金属材料（课时优化训练）-高一化学人教版必修一（含解析）

3・2金属材料一高一化学人教版（2019）必修一课时优化训练

1.将5.1g镁铝合金投入500mL2.0mol17的盐酸中，金属完全溶解，再加入40moi.「的

NaOH溶液，若要生成的沉淀最多，则应加入NaOH溶液的体积是（）

A.200mLB.250mLC.425mLD.560mL

2.下列关于铝及其化合物的性质、用途的说法错误的是（）

A.纯铝的硬度和强度较小，不适合用于制造机器零部件

B.可用NaOH溶液除去FC?。,粉末中少量的人12。3

C.铝合金是用来制造飞机和宇宙飞船的理想材料

D.铝制品价廉易得，适用于辰房蒸煮和长期存放碱性食物

3.金属和合金是生活中常用的材料。下列说法中正确的是（）

A.不锈钢是铁合金，只含金属元素

B.翎锲（La-Ni）合金能大量吸收H?形成金属氢化物，可作储氢材料

C.目前世界上使用量最大的合金是铝合金

D.常温下，铁粉可以与水发生置换反应得到氢气

4.现有一块已知质量的镁铝合金，欲测定其中镁的质量分数，几位同学设计了以下三种不同

的实验方案：

①镁铝合金一^测定生成的气体在标准状况下的体积；

②镁铝合金测定生成的气体在标准状况下的体积；

③镁铝合金一心溶液过滤，洗涤、干燥后测定得到沉淀的质量。

其中能测定出镁的质量分数的是（）

A.①②③B.都不能C.②③D.仅①

5.易拉罐的主要成分为铝合金，其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。为确定铝合金中金属

的成分，现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案、现象与结论均正确的是（）

选项实验方案现象与结论

产生无色气体，含铝、铁、镁三

A加入盐酸

种金属

有无色气体产生，含有镁、铝两

B加入NaOH溶液

种金属

加入盐酸后，向所得溶液中再加入

C产生白色沉淀，史只含有镁

少量NaOH溶液

用盐酸溶解并放置一会儿后，加入

D溶液呈红色，含有铁

KSCN溶液

A.AB.BC.CD.D

6.过氧化钙（CaO2）可用于治理赤潮、应急供氧等。2.76gCaO?・8H2。样品（含杂质）受热

分解过程的热重曲线（样品质量随温度变化曲线，在时恰好完全脱水，杂质受热不分

解）如图所示。已知：常温下干燥的过氧化钙很稳定，在350℃时能迅速分解。下列说法不

正确的是（）

A.CaO2能与水发生反应，反应的化学方程式为2CaC）2+2H?O-2Ca（OH）2T

B.该样品杂质的含量约为21.7%

C.在350°C时，剩余固体（杂质除外）的化学式为Ca

D.在60℃时，CaC^xH2。中产2

7.有关如下流程的判断中正确的是（）

NaOH溶液过斑CO,冰晶石

A.流程中涉及的反应均为非氧化还原反应

B.反应②产生的阴离子主要为CO；-

C.实验室中完成反应③应在蒸发皿中进行

D.反应①的离子方程式为AI2O3+2OH+3H2O♦2[Al(OH)J

8.下列关于实验现象的描述或判断不正确的是（）

的4工-NaOH溶液砂纸打磨日-NaOH溶液

冗片、图过的铝片卡

甲乙

A.甲、乙中均立即产生无色气泡

B.乙中发生反应的化学方程式为2Al+2NaOH+6Hq-2Na[Al（OH）J+3H2T

C.根据甲中的现象可以判断Aiq与AI均能与NaOH溶液反应

D.一段时间后将点燃的木条伸入两试管中，均能听到爆鸣声，说明有H?生成

9.其澄清溶液放入被打磨过的铝片后有氢气产生，则下列离子在该溶液中一定能大量共存的

是（）

-

A.Na\K\NO；.[A1（OH）4]B.Na\K\CWSO；

C.Na\HCO；、SO；，Ca2+D.Fe2\K\CIO、CP

10.现有一定量由氧化铁和铝组成的混合物，某实验小组用该混合物分别进行如下实验：①取

样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成气体的体积为〃L（标准状沉下）；②

另取样品，高温条件下氧化铁和铝恰好完全反应，化学方程式为

高温

2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe,待其冷却后，加入足量盐酸，测得生成气体的体积为cL（标

准状况下）。则c：。等于（）

A.l:lB.l:2C.2:3D.3:4

11.据报道，纳米FeQ,晶体材料可以作为核磁共振造影增强剂用于疾病的诊断，也可以作为

药物载体用于疾病的治疗，其制备过程如下图所示。下列叙述中合理的是（）

A.反应③中CO做还原剂

B.纳米FeQ4材料属于胶体

C.在反应②中FeCh-6也0被匚^-H还原

D.FeQ,可以表示为FeO-Fe2（）3，属于纯净物

12.按要求回答下列问题：

（1）lOmLO.lmoll-BaCU溶液分别恰好使相同体积的硫酸铁、硫酸铜两种溶液中的SO：

完全转化成沉淀，则硫酸铁、硫酸铜两种溶液的物质的量浓度之比是o

（2）某物质A加热时发生分解反应：2A『2B+C+3D,产物均为气体，测得相同条件下

由生成物组成的混合物气体对的相对密度为20,则反应物A的相对分子质量为

（3）一定量的液态化合物XY?,在一定量0?中恰好完全发生反应：

XY2（l）+3O2（g）=XO2（g）+2YO2（g）,冷却后，在标准状况下测得生成物的体积为672mL

（1表不液态，g表示气态）C

①反应前。2在标准状况下的体积是__________。

②在XY?分子中，x、Y两元素的质量比为3:16,则X、Y两元素的摩尔质量之比为

（4）向200mL某物质的量浓度的NaOH溶液中缓慢通入一定量的CO2,充分反应后，得到

Na2cO,和NaHC（）3的混合溶液，向所得溶液中逐滴滴加2moi的盐酸，所得气体体积与

所抑盐酸体积的关系如图所示。

①OA段发生反应的化学方程式为o

②NaOH溶液物质的量浓度为o

③混合溶液中Na2c0,和NaHCO3的质量比是__________。

13.铝镁合金是飞机制造、化二生产等行业的重要材料。某研究性学习小组的同学，为测定某

铝镁合金（不含其他元素）中铝的质量分数，设计了下列两种不同实验方案进行探究。回答

下列问题：

【方案一】

【实验方案】将铝镁合金与足量NaOH溶液反应，测定剩余固体质量。

（1）实验中发生反应的离子方程式是________________o

【实验步骤】

（2）称取10.8g铝镁合金粉末样品，溶于体积为匕物质的量浓度为4.0mol的NaOH溶

液中，样品完全反应。则NaOH溶液的体积K..mLo

【方案二】

【实验方案】将铝镁合金与足量稀硫酸反应，测定生成气体的体积。

【实验步骤】

（3）同学们拟选用下列实验装置完成实验：

你认为最简易的装置连接顺序是A接（）,（）接（）,

（）接（）（填接口字母，注意：可不填满）

（4）仔细分析实验装置后，同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差：稀硫酸滴入锥形瓶

中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大；实验结束时，连接试剂

瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小。于是他们设计了如图所示的实验装

置。

①装置中橡胶管a的作用是_______________。

②若实验所用铝镁合金的质量为5.1g,测得氢气体积为5.6L（标准状况），则合金中铝的

质量分数为（保留两位有效数字）。

答案以及解析

1.答案：B

解析：将5.1g镁铝合金投入500mL2.0mol.厂的盐酸中，金属完全溶解，发生反应：

Mg+2HCI=MgCl2+H2T,2A1+6HCP_2A1C13+3H2T,存在关系式2HC1〜MgQ2、

3HC1〜A1CJ。再加人Nmol】」的NaOH溶液,要使生成的沉淀最多,则溶液中不存在剩

余的盐酸，且Mg2+、A产完全沉淀，则存在关系式MgC%〜2NaOH、AIC13-3NaOH,联立

可得关系式HC1〜NaOH,即加人NaOH的物质的量等于原盐酸中HC1的物质的量，即

wz八口、V(盐酸)V(盐酸)0.5Lx2.0mol•口八“八

V(NaOH)=-------------------=------------------：——=0.25L=250mTL,选B。

c(NaOH)4.0mol-L-1

2.答案：D

解析：制造机器零部件要求材料硬度高、强度大，A项正确：氧化铁不与氢氧化钠溶液反

应，氧化铝为两性氧化物，与氢氧化钠溶液反应，B项正确；铝合金硬度高、质量轻，是用

来制造飞机和宇宙飞船的理想材料，C项正确；铝能与酸、强碱发生反应，铝制品不能长期

存放酸性或碱性较强的食物，D项错误。

3.答案：B

解析：不锈钢是铁合金，主要成分为铁，还含碳及其他金属，故A错误；锢银合金能大量吸

收由形成金属氢化物，将这些金属氢化物加热，它们又会分解，将储存在其中的H?释放出

来，因此该合金可作储氢材料，故B正确；目前世界上使用量最大的合金是钢铁，而不是铝

合金，故C错误；高温下，铁粉可以与水蒸气发生置换反应得到氢气和四氧化三铁，而不是

常温，故D错误。

4.答案：A

解析：已知镁铝合金的质量，①中依据氢气的体积可列方程组计算出镁的质量、铝的质量，

从而计算出镁的质量分数；②中依据氢气的体积可计算出铝的质量，从而计算出钱的质量，

进而计算出镁的质量分数；③中沉淀为氢氧化镁，由元素质量守恒可计算出镁的质量，由此

计算出镁的质量分数。因此三个实验方案均可测定出Mg的质量分数。

5.答案：D

解析：铝、铁、镁都能和盐酸反应产生气体，故不能确定含有铝、铁、镁三种金属，A项错

误；铝、铁、镁中只有铝可与NaOH溶液反应生成无色气体，不能证明含有Mg,B项错误；

加入盐酸后，向所得溶液中再加入少量NaOH溶液产生白色沉淀，则合金中可能含有镁、铝

或二者都有，C项错误；铁单质与盐酸反应生成亚铁离子，在空气中放置一会儿，亚铁离子

易被氧化为铁离子，在溶液中滴加KSCN溶液，溶液呈红色，D项正确。

6.答案：C

解析：过氧化钳能用于应急供氧，CaO?能与水发生反应放出氧气，反应的化学方程式为

2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2-FO2TO2T,A正确；在1409时恰好完全脱水，则结晶水的质

量为2.76g-1.32g=1.44g,设样品中CaO2・8凡0的质量为,可列式:

△

CaO2-8H2O^=CaO2+8H2O

216144

a1.44g

〃=2.16g,n(Ca02-8H20)=0.01mol,杂质的质量为2.76g—2.16g=0.6g,该样品杂质的含

量为黑区xl°0%”2L7%，B正确；2.76g样品中钙元素的质量为0.4g，根据质量守恒定

律，在350℃时，剩余固体中氧元素的质量为1.16g—0.6g—0.4g=0.16g,〃(O)=0.01mol所

以剩余固体的化学式为CaO,C错误；设CaO25Hq的摩尔质量为Mg.moL,根据钙元素

齐恒，«(CaO2xH2O)=0.01mol,由题图知，在60℃时0.68+0.01加8=1.688，必=108,

则Cao2，工耳。中x=2,D正确。

7.答案：D

解析：反应④(由氧化铝生成铝)是氧化还原反应，A项错误；

反应②中CO2过量，则产生的阴离子不可能主要为CO：,B项错误；

反应③为灼烧氢氧化铝固体使其分解，实验室中完成该反应应在地烟中进行，C项错误；

反应①为铝土矿中的氧化铝溶于强碱溶液生成A1O?的反应，D项正确。

8.答案：A

解析：A1易被0?氧化生成Aiq,，甲中铝表面的Ak。,先与NaOH溶液反应，不生成气体，

A1。,反应完后，A1再与NaOH溶液反应生成;乙中A1被砂纸打磨过，因此铝表面没有

AI2O3,Al直接与NaOH溶液反应生成H2,A错误。乙中A1与NaOH溶液反应生成

Na[Al(OH)j和H2,反应的化学方程式为2Al+2NaOH+6H20—2Na[Al(OH)4]+3H2T,B

正确。甲中的现象为开始无气泡，一段时间后产生气泡，可以判断ALO,与A1均能与NaOH

溶液反应，C正确。一段时间后将点燃的木条伸入两试管中，均能听到爆鸣声，说明有H2生

成，D正确。

9.答案：B

解析：能与A1反应生成H?的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性。酸性条件下，［AI(OH)4「

不能大量存在，A错误；在酸性和碱性条件下，四种离子都能大量存在，B正确；HCO；在酸

性和碱性条件下都不能大量存在，C错误；Fe2+在碱性条件下不能大量存在，C1CT在酸性条

件下不能大量存在，且Fe?+与CKT不能在溶液中大量共存，D错误。

10.答案：C

解析：该混合物中只有铝能与氢氧化钠溶液反应，铝与氧化铁反应后的生成物中只有铁能与

盐酸反应得到氢气，由题中涉及的反应可得到关系式：2AI~3H2,2A1〜Fe?O3〜2Fe~2H2，

2

贝=故c"=2:3。

3

11.答案：AD

解析：反应③中FO(OH)转化为Fes。」，铁元素的化合价部分降低，FeO(OH)做氧化

剂，CO做还原剂，A合理；胶体属于分散系，是混合物，而纳米FC3O4是纯净物，B不合

理；反应②中FeC§6H2。转化为FeO(OH),没有元素化合价的变化，没有物质被还原，C

不合理；Fe3O4可以表示为FeO-Fe?。-属于纯净物，D合理。

12.答案：(1)1:3

(2)120

(3)①672

②3:8

(4)①Na2coa+HCl-NaHCOa+NaCl

②3molL1

③53:42

解析：(1)Ba?+与SO：发生反应：Ba2++SO；--BaSOj，10mLO.lmoLUBad2溶液

分别恰好使相同体积的硫酸铁、硫酸铜两种溶液中的SO：完全转化成沉淀，说明两溶液中

”(SO；)相等，根据关系式：3SO：〜Fe2(SOj〜3CuSO«知，3M[FC2(SO4)3]=AI(CUSO4),

体积相同，物质的量浓度之比等于物质的量之比，则硫酸铁、硫酸铜两种溶液的物质的量浓

度之比是1：3O

(2)令A的物质的量为2mol,由化学方程式：2A-2B+C+3D,可知混合气体总物质的

量为2moi+1mol+3moi=6mol,混合气体对氢气的相对密度为20,则混合气体的平均摩尔

质量=2g・mo『x20=40g・mo广，混合气体总质量=6molx40g.mo『=240g,由质量守恒

定律可知A的质量等于混合气体总质量，故A的摩尔质量=黑=1208・01。尸，则反应物A

的相对分子质量为120。

(3)①根据化学方程式可知，反应前后气体的总体积不变，反应前。2在标准状况下的体积

是672mLo

②女X、Y的摩尔质量分别为X、Y,由XY2分子中X、Y两元素的质量比是3:16知，

3]6'3

一：一二1：2,-=则X、Y两元素的摩尔质量之比为3:8。

xy8

(4)①加入盐酸100mL时开始生成气体，OA段发生的反应的化学方程式为

Na2CO3+HC1_NaHCO3+NaClo②点时溶质只有NaCl,

n(NaCl)=n(HCl)=0.3Lx2mol-L'1=0.6mol=n(NaOH),NaOH溶液物质的量浓度为

0.6mol,

m=3mol-L-1

U・NJL^o

③由①中分析知，混合溶液中Na2cO3的物质的量为O.lLx2moinoimol,A8段发生反

应的化学方程式为NaHCQ,+HCl=_NaCl+H2O+CO21,则混合溶液中NaHCO,的物质的

量为(0.3L—0.1L)x2molL-0.2mol=0.2mol,混合溶液中Na2co,和NaHCO.的物质的量

之比为1:1,混合溶液中Na2cO、和NaHCOi的质量比是53:42。

-

13.答案：(1)2AI+2OH-+6H2O=2[A1(OH)4]+3H2T

(2)100

(3)E；D；G

(