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专题9金属与人类文明
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，广泛应用于交通工具、航空航天等领域。下列有关合金的说法不正确的是
A．硬铝可用于制造飞机的外壳
B．钛合金可用于制造“蛟龙”号的耐压球壳
C．不锈钢可用于制造地铁列车的车体
D．钠钾合金可用于制造飞机的发动机叶片
2．下列关于合金的说法正确的是
A．一般情况下，合金的熔点比各成分金属的熔点高
B．在我国使用最早的合金是钢
C．铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物
D．储氢合金是利用物理作用吸引氢气的材料
3．某同学对铁的氧化物产生浓厚兴趣，查阅资料后制成以下卡片：
下列说法正确的是
A．FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体
B．反应②的温度比反应③的温度高
C．热稳定性顺序：FeO＞Fe2O3
D．四氧化三铁中铁元素的化合价复杂，若写成氧化物的形式，则化学式可写为FeO·Fe2O3
4．下列变化过程，不能一步实现的是
A． B．
C． D．
5．药品“速力菲”中会被空气缓慢氧化，国家规定如果药物中有超过10%的被氧化即不可服用。若要证明该药品已被氧化，下列试剂能达到实验目的的是（ ）
A．新制氯水 B．溶液
C．酸性溶液 D．溶液
6．下列说法正确的是
A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B．Fe2O3为碱性氧化物，可与水反应生成Fe(OH)3
C．铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O
D．Fe3O4中铁元素有+2价和+3价，故Fe3O4是混合物
7．某同学对某盐的水溶液进行了鉴定，实验过程及现象如图所示：
下列推断不正确的是
A．可能为 B．淡黄色沉淀是
C．滤液中一定不含 D．溶液中有
8．宏观辨识与微观探析是化学核心素养之一，下列有关方程式与所述事实相符合的是
A．电解熔融制取Mg：
B．实验室制氨气：
C．工业制漂白粉：
D．过量的铁粉在中燃烧：
二、填空题
9．把少量废铁屑溶于过量稀硫酸中，过滤，除去杂质。向滤液中加入适量氯水，再加入过量的氨水，有红褐色沉淀生成。过滤，加热沉淀物至质量不再发生变化，得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别为 和 (填化学式)。
10．向氯化铁溶液中通入硫化氢气体(硫化氢的水溶液称作氢硫酸，是一种弱酸)，发现溶液变浑浊。试写出发生反应的离子方程式 。
11．往两支分别装有浅绿色的Fe(NO3)2和FeSO4溶液的试管中分别逐滴加入稀盐酸时，溶液的颜色变化应该是：前者 ，后者 。
12．电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。
（1）检验溶液中Fe3+存在的试剂是 ，证明Fe3+存在的现象是 。
（2）写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的离子方程式： 。
（3）某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新获得纯净的FeCl3溶液，准备采用下列步骤：
请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式。
① ，④ 。
（4）要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+，进行如下实验操作时的最佳顺序为 。
①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4溶液 ③加入少量KSCN溶液
A．①③ B．③② C．③① D．①②③
（5）写出向②⑤的混合液中通入⑥的离子方程式： 。
三、计算题
13．有三种镁铝合金样品（组分比例不一定相同）①、②、③。小奉、小贤、小红三同学各取一种样品，对合金中镁的质量分数进行下列实验探究：
(1)小奉取样品①m1 g和过量的氢氧化钠溶液反应，然后过滤；再往滤液中通入过量的二氧化碳气体，将所得沉淀过滤、洗涤、烘干、灼烧，得到固体质量仍为m1 g。则合金中镁的质量分数为 。（保留小数点后面2位）
(2)小贤取样品②m2 g和足量的稀硫酸反应，发现固体完全溶解，标准状况下得到气体体积为VL，则m2的取值范围是 。（结果转化为最简分数）
(3)小红取不同质量的样品③分别和30 mL同浓度的盐酸反应，所取合金质量与产生气体的体积（标准状况下测定）如下所示：
实验序号 a b c
合金质量(g) 0.51 0.765 0.918
气体体积(mL) 560 672 672
求：I.盐酸的物质的量浓度
II.合金中镁的质量分数
III.要使c组实验后剩余合金中的铝恰好完全溶解，还需向容器中加入1.0 mol/L的氢氧化钠溶液多少mL ？
四、解答题
14．A、B、C、D是4种中学化学常见的纯净物，其中A为单质。A、B、C、D存在如图所示转化关系：
回答下列问题：
(1)C的化学式为 。
(2)A在氧气中燃烧的产物 (填“是”或“不是”)碱性氧化物。
(3)写出B →C的化学方程式： 。
(4)往B的水溶液中滴加NaOH溶液，现象为 。
15．利用废旧白铁皮(含)制备磁性胶体流程如图：
已知：①锌及其化合物的性质与铝及其化合物的性质具有一定的相似性。
②在水溶液中能与反应生成蓝色沉淀。
(1)“碱溶”的目的是去除油污以及溶解镀锌层，写出溶液与反应的离子方程式 。
(2)部分氧化阶段，被还原为，该反应的离子方程式是 。
(3)经测定溶液B中的物质的量之比是。检验其中可选用试剂是___________(填字母)。
A．溶液 B．溶液 C．溶液 D．溶液
(4)用 效应可以确定溶液B中是否产生了胶体。
16．某实验小组同学探究“氧化剂对KSCN检验Fe2+的影响”，进行如下实验：
实验 试剂 现象
试管 滴管(各1滴)
2mL0.5mol L-1FeSO4溶液与1滴0.5mol L-1KSCN溶液 饱和氯水 Ⅰ.溶液立即变为浅红色
稀硝酸 Ⅱ.溶液立即变为红色
5%H2O2溶液 Ⅲ.溶液立即变为深红色，无气体产生
已知：Ba2+与SCN-可在溶液中大量共存；SCN-易被氧化为SO。
(1)向2mL0.5mol L-1FeSO4溶液中滴加1滴0.5mol L-1KSCN溶液，无明显现象，通入O2，无明显变化。
①该实验的目的是 。
②用离子方程式表示Ⅰ中出现浅红色的原因： 、 。
(2)对Ⅰ中溶液为浅红色的原因，甲同学提出以下假设。
①假设1：加入氯水的量少，生成的Fe3+浓度低
②假设2：氯水氧化性强，氧化了部分SCN-
继续以下实验：
i.取Ⅰ中浅红色溶液， (填写实验操作)，溶液浅红色消失，从而排除了假设1
ⅱ.向2mL水中滴加1滴0.5mol L-1KSCN溶液，滴加1滴饱和氯水，加入试剂a (填写化学式)，产生白色沉淀。
(3)为验证实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ.中硫氰化钾的被氧化程度，进行以下探究实验：
已知：溶解度：AgSCN(白色)＜AgCl＜Ag2SO4
分别向下表4支试管溶液中，继续滴加一定浓度的AgNO3溶液至溶液红色恰好褪去，记录消耗AgNO3溶液的体积。实验记录如下：
实验 试管 消耗AgNO3溶液的体积/mL
IV 实验I中溶液 1.52
V 实验II中溶液 1.60
VI 实验III中溶液 1.84
VII 2mL水与1滴Fe2(SO4)3溶液和1滴0.5mol L-1KSCN溶液 2.40
①用化学用语表示滴加AgNO3后溶液红色褪去的原因 。
②由Ⅳ～Ⅶ可以得出的结论是 。
(4)借助紫外-可见分光光度计可以测定Fe3+浓度。已知：体系的吸光度与Fe3+浓度呈线性正相关。丙同学利用上述方法测定了实验I、II、III体系的吸光度，数据如图所示。由上述实验可知，I、II、III中溶液颜色分别呈现浅红色、红色和深红色的原因为 。
《专题9金属与人类文明》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 D C D D B C C A
1．D
【详解】A．硬铝为铝合金，密度小，硬度大，可用于制造飞机的外壳，A正确；
B．钛合金硬度大，我国“蛟龙”号载人潜水器的耐压球壳是用钛合金制造的，B正确；
C．不锈钢硬度大，耐腐蚀，可用于制造地铁列车的车体，C正确；
D．钠钾合金常温下液体，不能用于制造飞机的发动机叶片，D错误；
综上所述答案为D。
2．C
【详解】A．一般情况下，合金的熔点比各成分金属的熔点低，合金的熔点不一定比各成分金属的低，如某些汞合金的熔点比汞的熔点高，A错误；
B．在我国使用最早的合金是青铜，B错误；
C．铝、氧化铝和酸碱都能反应，铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物，C正确；
D．储氢合金与氢气之间会发生化学反应金属氢化物，D错误；
故选C。
3．D
【详解】A．Fe2O3为红色固体，A错误；
B．根据题意可知Fe在500℃时生成Fe3O4，继续升高温度生成Fe2O3，而在1400℃时Fe2O3转化为Fe3O4，所以反应②的温度比反应③的温度低，B错误；
C．FeO不稳定，在空气中会被迅速氧化为Fe3O4，C错误；
D．四氧化三铁中Fe为+2价和+3价，个数比为1：2，化学式可写为FeO·Fe2O3，D正确；
综上所述答案为D。
4．D
【详解】A．S在加热下与Cu反应生成，可以一步实现，故A不符合题意；
B．Fe在氯气中燃烧生成FeCl3，能一步实现，故B不符合题意；
C．Fe和水蒸气在加热条件下反应生成Fe3O4和H2，能一步实现，故C不符合题意；
D．硫燃烧生成二氧化硫，不能生成三氧化硫，不能一步实现，故D符合题意。
答案选D。
5．B
【详解】A．新制氯水能氧化Fe2+，不能检验Fe3+的存在，故A错误；
B．KSCN溶液遇含有Fe3+的溶液显红色，能检验Fe3+的存在，故B正确；
C．酸性KMnO4溶液能氧化Fe2+，不能检验Fe3+的存在，故C错误；
D．KCl溶液不能氧化Fe2+，不能检验Fe3+的存在，故D错误；
故答案为B。
6．C
【详解】A．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，故A错误；
B．Fe2O3为碱性氧化物，不能与水反应，但可以与酸反应生成盐和水，故B错误；
C．铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，故C正确；
D．Fe3O4中铁元素有+2价和+3价，但是Fe3O4是化合物不是混合物，故D错误；
故答案为C。
7．C
【详解】A. 根据为淡黄色沉淀可以判断为，则中含；根据为红色溶液可以判断中一定含有，又因为在酸性条件下硝酸根能氧化亚铁离子，则中至少含有和中的一种，可能为，A正确；
B. 淡黄色沉淀是，B正确；
C. 由于加入适量酸化的硝酸银溶液后，亚铁离子可能过量，则滤液中一定含有，可能含，C错误；
D. 铁离子能与KSCN溶液反应生成，即溶液中有，D正确；
答案选C。
8．A
【详解】A．电解熔融氯化镁生成镁和氯气，反应的化学方程式为：，故A正确；
B．实验室制备氨气的反应为氯化铵与氢氧化钙共热反应生成氯化钙和氨气、水，反应的化学方程式为，故B错误；
C．工业上制取漂白粉的反应为氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水，反应的化学方程式为，故C错误；
D．过量的铁粉在氯气中燃烧生成氯化铁，反应的方程式为，故D错误；
故选A。
9． Fe(OH)3 Fe2O3
【详解】把少量废铁屑溶于过量稀硫酸中，得到硫酸亚铁溶液，加入适量氯水，Fe2+被氧化为Fe3+，再加过量氨水得到红褐色的Fe(OH)3沉淀，过滤，加热Fe(OH)3沉淀，会分解成Fe2O3和水，所以红棕色残渣为Fe2O3。
10．
【详解】H2S有还原性，FeCl3有氧化性，两者反应使溶液变浑浊，推测生成了难溶于水的硫单质，则反应式为，因为H2S为弱酸，写离子反应式时不拆成离子形式，故离子反应式应为。
11． 变棕黄色 基本不变
【详解】浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入少量的稀硫酸时，发生离子反应3Fe2++NO3-+4H+=3Fe2++NO↑+2H2O，三价铁盐溶液显黄色，所以溶液变为棕黄色；
在溶液中与H＋不能把Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液颜色基本不变。
12． KSCN 溶液变成血红色 2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋ Fe HCl C 2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－
【详解】（1）本题考查Fe3＋检验，检验Fe3＋常用KSCN溶液，如果溶液变为血红色，说明含有Fe3＋，反之不含有；（2）本题考查Cu和Fe3＋反应，离子反应方程式为Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋；（3）本题考查化学工艺流程，本实验目的是回收铜和制取纯净的FeCl3，向废液中加入过量的铁屑，然后过滤，滤液为FeCl2，滤渣为Cu和Fe，因为铁能与盐酸反应，铜和盐酸不反应，因此滤渣③中加入过量的盐酸，过滤，得到金属铜，两种滤液合并，通入氯气，把Fe2＋氧化成Fe3＋；（4）本题考查离子检验，检验某溶液中不含Fe3＋，含Fe2＋，应先加KSCN溶液，溶液不变红，说明不含Fe3＋，再加入氧化剂，溶液变红，说明原溶液中含Fe2＋，不含Fe3＋，氧化剂不能是酸性高锰酸钾溶液，因为高锰酸钾溶液能氧化KSCN，故选项C正确；（5）本题考查离子反应方程式的书写，⑥为氯气，发生的离子反应方程式为2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。
13． 47.06% 0.80V【分析】(1)发生的反应为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓、2Al(OH)3Al2O3+3H2O，得到的固体是Al2O3，反应前后质量不变，说明氧化铝中的氧元素质量分数等于镁元素质量分数；
(2)采用极限法计算固体质量范围；
(3)Ⅰ.先判断盐酸是否完全反应，若盐酸完全反应，根据氢气求出消耗的盐酸，再求出浓度；
Ⅱ.根据表中数据可知，a组中金属完全反应，根据金属的总质量和生成氢气的物质的量列方程组，计算；
Ⅲ.根据方程式中转化关系以及原子守恒计算。
【详解】(1)发生的反应为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、NaAlO2+CO2+2H2O= NaHCO3+Al(OH)3↓、2Al(OH)3Al2O3+3H2O，得到的固体是氧化铝，原固体为Mg、Al，反应后固体为Al2O3，反应前后固体质量不变，Mg的质量与Al2O3中O元素质量相等，则镁元素质量分数等于氧化铝中的氧元素质量分数，故合金中镁元素的质量分数=×100%=47.06%；
(2)假设全部是Mg，设镁的质量为x，Mg+2H+=Mg2++H2 ↑根据方程式可知24 gMg完全反应产生1 mol H2，其在标准状况下的体积为22.4 L，则x g Mg反应放出H2的体积为V，则=，解得x=1.07V；
假设合金全部是Al，设铝的质量是y，根据反应方程式2Al+6H+=2Al3++3H2↑可知：54 gAl完全反应产生3 mol H2，在标准状况下体积为67.2 L，y g Al反应产生H2的体积是V L，则，解得y=0.80V；
因为是两种金属的合金，所以金属的质量介于0.80V与1.07V之间，即0.80V(3)Ⅰ.b、c中生成的气体体积相同，c中金属的质量较大，则c中盐酸反应完全，n(H2)==0.03 mol，则n(HCl)=2n(H2)=0.06 mol，所以c(HCl)==2 mol/L；
Ⅱ.a组合金完全反应，假设合金中Mg、Al的物质的量分别为x mol、y mol，则有：
24x+27y=0.510g，根据电子得失数目相等可知2x+3y=×2，解得x=0.01，y=0.01，则Mg的质量分数w(Mg)=×100%=47.06%；
Ⅲ.盐酸最终转化为NaCl，Al转化为NaAlO2，则由HCl～NaCl和Al～NaAlO2可知：
n(NaCl)=n(HCl)=2.0 mol/L×0.030 L=0.06 mol；
n(NaAlO2)=n(Al)=0.01 mol×=0.018 mol；
根据Na+守恒得：n(NaOH)= n(NaCl)+ n(NaAlO2)=0.06 mol+0.018 mol=0.078 mol；
故V(NaOH)==0.078 L=78 mL。
【点睛】本题考查了合金的有关计算，明确物质之间的反应结合方程式来分析解答，根据实验放出的氢气的体积判断哪种物质过量，然后以不足量的物质为标准进行计算是解题关键，要根据反应方程式及反应过程中原子守恒和电子守恒进行计算。
14．(1)FeCl3
(2)不是
(3)2FeCl2+Cl2=2FeCl3
(4)产生白色沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色(合理均可)
【分析】C与KSCN溶液作用得到血红色溶液且C由单质A与氯气在加热条件下反应而得，则A为Fe，C为FeCl3，B为FeCl2，D为Fe(SCN)3。
【详解】（1）由题可得C的化学式为FeCl3;
（2）铁单质在氧气中燃烧的产物为Fe3O4，该物质不属于碱性氧化物;
（3）B→C为FeCl2与Cl2反应的过程，其化学方程式为2FeCl2+Cl2=2FeCl3;
（4）往FeCl2溶液中滴加NaOH溶液时，先产生白色沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色。
15．(1)
(2)
(3)D
(4)丁达尔效应
【分析】废旧白铁皮加入氢氧化钠溶液中反应，锌、氧化锌溶解生成，铁、氧化铁不溶解，过滤得到滤液A含，不溶物为铁、氧化铁，水洗后加入稀硫酸，反应生成硫酸亚铁，加入适量NaClO3，氧化部分亚铁离子为铁离子，得到B溶液，再加入NaOH，为防止Fe2+被氧化通入氮气，反应生成四氧化三铁胶体粒子；
【详解】（1）锌及其化合物的性质与铝及其化合物的性质具有一定的相似，溶液与反应生成，离子方程式；
（2）“部分氧化”阶段，加入适量NaClO3，氧化部分亚铁离子为铁离子，被还原为Cl-，铁化合价由+2变为+3、氯化合价由+5变为-1，结合电子守恒，离子反应为：；
（3）检验其中Fe2+可选用的K3[Fe(CN)6]溶液，反应生成蓝色沉淀；溶液中含有氯离子，会和高锰酸钾溶液反应，故不能用KMnO4溶液；故答案为D：
（4）光束通过胶体时，光线能够发生散射作用而产生丁达尔效应，而通入其它分散系时不能产生丁达尔效应；胶体具有丁达尔效应，而溶液没有此现象，因此可以利用丁达尔效应区分胶体和溶液，故用丁达尔效应可以确定溶液B中是否产生了胶体。
16．(1) 排除在此条件下氧气氧化Fe2+的可能性 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
(2) 继续滴加饱和氯水 稀盐酸和氯化钡溶液
(3) Fe(SCN)3+3Ag+=Fe3++3AgSCN↓(或者Fe(SCN)3+3AgNO3=Fe(NO3)3+3AgSCN↓) 以上三种氧化剂都可以氧化SCN-，饱和氯水氧化SCN-能力最强，5%双氧水氧化SCN-能力最弱
(4)由实验IV、V、VI可知：SCN-被氧化后，剩余的SCN-物质的量大小关系为I【分析】2mL0.5mol L-1FeSO4溶液与1滴0.5mol L-1KSCN溶液混合后，Fe2+被氧化生成Fe3+后与SCN－结合生成Fe(SCN)3是溶液颜色变红的原因；不同的氧化剂氧化SCN－的强度不同，溶液中剩余与Fe3+结合的SCN－量不同。
【详解】（1）排除在此条件下氧气氧化Fe2+的可能性，排除氧气对实验的干扰；滴加饱和氯水发生反应：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－、Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，溶液变为浅红色；
（2）Ⅰ中溶液为浅红色的原因分析，若是生成的Fe3+浓度低则继续滴加饱和氯水会使颜色加深；结合已知，若是SCN－被氧化为SO则加入稀盐酸和氯化钡溶液会产生白色沉淀BaSO4，且Ba2+与SCN-可在溶液中大量共存，不会造成干扰；
（3）滴加AgNO3溶液后发生反应：Fe(SCN)3+3Ag+=Fe3++3AgSCN↓，溶液红色褪去，生成白色沉淀；实验VII作为对照，饱和氯水、稀硝酸、5%H2O2溶液都可以氧化SCN-，使反应后溶液中Fe(SCN)3消耗AgNO3溶液的体积均低于实验VII，且实验VI、V、IV耗AgNO3溶液的体积逐渐较小，故饱和氯水氧化SCN-能力最强，5%双氧水氧化SCN-能力最弱；
（4）由实验IV、V、VI可知：SCN-被氧化后，剩余的SCN-物质的量大小关系为I【点睛】不同氧化剂氧化SCN－能力不同，溶液中SCN－剩余量不同，是实验组间颜色深浅差异的主要原因。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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