第三章第二节 金属材料 同步练习 2022-2023学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

试卷第=page11页，共=sectionpages33页人教版（2019）高一必修第一册第三章铁金属材料第二节金属材料学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列有关叙述正确的是()A．铝和铁在常温下遇硫酸或硝酸发生钝化现象B．金属钠除保存在煤油中，也可以保存在汽油中C．湿法治炼就是指金属在溶液中的置换反应，如金属钠置换硫酸铜溶液中的铜D．涂油层、电镀金属层、制合金等都是保护金属的措施2．下列说法错误的是A．不锈钢属于合金 B．14C的中子数为8C．氯气常用于自来水杀菌消毒 D．铝热反应属于吸热反应3．下列说法不正确的是A．二氧化氯可用于自来水消毒B．硬铝是铝合金的一种，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料C．工业上常利用钠与氯气来制氯化钠D．铜能与氯化铁溶液反应，该反应可用于印刷电路板的制作4．下列说法错误的是A．KAl(SO4)2·12H2O溶于水可形成Al(OH)3胶体B．0.1mol·L-1NaOH溶液:Na+、K+、CO、AlO能大量共存C．室温下，Al与4.0mol﹒L-1NaOH溶液反应生成NaAlO2D．因为Al2O3具有两性，所以可用于电解冶炼铝5．将总物质的量为amol的钠和铝的混合物投入到水中，若两者的物质的量之比n(Na):n(Al)＝2:3，则生成的氢气在标准状况下的体积为A．11.24aL B．36.6aL C．17.92aL D．44.82aL6．下列关于金属的说法正确的是A．铝箔在空气中受热可以熔化且会发生剧烈燃挠B．Na在空气中燃烧，发出黄色火焰，生成白色固体C．合金的熔点一定低于成分金属，硬度一定大于成分金属D．铝制餐具不宜用来蒸煮或者长时间存放酸性或碱性食物7．常温下，3.0molNa、Fe、Al分别与1.0mol盐酸反应，生成最多氢气的是A．Na B．Fe C．Al D．Na、Fe一样多8．从金属利用的历史来看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是200来年的事。下列金属的性质和特点跟这个先后顺序有关的是（

）①地壳中的含量

②活动性顺序

③导电性

④冶炼的难易程度

⑤延展性A．①③ B．②⑤ C．③⑤ D．②④9．由CO2、H2、CO组成的混合气在同温同压下与氮气的密度相同，则该混合气中CO2、H2、CO的体积比是A．26:8:1 B．22:1:14 C．13:8:7 D．26:6:17二、多选题10．钛合金广泛应用于航空航海领域。钛铁矿(其中Ti为+4价)在高温下经氯化得到四氯化钛，再制取金属钛的流程如图所示。下列说法正确的是A．钛合金比纯钛硬度大是因为钛合金中金属原子的层状排列更规则B．氯化过程中FeCl3，既是氧化产物又是还原产物C．制取金属钛时，可用CO2替代Ar气以隔绝空气D．若制取1mol金属钛，则氯化过程中转移电子的物质的量至少为7mol三、计算题11．用久的热水瓶内胆有一层水垢【主要成分是CaCO3和Mg(OH)2】。兴趣小组为了解具体成分进行了实验。他们取样品25克放入质量为100克的锥形瓶中，置于电子天平上，往瓶内加入150克稀盐酸时，恰好完全反应（样品中的杂质不与稀盐酸反应），此时天平示数如图。对所得混合物进行过滤、洗涤、干燥、称量，得到固体4.2克。请回答下列问题：(1)恰好完全反应时，溶液中的溶质为______________（填化学式）。(2)样品中CaCO3的质量分数是______________？(3)反应结束时溶液中MgCl2的质量分数是______________？（精确到0.1%）。12．按要求做答(1)甲烷(CH4)的摩尔质量为_________。(2)0.5molH2的质量为______，标准状况下该气体的体积为_________。(3)5molCO2所含氧原子的数目为__________个。(4)100mL0.25mol/LNa2SO4溶液中Na+的物质的量浓度是__________mol/L。(5)有200mL氯化镁和氯化铝的混合溶液，其中c(Mg2+)为0.2mol/L，c(Cl﹣)为1.6mol/L，则Al3+的物质的量浓度为______________mol/L。13．（1）有镁和铁的混合物共4.0克，与200毫升盐酸恰好完全反应，在标准状况下共收集到2.24L气体。假设反应后溶液体积不变，则铁的质量为_____g；反应后溶液中Mg2+的物质的量浓度为_______。（2）一定量氢气在氯气中燃烧，所得混合气体用100mL、2.00moL·L-1NaOH溶液恰好完全吸收，测得溶液中含有NaClO的物质的量为0.05mol。试计算下列问题：所得溶液中Cl-的物质的量为_______；所用氯气和参加反应的氢气的物质的量之比n（C12）：n（H2）为_______。四、工业流程题14．铝的单质及其化合物在生产、生活、科研等领域应用广泛。I．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，还含有Fe2O3、FeO、SiO2)制备铝的某种化合物的工艺流程如图：(1)加入盐酸时，氧化铝发生反应的离子方程式为___________。(2)在滤液A中加入漂白液，目的是氧化除铁，所得滤液B显酸性，该过程中涉及某氧化还原反成如下，请完成___________Fe2++___________ClO-+___________—Fe(OH)3↓+___________Cl-+___________，__________。II．明矾在日常生活、生产中也占有一席之地。(3)明矾是净水明星，明矾化学式：___________，用离子方程式表示其净水原理___________。(4)向0.02mol的明矾溶液中逐滴加入150mL0.2mol/LBa(OH)2溶液生成沉淀的质量为___________克。15．某铝土矿中主要含有Al2O3、Al(OH)3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较高温度下进行，其目的是_______。滤渣1的主要成分为_______。(2)Al2O3与NaOH溶液反应的离子方程式为_______。(3)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CO2气体的方法来代替，通入足量CO2气体的化学方程式为_______。(已知：通入该气体后，其产物之一可用来做发酵粉)。(4)焙烧过程中发生的化学方程式为_______。(5)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(即与少量熟石灰反应)反应除去，写出苛化反应的化学方程式：_______。(6)该生产流程能实现_______(填化学式)的循环利用。答案第=page11页，共=sectionpages22页参考答案：1．D【详解】试题分析：铝和铁在常温下遇浓硫酸或浓硝酸发生钝化现象，A不正确；汽油中的烃的C原子数比煤油中的少，所以汽油的熔沸点比煤油低，即挥发性比煤油强，易挥发，所以不用于保存Na，B不正确；钠是活泼的金属，极易和水反应，所以钠一旦投入到水中，立即和水反应生成氢氧化钠和氢气，然后生成的氢氧化钠再和盐反应，C不正确，答案选D。考点：考查钝化、钠的保存、金属的冶炼以及金属的腐蚀与防护点评：该题是高考中的常见题型和考点，属于基础性试题的考查。该题考查的知识点比较分散，但很基础，难度不大，主要是对学生基础性知识的巩固训练，学生记住即可。2．D【详解】A．不锈钢是Fe、Cr、Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu等的合金，A正确；B．14C的质子数为6，质量数为14，中子数为14-6=8，B正确；C．氯气与水反应产生的HClO有强氧化性，可用于消毒杀菌，因此氯气常用于自来水杀菌消毒，C正确；D．铝热反应放出大量的热，属于放热反应，D错误；答案选D。3．C【详解】A．二氧化氯具有强氧化性，可用于自来水消毒，A正确；B．硬铝的密度小、强度高、具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙、飞船的理想材料，B正确；C．工业上利用海水晒盐制氯化钠，C不正确；D．印刷电路板的制作的原理是：Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，D正确；故选C。4．D【详解】A．KAl(SO4)2·12H2O溶于水电离出的Al3+会发生水解形成Al(OH)3胶体，故A正确；B．碱性溶液中，Na+、K+、CO、AlO之间不会发生反应，且与OH-不会反应，因此能够大量共存，故B正确；C．室温下，铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，故C正确；D．Al2O3和酸、碱都反应可以体现Al2O3具有两性，电解冶炼铝，只能说明熔融氧化铝能导电，二者没有必然联系，故D错误；综上所述，说法错误的是D项，故答案为：D。5．C【详解】钠和铝的混合物的总物质的量为amol，且n(Na):n(Al)=2:3，则n(Na)=mol，n(Al)=，根据钠和水的反应列出关系式2Na～2H2O～2OH-～H2可知，n(OH-)=n(Na)=mol，生气氢气n(H2)=n(Na)=mol；根据铝和氢氧化钠的反应列出关系式2Al～2OH-～3H2可知，氢氧根不足，所以n(H2)=n(OH-)=mol，共生成氢气mol+mol=0.8amol，准状况下的体积为0.8amol×22.4L/mol=17.92aL，故选C。6．D【详解】A．铝和氧气反应生成氧化铝，因氧化铝的熔点高于铝的熔点，而氧化铝在铝的表面，所以加热铝箔的时候不会剧烈燃烧，故A错误；B．钠在空气中燃烧，火焰为黄色，生成过氧化钠固体，固体为淡黄色，故B错误；C．多数合金硬度大于组成它的成分金属；多数合金的熔点低于组成它的成分金属的熔点，故C错误；D．铝制餐具表面的氧化铝是两性氧化物，易与强酸、强碱反应，表面腐蚀后金属铝会继续和酸、强碱反应，所以不宜用来盛装酸性、碱性较强的食物，故D正确；答案选D。7．A【详解】根据2Na+2HCl=2NaCl+H2↑，反应后钠剩余，剩余的钠继续与水反应，2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，则3.0molNa与1.0mol盐酸反应，生成1.5mol氢气；根据Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，3.0molFe与1.0mol盐酸反应后铁有剩余，放出0.5mol氢气；根据2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑，反应后，铝剩余，放出0.5mol氢气；因此生成氢气最多的是钠，故选A。【点睛】本题的易错点为A，要注意钠除了与盐酸反应，还能与水反应，两个反应过程中都能放出氢气。8．D【分析】金属的活泼性越强，金属越容易被氧化，越不稳定，在自然界中越容易以化合态存在，金属的冶炼越难，据此分析解答。【详解】铜、铁、铝三种金属活动性由强到弱的顺序为：铝>铁>铜，金属的活泼性越强，金属越容易被氧化、越不稳定，在自然界中越容易以化合态存在，金属的冶炼越难，所以金属的使用早晚与金属的活动性强弱、金属的冶炼难易程度有关，序号为②④，故合理选项是D。【点睛】本题考查了金属活泼性与使用早晚的关系，明确金属活泼性与金属冶炼难易之间的关系是解题关键。9．C【分析】根据CO2、H2和CO碳组成的混合气体在同温、同压下与氮气的密度相同，可知混合气体的平均相对分子质量等于氮气的相对分子质量，即为28，而CO的相对分子质量也为28，则二氧化碳与氢气的平均相对分子质量必须为28，据此进行解答。【详解】CO2、H2和CO组成的混合气体在同温、同压下与N2的密度相同，则混合气体的平均相对分子质量等于氮气的相对分子质量，即为28，由于CO的相对分子质量为28，则CO2和H2的平均相对分子质量为28即可，CO的体积不受限制，利用十字相乘法得二氧化碳和氢气的体积之比：，则CO2和H2的体积之比为26：16=13：8，CO的体积为任意体积，所以只有选项C符合条件，答案选C。【点睛】本题考查混合气体的计算，难度不大，明确相同条件下气体的密度之比等于相对分子质量之比计算即可，试题侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意把握十字交叉法的运用。10．BD【分析】根据得失电子守恒知，氯化过程中发生反应的化学方程式为2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+6CO+2TiCl4，制取金属钛的化学方程式为：Mg+TiCl4Ti+MgCl2，以此来解析。【详解】A．合金内加入了其他元素或大或小的原子，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难，A错误；B．根据得失电子守恒知，氯化过程中发生反应的化学方程式为2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+6CO+2TiCl4，Fe化合价由+2升高为+3，而Cl的化合价由0价降低为-1价，FeCl3，既是氧化产物又是还原产物，B正确；C．制取金属钛时，选用氩气的目的是隔绝空气，防止Ti、Mg与空气中的成分发生，而镁与二氧化碳反应，不能用CO2替代Ar气以隔绝空气，C错误；D．根据氯化过程中发生反应2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+6CO+2TiCl4和根据化合价升降守恒和原子守恒，可知TiCl4～7mole-～Ti，可知若制取1mol金属钛，氯化过程中转移电子的物质的量至少为7mol，D正确；故选BD。11．

CaCl2和MgCl2

60%

5.8%【分析】根据质量守恒定律可知，过程中质量的减少是因为生成了二氧化碳，所以可以求算二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量和对应的化学方程式求算碳酸钙的质量，进而确定氢氧化镁的质量，然后结合对应的化学方程式求算氯化镁质量，进而求算其质量分数。【详解】(1)恰好完全反应时,碳酸钙转化为氯化钙,氢氧化镁转化为氯化镁,所以对应的溶质的化学式为CaCl2和MgCl2；(2)根据质量守恒定律可得，生成的二氧化碳的质量为25g+100g+150g−268.4g=6.6g，设碳酸钙的质量为x，列关系式：=，解得：x=15g，样品中CaCO3的质量分数为×100%=60%；(3)样品中氢氧化镁的质量为25g−15g−4.2g=5.8g，设生成的氯化镁的质量为y，列关系式：=，解得：y=9.5g，反应结束时溶液中MgCl2的质量分数为×100%=5.8%。12．

16g/mol

1g

11.2L

10NA（或6.02×1024）

0.5

0.4【详解】(1)摩尔质量以g/mol为单位，数值上等于相对分子质量，所以甲烷(CH4)的摩尔质量为16g/mol。答案：16g/mol。(2)根据m=nM=0.5mol2g/mol=1g，所以0.5molH2的质量为1g，标准状况下该气体的体积为V=nVm=0.5molL/mol=11.2L。答案：1g

、11.2L。(3)根据N=nNA=5mol26.02×1023mol-1=6.02×1024，5molCO2所含氧原子的数目为10NA或6.02×1024。答案：10NA或6.02×1024。(4)根据Na2SO42Na+，所以0.25mol/LNa2SO4溶液中Na+的物质的量浓度是0.5mol/L。答案：0.5。(5)设Al3+的物质的量浓度为xmol/L，根据电荷守恒有c(Mg2+)2+c(Al3+)×3=c(Cl﹣)，即为：0.22+3xmol/L=1.6mol/L，x=0.4，所以Al3+的物质的量浓度为0.4mol/L。答案：0.4【点睛】本题考查摩尔质量、物质的量、气体摩尔体积等知识。以物质的量为中心进行的有关计算。根据公式:m/M=n=V/Vm

N/NA=n=cV进行相关计算即可。13．

2.8

0.25mol·L－1

0.15mol

2:1【详解】试题分析：本题考查混合物的计算，涉及Mg、Fe与酸的反应，Cl2与H2、NaOH的反应。（1）根据反应的化学方程式：Mg+2HCl=MgCl2+H2↑、Fe+2HCl=FeCl2+H2↑可列式：n（Mg）+n（Fe）=，24g/moln（Mg）+56g/moln（Fe）=4.0g，解得n（Mg）=0.05mol，n（Fe）=0.05mol；则铁的质量m（Fe）=0.05mol56g/mol=2.8g；根据Mg守恒，n（Mg2+）=n（Mg）=0.05mol，c（Mg2+）==0.25mol/L。（2）H2在Cl2中燃烧生成HCl，HCl与NaOH溶液的反应为：HCl+NaOH=NaCl+H2O；用NaOH溶液吸收后所得溶液中含NaClO，说明H2在Cl2中燃烧后Cl2过量，过量Cl2与NaOH溶液发生的反应为：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。根据Na和Cl守恒，反应后溶液中n（NaCl）+n（NaClO）=n（NaOH）=2mol/L0.1L=0.2mol，n（NaClO）=0.05mol，则n（NaCl）=0.2mol-0.05mol=0.15mol，所得溶液中Cl-物质的量为0.15mol。根据Cl守恒，所用Cl2物质的量为（0.15mol+0.05mol）2=0.1mol；生成0.05molNaClO的同时生成0.05molNaCl，则由HCl与NaOH反应生成的NaCl为0.15mol-0.05mol=0.1mol，HCl物质的量为0.1mol，根据反应H2+Cl22HCl，参加反应的H2物质的量为0.05mol，所用Cl2与参加反应的H2物质的量之比n（Cl2）：n（H2）=0.1mol：0.05mol=2:1。14．

Al2O3+6H+=2Al3++3H2O

2Fe2++C1O-+5H2O=2Fe(OH)3↓+C1-+4H+

KAl

(SO4)2·12H2O

A13++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+

8.55【分析】I．铝土矿(主要成分为Al2O3，还含有Fe2O3、FeO、SiO2

)加入盐酸，过滤得SiO2沉淀，

滤液A为到氯化铝、氯化铁、氯化亚铁混合溶液，向滤液中加入适量的漂白粉氧化除铁，得沉淀为氢氧化铁，滤液B为氯化铝溶液；SiO2与NaOH混合加热发生反应产生硅酸钠和水；II．明矾化学式是KAl

(SO4)2·12H2O，该物质为强酸弱碱盐，可水解生成具有吸附性的氢氧化铝胶体，可用于净水；将明矾与Ba(OH)2混合，根据各种离子的物质的量关系计算沉淀的质量。【详解】I．(1)

铝土矿中含有的金属氧化物能够与酸发生反应，变为可溶性盐进入溶液，其中Al2O3与HCl反应产生AlCl3、H2O，反应的离子方程式为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；(2)向滤液A中加入漂白液，溶液中的Fe2+被氧化为Fe3+，并Fe3+在溶液中形成Fe(OH)3沉淀，ClO-被还原为Cl-，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得该反应的离子方程式为：2Fe2++C1O-+5H2O=2Fe(OH)3↓+C1-+4H+；II．(3)明矾化学式是KAl

(SO4)2·12H2O，该物质是强酸弱碱盐，Al3+发生水解反应生成具有吸附性的氢氧化铝胶体，吸附水中悬浮的固体小颗粒，使之形成沉淀，因而明矾可用于净水，水解反应的离子方程式为：A13++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+；(4)0.02mol的明矾会电离产生0.02molAl3+、0.04mol，向其中加入150mL0.2mol/LBa(OH)2溶液，n[Ba(OH)2]=0.2mol/L×0.15L=0.03mol，则n(Ba2+)=n[Ba(OH)2]=0.03mol，n(OH-)=2n[Ba(OH)2]=0.06mol，n(Al3+)：n(OH-)=1：3，二者恰好反应产生Al(OH)3沉淀，n[Al(OH)3]=n(Al3+)=0.02mol，m[Al(OH)3]=0.02mol×78g/mol