2021年新教材高中化学 第三章 铁 金属材料 质量评估（B）（含解析）新人教版必修第一册.docx

1、第三章质量评估(B)(时间:75分钟满分:100分)可能用到的相对原子质量:H-1C-12N-14O-16Na-23Mg-24Al-27S-32Cl-35.5Fe-56Cu-64一、选择题:本题共16小题,共44分。第110小题,每小题2分;第1116小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。1.用于制造飞机的材料应具备高比强度(断裂强度/密度),还应具备密度小、质地轻的特点。你认为下列材料中可用于飞机制造业的是()A.Mg-Al合金B.黄铜(Cu-Zn合金)C.Na-K合金D.生铁(Fe-C合金)答案: A2.下列关于合金的叙述中正确的是()A.所有不锈钢都只含有

2、金属元素B.我国流通的硬币材质属于合金C.从广东打捞的明代沉船上存在铝合金餐具D.镁合金的硬度和强度均低于纯镁答案: B3.下列关于铝的叙述中,不正确的是()A.铝是地壳中含量最多的金属元素B.在化学反应中,铝容易失去电子,表现还原性C.在空气中用酒精灯点不着铝片D.在常温下,铝不能与氧气反应答案: D4.要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+,进行以下实验的最佳顺序为()加入新制氯水加入KMnO4溶液加入KSCN溶液A.B.C.D.答案: C5.将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol/L的FeCl3溶液中,充分反应后,其结果是()A.铁粉有剩余,溶液呈浅绿色B.向反应后的溶液中滴

3、入KSCN溶液,溶液变红C.反应后的溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量之比为51D.氧化产物和还原产物的物质的量之比为25解析: n(Fe)=1.12 g56 g/mol=0.02 mol,n(FeCl3)=2 mol/L0.025 L=0.05 mol,根据铁粉与FeCl3反应的离子方程式:Fe+2Fe3+3Fe2+可知,FeCl3有剩余,Fe完全反应,故A项错误;由于FeCl3有剩余,向溶液中滴入KSCN溶液,溶液显红色,故B项正确;反应生成0.06 mol Fe2+,FeCl3剩余0.01 mol,则Fe2+和Fe3+的物质的量之比为61,故C项错误;氧化产物、还原产物均为FeCl2,由

4、电子守恒可知,氧化产物和还原产物的物质的量之比为12,故D项错误。答案: B6.将6.8 g 由Fe2O3和 Fe组成的固体混合物加入50 mL 2 mol/L稀硫酸中,恰好使固体完全溶解,并放出一定量气体。在所得溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红色。下列说法中正确的是()A.所得溶液中含有FeSO4、Fe2(SO4)3 B.固体混合物中含0.05 mol Fe2O3C.固体混合物中含0.025 mol Fe D.生成的气体体积为0.56 L(标准状况下)解析:设原混合物中Fe和Fe2O3的物质的量分别为x mol、y mol,混合物与H2SO4恰好完全反应,所得溶液中加入KSCN溶液,溶液不

5、变红色,说明溶液中的溶质为FeSO4,则n(Fe2+)=n(H2SO4)=0.05 L2 mol/L=0.1 mol,由Fe元素守恒得:x+2y=0.1、56x+160y=6.8,解得:x=0.05、y=0.025,即混合物中Fe的物质的量为0.05 mol,Fe2O3的物质的量为0.025 mol;0.025 mol Fe2O3消耗0.025 mol的Fe,剩余0.025 mol 的Fe与H2SO4反应生成0.025 mol H2,即标准状况下0.56 L。答案: D7.把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中,加入过量的NaOH溶液已知Al(OH)3可溶于NaOH溶液中。过滤出沉淀,经洗涤、干燥

6、、灼烧,得到红棕色粉末的质量仍为a g,则原合金中铁与铝的物质的量之比为()A.98 B.89 C.11 D.73解析:反应前a g固体成分是铁、铝混合物,反应后a g固体成分为Fe2O3,可见Fe2O3中铁元素的质量就是原合金中铁的质量,氧元素的质量就是原合金中铝的质量。n(Fe)n(Al)=24827=98。答案:A8.为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性,某同学设计了以下实验方案,其中符合实验要求且完全正确的是()选项实验操作实验现象离子反应实验结论A在氯化亚铁溶液中通入氯气浅绿色溶液变成棕黄色溶液2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-Fe2+具有还原性B在氯化亚铁溶液中加入锌片浅绿色溶液变

7、成无色溶液Fe2+ZnFe+Zn2+Fe2+具有还原性C在氯化铁溶液中加入铁粉棕黄色溶液变成浅绿色溶液Fe3+Fe2Fe2+铁单质具有还原性D在氯化铁溶液中加入铜粉蓝色溶液变成棕黄色溶液2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+Fe3+具有氧化性答案:A9.为了除去硫酸铜溶液中含有的Fe2+杂质,先加入合适的氧化剂使Fe2+氧化为Fe3+,下列物质中最好选用()A.KMnO4溶液 B.H2O2溶液C.氯水 D.HNO3溶液答案:B10.金属及其化合物的转化关系是化学学习的重要内容之一。下列各组物质的转化关系中不全部是通过一步反应完成的是()A.NaNaOHNa2CO3NaClB.AlAl2O3Al(OH

8、)3AlCl3C.MgMgCl2Mg(OH)2MgSO4D.FeFeCl2Fe(OH)2Fe(OH)3解析:Na与H2O反应生成NaOH,NaOH与CO2反应生成Na2CO3,Na2CO3与HCl反应生成NaCl,能通过一步反应完成,故A项不符合题意;Al与O2反应生成Al2O3,Al2O3不溶于水,不能与水反应生成Al(OH)3,不能通过一步反应完成,故B项符合题意;Mg与HCl或Cl2反应生成MgCl2,MgCl2与NaOH反应生成Mg(OH)2,Mg(OH)2与H2SO4反应生成MgSO4,能通过一步反应完成,故C项不符合题意;Fe与HCl反应生成FeCl2,FeCl2与NaOH反应生成

9、Fe(OH)2,Fe(OH)2与O2和H2O反应生成Fe(OH)3,能通过一步反应完成,故D项不符合题意。答案:B11.有一镁铝合金,加入适量稀硫酸恰好完全溶解,再加入氢氧化钠溶液,析出沉淀的物质的量与加入氢氧化钠溶液的体积关系如图所示,则原合金中镁、铝的物质的量之比为()A.21 B.41C.11 D.12解析:根据图像可以看出使Mg2+和Al3+完全沉淀消耗的NaOH的量是使Al(OH)3完全溶解消耗NaOH的4倍。设Mg2+和Al3+的物质的量分别为x和y。根据反应:Mg2+2OH-Mg(OH)2,Al3+3OH-Al(OH)3,Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O,则2x+3y=

10、4y,解得xy=12。答案:D12.铁屑溶于过量稀硫酸,过滤后向滤液中加入过量氨水,有白色沉淀生成,过滤,在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止,得到红棕色残渣。上述沉淀和残渣分别是()A.Fe(OH)3Fe2O3 B.Fe(OH)2Fe2O3C.Fe(OH)2Fe(OH)3 D.Fe(OH)2Fe3O4答案:B13.部分氧化的Fe-Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76 g,经以下处理:下列说法中正确的是()A.滤液A中的阳离子为Fe2+、Fe3+、H+B.样品中铁元素的质量为2.24 gC.样品中CuO的质量为4.0 gD.V=896解析:根据题意,3.2 g滤渣一定是铜,

11、而铜与Fe3+不共存,A项错误;最后的3.2 g固体为Fe2O3,其中铁元素的质量为2.24 g,B项正确;CuO的质量不超过5.76 g-2.24 g=3.52 g,C项错误;2.24 g铁元素不全是单质,故生成的氢气的体积小于896 mL,D项错误。答案:B14.相同质量的铝分别投入足量的下列物质中反应生成氢气,消耗溶质的物质的量最少的是()A.稀硫酸 B.稀盐酸C.氢氧化钡溶液 D.氢氧化钠溶液答案:C15.在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中,Fe3+、Cu2+和Fe2+的物质的量之比为321,现加入适量铁粉,使溶液中三种离子的物质的量之比变为124,则参加反应的铁粉与原溶

12、液中Fe3+的物质的量之比为()A.21 B.12 C.13 D.14答案:C16.自然界中存在一种尖晶石,化学式可表示为MgAl2O4,它透明色美,可作为宝石,已知该尖晶石中混有Fe2O3。取该样品5.4 g,恰好完全溶解在一定浓度100 mL盐酸中,盐酸的浓度可能是()A.2.8 molL-1 B.3.8 molL-1C.4.3 molL-1 D.4.9 molL-1解析:MgAl2O4与盐酸反应最终生成MgCl2和AlCl3,1 mol MgAl2O4消耗8 mol HCl。因为该样品恰好完全溶解,采用极值法计算,假如全部是尖晶石,5.4 g MgAl2O4的物质的量为5.4 g142

13、gmol-10.038 mol,消耗HCl的物质的量为8 mol0.038mol1mol=0.304 mol,盐酸的浓度为0.304mol0.1 L =3.04 molL-1;假如全部是Fe2O3,1 mol Fe2O3消耗6 mol HCl,5.4 g Fe2O3的物质的量为5.4 g160 gmol-10.033 8 mol,消耗盐酸的物质的量为0.033 8 mol6mol1mol0.203 mol,盐酸的浓度为0.203mol0.1 L=2.03 molL-1,实际盐酸的浓度介于两者之间。答案:A二、非选择题:共56分。17.(12分)物质的性质决定了物质的用途,下面列出了金属的几种性

14、质:导热性、导电性、还原性、延展性、具有金属光泽。请在下面金属用途后的横线上填上主要金属性质对应的序号。(1)用铝制成包装用的铝箔;(2)用铝制成的高压铝锅;(3)用铁粉回收照相业废液中的银;(4)电信业中大量使用的金属电缆。答案: (1)(2)(3)(4)18.(12分)把10.2 g镁铝合金的粉末放入过量的氢氧化钠溶液中,得到6.72 L H2(标准状况下)。请回答下列问题:(1)写出铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式:。(2)该合金中铝的质量分数为(百分号前保留一位小数)。(3)该合金中镁与铝的物质的量之比为。(4)该合金溶于足量的盐酸中,产生H2的体积(标准状况下)为 。解析: (1)铝

15、与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2。(2)镁与氢氧化钠溶液不反应,根据铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式可知:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H22 mol (322.4)Ln(Al) 6.72 L解得n(Al)=0.2 mol,m(Al)=0.2 mol27 gmol-1=5.4 g,合金中铝的质量分数为5.4 g10.2 g100%52.9%。(3)m(Mg)=10.2 g-5.4 g=4.8 g,n(Mg)=0.2 mol,则n(Mg)n(Al)=0.2 mol0.2 mol=11。(4)根据反应的化学方程式

16、可知:2Al+6HCl2AlCl3+3H22 mol (322.4)L0.2 mol V1(H2)则V1(H2)=6.72 L。Mg+2HClMgCl2+H21 mol 22.4 L0.2 mol V2(H2)则V2(H2)=4.48 L。所以V(H2)=V1(H2)+V2(H2)=6.72 L+4.48 L=11.2 L。答案: (1)2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2(2)52.9%(3)11(4)11.2 L19.(16分)某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4、较多的Cu2+和少量的Na+。为了减少污染,变废为宝,工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和铜。请根据以下流程图,回答下

17、列问题:(1)加入的原料为;操作的名称为,该操作所用到的玻璃仪器主要有。(2)固体A为。(3)写出加入原料和发生反应的离子方程式: 、。(4)操作获得FeSO47H2O,需要经过 、过滤等操作。答案: (1)Fe(或铁粉)过滤漏斗、玻璃棒、烧杯(2)Fe和Cu(3)Fe+Cu2+Fe2+CuFe+2H+Fe2+H2(4)蒸发浓缩冷却结晶20.(16分)某铁的氧化物粉末可能含有FeO、Fe2O3中的一种或两种。某化学兴趣小组为验证该氧化物粉末的组成,做了以下实验:(1)甲同学利用1 mol/L的硫酸、KSCN溶液、酸性KMnO4溶液来确定其组成。编号实验操作实验现象与结论取少量粉末放入试管中,注

18、入1 mol/L的硫酸粉末逐渐溶解,溶液呈黄绿色将中所得溶液分成两份,向其中一份滴加几滴,振荡若溶液,说明原粉末中有Fe2O3存在向另一份溶液中加入少量,振荡若溶液,说明原粉末中有FeO存在(2)乙同学称取30.4 g固体,按以下步骤进行实验:步骤一:将固体置于烧杯中,加入1 mol/L的硫酸将固体完全溶解。步骤二:往烧杯中先加入足量的氯水,充分反应后再加入足量的氢氧化钠溶液。步骤三:将步骤二所得的物质过滤洗涤后,灼烧至固体质量不再变化,得到32 g红棕色固体。步骤二中加入氯水的目的是。步骤三中沉淀洗涤的操作为。原固体中FeO和Fe2O3的物质的量之比为。解析: (1)Fe3+遇到KSCN溶液

19、,溶液变为红色,该现象可说明原粉末中有Fe2O3;酸性KMnO4溶液能氧化Fe2+,本身紫色褪去,该现象可说明原粉末中有FeO。(2)步骤二中加入足量的氯水是为了将Fe2+ 全部转化成Fe3+;沉淀洗涤的操作为沿玻璃棒往漏斗中继续加蒸馏水至浸没沉淀,自然滤下,重复23次;设FeO和Fe2O3的物质的量分别为x mol、y mol;得到的32 g红棕色固体为Fe2O3,其中Fe元素的物质的量为0.4 mol,根据铁原子守恒得72x+160y=30.4,x+2y=0.4,解得x=0.2,y=0.1,故原固体中FeO和Fe2O3的物质的量之比为21。答案: (1)KSCN溶液变红色酸性KMnO4溶液紫色褪去(2)将Fe2+ 全部转化成Fe3+ 沿玻璃棒往漏斗中继续加蒸馏水至浸没沉淀,自然滤下,重复23次21