2021学年第4章 材料家族中的元素综合与测试课时作业

第4章测评

(满分:100分　时间:90分钟)

可能用到的相对原子质量:H—1　C—12　N—14

O—16　Cl—35.5　Na—23　Mg—24　Al—27　Fe—56

Cu—64　Zn—65　Ag—108　Pb—207

一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。每小题只有一个选项符合题意)

1.下列产品或材料属于复合材料的是(　　)

①生物陶瓷　②采用碳纤维增强复合材料制作的钓鱼竿　③航天飞机隔热陶瓷瓦　④飞机机身

A.① B.② C.①②③ D.②③④

答案D

2.下列说法中错误的是(　　)

①硅化学性质很稳定,因此硅在自然界中以游离态形式存在　②二氧化硅溶于水能制取硅酸　③水泥、陶瓷、玻璃和水晶都是硅酸盐材料　④二氧化硅是一种酸性氧化物,它不与任何酸发生反应　⑤往硅酸钠溶液中通入过量的二氧化碳产生白色胶状沉淀

A.①②③④ B.①②④⑤

C.①③⑤ D.②③⑤

解析自然界中没有游离态的硅,硅都是以化合态的形式存在;二氧化硅不溶于水,不能用二氧化硅溶于水制取硅酸;水晶是二氧化硅,不是硅酸盐;二氧化硅是一种酸性氧化物,能与氢氟酸发生反应。

答案A

3.据报道我国科学家近年来研制出一种新型“连续纤维增韧”航空材料,其主要成分是由碳化硅陶瓷和碳纤维复合而成的。下列相关叙述不正确的是(　　)

A.它耐高温抗氧化

B.它比钢铁轻、硬,但质地较脆

C.它没有固定熔点

D.它是一种新型无机非金属材料

解析航空材料具有质轻、高强度、耐高温、抗氧化等性能,又由题中信息可知,该材料具有一定的韧性,故B项错误,A项正确;复合材料属于混合物,没有固定的熔点。碳化硅高温结构陶瓷和碳纤维复合而成的材料属于新型无机非金属材料,C、D项正确。

答案B

4.以氧化铝为原料制取氢氧化铝,最好的方法是(　　)

A.将氧化铝溶于水

B.将氧化铝先溶于盐酸中,之后滴加氨水

C.将氧化铝溶于盐酸中,之后滴加氢氧化钠溶液

D.将氧化铝溶于氢氧化钾

解析由氧化铝制取氢氧化铝,首先应将氧化铝转化为铝离子,然后加碱溶液转化为氢氧化铝。考虑到滴加氢氧化钠溶液时,若过量会有部分氢氧化铝溶解,故选用弱碱溶液氨水更好。

答案B

5.导学号50534151图中表示金属X、Y以及它们的合金Z分别与足量盐酸反应时产生氢气的情况,其中横坐标表示消耗金属的物质的量,纵坐标表示产生氢气的体积(标准状况)。下列对有关Z的组成的判断,正确的是(　　)

A.n(Na)∶n(Fe)=2∶1 B.n(Mg)∶n(K)=1∶2

C.n(Na)∶n(Al)=1∶3 D.n(K)∶n(Al)=1∶1

解析6molX3molH2,则与盐酸反应后生成的氯化物中X元素的化合价为+1价;4molY6molH2,则与盐酸反应后生成的氯化物中Y元素的化合价为+3价。Z(含X、Y)6mol6molH2,则Z中与盐酸反应后生成的氯化物中X、Y元素的平均化合价为+2价。以此验证各选项可知,只有D项合适。

答案D

6.把X溶液(或气体)慢慢加入(或通入)到一定量的Y溶液中,产生的沉淀量与加入X的物质的量的关系如图所示,符合图中曲线的是(　　)

A.X为CO2,Y为Ca(OH)2

B.X为NH3·H2O,Y为AlCl3

C.X为NaOH,Y为AlCl3

D.X为HCl,Y为Na[Al(OH)4]

解析CO2通入Ca(OH)2溶液中可产生碳酸钙沉淀,继续通CO2沉淀溶解而生成Ca(HCO3)2溶液,两个反应中消耗的CO2物质的量之比为1∶1,A项不符合题意;氨水加入到AlCl3溶液中产生沉淀,但过量时沉淀不溶解,B项不符合题意;NaOH溶液滴加到AlCl3溶液中生成Al(OH)3沉淀,继续加入NaOH溶液沉淀溶解生成四羟基合铝酸钠:AlCl3+3NaOHAl(OH)3↓+3NaCl,Al(OH)3+NaOHNa[Al(OH)4],两个反应消耗的NaOH物质的量之比为3∶1,C项符合题意;盐酸加入到Na[Al(OH)4]溶液中,先生成Al(OH)3沉淀,继续加入盐酸沉淀溶解生成铝盐:HCl+Na[Al(OH)4]Al(OH)3↓+NaCl+H2O,Al(OH)3+3HClAlCl3+3H2O,两个反应中消耗HCl的物质的量之比为1∶3,D项不符合题意。

答案C

7.相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应,至体系中均无固体物质,消耗碱量最多的是(　　)

A.Al B.Al(OH)3 C.AlCl3 D.Al2O3

解析根据化学方程式可得出各物质与氢氧化钠反应时物质的量之间的关系:

Al~NaOH　Al(OH)3~NaOH　AlCl3~4NaOH　Al2O3~2NaOH

消耗1mol氢氧化钠所用的四种物质的质量分别为27g、78g、33.4g、51g,因此质量相同的这些物质,消耗碱量最多的是Al。

答案A

8.下列反应的离子方程式不正确的是(　　)

A.石英与烧碱溶液共热:SiO2+2OH-Si+H2O

B.在氯化铝溶液中滴加过量的氨水:Al3++4OH-[Al(OH)4]-

C.在氢氧化钙溶液中通入过量的CO2:OH-+CO2HC

D.在稀盐酸中滴加过量的硅酸钠溶液:Si+2H+H2SiO3↓

解析A项中体现出SiO2酸性氧化物的性质,D项中为强酸制弱酸,A、D项都正确;B项中氨水是弱碱溶液,NH3·H2O不能拆开写,且氢氧化铝不溶于氨水,B项错误;C项中Ca2+没有参与反应,正确。

答案B

9.用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁(如图所示),将试管浸入硝酸汞溶液中,片刻后取出,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.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

答案D

10.有一根粗铝条含铁和硅两种杂质。取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中,放出等量的H2,则该粗铝中铁和硅的关系正确的是(　　)

①物质的量之比为2∶1　②物质的量之比为3∶1

③质量之比为2∶1　④质量之比为4∶1

A.②④ B.②③ C.①④ D.④

解析铝与稀盐酸和稀氢氧化钠溶液都反应并放出等量的氢气,由此可知硅与稀氢氧化钠溶液反应放出的氢气和铁与稀盐酸反应放出的氢气的质量相等。根据关系式Si~2H2和Fe~H2得:铁和硅的物质的量之比为2∶1,质量之比为4∶1,C项正确。

答案C

11.在标准状况下,进行甲、乙、丙三组实验:三组各取60 mL同浓度稀盐酸,加入同一种镁铝合金粉末,产生气体,有关数据列表如下:

则下列说法中不正确的是(　　)

A.甲组和乙组的实验中,盐酸均是过量的

B.盐酸的物质的量浓度为1.0 mol·L-1

C.合金中镁、铝的物质的量之比为1∶1

D.丙组中铝的物质的量为0.018 mol

解析乙比甲合金质量大,生成H2的体积大,则甲中盐酸过量;丙比乙合金质量大,生成H2的体积相等,则丙中合金过量。标准状况下甲中生成560mLH2溶解合金510mg,设乙中生成672mLH2能够溶解合金的质量为x,则560mL∶510mg=672mL∶x,x=612mg。612mg<770mg,则乙中合金过量,盐酸不足。

答案A

12.将CO2气体缓缓通入含有等物质的量的KOH、Ba(OH)2和K[Al(OH)4]的混合溶液中,直至过量,生成沉淀的物质的量与所通CO2的体积关系如图所示(假设每步反应均完全)。下列关于整个反应进程中的各种描述不正确的是(　　)

A.AB段与CD段发生的反应相同

B.BC段反应的离子方程式是2[Al(OH)4]-+CO22Al(OH)3↓+C+H2O

C.OA段反应的化学方程式是Ba(OH)2+CO2BaCO3↓+H2O

D.DE段沉淀的减少是由碳酸钡固体的消失所致

答案A

二、非选择题(本题包括4小题,共52分)

13.(11分)目前市场上某些品牌笔记本电脑的外壳一改以往的有机合成材料,而使用铝合金材料(有钛铝合金、镁铝合金等材料),有些甚至还掺入碳纤维材料,使整体硬度得到进一步加强。

(1)铝合金材料在电脑上代替有机合成材料的目的是　　　　。 

A.降低成本 B.增强美观

C.利于散热 D.增加强度

E.增加运算速度

(2)在铝合金中掺入碳纤维而制得的材料被称为复合材料,该复合材料中,作为增强体的是　　　　　　　,其作用是　　　　　　　　;作为基体的是　　　　　　　,其作用是　　　　　　　　。 

答案(1)BCD

(2)碳纤维　骨架作用　铝合金　黏结作用

14.(12分)在校园文化节活动中,一位高一年级同学给初中同学表演了一组化学小魔术,请你利用所学化学知识揭开其中之谜。

(1)魔术一:“奇花变色”

道具如图1所示,该魔术中可观察到“铁树”上浸有无色酚酞溶液的棉团由白色变为　　　　色。该魔术中涉及的氨的性质有　　　　(填字母)。 

A.氨分子是不断运动的 B.氨分子有一定质量

C.浓氨水具有挥发性 D.氨气的水溶液显碱性

(2)魔术二:“瓶吞鸡蛋”

道具如图2所示,将注射器中的NaOH浓溶液注入瓶中,片刻后会看到鸡蛋被“吞”入瓶中。该魔术中涉及的化学反应为　　　　　　　　　　　　　　　(用化学方程式表示)。该实验后有些同学能闻到刺激性气味,这种气体在大气中造成的环境问题是　　　　　　　　　　。 

(3)魔术三:“‘清水’变‘牛奶’”

道具如图3所示,当A溶液加到烧杯中后,无色溶液变成白色浊液,继续在白色浊液中滴入过量A溶液,溶液又变澄清。若A为碱性溶液,B为硫酸盐,则B为　　　　　　。该过程中发生反应的离子方程式为　 

　　　　　　。 

答案(1)红　ACD

(2)SO2+2NaOHNa2SO3+H2O　酸雨

(3)Al2(SO4)3　Al3++3OH-Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-

15.(13分)下图中A~J均为中学化学常见的物质,它们之间有如下转化关系。其中A、D为金属单质。(反应过程中生成的水及其他产物已略去)

请回答以下问题:

(1)F是　　　　　　　　　　　,H是　　　　　　　　　　　。(填化学式) 

(2)A与B反应的化学方程式为 　。 

(3)写出J与D反应转化为G的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　。 

(4)写出C与盐酸反应生成E的化学方程式:　　　　　　　　　　　。 

解析I为红褐色固体,则I为Fe(OH)3,加热I可分解生成的B为Fe2O3,I与盐酸反应生成J,则J为FeCl3,D与J反应生成G,G与氢氧化钠反应生成H,H在空气中转化为氢氧化铁,则H为Fe(OH)2。A、D为金属单质,则D为Fe,G为FeCl2,A与B的反应生成C与D,则C为金属氧化物,既能与氢氧化钠反应又与盐酸反应,则C为Al2O3,故A为Al,结合转化关系可知E为AlCl3,F为Na[Al(OH)4]。

(1)由上述分析可知,F是Na[Al(OH)4],H是Fe(OH)2;

(2)A与B反应的化学方程式为Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3;

(3)J与D反应转化为G的离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+;

(4)C和盐酸反应生成E的化学方程式为Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O。

答案(1)Na[Al(OH)4]　Fe(OH)2

(2)Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3

(3)Fe+2Fe3+3Fe2+

(4)Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O

16.导学号50534153(16分)(1)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有　　　　。 

A.KCl B.KClO3 C.MnO2 D.Mg

取少量铝热反应所得的固体混合物,将其溶于足量稀硫酸,滴加KSCN溶液无明显现象,　　　　(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3,理由是　 

　(用离子方程式说明)。 

(2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应:2Cu2S+2H2SO4+5O24CuSO4+2H2O,该反应的还原剂是　　　　。当1 mol O2发生反应时,还原剂所失电子的物质的量为　　　　 mol。 

(3)硫酸铝溶液与过量氨水反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 

解析(1)铝热反应需要Mg条和KClO3引发反应;滴加KSCN溶液无明显现象,说明溶液中无Fe3+,但是,固体溶于足量稀硫酸,由于Fe2O3与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3,生成的Fe2(SO4)3能与Fe反应生成FeSO4,所以不能说明固体中无Fe2O3。

(2)反应过程中Cu2S中铜元素和硫元素化合价均升高,Cu2S为还原剂,1molCu2S共失去10mol 电子,1molO2发生反应消耗 molCu2S,转移4mol电子。

(3)Al(OH)3不溶于氨水,离子方程式为Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N。

答案(1)BD　不能　Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+3Fe2+(或只写Fe+2Fe3+3Fe2+)

(2)Cu2S　4

(3)Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N