专题9 金属与人类文明 同步练习 高一下学期化学苏教版（2019）必修第二册
一、单选题
1．因为铝在空气中比较稳定，所以铝制品在生活中被广泛应用。铝在空气中能稳定存在的原因是
A．铝的密度比较小
B．铝的熔点比较低
C．铝的金属性比镁弱
D．常温下铝表面能形成一层致密的氧化物薄膜
2．下列物质中属于纯净物的是
A．赤铁矿 B．保险丝 C．铝热剂 D．四氧化三铁
3．化学与人类生产、生活、社会可持续发展等密切相关。下列说法正确的是（ ）
A．中国天眼FAST用到的碳化硅是一种新型的有机高分子材料
B．SiO2具有导电性，可用于制作光导纤维和光电池
C．国产大客机C919大规模使用先进的材料铝锂合金，该合金密度小，强度高
D．《格物粗谈》记载“红柿摘下未熟，每篮用木瓜三枚放入，得气即发，并无涩味。”文中的“气”是指CO2
4．生铁和钢的主要区别是
A．生铁和钢的主要成分都是铁，但二者的含碳量不同，性能也不同
B．生铁和钢都是碳的合金
C．生铁就是含杂质较多的钢，钢就是含杂质较少的生铁
D．生铁是混合物，钢是纯净物
5．我国四川广汉的三星堆遗址距今已有3000~5000年历史，2021年3月20日，三星堆遗址新出土了500多件重要文物，如黄金面具、丝绸“黑炭”、青铜神树、陶瓷碎片等。下列有关叙述错误的是
A．考古时利用测定文物的年代，的中子数为8
B．黄金面具、青铜神树的成分均为纯金属
C．丝绸转化为“黑炭”的过程涉及化学变化
D．三星堆中含有大量的陶瓷碎片，陶瓷破碎的过程中只发生了物理变化
6．金属元素广泛存在于各种矿物和海水中，不同金属的冶炼方法各不相同。下列金属中能用直接加热分解的方法从其化合物中还原出来的是
A．钠 B．汞 C．铝 D．铁
7．下列物质的转化在给定条件下能实现的是
①FeFe2O3Fe2(SO4)3
②SiO2Na2SiO3H2SiO3
③N2NO2HNO3
④NaNa2ONaOH
⑤SO2H2SO3H2SO4
⑥饱和NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3
A．①②⑤ B．②③⑥ C．②⑤⑥ D．①③④
8．“文房四宝”是中国独有的书法绘画工具，下列知名“文房四宝”产品中含有大量蛋白质的是
文房四宝
选项 A．北狼毫(黄鼠狼毛做) B．汉代松烟墨 C．蔡伦制的“蔡侯纸” D．明代端砚
A．A B．B C．C D．D
9．常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是
A．0.1mol·L-1 NH4Fe(SO4)2溶液中：K+、Cl-、Al3+、I-
B．0.5mol·L-1NaOH溶液中：Ba2+、K+、HCO、Cl-
C．与Al反应能放出H2的溶液中：Fe3+、K+、Cl-、NO
D．能使石蕊变红的溶液中：Cl-、SO、Fe3+、K+
10．下列反应的离子方程式正确的是
A．硫酸铝与过量的氨水反应： Al3++4NH3·H2O =AlO+2H2O+4NH
B．等物质的量浓度、等体积的Ca(HCO3)2溶液与氢氧化钠溶液相混合：Ca2+＋HCO＋OH- =CaCO3↓＋H2O
C．向碘化亚铁溶液中通入少量氯气：2Fe2＋＋Cl2 =2Fe3＋＋2Cl-
D．向CuSO4溶液中加入Na： 2Na+Cu2+ =Cu↓+2Na+
11．化学在人类生产生活中有着广泛的应用，下列说法不正确的是
A．烟花的五彩斑斓利用了焰色试验原理 B．小苏打作食品蓬松剂
C．铁粉作食品袋内的脱氧剂 D．超级钢和石灰石均属于合金
12．菠菜中富含铁元素，实验室可以检验菠菜中的铁元素，实验过程中涉及的下列操作及相关叙述错误的是
A B C D
将菠菜叶剪碎后灼烧 在通风橱中，用稀硝酸浸取菠菜灰 过滤 往滤液中滴加溶液检验
A．A B．B C．C D．D
13．2022年北京冬奥火种灯采用了很多高科技手段致力于结构创新和节能减碳。以下叙述错误的是
A．火种使用的丙烷属于清洁燃料
B．火种灯材质采用的铝合金是混合物
C．火种灯采用的双层玻璃耐酸耐碱
D．火种灯和火种盆使用的玻璃材料属于无机非金属材料
14．下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A．ClO2具有强氧化性，可用于饮用水消毒
B．CCl4的密度比H2O大，可用于萃取溴水中的溴
C．Si能与强碱反应，可用于制造半导体材料
D．Fe2O3能与Al粉反应，可用于油漆、橡胶的着色
二、填空题
15．按要求回答下列问题：
(1)生石灰的化学式___________，异丁烷的结构简式___________；
(2)写出中子数为8的氮原子的符号___________；
(3)写出铜与稀硝酸反应的化学方程式___________；
(4)在实验室将NaOH溶液滴入FeCl2溶液中，观察到的现象是___________。
16．某小组同学分别探究FeCl2溶液、FeCl3溶液的性质。
I.探究FeCl2溶液的性质。
(1)预测FeCl2具有还原性，预测依据是_______，因此可以与酸性KMnO4溶液反应。
(2)进行如下实验操作：
序号 操作
i 滴加NaOH溶液
ii 加入少量锌粉
iii 滴加酸性KMnO4溶液
①i中的现象是_______。
②i中反应的化学方程式是_______。
③iii中的现象是_______。
(3)某同学认为iii中现象并不能证明Fe2+具有还原性，他的理由有二：①将酸性高锰酸钾稀释也可能产生该现象；②_______。
II.探究FeCl3溶液的性质。
小组同学进行如下实验操作并观察到对应现象：
操作
现象 溶液由棕黄色变为浅绿色 无明显现象 溶液变为红色，而后红色褪去
(4)vi中滴加氯水过程中，氯水反应的离子方程式是_______。
III.小组同学探究vi中褪色原因，提出两种假设：a.铁离子被氧化，b.SCN-被氧化。
(5)分别向褪色后的溶液中滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液和KSCN溶液各1滴，观察到_______现象，得出结论：假设b成立。
(6)进一步预测SCN-可能被转化为SO，通过实验验证了该预测，写出实验操作及现象_______。
17．（1）积极保护生态环境可实现人与自然的和谐共处。
①下列做法会加剧温室效应的是____(填字母)。
a.植树造林 b.燃煤供暖 c.风力发电
②下列防治“白色污染”的正确方法是_____(填字母)。
a.使用可降解塑料 b.露天焚烧废弃塑料 c.直接填埋废弃塑料
③为减轻大气污染，多个城市已禁止燃放烟花爆竹。“禁止燃放烟花爆竹”的标识是_____(填字母)。
（2）合理应用化学知识可提高人们的生活质量。
某品牌牙膏的成分有甘油、山梨酸钾、氟化钠等。
①在上述牙膏成分中，属于防腐剂的是_____。
②甘油的结构简式为______；油脂水解时生成甘油和______。
③氟化钠（NaF）可与牙齿中的羟基磷酸钙［Ca5(PO4)3OH］反应，生成更难溶的氟磷酸钙［Ca5(PO4)3F］，从而达到防治龋齿的目的，写出该反应的化学方程式__________。
（3）创新发展材料技术可推动人类社会进步。
①石墨烯（见图）可用作太阳能电池的电极，这里主要利用了石墨烯的_______性。
②基础工程建设中常使用水泥、玻璃、钢材等。生产水泥和玻璃都用到得原料是___；在钢材中添加铬、镍等元素的目的是____。
③新型战斗机常用纳米SiC粉体作为吸收材料，高温下焦炭和石英反应可制得SiC，石英的化学式为______；高温分解Si(CH3)2Cl2也可制得SiC，同时还生成CH4和一种常见酸性气体，写出该反应的化学方程式_____。
三、计算题
18．把11g含镁、铝、铜的合金粉末放入过量氢氧化钠溶液中，得到6.72LH2(标准状况)，取等质量的合金粉末放入过量盐酸中，得到8.96LH2(标准状况)。试计算：
(1)写出铝与氢氧化钠溶液反应的方程式____
(2)该合金样品中铝的质量为______g。
(3)该合金中镁、铝、铜的物质的量之比为多少_____？(无解题过程不给分)
四、实验题
19．在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。请回答该实验中的问题。
(1)写出该反应的反应方程式：___；并指明该氧化还原反应的还原剂是___，氧化剂是____。
(2)实验前必须对整套装置进行___。
(3)圆底烧瓶中盛装的水，该装置受热后的主要作用是____；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是___。
(4)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是____。
(5)试管中收集气体是___，如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行___。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】铝和空气中的氧气反应生成致密的氧化膜，阻碍铝的进一步反应，所以铝在空气中能稳定存在，综上所述，故选D。
2．D
【分析】由一种物质组成的物质属于纯净物，由多种物质组成的物质属于混合物，据此判断。
【详解】C．赤铁矿的主要成分是氧化铁，属于混合物，A不选。
B．保险丝主要是起过载保护作用，属于混合物，B不选。
C．铝热剂是金属铝和金属氧化物组成的混合物，C不选。
D．四氧化三铁只有一种物质组成，属于纯净物，D选。
故选D。
3．C
【详解】A．中国天眼FAST用到的碳化硅是一种新型的无机非金属材料，故A错误；
B．二氧化硅对光具有良好的全反射作用，则用于制作光导纤维，而Si为半导体材料可作光电池材料，故B错误；
C．铝锂的密度较小，强度高，可以用于制造飞机的材料，故C正确；
D．《格物粗谈》记载“红柿摘下未熟，每篮用木瓜三枚放入，得气即发，并无涩味。”文中的“气”是指乙烯，乙烯可以促进果实成熟，故D错误；
故选C。
4．A
【详解】生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%～2%，二者都是铁的合金，都是混合物，因而选A。
5．B
【详解】A．的质子数为6、质量数为14，则中子数为，A正确；
B．青铜神树的成分为铜合金，B错误；
C．丝绸转化为“黑炭”的过程中生成了新物质，属于化学变化，C正确；
D．陶瓷破碎的过程中没有新物质生成，只发生了物理变化，D正确；
故答案选B。
6．B
【详解】
钠、铝为活泼金属，用电解其熔融氯化物或氧化物的方法制取；铁可用热还原法制取，汞可用直接加热其氧化物的方法制取。
答案为B。
7．C
【详解】①铁和氧气点燃条件下反应生成Fe3O4，不生成Fe2O3，故①错误；
②二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，硅酸钠和盐酸反应生成硅酸和氯化钠，故②正确；
③氮气和氧气在放电条件下生成的是NO，而不是NO2，故③错误；
④钠和氧气在点燃的条件下，生成过氧化钠，不能生成氧化钠，故④错误；
⑤二氧化硫和水反应生成亚硫酸，亚硫酸和氧气反应生成硫酸，故⑤正确；
⑥饱和氯化钠溶液中先通入氨气，再通入二氧化碳，氯化钠与氨气、二氧化碳反应生成碳酸氢钠和氯化铵，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，故⑥正确；
②⑤⑥正确，故本题答案C。
8．A
【详解】A．黄鼠狼毛的主要成分是蛋白质，选项A符合；
B．墨的主要成分是炭黑，选项B不符合；
C．纸的主要成分是纤维素，选项C不符合；
D．砚的主要成分是硅酸盐和碳酸盐， 选项D不符合；
答案选A。
9．D
【详解】A．Fe3+、I-因发生氧化还原反应而不能共存，A错误；
B．OH-、反应生成碳酸根和水，不能共存，B错误；
C．与Al反应能放出大量H2的溶液，为非氧化性酸或强碱溶液，碱溶液中不能大量存在Fe3+，C错误；
D．能使石蕊变红的溶液呈酸性，各种离子之间互不反应，在溶液中能大量共存，D正确；
故选：D。
10．B
【详解】A．氢氧化铝不溶于氨水，正确的离子方程式为Al3++3NH3·H2O =Al(OH)3↓+3 NH，故A错误；
B．两种溶液等物质的量混合，NaOH溶液不足，按照NaOH进行分析，即NaOH系数为1，反应离子方程式为Ca2+＋HCO＋OH- =CaCO3↓＋H2O，故B正确；
C．碘离子的还原性强于亚铁离子，通入氯气，氯气先氧化碘离子，故C错误；
D．硫酸铜溶液中加入金属钠，金属钠先与水反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，铜离子再与氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀，故D错误；
答案为B。
11．D
【详解】A．烟花是利用金属的焰色反应制成的，A正确；
B．小苏打(碳酸氢钠),受热后分解出二氧化碳气体, 可作食品蓬松剂，B正确；
C．铁粉具有还原性,可以被氧气氧化,消耗氧气,因此作为脱氧剂，C正确；
D．石灰石不是合金，D错误；
故选D。
12．D
【详解】A．将菠菜叶剪碎后灼烧，在坩埚中进行，操作合理，选项A正确；
B．在通风橱中，用稀硝酸浸取菠菜灰，防止产生的有毒气体使人引起中毒，操作合理，选项B正确；
C．将溶解后的固体与溶液分离开来，通过过滤操作，操作步骤也合理，选项C正确；
D．溶解中硝酸将铁氧化为Fe3+，往滤液中滴加溶液检验而不是检验，操作不合理，选项D错误；
答案选D。
13．C
【详解】A．丙烷燃烧生成CO2和H2O，对环境无污染，属于清洁燃料，A正确；
B．合金由金属和金属（或金属与非金属）熔合而成，属于混合物，B正确；
C．玻璃中含有SiO2，与碱反应，故玻璃不耐碱，C错误；
D．玻璃材料属于硅酸盐材料，属于无机非金属材料，D正确；
故答案选C。
14．A
【详解】A．ClO2具有强氧化性，能用于生活用水的消毒，存在对应关系，故A符合题意；
B．作萃取剂与密度的大小无关，故B不符合题意；
C．半导体材料是晶体硅，利用的是硅的导电性介于导体和绝缘体之间，与能否和强碱反应无关系，故C不符合题意；
D．Fe2O3呈红棕色，可用作油漆和涂料，与能否和Al反应无关系，故D不符合题意；
故选A。
【点睛】选择萃取剂的原则：一是萃取剂与原溶剂不能互溶，二是萃取剂与被萃取物质不能发生化学反应，三是被萃取物质在萃取剂中的溶解度远远大于在原溶剂的溶解度。
15． CaO 15N或 3Cu＋8HNO3=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
【详解】(1)生石灰的化学式CaO，异丁烷的结构简式；
(2) 氮原子的质子数为7，中子数为8的氮原子则质量数=7+8=15，符号为15N或；
(3)铜与稀硝酸反应生成硝酸铜和NO和水，化学方程式为：3Cu＋8HNO3=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；
(4) 将NaOH溶液滴入FeCl2溶液中，NaOH与FeCl2反应生成Fe(OH)2白色絮状沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最终Fe(OH)2不稳定，能被氧气氧化为红褐色的Fe(OH)3沉淀，观察到的现象是先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色。
16．(1)FeCl2中铁元素为+2价，化合价可以升高
(2) 先出现白色沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色 、 高锰酸钾溶液会褪色
(3)FeCl2中氯元素是-1价，也可能升高，具有还原性，也可能使酸性高锰酸钾溶液褪色
(4)
(5)滴加KSCN溶液的溶液变红色
(6)向褪色后的溶液中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若产生白色沉淀，
【详解】（1）FeCl2可以与酸性KMnO4溶液反应，高锰酸钾体现氧化性，FeCl2中铁元素为+2价，化合价可以升高，表现出还原性，故答案为：FeCl2中铁元素为+2价，化合价可以升高；
（2）FeCl2溶液中滴加NaOH溶液，现象是先出现白色沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，反应的方程式为：、；FeCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液，二者发生氧化还原反应，高锰酸钾溶液会褪色，故答案为：先出现白色沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色；、；高锰酸钾溶液会褪色；
（3）FeCl2中氯元素是-1价，也可能升高，具有还原性，也可能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故答案为：FeCl2中氯元素是-1价，也可能升高，具有还原性，也可能使酸性高锰酸钾溶液褪色；
（4）铁粉与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁，滴加KSCN溶液无现象，vi中滴加氯水过程中，氯水中的氯气将亚铁离子氧化，反应的离子方程式是，故答案为：；
（5）若假设b成立，则溶液中SCN-被氧化，溶液中缺少SCN-，再滴加1滴KSCN溶液，溶液会变成红色，故答案为：滴加KSCN溶液的溶液变红色；
（6）若SCN-被转化为SO，需要对SO进行检验，可以向褪色后的溶液中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则说明SCN-被转化为SO，故答案为：向褪色后的溶液中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，产生白色沉淀。
17． b a c 山梨酸钾 高级脂肪酸（或高级脂肪酸盐） Ca5(PO4)3OH + NaF=Ca5(PO4)3F + NaOH 导电 石灰石 增强钢材的抗腐蚀能力 SiO2 Si(CH3)2Cl2 高温 SiC+CH4↑+2HCl↑
【详解】（1）①a.大力植树造林能够控制二氧化碳的含量升高，有利于减缓温室效应．故a正确；b.燃煤供暖，可能够排放更多的二氧化碳，会加剧温室效应，故b错误；c.风力发电，可减少二氧化碳的排放，有利于减缓温室效应．故c正确；答案为b；
②a.降解塑料的使用可减少白色污染，故a正确；b.露天焚烧废旧塑料，会造成环境污染，故b错误；c.直接填埋废旧塑料，无法从根本上直接消除白色污染，故c错误；答案为a；
③是禁止吸烟标志，故a错误；是禁止明火标志，故b错误；是禁止禁止燃放烟花爆竹标志，故c正确；答案为c；
（2）①在上述牙膏成分中，山梨酸钾属于防腐剂；
②丙三醇俗称甘油，其结构简式为；油脂是高级脂肪酸的甘油脂，其水解可生成甘油和高级脂肪酸；
③氟化钠(NaF)与羟基磷酸钙[Ca5(PO4)3OH]反应，生成更难溶的氟磷酸钙[Ca5(PO4)3F]的化学方程式为Ca5(PO4)3OH + NaF=Ca5(PO4)3F + NaOH；
（3）①电池的电极应该是导体，则石墨烯用作太阳能电池的电极，是利用石墨烯的导电性；
②生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英，高温下，碳酸钠、碳酸钙和二氧化硅反应分别生成硅酸钠、硅酸钙；生产水泥以黏土和石灰石为主要原料，经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入适量石膏，并研成细粉就得到普通水泥；所以在玻璃工业、水泥工业中都用到的原料是石灰石；为增强钢材的抗腐蚀能力，通常在钢材中添加铬、镍等；
③石英的主要成分是二氧化硅，其化学式为SiO2；高温分解Si(CH3)2Cl2也可制得SiC，同时还生成CH4和一种常见酸性气体HCl，该反应的化学方程式为Si(CH3)2Cl2 SiC+CH4↑+2HCl↑。
18．(1)2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑
(2)5.4g
(3)2：4：1
【解析】(1)
铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑；
(2)
合金与NaOH溶液反应时，只有铝会反应，生成的氢气为=0.3mol，根据方程式可知铝的物质的量为0.2mol，质量为0.2mol×27g/mol=5.4g；
(3)
与盐酸反应时，Al、Mg都可以反应产生氢气，共产生=0.4mol氢气，Al与盐酸反应的离子方程式为2Al+6H+=2Al3++3H2↑，铝的物质的量为0.2mol，所以由铝产生的氢气为0.3mol，则由镁产生的氢气为0.4mol-0.3mol=0.1mol，根据离子方程式Mg+2H+=Mg2++H2↑可知，Mg的物质的量为0.1mol，质量为0.1mol×24g/mol=2.4g，则铜的质量为11g-2.4g-5.4g=3.2g，物质的量为=0.05mol，所以镁、铝、铜的物质的量之比为0.1mol：0.2mol：0.05mol=2：4：1。
19．(1) 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 Fe H2O
(2)装置的气密性检验
(3) 为(硬质玻璃管内Fe与水蒸气的反应)实验提供(持续不断的)水蒸气 防止暴沸
(4)先点燃酒精灯再点燃酒精喷灯
(5) H2 验纯
【分析】烧瓶底部放置了几片碎瓷片，可防止液体剧烈沸腾，加入生成水蒸气，Fe与水蒸气高温反应生成四氧化三铁和氢气，干燥后在A中收集到氢气；
【详解】（1）Fe与水蒸气高温反应生成四氧化三铁和氢气，反应的方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，Fe元素的化合价升高，H元素的化合价降低，则Fe为还原剂，水为氧化剂；
（2）实验前必须对整套装置进行装置的气密性检验，防止装置漏气；
（3）装置受热后，水转化为水蒸气，则其作用为为实验提供水蒸气；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，可防止液体剧烈沸腾，则其作用为防止暴沸；
（4）点燃加热仪器的顺序要考虑实验的安全性和对实验结果的影响，在本实验中为了防止铁与空气中的氧气在加强热的条件下反应，应该先点燃酒精灯，排掉硬质玻璃管内空气，为Fe与水蒸气的反应实验提供持续不断的水蒸气，即先点燃酒精灯，后点燃酒精喷灯；
（5）由发生的反应及干燥装置可知，最后只收集到H2，氢气属于可燃性气体，氢气不纯加热易引起爆炸，因此，点燃之前要检验纯度。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
