内容正文:
第二节 金属材料
教材改编题
1.B Fe2O3能与盐酸反应,不能与氢氧化钠溶液反应。
2.D
3.D 目前世界上使用量最大的合金是钢,故D错误。
4.B
5.答案 (1)3∶1 (2)1∶1 (3)1∶3
易错易混辨析
6.✕ 7.√ 8.✕ 9.✕ 10.√ 11.√ 12.✕ 13.✕
14.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。
15.A 铁粉具有还原性,能吸收氧气,可用作食品脱氧剂,故A错误;硬铝的密度小、强度高,具有较强的抗腐蚀能力,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料,故B正确;合金与纯金属相比,结构发生变化,例如不锈钢是在铁中加入铬、镍等元素,改变铁的结构,使其具有很强的抗腐蚀能力,故C正确;镧镍合金能大量吸收H2,并与H2结合成金属氢化物,金属氢化物稍稍加热又容易分解,所以可用作储氢材料,实现氢气的安全存储与运输,故D正确。
16.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。
17.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。
18.D 用坩埚钳夹住一小块刚用酸处理过的铝箔,在酒精灯上加热,铝和氧气反应生成氧化铝,形成氧化膜,氧化铝的熔点高于铝的熔点,包住了熔化的铝,所以熔化的铝不会滴落,故选D。
19.A 铝的密度较小,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。
20.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中有反应发生,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。
21.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。
22.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。
23.A 铝锂合金是金属铝与锂熔合形成的混合物,故A错误;一般,合金的硬度比它的各成分金属的大,机械性能好,有些合金具有较强的抗腐蚀性,因此铝锂合金的硬度比铝大,化学及机械性能好,故B正确;铝镁合金的主要成分是铝和镁,均能与稀盐酸反应,能溶解于稀盐酸中,故C正确;氧化铝可以与NaOH溶液发生反应,故可用NaOH溶液处理氧化铝膜,故D正确。
24.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。
25.A 假设该合金中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。
26.D 审题指导 设与1 mol X反应消耗HCl的物质的量为a mol,与1 mol Y反应消耗H2SO4的物质的量为b mol,根据得失电子守恒及H原子守恒可知X~aHCl~H2~Xa+、Y~bH2SO4~bH2~Y2b+。
解题思路 同温同压下,气体体积之比等于其物质的量之比,因此X、Y生成H2的物质的量之比一定为,A正确;X、Y消耗酸的物质的量之比为,因为=,故=,B正确;产物中X、Y化合价之比为,由B项分析可知,=,C正确;由A项分析可知,X、Y生成H2的物质的量之比为,则生成等量的H2,消耗X、Y的物质的量之比为,D错误。
27.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,则产生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。
28.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。
29.B 试管1中先发生反应Al2(SO4)3+3Ba(OH)2 3BaSO4↓+2Al(OH)3↓,随滴加的Ba(OH)2溶液过量,又发生反应2Al(OH)3+Ba(OH)2 Ba[Al(OH)4]2,所以沉淀的量先增大后减小,最终生成的沉淀只有BaSO4;试管2中开始滴加Al2(SO4)3溶液时,只有钡离子沉淀,生成BaSO4,铝离子没有沉淀:Al3++4OH- [Al(OH)4]-,当OH-全部消耗完时,发生反应Al3++3[Al(OH)4]- 4Al(OH)3↓,钡离子恰好完全沉淀时,沉淀的质量达到最大。由上述分析可知,B错误。
30.A 审题指导 易拉罐中含有Al和少量Fe、Mg杂质,碱溶时Al与NaOH溶液反应生成可溶的四羟基合铝酸钠进入沉铝步骤,Fe、Mg不与NaOH溶液反应,作为滤渣除去;沉铝时,加入碳酸氢铵饱和溶液将四羟基合铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀,然后用H2SO4、K2SO4溶液溶解氢氧化铝沉淀,反应生成硫酸铝钾,再经过一系列操作制得明矾。
解题思路 由审题指导可知,滤渣的主要成分为Fe、Mg,A错误;明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O,B正确;加入碳酸氢铵饱和溶液的目的是将四羟基合铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀,可用过量CO2代替NH4HCO3,达到沉铝的目的,发生反应CO2+[Al(OH)4]- Al(OH)3↓+HC,C正确;在溶解步骤得到硫酸铝钾溶液,为制得纯净干燥的明矾晶体,要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥一系列操作,D正确。
31.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的浓度,D错误。
32.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。
33.A 由题图可知,加入0~8 mL NaHCO3溶液时无沉淀产生,加入40 mL NaHCO3溶液时生成Al(OH)3沉淀的量最多,物质的量为0.032 mol,即加入0~8 mL NaHCO3溶液时只发生反应OH-+HC C+H2O,加入8~40 mL NaHCO3溶液时,发生反应HC+[Al(OH)4]- Al(OH)3↓+C+H2O,则c(NaHCO3)==1.0 mol·L-1,A项错误,D项正确;b点与c点对应溶液均为Na[Al(OH)4]和Na2CO3混合溶液,所含微粒种类相同,均含有Na+、[Al(OH)4]-、C等,B项正确;a点溶液中的溶质为NaOH、Na[Al(OH)4],大量存在的离子是Na+、[Al(OH)4]-、OH-,C项正确。
34.答案 (1)Cu合金 延展 D
(2)AB
(3)4Al+3O2 2Al2O3
(4)BC H+、Fe3+
解题思路 (1)人类最早使用的合金是铜合金;金属制成各种形状利用了金属的延展性;目前使用量最大的合金是钢。
(2)“挹其水熬之,则成胆矾”,说明“苦泉”的溶质之一是CuSO4,A正确;“挹其水熬之”说的是蒸发溶剂,B正确;“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”发生的是置换反应,C错误。
(3)Al表面可以形成一层致密的氧化物保护膜,反应的化学方程式为4Al+3O2 2Al2O3。
(4)加入过量Na2O2,其与水反应生成NaOH和O2,Mg2+与氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀,Fe2+被O2氧化为Fe3+后又与氢氧化钠反应生成Fe(OH)3沉淀,Al3+与过量氢氧化钠反应生成Na[Al(OH)4],Cu2+与氢氧化钠反应生成Cu(OH)2沉淀,经过滤后,滤渣中有Mg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀,投入足量盐酸中,沉淀溶解生成MgCl2、FeCl3、CuCl2。综上所述,所得溶液与原溶液相比减少的阳离子有Fe2+、Al3+,大量增加的阳离子有H+、Fe3+。
35.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%。
36.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。
37.A 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 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,故选A。
38.B 若a在沸水中可生成碱,且碱中金属元素的化合价为+2,则a为Mg,a→f的反应为Mg+Cl2 MgCl2或Mg+2HCl MgCl2+H2↑,则a→f的反应不一定是化合反应,A错误;可发生g→f→e→d转化,则a为Fe,在FeO→Fe2+→Fe(OH)2→Fe(OH)3转化过程中,物质颜色变化为黑色→浅绿色→白色→红褐色,B正确;加热Al3+或Fe3+的饱和溶液均能形成能产生丁达尔效应的分散系,但前者为白色,后者为红褐色,C错误;若b、d、c分别为Fe2O3、Fe(OH)3、FeCl3,则组成a的元素电子层数为4,若b、d、c分别为Al2O3、Al(OH)3、AlCl3或Na[Al(OH)4],则组成a的元素电子层数为3,D错误。
39.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,经浸出、干燥后得到的“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。
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第二节 金属材料
A组 教材夯基础
1.(课后习题改编)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.(课后习题改编)下列关于铝的说法中,正确的是( )
A.铝的化学性质不活泼
B.铝与任何酸、碱都可以反应
C.常温下铝不能与氧气反应
D.铝表面容易生成一层致密的氧化铝保护膜
3.(课后习题改编)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
4.(课后习题改编)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↑
5.(课后习题改编)(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)= 。
6.合金中只存在金属元素,不可能有非金属元素。( )
7.生铁的熔点比纯铁低,但机械性能和硬度比纯铁高。( )
8.生铁中的铁与纯铁的化学性质不同。( )
9.镁、铝熔合成合金的过程发生了化学变化。( )
10.合金是混合物,具有金属特性。( )
11.生铁中碳含量比钢高。( )
12.纯金属加入其他元素的原子后,使原子层之间的相对滑动变得容易,导致合金的熔点变小。( )
13.铝制品表面会形成致密的氧化铝薄膜,可以用铝制器皿长时间存放酸性或碱性食物。( )
B组 单一知识点
知识点1 合金
14.()下列图片所展示的物品不是用合金材料制成的是( )
15.(2025天津河西期末)下列有关金属和合金的说法错误的是( )
A.铁粉可用作食品包装袋中的干燥剂
B.硬铝密度小、强度高,可用于制造飞机部件
C.合金与纯金属相比,结构发生变化
D.镧镍合金能吸收氢气,实现氢气的安全存储与运输
16.(2025安徽六安月考改编)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
17.(2025江苏月考)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
18.(2025浙江湖州期中)用坩埚钳夹住一小块刚用酸处理过的铝箔,在酒精灯上加热至熔化,发现熔化的铝并不滴落。下列关于上述实验现象的解释不正确的是( )
A.氧化铝未熔化
B.铝在空气中能很快形成氧化膜
C.氧化铝的熔点比铝高
D.酒精灯温度低,铝未熔化
19.()下列关于铝及其化合物的说法不正确的是 ( )
A.铝是一种密度较大的金属
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
20.(2025黑龙江龙东阶段检测)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
21.()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-
22.(2025天津五区期末)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
知识点3 铝合金
23.(2025陕西铜川月考)解放军004航母的“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不正确的是( )
A.铝锂合金是铝与锂熔合形成的一种新型化合物
B.铝锂合金的硬度比铝大,化学及机械性能好
C.铝镁合金能溶解于稀盐酸中
D.铝镁合金焊接前可用NaOH溶液处理氧化铝膜
24.()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
25.()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
26.(2025广东深圳质检)X、Y均为常见金属元素,同温同压下,0.1 mol X单质与足量稀盐酸反应,生成H2体积为V1 L;0.1 mol Y单质与足量稀硫酸反应,生成H2体积为V2 L。下列说法不正确的是( )
A.X、Y生成H2的物质的量之比一定为
B.X、Y消耗酸的物质的量之比一定为
C.产物中X、Y化合价之比一定为
D.生成等量的H2,消耗X、Y的物质的量之比为
27.()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
28.()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
29.(2025河北张家口期中)取0.1 mol·L-1的Al2(SO4)3与Ba(OH)2溶液于试管中,进行如下实验,下列说法错误的是( )
A.试管1中,最终生成的沉淀只有BaSO4
B.试管1中,沉淀的量一直增大直至不再改变
C.试管2中,当钡离子恰好完全沉淀时,沉淀的质量达到最大
D.试管2中,开始滴入溶液时生成的沉淀只有BaSO4
30.(2025安徽淮北阶段检测)同学们都知道明矾是一种常用的净水剂,以易拉罐(含有Al和少量Fe、Mg杂质)为原料制取明矾的流程如图。下列说法错误的是( )
A.滤渣的主要成分是Fe(OH)3和Mg(OH)2
B.明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O
C.上述流程中可用过量CO2代替NH4HCO3
D.“一系列操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
31.()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
32.(2025河南焦作月考)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
33.(2025吉林白城月考)工业生产上用过量烧碱溶液处理某矿物(含Al2O3、MgO),过滤后得到的滤液用NaHCO3溶液处理,测得溶液pH、n[Al(OH)3]随加入NaHCO3溶液体积变化的曲线如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.NaHCO3溶液中溶质的物质的量浓度为0.8 mol·L-1
B.b点与c点溶液所含微粒种类相同
C.a点溶液中大量存在的离子是Na+、[Al(OH)4]-、OH-
D.生成沉淀的离子方程式为HC+[Al(OH)4]- Al(OH)3↓+C+H2O
34.(2025上海长宁期末)人类的生产和生活都离不开金属。金属材料的使用作为一个时代的标志,见证了人类文明发展的过程。
(1)人类最早使用的合金是 ,通过敲打可将金属材料打制成不同的形状,是利用了金属的 性。含碳量在0.03%~2%之间的某合金是目前使用量最大的合金,这种合金是 (填字母)。
A.铝合金 B.镁合金 C.生铁 D.钢
(2)北宋沈括在《梦溪笔谈》中记载:“信州铅山县有苦泉,流以为涧。挹其水熬之,则成胆矾……熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。下列叙述正确的是 (填字母)。
A.“苦泉”的溶质之一:CuSO4
B.“挹其水熬之”:蒸发溶剂
C.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”:发生分解反应
(3)铝的使用距今仅200年左右,现如今铝的年产量得到大幅度的提高。铝虽然较活泼,但抗腐蚀性能好,原因是 (用化学方程式表示)。
(4)某溶液中含有Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+等离子,向其中加入过量Na2O2后,过滤,将滤渣投入足量盐酸中,所得溶液与原溶液相比,溶液中大量减少的阳离子是 (填字母),大量增加的阳离子有 (填离子符号)。
A.Mg2+ B.Fe2+
C.Al3+ D.Cu2+
35.()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(已知SiO2不与盐酸反应):
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约为 (结果保留至小数点后两位)。
D组 高考怎么考
36.(2021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
37.(2020江苏卷改编)下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是( )
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.氢氧化铝具有碱性,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
38.(2024广东卷改编)部分含Mg或Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是( )
A.若a在沸水中可生成e,则a→f的反应一定是化合反应
B.在g→f→e→d转化过程中,一定存在物质颜色的变化
C.加热c的饱和溶液,一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系
D.若b和d均能与同一物质反应生成c,则组成a的元素电子层数为3
39.(2022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。
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