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高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料练习
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料练习，共19页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题，元素或物质推断题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年度新教材高一化学第三章第二节金属材料
能力提高卷
时间：100分钟；
第I卷（选择题）
一、单选题
1．“海绵-铁催化剂”是指一类具有特定微孔结构的强吸附性铁单质催化剂。制备时，可将具有特定组成的铁铝合金放入适当浓度的M溶液中浸出，则M溶液可能是（）
A．醋酸 B．盐酸 C．氨水 D．氢氧化钠溶液
2．近日狡猾的新冠病毒再次砸向我国部分省市，随着气温下降新冠病毒的活性会有所增加，大家一定要少聚集、勤洗手、戴口罩！防疫不松懈！为增强口罩的密封性，均放了鼻梁条，有的鼻梁条是铝合金的，关于铝合金的说法正确的是（）
A．铝合金属于纯净物
B．鼻梁条使用铝合金，利用其密度大、抗腐蚀性好的优点
C．铝合金属于金属材料
D．铝合金的熔点比金属铝高
3．将4.6 g Na和2.7 g Al同时加入足量的水中充分反应，将反应后的溶液稀释为500 mL。下列说法中不正确的是（）
A．所得溶液中NaOH的物质的量浓度为0.2 mol·L-1
B．反应中消耗的水的质量是加入的Al的质量的2倍
C．所得溶液中的物质的量浓度为0.2 mol·L-1
D．反应中放出的气体在标准状况下的体积为2.24 L
4．聚合氯化铝(PAC)的化学式为[Al2(OH)nCl6-n]m，是无机高分子混凝剂。它是以软铝矿(主要成分是Al2O3·H2O)为原料制备，最后一步反应是将Al(OH)3凝胶与[Al(OH)2(H2O)4]Cl按照一定配比恰好完全反应制得PAC，则该反应中两种反应物的计量数之比为（）
A．1∶1 B． C． D．
5．向含Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入150mL1mol·L-1的HCl溶液，测得溶液中的某几种离子物质的量的变化如图所示，则下列说法正确的是（）
A．b曲线表示的离子方程式为：AlO＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓
B．d和c曲线表示的离子反应是相同的
C．M点时Al(OH)3的质量等于3.9g
D．原混合溶液中的与AlO的物质的量之比为1︰2
6．某无色溶液，能与铝反应放出氢气，则该溶液中，肯定不能大量共存的离子组是（）
A．NH、Na＋、Ba2＋、Cl- B．Na＋、I-、HCO、SO
C．K＋、Cl-、SO、 NO D．Na＋、Mg2＋、SO、Cl-
7．向含Al2(SO4)3和AlCl3的混合溶液中逐滴加入1mol·L-1Ba(OH)2溶液至过量，加入Ba(OH)2溶液的体积和所得沉淀的物质的量的关系如图，下列说法不正确的是（）
A．图中C点铝元素存在形式是[Al(OH)4]-
B．向D点溶液中通入CO2气体，立即产生白色沉淀
C．原混合溶液中c[Al2(SO4)3]：c(AlCl3)=1：2
D．OA段反应的离子方程式为2Al3＋＋3＋3Ba2＋＋8OH-=2[Al(OH)4]-＋3BaSO4↓
8．形状记忆合金是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形，恢复其变形前原始形状的合金材料，即拥有“记忆”效应的合金。下列变化不是利用合金记忆效应的是（）
A．脊柱侧弯矫形采用的哈伦顿棒，如果矫形棒的矫正力有变化，把温度升高到比体温约高，就能恢复足够的矫正力
B．合金在高温环境下制作好天线，再在低温下把天线压缩成一个小球，运上太空中，太阳光的辐射使小球恢复原来的形状
C．将某合金用于制造精密仪器或精密车床，一旦由于震动、碰撞等原因变形，只需加热即可排除故障
D．汽车受损变形后，利用钣金喷漆整形
9．铁、铝两种金属的混合物与足量的稀硫酸反应，生成2.24L气体(标准状况)则两种金属的质量之和不可能是：（）
A．3.6g B．4.8g C．5.4g D．7.2g
10．A由、、Al、Cu中的某几种粉末混合而成，设计成分分析方案如下，下列分析不正确的是（）
A．当时，溶液a中一定存在
B．由蓝色溶液的出现可推知混合粉末中一定有和
C．用现有的设计方案已经可以通过观察现象确定混合粉末中是否含有
D．当时，的质量至少为
11．将某份铁铝合金均分为两份，一份加入足量盐酸，另一份加入足量NaOH溶液，同温同压下产生的气体体积比为4： 3，则样品中铁、铝物质的量之比为（）
A．2：1 B．1：2 C．3：4 D．4：3
12．在调节好平衡的托盘天平的两个托盘上，各放一个等质量的烧杯，再加入等质量、等质量分数的盐酸，然后二边各放a克锌和铝，反应结束后，烧杯中剩余的铝比剩余的锌多，则此时天平（）
A．仍平衡 B．放锌的一边重 C．放铝的一边重 D．无法判断
13．如图是铝及其化合物的转化关系图(说明： NaAlO2即Na[Al(OH)4])，下列说法正确的是（）
A．图中所有的反应均为氧化还原反应
B．反应①②均为离子反应
C．反应②③都能产生氢气，且产生等量氢气消耗Al的质量和转移电子数分别相等
D．反应①②⑦中铝均作还原剂
14．工业上用某种氧化铝矿石(含杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图所示：
对上述流程中的判断正确的是（）
A．X可以是氨水
B．沉淀主要成分是铁的氢氧化物
C．反应Ⅱ为：
D．除电解外，上述流程中涉及的反应都不是氧化还原反应
15．关于铝及其合金的说法正确的是（）
A．常温下铝具有较强的抗腐蚀性主要原因是铝不活泼
B．镁铝合金的密度大、强度高，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料
C．铝箔在空气中用酒精灯加热，可以观察到铝熔化了但并不滴落
D．向装有氢氧化钠溶液的试管中放入未打磨的铝片，一直观察不到气泡
16．工业上用铝土矿(主要成分为，还含有杂质和)提取氧化铝并冶炼的操作过程如下图，下列说法错误的是（）
A．在步骤Ⅰ前将铝土矿粉碎可以加速其溶解于稀硫酸
B．生成的滤渣B的化学式为Fe(OH)3
C．步骤Ⅲ发生反应的离子方程式为：2AlO+ CO2 +3H2O = 2Al(OH)3↓+CO
D．步骤Ⅴ所消耗的能量是转化过程中最多的
17．有一粗硅，含铁和硅两种成分，取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中放出等量的氢气，则该粗硅中铁和硅的关系正确的是(提示：)（）
①物质的量之比为 ②物质的量之比为 ③质量之比为 ④质量之比为
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
18．下列说法不正确的是（）
A．铝合金广泛用于航空航天等设备的制造，不仅因为它合适的价格，更重要的是它的机械性能和密度适用于这些设备
B．无论是在空气中加热FeO，还是高温下铁与水蒸气反应，均有Fe(OH)3生成
C．配制FeSO4溶液时，为防药品在存放过程中已经部分变质，可向溶液中加入少量铁粉
D．铁的合金包括生铁和钢，钢又分为碳素钢和合金钢，不锈钢就是一种常见的合金钢
19．铁、镁、锌三种金属分别和等体积、等浓度的盐酸反应，同温同压下，产生相同体积的氢气，则下列说法不正确的是（）
A．金属失去的电子数相等 B．参加反应的金属质量相等
C．参加反应的金属物质的量相等 D．铁、镁、锌的质量比为56∶24∶65
20．我国的环境空气质量标准中对空气中SO2的浓度限值规定如表所示。
标准等级
一级标准
二级标准
三级标准
浓度限值(mg•m-3)
0~0.15
0.15~0.50
0.50~0.70
测定受污染空气中SO2含量的实验方法如下：用NaOH溶液吸收2m3的空气，用稀硫酸调节pH后用I2溶液与上述溶液反应，测得恰好完全反应时消耗I22.54mg。
已知：(1)SO2与NaOH反应生成Na2SO3和H2O
(2)SO+I2+H2O=SO+2H++2I-
下列推断中，不正确的是（）
A．恰好完全反应时消耗的物质的量为1×10-5mol
B．被吸收的空气中SO2的质量为0.64mg
C．反应完后溶液中I-的物质的量为2×10-5mol
D．被测空气样品中SO2的浓度达到了三级标准
第II卷（非选择题）
二、填空题
21．某化学兴趣小组取14.2g由铝、铁、铜三种金属组成的混合物进行如下实验：
①将14.2g混合物加入500 mL某浓度的盐酸中，盐酸恰好完全反应，收集到的气体在标准状况下的体积为8.96L；
②将上述反应后的混合物过滤，得滤渣3.2g及滤液，经测定得知滤渣为纯净物；
③向滤液中加入的溶液使金属离子恰好全部转化成沉淀(设金属离子价态不发生变化)。
请回答下列问题：
(1)①中加入的盐酸的物质的量浓度为_______。
(2)③中加入的溶液的体积为_______mL；若将该混合物直接加入过量溶液中，则发生反应的化学方程式为_______，产生的气体在标准状况下的体积为_______L。
(3)原混合物中，铝的质量为_______g。
(4)②中过滤时为了准确测定滤渣质量，需用水洗涤滤渣，洗涤滤渣的具体操作为_______，请描述你是如何确定滤渣已洗净：_______。
22．英国皇家航空学会2019年度颁奖典礼于2019年11月25日晚在伦敦举行，嫦娥四号任务团队获得团队金奖，成为2019年度全球唯一获此殊荣的团队。这是英国皇家航空学会成立以来首次向中国项目颁发奖项。中国嫦娥四号探测器于2019年1月3日上午10点26分成功在月球背面软着陆，成为人类首次在月球背面软着陆的探测器。玉兔二号月球车实现了对月球背面的巡视。
(1)月球白天地面温度高达150度，而到了夜晚，温度又跌落到零下180度。嫦娥四号探测器、玉兔二号月球车均使用了大量合金材料，这些合金材料应具有哪些性质_________？
(2)形状记忆合金是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形，恢复其变形前原始形状的合金材料。中国嫦娥四号探测器，使用了记忆合金制作天线，试分析其好处________。
三、实验题
23．近两年来无人驾驶汽车的大热使得激光雷达成为人们关注的焦点，激光雷达的核心部件需要一种氮化铝(AlN) 导热陶瓷片。下图是从铝土矿(主要成分为Al2O3，还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质)中提取Al2O3并生产AlN的工艺流程：
(1)“溶解”时，已知溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠可发生反应：2Na2SiO3 + 2NaAlO2 + 2H2O = Na2Al2Si2O8↓+ 4NaOH，赤泥的主要成分除了生成的Na2Al2Si2O8还有_______(写出化学式)
(2)“酸化”时通入CO2与NaAlO2反应生成Al(OH)3，写出该反应的离子方程式_______。实验室过滤需用到的玻璃仪器有烧杯、_______、 玻璃棒。
(3)“还原”时，炭黑在高温下被氧化为CO，反应的化学方程式为_______。
(4)某课题小组利用甲图所示装置测定样品中AlN的含量(杂质不反应)。已知： AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑。分液漏斗上方所连导气管的作用有_______、_______。反应完毕，应先_______，再_______，最后平视液面，记录b的读数。
(5)现取氮化铝样品5.0 g(假设杂质只含有炭黑)加到100 mL1.0 mol/L的NaOH溶液中恰好反应完，则该样品中AlN的质量分数为_______。
四、元素或物质推断题
24．已知B为碱性氧化物，D为淡黄色固体粉末，F为医疗上治疗胃酸过多的一种药剂；物质的转化关系如下图所示，请回答下列问题：
(1)请写出下列物质的化学式：A_______、E_______。
(2)请写出下列反应的方程式：
①D→E (写化学方程式)：_______；
②C→E (写在水溶液中进行的离子方程式)：_______。
(3)将2.3gA投入47.8g水中，所得溶液中溶质的质量分数为_______(用百分数表示)。若把A投入盛有CuSO4的溶液中，溶液中出现_______(填沉淀颜色)沉淀。
25．用铁、铝的混合物进行如下实验：
(1)操作X的名称是___________。
(2)气体A是___________。
(3)A与混合光照可能发生爆炸，生成___________(填化学式)，A在该反应中作为___________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(4)溶液B中阴离子除外还有___________，溶液D中存在的金属离子为___________。
参考答案：
1．D
【详解】由铁铝合金制得具有特定微孔结构的强吸附性铁单质催化剂，即M溶液能够和铝反应，但不能和铁反应，
A．铁、铝均与醋酸反应，故A错误；
B．铁、铝均与盐酸反应，故B错误；
C．铁、铝均不与氨水反应，故C错误；
D．铁不与氢氧化钠溶液反应，铝与氢氧化钠溶液反应产生偏铝酸钠和氢气，故D正确；
故选：D。
2．C
【详解】A．铝合金是一种合金，属于混合物，A错误；
B．铝合金的密度较小，B错误；
C．铝合金是一种合金，属于金属材料，C正确；
D．合金的熔点一般比组成它的金属的熔点低，D错误；
故答案选C。
3．D
【分析】可理解为先发生2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑，消耗钠的物质的量为0.2mol，消耗水的物质的量为0.2mol，生成0.2molNaOH和0.1molH2；再发生2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑，消耗Al的物质的量为0.1mol，消耗0.1molNaOH和0.1molH2O，生成0.1mol和0.15molH2；综上，消耗水的物质的量为0.3mol，NaOH剩余0.1mol，生成0.25molH2。
【详解】A．所得溶液中NaOH的物质的量浓度=0.1mol÷0.5L=0.2 mol·L-1，A正确；
B．消耗水的质量为：0.3mol×18g/mol=5.4g，是加入的铝的质量的2倍，B正确；
C．所得溶液中的物质的量浓度为=0.2mol/L，C正确；
D．共放出气体体积(标况下)为0.25mol×22.4L/mol=5.6L，D错误；
故答案为D。
4．C
【详解】将Al(OH)3凝胶与[Al(OH)2(H2O)4]Cl按照一定配比恰好完全反应制得PAC，PAC的化学式为[Al2(OH)nCl6-n]m，设[Al2(OH)nCl6-n]m的化学计量数为1。由氯原子反应前后个数不变，则[Al(OH)2(H2O)4]Cl前面的化学计量数为(6-n)m。由铝原子反应前后个数不变，Al(OH)3前面的化学计量数为(n-4)m。可知该反应中两种反应物的计量数之比是，故答案选C。
5．C
【分析】Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中加入HCl溶液，先发生反应AlO+H++H2O═Al（OH）3↓，a线表示AlO减少；第二阶段，AlO反应完毕，发生反应CO+H+═HCO，b线表示CO减少，c线表示HCO的增加；第三阶段，CO反应完毕，发生反应HCO+H+═CO2↑+H2O，d线表示HCO减少，此阶段Al（OH）3不参与反应。
【详解】A．由分析可知，b曲线表示的离子方程式为：CO+H+═HCO，A错误；
B．由分析可知，d和c曲线表示的离子反应是不相同的，B错误；
C．盐酸50mL时NaAlO2中铝元素全部转化为氢氧化铝沉淀，加50mL盐酸之后CO反应，氢氧化铝沉淀不溶解，则M点沉淀的质量和盐酸50mL时沉淀的质量相同，由NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al（OH）3↓知，n（Al（OH）3）=n（NaAlO2）=n（HCl）＝0.05mol，m[Al（OH）3]=0.05mol×78g/mol=3.9g，C正确；
D．第一、第二两段消耗的盐酸的体积都是50ml，所以消耗的氯化氢的物质的量相等，依据第一阶段、第二阶段发生反应AlO2-+H++H2O═Al（OH）3↓，CO+H+═HCO3-，可知CO与AlO的物质的量之比为1：1，D错误；
故选C。
6．B
【分析】某无色溶液能与铝反应放出氢气，为非氧化性酸或强碱溶液。
【详解】A．酸性溶液中该组离子之间不反应，可大量共存，故A不选；
B．HCO与酸或碱溶液不反应，不能大量共存，故B选；
C．碱溶液中该组离子之间不反应，可大量共存，故C不选；
D．酸性溶液中该组离子之间不反应，可大量共存，故D不选；
故选B。
7．D
【分析】从图象可以看出，加入3L氢氧化钡溶液即3mol氢氧化钡时，生成的沉淀的物质的量为5mol，此时对应A点，硫酸铝和氢氧化钡恰好反应完全，硫酸根离子完全沉淀，可知硫酸铝的物质的量为1mol，生成的5mol沉淀其中有3mol为硫酸钡，2mol为氢氧化铝，再继续加入3mol氢氧化钡，沉淀继续增多，生成的沉淀为氢氧化铝，可知氯化铝的物质的量为2mol，B点时沉淀最多，硫酸根离子和铝离子都沉淀完全，硫酸钡的物质的量为3mol，氢氧化铝的物质的量为4mol。再加入氢氧化钡，氢氧化铝溶解，加入2mol氢氧化钡，4mol氢氧化铝完全溶解，生成Na[Al(OH)4]，此时到达C点，此时沉淀只有硫酸钡，再加入氢氧化钡，沉淀量无变化。
【详解】A．由以上分析可知，C点为BaSO4沉淀，其物质的量为3mol，此时铝元素以[Al(OH)4]-的形式存在，故A正确；
B．D点溶液中有过量的氢氧化钡和Na[Al(OH)4]，通入的二氧化碳和氢氧化钡反应立即生成碳酸钡白色沉淀，故B正确；
C．由以上分析可知，原溶液中硫酸铝的物质的量为1mol，氯化铝的物质的量为2mol，即c[Al2(SO4)3]：c(AlCl3)=1：2，故C正确；
D．由以上分析可知，OA段相当于硫酸铝和氢氧化钡反应，反应的离子方程式为2Al3＋＋3 ＋3Ba2＋＋6OH- = 3BaSO4↓＋2Al(OH)3↓，故D错误；
故选D。
8．D
【详解】A．把温度升高到比体温约高，哈伦顿棒就能恢复足够的矫正力，利用了记忆合金的记忆效应，A不符合题意；
B．太阳光的辐射使小球恢复原来的形状，利用了记忆合金的记忆效应，B不符合题意；
C．精密仪器或精密车床变形后，只需加热即可排除，利用了记忆合金的记忆效应，C不符合题意；
D．汽车受损变形后，利用钣金喷漆整形，不是利用了记忆合金的记忆效应，D符合题意；
故选D。
9．D
【详解】生成氢气的物质的量为=0.1mol，假设金属全部为Fe，则，假设金属全部为Al，根据电子转移守恒，，，则，故1.8＜m(混合物)＜5.6，故D选项不符合题意，故选D。
10．D
【分析】A由Al2O3、Fe3O4、Al、Cu中的某几种粉末混合而成，加入过量氢氧化钠溶液，过滤得到溶液a和m2g固体，固体为Fe3O4和Cu，加入一定量盐酸反应后过滤得到蓝色溶液，该溶液为氯化铜溶液，固体m3g为铜。
【详解】A．当m1>m2时，说明至少有Al2O3、Al两者中的一种，且生成了偏铝酸钠，则溶液a中一定含有，故A正确；
B．Fe3O4与盐酸反应生成氯化铁和氯化亚铁，三价铁离子有强氧化性，与Cu发生反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，得到含有Cu2+的蓝色溶液，即由蓝色溶液的出现可推知混合粉末中一定有和，故B正确；
C．金属氧化物与酸反应生成水，无氢气生成，而铜与盐酸不反应，步骤Ⅱ加入一定量的稀盐酸时，如果观察到有气体产生，可证明混合粉末中含有铝，反之则无，故C正确；
D．根据反应的离子方程式Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O、Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+可知，若Fe3O4产生的Fe3+恰好与Cu反应，二者的物质的量关系是：Fe3O4～2Fe3+～Cu，即232g的Fe3O4反应会消耗64g Cu，固体总质量减轻：232g+64g=296g，所以当m2-m3=2.96g时，Fe3O4的反应消耗质量为2.32 g，若Fe3O4过量则其质量大于2.32 g，因此Fe3O4至少为2.32 g，故D错误；
故答案选D。
11．B
【详解】Fe、Al均与盐酸反应生成氢气，而Al也会与 NaOH溶液反应生成氢气，根据电子转移守恒可知Al与盐酸、与NaOH溶液反应生成的氢气的量相等，合金与盐酸、合金与NaOH溶液反应生成的气体体积比为4:3，则Fe与盐酸、Al与盐酸反应生成氢气体积之比为(4-3)：3=1：3，假设Fe与盐酸反应生成氢气为1mol，则Al与盐酸反应生成的氢气为3mol，反应中Fe表现+2价，而Al表现+3价，根据电子转移守恒n(Fe)= =1mol，n(Al)= =2mol，则样品中 铁、铝物质的量之比为1：2。
故选B选项。
12．A
【详解】通过分析可知，等质量、等质量百分比浓度的盐酸中含有等质量的氢元素，反应结束后，烧杯中剩余的铝比剩余的锌多，说明金属有剩余，酸全部参加了反应，生成的氢气质量相等，所以天平仍然平衡，故选A。
13．C
【分析】本题考查铝单质及其化合物间的转化关系。
【详解】A．只有Al元素化合价发生变化的反应属于氧化还原反应，题中①②③⑦属于氧化还原反应，故A错误；
B．①为铝热反应，为固体之间的反应，不是离子反应，故B错误；
C．金属铝可以和酸以及强碱之间反应生成氢气，即反应②、③都有氢气生成，由电子守恒可知，产生等量的氢气时转移的电子数相等，故C正确；
D．⑦中Al元素化合价降低，被还原，作氧化剂，故D错误；
故选C。
14．D
【分析】某种氧化铝矿石（含Fe2O3杂质），加入过量氢氧化钠溶液，得到Fe2O3沉淀和NaAlO2溶液，向NaAlO2溶液中通入过量的二氧化碳，发生反应CO2+AlO+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO，对氢氧化铝进行加热可制得氧化铝，电解熔融氧化铝得到铝单质，据此解答。
【详解】A．一水合氨是弱碱，不能与氧化铝反应，只能选择强碱，故A错误；
B．氧化铁和强碱不反应，沉淀主要成分是氧化铁，故B错误；
C．反应Ⅱ中的反应为：CO2+AlO+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO，故C错误，
D．反应Ⅰ中氧化铝和强碱反应不是氧化还原反应，反应Ⅱ属于复分解反应，不是氧化还原反应，氢氧化铝分解生成氧化铝的反应不是氧化还原反应，因此除电解外，上述流程中涉及的反应都不是氧化还原反应，故D正确；
故选D。
15．C
【详解】A． 由于铝比较活泼，铝表面易被空气中的氧气氧化生成一层致密的氧化铝薄膜，防止内部金属继续被氧化，故常温下铝具有较强的抗腐蚀性，故A错误；
B． 镁铝合金的密度小、强度高，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料，故B错误；
C． 铝箔在空气中用酒精灯加热，由于铝比较活泼，铝表面很容易被空气中的氧气氧化生成一层致密的氧化铝薄膜，而氧化铝的熔点很高，故可以观察到铝熔化了但并不滴落，故C正确；
D． 铝表面有一层氧化铝薄膜，氧化铝也可以和氢氧化钠反应，故向装有氢氧化钠溶液的试管中放入未打磨的铝片，氢氧化钠先与氧化铝反应，然后和内部铝反应，故过一段时间可观察到气泡，故D错误；
故选C。
16．C
【分析】铝土矿主要成分为，还含有杂质和，用硫酸溶解，氧化铝、氧化铁和硫酸反应生成硫酸铝、硫酸铁，二氧化硅和硫酸不反应，滤渣A是二氧化硅；滤液A中含有硫酸铝、硫酸铁，加入过量氢氧化钠，硫酸铝和过量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，硫酸铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀，滤渣B是氢氧化铁；滤液B通入过量二氧化碳，偏铝酸钠和过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，滤渣C是氢氧化铝，氢氧化铝灼烧生成氧化铝，电解熔融氧化铝冶炼金属铝。
【详解】A．在步骤Ⅰ前将铝土矿粉碎，增大铝土矿与硫酸的接触面积，可以加速其溶解，故A正确；
B．滤液A中含有硫酸铝、硫酸铁，加入过量氢氧化钠，硫酸铝和过量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，硫酸铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀，所以滤渣B的化学式为Fe(OH)3，故B正确；
C．步骤Ⅲ是偏铝酸钠和过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，发生反应的离子方程式为：AlO+ CO2 +2H2O = Al(OH)3↓+HCO，故C错误；
D．步骤Ⅴ是电解熔融氧化铝冶炼金属铝，电解消耗大量电能，故D正确；
选C。
17．C
【详解】等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液中，充分反应后都放出等量的氢气，则反应Fe+2HCl═FeCl2+H2↑、Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2↑中生成的氢气相同，若都生成2molH2，则n（Fe）=2mol，n（Si）=1mol，故粗铝中铁和硅的物质的量比为2mol：1mol=2：1，铁和硅的质量之比为2mol×56g/mol：1mol×28g/mol=4：1，故选C。
18．B
【详解】A．铝合金价格低，密度小，质量轻，性能优良，A正确；
B．无论是在空气中加热FeO，还是高温下铁与水蒸气反应，均无Fe(OH)3生成，而是都生成Fe3O4，B错误；
C．铁粉可以还原变质产生的Fe3+变为Fe2+，因此在配制FeSO4溶液时，向其中加入Fe粉，可防止FeSO4溶液氧化变质，C正确；
D．铁的合金包括生铁和钢，不锈钢是一种常见的合金钢，D正确；
故合理选项是B。
19．B
【分析】同温同压下，产生相同体积的氢气物质的量相同。
【详解】A．三种金属和稀盐酸反应生成的H2的物质的量相同，则转移电子数也相同，A正确；
B．假设生成1mol H2，根据Fe-H2，Mg-H2，Zn-H2，可以得知分别需要1mol Fe、1mol Mg、1mol Zn，则它们的质量分别为56g、24g、65g，则参加反应金属的质量不同，B错误；
C．根据B的分析可知，参加反应金属的物质的量相同，C正确；
D．根据B的分析可知，参加反应铁、镁、锌的质量比为56∶24∶65，D正确；
故选B。
20．D
【详解】A．2.54mgI2的物质的量为2.54mg÷254mg/mmol=0.01mmol，即1×10-5mol，故A正确；
B．根据反应(2)，0.01mmol I2消耗0.01mmol，根据硫守恒，被吸收的空气中的SO2的物质的量为0.01mmol，质量为0.01mmol×64mg/mmol=0.64mg，故B正确；
C．根据反应(2)，1×10-5mol I2能生成2×10-5mol I-，则反应完后溶液中I-的物质的量为2×10-5mol，故C正确；
D．根据B的计算结果，2m3的空气中SO2的质量为0.64mg，则1m3的空气中SO2的质量为0.32mg，所以被测空气样品中SO2的浓度达到了二级标准，故D错误；
故选D。
21．(1)1.6
(2) 200 6.72
(3)5.4g
(4) 沿玻璃棒向漏斗中注入少量水,使水面浸过沉淀物，并不漫过滤纸边缘，让水自然流下，再次加水洗涤,重复2~3次 取最后一次洗涤液于试管内，加入硝酸酸化的的硝酸银，若无沉淀生成，则洗涤液中不含氯离子，说明滤渣已洗净
【分析】14.2g混合物加入500 mL某浓度的盐酸中，发生反应、，反应生成氢气的物质的量，得3.2g滤渣，可知铜的质量为3.2g；铁和铝的总质量为11g，设铁的物质的量为xmol、铝的物质的量为ymol；则，解得，铁的物质的量为0.1mol、铝的物质的量为0.2mol。
【详解】（1）铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铝和盐酸反应生成氯化铝和氢气，生成氢气的总物质的量为0.4mol，根据氢元素守恒，HCl的物质的量为0.8mol，①中加入的盐酸的物质的量浓度为。
（2）滤液中溶质是氯化亚铁和氯化铝，加入的溶液使金属离子恰好全部转化成沉淀，此时溶液中的溶质恰好是氯化钠，则，③中加入的溶液的体积为=200mL；若将该混合物直接加入过量溶液中，铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，则发生反应的化学方程式为，0.2mol铝产生的0.3mol氢气，气体在标准状况下的体积为。
（3）根据以上分析，原混合物中有0.2molAl，铝的质量为0.2mol×27g/mol=5.4g
（4）洗涤滤渣的具体操作为：沿玻璃棒向漏斗中注入少量水，使水面浸过沉淀物，并不漫过滤纸边缘，让水自然流下，再次加水洗涤,重复2~3次；取最后一次洗涤液于试管内，加入硝酸酸化的的硝酸银，若无沉淀生成，则洗涤液中不含氯离子，说明滤渣已洗净。
22．(1)密度小、强度大、既耐高温又耐低温等
(2)嫦娥四号探测器使用记忆合金制作天线折叠起来装进探测器内，工作时只需加热升温，折叠的卫星天线因具有“记忆”功能而自然展开，恢复设计形状
【解析】略
23．(1)Fe2O3
(2) AlO+ CO2+2H2O=A(OH)3↓+ HCO 漏斗
(3)Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO
(4) 平衡气压，使溶液能够顺利滴下 减小滴加NaOH溶液产生排气量的实验误差 使装置恢复至室温 使a、b液面相平
(5)82.0%
【分析】铝士矿(主要成分为Al2O3，还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质)，铝士矿中加入氢氧化钠溶液，SiO2和Al2O3溶于氢氧化钠溶液，反应产生Na2SiO3、NaAlO2，已知溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠发生反应：2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2O=Na2Al2Si2O8↓+4NaOH，Fe2O3不溶于氢氧化钠溶液，所以过滤得赤泥为Fe2O3、Na2Al2Si2O8，滤液主要为NaAlO2溶液，NaAlO2+溶液中通入过量的CO2酸化得沉淀为Al(OH)3，过滤得滤液主要为NaHCO3溶液，Al(OH)3煅烧得Al2O3，Al2O3、C、N2在高温下生成AlN，同时碳被氧化为CO，以此解答。
（1）
SiO2和Al2O3溶于氢氧化钠溶液，反应产生Na2SiO3、NaAlO2，已知溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠发生反应: 2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2O=Na2Al2Si2O8↓+4NaOH，Fe2O3不溶于氢氧化钠溶液，所以过滤得赤泥除Na2Al2Si2O8外，还有Fe2O3；
（2）
“酸化”时通入CO2与NaAlO2反应生成Al(OH)3，同时反应产生NaHCO3，该反应的离子方程式为：AlO+ CO2+2H2O=A(OH)3↓+ HCO；
实验室过滤需用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒；
（3）
在还原时，Al2O3、C、N2在高温下生成AlN，同时碳被氧化为CO，该反应的化学方程式为：Al2O3+N2+3C2AlN+3CO；
（4）
分液漏斗上方所连导气管可以起恒压滴液漏斗的作用。其作用为平衡气压，使溶液能够顺利滴下；反应完毕，应先减小滴加NaOH溶液产生排气气量的实验误差，再使装置恢复至室温，使a、b液面相平，最后平视液面，进行读数，并记录b的读数；
（5）
取5.0 gAlN样品，将其加到100 mL 1.0 mol/L的NaOH溶液中恰好反应完，则n(NaOH)=0.1 L×1.0 mol/L=0.10 mol，根据反应AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+ NH3↑可知n(AlN)=n(NaOH)=0.10 mol，所以AlN的质量分数为：。
24．(1) Na
(2) 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 CO2+2OH-=CO+ H2O
(3) 8% 蓝色
【分析】D为淡黄色固体粉末，则为过氧化钠，则逆推A为钠，B为碱性氧化物，则为氧化钠，F为医疗上治疗胃酸过多的一种药剂，则为碳酸氢钠，据此结合钠及其化合物之间的相互转化关系可知，C为钠与水反应的含钠微粒氢氧化钠，氢氧化钠可与碳酸钠相互转化，碳酸钠可与碳酸氢钠相互转化，所以E为碳酸钠，据此分析解答。
【详解】（1）根据上述分析可知，A为Na；E为；
（2）①D→E为过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气的过程，其反应方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；
②C→E在水溶液中表示氢氧化钠溶液中通入少量二氧化碳转化为碳酸钠溶液的过程，其离子方程式为：CO2+2OH-=CO+ H2O；
（3）2.3gNa投入47.8g水中，发生反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，因钠少量，按钠的物质的量计算得到的氢氧化钠的物质的量n(NaOH)=n(Na)==0.1mol，生成氢气的物质的量为n(H2)=n(Na)=0.05mol，则生成氢氧化钠溶液的质量=2.3g+47.8g-=50g，则生成的氢氧化钠溶质质量分数为=8%；Na投入到硫酸铜溶液中，会先与水反应生成氢氧化钠和氢气，然后生成的氢氧化钠与硫酸铜发生反应再生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠，故答案：蓝色。
25．(1)过滤
(2)(或氢气)
(3) 还原剂
(4)
【分析】Al与氢氧化钠溶液反应生成氢气和偏铝酸钠，气体A 氢气，溶液B为偏铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液的混合溶液，操作X为过滤，固体C为Fe，Fe与稀盐酸反应生成氢气和氯化亚铁溶液，溶液D为氯化亚铁溶液。
（1）
操作X为过滤；
（2）
气体A为：(或氢气)；
（3）
氢气与氯气在光照条件下混合可能发生爆炸，生成HCl；氢气为还原剂；
（4）
溶液B中除过量的氢氧根外还有；溶液D中存在的金属离子为：。
2022-2023学年度新教材高一化学第三章第二节金属材料
能力提高卷
时间：100分钟；
第I卷（选择题）
一、单选题
1．“海绵-铁催化剂”是指一类具有特定微孔结构的强吸附性铁单质催化剂。制备时，可将具有特定组成的铁铝合金放入适当浓度的M溶液中浸出，则M溶液可能是（）
A．醋酸 B．盐酸 C．氨水 D．氢氧化钠溶液
2．近日狡猾的新冠病毒再次砸向我国部分省市，随着气温下降新冠病毒的活性会有所增加，大家一定要少聚集、勤洗手、戴口罩！防疫不松懈！为增强口罩的密封性，均放了鼻梁条，有的鼻梁条是铝合金的，关于铝合金的说法正确的是（）
A．铝合金属于纯净物
B．鼻梁条使用铝合金，利用其密度大、抗腐蚀性好的优点
C．铝合金属于金属材料
D．铝合金的熔点比金属铝高
3．将4.6 g Na和2.7 g Al同时加入足量的水中充分反应，将反应后的溶液稀释为500 mL。下列说法中不正确的是（）
A．所得溶液中NaOH的物质的量浓度为0.2 mol·L-1
B．反应中消耗的水的质量是加入的Al的质量的2倍
C．所得溶液中的物质的量浓度为0.2 mol·L-1
D．反应中放出的气体在标准状况下的体积为2.24 L
4．聚合氯化铝(PAC)的化学式为[Al2(OH)nCl6-n]m，是无机高分子混凝剂。它是以软铝矿(主要成分是Al2O3·H2O)为原料制备，最后一步反应是将Al(OH)3凝胶与[Al(OH)2(H2O)4]Cl按照一定配比恰好完全反应制得PAC，则该反应中两种反应物的计量数之比为（）
A．1∶1 B． C． D．
5．向含Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入150mL1mol·L-1的HCl溶液，测得溶液中的某几种离子物质的量的变化如图所示，则下列说法正确的是（）
A．b曲线表示的离子方程式为：AlO＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓
B．d和c曲线表示的离子反应是相同的
C．M点时Al(OH)3的质量等于3.9g
D．原混合溶液中的与AlO的物质的量之比为1︰2
6．某无色溶液，能与铝反应放出氢气，则该溶液中，肯定不能大量共存的离子组是（）
A．NH、Na＋、Ba2＋、Cl- B．Na＋、I-、HCO、SO
C．K＋、Cl-、SO、 NO D．Na＋、Mg2＋、SO、Cl-
7．向含Al2(SO4)3和AlCl3的混合溶液中逐滴加入1mol·L-1Ba(OH)2溶液至过量，加入Ba(OH)2溶液的体积和所得沉淀的物质的量的关系如图，下列说法不正确的是（）
A．图中C点铝元素存在形式是[Al(OH)4]-
B．向D点溶液中通入CO2气体，立即产生白色沉淀
C．原混合溶液中c[Al2(SO4)3]：c(AlCl3)=1：2
D．OA段反应的离子方程式为2Al3＋＋3＋3Ba2＋＋8OH-=2[Al(OH)4]-＋3BaSO4↓
8．形状记忆合金是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形，恢复其变形前原始形状的合金材料，即拥有“记忆”效应的合金。下列变化不是利用合金记忆效应的是（）
A．脊柱侧弯矫形采用的哈伦顿棒，如果矫形棒的矫正力有变化，把温度升高到比体温约高，就能恢复足够的矫正力
B．合金在高温环境下制作好天线，再在低温下把天线压缩成一个小球，运上太空中，太阳光的辐射使小球恢复原来的形状
C．将某合金用于制造精密仪器或精密车床，一旦由于震动、碰撞等原因变形，只需加热即可排除故障
D．汽车受损变形后，利用钣金喷漆整形
9．铁、铝两种金属的混合物与足量的稀硫酸反应，生成2.24L气体(标准状况)则两种金属的质量之和不可能是：（）
A．3.6g B．4.8g C．5.4g D．7.2g
10．A由、、Al、Cu中的某几种粉末混合而成，设计成分分析方案如下，下列分析不正确的是（）
A．当时，溶液a中一定存在
B．由蓝色溶液的出现可推知混合粉末中一定有和
C．用现有的设计方案已经可以通过观察现象确定混合粉末中是否含有
D．当时，的质量至少为
11．将某份铁铝合金均分为两份，一份加入足量盐酸，另一份加入足量NaOH溶液，同温同压下产生的气体体积比为4： 3，则样品中铁、铝物质的量之比为（）
A．2：1 B．1：2 C．3：4 D．4：3
12．在调节好平衡的托盘天平的两个托盘上，各放一个等质量的烧杯，再加入等质量、等质量分数的盐酸，然后二边各放a克锌和铝，反应结束后，烧杯中剩余的铝比剩余的锌多，则此时天平（）
A．仍平衡 B．放锌的一边重 C．放铝的一边重 D．无法判断
13．如图是铝及其化合物的转化关系图(说明： NaAlO2即Na[Al(OH)4])，下列说法正确的是（）
A．图中所有的反应均为氧化还原反应
B．反应①②均为离子反应
C．反应②③都能产生氢气，且产生等量氢气消耗Al的质量和转移电子数分别相等
D．反应①②⑦中铝均作还原剂
14．工业上用某种氧化铝矿石(含杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图所示：
对上述流程中的判断正确的是（）
A．X可以是氨水
B．沉淀主要成分是铁的氢氧化物
C．反应Ⅱ为：
D．除电解外，上述流程中涉及的反应都不是氧化还原反应
15．关于铝及其合金的说法正确的是（）
A．常温下铝具有较强的抗腐蚀性主要原因是铝不活泼
B．镁铝合金的密度大、强度高，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料
C．铝箔在空气中用酒精灯加热，可以观察到铝熔化了但并不滴落
D．向装有氢氧化钠溶液的试管中放入未打磨的铝片，一直观察不到气泡
16．工业上用铝土矿(主要成分为，还含有杂质和)提取氧化铝并冶炼的操作过程如下图，下列说法错误的是（）
A．在步骤Ⅰ前将铝土矿粉碎可以加速其溶解于稀硫酸
B．生成的滤渣B的化学式为Fe(OH)3
C．步骤Ⅲ发生反应的离子方程式为：2AlO+ CO2 +3H2O = 2Al(OH)3↓+CO
D．步骤Ⅴ所消耗的能量是转化过程中最多的
17．有一粗硅，含铁和硅两种成分，取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中放出等量的氢气，则该粗硅中铁和硅的关系正确的是(提示：)（）
①物质的量之比为 ②物质的量之比为 ③质量之比为 ④质量之比为
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
18．下列说法不正确的是（）
A．铝合金广泛用于航空航天等设备的制造，不仅因为它合适的价格，更重要的是它的机械性能和密度适用于这些设备
B．无论是在空气中加热FeO，还是高温下铁与水蒸气反应，均有Fe(OH)3生成
C．配制FeSO4溶液时，为防药品在存放过程中已经部分变质，可向溶液中加入少量铁粉
D．铁的合金包括生铁和钢，钢又分为碳素钢和合金钢，不锈钢就是一种常见的合金钢
19．铁、镁、锌三种金属分别和等体积、等浓度的盐酸反应，同温同压下，产生相同体积的氢气，则下列说法不正确的是（）
A．金属失去的电子数相等 B．参加反应的金属质量相等
C．参加反应的金属物质的量相等 D．铁、镁、锌的质量比为56∶24∶65
20．我国的环境空气质量标准中对空气中SO2的浓度限值规定如表所示。
标准等级
一级标准
二级标准
三级标准
浓度限值(mg•m-3)
0~0.15
0.15~0.50
0.50~0.70
测定受污染空气中SO2含量的实验方法如下：用NaOH溶液吸收2m3的空气，用稀硫酸调节pH后用I2溶液与上述溶液反应，测得恰好完全反应时消耗I22.54mg。
已知：(1)SO2与NaOH反应生成Na2SO3和H2O
(2)SO+I2+H2O=SO+2H++2I-
下列推断中，不正确的是（）
A．恰好完全反应时消耗的物质的量为1×10-5mol
B．被吸收的空气中SO2的质量为0.64mg
C．反应完后溶液中I-的物质的量为2×10-5mol
D．被测空气样品中SO2的浓度达到了三级标准
第II卷（非选择题）
二、填空题
21．某化学兴趣小组取14.2g由铝、铁、铜三种金属组成的混合物进行如下实验：
①将14.2g混合物加入500 mL某浓度的盐酸中，盐酸恰好完全反应，收集到的气体在标准状况下的体积为8.96L；
②将上述反应后的混合物过滤，得滤渣3.2g及滤液，经测定得知滤渣为纯净物；
③向滤液中加入的溶液使金属离子恰好全部转化成沉淀(设金属离子价态不发生变化)。
请回答下列问题：
(1)①中加入的盐酸的物质的量浓度为_______。
(2)③中加入的溶液的体积为_______mL；若将该混合物直接加入过量溶液中，则发生反应的化学方程式为_______，产生的气体在标准状况下的体积为_______L。
(3)原混合物中，铝的质量为_______g。
(4)②中过滤时为了准确测定滤渣质量，需用水洗涤滤渣，洗涤滤渣的具体操作为_______，请描述你是如何确定滤渣已洗净：_______。
22．英国皇家航空学会2019年度颁奖典礼于2019年11月25日晚在伦敦举行，嫦娥四号任务团队获得团队金奖，成为2019年度全球唯一获此殊荣的团队。这是英国皇家航空学会成立以来首次向中国项目颁发奖项。中国嫦娥四号探测器于2019年1月3日上午10点26分成功在月球背面软着陆，成为人类首次在月球背面软着陆的探测器。玉兔二号月球车实现了对月球背面的巡视。
(1)月球白天地面温度高达150度，而到了夜晚，温度又跌落到零下180度。嫦娥四号探测器、玉兔二号月球车均使用了大量合金材料，这些合金材料应具有哪些性质_________？
(2)形状记忆合金是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形，恢复其变形前原始形状的合金材料。中国嫦娥四号探测器，使用了记忆合金制作天线，试分析其好处________。
三、实验题
23．近两年来无人驾驶汽车的大热使得激光雷达成为人们关注的焦点，激光雷达的核心部件需要一种氮化铝(AlN) 导热陶瓷片。下图是从铝土矿(主要成分为Al2O3，还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质)中提取Al2O3并生产AlN的工艺流程：
(1)“溶解”时，已知溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠可发生反应：2Na2SiO3 + 2NaAlO2 + 2H2O = Na2Al2Si2O8↓+ 4NaOH，赤泥的主要成分除了生成的Na2Al2Si2O8还有_______(写出化学式)
(2)“酸化”时通入CO2与NaAlO2反应生成Al(OH)3，写出该反应的离子方程式_______。实验室过滤需用到的玻璃仪器有烧杯、_______、 玻璃棒。
(3)“还原”时，炭黑在高温下被氧化为CO，反应的化学方程式为_______。
(4)某课题小组利用甲图所示装置测定样品中AlN的含量(杂质不反应)。已知： AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑。分液漏斗上方所连导气管的作用有_______、_______。反应完毕，应先_______，再_______，最后平视液面，记录b的读数。
(5)现取氮化铝样品5.0 g(假设杂质只含有炭黑)加到100 mL1.0 mol/L的NaOH溶液中恰好反应完，则该样品中AlN的质量分数为_______。
四、元素或物质推断题
24．已知B为碱性氧化物，D为淡黄色固体粉末，F为医疗上治疗胃酸过多的一种药剂；物质的转化关系如下图所示，请回答下列问题：
(1)请写出下列物质的化学式：A_______、E_______。
(2)请写出下列反应的方程式：
①D→E (写化学方程式)：_______；
②C→E (写在水溶液中进行的离子方程式)：_______。
(3)将2.3gA投入47.8g水中，所得溶液中溶质的质量分数为_______(用百分数表示)。若把A投入盛有CuSO4的溶液中，溶液中出现_______(填沉淀颜色)沉淀。
25．用铁、铝的混合物进行如下实验：
(1)操作X的名称是___________。
(2)气体A是___________。
(3)A与混合光照可能发生爆炸，生成___________(填化学式)，A在该反应中作为___________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(4)溶液B中阴离子除外还有___________，溶液D中存在的金属离子为___________。
参考答案：
1．D
【详解】由铁铝合金制得具有特定微孔结构的强吸附性铁单质催化剂，即M溶液能够和铝反应，但不能和铁反应，
A．铁、铝均与醋酸反应，故A错误；
B．铁、铝均与盐酸反应，故B错误；
C．铁、铝均不与氨水反应，故C错误；
D．铁不与氢氧化钠溶液反应，铝与氢氧化钠溶液反应产生偏铝酸钠和氢气，故D正确；
故选：D。
2．C
【详解】A．铝合金是一种合金，属于混合物，A错误；
B．铝合金的密度较小，B错误；
C．铝合金是一种合金，属于金属材料，C正确；
D．合金的熔点一般比组成它的金属的熔点低，D错误；
故答案选C。
3．D
【分析】可理解为先发生2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑，消耗钠的物质的量为0.2mol，消耗水的物质的量为0.2mol，生成0.2molNaOH和0.1molH2；再发生2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑，消耗Al的物质的量为0.1mol，消耗0.1molNaOH和0.1molH2O，生成0.1mol和0.15molH2；综上，消耗水的物质的量为0.3mol，NaOH剩余0.1mol，生成0.25molH2。
【详解】A．所得溶液中NaOH的物质的量浓度=0.1mol÷0.5L=0.2 mol·L-1，A正确；
B．消耗水的质量为：0.3mol×18g/mol=5.4g，是加入的铝的质量的2倍，B正确；
C．所得溶液中的物质的量浓度为=0.2mol/L，C正确；
D．共放出气体体积(标况下)为0.25mol×22.4L/mol=5.6L，D错误；
故答案为D。
4．C
【详解】将Al(OH)3凝胶与[Al(OH)2(H2O)4]Cl按照一定配比恰好完全反应制得PAC，PAC的化学式为[Al2(OH)nCl6-n]m，设[Al2(OH)nCl6-n]m的化学计量数为1。由氯原子反应前后个数不变，则[Al(OH)2(H2O)4]Cl前面的化学计量数为(6-n)m。由铝原子反应前后个数不变，Al(OH)3前面的化学计量数为(n-4)m。可知该反应中两种反应物的计量数之比是，故答案选C。
5．C
【分析】Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中加入HCl溶液，先发生反应AlO+H++H2O═Al（OH）3↓，a线表示AlO减少；第二阶段，AlO反应完毕，发生反应CO+H+═HCO，b线表示CO减少，c线表示HCO的增加；第三阶段，CO反应完毕，发生反应HCO+H+═CO2↑+H2O，d线表示HCO减少，此阶段Al（OH）3不参与反应。
【详解】A．由分析可知，b曲线表示的离子方程式为：CO+H+═HCO，A错误；
B．由分析可知，d和c曲线表示的离子反应是不相同的，B错误；
C．盐酸50mL时NaAlO2中铝元素全部转化为氢氧化铝沉淀，加50mL盐酸之后CO反应，氢氧化铝沉淀不溶解，则M点沉淀的质量和盐酸50mL时沉淀的质量相同，由NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al（OH）3↓知，n（Al（OH）3）=n（NaAlO2）=n（HCl）＝0.05mol，m[Al（OH）3]=0.05mol×78g/mol=3.9g，C正确；
D．第一、第二两段消耗的盐酸的体积都是50ml，所以消耗的氯化氢的物质的量相等，依据第一阶段、第二阶段发生反应AlO2-+H++H2O═Al（OH）3↓，CO+H+═HCO3-，可知CO与AlO的物质的量之比为1：1，D错误；
故选C。
6．B
【分析】某无色溶液能与铝反应放出氢气，为非氧化性酸或强碱溶液。
【详解】A．酸性溶液中该组离子之间不反应，可大量共存，故A不选；
B．HCO与酸或碱溶液不反应，不能大量共存，故B选；
C．碱溶液中该组离子之间不反应，可大量共存，故C不选；
D．酸性溶液中该组离子之间不反应，可大量共存，故D不选；
故选B。
7．D
【分析】从图象可以看出，加入3L氢氧化钡溶液即3mol氢氧化钡时，生成的沉淀的物质的量为5mol，此时对应A点，硫酸铝和氢氧化钡恰好反应完全，硫酸根离子完全沉淀，可知硫酸铝的物质的量为1mol，生成的5mol沉淀其中有3mol为硫酸钡，2mol为氢氧化铝，再继续加入3mol氢氧化钡，沉淀继续增多，生成的沉淀为氢氧化铝，可知氯化铝的物质的量为2mol，B点时沉淀最多，硫酸根离子和铝离子都沉淀完全，硫酸钡的物质的量为3mol，氢氧化铝的物质的量为4mol。再加入氢氧化钡，氢氧化铝溶解，加入2mol氢氧化钡，4mol氢氧化铝完全溶解，生成Na[Al(OH)4]，此时到达C点，此时沉淀只有硫酸钡，再加入氢氧化钡，沉淀量无变化。
【详解】A．由以上分析可知，C点为BaSO4沉淀，其物质的量为3mol，此时铝元素以[Al(OH)4]-的形式存在，故A正确；
B．D点溶液中有过量的氢氧化钡和Na[Al(OH)4]，通入的二氧化碳和氢氧化钡反应立即生成碳酸钡白色沉淀，故B正确；
C．由以上分析可知，原溶液中硫酸铝的物质的量为1mol，氯化铝的物质的量为2mol，即c[Al2(SO4)3]：c(AlCl3)=1：2，故C正确；
D．由以上分析可知，OA段相当于硫酸铝和氢氧化钡反应，反应的离子方程式为2Al3＋＋3 ＋3Ba2＋＋6OH- = 3BaSO4↓＋2Al(OH)3↓，故D错误；
故选D。
8．D
【详解】A．把温度升高到比体温约高，哈伦顿棒就能恢复足够的矫正力，利用了记忆合金的记忆效应，A不符合题意；
B．太阳光的辐射使小球恢复原来的形状，利用了记忆合金的记忆效应，B不符合题意；
C．精密仪器或精密车床变形后，只需加热即可排除，利用了记忆合金的记忆效应，C不符合题意；
D．汽车受损变形后，利用钣金喷漆整形，不是利用了记忆合金的记忆效应，D符合题意；
故选D。
9．D
【详解】生成氢气的物质的量为=0.1mol，假设金属全部为Fe，则，假设金属全部为Al，根据电子转移守恒，，，则，故1.8＜m(混合物)＜5.6，故D选项不符合题意，故选D。
10．D
【分析】A由Al2O3、Fe3O4、Al、Cu中的某几种粉末混合而成，加入过量氢氧化钠溶液，过滤得到溶液a和m2g固体，固体为Fe3O4和Cu，加入一定量盐酸反应后过滤得到蓝色溶液，该溶液为氯化铜溶液，固体m3g为铜。
【详解】A．当m1>m2时，说明至少有Al2O3、Al两者中的一种，且生成了偏铝酸钠，则溶液a中一定含有，故A正确；
B．Fe3O4与盐酸反应生成氯化铁和氯化亚铁，三价铁离子有强氧化性，与Cu发生反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，得到含有Cu2+的蓝色溶液，即由蓝色溶液的出现可推知混合粉末中一定有和，故B正确；
C．金属氧化物与酸反应生成水，无氢气生成，而铜与盐酸不反应，步骤Ⅱ加入一定量的稀盐酸时，如果观察到有气体产生，可证明混合粉末中含有铝，反之则无，故C正确；
D．根据反应的离子方程式Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O、Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+可知，若Fe3O4产生的Fe3+恰好与Cu反应，二者的物质的量关系是：Fe3O4～2Fe3+～Cu，即232g的Fe3O4反应会消耗64g Cu，固体总质量减轻：232g+64g=296g，所以当m2-m3=2.96g时，Fe3O4的反应消耗质量为2.32 g，若Fe3O4过量则其质量大于2.32 g，因此Fe3O4至少为2.32 g，故D错误；
故答案选D。
11．B
【详解】Fe、Al均与盐酸反应生成氢气，而Al也会与 NaOH溶液反应生成氢气，根据电子转移守恒可知Al与盐酸、与NaOH溶液反应生成的氢气的量相等，合金与盐酸、合金与NaOH溶液反应生成的气体体积比为4:3，则Fe与盐酸、Al与盐酸反应生成氢气体积之比为(4-3)：3=1：3，假设Fe与盐酸反应生成氢气为1mol，则Al与盐酸反应生成的氢气为3mol，反应中Fe表现+2价，而Al表现+3价，根据电子转移守恒n(Fe)= =1mol，n(Al)= =2mol，则样品中 铁、铝物质的量之比为1：2。
故选B选项。
12．A
【详解】通过分析可知，等质量、等质量百分比浓度的盐酸中含有等质量的氢元素，反应结束后，烧杯中剩余的铝比剩余的锌多，说明金属有剩余，酸全部参加了反应，生成的氢气质量相等，所以天平仍然平衡，故选A。
13．C
【分析】本题考查铝单质及其化合物间的转化关系。
【详解】A．只有Al元素化合价发生变化的反应属于氧化还原反应，题中①②③⑦属于氧化还原反应，故A错误；
B．①为铝热反应，为固体之间的反应，不是离子反应，故B错误；
C．金属铝可以和酸以及强碱之间反应生成氢气，即反应②、③都有氢气生成，由电子守恒可知，产生等量的氢气时转移的电子数相等，故C正确；
D．⑦中Al元素化合价降低，被还原，作氧化剂，故D错误；
故选C。
14．D
【分析】某种氧化铝矿石（含Fe2O3杂质），加入过量氢氧化钠溶液，得到Fe2O3沉淀和NaAlO2溶液，向NaAlO2溶液中通入过量的二氧化碳，发生反应CO2+AlO+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO，对氢氧化铝进行加热可制得氧化铝，电解熔融氧化铝得到铝单质，据此解答。
【详解】A．一水合氨是弱碱，不能与氧化铝反应，只能选择强碱，故A错误；
B．氧化铁和强碱不反应，沉淀主要成分是氧化铁，故B错误；
C．反应Ⅱ中的反应为：CO2+AlO+2H2O＝Al(OH)3↓+HCO，故C错误，
D．反应Ⅰ中氧化铝和强碱反应不是氧化还原反应，反应Ⅱ属于复分解反应，不是氧化还原反应，氢氧化铝分解生成氧化铝的反应不是氧化还原反应，因此除电解外，上述流程中涉及的反应都不是氧化还原反应，故D正确；
故选D。
15．C
【详解】A． 由于铝比较活泼，铝表面易被空气中的氧气氧化生成一层致密的氧化铝薄膜，防止内部金属继续被氧化，故常温下铝具有较强的抗腐蚀性，故A错误；
B． 镁铝合金的密度小、强度高，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料，故B错误；
C． 铝箔在空气中用酒精灯加热，由于铝比较活泼，铝表面很容易被空气中的氧气氧化生成一层致密的氧化铝薄膜，而氧化铝的熔点很高，故可以观察到铝熔化了但并不滴落，故C正确；
D． 铝表面有一层氧化铝薄膜，氧化铝也可以和氢氧化钠反应，故向装有氢氧化钠溶液的试管中放入未打磨的铝片，氢氧化钠先与氧化铝反应，然后和内部铝反应，故过一段时间可观察到气泡，故D错误；
故选C。
16．C
【分析】铝土矿主要成分为，还含有杂质和，用硫酸溶解，氧化铝、氧化铁和硫酸反应生成硫酸铝、硫酸铁，二氧化硅和硫酸不反应，滤渣A是二氧化硅；滤液A中含有硫酸铝、硫酸铁，加入过量氢氧化钠，硫酸铝和过量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，硫酸铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀，滤渣B是氢氧化铁；滤液B通入过量二氧化碳，偏铝酸钠和过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，滤渣C是氢氧化铝，氢氧化铝灼烧生成氧化铝，电解熔融氧化铝冶炼金属铝。
【详解】A．在步骤Ⅰ前将铝土矿粉碎，增大铝土矿与硫酸的接触面积，可以加速其溶解，故A正确；
B．滤液A中含有硫酸铝、硫酸铁，加入过量氢氧化钠，硫酸铝和过量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，硫酸铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀，所以滤渣B的化学式为Fe(OH)3，故B正确；
C．步骤Ⅲ是偏铝酸钠和过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，发生反应的离子方程式为：AlO+ CO2 +2H2O = Al(OH)3↓+HCO，故C错误；
D．步骤Ⅴ是电解熔融氧化铝冶炼金属铝，电解消耗大量电能，故D正确；
选C。
17．C
【详解】等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液中，充分反应后都放出等量的氢气，则反应Fe+2HCl═FeCl2+H2↑、Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2↑中生成的氢气相同，若都生成2molH2，则n（Fe）=2mol，n（Si）=1mol，故粗铝中铁和硅的物质的量比为2mol：1mol=2：1，铁和硅的质量之比为2mol×56g/mol：1mol×28g/mol=4：1，故选C。
18．B
【详解】A．铝合金价格低，密度小，质量轻，性能优良，A正确；
B．无论是在空气中加热FeO，还是高温下铁与水蒸气反应，均无Fe(OH)3生成，而是都生成Fe3O4，B错误；
C．铁粉可以还原变质产生的Fe3+变为Fe2+，因此在配制FeSO4溶液时，向其中加入Fe粉，可防止FeSO4溶液氧化变质，C正确；
D．铁的合金包括生铁和钢，不锈钢是一种常见的合金钢，D正确；
故合理选项是B。
19．B
【分析】同温同压下，产生相同体积的氢气物质的量相同。
【详解】A．三种金属和稀盐酸反应生成的H2的物质的量相同，则转移电子数也相同，A正确；
B．假设生成1mol H2，根据Fe-H2，Mg-H2，Zn-H2，可以得知分别需要1mol Fe、1mol Mg、1mol Zn，则它们的质量分别为56g、24g、65g，则参加反应金属的质量不同，B错误；
C．根据B的分析可知，参加反应金属的物质的量相同，C正确；
D．根据B的分析可知，参加反应铁、镁、锌的质量比为56∶24∶65，D正确；
故选B。
20．D
【详解】A．2.54mgI2的物质的量为2.54mg÷254mg/mmol=0.01mmol，即1×10-5mol，故A正确；
B．根据反应(2)，0.01mmol I2消耗0.01mmol，根据硫守恒，被吸收的空气中的SO2的物质的量为0.01mmol，质量为0.01mmol×64mg/mmol=0.64mg，故B正确；
C．根据反应(2)，1×10-5mol I2能生成2×10-5mol I-，则反应完后溶液中I-的物质的量为2×10-5mol，故C正确；
D．根据B的计算结果，2m3的空气中SO2的质量为0.64mg，则1m3的空气中SO2的质量为0.32mg，所以被测空气样品中SO2的浓度达到了二级标准，故D错误；
故选D。
21．(1)1.6
(2) 200 6.72
(3)5.4g
(4) 沿玻璃棒向漏斗中注入少量水,使水面浸过沉淀物，并不漫过滤纸边缘，让水自然流下，再次加水洗涤,重复2~3次 取最后一次洗涤液于试管内，加入硝酸酸化的的硝酸银，若无沉淀生成，则洗涤液中不含氯离子，说明滤渣已洗净
【分析】14.2g混合物加入500 mL某浓度的盐酸中，发生反应、，反应生成氢气的物质的量，得3.2g滤渣，可知铜的质量为3.2g；铁和铝的总质量为11g，设铁的物质的量为xmol、铝的物质的量为ymol；则，解得，铁的物质的量为0.1mol、铝的物质的量为0.2mol。
【详解】（1）铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铝和盐酸反应生成氯化铝和氢气，生成氢气的总物质的量为0.4mol，根据氢元素守恒，HCl的物质的量为0.8mol，①中加入的盐酸的物质的量浓度为。
（2）滤液中溶质是氯化亚铁和氯化铝，加入的溶液使金属离子恰好全部转化成沉淀，此时溶液中的溶质恰好是氯化钠，则，③中加入的溶液的体积为=200mL；若将该混合物直接加入过量溶液中，铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，则发生反应的化学方程式为，0.2mol铝产生的0.3mol氢气，气体在标准状况下的体积为。
（3）根据以上分析，原混合物中有0.2molAl，铝的质量为0.2mol×27g/mol=5.4g
（4）洗涤滤渣的具体操作为：沿玻璃棒向漏斗中注入少量水，使水面浸过沉淀物，并不漫过滤纸边缘，让水自然流下，再次加水洗涤,重复2~3次；取最后一次洗涤液于试管内，加入硝酸酸化的的硝酸银，若无沉淀生成，则洗涤液中不含氯离子，说明滤渣已洗净。
22．(1)密度小、强度大、既耐高温又耐低温等
(2)嫦娥四号探测器使用记忆合金制作天线折叠起来装进探测器内，工作时只需加热升温，折叠的卫星天线因具有“记忆”功能而自然展开，恢复设计形状
【解析】略
23．(1)Fe2O3
(2) AlO+ CO2+2H2O=A(OH)3↓+ HCO 漏斗
(3)Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO
(4) 平衡气压，使溶液能够顺利滴下 减小滴加NaOH溶液产生排气量的实验误差 使装置恢复至室温 使a、b液面相平
(5)82.0%
【分析】铝士矿(主要成分为Al2O3，还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质)，铝士矿中加入氢氧化钠溶液，SiO2和Al2O3溶于氢氧化钠溶液，反应产生Na2SiO3、NaAlO2，已知溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠发生反应：2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2O=Na2Al2Si2O8↓+4NaOH，Fe2O3不溶于氢氧化钠溶液，所以过滤得赤泥为Fe2O3、Na2Al2Si2O8，滤液主要为NaAlO2溶液，NaAlO2+溶液中通入过量的CO2酸化得沉淀为Al(OH)3，过滤得滤液主要为NaHCO3溶液，Al(OH)3煅烧得Al2O3，Al2O3、C、N2在高温下生成AlN，同时碳被氧化为CO，以此解答。
（1）
SiO2和Al2O3溶于氢氧化钠溶液，反应产生Na2SiO3、NaAlO2，已知溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠发生反应: 2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2O=Na2Al2Si2O8↓+4NaOH，Fe2O3不溶于氢氧化钠溶液，所以过滤得赤泥除Na2Al2Si2O8外，还有Fe2O3；
（2）
“酸化”时通入CO2与NaAlO2反应生成Al(OH)3，同时反应产生NaHCO3，该反应的离子方程式为：AlO+ CO2+2H2O=A(OH)3↓+ HCO；
实验室过滤需用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒；
（3）
在还原时，Al2O3、C、N2在高温下生成AlN，同时碳被氧化为CO，该反应的化学方程式为：Al2O3+N2+3C2AlN+3CO；
（4）
分液漏斗上方所连导气管可以起恒压滴液漏斗的作用。其作用为平衡气压，使溶液能够顺利滴下；反应完毕，应先减小滴加NaOH溶液产生排气气量的实验误差，再使装置恢复至室温，使a、b液面相平，最后平视液面，进行读数，并记录b的读数；
（5）
取5.0 gAlN样品，将其加到100 mL 1.0 mol/L的NaOH溶液中恰好反应完，则n(NaOH)=0.1 L×1.0 mol/L=0.10 mol，根据反应AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+ NH3↑可知n(AlN)=n(NaOH)=0.10 mol，所以AlN的质量分数为：。
24．(1) Na
(2) 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 CO2+2OH-=CO+ H2O
(3) 8% 蓝色
【分析】D为淡黄色固体粉末，则为过氧化钠，则逆推A为钠，B为碱性氧化物，则为氧化钠，F为医疗上治疗胃酸过多的一种药剂，则为碳酸氢钠，据此结合钠及其化合物之间的相互转化关系可知，C为钠与水反应的含钠微粒氢氧化钠，氢氧化钠可与碳酸钠相互转化，碳酸钠可与碳酸氢钠相互转化，所以E为碳酸钠，据此分析解答。
【详解】（1）根据上述分析可知，A为Na；E为；
（2）①D→E为过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气的过程，其反应方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；
②C→E在水溶液中表示氢氧化钠溶液中通入少量二氧化碳转化为碳酸钠溶液的过程，其离子方程式为：CO2+2OH-=CO+ H2O；
（3）2.3gNa投入47.8g水中，发生反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，因钠少量，按钠的物质的量计算得到的氢氧化钠的物质的量n(NaOH)=n(Na)==0.1mol，生成氢气的物质的量为n(H2)=n(Na)=0.05mol，则生成氢氧化钠溶液的质量=2.3g+47.8g-=50g，则生成的氢氧化钠溶质质量分数为=8%；Na投入到硫酸铜溶液中，会先与水反应生成氢氧化钠和氢气，然后生成的氢氧化钠与硫酸铜发生反应再生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠，故答案：蓝色。
25．(1)过滤
(2)(或氢气)
(3) 还原剂
(4)
【分析】Al与氢氧化钠溶液反应生成氢气和偏铝酸钠，气体A 氢气，溶液B为偏铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液的混合溶液，操作X为过滤，固体C为Fe，Fe与稀盐酸反应生成氢气和氯化亚铁溶液，溶液D为氯化亚铁溶液。
（1）
操作X为过滤；
（2）
气体A为：(或氢气)；
（3）
氢气与氯气在光照条件下混合可能发生爆炸，生成HCl；氢气为还原剂；
（4）
溶液B中除过量的氢氧根外还有；溶液D中存在的金属离子为：。
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