2023届新高考新教材化学人教版一轮训练-第三章第3讲　金属材料(铁合金、铝合金)

第三章第3讲金属材料(铁合金、铝合金)一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1．平昌冬奥会“北京8分钟”主创团队用石墨烯制作了－20℃能发热4h的智能服饰；用铝合金管材和碳纤维制作了高2.35m、重量仅为10kg的熊猫木偶，向世界展现了新时代的中国形象。下列说法不正确的是()A．石墨烯是能导热的金属材料B．铝合金是密度较低的金属材料C．碳纤维是耐低温的无机非金属材料D．新型材料种类多、用途广解析：A石墨烯是碳的一种单质，属于无机非金属材料，故A错误；铝合金的密度小，强度大，属于金属材料，故B正确；碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料，属于无机非金属材料，故C正确；人们依据生产生活的需要研制出很多种用途不同的新型材料，如功能新型材料、新的合金材料等，故D正确。2．下列有关金属及其化合物的说法中，正确的个数为()①在人类对金属材料的使用过程中，性质活泼的金属单质最早被人们冶炼和使用②纯铁比生铁抗腐蚀性更强③单质铝在空气中比较耐腐蚀，所以铝是不活泼金属④向紫色石蕊溶液中加入过量的Na2O2粉末，振荡，溶液变为蓝色并有气泡产生⑤青铜、不锈钢、硬铝都是合金⑥可通过焰色试验区分钾元素和钠元素⑦将FeCl3溶液滴入KI淀粉溶液中，溶液变蓝色⑧铝粉和氧化镁粉末混合，高温能发生铝热反应A．4 B．5C．6 D．7解析：A金属活泼性越弱，越易被冶炼和使用，故①错误；Al是活泼金属，表面易形成致密氧化膜，耐腐蚀，故③错误；Na2O2具有强氧化性，紫色石蕊溶液先变蓝后褪色，故④错误；Al不能把Mg置换出来，Al与MgO不能发生铝热反应，故⑧错误。3．下列关于铝及其化合物的说法不正确的是()A．Al既可用于食品包装，也可用作建筑材料B．Al2O3既可用来冶炼金属Al，也可用作耐火材料C．明矾[KAl(SO4)2·12H2O]既可用作净水剂，也可用作消毒剂D．Al(OH)3既可用作治疗胃酸过多的药物，也可用来制备一些铝盐解析：CA项，金属铝具有良好的延展性，因此铝可以制成铝箔用于食品包装，金属铝也可用作建筑材料，如铝合金门窗等，正确；B项，电解熔融的Al2O3可冶炼金属Al，由于Al2O3具有耐高温的性质，也可用作耐火材料，正确；C项，明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶于水后，Al3＋能发生水解反应，生成的Al(OH)3胶体具有吸附作用，可用作净水剂，但Al(OH)3并不具有消毒作用，错误；D项，Al(OH)3与胃酸中的盐酸反应生成氯化铝和水，正确。4．下列反应中的离子方程式书写正确的是()A．向氯化铝溶液中滴加过量氨水：4NH3·H2O＋Al3＋=AlOeq\o\al(－,2)＋4NHeq\o\al(＋,4)＋2H2OB．NH4Al(SO4)2溶液中滴加少量NaOH溶液：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2OC．向明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液：Al3＋＋2SOeq\o\al(2－,4)＋2Ba2＋＋4OH－=2BaSO4↓＋AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OD．向NaAlO2溶液中通入足量CO2：2AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋3H2O=2Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)解析：CA项，氨水不能溶解Al(OH)3；B项，NHeq\o\al(＋,4)、Al3＋同时存在时，Al3＋与OH－先反应；D项，通足量CO2时，应生成HCOeq\o\al(－,3)。5．(2021·郑州模拟)镓(Ga)与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如下图所示：下列判断不合理的是()A．Al、Ga均处于第ⅢA族B．Ga2O3可与盐酸反应生成GaCl3C．Ga(OH)3可与NaOH反应生成NaGaO2D．酸性：Al(OH)3＞Ga(OH)3解析：D镓(Ga)与铝同主族，均处于第ⅢA族，A项正确；Ga2O3与Al2O3的性质相似，可与盐酸反应生成GaCl3，B项正确；Ga(OH)3与Al(OH)3的性质相似，能与NaOH溶液反应生成NaGaO2，C项正确；在NaAlO2和NaGaO2的混合液中通入适量CO2，只有Al(OH)3沉淀，而没有Ga(OH)3沉淀，根据强酸制弱酸的原理Ga(OH)3的酸性强于碳酸，则酸性：Al(OH)3<Ga(OH)3，D项错误。6．《本草图经》有“白矾多入药用”。白矾[KAl(SO4)2·12H2O]又称明矾、钾铝矾、钾明矾等，是一种重要的化学试剂。下列说法正确的是()A．含白矾的药物不宜与胃药奥美拉唑碳酸氢钠胶囊同时服用B．0.1mol·L－1白矾溶液完全水解生成Al(OH)3胶粒数小于6.02×1022C．向含0.1mol白矾的溶液中滴入Ba(OH)2溶液，若SOeq\o\al(2－,4)和Al3＋全部转化为BaSO4和Al(OH)3沉淀，则此时生成沉淀的质量最大D．室温下，0.1mol·L－1白矾溶液中水电离出c(H＋)小于10－7mol·L－1解析：AA．含白矾的药物中含铝离子，会与胃药奥美拉唑碳酸氢钠胶囊中的碳酸氢根离子在水中发生双水解，A正确；B.0.1mol·L－1白矾溶液体积未知，铝离子的物质的量未知，B错误；C.根据反应的离子方程式2Al3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)＋3Ba2＋＋6OH－=2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓知，Al3＋完全沉淀时SOeq\o\al(2－,4)还未完全沉淀，据Al3＋＋2SOeq\o\al(2－,4)＋2Ba2＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋BaSO4↓＋2H2O知，SOeq\o\al(2－,4)完全沉淀时，Al(OH)3已溶解，SOeq\o\al(2－,4)和Al3＋全部转化为BaSO4和Al(OH)3沉淀是不可能的，C错误；D.白矾电离出的Al3＋水解，促进水的电离，室温下，0.1mol·L－1白矾溶液中水电离出c(H＋)>10－7mol·L－1，D错误，故选A。二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)7．铝在酸性或碱性溶液中均可与NOeq\o\al(－,3)发生氧化还原反应，转化关系如下图所示：下列说法错误的是()A．B溶液含Al3＋B．A溶液和B溶液混合无明显现象C．D与F反应生成盐D．E排入大气中会造成污染解析：AB根据图像可知，Al在酸性条件下与硝酸根离子反应生成硝酸铝、NO和水，则溶液A为硝酸铝，气体C为NO；气体E则为二氧化氮，F为硝酸；铝在碱性条件下与硝酸根离子反应生成偏铝酸根和氨气，则溶液B含偏铝酸根，气体D为氨气，A说法错误；硝酸铝溶液和偏铝酸根溶液混合时，发生相互促进水解，产生氢氧化铝沉淀，B说法错误；D、F分别为氨气、硝酸，可反应生成硝酸铵，属于盐类，C说法正确；E为二氧化氮，有毒，排入大气中会造成污染，D说法正确。8．(2021·湖南长沙长郡中学调研)部分被氧化的Fe－Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76g，经如下处理：下列说法正确的是()A．滤液A中的阳离子为Fe2＋、Fe3＋、H＋B．样品中Fe元素的质量为2.24gC．样品中CuO的质量为4.0gD．V＝896解析：B根据题意，3.2g滤渣一定是铜，而铜与Fe3＋不共存，则A项错误；最后的3.2g固体为Fe2O3，其中Fe元素的质量为2.24g，B项正确；滤渣3.2g为Cu元素，若全为CuO，质量为4.0g，但不可能全为CuO，所以小于4.0g，则C项错误；2.24gFe元素不可能全是单质铁，故生成的氢气的体积小于896mL，则D项错误。9．(2021·合肥模拟)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2、Fe2O3等杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下，对下述流程中的判断正确的是()A．试剂X为稀硫酸，沉淀中含有硅的化合物B．反应Ⅱ中生成Al(OH)3的反应为CO2＋AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)C．结合质子(H＋)的能力由弱到强的顺序是OH－>COeq\o\al(2－,3)>AlOeq\o\al(－,2)D．Al2O3熔点很高，工业上还可采用电解熔融AlCl3的方法冶炼Al解析：B由溶液乙通入过量的Y生成氢氧化铝沉淀、碳酸氢钠可知，溶液乙为偏铝酸钠溶液、气体Y为二氧化碳，故试剂X为氢氧化钠溶液，不可能为硫酸，故A错误；过量的二氧化碳与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，离子方程式为CO2＋AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)，故B正确；结合质子的能力越强，相应的酸提供质子的能力就越弱，其对应的酸的酸性就越弱，提供质子的能力：HCOeq\o\al(－,3)>Al(OH)3>H2O，则结合质子的能力：OH－>AlOeq\o\al(－,2)>COeq\o\al(2－,3)，故C错误；氯化铝是共价化合物，熔融时不导电，不能采用电解熔融氯化铝的方法冶炼铝，故D错误。10．下列有关金属的工业制法中，正确的是()A．以海水为原料制得精盐，再电解精盐的水溶液制取钠B．用海水、石灰乳等为原料，经一系列过程制得MgCl2，用电解法制得镁C．以铁矿石、焦炭、空气、石灰石等为原料，通过反应产生的CO在高温下还原铁矿石制得铁D．从铝土矿中获得氧化铝再制得氯化铝固体，电解熔融的氯化铝得到铝解析：BC工业制钠是电解熔融NaCl：2NaCleq\o(=,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑，而电解NaCl溶液：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，得不到钠，A错误；工业制镁是电解熔融氯化镁：MgCl2eq\o(=,\s\up7(电解))Mg＋Cl2↑，B正确；工业上常用CO在高温下还原铁矿石炼铁：3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2，因为炼铁的矿石中含有一定量的二氧化硅，所以石灰石的作用是将二氧化硅等杂质转变为炉渣而除去，C正确；因为熔融状态下氯化铝不导电，所以从铝土矿中获得氧化铝再电解熔融的氧化铝来获取金属铝，D错误。三、非选择题11．(经典高考题)KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐(主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如图所示。回答下列问题：(1)为尽量少引入杂质，试剂①应选用_____________________________(填标号)。a．HCl溶液b．H2SO4溶液c．氨水d．NaOH溶液(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为___________________。(3)沉淀B的化学式为_______________________________；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是______________________________________。解析：(1)易拉罐的主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质，试剂①的作用是将Al溶解并除去Fe、Mg杂质，HCl溶液和H2SO4溶液可溶解Al及Fe、Mg杂质，会引入Fe2＋、Mg2＋，氨水不溶解Al；NaOH溶液可溶解Al，但不溶解Fe、Mg杂质，故d项符合。(2)选用NaOH溶液溶解易拉罐，主要发生反应2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。(3)滤液A中铝元素以AlOeq\o\al(－,2)形式存在，与溶液中HCOeq\o\al(－,3)发生复分解反应：AlOeq\o\al(－,2)＋HCOeq\o\al(－,3)＋H2O=Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)，故沉淀B为Al(OH)3，明矾溶于水时，KAl(SO4)2=K＋＋Al3＋＋2SOeq\o\al(2－,4)，Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，使溶液呈弱酸性。答案：(1)d(2)2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑(3)Al(OH)3Al3＋水解，使溶液中H＋浓度增大12．某铝土矿中主要含有Al2O3、Al(OH)3、AlO(OH)，还含有Fe2O3等杂质。利用拜耳法生产氧化铝的流程如图所示：请回答下列问题：(1)粉碎后的铝土矿碱浸时应在高温下进行，其目的是___________________。(2)AlO(OH)与NaOH溶液反应的化学方程式为____________________。(3)在稀释、结晶过程中，稀释的目的是__________________________________；加Al(OH)3晶核的目的是促进Al(OH)3的析出。上述“稀释、结晶”工艺，也可用通入足量的________气体的方法来代替。(4)浓缩所得的NaOH溶液由于吸收了空气中的CO2而含有杂质，该杂质可通过苛化反应除去，写出苛化反应的化学方程式：___________________________。(5)该生产流程能实现