9.3金属材料的性能及应用——提升训练（word版 含解析）

9.3金属材料的性能及应用
一、选择题（共16题）
1．无机非金属材料在信息科学、航空航天、建筑及能源等领域中得到广泛应用。下列无机非金属材料不属于含硅材料的是
A．水泥 B．钢化玻璃 C．光导纤维 D．铝合金
2．我国改革开放以来取得了很多世界瞩目的科技成果。下列有关说法正确的是
选项 A B C D
科技成果 蛟龙号潜水器探取到的多金属结核样品中的主要成分有锰、铜等 港珠澳大桥斜拉桥锚具材料采用的低合金钢 国产大飞机C919用到的氮化硅陶瓷 中国天眼传输信息用的光纤材料
相关说法 这些金属元素均属于主族元素 具有强度大、密度小、耐腐蚀性高等性能 属于新型有机材料 主要成分是单晶硅
A．A B．B C．C D．D
3．我国发行的第五套人民币中的5角硬币，材质是钢芯镀铜合金。其与纯铜相比较有关性质不正确的是
A．合金的硬度更大 B．合金的耐腐蚀性能更好
C．合金不能导电 D．合金的熔点更低
4．中华优秀传统文化涉及很多化学知识。下列有关说法不正确的是
A．“火树银花合，星桥铁锁开”中的“火树银花”涉及金属元素的焰色
B．古剑沈卢“以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”中的“剂钢”是铁的合金
C．“以曾青涂铁，铁赤色如铜”中的“曾青”是铜盐
D．《天工开物》中有“至于矾现五金色之形，硫为群石之将，皆变化于烈火”，其中的“矾”指的是金属硫化物
5．下列有关合金的叙述中正确的是(　　)
A．合金的密度比各成分金属小
B．合金的抗腐蚀性能都很好
C．合金的导电性比各成分金属强
D．合金的种类和性能与成分有关
6．化学已渗透到人类生活的各个方面，下列说法不正确的是（　　）
A．国家有关部门提出超市、商场等场所限制使用塑料制品可以减少“白色污染”
B．可以用Si3N4、Al2O3制作高温结构陶瓷制品
C．在入海口的钢铁闸门上装一定数量的铜块可防止闸门被腐蚀
D．禁止使用四乙基铅作汽油抗爆震剂，可减少汽车尾气污染
7．下列说法错误的是
A．过氧化钠可用作供氧剂、漂白剂 B．铝合金是用量最大、用途最广的合金
C．四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体 D．氧化钙与水反应可用于自热米饭加热
8．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A．无色透明溶液中的Fe3+、Mg2+、OH-、Cl-
B．无色酸性的溶液中Na+、Al3+、、Cl-
C．0.1mol/LFeCl3溶液中可能大量共存：Fe2＋、、SCN-、
D．滴加石蕊显红色的溶液中K+、Na+、、
9．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4 h 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。下列说法中，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
10．社会发展与材料密切相关。下列叙述错误的是
A．海昏侯墓出土的玛瑙珠的主要成分是硅酸盐
B．路由器外壳的主要成分是聚酰胺，聚酰胺为高分子材料
C．建造港珠澳大桥使用的钢筋混凝土属于复合材料
D．中国“奋斗者”号载人潜水器球壳所用的钛合金具有耐高压、耐低温的特性
11．表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是
选项 冶炼原理 方法
A 2HgO2Hg+O2↑ 热分解法
B 2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ 电解法
C 2CuO2Cu+O2↑ 热分解法
D 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 热还原法
A．A B．B C．C D．D
12．下列说法不正确的是（ ）
A．我国最早使用的合金是由铜锌合金制成的青铜器
B．储氢合金是一类能大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料
C．一般汽车配件中的发动机使用的是密度小、强度大且耐腐蚀的铝合金材料
D．钛合金，形状记忆合金，耐热合金以及储氢合金都属于新型合金
13．下列有关铜的化合物说法正确的是
A．根据Fe3+ 的较强氧化性，在实际应用中可用FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板
B．CuSO4溶液与H2S溶液反应的离子方程式为：Cu2++S2-=CuS↓
C．用稀盐酸除去铜锈的离子方程式为CuO+2H+=Cu2++H2O
D．化学反应：CuO+COCu+CO2的实验现象为红色固体变成黑色固体
14．下列物质中，不属于合金的是
A．硬铝 B．青铜 C．锰钢 D．水银
15．2021年5月，四川广汉三星堆遗址最新发现的3号祭祀坑的国宝级商代文物“铜顶尊跪坐人像”再惊天下。下列说法错误的是
A．测定出土文物年代的与互为同位素
B．“铜顶尊跪坐人像”的出土表明我国商代已经掌握冶炼铜技术
C．青铜属于铜合金，其强度比纯铜大、而熔点低于纯铜
D．铜像表面的铜绿不能在空气中稳定存在
16．化学是一门创造新物质的科学。下列有关说法不正确的是
A．《天工开物》中“凡石灰，经火焚炼为用”里的“石灰”是指CaO
B．《黄白第十六》中“曾青除铁，铁赤如铜”，主要发生了置换反应
C．“沈卢”古剑“以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”中的剂钢是含铁的合金
D．《本草纲目》中“自元时始创其法，用浓酒和糟人甑，蒸令气上，用器承滴露”，其“法”是指蒸馏
二、综合题（共6题）
17．工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3,还有少量的Fe2O3、SiO2等杂质）提取氧化铝作冶炼铝的原料，提取的操作过程如下：
(1)Ⅰ和Ⅱ步骤中分离溶液和沉淀的操作是_____________________________________。
(2)沉淀M中除含有泥沙外,一定还含有______________,固体N是__________________。
(3)滤液X中,含铝元素的溶质的化学式为____________,它属于_______(选填“酸”、“碱” 或“盐”）类物质。
(4)实验室里常往AlCl3溶液中加入___(选填“氨水”或NaOH溶液）来制取Al(OH)3。
18．氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
（1）在700℃时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O，发生反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，反应过程中测定的部分数据见下表（表中t2 > t1）:
反应时间/min 0 t1 t2
n(CO)/mol 1.20 0.80 0.80
①反应在t1min内的平均速率：v(H2)＝____mol·L－1·min－1。
②t2时刻，该反应的正反应速率___逆反应速率（填“大于”、“小于”或“等于”）。
（2）氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如图。
①该电池供电时，____能转化为____能。
②写出该电池供电时的总反应方程式________。
③电极b上发生______反应（“氧化”或“还原”）。
④在外电路中，电子流动的方向为________。
（3）镁铝合金（Mg17Al10）是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al10＋17H2＝17MgH2＋10Al。得到的混合物Y（17MgH2＋10Al）在一定条件下可释放出氢气。
①镁铝合金的熔点比金属镁的熔点______。（填“高”或“低”）
②在6.0 mol·L-1 HCl溶液中，混合物Y能完全释放出H2。1 mol Mg17Al10完全吸氢后得到的混合物Y与足量上述盐酸完全反应，释放出H2的物质的量为______。
19．Ⅰ．反应mA(g)+nB(g)pC(g) +qD(g)过程中的能量变化如图，回答下列问题。
(1)该反应△H =___________(用含E1、E2式子表示)；
(2)在反应体系中加入催化剂，E1___________(填“增大”、“减小”、“不变”)，△H ___________(填“增大”、“减小”、“不变”)。
Ⅱ．二甲醚(CH3OCH3)是重要的化工原料，可用CO和H2制得，总反应的热化学方程式如下：2CO (g) +4H2 (g) CH3OCH3 (g)+ H2O (g) ΔH = -206.0 kJ/mol工业中采用“一步法”，通过复合催化剂使下列甲醇合成和甲醇脱水反应同时进行：
①甲醇脱水反应：2CH3OH (g) CH3OCH3 (g)+ H2O (g)，ΔH = -24.0 kJ/mol
②甲醇合成反应。
(3)请补全甲醇合成反应的热化学方程式：___________。
(4)对于该反应：2CO (g) +4H2 (g) CH3OCH3 (g)+ H2O (g) ，起始时向2L恒容容器中投入2 mol CO和4 mol H2，经过5分钟测得CH3OCH3的物质的量0.25mol，该时间段内H2的反应速率为 ___________。
(5)甲醇脱水反应2CH3OH (g) CH3OCH3 (g)+ H2O (g) 在某温度下的化学平衡常数为400。此温度下，在恒容密闭容器中加入一定量的CH3OH(g)，测得某时刻各组分浓度如下表所示。此时反应___________(填“已达到”或“未达到”)化学平衡状态。
物质 CH3OH CH3OCH3 H2O
浓度/(mol/L) 0.02 0.4 0.4
(6)2CH3OH (g) CH3OCH3 (g)+ H2O (g)下列叙述符合事实且可作为判断反应已达到平衡状态的标志的是___________(填字母)。A．恒温恒压下，混合气体的密度不变
B．v(CH3OH)∶v(CH3OCH3)=2∶1
C．在恒容绝热容器中进行时，温度保持不变
D．恒温恒容下，CH3OH与CH3OCH3的物质的量之比为2：1保持不变
(7)已知3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2 (g) ΔH＜0；一定条件下的密闭容器中，反应达到平衡后，要提高CO的转化率，可以采取的措施是___________(填字母代号)。
a．高温高压b．加入催化剂c．减少CO2的浓度 d．增加CO的浓度 e．分离出CH3OCH3
(8)温度为T ℃时，将3a mol H2和 3a mol CO放入1L恒容密闭容器中，发生反应3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2 (g)，达到平衡时测得H2的转化率为。则该反应的平衡常数为___________。
20．废旧印刷电路板是一种电子废弃物，某化学小组利用该电子废弃物回收铜和制取胆矾，实验流程简图如下：
已知：①步骤I涉及的反应为
②
请回答：
(1)步骤I中，作用是作为反应物和_______，步骤I的分离操作名称为_______。
(2)①步骤Ⅱ涉及的离子反应方程式为_______。
②步骤Ⅱ可以分解为以下实验步骤，正确的操作顺序是_______(用相应的编号填写)
a.把混合液加入分液漏斗中，并盖好玻璃塞
b.检验分液漏斗旋塞芯和玻璃塞是否漏水
c.将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽或小孔对准漏斗口上的小孔
d.倒转漏斗用力振荡，并不断放气，振荡完毕，把分液漏斗放正在铁架台的铁圈中
e.将分液漏斗上口倒出上层溶液
f.旋开活塞，用烧杯接收溶液
③步骤Ⅱ中，影响对铜元素萃取率的主要因素有_______
A．的浓度 B．压强 C．温度 D．铜氨溶液的值
(3)步骤Ⅳ，以石墨作电极电解溶液。阴极析出铜，阳极产物是_______。
(4)步骤V，制取胆矾的主要步骤是_______(填字母，按操作顺序写)
a.过滤 b.蒸发浓缩，冷却结晶 c.蒸发结晶 d.加入少量 e.洗涤 f.烘干 g.低温干燥
(5)上述实验流程中可以循环使用的物质有_______
21．金属镍具有较高的经济价值。工业上采用一定方法处理含镍废水使其达标排放并回收镍。某电镀废水中的镍主要以NiRz络合物形式存在，在水溶液中存在以下平衡: NiR2(aq)Ni2+(aq)+2R-(aq) (R-为有机物配体，K=1.6×10-14)
（1）传统的“硫化物沉淀法”是向废水中加入Na2S，使其中的NiR2生成NiS沉淀进而回收镍。
①该反应的离子方程式为_______________。
②NiS沉淀生成的同时会有少量Ni(OH)2沉淀生成，用离子方程式解释Ni(OH)2生成的原因是______________。
（2）“硫化物沉淀法”镍的回收率不高，处理后废水中的镍含量难以达标。“铁脱络-化学沉淀法”可达到预期效果，该法将镍转化为Ni(OH)2固体进而回收镍。工艺流程如下：
“脱络”(指镍元素由络合物NiR2转化成游离的Ni3+)过程中，R-与中间产物-OH (羟基自由基)反应生成难以与Ni2+络合的-R (有机物自由基)，但-OH也能与H2O2发生反应。反应的方程式如下：Fe2++ H2O2= Fe3++OH-+-OH i
R- +-OH =OH-+-R ii
H2O2+2-OH=O2↑+ 2H2O iii
实验测得“脱络”过程中H2O2的加入量对溶液中镍去除率的影响如图所示：
①从平衡移动的角度解释加入Fe2+和H2O2能够实现“脱络”的原因是______________。
②分析图中曲线，可推断过氧化氢的最佳加入量为_______________g/ L；低于或高于这个值，废水处理效果都下降，原因是____________。
（3）工业上还可用电解法制取三氧化二镍。①用NaOH溶液调节NiCl2溶液PH至7.5，加入适量硫酸钠后采用情性电极进行电解。电解过程中产生的Cl2有80%在弱碱性条件下生成ClO-，再把二价镍氧化为三价镍。写出ClO-氧化Ni (OH)2生成三氧化二镍的离子方程式是______， amol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过电子的物质的量是_________。
②电解法制取三氧化二镍实际过程中，有时获得一种结晶水合物，已知1mol该物质中含有0.5mol结晶水。取该化合物20.2g进行充分加热，而获得三氧化二镍固体和0.2mol水，则该结晶水合物的化学式为______。
22．非金属及其化合物在工农业生产、生活中有着重要应用，减少非金属的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。
（1）已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ·mol-1
若某反应的平衡常数表达式为：K=，请写出此反应的热化学方程式___。
（2）N2O5在一定条件下可发生分解：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g) △H>0。向恒容密闭容器加入N2O5。某温度下测得恒容密闭容器中N2O5浓度随时间的变化如下表：
t/min 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00
c(N2O5)/(mo·L-1) 1.00 0.71 0.50 0.35 0.35 0.35
反应开始时体系压强为P0，第3.00min时体系压强为p1，则p1：p0=__；1.00min~3.00min内，O2的平均反应速率为__。从表中可知化学反应速率变化规律是__。
①该温度下反应的平衡常数Kp=__(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量的分数，请列出用P0表示平衡常数表达式，不用计算)。
②一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量N2O5进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是__。
a.容器中压强不再变化 b.NO2和O2的体积比保持不变
c.2v正(NO2)=v逆(N2O5) d.混合气体的密度保持不变
（3）“长征”火箭发射使用的燃料是偏二甲肼(C2H8N2)，并使用四氧化二氮作为氧化剂，这种组合的两大优点是，既能在短时间内产生巨大能量将火箭送上太空，产物又不污染空气(产物都是空气成分）。某校外研究性学习小组拟将此原理设计为原电池，如图所示，结合学习过的电化学原理分析B极发生的电极反应式为__。
参考答案：
1．D
【详解】
钢化玻璃、水泥中含有硅酸钠、硅酸钠，光导纤维主要成分是SiO2，都含有硅材料，铝合金是以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金，不含硅材料，综上所述，答案为D。
2．B
【详解】
A.Cu、Mn是副族元素，A错误；
B.低合金钢属于合金，用于港珠澳大桥斜拉桥锚，说明它具有具有强度大、密度小、耐腐蚀性高等性能，B正确；
C.氮化硅陶瓷是新型无极非金属材料，C错误；
D.光纤材料主要成分是二氧化硅，D错误；
故合理选项是B。
3．C
【详解】
A、合金的硬度比纯金属更大，A项正确;
B、合金的耐腐蚀性能优于纯铜，故B正确;
C、合金能导电，故Ｃ不正确;
D、合金的熔点低于任意一种组分，D项正确;
故选C。
4．D
【详解】
A．焰色是某些金属元素的特征性质，不同金属元素的焰色不同，“火树银花”中的焰火颜色实质上是金属元素的焰色的体现，故A正确；
B．合金的硬度一般大于其成分金属的硬度，剑刃硬度较大，所以“剂钢”为铁碳合金，故B正确；
C．“曾青涂铁”是可溶性铜盐溶液与金属铁发生置换反应得到金属铜的过程，“曾青”是可溶性铜盐，故C正确；
D．矾是各种金属(如铜、铁、锌)的硫酸盐，不是金属硫化物，故D错误；
答案选D。
5．D
【详解】
A.合金的密度介于各成分金属之间，A错误；
B.合金的抗腐蚀性能有的比成分金属好，有的比成分金属差，B错误；
C.合金的导电性有的比成分金属强，有的比成分金属弱，C错误；
D.合金的种类和性能与成分有关，含有的合金元素不同，合金元素的含量多少不同，合金的性能及种类不同，D正确；
故合理选项是D。
6．C
【详解】
A. “白色污染”是使用塑料制品造成的，故A正确；
B. Si3N4、Al2O3熔点沸点高，可以制作高温结构陶瓷制品，故B正确；
C. 钢铁闸门上装一定数量的铜块，构成原电池，铁做负极，会加速铁的腐蚀，故C错误；
D. 四乙基铅含有铅元素，会造成环境污染，禁止使用四乙基铅作汽油抗爆震剂，可减少汽车尾气污染，故D正确；
答案选C。
7．B
【详解】
A．过氧化钠具有强氧化性，和水或二氧化碳反应生成氧气，所以可用作供氧剂、漂白剂，故A正确；
B．钢是铁碳合金，是用量最大、用途最广的合金，故B错误；
C．四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体，俗称磁性氧化铁，故C正确；
D．氧化钙与水反应放出大量的热，可用于自热米饭加热，故D正确；
故选B。
8．B
【详解】
A．Fe3+在溶液中显黄色，且Fe3+、Mg2+与OH-不能大量共存，A错误；
B．无色酸性条件下，4种离子不发生反应，能大量共存，B正确；
C．溶液中Fe3+与SCN-会发生反应，不能大量共存，C错误；
D．石蕊显红色的溶液为酸性溶液，溶液中存在大量H+,与H+会发生反应不能大量共存，D错误；
故选B。
9．A
【详解】
A、石墨烯不属于金属材料，属于非金属材料，故A说法错误；B、铝的密度较小，因此铝合金是密度较低的金属材料，故B说法正确；C、根据信息，用石墨烯制作了-20℃能发热4 h 的智能服饰，碳纤维是由碳单质构成的，碳纤维是耐低温的的无机非金属材料，故C说法正确；D、新型材料包括合金材料、合成材料、无机非金属材料。复合材料等，用途广泛，如涉及军事、信息等领域，故D说法正确。
10．A
【详解】
A．玛瑙珠的主要成分是二氧化硅，错误；
B．聚酰胺为高分子材料，正确；
C．钢筋混凝土包括砂子、水泥、钢材等材料，属于复合材料，正确；
D．钛合金具有耐高压、耐低温的特性，正确；
故选A。
11．C
【详解】
A．Hg是不活泼的金属，冶炼时采用热分解方法，故金属的冶炼原理与方法均合理，A正确；
B．Al是活泼金属，采用电解熔融Al2O3的方法冶炼，为降低其熔化温度，要加入助溶剂冰晶石，冶炼方法及反应原理均合理，B正确；
C．Cu是比较活泼的金属，采用热还原方法冶炼，金属的冶炼反应原理和方法均不合理，C错误；
D．Fe是比较活泼的金属，采用热还原方法冶炼，金属的冶炼反应原理和方法均合理，D正确；
故合理选项是C。
12．A
【详解】
A．青铜是铜锡合金，是我国使用最早的合金，选项A错误；
B．储氢合金能够大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物的材料，选项B正确；
C．铝合金材料密度小、强度大且耐腐蚀，适合制造发动机，选项C正确；
D．钛合金，形状记忆合金，耐热合金以及储氢合金都属于新型合金，选项D正确。
答案选A。
13．A
【详解】
A．根据Fe3+的较强氧化性，在实际应用中可用FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，A正确；
B．CuSO4溶液与H2S溶液反应的离子方程式为：Cu2++H2S=CuS↓+2H+，B错误；
C．用稀盐酸除去铜锈的离子方程式为Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++3H2O+CO2↑，C错误；
D．化学反应：CuO+COCu+CO2的实验现象为黑色固体变成红色固体，D错误；
故答案为：A。
14．D
【详解】
合金：两种或两种以上的金属与金属或者与非金属熔合而成具有金属特性的物质，前三者都是合金，水银是金属汞，是单质，纯净物，不是合金，故选项D正确。
15．D
【详解】
A．和都是碳元素的一种核素，二者互称为同位素，A项正确；
B．青铜器都是利用化学变化制备出铜为主要原料，说明商代已经掌握冶炼铜技术，B项正确；
C．青铜中主要含金属铜、锡，还有少量铅，属于合金，其硬度大于铜、但熔点低于金属铜，C项正确；
D．铜绿不会与空气反应，能在空气中稳定存在，D项错误；
答案选D。
16．A
【详解】
A．石灰石加热后能制得生石灰，“石灰”指的是碳酸钙，故A错误；
B．铁与硫酸铜反应是铁置换出铜，铜为红色，故B正确；
C．剑刃硬度要大，所以用碳铁合金，故C正确；
D．由信息可知，蒸令气上，则利用互溶混合物的沸点差异分离，则该法为蒸馏，故D正确；
故选A。
17． 过滤 Fe2O3 Al2O3 NaAlO2 盐 氨水
【详解】
根据以上分析，(1)I和II步骤分离固体与溶液的方法为过滤;
(2)由工艺流程可知，M为Fe2O3，N为Al2O3;
(3)由工艺流程可知，滤液X中，含铝元素的溶质的化学式为:NaAlO2，属于盐。
(4)氢氧化铝溶于强碱，实验室通常用弱碱氨水与铝盐制备氢氧化铝沉淀，氨水与氯化铝反应生成氢氧化铝与氯化铵;
18． 0.2/t1 等于 化学 电 2H2+O2=2H2O 还原 由a到b 低 49
【详解】
(1)①根据表格数据，反应在t1min时达到平衡状态，v(CO)＝=mol·L－1·min－1，则v(H2)＝v(CO)＝mol·L－1·min－1，故答案为；
②根据表格数据t2时刻为平衡状态，反应的正反应速率等于逆反应速率，故答案为等于；
(2)①燃料电池中，将化学能转化为电能，故答案为化学；电；
②氢氧燃料电池的总反应式为2H2+O2═2H2O，故答案为2H2+O2═2H2O；
③氢氧燃料电池中通入氧气的电极b是正极，发生还原反应，故答案为还原；
④在原电池中电子从负极沿导线流向正极，a是负极、b是正极，则电子由电极a通过导线流向电极b，故答案为由a到b；
(3)①合金的熔点比成分金属的熔点低，因此镁铝合金的熔点比金属镁的熔点低，故答案为低；
②根据反应的方程式，1molMg17Al10完全吸氢17mol，在盐酸中会全部释放出来，镁铝合金中的镁和铝都能与盐酸反应生成H2，生成氢气的物质的量分别为17mol、10×=15mol，则生成氢气一共(17+17+15)mol=49mol，故答案为49mol。
19．(1)△H= -(E2-E1)kJ/mol
(2) 减小 不变
(3)2CO(g)+4H2(g) 2CH3OH(g) △H = -182.0 kJ/mol(或CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H = -91.0 kJ/mol)
(4)0.1mol/(L·min)
(5)已达到
(6)CD
(7)ce
(8)
【解析】
(1)
从图中可以看出，该反应是放热反应，则该反应的△H = -(E2-E1)kJ/mol。
(2)
催化剂能降低反应的活化能，所以在反应体系中加入催化剂，E1减小，但催化剂不能改变反应的反应热，所以△H不变。
(3)
用总反应2CO (g) +4H2 (g) CH3OCH3 (g)+ H2O (g)减去甲醇脱水反应：2CH3OH (g) CH3OCH3 (g)+ H2O (g)，ΔH = -24.0 kJ/mol，即可得到2CO(g)+4H2(g) 2CH3OH(g)，所以该反应的△H =-206.0 kJ/mol-(-24.0 kJ/mol)= -182.0 kJ/mol(或CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H = -91.0 kJ/mol)。
(4)
反应2CO (g) +4H2 (g) CH3OCH3 (g)+ H2O (g) ，起始时向2L恒容容器中投入2 mol CO和4 mol H2，经过5分钟测得CH3OCH3的物质的量0.25mol，则消耗的H2的物质的量为1mol，该时间段内H2的反应速率为=0.1mol/(L·min)。
(5)
根据给出的表格中的数据，此时反应的Q==400=K，所以该反应此时已到达化学平衡状态。
(6)
A．气体密度等于气体的总质量除以容器的体积。该反应的反应物和生成物都是气体，所以混合气的总质量是不变的，恒温恒压下，容器的体积和混合气的物质的量成正比，该反应前后气体系数之和相等，所以容器体积也是不变的，则混合气体的密度一直不变，即当混合气体的密度不再改变时，反应不一定达到平衡状态，故A不选；
B．没有指明正逆反应，所以v(CH3OH)∶v(CH3OCH3)=2∶1不一定达到平衡状态，故B不选；
C．在恒容绝热容器中进行时，温度保持不变说明放出的热量和吸收的热量相等，即正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故C选；
D．CH3OH是反应物，CH3OCH3是生成物，在平衡建立过程中，两者的物质的量之比移动是变化的，恒温恒容下，当CH3OH与CH3OCH3的物质的量之比为2∶1保持不变时，说明反应达到了平衡状态，故D选；
故选CD。
(7)
a．反应3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2 (g) ΔH＜0，正反应是放热的，所以降低温度有利于提高CO的转化率，故a不选；b．催化剂不影响平衡，所以加入催化剂不改变CO的转化率，故b不选；c．减少生成物CO2的浓度，可以使平衡正向移动，提高CO的转化率，故c选；d．增加CO的浓度，能提高H2的转化率，而CO的转化率会降低，故d不选；e．分离出生成物CH3OCH3，可以使平衡正向移动，提高CO的转化率，故e选。故选ce。
(8)
将3a mol H2和 3a mol CO放入1L恒容密闭容器中，，达到平衡时测得H2的转化率为，则转化的H2的物质的量为2a，容器体积为1L，所以物质的量和浓度相等，根据反应方程式可列三段式：
反应的K=。
20． 抑制NH3·H2O的电离促进生成Cu(NH3) (或与NH3·H2O形成缓冲溶液防止pH太大，以防H2O2在强碱条件下的分解) (搅拌)过滤 Cu(NH3)+2RH+2H2O=2NH+2 NH3·H2O +CuR2 badcfe ACD O2和H2SO4 dbaeg RH及有机溶剂、NH4Cl、NH3·H2O、硫酸
【详解】
(1) 根据步骤I涉及的反应，步骤I中，加入NH3·H2O 和，作用是作为反应物和抑制NH3·H2O的电离促进Cu(NH3)的生成；废电路铜板加入NH3·H2O、H2O2和，是为了溶解含铜的物质，分离不溶物，故步骤I的分离操作名称为过滤；
(2) ①根据题干中已知反应方程式和步骤Ⅱ的产物，步骤Ⅱ涉及的离子反应方程式为Cu(NH3)+2RH+2H2O=2NH+2 NH3·H2O +CuR2；
②步骤Ⅱ是分液操作，主要仪器是分液漏斗，分液操作步骤为检漏、装液、振荡、静置、分液，分液时要将分液漏斗塞上的凹槽（或小孔）对准漏斗上的小孔放气，所以正确的操作顺序为badcfe；
③步骤Ⅱ中的主要反应为Cu(NH3)+2RH+2H2O=2NH+2 NH3·H2O +CuR2；
A.的浓度大则生成CuR2更完全，故A正确；
B.压强过大，不利于氨气逸出，会降低铜萃取率，故B错误；
C.合适的温度能加快反应速率，加快氨气逸出，会提高铜萃取率，故C正确；
D.铜氨溶液的值过小会使Cu(NH3)转化为铜离子，不利于萃取，故D正确；
故答案为：ACD
(3)步骤Ⅳ，以石墨作电极电解溶液, 发生反应阴极析出铜，阳极产物是O2和H2SO4；
(4)结晶水合物的结晶分离常采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到晶体，所以制取胆矾的主要步骤是dbaeg，故答案为：dbaeg；
(5)电解硫酸铜溶液得到硫酸，在反应III中用到硫酸，所以硫酸能循环使用，由流程可知可循环的物质有RH及有机溶剂、NH4Cl、NH3·H2O、硫酸等；故答案为：RH及有机溶剂、NH4Cl、NH3·H2O、硫酸等；
21． NiR2 +S2-=NiS↓+2R- S2-+ H2O HS- + OH- NiR2+2OH-=Ni(OH)2↓+2R- NiR2在溶液中存在平衡: NiR2(aq)Ni2+(aq) +2R-(aq)，Fe2+和H2O2 通过反应i和反应ⅱ将R-转化成难以与Ni2+络合的·R，使c(R-)减小，平衡正向移动，实现“脱络” 0.45 低于此数值，反应i 生成的-OH过少，不足以使R-充分转化成-R；高于此数值，H2O2多，但反应i生成-OH能与H2O2发生反应ⅲ,使H2O2转化成O2和H2O,同样不能使R- 充分转化成-R C1O-+2Ni(OH)2=Cl- +Ni2O3+2H2O 1.25a mol NiOOH·H2O 或2NiOOH·H2O
【详解】
考查化学工艺流程，（1）①根据废水中存在：NiR2(aq)Ni2+(aq) +2R-(aq) ，加入Na2S，Ni2＋与S2－反应生成NiS，因此离子方程式为NiR2＋S2－=NiS↓＋2R－；②Na2S属于强碱弱酸盐，S2－发生水解，S2－＋H2OHS－＋OH－，Ni2＋与OH－反应生成Ni(OH)2，综上所述有：S2-+ H2O HS- + OH- NiR2+2OH-=Ni(OH)2↓+2R-；（2）脱络是指镍元素由络合物NiR2转化成游离的Ni3＋，R－与中间产物-OH (羟基自由基)反应生成难以与Ni2＋络合的-R (有机物自由基)，NiR2溶液中存在NiR2(aq)Ni2+(aq) +2R-(aq) ，加入Fe2＋和H2O2，依据反应i和反应ii，将R－转化成难以与Ni2＋络合的－R，使c(R-)减小，平衡正向移动，实现“脱络”；②根据镍去除率的图像，当过氧化氢的投加量为0.45g·L－1时，去除率达到最大，即过氧化氢的最佳加入量为0.45g·L－1；低于此值时，反应i种产生的－OH的量少，不足以使R－转化成－R，高于此值时，H2O2多，H2O2与－OH会发生反应iii，不能使R－充分转化成－R；（3）①ClO－把Ni(OH)2氧化成Ni2O3，本身被还原成Cl－，因此离子方程式为ClO－＋Ni(OH)2→Ni2O3＋Cl－，根据化合价的升降法进行配平，即离子方程式为ClO－+2Ni(OH)2=Cl－+Ni2O3+2H2O；根据离子方程式，消耗amolNi(OH)2的同时消耗a/2mol的ClO－，Cl2有80%在弱碱性转化成ClO－，即Cl2＋2OH－=ClO－＋Cl－＋H2O，电解过程中产生氯气的量为0.5a/80%mol，电解过程种2Cl－－2e－=Cl2，因此外电路转移电子物质的量为0.5a×2/80%mol=1.25a；②产生H2O的质量为0.2×18g=3.6g，根据质量守恒，Ni2O3的质量为(20.2－3.6)g=16.6g，即Ni2O3的物质的量为0.1mol，n(Ni2O3):n(H2O)=0.1:0.2=1:2，根据原子守恒和元素守恒，得出化学式为NiOOH·H2O 或2NiOOH·H2O。
22． 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746·5kJ·mol-1 1.975 0.09mol·L-1·min-1 随反应时间进行，反应物浓度降低，化学反应速率减少 a N2O4+8H++8e-=N2+4H2O
【详解】
(1)根据平衡常数的定义可知，该反应为：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)，由盖斯定律可知：△H=-180.5kJ·mol-1+221kJ·mol-1-2×393.5kJ·mol-1=-746·5kJ·mol-1，故方程式为：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ·mol-1；
(2)压强之比等于物质的量之比，第3.00min时，c(N2O5)=0.35mo·L-1，c(NO2)=1.3mo·L-1，c(O2)=0.325mo·L-1，设容器的体积为VL，；
化学反应速率之比等于化学计量数之比，；随反应时间进行，反应物浓度降低，化学反应速率减少；
①根据表中数据可知3min时达到平衡状态，且上一步计算得到平衡时总压为1.975P0；
该温度下平衡常数；
②此反应前后为气体化学计量数减小的反应，故恒容条件下容器中压强不再变化，说明反应达到平衡，a项正确；相同条件下，NO2和O2的体积比始终等于化学计量数之比，保持不变，b项错误；不同物质的正逆反应速率之比等于化学计量数之比，故V正(NO2)＝2V逆(N2O5)，c项错误；
，因参与此反应的物质均为气体，遵循质量守恒，故m(气体)不变，恒容条件下，V不变，故混合气体的密度为不变量，d项错误；
(3)根据图中电子流向，可知B极得电子为正极，故电极方程式为：N2O4+8H++8e-=N2+4H2O。