2023屆新高考新教材化學(xué)人教版一輪訓(xùn)練-第三章第3講　金屬材料(鐵合金、鋁合金)

第三章第3講金屬材料(鐵合金、鋁合金)一、選擇題(每小題只有一個選項符合題意)1．平昌冬奧會“北京8分鐘”主創(chuàng)團(tuán)隊用石墨烯制作了－20℃能發(fā)熱4h的智能服飾；用鋁合金管材和碳纖維制作了高2.35m、重量僅為10kg的熊貓木偶，向世界展現(xiàn)了新時代的中國形象。下列說法不正確的是()A．石墨烯是能導(dǎo)熱的金屬材料B．鋁合金是密度較低的金屬材料C．碳纖維是耐低溫的無機(jī)非金屬材料D．新型材料種類多、用途廣解析：A石墨烯是碳的一種單質(zhì)，屬于無機(jī)非金屬材料，故A錯誤；鋁合金的密度小，強(qiáng)度大，屬于金屬材料，故B正確；碳纖維是由有機(jī)纖維經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料，屬于無機(jī)非金屬材料，故C正確；人們依據(jù)生產(chǎn)生活的需要研制出很多種用途不同的新型材料，如功能新型材料、新的合金材料等，故D正確。2．下列有關(guān)金屬及其化合物的說法中，正確的個數(shù)為()①在人類對金屬材料的使用過程中，性質(zhì)活潑的金屬單質(zhì)最早被人們冶煉和使用②純鐵比生鐵抗腐蝕性更強(qiáng)③單質(zhì)鋁在空氣中比較耐腐蝕，所以鋁是不活潑金屬④向紫色石蕊溶液中加入過量的Na2O2粉末，振蕩，溶液變?yōu)樗{(lán)色并有氣泡產(chǎn)生⑤青銅、不銹鋼、硬鋁都是合金⑥可通過焰色試驗區(qū)分鉀元素和鈉元素⑦將FeCl3溶液滴入KI淀粉溶液中，溶液變藍(lán)色⑧鋁粉和氧化鎂粉末混合，高溫能發(fā)生鋁熱反應(yīng)A．4 B．5C．6 D．7解析：A金屬活潑性越弱，越易被冶煉和使用，故①錯誤；Al是活潑金屬，表面易形成致密氧化膜，耐腐蝕，故③錯誤；Na2O2具有強(qiáng)氧化性，紫色石蕊溶液先變藍(lán)后褪色，故④錯誤；Al不能把Mg置換出來，Al與MgO不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)，故⑧錯誤。3．下列關(guān)于鋁及其化合物的說法不正確的是()A．Al既可用于食品包裝，也可用作建筑材料B．Al2O3既可用來冶煉金屬Al，也可用作耐火材料C．明礬[KAl(SO4)2·12H2O]既可用作凈水劑，也可用作消毒劑D．Al(OH)3既可用作治療胃酸過多的藥物，也可用來制備一些鋁鹽解析：CA項，金屬鋁具有良好的延展性，因此鋁可以制成鋁箔用于食品包裝，金屬鋁也可用作建筑材料，如鋁合金門窗等，正確；B項，電解熔融的Al2O3可冶煉金屬Al，由于Al2O3具有耐高溫的性質(zhì)，也可用作耐火材料，正確；C項，明礬[KAl(SO4)2·12H2O]溶于水后，Al3＋能發(fā)生水解反應(yīng)，生成的Al(OH)3膠體具有吸附作用，可用作凈水劑，但Al(OH)3并不具有消毒作用，錯誤；D項，Al(OH)3與胃酸中的鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水，正確。4．下列反應(yīng)中的離子方程式書寫正確的是()A．向氯化鋁溶液中滴加過量氨水：4NH3·H2O＋Al3＋=AlOeq\o\al(－,2)＋4NHeq\o\al(＋,4)＋2H2OB．NH4Al(SO4)2溶液中滴加少量NaOH溶液：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2OC．向明礬溶液中加入過量的Ba(OH)2溶液：Al3＋＋2SOeq\o\al(2－,4)＋2Ba2＋＋4OH－=2BaSO4↓＋AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OD．向NaAlO2溶液中通入足量CO2：2AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋3H2O=2Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)解析：CA項，氨水不能溶解Al(OH)3；B項，NHeq\o\al(＋,4)、Al3＋同時存在時，Al3＋與OH－先反應(yīng)；D項，通足量CO2時，應(yīng)生成HCOeq\o\al(－,3)。5．(2021·鄭州模擬)鎵(Ga)與鋁同主族，曾被稱為“類鋁”，其氧化物和氫氧化物均為兩性化合物。工業(yè)制備鎵的流程如下圖所示：下列判斷不合理的是()A．Al、Ga均處于第ⅢA族B．Ga2O3可與鹽酸反應(yīng)生成GaCl3C．Ga(OH)3可與NaOH反應(yīng)生成NaGaO2D．酸性：Al(OH)3＞Ga(OH)3解析：D鎵(Ga)與鋁同主族，均處于第ⅢA族，A項正確；Ga2O3與Al2O3的性質(zhì)相似，可與鹽酸反應(yīng)生成GaCl3，B項正確；Ga(OH)3與Al(OH)3的性質(zhì)相似，能與NaOH溶液反應(yīng)生成NaGaO2，C項正確；在NaAlO2和NaGaO2的混合液中通入適量CO2，只有Al(OH)3沉淀，而沒有Ga(OH)3沉淀，根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的原理Ga(OH)3的酸性強(qiáng)于碳酸，則酸性：Al(OH)3<Ga(OH)3，D項錯誤。6．《本草圖經(jīng)》有“白礬多入藥用”。白礬[KAl(SO4)2·12H2O]又稱明礬、鉀鋁礬、鉀明礬等，是一種重要的化學(xué)試劑。下列說法正確的是()A．含白礬的藥物不宜與胃藥奧美拉唑碳酸氫鈉膠囊同時服用B．0.1mol·L－1白礬溶液完全水解生成Al(OH)3膠粒數(shù)小于6.02×1022C．向含0.1mol白礬的溶液中滴入Ba(OH)2溶液，若SOeq\o\al(2－,4)和Al3＋全部轉(zhuǎn)化為BaSO4和Al(OH)3沉淀，則此時生成沉淀的質(zhì)量最大D．室溫下，0.1mol·L－1白礬溶液中水電離出c(H＋)小于10－7mol·L－1解析：AA．含白礬的藥物中含鋁離子，會與胃藥奧美拉唑碳酸氫鈉膠囊中的碳酸氫根離子在水中發(fā)生雙水解，A正確；B.0.1mol·L－1白礬溶液體積未知，鋁離子的物質(zhì)的量未知，B錯誤；C.根據(jù)反應(yīng)的離子方程式2Al3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)＋3Ba2＋＋6OH－=2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓知，Al3＋完全沉淀時SOeq\o\al(2－,4)還未完全沉淀，據(jù)Al3＋＋2SOeq\o\al(2－,4)＋2Ba2＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋BaSO4↓＋2H2O知，SOeq\o\al(2－,4)完全沉淀時，Al(OH)3已溶解，SOeq\o\al(2－,4)和Al3＋全部轉(zhuǎn)化為BaSO4和Al(OH)3沉淀是不可能的，C錯誤；D.白礬電離出的Al3＋水解，促進(jìn)水的電離，室溫下，0.1mol·L－1白礬溶液中水電離出c(H＋)>10－7mol·L－1，D錯誤，故選A。二、選擇題(每小題有一個或兩個選項符合題意)7．鋁在酸性或堿性溶液中均可與NOeq\o\al(－,3)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示：下列說法錯誤的是()A．B溶液含Al3＋B．A溶液和B溶液混合無明顯現(xiàn)象C．D與F反應(yīng)生成鹽D．E排入大氣中會造成污染解析：AB根據(jù)圖像可知，Al在酸性條件下與硝酸根離子反應(yīng)生成硝酸鋁、NO和水，則溶液A為硝酸鋁，氣體C為NO；氣體E則為二氧化氮，F(xiàn)為硝酸；鋁在堿性條件下與硝酸根離子反應(yīng)生成偏鋁酸根和氨氣，則溶液B含偏鋁酸根，氣體D為氨氣，A說法錯誤；硝酸鋁溶液和偏鋁酸根溶液混合時，發(fā)生相互促進(jìn)水解，產(chǎn)生氫氧化鋁沉淀，B說法錯誤；D、F分別為氨氣、硝酸，可反應(yīng)生成硝酸銨，屬于鹽類，C說法正確；E為二氧化氮，有毒，排入大氣中會造成污染，D說法正確。8．(2021·湖南長沙長郡中學(xué)調(diào)研)部分被氧化的Fe－Cu合金樣品(氧化產(chǎn)物為Fe2O3、CuO)共5.76g，經(jīng)如下處理：下列說法正確的是()A．濾液A中的陽離子為Fe2＋、Fe3＋、H＋B．樣品中Fe元素的質(zhì)量為2.24gC．樣品中CuO的質(zhì)量為4.0gD．V＝896解析：B根據(jù)題意，3.2g濾渣一定是銅，而銅與Fe3＋不共存，則A項錯誤；最后的3.2g固體為Fe2O3，其中Fe元素的質(zhì)量為2.24g，B項正確；濾渣3.2g為Cu元素，若全為CuO，質(zhì)量為4.0g，但不可能全為CuO，所以小于4.0g，則C項錯誤；2.24gFe元素不可能全是單質(zhì)鐵，故生成的氫氣的體積小于896mL，則D項錯誤。9．(2021·合肥模擬)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2、Fe2O3等雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下，對下述流程中的判斷正確的是()A．試劑X為稀硫酸，沉淀中含有硅的化合物B．反應(yīng)Ⅱ中生成Al(OH)3的反應(yīng)為CO2＋AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)C．結(jié)合質(zhì)子(H＋)的能力由弱到強(qiáng)的順序是OH－>COeq\o\al(2－,3)>AlOeq\o\al(－,2)D．Al2O3熔點很高，工業(yè)上還可采用電解熔融AlCl3的方法冶煉Al解析：B由溶液乙通入過量的Y生成氫氧化鋁沉淀、碳酸氫鈉可知，溶液乙為偏鋁酸鈉溶液、氣體Y為二氧化碳，故試劑X為氫氧化鈉溶液，不可能為硫酸，故A錯誤；過量的二氧化碳與偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉，離子方程式為CO2＋AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)，故B正確；結(jié)合質(zhì)子的能力越強(qiáng)，相應(yīng)的酸提供質(zhì)子的能力就越弱，其對應(yīng)的酸的酸性就越弱，提供質(zhì)子的能力：HCOeq\o\al(－,3)>Al(OH)3>H2O，則結(jié)合質(zhì)子的能力：OH－>AlOeq\o\al(－,2)>COeq\o\al(2－,3)，故C錯誤；氯化鋁是共價化合物，熔融時不導(dǎo)電，不能采用電解熔融氯化鋁的方法冶煉鋁，故D錯誤。10．下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中，正確的是()A．以海水為原料制得精鹽，再電解精鹽的水溶液制取鈉B．用海水、石灰乳等為原料，經(jīng)一系列過程制得MgCl2，用電解法制得鎂C．以鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石等為原料，通過反應(yīng)產(chǎn)生的CO在高溫下還原鐵礦石制得鐵D．從鋁土礦中獲得氧化鋁再制得氯化鋁固體，電解熔融的氯化鋁得到鋁解析：BC工業(yè)制鈉是電解熔融NaCl：2NaCleq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑，而電解NaCl溶液：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，得不到鈉，A錯誤；工業(yè)制鎂是電解熔融氯化鎂：MgCl2eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑，B正確；工業(yè)上常用CO在高溫下還原鐵礦石煉鐵：3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2，因為煉鐵的礦石中含有一定量的二氧化硅，所以石灰石的作用是將二氧化硅等雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣而除去，C正確；因為熔融狀態(tài)下氯化鋁不導(dǎo)電，所以從鋁土礦中獲得氧化鋁再電解熔融的氧化鋁來獲取金屬鋁，D錯誤。三、非選擇題11．(經(jīng)典高考題)KAl(SO4)2·12H2O(明礬)是一種復(fù)鹽，在造紙等方面應(yīng)用廣泛。實驗室中，采用廢易拉罐(主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì))制備明礬的過程如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)為盡量少引入雜質(zhì)，試劑①應(yīng)選用_____________________________(填標(biāo)號)。a．HCl溶液b．H2SO4溶液c．氨水d．NaOH溶液(2)易拉罐溶解過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________。(3)沉淀B的化學(xué)式為_______________________________；將少量明礬溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是______________________________________。解析：(1)易拉罐的主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì)，試劑①的作用是將Al溶解并除去Fe、Mg雜質(zhì)，HCl溶液和H2SO4溶液可溶解Al及Fe、Mg雜質(zhì)，會引入Fe2＋、Mg2＋，氨水不溶解Al；NaOH溶液可溶解Al，但不溶解Fe、Mg雜質(zhì)，故d項符合。(2)選用NaOH溶液溶解易拉罐，主要發(fā)生反應(yīng)2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。(3)濾液A中鋁元素以AlOeq\o\al(－,2)形式存在，與溶液中HCOeq\o\al(－,3)發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)：AlOeq\o\al(－,2)＋HCOeq\o\al(－,3)＋H2O=Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)，故沉淀B為Al(OH)3，明礬溶于水時，KAl(SO4)2=K＋＋Al3＋＋2SOeq\o\al(2－,4)，Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，使溶液呈弱酸性。答案：(1)d(2)2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑(3)Al(OH)3Al3＋水解，使溶液中H＋濃度增大12．某鋁土礦中主要含有Al2O3、Al(OH)3、AlO(OH)，還含有Fe2O3等雜質(zhì)。利用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的流程如圖所示：請回答下列問題：(1)粉碎后的鋁土礦堿浸時應(yīng)在高溫下進(jìn)行，其目的是___________________。(2)AlO(OH)與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。(3)在稀釋、結(jié)晶過程中，稀釋的目的是__________________________________；加Al(OH)3晶核的目的是促進(jìn)Al(OH)3的析出。上述“稀釋、結(jié)晶”工藝，也可用通入足量的________氣體的方法來代替。(4)濃縮所得的NaOH溶液由于吸收了空氣中的CO2而含有雜質(zhì)，該雜質(zhì)可通過苛化反應(yīng)除去，寫出苛化反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________。(5)該生產(chǎn)流程能實現(xiàn)