人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料一课一练

第三单元 金属材料

第2课 金属材料（一）

一、基础巩固

1．下列关于铝及其化合物说法，不正确的是（　　）

A．不能用铝制容器腌咸菜，因为铝单质会和较浓的Cl﹣发生络合反应 

B．铝热反应过程会放出大量的热，这说明构成氧化铝的微粒间存在着强烈的作用力 

C．氢氧化铝不溶于过量氨水，但氢氧化铜、氢氧化银沉淀都溶于过量氨水 

D．刚玉是一种高硬度、高熔点的化合物，刚玉坩埚不能用来熔融纯碱

【答案】B。

【解析】A．铝单质会和较浓的Cl﹣发生络合反应，所以不能用铝制容器腌咸菜，故A正确；

B．铝热反应过程会放出大量的热，是铝和金属氧化物发生氧化还原反应过程中放出的热量，与生成的氧化铝的微粒间存在的作用力无关，故B错误；

C．氨水与氢氧化铜、氢氧化银 能够形成配合物，与氢氧化铝不能形成配合物，所以氢氧化铝不溶于过量氨水，但氢氧化铜、氢氧化银沉淀都溶于过量氨水，故C正确；

D．刚玉成分为氧化铝，氧化铝为两性氧化物，和纯碱能发生反应，故D正确；

故选：B。

2．既能与酸（H+）反应，又能与碱（OH﹣）反应的化合物是（　　）

①MgO②Al（OH）3③NaHSO4④NaHCO3⑤CH3COONH4⑥Al

A．②④ B．②③④ C．②④⑤ D．②④⑤⑥

【答案】C。

【解析】①MgO是碱性氧化物只与酸反应，故错误；

②Al（OH）3是两性氢氧化物既与酸反应也与碱反应，故正确；

③NaHSO4只与氢氧根离子反应，故错误；

④NaHCO3多元弱酸的酸式盐，既与酸反应也与碱反应，故正确；

⑤CH3COONH4弱酸的铵盐，既与酸反应也与碱反应，故正确；

⑥Al与氢离子反应生成铝离子，与氢氧根离子反应生成偏铝酸根离子和氢气，但铝是单质，故错误；

故选：C。

3．用高铁酸钠（Na2FeO4）处理河流湖泊的水用于饮用，是一项较新的技术，与此有关的以下叙述中，正确的是（　　）

①高铁酸钠溶液有强酸性②高铁酸钠有强氧化性③高铁酸钠可使水软化④该过程中水被消毒和净化

A．①③ B．②④ C．①② D．③④

【答案】B。

【解析】①根据以上分析，水解后溶液显碱性，故①错误；

②+6价的铁元素，易得电子具有氧化性，利用其氧化性杀菌消毒；故②正确；

③高铁酸钠不可以沉淀水中的Ca2+、Mg2+，不可以软化水；故③错误；

④②+6价的铁元素，易得电子具有氧化性，利用其氧化性杀菌消毒；水解产生的（FeOH）3胶体可以沉淀水中的悬浮物而净水；故D正确；

故选：B。

4．28g CO气体在1mol的氧气中燃烧后，所得的气体通过足量Na2O2固体中充分反应后，下列说法不正确的是（　　）

A．CO与氧气反应，只消耗了0.5mol氧气 

B．充分反应后Na2O2固体质量增加了28 g 

C．通过以上两步反应后余下氧气物质的量为0.5mol 

D．若2gH2替代 28g的CO发生上述反应，则Na2O2固体质量增加了2g

【答案】C

【解析】A．根据上述分析，CO与氧气反应，只消耗了0.5mol氧气，故A正确；

B.2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2↑，Na2O2固体质量增加了与CO的质量相等为28g，故B正确；

C.2CO+O22CO2，2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2↑，通过以上两步反应，余下氧气的量不变，物质的量仍为1mol，故C错误；

D.2gH2的物质的量为1mol，燃烧生成水后与过氧化钠反应2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑，Na2O2固体质量增加量等于氢气的质量为2g，故D正确；

故选：C。

5．生铁的熔点是1100～1200℃，则纯铁的熔点可能是（　　）

A．1085℃ B．1160℃ C．1200℃ D．1535℃

【答案】D

【解析】生铁是铁的合金，而合金的熔点比成分金属要低，即纯铁的熔点要高于生铁。由于生铁的熔点是1100～1200℃，则纯铁的熔点要高于1200℃，

故选：D。

6．下列说法错误的是（　　）

A．越王勾践剑的铸造材料主要是铜锡合金 

B．青花瓷的制作原料的主要成分是硅酸盐 

C．以毛竹为原料制作的竹纤维属于高分子材料 

D．石墨烯是一种能导电的有机高分子材料

【答案】D

【解析】A．越王勾践剑它是春秋晚期越国青铜器，铸造材料主要是铜锡合金，故A正确；

B．青花瓷的制造原料粘土，主要材料在成分上属于硅酸盐，故B正确；

C．高分子化合物相对分子质量很大，一般在10000以上，可高达几百万，以毛竹为原料制作的竹纤维，主要成分为纤维素，是高聚物，属于有机合成高分子材料，故C正确；

D．“石墨烯”是一种碳的单质，不是新型有机高分子材料，故D错误；

故选：D。

7．钠、铝和铁是三种重要的金属，回答问题：

（1）三种金属中，既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应                        （填化学式），写出它与NaOH溶液反应的离子方程式                       

（2）三种金属在一定条件下均能与水发生反应。写出铁与水蒸气反应的化学方程式                        。取一小块金属钠放入滴有酚酞的水中，可观察到的实验现象是                        。（填字母序号）。

①钠浮在水面迅速反应②钠沉在水底迅速反应 ③钠熔成小球并迅速游动④反应中可以听到嘶嘶的响声⑤反应后的溶液变为红色

A．①④⑤B．②③④⑤C．①③④⑤

【答案】（1）Al；2Al+2H2O+2OH﹣═2AlO2﹣+3H2↑；

（2）3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2；C。

【解析】（1）铝和强酸、强碱都能反应生成可溶性盐和氢气；铝与氢氧化钠溶液反应，反应生成偏铝酸钠和氢气，该离子反应为：2Al+2H2O+2OH﹣═2AlO2﹣+3H2↑，

故答案为：Al；2Al+2H2O+2OH﹣═2AlO2﹣+3H2↑；

（2）高温下，铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应方程式为3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2；

钠的密度小于水的密度，所以钠会浮在水面上，钠的熔点较低，钠和水反应生成氢气和氢氧化钠，同时有大量热量放出，放出的热量使钠熔成小球，反应剧烈可以听到嘶嘶的响声，生成的氢氧化钠显碱性，反应后的溶液变为红色；故①③④⑤正确；

故答案为：3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2；C。

二、拓展提升

8（1）标准状况下，用一定量的水吸收氨气后制得浓度为12.0mol/L、密度为0.915g/cm3的氨水。试计算1体积水吸收                        体积的氨气可制得上述氨水。（水的密度以1.00g/cm3计）

（2）硫铁矿高温下空气氧化产生二氧化硫：4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3设空气中N2、O2的含量分别为0.800和0.200（体积分数），试完成下列各题：

①1.00mol FeS2完全氧化，需要空气的体积（标准状况）为                        L。

②55L空气和足量FeS2完全反应后，气体体积（同温同压）变为                        L。

3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2；C。

3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2；C。

【答案】（1）378；

（2）①308；②52。

【解析】（1）假设溶液体积为1.00L，1.00L该氨水含氨的物质的量n（NH3）＝1.00L×12.0mol/L＝12.0mol，V（NH3）＝12.0mol×22.4L/mol＝268.8L；1.00L该氨水中含水的质量m（H2O）＝1.00L×0.915g/cm3×103mL/L﹣12.0mol×17.0g/mol＝915g﹣204g＝711g；V（H2O）＝＝0.711L；＝＝378，

故答案为：378；

（2）①根据方程式“4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3”可知，1.00molFeS2完全氧化需要氧气物质的量为mol，因此需要空气的体积＝（mol×22.4L/mol）÷0.200＝308L，

故答案为：308；

②55L空气中氧气的体积V（O2）＝55L×0.200＝11.0L，由化学方程式“4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3”可知，11mol的O2参加反应变为8molSO2，在同温同压下气体的体积比等于气体的物质的量的比，则11.0L的O2参加反应产生8LSO2，气体体积减少了3L，故反应后气体的体积为55L﹣3L＝52L，

故答案为：52。

9. 金属铝在酸性或碱性溶液中均可与NO3﹣发生氧化还原反应，转化关系如下：

已知，气体D的大量生产曾经解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿和死亡问题，气体D和F反应可生成盐。气体D和A溶液反应生成白色沉淀。气体C为无色气体，气体E为红棕色气体。B溶液加入过量的F溶液能生成A溶液。

请回答下列问题：

（1）C、E排入大气中会造成大气污染，在催化剂存在下，D可以将C、E转化为无毒的气态单质，该单质为                        。

（2）完成并配平下列离子方程式：                        Al+                        NO3﹣+                        H+→                        Al3++                        +                        H2O。

（3）D→C反应的化学方程式是                        。

（4）除去气体C中的杂质气体E的化学方法：                        （用化学方程式表示）。

【答案】（1）N2；

（2）1Al+1NO3﹣+4H+═1Al3++1NO↑+2H2O；

（3）4NH3+5O24NO+6H2O；

（4）3NO2+H2O═2HNO3+NO。

【解析】金属铝在酸性或碱性溶液中均可与NO3﹣发生氧化还原反应，由转化关系图可知，在酸性环境下，反应生成铝盐和一氧化氮，碱性环境下生成偏铝酸盐和氨气，氨气催化氧化可以生成一氧化氮和水，一氧化氮可以和氧气反应生成二氧化氮，故A为硝酸铝，B为偏铝酸盐，C为NO，D为氨气，E为二氧化氮，F为硝酸，

（1）氨气可以和一氧化氮或是二氧化氮发生氧化还原反应生成无毒气体单质为氮气，化学式为N2，故答案为：N2；

（2）酸性条件下，Al和硝酸根离子发生氧化还原反应生成铝离子和一氧化氮，转移电子数为3，配平方程式为1Al+1NO3﹣+4H+═1Al3++1NO↑+2H2O，故答案为：1Al+1NO3﹣+4H+═1Al3++1NO↑+2H2O；

（3）D→C是氨气发生催化氧化生成NO、水，反应的化学方程式：4NH3+5O24NO+6H2O，

故答案为：4NH3+5O24NO+6H2O；

（4）二氧化氮可以和水发生反应生成硝酸和一氧化氮，3NO2+H2O═2HNO3+NO，可以用水除去一氧化氮中的二氧化氮，故答案为：3NO2+H2O═2HNO3+NO。

10. 动手实践：某同学探究同周期元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象（见下表，表中的“实验步骤”与“实验现象”前后不一定是对应关系）。

请你帮助该同学整理并完成实验报告。

（1）实验目的：研究                        元素性质递变规律。

（2）实验用品：

试剂：金属钠，镁条，铝条，稀盐酸，新制氯水，新制Na2S溶液，AlCl3溶液，NaOH溶液，酚酞溶液等。

仪器：①                        ，②                        ，③                        ，试管夹，胶头滴管，镊子，小刀，玻璃片，砂纸，火柴等。

（3）实验内容：（填写与实验步骤对应的实验现象的编号和①②的化学方程式）

①的化学方程式                        ，

②的化学方程式                        。

（4）实验结论：

失电子能力：                        ，得电子能力：                        。

【答案】（1）同周期；

（2）试管；烧杯；酒精灯；

（3）

①Mg+2H2O＝Mg（OH）2+H2↑；②Na2S+Cl2═2NaCl+S↓

（4）Na＞Mg＞Al；Cl＞S。

【解析】（1）根据第一句话知，该实验的实验目的：探究同周期元素性质递变规律，

故答案为：同周期；

（2）盛放溶液的仪器是试管、烧杯，加热需要酒精灯；

故答案为：试管；烧杯；酒精灯；

（3）①因镁条能和热水反应生成氢氧化镁和氢气，氢氧化镁是碱，遇酚酞变红，所以会看到镁条表面有大量气泡，溶液变成红色，反应为：

Mg+2H2O＝Mg（OH）2+H2↑，

②因氯气能将硫离子氧化为硫：S2﹣+Cl2＝2Cl﹣+S↓，硫不溶于水，为淡黄色，所以溶液中产生浅黄色沉淀；

③发生反应2Na+2H2O＝2Na++2OH﹣+H2↑，因钠的密度比水小，与水剧烈反应生成氢气和氢氧化钠，氢氧化钠遇酚酞变红，同时反应放热，所以钠浮在水面上，熔成小球，四处游动，发出“嘶嘶”声，随之消失，溶液变成红色；

④因镁为活泼金属，与盐酸发生置换反应，所以剧烈反应，迅速产生大量无色气体；

⑤发生反应2Al+6H+＝2Al3++3H2↑，铝能与盐酸反应，较镁不活泼，所以反应不十分剧烈，产生无色气体；

⑥A1Cl3与NaOH反应生成A1（OH）3，A1（OH）3具有两性，能与NaOH反应生成可溶于水的偏铝酸钠，所以先生成白色胶状沉淀，继而沉淀消失，则E中现象为：开始有沉淀后沉淀消失，离子方程式为Al3++4OH﹣＝AlO2﹣+2H2O，

故答案为：

①Mg+2H2O＝Mg（OH）2+H2↑；②Na2S+Cl2═2NaCl+S↓

（4）元素的金属性越强，对应的金属单质越活泼，越易与水或酸反应，反应越剧烈，所以由实验现象可知金属性，即失电子能力：Na＞Mg＞Al，可利用非金属单质之间的置换反应比较元素的非金属性强弱，S2﹣+Cl2＝2Cl﹣+S↓，则非金属性，即得电子能力：Cl＞S，由此得出同一周期元素自左向右，金属性逐渐减弱、非金属性逐渐增强，

故答案为：Na＞Mg＞Al；Cl＞S。