3.2 金属材料—高一化学人教版(2019)必修一课时优化训练(含解析)

3.2 金属材料—高一化学人教版(2019)必修一课时优化训练
1.将5.1 g镁铝合金投入500 mL 的盐酸中,金属完全溶解,再加入的NaOH溶液,若要生成的沉淀最多,则应加入NaOH溶液的体积是( )
A.200 mL B.250 mL C.425 mL D.560 mL
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溶液除去粉末中少量的
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,适用于厨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.镧镍(La-Ni)合金能大量吸收形成金属氢化物,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.①②③ B.都不能 C.②③ D.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
A 加入盐酸 产生无色气体,含铝、铁、镁三种金属
B 加入NaOH溶液 有无色气体产生,含有镁、铝两种金属
C 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,一定只含有镁
D 用盐酸溶解并放置一会儿后,加入KSCN溶液 溶液呈红色,含有铁
A.A B.B C.C D.D
6.过氧化钙()可用于治理赤潮、应急供氧等。2.76 g 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140 ℃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.能与水发生反应,反应的化学方程式为
B.该样品杂质的含量约为21.7%
C.在350 ℃时,剩余固体(杂质除外)的化学式为Ca
D.在60 ℃时,中x=2
7.有关如下流程的判断中正确的是( )
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
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
8.下列关于实验现象的描述或判断不正确的是( )
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
C.根据甲中的现象可以判断与Al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,说明有生成
9.某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. B.
C. D.
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(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,待其冷却后,加入足量盐酸,测得生成气体的体积为(标准状况下)。则等于( )
A.1:1 B.1:2 C.2:3 D.3:4
11.据报道,纳米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.纳米材料属于胶体
C.在反应②中被还原
D.可以表示为,属于纯净物
12.按要求回答下列问题:
(1)溶液分别恰好使相同体积的硫酸铁、硫酸铜两种溶液中的完全转化成沉淀,则硫酸铁、硫酸铜两种溶液的物质的量浓度之比是__________。
(2)某物质A加热时发生分解反应:,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,在一定量中恰好完全发生反应:,冷却后,在标准状况下测得生成物的体积为672 mL(1表示液态,g表示气态)。
①反应前在标准状况下的体积是__________。
②在分子中,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200 mL某物质的量浓度的NaOH溶液中缓慢通入一定量的,充分反应后,得到和的混合溶液,向所得溶液中逐滴滴加的盐酸,所得气体体积与所加盐酸体积的关系如图所示。
①OA段发生反应的化学方程式为__________。
②NaOH溶液物质的量浓度为__________。
③混合溶液中和的质量比是__________。
13.铝镁合金是飞机制造、化工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________________。
【实验步骤】
(2)称取10.8 g铝镁合金粉末样品,溶于体积为V、物质的量浓度为的NaOH溶液中,样品完全反应。则NaOH溶液的体积______mL。
【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5.1 g,测得氢气体积为5.6 L(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:将镁铝合金投入的盐酸中,金属完全溶解,发生反应:、,存在关系式、。再加人的溶液,要使生成的沉淀最多,则溶液中不存在剩余的盐酸,且完全沉淀,则存在关系式、,联立可得关系式,即加人的物质的量等于原盐酸中的物质的量,即,选B。
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;镧镍合金能大量吸收形成金属氢化物,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,从而计算出镁的质量,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:过氧化钘能用于应急供氧,能与水发生反应放出氧气,反应的化学方程式为,A正确;在时恰好完全脱水,则结晶水的质量为,设样品中的质量为,可列式:
,,杂质的质量为,该样品杂质的含量为,B正确;样品中钙元素的质量为,根据质量守恒定律,在时,剩余固体中氧元素的质量为,所以剩余固体的化学式为,C错误;设的摩尔质量为,根据钙元素 恒,,由题图知,在时,,则中,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中过量,则产生的阴离子不可能主要为,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坩埚中进行,C项错误;
反应①为铝土矿中的氧化铝溶于强碱溶液生成的反应,D项正确。
8.答案:A
解析:Al易被氧化生成,甲中铝表面的先与NaOH溶液反应,不生成气体,反应完后,A1再与溶液反应生成;乙中被砂纸打磨过,因此铝表面没有,直接与溶液反应生成,A错误。乙中与溶液反应生成和,反应的化学方程式为,B正确。甲中的现象为开始无气泡,一段时间后产生气泡,可以判断与均能与溶液反应,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,说明有生成,D正确。
9.答案:B
解析:能与反应生成的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性。酸性条件下,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;在酸性和碱性条件下都不能大量存在,C错误;在碱性条件下不能大量存在,在酸性条件下不能大量存在,且与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:,则,故。
11.答案:AD
解析:反应③中FO(OH)转化为,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,而纳米是纯净物,B不合理;反应②中转化为FeO(OH),没有元素化合价的变化,没有物质被还原,C不合理;可以表示为,属于纯净物,D合理。
12.答案:(1)1:3
(2)120
(3)①672
②3:8
(4)①

③53:42
解析:(1)与发生反应:,溶液分别恰好使相同体积的硫酸铁、硫酸铜两种溶液中的完全转化成沉淀,说明两溶液中相等,根据关系式:知,,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1:3。
(2)令A的物质的量为,由化学方程式:,可知混合气体总物质的量为,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,混合气体总质量,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,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,反应前在标准状况下的体积是672mL。
②设X、Y的摩尔质量分别为,由分子中两元素的质量比是3:16知,,,则X、Y两元素的摩尔质量之比为3:8。
(4)①加入盐酸时开始生成气体,OA段发生的反应的化学方程式为。②点时溶质只有,,溶液物质的量浓度为。
③由①中分析知,混合溶液中的物质的量为,AB段发生反应的化学方程式为,则混合溶液中的物质的量为,混合溶液中和的物质的量之比为1:1,混合溶液中和的质量比是53:42。
13.答案:(1)
(2)100
(3)E;D;G
(4)①平衡气体压强,使分液漏斗中的稀硫酸能顺利滴下:消除加入稀硫酸的体积所带来的氢气体积误差
②53%
解析:(1)铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠与氢气,发生反应的离子方程式为。
(2)根据化学方程式可知,反应消耗的物质的量与相等,假设合金中的质量分数是0,则10.8 g完全是,其物质的量,则,需溶液的体积为,故。
(3)合金与酸发生反应,用排水量气法测定生成的氢气的体积,其中盛水的试剂瓶导管应该要短管进长管出,利用气体产生的压强,将集气瓶中的水排入量筒,量筒中水的体积就是生成氢气的体积,量筒内导管应伸入量筒底部,故最简易的装置连接顺序为A接E,D接G。
(4)①装置中橡胶管a的作用是保持分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等,使稀硫酸在重力作用下能顺利滴下;滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积,从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差。
②标准状况下5.6 L 的物质的量,假设5.1 g合金中Al、Mg的物质的量分别是x mol、y mol,可得关系式:27x+24y=5.1,1.5x+y=0.25,解得x=0.1、y=0.1,则合金中Al的质量为,所以Al的质量分数为。

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