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专题3 从矿物到基础材料测评 时间45分钟 满分100分 第Ⅰ卷选择题 56分 一、选择题每题只有1个选项符合题意，每题4分，共32分 1．钛和钛合金是21世纪的重要金属材料。它们具有优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、机械性能好、抗腐蚀能力强，钛合金与人体有很好的“相容性”。根据它们的主要性能，不合实际的用途是 A．用于核潜艇设备的制造 B．用于制造航天设备 C．用来作保险丝 D．可用来制造人造骨 2．用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管的外壁如图，把试管浸入到硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升。根据实验现象判断下列说法错误的是 A．此实验中发生的反应都是氧化还原反应 B．铝是一种较活泼的金属 C．铝与氧气反应放出大量的热量 D．铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物 3．某溶液中含MgCl2和AlCl3各0.01 mol，向其中逐滴滴加1 molL－1的NaOH溶液至过量，下列关系图正确的是 4．下列各组括号内的试剂，不能用于除掉各物质中的杂质的是 A．铁粉中混有锌粉杂质稀硫酸 B．FeCl3中混有FeCl2杂质Cl2 C．CO气体中混有CO2杂质NaOH溶液 D．SiO2中混有CaCO3杂质盐酸 5．下列有关铝的说法正确的是 A．金属铝与盐酸或氢氧化钠溶液分别反应均产生0.2 mol氢气时，失去的电子数不同 B．铝既能与盐酸反应生成AlCl3，又能与NaOH溶液反应生成NaAlO2，所以金属铝具有两性 C．金属铝能在空气中形成一层致密的氧化膜，因此是一种比较活泼的金属，所以将少量铝投入到过量的FeCl3溶液中，可以置换出金属铁 D．铝元素在人体内聚集过多，对健康不利，建议尽量少用铝制餐具、铝制食品包装袋、铝制易拉罐等 6．张老师做了一个如图所示的实验，发现烧杯中酸性KMnO4溶液褪色，若将烧杯中的溶液换成含有少量的KSCN的FeCl2溶液，溶液显红色，判断下列说法中正确的是 A．该条件下生成的水分子化学性质比较活泼 B．该条件下H2被冷却为液态氢，液氢的水溶液具有还原性 C．该条件下H2燃烧生成了只具有氧化性的物质 D．该条件下H2燃烧的产物中可能含有一定量的H2O2 7．某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案 方案Ⅰ铜铝混合物测定生成气体的体积 方案Ⅱ铜铝混合物测定剩余固体的质量 下列有关判断中不正确的是 A．溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液 B．若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小 C．溶液A和B均可选用稀硝酸 D．实验室中方案Ⅱ更便于实施 8．许多小溪流经硫矿和金属矿，由于含硫矿暴露在空气中或暴露在含氧的水中，这些小溪变成酸性，溪水中含有溶解的铁和硫酸盐，它们的浓度都很高。最常见的含硫矿是黄铁矿FeS2，其中铁的化合价为＋2；当富铁的溪水和其他水混合时，溶于水的铁以针铁矿[FeOOH]的形式沉淀出来，覆盖在小溪的底部，而水仍保持酸性。反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋6H2O4FeOOH↓＋xH＋，则该离子方程式中H＋的化学计量数x为 A．5 B．6 C．7 D．8 二、选择题每题只有1个选项符合题意，每题4分，共24分 9．在一些高档茶叶、点心等食品的包装盒中有一个小袋，将小袋打开，可看到灰黑色粉末，其中有些已变成棕褐色。将灰黑色粉末溶于盐酸，得浅绿色溶液。取上层清液滴入几滴氯水，再滴入KSCN溶液后溶液马上出现血红色。以下结论不正确的是 A．该灰黑色粉末作抗氧化剂 B．该灰黑色粉末不可食用 C．小袋中原来装有铁粉 D．小袋中原来装有Fe2O3 10．有一未知浓度的盐酸25 mL，在加入5 molL－1AgNO3溶液25 mL后，改加NaOH溶液，结果用去了1.0 molL－1NaOH溶液25 mL，恰好完全中和，则盐酸的物质的量浓度为 A．0.5 molL－1 B．1.0 molL－1 C．1.5 molL－1 D．2.0 molL－1 11．将一定质量的Mg和Al的混合物投入500 mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。 则下列说法正确的是 A．Mg和Al的总质量为8 g B．硫酸的物质的量浓度为5 molL－1 C．NaOH溶液的物质的量浓度为5 molL－1 D．生成的H2在标准状况下的体积为11.2 L 12．下列除杂质的方法不可行的是 A．用过量氨水除去Al3＋溶液中少量的Fe3＋ B．将混合气体通过灼热的铜网除去N2中的少量O2 C．用新制的生石灰，通过加热蒸馏，除去乙醇中的少量水 D．用盐酸除去AgCl中少量的Ag2CO3 13．铜的冶炼大致可分为①富集，将硫化物矿进行浮选；②焙烧，主要反应为2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO炉渣；③制粗铜，在1 200 ℃发生的主要反应为2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2,2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑；④电解精炼。下列说法中正确的是 A．上述灼烧过程的尾气均可直接排空 B．由6 mol CuFeS2生成 6 mol Cu，上述共消耗15 mol O2 C．在反应2Cu2O＋Cu2S6Cu＋2SO2↑中，作氧化剂的只有Cu2O D．在反应2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2中，SO2只是氧化产物 14．铝硅合金具有熔点低、凝固时收缩率小等优点，适合铸造。现取试样10.0 mg，放在纯净氧气中完全燃烧，燃烧后的固体经称量发现比原来试样增重9.23 mg，由此计算硅铝合金中硅的质量分数为 A．12.3 B．15.4 C．13.4 D．17.0 第Ⅱ卷非选择题 44分 三、非选择题 15．10分某实验小组对中学课本中可生成氢气的反应进行了研究，总结出三个可以生成H2的反应①Zn＋盐酸 ②Na＋水 ③Al＋NaOH溶液。为点燃上述三个反应生成的H2，他们设计了如下装置图1，请回答下列问题 1写出Na与H2O反应的化学方程式_____________________________________。 2在点燃H2前必须先进行_____________________________________________， 方法是 _______________________________________________________。 3实验小组在点燃用图1装置制得的H2时，①③实验获得成功，②却失败了。他们分析认为失败的原因是Na与H2O的反应速率太快，Na的用量太少。于是他们准备增加钠的用量，可老师说太危险，你认为产生危险的原因是________________________________________________________________________。 4实验小组查阅钠、苯、水的密度分别为0.97 gmL－1、0.88 gmL－1、1.00 gmL－1，并据此对实验进行了改进如图2，在改进后的实验中H2的生成速率减慢。原因是________________________________________________________________________。 16．9分氧化铜是一种黑色固体，可溶于稀硫酸。某同学想知道是稀硫酸的哪种粒子H2O、H＋、SO能使氧化铜溶解。请你和他一起通过如图所示的Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三个实验完成这次探究活动。 1某同学提出的假设是____________________________________________________。 2通过实验Ⅰ可以证明___________________________________________________。 3要证明另外两种粒子能否溶解氧化铜，还需要进行实验Ⅱ和Ⅲ，在Ⅱ中加入稀硫酸后氧化铜溶解，则进一步确认的实验操作是在Ⅲ中先加入________，再加入________。 4探究结果为______________________。你认为除实验Ⅱ和Ⅲ所用的试剂外，还能溶解氧化铜的一种常见物质是________。 17．8分已知A～K均为中学化学中常见的物质，它们之间有如下图所示的转化关系，其中A为两种物质组成的混合物，H、I、K为单质，H是气体，G是红褐色沉淀。反应过程中生成的水及其他产物没有列出 请回答以下问题 1写出下列物质的化学式H____________，J____________。 2写出A跟盐酸混合反应生成B的化学方程式______________________。 3写出C跟氯气反应生成E的化学方程式______________________。 18．11分铜及其化合物一般都具有特征颜色，例如Cu、Cu2O呈红色，CuO呈黑色、CuSO45H2O呈蓝色等。研究性学习小组甲为检测实验室用H2还原CuO所得的红色固体中是否含有 Cu2O进行了认真探究。 Ⅰ.查阅资料Cu2O属于碱性氧化物；高温灼烧CuO生成Cu2O；Cu2O在酸性条件下能发生下列反应 Cu2O＋2H＋Cu＋Cu2＋＋H2O Ⅱ.设计实验方案 方案1取该红色试样溶于足量的稀硝酸中，观察溶液颜色的变化。 方案2取该红色试样溶于足量的稀硫酸中，观察溶液是否呈蓝色。 方案3称得干燥坩埚的质量为a g，取红色试样置于坩埚中称得总质量为b g，在空气中高温灼烧至质量恒定，称得最后总质量为c g。 1请你评价方案1和方案2。如果你认为该方案合理，请简述其化学原理；如果你认为该方案不合理，请简述原因。 方案1____________________________________________________________。 方案2__________________________________________________________。 2方案3中，若确认红色粉末中含有Cu2O，则a、b、c应符合的数学的关系为________，该实验方案最少得进行________次称量。 Ⅲ.研究性学习小组乙，设计了新的探究方案，拟通过干燥管中CuSO4是否变蓝判断红色固体中是否含有Cu2O，装置如图所示 3简述该探究方案中，检验气体发生装置气密性的方法说明操作方法、现象和结论 ________________________________________________________________________。 4为确保探究的科学、合理、安全，你认为实验中还应采取的措施有________填序号。 A．在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一干燥装置 B．加热前先排尽装置中的空气 C．在盛有硫酸铜的干燥管后再连接一个装有碱石灰的干燥管 19．6分向30.0 mL硫酸铜溶液中加入过量铝粉，待充分反应后，再向其中加入2.00 mol L－1烧碱溶液，至沉淀不再减少，消耗烧碱溶液210 mL，且收集到气体0.672 L标准状况。据此计算 1加入铝粉的质量。 2原硫酸铜溶液的物质的量浓度。 答案 专题3 从矿物到基础材料测评 1．C 因钛的熔点高，故不适合作保险丝。 2．D 本题涉及的反应有2Al＋3HgNO323Hg＋2AlNO33,4Al＋3O22Al2O3，两个反应均为氧化还原反应；由题中所给的现象“红墨水右端上升”可推知试管中气体受热膨胀，意味着铝与氧气反应放出热量；铝片上生成的“白毛”是氧化铝。这就是著名的“毛刷实验”。 3．C 判断图像正误时，是在明确纵横坐标的含义后，首先关注关键点的变化。含Mg2＋、Al3＋的溶液中加入NaOH，立即生成白色沉淀Mg2＋＋2OH－MgOH2↓，Al3＋＋3OH－AlOH3↓，沉淀的产生必须从0开始，所以B项错误。当加入0.05 mol NaOH时，Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全沉淀物质的量达最大值0.02 mol，D项错误。继续加入NaOH溶液，AlOH3沉淀要溶解，所以C项正确[且AlOH3需再消耗NaOH 10 mL]。 4．A A项不合适，硫酸与主要成分铁粉也反应。 5．D A项错误，均是铝失电子给H，生成的H2量相同，失电子数相同；B项错误，金属不谈两性，可以说铝是金属，已带有部分非金属性；C项错误，能形成致密的氧化膜与是否是活泼金属无直接关系，少量铝投入FeCl3溶液中先发生反应Al＋3Fe3＋3Fe2＋＋Al3＋，Fe3＋反应完全后再加入铝，则发生反应3Fe2＋＋2Al3Fe＋2Al3＋。 6．D 酸性高锰酸钾溶液褪色，说明生成了一种具有还原性的物质，它又能使KSCN和FeCl2的混合溶液变红色，可见这一物质又具有强氧化性，所以只有D项正确。 7．C Ⅰ中A应选稀盐酸或稀硫酸，Ⅱ中B应选用NaOH溶液。若选用稀硝酸，铜、铝均可与之反应，无剩余固体，Ⅱ不合理。若选用浓硝酸，常温下铝在浓硝酸中形成氧化膜，不再与浓硝酸反应，故剩余固体质量比原混合金属中的铝的质量大，即B项正确。测定质量比测气体的体积更便于操作，D项正确。 8．D 据电荷守恒可知x＝8。 9．D 从加入氯水和KSCN溶液后溶液呈现血红色确定原来溶液中含有Fe2＋；从粉末的颜色从灰黑色变为棕褐色，确定原来就是还原性铁粉。 10．B 根据反应情况可知，盐酸中的H＋最后是与NaOH中的OH－反应的，且由反应配比H＋与OH－为1∶1，故cHClVHCl＝cNaOHVNaOH，将数据代入可求得cHCl＝1.0 molL－1。 11．C 由图像可知，镁的物质的量为0.15 mol，铝的物质的量为0.2 mol，二者质量和为27 gmol－10.2 mol＋24 gmol－10.15 mol＝9.0 g，A项错误。生成气体的体积为0.21.5＋0.15 mol22.4 Lmol－111.2 L，因此D项错误。镁离子和铝离子完全沉淀需氢氧化钠的物质的量为0.15 mol2＋0.2 mol3＝0.9 mol，则氢氧化钠的浓度为0.9 mol0.18 L＝5 molL－1，C项正确。当沉淀达最大量时，溶液中溶质为硫酸钠，根据硫酸根守恒得硫酸的浓度为0.2 L5 molL－120.5 L＝1 molL－1，因此B项错误。 12．A A项错误，在Al3＋、Fe3＋混合溶液中加入过量的氨水，生成AlOH3、FeOH3沉淀，不能将Al3＋、Fe3＋分离；B项正确，N2、O2的混合气体通过灼热的铜网，只发生反应2Cu＋O22CuO，O2被除去；C项正确，因乙醇与水的沸点接近，乙醇中含有少量的水一般不用直接蒸馏的方法除去，应先加生石灰与水反应后再蒸馏；D项正确，在AgCl、Ag2CO3混合物中加入盐酸，发生反应Ag2CO3＋2HCl2AgCl＋H2O＋CO2↑，经过滤可得纯净的AgCl。 13．B 14．B 铝、硅燃烧涉及两个反应4Al＋3O22Al2O3，Si＋O2SiO2。固体增重质量就是参加反应的氧气的质量。因求物质的含量，所以可首先将单位调整为克，便于计算。即样品取10 g，反应后固体增重的质量为9.23 g。 15．答案12Na＋2H2O2NaOH＋H2↑ 2检验H2的纯度 用向下排空气法收集一试管氢气，用拇指堵住，移近酒精灯火焰处，移开拇指点火，如听到尖锐的爆鸣声，说明不纯，直到听到轻微的“噗”声，证明已经较纯净 3大块的钠与水反应剧烈，放出大量的热，可能使试管内H2和O2的混合气点燃而爆炸 4钠处于苯和水的交界处，钠与水反应产生的H2使钠浮起，脱离水面，反应停止；当钠表面的H2逸出，钠又回落水层，如此反复，间歇与水反应 解析注意试题所渗透的安全意识。 16．答案1H2O、H＋、SO中的某一种粒子能够使氧化铜溶解 2水不能使氧化铜溶解，而是另外的H＋、SO两种粒子中的某一种使氧化铜溶解 3Na2SO4或K2SO4等 稀硫酸 4氧化铜固体溶于稀硫酸，是稀硫酸中的H＋在起作用，而H2O、SO两种粒子都不能使氧化铜溶解 硝酸或盐酸等 解析本题以学生非常熟悉的氧化铜与稀硫酸的反应为起点，去探究硫酸中的H2O、H＋、SO三种粒子哪种使氧化铜溶解。在Ⅲ中应加入可溶性的硫酸盐，以证明氧化铜的溶解过程中SO不起作用，然后再加入稀硫酸，从而证明氧化铜的溶解是硫酸中的H＋在起作用。4加入HNO3、盐酸等均可使氧化铜溶解。 17．答案1H2 Fe2O3 2CuO＋2HClCuCl2 ＋H2O 32FeCl2 ＋Cl2 2FeCl3 解析G是FeOH3沉淀，所以C为FeCl2，E为FeCl3，J为Fe2O3。H是单质气体，能与Fe2O3在加热条件下反应生成的单质K显然是Fe，H应为H2。I为单质，且呈紫红色，I应为铜。黑色粉末F为CuO，D为CuOH2，B为CuCl2。原黑色粉末应为CuO和铁粉的混合物。 18．答案1方案1不合理，因为铜和氧化亚铜均能与稀硝酸反应生成Cu2＋，形成蓝色溶液 方案2合理，因为铜与稀硫酸不反应，氧化亚铜与稀硫酸反应生成Cu和Cu2＋，导致溶液呈蓝色 2c 4 3关闭导气管上的活塞，从分液漏斗中往试管中注水，使漏斗中的液面高度高于试管中的液面高度，并且一段时间内不回落，说明气体发生装置气密性良好 4ABC 解析1注意稀硝酸的强氧化性能将铜氧化，而铜与稀硫酸不反应。 2设红色试样中含Cu的质量为x。灼烧过程中发生的反应为 4Cu＋O22Cu2O 256 32 x c－b x＝＝8c－b 如有Cu2O，则x＝8c－bb－a，即c。 此实验方案至少要称量如下4次干燥坩埚质量、坩埚加试样质量、灼烧后坩埚和药品总质量、再灼烧后坩埚和药品总质量此次应与前一次相同方可，为重复实验，说明已加热至恒重。 19．答案13.24 g 25.00 mol L－1 解析发生反应的离子方程式为①3Cu2＋＋2Al3Cu＋2Al3＋ ②Al3＋＋4OH－AlO＋2H2O ③2Al＋2OH－＋2H2O2AlO＋3H2 ↑ ，由题可知nH2 ＝＝0.030 0 mol 则反应③消耗的nNaOH＝0.020 0 mol nAl＝0.020 0 mol 反应②消耗的nNaOH ＝2.00 mol L－10.210 L－0.020 0 mol＝0.400 mol 则反应①消耗的nAl ＝0.100 mol，nCu2＋＝0.150 mol 故加入铝粉的质量为mAl ＝0.100 mol＋0.020 0 mol27.0 g mol－1＝3.24 g 硫酸铜溶液的浓度为cCuSO4 ＝＝5.00 mol L－1