内容正文:
分层作业
第二节 金属材料
第1课时 铁合金 铝和铝合金
1.下面几幅图片涉及我国文物和现代科技,其中所涉及的材料不属于合金的是
A.用硬铝制造的飞机外壳
B.制造地铁列车车体所用的金属
C.狗头兽首铜像
D.精美的青花瓷
2.(25-26高一上·河南商丘·期末)下列科技领域的应用中,与金属材料不相关的是
A.高铁“复兴号”列车车体采用铝合金材料
B.新能源汽车动力电池负极采用石墨材料
C.5G通信基站中使用的高频印制电路板上的铜箔导电层
D.镧镍合金能大量吸收,并与结合成金属氢化物,可作储氢材料
3.下列关于合金、金属及其化合物的说法中,正确的是
A.稀土金属可以用于生产合金 B.合金的熔点一定比各成分金属的低
C.在我国使用最早的合金是钢 D.钢的含碳量比生铁的高
4.(25-26高一上·甘肃定西·开学考试)高铁站建设需要用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是
A.钢是纯净的铁
B.铜锌合金的硬度比纯铜更小
C.铁质器皿可以用来盛放酸性腌制品
D.铁制品表面镀铬既美观耐磨又防锈
5.铁和铁合金是生活中常见的材料,下列说法正确的是
A.纯铁的熔点低于铁合金
B.纯铁和铁合金都能导电、传热
C.纯铁的硬度和强度都高于铁合金
D.生铁是铁合金,只含金属元素
6.斑铜工艺品是云南省独有的传统手工艺品,以含铜量90%以上的天然铜块为原料,经锻打成型、烧斑、煮斑等20余道工序制成。下列说法错误的是
A.斑铜属于合金
B.斑铜硬度比纯铜低
C.斑铜在空气中灼烧,表面会变黑
D.斑铜手工艺品应放在干燥环境中保存
7.(24-25高一上·云南保山·阶段检测)千年流转,金属光泽依旧熠熠生辉。下列说法不正确的是
A.昌宁大甸山墓地被认定为哀牢国的遗存,出土的精美青铜器是由铜、锡、铅形成的合金
B.《吕氏春秋·别类篇》中有“金柔锡柔,合两柔则为刚”,这体现了合金的硬度大于其成分金属
C.《淮南万毕术》记载“曾青得铁,则化为铜,外化而内不化”,这是湿法炼铜的原理
D.“欲试药金(铜锌合金),烧火有五色气起”,通过化学变化焰色试验可检验大多数金属元素
8.(25-26高一上·浙江杭州·期末)浙江山环水绕,文化如江水般绵延不绝。这里既有良渚玉器的礼制光芒,亦有宋韵文化的风雅气质。青砖黛瓦的古建筑群与金石铸造的工艺传统,共同构成了浙江跨越千年的文化格局,是我国东南文化的璀璨明珠。下列说法正确的是
A.良渚古城遗址的玉琮王属于金属材料
B.战国越王者旨於睗剑的主要成分是铜锡合金,其熔点高于纯铜
C.湖州铁佛寺的铁观音像所含的铁元素为过渡元素
D.西塘古镇民居的青砖的主要成分是
9.关于合理开发和利用金属资源的做法不正确的是
A.将废旧金属随意丢弃掩埋
B.开发环保高效的冶炼方法
C.使用其他材料代替金属材料
D.提高金属矿物的利用率
10.(25-26高一上·海南·开学考试)路边垃圾桶铝制外壳可保持它原本的银白色,而固定垃圾桶的铁制螺丝却锈迹斑斑,下列说法正确的是
A.所有金属都呈银白色
B.铁的金属活动性比铝强
C.铝制外壳不与空气成分反应
D.给铁制螺丝涂油能防止生锈
11.《天工开物》中有关炼铁的记载,解读有误的是
A.“凡砂铁……取来淘洗,入炉煎炼”——利用磁铁吸附砂铁,从而与泥土分离
B.“……扇炉风箱必用四人、六人带拽。”——扇炉风箱可提供充足的空气
C.“土化成铁之后,从炉腰孔流出……”——这里“铁”指生铁
D.“众人柳棍疾搅,即时炒成熟铁”——促使碳氧化,降低含碳量
12.(25-26高一上·山西大同·期中)航母弹射器中心的动子滑动组通常由多块环形的第三代超级稀土钕铁硼永磁体构成,每一块永磁体间有钛合金制造的承力骨架和散热器管路。下列有关说法错误的是
A.钛合金的熔点比金属钛低
B.钛合金具有导热性好、硬度大等性质
C.钕铁硼永磁体中含有非金属元素
D.钛合金做成承力骨架的过程属于化学变化
13.下列有关铝制品的说法中,正确的是
A.铝制餐具可长期存放食醋
B.铝制餐具可长期存放碱性食物
C.铝制餐具不宜存放酸性或碱性食物
D.铝制餐具可用来蒸煮任何食物
14.铝制品表面有一层致密的氧化铝薄膜,下列关于该薄膜的说法中,不正确的是
A.该薄膜可以保护内部的铝不被进一步氧化
B.该薄膜能溶于盐酸
C.该薄膜能溶于NaOH溶液
D.该薄膜能溶于氨水
15.制备Al(OH)3沉淀,下列试剂组合比较合理的是
A.Al2O3粉末和水 B.AlCl3溶液和NaOH溶液
C.AlCl3溶液和氨水 D.Al粉和NaOH溶液
16.活性氧化铝有很大的比表面积,吸湿性强,吸水后不胀不裂,常用作石油化工行业的干燥剂。下列说法错误的是
A.吸水时发生化合反应 B.属于两性氧化物
C.在熔融状态下可发生电离 D.吸水后,加热可再生
17.下列物质既能与强酸反应又能与强碱反应,且发生的都是氧化还原反应的是
A. B. C. D.
18.下列转化不可能通过一步反应直接完成的是
A. B.
C. D.
19.(25-26高一上·云南文山·阶段检测)西昌是我国著名的航天城,金属铝在航空航天工业中广泛应用,下列关于金属铝及其化合物的说法正确的是
A.Al2O3可用于制成熔化NaOH的坩埚
B.氧化铝既能与强酸反应,也能与强碱反应,所以是一种两性氧化物
C.铝也可以制作容器,具有抗腐蚀性能,故铝制容器可以盛放酸性食物
D.氢氧化铝既能溶于NaOH溶液、氨水,又能溶于盐酸
20.(25-26高一上·河南驻马店·期末)由于破碎后挥发有毒汞蒸气,我国于2026年全面禁止生产水银体温计。镓合金体温计因无毒、无放射性,成为理想替代品。其外观和使用方式与水银体温计相近。下列关于合金的说法错误的是
A.常温下镓合金为液态
B.合金的熔点一定比各成分金属的低
C.铝合金耐腐蚀是因为表面生成了致密的氧化膜
D.稀土金属可以用于生产合金
21.下列有关铝及其化合物的性质与用途具有对应关系的是
A.铝的导热性强,可用作铝热剂
B.铝密度小,可制作储运浓硫酸的铝罐
C.明矾水解生成胶体,可用作净水剂
D.氢氧化铝具有弱酸性,可用于治疗胃酸过多
22.(25-26高一上·四川攀枝花·期末)、、、都能与NaOH溶液反应。下列表示对应化学反应的离子方程式错误的是
A.Al溶于NaOH溶液:
B.溶于NaOH溶液:
C.溶于NaOH溶液:
D.向溶液中滴加溶液:
23.(24-25高一上·陕西西安·阶段检测)工业上用铝土矿(主要成分为,含杂质)冶炼铝的工艺流程如下。下列叙述不正确的是
A.是两性氧化物
B.是两性氢氧化物
C.反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁
D.反应①过滤后所得溶液中铝元素存在形式为
24.三星堆遗址被称为20世纪人类最伟大的考古发现之一。
(1)下列三星堆遗址出土的文物中,属于金属材料的是__________(填序号)。
A.金面具残片 B.青铜神树 C.石戈残片
(2)黄金能够制成各种形状的面具,体现其具有良好的__________。出土的黄金文物依然闪闪发光金灿灿的原因是_________。
(3)铜器长期放置在空气中会生锈【主要成分为Cu2(OH)2CO3】,可能是Cu与空气中的O2、________有关。
(4)硫酸型酸雨会导致大理石制品被腐蚀,其中发生的化学反应为____________。
1.国产航空母舰“山东舰”的“超级甲板”采用了大量新型铝锂合金和铝镁合金等航天材料,真正实现了“浴千度火仍无恙”。下列关于两种合金的说法正确的是
A.铝锂合金是铝与锂形成的新型化合物
B.铝锂合金的硬度比铝的大,熔、沸点比铝的高
C.铝镁合金不能全部溶解于稀盐酸中
D.铝镁合金焊接前用溶液处理膜
2.我国传统文化中蕴含着丰富的化学知识。下列说法错误的是
A.“吹尽狂沙始到金”说明自然界中存在金单质且金化学性质很稳定
B.“凡石灰,经火焚炼为用……久置空处,风吹自化,而为粉矣”,“粉”的成分为
C.“金(即铜)柔锡柔,合两柔则钢”体现合金硬度比其成分金属大的特性
D.“纷纷灿烂如星陨”中灿烂的烟花与金属元素的特殊焰色有关,焰色试验属于化学变化
3.(24-25高一上·江苏徐州·阶段检测)《天工开物》记载的“生铁,熟铁连续生成工艺”,处于当时世界领先地位,是现代冶金工艺的雏形。其工艺流程图如图所示。下列说法不正确的是
A.熔炼过程中铁的氧化物被一氧化碳还原
B.选择足量的硫酸进行实验可证明生铁是混合物
C.生铁中通入氧气的主要目的是将铁氧化
D.因表面有油脂隔绝空气,所以切肉的钢刀不易生锈
4.下列除杂试剂选择合理的是(括号内为杂质)
A.Fe(Al):加入足量的稀盐酸
B.FeCl3溶液(FeCl2):加入酸性KMnO4溶液
C.FeCl2溶液(FeCl3):加入铁粉
D.FeCl2溶液(CuCl2):加入Al片
5.实验室制取的实验原理及装置均正确的是
A.制取 B.制取
C.制取 D.分离
6.(25-26高一上·浙江杭州·期中)地壳中含量最高的金属元素为铝元素。下列与铝元素有关的离子方程式书写正确的是
A.铝与稀硫酸反应:
B.氯化铝与硫酸钠溶液反应:
C.铝与硫酸铜溶液反应:
D.钠与氯化铝溶液反应:
7.(24-25高一上·江苏徐州·阶段检测)某化学小组用铝片进行如下探究:
实验1:用坩埚钳夹持一片未打磨的薄铝片,在酒精灯火焰上加热,当铝片表面呈灰白色时,轻轻晃动铝片,可以感觉到铝片内有熔化的物质被包裹着,但铝片没有熔融下滴。
实验2:取两支试管,分别放入一小片打磨过的铝片,再分别加入20%的盐酸和氢氧化钠溶液,观察发生的现象。
下列说法不正确的是
A.未打磨的铝片表面无光泽,呈灰白色
B.实验1能分析说明氧化铝的熔点高于铝
C.由实验2观察到的现象可判断产生的气体是氢气
D.铝与氢氧化钠反应的化学方程式为:
8.某兴趣小组用铝箔制备及明矾晶体,具体流程如下:
已知:明矾在水中的溶解度如下表。
温度/℃
0
10
20
30
40
60
80
90
溶解度/g
3.00
3.99
5.90
8.39
11.7
24.8
71.0
109
请回答:
(1)飞机上常采用铝箔餐盒,是由于铝箔具有良好的 (列举两个性质)
(2)步骤Ⅰ中有气泡产生时的化学反应方程式 。
(3)步骤Ⅱ中生成的离子反应方程式 。
(4)步骤Ⅳ判断是否已经用水洗涤干净,应选择的试剂为: 。
(5)步骤V如何利用托盘天平确定已完全分解? 。
(6)步骤VI需先加入 和 溶液,再通过下列 操作,得明矾晶体。
A.蒸发结晶 B.蒸发结晶、趁热过滤 C.蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
9.明矾在日常生活中用途非常广泛。用废铝灰(含Al、、Fe、、等)为原料制取明矾的工艺流程如下图。回答下列问题:
已知:开始沉淀到沉淀完全时溶液的为1.9~3.7。
(1)加快“酸溶”速率的措施有___________(列举一种即可),其中“酸溶”时,溶解的化学方程式为___________。
(2)“氧化”时,发生反应的离子方程式为___________。
(3)“步骤①”调节pH约为3.7的目的是___________;检验“过滤2”滤液中是否含可用试剂___________。
(4)“步骤②”包含的操作有___________、___________、过滤、洗涤及干燥。
10.金属钛(Ti)因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱、耐腐蚀而被广泛用作高新科技材料,被誉为“未来金属”。如图1是以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)]为主要原料冶炼金属钛的生产工艺流程。
(1)“酸溶”前,粉碎处理钛铁矿的目的是________。
(2)“氯化”反应的化学方程式为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2X,X的化学式为______。
(3)TiCl4和 Mg在高温条件下“冶炼”时,发生反应的化学方程式为_______,该反应属于_______(填基本反应类型)。
(4)“冶炼”常在稀有气体氩气氛围中进行,目的是______。不同温度下,钛提取率随时间变化曲线如图2,综合考虑成本和效益选择的最适宜温度和时间为______(填字母)。
A.1500℃、60min B.1000℃、30min C.800℃、50min
(5)该工艺流程中可以循环使用的物质有______(填化学式)。
(6)生产出的钛可进一步制成钛合金,其硬度________(填“>”或“<”)金属钛,用于航空发动机。
11.(25-26高一上·北京·期末)利用铁铝合金制备胶体粒子及明矾[]的工业流程图如下:
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中所用试剂为______。
(2)步骤Ⅲ中的作用是______。
(3)步骤Ⅳ中制备胶体粒子的反应方程式为______。
(4)由溶液A得到的离子方程式为______。
(5)下列有关说法正确的是______(填字母)。
a.溶液C中含有的离子是、
b.室温下明矾的溶解度小于和的溶解度
c.工业流程中包含置换反应和复分解反应
d.检验溶液B中是否含:取溶液B先加氯水,再加KSCN溶液,若溶液变红,说明含
12.(25-26高一下·浙江宁波·期末)某同学设计从已被重度氧化的废旧合金中,回收利用、、金属的方案如图所示。
请回答下列问题:
(1)气体的电子式:___________,反应①的离子方程式___________。
(2)将滤液中的杂质离子转化,进而获得绿矾晶体的简要操作步骤:___________→过滤→蒸发浓缩→___________→过滤→洗涤→干燥。
(3)试剂是一种常见的气体单质,滤渣转化为溶液的化学方程式:___________。
1.(25-26高一上·河北石家庄·期末)某工厂的废金属屑中主要成分为、和,此外还可能含有少量、,为探索工业废料的再利用,某化学兴趣小组设计了如下实验流程,用该工厂的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体()和胆矾晶体()。
下列说法错误的是
A.固体B是混合物
B.步骤Ⅱ发生反应的离子方程式为:
C.取少量溶液E于试管中,滴加溶液后溶液不变红,说明固体B中无
D.胶体和溶液都能透过滤纸,当加入溶液时都会出现先沉淀再溶解的现象
2.(25-26高一上·广东佛山·期中)铝及其化合物在生活生产中应用广泛。
(1)管道疏通剂主要成分为铝和氢氧化钠,反应原理:,反应中,还原剂为__________,生成1 mol转移__________mol电子。
(2)单质铝可用于置换金属。某兴趣小组将用砂纸打磨过的铝条进行实验:
操作
试管1:5 mL 溶液
试管2:5 mL 溶液
现象
开始铝条表面无明显变化
铝条表面有气泡产生,并有红色固体析出
①试管2中,铝条表面析出红色固体,该反应的离子方程式为______________________________。
②探究不同现象产生的原因,往上述实验两溶液中
操作
试管1:继续加入一定量的X固体
试管2:继续加入0.001 mol 固体
现象
铝条表面有气泡,并有红色固体析出
无明显变化
X物质为__________,其物质的量为__________mol,实验证明__________(填微粒符号)对铝与铜离子的反应有促进作用。
(3)(明矾)是一种复盐,可用于净水。某兴趣小组用废弃料(含和少量杂质)制备明矾的过程如下图所示:
实验条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表:
氢氧化物
开始沉淀的pH
2.1
6.5
3.7
沉淀完全的pH
3.3
9.7
4.7
①“调pH1”时,控制溶液pH的范围为__________。
②两次调pH后,均进行分离操作,操作名称为__________。
③“酸溶2”后得到的溶液中,添加硫酸钾得到明矾的化学方程式为____________________。
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第二节
金属材料
第1课时
铁合金铝和铝合金
A组
巩固过关
1.D
2.B
3.A
4.D
5.B
6.B
7.D
8.C
9.A
10.D
1l.A
12.D
13.C
14.D
15.c
16.A
17.D
18.B
19.B
20.B
21.C
22.D
23.C
1/3
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24.(1)AB
(2)延展性
金的化学性质非常稳定,常温下不易与其他物质发生反应
(3)H,0、C02(或水蒸气、二氧化碳)
(4)CaC03+H2S0,-CaS0,+H,0+C02↑
B组
能力进阶
1.D
2.D
3.C
4.C
5.c
6.c
7.C
8.(1)导热性、延展性、抗腐蚀性
(2)2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)]+3H,
(3)[Al(OH)T+CO2 =Al(OH)+HCO
(4)Ba(OH)2溶液或澄清石灰水
(5)两次灼烧、冷却后称量,若质量差不超过0.1g,则可确定A1(OH)已完全分解
(6)H2S04
K2S04
9.(1)搅拌、适当升温、适当增大硫酸浓度(任写一个)
AL,0,+6H=2A13+3H,0
(2)2Fe2+H,02+2H=2Fe3++2H,0
(3)使Fe+完全沉淀而Al+不沉淀
KSCN溶液
(4)蒸发浓缩
冷却结晶
10.(1)增大反应物的接触面积,使反应更充分,加快反应速率
(2)C0
高温
(3)2Mg+TiClTi+2MgCl
置换反应
(4)防止金属镁、金属钛被氧化
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(5)Mg和Cl
(6)>
11.(1)NaOH
(2)氧化剂
(3)Fe2++2Fe3++8OH
高温
画Fe,0,(胶体)+4H,0
(4)[A1(OH)]+H=AI(OH),↓+H,0
(5)bc
12.(1)0:C:0
A1(OH),+3H=AI++3H,0
●
(2)加入过量的Fe粉
降温结晶
(3)2Cu+02+2H2S04=2CuS04+2H,0
C组
思维拔高
1.C
2.(1)A12
(2)2Al+3Cu2+=2A1++3Cu
NaCl
0.002
CI
(3)3.3≤pH<3.7
过滤
K,SO4+AL,(S04)+24H,0-2[KAI(S04)212H,0]
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分层作业
第二节 金属材料
第1课时 铁合金 铝和铝合金
1.下面几幅图片涉及我国文物和现代科技,其中所涉及的材料不属于合金的是
A.用硬铝制造的飞机外壳
B.制造地铁列车车体所用的金属
C.狗头兽首铜像
D.精美的青花瓷
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.用硬铝制造的飞机外壳,是铝的合金,故A正确;
B.制造地铁列车车体所用的金属为铁的合金,故B正确;
C.狗头兽首铜像是铜的合金,故C正确;
D.精美的青花瓷是硅酸盐,属于无机非金属材料,不是合金,故D错误;
故选:D。
2.(25-26高一上·河南商丘·期末)下列科技领域的应用中,与金属材料不相关的是
A.高铁“复兴号”列车车体采用铝合金材料
B.新能源汽车动力电池负极采用石墨材料
C.5G通信基站中使用的高频印制电路板上的铜箔导电层
D.镧镍合金能大量吸收,并与结合成金属氢化物,可作储氢材料
【答案】B
【解析】A.铝合金属于金属材料,因此与金属材料相关,A不符合题意;
B.石墨是碳的同素异形体,属于非金属材料,因此与金属材料不相关,B符合题意;
C.铜箔由金属铜制成,属于金属材料,因此与金属材料相关,C不符合题意;
D.镧镍合金是金属合金,属于金属材料,因此与金属材料相关,D不符合题意;
答案选择B。
3.下列关于合金、金属及其化合物的说法中,正确的是
A.稀土金属可以用于生产合金 B.合金的熔点一定比各成分金属的低
C.在我国使用最早的合金是钢 D.钢的含碳量比生铁的高
【答案】A
【解析】A.稀土金属常用于生产合金以改善性能,如增强强度或耐热性,A正确;
B.合金的熔点不一定比各成分金属低,例如金银合金的熔点介于纯金和纯银的熔点之间,高于纯银的熔点,B错误;
C.在我国使用最早的合金是青铜(铜合金),而非钢,钢是较晚发展的铁碳合金,C错误;
D.生铁含碳量约为2-4%,钢含碳量约为0.02-2%,因此钢的含碳量低于生铁,D错误;
答案选A。
4.(25-26高一上·甘肃定西·开学考试)高铁站建设需要用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是
A.钢是纯净的铁 B.铜锌合金的硬度比纯铜更小
C.铁质器皿可以用来盛放酸性腌制品 D.铁制品表面镀铬既美观耐磨又防锈
【答案】D
【解析】A.钢是铁与碳等元素形成的合金,属于混合物,并非纯净的铁,A错误;
B.合金的硬度通常高于其组成的纯金属,铜锌合金的硬度比纯铜更大,B错误;
C.铁可与酸性物质发生化学反应,且酸性环境会加速铁的腐蚀,因此铁质器皿不能盛放酸性腌制品,C错误;
D.铬硬度高、化学性质稳定,铁制品表面镀铬后,既提升耐磨性和美观度,又能隔绝水和氧气,避免铁生锈,D正确;
故选D。
5.铁和铁合金是生活中常见的材料,下列说法正确的是
A.纯铁的熔点低于铁合金 B.纯铁和铁合金都能导电、传热
C.纯铁的硬度和强度都高于铁合金 D.生铁是铁合金,只含金属元素
【答案】B
【解析】A.合金的熔点比其组成金属的熔点要低,故纯铁的熔点高于铁合金,故A错误;
B.纯铁和铁合金中都含有金属,故都能导电、传热,故B正确;
C.合金的强度和硬度一般比组成金属的纯金属更高,故纯铁的硬度和强度都低于铁合金,故C错误;
D.生铁是铁碳合金,还含有碳元素,碳元素为非金属元素,故D错误;
故答案选B。
6.斑铜工艺品是云南省独有的传统手工艺品,以含铜量90%以上的天然铜块为原料,经锻打成型、烧斑、煮斑等20余道工序制成。下列说法错误的是
A.斑铜属于合金 B.斑铜硬度比纯铜低
C.斑铜在空气中灼烧,表面会变黑 D.斑铜手工艺品应放在干燥环境中保存
【答案】B
【解析】A.斑铜是以铜为主要成分的铜合金,A正确;
B.合金的硬度一般高于其成分纯金属的硬度,因此斑铜硬度比纯铜高,B错误;
C.斑铜中的铜在空气中灼烧时,会与氧气反应生成黑色的氧化铜,因此表面会变黑,C正确;
D.斑铜工艺品在潮湿环境中易生成铜锈,因此应放在干燥环境中保存,D正确;
故选B。
7.(24-25高一上·云南保山·阶段检测)千年流转,金属光泽依旧熠熠生辉。下列说法不正确的是
A.昌宁大甸山墓地被认定为哀牢国的遗存,出土的精美青铜器是由铜、锡、铅形成的合金
B.《吕氏春秋·别类篇》中有“金柔锡柔,合两柔则为刚”,这体现了合金的硬度大于其成分金属
C.《淮南万毕术》记载“曾青得铁,则化为铜,外化而内不化”,这是湿法炼铜的原理
D.“欲试药金(铜锌合金),烧火有五色气起”,通过化学变化焰色试验可检验大多数金属元素
【答案】D
【解析】A.青铜器是由铜、锡、铅形成的合金,A正确。
B.“金(即铜)柔锡柔,合两柔则为刚”体现了合金硬度方面的特性,即合金的硬度大于其成分金属的硬度,B正确。
C.曾青中加入铁,转化为铜,是湿法炼铜的原理,C正确。
D.大多数不同的金属灼烧,会产生不同的焰色,通过焰色试验可检验大多数金属元素,焰色试验是物理变化,D错误。
故选D。
8.(25-26高一上·浙江杭州·期末)浙江山环水绕,文化如江水般绵延不绝。这里既有良渚玉器的礼制光芒,亦有宋韵文化的风雅气质。青砖黛瓦的古建筑群与金石铸造的工艺传统,共同构成了浙江跨越千年的文化格局,是我国东南文化的璀璨明珠。下列说法正确的是
A.良渚古城遗址的玉琮王属于金属材料
B.战国越王者旨於睗剑的主要成分是铜锡合金,其熔点高于纯铜
C.湖州铁佛寺的铁观音像所含的铁元素为过渡元素
D.西塘古镇民居的青砖的主要成分是
【答案】C
【解析】A.玉琮的主要成分为无机硅酸盐类物质,属于无机非金属材料,不属于金属材料,A错误;
B.合金的熔点低于其组分中纯金属的熔点,因此铜锡合金的熔点低于纯铜,B错误;
C.铁元素位于元素周期表第四周期第Ⅷ族,属于过渡元素,C正确;
D.青砖的主要成分是硅酸盐,为红棕色,是红砖的特征成分,不是青砖的主要成分,D错误;
故答案为C。
9.关于合理开发和利用金属资源的做法不正确的是
A.将废旧金属随意丢弃掩埋 B.开发环保高效的冶炼方法
C.使用其他材料代替金属材料 D.提高金属矿物的利用率
【答案】A
【解析】A.废旧金属随意丢弃掩埋不仅会浪费可回收的金属资源,还可能造成重金属污染土壤、水体等环境问题,属于不合理的做法,A符合题意;
B.开发环保高效的冶炼方法,既可以降低冶炼过程的环境污染,又能提高冶炼效率,属于合理开发利用金属资源的做法,B不符合题意;
C.使用性能适配的其他材料代替金属材料,可减少金属资源的消耗,缓解金属资源短缺问题,属于合理做法,C不符合题意;
D.提高金属矿物的利用率,能够减少资源浪费,最大化利用有限的金属矿产资源,属于合理做法,D不符合题意;
故选A。
10.(25-26高一上·海南·开学考试)路边垃圾桶铝制外壳可保持它原本的银白色,而固定垃圾桶的铁制螺丝却锈迹斑斑,下列说法正确的是
A.所有金属都呈银白色 B.铁的金属活动性比铝强
C.铝制外壳不与空气成分反应 D.给铁制螺丝涂油能防止生锈
【答案】D
【解析】A.并非所有金属都呈银白色,例如铜为紫红色、金为金黄色,A错误;
B.根据金属活动性顺序可知,铝的位置在铁之前,铝的金属活动性比铁强,B错误;
C.常温下铝可与空气中的氧气反应,表面生成一层致密的薄膜,阻止内部铝进一步被氧化,并非不与空气成分反应,C错误;
D.铁生锈是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果,给铁制螺丝涂油可以隔绝铁与氧气、水的接触,从而防止生锈,D正确;
故答案选D。
11.《天工开物》中有关炼铁的记载,解读有误的是
A.“凡砂铁……取来淘洗,入炉煎炼”——利用磁铁吸附砂铁,从而与泥土分离
B.“……扇炉风箱必用四人、六人带拽。”——扇炉风箱可提供充足的空气
C.“土化成铁之后,从炉腰孔流出……”——这里“铁”指生铁
D.“众人柳棍疾搅,即时炒成熟铁”——促使碳氧化,降低含碳量
【答案】A
【解析】A.砂铁淘洗是利用砂铁与泥土的密度差异进行分离,并非利用磁铁吸附,A错误;
B.扇炉风箱可鼓入大量空气,为炼铁反应提供充足的氧气,B正确;
C.从炉腰孔流出的通常不是纯铁,一般含有较多杂质,为生铁,C正确;
D.炒铁过程中,铁中的碳与氧气反应生成二氧化碳,可降低铁的含碳量得到熟铁,D正确;
故答案为A。
12.(25-26高一上·山西大同·期中)航母弹射器中心的动子滑动组通常由多块环形的第三代超级稀土钕铁硼永磁体构成,每一块永磁体间有钛合金制造的承力骨架和散热器管路。下列有关说法错误的是
A.钛合金的熔点比金属钛低 B.钛合金具有导热性好、硬度大等性质
C.钕铁硼永磁体中含有非金属元素 D.钛合金做成承力骨架的过程属于化学变化
【答案】D
【解析】A.合金的熔点比纯金属低,A项正确;
B.根据题干中钛合金用于制造承力骨架和散热器管路可知,钛合金具有硬度大、导热性好等性质,B项正确;
C.钕铁硼永磁体中含硼元素,硼为非金属元素,C项正确;
D.将钛合金做成承力骨架的过程,无新物质产生,属于物理变化,D项错误;
故答案选D。
13.下列有关铝制品的说法中,正确的是
A.铝制餐具可长期存放食醋
B.铝制餐具可长期存放碱性食物
C.铝制餐具不宜存放酸性或碱性食物
D.铝制餐具可用来蒸煮任何食物
【答案】C
【解析】A.食醋属于酸性物质,会与铝表面的保护膜以及本身发生反应,腐蚀铝制餐具,还会导致铝元素溶出危害健康,A错误;
B.碱性物质可与和发生反应,腐蚀铝制餐具,B错误;
C.铝和其表面的既可与酸反应也可与碱反应,因此铝制餐具不宜存放酸性或碱性食物,C正确;
D.铝制餐具不能用来蒸煮或长期存放酸性、碱性以及含盐量高的食物,并非可以蒸煮任何食物,D错误;
故选C。
14.铝制品表面有一层致密的氧化铝薄膜,下列关于该薄膜的说法中,不正确的是
A.该薄膜可以保护内部的铝不被进一步氧化
B.该薄膜能溶于盐酸
C.该薄膜能溶于NaOH溶液
D.该薄膜能溶于氨水
【答案】D
【解析】A.铝表面的薄膜结构致密,可隔绝空气与内部铝接触,阻止铝进一步被氧化,A正确;
B.属于两性氧化物,可与强酸盐酸反应生成氯化铝和水,因此能溶于盐酸,B正确;
C.可与强碱溶液反应生成四羟基合铝酸钠,因此能溶于溶液,C正确;
D.只能与强碱性物质发生反应,氨水是弱碱,无法和反应,因此该薄膜不能溶于氨水,D错误;
故选D。
15.制备Al(OH)3沉淀,下列试剂组合比较合理的是
A.Al2O3粉末和水 B.AlCl3溶液和NaOH溶液
C.AlCl3溶液和氨水 D.Al粉和NaOH溶液
【答案】C
【解析】A.Al2O3粉末和水不反应,故不选A;
B.AlCl3溶液和少量NaOH溶液反应生成氢氧化铝,AlCl3溶液和过量NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠,故不选B;
C.AlCl3溶液和氨水生成氢氧化铝沉淀和氯化铵,故选C;
D.Al粉和NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,故不选D;
选C。
16.活性氧化铝有很大的比表面积,吸湿性强,吸水后不胀不裂,常用作石油化工行业的干燥剂。下列说法错误的是
A.吸水时发生化合反应 B.属于两性氧化物
C.在熔融状态下可发生电离 D.吸水后,加热可再生
【答案】A
【解析】A.Al2O3吸水是物理吸附过程,没有新物质生成,不属于化合反应,A错误;
B.Al2O3既能与强酸反应生成铝盐和水,又能与强碱反应生成偏铝酸盐和水,属于两性氧化物,B正确;
C.Al2O3是离子化合物,在熔融状态下可以电离出Al3+和O2-,这也是工业电解熔融Al2O3冶炼金属铝的基础,C正确;
D.活性氧化铝吸水属于物理吸附,加热即可脱除吸附的水,实现干燥剂再生,D正确;
故选A。
17.下列物质既能与强酸反应又能与强碱反应,且发生的都是氧化还原反应的是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A.为两性金属氧化物,既能和强酸反应生成铝盐和水,又能与强碱反应生成,但都不是氧化还原反应,A项错误;
B.为两性氢氧化物,既能和强酸反应生成铝盐和水,又能与强碱反应生成,但都不是氧化还原反应,B项错误;
C.与强酸发生复分解反应生成和、与强碱发生复分解反应,生成,C项错误;
D.与强酸反应,生成铝盐和氢气,与强碱反应生成,反应中均有元素化合价的变化,均为氧化还原反应,D项正确;
答案选D。
18.下列转化不可能通过一步反应直接完成的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A.四羟基合铝酸根离子与过量强酸反应,可直接生成铝离子和水,反应为,可以一步完成,A不符合题意;
B.氧化铝是两性氧化物,不溶于水,不能与水直接反应生成氢氧化铝;和酸反应生成铝盐、和强碱反应生成四羟基合铝酸盐,均不能一步得到氢氧化铝,不可能一步反应直接完成,B符合题意;
C.铝离子与过量强碱反应,可直接生成四羟基合铝酸根离子,反应为,可以一步完成,C不符合题意;
D.氯化铝与氨水反应,可直接生成氢氧化铝沉淀,反应为,可以一步完成,D不符合题意;
答案选B。
19.(25-26高一上·云南文山·阶段检测)西昌是我国著名的航天城,金属铝在航空航天工业中广泛应用,下列关于金属铝及其化合物的说法正确的是
A.Al2O3可用于制成熔化NaOH的坩埚
B.氧化铝既能与强酸反应,也能与强碱反应,所以是一种两性氧化物
C.铝也可以制作容器,具有抗腐蚀性能,故铝制容器可以盛放酸性食物
D.氢氧化铝既能溶于NaOH溶液、氨水,又能溶于盐酸
【答案】B
【解析】A.Al2O3和氢氧化钠反应,不可用于制成熔化烧碱的坩埚,A错误;
B.两性氧化物是指既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的氧化物,Al2O3既能与强酸反应,也能与强碱反应,故其属于两性氧化物,B正确;
C.铝常温下不容易生锈,与表面致密的氧化膜有关,但氧化膜与酸、碱均反应,铝制容器不能长时间盛放酸性食物,C错误;
D.氢氧化铝既能溶于NaOH溶液,又能溶于盐酸,反应原理分别为:Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]、Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O,但不能溶于氨水等弱碱中,D错误;
故答案为:B。
20.(25-26高一上·河南驻马店·期末)由于破碎后挥发有毒汞蒸气,我国于2026年全面禁止生产水银体温计。镓合金体温计因无毒、无放射性,成为理想替代品。其外观和使用方式与水银体温计相近。下列关于合金的说法错误的是
A.常温下镓合金为液态
B.合金的熔点一定比各成分金属的低
C.铝合金耐腐蚀是因为表面生成了致密的氧化膜
D.稀土金属可以用于生产合金
【答案】B
【解析】A.镓合金可以替代水银,水银是液态汞,说明其常温为液态,A正确;
B.合金熔点多数低于成分金属,但存在反例,在许多固溶体合金中,其熔点介于各组分金属熔点之间,会高于其中低熔点金属的熔点,并非一定比各成分金属的都低,B错误;
C.铝合金的钝化保护机制是基础知识点,C正确;
D.稀土元素钕、镝常用于优化合金性能,D正确;
故答案选B。
21.下列有关铝及其化合物的性质与用途具有对应关系的是
A.铝的导热性强,可用作铝热剂 B.铝密度小,可制作储运浓硫酸的铝罐
C.明矾水解生成胶体,可用作净水剂 D.氢氧化铝具有弱酸性,可用于治疗胃酸过多
【答案】C
【解析】A.铝的导热性强,可做铝锅等,做铝热剂是因为其强的还原性,故A错误;
B.铝与浓硫酸发生钝化,可以制作储运浓硫酸的铝罐,故B错误;
C.明矾易水解生成胶体,可用作絮凝剂,用于自来水的净化等,故C正确;
D.氢氧化铝具有弱酸性,可用于中和碱,治疗胃酸过多是因为能与酸反应,呈碱性,故D错误;
故选C。
22.(25-26高一上·四川攀枝花·期末)、、、都能与NaOH溶液反应。下列表示对应化学反应的离子方程式错误的是
A.Al溶于NaOH溶液:
B.溶于NaOH溶液:
C.溶于NaOH溶液:
D.向溶液中滴加溶液:
【答案】D
【解析】A.Al与NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠及氢气,离子方程式为 ,A正确;
B.与NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠,离子方程式为 ,B正确;
C.与NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠,离子方程式为 ,C正确;
D.向 溶液中滴加 溶液,和的物质的量均为,因不足,二者反应生成沉淀而非,因此离子方程式应为,D错误;
故选D。
23.(24-25高一上·陕西西安·阶段检测)工业上用铝土矿(主要成分为,含杂质)冶炼铝的工艺流程如下。下列叙述不正确的是
A.是两性氧化物
B.是两性氢氧化物
C.反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁
D.反应①过滤后所得溶液中铝元素存在形式为
【答案】C
【分析】首先向铝土矿中加入足量NaOH溶液发生反应①并过滤,利用氧化铝的两性,使与NaOH反应生成四羟基合铝酸钠进入滤液,而作为碱性氧化物的不与NaOH溶液反应,以固体形式成为过滤后的沉淀;随后向得到的含铝滤液中通入过量,发生反应②后过滤,反应生成沉淀与副产物;将分离出的加热分解得到,最终对熔融状态的进行电解,得到金属铝。
【解析】A.既可以和强酸反应生成铝盐和水,又可以和强碱反应生成四羟基合铝酸盐,属于两性氧化物,A正确;
B.既可以和强酸反应,又可以和强碱反应,属于两性氢氧化物,B正确;
C.反应①是铝土矿和溶液混合,会和反应溶解,而杂质属于碱性氧化物,不和溶液反应,因此反应①过滤后得到的沉淀是,并非氢氧化铁,C错误;
D.和足量反应的产物为四羟基合铝酸钠,因此反应①过滤后溶液中铝元素的存在形式是,D正确;
故选C。
24.三星堆遗址被称为20世纪人类最伟大的考古发现之一。
(1)下列三星堆遗址出土的文物中,属于金属材料的是__________(填序号)。
A.金面具残片 B.青铜神树 C.石戈残片
(2)黄金能够制成各种形状的面具,体现其具有良好的__________。出土的黄金文物依然闪闪发光金灿灿的原因是_________。
(3)铜器长期放置在空气中会生锈【主要成分为Cu2(OH)2CO3】,可能是Cu与空气中的O2、________有关。
(4)硫酸型酸雨会导致大理石制品被腐蚀,其中发生的化学反应为____________。
【答案】(1)AB
(2)延展性 金的化学性质非常稳定,常温下不易与其他物质发生反应
(3)、(或水蒸气、二氧化碳)
(4)
【解析】(1)金属材料包括纯金属和合金,金是纯金属、青铜是铜合金,二者都属于金属材料;石戈的材质为石材,属于无机非金属材料,因此选AB;
(2)金属的延展性可使其被加工为不同形状;金的金属活动性极弱,常温下几乎不与其他物质反应,且不易被腐蚀,因此能长期保持光亮;
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,铜锈中含有氢、碳元素,因此铜生锈还需要空气中含氢的和含碳的参与;
(4)大理石主要成分为碳酸钙,硫酸型酸雨中的硫酸与碳酸钙发生复分解反应,生成硫酸钙、水和二氧化碳,从而腐蚀大理石制品。
1.国产航空母舰“山东舰”的“超级甲板”采用了大量新型铝锂合金和铝镁合金等航天材料,真正实现了“浴千度火仍无恙”。下列关于两种合金的说法正确的是
A.铝锂合金是铝与锂形成的新型化合物
B.铝锂合金的硬度比铝的大,熔、沸点比铝的高
C.铝镁合金不能全部溶解于稀盐酸中
D.铝镁合金焊接前用溶液处理膜
【答案】D
【解析】铝锂合金是金属铝与锂形成的混合物,A错误;铝锂合金的熔、沸点比的低,B错误;铝镁合金的主要成分是和,均能与稀盐酸反应,能全部溶解于稀盐酸中,C错误;可以与溶液发生反应,故可用溶液处理膜,D正确。
2.我国传统文化中蕴含着丰富的化学知识。下列说法错误的是
A.“吹尽狂沙始到金”说明自然界中存在金单质且金化学性质很稳定
B.“凡石灰,经火焚炼为用……久置空处,风吹自化,而为粉矣”,“粉”的成分为
C.“金(即铜)柔锡柔,合两柔则钢”体现合金硬度比其成分金属大的特性
D.“纷纷灿烂如星陨”中灿烂的烟花与金属元素的特殊焰色有关,焰色试验属于化学变化
【答案】D
【解析】A.金在自然界中以单质形式存在,且金的化学性质稳定,不易与其他物质反应,A正确;
B.“粉”指生石灰(CaO)在空气中吸收二氧化碳和水后形成的碳酸钙(),B正确;
C.铜锡合金的硬度大于其成分金属铜和锡,体现合金特性,C正确;
D.烟花的灿烂颜色与金属元素的焰色反应有关,但焰色试验是电子跃迁产生的光谱现象,属于物理变化,D错误;
故选D。
3.(24-25高一上·江苏徐州·阶段检测)《天工开物》记载的“生铁,熟铁连续生成工艺”,处于当时世界领先地位,是现代冶金工艺的雏形。其工艺流程图如图所示。下列说法不正确的是
A.熔炼过程中铁的氧化物被一氧化碳还原
B.选择足量的硫酸进行实验可证明生铁是混合物
C.生铁中通入氧气的主要目的是将铁氧化
D.因表面有油脂隔绝空气,所以切肉的钢刀不易生锈
【答案】C
【分析】铁矿石与木炭混合通入空气熔炼过程中木炭与空气反应生成一氧化碳,一氧化碳具有还原性,可将铁的氧化物还原为铁单质,得到的生铁中含有碳单质,生铁与黑色湿泥混合通入氧气将生铁中的碳氧化为二氧化碳除去,降低含碳量得到熟铁。
【解析】A.熔炼过程中木炭与空气反应生成一氧化碳,一氧化碳具有还原性,可将铁的氧化物还原为铁单质,A正确;
B.生铁是铁和碳的合金,铁能与足量硫酸反应溶解,碳不与硫酸反应,反应后有不溶物剩余,可证明生铁是混合物,B正确;
C.生铁中通入氧气的主要目的是将生铁中的碳氧化为二氧化碳除去,降低含碳量得到熟铁,并非将铁氧化,C错误;
D.铁生锈需要同时接触氧气和水,钢刀表面的油脂可隔绝空气和水,因此不易生锈,D正确;
故选C。
4.下列除杂试剂选择合理的是(括号内为杂质)
A.Fe(Al):加入足量的稀盐酸
B.FeCl3溶液(FeCl2):加入酸性KMnO4溶液
C.FeCl2溶液(FeCl3):加入铁粉
D.FeCl2溶液(CuCl2):加入Al片
【答案】C
【解析】A.Fe和Al都能与盐酸反应,A不符合题意;
B.酸性高锰酸钾溶液能将氯化亚铁氧化为氧化铁,同时生成钾盐和锰盐,引入杂质,B不符合题意;
C.氯化铁和铁粉反应生成氯化亚铁,C符合题意;
D.Al片能与氯化亚铁溶液和氯化铜溶液反应,D不符合题意;
故选C。
5.实验室制取的实验原理及装置均正确的是
A.制取 B.制取
C.制取 D.分离
【答案】C
【解析】A.制取CO2时,使用稀H2SO4与CaCO3反应,因生成的CaSO4微溶于水会覆盖在CaCO3表面,阻止反应持续进行,应选用稀盐酸,A错误;
B.AlCl3与氨水反应,无论氨水是否过量,均生成Al(OH)3沉淀(氨水为弱碱,不能溶解Al(OH)3),无法得到[Al(OH)4]-,B错误;
C.CO2通入含[Al(OH)4]-的溶液中,反应会生成Al(OH)3沉淀(CO2过量也不溶解Al(OH)3),原理正确;装置中CO2通过长导管通入溶液,可充分接触反应,C正确;
D.分离Al(OH)3沉淀需过滤,过滤时必须用玻璃棒引流,装置中未用玻璃棒引流则操作错误,D错误;
答案选C。
6.(25-26高一上·浙江杭州·期中)地壳中含量最高的金属元素为铝元素。下列与铝元素有关的离子方程式书写正确的是
A.铝与稀硫酸反应:
B.氯化铝与硫酸钠溶液反应:
C.铝与硫酸铜溶液反应:
D.钠与氯化铝溶液反应:
【答案】C
【解析】A.铝与稀硫酸反应的离子方程式电荷不守恒,正确离子方程式为,A错误;
B.氯化铝与硫酸钠不发生反应,且硫酸铝可溶于水,不会生成沉淀,B错误;
C.铝比铜活泼,铝与硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸铝和铜,该离子方程式满足原子守恒、电荷守恒,书写正确,C正确;
D.钠投入氯化铝溶液中,钠会先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再与氯化铝反应,无法直接置换出铝,离子方程式为:,,D错误;
故选C。
7.(24-25高一上·江苏徐州·阶段检测)某化学小组用铝片进行如下探究:
实验1:用坩埚钳夹持一片未打磨的薄铝片,在酒精灯火焰上加热,当铝片表面呈灰白色时,轻轻晃动铝片,可以感觉到铝片内有熔化的物质被包裹着,但铝片没有熔融下滴。
实验2:取两支试管,分别放入一小片打磨过的铝片,再分别加入20%的盐酸和氢氧化钠溶液,观察发生的现象。
下列说法不正确的是
A.未打磨的铝片表面无光泽,呈灰白色
B.实验1能分析说明氧化铝的熔点高于铝
C.由实验2观察到的现象可判断产生的气体是氢气
D.铝与氢氧化钠反应的化学方程式为:
【答案】C
【解析】A.未打磨的铝片表面有致密的氧化铝薄膜,氧化铝为灰白色无光泽物质,所以未打磨铝片表面无光泽呈灰白色,A正确;
B.由实验现象可知,实验1中铝受热熔化而不熔融滴落,说明氧化铝的熔点高于铝,未熔化的氧化铝包裹住了液态铝,B正确;
C.由题意可知,实验2仅能观察到试管中有气泡产生,所以通过有气泡产生无法判断生成的气体为氢气,需要进一步检验才能确认,C错误;
D.铝能与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,反应的化学方程式为:,D正确;
故选C。
8.某兴趣小组用铝箔制备及明矾晶体,具体流程如下:
已知:明矾在水中的溶解度如下表。
温度/℃
0
10
20
30
40
60
80
90
溶解度/g
3.00
3.99
5.90
8.39
11.7
24.8
71.0
109
请回答:
(1)飞机上常采用铝箔餐盒,是由于铝箔具有良好的 (列举两个性质)
(2)步骤Ⅰ中有气泡产生时的化学反应方程式 。
(3)步骤Ⅱ中生成的离子反应方程式 。
(4)步骤Ⅳ判断是否已经用水洗涤干净,应选择的试剂为: 。
(5)步骤V如何利用托盘天平确定已完全分解? 。
(6)步骤VI需先加入 和 溶液,再通过下列 操作,得明矾晶体。
A.蒸发结晶 B.蒸发结晶、趁热过滤 C.蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
【答案】(1)导热性、延展性、抗腐蚀性
(2)
(3)
(4)溶液或澄清石灰水
(5)两次灼烧、冷却后称量,若质量差不超过0.1g,则可确定已完全分解
(6) C
【分析】铝和NaOH溶液反应得到Na[Al(OH)4]溶液和氢气,Na[Al(OH)4]溶液中通入过量CO2得到Al(OH)3沉淀,经过滤、洗涤、灼烧后得到Al2O3;Al(OH)3经一系列处理后也可制得明矾。
【解析】(1)飞机上常采用铝箔餐盒,是由于铝箔具有良好的导热性、延展性、抗腐蚀性;
(2)步骤Ⅰ为铝和NaOH溶液反应得到Na[Al(OH)4]溶液和氢气,化学反应方程式为:2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑;
(3)步骤Ⅱ为Na[Al(OH)4]溶液中通入过量CO2得到Al(OH)3沉淀,离子反应方程式为:[Al(OH)4]−+CO2=Al(OH)3↓+;
(4)步骤Ⅳ中Al(OH)3表面的杂质主要为,可以用 Ba(OH)2溶液或澄清石灰水来进行检验;
(5)两次灼烧、冷却后称量,若质量差不超过0.1g,则可确定Al(OH)3已完全分解;
(6)Al(OH)3制取明矾,需先加入H2SO4和K2SO4溶液,得到硫酸铝钾的溶液,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到明矾晶体。
9.明矾在日常生活中用途非常广泛。用废铝灰(含Al、、Fe、、等)为原料制取明矾的工艺流程如下图。回答下列问题:
已知:开始沉淀到沉淀完全时溶液的为1.9~3.7。
(1)加快“酸溶”速率的措施有___________(列举一种即可),其中“酸溶”时,溶解的化学方程式为___________。
(2)“氧化”时,发生反应的离子方程式为___________。
(3)“步骤①”调节pH约为3.7的目的是___________;检验“过滤2”滤液中是否含可用试剂___________。
(4)“步骤②”包含的操作有___________、___________、过滤、洗涤及干燥。
【答案】(1)搅拌、适当升温、适当增大硫酸浓度(任写一个)
(2)
(3)使完全沉淀而不沉淀 KSCN溶液
(4)蒸发浓缩 冷却结晶
【分析】由工艺流程图知,废铝灰经酸溶后,其中的铝元素和铁元素分别以和、形式存在,过滤取滤液加入能将氧化成,之后加入调节pH约为3.7,可使完全沉淀而不沉淀,再次过滤,所得溶液中的金属阳离子只有,加入可得溶液,溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤及干燥一系列操作后即制得明矾。
【解析】(1)加快“酸溶”速率的措施有搅拌、适当升温、适当增大硫酸浓度等,“酸溶”时,溶于硫酸生成硫酸铝和水,化学方程式为:;
(2)“氧化”是加入将氧化成,发生反应的离子方程式:;
(3)结合已知信息知,调节pH约为3.7是为了使完全沉淀而不沉淀,从而除去溶液中的铁元素;检验可用KSCN溶液,若向“过滤2”滤液中加入KSCN溶液后溶液变红,说明其中含有,反之则无;
(4)“步骤②”前是溶液,“步骤②”后得到固体产品,说明“步骤②”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤及干燥等一系列操作。
10.金属钛(Ti)因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱、耐腐蚀而被广泛用作高新科技材料,被誉为“未来金属”。如图1是以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)]为主要原料冶炼金属钛的生产工艺流程。
(1)“酸溶”前,粉碎处理钛铁矿的目的是________。
(2)“氯化”反应的化学方程式为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2X,X的化学式为______。
(3)TiCl4和 Mg在高温条件下“冶炼”时,发生反应的化学方程式为_______,该反应属于_______(填基本反应类型)。
(4)“冶炼”常在稀有气体氩气氛围中进行,目的是______。不同温度下,钛提取率随时间变化曲线如图2,综合考虑成本和效益选择的最适宜温度和时间为______(填字母)。
A.1500℃、60min B.1000℃、30min C.800℃、50min
(5)该工艺流程中可以循环使用的物质有______(填化学式)。
(6)生产出的钛可进一步制成钛合金,其硬度________(填“>”或“<”)金属钛,用于航空发动机。
【答案】(1)增大反应物的接触面积,使反应更充分,加快反应速率
(2)CO
(3)2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2 置换反应
(4)防止金属镁、金属钛被氧化 B
(5)Mg和Cl2
(6)>
【分析】首先对钛铁矿进行粉碎预处理后加入浓硫酸完成酸溶操作,之后经过过滤等一系列分离提纯步骤得到纯净的;随后将、焦炭和一同送入氯化反应器中,在高温条件下反应生成与;接着将和金属Mg置于稀有气体氩气的保护氛围中进行高温冶炼,通过置换反应得到金属Ti与副产物;后续对生成的进行电解处理,电解过程中重新生成金属Mg和Cl2,这两种物质可以分别返回冶炼工序和氯化工序中循环利用,提升原料利用率。
【解析】(1)“酸溶”前,粉碎处理钛铁矿的目的是增大反应物的接触面积,使反应更充分,加快反应速率。
(2)根据化学方程式可知,反应前钛、氧、碳、氯原子个数分别为:1、2、2、4,反应后钛、氧、碳、氯原子个数分别为:1、0、0、4,缺少2个碳原子和2个氧原子,X的系数为2,X为CO。
(3)TiCl4和 Mg在高温条件下“冶炼”反应生成钛和氯化镁,反应的化学方程式为2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2。
该反应是由一种单质和化合物反应生成另外一种单质和化合物的反应,属于置换反应。
(4)钛、镁能被空气中的氧气氧化,所以“冶炼”常在稀有气体氩气氛围中进行,目的是防止金属镁、金属钛被氧化;
根据图2钛提取率随时间变化曲线可知,1000℃、30 min钛提取率高,且继续升温和增加反应时间变化不大,故选B。
(5)该工艺流程中镁和氯气既是生成物又是反应物,故可以循环使用,故填Mg和Cl2。
(6)生产出的钛可进一步制成钛合金,其硬度大于纯金属。
11.(25-26高一上·北京·期末)利用铁铝合金制备胶体粒子及明矾[]的工业流程图如下:
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中所用试剂为______。
(2)步骤Ⅲ中的作用是______。
(3)步骤Ⅳ中制备胶体粒子的反应方程式为______。
(4)由溶液A得到的离子方程式为______。
(5)下列有关说法正确的是______(填字母)。
a.溶液C中含有的离子是、
b.室温下明矾的溶解度小于和的溶解度
c.工业流程中包含置换反应和复分解反应
d.检验溶液B中是否含:取溶液B先加氯水,再加KSCN溶液,若溶液变红,说明含
【答案】(1)NaOH
(2)氧化剂
(3)(胶体)
(4)
(5)bc
【分析】根据铁铝合金性质差异,Al与强碱反应,Fe不反应,确定步骤 I 试剂为强碱NaOH,不溶物为铁单质,溶液A中含,溶液C由和稀硫酸反应得到,则溶液C含有。
【解析】(1)根据铁铝合金性质差异,Al与强碱反应,Fe不反应,确定步骤 I 试剂为强碱NaOH;
(2)步骤 II 中Fe与稀硫酸反应生成,步骤 III 中加入 ,具有氧化性,能将氧化为;
(3)溶液中有 和,加入碱液,在加热条件下发生反应生成胶体粒子,即(胶体);
(4)溶液 A 为 溶液,加入适量稀硫酸 ,发生反应 ;
(5)a.溶液 C 中除了、,还有过量的 等,a 错误;
b.从溶液中能析出明矾,说明室温下明矾的溶解度小于和的溶解度,b 正确;
c.步骤 I 中Al与NaOH反应属于置换反应,制备明矾过程中有复分解反应,c 正确;
d.检验溶液 B 中是否含,应先加 KSCN溶液,无现象,再加氯水,若变红则含 ,d 错误;
故答案选bc。
12.(25-26高一下·浙江宁波·期末)某同学设计从已被重度氧化的废旧合金中,回收利用、、金属的方案如图所示。
请回答下列问题:
(1)气体的电子式:___________,反应①的离子方程式___________。
(2)将滤液中的杂质离子转化,进而获得绿矾晶体的简要操作步骤:___________→过滤→蒸发浓缩→___________→过滤→洗涤→干燥。
(3)试剂是一种常见的气体单质,滤渣转化为溶液的化学方程式:___________。
【答案】(1)
(2)加入过量的Fe粉 降温结晶
(3)
【分析】合金中为、、,加入NaOH溶液后经过过滤,Al可以和反应转化为,Fe和Cu不反应,滤液A中的主要成分为、,滤渣B为Fe和Cu;滤液A中通入气体X将转化为沉淀C,因此气体X为二氧化碳,沉淀C为;沉淀C中加入稀盐酸后得到的溶液F为;滤渣中Fe和Cu在加入稀硫酸后,Fe溶于稀硫酸成为,因此滤液D的主要成分为和,通过蒸发浓缩和降温结晶成为绿矾晶体;而Cu不和稀硫酸反应,滤渣E为Cu,通过加入稀硫酸和试剂Y转化为,试剂Y应为氧化剂,由此解答;
【解析】(1)
由分析可知,气体X为二氧化碳,电子式为;由分析可知,反应①为和稀盐酸反应生成和水,因此离子方程式为;
(2)由分析可知,滤液D中主要为和,因此需要加入Fe除去多余的硫酸,过滤后得到溶液,通过蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥获得绿矾晶体;
(3)由分析可知,Y为氧化剂,是一种常见的气体单质,并且为了不引入其他杂质,因此Y为氧气,滤渣转化为的化学方程式为。
1.(25-26高一上·河北石家庄·期末)某工厂的废金属屑中主要成分为、和,此外还可能含有少量、,为探索工业废料的再利用,某化学兴趣小组设计了如下实验流程,用该工厂的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体()和胆矾晶体()。
下列说法错误的是
A.固体B是混合物
B.步骤Ⅱ发生反应的离子方程式为:
C.取少量溶液E于试管中,滴加溶液后溶液不变红,说明固体B中无
D.胶体和溶液都能透过滤纸,当加入溶液时都会出现先沉淀再溶解的现象
【答案】C
【分析】步骤Ⅰ,废金属屑中的与Al2O3能与溶液反应生成,溶液A中含有,固体B为、,可能有少量;步骤Ⅱ,过量与溶液A反应生成沉淀(固体C)和(溶液D),与盐酸反应生成,进一步处理得到固态氯化铝;步骤Ⅲ,由绿矾逆推可知溶液E为,试剂X应为稀硫酸,固体F为;
【解析】A.由分析可知,固体B为、的混合物,A项正确;
B.由分析可知,步骤Ⅱ中过量与反应生成沉淀和,反应的离子方程式为,B项正确;
C.若固体B中有少量,与硫酸反应生成,能与、反应转化为,滴加溶液后溶液不变红不能说明固体B中是否有,C项错误;
D.胶体和溶液都能透过滤纸,胶体中加入溶液,胶体先聚沉形成沉淀,又与反应生成,沉淀溶解,溶液中加入溶液先生成沉淀,然后沉淀溶解,D项正确;
故答案选C。
2.(25-26高一上·广东佛山·期中)铝及其化合物在生活生产中应用广泛。
(1)管道疏通剂主要成分为铝和氢氧化钠,反应原理:,反应中,还原剂为__________,生成1 mol转移__________mol电子。
(2)单质铝可用于置换金属。某兴趣小组将用砂纸打磨过的铝条进行实验:
操作
试管1:5 mL 溶液
试管2:5 mL 溶液
现象
开始铝条表面无明显变化
铝条表面有气泡产生,并有红色固体析出
①试管2中,铝条表面析出红色固体,该反应的离子方程式为______________________________。
②探究不同现象产生的原因,往上述实验两溶液中
操作
试管1:继续加入一定量的X固体
试管2:继续加入0.001 mol 固体
现象
铝条表面有气泡,并有红色固体析出
无明显变化
X物质为__________,其物质的量为__________mol,实验证明__________(填微粒符号)对铝与铜离子的反应有促进作用。
(3)(明矾)是一种复盐,可用于净水。某兴趣小组用废弃料(含和少量杂质)制备明矾的过程如下图所示:
实验条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表:
氢氧化物
开始沉淀的pH
2.1
6.5
3.7
沉淀完全的pH
3.3
9.7
4.7
①“调pH1”时,控制溶液pH的范围为__________。
②两次调pH后,均进行分离操作,操作名称为__________。
③“酸溶2”后得到的溶液中,添加硫酸钾得到明矾的化学方程式为____________________。
【答案】(1)Al 2
(2) NaCl 0.002
(3) 过滤
【分析】在氧化还原反应中,化合价升高的物质作还原剂;废弃料中含和少量杂质,加稀硫酸,反应生成、,最终目的是制备 ,因此调pH1的目的是除去,而不沉淀,得到含的溶液,滤渣为氢氧化铁沉淀,调pH2的目的是生成氢氧化铝沉淀后过滤,再加入稀硫酸生成硫酸铝,添加硫酸钾得到明矾;
【解析】(1)中Al的化合价升高,作还原剂,生成3 molH2转移6 mol电子,因此生成1 molH2转移2 mol电子;
(2)①铝条表面析出红色固体为Cu,该反应的离子方程式为;
②上述反应现象不同的原因为阴离子不同,因此继续加入X固体,应含有Cl−,且试管2加入硫酸钠固体,因此X为NaCl,实验2的目的是验证Cl−是导致实验中反应迅速发生的原因,所以两实验中n(Cl−)必须相等,实验1中n(Cl−)=0.005 L×0.2 mol⋅L−1×2=0.002 mol,则实验2中加入NaCl固体的物质的量为0.002 mol;实验证明Cl−对铝与铜离子的反应有促进作用;
(3)调pH1的目的是除去,而不沉淀,因此pH范围为,调pH2的目的是生成氢氧化铝沉淀后过滤,再加入稀硫酸生成硫酸铝,添加硫酸钾得到明矾,化学方程式为;
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