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第1章 材料及其利用 能力评价
(分值：120分)
本卷可能用到的相对原子质量：H－1　C－12　O－16　S－32　Fe－56　Zn－65
一、选择题(本大题有15小题，每小题2分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)
1.下列生活用品的主要材质(如图)，属于有机合成材料的是(　　)
　 　　　 　　
A B C D
第1题图
A.羊毛围巾 B.橡胶轮胎
C.玻璃杯 D.木质桌椅
2.分类是学习化学的方法之一。下列各组物质是按单质、氧化物、混合物进行分类的是(　　)
A.氧气　水　自来水
B.铝粉　氢氧化钠　稀硫酸
C.生铁　二氧化氮　煤
D.金刚石　氧化钙　氯化氢气体
3.若人长期吃菠菜炒豆腐易得结石病，因为菠菜里的草酸(H2C2O4)和豆腐中的硫酸钙会反应生成难溶于水的草酸钙，其化学方程式为H2C2O4＋CaSO4==== CaC2O4↓＋H2SO4，该反应属于(　　)
A.分解反应 B.化合反应
C.置换反应 D.复分解反应
4.归纳和演绎是重要的科学方法。下列归纳或演绎合理的是(　　)
A.有机物在空气中充分燃烧有CO2生成，所以甲烷在空气中充分燃烧也产生CO2
B.硫酸、硝酸电离时都能产生H＋，所以电离时只要能产生H＋的化合物都是酸
C.NaOH溶液和Ca(OH)2溶液的pH＞7，所以pH＞7的溶液都是碱溶液
D.金属Fe、Zn能与酸反应生成氢气，所以金属都能与酸反应生成氢气
5.从金属利用的历史来看，先是青铜器时代，然后是铁器时代，而铝的利用是近百年的事。在①金属活动性顺序、②地壳中金属元素的含量、③金属的延展性、④金属的导电性、⑤金属冶炼的难度这五个因素中，与此有关的是(　　)
A.①④ B.①⑤
C.②③ D.④⑤
6.在柠檬中插入两种不同的金属可以制得水果电池。相同条件下，两种金属的活动性差异越大，水果电池的电压也越大。相同条件下，下列柠檬电池(如图)的电压最大的是(　　)
A. B.
C. D.
7.拟晶是一种具有凸多面体规则外形，但不同于晶体的固态物质。Al65Cu23Fe12是20世纪发现的几百种拟晶之一，具有合金的某些优良物理性能。下列有关这种拟晶的说法错误的是(　　)
A.Al65Cu23Fe12中三种金属的化合价均可视作零
B.Al65Cu23Fe12溶于过量的稀盐酸时共生产两种盐
C.Al65Cu23Fe12属于导体且硬度可能比金属Al、Cu、Fe都大
D.Al65Cu23Fe12是一种具有优良性能的有机合成材料
8.小科实验时不慎将少量铁粉混入铜粉中，设计了下列提纯铜粉的方案，如图所示，其中不可行的是(　　)
A. B.
C. D.
9.铁、铝、铜是生活中常用的金属。下列有关说法或者做法，正确的是(　　)
A.铁制品表面生锈后不必立即清除，因为铁锈能阻止内部的铁继续生锈
B.铝制品有较强的耐腐蚀性，因为铝表面有一层致密的氧化物保护膜，故可以用铝容器来盛醋
C.铜的化学性质不活泼，所以可以把铜放在潮湿环境中，不必担心它会生锈
D.“暖宝宝”中有铁粉、氯化钠和水等，其发热原理是铁氧化放热，“暖宝宝”应密封保存
10.电厂的脱硫废水含 CaCl2、MgCl2、MgSO4，通过如下实验净化。下列说法正确的是(　　)
A.加入过量 Ba(OH)2溶液，产生白色沉淀，静置，上层清液含2种溶质
B.再加入过量Na2CO3溶液，搅拌、静置、过滤，所得滤渣中含4种难溶物质
C.向滤液中先滴加无色酚酞溶液，再加入 HCl，溶液先变红、再变无色后一定呈中性
D.净化过程中， 若调换Ba(OH)2和Na2CO3的添加顺序， 则Ca2＋、Ba2＋也都能除尽
11.稀盐酸是实验室中一种重要的试剂，用途广泛。小叶向盛有稀盐酸的烧杯中加入适量的某种固体与之反应。反应前后烧杯内溶液中主要离子的种类及个数比变化如图所示(不考虑实际离子大小)，则加入的固体不可能是(　　)
第11题图
A.铁 B.铝
C.氧化铜 D.氢氧化镁
12.兴趣小组同学要从含有氯化钠、氯化铜和氯化亚铁的某废液中，回收铜并得到铁红(主要成分为Fe2O3)，设计了如图所示的实验方案，要求全过程不引入其他金属元素。下列说法错误的是(　　)
第12题图
A.A物质是金属铁
B.B物质可能是氢氧化钠
C.溶液丙中有氯化钠
D.步骤②加过量盐酸的目的是将固体甲中的Fe与Cu都反应完
13.各物质间有着一定的反应关系和转化关系，下列各组物质间可以按如图所示关系通过一步反应直接转化的是(　　)
第13题图
A.Fe→Fe2O3→FeSO4→Fe
B.CO2→Na2CO3→CaCO3→CO2
C.SO2→Na2SO4→H2SO4→SO2
D.HCl→NaCl→CaCl2→HCl
14.向等质量的锌粉和铁粉中分别加入足量的浓度相同的稀盐酸，下列图像正确的是(　　)
A. B.
C. D.
15.下列从原料及有关试剂分别制取相应的最终产物的设计中，理论上正确、操作上可行、经济上合理的是(　　)
A.CCO CO2Na2CO3溶液
B.CuCu(NO3)2溶液Cu(OH)2
C.CaOCa(OH)2溶液NaOH溶液
D.FeFe2O3Fe2(SO4)3溶液
二、填空题(本大题有7小题23空，每空2分，共46分)
16.(4分)月壤中富含钛铁矿，主要成分为钛酸亚铁(化学式为FeTiO3)，该矿物可冶炼高强度钛合金，是未来月球科研站“就地取材”的关键战略资源。请结合所学知识回答下列问题：
(1)钛合金常用作航天器的外壳材料，说明钛合金具有的性质是(填字母)。
A.密度小 B.熔点低
C.强度高 D.抗腐蚀性能好
(2)用焦炭与钛酸亚铁(FeTiO3)在高温条件下一起熔炼，可以得到TiO2、Fe和一种可燃性气体，该反应的化学方程式为　。
17.(12分)盐酸是一种重要的化工产品，也是实验室中重要的化学试剂。
(1)增大压强，HCl由气态变为液态，从微观的角度分析该变化过程中改变的是　　。盐酸所属的物质类别是　　(选填“有机物”或“无机物”)。
(2)下列物质能与盐酸反应的是(填字母)。
A.铁锈 B.水垢
C.硝酸钾 D.苛性钠
(3)在盐酸中加入过量的铁粉充分反应。
①可以看到的现象是　。
②如图所示为该反应前后溶液中存在的主要离子示意图，请写出下列图形代表的离子(均填离子符号)。：　；：　。
第17题图
18.(4分)小益想设计实验来验证铁、铜、银的金属活动性，实验室中可选的材料有铁丝、铜丝、银丝、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液。
　
第18题图
(1)如图所示，试管甲中可以观察到的现象有　　。
(2)为达到实验目的，图中试管乙中的X溶液应选择上述试剂中的　　溶液。
19.(6分)小敏参照二歧分类法，为稀盐酸、氢氧化钠溶液、氯化钠溶液、硝酸铜溶液四种试剂制作了一个物质检索表，如图所示。
1a 无色液体 2 1b 蓝色液体 甲 2a 不能使无色酚酞试液变红 3 2b 能使无色酚酞试液变红色 乙 3a 　▲　 丙 3b pH小于7 丁
第19题图
(1)甲表示　　。
(2)图中“▲”处应填写。
(3)除表中分类依据外，也可根据　对丙、丁分类。
20.(8分)有一包固体， 可能含有NaCl、NaOH、Na2CO3、Na2SO4、MgCl2中的一种或几种。为确定其组成，小科取少量固体加足量水溶解得到无色溶液M，进行如图所示实验。请回答下列问题：
第20题图
(1)白色沉淀B是(填化学式)。
(2)原固体中一定含有的物质是。
(3)无色滤液2中一定含有的阳离子是　(填离子符号)。
(4)通过上述实验可知还有一种物质不能确定是否存在，为能够在实验中确定该物质的存在与否，可以在原实验步骤中作出的改进为　　。
21.(6分)如图所示为一氧化碳还原氧化铜的实验装置。
第21题图
(1)此实验主要利用了一氧化碳的　　性。
(2)实验结束后为确定氧化铜是否完全反应，可向反应后的固体中加入　(请写出一种试剂)。
(3)图中虚线框内的装置除了可以吸收二氧化碳外，还能起到的作用是　　。
22.(6分)制造芯片需要用到高纯硅，工业上利用二氧化硅制备高纯硅的一种工艺流程如图所示。请回答下列问题：
第22题图
(1)根据高温反应①，粗硅中可能含有的杂质有　　。
(2)若高温反应②为化合反应，则X的化学式为　。
(3)整个制备过程必须在无氧气的环境中进行，原因是　　。
三、实验与探究题(本大题有3小题，每空2分，共30分)
23.(10分)近年来，自热火锅受到很多人的青睐。小金对其燃料——固体酒精产生了好奇，对其成分进行以下探究。
[查阅资料]资料1：固体酒精是用酒精、氯化钙和氢氧化钠按一定的质量比混合制成的，燃烧后会生成二氧化碳和水。
资料2：劣质的固体酒精燃烧后会产生二氧化硫等有害气体。二氧化硫会使品红溶液的红色褪去，而二氧化碳不会。
资料3：氯化钡、氯化钠溶液均呈中性。
[提出问题]
1.该固体酒精是否劣质？
2.该固体酒精中的氢氧化钠是否变质？
[实验探究]
　第23题图
(1)按如图所示进行实验，发现烧杯内壁溶液　　(选填“褪色”或“不褪色”)，可判断出该固体酒精并非劣质产品。
(2)取少量固体酒精于烧杯中，加足量的水充分溶解后静置，发现烧杯底部有　　，由此说明氢氧化钠已变质。请写出固体酒精溶于水后发生反应的化学方程式：。
(3)为进一步确定氢氧化钠的变质程度，小金另取烧杯内上层清液，加足量氯化钡溶液，充分反应后，静置，取上层清液，滴加无色酚酞试液，观察到　　，据此认为该固体酒精中的氢氧化钠已部分变质。小金在实验中加足量氯化钡溶液的目的是　　。
24.(12分)学习小组查阅资料后，对教材中探究铁生锈条件的实验进行了改进，设计了如图所示装置。按图示组装后，开启恒温加热杯垫，加热至烧杯内水沸腾，一段时间后切换第三挡位维持水温在85 ℃左右，打开分液漏斗活塞持续供氧。已知：无水氯化钙具有吸水性。
第24题图
(1)装置中产生氧气的化学方程式为　。
(2)加热至烧杯内水沸腾一段时间的目的是　　。
(3)实验中采用“85 ℃热水”和“通入氧气”的目的是　。
(4)实验现象记录如表所示。
钢丝棉标号 a b c d
锈蚀情况 1 min 32 s出 现严重锈蚀 3 min 48 s 出现锈蚀 没有锈蚀 没有锈蚀
①钢丝棉d没有锈蚀的原因是　　。
②对比钢丝棉b和c的锈蚀情况，可以得出的结论是　。
③氯化钠溶液能加快铁生锈速率的证据是　 　。
25.(8分)在盐酸除铁锈的实验中，我们常会发现生锈的铁钉表面有一些气泡产生。气泡是怎么产生的？针对这一问题，同学们提出了有关假设，并设计了如图甲所示的实验方案进行探究。实验时，观察到放有铁的试管中有气泡产生，而另一试管中没有，从而验证了自己的假设。
第25题图
(1)分析上述实验，你认为同学们建立的假设是　　。
(2)(2分)有同学认为上述实验不够严谨，溶液中的水可能会对实验产生影响。于是他们又进行了对照实验，请你在虚线框中用图示的形式将图乙的对照实验补充完整。
(3)还有同学想：气体会不会是铁锈与水反应产生的？他认为还要补充一个铁锈与水反应的实验，你觉得有没有必要？并解释原因：　　。
(4)根据上述实验能否得出金属与酸反应生成气体的结论？　　(选填“能”或“不能”)。
四、综合题(本大题有2小题，共14分)
26.(6分)为测定某赤铁矿石中氧化铁的质量分数，小乐用足量的一氧化碳与10 g赤铁矿石样品充分反应(杂质不参与反应)，并将生成的气体用氢氧化钠溶液完全吸收，该溶液总质量与反应时间的变化关系如图所示。请回答下列问题：
第26题图
(1)(2分)10 g赤铁矿石样品与一氧化碳反应生成二氧化碳的质量为g。
(2)(4分)求该赤铁矿石样品中氧化铁的质量分数。(写出计算过程)
　　　　　　　　
27.(8分)某兴趣小组为了测定铜钱(铜锌合金)中铜的质量分数，取多枚铜钱放入烧杯中，另取80 g稀硫酸，分四次等质量加入，每次均充分反应，实验数据记录如表所示。
实验次数 1 2 3 4
稀硫酸的用量/g 20 20 20 20
剩余固体的质量/g 20.0 17.4 14.8 13.8
分析上述数据，请回答下列问题：
(1)(2分)第4次实验结束后，溶液的pH7(选填“＞”“=”或“＜”)。
(2)(3分)计算铜钱中铜的质量分数。(计算结果精确到0.1%)
(3)(3分)计算参加反应的稀硫酸的溶质质量分数。
参考答案
第1章 材料及其利用 能力评价
选择题（1~15）1.B　2.A　3.D　4.A　5.B　6.C　7.D　8.C　9.D　10.B　11.B　12.D　13.B　14.B　15.C
16.（1）ACD　（2）FeTiO3＋C 高温 TiO2＋Fe＋CO↑
17.（1）分子间的间隔；无机物　（2）ABD　（3）①铁粉部分溶解，溶液变为浅绿色，有气泡产生（合理即可）②H＋；Fe2＋
18.（1）红色固体表面出现银白色固体，溶液由无色变为蓝色　（2）硫酸铜
19.（1）硝酸铜溶液　（2）pH 等于 7　（3）能否与铁反应（合理即可）
20.（1）AgCl　（2）NaOH、Na2SO4（或氢氧化钠、硫酸钠）　（3）Na＋、Ba2＋、H＋　（4）将原实验中加入的过量稀盐酸改成过量稀硝酸
21.（1）还原　（2）稀盐酸（或稀硫酸）　（3）收集一氧化碳，防止污染空气
22.（1）碳　（2）Cl2　（3）防止硅被氧气氧化
23.（1）不褪色　（2）白色沉淀；CaCl2＋Na2CO3＝CaCO3↓＋2NaCl　（3）溶液变红；加足量氯化钡的目的是除去碳酸钠，防止干扰氢氧化钠的检验
24.（1）2H2O2 → 2H2O＋O2↑　（2）排出溶于水的氧气　（3）加快反应，缩短实验时间（合理即可）　（4）①钢丝棉 d 没有与氧气接触　②水是铁生锈的必要条件（合理即可）　③相同条件下，钢丝棉 a 比钢丝棉 b 出现严重锈蚀的时间更短（合理即可）
25.（1）除铁锈时，气泡是由铁与稀盐酸反应生成的　（2）如答图所示（虚线框内补充"取等量铁锈，只加水"的对照装置）　（3）没有必要，因为稀盐酸中也含有水　（4）不能
26.（1）6.6 g　（2）设 10 g 赤铁矿石样品中氧化铁的质量为 x。Fe2O3＋3CO 高温 2Fe＋3CO2，由 ＝，解得 x＝8 g，则 10 g 赤铁矿石中氧化铁的质量分数为 ×100%＝80%。
27.（1）＜　（2）铜的质量为 13.8 g，铜钱质量为 20 g＋2.6 g＝22.6 g，铜的质量分数为 ×100%≈61.1%　（3）设参加反应的稀硫酸的溶质质量分数为 x。Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑，由 ＝，解得 x＝19.6%。
解析
15.【解析】 一氧化碳还原氧化铜生成二氧化碳，操作上可行但比较复杂，且一氧化碳有毒，是空气污染物，不环保；Cu 通过硝酸银溶液转化成硝酸铜理论上正确，但成本比较高，经济上不合理；氧化钙与水反应可生成氢氧化钙，氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液通过复分解反应，可以得到氢氧化钠溶液，此方案理论上正确、操作较为简单可行，又可由纯碱制得烧碱，经济上合理；Fe 在 O2 里燃烧的生成物是 Fe3O4，而不是 Fe2O3。
25.【解析】 第25(4)题：该实验仅能证明铁与稀盐酸反应产生气体，不具有普遍性，不能推广到所有金属与酸的反应。
27.【解析】 第27(1)题：铜不与稀硫酸反应，锌与稀硫酸反应。由题中所给数据可知，与 20 g 稀硫酸完全反应的锌的质量为 2.6 g，第 4 次加入 20 g 稀硫酸消耗锌的质量为 1 g，说明第 4 次稀硫酸过量，则实验结束后溶液的 pH＜7。第27(2)题：加入足量的酸后剩余固体质量为铜的质量，所以铜的质量为 13.8 g，而原来的铜钱质量为 20 g＋2.6 g＝22.6 g。
注：本页为第1章能力评价整卷；第25题(2)的对照实验答图保留在正文（红色"如答图所示"已移除），答案区第26、27题的竖式分数均为可编辑 OMML。

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