第3章 第2节 金属材料(word版练习)-【突破课堂】2025-2026学年高中化学必修第一册同步基础巩固练（人教版）

第二节　金属材料 A组 教材夯基础 限时10分钟 1.下列物质不能既与盐酸反应,又与氢氧化钠溶液反应的是(　　) A.NaHCO3　B.Fe2O3　C.Al2O3　D.Al(OH)3 2.不锈钢是最常见的合金钢。关于合金,下列说法不正确的是(　　) A.多数合金熔点低于其组分中任意一种组成金属的熔点 B.人类使用最早的合金是青铜 C.储氢合金可用于以H2为燃料的汽车 D.目前世界上使用量最大的合金是铝合金 3.家庭的厨卫管道内常因留有油脂、毛发、菜渣等造成堵塞,此时可以用主要成分为NaOH和铝粉的固体管道疏通剂进行疏通。下列说法中错误的是(　　) A.铝表面的氧化膜和铝均能与NaOH反应 B.取用该固体管道疏通剂时可以用手抓取 C.使用该固体管道疏通剂时应远离明火 D.该反应原理为2Al+2NaOH+6H2O 2Na[Al(OH)4]+3H2↑ 4.(1)等量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应,消耗HCl和NaOH的物质的量之比为　　　　。  (2)等量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应,同温同压下,产生氢气的体积比VHCl(H2)∶VNaOH(H2)=　　　　。  (3)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应,同温同压下,产生氢气的体积比VHCl(H2)∶VNaOH(H2)=　　　　。  易错易混辨析 5.合金中只存在金属元素,不可能有非金属元素。(　　) 6.生铁的熔点比纯铁低,但机械性能和硬度比纯铁高。(　　) 7.生铁中的铁与纯铁的化学性质不同。(　　) 8.镁、铝熔合成合金的过程发生了化学变化。(　　) 9.合金是混合物,具有金属特性。(　　) 10.生铁中碳含量比钢高。(　　) B组 单一知识点 限时30分钟 知识点1　铁合金 11.下列图片所展示的物品不是用合金材料制成的是(　　) A.铜鎏金宝盒 B.青铜器“四羊方尊” C.液晶显示屏 D.不锈钢餐盘 12.我国短道速滑队所用冰刀材料是特殊的钢材料。下列说法中正确的是(　　) A.该合金熔点比纯铁熔点高 B.该合金硬度比纯铁大 C.该合金碳含量比生铁高 D.该合金含碳量为2%~4.3% 13.下列关于材料的说法中不正确的是(　　) A.生铁、碳素钢、不锈钢等都属于铁的合金 B.不锈钢是最常见的一种合金钢,它的合金元素主要是铬(Cr)和锰(Mn) C.合金钢与碳素钢的组织结构不同 D.加入其他元素原子后,金属原子层与层之间的相对滑动变得困难,导致合金的硬度变大 知识点2　铝和氧化铝的性质 14.我国发射的梦天实验舱和问天实验舱大量使用了铝基复合材料。下列关于铝的说法不正确的是(　　) A.最外层有3个电子 B.密度小,耐腐蚀 C.不能与NaOH溶液反应 D.能与盐酸反应 15.下列关于铝及其化合物的说法不正确的是(　　) A.铝的化学性质不活泼 B.Al(OH)3是一种医用胃酸中和剂 C.Al2O3是两性氧化物 D.工业上可以用NaOH溶液去除铝表面的氧化膜 16.取两块大小一样的铝片,进行如图所示的实验: 根据该实验,下列说法不正确的是(　　) A.氧化铝有保护作用,因此烧杯Ⅰ中没有反应发生 B.烧杯Ⅰ中开始没有气泡,一段时间后才产生气泡;烧杯Ⅱ中立即产生气泡 C.两个烧杯中均发生反应:2Al+2NaOH+6H2O 2Na[Al(OH)4]+3H2↑ D.铝制餐具不宜用来长时间存放碱性食物 17.某溶液与Al反应能放出H2,下列离子在该溶液中一定能大量共存的是(　　) A.N、Fe2+、Cl-、S B.Mg2+、H+、Cl-、S C.Na+、K+、Cl-、S D.K+、Ca2+、HC、Cl- 知识点3　铝合金 18.下列有关物质的性质与用途的描述错误的是(　　) A.镁铝合金能全部溶解于稀硫酸中 B.镁铝合金的密度大、强度高,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料 C.Al、Al2O3均能与酸、碱反应,因此铝制炊具不宜用来蒸煮酸性或碱性食物 D.硬铝具有较强的抗腐蚀能力 19.一种新型镁铝合金的化学式为Mg17Al12,它具有储氢性能,该合金在一定条件下完全吸氢的化学方程式为Mg17Al12+17H2 17MgH2+12Al,得到的混合物Y(17MgH2+12Al)在一定条件下能释放出氢气。以下说法正确的是(　　) A.该合金的熔点介于金属镁和金属铝熔点之间 B.该合金中镁元素呈负价,铝元素呈正价 C.1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与盐酸完全反应释放出H2,若消耗盐酸的体积为14 L,那么该盐酸中HCl的物质的量浓度为5 mol·L-1 D.制备该合金应在氮气保护下,将一定比例的Mg、Al单质在一定温度下熔炼而获得 知识点4　物质的量在化学方程式计算中的应用 20.称取一份镁铝合金,已知镁与铝的物质的量之比为1∶1,第一份中加入足量的盐酸,第二份中加入足量的NaOH溶液,则同温同压下放出相同气体的质量之比为(　　) A.5∶3 B.5∶2 C.1∶1 D.2∶3 21.在同温同压下,10 L X2气体与30 L Y2气体化合生成20 L Z气体,则Z的分子式是(　　) A.XY B.X2Y3 C.XY3 D.X3Y 22.将钠、铝混合物投入足量水(质量为100 g)中进行反应,若钠、铝的质量分别为46 g和27 g,充分反应后,下列说法正确的是(　　) A.产生H2的物质的量为2.5 mol B.溶液中的溶质只有Na[Al(OH)4] C.金属未完全溶解 D.Na[Al(OH)4]的质量分数是×100% C组 综合知识点 限时45分钟 23.下列混合物分离(或除杂)的方法正确的是(　　) A.除去BaCO3固体中混有的BaSO4:加入过量盐酸后,过滤、洗涤 B.除去Mg粉中的Al粉:加入足量NaOH溶液后,过滤、洗涤 C.除去NaHCO3溶液中的Na2CO3:加入适量稀盐酸 D.除去Al2O3中的少量Fe2O3:加入过量氢氧化钠溶液,过滤、洗涤 24.类比是研究物质性质的常用方法之一,可预测许多物质的性质。但类比是相对的,不能违背客观事实。下列类比正确的是(　　) A.铁单质在潮湿的空气中容易生锈,则铝在潮湿的空气中也易生锈 B.FeCl3可以和Cu单质反应,则AlCl3也可以和Cu单质反应 C.Mg在空气中燃烧生成MgO,则Al在空气中燃烧生成Al2O3 D.Na与H2O反应生成NaOH和H2,则Fe与H2O反应生成Fe(OH)3和H2 25.潜艇上的核反应堆内使用液体铝钠合金(单质钠和单质铝熔合而成)作载热介质,有关说法不正确的是(　　) A.金属活动性:Na>Al B.铝钠合金若投入一定量的水中可得到无色溶液,则n(Al)≤n(Na) C.铝钠合金投入足量氯化铜溶液中,肯定有氢氧化铜沉淀产生 D.m g不同组成的铝钠合金投入足量的盐酸中,若放出的H2越多,则铝的质量分数越小 26.一种以太阳能聚热驱动制备CO和NH3的过程如图,Al2O3是总反应的催化剂,下列说法不正确的是(　　) A.CO不能与氢氧化钠溶液反应 B.释氮反应中消耗3 mol H2O,在标准状况下可释放出44.8 L NH3 C.整个过程的总反应为3C+N2+3H2O 2NH3+3CO D.释氮反应中NH3溶于水能导电,因此NH3属于电解质 27.将总物质的量为0.1 mol的Fe、Fe2O3和Al2O3的混合物放入500 mL H2SO4溶液中,完全溶解后,生成气体896 mL(标准状况),向溶液中通入Cl2,恰好完全反应时消耗氯气0.035 mol,此时向溶液中加入过量NaOH溶液,析出沉淀。下列说法正确的是(　　) A.原混合物中Al2O3的质量为4.08 g B.析出的沉淀为氢氧化铁与氢氧化铝的混合物 C.原混合物中铁单质的物质的量为0.04 mol D.所用硫酸浓度为1.5 mol/L 28.NH4Al(SO4)2可用作焙烤食品的添加剂。取4.53 g NH4Al(SO4)2·12H2O加热分解,加热过程中固体质量随温度的变化如图所示,a、b、c点对应的固体均为纯净物。下列说法错误的是(　　) A.NH4Al(SO4)2在水中的电离方程式为NH4Al(SO4)2 N+Al3++2S B.a点剩余的固体可能为NH4Al(SO4)2·2H2O C.b点剩余的固体可能为Al2(SO4)3 D.c点剩余的固体可能为Al2O3 29.溶液中含有H+、N、Mg2+、Al3+、Fe3+、C、S中的几种。取等量的两份溶液分别做如下实验:第一份溶液中加入铝片,产生无色无味的气体;第二份溶液中加入NaOH溶液,产生白色沉淀,且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。已知N+OH- NH3·H2O,下列说法正确的是(　　) A.溶液中可能含C、S和Fe3+ B.加入NaOH的物质的量为0.5~0.7 mol时,发生反应的离子方程式为Al3++4OH- [Al(OH)4]- C.n(H+)∶n(N)∶n(Mg2+)=2∶4∶1 D.溶液中的阳离子只有H+、Mg2+、Al3+ 30.材料是人类赖以生存的重要物质基础。材料种类很多,通常可分为金属材料、无机非金属材料、高分子合成材料及复合材料。 (1)合金是被广泛应用的金属材料。下列有关合金性质的说法不正确的是　　　　(填字母)。  A.生铁和钢都属于铁碳合金,生铁的含碳量更高 B.不锈钢是在碳素钢中加入其他合金元素,改变钢的结构使其具有耐腐蚀性 C.硬铝的强度比纯铝小但耐腐蚀,可用于制造宇宙飞船等 D.储氢合金可有效解决氢能源的安全存储和运输等问题 E.铁在地壳中的含量比铜丰富,所以人类发展经历了从石器时代到铁器时代,再到青铜器时代 F.稀土元素被称为“冶金工业的维生素”,在合金中加入适量稀土金属,能大大改善合金的性能 (2)某课外活动小组收集了一种合金进行研究: ①外观灰色,表面光滑; ②在酒精灯上灼烧,火焰呈绿色,合金片熔化,但不滴落; ③取刮去表皮的合金10 g,放入足量的稀硫酸中,收集到标准状况下的氢气9.96 L; ④另取刮去表皮的合金10 g,放入足量的氢氧化钠溶液中,也收集到标准状况下的氢气9.96 L; ⑤合金与足量的稀硫酸或足量的氢氧化钠溶液反应后均有红色金属剩余。 合金中一定含有的金属元素是　　　　(填元素符号)。如果该合金只由两种元素组成,则它们的质量比为　　　　。  31.工业上以铝土矿(主要成分为Al2O3,含有少量Fe3O4、MgO和SiO2)为原料冶炼金属铝,其工艺流程示意图如下: 回答下列问题。 (1)沉淀A的成分为　　　　　,沉淀B的成分为　　　　　　。  (2)往溶液A中加入的过量NaOH溶液　　(填“能”或“不能”)换成氨水,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)用离子方程式表示溶液B中目标产物的形成过程:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)溶液C中的溶质主要有　　　　　　,溶液B中通入过量CO2发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　。  (5)若100.0 kg铝土矿最终得到46.0 kg产品金属Al,不考虑制备过程中铝元素的损失,则Al2O3在铝土矿中的质量分数为　　　　(结果保留至小数点后两位)。  32.铝镁合金是飞机制造、建筑等行业的重要材料。研究性学习小组的同学为测定某铝镁合金(不含其他元素)中铝的质量分数,设计了下列两种不同实验方案进行探究。填写下列空白: 【方案一】将铝镁合金与足量NaOH溶液反应,测定剩余固体质量。 (1)实验中发生反应的离子方程式是  　。  (2)称取10.8 g铝镁合金粉末样品,溶于体积为V、浓度为4.0 mol·L-1NaOH溶液中,为了保证铝镁合金粉末能充分反应,则NaOH溶液的体积V≥　　　　mL。  (3)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体,测得铝的质量分数将　　　　(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。  【方案二】将一定量铝镁合金与足量稀硫酸反应,测定生成气体的体积。 (4)同学们拟选用下列实验装置完成实验。 你认为最简易装置的连接顺序是A→　　　　　　　　(填接口字母)。  (5)仔细分析实验装置后,同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差:稀硫酸滴入锥形瓶中,即使不生成氢气,也会将瓶内空气排出,使所测氢气体积偏大;实验结束时,连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在,使所测氢气体积偏小。于是他们设计了如图所示的实验装置。 ①装置中a的作用除了可以减小实验误差外,还有一个作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②为减小误差,保证读数准确,在读数之前,需要进行的操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ③若实验所用铝镁合金的质量为5.1 g,测得氢气体积为5.6 L(已转换成标准状况下),则合金中铝的质量分数为　　　　(结果保留至小数点后两位)。  D组 高考怎么考 限时15分钟 33.(山东卷)下列之物具有典型的齐鲁文化特色,据其主要化学成分不能与其他三种归为一类的是(　　) A.泰山墨玉 B.龙山黑陶 C.齐国刀币 D.淄博琉璃 34.(浙江6月选考)物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是(　　) A.铝有强还原性,可用于制作门窗框架 B.氧化钙易吸水,可用作干燥剂 C.维生素C具有还原性,可用作食品抗氧化剂 D.过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气,可作潜水艇中的供氧剂 35.(河北卷)“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献,陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热,生铁熔化灌入熟铁,再锻打成钢。下列说法错误的是(　　) A.钢是以铁为主的含碳合金 B.钢的含碳量越高,硬度和脆性越大 C.生铁由于含碳量高,熔点比熟铁高 D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3 36.(江苏卷改编)(双选)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(　　) A.铝的金属活动性强,可用于制作铝金属制品 B.氧化铝熔点高,可用于制造耐火坩埚 C.氢氧化铝受热分解,可用于中和过多的胃酸 D.明矾溶于水可形成胶体,可用于净水 37.(福建卷改编)粉煤灰是火电厂的大宗固废。以某电厂的粉煤灰为原料(主要含SiO2、Al2O3和CaO等)提铝的工艺流程如下: 已知SiO2不溶于水和硫酸。回答下列问题: (1)“浸出”时适当升温的主要目的是　　　　　　　　　　,Al2O3发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。  (2)“浸渣”的主要成分除残余Al2O3外,还有　　　　　　　。实验测得,5.0 g粉煤灰(Al2O3的质量分数为30%)经浸出、干燥后得到3.0 g “浸渣”(Al2O3的质量分数为8%),Al2O3的浸出率为　　　　。  (3)“沉铝”时,体系中三种物质的溶解度曲线如图所示,加入K2SO4沉铝的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　,“沉铝”的最佳方案为　　　　　　　　　　　　　　。  (4)“焙烧”时,主要反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。  (5)“水浸”后得到的“滤液2”可返回　　　工序循环使用。  第二节　金属材料 A组 教材夯基础 1.B　Fe2O3能与盐酸反应,不能与氢氧化钠溶液反应。 2.D　目前世界上使用量最大的合金是钢,故D错误。 3.B　 4.答案　(1)3∶1　(2)1∶1　(3)1∶3 易错易混辨析 5.✕　6.√　7.✕　8.✕　9.√　10.√ B组 单一知识点 11.C　铜鎏金宝盒由铜合金制成;青铜器由铜合金制成;不锈钢是最常见的一种合金钢;故选C。 12.B　合金的熔点通常比其成分金属低,A错误;该合金硬度比纯铁大,B正确;钢的含碳量小于生铁,C错误;钢的含碳量通常为0.03%~2%,D错误。 13.B　生铁、碳素钢、不锈钢等都属于铁的合金,故A正确;不锈钢是最常见的一种合金钢,它的合金元素主要是铬(Cr)和镍(Ni),故B错误;结构决定物质的性质,合金钢与碳素钢性能不同,组织结构不同,故C正确;加入其他元素原子后,金属原子层与层之间的相对滑动变得困难,导致合金的硬度变大,故D正确。 14.C　铝为13号元素,其原子核外电子排布为2、8、3,即最外层有3个电子,A正确;铝的密度小,铝易与氧气反应,表面形成一层致密的氧化膜,从而阻止内部金属继续被氧化,因此铝耐腐蚀,B正确;铝与NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,C错误;铝与盐酸反应生成氯化铝和氢气,D正确。 15.A　铝是活泼金属,A错误;氢氧化铝具有弱碱性,可用于中和过多胃酸,是一种医用胃酸中和剂,B正确;氧化铝是两性氧化物,既可以和酸反应,又可以和强碱反应,C正确;氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠,工业上可以用NaOH溶液去除铝表面的氧化膜,D正确。 16.A　氢氧化钠能与氧化铝反应,氧化铝不能起保护作用,烧杯Ⅰ中发生反应,A错误;氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠,铝和氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,烧杯Ⅰ中开始没有气泡,一段时间后才产生气泡,烧杯Ⅱ中立即产生气泡,两个烧杯中均发生反应2Al+2NaOH+6H2O 2Na[Al(OH)4]+3H2↑,B、C正确;铝、氧化铝都能和碱反应,所以铝制餐具不宜长时间存放碱性食物,D正确。 17.C　与铝反应能放出氢气的溶液可能含大量H+或OH-。OH-能与N、Fe2+反应,不能大量共存,故A不符合题意;OH-能与H+、Mg2+反应,不能大量共存,故B不符合题意;Na+、K+、Cl-、S之间互不反应,与H+、OH-均不发生反应,能大量共存,故C符合题意;OH-、H+均能与HC反应,不能大量共存,故D不符合题意。 18.B　镁、铝活泼性较强,都能与稀硫酸反应,A正确;镁铝合金的密度小、强度高,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料,B错误;铝和氧化铝均能与酸、碱反应,因此铝制炊具不宜用来蒸煮酸性或碱性食物,C正确;硬铝为铝合金,具有较强的抗腐蚀能力,D正确。 19.C　一般合金的熔点比其成分金属的熔点低,该合金的熔点低于金属镁、金属铝的熔点,故A错误;金属镁是活泼金属,该合金中镁、铝均为单质,化合价均为0,故B错误;1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到17 mol MgH2和12 mol Al,MgH2与盐酸发生反应:MgH2+2HCl MgCl2+2H2↑,17 mol MgH2消耗34 mol HCl,铝与盐酸发生反应:2Al+6HCl 2AlCl3+3H2↑,12 mol Al消耗36 mol HCl,共消耗70 mol HCl ,则该盐酸中HCl的物质的量浓度为=5 mol·L-1,故C正确;Mg能与氮气发生反应3Mg+N2 Mg3N2,不应在氮气保护下制备该合金,故D错误。 20.A　假设镁和铝的物质的量均为x mol,由Mg+2HCl MgCl2+H2↑、2Al+6HCl 2AlCl3+3H2↑可知,镁和铝与足量盐酸反应共生成2.5x mol H2;该合金中镁不与NaOH溶液反应,由2Al+2NaOH+6H2O 2Na[Al(OH)4]+3H2↑可知,铝与足量NaOH溶液反应生成1.5x mol H2;同温同压下放出H2的质量之比等于H2的物质的量之比,为2.5x∶1.5x=5∶3,故选A。 21.C　同温同压下,10 L X2气体与30 L Y2气体化合生成20 L Z气体,由气体的体积之比=物质的量之比=化学计量数之比可知,反应的化学方程式为X2+3Y2 2Z,由原子守恒可知,Z为XY3,故选C。 22.A　2 mol Na与足量水反应得到2 mol NaOH,1 mol Al消耗1 mol NaOH,Na、Al全部溶解,溶液中的溶质有Na[Al(OH)4]和未消耗的NaOH,B、C项错误;n总(H2)=nNa(H2)+nAl(H2),由关系式2Na~H2、2Al~3H2可知,nNa(H2)=n(Na)=1 mol,nAl(H2)=n(Al)= mol,产生H2的物质的量为2.5 mol,A项正确;由Al原子守恒可知,n{Na[Al(OH)4]}=1 mol,m{Na[Al(OH)4]}=118 g,生成的2.5 mol H2的质量为5 g,Na[Al(OH)4]的质量分数是×100%,D项错误。 C组 综合知识点 23.B　盐酸与碳酸钡反应,与硫酸钡不反应,故A错误;铝与氢氧化钠溶液反应生成可溶性的四羟基合铝酸钠,而镁不反应,过滤、洗涤得到镁,故B正确;加入盐酸引入新的杂质氯离子,且碳酸氢钠也能与盐酸反应,故C错误;氧化铝与氢氧化钠溶液反应,氧化铁与氢氧化钠溶液不反应,故D错误。 24.C　铝与氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,可保护内部金属,则铝在潮湿的空气中不易生锈,故A错误;AlCl3与Cu单质不反应,故B错误;Mg在空气中燃烧生成MgO,Al在空气中燃烧生成Al2O3,故C正确;Fe和水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和氢气,故D错误。 25.D　金属活动性:Na>Al,A项正确;铝钠合金投入一定量水中,发生的反应为2Na+2H2O 2NaOH+H2↑、2Al+2NaOH+6H2O 2Na[Al(OH)4]+3H2↑,n(Al)≤n(Na)时,Al全部溶解,得到无色溶液,B项正确;铝钠合金投入CuCl2溶液中,钠与水反应生成的NaOH会与CuCl2反应生成氢氧化铜沉淀,C项正确;铝、钠分别与足量盐酸反应生成1 mol氢气时,分别消耗18 g铝和46 g钠,故铝钠合金中铝的质量分数越大,得到的氢气越多,D项错误。 26.D　CO是不成盐氧化物,不能与氢氧化钠溶液反应,A正确;释氮反应为2AlN+3H2O Al2O3+2NH3,每消耗 3 mol H2O生成2 mol NH3,即在标准状况下可释放出44.8 L NH3,B正确;吸氮反应为Al2O3+3C+N2 2AlN+3CO,将吸氮反应与释氮反应相加得到总反应,其中Al2O3为催化剂,AlN为中间产物,整个过程的总反应为3C+N2+3H2O 2NH3+3CO,C正确;释氮反应中NH3溶于水能导电,是因为NH3溶于水生成一水合氨,一水合氨发生电离使溶液导电, NH3自身不能发生电离,NH3属于非电解质,D不正确。 27.A　审题指导　氧化性:Fe3+>H+,则Fe先与Fe3+反应,再与H+反应。由题干信息可知,生成气体896 mL(标准状况),则n(H2)==0.04 mol,则与酸反应的Fe的物质的量为0.04 mol,生成0.04 mol Fe2+;氯气能氧化Fe2+,被氧化的Fe2+的物质的量为0.035 mol×2=0.07 mol,说明铁单质与Fe3+反应得到0.03 mol Fe2+,参加反应(Fe+2Fe3+ 3Fe2+)的Fe和Fe3+的物质的量分别为0.01 mol、0.02 mol,故原混合物中,铁的物质的量为(0.04+0.01) mol=0.05 mol,氧化铁的物质的量为0.01 mol,氧化铝的物质的量为0.04 mol,据此分析解题。 解题思路　由审题指导可知,原混合物中Al2O3的物质的量为0.04 mol,其质量为0.04 mol×102 g/mol=4.08 g,A正确;加入过量氢氧化钠溶液,生成的氢氧化铝沉淀会溶解,即析出的沉淀为氢氧化铁,B错误;由审题指导可知,原混合物中铁单质的物质的量为0.05 mol,C错误;未告知所加硫酸是否完全反应,故无法计算所用硫酸溶液浓度,D错误。 28. B　审题指导　4.53 g NH4Al(SO4)2·12H2O的物质的量为=0.01 mol,结晶水的质量m(H2O)=0.01 mol×12×18 g/mol=2.16 g,加热到a点时,固体质量减少量为4.53 g-2.37 g=2.16 g, 2.16 g刚好为结晶水的质量,即a点剩余固体可能为NH4Al(SO4)2;根据Al原子守恒,m[Al2(SO4)3]= 0.01 mol××342 g/mol=1.71 g,即b点剩余固体可能为Al2(SO4)3;根据Al原子守恒,m(Al2O3)= 0.01 mol××102 g/mol=0.51 g,即c点剩余固体可能为Al2O3。 解题思路　NH4Al(SO4)2在水中的电离方程式为NH4Al(SO4)2 N+Al3++2S,故A正确;由审题指导可知,a点剩余的固体不可能为NH4Al(SO4)2·2H2O,b点剩余的固体可能为Al2(SO4)3,c点剩余的固体可能为Al2O3,故B错误,C、D正确。 29.C　审题指导　第一份溶液中加入铝片,产生无色无味的气体,溶液中有H+,一定无C,根据溶液呈电中性,溶液中一定存在S;第二份溶液中加入NaOH溶液,产生白色沉淀,溶液中一定不存在Fe3+,分析图像: 根据反应转化关系计算可得,每份溶液中n(H+)=0.1 mol,n(Al3+)=0.1 mol,n(Mg2+)=0.05 mol,n(N)=0.2 mol,根据电荷守恒可知2n(S)=n(H+)+3n(Al3+)+2n(Mg2+)+n(N)=0.1 mol+3×0.1 mol+2×0.05 mol+0.2 mol=0.7 mol,n(S)=0.35 mol,据此进行判断。 解题思路　由审题指导可知,溶液中一定存在S,一定不存在C、Fe3+,A错误;0.5 mol≤n(NaOH)≤0.7 mol时,发生反应N+OH- NH3·H2O,B错误;由审题指导可知,n(H+)∶n(N)∶n(Mg2+)=0.1 mol∶0.2 mol∶0.05 mol=2∶4∶1,C正确;溶液中含有的阳离子有H+、Mg2+、Al3+、N,D错误。 30.答案　(1)CE　(2)Cu、Al　m(Cu)∶m(Al)=1∶4 解题思路　(1)生铁和钢都属于铁碳合金,生铁含碳量为2%~4.3%,钢含碳量为0.03%~2%,生铁的含碳量更高,A正确;不锈钢是在碳素钢中加入其他合金元素,改变钢的结构使其具有耐腐蚀性,B正确;硬铝的强度比纯铝高,C错误;储氢合金可有效解决氢能源的安全存储和运输等问题,D正确;人类发展经历了从石器时代到青铜器时代,再到铁器时代,E错误;在合金中加入适量稀土金属,能大大改善合金的性能,F正确;故选C、E。 (2)在酒精灯上灼烧,火焰呈绿色,合金与足量的稀硫酸或足量的氢氧化钠溶液反应后均有红色金属剩余,说明合金中有铜;在酒精灯上灼烧,合金片熔化,但不滴落,取刮去表皮的合金10 g,放入足量的稀硫酸或氢氧化钠溶液中,均有氢气生成,说明合金中有铝;无论合金是和稀硫酸反应还是和氢氧化钠溶液反应,都是铝反应生成氢气,标准状况下,9.96 L氢气的物质的量为≈0.445 mol,根据反应关系式:2Al~3H2,可以得到铝的物质的量为0.445 mol×≈0.297 mol,铝的质量为0.297 mol×27 g/mol≈8.0 g,则铜的质量为2.0 g,合金中铜和铝的质量比为1∶4。 31.答案　(1)SiO2　Fe(OH)3、Mg(OH)2 (2)不能　氢氧化铝不溶于氨水,与氢氧化铁、氢氧化镁无法分离 (3)Al3++4OH- [Al(OH)4]- (4)NaCl、NaHCO3　[Al(OH)4]-+CO2 Al(OH)3↓+HC、OH-+CO2 HC (5)86.89% 审题指导　Al2O3、Fe3O4和MgO均能与盐酸反应,SiO2不与盐酸反应,过滤后,所得沉淀A为SiO2,溶液A中含有AlCl3、FeCl2、FeCl3、MgCl2和过量的HCl;往溶液A中通入适量Cl2,将Fe2+氧化为Fe3+,再加入过量的NaOH溶液,FeCl3、MgCl2转化为Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀,AlCl3转化为Na[Al(OH)4],过滤后所得沉淀B为Fe(OH)3、Mg(OH)2,所得溶液B中含有NaCl、NaOH和Na[Al(OH)4];往溶液B中通入过量CO2,CO2与Na[Al(OH)4]反应生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3,NaOH和过量CO2反应生成NaHCO3,过滤后所得溶液C中溶质含NaCl、NaHCO3;将生成的Al(OH)3加热分解得到固体D,则D为Al2O3,电解Al2O3得到金属Al。 解题思路　(1)由审题指导可知,沉淀A为SiO2,沉淀B为Fe(OH)3、Mg(OH)2。(2)往溶液A中加入的过量NaOH溶液不能换成氨水,若换成氨水,产生的氢氧化铝不溶于氨水,与氢氧化铁、氢氧化镁无法分离。(3)溶液B中目标产物为Na[Al(OH)4],形成该产物的离子方程式为Al3++4OH- [Al(OH)4]-。(4)往溶液B中通入过量CO2,CO2与[Al(OH)4]-反应生成Al(OH)3沉淀和HC,NaOH和过量CO2反应生成NaHCO3,发生反应的离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2 Al(OH)3↓+HC、OH-+CO2 HC。(5)根据铝原子守恒可知,Al2O3在铝土矿中的质量分数为×100%≈86.89%。 32.答案　(1)2Al+2OH-+6H2O 2[Al(OH)4]-+3H2↑　(2)100　(3)偏低　(4)C→B→E→D→F　(5)①平衡气压,使稀硫酸顺利滴下　②调节甲、乙中两液面相平　③52.94% 解题思路　(1)铝镁合金中Al与NaOH溶液反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O 2[Al(OH)4]-+3H2↑。(2)铝镁合金中铝的含量越高,消耗的NaOH的量越多,10.8 g Al的物质的量为0.4 mol,与NaOH溶液完全反应消耗0.4 mol NaOH,则此时需要4.0 mol·L-1的NaOH溶液的体积为0.1 L,故为了保证铝镁合金粉末能充分反应,NaOH溶液的体积V≥100 mL。(3)若未洗涤固体,则测得Mg的质量偏大,测得铝的质量分数将偏低。(4)稀硫酸和铝镁合金反应生成氢气,生成的氢气先通过浓硫酸进行干燥(长导管进,短导管出),随后通过排水集气法测量生成氢气的体积,排水时气体从短导管进,水从长导管出,装置的连接顺序为A→C→B→E→D→F。(5)①a能平衡气压,使稀硫酸顺利滴下。②为减小误差,保证读数准确,在读数前需要调节甲、乙中两液面相平。③H2的物质的量为=0.25 mol,设5.1 g合金中镁的物质的量为x mol,铝的物质的量为y mol,则24x+27y=5.1,x+1.5y=0.25,解得x=0.1,y=0.1,合金中铝的质量分数为×100%≈52.94%。 D组 高考怎么考 33.C　墨玉、黑陶、琉璃的主要成分均为硅酸盐,刀币为青铜制品,属于合金,与其他三种不能归为一类,故选C。 34.A　铝用于制作门窗框架与其强还原性无关,A不正确;氧化钙易吸水,可用作干燥剂,B正确;维生素C具有还原性,且对人体无害,可用作食品抗氧化剂,C正确;过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气,可作潜水艇中的供氧剂,D正确。 35.C　命题意图　本题以《本草经集注》中的“灌钢法”流程为载体考查合金的性质、物质的成分,注重理解与辨析能力的考查。 解题思路　A项,根据题目信息可知钢是以铁为主的含碳合金,正确;B项,钢的含碳量越高,硬度和脆性越大,正确;C项,由题意知,生铁和熟铁混合加热,生铁熔化而熟铁不熔,所以生铁的熔点低于熟铁,错误;D项,赤铁矿的主要成分为Fe2O3,正确。 36.BD　解题关键　结构决定性质,性质决定用途,性质和用途要呈现对应关系。 解题思路　A项,金属铝用于制作金属制品是因为金属铝易加工,且表面形成的氧化膜有一定的防腐作用,错误;C项,氢氧化铝有弱碱性,可用于中和过多的胃酸,错误。 37.答案　(1)提高浸出率(或提高浸出速率)　Al2O3+6H+ 2Al3++3H2O　(2)SiO2和CaSO4　84%　(3)使更多的铝元素转化为晶体析出,同时保证晶体纯度　高温溶解再冷却结晶　(4)2KAl(SO4)2 Al2O3+K2SO4+3SO3↑[或4KAl(SO4)2 2Al2O3+2K2SO4+6SO2↑+3O2↑]　(5)沉铝 解题思路　(1)“浸出”时适当升高温度,可加快反应速率,提高单位时间内Al2O3的浸出率;Al2O3与H2SO4发生复分解反应生成Al2(SO4)3和H2O,离子方程式为Al2O3+6H+ 2Al3++3H2O。(2)粉煤灰中SiO2不与H2SO4反应,CaO与H2SO4反应生成的CaSO4微溶于水,故“浸渣”中还有SiO2和CaSO4;5.0 g粉煤灰中Al2O3的质量为5.0 g×30%=1.5 g,浸出后“浸渣”中Al2O3的质量为3.0 g×8%=0.24 g,故Al2O3的浸出率为×100%=84%。(3)分析题图可知,KAl(SO4)2·12H2O的溶解度受温度的影响最大,“沉铝”时加入K2SO4,目的是与Al2(SO4)3作用,使更多的铝元素转化为KAl(SO4)2·12H2O,易于降温析出晶体,保证晶体纯度;“沉铝”的最佳方案为高温溶解再冷却结晶。(4)经“干燥脱水”得到KAl(SO4)2,“焙烧”得到Al2O3和气体,根据原子守恒,“焙烧”时,主要反应的化学方程式为2KAl(SO4)2 Al2O3+K2SO4+3SO3↑或4KAl(SO4)2 2Al2O3+2K2SO4+6SO2↑+3O2↑。(5)“水浸”后得到的“滤液2”溶质主要为K2SO4,根据流程可知,可返回“沉铝”工序循环使用。 学科网（北京）股份有限公司 $