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第三章 学业水平测试
对应学生用书P47
测试时间：90分钟 满分：100分
一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．下列有关镁、铁的说法中错误的是( )
A．两者均能与盐酸反应
B．两者在常温下表面均易形成致密氧化膜，保护内层金属不被氧化
C．镁条点燃时发出耀眼的白光
D．一定条件下，铁与氧气、氯气、硫等非金属单质均能发生化学反应
答案 B
解析 常温下，镁表面易形成致密的氧化物薄膜；铁不能形成致密的氧化物薄膜，在空气中易被腐蚀。
2．对于金属的下列叙述不正确的是( )
A．在点燃Mg、Al之前，应先用砂纸打磨，除去表面的氧化膜
B．用砂纸打磨的铝条，放在酒精灯上加热至熔化，铝会滴落下来
C．铁在氧气中燃烧生成的氧化物的主要成分是Fe3O4
D．金属单质在自然界中多以化合态的形式存在，因为它们大多有较强的还原性
答案 B
解析 加热铝条至熔化，由于打磨掉氧化膜的铝又迅速被O2氧化为Al2O3，而Al2O3的熔点较高，铝不会滴落下来。
3．一小块金属钠长时间置于空气中，可能有下列现象，这些现象出现的先后顺序是 ( )
①变成白色粉末 ②变暗 ③变成白色固体 ④表面有液滴生成
A．①②③④ B．②③④①
C．②③①④ D．③②④①
答案 B
解析 钠在空气中发生如下变化：Na→Na2O→NaOH→Na2CO3·10H2O→Na2CO3。反应现象为钠由银白色变暗，之后变成白色固体(NaOH)，白色固体潮解变成液体，与空气中的CO2、H2O结合形成白色晶体(Na2CO3·10H2O)，最后晶体风化，变成白色粉末(Na2CO3)。
4．“神八”与“天宫”一号的成功对接，标志着中国的航空铝材处于领先世界的行列。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
答案 D
解析 A项，合金均为混合物，一般来说，合金的熔点比成分金属的熔点低；B项，在熔剂层覆盖下熔炼，可隔绝空气，防止高温铝液被O2氧化；C项，镁铝合金中的铝能与NaOH溶液反应；D项，合金中的Mg、Al均能与盐酸反应。
5．向滴有酚酞的水中加入过量的Na2O2粉末并振荡，下列实验现象中正确的是 ( )
①溶液始终呈无色 ②溶液由无色变红后又变成无色 ③溶液中有气泡产生 ④溶液由无色变为红色
A．②③ B．①② C．③④ D．①④
答案 A
解析 Na2O2遇水会反应生成NaOH、O2，从而导致滴有酚酞的水变红色及产生气泡，由于有强氧化性物质存在，因此溶液最后会褪色，故A正确。
6．将钠投入到FeCl2溶液，整个变化过程中( )
A．有单质铁生成
B．有气泡产生、最终有白色沉淀生成
C．氧化剂只有H2O
D．被氧化的元素有钠、铁两种元素
答案 D
解析 混合后钠先与水反应生成H2和NaOH溶液，NaOH溶液再与FeCl2溶液反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2最终被氧化成红褐色的Fe(OH)3，由此可知，被氧化的元素有钠与铁两种，氧化剂是水和氧气，没有单质铁生成。
7．下列各组试剂，无论以何种方式混合均无法得到Al(OH)3固体的是( )
A．NaAlO2溶液与盐酸
B．NaOH溶液与AlCl3溶液
C．铝与NaOH溶液
D．氨水与明矾溶液
答案 C
解析 A项，NaAlO2溶液与适量的盐酸反应可得到Al(OH)3；B项，AlCl3溶液与少量的NaOH溶液反应可得到Al(OH)3；C项，只能得到AlO；D项，只能得到Al(OH)3。
8．类推思维是化学解题中常用的一种思维方法，下列有关离子方程式的类推正确的是( )
已知
类推
A
将Fe加入CuSO4溶液中
Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋
将Na加入到CuSO4溶液中
2Na＋Cu2＋===Cu＋2Na＋
B
向稀硫酸加入NaOH溶液至中性
H＋＋OH－===H2O
向H2SO4溶液加入Ba(OH)2
溶液至中性H＋＋OH－===
H2O
C
向氯化铝溶液中加入足量NaOH溶液
Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O
向氯化铝溶液中加入足量氨水
Al3＋＋4NH3·H2O===AlO＋2H2O＋4NH
D
向Ca(OH)2溶液中通入过量CO2
CO2＋OH－===HCO
向Ca(OH)2溶液中通入过量SO2
SO2＋OH－===HSO
答案 D
解析 A项中Na加入到CuSO4溶液中，Na先与水发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4，所以Na不会置换出铜，故A错；B项向H2SO4中加入Ba(OH)2溶液至中性时，反应的离子方程式为Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O，故B错；C项中Al(OH)3只溶于强碱溶液，不溶于弱碱(氨水)，向氯化铝溶液中加入足量氨水时，反应为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH，故C错。
9．下列各组物质相互混合反应后，最终有白色沉淀生成的是( )
①金属钠投入到FeCl3溶液中 ②过量Ba(OH)2溶液和明矾溶液混合 ③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中 ④向NaAlO2溶液中通入过量CO2
⑤向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2
A．全部 B．只有①②⑤
C．只有②③⑤ D．只有②③④⑤
答案 D
解析 ①会生成Fe(OH)3红褐色沉淀，②会生成BaSO4白色沉淀，③会生成CaCO3白色沉淀，④生成Al(OH)3白色沉淀，⑤饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2会产生NaHCO3晶体。
10．将浓度均为0.1 mol/L的三种溶液等体积混合，充分反应后没有沉淀的一组溶液是( )
A．BaCl2、NaOH、NaHCO3
B．Na2CO3、MgCl2、H2SO4
C．AlCl3、NH3·H2O、NaOH
D．Ba(OH)2、CaCl2、Na2SO4
答案 B
解析 A项，NaOH与NaHCO3恰好完全反应：HCO＋OH－===CO＋H2O，生成的CO与Ba2＋恰好完全反应生成沉淀：Ba2＋＋CO===BaCO3↓；B项，Na2CO3与H2SO4恰好完全反应：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O，无沉淀生成；C项，NH3·H2O、NaOH完全与AlCl3反应生成Al(OH)3沉淀，且AlCl3有剩余；D项，一定有BaSO4沉淀生成。
11．只用试管和胶头滴管，不用其他试剂无法区分的一组溶液是[已知Al3＋＋3AlO＋6H2O===
4Al(OH)3↓]( )
A．KOH溶液和AlCl3溶液
B．Na2CO3溶液和盐酸
C．NaHCO3溶液和NaOH溶液
D．盐酸和NaAlO2溶液
答案 C
解析 不用其他试剂进行检验，可采用互滴法。A项，将KOH溶液逐滴加入AlCl3溶液，开始产生白色胶状沉淀，后沉淀溶解；若将AlCl3溶液逐滴加入KOH溶液中，开始无明显现象，后产生沉淀，发生的反应分别为Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O、3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓。B、D两项滴加顺序不同，现象不同，可以区分。C项无论将NaHCO3溶液滴加到NaOH溶液中或将NaOH溶液滴加到NaHCO3溶液中，都无明显现象，无法区分。
12．将5.4 g Al投入到200.0 mL 2.0 mol/L的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余。该溶液可能为( )
A．NaNO3溶液 B．Ba(OH)2溶液
C．H2SO4溶液 D．HCl溶液
答案 D
解析 A项中的硝酸钠与Al不反应，故不可能；B项中的反应为Ba(OH)2＋2Al＋2H2O===Ba(AlO2)2＋3H2↑，n(Al)＝＝0.2 mol，n[Ba(OH)2]＝0.2 L×2.0 mol/L＝0.4 mol，结合反应可知，Ba(OH)2过量，不合题意；同理判断C项中Al也可完全溶解。
13．下列各组物质的稀溶液相互反应，无论是前者滴入后者，还是后者滴入前者，反应现象都相同的是( )
A．NaHSO4和Ba(OH)2
B．AlCl3和NaOH
C．NaAlO2和H2SO4
D．Na2CO3和H2SO4
答案 A
解析 A项无论滴加顺序如何，均会生成BaSO4白色沉淀，故A正确；B项AlCl3溶液滴入NaOH溶液中，开始无明显现象，后产生沉淀；NaOH溶液滴入AlCl3溶液中，开始生成白色沉淀，后沉淀溶解；C项NaAlO2溶液滴入H2SO4中，开始无明显现象，后产生沉淀；H2SO4滴入NaAlO2溶液中，开始有白色沉淀生成，后沉淀溶解；D项Na2CO3溶液滴入H2SO4中，开始即有气泡生成；H2SO4滴入Na2CO3溶液中，开始无现象，后产生气泡。
14．将一定量的Na、Na2O、Na2O2的混合物与足量的水反应，在标准状况下得到a L混合气体。将该混合气体通过电火花引燃，恰好完全反应，则原混合物中Na、Na2O、Na2O2的物质的量之比可能为( )
A．2∶1∶3 B．1∶1∶2
C．1∶2∶1 D．2∶3∶1
答案 D
解析 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，Na2O＋H2O===2NaOH,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，由于产生的混合气体是H2和O2的混合气体，两者在电火花引燃后，恰好完全反应，则n(H2)∶n(O2)＝2∶1，再依据反应方程式可知：n(Na)∶n(Na2O2)＝2∶1，Na2O可以是任意值，故D正确。
15．已知：Cu＋Cu2＋＋Cu。现将Cu2O与稀硫酸混合，下列叙述中错误的是( )
A．若硫酸足量会有H2生成
B．发生反应的离子方程式为
Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O
C．会得到蓝色溶液
D．氧化剂、还原剂均是Cu2O
答案 A
解析 Cu2O中铜元素为＋1价，由题干信息知B正确；因有Cu2＋生成，故C正确；Cu不能与稀硫酸反应，A错误；只有铜元素的价态发生了变化，故D正确。
16．某500 mL溶液中含0.1 mol Fe2＋、0.2 mol Fe3＋，加入0.2 mol铁粉，待Fe3＋完全还原后，溶液中Fe2＋的物质的量浓度为(假设反应前后体积不变)( )
A．0.4 mol·L－1 B．0.6 mol·L－1
C．0.8 mol·L－1 D．1.0 mol·L－1
答案 C
解析 由2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋知，0.2 mol Fe3＋与铁粉反应生成0.3 mol Fe2＋，则所得溶液中Fe2＋共0.3 mol＋0.1 mol＝0.4 mol，c(Fe2＋)＝＝0.8 mol·L－1。
二、非选择题(本题包括4小题，共52分)
17．(10分)有A、B、C三种常见的金属单质，A在空气中燃烧生成淡黄色固体；B也能在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光；C在一定条件下与水蒸气反应生成H2和一种黑色固体。根据以上信息回答下列问题：
(1)写出化学式。
A________；B________；C________。
(2)写出化学方程式。
①A在空气中燃烧：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②C与水蒸气反应：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③A与水反应：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)Na Mg Fe
(2)①2Na＋O2Na2O2
②3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
③2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
解析 淡黄色固体是过氧化钠，故A是钠；B能在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，故B是镁；金属在一定条件下与水蒸气反应生成H2和一种黑色固体，该金属是铁。
18．(12分)有4种钠的化合物W、X、Y、Z，它们之间存在如下关系：
①WX＋H2O＋CO2↑
②Z＋CO2―→X＋O2
③Z＋H2O―→Y＋O2↑
④X＋Ca(OH)2―→Y＋CaCO3↓
试回答下列问题：
(1)W、X、Y、Z的化学式分别是W________、X________、Y________、Z________。
(2)以上4个化学反应，属于氧化还原反应的是____________(填反应序号)，反应中氧化剂是________(写化学式)，还原剂是________(写化学式)。
(3)若④反应在溶液中进行，写出其离子方程式以及能用该离子方程式表示的另一个化学反应的化学方程式：
①离子方程式：________________________________________________________________________。
②化学方程式：________________________________________________________________________。
答案 (1)NaHCO3 Na2CO3 NaOH Na2O2
(2)②③ Na2O2 Na2O2
(3)①Ca2＋＋CO===CaCO3↓
②Ca(OH)2＋K2CO3===2KOH＋CaCO3↓(其他合理答案均可)
解析 本题4种未知物W、X、Y、Z是钠的化合物，而钠的化合物主要有Na2O、Na2O2、NaOH和钠盐，这就给本题划定了范围，在具体分析给出的反应式时，要选条件充分、又具特色的反应式作为突破口。反应式②、③给出了Z跟CO2、H2O的反应，这两个反应都有氧气生成，具备这一条件的钠的化合物只能是过氧化钠，由此可确定Z是Na2O2，相关的化学方程式是2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，由此可确定X是Na2CO3，Y是NaOH，这一判断又可由反应式④加以证实，即Na2CO3＋Ca(OH)2===2NaOH＋CaCO3↓，再依据反应式①W分解产物是Na2CO3、CO2、H2O说明W是NaHCO3，化学方程式是2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑。
19．(14分)把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后，产生1.16 g白色沉淀，再向所得溶液中逐滴加入1.00 mol·L－1 HCl溶液，加入HCl溶液的体积与生成沉淀的关系如图所示。试回答：
(1)A点的沉淀物的化学式为__________________，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)写出A点至B点发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)原混合物中MgCl2的质量是________g，AlCl3的质量是________g，NaOH的质量是________g。
(4)C点所用HCl溶液的体积为________mL。
答案 (1)Mg(OH)2 加入10.0 mL盐酸正好中和过量的NaOH，再加盐酸沉淀增加，说明AlO转化为Al(OH)3，故A点沉淀为Mg(OH)2
(2)AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
(3)1.90 2.67 5.20 (4)130
解析 (1)加入10.0 mL HCl溶液后沉淀才增加，说明原混合物中NaOH过量，故A点的沉淀只有Mg(OH)2。
(2)A→B，AlO刚好生成Al(OH)3，反应式为AlO＋H2O＋H＋===Al(OH)3↓。
(3)n(MgCl2)＝n[Mg(OH)2]＝＝0.020 mol，m(MgCl2)＝0.020 mol×95 g·mol－1＝1.90 g，n(AlCl3)＝n(AlO)＝1.00 mol·L－1×(30.0－10.0)mL×10－3L·mL－1＝0.020 mol，m(AlCl3)＝0.020 mol×133.5 g·mol－1＝2.67 g。n(NaOH)＝2n(MgCl2)＋4n(AlCl3)＋1.00 mol·L－1×0.010 L＝0.130 mol，m(NaOH)＝0.130 mol×40.0 g·mol－1＝5.20 g。
(4)从B→C，加入的HCl刚好把Mg(OH)2、Al(OH)3溶解掉。n(HCl)＝0.030 L×1.00 mol·L－1＋2n[Mg(OH)2]＋3n[Al(OH)3]＝0.130 mol，V(HCl溶液)＝＝0.130 L＝130 mL。
20．(16分)某研究小组利用下图装置探究CO还原Fe2O3所得到的一种黑色粉末的成分(固定装置略去)。(已知：Fe2＋遇到K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀)
请回答问题：
(1)按气流方向，各仪器接口从左到右的连接顺序为：i→_______→_______g→h→_______→_______→j→k→________→________。(填字母编号)
(2)证明Fe2O3已被还原的现象是__________________________________。
(3)研究小组对黑色粉末的成分提出下列猜想：
【猜想一】黑色粉末的成分可能是Fe。
【猜想二】黑色粉末的成分可能是FeO。
【猜想三】黑色粉末的成分可能是____________。
设计并完成实验如下：
步骤
操作
现象
1
加入稀盐酸
溶解，无气泡
2
取步骤1中溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液
蓝色沉淀
3
____________________
变红
根据实验现象，则猜想________成立。
(4)上述装置还有不妥之处，改进措施为__________________________________。
答案 (1)c d a b f e
(2)F中的固体由红棕色变黑色，C中溶液变浑浊
(3)Fe3O4 取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液 三
(4)在整套装置的尾气出口处，放置一燃着的酒精灯(其他合理答案均可得分)
解析 (1)用CO还原Fe2O3，根据题干装置，可以由碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳，通过浓硫酸干燥后与碳反应生成CO，再通过碱石灰除去未反应的二氧化碳，最后与样品反应，生成的二氧化碳用澄清的石灰水检验。按气流方向，各仪器接口从左到右的连接顺序为：i→c→d→g→h→a→b→j→k→f→e。
(3)根据反应后得到的黑色粉末的颜色，黑色粉末的成分可能是Fe、FeO、Fe3O4；根据实验目的，需要检验盐酸溶解后的溶液中是否存在铁离子和亚铁离子，因此步骤3为取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液；根据实验现象，步骤1中溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，说明含有亚铁离子，取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证明含有铁离子，说明【猜想三】成立。
(4)尾气中含有一定量的CO，会污染空气，改进措施为在整套装置的尾气出口处，放置一燃着的酒精灯。
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