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
②
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。
