第三章 铁 金属材料 章节测验
一、单选题
1．下列金属表面可自然形成致密氧化膜的是（ ）
A．K B．Na C．Fe D．Al
2．化学在生产和日常生活中有着重要的应用，下列说法不正确的是（ ）
A．使用铝合金可实现航天航空器、高速列车轻量化
B．自来水厂用氯气来杀菌、消毒，因为氯气具有强氧化性
C．Na2O2常用作潜水艇或呼吸面具的供氧剂，因为Na2O2能与H2O、CO2反应产生O2
D．医药上用FeSO4作局部收敛剂及补血剂，其所含的Fe2+是血红蛋白的主要成分
3．嫦娥五号是我国首个实施无人月面取样返回的月球探测器，实现了中国首次月面采样。嫦娥五号中使用了大量合金，下列有关金属或合金的说法中错误的是（ ）
A．生铁属于合金
B．通常合金的硬度比成分金属的小
C．一般合金的熔点比各成分金属的更低
D．改变原料的配比、改变生成合金的条件，可以得到具有不同性能的合金
4．水的相对分子质量为18，则一个水分子的质量为（设NA为阿伏加德罗常数）（ ）
A． g B． g/mol C．18NA g D．
5．下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述中，错误的是（ ）
A．Fe2＋的水溶液为浅绿色
B．Fe3＋的水溶液为黄色
C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有还原性
D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现红色沉淀
6．下列有关物质颜色，正确的组合是（ ）
①FeSO4 7H2O 棕黄色 ②Fe2O3 红棕色 ③Fe(OH)2 白色
④ Fe3O4 黑色 ⑤CuSO4 5H2O 白色 ⑥HCl 无色
A．①②③④
B．②③④⑥
C．②③④⑤
D．①②④⑥
7．科学家发现一种化学式为H3 的氢分子。1mol H3和1mol H2具有相同的（ ）
A．原子数 B．分子数 C．质子数 D．电子数
8．在标准状况下，O2与H2的密度之比为（ ）
A．4：1 B．8：1 C．32：1 D．16：1
9．下列关于我国飞机所用的材料中，主要成分属于金属材料的是（ ）
A．座椅滑轨——铝锂合金 B．轮胎——橡胶
C．尾翼主盒——碳纤维 D．风挡——玻璃
10．下列物质不能通过化合反应得到的是（ ）
A．NO B．FeCl2 C．Fe(OH)2 D．NH3
11．下列物质组合中，既能和强酸反应又能和强碱反应的是（ ）
①Al ②AlCl3③Al（OH）3④NaHCO3．
A．①②③④ B．②③④ C．①③④ D．①②④
12．下列各组离子能够大量共存的是（ ）
A．加入Al粉后产生 的溶液中： 、 、 、
B．滴加石蕊试剂变红的溶液中： 、 Fe2+ 、 、
C．酸性溶液中： Fe3+ 、 、 、
D．澄清溶液中： 、 、 、
13．下列物质中所含分子物质的量最多的是（ ）
A．44 g CO2 B．1.5 mol H2
C．64 g SO2 D．3.01×1023个硫酸分子
14．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是（ ）
A．标准状况下，33.6 L氯化氢中含有氯原子的数目为1.25NA
B．1 L 0.1 mol·L－1的H2S溶液中，含S2－的数目为0.1NA
C．通常状况下，2.24 L NO2和N2O4的混合气体中氮原子和氧原子数之比为1∶2
D．将含有0.1 mol FeCl3的饱和溶液滴入沸水中，生成的胶体中含胶体粒子的数目为0.1NA
15．下列说法中，正确的是（ ）
A．标准状况下，22.4 L水中含有6.02×1023个水分子
B．32 g氧气所含的原子数目为2×6.02×1023
C．常温常压下，0.5×6.02×1023个一氧化碳分子所占的体积是11.2 L
D．1 molCaCl2溶于水配成1 L溶液，所得溶液中Cl﹣的物质的量浓度为1 mol/L
16．下列说法中正确的是（ ）
A．2 g 氦气所含有的原子数目是0.25 NA
B．常温常压下，0.5 mol Cl2所占有的体积约为11.2 L
C．标准状况下，0.9 mL水的质量约为0.9 g
D．0.5 mol/L Na2SO4 溶液中Na+ 的物质的量是1 mol
二、综合题
17．在标准状况下16.8g CO和CO2的混合气体，体积为11.2L．则：
（1）混合气体的密度是 ．
（2）混合气体的平均摩尔质量是 ．
18．将0.6 mol Cl2通入过量的NaOH溶液中，产物中可能有NaCl、NaClO、NaClO3，且产物的成分与温度高低有关。
（1）n(NaCl)+n(NaClO)+n(NaClO3)= mol。
（2）改变温度，产物中NaClO3的最大理论产量为 mol。
（3）若某温度下，反应后c(Cl-)：c( )=8：1，则溶液中c(ClO-)：c( ))= 。
19．根据题意解答
（1）9.8gH2SO4的物质的量是 ；2.0molH2O的质量是 ．
（2）含Al3+5.4g的硫酸铝的物质的量为 ，其中含SO42﹣ 个．
（3）某二价金属1.6g在氧气中完全燃烧生成2g氧化物，则该金属的相对原子量 ．
（4）6.02×1023个CO2与 molH2质量相等，与 gSO2含有的氧原子数相等．
20．硫酸亚铁晶体（FeSO4·7H2O）在医药上作补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量，并检验该补血剂是否变质。实验步骤如下：
请回答下列问题：
（1）向步骤①的滤液中滴加KSCN溶液后变为红色，则该滤液中含有 （填离子符号），检验滤液中还存在Fe2+的方法为 。（说明试剂、现象）
（2）步骤②加入过量H2O2的目的是 。
（3）步骤③中反应的离子方程式为 。
21．现有14.4 g CO和CO2的混合气体，在标准状况下其体积为8.96 L。回答下列问题：
（1）该混合气体的平均摩尔质量为 。
（2）混合气体中碳原子的个数为 (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
（3）将混合气体依次通过下图所示装置，最后收集在气球中。
①气球中收集到的气体的摩尔质量为 。
②气球中收集到的气体中，电子总数为 (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
③标准状况下，气球中收集到的气体的体积为 L。
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】解：Na、K在空气中最终生成碳酸盐，铁被氧化生成铁锈，为疏松的氧化膜，活泼金属铝在空气中易与氧气反应，在表面生成一层致密的氧化膜氧化铝，该氧化膜可以保护内层金属不被继续氧化．
故选D．
【分析】活泼金属镁和铝在空气中易与氧气反应，在表面生成一层致密的氧化膜，可以保护内层金属不被继续氧化，以此解答．
2．【答案】B
【解析】【解答】A．铝合金耐腐蚀，且铝合金密度小，质量轻，可以使航天器、高速列车达到轻量化的目的，A不符合题意；
B．自来水厂用氯气来杀菌、消毒，因为氯气与水反应产生的HClO具有强氧化性，能够使细菌、病毒的蛋白质分子结构发生改变，因而具有杀菌消毒作用，B符合题意；
C．Na2O2能与人呼吸产生的H2O、CO2反应产生O2来帮助人呼吸，因此Na2O2常用作潜水艇或呼吸面具的供氧剂，C不符合题意；
D．医药上用FeSO4作局部收敛剂及补血剂，其所含的Fe2+是血红蛋白的主要成分，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．铝合金耐腐蚀，且铝合金密度小，质量轻，机械性能好；
B．氯气与水反应产生的HClO具有强氧化性，能够杀菌消毒；
C．Na2O2能与人呼吸产生的H2O、CO2反应产生O2；
D．依据 FeSO4 的性质和存在分析。
3．【答案】B
【解析】【解答】A．生铁中含有铁与碳，属于合金，故A不符合题意；
B．通常合金的硬度比成分金属的大，故B符合题意；
C．合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低，故C不符合题意；
D．改变原料的配比或生成合金的条件，组分金属的含量不同，影响合金的性质，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】通常合金的硬度比成分金属的大，熔点一般比其各成分金属的熔点低
4．【答案】A
【解析】【解答】当摩尔质量以g/mol为单位时和相对分子质量在数值上相等。水的相对分子质量是18，即1mol水分子的质量为18g，1mol水分子中含有NA个水分子，所以一个水分子的质量为 g。
故答案为：A。
【分析】1mol水分子18g，1mol中存在NA个水分子，故一个水分子重 g
5．【答案】D
【解析】【解答】A．Fe2＋的水溶液为浅绿色，A不符合题意；
B．Fe3＋的水溶液为黄色，B不符合题意；
C．Fe2+处于中间价态，既能得电子，又能失电子，所以既有氧化性，又有还原性； Fe3+处于最高价，只具有氧化性， C不符合题意；
D．涉及反应是Fe+3SCN-=Fe(SCN)3，生成血红色的Fe(SCN)3为络合物，不是沉淀，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】中学常见水溶液中有色离子有：Fe2+（浅绿色）、Fe3+（黄色）、Cu2+（蓝色）、MnO4-（紫色）。判断物质（或离子）的氧化性和还原性时，可从所含元素的价态入手：元素处于最高价态时，只表现为氧化性；元素处于最低价态时，只表现为还原性；处于中间价态，既表现氧化性，又表现还原性。
6．【答案】B
【解析】【解答】①FeSO4 7H2O为浅绿色，不是棕黄色，①不符合题意；
②Fe2O3为红棕色固体，②符合题意；
③Fe(OH)2为白色絮状沉淀，③符合题意；
④Fe3O4为黑色晶体，④符合题意；
⑤CuSO4 5H2O为蓝色晶体，不是白色，⑤不符合题意；
⑥HCl为无色气体，⑥符合题意；
综上，正确的组合是②③④⑥，B符合题意；
故答案为：B
【分析】根据各物质的颜色分析即可。
7．【答案】B
【解析】【解答】A.1molH3有3mol原子，1molH2有2mol原子，故A不符合题意；
B.H3和H2的物质的量相同，故分子数相同，故B符合题意；
C.1molH3有3mol质子，1molH2有2mol质子，故C不符合题意；
D.1molH3有3mol电子，1molH2有2mol电子，故D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】等物质的量的分子具有相同的分子数
8．【答案】D
【解析】【解答】解：标准状况下Vm相同，密度之比等于摩尔质量之比，则O2与H2的密度之比为32g/mol：2g/mol=16：1，
故选D．
【分析】由ρ= 可知，标准状况下Vm相同，密度之比等于摩尔质量之比，以此来解答．
9．【答案】A
【解析】【解答】A．铝锂合金属于金属材料，A符合题意；
B．橡胶为有机物，属于非金属材料，B不符合题意；
C．碳纤维由碳单质组成，属于无机材料，C不符合题意；
D．玻璃是硅酸盐产品，属于非金属材料，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】金属材料包含纯金属和合金，结合选项进行判断
10．【答案】C
【解析】【解答】A. 氮气与氧气在放电条件下化合生成NO，A不符合题意；
B. 铁与氯化铁化合生成FeCl2 ， B不符合题意；
C. Fe(OH)2不能通过化合反应得到，C符合题意；
D. 氮气与氢气在一定条件下化合生成NH3 ， D不符合题意。
故答案选：C
【分析】考查NO、FeCl2、Fe(OH)2、NH3的制备方法，并从方程式中判断是哪种类型的化学反应。
11．【答案】C
【解析】【解答】解：①金属铝与酸反应生成Al3+和氢气，与碱反应生成AlO2﹣和氢气，故①正确；
②AlCl3属于盐，能与碱反应，但不与强酸反应，故②错误；
③Al（OH）3 属于两性氢氧化物，既能与酸反应，生成Al3+离子，又能与碱反应生成AlO2﹣离子，故③正确；
④NaHCO3属于弱酸弱碱盐，既能与酸反应，生成CO2气体，又能与碱反应，生成盐，故④正确．
故选C．
【分析】根据物质间的反应进行判断，中学常见的既能与酸反应又能与碱反应的物质主要有：
①两性物质：Al2O3、ZnO、Al（OH）3、Zn（OH）2、氨基酸、蛋白质等；
②多元弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS、KHSO3、NaH2PO4等；
③弱酸的铵盐及其酸式盐：（NH4）2S、NH4HS、（NH4）2CO3、NH4HCO3、CH3COONH4等；
④某些金属：Zn、Al等；
⑤某些非金属：Si、S等；
⑥其它一些物质．如：a、某些盐类物质既与酸反应，又与碱反应；
b、个别酸性氧化物SiO2；
c、具有还原性的无氧酸：H2S、HI等与氧化性酸反应、与碱反应；
d、具有氧化性酸：浓H2SO4、HNO3等与还原性酸反应、与碱反应．以此解答本题．
12．【答案】D
【解析】【解答】A. 能与铝反应生成氢气的溶液可能呈酸性，也可能碱性，无论呈酸性还是碱性， 都不能大量共存，A不符合题意；
B. 滴加石蕊试剂变红的溶液显酸性，酸性条件下Fe2+会被 氧化，B不符合题意；
C.Fe3+与 会反应生成配合物，不能共存，C不符合题意；
D. 澄清的溶液中可以存在Cu2+、 、 、 ，且都不发生反应，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A.加入铝粉能产生H2的溶液显酸性或碱性；
B.能使紫色石蕊试液变红的溶液显酸性；
C.Fe3+能与SCN-形成络合物；
D.溶液中的离子相互间不反应；
13．【答案】B
【解析】【解答】A.44 g CO2的物质的量是44 g÷44 g·mol 1=1 mol；
C.64g SO2的物质的量是64 g÷64 g·mol 1=1 mol；
D.3.01×1023个硫酸分子的物质的量是3.01×1023÷(6.02×1023mol 1)=0.5 mol，
故答案为：B。
【分析】根据物质的量相关公式即可得出本题答案
14．【答案】C
【解析】【解答】A、标准状况下，33.6 L氯化氢的物质的量为1.5mol，含有氯原子的数目为1.5NA，故A不符合题意；
B、氢硫酸为弱酸，在溶液中部分电离，则1 L 0.1 mol·L－1的H2S溶液中含S2－的数目小于0.1NA，故B不符合题意；
C、NO2和N2O4的最简式均为NO2，则在通常状况下，2.24LNO2和N2O4的混合气体中，无论两者比例如何，氮原子和氧原子数比为1：2，故C符合题意；
D、1个氢氧化铁胶粒是多个氢氧化铁粒子的聚集体，则将含有0.1 mol FeCl3的饱和溶液滴入沸水中，生成的胶体中含胶体粒子的数目小于0.1NA，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】氢氧化铁胶粒为多个氢氧化铁分子的聚集体，氯化铁水解生成的胶体中含胶体粒子的数目会减少是解答关键，也是易错点。
15．【答案】B
【解析】【解答】解：A．标况下，水是液体，不能使用气体摩尔体积，故A错误；
B.32 g氧气的物质的量为n= = =1mol，则所含的原子数目为2×6.02×1023，故B正确；
C．常温常压下，气体的摩尔体积不知道，无法利用n= 计算，故C错误；
D．Cl﹣的物质的量浓度是CaCl2浓度的2倍，则1 molCaCl2溶于水配成1 L溶液，所得溶液中Cl﹣的物质的量浓度为2 mol/L，故D错误．
故选B．
【分析】A．气体摩尔体积使用对象为气体；
B．由n= 、N=nNA结合分子构成计算；
C．常温常压下，气体的摩尔体积不知道；
D．Cl﹣的物质的量浓度是CaCl2浓度的2倍．
16．【答案】C
【解析】【解答】解：A、2g氦气的物质的量n= =0.5mol，而氦气为单原子分子，故0.5mol氦气中含1mol氦原子即0.5NA个，故A错误；
B、常温常压下，气体的摩尔体积不知，而标准状况下0.5 mol Cl2所占有的体积约为11.2 L，故B错误；
C、标准状况下，水的密度为1g/mL，所以标准状况下，0.9 mL水的质量约为0.9 g，故C正确；
D、体积不知，无法由物质的量浓度求物质的量，故D错误；
故选C．
【分析】A、氦气为单原子分子；
B、常温常压下，气体的摩尔体积不知；
C、标准状况下，水的密度为1g/mL；
D、体积不知，无法由物质的量浓度求物质的量．
17．【答案】（1）1.5g/L
（2）33.6g/mol
【解析】【解答】解：（1）混合气体的密度是 =1.5 g/L，故答案为：1.5 g/L；2）标准状况下Vm=22.4L/mol，混合3气体的物质的量为 =0.5mol，混合气体的平均摩尔质量是 =33.6 g/mol，故答案为：33.6 g/mol．
【分析】（1）结合ρ= 计算；（2）结合n= 、M= 计算．
18．【答案】（1）1.2
（2）0.2
（3）3：1
【解析】【解答】（1）Cl2通入过量的NaOH溶液中，反应产物中含有NaCl、NaClO、NaClO3，0.6 mol Cl2中含有Cl原子的物质的量是n(Cl)=2n(Cl2)=2×0.6 mol=1.2 mol，所以根据Cl元素守恒可知：反应后溶液中含有Cl的微粒的物质的量的和n(NaCl)+n(NaClO)+n(NaClO3)=n(Cl)=1.2 mol；
（2）Cl2与冷的NaOH溶液反应产生NaCl、NaClO、H2O，与热的NaOH溶液反应产生NaCl、NaClO3、H2O，改变温度，若只发生反应：3Cl2+6NaOH 5NaCl+NaClO3+3H2O，若产物中NaClO3最大，由方程式可知n(NaClO3)= n(Cl2)= ×0.6 mol=0.2 mol，故NaClO3的最大理论产量为0.2 mol；
（3）若某温度下，反应后c(Cl-)：c( )=8：1，假设c( )为x，则c(Cl-)为8x，根据电子得失数目相等，可知溶液中有关系式：c(Cl-)=c(ClO-)+5c( )，8x=c(ClO-)+5x，则c(ClO-)=3x，所以溶液中c(ClO-)：c( ))=3x：x=3：1。
【分析】
(1)根据氯原子守恒可知n(NaCl)+n(NaClO)+n(NaClO3)=n(Cl)；
(2)氧化产物只有NaClO3时， NaClO3的理论产量最大，结合3Cl2+6NaOH 5NaCl+NaClO3+3H2O计算；
(3)由氯原子守恒可知，根据电子转移守恒有c(Cl-)=c(ClO-)+5c( )，假设c( )为x，c(Cl-)为8x，计算可得c(ClO-)。
19．【答案】（1）0.1mol；36g
（2）0.1mol；0.3NA
（3）64
（4）22；64
【解析】【解答】解：（1）9.8gH2SO4的物质的量为： =0.1mol；2.0molH2O的质量是：18g/mol×2.0mol=36g，
故答案为：0.1mol；36g；（2）5．gAl3+5的物质的量为： =0.2mol，该硫酸铝的物质的量为：0.2mol× =0.1mol，其中含SO42﹣ 的物质的量为：0.1mol×3=0.3mol，含有硫酸根离子的数目为0.3NA，
故答案为：0.1mol；0.3NA；（3）某二价金属1.6g在氧气中完全燃烧生成2g氧化物，设该氧化物的化学式为RO，反应消耗O原子的质量为：2g﹣1.6g=0.4g，消耗O的物质的量为： = mol，该金属原子的摩尔质量为： 64g/mol，其相对原子量为64，
故答案为：64；（4）6.02×1023个CO2的物质的量为： =1mol，其质量为：44g/mol×1mol=44g，质量相等时需要氢气的物质的量为： =22mol；1mol二氧化碳分子中含有2molO原子，含有氧原子相同时需要二氧化碳的物质的量为1mol，质量为：64g/mol×1mol=64g，
故答案为：22；64．
【分析】（1）根据n= 计算出硫酸的物质的量，根据m=nM计算出水的质量；（2）根据n= 计算出铝离子的物质的量，然后结合硫酸铝的化学式计算出硫酸铝、硫酸根离子的物质的量，最高价N=nNA计算出含有硫酸根离子的数目；（3）该氧化物的化学式为RO，根据质量不会计算出消耗O原子的物质的量，然后可得出该金属的物质的量，最高价M= 计算出其摩尔质量，从而可知其相对原子量；（4）根据n= 计算出二氧化碳的物质的量，最高价m=nM计算出其质量，最高价n= 计算出需要氢气的质量；根据二氧化碳的物质的量计算出含有O的物质的量，然后计算出需要二氧化硫的物质的量，再根据m=nM计算出二氧化硫的质量．
20．【答案】（1）Fe3+；取少量该滤液于试管中，滴加少量酸性KMnO4溶液，紫红色褪去
（2）将Fe2+全部氧化为Fe3+
（3）Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓
【解析】【解答】（1）滴加KSCN溶液后，溶液变为红色，说明溶液中含有Fe3＋；检验滤液中还存在Fe2＋时，应注意溶液中存在的Fe3＋造成干扰，因此不能用“KSCN溶液＋氯水”检验，可根据Fe2＋具有还原性，加入酸性KMnO4溶液，若观察到溶液褪色，则说明溶液中还含有Fe2＋。
（2）H2O2溶液具有氧化性，常用作氧化剂，滤液中含有Fe2＋，加入H2O2溶液，可将滤液中的Fe2＋氧化成Fe3＋。
（3）步骤③中产生的红褐色沉淀为Fe(OH)3沉淀，该反应的离子方程式为：Fe3＋＋OH－=Fe(OH)3↓。
【分析】（1）滴加KSCN溶液后变红色，说明含有Fe3＋；检验Fe2＋，可根据Fe2＋的还原性，加入酸性KMnO4溶液进行检验。
（2）H2O2溶液具有氧化性，能将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋。
（3）步骤③中产生的红褐色沉淀为Fe(OH)3沉淀，据此写出反应的离子方程式。
21．【答案】（1）36g/mol
（2）0.4NA
（3）28g/mol；2.8NA；4.48L
【解析】【解答】（1）根据气体的物质的量为8.96L/22.4L·mol－1=0.4mol，该混合气体的平均摩尔质量为M=14.4g/0.4mol=36g/mol；（2）设混合气体中CO的物质的量为xmol，CO2的物质的量为ymol，则根据混合物的质量为14.4g可得：28x+44y=14.4 ①；可得：x+y=0.4 ②，解①②得：x=0.2mol、y=0.2mol，由于CO和CO2中均含1个碳原子，故0.2molCO和0.2molCO2中共含0.4molC原子即0.4NA个；（3）将混合气体依次通过如图装置，则CO2会被NaOH溶液吸收，剩余CO，被浓硫酸干燥后，则在气球中收集到的是干燥纯净的CO气体．
①气球中收集到的气体为CO，而一种物质的摩尔质量在数值上等于该物质的相对分子质量，故收集到气体的摩尔质量为28g·mol－1；
②一个CO含有14个电子，由（2）求出的CO的物质的量为0.2mol，则电子的物质的量为0.2mol×14=2.8mol，电子总数为2.8NA个；
③气球中的气体为CO，其体积V=nVm=0.2mol×22.4L·mol－1=4.48L；
【分析】（1）根据体积计算出物质的量；
（2）结合题中数据，计算出一氧化碳与二氧化碳的物质的量；
（3） ① 气球中收集到的是CO气体；
② 根据CO气体的物质的量，计算出电子总数；
③ 根据CO气体物质的量，得出CO气体体积
