2020-2021学年鲁科版化学检测题-必修一：第四章-材料家族中的元素.docx

第4章　《材料家族中的元素》　检测卷
(时间：90分钟　满分：100分)
一、选择题(本题共15小题，每小题只有一个选项符合题意，每小题3分，共45分)
1．有些科学家提出硅是“21世纪的能源”，这主要是由于作为半导体材料的硅在太阳能发电过程中具有重要作用。下列关于硅的说法不正确的是(　　)
A．自然界硅元素的贮量丰富
B．自然界中存在大量的单质硅
C．高纯度的单质硅被广泛用于制作计算机芯片
D．硅可由二氧化硅还原制得
解析　自然界中硅主要以SiO2和硅酸盐形式存在，没有游离态的硅存在，硅可用2C＋SiO2Si＋2CO↑制得。
答案　B
2．下列说法中正确的是(　　)
A．铝在空气中耐腐蚀，所以铝是不活泼金属
B．点燃的镁条插入盛有二氧化碳的集气瓶里，则快速熄灭
C．铝在高温下能还原锰、铁、铬等金属的氧化物
D．由于镁和铝在空气中都能形成氧化膜，所以镁和铝都不溶于浓硝酸
解析　铝是活泼金属，但在空气中氧化生成致密的氧化物薄膜，有抗蚀性；镁能够在二氧化碳中燃烧；铝在冷的浓HNO3中钝化，镁能溶于浓HNO3，只有C项正确。
答案　C
3．下列物质中加入NaOH溶液，不能得到澄清溶液的是(　　)
A．Al(OH)3 B．Al2O3
C．H2SiO3 D．MgCO3
解析　Al(OH)3、Al2O3和H2SiO3都能与NaOH反应生成易溶于水的物质，因而最终可得到澄清溶液，而MgCO3中加入NaOH溶液时，因Mg(OH)2的溶解度比MgCO3小，MgCO3将转化为Mg(OH)2沉淀使溶液变浑浊。
答案　D
4．月球的矿产资源极为丰富，仅月球表层5 cm厚的沙土就含铁单质有上亿吨，月球上的主要矿物有辉石、斜长石和橄榄石等，下列说法或分析不正确的是(　　)
A．辉石、斜长石及橄榄石均属于硅酸盐矿
B．斜长石的氧化物形式可表示为：K2O·Al2O3·6SiO2
C．橄榄石中铁为＋2价
D．月球上有游离态铁是由于月球上铁的活动性比地球上铁的活动性弱
解析　铁的活动性是不会转变的，只是月球上没有氧气，故在月球上存在游离态铁，D项错误。
答案　D
5．相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH的溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是(　　)
A．Al B．Al(OH)3
C．AlCl3 D．Al2O3
解析　m(Al):m(NaOH)＝27:40；
m :m(NaOH)＝78:40；
m(AlCl3) :m(NaOH)＝33.375:40；
m(Al2O3) :m(NaOH)＝51:40。
所以相同质量的物质，消耗碱量最多的是Al。故选A项。
答案　A
6．向下列各组离子中分别加入足量的氨水后，现象有明显不同的是(　　)
①Al3＋、Fe3＋　②Al3＋、Cu2＋　③K＋、Ba2＋　④Mg2＋、Al3＋　⑤Fe3＋、Fe2＋
A．①②⑤ B．①②④⑤
C．①②④ D．③④⑤
解析　氨水与Mg2＋、Al3＋反应生成的Mg(OH)2、Al(OH)3均为白色沉淀，与Fe3＋反应生成红褐色沉淀，与Cu2＋反应生成蓝色絮状沉淀，与Fe2＋反应生成白色沉淀，但此沉淀快速变为灰绿色，最终变为红褐色；氨水与K＋、Ba 2＋不反应，故①②⑤现象有明显不同。
答案　A
7．X、Y、Z、W有如图所示的转化关系，则X、Y、Z可能是(　　)

①N2、NO、NO2　②AlCl3、Al(OH)3、NaAlO2　③S、SO2、SO3　④NaOH、Na2CO3、NaHCO3
A．①②③④ B．①②
C．②④ D．③④
解析　N2与O2不能反应生成NO2，①错，S与O2不能反应生成SO3，③错。故C选项正确。
答案　C
8．下列各组离子肯定能大量共存的是(　　)
A．强酸性溶液中：K＋、Fe2＋、Cl－、NO
B．强碱溶液中：Na＋、K＋、－、CO
C．强碱性溶液中：NH、Al3＋、SO、NO
D．含大量Fe3＋的溶液中：NH、Na＋、Cl－、SCN－
解析　A项中NO在强酸条件下有强氧化性与Fe2＋发生氧化还原反应而不能共存；C项中OH－与NH及Al3＋反应而不能共存；D项中Fe3＋与SCN－反应而不能共存。
答案　B
9．下列离子方程式不正确的是(　　)
A．向硅酸钠溶液中通入少量CO2气体　SiO＋CO2＋H2O===
H2SiO3↓＋CO
B．将Cu片插入FeCl3溶液中　Cu＋Fe3＋===Fe2＋＋Cu2＋
C．向烧碱溶液中滴加少量Al2(SO4)3溶液　Al3＋＋4OH－===
－
D．将Ag丝插入NaNO3和H2SO4的混合液中　3Ag＋4H＋＋NO===3Ag＋＋NO↑＋2H2O
解析　B项中电荷不守恒，正确的应为Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。
答案　B
10．下列试验中，金属或固体可以完全溶解的是(　　)
A．在H2O2溶液中加入少量MnO2粉末
B．镁铝合金加入足量的NaOH溶液中
C．1 mol铜片与含2 molH2SO4的浓硫酸共热
D．常温下1 mol铜片投入含4 molHNO3的浓硝酸中
解析　A项MnO2做催化剂，反应过程中质量不变；B项铝能溶于NaOH溶液，但镁不反应；C项反应过程中有水生成，浓硫酸变稀，不能连续溶解铜片。
答案　D
11．现有AlCl3和MgSO4混合溶液，向其中不断加入NaOH溶液，得到的沉淀的量与加入NaOH溶液的体积如图所示，则原溶液中Cl－、SO的物质的量之比为(　　)

A．1:1 B．2:3
C．3:2 D．6:1
解析　由图中溶解Al(OH)3消耗0.1 V NaOH溶液，沉淀Al3＋和Mg2＋共消耗0.4 V NaOH溶液，而沉淀Al3＋需消耗0.3 V NaOH，则沉淀Mg2＋则消耗0.1 V的NaOH溶液，可知n(Al3＋):n(Mg2＋)＝2:1，所以n(Cl－):n(SO)＝6:1。
答案　D
12．氮化铝(AlN)具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性能，被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。在肯定条件下，氮化铝可通过如下反应合成：Al2O3＋N2＋3C2AlN＋3CO下列叙述中正确的是(　　)
A．在氮化铝的合成反应中，N2是还原剂，Al2O3是氧化剂
B．氮化铝中N的化合价为－3价
C．由于具有抗冲击、导热性好等优良性能，所以氮化铝属于金属材料
D．合成氮化铝的反应符合“绿色化学”的思想
解析　反应中N的化合价降低，N2为氧化剂，C的化合价上升，C为还原剂；AlN中，Al为＋3价，N为－3价；AlN为化合物，不是金属材料；反应生成污染性气体CO，不符合“绿色化学”思想。
答案　B
13．下列试验过程中产生的现象与对应的图像不相符合的是(　　)

①在AlCl3溶液中滴加氨水至过量
②向Na溶液中渐渐通入二氧化碳至过量
③向Na溶液中滴加稀盐酸至过量边滴边振荡
④向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液至过量边滴边振荡
A．a① B．b②
C．c④ D．d③
解析　A项不相符，由于Al(OH)3不溶于过量氨水。
答案　A
14．铜既不溶于稀硫酸，也不溶于NaNO3溶液，但可溶于其混合液。现有2 mol·L－1稀硫酸30 mL，往其中加入1.7 g NaNO3晶体，充分溶解，该混合液最多可溶解铜的物质的量为(　　)
A．0.045 mol B．0.03 mol
C．0.0225 mol D．0.02 mol
解析　依据
3Cu＋8H＋　＋　2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
3 8 2
n 0.12 mol 0.02 mol
则H＋过量，以NO作为计算依据，可得最多消耗铜的物质的量为0.03 mol。
答案　B
15．有一块质量为n g的铁片浸入V mLCuSO4溶液中，待CuSO4溶液中的铜全部析出后，把附有铜的铁片取出干燥，再称重为m g，设反应前后溶液的体积不变，则原CuSO4溶液的物质的浓度为(　　)
A.mol·L－1
B.mol·L－1
C.mol·L－1
D.mol·L－1
解析　
Fe＋　CuSO4===FeSO4＋Cu　　Δm
1 mol 8 g
mol (m－n)g
c(CuSO4)＝＝
mol·L－1。
答案　B
二、非选择题(本题包括5道题，共55分)
16．(8分)如图1，溶液A中可能含有Mg2＋、Cu2＋、Al3＋、Fe2＋四种阳离子，B为淡黄色固体，旋开E后，有气体放出和白色沉淀生成，淡黄色固体的物质的量与产生沉淀的质量关系如图2。

(1)则溶液中含有的阳离子有________。
(2)写出图2曲线a～b段反应的离子方程式________________，________________。
(3)A溶液中存在的阳离子的物质的量浓度之比为________。
解析　a～b段溶解Al(OH)3，消耗Na2O2 1 mol，即NaOH为2 mol，可知原Al3＋为2 mol,0～a段消耗Na2O2 4 mol，即NaOH为8 mol，Al3＋沉淀消耗NaOH6 mol，则Mg2＋消耗NaOH 2 mol，Mg2＋的物质的量为1 mol，所以Mg2＋与Al3＋的物质的量之比即浓度之比为1:2。
答案　(1)Mg2＋、Al3＋
(2)2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑
Al(OH)3＋OH－===－
(3)1:2
17．(8分)A、B、C、D、E五种固态物质中均含有同一种元素，它们能发生如图所示的变化。试回答：

(1)写出有关物质的化学式：C______________________；E______________________。
(2)写出有关反应的化学方程式：
①A―→D：________________________________________。
②A―→B：________________________________________。
解析　由A在高温下和焦炭反应生成的D可溶于烧碱，确定A为SiO2，D为Si，C为Na2SiO3，B为CaSiO3，E为H2SiO3。
答案　(1)Na2SiO3　H2SiO3
(2)①2C＋SiO2Si＋2CO↑
②CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑
18．(14分)某考古爱好小组为了争辩从某建设工地出土的文物，对两件文物的表面物A和B进行了如下图所示的试验：

(1)推断出下列物质的化学式：
B__________________________；D_____________________；
F___________________________；J____________________。
(2)写出下列反应的离子方程式：
C→D________________________________________________；
J＋K→L_____________________________________________。
(3)在博物馆很少见到由J制得的保存完好的文物，简述理由：_________________________________________________________。
解析　由D为C与NaOH反应生成的红褐色沉淀，可确定D为Fe(OH)3，C为FeCl3，A为Fe2O3，由B的颜色及分解产物的状态和颜色，确定B为Cu2(OH)2CO3，E为H2O，F为CuO，G为CO2，H为H2，I为O2，J为Fe，K为CuSO4，L为Cu。
答案　(1)Cu2(OH)2CO3　Fe(OH)3　CuO　Fe
(2)Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
(3)Fe化学性质活泼、易被腐蚀
19．(8分)从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下：

　请回答下列问题。
(1)流程甲加入盐酸后生成Al3＋的离子方程式为____________。
(2)流程乙加入烧碱后生成SiO的离子方程式为___________。
(3)验证滤液B含Fe3＋， 可取少量滤液并加入________(填试剂名称)。
(4)滤液E、K中溶质的主要成分是________(填化学式)，写出该溶质的一种用途____________________。
解析　(1)与HCl反应生成Al3＋，应为铝土矿中Al2O3。
(2)SiO2可以溶于NaOH中生成Na2SiO3。
(3)检验Fe3＋的特征反应很多，如与KSCN反应溶液显红色等。
(4)生成E、K时，CO2均是过量的，故应生成NaHCO3.
答案　(1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
(2)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
(3)硫氰化钾溶液
(4)NaHCO3　制纯碱或做发酵粉等
20．(17分)已知2Na＋CO2===Na2CO3＋2Al(OH)3↓＋H2O　2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。某铝合金中含有镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，某同学设计如下试验：
(1)取样品a g，称取时使用的主要仪器的名称为________。
(2)将样品溶于足量的稀盐酸中，过滤，滤液中主要含有的阳离子(H＋除外)有________，滤渣中含有________，在溶解、过滤时，使用的玻璃仪器有____________________________________。
(3)在滤液中加入过量的氢氧化钠溶液，过滤，写出该步操作中有关反应的离子方程式____________________________________，
____________________________________________________。
(4)在第(3)步的滤液中通入二氧化碳，过滤。
(5)将第(4)步的沉淀洗涤数次后，烘干并灼烧至质量不再削减为止，冷却后称量，质量为bg。计算该样品中铝的质量分数是_____。
(6)若步骤(3)中加入氢氧化钠的量不足，则试验结果偏________
(填“高”“低”或“无影响”，下同)；若步骤(5)中滤渣没有洗涤，则试验结果偏________；若滤渣灼烧不充分，则试验结果偏________。
解析　(1)称取肯定质量的固体样品应用托盘天平。
(2)样品中能与盐酸反应的是镁和铝，故滤液中的阳离子有Al3＋、Mg2＋；铜和硅与盐酸不反应，故滤渣中含有铜、硅；溶解、过滤时，用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。
(3)向滤液中加入过量的NaOH溶液时，Mg2＋与之反应生成Mg(OH)2沉淀，Al3＋与之反应先生成Al(OH)3，Al(OH)3再与过量的NaOH反应生成－。
(5)由已知Al(OH)3受热分解生成Al2O3，b g Al2O3中含铝的质量为，故样品中铝的质量分数为×100%。
(6)若步骤(3)中加入NaOH的量不足，则铝元素不能完全转化为Al2O3，导致试验结果偏低；若步骤(5)中滤渣没有洗涤，则得到的沉淀上附着杂质，导致结果偏高；若滤渣灼烧不充分，则滤渣内含有Al(OH)3，导致试验结果偏高。
答案　(1)托盘天平
(2)Al3＋、Mg2＋　铜、硅　烧杯、玻璃棒、漏斗
(3)Al3＋4OH－===－(或Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、
Al(OH)3＋OH－===－)
Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
(5)×100%
(6)低　高　高