鲁科版必修1 第4章第2节 铝 金属材料（第2课时） 作业 (2).doc

第2节 铝 金属材料第2课时一、选择题1将11.5 g钠、9 g铝、28 g铁分别投入200 ml 1 mol/l的盐酸中，下列分析结果正确的是()a. 钠与盐酸反应最剧烈，产生的气体最多b. 铝与盐酸反应的速率仅次于钠，但产生的气体最多c. 铁与盐酸反应产生的气体比钠多d. 反应结束时产生的气体一样多2下列有关实验的说法正确的是（ ）a. 除去铁粉中混有的少量铝粉，可加入过量的氢氧化钠溶液，完全反应后过滤b. 将钠投入到盛满水的烧杯中，观察钠与水反应实验现象c. 制备fe(oh)3胶体，通常是将fe(oh)3固体溶于热水中d. 实验室配制一定浓度naoh溶液，将称量固体溶解后马上转移到容量瓶中3给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是（）a. al2o3naalo2（aq）al（oh）3b. sso3 h2so4c. mg（oh）2 mgcl2（aq） 无水mgcl2d. fe fe2o3 fecl34足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和no2、n2o4、no的混合气体，这些气体与1.68 l o2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol/l naoh溶液至cu2恰好完全沉淀，则消耗naoh溶液的体积是()a. 60 ml b. 45 ml c. 30 ml d. 15 ml5对al、fe二种金属元素，下列说法正确的是()a. 铝能够稳定存在于空气中，而铁很容易生锈，说明铁比铝活泼b. 等物质的量的al、fe分别与足量盐酸反应放出等质量的h2c. 二者的氢氧化物都不可以通过氧化物化合反应直接制备d. 二者的单质都能与强碱溶液反应生成h26na、al、fe、cu是中学化学中重要的金属元素。它们的单质及其化合物之间有很多转化关系。下表所列物质不能按如图（“”表示一步完成）关系相互转化的是（ ） a. a b. b c. c d. d7下列变化不可能通过一步反应直接完成的是 （ ）a. al(oh)3 al2o3 b. sio2 h2sio3c. al alo2- d. si na2sio38下列关于元素及其化合物的说法不正确的是()a. fe在一定条件下可与浓盐酸、稀硫酸、浓硝酸等剧烈反应b. al、cl2均能和naoh溶液发生氧化还原反应，且两单质的作用不相同c. 在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，若再继续加入kno3固体，铜粉会溶解d. 金属单质na、mg、fe在一定条件下与水反应都生成h2和相应的碱9现有nacl、fecl2、fecl3、mgcl2、alcl3五种溶液，只用一种试剂就可以鉴别它们，这种试剂是()a. 盐酸 b. 烧碱溶液 c. 氨水 d. kscn 溶液10用下图所示装置进行下列实验：将中溶液滴入中，预测的现象与实际相符的是()选项中物质中物质预测中的现象a稀盐酸碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液立即产生气泡b氯化铝溶液浓氢氧化钠溶液产生大量白色沉淀c氯化铁溶液淀粉碘化钾溶液溶液变为蓝色d硫酸亚铁溶液过氧化钠固体产生气泡和白色沉淀a. a b. b c. c d. d11自然界里常见金属元素存在最多的是 al，其次是铁，铜的含量较少。然而人类冶炼金属获得成功最早的反而是含量少的铜，含量最多的铝最迟冶炼出来，究其原因，合理的是()a矿石在地下埋藏，铜矿最浅，容易开发，铝矿埋得深，难开发b铜矿颜色较深，易发现，铝矿颜色较浅，不易发现c铜矿较易还原，铝矿很难还原d以上说法是错误的12向fe 2 (so 4 ) 3 和al 2 (so 4 ) 3 的混合溶液中，逐滴加入naoh溶液至过量。下列图象中，能正确表示上述反应的是()a. a b. b c. c d. d13某无色溶液含有下列离子中的若干种：h+、nh4+、fe3+、ba2+、al3+、cl、oh、co32、no3向该溶液中加入铝粉，只放出h2，则溶液中能大量存在的离子最多有（ ）a3种 b4种 c5种 d6种14wg铁粉和铝粉的混合物，和过量的 naoh溶液反应，然后过滤，将沉淀完全收集后，放蒸发皿中加热，直至被加热的物质质量不再变化，取出蒸发皿中的物质称量仍为wg。则原混合物中铝粉的质量分数是()a. 30 b. 50 c. 70 d. 90二、非选择题15某地煤矸石经预处理后含sio2、al2o3、fe2o3，一种综合利用煤矸石制取绿矾(feso47h2o)的工艺流程如下图所示。（1）过滤操作需要用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒还有_；（2）写出所选试剂x、y的化学式：x_，y_；（3）滤液b中含的阴离子有_(写离子符号)。（4）滤渣sio2可制取木材防火剂，该防火剂的化学式为_；（5）由溶液d转化为溶液e的离子方程式为：_。（6）根据图中数据，计算出原40g煤矸石中fe2o3的质量分数为_。（假设适量均为恰好反应）16铝、铁是重要的金属，其单质及化合物有着广泛的应用，完成下列填空：（1）铝元素在周期表中的位置是 ，写出其最高价氧化物对应水化物的电离方程式 ；（2）画出铁原子的结构示意图 。与铁同周期的主族元素中，最高价氧化物对应水化物中，碱性最强的化合物与酸性最强的化合物的化学反应方程式为 ；（3）在fec13稀溶液中滴加kscn溶液后呈红色，反应的离子方程式是 ，在其中加入少量kcl固体，溶液的颜色 （选填“变深”，“变浅”或“不变”） ；（4）若先往fecl3溶液中加入足量naf溶液，再滴加溶液，则不呈红色，若再加入足够量fec13溶液，又会呈现红色。请试对上述实验现象作出解释 。17胆矾（cuso45h2o）是铜的重要化合物，有着广泛的应用，如用来配制农药波尔多液。以下是cuso45h2o的实验室制备流程图。根据题意完成下列填空：（1）向含有铜粉的稀硫酸中滴加硝酸，在铜粉溶解时最终可以观察到的实验现象： 、 ；（2）如果铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净，则制得的cuso45h2o中可能存在的杂质是 （填化学式）；（3）将cuso45h2o与nahco3按一定的比例共同投入到150ml沸水中，剧烈搅拌，冷却后，有绿色晶体析出。该晶体的化学组成为cux (oh) y (co3) znh2o。实验所得的绿色晶体需充分洗涤，检验是否洗涤干净的方法是 ；（4）为了确定晶体的化学式，某实验小组进行如下实验：a.称取3.640g晶体，加入足量的稀盐酸使固体完全溶解，收集到标准状况下的气体448.0 ml；b.称取等质量的晶体，灼烧至完全分解，得到2.400g残余固体。通过计算确定晶体的化学式（写出计算过程）。 18从铝土矿（主要成分是al2o3，含fe2o3、mgo和一些不溶于酸碱的杂质）中提取氧化铝两种工艺流程如下：请回答下列问题：（1）写出步骤中加入烧碱后的离子方程式为_ _；（2）列举氧化铝的两种常见的用途_ _、_ _；（3）沉淀c的主要成分是_ _（填化学式）。滤液d与少量co2反应的离子方程式为_ _；（4）步骤、中不能用硫酸代替co2，原因是_ _，向该滤液m中加入少量澄清石灰水的离子方程式为_ _；（5）沉淀f在过滤后需要洗涤，请写出检验f是否洗涤干净的方法_ _；（6）若现在有10t的铝土矿，其中铝元素的质量分数为10.8%，则在流程乙中溶解时，需要4mol/l的naoh溶液至少_ _l。19用铜屑制取硫酸铜溶液的一种方法是：将铜屑放入一定浓度的硫酸中，加热并不断鼓入空气，其反应原理为2cuo22h2so4= 2cuso42h2o。其中，还原剂是_（填化学式），被还原的物质是_（填化学式），若制备时用2 mol cu与足量的o2和h2so4反应，可制得_mol cuso4 。20工业上用铝土矿(主要成分sio2、al2o3、fe3o4)提取氧化铝作冶炼铝的原料,提取的操作过程如下图所示：（1）不溶物为_（写化学式，下同），滤液甲中的溶质为_；（2）滤液甲中含铝元素的溶质与过量naoh溶液反应进入滤液乙，发生此反应的反应物的物质的量之比为_。若使用氨水能否达到上述目的_（填“能”或“否”） ；（3）若向滤液甲中加入碘化钾溶液，相关的离子反应方程式为_，从该溶液中获得碘单质需要加入_（填试剂名称），振荡、静置，再经_（填操作名称），蒸馏后即得到碘单质；（4）步骤中通入二氧化碳是过量的，写出此步发生的离子反应方程式：_；（5）若将铝土矿用过量氢氧化钠溶液溶解，过滤后向滤液中通入过量co2，再经过滤、加热得到的物质是_；（6）步骤得到的沉淀为灰绿色，沉淀变为红褐色需要较长时间，欲快速得到红褐色沉淀，可以向此沉淀中加入过量的_。（填字母）a过氧化钠 b氯水 c稀硝酸 d酸性高锰酸钾溶液参考答案1【答案】a【解析】发生2na2hcl=2naclh2，2al6hcl=2alcl33h2，fe2hcl=2fecl2h2，根据化学反应方程式进行计算，假设金属全部参加反应，消耗盐酸的物质的量分别是11.5/23mol=0.5mol、96/(227)mol=1mol、282/56mol=1mol，实际投入盐酸的物质的量为2001031mol=0.2mol，显然固体过量，盐酸不足，但金属钠还能与水反应产生氢气，因此金属钠产生的氢气量最多，金属钠金属性强于铝和铁，因此金属钠和酸反应速率最剧烈，故选项a正确。2【答案】a【解析】a可用过量的氢氧化钠溶液除去铁粉中混有的少量铝粉，完全反应后过滤、洗涤即可得到铁粉，故a正确；b烧杯中盛放的液体不得超过容积的三分之二，故b错误；c制备fe(oh)3胶体，通常是将饱和的fecl3溶液滴加到沸水中，故c错误；d容量瓶是定容装置，固体的溶解在烧杯中进行，故d错误；答案为a。3【答案】a【解析】a. al2o3能够与氢氧化钠溶液反应生成naalo2，naalo2溶液中通入二氧化碳生成al(oh)3，故a正确；b. s燃烧生成so2 ，故b错误；c. mg(oh)2是碱，能够被盐酸溶解生成 mgcl2，mgcl2能够水解生成挥发性的氯化氢，直接加热蒸发，不能得到无水mgcl2，故c错误；d. fe与水蒸气反应生成 fe3o4 ，故d错误；故选a。4【答案】a【解析】铜和浓硝酸反应生成no2、n2o4、no，这些气体再和氧气反应生成硝酸，即铜失去电子最终给了氧气，因此根据得失电子数目守恒，n(cu)2=1.684/22.4，解得n(cu)=0.15mol，发生cu22oh=cu(oh)2，消耗的氢氧化钠物质的量为2n(cu)=0.3mol，即消耗氢氧化钠的体积为0.31000/5ml=60ml，故选项a正确。5【答案】c【解析】a铁很容易生锈，铝的活泼性比铁强，铝比铁更耐腐蚀，这是因为铝在常温下与空气中的氧气发生化学反应，使铝的表面生成了一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止了内部的铝进一步氧化，故a错误；b等物质的量的al、fe分别与足量的盐酸反应，设金属的物质的量都是nmol，根据电子守恒可知生成氢气的物质的量之比为:=3：2，生成氢气的质量之比等于其物质的量之比，则产生h2的质量之比为：3：2，故b错误；c氢氧化铝、氢氧化亚铁不能通过氧化物化合反应直接制备，氢氧化铁可以通过化合反应直接制备，但也不能通过氧化物化合反应直接制备，故c正确；d铁与强碱溶液不反应，铝与强碱溶液反应放出氢气，故d错误；故选c。6【答案】b【解析】a项正确，例如：na与水反应生成naoh，naoh与盐酸反应生成nacl，电解熔融的nacl可得金属钠；b项错误，例如：al与氧气反应生成al2o3，而al2o3不能一步转化为al(oh)3 ；c项正确，例如：fe在氯气中燃烧生成fecl3，fecl3溶液与fe反应生成fecl2，fecl2溶液与zn反应可得fe；d项正确，例如：cu与浓硫酸加热反应生成cuso4，cuso4溶液与bacl2溶液反应生成cucl2，cucl2溶液与zn反应可得cu。综上所述，符合题意的为b项。本题考查重要金属及其化合物的转化，属于基础知识，学习过程中应重视落实，形成知识体系，做到熟练答题。7【答案】b【解析】a. al(oh)3 加热分解生成 al2o3，可以通过一步反应完成，故a不选；b. sio2 不溶于水，不能通过一步反应完成， 故b正确；c. al 与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气 ，可以通过一步反应完成，故c不选； d. si与氢氧化钠溶液反应生成na2sio3和氢气，可以通过一步反应完成，故d不选；故选b。8【答案】d【解析】a.fe在常温下可被浓硝酸钝化，但在加热时能剧烈反应，a项正确；b.al、cl2均能和naoh溶液发生氧化还原反应，但al只作还原剂，而cl2既作还原剂又作氧化剂，b项正确；c.在酸性条件下no3-能氧化cu，c项正确；d.fe在一定条件下与水反应生成氢气和四氧化三铁，d项错误。答案选d。9【答案】b【解析】a. 盐酸与五种溶液均不反应，故a错误；b.五种溶液与 烧碱溶液作用现象分别是：无明显现象、先产生白色沉淀，后变成灰绿色，最后变成红褐色、红褐色沉淀、白色沉淀、先产生白色沉淀，碱过量后白色沉淀又消失，故b正确。 c.五种溶液与 氨水作用现象分别是：无明显现象、先产生白色沉淀，后变成灰绿色，最后变成红褐色、红褐色沉淀、白色沉淀、白色沉淀，mgcl2、alcl3产生的现象相同，故c不正确。 d. kscn 溶液只能与fecl3呈血红色，d不正确。故选b。10【答案】c【解析】a、盐酸先与naoh反应，不立即产生气泡。a现象不合理；b、先发生al34oh=alo22h2o，后al33alo26h2o=4al(oh)3 ,先无沉淀，后产生沉淀，b现象不合理；c、2fe32i=i22fe2 ,i2遇到淀粉呈蓝色。c正确；d、fe2 会被氧化成fe3 ，生成fe(oh)3 ，呈红褐色，d不正确。故选c。11【答案】c【解析】金属冶炼的难易与金属的活泼性有关，铜不活泼，在加热条件下可用碳置换，使用较早，而铝的性质比较活泼，用一般的还原剂不能将之置换，一般用电解法，使用较晚，与金属化合物的其它性质无关，答案选c。注意把握金属冶炼的一般原理，学习中注意常见金属的冶炼方法是解答的关键。金属的冶炼一般是依据金属的活泼性选择相应的方法，常见金属冶炼的方法有：1.热分解法：适用于不活泼的金属,如汞可用氧化汞加热制得；2.热还原法：用还原剂(氢气，焦炭，一氧化碳，活泼金属等)还原；3.电解法：适用于k、ca、na、mg、al等活泼金属；4.其他方法：如cuso4+fecu+feso4。12【答案】d【解析】因横坐标表示加入naoh溶液的体积，纵坐标表示反应生成沉淀的质量，则向fe 2 （so 4 ） 3 和al 2 （so 4 ） 3 的混合溶液中，逐滴加入naoh溶液，发生fe 3+3oh-fe（oh）3、al3+3oh-al（oh）3，则沉淀的质量一直在增大，直到最大；然后发生al（oh）3+oh-alo2-+2h2o，沉淀的质量减少，但氢氧化铁不与碱反应，则最后沉淀的质量为一定值，显然只有d符合，故选d。考查化学反应与图象的关系，明确图象中坐标及点、线、面的意义，结合物质的溶解性来分析解答，注意氢氧化铝能溶于强碱但不溶于弱碱，可能发生的反应根据发生的反应fe 3+3oh-fe（oh）3、al3+3oh-al（oh）3、al（oh）3+oh-alo2-+2h2o来分析。13【答案】c【解析】溶液无色，则一定不存在铁离子。向该溶液中加入铝粉，只放出h2，如果溶液显酸性，则存在的离子是氢离子、铵根、钡离子、铝离子、氯离子；如果显碱性，则可以大量存在的是钡离子（或碳酸根，二者不能同时存在）、氯离子、氢氧根、硝酸根，因此溶液中能大量存在的离子最多有五种，答案选c。14【答案】a【解析】试题分析：wg铁粉和铝粉的混合物，和过量的naoh反应，然后过滤，滤渣为fe，放入蒸发皿中完全灼烧后最终应生成fe2o3，取出蒸发皿中的物质称量仍为wg，则铝粉的质量等于fe2o3中o元素的质量，则有原混合物中铝粉的质量分数为：100%=30%，答案选a。15【答案】（1）漏斗；naoh或koh；h2so4；（3）alo2-、cl-、oh-；（4）na2sio3；（5）fe+2fe3+=3fe2+；（6）60%。【解析】煤矸石经预处理后含sio2、al2o3、fe2o3，向其中加入盐酸，会发生反应：al2o3+6hcl= 2alcl3 +3h2o；fe2o3+6hcl=2fecl3+3h2o, sio2是酸性氧化物，难溶于水，过滤，滤渣为sio2，滤液中含有alcl3、fecl3及过量的hcl；向滤液中加入过量的naoh溶液，发生反应：alcl3+4naoh= naalo2+ 3nacl +2h2o；fecl3+3naoh=fe(oh)3+3nacl。过滤，滤渣c是fe(oh)3，用足量的硫酸溶解，发生反应：2fe(oh)3+ 3h2so4=fe2(so4)3+6h2o，向其中加入足量的铁粉，发生反应：fe2(so4)3+fe=3feso4，然后蒸发浓缩，冷却、结晶，就得到绿钒feso47h2o。（1）过滤操作需要用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒还有漏斗；（2）所选试剂x是naoh或koh；y是h2so4；（3）滤液b中含有阴离子有alo2-、cl-、oh-；（4）滤渣sio2可以与naoh发生反应产生硅酸钠，该物质容易溶于水，有粘性，有阻燃性，是木材的防火剂，该防火剂的化学式为na2sio3。（5）根据原子守恒、电子守恒。可得由溶液d转化为溶液e的离子方程式为fe+2fe3+=3fe2+；（6）绿钒的物质的量是n(feso47h2o)= 83.4g 278 g/mol=0.3mol，根据铁元素守恒可知n(fe2o3)=1/2 n(feso47h2o)=1/20.3mol=0.15mol，则m(fe2o3) =0.15mol160g/mol=24g，所以原40g煤矸石中fe2o3的质量分数为(24g40g)100=60。16【答案】（1）第三周期第a族 h+alo2-+h2oal(oh)3al3+3oh-（2）koh+hbro4kbro4+h2o（3）fe3+3scn-fe(scn)3 不变（4）fe3+更易与f-结合，所以再滴加kscn时，溶液不呈红色，再滴加足量fecl3时，fe3+又与scn-结合，生成fe（scn）3，所以又呈现红色。(2分)【解析】（1）铝为13号元素，在周期表中的位置是第三周期第a族；铝元素的最高正价为+3价，其最高价氧化物对应水化物氢氧化铝为两性氢氧化物，电离方程式为h+alo2-+h2oal(oh)3al3+3oh-。（2）铁为26号元素，铁原子的结构示意图。铁元素在元素周期表中位于第四周期，与铁同周期的主族元素中，最高价氧化物对应水化物中，碱性最强的化合物为koh，酸性最强的化合物为hbro4，二者反应的化学反应方程式为koh+hbro4kbro4+h2o。（3）在fec13稀溶液中滴加kscn溶液后呈红色生成fe(scn)3，反应的离子方程式是fe3+3scn-fe(scn)3；根据上述反应方程式知在其中加入少量kcl固体，对上述平衡无影响，溶液的颜色不变。（4）若先往fecl3溶液中加入足量naf溶液，再滴加溶液，则不呈红色，若再加入足够量fec13溶液，又会呈现红色。原因是fe3+更易与f-结合，所以再滴加kscn时，溶液不呈红色，再滴加足量fecl3时，fe3+又与scn-结合，生成fe（scn）3，所以又呈现红色。17【答案】（1）溶液呈蓝色、有红棕色气体产生；（2）cu(no3)2 ；（3）取最后一次洗涤液少许与试管中，加入盐酸酸化的bacl2溶液，若没有白色沉淀生产，则洗涤干净；（4）n（co32-）=n（co2）=0.448l22.4moll-1=0.02 mol，灼烧最终得到的固体是cuo,n（cu2+）=n（cuo）=2.400 g / 80 gmol-1=0.03 mol根据电荷守恒：n（cu2+）2=n（oh-）+n（co32-）2，n（oh-）= n（cu2+）2-n（co32-）2=0.03 mol2-0.02mol2=0.02mol ，n（h2o）=（3.640g-0.03mol64gmol-1-0.02mol17gmol-1-0.02mol60gmol-1）/18gmol-1=0.01mol，x:y:z:n=0.03mol: 0.02mol: 0.02mol: 0.01mol=3:2:2:1，晶体的化学式为cu3(oh)2(co3)2h2o或cu(oh)22cuco3h2o。【解析】（1）铜不与稀硫酸反应，而与硝酸反应，其离子反应方程式为：3cu8h2no3=3cu24h2o2no，观察到的现象是：溶液呈蓝色，no遇到氧气生成no2，因此观察到有红棕色气体产生；（2）根据（1）中离子反应方程式，可能含有的杂质为cu(no3)2；(3)绿色晶体表面含有的杂质可能是na2so4，因此检验沉淀是否洗净，具体操作是：取最后一次洗涤液少许与试管中，加入盐酸酸化的bacl2溶液，若没有白色沉淀生产，则洗涤干净；（4）加入盐酸发生的反应是生成的气体为co2，根据碳原子守恒，n(co32)=n(co2)=448103/22.4mol=0.02mol，灼烧最终得到的固体是cuo，根据铜元素守恒，n(cu2)=n(cuo)=2.4/80mol=0.03mol,根据电荷守恒或化合价代数和为0，推出n(oh)=0.02mol，3.64g是铜、oh、co32、h2o的总质量，则n(h2o)=0.01mol，因此有 x:y:z:n=0.03mol: 0.02mol: 0.02mol: 0.01mol=3:2:2:1，晶体的化学式为cu3(oh)2(co3)2h2o或cu(oh)22cuco3h2o。18【答案】（1）al2o3+2oh=2alo2+h2o；（2）制作耐火实验仪器（如耐火坩埚、耐火管等）、工业冶炼铝、装饰品（红宝石、蓝宝石等）或其他合理答案；（3）fe(oh)3、mg(oh)2，2alo2-+co2+3h2o=2al(oh)3+co32- ；(4)过量的硫酸会将生成的氢氧化铝转化为al3+，2hco3+2oh-+ca2+=caco3+2h2o+ co32-；(5)取最后一次洗涤液，加入稀盐酸，若无明显现象则表明已经洗涤干净（或其他合理答案）；（6）104。【解析】（1）fe2o3、mgo属于碱性氧化物，al2o3属于两性氧化物，al2o32oh=2alo2h2o；（2）氧化铝熔沸点高，可以做耐高温材料，因此制作耐火实验仪器（如耐火坩埚、耐火管等），氧化铝是工业冶炼铝的原料等；（3）溶液b中金属阳离子是al3、fe3、mg2，和氢氧化钠反应生成mg(oh)2、fe(oh)3，而al(oh)3表现两性，与过量的naoh溶液反应生成naalo2，因此沉淀是：mg(oh)2、fe(oh)3，碳酸的酸性al(oh)3，利用酸性强的制取酸性弱，因此有：2alo2-+co2+3h2o=2al(oh)3+co32- ；（4）氢氧化铝溶解到硫酸中转化成al3，而氢氧化铝不溶于碳酸，因