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1、第4章 材料家族中的元素(满分:100分时间:90分钟)可能用到的相对原子质量:H1C12N14O16Cl35.5Na23Mg24Al27Fe56Cu64Zn65Ag108一、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.宇航员在升空、返回或遇到紧急情况时,必须穿上10 kg重的舱内航天服,神七宇航员所穿舱内航天服是由我国科学家近年来研制的新型“连续纤维增韧”航空材料做成的,其主要成分是由碳化硅陶瓷和碳纤维复合而成的,下列相关叙述错误的是()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:复合材料是混合物,
2、无固定熔点,碳纤维作增强体,碳化硅、陶瓷作基体组成的复合材料密度小、硬度大、耐高温、强度大、性质稳定,故B项错误。答案:B2.下列说法中错误的是()硅化学性质很稳定,因此硅在自然界中以游离态形式存在二氧化硅溶于水能制取硅酸水泥、陶瓷、玻璃和水晶都是硅酸盐材料二氧化硅是一种酸性氧化物,它不与任何酸发生反应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.B.C.D.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:A3.张大爷家中有一个用了近30年的铝锅,至今仍
3、保存完好。该铝锅未锈蚀的主要原因是()A.铝不易发生化学反应B.铝不易被氧化C.铝的氧化物容易发生还原反应D.铝易被氧化,但氧化生成的氧化铝具有保护内部铝的作用解析:铝是活泼的金属,但表面形成了性质稳定的致密的氧化铝膜,阻止了氧气与铝的接触。答案:D4.沉睡在海底800余年的南宋时古沉船“南海一号”被成功打捞,谱写了我国考古工作的新篇章。下列叙述中不正确的是()A.出水的大量瓷器为传统的硅酸盐产品B.古船保存得较为完好的原因之一是沉没后很快被淤泥所覆盖C.随船沉浸在海水中的铜、银等古钱币和铁制品,以铁制品被腐蚀的最厉害D.据推测,当年为“南海一号”提供动力的物质是燃油答案:D5.图中表示金属X
4、、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)=21B.n(Mg)n(K)=12C.n(Na)n(Al)=13D.n(K)n(Al)=11解析:6 mol X3 mol H2,则与盐酸反应后的氯化物中X元素的化合价为+1价;4 mol Y6 mol H2,则与盐酸反应后的氯化物中Y元素的化合价为+3价。Z(含X、Y)6 mol6 mol H2,则Z中与盐酸反应后的氯化物中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:D6.向X
5、的溶液中加入Y试剂,产生沉淀的示意图符合如图所示情形的是()A.向NaOH和Ca(OH)2的混合液中通入CO2B.向HCl和AlCl3的混合液中滴加NaOHC.向NH4Al(SO4)2溶液中滴加NaOHD.向NH4Cl和MgCl2的混合液中滴加NaOH解析:选项B中滴加的NaOH溶液先和HCl反应,所以一开始没有沉淀生成,不合题意;选项C所得的图形不是等腰梯形;选项D中生成的Mg(OH)2沉淀不溶于NaOH,因此沉淀量不会减少。答案:A7.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.AlB.Al(OH)3C.AlCl3D.Al2O3解析:根据
6、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:AlNaOHAl(OH)3NaOHAlCl34NaOHAl2O32NaOH消耗1 mol氢氧化钠所用的四种物质的质量分别为27 g、78 g、33.4 g、51 g,因此质量相同的这些物质,消耗碱量最多的是Al。答案:A8.下列有关实验的说法正确的是()A.除去铁粉中混有的少量铝粉,可加入过量的氢氧化钠溶液,完全反应后过滤B.为测定熔融氢氧化钠的导电性,可在瓷坩埚中熔化氢氧化钠固体进行测量C.制备Fe(OH)3胶体,通常是将Fe(OH)3固体溶于热水中D.某溶液中加入盐酸能产生使澄清石灰水变浑浊的气体,则该溶液中一定含有C解析:B项,瓷
7、坩埚的组成物质中含有一定量的SiO2。C项,Fe(OH)3难溶于热水,Fe(OH)3胶体受热发生聚沉。D项,无法排除HC等离子的干扰。答案:A9.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:D10.甲和乙两烧杯中各装有100 mL 0.2 molL-1 AlCl3溶液,向两烧杯中分别加入相同体积、相同浓度的
8、NaOH溶液和氨水,两烧杯中都有沉淀生成。下列判断正确的是()A.实验过程中甲和乙的现象始终保持一致B.甲中沉淀一定比乙中的少C.甲中沉淀可能比乙中的多D.乙中沉淀可能比甲中的多答案:D11.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:实验序号甲乙丙合金质量/mg510770918气体体积/mL560672672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 molL-1C.合金中镁、铝的物质的量之比为11D.丙组中铝的物质的量为0.018 mol解析:乙比甲合金质量大
9、,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560 mL H2溶解合金510 mg,设乙中生成672 mL H2能够溶解合金的质量为x,则560 mL510 mg=672 mLx,x=612 mg。612 mg770 mg,则乙中合金过量,盐酸不足。答案:A12.将CO2气体缓缓通入到含有等物质的量的KOH、Ba(OH)2和KAl(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
10、方程式是2Al(OH)4-+CO22Al(OH)3+C+H2OC.Oa段反应的化学方程式是Ba(OH)2+CO2BaCO3+H2OD.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,起的作
11、用是;作为基体的是,其作用是。解析:(1)铝合金材料比有机合成材料在价格上要高,所以A错;实际上铝合金材料在电脑外壳上的使用是从“增加强度”和“增强美观”的角度考虑的,当然铝合金作为电脑的外壳材料散热效果要比有机合成材料好得多;铝合金材料的应用与电脑的运算速度没有关系。(2)复合材料由基体和增强体组成,其中起黏结作用的是基体,起骨架作用的是增强体。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
12、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)SO
13、2+2NaOHNa2SO3+H2O酸雨(3)Al2(SO4)3Al3+3OH-Al(OH)3、Al(OH)3+OH-Al(OH)4-15.(13分)已知铅元素有+2价、+4价两种常用价态,铅及其化合物可用于耐酸设备及X射线防护等。(1)我国古代炼丹中经常使用到红丹(用X表示),在一定条件下,与过量硝酸能发生非氧化还原反应:X+4HNO3PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O(已配平)。PbO2中铅元素的化合价是,PbO2不是碱性氧化物,判断的依据是。X的化学式是。(2)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为。(3)PbO2在加热的过程中发生分解生成PbO和O2,其失重曲线
14、如图所示,已知失重曲线上的a点为样品分解40%的残留固体。若a点固体组成表示为PbOx,则x=。解析:(1)根据题目所给的化学方程式可知PbO2不能与HNO3反应生成相应的盐,说明PbO2不是碱性氧化物。根据质量守恒定律,反应前后各元素原子数目守恒,可得X为Pb3O4。(2)PbO与NaClO发生氧化还原反应:PbO+ClO-PbO2+Cl-(3)样品PbO2完全分解生成PbO,分解40%即为PbO1.6。答案:(1)+4PbO2不能与HNO3反应生成相应的盐和水Pb3O4(2)PbO+ClO-PbO2+Cl-(3)1.616.(16分).用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有。a.KClb.KClO3c.MnO2d.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 mo
