内容正文:
跟踪练(11) 镁、铝、铜及其化合物 金属材料
一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.新材料的发展充分体现了“中国技术”“中国制造”和“中国力量”。下列成果所涉及的材料为金属材料的是( )
A.“天问一号”火星探测器太阳翼的材料——石墨纤维复合聚酰胺薄膜
B.长征五号B运载火箭中使用了耐热性、导热性好的材料——氮化铝陶瓷
C.“领雁”AG50飞机主体结构的复合材料——玻璃纤维复合材料
D.“奋斗者”号深潜器载人舱的外壳——钛合金
D 解析:石墨纤维是由碳元素组成的一种单质,属于无机非金属材料;聚酰胺薄膜为有机高分子合成材料,不属于金属材料,A错误;氮化铝陶瓷属于无机非金属材料,B错误;玻璃纤维是由熔融状态下的玻璃快速抽拉而形成的细丝,不属于金属材料,C错误;钛合金是合金材料,属于金属材料,D正确。
2.我国古代劳动人民用“失蜡法”铸造青铜器:用蜂蜡作成铸件模型,再用黏土敷成外范,烧成陶模,烧制过程蜡模全部融化流失,使整个铸件模型变成空壳,再往内浇灌青铜熔液,便铸成器物。下列说法不正确的是( )
A.青铜是我国最早使用的合金材料,主要成分为铜和锡
B.蜂蜡的主要成分为有机物,其中的酯类物质难溶于水
C.黏土(Al2O3·2SiO2·2H2O)是由氧化物构成的混合物
D.陶制器皿属于传统硅酸盐材料,耐高温、耐腐蚀
C 解析:青铜是我国最早使用的合金材料,是铜、锡的合金,A正确;蜂蜡的主要成分为酯类有机物,酯类物质难溶于水,B正确;黏土主要是由硅酸盐构成的混合物,C错误;陶制器皿属于传统硅酸盐材料,耐高温、耐腐蚀,D正确。
3.(2024·浙东北ZDB联盟联考)类比是研究物质性质的常用方法之一,下列类比推测正确的是( )
A.CaCO3与稀硝酸反应生成CO2,推测CaSO3与稀硝酸反应生成SO2
B.Mg3N2与足量盐酸反应生成MgCl2和NH4Cl,推测Na3N与足量盐酸反应生成NaCl和NH4Cl
C.Cu与Cl2反应生成CuCl2,推测Cu与S反应生成CuS
D.Al(OH)3为两性氢氧化物,推测处于第六周期 Ⅲ A族的金属Tl的氢氧化物Tl(OH)3为两性氢氧化物
B 解析:CaSO3与稀硝酸发生氧化还原反应生成硫酸钙、NO,不能生成SO2,A错误;Mg3N2与盐酸反应生成MgCl2和NH4Cl:Mg3N2+8HCl===3MgCl2+2NH4Cl,则Na3N与盐酸反应生成NaCl和NH4Cl:Na3N+4HCl===3NaCl+NH4Cl,B正确;Cu与S反应生成Cu2S,C错误;Al(OH)3为两性氢氧化物,Tl的金属性比Al强,则Tl(OH)3不是两性氢氧化物,D错误。
4.铝、铍及其化合物具有相似的化学性质,已知反应:BeCl2+Na2BeO2+2H2O===2NaCl+2Be(OH)2↓能完全进行,则下列推断正确的是( )
A.Be(OH)2既能溶于盐酸,又能溶于NaOH溶液
B.因BeCl2水溶液的导电性强,故BeCl2是离子化合物
C.常温下Na2BeO2溶液的pH>7,将其蒸干并灼烧后得到的残留物为BeO
D.常温下BeCl2溶液的pH>7,将其蒸干并灼烧后得到的残留物是BeCl2
A 解析:铝、铍及其化合物具有相似的化学性质,Be(OH)2与Al(OH)3性质相似,Be(OH)2既能溶于盐酸,又能溶于NaOH溶液,A正确;某些共价化合物水溶液的导电性也较强,B错误;Na2BeO2溶液蒸干灼烧后得到Na2BeO2,C错误;常温下BeCl2溶液的pH<7,蒸干并灼烧后得到的残留物是BeO,D错误。
5.某铜矿石的主要成分是Cu2O,还含有少量的Al2O3、Fe2O3和SiO2。某学习小组模拟化工生产设计了如下流程制备精铜。已知Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O。下列说法正确的是( )
A.滤渣1的主要成分是SiO2
B.加入氢氧化钠的目的是除去铝元素和铁元素
C.滤液1中铁元素的化合价是+2
D.滤液2中主要含有的是铝离子
C 解析:铜矿石在足量稀盐酸浸取后过滤,SiO2不反应,Cu2O与酸反应生成的Cu留在滤渣1中,铁离子能与铜单质反应,故滤液1中含有Cu2+、Al3+、Fe2+等金属阳离子,加入足量NaOH溶液后过滤,Al3+生成[Al(OH)4]-留在滤液2中,Cu2+、Fe2+生成的氢氧化物留在滤渣2中,经灼烧后得到的两种金属氧化物是CuO和Fe2O3,再用铝粉、镁条和氯酸钾粉末发生铝热反应制得粗铜,粗铜电解得到精铜。滤渣1的主要成分是SiO2和Cu,A错误;加入氢氧化钠的目的是除去铝元素,B错误;铁离子能与铜单质反应,滤液1中铁元素的化合价是+2,C正确;滤液2中主要含有的是[Al(OH)4]-,D错误。
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题目要求。
6.某化学小组为分析某铝合金组成,用足量稀硝酸将合金溶解,用NaOH溶液调pH,在pH为3.4时开始出现沉淀,在pH为5、9时分别过滤沉淀,继续滴加NaOH无沉淀析出。下列说法错误的是( )
A.在pH为9时过滤所得沉淀为Cu(OH)2
B.该合金中还含有金属铁
C.该合金的成分为Al和Cu
D.等量铝合金分别与足量的硫酸溶液或氢氧化钠溶液反应得到的氢气一样多
B 解析:铝合金用足量稀硝酸溶解,加入NaOH溶液调pH,在pH为3.4时开始出现沉淀,由图可知,合金中不含Fe,在pH为5时过滤出的是Al(OH)3沉淀,在pH为9时过滤出的是Cu(OH)2沉淀,继续滴加无沉淀析出,则合金中不含金属Mg。在pH为9时过滤出的是Cu(OH)2沉淀,A正确;该合金中不含Fe,B错误;由以上分析可知,该合金中含有Al和Cu,C正确;该合金中只有Al与NaOH和H2SO4反应,等量的Al得到的H2一样多,D正确。
7.实验室为测定镁铝合金中镁、铝含量,设计如下流程:
下列说法错误的是( )
A.所加盐酸体积不少于100 mL
B.沉淀1的质量为(m+4.25)g
C.沉淀1加足量NaOH溶液反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-
D.镁铝合金中镁、铝质量之比为9∶8
BD 解析:根据题意可知镁铝合金中镁、铝的物质的量都为0.1 mol,则溶解合金加入5 mol/L盐酸的体积不少于×103 mL/L=100 mL,A正确;镁铝合金中镁、铝的物质的量都为0.1 mol,则Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀的质量之和为m g+0.5 mol×17 g/mol=(m+8.5)g,B错误;沉淀1加足量NaOH溶液发生的反应Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-,C正确;合金中镁、铝的质量之比为(0.1 mol×24 g/mol)∶(0.1 mol×27 g/mol)=8∶9,D错误。
8.碱式碳酸铝镁[MgaAlb(OH)c(CO3)d·xH2O]常用作塑料阻燃剂。在一定条件下相关转化如图所示。下列说法正确的是( )
A.工业上用CO还原Al2O3的方法制取金属Al
B.气体Q可能为CO2
C.碱式碳酸铝镁用作阻燃剂是因为其分解吸收大量热且产生熔点较高的物质
D.操作1为过滤,操作2为加热蒸发
答案:BC
三、非选择题
9.某课外兴趣小组为探究某种铝合金(合金元素Mg、Al)是否符合国家质量标准(国家规定其中铝含量不能低于78%),设计如图装置进行实验。
(1)检查该装置气密性的方法是__________________________________。
(2)合金样品M与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为________________。
(3)倾斜左边装置使氢氧化钠溶液(足量)与a g合金粉末充分反应,待反应停止后,读取量气管液面之前进行的操作是________________________________________________。
进入量气管气体的体积为V mL(已折算成标准状况),若量气管最大量程为50 mL,则样品M中铝的质量范围为____________________________。此实验中所用的氢氧化钠溶液为0.1 mol/L,若要配制450 mL氢氧化钠溶液,称量氢氧化钠的操作是先____________,待天平平衡后,再____________2 g砝码,在左盘慢慢加入氢氧化钠固体,直至天平平衡。
(4)若将装置中的氢氧化钠溶液替换为足量的盐酸,则反应停止后量气管内气体体积________(填“>”“<”或“=”)V mL。
(5)若a=38,V=44.8(标准状况),该合金________(填“符合”或“不符合”)国家标准。
答案:(1)连接好装置,向水准管中注水,向下移动水准管,静置片刻。若水准管中液面与量气管中液面维持一定的高度差,说明装置气密性良好
(2)2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑
(3)冷却至室温,量气管中与水准管中液面相平 大于0且小于等于0.04 g 在托盘天平左盘上放置一个小烧杯,称量小烧杯的质量
在托盘天平右盘上放置
(4)> (5)符合
解析:(1)采用“压强差法”检查装置的气密性:向水准管中注入水,向下移动水准管,静置片刻,若水准管中液面与量气管中液面维持一定的高度差,说明装置的气密性良好。
(2)铝合金中合金元素为Mg、Al,合金样品中Al与NaOH溶液反应,反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑。
(3)Al与NaOH溶液反应生成H2并放出热量,故读取量气管液面前要冷却至室温,上下移动水准管,使量气管和水准管中液面相平。
(4)合金中Mg、Al均能与盐酸反应,且都产生H2,故量气管内气体的体积大于V mL。
(5)若a=38,V=44.8(标准状况),则有n(H2)=2×10-3 mol,结合反应可知,n(Al)=×10-3 mol,m(Al)=×10-3 mol×27 g/mol=0.036 g=36 mg,从而可得该铝合金中铝的含量为×100%≈94.7%>78%,故符合国家标准。
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