高考一轮复习第八课第3节：金属材料习题课学案

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1．(2019·南昌十中期末)下列变化不可能通过一步实验直接完成的是( )
A．Al(OH)3→Al2O3 B．Al2O3→Al(OH)3
C．Al→AlOeq \\al(－,2) D．AlCl3→Al(OH)3
答案 B
解析 Al(OH)3→Al2O3，氢氧化铝受热反应生成氧化铝和水，可以一步完成，A不符合题意；Al2O3→Al(OH)3，Al2O3难溶于水，应先将Al2O3与酸反应变成Al3＋或与强碱溶液反应生成AlOeq \\al(－,2)后，然后加入弱碱或弱酸反应生成Al(OH)3，不可以一步完成，B符合题意；Al和NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，可以一步完成，C不符合题意；AlCl3→Al(OH)3，氯化铝和氨水反应生成氢氧化铝和氯化铵，可以一步完成，D不符合题意。
2．氧化铝的熔点很高，常用于制造耐火材料，例如制作坩埚。下列操作不能在氧化铝坩埚中进行的是( )
A．加热使胆矾失去结晶水
B．加热使高锰酸钾分解
C．加热熔化烧碱
D．加热分解碱式碳酸铜
答案 C
解析 氧化铝能与强酸、强碱反应，用氧化铝材料制作的坩埚不能加热强酸、强碱。
【考点】 氧化铝的化学性质
【题点】 氧化铝的化学性质
3．下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A．钠和冷水反应：Na＋2H2O===Na＋＋2OH－＋H2↑
B．金属铝溶于氢氧化钠溶液：Al＋2OH－===AlOeq \\al(－,2)＋H2↑
C．金属铝溶于盐酸：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
D．铁与稀硫酸反应：Fe＋2H＋===Fe3＋＋H2↑
答案 C
解析 A、B项电荷不守恒，D项Fe只能被H＋氧化为Fe2＋。
【考点】 离子方程式的书写
【题点】 有关铝的离子方程式的书写
4．下列说法中不正确的是( )
A．我国有丰富的稀土资源，要合理开采
B．稀土金属在自然界含量很少，只能用于生产合金
C．稀土金属用途广泛，被称为冶金工业的维生素
D．稀土金属元素的化学性质极为相似
答案 B
解析 稀土金属用途广泛，它既可以单独使用，也可用于生产合金。
5．(2020·西安中学高一期末)将NaOH溶液逐滴加入用盐酸酸化了的AlCl3溶液中，若用y轴表示Al(OH)3沉淀量，x轴表示NaOH溶液的体积，下列图像正确的是( )
答案 D
解析 由信息可知，x轴表示加入NaOH溶液的体积，y轴表示沉淀的量，则将氢氧化钠溶液逐滴加入含有盐酸的AlCl3溶液中，先发生NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，所以开始一段时间内没有沉淀生成，故C错误；酸反应完后发生：AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl、Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，所以会出现沉淀，然后随碱的量增加沉淀又消失，故A错误；且消耗的碱的量之比为3∶1，故B错误，D正确。
6．(2020·济宁高一检测)等体积的盐酸和苛性钠溶液分别与两份足量的铝粉反应，在相同条件下产生氢气的体积比为1∶3，则盐酸和苛性钠溶液的物质的量浓度之比为( )
A．1∶1 B．2∶1 C．3∶1 D．2∶3
答案 A
解析 由2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，产生氢气的体积比为1∶3，需要盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为1∶1，溶液的体积相同，故盐酸和苛性钠溶液的物质的量浓度之比也为1∶1。
【考点】 铝与酸、碱反应的定量计算
【题点】 铝与酸、碱反应的定量计算
7．某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。
(1)A中试剂为 。
(2)实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是 。
(3)B中发生反应的化学方程式为 。
(4)若实验用的铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为 。
(5)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将 (填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
答案 (1)氢氧化钠溶液
(2)除去铝镁合金表面的氧化膜
(3)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(4)eq \f(33 600a－c,b) (5)偏小
解析 铝镁合金中二者都与酸反应，但铝与碱反应而镁不与碱反应，所以A中的试剂应选择氢氧化钠溶液。
铝的相对原子质量可利用产生的氢气求解，
M＝eq \f(m,n)＝eq \f(a－c,\f(b×10－3,22.4)×\f(2,3))＝eq \f(33 600a－c,b)。
如果在实验过程中未洗涤固体，则残留物质量偏大，铝的质量偏小，则测得铝的质量分数结果偏小。
【考点】 镁、铝的化学性质，定量计算
【题点】 镁铝合金与酸的反应及定量计算
8．(2019·山西平遥中学高一期末)在标准状况下，进行甲、乙、丙三组实验，三组实验各取30 mL同浓度的盐酸，加入同一种镁铝合金，产生气体，有关数据列表如下：
(1)甲、乙两组实验中，哪一组盐酸是过量的 ，理由是 。
(2)盐酸的物质的量浓度为 。
(3)合金中Mg的物质的量为 ，Mg、Al的物质的量之比为 。
答案 (1)甲 甲组增加镁铝合金的质量，生成氢气的量增加，而乙组不能
(2)2 ml·L－1
(3)0.01 ml 1∶1
解析 (1)对比甲、乙数据，合金质量为765 mg时生成的H2比甲中多，说明甲中盐酸过量，对比乙、丙数据，加1 020 mg 合金时H2的体积不变，说明加入765 mg合金时盐酸已完全反应。甲组盐酸过量，原因是甲组增加镁铝合金的质量，生成氢气的量增加，而乙组不能。
(2)加入镁铝合金足量时，最多只能生成672 mL的H2，说明盐酸最多只能产生672 mL的H2，气体的物质的量为eq \f(0.672 L,22.4 L·ml－1)＝0.03 ml，根据化学方程式，可计算出HCl的物质的量为0.03 ml×2＝0.06 ml，盐酸的物质的量浓度为eq \f(0.06 ml,0.03 L)＝2 ml·L－1。
(3)由于甲组中盐酸是过量的，所以用甲组来计算，设Mg的物质的量为x，Al的物质的量为y，生成气体的物质的量为eq \f(0.56 L,22.4 L·ml－1)＝0.025 ml，依题意得：24x＋27y＝0.510 g，x＋eq \f(3,2)y＝0.025 ml，两式联立，解方程组得x＝0.01 ml，y＝0.01 ml，所以Mg、Al的物质的量之比为1∶1。
9．(2014·上海·2)下列试剂不会因为空气中的氧气而变质的是
A．过氧化钠 B．氢硫酸 C．硫酸亚铁 D．苯酚
【答案】A
【解析】A、过氧化钠和空气中二氧化碳、水蒸气反应而变质(2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑)，与氧气无任何关系，A选；B、氢硫酸易被空气中的氧气氧化而变质(2H2S+O2=2S↓+2H2O)，B不选；C、硫酸亚铁中的铁元素是+2价，易被空气中的氧气氧化生成+3价而变质，C不选；D、苯酚中的酚羟基易被空气中的氧气氧化而显紫色，D不选。
10．(2014·上海·15)下图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是
A．a通入CO2，然后b通入NH3，c中放碱石灰
B．b通入NH3，然后a通入CO2，c中放碱石灰
C．a通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
D．b通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉
【答案】C
【解析】由于CO2在水中的溶解度比较小，而NH3极易溶于水，所以在实验中要先通入溶解度较大的NH3，再通入CO2，由于NH3极易溶于水，在溶于水时极易发生倒吸现象，所以通入NH3的导气管的末端不能升入到溶液中，即a先通入NH3，然后a通入CO2，ABD均错误；因为NH3是碱性气体，所以过量的NH3要用稀硫酸来吸收，故答案选C。
11．(2014·广东·22)下列实验操作、现象和结论均正确的是
【答案】AD
【解析】A项：B项氨水可与Ag+发生络合反应，先生成沉淀Ag(OH)后溶解生成Ag(NH3)2OH溶液，故B项错误。C项铜与稀酸发生的反应不是置换反应，故C明显错误。
12．(2014·福建·9)常温下，下列各组物质中，Y既能与X反应又能与Z反应的是
A．①③ B．①④ C．②④ D．②③
【答案】B
【解析】氢氧化铝既能与盐酸反应又能与氢氧化钠反应，①正确；二氧化硅不与盐酸反应，②错误；氮气与氧气和氢气常温下不反应，③错误；铜与氯化铁反应，与浓硝酸反应，④正确。
13．(2014·北京·7)下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是( )
A．K B．Na C．Fe D．Al
【答案】D
【解析】A、K化学性质非常活泼，在空气中极易被氧气氧化，A错误；B、K化学性质非常活泼，在空气中极易被氧气氧化，B错误；C、Fe在空气中易被氧气氧化生成一层疏松的Fe2O3氧化膜，无法保护内部金属，C错误；D、Al在空气中易被氧气氧化生成一层致密的Al2O3氧化膜，从而保护内部的Al不被腐蚀，D正确。
14.(2013·全国Ⅰ·8)化学无处不在，下列与化学有关的说法不正确的是( )
A．侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异
B．可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气
C．碘是人体必需的微量元素，所以要多吃富含高碘酸的食物
D．黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合制成
【答案】C
【解析】侯氏制碱法的基本原理是先利用NH3将食盐水饱和，然后通入CO2，溶解度较小的NaHCO3析出，NH3＋NaCl＋H2O＋CO2===NH4Cl＋NaHCO3↓，煅烧NaHCO3得到Na2CO3，2NaHCO3EQ \* jc0 \* hps10 \(\s\up 9(=====),△)Na2CO3＋CO2↑＋H2O，利用低温时NH4Cl比NaCl溶解度小的原理，向母液中加入NaCl粉末，则NH4Cl析出，得到化肥NH4Cl，A项正确；氨气可以与浓盐酸反应生成白烟状的NH4Cl固体颗粒，可检验输氨管道是否漏气，B项正确；微量元素不宜多吃，补充碘可在食盐中添加碘酸钾，C项错误；黑火药由C、S、KNO3三物质按一定比例混合而成，D项正确。
15.(2013·安徽·6)我省盛产矿盐(主要成分是NaCl，还含有SOEQ \* jc0 \* hps10 \(\s\up 9(2－),4)等其他可溶性杂质的离子)。下列有关说法正确的是( )
A．由矿盐生产食盐，除去SOEQ \* jc0 \* hps10 \(\s\up 9(2－),4)最合适的试剂是Ba(NO3)2
B．工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气
C．室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度
D．用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液
【答案】D
【解析】用Ba(NO3)2除去实验中混有的SOEQ \* jc0 \* hps10 \(\s\up 9(2－),4)，会引入新的杂质离子NOEQ \* jc0 \* hps10 \(\s\up 9(－),3)，A项错误；工业上制取金属钠是通过电解熔融NaCl，B项错误；在食盐水中因存在Cl－，降低AgCl的溶解度，即室温下，AgCl在水中的溶解度大于在食盐水中的溶解度，C项错误；饱和纯碱中因COEQ \* jc0 \* hps10 \(\s\up 9(2－),3)水解溶液呈碱性，可使酚酞试液变红，食盐水溶液为中性溶液，不能使酚酞试液变色，D项正确。
16.(2013·广东·6)下列实验的现象与对应结论均正确的是( )
【答案】AC
【解析】浓硫酸具有脱水性，能使蔗糖脱水炭化而变黑，生成单质碳和水，浓硫酸和水混合时放出大量的热量，单质碳与浓硫酸发生氧化还原反应，生成二氧化碳和二氧化硫气体，使黑色固体体积膨胀，说明浓硫酸具有脱水性和强氧化性，A项正确；常温下浓硝酸能使铝钝化，表面生成一层致密的保护膜，阻止内层金属与酸的反应，钝化是化学变化， B项错误；金属钠置换了乙醇羟基中的氢，生成氢气和乙醇钠，C项正确；黑色的铁粉高温下与水蒸气发生置换反应，生成黑色四氧化三铁固体和氢气，D项错误。
17.(2013·广东·4)下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并且有因果关系的是( )
【答案】D
【解析】NH4Cl受热易分解为氨气和氯化氢气体，NaCl加热不分解，因此可用加热法除去NaCl中的NH4Cl，与NH4Cl为强酸弱碱盐无关，叙述Ⅰ、Ⅱ均正确，但无因果关系，A项错误；用KSCN溶液可以鉴别Fe3＋是因为Fe3＋与KSCN溶液反应生成的Fe(SCN)3显红色，与Fe3＋具有氧化性无关，陈述Ⅰ、Ⅱ均正确，但无因果关系，B项错误；溶解度CaCO3NaHCO3，陈述Ⅰ正确，陈述Ⅱ错误，C项错误；HF是唯一能与SiO2反应的酸，玻璃的主要成分是SiO2，则氢氟酸不能保存在玻璃瓶中，陈述Ⅰ、Ⅱ正确且有因果关系，D项正确。
18.(2012·全国I·29)氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。为了提纯氯化钾，先将样品溶于适量水中，充分搅拌后过滤，在将滤液按下图所示步骤进行操作。
回答下列问题：
(1)起始滤液的pH________7(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是_______。
(2)试剂I的化学式为___________，①中发生反应的离子方程式为_________________。
(3)试剂Ⅱ的化学式为______，②中加入试剂Ⅱ的目的是________________；
(4)试剂Ⅲ的名称是________，③中发生反应的离子方程式为________________；
(5)某同学称取提纯的产品0.7759g，溶解后定定容在100mL容量瓶中，每次取25.00mL溶液，用0.1000ml·L-1的硝酸银标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为25.62mL，该产品的纯度为____________________________________________。(列式并计算结果)
【答案】(1)大于 碳酸根离子水解呈碱性 (2)BaCl2 Ba2++SO42-=BaSO4 ↓ Ba2++CO32-=BaCO3↓(3)K2CO3除去多余的钡离子 (4)盐酸 2H++ CO32-=H2O+CO2↑ (5)0.02562×0.1×74.5×4／0.7759=0.9840
【解析】(1)起始滤液中含有碳酸钾，碳酸根水解呈碱性，故溶液的PH大于7；(2)要除掉杂质离子硫酸根和碳酸根，应加入过量的钡离子；(3)要除掉多余的钡离子，要加入碳酸钾，(4)要除掉多余的碳酸根，要滴加适量的盐酸；(5)计算样品的纯度，注意0.7759g样品配成100ml溶液，每次只取25ml。
【点评】本题以无机框图，除杂中的实验步骤为素材，考查学生对实验操作的熟悉程度和实验原理的应用能力，试图引导中学化学教学关注化学实验操作的真实性。
18.(2012·广东·10)下列应用不涉及氧化还原反应的是
A. Na2O2用作呼吸面具的供氧剂 B.工业上电解熔融状态Al2O3制备Al
C. 工业上利用合成氨实现人工固氮 D.实验室用NH4Cl 和Ca(OH)2制备NH3
【答案】D
【解析】A有单质O2生成。B有单质Al生成。C有单质H2和N2反应
19.(2012·江苏·7)下列物质转化在给定条件下能实现的是
= 1 \* GB3 ①
= 2 \* GB3 ②
= 3 \* GB3 ③
= 4 \* GB3 ④
= 5 \* GB3 ⑤
A. = 1 \* GB3 ① = 3 \* GB3 ③ = 5 \* GB3 ⑤B. = 2 \* GB3 ② = 3 \* GB3 ③ = 4 \* GB3 ④C. = 2 \* GB3 ② = 4 \* GB3 ④ = 5 \* GB3 ⑤ D. = 1 \* GB3 ① = 4 \* GB3 ④ = 5 \* GB3 ⑤
【答案】A
【解析】本题属于元素及其化合物知识的考查范畴。三氧化铝的两性、偏铝酸酸性弱于碳酸、候氏制碱原理 、Fe3＋水解FeCl3溶液蒸干得不到无水FeCl3、氢氧化镁不稳定性等内容都来源于必修一、和必修二等课本内容及课本上的基本反应，看来高三复习不能“舍本逐末”。
20.(2012·浙江·28)过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂。某兴趣小组制备过碳酸钠的实验方案和装置示意图如下：
已知：主反应:2Na2CO3 (aq) + 3H2O2 (aq) 2Na2CO3·3H2O2 (s) ΔH< 0
副反应:2H2O2 = 2H2O + O2↑
滴定反应:6KMnO4 + 5(2Na2CO3·3H2O2) +19H2SO4 = 3K2SO4 + 6MnSO4 +10Na2SO4 + 10CO2 ↑ + 15O2↑ + 34H2O,50 °C时 2Na2CO3·3H2O2 (s) 开始分解
请回答下列问题：
(1)图中支管的作用是。
(2)步骤①的关键是控制温度，其措施有、和。
(3)在滤液X中加入适量NaCl固体或无水乙醇，
均可析出过碳酸钠，原因是。
(4)步骤③中选用无水乙醇洗涤产品的目的是。
(5)下列物质中，会引起过碳酸钠分解的有。
A．Fe2O3B．CuOC．Na2SiO3D．MgSO4
(6)准确称取0.2000 g 过碳酸钠于250 mL 锥形瓶中，加50 mL 蒸馏水溶解，再加50 mL 2.0 ml·L-1 H2SO4，用2.000×10-2 ml·L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点时消耗30.00 mL，则产品中H2O2的质量分数为。
【答案】(1)平衡压强(2)冷水浴 磁力搅拌 缓慢滴加H2O2溶液
(3)降低产品的溶解度(盐析作用或醇析作用)
(4)洗去水份，利于干燥(5)AB(6)25.50 % (或0.2550 )
【解析】(1)恒压滴液漏斗一般用于封闭体系，恒压滴液漏斗的支管是为了使反应体系的压力不会由于滴加液体而增加。如果没有支管，反应体系只有一个口的话，不断加液体就会造成反应体系压力增加，会使液体滴不下来。所以支管的作用是平衡压强。
(2)由于50°C时，2Na2CO3·3H2O2 (s) 开始分解，所以步骤①(控温反应)的关键是控制温度，由于主反应是放热反应，所以控制温度的措施有：采用冷水浴、不断搅拌使反应产生的热量快速地散去，缓慢地滴加H2O2溶液，使反应缓慢进行、缓慢放热。
(3)滤液X主要是过碳酸钠溶液，加入固体NaCl(电解质)或无水乙醇，能降低过碳酸钠的溶解度，使过碳酸钠析出(盐析作用或醇析作用)。
(4)步骤③是洗涤，选用无水乙醇洗涤产品的目的是：为了冲洗去固体表面的水分，有利于干燥，可以防止产品溶解，降低产率。
(5)Fe2O3、CuO是H2O2分解的催化剂，分析过碳酸钠的组成2Na2CO3·3H2O2，可以推知Fe2O3、CuO它们也会引起过碳酸钠分解。
(6)根据关系式： 6KMnO4 ∽ 5(2Na2CO3·3H2O2)
6ml 5ml
(2.000×10-2 ml·L-1×30.00 mL×10-3 L/Ml) n
n (2Na2CO3·3H2O2) = 0.0005ml
m (2Na2CO3·3H2O2) = 0.0005ml×314g/ml = 0.517g
实验序号
甲
乙
丙
合金质量/mg
510
765
1 020
气体体积/mL
560
672
672
选项
实验操作
现象
结论
A
向苏打和小苏打溶液中分别加入盐酸
均冒气泡
两者均能与盐酸反应
B
向AgNO3溶液中滴加过量氨水
溶液澄清
Ag+与NH3∙H2O能大量共存
C
将可调高度的铜丝伸入到稀HNO3中
溶液变蓝
Cu与稀HNO3发生置换反应
D
将KI和FeCl3溶液在试管中混合后，加入CCl4，振荡，静置
下层溶液显紫红色
氧化性：Fe3+>I2
X
Y
Z
①
NaOH溶液
Al(OH)3
稀硫酸
②
KOH溶液
SiO2
浓盐酸
③
O2
N2
H2
④
FeCl3溶液
Cu
浓硝酸
选项
操作
现象
结论
A
将浓硫酸滴到蔗糖表面
固体变黑膨胀
浓硫酸有脱水性和强氧化性
B
常温下将Al片放入浓硝酸中
无明显现象
Al与浓硝酸不反应
C
将一小块Na放入无水乙醇中
产生气泡
Na能置换出醇羟基中的氢
D
将水蒸气通过灼热的铁粉
粉末变红
铁与水在高温下发生反应
选项
叙述Ⅰ
叙述Ⅱ
A
NH4Cl为强酸弱碱盐
用加热法除去 NaCl中的NH4Cl
B
Fe3＋具有氧化性
用KSCN溶液可以鉴别Fe3＋
C
溶解度：CaCO3