1、1第 4 章 材料家族中的元素(时间：90 分钟；分数：100 分)一、选择题(本题包括 15 小题，每小题 3 分，共 45 分)1下列物质中，属于新型无机非金属材料的是( )A有色玻璃 B碳化硅陶瓷C石英玻璃 D钢化玻璃解析：选 B。有色玻璃、钢化玻璃主要成分与普通玻璃相同，属于传统无机非金属材料；石英玻璃主要成分是二氧化硅，也属于传统无机非金属材料。2近几年，我国的航天事业取得了巨大的成就，航天员们还顺利实现了太空行走。下列说法不正确的是( )A在生活舱中，可用过氧化钠制备氧气B金属镁可用于制造飞机、火箭C在航天试验用的仪器、仪表大量使用了硅等非金属材料D返回舱外层的隔热瓦使用的是金属材
2、料解析：选 D。返回舱外层的隔热瓦使用的是复合材料。3某溶液既能溶解 Al(OH)3，又能溶解 H2SiO3，在该溶液中可以大量共存的离子组是( )AK 、Na 、HCO 、NO 3 3BNa 、SO 、Cl 、ClO 24CH 、Mg 2 、SO 、NO24 3DFe 3 、NO 、SCN 、Na 3解析：选 B。能溶解 Al(OH)3和 H2SiO3的是强碱性溶液。在强碱性环境中 B 项离子能大量共存。4下列物质的用途错误的是( )A硅是制造太阳能电池的常用材料B二氧化硅是制造光导纤维的材料C水玻璃可用作木材防火剂D硅是制取水泥的原料解析：选 D。硅不是制取水泥的原料，制取水泥的主要原料有
3、石灰石和黏土。5下列物质中，不能通过化合反应制取的是( )AH 2SiO3 BFe(OH) 3CFe(NO 3)2 DCaSiO 3解析：选 A。A 选项中含氧酸 H2SiO3对应的酸性氧化物为 SiO2，因 SiO2不溶于 H2O，故不能由 SiO2与 H2O 化合得到；B 选项中 Fe(OH)3可由化合反应 4Fe(OH)2O 22H 2O=4Fe(OH)3得到 ；C 选项中 Fe(NO3)2可由化合反应 2Fe(NO3)3Fe= =3Fe(NO3)2得到；D 选项中 CaSiO3可由 CaO 和 SiO2在高温下化合得到，即CaOSiO 2 CaSiO3。= = = = =高 温 620
4、13 年 12 月，某校化学兴趣实验小组，想验证运动会金牌为纯金制造而非铜的合金，可选用的试剂是( )2A盐酸 B稀硫酸C烧碱 D硝酸解析：选 D。金难溶于硝酸，而铜能溶于硝酸。7下列有关金属的说法中，正确的是( )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 纯铁比生铁抗腐蚀性更强单质铝在空气中比较耐腐蚀，所以铝是不活泼金属 正常人体缺钙会引起骨质疏松症，缺铁会引起贫血等疾病 青铜、不锈钢、硬铝都是合金 可通过焰色反应区分钾元素和钠元素A BC D解析：选 A。在人类对金属材料的使用过程中，最早被人们冶炼和使用的是铜，它属于不活泼的金属，不正确；铝在空气中比较耐腐蚀是
5、由于其表面形成了结构致密的氧化物保护膜，它是一种活泼的金属元素，不正确。选项 A 符合题意。8铝热剂中铝的作用是( )A催化剂 B氧化剂C还原剂 D填充剂解析：选 C。铝热反应是指铝能还原比铝活动性弱的金属的氧化物，其中 Al 是还原剂。9向明矾KAl(SO 4)212H2O溶液中滴入 Ba(OH)2溶液时，当 SO 沉淀完全时，铝24元素的存在形式是( )A一部分为 Al(OH)3沉淀，一部分以 Al3 形式存在于溶液中B一部分为 Al(OH)3沉淀，一部分以Al(OH) 4 形式存在于溶液中C全部为 Al(OH)3沉淀D几乎全部以Al(OH) 4 存在于溶液中解析：选 D。1 mol 明矾
6、中含 2 mol SO ，完全沉淀 SO 需 2 mol Ba(OH)2，此时24 24n(Al3 ) n(OH )14。所以铝元素以Al(OH) 4 形式存在。10向 MgSO4和 Al2(SO4)3的混合溶液中，逐滴加入 NaOH 溶液。下列图像中，能正确表示上述反应的是(横坐标表示加入 NaOH 溶液的体积，纵坐标表示反应生成沉淀的质量)( )解析：选 A。向混合溶液中逐滴加入 NaOH 溶液，NaOH 溶液先后与 Al2(SO4)3溶液、MgSO4溶液反应生成氢氧化铝、氢氧化镁沉淀，当沉淀达到最多时，继续加入的 NaOH 溶液将氢氧化铝沉淀溶解，但氢氧化镁不能与过量的 NaOH 溶液反
7、应。11将 2.8 g 硅粉与 2.3 g 钠同时放入足量水中，采用恰当的方法收集反应过程中产生的气体(全部收集)，这些气体在标准状况下的体积为( )A1.12 L B4.48 LC5.6 L D3.36 L3解析：选 D。本题的重点是考查钠与水、硅与碱溶液的反应的有关计算。2Na2H 2O=2NaOHH 2223 g 2 mol 22.4 L23 g 0.1 mol 1.12 LSi 2NaOHH 2O=Na2SiO32H 228 g 2 mol 222.4 L14 g 0.1 mol 2.24 L反应后 Si 有剩余， V(H2)1.12 L2.24 L3.36 L。12某同学设计如下实验
8、测量 m g 铜银合金样品中铜的质量分数：下列说法中不正确的是( )A排水法收集到的气体为 NOB只根据 m 和 V 能求得合金中铜的质量分数C操作应是洗涤D铜的质量分数为 100%143.5m 108W143.5m解析：选 B。样品都与 HNO3反应：3Cu8HNO 3(稀)= =3Cu(NO3)22NO4H 2O，3Ag4HNO 3(稀)= =3AgNO3NO2H 2O。排水法收集气体为 NO，A 正确。反应溶液中加入 NaCl 生成 AgCl 沉淀，经过滤、洗涤、烘干得到 W g AgCl，由此可得知 m(Ag) g，由此得铜的质量分数为108W143.5100%Error!100%，C
9、、D 正确。 V L 气体不一定是标准状况下的气体，故无m 108W143.5m法计算合金中铜的质量分数，B 错误。13某溶液中有 Cu2 、NH 、Mg 2 和 Al3 四种离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶 4液，微热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量减少的阳离子是( )ACu 2 BNH 4CMg 2 DAl 3解析：选 B。溶液中加入过量的氢氧化钠溶液后，四种离子分别转化为氢氧化铜沉淀、一水合氨、氢氧化镁沉淀、四羟基合铝酸钠。微热并搅拌后，氢氧化铜、氢氧化镁、四羟基合铝酸钠无变化，而一水合氨部分分解并挥发出氨气。再加入过量盐酸后，NH 大量减 4少。14铁、铝、铜的合金 8.94 g，
10、投入足量的稀硫酸中，在标准状况下收集到 5 600 mL氢气，并从溶液中捞出不溶解的金属 0.64 g，往溶液中加入过量氢氧化钠溶液，产生沉淀，过滤，称得沉淀物的质量为 9 g，铁、铝、铜三种金属物质的量之比为( )A111 B551C10101 D441解析：选 C。在理解铁、铝、铜化学性质的前提下，认真审题，分析清楚题中的反应，4即可求得。铜与稀硫酸不反应，因此捞出的不溶解的金属 0.64 g 就是铜的质量。由于Al(OH)3的两性，加入过量 NaOH 溶液后，Al(OH) 3与 NaOH 反应生成可溶性的 NaAl(OH)4，故沉淀物质的质量就是 Fe(OH)2的质量。通过关系式 FeF
11、e(OH) 2，可以求得铁的质量为5.6 g，那么 Al 的质量为 8.94 g0.64 g5.6 g2.7 g，各金属的质量已知，即可求出铁、铝、铜的物质的量分别为 0.1 mol、0.1 mol、0.01 mol。15将物质 X 逐渐加入 Y 溶液中，生成沉淀的物质的量 n2与所加 X 的物质的量 n1的关系如图所示。符合图所示情况的是( )选项 A B C DX NaOH AlCl3 HCl NaAl(OH)4Y AlCl3 NaOH NaAl(OH)4 HCl解析：选 C。A 项生成沉淀与溶解沉淀消耗的 NaOH 的物质的量之比为 31，与题图不符。B 项加入 AlCl3开始无沉淀与题
12、图也不符。C 项随着盐酸的加入先后发生以下两个反应：H Al(OH) 4 =Al(OH)3 H 2O(沉淀物质的量由 0 增至最大值)；3H Al(OH)3=Al3 3H 2O(沉淀物质的量由最大值降为 0)。两个反应中消耗盐酸物质的量之比为13，符合题图。D 项加入 NaAl(OH)4开始无沉淀，与题图也不符。二、非选择题(本题包括 4 小题，共 55 分)16(14 分)(1)除去铁粉中混有的铝粉选用试剂：_，离子方程式：_。(2)盛放烧碱等碱性溶液不宜用磨口玻璃塞，因为_，相应的离子方程式为_。(3)用稀盐酸清洗铜器皿表面上的铜锈的原因：_。化学方程式为_。(4)实验室配制好的硅酸钠溶液
13、保存过程中变质的主要原因是_，变质现象是_，相应化学方程式是_。解析：(1)铝与强碱溶液反应而铁不能，用强碱溶液除去铁粉中混有的铝粉。(2)因玻璃的主要成分是 SiO2，故盛放 NaOH 时在磨口处发生反应2NaOHSiO 2=Na2SiO3H 2O，且 Na2SiO3是一种矿物胶，能使瓶塞与瓶口黏结。(3)铜锈主要成分是 Cu2(OH)2CO3，可溶于稀盐酸，而铜不与稀盐酸反应。(4)由于 H2SiO3的酸性比碳酸的弱，故硅酸钠溶液中发生反应Na2SiO3CO 2H 2O=H2SiO3 Na 2CO3而变质，故应密封保存。5答案：(1)NaOH 溶液或 KOH、Ba(OH) 2溶液2Al2O
14、H 6H 2O=2Al(OH)4 3H 2(2)玻璃的主要成分是 SiO2，它可与 NaOH 溶液反应生成 Na2SiO3而使瓶塞与瓶口黏结 2OH SiO 2=SiO H 2O23(3)稀盐酸能溶解铜锈而不溶解铜Cu2(OH)2CO34HCl= =2CuCl23H 2OCO 2(4)空气中的 CO2与 Na2SiO3水溶液发生了反应 有白色胶状沉淀物生成 Na2SiO3H 2OCO 2=Na2CO3 H2SiO317(13 分)某混合物 A 由 KAl(SO4)2、Al 2O3组成，在一定条件下可实现如图所示的物质之间的转化。据此判断：(1)固体 B 所含物质的化学式为_。(1) 反应的离子
15、方程式为(2) _。(3)欲用实验证明固体 E 中有 NH 存在，按下列要求填空： 4实验操作：将 E 溶于水，向其中加入_，加热，并将_放在试管口。实验现象及结论：_。有关反应的离子方程式：_。解析：各物质之间转化流程可表示为解题的关键是抓住铝盐和 Al2O3的性质，以及 NH 的检验方法。NH 的检验可根据 4 4NH 与 OH 反应生成 NH3的原理进行。 4答案：(1)Al 2O3(2)Al3 3NH 3H2O=Al(OH)33NH 4(3)NaOH 湿润的红色石蕊试纸试纸变蓝，证明有 NH 的存在 4NH OH NH3H 2O 4 = = = = = 18(13 分)图分别代表有关反
16、应中的一种物质，它们均为中学化学中的常见物质。已知和中分别含有同一种元素。反应： O 2的条件未标出，请6填写下列空白：(1)、的化学式分别是_、_。(2)与反应的离子方程式是_。(3)的化学方程式是_。解析：物质既能溶于酸又能溶于碱，根据的转化关系以及 Fe2 Fe(OH) OH 2 Fe(OH)3 Fe2O3，可推出为 Fe2O3，则可推出为 Al。 空 气 答案：(1)Al Fe 2O3(2)3Al(OH)4 Al 3 =4Al(OH)3(3)4Fe(OH)2O 22H 2O=4Fe(OH)319(15 分)2014 年元月份，西安北郊古墓中出土一青铜锤(一种酒具)，表面附有绿色固体物质
17、，打开盖子酒香扑鼻，内盛有 26 kg 青绿色液体，专家认定是 2 000 多年前的“西汉美酒” 。这是我国考古界、酿酒界的一个重大发现。(1)如果让你对出土的“西汉美酒”进行研究，你想探究的一个问题是_。(2)上述报道引发了某校化学兴趣小组同学的关注，他们收集家中青铜器表面的绿色固体，进行探究。提出问题：青铜器表面附着的绿色固体物质是由哪些元素组成的？猜想：查阅相关资料后，猜想绿色固体物质可能是铜绿Cu 2(OH)2CO3。设计与实验：设计一套实验装置，如图所示。对试管内的绿色固体加热，至完全分解。观察到 A 装置中绿色固体逐渐变成黑色，B 装置中无水硫酸铜变成蓝色，C 装置中澄清石灰水变浑
18、浊。取少量加热后生成的黑色固体于试管中，加入稀硫酸。观察到黑色固体逐渐溶解，溶液变成蓝色。取少量上述蓝色溶液于试管中，浸入一根洁净的铁丝。观察到铁丝表面有红色物质析出。实验结论：绿色固体物质分解的化学方程式为_7_。表达与交流：a.步骤发生反应的化学方程式为_。b反应完全后，如果先移去酒精灯，可能出现的现象是_。c_(填“能”或“不能”)将 B、C 两装置对调，其原因是_。解析：根据题意，加热绿色固体，逐渐变成黑色，说明有 CuO 生成；无水硫酸铜变成蓝色，说明有 H2O 生成；澄清石灰水变浑浊，说明有 CO2生成。据此可写出绿色固体物质分解的化学方程式。黑色固体中加入稀硫酸，发生反应 CuOH 2SO4=CuSO4H 2O，蓝色溶液为 CuSO4，浸入一根洁净的铁丝，发生反应 FeCuSO 4=FeSO4Cu。如果反应后先移去酒精灯，则试管内压强减小，易引起 C 装置中的液体发生倒吸。答案：(1)“西汉美酒”的成分是什么(或“西汉美酒”为什么是青绿色的)(合理即可) (2)Cu2(OH)2CO3 2CuOH 2OCO 2 aFeCuSO 4=FeSO4Cu= = = = = bC 装置中的液体会倒吸进入 B 装置 c不能 若 B、C 对调则无法证明加热绿色固体是否有水生成
