3.2金属材料 同步练习（含答案）-2022-2023学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

金属材料
一、单选题（本大题共15小题）
1. 相同质量的和分别与足量的盐酸反应，所生成的氢气在标准状况下的体积之比为 ( )
A. B. C. D.
2. 年月日，我国第一艘国产航空母舰山东舰在海南三亚某军港交付海军，它宣告了中国海军的国产航母时代正式来临。据报道，该舰艇的“超级甲板”采用了大量新型铝锂合金和铝镁合金等航天材料，真正实现了“浴千度火仍无恙”。下列关于两种合金的说法不正确的是( )
A. 铝锂合金是铝与锂熔合形成的一种新型化合物
B. 铝锂合金的硬度比铝大，化学及机械性能好
C. 铝镁合金能溶解于稀盐酸中
D. 铝镁合金焊接前可用溶液处理氧化铝膜
3. 在天平的左右两个托盘上放有两个烧杯，两个烧杯中分别盛有含等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液，天平处于平衡状态，当分别向两烧杯中加入等质量的铝充分反应后( )
A. 天平保持平衡 B. 左高右低 C. 左低右高 D. 无法确定
4. 把一块铁铝合金完全溶于盐酸后，通入足量氯气，再加入过量氢氧化钠溶液，过滤，把滤渣充分灼烧，得到的固体残留物恰好跟原来合金的质量相等。则此合金中，铁和铝的质量之比约为( )
A. B. C. D.
5. 甲、乙两烧杯中各盛有的盐酸和溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的为甲：乙：，则加入铝粉的质量为( )
A. B. C. D.
6. 将铝粉分别与体积均为、浓度均为的硫酸溶液、烧碱溶液、盐酸完全反应，放出氢气的体积相同条件大小比较正确的是( )
A. B. C. D.
7. 对实验Ⅳ的实验现象判断正确的是( )
A. 实验Ⅰ：产生红褐色沉淀 B. 实验Ⅱ：溶液颜色变红
C. 实验Ⅲ：放出大量气体 D. 实验Ⅳ：铜片表面有黑色固体生成
8. 将等物质的量的和同时放入足量的水中，充分反应后收集到混合气体标准状况下。下列说法错误的是( )
A. 标准状况下，混合气体中氢气与氧气的体积比为3：1
B. 加入的固体过氧化钠为7.8 g
C. 反应后有固体剩余
D. 反应后的溶液中含有的溶质是NaOH和NaAlO2
9. 下列说法正确的是( )
A. 将和固体混合加热到，完全反应后，趁热放出的气体为混合气体，则和两者的物质的量关系：
B. 将铝箔在酒精灯上加热，熔化的铝不滴落，说明氧化铝的熔点比铝高
C. 将钠投入盛有无水乙醇的试管中，钠浮在液面上且有气泡冒出，说明钠的密度比乙醇小
D. 将少量过氧化钠粉末加入水中，向反应后的溶液中滴入酚酞溶液，溶液保持红色，说明反应生成了碱
10. 下列离子方程式的书写及评价均合理的是( )
选项 离子方程式 评价
A. 将通入含的溶液中： 正确；过量，可将 、均氧化
B. 的溶液和 的溶液等体积均匀混合： 正确；与 消耗的的物质的量之比为：
C. 过量通入溶液中： 正确；说明酸性：
D. 溶液与足量的溶液反应： 正确酸式盐与碱反应生成正盐和水
A. B. C. D.
11. 某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣主要成分为、、，不考虑其他杂质制备七水合硫酸亚铁，设计了如下流程：
已知：与酸不反应；氢氧化铝能与溶液反应生成偏铝酸钠溶液。
下列说法不正确的是( )
A. 溶解烧渣选用足量硫酸，试剂选用铁粉
B. 固体中一定有，加溶液控制是为了使转化为进入固体
C. 从溶液得到产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解
D. 若改变方案，在溶液中直接加至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到
12. 将、组成的混合物投入一定量稀盐酸中，固体完全溶解，收集到气体为标准状况，向反应后溶液中加入溶液时，金属离子恰好沉淀完全，则形成沉淀的质量为( )
A. （m+1.7）g B. （m+3.4）g C. （m+5.1）g D. （m+6.8）g
13. 向、混合溶液中逐滴加入溶液，生成沉淀的量随溶液加入量的变化关系如图所示，则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是( )
A. 点对应的溶液中：、、、
B. 点对应的溶液中：、、、
C. 点对应的溶液中：、、、
D. 点对应的溶液中：、、、
14. 向、的混合溶液中逐滴加入，形成沉淀的情况如图所示。沉淀生成与溶解时溶液的列于下表已知：偏铝酸钡易溶于水。以下推断正确的是 ( )
氢氧化物 溶液
开始沉淀 沉淀完全 沉淀开始溶解 沉淀完全溶解
A. 段产生的沉淀为和
B. 原溶液中
C. 段可能发生的反应是
D. 点溶液呈碱性的原因是水解，其离子方程式为
15. 在和的混合溶液中，逐滴加入溶液直至过量，理论上，加入的体积和所得沉淀的物质的量的示意图如图，处的体积为，则下列判断正确的是 ( )
A. 混合溶液中的物质的量为 B. 的浓度为
C. 在点处溶液中的溶质只有 D. 图中线段：：
二、实验题（本大题共1小题）
16. 铝是地壳中含量最高的金属元素，铝合金在生产生活中应用广泛。某学习小组利用下列实验对金属铝的性质进行了系列探究。
铝与空气中氧气的反应
某同学用坩埚钳夹住一片用砂纸打磨过的铝片，在酒精灯上加热，发现铝片下部出现小的鼓包，铝熔化但并不滴落。小组同学对该实验进行了相关分析，你认为合理的是______。
A.铝片在空气中加热不反应
B.铝片在空气中加热时，表面迅速生成了氧化铝
C.氧化铝的熔点高，铝的熔点低
D.小鼓包是铝片外部的氧化铝包裹住熔化的铝形成的
铝与酸、碱溶液反应的实验探究
实验 Ⅰ Ⅱ
操作
现象 _______________________________，试管壁逐渐发烫 铝表面开始无明显现象，一段时间后有无色气泡冒出，试管壁逐渐发烫
补全实验Ⅰ的现象：_____________________________________。
试管壁逐渐发烫的原因是______________________________。
实验Ⅱ中反应的离子方程式有_________________________________。
铝与盐溶液反应的实验探究注：所取铝片的形状大小、质量相同
实验 Ⅲ Ⅳ
操作
现象 一段时间后，铝片表面有气泡生成，同时有红色固体析出 铝片表面无明显现象
实验Ⅲ中生成红色固体的离子方程式为____________________________。
对于实验Ⅲ、Ⅳ现象不同的原因，小组的同学提出了不同观点，你认同的观点是_______。
A.铝与反应，与不反应
B.能破坏铝表面的氧化膜，而不能
C.实验Ⅲ中铝的活泼性比铜强，而实验Ⅳ中铝的活泼性比铜弱
请你设计一个简单的实验方案证明你的观点：__________________________________
_____________________________________________。
三、推断题（本大题共1小题）
17. 中学化学常见物质的转化关系如框图所示，其中为淡黄色化合物，为常见金属单质，的焰色反应为黄色，不使品红溶液褪色。部分反应条件、溶剂及产物已略去
反应、的离子方程式_______________、_____________________。
现有含的溶液，要使其转化成含的溶液，则：
若只能加入的某物质，该物质可能是 __________ 填化学式，写种。
若只能加入的某物质，该物质可能是 ________ 填化学式，写种。
答案和解析
1.【答案】
【解答】
相同质量的和分别与足量的盐酸反应，所生成的氢气由金属的质量决定。设金属质量均为，
根据、
所生成的氢气的物质的量之比为，则体积之比为，故C正确。

2.【答案】
【解析】铝锂合金是两种单质的熔合，无固定组成，不是化合物，A错误；
合金一般具有较好的物理、化学及机械性能，B正确；
铝镁合金中的两种单质均能与稀盐酸反应，可溶于稀盐酸，C正确；
合金表面的，能与溶液反应，可用溶液处理氧化铝膜，D正确。
故选：。
3.【答案】
【解答】
如果两烧杯中铝均不足，则等质量的与盐酸、溶液完全反应生成的质量相同，两烧杯减少的质量相同，天平仍保持平衡；如果两烧杯中铝均过量，等物质的量生成气体的量小于等物质的量生成气体的量，因此天平不能保持平衡，所以无法确定，项符合题意。
故选：。
4.【答案】
【解析】固体中铝的质量与残留物中氧的质量相等。
5.【答案】
【解析】思路：

等物质的量的两份分别在盐酸和溶液中完全反应，生成的物质的量相等时，
的消耗值大于的消耗值。
等物质的量的和分别与完全反应，盐酸中消耗的少，生成的也少。
。
若两份都完全反应，则生成的是甲：乙：，实际上甲： 乙
：，则盐酸中剩余，完全反应，要根据以及相关化学方程式计算盐
酸中生成的 。
因甲： 乙：和盐酸中生成 ，故溶液中生成的
。
根据 ，生成 要消耗。
。
6.【答案】
【解析】 由题给数据可知，、。由知，完全反应需要，则；由知，完全反应需要，则；知，完全反应需要，则量不足，，即放出的体积关系。
7.【答案】
【解析】通过实验Ⅰ可制得胶体，观察到的实验现象是产生红褐色液体，A错误；
实验Ⅱ中无，溶液颜色无明显变化，B错误；
实验Ⅲ中粉与溶液剧烈反应，生成大量气体，C正确；
实验Ⅳ中与铜反应生成和，溶液变为蓝绿色，无黑色固体生成，D错误。
8.【答案】
【解析】Na2O2和Al放入足量的水中，Na2O2先完全反应：2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑，生成的NaOH可与铝继续发生反应：2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑，因Na2O2与Al物质的量相同，故前者产生的NaOH过量，Al无剩余，反应得到的溶液中溶质为NaOH和NaAlO2，D正确、C错误；
根据2Al~3H2、2Na2O2~O2可知，产生的氢气与氧气的物质的量之比为3：1，标准状况下体积比也是3：1，A正确；
Na2O2产生的氧气为4.48 L×1/4=1.12 L，其物质的量为0.05 mol，过氧化钠的物质的量为0.1 mol，质量为7.8 g，B正确。
故选：C。
9.【答案】
【解析】固体受热发生反应：，水和二氧化碳与过氧化钠反应：，，分解生成和，与反应，与反应，当与完全反应时，只放出。所以趁热放出的气体为混合气体时可判断和两者的物质的量关系：，项错误；
熔化的铝不滴落，是因为氧化铝的熔点比铝高，项正确；
钠的密度比乙醇大，将钠投入盛有无水乙醇的试管中，钠沉入乙醇底部并缓慢放出气泡，项错误；
将少量过氧化钠粉末加入水中，向反应后的溶液中滴入酚酞溶液，溶液先变红后褪色，变红是因为有氢氧化钠生成，褪色是因为有过氧化氢生成，项错误。
10.【答案】
【解析】项，将通入含的溶液中，不足，先氧化，离子方程式为；
项，与以物质的量之比：反应时，生成沉淀，以：反应时生成，所以的溶液和的溶液等体积均匀混合，离子方程式为，可理解为 消耗，生成，其中又消耗了，生成，所以与消耗的的物质的量之比为：；
项，过量通入溶液中，发生氧化还原反应，无法比较和的酸性强弱；
项，溶液与足量溶液反应的离子方程式为，酸式盐与碱反应生成正盐和水的说法不全面。
11.【答案】
【解析】项，溶解烧渣选用足量硫酸，试剂选用铁粉，正确；
项，由于不溶于硫酸，则固体中一定含有，为了使溶液中的转化成沉淀，故用溶液控制，所得固体为，正确；
项，由于易被氧化，易分解，故在从溶液中得到产品过程中，须控制条件防止其氧化和分解，正确；
项，若在溶液和溶液中直接加至过量，得到的为，用硫酸溶解得到溶液，故经结晶不能得到，错误。
12.【答案】
【解析】金属Mg、Al在稀盐酸中完全溶解，生成可溶的氯化物（MgCl2、AICl3），盐酸可能恰好反应，也可能剩余，向溶液中加入NaOH溶液，盐酸被中和，金属离子恰好沉淀，生成Mg（OH）2、Al（OH）3。
梳理本题物质变化思路：Mg→Mg2+→Mg（OH）2， Al→Al3+→Al（OH）3，生成沉淀的质量可由金属元素的质量加上沉淀中OH-的质量求得。而Mg2+、Al3+生成沉淀结合的OH-的物质的量正好是Mg、Al变成离子时失去电子的物质的量，而Mg、Al失去电子的物质的量正好是H+变成H2得到电子的物质的量。由2H+~2e-~H2，可求出得到电子的物质的量为2×=0.1 mol，故 Mg2+、Al3+生成沉淀结合的OH-的物质的量也是0.1 mol，质量为1.7g，故生成沉淀的质量为（m+1.7）g，故选A。
13.【答案】
【解析】错，点时酸未反应完，故溶液显酸性，、在酸性条件下发生氧化还原反应；
错，点时酸与氢氧化钠恰好完全反应，溶液中含有大量，会与发生相互促进的水解反应；
错，点与未完全反应，与发生相互促进的水解反应；
对，点时氢氧化铝与未完全反应，与、、、均不反应。
14.【答案】
【解答】
向含 和的混合溶液与溶液反应的实质是，与、与之间的离子反应，离子方程式为：，，，，中完全被沉淀所需的物质的量为，提供，图表分析铁离子先沉淀。由图象分析，段氢氧化铝溶解，点氢氧化铝完全溶解，所以沉淀的物质的量为，则 的物质的量为；段为加入，发生反应，得到沉淀，点为氢氧化铝溶解后的沉淀为氢氧化铁和硫酸钡沉淀共，所以氢氧化铁沉淀为；分析判断段沉淀钡离子，铁离子和铝离子；段为沉淀铝离子；段为溶解氢氧化铝消耗氢氧化钡。
A.由分析可知：段产生的沉淀为的、的和的，故A错误；
B.由分析可知：、的混和溶液中含，含，则，故B正确；
C.段可能发生的反应是，故C错误；
D.偏铝酸钡是强碱弱酸盐，溶液显碱性，故C点溶液呈碱性的原因是水解，其离子方程式为：，故D错误；
故选B。
15.【答案】
【解答】
和的混合溶液中，逐滴加入溶液，发生反应生成氢氧化铝、氢氧化镁沉淀，加入溶液时，沉淀达最大值共，此时溶液为溶液，继续滴加溶液直至过量，氢氧化铝与反应逐渐溶解，在时，即再继续滴加溶液时，氢氧化铝完全溶解，沉淀为氢氧化镁，溶液为、溶液。
A.根据图示信息和原子守恒有：，故A错误；
B.在时，溶液为、溶液，由图象可知：，，根据原子守恒有，根据原子守恒有，由原子守恒有，由原子守恒有，所以，故B错误；
C.在时，即再继续滴加溶液时，氢氧化铝完全溶解，沉淀为氢氧化镁，溶液为、溶液，故C错误；
D.加入溶液时，沉淀达最大值共，由反应方程式可知，此时溶液为溶液，在时，即再继续滴加溶液时，氢氧化铝与恰好反应，氢氧化铝完全溶解，沉淀为氢氧化镁，溶液为、溶液，所以两部分溶液的体积之比等于消耗的的物质的量之比，即为与之比，故：：：：，故D正确。
故选D。
16.【答案】
铝表面开始无明显现象，一段时间后有无色气泡冒出
与盐酸、溶液反应放热
、

向实验Ⅳ的试管中，加入固体，一段时间后，铝片表面有气泡生成，同时有红色固体析出，说明能破坏铝表面的氧化膜，而不能

【解析】金属铝的熔点低，打磨后的铝片在酒精灯上加热，与空气中的氧气反应，铝表面生成氧化铝，氧化铝的熔点高，将铝片内部熔化的液态铝包裹，形成鼓包，但并不滴落，故BCD正确。
实验Ⅰ中铝片表面生成的氧化铝与盐酸反应，故开始看不见气泡；氧化膜溶解后，铝与盐酸接触反应生成氢气，并放出大量的热，使试管壁发烫。
试管壁逐渐发烫的原因是与盐酸和溶液反应放热。
实验Ⅱ中氢氧化钠溶液先与铝表面的氧化膜反应，随后与铝反应放出氢气，反应的离子方程式为，。
具有还原性，能将还原生成单质，与“有红色固体析出”相符，离子方程式为。
有还原性，但无氧化性，与不反应，A错误；
实验Ⅰ、Ⅳ中片表面均有氧化膜，溶液中均含，Ⅰ中与反应生成了铜，而Ⅳ中没有，说明Ⅲ中的氧化膜被破坏，而Ⅳ没有，对比Ⅲ、Ⅳ的溶液成分，只有阴离子不同，由此可以合理推断具有破坏氧化膜的作用，而没有该作用，B正确；
铝的活泼性比铜强，与溶液中的阴离子没有关系，C错误。
在实验Ⅳ的基础上，加入且浓度与实验Ⅲ相同，若现象与实验Ⅲ相同，则说明具有破坏氧化膜的作用。实验Ⅲ中，在不改变其他变量的情况下可加入固体，物质的量为，质量为，由此设计验证实验。
17.【答案】；
或2
或
【解答】
由于的焰色反应为黄色，所以中含有钠离子，根据转化关系分析可知中含有钠元素，又因为化合物，且能够与液体反应产生溶液和气体，推测为过氧化钠，则为氢氧化钠，为氧气；不使品红溶液褪色，且能够与氢氧化钠反应，所以为二氧化碳；为碳酸钠，为碳酸氢钠，又因为金属单质，能够与氧气反应产生，能够与氢氧化钠溶液反应，所以为金属铝，为氧化铝，为偏铝酸钠，为氢氧化铝。
过氧化钠与水反应的离子方程式为：；偏铝酸钠与足量的二氧化碳反应的离子方程式为：；
含的溶液，转化成含的溶液，可以加入的氢氧化钠，欲得到的，可以通过氧化钠或过氧化钠与水反应得到，因此需加入的或；
含的溶液，转化成含的溶液，可以加入的氢氧化钠或钠。
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