第三章第二节金属材料同步练习 (含解析）（2022-2023学年上学期高一化学人教版（2019）必修第一册

第三章第二节金属材料同步练习
单选题
1. 下列对铝热反应的说法错误的是 ( )
A. 铝热剂中还原剂是铝粉 B. 铝热剂是纯净物
C. 铝与可组成铝热剂 D. 铝热反应是放热反应
2. 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
3. 某无色透明的溶液能与铝作用放出氢气，此溶液中可以大量共存的离子组是。( )
A. 、、、 B. 、、、
C. 、、、 D. 、、、
4. 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.
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. 把镁粉中混入的少量铝粉除去，应选用的试剂是。( )
A. 盐酸 B. 氯水 C. 烧碱溶液 D. 食盐水
7. 下列事实能说明刚玉是共价晶体的是( )
是两性氧化物；硬度很大；它的熔点为；自然界中的刚玉有红宝石和蓝宝石。
A. B. C. D.
8. 已去除表面氧化膜的金属铝投入溶液中不涉及下列哪种变化( )
A. 金属键破坏 B. 共价键破坏 C. 共价键形成 D. 离子键破坏
9. 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：、、、
10. 、、、为原子序数依次增大的短周期元素，四种元素的核外电子总数满足；气态化合物，能使滴加了的红色石蕊试纸变蓝。下列叙述正确的是( )
A. 原子半径：
B. 最高正化合价：
C. 最简单气态氢化物的稳定性：
D. 的盐溶液中通入过量，先析出沉淀后又变澄清
11. 传统的工业生产金属铝的基本流程如图所示：
结合流程图，判断下列说法错误的是。( )
A. 铝土矿的主要成分是，电解铝的阴极和阳极材料均为碳
B. 加入冰晶石和少量的目的是降低氧化铝的熔融温度
C. 将氧化铝转化为氯化铝再进行电解冶炼金属铝时可以节约大量能源
D. 冶炼过程中，阳极材料可能会因不断被消耗而需要定期更换
12. 近年来，科学家在探索利用铝粉作燃料的可能性，期望铝能成为石油的替代物。假如铝作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法。你认为错误的是。( )
A. 铝质轻，便于运输、贮存，且安全
B. 铝燃烧时放出的热量大，且燃烧后产物对环境的污染容易得到有效的控制
C. 在地球上，铝矿资源丰富
D. 现代电解冶铝的工业技术已为铝作为新能源奠定了重要基础
13. 下列有关金属及其合金的说法不正确的是 ( )
A. 目前我国流通的硬币是由合金材料制成的
B. 镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹
C. 日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用
D. 生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加
14. 下列说法不正确的是( )
A. 钠在空气中燃烧时，先熔化，再燃烧，发出黄色火焰，生成过氧化钠
B. 铝是地壳里含量最多的金属元素，在常温下，铝不能与氧气反应
C. 青铜是我国使用最早的合金，钢是用量最大、用途最广的合金
D. 铁在潮湿的空气中生成的氧化物疏松多孔，不能保护内层金属
15. 下列说法错误的是
钠着火用干沙土扑灭；
明矾可用于水的净化和消毒；
打磨过的铝片加热熔化时会滴落，未打磨的铝片则不会滴落；
可用铁制容器盛放和运输浓硫酸；
青铜、不锈钢、硬铝都是合金；
用作呼吸面具的供氧剂；
氧化铝常用来制造耐火材料；
灼烧某待测液，焰色反应为黄色，则待测液中一定不含钾离子；
用电子式表示的形成过程：；
A. B. C. D.
二、填空题
16. 已知硝酸与金属发生反应时，随着硝酸浓度的下降和金属活动性的增大，产物中氮元素的化合价会逐渐下降，它们可能是、、、或中的一种或几种。某同学取一定量的铝铁合金与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中，逐滴加入溶液，所加溶液的体积与产生沉淀的物质的量的关系如图所示。试回答下列问题：
写出合金中铁与该稀硝酸反应的离子方程式：___________。
合金中铝的物质的量为__________。
点对应的沉淀的物质的量为__________， 点对应的沉淀的物质的量为__________。
点对应的氢氧化钠溶液的体积为__________。
17. 铁是人类较早使用的金属之一，铁合金也是用量最大的金属材料。请按要求完成下列问题。
在自然界中，铁元素主要以_____________填写“游离态”或“化合态”形式存在
下列铁的化合物中，不能直接化合得到的是_______用字母代号填。
A.
高铁酸钾是一种新型、高效、多功能水处理剂，与水反应可生成透明的红褐色胶体，反应原理：胶体
胶体分散质粒子的直径范围是______________。
该反应中是_______。
A.氧化剂 还原剂 被氧化 被还原
高铁酸钾能杀灭水中细菌的原因是______________________________________。
电子工业常用左右的溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。为了从腐蚀废液中回收铜，并重新获得溶液，某同学设计下列方案：
实验室用无水氯化铁固体粗略配制的溶液，需要的主要玻璃仪器除了量筒外还有__________。
写出溶液与铜箔发生反应的离子方程式_____________________________。
现用溶液制造印刷电路板，生产后的腐蚀废液用该同学设计方案处理，最终获得氯化铁溶液中的物质的量至少为__________。
铝及其合金是金属材料界后起之秀。某研究性学习小组设计实验探究铝等金属的性质：将一置于空气中的铝片投入浓氯化铜溶液中，铝片表面出现一层海绵状暗红色物质，接下来铝片上产生大量气泡，溶液温度迅速上升。若用同样的铝片投入相同浓度的硫酸铜溶液中，在短时间内铝片无明显变化。造成不同现象的原因可能是 ________填序号。
A.铝与氯化铜溶液反应，与硫酸铜溶液不反应 氯化铜溶液酸性比同浓度的硫酸铜溶液酸性强
C.生成物溶于水，而不溶于水 氯离子能破坏氧化铝薄膜，而硫酸根离子不能
请设计一个简单实验验证你的选择：________________________________________。
三、实验题
18. 图甲是演示金属钠与水反应的重要实验，为收集并检验气体产物，某兴趣小组将甲装置改进成图乙或图丙装置。请根据要求回答下列问题：
写出钠与水反应的离子方程式：________________________。
按乙装置进行实验，液体添加完毕后，关闭活塞，打开右边胶塞，向煤油中加入一小块钠，立即塞好胶塞，可观察到的现象是________填字母。
A.钠块始终保持在处，直至完全消失
B.钠沉入形管处后又慢慢浮到处
C.钠处于煤油和水的交界处上下浮动
D.随反应的进行煤油与胶塞处液面下降，漏斗中液面上升
E.最终钠块在煤油中燃烧起来
乙装置中漏斗在反应过程中的主要作用是________________________。
用乙装置进行实验，点燃气体产物时，是否需要检验纯度？________填“是”或“否”。
按图丙所示方法来收集产生的气体，需将钠包好，再放入水中。取相同质量的钠，按下列两种情况收集产生的气体，收集的气体体积在相同条件下的关系是________填字母。
用铝箔包住钠 用铜箔包住钠
收集的气体一样多 收集的气体体积较多 收集的气体体积较多
19. 实验探究铝的性质
铝的燃烧。
用镊子夹住一小团脱脂棉，蘸上铝粉。
在酒精灯上点燃。
立即伸入盛有氧气的集气瓶中瓶底有细沙。
实现现象：_________________________________________________。
结论、解释及化学方程式：_____________________________________________________________。
铝与酸碱的反应。
将两小片用砂纸打磨过的铝片分别放入两支洁净的试管中，再向试管分别加入盐酸和氢氧化钠各，观察现象。
实现现象：___________________________________________________________________。
结论、解释及化学方程式：__________________________________________________________________。
铝热反应。
两张滤纸折成漏斗状，其中一个底部剪一个孔，用水润湿后与另一个套在一起，使得四周都是四层。
将漏斗架在铁圈上，下面放置盛有细沙的蒸发皿。
混合均匀好的铝热剂，放在“纸漏斗”中，上面加少量氯酸钾，并在混合物中插入镁条。
用燃着的火柴点燃镁条。
实现现象：_____________________________________________。
结论、解释及化学方程式：______________________________________________________________________________________________________________________。
答案和解析
1.【答案】
【解析】和可组成铝热剂，属于混合物，其中铝作还原剂，铝热反应是放热反应。
2.【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。
3.【答案】
【解析】由于是无色溶液，选项中有，选项中有，则不是正确选项；溶液与铝作用能放出氢气，溶液可以是酸性也可以是碱性，则选项错误选项酸性环境下，不生产，碱性条件下，离子可共存，故选C。
4.【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。
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】铝可以与烧碱溶液反应，而金属镁不能。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了共价晶体的特征及判断方法，题目难度不大。
【解答】
共价晶体的特征是硬度大、熔点高，故B正确，而是两性氧化物属于物质分类，自然界中的刚玉有红宝石和蓝宝石是刚玉在自然界的存在形式，与晶体类型无关。
8.【答案】
【解析】
【分析】
已去除表面氧化膜的金属铝投入溶液中，铝先与水反应 ，氢氧化与强碱反应。
【解答】
A.铝含有金属键，铝单质参加反应，金属键破坏，故不选A；
B.水参与反应，水中共价键破坏，故不选B；
C.反应生成氢气，共价键形成，故不选C；
D.根据反应方程式，没有离子键的破坏和形成，故选D；
选D。

9.【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。
10.【答案】
【解析】根据题给信息分析，、、、四种元素分别为氢、氮、氧、铝。四种元素的原子半径铝最大，氢最小，氮、氧均为第周期元素，原子半径从左到右递减，故原子半径：铝氮氧氢，故A正确；氧没有最高正价，故B错误；非金属性越强，最简单气态氢化物越稳定，应是，故C错误；铝的盐溶液有铝盐与偏铝酸盐，铝盐溶液中通入过量，析出的氢氧化铝沉淀不溶于过量氨水，不会变澄清，且偏铝酸盐溶液中通入氨气不析出氢氧化铝沉淀，故D错误。
11.【答案】
【解析】铝土矿的主要成分是，电解铝的阴极和阳极材料均为碳，阳极需要定期更换，项正确；加入冰晶石和少量的目的是降低氧化铝的熔融温度，从而降低成本，项正确；氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电，无法电解，项错误；用石墨电极电解熔融氧化铝，阳极生成的氧气在高温条件下能氧化石墨生成，则冶炼过程中，阳极材料可能会因不断被消耗而需要定期更换，项正确。
12.【答案】
【解析】现代电解冶铝的工业生产耗电量很大，这是制约铝成为能源的重要因素。
13.【答案】
【解析】
【分析】本题考查了常见的合金及其应用，镁、铝的相关知识，试题难度较易
【解答】目前我国流通的硬币是由合金材料制成的，A正确；
B.制造照明弹利用了镁燃烧可发出耀眼的白光的性质，B正确；
C.常温下，铝能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜，对内部金属起保护作用，C正确；
D.生铁含碳量高于普通钢和不锈钢，D错误。
14.【答案】
【解析】
【分析】钠的熔点较低，钠在空气中燃烧生成过氧化钠；
B.铝是地壳里含量最多的金属元素，铝和氧气反应生成一层致密是氧化物薄膜，阻止进一步反应；
C.我国使用最早的合金是青铜，钢是用量最大、用途最广的合金；
D.铁合金易发生电化学腐蚀．
本题主要考查了金属的性质方面的知识，掌握钠、铝、合金知识是解答关键，明确铝在空气中不需要特殊保护的原因，题目难度不大．
【解答】钠的熔点较低，所以在空气燃烧时先熔化，再燃烧，燃烧时生成淡黄色的，故A正确；
B.铝是地壳里含量最多的金属元素，铝是亲氧元素，极易在空气中形成了一薄层致密的氧化膜阻止了铝进一步反应，从而保护内层金属，不是铝不能与氧气反应，故B错误；
C.我国最早使用的合金是由铜、锡形成的青铜，目前世界上用途最广的合金是钢，如炊具、建筑材料等材料，故C正确；
D.铁合金易发生电化学腐蚀，氧化膜疏松，不能保护内层金属，易进一步氧化，应加防护措施，故D正确．
故选B．
15.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了金属元素化合物的性质与应用，题目难道不大，侧重于考查学生的分析能力和对基础知识的应用能力，注意把握、、、等金属元素单质及其化合物的性质。
【解答】
钠能与水和二氧化碳等反应，故钠着火通常用干沙土扑灭，正确；
明矾溶于水电离出的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，具有净水的作用但是没有消毒的作用，错误；
打磨过的铝片在加热时也会迅速生成致密的氧化膜，加热熔化时不会滴落，错误；
铁遇到冷的浓硫酸发生钝化，可用铁制容器盛放和运输浓硫酸，正确；
青铜是铜锡合金、不锈钢是铁铬镍合金，硬铝是铝硅镁等形成的合金，三种物质都是合金，正确；
可与二氧化碳反应生成氧气，可用作呼吸面具的供氧剂，正确；
氧化铝熔点高，常用来制造耐火材料，正确；
钾元素的焰色反应必须通过蓝色钴玻璃滤掉钠的黄光才能观察到，所以焰色反应为黄色不一定没有钾元素，错误；
镁失电子生成镁离子，氟得电子生成氟离子，氟离子和镁离子通过离子键形成氯化镁，用电子式表示的形成过程为，错误；
故选：。
16.【答案】
；

【解析】
【分析】
本题考查金属与硝酸的反应、氧化还原反应、化学计算等知识点，属于中等难度试题，解答此题关键是判断出硝酸的还原产物以及电子转移守恒的运用。
【解答】
从图像可知，段加入氢氧化钠溶液无沉淀产生，说明溶液中有稀硝酸，铝粉和铁粉的混合物与一定量稀充分反应，被氧化为、，通过题意，反应始终没有气体生成，可以得出不会有氮的氧化物生成，又因硝酸的浓度越稀，对应的还原产物中氮元素的化合价越低，可以推测元素由变成了价，由图可得硝酸过量，加入氢氧化钠溶液应先与硝酸反应，再生成沉淀，当沉淀完全后，由图知继续加入氢氧化钠溶液，沉淀量不变，可得与发生了反应，则随着的滴加，发生的反应依次有： 段：， 段：，， 段：， 段：，再结合消耗的溶液的体积可知：，根据氧化还原反应，元素由价变为价，而金属都由价变为价，可以运用得失电子守恒得出金属的物质的量为：，则段消耗的溶液的体积为：，则段体积为，对应溶液中含有；，则；据此解答。
由上述分析可知，金属铁和稀硝酸反应生成硝酸铁、硝酸铵和水，反应的离子方程式为：；故答案为：；
由上述分析计算可知：；故答案为：；
由上述分析计算可知：点对应的沉淀的物质的量为；点对应的沉淀为氢氧化铁沉淀，根据铁元素守恒可知其物质的量为；故答案为：；；
由上述分析计算可知：点对应的氢氧化钠溶液的体积为，故答案为：。
17.【答案】化合态

；；具有强氧化性，能使蛋白质变性
烧杯、玻璃棒； ；
；在硫酸铜溶液中加入铝片，无明显现象，再加入不能加入盐酸，若反应明显加快了，说明判断正确。

【解析】
【分析】
本题考查了铁元素和铝元素相关知识涉及化学工艺流程、化学计算、元素化合物性质等知识，题目难度中等，掌握元素化合物的性质是关键，试题培养了学生灵活应用所学知识的能力。
【解答】
铁性质活泼，在自然界中，铁元素主要以化合态形式存在，
故答案为：化合态；
铁丝在氧气燃烧可生成四氧化三铁，故A不符合；
B.氯化铁和铁粉反应可生成氯化亚铁，故B不符合；
C.氢氧化亚铁不能通过化合反应制的，故C符合；
氢氧化亚铁、氧气和水化合生成氢氧化铁，故D不符合；
胶体分散质粒子的直径范围是；
该反应中是中从价升高到价，化合价升高被氧化，作还原剂，故选BC；
高铁酸钾能杀灭水中细菌的原因是：具有强氧化性，能使蛋白质变性；
配制一定质量分数的溶液时，溶解时需要烧杯、玻璃棒；
氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，其离子方程式为： ；
溶液含物质的量，，最多可生成氯化铜物质的量，，在溶解铁物质的量，此时混合溶液中最少含铁物质的量，最终可被氧化成氯化铁，最终获得氯化铁溶液中的物质的量至少为；
铝与氯化铜溶液反应，与硫酸铜溶液都能发生置换反应，故A错误；
B. 氯化铜溶液酸性与同浓度的硫酸铜溶液酸性相同，故B错误；
C.生成物溶于水和都能溶于水，故 C错误；
D.金属铝的表面有一层致密的氧化物薄膜，氯化铝和硫酸铝阴离子的不同，氯离子能破坏氧化铝表面薄膜，而硫酸根离子不能，故D正确；
设计简单实验如下：在硫酸铜溶液中加入铝片，无明显现象，再加入不能加入盐酸，若反应明显加快了，说明判断正确。
18.【答案】 ；
；
储存反应过程中排出的水；
否；
；
【解析】【解答】
钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，离子方程式为： ；
因钠的密度比水小，比煤油大，钠与水接触时反应产生氢气，生成的气体将钠块带离水层，进入煤油层后，停止反应又下沉，如此往复，直至钠反应完全，反应过程中没有氧气，钠不可能燃烧，所以钠处于煤油和水的交界处上下浮动，生成氢气不溶于煤油和水，随反应的进行，形管右侧气体压强增大，煤油与胶塞处液面下降，左侧漏斗中液面上升；
故选：。
乙装置中漏斗在反应过程中的主要作用是储存反应过程中排出的水；
液体充满形管，反应过程中只产生氢气，点燃时不会发生爆炸，因而不需要检验氢气的纯度；
和反应产生的同时产生，可以和发生反应继续放出氢气，
，故产生的的体积较大。
19.【答案】发出耀眼的白光，产生大量热；铝粉与氧气反应：；
两支试管中，铝片均逐渐溶解，同时放出气泡；铝与盐酸、反应：、；
镁条剧烈燃烧，引发纸漏斗中反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落到盛有细沙的蒸发皿上；铝在高温条件下能还原铁的氧化物：。
【解析】略
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