鲁科版高三化学基础复习专题4《材料家族中的元素》专题测试卷

专题 4《材料家族中的元素》专题测试卷 一、单选题(共 15 小题) 1.铜易生锈，铜合金更易生锈，铜器上往往覆盖着一层铜绿，铜绿的主要成分是( ) A． CuO B． Cu(OH)2 C． Cu2O D． Cu2(OH)2CO3 2.在向盛有氯化铁溶液的烧杯中加入过量铜粉，反应结束后过滤，对溶液中大量存在的金属阳离子 的成分判断正确的是( ) A． 只有 Cu2＋ B． Fe2＋、Cu2＋ C． Fe3＋、Fe2＋ D． Fe3＋、Cu2＋ 3.下列各种物质不属于新型无机非金属材料的是( ) A． 水泥 B． 氮化硅陶瓷 C． 磷酸钙陶瓷 D． 氧化铝陶瓷 4.玻璃钢是一种复合材料，下列关于玻璃钢的说法正确的是( ) A． 玻璃钢的基体是玻璃纤维，增强体是合成树脂 B． 玻璃钢的基体是合成树脂，增强体是玻璃纤维 C． 玻璃钢的质地异常柔软，有强的韧性 D． 玻璃钢有一定的导电、导热和机械加工性能 5.下列反应的离子方程式中正确的是( ) A． CuO 与稀硫酸反应：CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O B． Cu2O 与稀硝酸反应：Cu2O＋2H＋===2Cu＋＋H2O C． Cu(OH)2 与盐酸反应：OH－＋H＋===H2O D． CuSO4 溶液与 Ba(OH)2 溶液混合：Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓ 6.以下不属于无机非金属材料的是( ) A． 玻璃 B． 铝合金 C． 水泥 D． 陶瓷 7.(2014·北京理综)下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是( ) A． K B． Na C． Fe D． Al 8.由复合材料制成的防弹头盔能抵御多种手枪子弹的射击，最大限度地保护使用人员的安全，这利 用了复合材料的( ) A． 高强度、质轻 B． 耐热抗高温 C． 耐腐蚀、稳定性好 D． 导电导热性好 9.下列材料可能是用玻璃钢制作的是( ) ①棉纱 ②玻璃 ③钢材 ④滑梯 ⑤游乐车 ⑥餐桌椅 A． ①②③ B． ①②④ C． ③④⑤ D． ④⑤⑥ 10.下列关于二氧化硅的说法中错误的是 ( ) A． 二氧化硅分子是由一个硅原子和两个氧原子构成的 B． 在二氧化硅晶体中，每个硅原子与 4 个氧原子相连 C． 石英、水晶、玛瑙的主要成分都是二氧化硅 D． 自然界中二氧化硅主要存在于石英矿和硅酸盐中 11.自然界中的氧化铝晶体俗称刚玉，是一种坚硬的晶体。关于刚玉的下列说法中不正确的是( ) A． 都是无色晶体 B． 熔点高难熔化 C． 用于制造机械手表轴承 D． 用于制造中高档耐火材料 12.实验室中，要使氯化铝溶液中的铝离子全部沉淀出来，适宜用的试剂是( ) A． 氢氧化钠溶液 B． 氢氧化钡溶液 C． 盐酸 D． 氨水 13.将少量的二氧化碳通入下列溶液中，不能产生沉淀的是( ) A． 硅酸钠溶液 B． 石灰水 C． 氢氧化钡溶液 D． 氯化钙溶液 14.下列说法错误的是( ) A． 玻璃钢是以玻璃纤维作增强体、合成树脂作基体的复合材料 B． 飞机机身的复合材料大多是以金属为增强体、纤维为基体的复合材料 C． 制造网球拍用的复合材料是在合成树脂的基体中加入了碳纤维作增强体 D． 玻璃钢可以应用在防火衣服、游乐车、餐桌椅等方面 15.下列关于二氧化硅的说法正确的是( ) A． 二氧化硅溶于水显酸性 B． 二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于任何酸 C． 二氧化硅是制造光电池的材料 D． 二氧化硅制作的玻璃纤维丝，可用作光导纤维 二、实验题(共 3 小题) 16.工业上以黄铜矿(主要成分 CuFeS2)为原料制备 CuSO4·5H2O 的主要流程如下： (1)下列装置可用于吸收气体 X 的是________(填代号)。 (2)某研究性学习小组用泡铜与 CO 反应来制取粗铜。 ①装置 B 中的药品为________________； ②实验时，依次进行如下操作：组装仪器、____________________、加装药品、通入气体、 _____________、点燃酒精灯。 (3)熔渣 Y 的成分为 Fe2O3 和 FeO，选用提供的试剂，设计实验验证熔渣中含有 FeO。写出有关实 验操作、现象与结论。提供的试剂：稀盐酸、稀硫酸、KSCN 溶液、KMnO4 溶液、NaOH 溶液、 氯水。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)向粗铜中加入硫酸和硝酸的混酸溶液制取硫酸铜时(杂质不参加反应)，混酸中 H2SO4 与 HNO3 的 最佳物质的量之比为________________。 17.某研究性学习小组为检测实验室用 H2 还原 CuO 所得红色固体 Cu 中是否含有 Cu2O(红色)，进行 了认真的探究。已知①无水 CuSO4 遇水变蓝；②高温灼烧 CuO 生成 Cu2O 和 O2；③Cu2O 与稀 H2SO4 反应：Cu2O＋H2SO4===Cu＋CuSO4＋H2O，请你回答下列问题。 方案 1：取该红色固体加入适量稀 H2SO4，实验现象为__________________________________，结 论为红色固体中含有 Cu2O。 方案 2：装置如图所示，拟通过干燥管中无水硫酸铜变蓝来判断红色固体是否含有 Cu2O。 (1)为确保探究的科学、合理、安全，实验中还应采取的措施： ①热前先排尽装置中的空气。 ②在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一个________________________________装置。 ③在盛有无水硫酸铜的干燥管后再连接一个________________________________装置。 (2)由方案 2 实验后得出结论：红色固体中含有 Cu2O，写出红色固体 Cu2O 与 H2 反应的化学方程式： ________________________________________________________________________。 18.该小组的同学设计了如下图所示的实验装置(夹持及尾气处理装置未画出)，探究氨气的还原性。 (1)利用该装置进行实验，观察到 CuO 变为红色物质，无水 CuSO4 变蓝色，同时生成一种无污染的 气体。则氨气与 CuO 反应的化学方程式为_____________________________________。 (2)有同学认为：NH3 与 CuO 反应生成的红色物质中可能含有 Cu2O。已知：Cu2O 是一种碱性氧化 物，在酸性溶液中，Cu＋―→Cu＋Cu2＋。请设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有 Cu2O。 ________________________________________________________________________。 (3)该装置在设计上存在明显缺陷，为保证实验结果的准确性，需在 A 和 B 之间增加一个装置 D， 为什么？ ________________________________________________________________________。 请画出装置 D 的示意图并表明所需试剂。(限选仪器和药品：浓 H2SO4、碱石灰、集气瓶、干燥管、 玻璃导管、单孔赛、双孔塞)。 三、计算题(共 3 小题) 19.若含有 1 mol 铁离子和 1 mol 铝离子的混合溶液，现按下图横坐标依次加入 8 mol 氢氧化钠溶液、 1 mol 盐酸，通入 1 mol 二氧化碳气体，纵坐标为混合沉淀的物质的量。 (1)请画出沉淀的量随反应的变化曲线。 (2)并写出加入氢氧化钠 6 mol 及其后发生的各步反应的离子方程式。 20.现用铝与实验室中的盐酸反应，制取标准状况下氢气 4.48 L。 (1)如果选用所贴标签为 2.0 mol·L－1 的盐酸，至少需要该盐酸多少毫升？ (2)如果选用所贴标签为 7%的盐酸(密度为 1.043 g·mL－1)，至少需要该盐酸多少毫升？ 21.铝土矿的主要成分是氧化铝(Al2O3)，在工业上是采用电解氧化铝的方法得出金属铝。 (1)在氧化铝中铝元素与氧元素的质量之比是多少？ (2)用两种方法计算用 170 t 含氧化铝 80%的铝土矿，理论上可练出金属铝多少吨？ 四、填空题(共 3 小题) 22.SiO2 是硅酸盐玻璃(Na2CaSi6O14)的主要成分，Na2CaSi6O14 也可写成 Na2O·CaO·6SiO2 。盛放 NaOH 溶液的试剂瓶若用玻璃瓶塞容易形成黏性的硅酸盐而无法打开，发生反应的化学方程式为 ________________________，长石是铝硅酸盐，不同类长石其氧原子的物质的量分数相同。由钠 长石化学式 NaAlSi3O8 可推知钙长石的化学式为________________________。 23.已知把 ag 金属铜投入一定量浓硝酸中，反应开始产生红棕色气体，随着反应的进行，产生的气 体颜色逐渐变浅，最后变为无色，反应过程中共收集到标准状况下气体 VL，剩余固体 bg。 (1)写出反应过程中发生的化学反应_______________________________________________、 ________________________________________________________________________。 (2)在产生无色气体的反应中________是还原剂；被还原的 HNO3 与参加反应的 HNO3 的质量之比 为________；当有 1 mol HNO3 参加反应时，该反应转移的电子的物质的量为________。 ⑶在上面反应过程中，参加反应的 HNO3 的物质的量为________。 24.现有含氯化铝和氯化镁的混合溶液 50 g，向溶液中逐滴加入溶质质量分数为 10%的氢氧化钠溶 液，生成沉淀质量与加入氢氧化钠溶液质量关系如图所示： (1)当加入氢氧化钠溶液质量为 120 g 时，溶液中的溶质有________。 (2)原混合溶液中氯化铝的质量________。 (3)原混合溶液中氯化镁的质量分数是________。 答案解析 1.【答案】D 【解析】 铜绿的主要成分是 Cu2(OH)2CO3。 2.【答案】B 【解析】向盛有氯化铁溶液的烧杯中加入过量铜粉，会发生化学反应：Cu＋2FeCl3===CuCl2＋ 2FeCl2，反应结束后，溶液中大量存在的金属离子是 Cu2＋、Fe2＋。 3.【答案】A 【解析】水泥是传统无机非金属材料，不属于新型无机非金属材料，A 项正确；氮化硅陶瓷是新型 无机非金属材料，B 项错误；磷酸钙陶瓷是新型无机非金属材料，C 项错误；氧化铝陶瓷是新型无 机非金属材料，D 项错误。 4.【答案】B 【解析】玻璃钢是用玻璃纤维作增强体，合成树脂作基体，故 A 项错误，B 项正确；玻璃钢韧性 强，但是不柔软，故 C 项错误；玻璃钢为绝缘体，不导电，导热性能差，故 D 项错误。 5.【答案】A 【解析】B 项，应为 3Cu2O＋14H＋＋2NO ===6Cu2＋＋2NO↑＋7H2O；C 项，应为 Cu(OH)2＋2H＋ ===Cu2＋＋2H2O；D 项，应为 Cu2＋＋SO ＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋Cu(OH)2↓ 6.【答案】B 【解析】玻璃、水泥、陶瓷是传统无机非金属材料，合金为金属材料，不属于无机非金属材料。 7.【答案】D 【解析】金属铝在空气中表面会形成一层致密的氧化膜保护层，防止内层的金属进一步被氧化，D 项正确。K、Na、Fe 表面形成的氧化膜比较疏松，不能保护内层金属，A、B、C 项错误。 8.【答案】A 【解析】高强度才能抵御子弹的射击。 9.【答案】D 【解析】棉纱的主要成分是天然纤维，故选项中有①不可选，A、B 项被排除。C、D 选项中皆无 ②，无需分析。③钢材是铁制品，与玻璃钢无关，选项中有③的不可选，C 项被排除。 10.【答案】A 【解析】二氧化硅是由硅原子和氧原子以 1∶2 的比例结合形成的立体网状结构，并不以分子的形 式存在。 11.【答案】A 【解析】自然界中纯净的氧化铝为无色晶体，俗称刚玉(因含有杂质而呈各种色彩)，硬度仅次于金 刚石，常用于制造机械手表的轴承、中高档耐火材料等。 12.【答案】D 【解析】氢氧化铝沉淀溶于强酸溶液和强溶液而不溶于弱碱溶液。 13.【答案】D 【 解 析 】 A 项 ， Na2SiO3 ＋ CO2 ＋ H2O===H2SiO3↓ ＋ Na2CO3 ， 能 产 生 沉 淀 ； B 项 ， CO2 ＋ Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，能产生沉淀；C 项，CO2＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋H2O，能产生沉淀； D 项，碳酸的酸性弱于盐酸，二氧化碳通入氯化钙溶液不发生反应，不能产生沉淀。 14.【答案】B 【解析】飞机机身的复合材料大多是以纤维为增强体、金属为基体的复合材料，而 B 项中将基体 与增强体颠倒了。 15.【答案】D 【解析】二氧化硅是一种不溶于水的酸性氧化物，与酸(如硫酸、硝酸等)不能反应，但二氧化硅能 与氢氟酸反应；光电池的材料是硅，光导纤维的材料是二氧化硅。 16.【答案】(1)bd (2)①碱石灰 ②检验装置气密性；收集 CO 检验纯度 (3)取少量熔渣，加过量 稀硫酸溶解，向溶液中加入几滴高锰酸钾溶液，若溶液紫色褪去，则证明熔渣中含有 FeO (4)3∶2 【解析】(1)依据流程图可知 X 气体是 SO2。a 项，导管未插入液面以下，不能起到吸收作用；b 项， NaOH 溶液可以吸收 SO2，且 SO2 较大，先通入到四氯化碳中，能防止倒吸；c 项，SO2 溶解度较 大，倒扣的漏斗伸入液面以下，不能起到防倒吸的作用；d 项，倒立的圆底烧瓶起到安全瓶的作用， 能防止倒吸。故选 bd。 (2)①粗铜与 CO 反应生成 CO2，剩余 CO 有毒，需做燃烧处理，在此之前利用装置 B 吸收 CO2，故 B 中应盛放碱石灰；②组装完仪器，应检验装置的气密性，由于 CO 点燃容易引起爆炸，故引燃前 需验纯。 (3)若 Fe2O3 中含有 FeO，利用稀酸(非氧化性)溶解后生成的 Fe2＋具有还原性，而给出的试剂中 KMnO4 溶液具有强氧化性，可使 KMnO4 溶液褪色，则选择试剂为稀硫酸、KMnO4 溶液，操作为 取少量固体溶于稀硫酸，然后滴加 KMnO4 溶液，观察到溶液使 KMnO4 溶液褪色，则证明含有 FeO。 (4)当硝酸根离子恰好反应时硫酸和硝酸的物质的量之比最佳，由离子方程式 3Cu＋8H ＋ ＋ 2NO ===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 可知，反应中消耗 2 mol NO ，需要 8 mol H＋，硝酸电离 2 mol，另 外 6 mol 氢离子由硫酸提供，则硫酸为 3 mol，所以硫酸和硝酸的物质的量之比为 3∶2。 17.【答案】部分固体溶解，溶液由无色变成蓝色 盛有浓硫酸的洗气瓶 装有碱石灰的干燥管 Cu2O＋H2 2Cu＋H2O 【解析】方案 1：取该红色固体加入适量稀 H2SO4，实验现象为部分固体溶解，溶液由无色变成蓝 色，结论为红色固体中含有 Cu2O 方案 2：(1)②在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一个盛有浓硫酸的洗气瓶，用来干燥氢气。③在盛 有无水硫酸铜的干燥管后再连接一个装有碱石灰的干燥管，防止空气中的水蒸气进入无水硫酸铜 中。(2)加热条件下，氧化亚铜和氢气反应生成铜和水，反应的化学方程式为：Cu2O＋H2 2Cu ＋H2O。 18.【答案】(1)3CuO＋2NH3 3Cu＋N2＋3H2O (2) 取少量样品，加入稀硫酸，若溶液出现蓝色， 说明含有 Cu2O，否则不含有 (3)氯化铵和消石灰反应生成氨气和水，氨气和 CuO 反应前应先干燥； ，干燥剂碱石灰。 【解析】(1) CuO 变为红色物质，无水 CuSO4 变蓝色，同时生成一种无污染的气体，说明生成铜、 氮气和水，反应的化学方程式为：3CuO＋2NH3 3Cu＋N2＋3H2O； (2)Cu2O 是一种碱性氧化物，在酸性溶液中 Cu＋生成 Cu 和 Cu2＋，据此反应设计实验验证是否含 Cu2O，步骤为：取少量样品，加入稀硫酸，若溶液出现蓝色，说明含有 Cu2O，否则不含有； (3) 氯化铵和消石灰反应生成氨气和水，氨气和 CuO 反应前应先干燥，氨气为碱性气体，应选择碱 性干燥剂，碱石灰为碱性干燥剂，可以干燥氨气，装置图为： ，干燥剂为碱石灰。 19.【答案】(1) (2)Al(OH)3＋OH － ===[Al(OH)4] － ；H ＋ ＋OH －===H2O；CO2＋[Al(OH)4] －===Al(OH)3↓＋HCO ； CO2＋CO ＋H2O===2HCO 【解析】混合溶液中，加入 6 mol 氢氧化钠能使 1 mol 铁离子和 1 mol 铝离子完全转化为沉淀，再 加 1 mol 氢氧化钠时，氢氧化铝完全溶解生成 Na[Al(OH)4]，离子反应为 Al(OH)3 ＋OH － === [Al(OH)4]－＋2H2O；7～8 mol 时加氢氧化钠不发生反应，8～9 mol 时加盐酸，发生酸碱中和，H＋ ＋OH－===H2O；9～9.5 mol 时通入二氧化碳气体，四羟基合铝酸根离子完全转化为氢氧化铝沉淀， CO2＋[Al(OH)4]－===Al(OH)3↓＋HCO ；9.5～10 mol 继续通入二氧化碳气体，溶液中碳酸根离子 转化为碳酸氢根离子，CO2＋CO ＋H2O===2HCO 。 20.【答案】(1)200 mL (2)200 mL 【解析】(1)n(H2)＝ ＝0.2 mol ，由 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑可知 n(HCl)＝0.4 mol ，V＝ ＝ ＝0.2 L＝200 mL。 (2)标签为 7%的盐酸(密度为 1.043 g·mL－1)，物质的量浓度 c(B)＝ ≈2.0 mol·L －1，与(1)中盐酸浓度相同，至少需要盐酸仍为 200 mL。 21.【答案】(1) 9∶8 (2)72 t 【解析】(1)根据化合物中各元素质量比＝各元素的相对原子质量×原子个数之比，可得氧化铝中铝 元素与氧元素的质量之比为：(27×2)：(16×3)＝9∶8； (2)方法一：根据铝原子守恒列式求解 理论上可炼出金属铝的质量为：170 t×80%× ×100%＝72 t； 方法二：根据化学方程式求解，设可以得到的铝的质量为 x. 2Al2O3 4Al＋3O2↑ 204 108 170 t×80%x ＝ x＝72 t 答：用 170 t 含氧化铝 80%的铝土矿，理论上可练出金属铝 72 吨。 22.【答案】SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O CaAl2Si2O8 【解析】根据不同类长石其氧原子的物质的量分数相同，结合化合价代数和是 0 可写出钙长石的化 学式。 23.【答案】(1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋ 2NO↑＋4H2O (2)Cu 1∶3 0.75 mol (3)( ＋ ) mol 【解析】(3)根据反应前后氮原子守恒，参加反应 HNO3 中的 N 原子反应后在 NOx 和 Cu(NO3)2 中， 因此 n(HNO3)＝2n[Cu(NO3)2]＋n(NOx)＝2n(Cu)＋n(NOx)。 24.【答案】(1)四羟基合铝酸钠、氯化钠 (2)原混合溶液中氯化铝的质量为 6.675 g (3)原混合溶液中氯化镁的质量分数为 9.5% 【解析】(1)当加入氢氧化钠溶液的质量为 120 g 时，氢氧化钠恰好与生成的氢氧化铝反应，生成四 羟基合铝酸钠、氯化钠和水。 (2)消耗氢氧化铝需要氢氧化钠的质量 m1＝(120 g－100 g)×10%＝2 g，设生成氢氧化铝沉淀质量为 a NaOH＋Al(OH)3=== Na [Al(OH)4] 40 78 2 ga a＝3.9 g 设原有氯化铝的质量为 b，消耗氯化铝需要氢氧化钠的质量为 c 3NaOH＋AlCl3===3NaCl＋Al(OH)3↓ 120 133.5 78 cb3.9 g b＝6.675 g c＝6 g (3)消耗氯化镁需要氢氧化钠的质量 m2＝(100 g－ )×10%＝4 g 设原有氯化镁的质量为 d 2NaOH＋MgCl2===2NaCl＋Mg(OH)2↓ 80 95 4 gd d＝4.75 g 原混合溶液中 MgCl2 的质量分数＝ ×100%＝9.5%