷，这一发现将燃氢汽车的研发推向新的里程碑。下列有关说法不正确的是()A．此合金一定比纯铝柔软B．铝作为还原剂，有资源丰富的优势C．合金与水反应的总反应式为2Al＋3H2O=Al2O3＋3H2↑D．合金中的镓、铟及锡对铝与水的反应可能起催化作用14．将铁加入到100mL某浓度的盐酸中恰好完全反应，反应后生成的气体为VL(标准状况下)，将铝加入到100mL2mol·L－1NaOH溶液中恰好完全反应，充分反应后生成的气体为3VL。下列说法正确的是()A．铁和铝的物质的量相等B．原盐酸的浓度为2mol·L－1C．铁加入盐酸中的离子方程式为2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑D．盐酸与NaOH溶液中溶质的物质的量浓度之比为1∶215．高铁酸钾(K2FeO4)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂，制备流程如图所示：下列叙述不正确的是()A．用K2FeO4对饮用水杀菌消毒的同时，还产生Fe(OH)3胶体吸附杂质净化水B．用FeCl2溶液吸收反应Ⅰ中尾气后可再利用C．反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2D．该生产条件下，物质的溶解性：Na2FeO4<K2FeO4二、非选择题(本题包括4小题，共55分)16．(13分)为严厉打击食品生产经营中违法添加非食用物质、滥用食品添加剂，卫生部、农业部等部门联合公布了包含硫酸亚铁在内的22种“易滥用食品添加剂”名单。某同学为探究富含硫酸亚铁且保存时间较长的食品情况，设计了如下实验方案：eq\x(食品)→……→eq\x(\a\al(淡黄色,溶液))eq\o(→,\s\up7(试剂1))eq\x(\a\al(淡红色,溶液))eq\o(→,\s\up7(新制,氯水))eq\x(深红色溶液)(1)试剂1的主要成分的化学式是________。(2)加入新制氯水后溶液红色加深的原因是____________________(用离子方程式表示)。(3)该同学在实验中加入了过量氯水，放置一段时间后，发现深红色褪去，现对褪色原因进行探究。①提出假设假设1：溶液中的＋3价铁被氧化为更高价态的铁；假设2：________________________________________________________。②设计方案为了对你所提出的假设2进行验证，请写出一种实验方案：______________________。(4)应用拓展写出一种保存FeSO4固体的方法：____________________。17．(12分)某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。(1)A中试剂为________________________________________________________________________。(2)B中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(3)若实验用铝镁合金的质量为ag，测得氢气体积为bmL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为cg，则铝的相对原子质量为________。(4)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将________(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。18．(15分)《我在故宫修文物》展示了专家精湛的技艺和对传统文化的热爱与坚守，也令人体会到化学方法在文物保护中的巨大作用。某博物馆修复出土铁器的过程如下：(1)检测锈蚀产物主要成分的化学式Fe3O4Fe2O3·H2OFeO(OH)FeOCl(2)分析腐蚀原理：一般认为，铁经过了如下腐蚀循环。①Fe转化为Fe2＋。②FeO(OH)和Fe2＋反应形成致密的Fe3O4保护层，Fe2＋的作用是________(填字母)。a．氧化剂b．还原剂c．既不是氧化剂也不是还原剂(3)研究发现，Cl－对铁的腐蚀会造成严重影响。化学修复：脱氯、还原，形成Fe3O4保护层，方法如下：将铁器浸没在盛有0.5mol·L－1Na2SO3、0.5mol·L－1NaOH溶液的容器中，缓慢加热至60～90℃。一段时间后，取出器物，用NaOH溶液洗涤至无Cl－。①脱氯反应：FeOCl＋OH－=FeO(OH)＋Cl－。离子反应的本质是离子浓度的减小，比较FeOCl与FeO(OH)溶解度的大小：__________________。②Na2SO3还原FeO(OH)形成Fe3O4的离子方程式是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。19．(15分)完成下列问题。(1)利用题图可以从不同角度研究含铁元素物质的性质及其转化关系。图中甲～己均含铁元素。回答下列问