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2019-2020年高三化學(xué)一輪 3-1金屬的化學(xué)性質(zhì)、金屬材料課件 新人教版 一、選擇題 1．把一小塊金屬鈉放入下列溶液中，既能產(chǎn)生氣體又會(huì)出現(xiàn)白色沉淀的是 (　　) A．稀硫酸　　　　　　　　　 B．氫氧化鉀稀溶液 C．硫酸銅溶液 D．氯化鎂溶液 【解析】　A、B項(xiàng)中只產(chǎn)生氣體，C項(xiàng)中既產(chǎn)生氣體又產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。 【答案】　D 2．觀察是研究物質(zhì)性質(zhì)的一種基本方法。一同學(xué)將一小塊金屬鈉露置于空氣中，觀察到下列現(xiàn)象：銀白色變灰暗變白色出現(xiàn)液滴白色固體，下列說法正確的是 (　　) A．①發(fā)生了氧化還原反應(yīng) B．②變白色是因?yàn)樯闪颂妓徕c C．③是碳酸鈉吸收空氣中的水蒸氣形成了溶液 D．④只發(fā)生物理變化 【解析】　①4Na＋O2===2Na2O，屬于氧化還原反應(yīng)，故A項(xiàng)正確；②Na2O＋H2O===2NaOH，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；③中因NaOH易潮解，吸收空氣水蒸氣，表面形成溶液，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；④中發(fā)生反應(yīng)2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】　A 3．所謂合金就是不同種金屬(也包括一些非金屬)在熔化狀態(tài)下形成的一種熔合物或冷卻后的固體。下表中金屬難與表中其他金屬形成二元合金的元素是(多選) (　　) Fe Cu Zn Ag Au W 熔點(diǎn)/℃ 1 535 1 083 419.5 960.8 1 063 3 380 沸點(diǎn)/℃ 2 750 2 595 907 2 212 2 707 5 627 A.Fe B．Zn C．Ag D．W 【解析】　若形成合金則需要兩種金屬有共同的熔化狀態(tài)。而B的熔點(diǎn)過低，D的熔點(diǎn)過高，難以與其他金屬形成共熔物(即合金)。 【答案】　BD 4．下列反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是 (　　) A．鈉和冷水反應(yīng)：Na＋2H2O===Na＋＋2OH－＋H2↑ B．金屬鋁溶于氫氧化鈉溶液：Al＋2OH－===AlO＋H2↑ C．金屬鋁溶于鹽酸中：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ D．鐵跟稀硫酸反應(yīng)：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑ 【解析】　A中電荷數(shù)不平衡；B中反應(yīng)原理錯(cuò)誤，鋁與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的本質(zhì)是水作氧化劑；D不符合反應(yīng)事實(shí)。 【答案】　C 5．下列敘述中，正確的是 (　　) A．常溫下鋁跟濃硫酸、濃硝酸、濃鹽酸都不反應(yīng) B．兩份相同質(zhì)量的鋁粉，分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量前者多 C．工業(yè)上常利用鋁熱反應(yīng)來冶煉難熔金屬，如Cr、V、W等 D．鋁的活潑性比鈉弱，故可用金屬鈉將鋁從它的鹽溶液中置換出來 【解析】　濃硫酸、濃硝酸常溫下使鋁鈍化，其鈍化過程發(fā)生的是氧化還原反應(yīng)，而鋁與濃鹽酸可反應(yīng)產(chǎn)生氫氣；由Al與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)的方程式易知相同質(zhì)量的Al與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生的H2的質(zhì)量相等；鈉投入到鋁的鹽溶液中，其實(shí)質(zhì)是先與水反應(yīng)生成堿。 【答案】　C 6．將1.12 g鐵粉加入25 mL 2 molL－1氯化鐵溶液中，充分反應(yīng)后，其結(jié)果是 (　　) A．鐵有剩余，溶液呈淺綠色，Cl－濃度基本不變 B．往溶液中滴入無色KSCN溶液，顯紅色 C．Fe2＋和Fe3＋的物質(zhì)的量之比為5∶1 D．氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為2∶5 【解析】　n(Fe)＝＝0.02 mol，n(Fe3＋)＝25 mL10－3 LmL－12 molL－1＝0.05 mol，由反應(yīng)：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋可知Fe3＋過量，加入KSCN溶液，溶液顯紅色，溶液中n(Fe2＋)＝3n(Fe)＝0.06 mol，溶液中n(Fe3＋)＝0.05 mol－2n(Fe)＝0.01 mol，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比為1∶2。 【答案】　B 7．銅、銀、金是人類認(rèn)識(shí)最早的三種金屬，因?yàn)楹茉缇捅蝗藗冇米麇X幣，因而有“貨幣金屬”之稱。由于鐵的金屬性比銅、銀、金強(qiáng)，相對(duì)而言，人類認(rèn)識(shí)鐵稍晚。某研究性學(xué)習(xí)小組為了證明鐵的金屬活動(dòng)性比銅強(qiáng)，他們?cè)O(shè)計(jì)了如下方案： ①鐵片置于硫酸銅溶液中有銅析出。 ②鐵、銅和氯氣反應(yīng)分別生成FeCl3和CuCl2。 ③足量的鐵粉和銅粉分別與濃硫酸反應(yīng)生成FeSO4和CuSO4。 ④銅片置于FeCl3溶液中銅片逐漸溶解。 ⑤把鐵片和銅片置于盛有稀硫酸的燒杯中，并且導(dǎo)線連接，鐵片上無氣泡產(chǎn)生，而銅片上有氣泡產(chǎn)生。 ⑥把鐵片和銅片置于盛有濃硝酸的燒杯中，并用導(dǎo)線連接，鐵片上有氣泡產(chǎn)生，而銅片上無氣泡產(chǎn)生。 以上設(shè)計(jì)合理的有 (　　) A．兩種方案 B．三種方案 C．四種方案 D．五種方案 【解析】?、勹F置換銅，由氧化還原方程式可知還原性Fe>Cu；②金屬的活潑性與得失電子的數(shù)目沒有直接的關(guān)系，故不能據(jù)此判斷；③與濃硫酸反應(yīng)也無法比較鐵和銅的活動(dòng)性；④據(jù)此反應(yīng)只能判斷Cu的還原性強(qiáng)于Fe2＋，但不能判斷Fe和Cu的還原性；⑤鐵、銅與稀硫酸組成原電池，鐵作為負(fù)極，證明金屬活潑性鐵比銅強(qiáng)；⑥鐵、銅與濃HNO3組成原電池，F(xiàn)e發(fā)生鈍化，所以Fe做正極，不能說明鐵比銅活潑。故①、⑤兩種方案合理。 【答案】　A 8．將10 g鐵碳合金放入氧氣中高溫灼燒，反應(yīng)后的氣體通入過量石灰水中得到沉淀1.4 g。則此鐵碳合金是 (　　) A．生鐵　　　　　　　　　 B．高碳鋼 C．中碳鋼 D．低碳鋼 【解析】　鐵碳合金灼燒時(shí)，碳生成CO2，鐵生成鐵的氧化物，利用守恒法得n(碳)＝n(CaCO3)，另外還需要了解鐵合金中的含碳量。沉淀為CaCO3,1.4 g 為0.014 mol。根據(jù)碳守恒，合金中的碳也為0.014 mol。w(C)＝100%＝1.68%，所以為高碳鋼。 【答案】　B 9．甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 molL－1的鹽酸和NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后，測(cè)得生成的氣體體積比為V(甲)∶V(乙)＝1∶2，則加入鋁粉質(zhì)量為 (　　) A．5.4 g　　　　　　　　　　 B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g 【解析】　其反應(yīng)原理為：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 可見當(dāng)參加反應(yīng)的HCl和NaOH的物質(zhì)的量，一樣多時(shí)，產(chǎn)生H2的體積比是1∶3，而題設(shè)條件體積比為1∶2，說明此題投入的鋁粉對(duì)鹽酸來說是過量的，而對(duì)于NaOH來說是不足的。 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 6 mol 3 mol 3 molL－10.1 L 0.15 mol 則Al與NaOH反應(yīng)生成的H2為0.15 mol2＝0.3 mol。 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 227 g 3 mol 5.4 g 0.3 mol 即投入的鋁粉為5.4 g。 【答案】　A 二、非選擇題 10．為確定某鋁熱劑(含氧化鐵和鋁)的組成，分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)。 (1)若取a g樣品，向其中加入足量的NaOH溶液，測(cè)得生成的氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況，下同)體積為b L。 反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________；樣品中鋁的質(zhì)量為________g。 (2)若取a g樣品將其點(diǎn)燃，恰好完全反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________，氧化鐵與鋁的質(zhì)量比是__________。 (3)待(2)中反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后，加入足量鹽酸，測(cè)得生成的氣體體積為c L，該氣體與(1)中所得氣體的體積比c∶b＝_________________________________________________。 【解析】　(1)鋁熱劑中的鋁與NaOH反應(yīng)，鋁與氫氣的關(guān)系式為： 2Al　　　～　　　 3H2 227 g 322.4 L m(Al) b L 所以：m(Al)＝g＝g (2)根據(jù)反應(yīng)：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3。氧化鐵與鋁的質(zhì)量比為：m(Fe2O3)∶m(Al)＝160∶54＝80∶27。 (3)在鋁熱反應(yīng)后的生成物中加入足量鹽酸，Al2O3、Fe均與鹽酸發(fā)生反應(yīng)，但鹽酸與Fe反應(yīng)才放出氣體。 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，要知道放出多少氣體，必須知道鐵的質(zhì)量或Fe2O3的質(zhì)量，但題目要求是Al、Fe與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H2體積比，只要知道鋁熱劑中Al與Fe元素的物質(zhì)的量之比即可求出。 2Al　　～　　Fe2O3　　～　　2Fe ↓ ↓ 3H2 2H2 b c 故b∶c＝3∶2。 【答案】　(1)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑　 (2)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe　80∶27 (3)2∶3 11．Fe和Al是兩種常見的金屬，將它們按一定的質(zhì)量比組成混合物。 (1)取一定質(zhì)量的該混合物，向其中加入足量的NaOH溶液，生成氣體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為a L，則反應(yīng)的離子方程式為 ________________________________________________________________________； 混合物中Al的物質(zhì)的量為________________(用含字母的數(shù)學(xué)式表示)。 (2)另取相同質(zhì)量的該混合物，向其中加入足量的稀硫酸，固體全部溶解，生成氣體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為b L，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________；混合物中Fe的質(zhì)量為________(用含字母的數(shù)學(xué)式表示)。 (3)向(2)所得的溶液中加入過量的氫氧化鈉溶液，將產(chǎn)生的沉淀過濾、洗滌、干燥、燃燒后得到一種固體，經(jīng)稱量發(fā)現(xiàn)該固體的質(zhì)量和原混合物的質(zhì)量恰好相等，則原混合物中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。 【解析】　(1)考查了鋁可與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)這一特殊性質(zhì)。發(fā)生的反應(yīng)為：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，產(chǎn)生的a L氣體全部是金屬鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成的。根據(jù)反應(yīng)方程式得金屬鋁的物質(zhì)的量為 mol＝ mol。 (2)根據(jù)每生成1 mol H2轉(zhuǎn)移2 mol電子知，生成b L氫氣轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為：mol2＝ mol。 根據(jù)反應(yīng)方程式2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑和2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑知，相同質(zhì)量的鋁與足量的NaOH溶液、稀硫酸反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的氫氣的量相同，所以混合物中金屬鐵產(chǎn)生的氫氣的量為：(b－a)L，所以混合物中金屬鐵的質(zhì)量為： mol56 gmol－1＝ g。 (3)根據(jù)題意知，最后所得的固體為Fe2O3，再根據(jù)質(zhì)量守恒定律知：Fe2O3中氧元素的質(zhì)量與原金屬混合物中鋁的質(zhì)量相等，則原混合物中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：100%＝30%。 【答案】　(1)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ mol　(2) mol　 g　(3)30% 12．鈉在空氣中燃燒(如下圖1)生成的固體物質(zhì)中除有黃色粉末外，還有黑色固體物質(zhì)——碳。 (1)請(qǐng)假設(shè)黑色固體物質(zhì)可能產(chǎn)生的原因是： 假設(shè)_____________________________________________________________________； 假設(shè)_____________________________________________________________________； 假設(shè)_____________________________________________________________________。 (2)為確認(rèn)以上其中一種假設(shè)的正誤，某同學(xué)進(jìn)行如下推斷：由于金屬鈉與氧的結(jié)合能力比碳強(qiáng)，因此黑色碳可能是二氧化碳與金屬鈉發(fā)生置換反應(yīng)而生成。該同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下： 用打孔器鉆取一段金屬鈉，取中間一小塊鈉放在充滿二氧化碳?xì)怏w的硬質(zhì)玻璃(如圖2)中加熱，觀察到鈉燃燒發(fā)出黃色火焰，并有黃色固體和黑色固體生成，生成的黃色固體立即變成白色。 請(qǐng)回答下列問題： ①用打孔器取金屬鈉的原因是_______________________________。 ②產(chǎn)生以上現(xiàn)象的化學(xué)反應(yīng)方程式為 ________________________________________________________________________ ________________________________。 【解析】　(1)根據(jù)反應(yīng)的條件及反應(yīng)環(huán)境可知生成的黑色物質(zhì)只能是碳單質(zhì)。產(chǎn)生碳單質(zhì)的原因可能是含碳物質(zhì)的不完全燃燒，也可能是空氣中的CO2與Na發(fā)生置換反應(yīng)。 (2)要想證明黑色的碳是由CO2與鈉發(fā)生置換反應(yīng)而生成的，首先要排除含碳物質(zhì)的不完全燃燒，以及所取的鈉表面殘留的煤油。 【答案】　(1)①金屬鈉上有沒擦干凈的煤油，不完全燃燒生成的碳?、诰凭煌耆紵傻奶肌、劬凭紵a(chǎn)生的二氧化碳(或空氣中的二氧化碳)與金屬鈉反應(yīng)生成的碳 (2)①取得較純的Na ②2Na＋CO2C＋Na2O2、2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2或Na2O2＋2Na2Na2O 13．(xx年萊蕪質(zhì)檢)鋁鎂合金已經(jīng)成為輪船制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料。研究性學(xué)習(xí)小組的三位同學(xué)為測(cè)定某含鎂3%～5%的鋁鎂合金(不含其他元素)中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)下列三種不同實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究，請(qǐng)回答下列問題： [探究一] 實(shí)驗(yàn)方案：鋁鎂合金測(cè)定剩余固體質(zhì)量 實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________________________ ____________________________。 實(shí)驗(yàn)步驟： (1)稱取5.4 g鋁鎂合金粉末樣品投入V mL 2.0 mol/L NaOH溶液中，充分反應(yīng)，NaOH溶液的體積V≥________。 (2)過濾、洗滌、干燥、稱量固體，該步驟中若未洗滌固體，測(cè)得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將________(填“偏高”或“偏低”)。 [探究二] 實(shí)驗(yàn)方案：鋁鎂合金測(cè)定生成氣體的體積 實(shí)驗(yàn)裝置： 問題討論： (1)某同學(xué)提出該實(shí)驗(yàn)裝置不夠完善，應(yīng)在A、B之間添加一個(gè)干燥、除酸霧的裝置。你的意見是________(填“需要”或“不需要”)。 (2)為使測(cè)定結(jié)果盡可能精確，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問題是(寫出兩點(diǎn))： ①________________________________； ②________________________________________________________________________ ________________________________________。 [探究三] 實(shí)驗(yàn)方案：稱量x g鋁鎂合金粉末，放在如下圖所示裝置的惰性電熱板上，通電使其充分灼燒。 問題討論： (1)欲計(jì)算Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，該實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)定的數(shù)據(jù)是 ______________________。 (2)若用空氣代替O2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)測(cè)定結(jié)果是否有影響？ ________(填“是”或“否”)。 【解析】　[探究一]　(1)利用NaOH將Al反應(yīng)，余下的為Mg。合金質(zhì)量5.4 g，Al的最小質(zhì)量為5.4 g95%，Al與NaOH按1∶1反應(yīng)， V(NaOH)＝＝＝0.095 L，即95 mL，Al的最大質(zhì)量為5.497%?V(NaOH)＝97 mL。 所以V(NaOH)≥97 mL。 (2)若不洗滌沉淀，雜質(zhì)附著在Mg上，使結(jié)果偏高。 [探究二]　(1)酸霧可溶于水，不需要加除酸霧裝置。 (2)注意量氣裝置的使用：①要檢查氣密性；②讀數(shù)時(shí)一定要保證B、C裝置中液面相平。 [探究三]　(1)利用合金與O2充分反應(yīng)后增加的質(zhì)量和合金反應(yīng)前的質(zhì)量可以推算出Mg、Al各自的質(zhì)量。(2)如果用空氣代替O2，空氣中N2、CO2會(huì)與Mg反應(yīng)：N2＋3MgMg3N2，CO2＋2Mg2MgO＋C，對(duì)實(shí)驗(yàn)造成影響。 【答案】　[探究一]　2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ (1)97 mL　(2)偏高 [探究二]　(1)不需要　(2)①檢查裝置的氣密性?、诤辖鹜耆芙?或加入足量鹽酸，或調(diào)整量氣管C的高度，使C中液面與B中液面相平等合理答案均可) [探究三]　(1)灼燒后固體的質(zhì)量　(2)是