高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料课时训练

3.2.1   铁合金  铝和铝合金  练习（解析版）

1．对于铝和烧碱溶液的反应，下列说法不正确的是(　　)

A．铝是还原剂

B．该反应是氧化还原反应

C．该反应说明所有金属都能与碱反应

D．H2为还原产物

【答案】C

【解析】铝与烧碱溶液反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，分析元素化合价变化可知反应为氧化还原反应，铝是还原剂，H2为还原产物，A、B、D正确。铝能与烧碱溶液反应，并不能说明所有金属都能与碱反应，如镁、铁、铜等均不与碱溶液反应。

2．下列反应的离子方程式书写正确的是(　　)

A．钠和冷水反应：Na＋2H2O===Na＋＋2OH－＋H2↑

B．金属铝溶于氢氧化钠溶液：Al＋2OH－===AlO＋H2↑

C．金属铝溶于盐酸中：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑

D．铁跟稀硫酸反应：Fe＋2H＋===Fe3＋＋H2↑

【答案】C

【解析】A项，电荷不守恒；B项，应为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑；D项，Fe与H2SO4反应，生成Fe2＋。

3．在500 mL NaOH溶液中加入足量铝粉，反应完全后共收集到标准状况下的气体6.72 L，生成物NaAlO2的物质的量浓度为(假定反应前后，溶液体积不变)(　　)

A．1 mol·L－1     B．0.4 mol·L－1

C．1.5 mol·L－1     D．2 mol·L－1

【答案】B

【解析】2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2　＋　3H2↑

2 mol  3×22.4 L

n(NaAlO2)  6.72 L

＝

n(NaAlO2)＝＝0.2 mol，c(NaAlO2)＝＝0.4 mol·L－1。

4．将某铁铝合金样品等分成两份，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之比为3∶2 ，则样品中铁、铝的物质的量之比为(　　)

A．3∶2  　　   B．2∶1

C．3∶4      D．4∶3

【答案】C

【解析】设每份样品中铁、铝的物质的量分别为x、y，产生的气体分别为3 mol、2 mol。根据Fe～H2，Al～H2，可得：x＋y＝3 mol；Fe与NaOH溶液不反应，则有Al～H2，y＝2 mol，解得x＝1 mol，y＝ mol，故样品中铁、铝的物质的量之比为3∶4。

5．Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应，产生标准状况下的氢气4.48 L。下列推断中不正确的是(　　)

A．参加反应的Mg、Al共0.2 mol

B．参加反应的HCl为0.4 mol

C．Mg、Al在反应中共失去0.4 mol电子

D．若与足量的稀硫酸反应能产生0.2 mol H2

【答案】A

【解析】反应的实质为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑，n(H2)＝＝0.2 mol，则参加反应的n(H＋)＝0.4 mol。若换成稀H2SO4，同样产生0.2 mol H2，故B、D正确。依据得失电子守恒，由2H＋→H2得电子总数为0.2 mol×2＝0.4 mol，故C正确。0.2 mol Mg提供0.4 mol电子，0.2 mol Al则提供0.6 mol电子，0.2 mol Mg、Al混合物提供的电子数大于0.4 mol、小于0.6 mol，故A不正确。

6．下列说法正确的是(　　)

A．Al2O3难溶于水不跟水反应，所以Al2O3不是Al(OH)3对应的氧化物

B．因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物

C．Al2O3属于两性氧化物

D．Al2O3能与所有的酸、碱溶液反应

【答案】C

【解析】Al2O3虽然难溶于水，但是2Al(OH)3Al2O3＋3H2O，Al2O3和Al(OH)3中Al的化合价相同，所以Al2O3是Al(OH)3对应的氧化物，故A项错误；金属氧化物与碱性氧化物是两个不同的概念，二者没有必然的联系，故B项错误；Al2O3属于两性氧化物，与强酸、强碱反应，但不与弱酸、弱碱反应，故C项正确，D项错误。

7．下列物质不属于合金的是(　　)

A．不锈钢  　   B．高碳钢

C．金刚石      D．白铜

【答案】C

【解析】金刚石是碳的一种单质。

8．某合金与铁物理性质的比较如下表所示:

还知该合金耐腐蚀、强度大。从以上性能看,该合金不适合用作(　　)

A．导线     B．门窗框 

C．炉具     D．飞机外壳

【答案】A

【解析】由于该合金的强度和硬度均较大且耐腐蚀,所以可以用作门窗框、炉具和制造飞机的材料,但由于其导电性差,所以不用作导线。

9．工业生产中常将两种或多种金属(或金属与非金属)在同一容器中加热使其熔合，冷凝后得到具有金属特性的熔合物——合金。这是制取合金的常用方法之一。根据下表数据判断，不宜用上述方法制取合金的是(　　)

A．Cu-Na合金     B．Cu-Al合金

C．Al-Na合金     D．Fe-Cu合金

【答案】A

【解析】在金属熔合时，其中任何一种成分不能蒸发掉，即高熔点金属的熔点不能高于低熔点金属的沸点，因而Cu、Na不能形成合金。

10．美国“海浪”潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金(单质钠和单质铝熔合而成)作载热介质，有关说法不正确的是(　　)

A．金属活动性：Na>Al

B．铝钠合金若投入一定量的水中可得到无色溶液，则n(Al)≤n(Na)

C．铝钠合金投入足量氯化铜溶液中，肯定有氢氧化铜沉淀产生，也可能有铜析出

D．mg不同组成的铝钠合金投入足量的盐酸中，若放出的H2越多，则铝的质量分数越小

【答案】D

【解析】金属活动性：Na>Al；铝钠合金投入水中发生反应：2Na+2H2O2NaOH+H2↑，2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑，若只得到无色溶液，则n(Al)≤n(Na)；铝钠合金投入氯化铜溶液中，钠与水反应生成的氢氧化钠与氯化铜反应会得到氢氧化铜沉淀，铝与氯化铜溶液反应有铜析出；铝、钠与足量盐酸反应，每得到1 mol氢气，消耗钠46 g，消耗铝18 g，故铝的质量分数越大，得到的氢气越多。

11．(1)分别取W g钠、铁、铝与足量的盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是________。

(2)分别取0.1 mol钠、铁、铝与足量的盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是________。

(3)若产生相同物质的量的氢气，所需钠、铁、铝的质量比是________。

(4)若产生相同体积(同温同压)的氢气，所需钠、铁、铝三种金属的物质的量之比是________。

(5)分别取0.2 mol金属钠、铁、铝分别投入10 mL 1 mol·L－1盐酸中，在标准状况下产生氢气体积大小的顺序是______________________________________。

【答案】(1)∶∶

(2)1∶2∶3

(3)23∶28∶9

(4)6∶3∶2

(5)VNa(H2)>VFe(H2)＝VAl(H2)

【解析】(1)W g钠、铁、铝的物质的量分别为 mol、 mol、 mol，由钠、铁、铝分别与足量的盐酸反应的化学方程式：2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑；Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，得到关系式：2Na～H2，Fe～H2,2Al～3H2，所以W g钠、铁、铝生成氢气的体积比为∶∶＝∶∶。(2)等物质的量的三种金属与足量的盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积比是1∶2∶3。(3)、(4)若产生相同物质的量的氢气，所需钠、铁、铝的物质的量之比是6∶3∶2，质量比是(6×23)∶(3×56)∶(2×27)＝23∶28∶9。(5)中的钠、铁、铝相对于盐酸来说是过量的，根据盐酸计算生成的氢气，铁、铝反应放出的氢气相等，但由于过量的钠会与水反应生成氢气，所以钠放出的氢气最多。

12．某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。

(1)A中试剂为________。

(2)B中发生反应的化学方程式为__________________________________________________

(3)若实验用铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b mL (已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为__________________________。

(4)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将________(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。

 【答案】(1)NaOH溶液

(2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

(3)　(4)偏小

【解析】铝镁合金中二者都与酸反应，但铝和碱反应而镁不反应，所以A中的试剂应选择NaOH溶液。铝的相对原子质量可利用产生的氢气求解，Ar＝＝＝。如果在实验过程中未洗涤固体，则残留物的质量偏大，铝的质量偏小，测得铝的质量分数偏小。

13．欲测定某铝铜合金的组成，进行了如下实验：称取粉末状样品1.0 g，量取某浓度的盐酸20 mL，第一次往样品中加入盐酸10 mL，收集到标准状况下的气体224 mL；再往样品中加入盐酸10 mL，又收集到标准状况下的气体112 mL。试求：

(1)所取盐酸的物质的量浓度为          。

(2)样品中铝的质量分数为              。

【答案】(1)2 mol·L－1　(2)27%

【解析】由题意得，当加入10 mL盐酸时生成224 mL H2(即0.01 mol)，此时盐酸完全反应，因此盐酸的物质的量浓度为＝2 mol·L－1；当再加入10 mL盐酸时，只生成112 mL H2(即0.005 mol)，说明铝完全反应，根据反应2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑可知，生成0.015 mol H2，需用n(Al)＝0.01 mol，ω(Al)＝×100%＝27%。