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第五单元 金属及其化合物
测试时间:90分钟 满分:100分
第Ⅰ卷(选择题,共50分)
一、选择题(本大题共25小题,每小题2分,共50分。每小题只有一个选项符合要求)
1.[2016·浙江高考]下列说法不正确的是( )
A.储热材料是一类重要的能量存储物质,单位质量的储热材料在发生熔融或结晶时会吸收或释放较大的热量
B.Ge(32号元素)的单晶可以作为光电转换材料用于太阳能电池
C.Ba2+浓度较高时危害健康,但BaSO4可服入体内,作为造影剂用于X射线检查肠胃道疾病
D.纳米铁粉可以高效地去除被污染水体中的Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子,其本质是纳米铁粉对重金属离子较强的物理吸附
答案 D
解析 A项,储热材料具有在熔融或结晶时会吸收或释放较大的热量的特点,正确;B项,Ge是一种优质的半导体材料,可用于太阳能电池,正确;C项,硫酸钡具有无毒、不溶于水、不能被X射线透过的性质,可用作造影剂,正确;D项,纳米铁粉属于单质,能把Cu2+、Hg2+等重金属离子置换出来,属于化学变化,错误。
2.[2016·银川一中二模]下列说法不正确的是( )
A.Na2O2能与CO2反应生成O2,可用作呼吸面具的供氧剂
B.硅是半导体材料,可用于制备光导纤维
C.明矾能水解生成Al(OH)3胶体,可用作净水剂
D.Al2O3熔点高,可用于制作耐高温仪器
答案 B
解析 光导纤维的主要成分是SiO2。
3.[2016·仲元中学模拟]下列叙述中正确的是( )
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A.两份质量相同的Al分别加入到足量NaOH溶液和盐酸中充分反应,盐酸增加的质量大
B.两份质量相同的S分别与足量NaOH溶液和Na反应,两者转移的电子数相同
C.相同物质的量的CO2、H2O分别与足量Na2O2反应,生成气体的物质的量相同
D.H2分别通过灼热的CuO和Fe2O3粉末,当转移电子数相同时,Fe2O3减轻的质量大
答案 C
解析 A选项,相同质量的Al分别与足量NaOH溶液和盐酸反应,放出的H2的质量相同,因此溶液增加的质量相同;B选项,硫与NaOH溶液反应,硫的化合价既升高又降低,而与Na反应,硫的化合价只降低,因此转移的电子数不可能相同;D选项,H2分别通过灼热的CuO和Fe2O3粉末,当转移电子数相同时,两个反应中反应的H2、生成的H2O以及CuO和Fe2O3失去的O质量分别相同,因此固体减轻的质量相同。
4.[2016·全国卷Ⅱ]某白色粉末由两种物质组成,为鉴别其成分进行如下实验:
①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解;再加入足量稀盐酸,有气泡产生,固体全部溶解;
②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生,振荡后仍有固体存在。
该白色粉末可能为( )
A.NaHCO3、Al(OH)3 B.AgCl、NaHCO3
C.Na2SO3、BaCO3 D.Na2CO3、CuSO4
答案 C
解析 A项,样品加入水NaHCO3溶解,再加入稀盐酸Al(OH)3溶解,HCl与NaHCO3反应放出气体,但样品中加入稀硫酸,不会出现固体,A项错误;B项,样品加入水NaHCO3溶解,再加入稀盐酸AgCl不溶解,B项错误;C项,样品加入水Na2SO3溶解,再加入稀盐酸BaCO3溶解,产生气体,而加入稀硫酸产生CO2和SO2
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的混合气体,且生成BaSO4沉淀,C项正确;D项,样品加水均溶解,D项错误。
5.[2016·临汾一中模拟]人们习惯上把金、银、铜、铁、锡五种金属统称为“五金”。在“五金”顺序中,把一种金属的位置向后移一位,正好符合某化学规律。这种金属和该化学规律是( )
A.铁、金属活动性顺序表
B.金、质量守恒定律
C.银、元素周期律
D.铜、金属密度顺序表
答案 A
解析 将铁移到锡后,金、银、铜、锡、铁的金属活动性逐渐增强,A项正确。
6.[2016·北京海淀二模]镓(Ga)与铝同主族,曾被称为“类铝”,其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如下图所示:
下列判断不合理的是( )
A.Al、Ga均处于ⅢA族
B.Ga2O3可与盐酸反应生成GaCl3
C.Ga(OH)3可与NaOH反应生成NaGaO2
D.碱性:Al(OH)3>Ga(OH)3
答案 D
解析 同主族元素从上到下,金属性逐渐增强,最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强,故D项错误。
7.[2016·豫南九校联考]球墨铸铁中含有一种铁碳化合物X。实验小组为测定化合物X的组成设计实验如下:
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下列说法不正确的是( )
A.固体2是氧化铁
B.X的化学式可以表示为Fe3C2
C.溶液甲加热、蒸发、灼烧也可得到24.0 g固体
D.X与足量的热浓硝酸反应有NO2和CO2生成
答案 B
解析 X在空气中煅烧转化为CO2气体与铁的氧化物,再经盐酸、氯气处理后得到FeCl3溶液(溶液乙),加热、蒸发时,FeCl3水解得到Fe(OH)3,灼烧Fe(OH)3得到固体Fe2O3(固体2),A项正确;n(Fe2O3)==0.15 mol,故n(Fe)=0.3 mol,m(Fe)=16.8 g,则m(C)=18.0 g-16.8 g=1.2 g,n(C)=0.1 mol,n(Fe)∶n(C)=3∶1,故X的化学式可以表示为Fe3C,B项错误;溶液甲加热、蒸发、灼烧过程中,Fe2+会被空气氧化为Fe3+,最后得到的固体也是Fe2O3,C项正确;浓硝酸和铁碳化合物反应,碳元素被氧化成CO2,氮元素被还原为NO2,D项正确。
8.[2016·太原调研]以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如图所示:
下列说法不正确的是( )
A.酸溶过程使用的酸也可以是硝酸,且过量
B.为了防止污染,焙烧过程中产生的SO2要回收利用
C.通氯气的目的是氧化Fe2+
D.由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3需要在氯化氢的气流中加热
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答案 A
解析 若用过量硝酸酸溶,则会引入NO,A项错误;SO2是一种污染气体,必须回收利用,B项正确;通入Cl2的目的是将Fe2+全部氧化为Fe3+,C项正确;为了防止Fe3+水解,由FeCl3·6H2O制取无水FeCl3时需要在HCl气氛中加热,D项正确。
9.[2016·湖南十二校联考]CuSO4是一种重要的化工原料,其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是( )
A.将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体
B.相对于途径①、③,途径②更好地体现了绿色化学思想
C.CuSO4在1100 ℃分解所得气体X可能是SO2和SO3的混合气体
D.Y可能是葡萄糖
答案 C
解析 将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体,A项正确;途径①有污染性气体产生,相对于途径③,途径②的优点是制取等质量CuSO4需要的硫酸少并且无污染性气体产生,途径②更好地体现了绿色化学思想,B项正确;由流程图知硫酸铜分解生成了Cu2O,若X是SO2和SO3的混合气体,则铜元素、硫元素化合价降低,无元素化合价升高,根据2CuSO4Cu2O+SO2↑+SO3↑+O2↑知,X可能是O2、SO2和SO3的混合气体,C项错误;葡萄糖与氢氧化铜反应会生成Cu2O,所以Y可能是葡萄糖,D项正确。
10.[2016·南昌调研]向29.6 g Fe2O3
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、FeO和Cu的混合物中加入1 mol·L-1硫酸400 mL时,固体恰好完全溶解,所得溶液中不含Fe3+。若用足量的CO在高温下还原相同质量的原混合物,得到的固体质量为( )
A.16.8 g B.21.6 g
C.23.2 g D.26.4 g
答案 C
解析 由题意可知溶液中的溶质为FeSO4和CuSO4,且其物质的量总和等于硫酸的物质的量,根据得失电子守恒,可知Fe2O3的物质的量等于Cu的物质的量,设Fe2O3和Cu的物质的量均为x mol,FeO的物质的量为y mol。则2x+x+y=0.4,160x+64x+72y=29.6,联立可解得x=y=0.1,则原固体被还原后可得金属的质量为0.3 mol×56 g·mol-1+0.1 mol×64 g·mol-1=23.2 g。
11.[2016·太原测评]下列各组内物质反应产生的气体分别通入FeSO4溶液中,能与FeSO4发生反应的是( )
①Na2O2和H2O ②Al和NaOH溶液 ③MnO2和浓盐酸共热 ④铜片和浓硫酸共热
A.只有①② B.只有①③
C.只有②③ D.只有③④
答案 B
解析 Na2O2与H2O反应生成的O2能将Fe2+氧化为Fe3+,①符合题意;Al与NaOH溶液反应生成H2,H2不能与FeSO4溶液发生反应,②不符合题意;MnO2与浓盐酸共热生成Cl2,Cl2可将Fe2+氧化为Fe3+,③符合题意;铜片与浓硫酸共热生成SO2,SO2不能与FeSO4溶液发生反应,④不符合题意。综上所述,B项正确。
12.[2016·扬州调研]下表各组物质之间通过一步反应不可以实现如图所示转化关系的是( )
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选项
a
b
c
箭头上所标数字的 反应条件
A
AlCl3
NaAlO2
Al(OH)3
①加入过量的NaOH
B
Si
SiO2
H2SiO3
②常温加水
C
NaOH
NaHCO3
Na2CO3
③加澄清石灰水
D
Fe
FeCl3
FeCl2
④加入氯气
答案 B
解析 AlCl3与过量NaOH反应生成NaAlO2,NaAlO2与弱酸反应生成Al(OH)3,Al(OH)3与NaOH反应生成NaAlO2,Al(OH)3与HCl反应生成AlCl3,A项正确;Si与O2反应生成SiO2,但SiO2不能通过一步反应生成H2SiO3,且SiO2不溶于水,不能与水反应,B项错误;NaOH与过量CO2反应生成NaHCO3,将NaHCO3加热可生成Na2CO3,Na2CO3与CO2、H2O反应生成NaHCO3,Na2CO3与澄清石灰水反应生成NaOH,C项正确;Fe与Cl2反应生成FeCl3,FeCl3与Fe反应生成FeCl2,FeCl2与Cl2反应生成FeCl3,FeCl2与Zn反应生成Fe,D项正确。
13.[2016·孝感高中月考]均含有短周期元素W的X、Y、Z三种物质间的转化关系如图所示。下列说法不正确的是( )
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A.W可能是非金属元素
B.X可能是氧化物
C.Y、Z之间的转化可能是氧化还原反应
D.Y和Z在溶液中反应可能生成X
答案 C
解析 W可能是非金属元素,如X为NaHCO3,Y为CO2,Z为Na2CO3时,W为碳元素,A项正确;X可能是氧化物,如X为Al2O3,Y为Al2(SO4)3,Z为NaAlO2,B项正确;Y、Z之间的相互转化方式为加酸或加碱,不可能是氧化还原反应,C项错误;当X为Al(OH)3时,Y为Al2(SO4)3,Z为NaAlO2,Y和Z在溶液中反应可生成X,D项正确。
14.[2016·太原调研]有一包白色粉末,可能由碳酸钠、硝酸钾或硝酸钡中的一种或几种组成,为确定其组成,进行如下实验:
①称取10.6克该白色粉末加足量水溶解,得无色溶液。
②在无色溶液中加入过量氢氧化钙溶液,充分反应后过滤,分别得无色溶液和白色沉淀;将白色沉淀洗涤、烘干后称得质量为10 g。
由上述实验得出的下列判断中,正确的是( )
A.白色粉末中肯定含有硝酸钾,可能含有碳酸钠
B.白色粉末中肯定含有硝酸钾,可能含有硝酸钡
C.白色粉末中不含碳酸钠和硝酸钡,只含有硝酸钾
D.白色粉末中不含硝酸钡和硝酸钾,只含有碳酸钠
答案 D
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解析 因为得“无色溶液”,则碳酸钠与硝酸钡反应会生成碳酸钡沉淀,则碳酸钠与硝酸钡不能共存;根据“在无色溶液中加入过量氢氧化钙溶液,充分反应后过滤,分别得无色溶液和白色沉淀”,因为氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙;而“将白色沉淀洗涤、烘干后称得质量为10 g”,则推测白色粉末中一定有碳酸钠,而无硝酸钡。根据“称取10.6克该白色粉末加足量水溶解,得无色溶液”,而“将白色沉淀洗涤、烘干后称得质量为10 g”,则设白色粉末中含有碳酸钠的质量为x。
Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH
106 100
x 10 g
则=,解得x=10.6 g
故推测白色粉末中含有碳酸钠,一定无硝酸钾、硝酸钡。
故选D。
15.[2016·山西四校联考]6.6 g木炭在标准状况下V L氧气中点燃,恰好完全反应。将反应后生成的气体通入足量过氧化钠中,过氧化钠增重7 g,则V为( )
A.5.6 B.8.96
C.9.52 D.12.32
答案 B
解析 根据2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 Δm=56,设木炭与氧气反应生成的混合气体中CO2物质的量为n(CO2),则=,解得n(CO2)=0.25 mol,根据碳元素守恒,则n(CO)=n(C)-n(CO2)=0.3 mol,则参加反应的n(O2)=n(CO2)+n(CO)=0.40 mol,故V(O2)=22.4 L·mol-1×0.40 mol=8.96 L,B项正确。
16.[2016·临汾一中模拟]
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甲、乙、丙、丁四种物质中,甲、乙、丙均含有相同的某种元素,它们之间具有转化关系:甲乙丙。下列有关物质的推断不正确的是( )
A.若甲为氮气,则丁可能是O2
B.若甲为AlCl3溶液,则丁可能是NaOH溶液
C.若甲为Fe,则丁可能是稀硝酸
D.若甲为NaOH溶液,则丁可能是CO2
答案 A
解析 若甲为N2,丁为O2,则乙为NO,丙为NO2,但NO2与N2不反应,A项错误;若甲为氯化铝,丁为氢氧化钠,则乙为氢氧化铝,丙为偏铝酸钠,偏铝酸钠与氯化铝反应可生成氢氧化铝,B项正确;若甲为铁,丁为稀硝酸,则乙为硝酸亚铁,丙为硝酸铁,硝酸铁与铁反应可生成硝酸亚铁,C项正确;若甲为氢氧化钠,丁为CO2,则乙为碳酸钠,丙为碳酸氢钠,碳酸氢钠与氢氧化钠反应可生成碳酸钠,D项正确。
17.[2016·唐山一中调研]在AgNO3、Cu(NO3)2和Zn(NO3)2混合溶液中,加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,在滤渣中加入稀盐酸,有气体产生,则下列结论正确的是( )
A.滤液中一定有Fe(NO3)3
B.滤渣只含Ag和Cu,一定无Zn
C.滤渣中一定有Ag、Cu和Fe,一定无Zn
D.滤渣中可能有Ag、Cu、Fe和Zn
答案 C
解析 充分反应后过滤,在滤渣中加入稀盐酸,有气体产生,说明滤渣中含有Fe单质,Fe能和Ag+、Cu2+发生置换反应,则溶液中一定不含Ag+、Cu2+,锌离子和Fe不反应,所以溶液中一定含有锌离子。A项,铁能和铁离子反应,Fe过量,所以滤液中一定没有Fe(NO3)3
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,故A错误;B项,因为只有Fe和HCl反应,所以滤渣中一定含有Fe,故B错误;C项,根据以上分析知,滤渣中一定有Ag、Cu和Fe,一定无Zn,故C正确,D项错误。
18.[2016·江西师大附中模拟]某干燥粉末可能由Na2O、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、NaCl中的一种或几种组成。将该粉末与足量的盐酸反应有气体X逸出,X通过足量的NaOH溶液后体积缩小(同温、同压下测定)。若将原来混合粉末在空气中用酒精灯加热,也有气体放出,且剩余固体的质量大于原混合粉末的质量。下列判断正确的是( )
①粉末中一定有Na2O、Na2O2、NaHCO3 ②粉末中一定不含有Na2CO3和NaCl ③粉末中一定不含有Na2O和NaCl ④无法肯定粉末中是否含有Na2CO3和NaCl
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
答案 D
解析 向混合物中加入足量的盐酸,有气体放出,与盐酸反应产生气体的物质可能为Na2O2(生成O2)、Na2CO3或NaHCO3(生成CO2),X通过NaOH溶液后体积缩小(而不是气体全部消失),说明X由O2和CO2组成,原粉末中Na2O2一定存在,Na2CO3和NaHCO3至少有一种一定存在。将原混合粉末加热,有气体放出,说明混合物中一定有NaHCO3,但NaHCO3受热分解会使粉末质量减小,而实际剩余固体的质量却增加了,原因只能是发生了反应:2Na2O+O2===2Na2O2;综上分析,混合物中一定有Na2O、Na2O2、NaHCO3,无法确定混合物中是否有Na2CO3和NaCl,即正确的是①④。故选D。
19.[2016·石家庄一模]几种中学常见的物质转化如图所示。
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下表中R、X、Y、Z对应物质正确的是( )
选项
R
X
Y
Z
A
紫色石蕊
Fe2O3
Fe2O3和Cu
Cu
B
甲基橙
Fe(NO3)2
Fe(OH)2
Cu2(OH)2CO3
C
酚酞
Fe(OH)3
FeO和Fe
CuO
D
Fe2O3
NaAlO2
Na2SiO3
Cu(OH)2
答案 B
解析 铜不和稀硫酸反应,A项错误;甲基橙遇稀硫酸变红色,硝酸亚铁遇稀硫酸变成铁盐,氢氧化亚铁与硫酸反应生成硫酸亚铁,碱式碳酸铜与硫酸反应生成硫酸铜,B项正确;稀硫酸不能使酚酞变色,C项错误;硫酸与氧化铁反应生成硫酸铁,溶液呈黄色,稀硫酸与偏铝酸钠反应得不到黄色溶液,稀硫酸与硅酸钠反应得不到浅绿色溶液,D项错误。
20.[2016·湖北百校联考]已知:①钾比水轻;②钾的熔点低;③钾与水反应时要放出热量;④钾与水反应后溶液呈碱性。某学生将一块金属钾投入滴有酚酞试液的水中,该实验能证明四点性质中的( )
A.①④ B.①②④
C.①③④ D.①②③④
答案 D
解析 将一小块金属钾投入滴有酚酞溶液的水中,钾块浮在水面上可证明钾的密度比水小;熔成小球说明钾的熔点低、钾与水反应时放出热量;溶液变红色,说明钾与水反应后溶液呈碱性,故选D。
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21.[2016·长沙三模] a g镁铝合金投入x mL 2 mol/L的盐酸中,金属完全溶解,再加入y mL 1 mol/L NaOH溶液,沉淀达到最大值,质量为(a+1.7) g,则下列说法不正确的是( )
A.镁铝合金与盐酸反应转移电子数为0.1NA
B.沉淀为Mg(OH)2和Al(OH)3混合物
C.x=2y
D.a的取值范围为0.9 g