学年高中化学 第4章 材料家族中的元素 第2节 铝金属材料第2课时测试题2 鲁科版必修1doc.docx

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学年高中化学第4章材料家族中的元素第2节铝金属材料第2课时测试题2鲁科版必修1doc

2019-2020学年高中化学第4章材料家族中的元素第2节铝金属材料（第2课时）测试题2鲁科版必修1

一、选择题

1．将11.5g钠、9g铝、28g铁分别投入200mL1mol/L的盐酸中，下列分析结

果正确的是（　　）

A.钠与盐酸反应最剧烈，产生的气体最多

B.铝与盐酸反应的速率仅次于钠，但产生的气体最多

C.铁与盐酸反应产生的气体比钠多

D.反应结束时产生的气体一样多

2．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.将钠投入到盛满水的烧杯中，观察钠与水反应实验现象

C.制备Fe（OH）3胶体，通常是将Fe（OH）3固体溶于热水中

D.实验室配制一定浓度NaOH溶液，将称量固体溶解后马上转移到容量瓶中

3．给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是（　　）

A.Al2O3

NaAlO2（aq）

Al（OH）3

B.S

SO3

H2SO4

C.Mg（OH）2

MgCl2（aq）

无水MgCl2

D.Fe

Fe2O3

FeCl3

4．足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气

体，这些气体与1.68LO2（标准状况）混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸．若向所得硝酸铜溶液中加入5mol/LNaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是（　　）

A.60mLB.45mLC.30mLD.15mL

5．对Al、Fe二种金属元素，下列说法正确的是（　　）

A.铝能够稳定存在于空气中，而铁很容易生锈，说明铁比铝活泼

B.等物质的量的Al、Fe分别与足量盐酸反应放出等质量的H2

C.二者的氢氧化物都不可以通过氧化物化合反应直接制备

D.二者的单质都能与强碱溶液反应生成H2

6．Na、Al、Fe、Cu是中学化学中重要的金属元素。

它们的单质及其化合物之间有很多转化关系。

下表所列物质不能按如图（“→”表示一步完成）关系相互转化的是（）

A.AB.BC.CD.D

7．下列变化不可能通过一步反应直接完成的是（）

A.Al（OH）3→Al2O3B.SiO2→H2SiO3

C.Al→AlO2-D.Si→Na2SiO3

8．下列关于元素及其化合物的说法不正确的是（　　）

A.Fe在一定条件下可与浓盐酸、稀硫酸、浓硝酸等剧烈反应

B.Al、Cl2均能和NaOH溶液发生氧化还原反应，且两单质的作用不相同

C.在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，若再继续加入KNO3固体，铜粉会溶解

D.金属单质Na、Mg、Fe在一定条件下与水反应都生成H2和相应的碱

9．现有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液，只用一种试剂就可以鉴别它们，这种试剂是（　　）

A.盐酸B.烧碱溶液C.氨水D.KSCN溶液

10．用下图所示装置进行下列实验：

将①中溶液滴入②中，预测的现象与实际相符的是（　　）

选项

①中物质

②中物质

预测②中的现象

A

稀盐酸

碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液

立即产生气泡

B

氯化铝溶液

浓氢氧化钠溶液

产生大量白色沉淀

C

氯化铁溶液

淀粉碘化钾溶液

溶液变为蓝色

D

硫酸亚铁溶液

过氧化钠固体

产生气泡和白色沉淀

A.AB.BC.CD.D

11．自然界里常见金属元素存在最多的是Al，其次是铁，铜的含量较少。

然而人类冶炼金属获得成功最早的反而是含量少的铜，含量最多的铝最迟冶炼出来，究其原因，合理的是（　　）

A．矿石在地下埋藏，铜矿最浅，容易开发，铝矿埋得深，难开发

B．铜矿颜色较深，易发现，铝矿颜色较浅，不易发现

C．铜矿较易还原，铝矿很难还原

D．以上说法是错误的

12．向Fe2（SO4）3和Al2（SO4）3的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液至过量。

下列图象中，能正确表示上述反应的是（　　）

A.AB.BC.CD.D

13．某无色溶液含有下列离子中的若干种：

H+、NH4+、Fe3+、Ba2+、Al3+、Cl﹣、OH﹣、CO32﹣、NO3﹣．向该溶液中加入铝粉，只放出H2，则溶液中能大量存在的离子最多有（）

A．3种B．4种C．5种D．6种

14．wg铁粉和铝粉的混合物，和过量的NaOH溶液反应，然后过滤，将沉淀完全收集后，放蒸发皿中加热，直至被加热的物质质量不再变化，取出蒸发皿中的物质称量仍为wg。

则原混合物中铝粉的质量分数是（　　）

A.30％B.50％C.70％D.90％

二、非选择题

15．某地煤矸石经预处理后含SiO2、Al2O3、Fe2O3，一种综合利用煤矸石制取绿矾（FeSO4·7H2O）的工艺流程如下图所示。

（1）过滤操作需要用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒还有_____________；

（2）写出所选试剂X、Y的化学式：

X_______________，Y_____________；

（3）滤液B中含的阴离子有_____________（写离子符号）。

（4）滤渣SiO2可制取木材防火剂，该防火剂的化学式为______________；

（5）由溶液D转化为溶液E的离子方程式为：

______________。

（6）根据图中数据，计算出原40g煤矸石中Fe2O3的质量分数为_____________。

（假设适量均为恰好反应）

16．铝、铁是重要的金属，其单质及化合物有着广泛的应用，完成下列填空：

（1）铝元素在周期表中的位置是，写出其最高价氧化物对应水化物的电离方程式；

（2）画出铁原子的结构示意图。

与铁同周期的主族元素中，最高价氧化物对应水化物中，碱性最强的化合物与酸性最强的化合物的化学反应方程式为；

（3）在FeC13稀溶液中滴加KSCN溶液后呈红色，反应的离子方程式是，在其中加入少量KCl固体，溶液的颜色（选填“变深”，“变浅”或“不变”）；

（4）若先往FeCl3溶液中加入足量NaF溶液，再滴加溶液，则不呈红色，若再加入足够量FeC13溶液，又会呈现红色。

请试对上述实验现象作出解释。

17．胆矾（CuSO4·5H2O）是铜的重要化合物，有着广泛的应用，如用来配制农药波尔多液。

以下是CuSO4·5H2O的实验室制备流程图。

根据题意完成下列填空：

（1）向含有铜粉的稀硫酸中滴加硝酸，在铜粉溶解时最终可以观察到的实验现象：

、；

（2）如果铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净，则制得的CuSO4·5H2O中可能存在的杂质是（填化学式）；

（3）将CuSO4·5H2O与NaHCO3按一定的比例共同投入到150mL沸水中，剧烈搅拌，冷却后，有绿色晶体析出。

该晶体的化学组成为Cux（OH）y（CO3）z·nH2O。

实验所得的绿色晶体需充分洗涤，检验是否洗涤干净的方法是；

（4）为了确定晶体的化学式，某实验小组进行如下实验：

a.称取3.640g晶体，加入足量的稀盐酸使固体完全溶解，收集到标准状况下的气体448.0mL；b.称取等质量的晶体，灼烧至完全分解，得到2.400g残余固体。

通过计算确定晶体的化学式（写出计算过程）。

18．从铝土矿（主要成分是Al2O3，含Fe2O3、MgO和一些不溶于酸碱的杂质）中提取氧化铝两种工艺流程如下：

请回答下列问题：

（1）写出步骤②中加入烧碱后的离子方程式为______________________________；

（2）列举氧化铝的两种常见的用途__________、__________________；

（3）沉淀C的主要成分是____________________________（填化学式）。

滤液D与少量CO2反应的离子方程式为___________________________；

（4）步骤③、④中不能用硫酸代替CO2，原因是_______________________________，向该滤液M中加入少量澄清石灰水的离子方程式为__________________________；

（5）沉淀F在过滤后需要洗涤，请写出检验F是否洗涤干净的方法_________________；

（6）若现在有10t的铝土矿，其中铝元素的质量分数为10.8%，则在流程乙中溶解时，需要4mol/L的NaOH溶液至少_______L。

19．用铜屑制取硫酸铜溶液的一种方法是：

将铜屑放入一定浓度的硫酸中，加热并不断鼓入空气，其反应原理为2Cu＋O2＋2H2SO4==2CuSO4＋2H2O。

其中，还原剂是__________（填化学式），被还原的物质是__________（填化学式），若制备时用2molCu与足量的O2和H2SO4反应，可制得_________molCuSO4。

20．工业上用铝土矿（主要成分SiO2、Al2O3、Fe3O4）提取氧化铝作冶炼铝的原料,提取的操作过程如下图所示：

（1）不溶物为___________（写化学式，下同），滤液甲中的溶质为______________________；

（2）滤液甲中含铝元素的溶质与过量NaOH溶液反应进入滤液乙，发生此反应的反应物的物质的量之比为_____________。

若使用氨水能否达到上述目的__________（填“能”或“否”）；

（3）若向滤液甲中加入碘化钾溶液，相关的离子反应方程式为______________________，从该溶液中获得碘单质需要加入____________（填试剂名称），振荡、静置，再经______________（填操作名称），蒸馏后即得到碘单质；

（4）③步骤中通入二氧化碳是过量的，写出此步发生的离子反应方程式：

_____________________；

（5）若将铝土矿用过量氢氧化钠溶液溶解，过滤后向滤液中通入过量CO2，再经过滤、加热得到的物质是______________________；

（6）②步骤得到的沉淀为灰绿色，沉淀变为红褐色需要较长时间，欲快速得到红褐色沉淀，可以向此沉淀中加入过量的_________。

（填字母）

A．过氧化钠B．氯水C．稀硝酸D．酸性高锰酸钾溶液

参考答案

1．【答案】A

【解析】发生2Na＋2HCl=2NaCl＋H2↑，2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑，Fe＋2HCl=2FeCl2＋H2↑，根据化学反应方程式进行计算，假设金属全部参加反应，消耗盐酸的物质的量分别是11.5/23mol=0.5mol、9×6/（2×27）mol=1mol、28×2/56mol=1mol，实际投入盐酸的物质的量为200×10－3×1mol=0.2mol，显然固体过量，盐酸不足，但金属钠还能与水反应产生氢气，因此金属钠产生的氢气量最多，金属钠金属性强于铝和铁，因此金属钠和酸反应速率最剧烈，故选项A正确。

2．【答案】A

【解析】A．可用过量的氢氧化钠溶液除去铁粉中混有的少量铝粉，完全反应后过滤、洗涤即可得到铁粉，故A正确；B．烧杯中盛放的液体不得超过容积的三分之二，故B错误；C．制备Fe（OH）3胶体，通常是将饱和的FeCl3溶液滴加到沸水中，故C错误；D．容量瓶是定容装置，固体的溶解在烧杯中进行，故D错误；答案为A。

3．【答案】A

【解析】A.Al2O3能够与氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2，NaAlO2溶液中通入二氧化碳生成Al（OH）3，故A正确；B.S燃烧生成SO2，故B错误；C.Mg（OH）2是碱，能够被盐酸溶解生成MgCl2，MgCl2能够水解生成挥发性的氯化氢，直接加热蒸发，不能得到无水MgCl2，故C错误；D.Fe与水蒸气反应生成Fe3O4，故D错误；故选A。

4．【答案】A

【解析】铜和浓硝酸反应生成NO2、N2O4、NO，这些气体再和氧气反应生成硝酸，即铜失去电子最终给了氧气，因此根据得失电子数目守恒，n（Cu）×2=1.68×4/22.4，解得n（Cu）=0.15mol，发生Cu2＋＋2OH－=Cu（OH）2，消耗的氢氧化钠物质的量为2n（Cu）=0.3mol，即消耗氢氧化钠的体积为0.3×1000/5mL=60mL，故选项A正确。

5．【答案】C

【解析】A．铁很容易生锈，铝的活泼性比铁强，铝比铁更耐腐蚀，这是因为铝在常温下与空气中的氧气发生化学反应，使铝的表面生成了一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止了内部的铝进一步氧化，故A错误；B．等物质的量的Al、Fe分别与足量的盐酸反应，设金属的物质的量都是nmol，根据电子守恒可知生成氢气的物质的量之比为

:

=3：

2，生成氢气的质量之比等于其物质的量之比，则产生H2的质量之比为：

3：

2，故B错误；C．氢氧化铝、氢氧化亚铁不能通过氧化物化合反应直接制备，氢氧化铁可以通过化合反应直接制备，但也不能通过氧化物化合反应直接制备，故C正确；D．铁与强碱溶液不反应，铝与强碱溶液反应放出氢气，故D错误；故选C。

6．【答案】B

【解析】A项正确，例如：

Na与水反应生成NaOH，NaOH与盐酸反应生成NaCl，电解熔融的NaCl可得金属钠；B项错误，例如：

Al与氧气反应生成Al2O3，而Al2O3不能一步转化为Al（OH）3；C项正确，例如：

Fe在氯气中燃烧生成FeCl3，FeCl3溶液与Fe反应生成FeCl2，FeCl2溶液与Zn反应可得Fe；D项正确，例如：

Cu与浓硫酸加热反应生成CuSO4，CuSO4溶液与BaCl2溶液反应生成CuCl2，CuCl2溶液与Zn反应可得Cu。

综上所述，符合题意的为B项。

本题考查重要金属及其化合物的转化，属于基础知识，学习过程中应重视落实，形成知识体系，做到熟练答题。

7．【答案】B

【解析】

A.Al（OH）3加热分解生成Al2O3，可以通过一步反应完成，故A不选；B.SiO2不溶于水，不能通过一步反应完成，故B正确；C.Al与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，可以通过一步反应完成，故C不选；D.Si与氢氧化钠溶液反应生成Na2SiO3和氢气，可以通过一步反应完成，故D不选；故选B。

8．【答案】D

【解析】A.Fe在常温下可被浓硝酸钝化，但在加热时能剧烈反应，A项正确；B.Al、Cl2均能和NaOH溶液发生氧化还原反应，但Al只作还原剂，而Cl2既作还原剂又作氧化剂，B项正确；C.在酸性条件下NO3-能氧化Cu，C项正确；D.Fe在一定条件下与水反应生成氢气和四氧化三铁，D项错误。

答案选D。

9．【答案】B

【解析】

A.盐酸与五种溶液均不反应，故A错误；B.五种溶液与烧碱溶液作用现象分别是：

无明显现象、先产生白色沉淀，后变成灰绿色，最后变成红褐色、红褐色沉淀、白色沉淀、先产生白色沉淀，碱过量后白色沉淀又消失，故B正确。

C.五种溶液与氨水作用现象分别是：

无明显现象、先产生白色沉淀，后变成灰绿色，最后变成红褐色、红褐色沉淀、白色沉淀、白色沉淀，MgCl2、AlCl3产生的现象相同，故C不正确。

D.KSCN溶液只能与FeCl3呈血红色，D不正确。

故选B。

10．【答案】C

【解析】A、盐酸先与NaOH反应，不立即产生气泡。

A现象不合理；B、先发生Al3＋＋4OH―=AlO2―＋2H2O，后Al3＋＋3AlO2―＋6H2O=4Al（OH）3↓,先无沉淀，后产生沉淀，B现象不合理；C、2Fe3＋＋2I―=I2＋2Fe2＋,I2遇到淀粉呈蓝色。

C正确；D、Fe2＋会被氧化成Fe3＋，生成Fe（OH）3，呈红褐色，D不正确。

故选C。

11．【答案】C

【解析】金属冶炼的难易与金属的活泼性有关，铜不活泼，在加热条件下可用碳置换，使用较早，而铝的性质比较活泼，用一般的还原剂不能将之置换，一般用电解法，使用较晚，与金属化合物的其它性质无关，答案选C。

注意把握金属冶炼的一般原理，学习中注意常见金属的冶炼方法是解答的关键。

金属的冶炼一般是依据金属的活泼性选择相应的方法，常见金属冶炼的方法有：

1.热分解法：

适用于不活泼的金属,如汞可用氧化汞加热制得；2.热还原法：

用还原剂（氢气，焦炭，一氧化碳，活泼金属等）还原；3.电解法：

适用于K、Ca、Na、Mg、Al等活泼金属；4.其他方法：

如CuSO4+Fe＝Cu+FeSO4。

12．【答案】D

【解析】因横坐标表示加入NaOH溶液的体积，纵坐标表示反应生成沉淀的质量，则向Fe2（SO4）3和Al2（SO4）3的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液，发生Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓、Al3++3OH-═Al（OH）3↓，则沉淀的质量一直在增大，直到最大；然后发生Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O，沉淀的质量减少，但氢氧化铁不与碱反应，则最后沉淀的质量为一定值，显然只有D符合，故选D。

考查化学反应与图象的关系，明确图象中坐标及点、线、面的意义，结合物质的溶解性来分析解答，注意氢氧化铝能溶于强碱但不溶于弱碱，可能发生的反应根据发生的反应Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓、Al3++3OH-═Al（OH）3↓、Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O来分析。

13．【答案】C

【解析】溶液无色，则一定不存在铁离子。

向该溶液中加入铝粉，只放出H2，如果溶液显酸性，则存在的离子是氢离子、铵根、钡离子、铝离子、氯离子；如果显碱性，则可以大量存在的是钡离子（或碳酸根，二者不能同时存在）、氯离子、氢氧根、硝酸根，因此溶液中能大量存在的离子最多有五种，答案选C。

14．【答案】A

【解析】试题分析：

wg铁粉和铝粉的混合物，和过量的NaOH反应，然后过滤，滤渣为Fe，放入蒸发皿中完全灼烧后最终应生成Fe2O3，取出蒸发皿中的物质称量仍为wg，则铝粉的质量等于Fe2O3中O元素的质量，则有原混合物中铝粉的质量分数为：

×100%=30%，答案选A。

15．【答案】

（1）漏斗；NaOH或KOH；H2SO4；

（3）AlO2-、Cl-、OH-；（4）Na2SiO3；

（5）Fe+2Fe3+=3Fe2+；（6）60%。

【解析】煤矸石经预处理后含SiO2、Al2O3、Fe2O3，向其中加入盐酸，会发生反应：

Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O；Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,SiO2是酸性氧化物，难溶于水，过滤，滤渣为SiO2，滤液中含有AlCl3、FeCl3及过量的HCl；向滤液中加入过量的NaOH溶液，发生反应：

AlCl3+4NaOH=NaAlO2+3NaCl+2H2O；FeCl3+3NaOH=Fe（OH）3↓+3NaCl。

过滤，滤渣C是Fe（OH）3，用足量的硫酸溶解，发生反应：

2Fe（OH）3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+6H2O，向其中加入足量的铁粉，发生反应：

Fe2（SO4）3+Fe=3FeSO4，然后蒸发浓缩，冷却、结晶，就得到绿钒FeSO4·7H2O。

（1）过滤操作需要用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒还有漏斗；

（2）所选试剂X是NaOH或KOH；Y是H2SO4；（3）滤液B中含有阴离子有AlO2-、Cl-、OH-；（4）滤渣SiO2可以与NaOH发生反应产生硅酸钠，该物质容易溶于水，有粘性，有阻燃性，是木材的防火剂，该防火剂的化学式为Na2SiO3。

（5）根据原子守恒、电子守恒。

可得由溶液D转化为溶液E的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+；（6）绿钒的物质的量是n（FeSO4·7H2O）=83.4g÷278g/mol=0.3mol，根据铁元素守恒可知n（Fe2O3）=1/2n（FeSO4·7H2O）=1/2×0.3mol=0.15mol，则m（Fe2O3）=0.15mol×160g/mol=24g，所以原40g煤矸石中Fe2O3的质量分数为（24g÷40g）×100％=60％。

16．【答案】

（1）第三周期第ⅢA族H++AlO2-+H2O

Al（OH）3

Al3++3OH-

（2）

KOH+HBrO4→KBrO4+H2O（3）Fe3++3SCN-

Fe（SCN）3不变

（4）Fe3+更易与F-结合，所以再滴加KSCN时，溶液不呈红色，再滴加足量FeCl3时，Fe3+又与SCN-结合，生成Fe（SCN）3，所以又呈现红色。

（2分）

【解析】

（1）铝为13号元素，在周期表中的位置是第三周期第ⅢA族；铝元素的最高正价为+3价，其最高价氧化物对应水化物氢氧化铝为两性氢氧化物，电离方程式为

H++AlO2-+H2O

Al（OH）3

Al3++3OH-。

（2）铁为26号元素，铁原子的结构示意图

。

铁元素在元素周期表中位于第四周期，与铁同周期的主族元素中，最高价氧化物对应水化物中，碱性最强的化合物为KOH，酸性最强的化合物为HBrO4，二者反应的化学反应方程式为KOH+HBrO4→KBrO4+H2O。

（3）在FeC13稀溶液中滴加KSCN溶液后呈红色生成Fe（SCN）3，反应的离子方程式是Fe3++3SCN-

Fe（SCN）3；根据上述反应方程式知在其中加入少量KCl固体，对上述平衡无影响，溶液的颜色不变。

（4）若先往FeCl3溶液中加入足量NaF溶液，再滴加溶液，则不呈红色，若再加入足够量FeC13溶液，又会呈现红色。

原因是Fe3+更易与F-结合，所以再滴加KSCN时，溶液不呈红色，再滴加足量FeCl3时，Fe3+又与SCN-结合，生成Fe（SCN）3，所以又呈现红色。

17．【答案】

（1）溶液呈蓝色、有红棕色气体产生；

（2）Cu（NO3）2；

（3）取最后一次洗涤液少许与试管中，加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若没有白色沉淀生产，则洗涤干净；（4）n（CO32-）=n（CO2）=0.448L∕22.4mol·L-1=0.02mol，灼烧最终得到的固体是CuO,n（Cu2+）=n（CuO）=2.400g/80g·mol-1=0.03mol根据电荷守恒：

n（Cu2+）×2=n（OH-）+n（CO32-）×2，n（OH-）=n（Cu2+）×2-n（CO32-）×2=0.03mol×2-0.02mol×2=0.02mol，n（H2O）=（3.640g-0.03mol×64g·mol-1-0.02mol×17g·mol-1-0.02mol×60g·mol-1）/18g·mol-1=0.01mol，x:

y:

z:

n=0.03mol:

0.02mol:

0.02mol:

0.01mol=3:

2:

2:

1，晶体的化学式为Cu3（OH）2（CO3）2·H2O或Cu（OH）2·2CuCO3·H2O。

【解析】

（1）铜不与稀硫酸反应，而与硝酸反应，其离子反应方程式为：

3Cu＋8H＋＋2NO3－=3Cu2＋＋4H2O＋2NO↑，观察到的现象是：

溶液呈蓝色，NO遇到氧气生成NO2，因此观察到有红棕色气体产生；

（2）根据

（1）中离子反应方程式，可能含有的杂质为Cu（NO3）2；（3）绿色晶体表面含有的杂质可能是Na2SO4，因此检验沉淀是否洗净，具体操作是：

取最后一次洗涤液少许与试管中，加入盐酸酸化的BaCl2溶液，若没有白色沉淀生产，则洗涤干净；（4）加入盐酸发生的反应是生成的气体为CO2，根据碳原子守恒，n（CO32－）=n（CO2）=448×10－3/22.4mol=0.02mol，灼烧最终得到的固体是CuO，根据铜元素守恒，n（Cu2＋）=n（CuO）=2.4/80mol=0.03mol,根据电荷守恒或化合价代数和为0，推出n（OH－）=0.02mol，3.6