2024版新教材高考化学复习特训卷课练8金属材料
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练
1.[2023·陕西宝鸡陈仓区质量检测]青铜是我国较早使用的金属材料,下列与铜有关的说法正确的是 ( )
A.青铜的主要成分为铜锌合金,博物馆中贵重青铜器常放在银质托盘上
B.铜的氧化物有CuO和Cu2O,它们在稀硫酸中反应原理相同
C.《本草纲目》中载有一药物,名“铜青”,铜青是铜器上的绿色物质,则铜青就是青铜
D.《淮南万毕术》中记载“曾青得铁则化为铜”,是古代湿法炼铜的方法,胆矾可作为湿法炼铜的原料
2.[2023·安徽育才学校月考]如图是实验室制取无水氯化镁的实验装置。下列有关表述正确的是( )
A.装置A中圆底烧瓶中可以换成固体MnO2
B.如果直接加热MgCl2·6H2O不能得到无水氯化镁,可能得到Mg(OH)Cl或MgO
C.可以用浓硫酸作为吸收剂进行尾气吸收
D.金属镁在空气中燃烧,剧烈反应生成氧化镁,如果金属镁燃烧发生火灾,要立即用二氧化碳灭火器进行灭火
3.[人教必修第一册P80练习与应用T4改编]下列关于合金的说法正确的是( )
A.改变原料的配比、变更制造合金的工艺,可以制得具有不同性能的合金
B.储氢合金能大量吸收H2,但不与H2反应
C.古代留下大量的青铜器文物是由于青铜比纯铜硬度小,容易制成各种器皿
D.飞机机身使用的是铝合金而不是钢材,是因为钢材价格高
4.下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 ( )
A.铝的金属活泼性强,可用于制作铝金属制品
B.氧化铝熔点高,可用作电解冶炼铝的原料
C.氢氧化铝受热分解,可用于中和过多的胃酸
D.明矾溶于水并水解形成胶体,可用于净水
5.[2023·佛山一中月考]工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2、Fe2O3等杂质)冶炼铝的主要流程如下:
(注:SiO2碱溶时转化为铝硅酸钠沉淀)
下列叙述错误的是 ( )
A.操作Ⅰ增大NaOH溶液的用量可以提高Al2O3的浸取率
B.操作Ⅱ、Ⅲ为过滤,操作Ⅳ为灼烧
C.加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔融温度
D.如果操作Ⅰ换成H2SO4溶液来溶解铝土矿,后面的操作不变也可以冶炼出铝
6.[2023·洛阳测试]CuSO4是一种重要的化工原料,有关制备途径及性质如图所示。下列说法正确的是( )
A.从“绿色化学”的角度分析,用途径②制备最合适
B.生成等量的硫酸铜,三个途径中参加反应的硫酸的物质的量:①<②<③
C.硫酸铜在1 100 ℃分解的方程式为
2CuSO4Cu2O+SO2↑+SO3↑
D.化合物Y可以是乙醇
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7.[2022·广东卷,1]中华文明源远流长,在世界文明中独树一帜,汉字居功至伟。随着时代发展,汉字被不断赋予新的文化内涵,其载体也发生相应变化。下列汉字载体主要由合金材料制成的是( )
汉字
载体
选项
A.兽骨
B.青铜器
汉字
载体
选项
C.纸张
D.液晶显示屏
8.[2022·湖北卷,3]武当山金殿是铜铸鎏金大殿。传统鎏金工艺是将金溶于汞中制成“金汞漆”,涂在器物表面,然后加火除汞,使金附着在器物表面。下列说法错误的是( )
A.鎏金工艺利用了汞的挥发性
B.鎏金工艺中金发生了化学反应
C.鎏金工艺的原理可用于金的富集
D.用电化学方法也可实现铜上覆金
9.[2022·湖南卷,7]铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下:
下列说法错误的是( )
A.不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料
B.采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C.合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2
D.滤液可回收进入吸收塔循环利用
10.[2022·山东卷,12]高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下,可能用到的数据见下表。
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Zn(OH)2
开始沉淀pH
1.9
4.2
6.2
沉淀完全pH
3.2
6.7
8.2
下列说法错误的是( )
A.固体X主要成分是Fe(OH)3和S;金属M为Zn
B.浸取时,增大O2压强可促进金属离子浸出
C.中和调pH的范围为3.2~4.2
D.还原时,增大溶液酸度有利于Cu的生成
11.[2021·湖南卷,6]一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下:
下列说法错误的是( )
A.物质X常选用生石灰
B.工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁
C.“氯化”过程中发生的反应为
MgO+C+Cl2MgCl2+CO
D.“煅烧”后的产物中加稀盐酸,将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl2
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12.[2023·武威模拟]工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下:
下列叙述正确的是( )
A.按上述流程,试剂X可以是氢氧化钠溶液,也可以是盐酸
B.反应①过滤后所得沉淀为氧化铁
C.图中所有的转化反应都不是氧化还原反应
D.反应②的离子方程式为2AlO+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO
13.[2023·洛阳一模]以197 g六氨合氯化镁为原料,经酸化、碳化、热解、过滤、干燥制得932 g碱式碳酸镁产品,同时获取副产物CO2 26.88 L(标准状况)。原理如下(假定每步反应都没有损耗;x、y、z的最简整数比为x∶y∶z)。
酸化反应:MgCl2·6NH3+6HCl===
MgCl2+6NH4Cl;
碳化反应:MgCl2+2NH4HCO3===
Mg(HCO3)2+2NH4Cl;
热解反应:Mg(HCO3)2―→
xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O↓+CO2↑
(未配平)。
下列说法正确的是( )
A.xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O属于混合物
B.x=z=2
C.y=1
D.副产物NH4Cl可用作化肥,也可用热分解法制备氨气
14.[2023·青州质检]以混有SiO2的MgCO3为原料制备氧化镁的实验流程如图:
下列说法错误的是( )
A.酸浸的离子方程式为
CO+2H+===CO2↑+H2O
B.浸出渣的成分是SiO2
C.母液的主要溶质是NH4Cl
D.固体X是Mg(OH)2
15.[2023·南宁模拟]下列生产、生活中的事实不能用金属活动性顺序表解释的是( )
A.电解饱和食盐水阴极产生氢气得不到钠
B.铁制容器盛放和运输浓硫酸
C.镀锌铁桶镀层破损后铁仍不易被腐蚀
D.铝制器皿不宜长期盛放酸性食物
一、选择题:本题共10小题,每小题只有一个选项符合题意。
1.[2023·广州阶段训练]我国科技事业成果显著,下列成果所涉及的材料不属于金属材料的是( )
A.神舟十二号航天员头盔面窗的材料——聚碳酸酯
B.国产大飞机C919的主体材料——铝锂合金
C.我国第一艘航空母舰的主体材料——合金钢
D.“奋斗者”号深潜器载人舱的外壳——钛合金
2.当氢氧化钡溶液逐滴滴入明矾溶液中,使硫酸根离子恰好全部转化为硫酸钡沉淀,此时铝元素的主要存在形式是( )
A.Al3+B.Al(OH)3
C.AlO D.Al3+、Al(OH)3
3.生活和生产常涉及化学知识,下列说法不正确的是 ( )
A.Al(OH)3是医用胃酸中和剂的一种,使胃液pH升高,起到中和胃酸的作用
B.铝表面的氧化膜可以防止铝制品被进一步氧化,因此铝制餐具可以用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性的食物
C.金属镁燃烧时会发出耀眼的白光,因此常用来制造信号弹和焰火
D.MgO和Al2O3熔点很高,可用作耐火材料4.生产上用过量烧碱溶液处理某矿物(含Al2O3、MgO),过滤后得到的滤液用NaHCO3溶液处理,测得溶液pH和Al(OH)3生成的量随加入NaHCO3溶液体积的变化情况如图所示。下列说法不正确的是( )
A.NaHCO3溶液的物质的量浓度为0.8 mol·L-1
B.b点与c点溶液所含微粒种类相同
C.a点溶液中存在的离子是Na+、AlO、OH-、H+
D.生成沉淀的离子方程式为
HCO+AlO+H2O===Al(OH)3↓+CO
5.[2023·河北张家口宣化一中月考]向偏铝酸钠溶液中逐滴加入盐酸,溶液的pH随着加入盐酸体积的变化曲线如图所示,则下列说法正确的是 ( )
A.a~b段主要反应的离子方程式:
AlO+4H+===Al3++2H2O
B.向c点溶液中滴加氨水,发生反应的离子方程式:Al3++3OH-===Al(OH)3↓
C.c~d段主要反应的离子方程式:
Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
D.向c点溶液中加入碳酸钠,发生反应的离子方程式:2Al3++3CO+3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑
6.下列图像错误的是( )
A.向 NaAlO2、Ba(OH)2、NaOH 混合溶液中缓慢通入 CO2至过量
B.向硫酸铝铵溶液中逐滴加入 Ba(OH)2溶液
C.向 FeCl3、Al2(SO4)3的混合溶液中逐滴加入 Ba(OH)2溶液
D.向 Ca(OH)2和 NaOH 的混合溶液中缓慢通入 CO2至过量
7.等质量的镁粉分别在足量的O2、CO2、N2中燃烧,生成的固体的质量依次为m1、m2、m3,下列关系式正确的是( )
A.m2>m1>m3 B.m2=m1>m3
C.m2=m1=m3 D.m3>m2>m1
8.[2023·厦门模拟]Na、Al、Fe、Cu是中学化学中重要的金属元素。它们的单质及其化合物之间有很多转化关系。下表所列物质不能按如图(“→”表示一步完成)关系相互转化的是( )
9.[2023·徐州模拟]金属Ti(钛)是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属,钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。某化学兴趣小组用实验探究Ti、Mg、Cu的活泼性顺序。他们在相同温度下,取大小相同的三种金属薄片,分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸中,观察现象如下:
金属
Ti
Mg
Cu
金属表面
现象
放出气泡
速度缓慢
放出气泡
速度快
无变化
下列有关三种金属的说法正确的是( )
A.三种金属的活泼性由强到弱的顺序是Mg、Cu、Ti
B.若钛粉中混有Mg,提纯Ti时可用稀盐酸除去Mg
C.用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu是工业制取Cu的很好途径
D.Cu和稀盐酸不发生化学反应
10.[2023·潍坊模拟]我国古代的青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值。下列说法不正确的是( )
A.我国使用青铜器的时间比使用铁器、铝器的时间均要早
B.将青铜器放在银质托盘上,青铜器容易生成铜绿
C.《本草纲目》载有名“铜青”之药物,铜青是铜器上的绿色物质,则铜青就是青铜
D.用蜂蜡做出铜器的蜡模,是古代青铜器的铸造方法之一,蜂蜡的主要成分是有机物
[答题区]
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、非选择题:本题共3小题。
11.工业上常用铝质容器盛装冷浓硫酸。为研究铝质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
(1)将铝片放入氢氧化钠溶液中以除去表面氧化膜,反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)将已去除表面氧化物的铝片放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铝片表面无明显变化,其原因是________________________________________________________________________。
(3)另称取铝片6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中,加热,充分反应后收集到气体X。甲同学取448 mL(标准状况)气体X通入足量过氧化氢溶液中,然后再加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33 g,由此推知气体X中SO2的体积分数为 。
12.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。80.0 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 。
13.氮化铝(AlN)是一种性能优异的新型材料,在许多领域有广泛应用。某化学小组模拟工业制氮化铝原理,欲在实验室制备氮化铝并检验其纯度。查阅资料:
①实验室用饱和NaNO2溶液与NH4Cl溶液共热制N2:
NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O
②工业制氮化铝:Al2O3+3C+N22AlN+3CO,氮化铝在高温下能水解。
③AlN与NaOH饱和溶液反应:
AlN+NaOH+H2O===NaAlO2+NH3↑
Ⅰ.氮化铝的制备
(1)实验中使用的装置如上图所示,请按照氮气气流方向将各仪器接口连接 e→c→d (上述装置可重复使用)
(2)A装置内的X液体可能是 ;D装置内氯化钯溶液的作用可能是 。
Ⅱ.氮化铝纯度的测定
(方案ⅰ)甲同学用下图装置测定AlN的纯度(部分夹持装置已略去)。
(3)为准确测定生成气体的体积,量气装置(虚线框内)中的Y液体可以是 W.
a.CCl4
b.H2O
c.NH4Cl饱和溶液
d.植物油
(4)用下列仪器也能组装一套量气装置,其中必选的仪器有
a.单孔塞 b.双孔塞
c.广口瓶 d.容量瓶
e.量筒 f.烧杯
(方案ⅱ)乙同学按以下步骤测定样品中AlN的纯度(流程如下图)
(5)步骤②的操作是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)实验室里灼烧滤渣使其分解,除了必要的热源和三脚架以外,还需要的硅酸盐仪器有 、 等。
(7)样品中AlN的纯度是 (用含m1、m2、m3表示)。
(8)若在步骤③中未洗涤,测定结果将 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)
课练8 金属材料
狂刷小题 夯基础
[练基础]
1.D 青铜的主要成分是铜锡合金,将青铜器放在银质托盘上,会形成原电池,加快铜的腐蚀,青铜器容易生成铜绿,A错误;Cu2O在稀硫酸中发生歧化反应:Cu2O+H2SO4===Cu+CuSO4+H2O,CuO在稀硫酸中发生反应生成CuSO4和水,化合价无变化,故原理不同,B错误;铜青是碱式碳酸铜,和青铜不是一种物质,C错误;湿法炼铜利用单质铁置换出硫酸铜溶液中的铜,故胆矾(CuSO4·5H2O)可用作原料,D正确。
2.B 浓硫酸有吸水性,浓盐酸有挥发性,将浓盐酸加入浓硫酸中会产生HCl气体,在酸性环境中可以抑制Mg2+水解,用于制取无水氯化镁,将浓硫酸换为MnO2,二者在常温下不发生反应,A项错误;如果直接加热MgCl2·6H2O,Mg2+水解,可能得到Mg(OH)Cl或MgO,B项正确;尾气中含有HCl,不能被浓硫酸吸收,应用碱液吸收,C项错误;Mg可以在CO2中燃烧,不能用二氧化碳灭火器进行灭火,D项错误。
3.A 合金的性能与合金的原料配比及制造工艺有关,所以改变原料的配比、变更制造合金的工艺,可以制得具有不同性能的合金,A项正确;储氢合金能大量吸收H2,且大多数能与H2结合成金属氢化物,B项错误;一般合金的硬度大于其成分金属的硬度,青铜的硬度大于纯铜,C项错误;铝合金的强度高、密度小,适合制造飞机机身,钢材的密度大,不利于飞机的起飞,D项错误。
4.D 铝具有很好的延展性,可以用于制作铝金属制品,与铝的活泼性无关,A项错误;电解氧化铝冶炼铝是因为氧化铝熔融状态下能导电,与熔点高无关,B项错误;氢氧化铝能与胃酸的主要成分HCl发生反应,与氢氧化铝受热分解无关,C项错误;明矾中的Al3+可以水解生成氢氧化铝胶体,胶体具有很强的吸附能力,可以吸附水中的悬浮物,起到净水作用,D项正确。
5.D 向铝土矿中加入氢氧化钠溶液,Al2O3转化为偏铝酸钠、SiO2转化为铝硅酸钠沉淀、Fe2O3不溶,过滤,滤液中含偏铝酸钠,向滤液中通入足量的二氧化碳后,偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀,过滤,洗涤干燥后,灼烧氢氧化铝使之分解生成氧化铝,加冰晶石使氧化铝熔融,电解就可以得到铝。操作Ⅰ增大NaOH溶液的用量可以使浸取更充分,可提高Al2O3的浸取率,A项正确。操作Ⅱ、Ⅲ用于分离固体和液体,为过滤,操作Ⅳ使氢氧化铝分解,则为灼烧,B项正确。Al2O3熔点高达2 000 ℃以上,加入冰晶石能使之在1 000℃左右熔融,则目的是降低Al2O3的熔融温度,C项正确。如果操作I换成H2SO4溶液来溶解铝土矿,氧化铁和氧化铝均会溶解、二氧化硅不溶,则需过滤后,向滤液中加过量氢氧化钠溶液再过滤才能得到偏铝酸钠溶液,即后面的操作要跟着有所变才可以冶炼出铝,D项错误。
6.A 途径①反应为3Cu+2HNO3+3H2SO4===3CuSO4+2NO↑+4H2O,途径②反应为2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2O,途径③反应为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。由以上分析可知,途径②没有污染性气体生成,绿色环保,A选项正确;由上述分析知,若生成1 mol硫酸铜,则途径①消耗1 mol硫酸,途径②消耗1 mol硫酸,途径③消耗2 mol硫酸,所以生成等量的硫酸铜,参加反应的硫酸的物质的量:①=②<③,B选项错误;据题图可知,CuSO4在1 100℃分解产生Cu2O和混合气体X,Cu化合价降低,则CuSO4中一定有元素化合价升高,S已经处于最高价态,所以只有O元素化合价可以升高,则混合气体X中一定含有O2,C选项错误;硫酸铜与过量的NaOH反应生成氢氧化铜,氢氧化铜与乙醇反应不会生成氧化亚铜,D选项错误。
[练高考]
7.B 兽骨,甲骨文的契刻载体之一,主要是牛的肩胛骨,一小部分是羊、猪、鹿的肩胛骨,还有极少部分的牛肋骨,其主要成分是碳酸钙和其它钙盐,故A不符合题意;青铜器是红铜与其他化学元素锡、铅等的合金,属于合金材料,故B项符合题意;纸张的主要成分是纤维素,故C不符合题意;液晶显示器是一种采用液晶为材料的显示器,液晶是一类介于固态和液态间的有机化合物,故D不符合题意。
8.B 鎏金工艺中的加火除汞,利用了汞的挥发性,A项正确;将金溶于汞中制成“金汞漆”及加火除汞过程中金均没有发生化学变化,B项错误;将金溶于汞中制成“金汞漆”,然后加火除汞,可以达到富集金的目的,C项正确;利用电解原理,将铜件作阴极,用含Au离子溶液作电解液,可实现铜上覆金,D项正确。
9.C 流程梳理
陶瓷中的SiO2能与HF反应,A项正确;喷淋法能使溶液与烟气充分接触,提高吸收效率,B项正确;根据流程梳理,在Na2CO3过量下,不可能有CO2逸出,C项错误;滤液中含有Na2CO3,可用作吸收塔中的吸收剂,D项正确。
10.D CuS精矿(含有杂质Zn、Fe元素)在高压O2作用下,用硫酸溶液浸取,CuS反应产物为CuSO4、S、H2O,Fe2+被氧化为Fe3+,然后加入NH3调节溶液pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中,过滤得到的滤渣中含有S、Fe(OH)3;滤液中含有Cu2+、Zn2+;然后向滤液中通入高压H2,根据元素活动性:Zn>H>Cu,Cu2+被还原为Cu单质,通过过滤分离出来;而Zn2+仍然以离子形式存在于溶液中,再经一系列处理可得到Zn单质。由分析可知固体X主要成分是S、Fe(OH)3,金属M为Zn,A正确;CuS难溶于硫酸,在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s)⇌Cu2+(aq)+S2-(aq),增大O2的浓度,可以反应消耗S2-,使之转化为S,从而使沉淀溶解平衡正向移动,从而可促进金属离子的浸取,B正确;根据流程图可知:用NH3调节溶液pH时,要使Fe3+转化为沉淀,而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中,结合离子沉淀的pH范围,可知中和时应该调节溶液pH范围为3.2~4.2,C正确;在用H2还原Cu2+变为Cu单质时,H2失去电子被氧化为H+,与溶液中OH-结合形成H2O,若还原时增大溶液的酸度,c(H+)增大,不利于H2失去电子,因此不利于Cu的生成,D错误。
11.D 苦卤水中含有大量镁离子,加入生石灰,生石灰与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙再与镁离子反应生成氢氧化镁,生石灰来源丰富,价格便宜,常用来做沉镁的沉淀剂,A说法正确;镁为活泼金属,工业上常用电解熔融氯化镁的方法来制备金属镁,B说法正确;根据题给流程图可知,“煅烧”氢氧化镁得到氧化镁,“氯化”过程中,加入碳和氯气与氧化镁反应,生成无水氯化镁和一种气体,根据原子守恒和化合价升降可得反应的化学方程式为MgO+C+Cl2MgCl2+CO,C说法正确;向“煅烧”后所得氧化镁中加稀盐酸,得到氯化镁溶液,由于镁离子会发生水解反应Mg2++2H2O⇌Mg(OH)2+2H+,直接蒸发MgCl2溶液,生成的HCl挥发,最终得到的是氢氧化镁,而不是无水氯化镁,D说法错误。
[练模拟]
12.B 由溶液乙通入过量的Y生成氢氧化铝沉淀可知,溶液乙中含有偏铝酸根离子、气体Y为二氧化碳,故试剂X为氢氧化钠溶液,不可能为盐酸,故A错误;Al2O3溶于氢氧化钠溶液得到NaAlO2溶液,Fe2O3与氢氧化钠溶液不反应,则过滤后所得沉淀为Fe2O3,故B正确;电解熔融Al2O3冶炼金属铝属于氧化还原反应,故C错误;反应①过滤后所得溶液乙为NaAlO2溶液,向NaAlO2溶液中通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀和碳酸氢钠,反应的化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3,故D错误。
13.C 根据题意,产生的二氧化碳在标况下的体积为26.88 L,其物质的量为n===1.2 mol,因为没有损耗,所以由197 g六氨合氯化镁,即1 mol 制得的碳酸氢镁为1 mol;根据H原子守恒,可得Mg(HCO3)2―→xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O↓+CO2↑中,碳酸氢镁的系数为(z+y),二氧化碳的系数为(z+2y),由此可得=、z+y=y+x,解得z=x、z=4y,即x∶y∶z=4∶1∶4,即x=z=4、y=1。A.碱式碳酸镁属于化合物,故A错误;B.x=z=4,故B错误;C.y=1,故C正确;D.氯化铵属于含氮元素的盐,可用作化肥,因其分解产生氨气和氯化氢,冷却时又反应生成氯化铵,不能热分解制备氨气,故D错误。
14.A 盐酸酸浸,MgCO3可溶,SiO2不溶,滤渣为SiO2,浸出液中主要成分是MgCl2,加入氨水沉镁,MgCl2+2NH3·H2O===Mg(OH)2↓+2NH4Cl,母液主要溶质是NH4Cl,固体X为Mg(OH)2,以此解答。盐酸酸浸,MgCO3是微溶物,不可拆成离子,故A错误;盐酸酸浸,MgCO3可溶,SiO2不溶,滤渣为SiO2,故B正确;加入氨水沉镁,MgCl2+2NH3·H2O===Mg(OH)2↓+2NH4Cl,母液主要溶质是NH4Cl,故C正确;沉镁过程中,加入氨水沉镁,MgCl2+2NH3·H2O===Mg(OH)2↓+2NH4Cl,母液主要溶质是NH4Cl,固体X为Mg(OH)2,故D正确。
15.B 金属活动性顺序表中钠比氢活泼,对应阳离子的氧化性:氢离子的氧化性强于钠离子的氧化性,能用金属活动性顺序表解释,A不符合题意;在金属活动性顺序表中铁比氢活泼,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能发生钝化,不能用金属活动性顺序表解释,B符合题意;在金属活动性顺序表中锌比铁活泼,所以破损后腐蚀的仍是锌,被保护的是铁,能用金属活动性顺序表解释,C不符合题意;在金属活动性顺序表中,铝排在氢的前面,能用金属活动性顺序表解释,D不符合题意。
综合测评 提能力
1.A 聚碳酸酯是有机高分子材料,A项符合题意。
2.C 1 mol Ba(OH)2中含有2 mol OH-和1 mol Ba2+,1 mol KAl(SO4)2中含有1 mol K+、1 mol Al3+和2 mol SO,当使硫酸根离子恰好全部转化为硫酸钡沉淀时,则需要2 mol Ba(OH)2和1 mol KAl(SO4)2发生反应,1 mol Al3+会和4 mol OH-反应生成AlO,此时Al元素的主要存在形式为AlO,故选C。
3.B Al(OH)3可以与胃酸反应,使胃液pH升高,起到中和胃酸的作用,A项正确;Al和Al2O3均具有两性,既能与酸反应又能与强碱发生反应,所以很多酸碱可以直接侵蚀铝表面的氧化膜以及铝制品本身,因此铝制品不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性的食物,B项错误;金属镁燃烧时会发出耀眼的白光,因此常用来制造信号弹和烟火,C项正确;MgO和Al2O3熔点很高,可用作耐火材料,D项正确。
4.A 加入40 mL NaHCO3溶液时沉淀最多,沉淀为0.032 mol,NaOH过量,滤液中含NaOH,由OH-+HCO===CO+H2O、HCO+AlO+H2O===Al(OH)3↓+CO可知,前8 mL不生成沉淀,c(NaHCO3)==1.0 mol·L-1,故A错误;b点与c点溶液所含微粒种类相同,均含Na+、AlO、OH-、CO,故B正确;d点显碱性,溶质为NaOH、NaAlO2,存在的离子是Na+、AlO、OH-、H+,故C正确;AlO促进HCO的电离,生成沉淀的离子方程式为:HCO+AlO+H2O===Al(OH)3↓+CO,故D正确。
5.C 偏铝酸钠溶液中存在水解平衡:AlO+2H2O⇌OH-+Al(OH)3,所以溶液呈碱性,滴入盐酸可促进其水解,a~b段H+与AlO水解产生的OH-反应,b~c段pH突变,偏铝酸钠和盐酸完全反应生成氢氧化铝沉淀与氯化钠,c~d段过量的盐酸溶解氢氧化铝沉淀生成氯化铝,d点氢氧化铝溶解完毕,据此解答。a~b段H+与偏铝酸根离子水解产生的OH-反应,主要反应的离子方程式为OH-+H+===H2O,A错误;c点AlO全部转化为Al(OH)3,Al(OH)3与氨水不反应,B错误;c~d段为过量的盐酸溶解氢氧化铝沉淀生成氯化铝的过程,离子方程式为Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O,C正确;c点AlO全部转化为Al(OH)3,Al(OH)3与碳酸钠不反应,D错误。
6.D 向 NaAlO2、Ba(OH)2、NaOH 混合溶液中缓慢通入CO2至过量,先后发生的离子方程式为:Ba2++2OH-+CO2===BaCO3↓+H2O,2OH-+CO2===CO+H2O,2AlO+3H2O+CO2===Al(OH)3↓+CO,CO+H2O+CO2===2HCO,BaCO3+H2O+CO2===Ba2++2HCO,A正确;向硫酸铝铵溶液中逐滴加入 Ba(OH)2溶液先后发生的离子方程式为:NH4Al(SO4)2和Ba(OH)2按照2∶3反应,铝离子恰好沉淀,反应的离子方程式为:2Al3++3SO+3Ba2++6OH-===3BaSO4↓+2Al(OH)3↓,此时溶液为(NH4)2SO4,继续滴加Ba(OH)2至NH4Al(SO4)2和Ba(OH)2按照1∶2反应,铵根离子参与反应生成一水合氨,此过程反应的离子方程式为:2NH+SO+Ba2++2OH-===BaSO4↓+2NH3·H2O,如果继续滴加Ba(OH)2至NH4Al(SO4)2和Ba(OH)2按照2∶5反应,氢氧化铝沉淀完全溶解,此过程发生反应的离子方程式为: Al(OH)3+OH-===2H2O+AlO,B正确,向 FeCl3、Al2(SO4)3 的混合溶液中逐滴加入 Ba(OH)2 溶液:反应的实质是Fe3+、Al3+与OH-、Ba2+与SO之间的离子反应,反应的离子方程式为:Ba2++SO===BaSO4↓、Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓、Al3++3OH-===Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O;假设1 mol Al2(SO4)3中SO完全被沉淀所需Ba(OH)2量为3 mol,提供6 mol OH-,图像分析铁离子先沉淀,OA段为加入3 mol Ba(OH)2,发生反应Ba2++SO===BaSO4↓,得到3 mol BaSO4沉淀,C点为氢氧化铝溶解后的沉淀物质的量为氢氧化铁和硫酸钡沉淀共4 mol,所以氢氧化铁沉淀为1 mol,氢氧化铝沉淀为2 mol;分析判断OA段沉淀3 mol钡离子,1 mol铁离子和1 mol铝离子;AB段为沉淀1 mol铝离子;BC段为溶解氢氧化铝消耗氢氧化钡1 mol,C正确;向 Ca(OH)2 和 NaOH 的混合溶液中缓慢通入CO2至过量:若CO2先和NaOH反应,则2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O,Ca(OH)2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaOH,NaOH仍会生成,若CO2先和Ca(OH)2反应,则CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O,待Ca(OH)2完全反应完后再和NaOH反应,当CO2通入NaOH和Ca(OH)2混合溶液,溶液中会优先生成CaCO3沉淀,图像不正确,D错误。
7.A 根据反应2Mg+O22MgO, 3Mg+N2Mg3N2, 2Mg+CO22MgO+C可知,当Mg为1 mol 时,在O2中燃烧,固体物质的质量增加16 g;在N2中燃烧,固体物质的质量增加约9.33 g;在CO2中燃烧,固体物质的质量增加22 g。所以相同质量的镁条分别在O2、CO2和N2中充分燃烧,所得固体产物的质量由大到小的顺序是m2>m1>m3。
8.B Na与水反应生成NaOH,NaOH与盐酸反应生成NaCl,电解熔融的NaCl可得金属钠,A正确;Al与氧气反应生成Al2O3,而Al2O3不能一步转化为Al(OH)3,B错误;Fe在氯气中燃烧生成FeCl3,FeCl3溶液与Fe反应生成FeCl2,FeCl2溶液与Zn反应可得Fe,C正确;Cu与浓硫酸加热反应生成CuSO4,CuSO4溶液与BaCl2溶液反应生成CuCl2,CuCl2溶液与Zn反应可得Cu,D正确。
9.D 相同温度下,不同金属分别加入相同浓度的稀盐酸中,金属的金属性越强,金属与酸反应置换出氢气越容易,生成氢气速率越快,根据表中生成氢气快慢顺序知,金属强弱顺序是Mg>Ti>Cu,A错误;Ti、Mg都和稀盐酸反应生成氢气,所以不能用稀盐酸除去Ti中的Mg,B错误;钛(Ti)是一种昂贵的金属,用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu来制取铜,成本太高,在工业上是不可取的,C错误;根据实验现象知,Cu和稀盐酸不反应,D正确。
10.C 金属大规模被使用的先后顺序跟金属的活动性关系最大,金属性越弱的金属使用越早,所以我国使用青铜器的时间比使用铁器、铝器的时间均要早,故A正确;Cu比Ag活泼,将青铜器放在银质托盘上,构成原电池,铜为负极,青铜器容易生成铜绿,故B正确;铜在空气中长时间放置,会与空气中氧气、二氧化碳、水反应生成碱式碳酸铜,因此《本草纲目》载有名“铜青”之药物,铜青就是铜锈蚀生成的碱式碳酸铜,故C错误;蜂蜡的主要成分是酯类、游离脂肪酸、游离脂肪醇和碳水化合物,主要成分是有机物,故D正确。
11.答案:(1)Al2O3+2OH-===2AlO +H2O
(2)铝表面被钝化 (3)50%
解析:(1)铝片表面生成氧化铝保护膜,阻止了金属铝继续被氧化,可以用氢氧化钠溶液除去铝表面的氧化铝,反应的离子方程式为Al2O3+2OH-===2AlO+H2O。
(2)铝片放入冷浓硫酸中,浓硫酸有较强的氧化性能使铝片钝化阻止反应进一步进行;答案为铝表面被钝化。
(3)SO2具有还原性,通入足量过氧化氢溶液中,SO2被氧化成H2SO4,生成的硫酸遇到氯化钡会产生白色沉淀,则n(混合气体)==0.02 mol;由硫元素守恒可得关系式为SO2 ~BaSO4,n(BaSO4)==0.01 mol,SO2的物质的量也为0.01 mol,二氧化硫的体积分数为×100%=50%。
12.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)83.1%
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等稀有气体作保护气。(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)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%。
13.答案:Ⅰ.(1)f(g)→g(f)→c→d→i (2)浓硫酸 吸收CO防污染 Ⅱ.(3)ad (4)bce (5)通入过量CO2气体 (6)坩埚 泥三角 (7)或% (8)偏高
解析:Ⅰ.(1)利用装置B制备氮气,通过装置A中浓硫酸干燥气体,通过装置C氮气和铝发生反应,最后通过装置D吸收多余的CO,防止污染空气,按照氮气气流方向将各仪器接口连接:f(g)→g(f)→c→d→i;(2)分析可知A装置内的X液体可能是吸收水蒸气的浓硫酸溶液,D装置内氯化钯溶液的作用可能是吸收有毒气体CO,避免污染空气;Ⅱ.氮化铝纯度的测定(3)氨气极易溶于水,量气装置中的X液体不能与氨气反应,不能使氨气溶解,CCl4和氨气不反应,不溶解氨气,故a正确;H2O能溶解氨气,故b错误;NH4Cl饱和溶液能吸收氨气,故c错误;植物油和氨气不反应,不溶解氨气,故d正确;(4)利用排水法也可以测量气体体积,选用仪器:b.双孔塞、c.广口瓶、e.量筒;(5)样品m1g溶于过量氢氧化钠溶液中过滤得到滤液偏铝酸钠溶液,滤渣质量m2g为C粉,滤液及其洗涤液中通入过量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀,过滤得到固体灼烧得到氧化铝为m3g,步骤②的操作是:通入过量CO2气体;(6)实验室里煅烧滤渣使其分解,除了必要的热源和三脚架以外,还需要的硅酸盐仪器有:坩埚、泥三角;(7)氮化铝含杂质为C和氧化铝,AlN转化为Al2O3质量增加,氧化铝质量不变,碳转化为滤渣,样品m1g溶于过量氢氧化钠溶液中过滤得到滤液偏铝酸钠溶液,滤渣质量m2g,滤液及其洗涤液中通入过量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀,过滤得到固体灼烧得到氧化铝为m3 g,,m==样品中AlN的纯度=或%;(8)若在步骤③中未洗涤,导致m3质量偏大,由公式可知AlN的纯度偏高。
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