資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
3.2金屬材料
學校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________
一、單選題
1．下列說法正確的是
A．Al2O3難溶于水，不跟水反應，所以它不是Al(OH)3對應的氧化物
B．因為Al2O3是金屬氧化物，所以它是堿性氧化物
C．Al2O3屬于兩性氧化物
D．Al2O3能與所有的酸、堿溶液反應
2．小明家收藏了一尊清末的鋁制佛像，至今保存完好。其未被銹蝕的主要原因是（ ）
A．鋁不易發生化學反應
B．鋁的氧化物易發生還原反應
C．鋁不易被氧化
D．鋁易被氧化，但氧化鋁膜具有保護內部鋁的作用
3．生鐵的熔點是1100～1200℃，則可推斷純鐵的熔點是
A．1085℃ B．1160℃ C．1200℃ D．1535℃
4．將4.6g鈉單質溶于95.4g水中配成溶液中溶質的質量分數為
A．7.8% B．8% C．大于8% D．小于8%
5．下列有關金屬鈉的說法正確的是
A．鈉在空氣中燃燒生成氧化鈉
B．金屬鈉著火時，可用細沙覆蓋滅火，也可用水滅火
C．將鈉投入滴有紫色石蕊試液的水中，水溶液變為紅色
D．將4.6 g Na投入95.4g水中，所得溶液中溶質的質量分數大于8.0%
6．將12.8g銅粉加到400mL 2mol/L的溶液中，充分反應后，下列說法正確的是(假設溶液總體積不變)
A．溶液中產生了黑色固體
B．氧化產物與還原產物的物質的量之比為1：2
C．溶液中的物質的量濃度為
D．溶液中和物質的量之比為1：2
7．將4.3gNa、Na2O、Na2O2的混合物與足量水反應，在標準狀況下得到672ml混合氣體，將該混合氣體通過放電恰好反應，則原混合物中Na、Na2O、Na2O2的物質的量之比為
A．1:2:1 B．1:1:1 C．.1:3:1 D．4:3:2
8．將11.5g鈉、9g鋁、28g鐵分別投入200 1 的鹽酸中，下列說法正確的是
A．鈉與鹽酸反應最劇烈，產生的氣體最多
B．鋁與鹽酸反應的速率僅次于鈉，但產生的氣體最多
C．鐵與鹽酸反應產生的氣體比鈉多
D．反應結束時產生的氣體一樣多
二、填空題
9．鈉、鋁和鐵是中學化學常見的三種重要金屬。請回答下列問題：
(1)常溫下，鈉在空氣中被氧化生成 (填“Na2O”或“Na2O2”)；
(2)Al2O3能溶于酸或強堿溶液生成鹽和水，則是一種 (填“酸性”“堿性”或“兩性”)氧化物；
(3)Fe(OH)3不溶于水，但能溶于酸，請寫出Fe(OH)3與鹽酸反應的離子方程式： 。
10．實驗室中為進行有關氯氣的性質實驗，需要4瓶體積為100mL的氯氣。(常溫下，氯氣的密度為2.91g/L。)
(1)制取4瓶氯氣，理論上需要的質量是 。
(2)實際稱取的固體的質量必須適當多于理論量，主要原因是 。
11．某同學對“鋁熱反應”的現象有這樣的描述：“反應放出大量的熱，并放出耀眼的光芒”、“紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中”。查閱《化學手冊》知：Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔點、沸點數據如表所示：
物質 Al Al2O3 Fe Fe2O3
熔點/℃ 660 2054 1535 1462
沸點/℃ 2467 2980 2750 ——
(1)該同學推測，鋁熱反應所得到的熔融物應是鐵鋁合金。理由是該反應放出的熱量使鐵熔化，而鋁的熔點比鐵低，此時液態的鐵和鋁熔合形成鐵鋁合金。你認為他的解釋是否合理： (填“合理”或“不合理”)。
(2)將鋁與Fe2O3混合后放入漏斗中，然后引發鋁熱反應的實驗操作是 。
(3)設計一個簡單的實驗方案，證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁。該實驗所用試劑是 ，反應的離子方程式為 。
(4)實驗室溶解該熔融物，下列試劑中最好的是___________(填序號)。
A．濃硫酸
B．稀硫酸
C．稀硝酸
D．氫氧化鈉溶液
12．鈉、鋁和鐵是三種重要的金屬，回答問題：
（1）三種金屬中，既能與鹽酸反應又能與溶液反應 （填化學式），寫出它與溶液反應的離子方程式 。
（2）三種金屬在一定條件下均能與水發生反應。寫出鐵與水蒸氣反應的化學方程式 。取一小塊金屬鈉放入滴有酚酞的水中，可觀察到的實驗現象是 。（填字母序號）。
①鈉浮在水面迅速反應
②鈉沉在水底迅速反應
③鈉熔成小球并迅速游動
④反應中可以聽到嘶嘶的響聲
⑤反應后的溶液變為紅色
A．①④⑤ B．②③④⑤ C．①③④⑤
三、計算題
13．在標準狀況下，11.2LCO和CO2的混合氣體的質量為20.4g，求混合氣體中CO和CO2的體積之比和質量之比 ？
四、解答題
14．鋁鐵及其化合物是中學化學常見的物質。由制鋁工業廢渣(主要含Fe、Ca、Al等的氧化物)制取聚合硫酸鐵鋁凈水劑的流程如下：
(1)寫出“濾渣”的主要成分 (寫化學式)。
(2)為了提高浸取率，可行的操作是 (寫出其中一條)，“操作”的名稱是 。
(3)寫出鋁的氧化物在“浸取”中發生的離子方程式 ，從氧化還原角度看，在該操作中表現出 性。
(4)聚合硫酸鐵鋁溶于水形成、膠體具有 作用，達到凈水的效果。
15．有A、B、C、D、E、F、G七種物質，它們的相互轉化關系如下圖（反應條件略，有些反應的產物和反應的條件沒有全部標出）。已知A、B、E是單質，其中A著火只能用干燥的沙土滅火，A在O2中燃燒的產物為G，B在常溫下為氣體，C俗名稱為燒堿，D為無色無味液體。
（1）寫出A、F的化學式 A F 。
（2）寫出A和D反應生成B和C的化學方程式 。
（3）寫出E與C、D反應生成的B和F的離子方程式 。
（4）寫出G與CO2反應的化學方程式 ，若有1mol的G參加反應，則轉移的電子數目為 。
16．某學習小組用如圖所示裝置測定鋁鎂合金中鋁的質量分數和鋁的相對原子質量。

(1)A中試劑為 。
(2)實驗前，先將鋁鎂合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是 。
(3)檢查氣密性，將藥品和水裝入各儀器中，連接好裝置后，需進行的操作還有：①記錄C的液面位置；②將B中剩余固體過濾，洗滌，干燥，稱重；③待B中不再有氣體產生并恢復至室溫后，記錄C的液面位置；④由A向B中滴加足量試劑。上述操作的順序是 (填序號)；記錄C的液面位置時，除平視外，還應 。
(4)B中發生反應的化學方程式為 。
(5)若實驗用鋁鎂合金的質量為a g，測得氫氣體積為b mL(已換算為標準狀況)，B中剩余固體的質量為c g，則鋁的相對原子質量為 。
《3.2金屬材料》參考答案
題號 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C D D C D B D A
1．C
【詳解】A項、Al2O3雖然難溶于水，不與水反應，但Al2O3和Al(OH)3中Al元素的化合價相同， Al2O3是Al(OH)3對應的氧化物，故A錯誤；
B項、Al2O3屬于兩性氧化物，故B錯誤；
C項、Al2O3屬于兩性氧化物，故C正確；
D項、Al2O3屬于兩性氧化物，與強酸、強堿反應，但不與弱酸、弱堿反應，故D錯誤；
故選C。
2．D
【分析】鋁的化學性質比較活潑，能和氧氣反應生成一層致密的氧化物薄膜，阻止鋁與氧氣的接觸，對鋁起到保護作用。
【詳解】A．鋁的活動性較強，屬于活潑金屬，易發生化學反應，故A錯誤；
B．鋁的氧化物氧化性較弱，難以在常溫下發生還原反應，故B錯誤；
C．鋁的化學性質比較活潑，易被氧化，故C錯誤；
D．鋁的化學性質比較活潑，易被氧化，但氧化鋁生成一層致密的氧化物薄膜，阻止鋁與氧氣的接觸，具有保護內部鋁的作用，故D正確；
答案選D。
3．D
【分析】合金的熔點通常比其成分金屬低。
【詳解】生鐵的熔點是1100～1200℃，生鐵是鐵和碳的合金，合金的熔點比純鐵的熔點低，所以鐵的熔點高于1200℃，選D。
4．C
【詳解】，，解得x=8，y=2，則配成溶液中溶質的質量分數為，故C符合題意。
綜上所述，答案為C。
5．D
【詳解】A．鈉在空氣中燃燒會生成淡黃色固體——過氧化鈉，A錯誤；
B．金屬鈉性質活潑，很容易與空氣中的水及氧氣發生反應，反應放出大量熱。因此金屬鈉著火時，可用細沙或干土覆蓋滅火，而不能用水滅火，否則會導致火勢加劇，不能達到滅火的目的，B錯誤；
C．將鈉投入滴有紫色石蕊試液的水中，金屬鈉會與溶液中的水反應產生的NaOH，而使溶液顯堿性，因此滴有紫色石蕊試液的水會由紫色變為藍色，C錯誤；
D．Na與水會發生反應：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。4.6 g鈉的物質的量是0.2 mol，其與足量水反應產生0.2 mol NaOH和0.1 mol H2。0.2 mol NaOH質量是8.0 g，反應前4.6 g Na與95.4g水的質量和為100 g，由于反應后會放出H2，使反應后得到的NaOH溶液質量小于100 g。由于反應得到溶質NaOH的質量是8.0 g，溶液質量小于100 g，故所得溶液中溶質的質量分數大于8.0%，D正確；
故合理選項是D。
6．B
【分析】銅與發生反應的離子方程式為：，12.8g銅粉的物質的量為=0.2mol，400mL 2mol/L的的物質的量為2mol/L×0.4L=0.8mol，顯然溶液中過量，據此分析解答。
【詳解】A．根據上述分析可知，銅粉溶解，鐵離子轉化為亞鐵離子，不會出現黑色固體，A錯誤；
B．氧化產物為銅離子，還原產物為亞鐵離子，兩者物質的量之比為1：2，B正確；
C．溶液中的物質的量濃度等于參加反應的的物質的量濃度，為，C錯誤；
D．溶液中剩余的的物質的量為0.8mol-=0.4mol，生成的物質的量為=0.4mol,所以兩者的物質的量之比為1:1，D錯誤；
故選B。
7．D
【詳解】鈉與水、過氧化鈉與水、氫氣與氧氣的反應方程式如下：2Na + 2H2O =2NaOH+ H2↑ ，2Na2O2 + 2H2O =4NaOH + O2↑，2H2 + O2 2H2O；將該混合氣體通過放電，恰好完全反應，說明氫氣和氧氣反應的物質的量之比恰好等于它們反應的計量數之比，即氫氣和氧氣的物質的量之比為2：1，由方程式可得鈉與過氧化鈉的關系式為：4Na～2H2～O2～2Na2O2，所以鈉與過氧化鈉的物質的量之比為4：2=2：1，而氧化鈉的物質的量不確定，顯然D中符合鈉與過氧化鈉的物質的量之比為2：1，故選項D正確。
8．A
【詳解】發生2Na＋2HCl=2NaCl＋H2↑，2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑，Fe＋2HCl=2FeCl2＋H2↑，根據化學反應方程式進行計算，假設金屬全部參加反應，消耗鹽酸的物質的量分別是mol=0.5mol、9×mol=1mol、28×mol=1mol，實際投入鹽酸的物質的量為200×10－3×1mol=0.2mol，顯然固體過量，鹽酸不足，但金屬鈉還能與水反應產生氫氣，因此金屬鈉產生的氫氣量最多，金屬鈉金屬性強于鋁和鐵，因此金屬鈉和酸反應速率最劇烈。
答案選A。
【點睛】本題考查常見金屬的性質以及方程式的計算，側重于學生的計算能力的考查，解答本題要注意鈉與水的反應，根據各物質的物質的量大小判斷反應的過量問題，在答題時不能忽略，n（Na）==0.5mol，n（Al）==mol，n（Fe）==0.5mol，n（HCl）=0.2L×1mol/L=0.2mol，三種金屬中鈉最活潑，與鹽酸反應最劇烈，結合反應的關系式判斷反應生成氫氣的體積大小。
9．(1)Na2O
(2)兩性
(3)Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
【詳解】（1）常溫下鈉在空氣中被氧化為生成Na2O；加熱條件下生成過氧化鈉；
（2）既能和酸反應生成鹽和水又能和堿反應生成鹽和水的氧化物叫兩性氧化物，Al2O3與酸、堿反應生成鹽與水，屬于兩性氧化物；
（3）Fe(OH)3與鹽酸發生中和反應，兩種化合物相互交換成分，生成氯化鐵和水，離子方程式為：Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O。
10．(1)1.43g
(2)裝置內會殘留氯氣無法完全收集
【詳解】（1）根據，4瓶體積為100mL的氯氣的物質的量與理論上需要的物質的量相等，的質量是 。
（2）實際操作中，裝置內會殘留氯氣無法完全收集，稱取的固體的質量必須適當多于理論量。
11．(1)合理
(2)加少量KClO3，插上鎂條并將其點燃
(3) NaOH溶液
(4)B
【詳解】（1）由表中數據可知，鋁的熔點遠遠低于鐵。則反應的高溫條件是鋁未反應的鋁熔化，與鐵水熔在一起，故解釋合理。
（2）引發鋁熱反應的實驗操作是加少量KClO3，插上鎂條并將其點燃。
（3）檢驗鐵鋁合金中是否含有鋁，可以利用鋁能與堿溶液反應，而鐵不能來檢驗，故實驗所用的試劑是NaOH溶液，鋁與NaOH溶液反應的離子方程式為。
（4）若用A、C溶解樣品會產生SO2、NO等有毒氣體，用D，則Fe不會與NaOH溶液反應，而用B既能將樣品全部溶解，又不會生成有害氣體，故選B。
12． C
【分析】(1)根據鋁能和強酸、強堿反應；金屬鋁與氫氧化鈉溶液反應生成了偏鋁酸鈉和氫氣，據此寫出反應的離子方程式；
(2) 鐵和水蒸氣在高溫下反應生成四氧化三鐵和氫氣；鈉的密度小于水的密度，鈉的熔點較低，鈉和水反應生成氫氣和氫氧化鈉，同時有大量熱量放出。
【詳解】(1)鋁和強酸、強堿反應生成可溶性鹽和氫氣；鋁與氫氧化鈉溶液反應，反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，該離子反應為；
答案為：Al；；
(2)高溫下，鐵和水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，反應方程式為；鈉的密度小于水的密度，反應時，鈉浮在水面上，鈉的熔點小于100℃，鈉和水反應生成氫氣和氫氧化鈉，反應后的溶液遇到酚酞會使酚酞變紅，同時放出的大量熱量使鈉熔成小球，生成的氣體使鈉受力不均，從而鈉四處游動，并聽到嘶嘶的響聲；答案選C。
13．1：4 7：44
【分析】利用解方程組求出CO和CO2的各自的物質的量，設CO的物質的量為x，CO2的物質的量為y，則：①(x+y) ×22.4L/mol=11.2L ②x ×28 g/mol+y ×28 g/mol=20.4g，然后利用V=n×Vm、m=n×M，計算出它們各自的質量和體積。
【詳解】設CO的物質的量為x，CO2的物質的量為y，則：①(x+y) ×22.4L/mol=11.2L
②x ×28 g/mol+y ×28 g/mol=20.4g 根據①式、②式得：x=0.1mol，y=0.4mol，則： V(CO)=0.1mol×22.4L/mol=2.24L，V(CO2)=0.4mol×22.4L/mol=8.96L；
m(CO)=0.1mol×28g/mol=2.8g，m(CO2)=0.4mol×44g/mol=17.6g；
故：V(CO)：V(CO2)=2.24L：8.96L=1：4，m(CO)：m(CO2)=2.8g：17.6g=7：44 。
【點睛】利用氣體體積、物質的量、氣體摩爾體積、摩爾質量之間的關系進行相關計算。
14．(1)
(2) 適當升高反應溫度(或充分攪拌、或將廢渣研磨成更小粒徑，或適當增大硫酸和過氧化氫的濃度等) 過濾
(3) 氧化
(4)吸附
【分析】加入稀硫酸將金屬氧化物反應生成硫酸鋁、硫酸鈣，加入過氧化氫將Fe2+氧化為Fe3+，濾渣是硫酸鈣，濾液是硫酸鋁和硫酸鐵，加熱聚合得到聚合硫酸鐵鋁；
【詳解】（1）氧化鈣和稀硫酸反應生成硫酸鈣，其微溶于水，“濾渣”的主要成分；
（2）為了提高浸取率，可行的操作是適當升高反應溫度或充分攪拌、或將廢渣研磨成更小粒徑，或適當增大硫酸和過氧化氫的濃度等；“操作”分離濾液和濾渣，名稱是過濾；
（3）“浸取”中氧化鋁和稀硫酸反應生成硫酸鋁和水，反應的離子方程式；加入將Fe2+氧化為Fe3+，在該操作中表現出氧化性；
（4）、膠體具有吸附性，能吸附水中固體雜質，可用于凈水。
15． Na NaAlO2 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑ 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 NA
【分析】C俗名稱為燒堿，應為NaOH，D為無色無味液體，應為H2O，由轉化關系可知A為Na，B為H2，E可與氫氧化鈉的水溶液反應生成氫氣，一般為Al，F為NaAlO2。
【詳解】（1）由以上分析可知A為Na，F為NaAlO2，故答案為：Na；NaAlO2；
（2）A和D反應生成B和C的反應為鈉和水的反應，化學方程式為2Na+2H2O═2NaOH+H2↑，
故答案為：2Na+2H2O═2NaOH+H2↑；
（3）E與C、D反應生成的B和F離子方程式為2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑，
故答案為：2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑；
（4）G與CO2反應的化學方程式為2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，反應中，2molNa2O2反應，轉移2mol電子，故若有1mol的G參加反應，則轉移的電子數目為NA，故答案為：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 ；NA。
【點睛】平時要注意對一些物質的俗稱進行記憶，例如NaOH俗稱燒堿、火堿、苛性鈉；NaHCO3俗稱小蘇打等。
16． NaOH溶液 除去鋁鎂合金表面的氧化膜 ①④③② 使D和C的液面相平 2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑
【分析】鋁能與強堿反應而鎂不能，利用這一特殊性質可達到實驗目的。測定合金中鋁的質量分數可稱取一定量合金樣品，測出其中鋁的質量；測量鋁的相對原子質量，可測其摩爾質量=鋁的質量/鋁的物質的量，測量生成氫氣體積可求鋁的物質的量。
【詳解】(1)A中試劑為強堿溶液，可以是NaOH溶液等。
(2)鋁、鎂都是活潑金屬，在空氣中表面形成致密氧化膜。實驗前，將鋁鎂合金在稀酸中浸泡片刻，就是要除去表面的氧化膜。
(3)實驗中需要測出樣品中鋁的質量、反應生成氫氣的體積。在檢查氣密性、藥品和水裝入儀器、連接好裝置后，①記錄C的液面位置；④由A向B中滴加足量試劑；③待B中不再有氣體產生并恢復至室溫后，記錄C的液面位置；②將B中剩余固體過濾，洗滌，干燥，稱重，即操作順序是①④③②。記錄C的液面位置時，應調整D管高度使D和C中液面相平，再平視讀數。
(4)試管B內，合金中的鋁與NaOH溶液反應的化學方程式為2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑。
(5)設Al的相對原子質量為x，則
2Al ~ 3H2
2x g 3×22.4 L
(a-c) g b×10-3 L
得x=。
【點睛】若不需測定鋁的相對原子質量（即已知），則A中試劑可為過量的稀硫酸。實驗中測量樣品質量和生成氫氣在標準狀況時的體積，則可計算合金中鋁的質量分數。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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