2025版高一化学必修第一册 单元形成性评价(三)(第三章)

单元形成性评价(三)(第三章)(75分钟100分)一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分,每小题只有一项符合题目要求)1.下列离子方程式书写正确的是()A.FeCl3溶液腐蚀铜线路板:Cu+Fe3+===Cu2++Fe2+B.氯化铁溶液与铁反应:Fe3++Fe===2Fe2+C.铝与氢氧化钠溶液反应:2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑D.氧化铁与稀盐酸反应:FeO+2H+===Fe2++H2O【解析】选C。FeCl3溶液腐蚀铜线路板为Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,A错误;2Fe3++Fe===3Fe2+,B错误;Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O,D错误。2.下列各组离子在给定条件的溶液中可能大量共存的是()A.加入铝片有大量氢气产生的溶液中:Mg2+、K+、SO42-B.碱性无色溶液中:Na+、K+、MnO4-、C.在0.1mol·L-1的盐酸中:Ca2+、Fe2+、Na+、ClO-D.在强碱性溶液中:Ca2+、K+、NH4+、【解析】选A。加入铝片有大量氢气产生的溶液可能是强酸也可能是强碱,强酸溶液中有大量的H+,H+、Mg2+、K+、SO42-、Cl-能够大量共存,强碱溶液中有大量的OH-,OH-与Mg2+不能大量共存,A符合题意;无色溶液中不可能含有大量的MnO4-,B不符合题意;在0.1mol·L-1的盐酸中有大量的H+,H+、Fe2+、ClO-因发生氧化还原反应而不能大量共存,C不符合题意;在强碱性溶液中有大量的OH-,OH-、3.下列除去杂质(括号内的物质为杂质)的方法中,错误的是()A.FeCl3溶液(FeCl2):通入适量Cl2B.CO2(HCl):通过饱和Na2CO3溶液洗气后干燥C.Fe2O3(Al2O3),加足量NaOH溶液,过滤、洗涤并干燥D.Cu粉(Fe粉):加足量CuCl2溶液,过滤、洗涤并干燥【解析】选B。FeCl2与氯气反应生成氯化铁,则通入适量Cl2,可除杂,A正确;HCl与Na2CO3反应,CO2与Na2CO3溶液也可以反应生成碳酸氢钠,则不能通过饱和Na2CO3溶液除去CO2中的HCl,B错误;Al2O3与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]溶液,而Fe2O3不溶于NaOH溶液,C正确;Fe粉与CuCl2发生置换反应,既除掉铁粉又产生Cu,D正确。4.下列实验装置能达到对应实验目的且实验结论正确的是()A.过量铁粉与水蒸气反应后,可用磁铁将剩余铁粉分离出来B.用图装置操作方法,可检验Fe2+C.若二氧化锰过量,则盐酸可全部消耗完D.测新制氯水的pH【解析】选B。铁粉与水蒸气生成四氧化三铁,四氧化三铁也有磁性,所以不可用磁铁将剩余铁粉分离出来,A错误;向氯化亚铁溶液加入KSCN溶液,颜色无变化,继续加入氯水,溶液变为红色,可以检验亚铁离子,B正确;二氧化锰与浓盐酸反应,反应一段时间之后,盐酸变稀,反应会停止,所以盐酸不能全部被消耗完,C错误;新制氯水中含有次氯酸,次氯酸具有强氧化性,会漂白pH试纸,D错误。5.向等物质的量浓度的FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入一定质量的Zn粉,充分反应后过滤,得到固体X和溶液Y。下列说法正确的是()A.向溶液Y中滴几滴KSCN溶液,溶液可能变为红色B.将固体X投入稀盐酸中,有气泡产生,则溶液Y中一定不含有Fe3+C.若溶液Y呈蓝色,则溶液中一定不含铁元素D.若溶液Y无色透明,则固体X中一定含有Zn粉【解析】选B。氧化性Fe3+>Cu2+,Zn先和Fe3+发生①Zn+2Fe3+===Zn2++2Fe2+,再发生②Zn+Cu2+===Zn2++Cu,最后发生③Zn+Fe2+===Zn2++Fe,若有Fe3+,不可能得到固体X,A错误;将固体X投入稀盐酸中,有气泡产生,固体X中可能有Fe或Zn,则溶液Y中一定不含有Fe3+、Cu2+,B正确;若溶液Y呈蓝色,有Cu2+,可能①还未反应完,这时Fe3+、Fe2+均存在,也可能①反应完全,此时存在Fe2+,所以溶液中一定存在铁元素,C错误;若溶液Y无色透明,证明溶液Y中不含铁元素和铜元素,则Zn粉过量或恰好完全反应,固体X中可能含有Zn粉,D错误。6.硫杆菌(T.F菌)在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫,有助于除去天然气中的H2S杂质,其原理如图所示,下列说法不正确的是()A.在碱性环境中将不利于脱硫B.该脱硫过程符合绿色化学理念C.反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1D.反应②的离子方程式为Fe2++O2+4H+===Fe3++2H2O【解析】选D。由图可知,脱硫过程的反应①为硫酸铁溶液与硫化氢气体反应生成硫酸亚铁、S和硫酸,反应②为酸性条件下硫酸亚铁溶液与空气中的氧气反应生成硫酸铁和水,总反应为硫酸铁作催化剂条件下,硫化氢与氧气反应生成硫和水。碱性条件下,硫酸铁溶液中铁离子会与氢氧根离子反应生成氢氧化铁沉淀,使催化剂失去活性,不利于脱硫,A正确;由分析可知,脱硫过程中没有有害物质生成,不会对环境造成污染,符合绿色化学理念,B正确;由分析可知,反应①为硫酸铁溶液与硫化氢气体反应生成硫酸亚铁、S和硫酸,由得失电子数目守恒可知,反应中氧化剂硫酸铁与还原剂硫化氢的物质的量之比为1∶1,C正确;由分析可知,反应②为酸性条件下硫酸亚铁溶液与空气中的氧气反应生成硫酸铁和水,反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O,D错误。7.下列有关合金的说法正确的是()A.合金的性质是各成分金属性质的总和B.合金比纯金属的导电性更强C.将镁粉和铝粉混合即得镁铝合金D.合金具有金属的特性【解析】选D。合金的性质并不是各成分金属性质的总和,A错误;合金的电阻率比纯金属要大,B错误;镁粉和铝粉简单混合不是合金,C错误;合金具有金属的特性,D正确。8.向10mL0.1mol·L-1的NaHSO4溶液中逐滴滴加0.1mol·L-1的Ba(OH)2溶液,所得沉淀的物质的量与加入Ba(OH)2溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是()A.0~5mL时,溶液中发生反应的离子方程式为Ba2++SO42-===B.Y点时,所得溶液呈中性C.a=0.001D.20mL时,溶液中Na+和Ba2+的物质的量不相等【解析】选C。0~5mL时,除了硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡沉淀外,还有氢离子与氢氧根离子反应生成水,离子方程式错误,A错误;Y点加入Ba(OH)2溶液10mL,加入氢氧根离子0.002mol,而NaHSO4溶液中氢离子总数为0.001mol,则Y点氢氧根离子过量,溶液呈碱性,B错误;10mL0.1mol·L-1的NaHSO4溶液中含有硫酸根离子0.001mol,则能与0.001mol钡离子完全反应生成0.001mol硫酸钡沉淀,C正确;20mL时,溶液中Na+物质的量为0.001mol,前10mL加入的氢氧化钡中的钡离子与硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀,后10mL加入的氢氧化钡中钡离子存在于溶液中,因此20mL时溶液中钡离子的物质的量为0.001mol,D错误。9.将5.0g某金属合金放入足量的稀盐酸中,共收集氢气在标准状况下的体积为2.24L,则该金属合金可能是()A.Mg-Al合金 B.Fe-Al合金C.Fe-Zn合金 D.Cu-Zn合金【解析】选B。由题意知,n(H2)=2.24L22.4L·mol-1=0.1mol,即产生0.1molH2消耗金属合金为5.0g,产生1molH2消耗金属合金为50g,满足此条件的要求是产生1molH2时消耗一种金属质量大于50g,一种金属质量小于50g。对于给出的金属,产生1molH210.取某食品包装袋内的脱氧剂Fe粉(部分变质)于试管中,向其中滴加0.1mol·L-1的稀盐酸,当滴加的稀盐酸为200mL时,固体中含铁元素的物质恰好完全反应,生成气体112mL(标准状况);向反应后的溶液中滴加KSCN溶液,无明显变化;又向试管中加入适量的NaOH溶液,使Fe2+恰好完全沉淀,过滤,小心加热沉淀,直到水分蒸干,再灼烧到质量不再变化(剩余固体为Fe2O3),此时Fe2O3的质量为(A.0.8gB.0.72gC.1.07gD.1.6g【解析】选A。脱氧剂Fe粉(部分变质)与200mL0.1mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应之后,滴加KSCN溶液,无明显变化,说明此时溶质恰好为FeCl2,n(HCl)=n(Cl-)=0.2L×0.1mol·L-1=0.02mol,所以n(Fe2+)=12n(Cl-)=0.01mol,由Fe元素守恒可得:n(Fe2O3)=12n(Fe2+)=0.005mol,所以n(Fe2O3)=0.005mol×160g·mol-1=0.8g,综上所述11.将等物质的量的Al2O3和Fe2O3混合物恰好完全溶于100mL稀硫酸中,向反应后的溶液中缓慢加入NaOH溶液,下列图像中可能正确表示上述反应的是(横坐标表示加入NaOH溶液的体积,纵坐标表示生成沉淀的质量)()【解析】选C。Al2O3和Fe2O3分别与H2SO4反应生成Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3,加入氢氧化钠后开始出现沉淀,发生的反应为Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓、Al3++3OH-===Al(OH)3↓,当沉淀达到最大值时再加入氢氧化钠,此时氢氧化铝开始溶解,化学方程式为NaOH+Al(OH)3===Na[Al(OH4)],当沉淀不再减少时,所得沉淀全部为Fe(OH)3,B错误;沉淀全部溶解,D错误;根据NaOH+Al(OH)3===Na[Al(OH4)]可知,若溶解Al(OH)3消耗的NaOH体积为10mL,设NaOH的浓度为cmol·L-1,说明Al3+的物质的量为0.01cmol,则Fe3+的物质的量为0.01cmol,故沉淀Al3+和Fe3+的NaOH的物质的量为(0.01cmol+0.01cmol)×3=0.06cmol,体积为0.0612.“科技赋能、绿色发展、铝创未来”。用废铝屑(含杂质铁)制备硫酸铝晶体[Al2(SO4)3·18H2O]的工艺流程如图所示。已知硫酸铝的溶解度随温度的升高而增大。下列说法错误的是()A.X为H2SO4溶液B.“搅拌”涉及的反应为[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HCOC.“滤液”可以用于制备苏打,同时可将CO2回收利用D.“操作3”包括加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥【解析】选A。废铝屑(含杂质铁)中加入氢氧化钠溶液,铝单质溶解生成四羟基合铝酸钠,通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀,加稀硫酸溶解,反应生成硫酸铝,经过操作3得到[Al2(SO4)3·18H2O]。A.根据分析可知,X为氢氧化钠溶液,故A错误;B.“搅拌”时四羟基合铝酸钠中通入过量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀,反应为[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HCO3-,故B正确;C.“滤液”为碳酸氢钠溶液,加热碳酸氢钠可以生成碳酸钠(即苏打)和二氧化碳,故C正确;D.硫酸铝溶液经过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥可以得到[Al2(SO4)3·18H2O],故13.在Fe(NO3)3和Cu(NO3)2的混合液中逐渐加入铁粉,溶液中Fe2+的物质的量浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示。则该溶液中Fe(NO3)3与Cu(NO3)2的物质的量浓度之比为()A.3∶1B.1∶2C.2∶1D.1∶1【解析】选C。氧化性Fe3+>Cu2+,Fe先和Fe3+反应,Fe~2Fe3+,依据图像可知,加入2molFe,恰好反应4molFe3+,Fe与Cu2+反应,Fe~Cu2+,依据图像,n[Cu(NO3)2]=2mol,故物质的量浓度之比为2∶1。14.现有氧化还原反应:①2MnO4-+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O;②2Br-+Cl2===Br2+2Cl-;③2Fe2++Br2===2Fe3++2Br-。根据上述反应,判断下列结论正确的是(A.还原性强弱顺序为Fe2+>Br->Mn2+>Cl-B.反应①中Cl2是Cl-的还原产物,反应②中Cl-是Cl2的氧化产物C.若向酸性KMnO4溶液中加入FeSO4溶液,可观察到溶液紫红色褪去D.1molCl2通入含1molFeBr2的溶液中,离子反应为3Cl2+2Fe2++4Br-===2Br2+6Cl-+2Fe3+【解析】选C。①的还原性:Cl->Mn2+,②的还原性:Br->Cl-,③的还原性:Fe2+>Br-,所以还原性强弱顺序为Fe2+>Br->Cl->Mn2+,A错误;①中,Cl-中Cl元素的化合价升高生成Cl2,则Cl2是Cl-的氧化产物,②中,Cl2中Cl元素的化合价降低生成Cl-,则Cl-是Cl2的还原产物,B错误;由A得,还原性强弱顺序为Fe2+>Br->Cl->Mn2+,若向酸性KMnO4溶液中加入FeSO4溶液,KMnO4能氧化Fe2+,可观察到紫红色褪去,C正确;因为还原性强弱顺序:Fe2+>Br->Cl->Mn2+,所以1molCl2通入含1molFeBr2的溶液中,先氧化Fe2+后氧化Br-,离子反应为2Cl2+2Fe2++2Br-===Br2+4Cl-+2Fe3+,D错误。二、非选择题(本题包括4小题,共58分)15.(12分)为确定某Na2CO3和NaHCO3混合物样品的组成,称取3份该样品溶于水后分别逐滴加入相同浓度的盐酸100.0mL,充分反应,产生CO2的体积如下表(已折算成标准状况下的体积,不考虑CO2在水中的溶解):实验序号①②③V[HCl(aq)]/mL100.0100.0100.0m(样品)/g3.807.6011.40V(CO2)/mL8961344896请回答下列问题:(1)实验③溶液蒸干灼烧后所得固体为NaCl和Na2CO3。

【解析】由实验①和实验②的数据可知,加入相同浓度的盐酸,固体的质量增大,二氧化碳的体积增大说明实验①中盐酸过量,碳酸钠和碳酸氢钠完全反应,设3.80g样品中碳酸钠为xmol、碳酸氢钠为ymol,则由样品质量可得106x+84y=3.80①,由碳守恒可得x+y=0.896L22.4L·mol-1②,解得x=0.02、y=0.02,则样品中n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)=1∶1。(1)由实验②和实验③的数据可知,加入相同浓度的盐酸,固体的质量增大,二氧化碳的体积减小说明实验③中盐酸不足量,盐酸完全反应,则加入盐酸过程中发生的反应为Na2CO3+HCl===NaHCO311.40g106g·mol-1+84g·mol-1(2)样品中物质的量之比n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)=1∶1。

【解析】由实验①和实验②的数据可知,加入相同浓度的盐酸,固体的质量增大,二氧化碳的体积增大说明实验①中盐酸过量,碳酸钠和碳酸氢钠完全反应,设3.80g样品中碳酸钠为xmol、碳酸氢钠为ymol,则由样品质量可得106x+84y=3.80①,由碳守恒可得x+y=0.896L22.4L·mol-1②,解得x=0.02、y=0.02,则样品中n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)=1∶1。(2)由分析可知,(3)盐酸的物质的量浓度c(HCl)=1.0mol·L-1。

【解析】由实验①和实验②的数据可知,加入相同浓度的盐酸,固体的质量增大,二氧化碳的体积增大说明实验①中盐酸过量,碳酸钠和碳酸氢钠完全反应,设3.80g样品中碳酸钠为xmol、碳酸氢钠为ymol,则由样品质量可得106x+84y=3.80①,由碳守恒可得x+y=0.896L22.4L·mol-1②,解得x=0.02、y=0.02,则样品中n(NaHCO3)∶n(Na2CO316.(14分)如图是一些常见的单质、化合物之间的转化关系图,有些反应中的部分物质和条件被略去,A、X、Y是常见金属单质,其中Y既能与强酸反应,又能与强碱反应;B、C、E是常见气体,G的焰色试验呈黄色;I的溶液呈黄色。请回答下列问题:(1)写出下列物质的化学式:A为Na;F为AlCl3。

【解析】金属Y既能与强酸反应,又能与强碱反应,应为Al,金属A与水反应生成的D可与铝反应,且G的焰色试验呈黄色,可知D应含有Na元素,则A为Na,D为NaOH,B为H2,G为Na[Al(OH)4];C为黄绿色气体,为Cl2,则F为AlCl3,E为HCl;由E→H→I的转化关系可知金属X为变价金属,又I的溶液呈黄色,则X应为Fe,H为FeCl2,I为FeCl3。(1)由以上分析可知A为Na,F为AlCl3;(2)写出黄绿色气体C的一种用途:工业制盐酸(或自来水的杀菌消毒,合理即可)。

【解析】金属Y既能与强酸反应,又能与强碱反应,应为Al,金属A与水反应生成的D可与铝反应,且G的焰色试验呈黄色,可知D应含有Na元素,则A为Na,D为NaOH,B为H2,G为Na[Al(OH)4];C为黄绿色气体,为Cl2,则F为AlCl3,E为HCl;由E→H→I的转化关系可知金属X为变价金属,又I的溶液呈黄色,则X应为Fe,H为FeCl2,I为FeCl3。(2)C为氯气,可用于工业制盐酸或自来水的杀菌消毒等;(3)实验室检验H中所含的金属阳离子的方法是先加KSCN溶液,无明显现象,再加氯水,溶液变为红色。

【解析】金属Y既能与强酸反应,又能与强碱反应,应为Al,金属A与水反应生成的D可与铝反应,且G的焰色试验呈黄色,可知D应含有Na元素,则A为Na,D为NaOH,B为H2,G为Na[Al(OH)4];C为黄绿色气体,为Cl2,则F为AlCl3,E为HCl;由E→H→I的转化关系可知金属X为变价金属,又I的溶液呈黄色,则X应为Fe,H为FeCl2,I为FeCl3。(3)H为FeCl2,检验亚铁离子的方法是取适量溶液于试管中,先加入KSCN溶液,没有明显现象,再加入氯水,若溶液变为红色,说明含有亚铁离子;(4)写出C与H溶液反应的化学方程式:Cl2+2FeCl2===2FeCl3。

【解析】金属Y既能与强酸反应,又能与强碱反应,应为Al,金属A与水反应生成的D可与铝反应,且G的焰色试验呈黄色,可知D应含有Na元素,则A为Na,D为NaOH,B为H2,G为Na[Al(OH)4];C为黄绿色气体,为Cl2,则F为AlCl3,E为HCl;由E→H→I的转化关系可知金属X为变价金属,又I的溶液呈黄色,则X应为Fe,H为FeCl2,I为FeCl3。(4)C为氯气,与氯化亚铁溶液反应生成氯化铁,化学方程式为Cl2+2FeCl2===2FeCl3。[方法规律]框图推断题的解题思路17.(16分)常温下,在没有氧气存在时,铁粉与水几乎不反应,但在高温下,铁粉能与水蒸气反应。(1)铁粉与水蒸气反应的化学方程式是3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。【解析】(1)在高温下,铁粉能与水蒸气反应生成Fe3O4和H2;(2)停止反应,待装置冷却后,取出反应后的混合物,加入过量的稀硫酸充分反应,过滤。简述检验所得滤液中含有Fe3+的操作方法:取少量滤液于试管中,滴入几滴KSCN溶液,观察溶液颜色,如果溶液变为红色,说明原滤液中含有Fe3+,否则不含Fe3+。

【解析】(2)检验所得滤液中是否含有Fe3+,可利用Fe3+与KSCN溶液反应使溶液显红色进行检验;(3)经检验上述滤液中不含Fe3+,这不能说明铁粉与水蒸气反应所得的产物中不含+3价的铁,原因是(结合反应方程式说明)如果反应后的混合物中铁粉过量,可发生反应:Fe+2Fe3+===3Fe2+,铁粉将溶液中的Fe3+全部还原为Fe2+,加入KSCN溶液后不会变为红色。

【解析】(3)铁与水蒸气反应生成的四氧化三铁可与稀硫酸发生反应:Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O,若铁粉过量,还可以和铁离子反应生成亚铁离子:Fe+2Fe3+===3Fe2+,所以滤液中可能含有铁离子,也可能不含有铁离子;(4)向上述滤液中加入NaOH溶液后,观察到的现象为生成白色沉淀,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。

沉淀由白色变为红褐色的原因是4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3(用化学方程式表示)。

【解析】(4)向题述滤液中加入NaOH溶液后,Fe2+与OH-反应生成Fe(OH)2,Fe(OH)2不稳定,接触空气时很快被氧化为Fe(OH)3,现象是生成白色沉淀,迅