单元能力测试11.doc

单元能力测试卷
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分。考试时间90分钟。
可能用到的相对原子质量：H—1　C—12　N—14　O—16　S—32　Na—23　Mg—24　Al—27　Cl—35.5　K—39　Fe—56　Cu—64
第Ⅰ卷　(选择题　共48分)
一、选择题(每题只有一个选项符合题意，每小题3分，共48分)
1．某新型“防盗玻璃”为多层结构，每层中间嵌有极细的金属线。当玻璃被击碎时，与金属线相连的警报系统就会立刻报警。“防盗玻璃”能报警是利用了金属的(　　)
A．延展性　　　　　　　 B．导电性
C．弹性 D．导热性
答案　B
2．下列关于金属冶炼的说法中不正确的是(　　)
A．金属的冶炼实质是用还原的方法使金属离子得到电子生成金属原子
B．金属的冶炼一定要用到还原剂
C．天然矿藏很少只含一种金属元素
D．多数金属冶炼属于热还原法
解析　电解法、热分解法不需另加还原剂，B错。
答案　B
3．在人类社会的发展进程中，金属一直起着非常重要的作用。下列有关金属元素特征的叙述，正确的是(　　)
A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性
B．金属元素在化合物中有时显正价，有时显负价
C．金属元素的单质一般都容易导电、导热，有延展性
D．金属元素的单质在常温下均为金属晶体
答案　C
4．关于镁和铝的叙述正确的是(　　)
A．镁、铝在常温下都能被氧气氧化
B．镁、铝均须密封保存
C．MgO和Al2O3都是碱性氧化物
D．镁铝合金的硬度比镁小
答案　A
5．①在人类对金属材料的使用过程中，性质活泼的金属单质最早被人们冶炼和使用　②纯铁比生铁抗腐蚀性更强　③单质铝在空气中比较耐腐蚀，所以铝是不活泼金属　④正常人体缺钙会引起骨质疏松症，缺铁会引起贫血等疾病　⑤青铜、不锈钢、硬铝都是合金　⑥可通过焰色反应区分钾元素和钠元素，以上叙述正确的是(　　)
A．②④⑤⑥ B．②③④⑤
C．①③④⑤ D．①②⑤⑥
解析　性质活泼的金属很难以游离态存在，一般被人们发现、使用得较晚；生铁中含有杂质，会形成原电池，比纯铁较易被腐蚀；单质铝不易被腐蚀，是因为其与氧气反应在其表面形成致密的氧化膜，保护内部金属不被腐蚀；本题答案为A。
答案　A
6．(2011·黄冈中学月考)氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法不正确的是(　　)
A．冶炼铁的主要原料有铁矿石、焦炭、空气、石灰石等，其中石灰石的作用是除去铁矿石中的脉石(二氧化硅)
B．湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应
C．工业上Mg可由电解熔融MgO制取，Na也可由电解熔融NaCl制取
D．铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化
解析　SiO2＋CaCO3CO2↑＋CaSiO3，A正确；B正确；工业上金属Mg、Na都是通过电解熔融的氯化物制得的，C错误；D正确。
答案　C
7．下列离子方程式正确的是(　　)
A．铁与过量的稀HNO3反应：
Fe＋4H＋＋NO3－===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
B．向FeBr2溶液中通入足量Cl2的反应：
2Cl2＋2Fe2＋＋2Br－===2Fe3＋＋4Cl－＋Br2
C．向FeI2溶液滴加少量溴水与之反应：
Br2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Br－
D．向FeCl3溶液中加入足量铁粉：Fe3＋＋Fe===2Fe2＋
解析　铁与过量稀硝酸反应，铁被氧化成Fe3＋，A项正确；B项，当Cl2过量，Fe2＋、Br－全被氧化，即n(Cl2)∶n(FeBr2)≥3∶2时，离子方程式为：3Cl2＋2Fe2＋＋4Br－===2Fe3＋＋6Cl－＋2Br2；C项，溴水与FeI2溶液反应：由于还原性I－>Fe2＋，Br2应先氧化I－，离子方程式为：Br2＋2I－===2Br－＋I2；D项，电荷不守恒。
答案　A
8．(2011·北师大附中)在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列物质：①FeCl3②Fe2O3③Cu(NO3)2④KNO3，铜粉溶解的是(　　)
A．只有①或② B．只有②或④
C．只有①或②或③ D．上述四种物质中任意一种
解析　Cu与Fe3＋作用：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，Fe2O3与稀H2SO4反应生成Fe3＋，故①、②能使铜粉溶解。H＋、NO3具有强氧化性，能使铜粉溶解。
答案　D
9．某黄色溶液中可能含有下列离子：K＋、NH4＋、Fe3＋、Ba2＋、SO42－、HCO3－、Cl－、S2－，为检验其成分，先对溶液进行初步分析。下列判断中，不正确的是(　　)
A．溶液中存在大量Fe3＋
B．溶液中可能存在大量Ba2＋
C．溶液中不存在大量HCO3－和S2－
D．溶液可能呈强碱性
解析　溶液呈黄色，则溶液中含有Fe3＋，依据离子共存的条件判断溶液中不存在HCO3－和S2－。该溶液中不可能呈强碱性，原因是Fe3＋与OH－不共存。
答案　D
10．某溶液中可能含有H＋、Na＋、NH4＋、Mg2＋、Fe3＋、Al3＋、SO42－、CO32－等离子。当向该溶液中加入一定物质的量浓度的NaOH溶液时，发现生成沉淀的物质的量随NaOH溶液的体积变化的图象如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．原溶液中含有的阳离子是H＋、NH4＋、Mg2＋、Al3＋
B．原溶液中一定含有SO42－和Na＋
C．原溶液中含有的Fe3＋和Al3＋的物质的量之比为1∶1
D．反应最后形成的溶液中含有的溶质只有Na2SO4
解析　由图象可得原溶液中的阳离子一定有H＋、NH4＋、Al3＋，由纵坐标与横坐标的比例关系判断还有Fe3＋，没有Mg2＋，A项错误；原溶液中一定含有SO42－，不一定含有Na＋，B项错误；反应最后形成的溶液中含有的溶质为Na2SO4和NaAlO2，D项错误。
答案　C
11．铁在Cl2中燃烧可得到产物Fe3Cl8，可写成FeCl2·2FeCl3形式。类似地，碘粉与铁粉反应得到产物Fe3I8，并知碘不能将铁氧化成高价，则Fe3I8可写成(　　)
A．FeI2·2FeI3 B．3FeI2·I2
C．2FeI2·FeI3 D．Fe(Fe2I8)
解析　碘单质不能将铁氧化成高价(Fe3＋)，故Fe3I8中无F。
答案　B
A＋X―→Y＋C＋B＋C
12.已知A、B、C是单质，且C是绿色植物光合作用的产物之一，X、Y是化合物，它们之间的转化关系如右图所示(反应条件略)。下列A、B间的对应关系不正确的是(　　)

A．A是铝，B是铁 B．A是碳，B是硅
C．A是氢气，B是铜 D．A是钠，B是氢气
答案　D
13.将Na2O2逐渐加入到含有Al3＋、Mg2＋、NH4＋的混合液中并微热，产生沉淀和气体的物质的量加入Na2O2的物质的量的关系如下图所示，则原混合液中Al3＋、Mg2＋、NH4＋的物质的量分别为(　　)

A．2 mol、3 mol、8 mol B．3 mol、2 mol、8 mol
C．2 mol、3 mol、4 mol D．3 mol、2 mol、4 mol
答案　C
14．ag铁粉与一定量的硝酸在一定条件下充分反应，将生成的气体与标准状况下bL氧气混合，恰好能被完全吸收，则a和b的关系可能是(　　)
A．b＞0.3a B．b＜0.2a
C．0.2a＜b＜0.3a D．无法确定
解析　由电子守恒可知，铁转移电子，
Fe―→Fe2＋：×2 mol
Fe―→Fe3＋：×3 mol
O2转移电子：×4 mol
∴a和b关系：×2＝×4或：×3＝×4。
答案　C
15．(2011·山东济南质检)把铝粉和Fe2O3粉末配成铝热剂，分成两等份。一份在高温下恰好完全反应后，再与足量盐酸反应；另一份直接放入足量的浓烧碱溶液中充分反应。前后两种情况下生成的气体质量比为(　　)
A．2∶1 B．3∶2
C．2∶3 D．1∶1
解析　第一份发生的反应有：铝粉和Fe2O3发生反应：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，铁与盐酸的反应：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；第二份发生的反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。故两种情况下生成气体的物质的量比为2∶3。
答案　C
16．(2010湖南岳阳一模)把一块镁铝合金投入到1 mol·L－1 HCl溶液里，待合金完全溶解后，往溶液里加入1 mol·L－1 NaOH溶液，生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积变化的关系如下图A所示。下列说法中不正确的是(　　)

A．a的取值范围为0≤a<50
B.的最大值为2.5
C．若将关系图改为B图时，则a的取值范围为80<a<90
D．若将关系图改为C图时，则a的取值范围为75<a<90
解析　Mg、Al溶于盐酸后再加NaOH溶液，发生的反应有：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl，AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl，Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O。对于图B，后一阶段溶解的为Al(OH)3，且消耗的NaOH溶液体积小于生成沉淀时消耗NaOH溶液体积的。故C选项错，正确的为80<a<80＋。
答案　C
第Ⅱ卷　(非选择题　共52分)
二、非选择题(共5小题，共52分)
17．(12分)某兴趣小组为了验证某种铁的氧化物(FexOy)中含有氧元素并测定其化学式，设计了如下两套实验方案，按实验方案填写下列空白：

定性分析：(1)验证铁的氧化物中含有氧元素：
①按上图连接好装置(B中已盛有适量的水)，检验装置的气密性。简述检查A装置气密性的方法_____________________________________________________。
②在A中硬质玻璃管内装入该铁的氧化物和炭粉的混合物，洗气瓶B内装入足量的溶液，在依次点燃A、C两处的酒精灯前，通入氮气排净空气，加热一段时间后，观察到B中溶液____________________，说明FexOy中含有氧元素。
定量分析：(2)为测定其化学式，改为如下图所示的装置，在A中硬质玻璃管内装入2.32 g FexOy粉末(气密性良好)：

①上述D中制H2的方法与将铁粒直接加入试管中相比，其优点是__________。
②打开活塞K，通入H2，在点燃A处酒精灯之前应进行的操作是____________。
③待A中反应完全后，停止加热，为使水蒸气完全被B吸收，仍要继续通入H2一段时间。
④按该装置进行准确操作仍会出现较大误差，原因是________________，对装置改进后进行实验，实验完毕卸下装置B称量，发现其增重0.72 g，则该铁的氧化物的化学式是________________________________________________________________________。
解析　(1)①检查装置气密性，要抓住三个要点“关闭K，微热A，水柱”；②由于A中硬质玻璃管内装入该铁的氧化物和炭粉的混合物，它们反应要产生CO2，故洗气瓶B用来吸收CO2，可用澄清石灰水或氢氧化钡溶液，B中的实验现象为溶液变浑浊。(2)①D中制H2用一根可活动的铜丝上附铜网包裹的铁粒，由于铜丝可以活动，当铜丝向上拉可以使反应停止，当铜丝向下伸可以使反应进行，故可以随时停止随时进行；又铜丝与铁粒在稀硫酸中可构成微型原电池，从而加快反应速率。②加热前检验氢气的纯度。④由于整套装置中缺少干燥装置，H2中含有水蒸气，没有干燥，故会出现较大误差；由装置B增重0.72 g，可知其即为H2O的质量，而H2O中氧元素的质量与铁的氧化物中氧元素的质量相等，n(H2O)＝n(O)＝0.72/18＝0.04 (mol)，n(Fe)＝(2.32－0.04×16)/56＝0.03(mol)，故n(Fe)∶n(O)＝3∶4，即铁的氧化物的化学式是Fe3O4或FeO·Fe2O3。
答案　(1)①关闭活塞K，微热A，B中导管口有气泡产生，冷却至室温后有一段上升的水柱，证明装置不漏气　②澄清石灰水(或氢氧化钡溶液)变浑浊　(2)①反应可以随时停止随时进行，也可加快反应速率　②检验氢气的纯度(或验纯)　④H2没有干燥(或H2中含有水蒸气)Fe3O4(或FeO·Fe2O3)
18．(8分)镁、铝、铁是重要的金属，在工业生产中用途广泛。
(1)镁与足量浓硝酸反应的离子方程式为_________________。
(2)铝与四氧化三铁发生铝热反应的化学方程式为______________________。
(3)在潮湿空气中钢铁表面很容易发生电化学腐蚀，其正极电极反应方程式为：________________________________________________________________________。
(4)将14.7 g Mg－Al－Fe组成的合金溶于足量NaOH溶液中，合金质量减少2.7 g。另取等质量的合金溶于过量的稀硝酸中，生成6.72 L(标准状况)NO，向反应后的溶液中加入适量的NaOH溶液恰好使Mg2＋、Al3＋、Fe3＋完全转化为沉淀，则沉淀的质量为________g。
解析　(1)Mg被浓硝酸氧化为Mg2＋，NO3－被还原为NO2，同时生成水， 再根据得失电子守恒、原子守恒即可写出相应的离子方程式。
(2)Al与Fe3O4在高温下发生铝热反应生Al2O3和Fe。
(3)正极是潮湿空气中的O2获得电子：
O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
(4)HNO3获得电子的物质的量等于合金中三种金属失去电子的物质的量，也等于Mg2＋、Al3＋、Fe3＋结合OH－的物质的量。HNO3获得电子的物质的量＝3×＝0.9 mol，最后沉淀的质量等于合金质量与OH－质量之和，即为(14.7g＋0.9 mol×17g/ mol)＝30g。
答案　(1)Mg＋4H＋＋2NO3－===Mg2＋＋2NO2↑＋2H2O
(2)8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe
(3)O2＋4e－＋2H2O===4OH－
(4)30
19．(8分)A、B、C属于周期表前4周期的元素，它们的原子序数依次增大。A、B属于同一周期，A、C是生活中常见的金属元素。C的原子序数是A的2倍，B的单质在常温下的黄色粉末。
(1)C在周期表中位于第________周期、第________族。
(2)在加热条件下B单质与C单质反应的化学方程式是________。
(3)A的氧化物是某矿物的主要成分，由该矿物取A元素的第一步是用NaOH溶液处理矿物，使A元素变为可溶性盐，该反应的离子方程式是_______________________________。
(4)B与C形成的化合物CB2，在有水存在的条件下用氧气氧化该化合物，得到强酸性溶液，低温下从该强酸性溶液中还可结晶出浅绿色的C的低价盐，该氧化还原反应的化学方程式是____________。
解析　由B单质的颜色知其为硫；由A、C是生活中常见的金属可初步判断其为铝、铁，再结合二者原子序数关系知，A是铝，C是铁。(4)由参加反应的各物质的组成元素知强酸性物质是硫酸，浅绿色的Fe的低价盐是FeSO4，由此可得到FeS2＋O2＋H2O―→H2SO4＋FeSO4，然后再配平。
答案　(1)四　Ⅷ
(2)S＋FeFeS
(3)Al2O3＋2OH－===2AlO2－＋H2O
(4)2FeS2＋7O2＋2H2O===2H2SO4＋2FeSO4
20．(10分)铁单质及其化合物在生活、生产中应用广泛。请回答下列问题：
(1)钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时，正极的电极反应式为________________________。
(2)由于氧化性Fe3＋>Cu2＋，氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方程式是______________________________________________________。
(3)硫酸铁可作絮凝剂，常用于净水，其原理是________(用离子方程式表示)。在使用时发现硫酸铁不能使酸性废水中的悬浮物沉降而除去，其原因是______________。
(4)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一，其原理是Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2，若有1.5 mol Fe3O4参加反应，转移电子的物质的量是________。
(5)下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是________(填字母)。
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
铁是地壳中含量最高的金属元素
铁是人类最早使用的金属材料
Ⅰ对；Ⅱ对；有
B
常温下铁与稀硫酸反应生成氢气
高温下氢气能还原氧化铁得到铁
Ⅰ对；Ⅱ对；无
C
铁属于过渡元素
铁和铁的某些化合物可用作催化剂
Ⅰ错；Ⅱ对；无
D
在空气中铁的表面能形成致密的氧化膜
铁不能与氧气反应
Ⅰ对；Ⅱ对；有
解析　(4)1 mol Fe3O4参与反应时，需4 mol CO，根据4 mol CO可得转移8 mol电子，所以1.5 mol Fe3O4参加反应时转移电子的物质的量为1.5×8 mol＝12 mol。
(5)选项A，地壳中含量最高的金属元素是Al元素，而不是Fe元素，由于铁是活泼金属，需通过冶炼方法获得，所以Fe不是人类最早使用的金属材料，陈述Ⅰ、Ⅱ错误，且二者没有因果关系。选项B，Fe能与稀H2SO4发生置换反应而产生H2，但在高温条件下，H2还原性很强，又能还原Fe2O3而得Fe，所以Ⅰ、Ⅱ均正确，二者无因果关系。选项C，铁是过渡元素的说法正确。选项D，铁在空气中不能形成致密的氧化膜，且Fe可与纯净的O2反应生成Fe3O4。
答案　(1)O2＋2H2O＋4e－===4OH－(2分)
(2)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(2分)
(3)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋(2分)　酸性环境中，H＋抑制了铁离子的水解，无法生成氢氧化铁胶体(2分)
(4)12 mol(1分)　(5)B(1分)
21．(6分)某无色溶液，仅由Na＋、Ag＋、Ba2＋、Al3＋、AlO2－、MnO4－、CO32－、SO32－、SO42－中的若干种组成。取该溶液进行如下实验：
(A)取适量溶液，加入稍过量盐酸，有气体生成，并得到溶液；
(B)在实验(A)所得溶液中加入过量NH4HCO3溶液，有大量气体生成，同时析出白色沉淀甲；
(C)在实验(B)所得溶液中加入过量Ba(OH)2溶液，也有气体生成，并有白色沉淀乙析出。
根据上述实验回答下列问题：
(1)溶液中一定不存在的离子是_______________________________________。
(2)一定存在的离子是______________________________________________。
(3)生成沉淀甲的离子方程式为___________________________________________。
(4)判断沉淀乙成分的方法是________________________________________________。
解析　无色溶液，首先可以排除MnO4－的存在。溶液中加过量盐酸有气体生成，说明溶液中至少含有CO32－和SO32－中的一种，同时也否定了Ag＋、Ba2＋、Al3＋的存在，因为它们与CO32－和SO32－中的任何一种都不能大量共存。在实验(A)所得溶液中加入过量NH4HCO3溶液，有大量气体生成，同时析出白色沉淀
甲，推知气体是CO2，沉淀是Al(OH)3。实验(A)中AlO2－和过量盐酸反应生成Al3＋，实验(B)中Al3＋和HCO3－反应：Al3＋＋3HCO3－===Al(OH)3↓＋3CO2↑，所以原溶液中肯定存在AlO2－。在实验(B)所得溶液中加入过量Ba(OH)2溶液，也有气体生成，并有白色沉淀乙析出。此气体应该是NH3，白色沉淀中一定有BaCO3，可能含有BaSO4。根据溶液呈电中性知，溶液中肯定含有Na＋。
答案　(1)Ag＋、Ba2＋、Al3＋、MnO4－(1分)
(2)Na＋、AlO2－、CO32－(或SO32－，或二者都有)(2分)
(3)Al3＋＋3HCO3－===Al(OH)3↓＋3CO2↑(2分)
(4)加入盐酸，观察沉淀是否全部溶解(1分)
22．(8分)(2010年辽宁省质检题)准确称取6 g铝土矿样品(含Al2O3、Fe2O3、SiO2)放入盛有100 mL某浓度的硫酸溶液的烧杯中，充分反应后过滤，向滤液中加入10 mol·L－1的NaOH溶液，产生沉淀的质量m与加入NaOH溶液的体积V的关系如右上图所示。请填空回答：

(1)H2SO4溶液物质的量浓度为________。
(2)若a＝2.3，用于沉淀Fe3＋，消耗NaOH的体积是________，铝土矿中各组成成分的质量分数：Al2O3为________，Fe2O3为________，SiO2为________。
(3)a值的范围应是________，在这个范围内，a值越大，________的质量分数越小。
解析　弄清到35 mL、45 mL时沉淀的组成和质量，0到35 mL时沉淀量增多，有Al(OH)3和Fe(OH)3,35 mL到45 mL时，Al(OH)3溶解，45 mL时沉淀仅剩Fe(OH)3。
(1)35 mL时，沉淀最多，溶液为Na2SO4溶液，据电荷守恒，n(Na＋)＝2n(SO42－)，又据元素守恒，n(Na＋)＝n(NaOH)＝10 mol·L－1×0.035 L＝0.35 mol，n(SO42－)＝n(H2SO4)＝c(H2SO4)×0.1 L。解得c(H2SO4)＝1.75 mol·L－1。
(2)沉淀Al3＋所耗OH－的量，是使Al(OH)3溶解所耗OH－的3倍，即沉淀Al3＋所耗NaOH溶液为30 mL。
n(Al2O3)＝n(NaOH)＝×(10 mol/L×0.030 L)＝0.05 mol，
w(Al2O3)＝×100%＝85%。
其他分析略去。
答案　(1)1.75 mol·L－1　(2)2.7 mL　85%　12%　3%　(3)1.625<a<5　Fe2O3