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跟蹤檢測(cè)（十五） 歸納拓展——金屬單質(zhì)的共性歸納 1．鎂鋁合金質(zhì)優(yōu)體輕，又不易銹蝕，被大量用于航空工業(yè)、造船工業(yè)、日用化工等領(lǐng)域。下列關(guān)于鎂鋁合金性質(zhì)的敘述中，正確的是(　　) A．此合金的熔點(diǎn)比鎂和鋁的熔點(diǎn)都高 B．此合金能全部溶解于稀鹽酸中 C．此合金能全部溶解于氫氧化鈉溶液中 D．此合金的硬度比鎂和鋁的硬度都小 解析：選B　鎂鋁合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的熔點(diǎn)低，硬度比它的各成分金屬的硬度大，合金的化學(xué)性質(zhì)與各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)基本相同。 2．根據(jù)金屬活動(dòng)性順序分析，下列描述或判斷錯(cuò)誤的是(　　) A．常溫下，在空氣中金屬鎂比鐵容易氧化 B．在氧氣中灼燒時(shí)，鐵絲比銅絲反應(yīng)劇烈 C．與同種鹽酸反應(yīng)時(shí)，鋅片比鐵片反應(yīng)劇烈 D．銅活動(dòng)性不強(qiáng)，故銅不能與硝酸銀溶液反應(yīng)得到銀 解析：選D　Mg比Fe活潑，則常溫下在空氣中金屬鎂比鐵容易氧化，A正確；Fe比Cu活潑，則在氧氣中灼燒時(shí)，鐵絲比銅絲反應(yīng)劇烈，B正確；金屬越活潑，與鹽酸反應(yīng)越劇烈，Zn比Fe活潑，則與同種鹽酸反應(yīng)時(shí)，鋅片比鐵片反應(yīng)劇烈，C正確；Cu比Ag活潑，則銅能與硝酸銀溶液反應(yīng)得到銀，D錯(cuò)誤。 3．下表中金屬的冶煉原理與方法不完全正確的是(　　) 選項(xiàng) 冶煉原理 方法 A 2HgO2Hg＋O2↑ 熱分解法 B 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 電解法 C Cu2S＋O22Cu＋SO2 熱分解法 D Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 熱還原法 解析：選C　Hg為不活潑金屬，可以直接用加熱分解的方法將金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來，A正確；Al為活潑金屬，通常用電解熔融的金屬化合物的方法冶煉，但氧化鋁的熔點(diǎn)較高，加入冰晶石的目的是降低熔點(diǎn)，B正確；Cu2S＋O22Cu＋SO2，該反應(yīng)不屬于分解反應(yīng)，所以采用的不是熱分解法，C錯(cuò)誤；高溫下用CO作還原劑冶煉鐵，屬于熱還原法，D正確。 4．下列生產(chǎn)、生活中的事實(shí)不能用金屬活動(dòng)性順序解釋的是(　　) A．電解飽和食鹽水陰極產(chǎn)生氫氣而得不到鈉 B．鋁制器皿不宜盛放酸性食物 C．鐵制容器盛放和運(yùn)輸濃硫酸 D．鍍鋅鐵桶鍍層破損后鐵仍不易被腐蝕 解析：選C　金屬活動(dòng)性順序中，鈉在氫前，形成的陽離子氧化性H＋>Na＋，H＋先放電生成氫氣，和金屬活動(dòng)性順序有關(guān)，故A不選；在金屬活動(dòng)性順序中，鋁排在氫的前面，鋁和酸發(fā)生反應(yīng)，鋁制器皿不宜盛放酸性食物，故B不選；在金屬活動(dòng)性順序中，鐵比氫活潑，但可用鐵制容器盛放和運(yùn)輸濃硫酸，是因?yàn)殍F在冷的濃硫酸中發(fā)生鈍化，不能用金屬活動(dòng)性順序解釋，故C選；在金屬活動(dòng)性順序中，鋅比鐵活潑，所以破損后腐蝕的是鋅，保護(hù)的是鐵，能用金屬活動(dòng)性順序解釋，故D不選。 5.某電鍍廠的電鍍液中含有金鹽，為了回收其中的金元素，技術(shù)人員制作了如圖的“吸金球”，“吸金球”是裝入一些“吸金”物質(zhì)的紗袋，把“吸金球”浸入電鍍液，能“吸”出鹽溶液中的金，據(jù)上所述，“吸金球”中的“吸金”物質(zhì)可能是(　　) A．活性炭(C)　　　　　　 B．磁石(主要成分是Fe3O4) C．鐵屑(Fe) D．膽礬(CuSO45H2O) 解析：選C　吸金球中的物質(zhì)和溶液中金離子發(fā)生反應(yīng)生成金單質(zhì)。活性炭不與金離子反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe3O4不與金離子反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe具有還原性，其金屬活動(dòng)性大于金，所以能將金離子還原生成金單質(zhì)，C項(xiàng)正確；膽礬不與金離子反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 6．科學(xué)家研制出了一種新型的貯氫材料，這種鎂鋁合金的成分可表示為Mg17Al12；其貯氫和釋氫的原理可表示為Mg17Al12＋17H217MgH2＋12Al，下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．Mg17Al12是離子化合物 B．為防止金屬氧化，熔煉制備Mg17Al12時(shí)通氮?dú)庾霰Ｗo(hù)氣 C．732 g的合金能吸收380.8 L氫氣 D．該合金的熔點(diǎn)比鎂和鋁的熔點(diǎn)低 解析：選D　合金是加熱熔合而成的，不存在陰陽離子，不屬于離子化合物，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Mg、Al為較活潑金屬，加熱時(shí)易和氮?dú)獍l(fā)生反應(yīng)，可以通入氬氣來防止金屬被氧化，不可以通氮?dú)庾霰Ｗo(hù)氣，B項(xiàng)錯(cuò)誤；氫氣所處的狀況未知，不能計(jì)算出氫氣的具體體積，C項(xiàng)錯(cuò)誤；合金的熔點(diǎn)比各成分的熔點(diǎn)低，該合金的熔點(diǎn)低于金屬鎂、金屬鋁的熔點(diǎn)，D項(xiàng)正確。 7．某化學(xué)小組為測(cè)定一定質(zhì)量的某銅鋁混合物中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案： 方案Ⅰ：銅鋁混合物測(cè)定生成氣體的體積 方案Ⅱ：銅鋁混合物測(cè)定剩余固體的質(zhì)量 下列有關(guān)判斷中不正確的是(　　) A．溶液A和B均可以是鹽酸或NaOH溶液 B．若溶液B選用濃硝酸，則測(cè)得銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小 C．溶液A和B均可選用稀硝酸 D．實(shí)驗(yàn)室中方案Ⅱ更便于實(shí)施 解析：選C　鹽酸和Al反應(yīng)，剩余Cu，利用產(chǎn)生H2的體積，可求出Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，從而得出Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；若用NaOH溶液和Al反應(yīng)，根據(jù)產(chǎn)生H2的體積，也可求出Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，A正確；濃硝酸和Cu反應(yīng)，鋁與濃硝酸發(fā)生鈍化，使剩余固體的質(zhì)量偏大，從而使測(cè)得Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小，B正確；如果選用稀硝酸，稀硝酸與Cu、Al均反應(yīng)，就會(huì)造成方案Ⅱ中沒有固體剩余，C錯(cuò)誤；無論選用NaOH溶液還是鹽酸，最后剩余的固體都是Cu，利用方案Ⅱ直接測(cè)固體的質(zhì)量比較方便，而方案Ⅰ測(cè)氣體的體積比較麻煩，方案Ⅱ更便于實(shí)施，D正確。 8．球墨鑄鐵中含有一種鐵碳化合物X。實(shí)驗(yàn)室測(cè)定化合物X的組成實(shí)驗(yàn)如下： 下列說法不正確的是(　　) A．固體2是氧化鐵 B．X的化學(xué)式可以表示為Fe3C2 C．溶液甲中可能含有Fe3＋ D．X與足量的熱濃硝酸反應(yīng)有NO2和CO2生成 解析：選B　A項(xiàng)，溶液乙是FeCl3，F(xiàn)eCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，在加熱蒸干時(shí)HCl揮發(fā)，F(xiàn)e(OH)3在灼燒時(shí)分解得到24.0 g Fe2O3，固體2是氧化鐵；B項(xiàng)，24.0 g Fe2O3的物質(zhì)的量為0.15 mol，其中含鐵0.3 mol，質(zhì)量為16.8 g，X含碳1.2 g，其物質(zhì)的量為0.1 mol，所以X的化學(xué)式可以表示為Fe3C；C項(xiàng)，＋2價(jià)鐵可被O2氧化，溶液甲中可能含有Fe3＋；D項(xiàng)，X中含碳，碳與足量的熱濃硝酸反應(yīng)有NO2和CO2生成。 9．合金是建造航空母艦的主體材料。 (1)航母升降機(jī)可由鋁合金制造。 ①鋁元素在周期表中的位置為________。 工業(yè)煉鋁的原料由鋁土礦提取而得，提取過程中通入的氣體為___________________ _____________________________________________________。 ②AlMg合金焊接前用NaOH溶液處理Al2O3膜，其化學(xué)方程式為________________ ____________________________________________。 焊接過程中使用的保護(hù)氣為______________(填化學(xué)式)。 (2)航母艦體材料為合金鋼。 ①艦體在海水中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要為________________________________。 ②航母用鋼可由低硅生鐵冶煉而成，則在煉鐵過程中為降低硅含量需加入的物質(zhì)為________。 (3)航母螺旋槳主要用銅合金制造。 ①80.0 g CuAl合金用酸完全溶解后，加入過量氨水，過濾得白色沉淀39.0 g，則合金中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。 ②為分析某銅合金的成分，用酸將其完全溶解后，用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH，當(dāng)pH＝3.4時(shí)開始出現(xiàn)沉淀，分別在pH為7.0、8.0時(shí)過濾出沉淀。結(jié)合題圖信息推斷該合金中除銅外還一定含有________。 解析：(1)①工業(yè)上通過電解熔融Al2O3制得金屬鋁，從鋁土礦中提取Al2O3的過程：使鋁土礦與NaOH溶液反應(yīng)并過濾除去雜質(zhì)得到NaAlO2溶液，再向溶液中通入CO2，生成Al(OH)3沉淀，加熱使沉淀分解可得到Al2O3。②鎂能與氧氣、二氧化碳、氮?dú)獾葰怏w發(fā)生反應(yīng)，所以焊接時(shí)應(yīng)使用Ar等稀有氣體做保護(hù)氣。(2)①在海水中，合金鋼、海水及海水中溶解的氧氣構(gòu)成原電池，發(fā)生吸氧腐蝕。②在煉鐵時(shí)加入氧化鈣或碳酸鈣，發(fā)生反應(yīng)CaO＋SiO2CaSiO3或CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋SiO2CaSiO3，使SiO2形成爐渣，可以降低硅含量。(3)①白色沉淀Al(OH)3的質(zhì)量為39.0 g，即0.5 mol，故合金中鋁的質(zhì)量為0.5 mol27 gmol－1＝13.5 g，則銅的質(zhì)量為66.5 g，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%≈83.1%。②由于要將Cu溶解，所選用的酸應(yīng)為氧化性酸，若合金中有鐵存在，則Fe將被氧化為Fe3＋，由圖知Fe3＋在pH＝1.8時(shí)開始沉淀，與題述不符，故合金中不含F(xiàn)e。結(jié)合圖示可知在pH＝3.4時(shí)出現(xiàn)的沉淀為Al(OH)3，在pH＝7.0～8.0時(shí)，產(chǎn)生的沉淀為Ni(OH)2，故該合金中除銅外還一定含有Al和Ni。 答案：(1)①第三周期ⅢA族　CO2?、贏l2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O　Ar(其他合理答案均可)　(2)①吸氧腐蝕　②CaCO3或CaO　(3)①83.1%?、贏l、Ni 10．金屬及其化合物用途廣泛，研究金屬的提取、冶煉意義重大。 (1)下列各組金屬，冶煉方法一定不同的是________(填字母)。 a．Hg、Ag b．Na、Mg c．Al、Fe d．Na、Ca (2)以鉻鐵礦(主要成分為FeO和Cr2O3，含有少量Al2O3、SiO2等雜質(zhì))為主要原料生產(chǎn)化工原料重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)并制取鉻，其主要工藝流程如下： 查閱資料得知：在堿性條件下，某些氧化劑能將Cr3＋氧化為CrO。 ①工業(yè)上可用固體A制取粗硅，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________。 ②寫出溶液D轉(zhuǎn)化為溶液E過程中反應(yīng)的離子方程式：_________________________。 ③將金屬鐵和惰性電極浸入重鉻酸鈉酸性溶液，以鐵為陰極就能實(shí)現(xiàn)鐵上鍍鉻。電鍍過程中陰極反應(yīng)式為___________________________________________________________ ____________________________。陰極上每沉積52 g鉻，陽極上放出________L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況下，忽略氣體溶解)。 解析：(1)a項(xiàng)，Hg、Ag均用熱分解法制備；b項(xiàng)，Na、Mg均用電解法制備；c項(xiàng)，Al用電解法制備，F(xiàn)e用熱還原法制備；d項(xiàng)，Na、Ca均用電解法制備。(2)①固體A為SiO2，工業(yè)上利用焦炭還原SiO2制取粗硅：SiO2＋2CSi＋2CO↑。②分析流程圖可知，操作①分離出SiO2，操作②除去鐵元素、鋁元素，故溶液D中含有Cr3＋，Cr3＋與H2O2、OH－可發(fā)生氧化還原反應(yīng)，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒配平離子方程式：2Cr3＋＋3H2O2＋10OH－===2CrO＋8H2O。③陰極上Cr2O發(fā)生還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Cr，電極反應(yīng)式：Cr2O＋12e－＋14H＋===2Cr＋7H2O。根據(jù)原子守恒和得失電子守恒，可得關(guān)系式：Cr2O～2Cr～3O2，n(O2)＝n(Cr)＝＝1.5 mol，故V(O2)＝22.4 Lmol－11.5 mol＝33.6 L。 答案：(1)c　(2)①SiO2＋2CSi＋2CO↑ ②10OH－＋2Cr3＋＋3H2O2===2CrO＋8H2O ③Cr2O＋12e－＋14H＋===2Cr＋7H2O　33.6