参考答案:
1.A
A.碱土金属元素的原子最外层都有2个电子,都容易失去2个电子达到稳定结构,铍失去2个电子达到2电子稳定结构,A错误;
B.碱土金属性质较活泼,极易被氧化,所以在自然界中都以化合物的形式存在,故B正确;
C.该主族中的每一种金属元素具有金属的通性,其单质都呈亮白色,都具有良好的导电性,故C正确;
D.含钙、锶、钡等元素的物质灼烧时都会产生绚丽的颜色,可用于制造焰火,故D正确;
故选A。
2.B
A.碳酸氢钠不稳定,易分解,所以Na久置于空气中最终生成Na2CO3,A错误;
B.金属单质在化学反应中只能失去电子,被氧化,因此体现出还原性,B正确;
C.绝大多数金属性质活泼,在自然界中是以化合态形式存在的,只有少数非常不活泼的金属元素以游离态形式存在,如Au、Ag等,C错误;
D.Mg比Al活泼,但Mg与NaOH溶液不反应,D错误;
故合理选项是B。
3.D
由题意可知:由于甲即使在高温时也不与氧气反应,说明甲的化学性质是最稳定的,甲活动性最弱;乙、丙、丁在一定条件下都能与氧气反应,丁盐的水溶液可用丙制的容器盛放,但不能用乙制的容器盛放,说明丙不能和丁盐溶液反应,但乙能够和丁盐溶液反应,即丁的活动性比丙强,但比乙弱,故四种金属的活动性顺序是:乙>丁>丙>甲,故合理选项是D。
4.D
A.SO2具有还原性,Br2具有氧化性,在溶液中二者会发生反应:Br2+2H2O+SO2=2HBr+H2SO4,因此SO2可用作制溴工业中溴的吸收剂,A错误;
B.CuSO4是重金属盐,会使蛋白质变性析出,因此不可用于蛋白质的分离提纯,B错误;
C.钾钠合金熔点低,在室温下呈液态,可用作快中子反应堆的热交换剂,这与其密度大小无关,C错误;
D.金属铅同时具有还原性和导电性,因此可用作铅蓄电池的负极材料,D正确;
故合理选项是D。
5.C
向Al2(SO4)3、CuSO4的混合溶液中加入过量的锌粉,溶液中的CuSO4全部发生反应转变为ZnSO4,所以充分反应后为Al2(SO4)3、、ZnSO4的混合溶液,溶液中含有大量的金属离子为Al3+和Zn2+,故选C。
6.C
A.Na长期露置在空气中,最终生成Na2CO3,Al长期露置在空气中,最终生成Al2O3,故A项错误;
B.Cu长期露置在空气中,最终生成Cu2(OH)2CO3,Au在空气中可以以游离态形式存在,故B项错误;
C.Mg长期露置在空气中,最终生成MgO,Al长期露置在空气中,最终生成Al2O3,MgO和Al2O3均属于氧化物,故C项正确;
D.K长期露置在空气中,最终生成K2CO3,Fe长期露置在空气中,最终生成Fe2O3,故D项错误;
故正确答案为C。
7.B
在金属活动性顺序表中,金属越靠后,其离子得到电子能力越强,优先被还原出来。在上述物质中,金属活动性顺序:Mg>Fe>H,因此在含FeCl2、MgCl2和HCl的溶液中加入适量Zn粉,首先置换出来的是H2,故合理选项是B。
8.A
A.某元素的阳离子(如Fe2+、Fe3+)与同种阴离子(如Cl-)可形成多种化合物(如FeCl2、FeCl3),A正确;
B.阳离子中不一定含有金属元素,如铵根离子,B不正确;
C.只含有一种元素的物质不一定是纯净物,如O2与O3的混合气,C不正确;
D.金属单质的还原能力取决于失电子的难易程度,与失去电子的多少不成比例关系,D不正确;
故选A。
9.C
B.Fe的摩尔质量为56g/mol,Zn的摩尔质量为65g/mol,均大于40g/mol,不符合题意,故B不可能;
C.Mg的摩尔质量为24g/mol,Fe的摩尔质量为56g/mol,平均摩尔质量40g/mol介于各组分之间,符合题意,故C可能;
D.Fe的摩尔质量为56g/mol,Cu不与盐酸反应,其摩尔质量可以视作无穷大,均大于40g/mol,不符合题意,故D不可能;
故选:C。
10.D
A.向某溶液中加浓NaOH溶液并加热,用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,试纸变蓝色,有碱性物质生成,证明溶液中存在NH4+,反之没有NH4+存在,可以达到实验目的,故A正确;
B.蔗糖中加入浓硫酸搅拌,蔗糖变黑发生碳化生成新的物质,碳化表明浓硫酸具有脱水性,生成新的物质表明浓硫酸具有强氧化性,可以达到实验目的,故B正确;
C.Fe、Cu分别与稀盐酸反应,可以看反应的剧烈程度和冒气泡的速度等实验现象比较Fe、Cu的金属性强弱,可以达到实验目的,故C正确;
D.向MgCl2溶液中加入金属钠块,金属钠块活泼先与MgCl2溶液中水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再与溶质MgCl2反应生成氢氧化镁和氯化钠,不能比较金属钠与镁的活泼性,故D错误;
答案选D。
11.A
A.盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长,如施加熟石灰进行改良,生成CaCO3和NaOH,加重土壤的碱性和板结,故A错误;
B.将废铁屑加入FeCl2溶液中,2FeCl2+Cl2=2FeCl3,2FeCl3+Fe=3FeCl2,可用于除去工业废气中的Cl2,故B正确;
C.铝锂合金密度低、强度高,可用于航空工业,减轻航空器自身的重量,增加强度,故C正确;
D.氯气有毒,有强氧化性,氯气可用于自来水杀菌、消毒,但要控制氯气的用量,使水中余氯符合国家标准,故D正确;
故选A。
12.D
A.常温下将铝投入CuSO4溶液中,铝表面有铜附着,则表明Al与CuSO4发生了置换反应,所以铝的金属活动性大于铜,A不符合题意;
B.常温下将铝和铜用导线连接一起放入到稀盐酸溶液中,铝片溶解,铜表面有气泡产生,则表明铝作负极,铜作正极,铝的金属活动性比铜强,B不符合题意;
C.常温下将铝和铜不用导线连接一起放入到稀盐酸溶液中,铝片溶解且其表面有气泡产生,铜表面没有现象,表明铝的金属活动性比铜强,C不符合题意;
D.常温下将铝和铜用导线连接一起放入到氢氧化钠溶液中,铝片溶解,铜表面有气泡产生,但不能表明金属活动性铝大于铜,因为Mg、Al与氢氧化钠溶液构成原电池时,虽然Mg的金属活动性比Al强,但Al溶解,Mg表面有气泡产生,D符合题意;
故选D。
13.D
A.在地壳中的含量:OSiAlFeCaNa,故A错误;
B.均能与盐酸反应,生成氯化铝、氯化亚铁和氯化钠,生成物中金属价态数值:AlFeNa,故B错误;
C.Na与FeCl3溶液反应时,先和水反应生成NaOH和氢气,再和FeCl3反应生成Fe(OH)3和NaCl,故C错误;
D.等质量的三种金属与足量盐酸反应,失电子分别为
Al置换出的氢气最多,故D正确;
故选D。
14.B
F、I两元素的最低化合价都为-2价,则F、I位于元素周期表ⅥA族,由原子半径可知,F为O元素、I为S元素;H元素的最低化合价为-1价,原子半径大于O的原子半径,则H为Cl元素;G、J两元素的最高化合价都为+3价,G的原子半径小于J,则G为B元素、J为Al元素;E、L两元素的最高化合价都为+1价,E的原子半径小于O的原子半径,L的原子半径大于Al的原子半径,则E为H元素、L为Na元素;K元素的最高化合价为+2价,原子半径介于Na和Al之间,则K为Mg元素。
A.非金属元素的非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,氯元素的非金属性强于硫元素,则高氯酸的酸性强于硫酸,故A正确;
B.电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,氧离子和镁离子的电子层结构相同,则氧离子的离子半径大于镁离子,故B错误;
C.金属元素的金属性越强,单质与酸反应越剧烈,金属性:Na>Mg>Al,则同温下,形状、大小相同的单质与等浓度、等体积的稀硫酸反应的速率:Na>Mg>Al,故C正确;
D.Na、Mg、Al均为活泼金属,工业上用电解法治炼获得Na、Mg、Al的单质,故D正确;
故选B。
15.C
A.空气中含量最多的气体是氮气,A错误;
B.地壳中含量最多的元素是氧元素,B错误;
C.在室温下只有金属汞为液态,其它为固态,故熔点最低的金属是汞,C正确;
D.人体中含量最多的金属元素是钙元素,D错误;
故合理选项是C。
16.固体溶解,有无色气体生成,溶液变成蓝色Fe铁的活泼性比铜强,可从溶液中置换出铜氢气
孔雀石经粉碎后加入过量稀硫酸溶解,过滤除去不溶性杂质,滤液加入过量的铁粉可置换出铜,浊液加入稀硫酸除去铁,过滤可得到铜,以此解答该题。
(1)孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜,当加入过量稀硫酸时发生反应,固体逐渐溶解,产生二氧化碳气体、水和硫酸铜,则所得溶液显蓝色;
(2)为冶炼金属铜,因Fe比Cu活泼,则加入过量的铁粉,可把铜从硫酸铜溶液中置换出来;
(3)若向滤液中加入过量生石灰后生成氢氧化铜,过滤,将沉淀氢氧化铜加热后生成氧化铜,通入氢气生成铜和水。
17.甲>丙>乙丙<乙<甲丙>乙>甲
由产生氢气的体积与反应时间的关系图,等质量的甲最先完成反应而乙最后反应完成;完全反应后甲放出氢气量最大而丙最小,以此解答。
(1)等质量的甲、乙、丙三种金属,甲最先完成反应,其次为丙,而乙最后反应完全,因此可判断三种金属的活动性大小为甲>丙>乙;
(2)反应所放出氢气全部来自于稀硫酸,产生的氢气越多,消耗硫酸的质量越大,故三种金属反应时消耗硫酸的质量由少到多的顺序为:丙<乙<甲;
18.+6蓝紫色溶液变浅,产生灰蓝色沉淀,后沉淀溶解成为绿色溶液增大1×
(1)根据化合物中元素化合价代数和等于0,O元素化合价为-2价分析;
(2)溶液Cr3+(蓝紫色)和氢氧化钠溶液反应生成Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,和氢氧化铝性质相似为两性氢氧化物,溶于强碱;
(3)①图象分析可知随氢离子浓度增大,铬酸根离子转化为重铬酸根离子;
②首先确定A点各种离子的浓度:c(Cr2O72-)=0.25mol/L,c(H+)=10-7mol/L,c(CrO42-)=0.5mol/L,然后依据平衡常数概念计算;
③根据平衡移动原理分析。
(1)在Cr2O72-,离子带有2个单位的负电荷,O元素化合价为-2价,则其中元素铬(Cr)的化合价为+6价;
(2)Cr3+与Al3+的化学性质相似可知Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液,先生成Cr(OH)3灰蓝色沉淀,继续加入NaOH后沉淀溶解,生成绿色Cr(OH)4-。所以观察到的现象是:蓝紫色溶液变浅,产生灰蓝色沉淀,后沉淀溶解成为绿色溶液;
(3)①溶液酸性增大,反应物浓度增大,化学平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O正向进行,使CrO42-的平衡转化率增大;
②A点Cr2O72-的浓度c(Cr2O72-)=0.25mol/L,则消耗的CrO42-的浓度c(CrO42-)=0.5mol/L,则溶液中的c(CrO42-)=1.0mol/L-0.25mol/L×2=0.5mol/L,H+浓度c(H+)=1.0×10-7mol/L,此时该转
③温度升高,溶液中CrO42-的平衡转化率减小,说明平衡逆向移动。根据平衡移动原理:升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,逆反应为吸热反应,则该反应的正反应为放热反应,所以ΔH0。
本题考查了物质的结构与性质的关系、化学平衡常数的计算、化学平衡移动原理的应用等知识。掌握化学平衡移动原理,并充分利用题干信息分析,要求具有较好的分析和解决问题的能力。
(1).钙的密度比煤油的大,钙是活泼金属能与氧气、水反应;氮化钙是活泼金属与活泼非金属形成的离子化合物;
(2).金属钙与氮气反应生成氮化钙,氮化钙与水能反应,所以装置B前后都应加装干燥剂,钙能与氧气反应,所以需要用焦性没食子酸溶液除掉氮气中的氧气。
(3)装置A中饱和NaNO2溶液和饱和(NH4)2SO4溶液在加热条件下发生归中反应生成氮气;
(4)氮化钙与水反应放出氨气,钙与水反应生成氢气。
(5)调平液面是将量气管和水准瓶中的液面保持相平。
(6)氮化钙与水反应的方程式是Ca3N2+6H2O=3Ca(OH)2+2NH3↑,根据氨气的体积计算样品纯度。如果开始仰视刻度线,终点时俯视刻度线,则测得氨气的体积偏小。
(1).钙的密度比煤油的大,钙是活泼金属能与氧气、水反应,所以实验室将钙保存在煤油中;氮化钙是活泼金属与活泼非金属形成的离子化合物,所以氮化钙含有离子键;
(2).金属钙与氮气反应生成氮化钙,氮化钙与水能反应,所以装置B前后都应加装干燥剂,钙能与氧气反应,所以需要用焦性没食子酸溶液除掉氮气中的氧气,装置连接顺序为A→D→C→B→C。
(3)装置A中饱和NaNO2溶液和饱和(NH4)2SO4溶液在加热条件下发生归中反应生成氮气,反应化学方程式是2NaNO2+(NH4)2SO4=Na2SO4+2N2↑+4H2O;
(4)氮化钙与水反应放出氨气,钙与水反应生成氢气。检验氮化钙(Ca3N2)产品中是否混有Ca方法是取少量产品溶于足量的蒸馏水中,将产生的气体依次通过足量的浓硫酸、赤热的氧化铜粉末,若黑色粉末变成红色,则原产品中含有钙,否则不含钙。
(5)调平液面是将量气管和水准瓶中的液面保持相平,操作方法是上下移动水准瓶;
(6)样品与水反应生成氨气的体积是(V2mL-V1mL),设样品中Ca3N2的质量为xg;
如果开始仰视刻度线,终点时俯视刻度线,则测得氨气的体积偏小,所以测得结果偏低。
本题考查物质的制备实验,把握实验装置的作用、发生的反应及制备原理为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意物质性质的综合应用。
20.Ae→f→c→d→h→g→a(→b)(g、h可颠倒)吸收多余NH3并阻止空气中水蒸气进入装置B中避免加热时锂与空气反应将产物加入足量稀硫酸中,若有气泡产生,说明有金属锂剩余
(1)A.Ca(OH)2微溶于水,不易使NH3挥发,因此不宜用于实验室制备NH3,A符合题意;
B.CaO与氨水中的水反应,产生Ca(OH)2,水减少,容易使氨气逸出,且反应放出热量,加速了NH3·H2O分解产生NH3的速率,有利于氨气的逸出,B不符合题意;
C.NH4Cl与Ca(OH)2混合加热发生复分解反应可以产生氨气,适用于在实验室制取氨气,C不符合题意;
故合理选项是A;
(2)制取出的NH3先通过C装置的碱石灰进行干燥,再通入B与Li反应,D是安全瓶,A吸收多余NH3,并阻止空气中水蒸气进入,所以顺序是e→f→c→d→h→g→a(g、h可颠倒)。
(3)装置A的作用是吸收多余NH3并阻止空气中水蒸气进入;
(4)先通入NH3可赶走装置内的空气,避免加热时锂与空气反应;
(5)金属锂在硫酸溶液中会反应生成H2,产生气泡,而氨基锂溶于硫酸生Li2SO4和(NH4)2SO4,不产生气泡,因此检验制备的LiNH2中是否含有金属锂,方法是:将产物加入足量稀硫酸中,若有气泡产生,说明有金属锂剩余。
本题考查了物质制备方案设计,涉及实验方案评价、物质的检验、环境保护等,明确实验原理及实验基本操作方法、知道各个装置作用是解本题关键,注意相关基础知识的学习与积累,试题侧重于考查学生的分析问题和解决问题的能力。