11-12版高中化学全程学习方略配套课件：3.1.2铝及铝合金（苏教版必修1）
文档属性
| 名称 | 11-12版高中化学全程学习方略配套课件：3.1.2铝及铝合金（苏教版必修1） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 4.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2012-09-11 08:26:08 | ||
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文档简介
(共64张PPT)
【典例】两份铝屑，第一份与盐酸反应，第二份与氢氧化钠溶液反应，反应后铝均无剩余，在标准状况下产生氢气的体积比为1∶2，两份铝屑的质量比为
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.2∶1
【思路点拨】解答本题应注意以下两点：
【自主解答】选B。根据铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反
应的化学方程式可知，两个反应均是铝作还原剂，每生成
1 mol H2，转移2 mol电子，根据得失电子守恒，产生的H2的体积比为1∶2，则消耗两份铝屑的质量比为1∶2。
【互动探究】(1)在上题中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为多少？
(2)如将题目改成在等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液中，分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为1∶2，试分析铝与酸、碱溶液反应时的量的关系。
提示：(1)根据化学反应：2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑、2Al+2H2O+2NaOH====2NaAlO2+3H2↑，很容易计算出消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为3∶2。
(2)根据(1)中化学反应可见相同质量的铝分别与足量盐酸、氢氧化钠溶液反应时产生氢气的量相同；但相同质量的铝分别与不足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应时产生氢气的量不相同，需要盐酸的物质的量比氢氧化钠的物质的量多。现产生H2的质量比为1∶2，即 说明铝与盐酸反应时，盐酸的量不足，铝有剩余；铝与氢氧化钠溶液反应时，铝的量不足，氢氧化钠溶液完全反应。
【规律方法】计算金属和酸或水反应放出氢气的量时，可以根据如下关系式：
(1)不同价态的金属与酸反应的方程式为：2M+2nH+====2Mn++nH2↑,所以不同价态的金属与氢气之间的关系式：2M～nH2(n为金属在反应中所显示的化合价)。如：2Na～H2、2Mg～2H2、2Al～3H2。
(2)Al与H+或OH－反应产生H2之间的关系：2Al～6H+～3H2、2Al～2OH－～3H2。
【变式训练】铝分别与足量的稀硫酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的H2SO4和NaOH物质的量之比为( )
A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.1∶3
【解析】选C。根据方程式2Al+3H2SO4====Al2(SO4)3+3H2↑
2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑得出，产生同体积的
氢气，消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为3∶2。
【典例】在MgO中混有少量的Al2O3杂质，欲将杂质除去可选用的试剂是
A．稀硫酸 B．浓氨水
C．稀盐酸 D．氢氧化钠溶液
【思路点拨】解答本题应注意以下两点：
【自主解答】选D。Al2O3与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，而MgO则不反应，因此在固体混合物中加入足量的氢氧化钠溶液，过滤即可除去Al2O3。
【互动探究】如题目改成“在Al2O3中混有MgO”应如何除去MgO，并最终得到纯的Al2O3？
提示：先加入足量的氢氧化钠溶液，反应后过滤除去MgO；然后在滤液中通入足量的CO2，过滤得固体，用蒸馏水洗涤干净，充分加热使固体分解即可得到纯的Al2O3。
【变式训练】既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的化合物是( )
①Al(OH)3 ②Al2O3
③Al ④NaHCO3
⑤Mg(OH)2
A．①②③④ B．①②③④⑤
C．①②④ D．①②④⑤
【解析】选C。Mg(OH)2不能与氢氧化钠溶液反应；Al是单质，不是化合物。
【典例】在200 mL MgCl2和AlCl3的混合溶液中，其浓度分别为：
MgCl2 2mol ·L-1，AlCl3 3mol ·L-1。现欲使其中的
Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀而从溶液中分离出来，至少需要
1.5 mol ·L-1的NaOH溶液的体积是
A.0.533 L B.0.267 L
C.1.0 L D.2.133 L
【易错选项】A
【易错剖析】
本题易错选A的原因在于由于存在知识缺陷而导致思维不严密，未考虑Al3+也与OH-反应。Mg2+物质的量为0.2×2 mol =0.4 mol,全部转化为沉淀时需0.8 mol NaOH，所以需NaOH溶液的体积为0.8/1.5=0.533 L。实际是Al3+也消耗NaOH,完全转化为AlO2-后，Mg(OH)2才能从溶液中过滤出来。
【正确解析】
【标准答案】D
1．下列关于铝的叙述中,不正确的是( )
A.铝是地壳里含量最多的金属元素
B.在常温下,铝不能与氧气反应
C.铝是一种比较活泼的金属
D.在化学反应中,铝容易失去电子,作还原剂
【解析】选B。在常温下，铝可与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜。
2.下列有关厨房铝制品的使用中，你认为合理的是( )
A.烧煮开水 B.用碱水洗涤
C.用来腌制食品 D.盛放醋酸
【解析】选A。因为酸、碱溶液均可以与铝表面的氧化膜反应，进而腐蚀铝；而氯化钠溶液中的氯离子则会破坏氧化膜的结构，加快铝制品的腐蚀。
3.下列关于铝合金具有广泛用途的分析不正确的是( )
A．铝元素在地壳中的含量高，储量丰富
B．铝容易形成致密的氧化膜，抗腐蚀性能好
C．铝化学性质稳定，常温下不与任何酸、碱反应
D．铝的冶炼技术基本成熟，可以大量生产
【解析】选C。铝合金具有广泛用途的前提条件是：铝的含量高及冶炼技术比较成熟，可以大规模生产；而内在条件是铝具有抗腐蚀性。铝是活泼金属，在常温下，和强酸、强碱溶液都反应。
4.为了除去铁粉中的少量铝粉，可以选取下列哪种溶液
( )
A．浓盐酸 B．CuSO4溶液
C．稀硫酸 D．浓氢氧化钠溶液
【解析】选D。铁、铝都能溶于浓盐酸、CuSO4溶液、稀硫酸，而铝可溶于NaOH溶液Fe不能，过滤即可。
5.已知A为金属单质，在以下各步反应的最后生成物是白色沉淀。
(1)试确定A、B、C、D、E各为何物，写出其化学式。
A._______B.________C.________D.________E._______。
(2)写出各步反应的化学方程式(或离子方程式)。
________________________。
________________________。
________________________。
________________________。
________________________。
【解析】A为金属单质，又由题图中可得知A既能与稀硫酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，可推测A为铝，其他物质不难推测。
答案：(1)A：Al B：AlCl3 C:NaAlO2 D:Al2(SO4)3 E:Al(OH)3
(2)①2Al＋3Cl2 2AlCl3
②2Al＋2OH－＋2H2O====2AlO2－＋3H2↑
③2Al＋6H＋====2Al3＋＋3H2↑
④Al3＋＋3NH3·H2O====Al(OH)3↓＋3NH4＋
⑤AlO2－＋CO2＋2H2O====Al(OH)3↓＋HCO3-
△
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一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)
1．在工业上铝常用于冶炼难熔金属，这一用途主要是由于铝( )
A．具有强还原性，反应中放出大量的热
B．高温时能在空气中燃烧
C．具有良好导热性
D．反应后生成熔点更高的氧化铝
【解析】选A。铝常用于冶炼难熔金属，主要是利用铝的强还原性和转化为氧化物时放出大量热的性质。
2．下列物质中既能跟稀硫酸反应,又能跟氢氧化钠溶液反应的是( )
①NaHCO3 ②Al2O3
③Al(OH)3 ④Al
A．③④ B．②③④ C．①③④ D．全部
【解析】选D。四种物质与稀硫酸、氢氧化钠溶液均可发生反应。
3.常温下用铝制容器能盛放物质的组合是：①浓硝酸；
②稀硝酸；③浓硫酸；④稀硫酸；⑤浓盐酸；⑥烧碱；
⑦水( )
A．①③⑦ B．①②⑤⑥
C．①②④⑥ D．全部
【解析】选A。常温下，浓硫酸和浓硝酸能够使铝“钝化”，在其表面生成一层致密的氧化物薄膜，阻止反应继续进行，水在常温下和铝不反应，它们都可以用铝制容器盛放。其余物质都能够和铝反应，所以都不能用铝制容器盛放。
4.将等物质的量的镁和铝相混合，取四份等质量的该混合物分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是( )
A．3 mol/L HCl B．4 mol/L HNO3
C．8 mol/L NaOH D．18 mol/L H2SO4
【解析】选A。对于A选项，因镁铝均能与盐酸反应产生H2；B选项中的硝酸是强氧化性酸，镁铝与硝酸反应不能产生氢气；对于C选项，铝能与氢氧化钠溶液反应产生氢气而镁不能；对于D选项，镁与浓硫酸(18 mol/L)反应生成SO2气体，不产生氢气，铝与浓硫酸发生钝化。故选A。
5.将钠、镁、铝各0.3 mol分别放入100 mL 1mol·L-1的盐酸中，同温、同压下产生的气体体积比是( )
A.1∶2∶3 B.6∶3∶2 C.3∶1∶1 D.1∶1∶1
【解析】选C。n(HCl)=0.1 mol,由氢离子变成氢气，最多能得到0.1 mol电子，0.3 mol的钠、镁、铝分别最多提供的电子为0.3 mol、 0.6 mol、0.9 mol，盐酸不足，金属过量。但过量的钠会继续和水反应，所以钠不会有剩余，能提供0.3 mol的电子，而镁和铝与盐酸反应，盐酸不足，应以盐酸为标准进行计算，转移电子为0.1mol，产生的氢气与转移的电子数成正比，即为3∶1∶1。
【方法技巧】金属与酸反应的计算规律
金属与酸反应分两种情况，一种是金属只与酸反应而不与水反应，此时产生氢气的量取决于金属与酸的相对多少，另一种是金属既与酸反应又与水反应，如钠，产生氢气的量只取决于钠的多少，钠不会有剩余。
(1)当金属不足酸过量时，要以金属为标准进行计算，生成氢气的体积比为金属失去的电子的物质的量之比。
(2)当金属足量酸不足量时，对于钠来说，钠的量决定了氢气的量。而对于金属铁、铝、锌等，则以酸为标准进行计算。
二、非选择题(本题包括3小题，共30分)
6.(8分)(2011·长春高一检测)在铝质易拉罐中收集满CO2气体，然后在其中倒入10 mL浓氢氧化钠溶液，并迅速用胶带将易拉罐口封住，能够观察到的实验现象是易拉罐突然变瘪了，可经过一段时间之后，又可以观察到的现象是______________________________________________。
试解释易拉罐变瘪的原因________________________；
并解释后一现象的原因__________________________。
写出反应过程中的两个离子方程式；______________。
【解析】在罐中加入NaOH溶液后，NaOH与CO2发生反应，CO2被消耗减少，罐内压强减小，易拉罐变瘪；由于加入的NaOH溶液过量，所以NaOH溶液又与铝反应产生氢气，使罐内压强增大，一段时间后，易拉罐又重新鼓起。
答案：鼓起 CO2与NaOH溶液反应气体减少，罐内压强减小 铝与NaOH溶液反应产生气体，罐内压强增大
CO2+2OH-====CO32-+H2O
2Al+2OH-+2H2O====2AlO2-+3H2↑
7．(8分)(2011·无锡高一检测)某铝合金(硬铝)中含有铝、镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，有人设计了如下实验：(已知硅不溶于盐酸)
(1)写出①②步反应的离子方程式
①Mg+2H+====Mg2++H2↑ ，_____________________
②_____________________，Mg2++2OH-====Mg(OH)2↓
(2)该样品中铝的质量分数是_______________。
【解析】(1)①步反应后，过滤得到的固体铜、硅，滤液则为氯化镁、氯化铝及剩余盐酸的混合溶液；②步反应后，过滤得到的固体为氢氧化镁，滤液为偏铝酸钠、氯化钠与剩余氢氧化钠的混合溶液。
(2)由转化图可得知产生的Al2O3固体为b g,则由铝元素守恒可得以下关系：
则硬铝中铝的质量为
该样品中铝的质量分数是
答案：(1)①2Al+6H+====2Al3++3H2↑
②H++OH-====H2O
Al3++4OH-====AlO2-+2H2O
(2)
8.(14分)(挑战能力)关于“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒。”“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。”又已知，Al、Fe2O3、Al2O3、Fe的熔点、沸点数据如下：
(1)某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是：该反应放热能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理？答：______________(填“合理”或“不合理”)
(2)设计一个简单实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝，填写下列表格：
(3)实验室欲在常温下溶解此熔融物，下列试剂中最好是___________(填序号)，理由是：_______________。
A．浓硫酸 B．稀硫酸
C．硫酸铜溶液 D．NaOH溶液
【解析】(1)形成合金的一个必要条件是：两种金属有共同的液体温度范围，铁熔化的温度是1 535 ℃，而铝的沸点是2 467 ℃，说明此时铝已经熔化但是没有汽化，即铝以液体的形式存在，所以能够形成合金，解释合理。(2)要证明所得到的铁中是否有单质铝，只需加入NaOH溶液，看有无气泡产生即可；(3)铝和铁遇到浓硫酸在常温下会发生钝化现象；而硫酸铜溶液能够溶解两种金属，但是同时还会置换出单质铜，NaOH溶液不能和铁反应，只能溶解铝，所以只有稀硫酸合适。
答案：(1)合理
(2)氢氧化钠溶液 取适量样品置于试管中，加入氢氧化钠溶液；有气泡产生
2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑(其他合理答案均可)
(3)B 稀硫酸能够完全溶解此熔融物，并且不会造成环境污染(或浓硫酸会使铁、铝钝化；铝和铁能够和硫酸铜溶液发生置换反应，有单质铜析出；NaOH溶液不能溶解单质铁)
小亮同学欲测定镁铝合金中铝的质量分数，设计如下实验：(1)用托盘天平称取a g镁铝合金并放入500 mL的烧杯中；(2)向烧杯中慢慢加入浓氢氧化钠溶液至不再产生气泡为止；(3)将所得的混合物过滤，干燥，称重得固体b g。
【思考探究】
(1)请写出利用该实验方案计算铝的质量分数的表达式。
提示：镁不与氢氧化钠溶液反应，所以b g固体为镁的质量，则铝的质量分数为
(2)该实验方案中若去掉步骤(3)，而测定产生氢气的体积能计算铝的质量分数吗？若能，设氢气的体积用V表示(已换算为标准状况)，写出铝的质量分数的表达式(无需化简)。
提示：能，发生反应为2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑，所以铝的物质的量为
则铝的质量分数为
(3)若将氢氧化钠改为盐酸，设a g镁铝合金恰好消耗含
c mol氯化氢的盐酸，若设合金中镁、铝的物质的量分别为x、y，则求解合金中铝的质量分数可列的式子有哪些？
提示：据质量守恒列式:24x+27y=a,据所耗盐酸的量列式：2x+3y=c。
【典例】两份铝屑，第一份与盐酸反应，第二份与氢氧化钠溶液反应，反应后铝均无剩余，在标准状况下产生氢气的体积比为1∶2，两份铝屑的质量比为
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.2∶1
【思路点拨】解答本题应注意以下两点：
【自主解答】选B。根据铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反
应的化学方程式可知，两个反应均是铝作还原剂，每生成
1 mol H2，转移2 mol电子，根据得失电子守恒，产生的H2的体积比为1∶2，则消耗两份铝屑的质量比为1∶2。
【互动探究】(1)在上题中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为多少？
(2)如将题目改成在等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液中，分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为1∶2，试分析铝与酸、碱溶液反应时的量的关系。
提示：(1)根据化学反应：2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑、2Al+2H2O+2NaOH====2NaAlO2+3H2↑，很容易计算出消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为3∶2。
(2)根据(1)中化学反应可见相同质量的铝分别与足量盐酸、氢氧化钠溶液反应时产生氢气的量相同；但相同质量的铝分别与不足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应时产生氢气的量不相同，需要盐酸的物质的量比氢氧化钠的物质的量多。现产生H2的质量比为1∶2，即 说明铝与盐酸反应时，盐酸的量不足，铝有剩余；铝与氢氧化钠溶液反应时，铝的量不足，氢氧化钠溶液完全反应。
【规律方法】计算金属和酸或水反应放出氢气的量时，可以根据如下关系式：
(1)不同价态的金属与酸反应的方程式为：2M+2nH+====2Mn++nH2↑,所以不同价态的金属与氢气之间的关系式：2M～nH2(n为金属在反应中所显示的化合价)。如：2Na～H2、2Mg～2H2、2Al～3H2。
(2)Al与H+或OH－反应产生H2之间的关系：2Al～6H+～3H2、2Al～2OH－～3H2。
【变式训练】铝分别与足量的稀硫酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的H2SO4和NaOH物质的量之比为( )
A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.1∶3
【解析】选C。根据方程式2Al+3H2SO4====Al2(SO4)3+3H2↑
2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑得出，产生同体积的
氢气，消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为3∶2。
【典例】在MgO中混有少量的Al2O3杂质，欲将杂质除去可选用的试剂是
A．稀硫酸 B．浓氨水
C．稀盐酸 D．氢氧化钠溶液
【思路点拨】解答本题应注意以下两点：
【自主解答】选D。Al2O3与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，而MgO则不反应，因此在固体混合物中加入足量的氢氧化钠溶液，过滤即可除去Al2O3。
【互动探究】如题目改成“在Al2O3中混有MgO”应如何除去MgO，并最终得到纯的Al2O3？
提示：先加入足量的氢氧化钠溶液，反应后过滤除去MgO；然后在滤液中通入足量的CO2，过滤得固体，用蒸馏水洗涤干净，充分加热使固体分解即可得到纯的Al2O3。
【变式训练】既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的化合物是( )
①Al(OH)3 ②Al2O3
③Al ④NaHCO3
⑤Mg(OH)2
A．①②③④ B．①②③④⑤
C．①②④ D．①②④⑤
【解析】选C。Mg(OH)2不能与氢氧化钠溶液反应；Al是单质，不是化合物。
【典例】在200 mL MgCl2和AlCl3的混合溶液中，其浓度分别为：
MgCl2 2mol ·L-1，AlCl3 3mol ·L-1。现欲使其中的
Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀而从溶液中分离出来，至少需要
1.5 mol ·L-1的NaOH溶液的体积是
A.0.533 L B.0.267 L
C.1.0 L D.2.133 L
【易错选项】A
【易错剖析】
本题易错选A的原因在于由于存在知识缺陷而导致思维不严密，未考虑Al3+也与OH-反应。Mg2+物质的量为0.2×2 mol =0.4 mol,全部转化为沉淀时需0.8 mol NaOH，所以需NaOH溶液的体积为0.8/1.5=0.533 L。实际是Al3+也消耗NaOH,完全转化为AlO2-后，Mg(OH)2才能从溶液中过滤出来。
【正确解析】
【标准答案】D
1．下列关于铝的叙述中,不正确的是( )
A.铝是地壳里含量最多的金属元素
B.在常温下,铝不能与氧气反应
C.铝是一种比较活泼的金属
D.在化学反应中,铝容易失去电子,作还原剂
【解析】选B。在常温下，铝可与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜。
2.下列有关厨房铝制品的使用中，你认为合理的是( )
A.烧煮开水 B.用碱水洗涤
C.用来腌制食品 D.盛放醋酸
【解析】选A。因为酸、碱溶液均可以与铝表面的氧化膜反应，进而腐蚀铝；而氯化钠溶液中的氯离子则会破坏氧化膜的结构，加快铝制品的腐蚀。
3.下列关于铝合金具有广泛用途的分析不正确的是( )
A．铝元素在地壳中的含量高，储量丰富
B．铝容易形成致密的氧化膜，抗腐蚀性能好
C．铝化学性质稳定，常温下不与任何酸、碱反应
D．铝的冶炼技术基本成熟，可以大量生产
【解析】选C。铝合金具有广泛用途的前提条件是：铝的含量高及冶炼技术比较成熟，可以大规模生产；而内在条件是铝具有抗腐蚀性。铝是活泼金属，在常温下，和强酸、强碱溶液都反应。
4.为了除去铁粉中的少量铝粉，可以选取下列哪种溶液
( )
A．浓盐酸 B．CuSO4溶液
C．稀硫酸 D．浓氢氧化钠溶液
【解析】选D。铁、铝都能溶于浓盐酸、CuSO4溶液、稀硫酸，而铝可溶于NaOH溶液Fe不能，过滤即可。
5.已知A为金属单质，在以下各步反应的最后生成物是白色沉淀。
(1)试确定A、B、C、D、E各为何物，写出其化学式。
A._______B.________C.________D.________E._______。
(2)写出各步反应的化学方程式(或离子方程式)。
________________________。
________________________。
________________________。
________________________。
________________________。
【解析】A为金属单质，又由题图中可得知A既能与稀硫酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，可推测A为铝，其他物质不难推测。
答案：(1)A：Al B：AlCl3 C:NaAlO2 D:Al2(SO4)3 E:Al(OH)3
(2)①2Al＋3Cl2 2AlCl3
②2Al＋2OH－＋2H2O====2AlO2－＋3H2↑
③2Al＋6H＋====2Al3＋＋3H2↑
④Al3＋＋3NH3·H2O====Al(OH)3↓＋3NH4＋
⑤AlO2－＋CO2＋2H2O====Al(OH)3↓＋HCO3-
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一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)
1．在工业上铝常用于冶炼难熔金属，这一用途主要是由于铝( )
A．具有强还原性，反应中放出大量的热
B．高温时能在空气中燃烧
C．具有良好导热性
D．反应后生成熔点更高的氧化铝
【解析】选A。铝常用于冶炼难熔金属，主要是利用铝的强还原性和转化为氧化物时放出大量热的性质。
2．下列物质中既能跟稀硫酸反应,又能跟氢氧化钠溶液反应的是( )
①NaHCO3 ②Al2O3
③Al(OH)3 ④Al
A．③④ B．②③④ C．①③④ D．全部
【解析】选D。四种物质与稀硫酸、氢氧化钠溶液均可发生反应。
3.常温下用铝制容器能盛放物质的组合是：①浓硝酸；
②稀硝酸；③浓硫酸；④稀硫酸；⑤浓盐酸；⑥烧碱；
⑦水( )
A．①③⑦ B．①②⑤⑥
C．①②④⑥ D．全部
【解析】选A。常温下，浓硫酸和浓硝酸能够使铝“钝化”，在其表面生成一层致密的氧化物薄膜，阻止反应继续进行，水在常温下和铝不反应，它们都可以用铝制容器盛放。其余物质都能够和铝反应，所以都不能用铝制容器盛放。
4.将等物质的量的镁和铝相混合，取四份等质量的该混合物分别加到足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是( )
A．3 mol/L HCl B．4 mol/L HNO3
C．8 mol/L NaOH D．18 mol/L H2SO4
【解析】选A。对于A选项，因镁铝均能与盐酸反应产生H2；B选项中的硝酸是强氧化性酸，镁铝与硝酸反应不能产生氢气；对于C选项，铝能与氢氧化钠溶液反应产生氢气而镁不能；对于D选项，镁与浓硫酸(18 mol/L)反应生成SO2气体，不产生氢气，铝与浓硫酸发生钝化。故选A。
5.将钠、镁、铝各0.3 mol分别放入100 mL 1mol·L-1的盐酸中，同温、同压下产生的气体体积比是( )
A.1∶2∶3 B.6∶3∶2 C.3∶1∶1 D.1∶1∶1
【解析】选C。n(HCl)=0.1 mol,由氢离子变成氢气，最多能得到0.1 mol电子，0.3 mol的钠、镁、铝分别最多提供的电子为0.3 mol、 0.6 mol、0.9 mol，盐酸不足，金属过量。但过量的钠会继续和水反应，所以钠不会有剩余，能提供0.3 mol的电子，而镁和铝与盐酸反应，盐酸不足，应以盐酸为标准进行计算，转移电子为0.1mol，产生的氢气与转移的电子数成正比，即为3∶1∶1。
【方法技巧】金属与酸反应的计算规律
金属与酸反应分两种情况，一种是金属只与酸反应而不与水反应，此时产生氢气的量取决于金属与酸的相对多少，另一种是金属既与酸反应又与水反应，如钠，产生氢气的量只取决于钠的多少，钠不会有剩余。
(1)当金属不足酸过量时，要以金属为标准进行计算，生成氢气的体积比为金属失去的电子的物质的量之比。
(2)当金属足量酸不足量时，对于钠来说，钠的量决定了氢气的量。而对于金属铁、铝、锌等，则以酸为标准进行计算。
二、非选择题(本题包括3小题，共30分)
6.(8分)(2011·长春高一检测)在铝质易拉罐中收集满CO2气体，然后在其中倒入10 mL浓氢氧化钠溶液，并迅速用胶带将易拉罐口封住，能够观察到的实验现象是易拉罐突然变瘪了，可经过一段时间之后，又可以观察到的现象是______________________________________________。
试解释易拉罐变瘪的原因________________________；
并解释后一现象的原因__________________________。
写出反应过程中的两个离子方程式；______________。
【解析】在罐中加入NaOH溶液后，NaOH与CO2发生反应，CO2被消耗减少，罐内压强减小，易拉罐变瘪；由于加入的NaOH溶液过量，所以NaOH溶液又与铝反应产生氢气，使罐内压强增大，一段时间后，易拉罐又重新鼓起。
答案：鼓起 CO2与NaOH溶液反应气体减少，罐内压强减小 铝与NaOH溶液反应产生气体，罐内压强增大
CO2+2OH-====CO32-+H2O
2Al+2OH-+2H2O====2AlO2-+3H2↑
7．(8分)(2011·无锡高一检测)某铝合金(硬铝)中含有铝、镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，有人设计了如下实验：(已知硅不溶于盐酸)
(1)写出①②步反应的离子方程式
①Mg+2H+====Mg2++H2↑ ，_____________________
②_____________________，Mg2++2OH-====Mg(OH)2↓
(2)该样品中铝的质量分数是_______________。
【解析】(1)①步反应后，过滤得到的固体铜、硅，滤液则为氯化镁、氯化铝及剩余盐酸的混合溶液；②步反应后，过滤得到的固体为氢氧化镁，滤液为偏铝酸钠、氯化钠与剩余氢氧化钠的混合溶液。
(2)由转化图可得知产生的Al2O3固体为b g,则由铝元素守恒可得以下关系：
则硬铝中铝的质量为
该样品中铝的质量分数是
答案：(1)①2Al+6H+====2Al3++3H2↑
②H++OH-====H2O
Al3++4OH-====AlO2-+2H2O
(2)
8.(14分)(挑战能力)关于“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒。”“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。”又已知，Al、Fe2O3、Al2O3、Fe的熔点、沸点数据如下：
(1)某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是：该反应放热能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理？答：______________(填“合理”或“不合理”)
(2)设计一个简单实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝，填写下列表格：
(3)实验室欲在常温下溶解此熔融物，下列试剂中最好是___________(填序号)，理由是：_______________。
A．浓硫酸 B．稀硫酸
C．硫酸铜溶液 D．NaOH溶液
【解析】(1)形成合金的一个必要条件是：两种金属有共同的液体温度范围，铁熔化的温度是1 535 ℃，而铝的沸点是2 467 ℃，说明此时铝已经熔化但是没有汽化，即铝以液体的形式存在，所以能够形成合金，解释合理。(2)要证明所得到的铁中是否有单质铝，只需加入NaOH溶液，看有无气泡产生即可；(3)铝和铁遇到浓硫酸在常温下会发生钝化现象；而硫酸铜溶液能够溶解两种金属，但是同时还会置换出单质铜，NaOH溶液不能和铁反应，只能溶解铝，所以只有稀硫酸合适。
答案：(1)合理
(2)氢氧化钠溶液 取适量样品置于试管中，加入氢氧化钠溶液；有气泡产生
2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑(其他合理答案均可)
(3)B 稀硫酸能够完全溶解此熔融物，并且不会造成环境污染(或浓硫酸会使铁、铝钝化；铝和铁能够和硫酸铜溶液发生置换反应，有单质铜析出；NaOH溶液不能溶解单质铁)
小亮同学欲测定镁铝合金中铝的质量分数，设计如下实验：(1)用托盘天平称取a g镁铝合金并放入500 mL的烧杯中；(2)向烧杯中慢慢加入浓氢氧化钠溶液至不再产生气泡为止；(3)将所得的混合物过滤，干燥，称重得固体b g。
【思考探究】
(1)请写出利用该实验方案计算铝的质量分数的表达式。
提示：镁不与氢氧化钠溶液反应，所以b g固体为镁的质量，则铝的质量分数为
(2)该实验方案中若去掉步骤(3)，而测定产生氢气的体积能计算铝的质量分数吗？若能，设氢气的体积用V表示(已换算为标准状况)，写出铝的质量分数的表达式(无需化简)。
提示：能，发生反应为2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑，所以铝的物质的量为
则铝的质量分数为
(3)若将氢氧化钠改为盐酸，设a g镁铝合金恰好消耗含
c mol氯化氢的盐酸，若设合金中镁、铝的物质的量分别为x、y，则求解合金中铝的质量分数可列的式子有哪些？
提示：据质量守恒列式:24x+27y=a,据所耗盐酸的量列式：2x+3y=c。