高中化学专题3从矿物到基础材料3.1从铝土矿到铝合金同步测试苏教版必修120180529193.doc

3.1从铝土矿到铝合金一、单选题（共9题；共18分）1.用坩锅钳夹住一小块刚用酸充分处理过的铝箔，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正确的是（） A.火焰温度太低不能使铝燃烧B.铝在空气种能很快形成氧化膜C.氧化铝的熔点比铝的熔点高D.用酸处理时未能将氧化铝溶解2.铜锌合金的颜色酷似金的颜色，所以近来用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡有发生。下列不易区别其真伪的方法是（） A.测定密度B.放入硝酸中C.放入盐酸中D.观察外观3.将100mL2mol/LAlCl3溶液跟一定体积4mol/LNaOH溶液混合后可得7.8g沉淀，则NaOH溶液的体积可能是：75mL150mL175mL200mL（ ） A.B.C.D.4.合金是一类用途广泛的金属材料下列物质中，不属于合金的是（ ） A.碳素钢B.水银C.青铜D.黄铜5.人类第一次获得金属铝是在1825年由丹麦化学家用无水AlCl 3与钾作用制得的，当时由于价格非常昂贵，称为“银色的金子”直到19世纪后期发明了电解法生产铝，才使铝的价格大大下降，使铝成为当今广泛应用的一种金属材料下列关于铝的叙述，不正确的是（ ） A.铝是地壳中含量最多的金属元素B.在常温下，铝不能与浓硫酸反应C.铝是一种比较活泼的金属D.在化学反应中，铝容易失去电子，是还原剂6.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的氢气体积（相同条件下）相等时，消耗的HCl和NaOH物质的量之比为（ ） A.1：1B.2：1C.3：1D.1：37.合金的用途广泛下列物质不属于合金的是（ ） A.水银B.青铜C.硬铝D.不锈钢8.氢氧化铝可作为治疗胃酸过多的内服药，这是利用了氢氧化铝的 A.弱碱性B.弱酸性C.两性D.氧化性9.将0.1mol明矾溶于水形成100mL溶液，以下说法正确的是（ ） A.明矾净水是利用了明矾的强氧化性B.溶液的焰色反应为紫色，这是化学性质C.加入Ba（OH）2溶液至沉淀物质的量达到最大，消耗Ba（OH）2溶液0.2molD.加入Ba（OH）2溶液至SO42恰好完全沉淀，Al3+全部转化为AlO2二、填空题（共4题；共15分）10.向一金属铝的易拉罐内充满CO2 ， 然后向罐内注入足量NaOH溶液，立即用胶布严封罐口，过一段时间后，罐壁内凹而瘪，再过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起，解释上述变化的实验现象：（1）罐壁内凹而瘪的原因：_离子方程式：_（2）罐壁重新鼓起的原因：_离子方程式：_ 11.材料的不断发展可以促进社会进步（1）钢铁是制造航母的主要材料，钢铁在潮湿空气中易发生_腐蚀，其负极反应是_请列举一种防止钢铁腐蚀的方法：_（2）不锈钢丝与棉纤维可织成一种防辐射布料这种布料属于_（填字母）a合金材料 b复合材料 c陶瓷材料（3）氮化硅是一种新型高温材料，可用于制造汽车发动机请写出高纯硅和氮气在1300时反应制备氮化硅的化学方程式：_我国新修订的环境保护法，使环境保护有了更严格的法律依据（1）往燃煤中加入_（填化学式），可大大减少产物中的SO2 （2）漂白粉用于生活用水的杀菌消毒，漂白粉的有效成份是_（填化学式）治理废水中的重金属污染物可用沉淀法例如，往含铬（Cr3+）废水中加入石灰乳使Cr3+转变为_（填化学式）沉淀而除去 12.在Ca（HCO3）2；Al2O3；KAlO2；C2H5OH；Al这六种物质中，既能与强酸溶液（如HCl），又能与强碱溶液（如NaOH）反应的有_ 13.某课外活动小组收集了一种合金进行研究：a外观灰色，表面光滑；b在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色(提示：Cu的焰色为绿色)，合金片熔化，但不滴落；c取刮去表皮的金属10克，放入足量的稀硫酸中，收集到标准状况下的氢气9.96升；d另取刮去表皮的金属10克，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升。根据以上信息回答下列问题：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_。 三、综合题（共2题；共13分）14.用镁铝合金的废料、稀硫酸、稀盐酸、氢氧化钠溶液制取MgCl2溶液和Al2（SO4）3 ， 若只允许通过四步反应来完成，依次写出反应的化学方程式 （1）_ （2）_ （3）_ （4）_ 15.某研究性学习小组设计实验探究铝等金属的性质：将铝片（不除氧化膜）投入浓氯化铜溶液中，铝表面很快出现一层海绵状暗红色物质，接下来铝片上产生大量气泡触摸容器知溶液温度迅速上升，收集气体，检验其具有可燃性若用同样的铝片投入同浓度的硫酸铜溶液中，在短时间内铝片无明显变化 （1）铝与氯化铜溶液能迅速反应，而与同浓度的硫酸铜溶液在短时间内不反应的原因可能是_A氯化铜溶液酸性比同浓度的硫酸铜溶液酸性强B硫酸铜水解生成硫酸使铝钝化C氯离子能破坏氧化铝表面薄膜，而硫酸根离子不能D生成氯化铝溶于水，而生成硫酸铝不溶于水请设计一个简单实验验证你的选择：_ （2）铝片表面出现的暗红色物质的过程中发生的离子反应方程式是_ 用离子方程式解释产生气泡的原因：_ （3）放出的气体是_，请从有关物质的浓度、能量、是否有电化学作用等分析开始阶段产生气体的速率不断加快的原因是_（写出一点即可） （4）某同学通过一定的实验操作，也能使铝片与硫酸铜溶液反应加快，他采取的措施可能是_A用砂纸擦去铝片表面的氧化膜后投入硫酸铜溶液中B把铝片投入热氢氧化钠溶液中一段时间后，取出洗涤，再投入硫酸铜溶液中C向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液，再投入铝片D在铝片上捆上几枚铜钉后投入同浓度的硫酸铜溶液中 （5）除去氧化铝的铝片与铜片为电极，在X电解质溶液中构成原电池，列表如下：选项铝电极电解质负极反应正极反应A正极NaOHAl3e=Al3+2H2O+2e=2OH+H2B负极稀盐酸2Al6e=2Al3+6H+6e=3H2C正极浓硝酸Cu2e=Cu2+2NO3+4H+4e=2NO2+2H2OD负极稀硝酸Cu2e=Cu2+2NO3+8H+=2NO+4H2O+6e其中正确的是_，由此推知，金属作电极不仅与本身性质相关，而且与_有关 四、实验探究题（共1题；共5分）16.某课外活动小组做如下实验：往一铝制易拉罐内充满CO2 ， 然后往罐内注入足量的NaOH溶液，立即用胶布严封罐口，过一段时间后，他们发现罐壁内凹面瘪，再过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起，解释上述实验现象。 （1）罐壁内凹面瘪的原因是_，反应的化学方程式是_。 （2）罐壁再鼓起来的原因是_，有关的化学方程式是_。 （3）实验时，将“充满CO2”改为“放入一药匙白色固体”，其他不变，也能取得相同的实验效果。则该白色固体是_（写名称）。 答案解析部分一、单选题1.【答案】C 【解析】【解答】解：将铝箔用坩埚钳夹住放在酒精灯火焰上加热，铝和氧气反应生成了氧化铝，又因三氧化二铝的熔点高于铝的熔点，而三氧化二铝在铝的表面，所以加热铝箔的时候铝熔化了但是不会滴落故选C【分析】根据铝的化学性质以及铝和氧化铝熔点的高低来解释2.【答案】D 【解析】【分析】铜锌合金的颜色酷似金的颜色，所以观察外观不易区别其真伪，D符合题意；金的密度与铜锌合金密度不同；金与硝酸、盐酸都不反应，铜和锌都能与硝酸反应，产生气泡；锌能与盐酸产生气泡，A、B、C都可以区别真伪。【点评】金不与硝酸反应，金溶于王水。3.【答案】C 【解析】【解答】解：100mL 2mol/L AlCl3溶液中n（AlCl3）=0.1L2mol/L=0.2mol，若只发生反应：AlCl3+3NaOH=Al（OH）3+3NaCl，生成氢氧化铝为0.2mol，其质量=0.2mol78g/mol=15.6g7.8g，说明有两种情况：一为沉淀不完全，只生成Al（OH）3沉淀；另一种情况为铝离子完全沉淀后部分溶解，既生成Al（OH）3沉淀，又生成NaAlO2 若碱不足，只发生Al3+3OHAl（OH）3，可知NaOH的物质的量为 3=0.3mol， 加入NaOH溶液的体积为 =0.075L=75mL；沉淀部分溶解，既生成Al（OH）3沉淀，又生成NaAlO2 ， 则：Al3+3OHAl（OH）30.2mol0.6mol0.2mol则溶解的氢氧化铝为0.2mol =0.1mol，Al（OH）3+OHAlO2+2H2O0.1mol0.1mol则消耗的碱的物质的量为0.6mol+0.1mol=0.7mol，加入NaOH溶液的体积为 =0.175L=175mL；故选：C【分析】100mL 2mol/L AlCl3溶液中n（AlCl3）=0.1L2mol/L=0.2mol，若只发生反应：AlCl3+3NaOH=Al（OH）3+3NaCl，生成氢氧化铝为0.2mol，其质量=0.2mol78g/mol=15.6g7.8g，说明有两种情况：一为沉淀不完全，只生成Al（OH）3沉淀；另一种情况为铝离子完全沉淀后部分溶解，既生成Al（OH）3沉淀，又生成NaAlO2 ， 根据方程式计算4.【答案】B 【解析】【解答】解：A碳素钢是铁和碳的合金，故A错误； B水银是纯金属，故B正确；C青铜是铜锡合金，故C错误；D黄铜是铜锌合金，故D错误故选B【分析】合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质；合金具有以下特点：一定是混合物；合金中至少有一种金属等5.【答案】B 【解析】【解答】解：A铝在自然界含量丰富，为地壳中含量最多的金属元素，故A正确； B常温下与浓硫酸发生钝化反应，故B错误；C铝为活泼金属，可与酸反应置换出氢气，故C正确；D铝为活泼金属，在反应中表现还原性，故D正确故选B【分析】铝为地壳中含量最多的金属元素，为活泼金属，具有较强的还原性，常温下与浓硫酸发生钝化反应，以此解答该题6.【答案】C 【解析】【解答】由化学反应：2Al6HCl=2AlCl3 3H2，2Al2H2O2NaOH=2NaAlO23H2当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的盐酸和氢氧化钠的物质的量之比为6：2=3：1，故选C。【分析】本小题是基于方程式（2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2H2O2NaOH=2NaAlO23H2）的简单计算，若方程式不熟练，可从电子得失守恒角度（必然满足2Al3H2的关系）去配平7.【答案】A 【解析】【解答】解：A水银是汞，是金属单质，所以不是合金，故A正确； B青铜是铜锡合金，故B错误；C硬铝的成分是指铝合金中以Cu为主要合金元素的（含2.24.9%Cu、0.21.8%Mg、0.30.9%Mn、少量的硅，其余部分是铝）一类铝合金，故C错误；D不锈钢中含有铁、铬、碳，属于合金，故D错误故选A【分析】根据各物质的成分分析正误，合金是由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质8.【答案】A 【解析】【分析】正确答案：A。Al(OH)33HCl=AlCl33H2O,中和胃酸，碱性弱，对胃剌激小。9.【答案】D 【解析】【解答】解：A明矾中的铝离子在溶液中水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附性，所以明矾能净水，明矾没有强氧化性，故A错误； B钾元素的焰色反应为紫色，焰色反应为元素的物理性质，故B错误；C向明矾溶液中加入Ba（OH）2溶液至沉淀的物质的量最大的离子方程式为2Al3+3SO42+3Ba2+6OH3BaSO4+2Al（OH）3，所以消耗Ba（OH）2溶液0.15mol，故C错误；D加入Ba（OH）2溶液至SO42恰好完全沉淀，溶液中的溶质为偏铝酸钾，则Al3+全部转化为AlO2 ， 其反应的离子方程式为Al3+2SO42+2Ba2+4OHAlO2+2BaSO4+2H2O，故D正确故选D【分析】A明矾中的铝离子在溶液中水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附性；B焰色反应为元素的物理性质；C向Ba（OH）2溶液中逐滴加入明矾溶液，至生成沉淀的物质的量最大时应是铝离子恰好沉淀；D加入Ba（OH）2溶液至SO42恰好完全沉淀，溶液中的溶质为偏铝酸钾二、填空题10.【答案】NaOH溶液吸收了CO2 ， 易拉罐内压强减小，所以易拉罐变瘪；CO2+2OH=H2O+CO32；过量的NaOH溶液与铝反应，产生氢气，易拉罐内压强又变大，所以变瘪的易拉罐又鼓起来；2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2 【解析】【解答】（1）因NaOH溶液能与CO2反应：CO2+2NaOH=Na2CO3+H20，CO2气体减少，导致压强减小，罐壁被大气压压瘪，故答案为：NaOH溶液吸收了CO2 ， 易拉罐内压强减小，所以易拉罐变瘪；CO2+2OH=H2O+CO32（2）因易拉罐是铝制的，铝可以与NaOH溶液反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2 +3H2，产生氢气，导致压强增大，罐壁重新鼓起；故答案为：过量的NaOH溶液与铝反应，产生氢气，易拉罐内压强又变大，所以变瘪的易拉罐又鼓起来；2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2【分析】（1）因NaOH溶液能与CO2反应，CO2气体减少，导致易拉罐内压强减小，罐壁被大气压压瘪；（2）因易拉罐是铝制的，铝可以与NaOH溶液反应产生氢气，导致易拉罐内压强增大，罐壁重新鼓起；11.【答案】吸氧；Fe2e=Fe2+；涂油漆；b；3Si+2N2Si3N4；CaO；Ca（ClO）2；Cr（OH）3 【解析】【解答】（1）钢铁在潮湿的空气中形成原电池，发生电化学腐蚀，电化腐蚀分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，而析氢腐蚀只在较强酸性条件下才发生，所以钢铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，负极发生氧化反应，电极方程式为Fe2e=Fe2+ ， 可用隔离空气的方法保护金属不被腐蚀，可涂油漆、涂油脂、电镀等，故答案为：吸氧； Fe2e=Fe2+；涂油漆；（2）防辐射布料是由不锈钢丝与棉纤维复合而成，属于复合材料，故答案为：b；（3）已知高反应物硅和氮气，反应条件1300，产物氮化硅，配平化学方程式即可：3Si+2N2Si3N4 ， 故答案为：3Si+2N2Si3N4；（1）煤燃烧过程中能生成二氧化硫，二氧化硫有毒，能污染环境，生石灰能够和生成的二氧化硫反应，从而防止二氧化硫污染空气，故答案为：CaO；（2）漂白粉的有效成份是Ca（ClO）2；往含铬（Cr3+）废水中加入石灰乳使Cr3+转变为Cr（OH）3沉淀而除去，故答案为：Ca（ClO）2；Cr（OH）3 【分析】（1）根据金属腐蚀分类和条件分析钢铁在潮湿的空气中形成原电池，发生电化学腐蚀，电化腐蚀分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，而析氢腐蚀只在较强酸性条件下才发生，负极发生氧化反应，可用隔离空气的方法保护金属不被腐蚀；（2）依据防辐射布料是由不锈钢丝与棉纤维复合而成解答；（3）已知高反应物硅和氮气，反应条件1300，产物氮化硅，配平化学方程式即可；（1）煤中含有硫，燃烧时能生成二氧化硫，二氧化硫能和氧化钙反应；（2）漂白粉的有效成份是Ca（ClO）2；往含铬（Cr3+）废水中加入石灰乳使Cr3+转变为Cr（OH）3沉淀而除去12.【答案】 【解析】【解答】解：Ca（HCO3）2属于弱酸酸式盐，既能与酸反应，生成CO2气体，又能与碱反应，生成盐，故符合；Al2O3是两性氧化物，既能与酸反应，生成铝盐，又能与碱反应生偏铝酸盐，故符合；KAlO2与强酸反应，不能与强碱反应，故不符合；C2H5OH不能与强酸、强碱反应，故不符合；含有羧基、氨基，能与强酸、强碱反应，故符合；Al是两性金属，能与强酸、强碱反应生成盐与氢气，故符合，故答案为：【分析】中学常见的既能与酸反应又能与碱反应的物质主要有：两性物质，如Al2O3、Al（OH）3、氨基酸、蛋白质等；多元弱酸的酸式盐；弱酸的铵盐及其酸式盐；某些具有两性的金属，如Al等13.【答案】Cu、Al；m(Al) ：m(Cu)4：1 【解析】【解答】(1)因为焰色反应为绿色，所以合金中一定含有铜，相同质量的合金分别与足量的稀硫酸和氢氧化钠溶液反应放出等体积的氢气，所以合金中一定含有铝。(2)根据反应的离子方程式2Al6H=2Al33H2，2Al2OH2H2O=2AlO3H2，推知合金中铝的质量为27 gmol18.0 g，则铜的质量为10 g8.0 g2.0 g，所以合金中铝与铜的质量比为4：1。【分析】根据焰色反应的特点判断含有的金属元素；利用离子方程式计算金属的质量比。三、综合题14.【答案】（1）2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2（2）Mg+2HClMgCl2+H2（3）2NaAlO2+2H2O+H2SO42Al（OH）3+Na2SO4（4）2Al（OH）3+3H2SO4Al2（H2SO4）3+6H2O 【解析】【解答】解：（1）将合金废料溶于过量氢氧化钠溶液，铝和氢氧化钠溶液反应生成可溶性的偏铝酸钠，方程式为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2，镁和氢氧化钠溶液不反应； 故答案为：2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2；（2）过滤后得到固体Mg，将沉淀溶于稀盐酸中得到氯化镁溶液，镁和盐酸反应方程式为Mg+2HClMgCl2+H2，故答案为：Mg+2HClMgCl2+H2；（3）滤液是偏铝酸钠的溶液，加入适量稀硫酸生成氢氧化铝沉淀，方程式为：2NaAlO2+2H2O+H2SO42Al（OH）3+Na2SO4 ， 故答案为：2NaAlO2+2H2O+H2SO42Al（OH）3+Na2SO4；（4）氢氧化铝溶于稀硫酸得到硫酸铝溶液，2Al（OH）3+3H2SO4Al2（H2SO4）3+6H2O；故答案为：2Al（OH）3+3H2SO4Al2（H2SO4）3+6H2O【分析】（1）铝能溶于氢氧化钠溶液生成偏铝酸钠，镁和氢氧化钠溶液不反应；（2）将不溶于氢氧化钠溶液的固体溶于稀盐酸制得氯化镁；（3）偏铝酸钠和适量酸反应生成氢氧化铝；（4）氢氧化铝和稀硫酸反应生成硫酸铝15.【答案】（1）C；在硫酸铜溶液中加入铝片，无明显现象，再加入氯化钠（注意：不能加入盐酸），若反应明显加快了，说明上述推断正确（2）Al3+3H2OAl（OH）3+3H+；Cu2+2H2OCu（OH）2+2H+ ， 2Al+6H+=2Al3+3H2（3）氢气；随着反应进行生成铝离子浓度增大（或水解程度增大，产生大量H+或该反应放热，升高温度反应加快或铜与铝构成原电池，加快铝失电子）（4）ABD（5）B；电解质的性质 【解析】【解答】（1）金属铝的表面有一层致密的氧化物薄膜，氯化铝和硫酸铝阴离子的不同，氯离子能破坏氧化铝表面薄膜，而硫酸根离子不能，故答案为：C；在硫酸铜溶液中加入铝片，无明显现象，再加入氯化钠（注意：不能加入盐酸），若反应明显加快了，说明上述推断正确；（2）金属铜呈暗红色，金属铝能置换铜盐中的金属铜，即2Al+3Cu2+=3Cu+2Al3+；氯化铜和硫酸铜均是强酸弱碱盐，水解显酸性，金属铝能和酸反应产生氢气，故答案为：Al3+3H2OAl（OH）3+3H+ ， Cu2+2H2OCu（OH）2+2H+ ， 2Al+6H+=2