2022届高考化学一轮复习跟踪检测15归纳拓展__金属单质的共性归纳含解析

归纳拓展——金属单质的共性归纳

1．镁铝合金质优体轻，又不易锈蚀，被大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金性质的叙述中，正确的是(　　)

A．此合金的熔点比镁和铝的熔点都高

B．此合金能全部溶解于稀盐酸中

C．此合金能全部溶解于氢氧化钠溶液中

D．此合金的硬度比镁和铝的硬度都小

解析：选B　镁铝合金的熔点比它的各成分金属的熔点低，硬度比它的各成分金属的硬度大，合金的化学性质与各成分金属的化学性质基本相同。

2．根据金属活动性顺序分析，下列描述或判断错误的是(　　)

A．常温下，在空气中金属镁比铁容易氧化

B．在氧气中灼烧时，铁丝比铜丝反应剧烈

C．与同种盐酸反应时，锌片比铁片反应剧烈

D．铜活动性不强，故铜不能与硝酸银溶液反应得到银

解析：选D　Mg比Fe活泼，则常温下在空气中金属镁比铁容易氧化，A正确；Fe比Cu活泼，则在氧气中灼烧时，铁丝比铜丝反应剧烈，B正确；金属越活泼，与盐酸反应越剧烈，Zn比Fe活泼，则与同种盐酸反应时，锌片比铁片反应剧烈，C正确；Cu比Ag活泼，则铜能与硝酸银溶液反应得到银，D错误。

3．下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是(　　)

解析：选C　Hg为不活泼金属，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来，A正确；Al为活泼金属，通常用电解熔融的金属化合物的方法冶炼，但氧化铝的熔点较高，加入冰晶石的目的是降低熔点，B正确；Cu2S＋O22Cu＋SO2，该反应不属于分解反应，所以采用的不是热分解法，C错误；高温下用CO作还原剂冶炼铁，属于热还原法，D正确。

4．下列生产、生活中的事实不能用金属活动性顺序解释的是(　　)

A．电解饱和食盐水阴极产生氢气而得不到钠

B．铝制器皿不宜盛放酸性食物

C．铁制容器盛放和运输浓硫酸

D．镀锌铁桶镀层破损后铁仍不易被腐蚀

解析：选C　金属活动性顺序中，钠在氢前，形成的阳离子氧化性H＋>Na＋，H＋先放电生成氢气，和金属活动性顺序有关，故A不选；在金属活动性顺序中，铝排在氢的前面，铝和酸发生反应，铝制器皿不宜盛放酸性食物，故B不选；在金属活动性顺序中，铁比氢活泼，但可用铁制容器盛放和运输浓硫酸，是因为铁在冷的浓硫酸中发生钝化，不能用金属活动性顺序解释，故C选；在金属活动性顺序中，锌比铁活泼，所以破损后腐蚀的是锌，保护的是铁，能用金属活动性顺序解释，故D不选。

5.某电镀厂的电镀液中含有金盐，为了回收其中的金元素，技术人员制作了如图的“吸金球”，“吸金球”是装入一些“吸金”物质的纱袋，把“吸金球”浸入电镀液，能“吸”出盐溶液中的金，据上所述，“吸金球”中的“吸金”物质可能是(　　)

A．活性炭(C)　　　　　　 B．磁石(主要成分是Fe3O4)

C．铁屑(Fe)  D．胆矾(CuSO4·5H2O)

解析：选C　吸金球中的物质和溶液中金离子发生反应生成金单质。活性炭不与金离子反应，A项错误；Fe3O4不与金离子反应，B项错误；Fe具有还原性，其金属活动性大于金，所以能将金离子还原生成金单质，C项正确；胆矾不与金离子反应，D项错误。

6．科学家研制出了一种新型的贮氢材料，这种镁铝合金的成分可表示为Mg17Al12；其贮氢和释氢的原理可表示为Mg17Al12＋17H217MgH2＋12Al，下列有关说法正确的是(　　)

A．Mg17Al12是离子化合物

B．为防止金属氧化，熔炼制备Mg17Al12时通氮气做保护气

C．732 g的合金能吸收380.8 L氢气

D．该合金的熔点比镁和铝的熔点低

解析：选D　合金是加热熔合而成的，不存在阴阳离子，不属于离子化合物，A项错误；Mg、Al为较活泼金属，加热时易和氮气发生反应，可以通入氩气来防止金属被氧化，不可以通氮气做保护气，B项错误；氢气所处的状况未知，不能计算出氢气的具体体积，C项错误；合金的熔点比各成分的熔点低，该合金的熔点低于金属镁、金属铝的熔点，D项正确。

7．某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：

方案Ⅰ：铜铝混合物测定生成气体的体积

方案Ⅱ：铜铝混合物测定剩余固体的质量

下列有关判断中不正确的是(　　)

A．溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液

B．若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小

C．溶液A和B均可选用稀硝酸

D．实验室中方案Ⅱ更便于实施

解析：选C　盐酸和Al反应，剩余Cu，利用产生H2的体积，可求出Al的质量分数，从而得出Cu的质量分数；若用NaOH溶液和Al反应，根据产生H2的体积，也可求出Cu的质量分数，A正确；浓硝酸和Cu反应，铝与浓硝酸发生钝化，使剩余固体的质量偏大，从而使测得Cu的质量分数偏小，B正确；如果选用稀硝酸，稀硝酸与Cu、Al均反应，就会造成方案Ⅱ中没有固体剩余，C错误；无论选用NaOH溶液还是盐酸，最后剩余的固体都是Cu，利用方案Ⅱ直接测固体的质量比较方便，而方案Ⅰ测气体的体积比较麻烦，方案Ⅱ更便于实施，D正确。

8．球墨铸铁中含有一种铁碳化合物X。实验室测定化合物X的组成实验如下：

下列说法不正确的是(　　)

A．固体2是氧化铁

B．X的化学式可以表示为Fe3C2

C．溶液甲中可能含有Fe3＋

D．X与足量的热浓硝酸反应有NO2和CO2生成

解析：选B　A项，溶液乙是FeCl3，FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，在加热蒸干时HCl挥发，Fe(OH)3在灼烧时分解得到24.0 g Fe2O3，固体2是氧化铁；B项，24.0 g Fe2O3的物质的量为0.15 mol，其中含铁0.3 mol，质量为16.8 g，X含碳1.2 g，其物质的量为0.1 mol，所以X的化学式可以表示为Fe3C；C项，＋2价铁可被O2氧化，溶液甲中可能含有Fe3＋；D项，X中含碳，碳与足量的热浓硝酸反应有NO2和CO2生成。

9．合金是建造航空母舰的主体材料。

(1)航母升降机可由铝合金制造。

①铝元素在周期表中的位置为________。

工业炼铝的原料由铝土矿提取而得，提取过程中通入的气体为___________________

_____________________________________________________。

②Al­Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜，其化学方程式为________________

____________________________________________。

焊接过程中使用的保护气为______________(填化学式)。

(2)航母舰体材料为合金钢。

①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为________________________________。

②航母用钢可由低硅生铁冶炼而成，则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为________。

(3)航母螺旋桨主要用铜合金制造。

①80.0 g Cu­Al合金用酸完全溶解后，加入过量氨水，过滤得白色沉淀39.0 g，则合金中Cu的质量分数为________。

②为分析某铜合金的成分，用酸将其完全溶解后，用NaOH溶液调节pH，当pH＝3.4时开始出现沉淀，分别在pH为7.0、8.0时过滤出沉淀。结合题图信息推断该合金中除铜外还一定含有________。

解析：(1)①工业上通过电解熔融Al2O3制得金属铝，从铝土矿中提取Al2O3的过程：使铝土矿与NaOH溶液反应并过滤除去杂质得到NaAlO2溶液，再向溶液中通入CO2，生成Al(OH)3沉淀，加热使沉淀分解可得到Al2O3。②镁能与氧气、二氧化碳、氮气等气体发生反应，所以焊接时应使用Ar等稀有气体做保护气。(2)①在海水中，合金钢、海水及海水中溶解的氧气构成原电池，发生吸氧腐蚀。②在炼铁时加入氧化钙或碳酸钙，发生反应CaO＋SiO2CaSiO3或CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋SiO2CaSiO3，使SiO2形成炉渣，可以降低硅含量。(3)①白色沉淀Al(OH)3的质量为39.0 g，即0.5 mol，故合金中铝的质量为0.5 mol×27 g·mol－1＝13.5 g，则铜的质量为66.5 g，质量分数为×100%≈83.1%。②由于要将Cu溶解，所选用的酸应为氧化性酸，若合金中有铁存在，则Fe将被氧化为Fe3＋，由图知Fe3＋在pH＝1.8时开始沉淀，与题述不符，故合金中不含Fe。结合图示可知在pH＝3.4时出现的沉淀为Al(OH)3，在pH＝7.0～8.0时，产生的沉淀为Ni(OH)2，故该合金中除铜外还一定含有Al和Ni。

答案：(1)①第三周期ⅢA族　CO2　②Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O　Ar(其他合理答案均可)　(2)①吸氧腐蚀　②CaCO3或CaO　(3)①83.1%　②Al、Ni

10．金属及其化合物用途广泛，研究金属的提取、冶炼意义重大。

(1)下列各组金属，冶炼方法一定不同的是________(填字母)。

a．Hg、Ag  b．Na、Mg

c．Al、Fe  d．Na、Ca

(2)以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3，含有少量Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料重铬酸钠(Na2Cr2O7)并制取铬，其主要工艺流程如下：

查阅资料得知：在碱性条件下，某些氧化剂能将Cr3＋氧化为CrO。

①工业上可用固体A制取粗硅，写出反应的化学方程式：________________________。

②写出溶液D转化为溶液E过程中反应的离子方程式：_________________________。

③将金属铁和惰性电极浸入重铬酸钠酸性溶液，以铁为阴极就能实现铁上镀铬。电镀过程中阴极反应式为___________________________________________________________

____________________________。阴极上每沉积52 g铬，阳极上放出________L氧气(标准状况下，忽略气体溶解)。

解析：(1)a项，Hg、Ag均用热分解法制备；b项，Na、Mg均用电解法制备；c项，Al用电解法制备，Fe用热还原法制备；d项，Na、Ca均用电解法制备。(2)①固体A为SiO2，工业上利用焦炭还原SiO2制取粗硅：SiO2＋2CSi＋2CO↑。②分析流程图可知，操作①分离出SiO2，操作②除去铁元素、铝元素，故溶液D中含有Cr3＋，Cr3＋与H2O2、OH－可发生氧化还原反应，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平离子方程式：2Cr3＋＋3H2O2＋10OH－===2CrO＋8H2O。③阴极上Cr2O发生还原反应转化为Cr，电极反应式：Cr2O＋12e－＋14H＋===2Cr＋7H2O。根据原子守恒和得失电子守恒，可得关系式：Cr2O～2Cr～3O2，n(O2)＝n(Cr)＝×＝1.5 mol，故V(O2)＝22.4 L·mol－1×1.5 mol＝33.6 L。

答案：(1)c　(2)①SiO2＋2CSi＋2CO↑

②10OH－＋2Cr3＋＋3H2O2===2CrO＋8H2O

③Cr2O＋12e－＋14H＋===2Cr＋7H2O　33.6