IGCSE 化学 0620 Paper 4 练习卷：周期表、金属提取与反应性（Extended 理论卷・100 分）

年级：中四至中五（IGCSE Year 10–11）　｜　科目：化学 0620　｜　时限：60 分钟　｜　总分：100 分　｜　题数：38

卷制速览

Paper	时间	分数	计算机
Paper 4（Extended，结构题）	1 小时 15 分	75	不可用

题目

第 1 题（16 分）　周期表趋势：第 I 族与第 VII 族的反应性

(a) 写出钠与水反应的平衡化学方程式。 （2 分）

(b) 4.6 g 钠完全反应，求钠的摩尔数（Ar：Na 23）。 （2 分）

(c) 求上题生成氢气在室温常压下的体积（摩尔体积 24 dm³/mol）。 （3 分）

(d) 解释第 I 族金属（锂、钠、钾）与水反应的剧烈程度随原子序增加而增加的原因。 （3 分）

(e) 把氯气通入溴化钾溶液，写出平衡方程式，并指出哪一种离子被氧化。 （3 分）

(f) 中和 0.20 mol 氢氧化钠需要 0.50 mol/dm³ 盐酸多少体积（以 cm³ 表示）？ （3 分）

第 2 题（18 分）　反应性序列与高炉提取铁

(a) 把钾、锌、铁、铜按反应性由高至低排列。 （2 分）

(b) 解释为何铜能以元素态存在于地壳，而钠只以化合物形式存在。 （3 分）

(c) 写出高炉中氧化铁被一氧化碳还原的平衡方程式。 （2 分）

(d) 计算 Fe₂O₃ 的相对分子质量（Ar：Fe 56、O 16）。 （2 分）

(e) 160 g Fe₂O₃ 完全还原，可生成铁多少克？ （3 分）

(f) 实际操作中只得 100 g 铁，求产率（百分比，1 位小数）。 （3 分）

(g) 说明高炉中加入石灰石的作用。 （3 分）

第 3 题（18 分）　电解熔融氧化铝提取铝

(a) 写出电解熔融氧化铝时阴极的反应。 （2 分）

(b) 写出阳极的反应。 （2 分）

(c) 说明加入冰晶石（cryolite）的作用。 （2 分）

(d) 电解时电流为 4.0 A，通电 3600 s，求通过的电荷（C）。 （3 分）

(e) 由上述电荷求通过电子的摩尔数（1 mol 电子电荷 = 96500 C）。 （3 分）

(f) 求理论上可生成的铝质量（Ar：Al 27）。 （4 分）

(g) 为何工业上不电解氯化铝水溶液制铝？ （2 分）

第 4 题（16 分）　金属性质、合金与铝的氧化层

(a) 解释合金通常比纯金属硬的原因。 （3 分）

(b) 说明钢与纯铁的分别。 （2 分）

(c) 黄铜由哪两种金属组成？ （2 分）

(d) 一块铝的体积为 40 cm³，密度 2.70 g/cm³，求其质量。 （3 分）

(e) 该铝块完全氧化：4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃。求生成 Al₂O₃ 的质量（Mr：Al₂O₃ 102）。 （4 分）

(f) 说明铝制品表面氧化层的保护作用。 （2 分）

第 5 题（16 分）　镁与稀盐酸：速率与摩尔计算

(a) 写出镁与稀盐酸反应的平衡方程式。 （2 分）

(b) 求 0.50 g 镁的摩尔数（Ar：Mg 24）。 （3 分）

(c) 25.0 cm³ 的 0.100 mol/dm³ 盐酸含 HCl 多少摩尔？并判断 0.50 g 镁是否过量（须计算）。 （3 分）

(d) 求上述反应生成氢气的体积（摩尔体积 24 dm³/mol，答案以 cm³ 表示）。 （4 分）

(e) 若用镁粉代替镁条，反应速率有何变化？解释原因。 （2 分）

(f) 温度升高 10 °C 对反应速率有何影响？解释原因。 （2 分）

第 6 题（16 分）　惰性气体与氢气还原氧化铜

(a) 说明为何焊接金属时用氩气作保护气体。 （2 分）

(b) 解释第 0 族（惰性气体）反应性极低的原因。 （2 分）

(c) 氢气通过灼热的氧化铜，写出平衡方程式。 （2 分）

(d) 8.0 g CuO 完全还原，求铜的理论质量（Mr：CuO 80、Cu 64）。 （4 分）

(e) 实验中实际得 5.44 g 铜，求产率（百分比，1 位小数）。 （3 分）

(f) 说明工业上不以氢气还原法大规模炼铜的两项原因。 （3 分）

答案及评分准则

第 1 题　周期表趋势：第 I 族与第 VII 族的反应性

(a) 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂ ［2 分］

(b) 4.6 ÷ 23 = 0.20 mol。 ［2 分］

(c) 摩尔比 2:1，故 0.20 mol 钠生成 0.10 mol H₂；0.10 × 24 = 2.4 dm³（1 分摩尔比、1 分相乘、1 分单位）。 ［3 分］

(d) ①原子半径增大，最外层电子与原子核距离较远（1）；②内层电子的屏蔽效应较强，最外层电子较易失去（1）；③因此还原性增强，与水反应更剧烈（1）。 ［3 分］

(e) Cl₂ + 2KBr → 2KCl + Br₂；溴离子（Br⁻）被氧化成溴（1 分方程式、1 分生成物、1 分被氧化者）。 ［3 分］

(f) NaOH + HCl → NaCl + H₂O，摩尔比 1:1，需 0.20 mol HCl；0.20 ÷ 0.50 = 0.400 dm³ = 400 cm³。 ［3 分］

第 2 题　反应性序列与高炉提取铁

(a) 钾 > 锌 > 铁 > 铜 ［2 分］

(b) 铜的反应性低，排在氢之后，不易与氧和水反应，故可天然以元素态存在（1.5）；钠反应性极高，与空气中的氧和水蒸气迅速反应，故只以化合物形式存在（1.5）。 ［3 分］

(c) Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂ ［2 分］

(d) 2 × 56 + 3 × 16 = 160 ［2 分］

(e) 160 ÷ 160 = 1.00 mol Fe₂O₃ → 2.00 mol Fe；2.00 × 56 = 112 g（1 分摩尔数、1 分摩尔比、1 分质量）。 ［3 分］

(f) 100 ÷ 112 × 100 = 89.3% ［3 分］

(g) 石灰石（碳酸钙）受热分解成氧化钙和水；氧化钙与矿石中的二氧化硅杂质反应生成炉渣，炉渣浮在铁水上被排出（每点 1 分）。 ［3 分］

第 3 题　电解熔融氧化铝提取铝

(a) Al³⁺ + 3e⁻ → Al ［2 分］

(b) 2O²⁻ → O₂ + 4e⁻ ［2 分］

(c) 降低氧化铝的熔点（由约 2050 °C 降至约 950 °C），节省加热所需的能源。 ［2 分］

(d) Q = I × t = 4.0 × 3600 = 14400 C（1 分公式、1 分代入、1 分答案）。 ［3 分］

(e) 14400 ÷ 96500 = 0.149 mol。 ［3 分］

(f) 每 3 mol 电子得 1 mol Al：0.149 ÷ 3 = 0.0497 mol；0.0497 × 27 = 1.34 g（1 分摩尔比、1 分摩尔数、1 分相乘、1 分单位）。 ［4 分］

(g) 水溶液中水比铝离子更易被还原，阴极放出氢气而得不到铝。 ［2 分］

第 4 题　金属性质、合金与铝的氧化层

(a) 合金含有大小不同的原子，不同原子层阻碍原子层之间的滑动（1.5），故合金较难变形，硬度较高（1.5）。 ［3 分］

(b) 钢是铁与碳（及其他元素）的合金，含碳量约 0.1–1.5%；纯铁几乎不含碳，较软。 ［2 分］

(c) 铜和锌 ［2 分］

(d) 2.70 × 40 = 108 g ［3 分］

(e) 108 ÷ 27 = 4.00 mol Al；摩尔比 4:2，得 2.00 mol Al₂O₃；2.00 × 102 = 204 g。 ［4 分］

(f) 表面生成致密而附着的氧化铝层，阻止内部金属继续与氧和水反应。 ［2 分］

第 5 题　镁与稀盐酸：速率与摩尔计算

(a) Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂ ［2 分］

(b) 0.50 ÷ 24 = 0.0208 mol。 ［3 分］

(c) 0.100 × 25.0 ÷ 1000 = 0.00250 mol HCl；只需 0.00125 mol 镁（0.030 g），故 0.50 g 镁过量。 ［3 分］

(d) 摩尔比 2:1，H₂ = 0.00250 ÷ 2 = 0.00125 mol；0.00125 × 24 = 0.030 dm³ = 30 cm³。 ［4 分］

(e) 速率加快；表面积增大，与酸粒子碰撞的机会增加。 ［2 分］

(f) 速率明显加快；粒子动能增加，超过活化能的碰撞数目增加。 ［2 分］

第 6 题　惰性气体与氢气还原氧化铜

(a) 氩气化学性质极不活泼，不会与高温金属反应，并可隔绝氧气防止氧化。 ［2 分］

(b) 最外层电子壳层已填满（八隅体，氦为二），不需要得失电子。 ［2 分］

(c) CuO + H₂ → Cu + H₂O ［2 分］

(d) 8.0 ÷ 80 = 0.100 mol CuO → 0.100 mol Cu；0.100 × 64 = 6.40 g（1 分摩尔数、1 分摩尔比、1 分相乘、1 分单位）。 ［4 分］

(e) 5.44 ÷ 6.40 × 100 = 85.0% ［3 分］

(f) ①氢气成本高，储存和运输有爆炸风险（1.5）；②铜矿可经焙烧及还原或电解等方法更经济地处理，产量更大（1.5）。 ［3 分］

下载

打印题目卷 (PDF)　·　打印答案卷 (PDF)

预约导师操卷诊断 →