2024屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)練習(xí)第三章金屬及其化合物第13講金屬材料金屬冶煉-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

考點一鎂、鋁及其化合物
一、鎂
1．物理性質(zhì)：具有銀白色金屬光澤的固體，密度、硬度均較小，熔點較低，有良好的導(dǎo)電、傳熱和延展性。
2．化學(xué)性質(zhì)
寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：
①
②2Mg＋CO2 eq \(=====,\s\up7(點燃)) 2MgO＋C
③Mg＋2H2O eq \(=====,\s\up7(△)) Mg(OH)2＋H2↑
④Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
3．從海水中提取鎂的流程
(1)流程
(2)主要化學(xué)反應(yīng)
①制石灰乳：CaCO3 eq \(=====,\s\up7(高溫)) CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2；
②沉淀Mg2＋：Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca2＋；
③制備MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O；
④電解MgCl2：MgCl2(熔融) eq \(=====,\s\up7(電解)) Mg＋Cl2↑。
4．用途：生產(chǎn)合金、冶金工業(yè)上用作還原劑和脫氧劑。
二、鋁及其化合物
1．鋁
(1)存在和物理性質(zhì)
①鋁是地殼中含量最多的金屬元素。自然界中的鋁全部以化合態(tài)的形式存在。
②鋁是銀白色、具有金屬光澤的固體，硬度較小，具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性。
(2)化學(xué)性質(zhì)
寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：
①
②2Al＋3Cl2 eq \(=====,\s\up7(△)) 2AlCl3
③
④2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋3H2↑
⑤2Al＋Fe2O3 eq \(=====,\s\up7(高溫)) Al2O3＋2Fe
學(xué)生用書第59頁
(3)工業(yè)制備：化學(xué)方程式為
2Al2O3(熔融) eq \(=====,\s\up7(通電),\s\d5(冰晶石)) 4Al＋3O2↑。
(4)用途：純鋁用作導(dǎo)線，鋁合金用于制造汽車、飛機、生活用品等。
2．氧化鋁
3．氫氧化鋁
(1)物理性質(zhì)：白色膠狀固體，有較強的吸附性。
(2)電離方程式：
(3)化學(xué)性質(zhì)
寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：
①Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；
②Al(OH)3＋OH－===AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋2H2O；
③2Al(OH)3 eq \(=====,\s\up7(△)) Al2O3＋3H2O。
(4)制備
①向鋁鹽溶液中加入NH3·H2O，離子方程式為：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 。
②向偏鋁酸鹽溶液中通入足量的CO2，離子方程式為：AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 。
③NaAlO2溶液與AlCl3溶液混合，離子方程式為：3AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓。
4．一種重要的復(fù)鹽——明礬
(1)硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的復(fù)鹽。
(2)明礬的化學(xué)式為KAl(SO4)2·12H2O，其凈水的原理涉及的離子方程式表示為：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋，因Al(OH)3膠體微粒吸附雜質(zhì)形成沉淀而凈水。
[正誤辨析]
(1)MgO與Al粉的混合物也可稱為鋁熱劑( )
(2)工業(yè)上制造鎂粉時，可將鎂蒸氣在N2中冷卻( )
(3)鋁與少量NaOH溶液反應(yīng)得到鋁鹽，與足量NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鹽( )
(4)明礬可作凈水劑，起到殺菌消毒的作用( )
(5)下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在給定條件下能夠?qū)崿F(xiàn)：Al2O3 eq \(――→,\s\up7(NaOH（aq）)) NaAlO2(aq) eq \(――→,\s\up7(CO2)) Al(OH)3( )
(6)鋁化學(xué)性質(zhì)較活潑，但鋁制品通常具有很強的抗腐蝕性能，是因為鋁制品表面被氧氣氧化形成一層致密的氧化膜( )
答案： (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√
一、鋁與酸、堿反應(yīng)的定量關(guān)系
1．鋁是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)階段的唯一一種既能與酸(非氧化性酸)反應(yīng)又能與強堿溶液反應(yīng)放出H2的金屬，就鋁的這一特殊性質(zhì)回答下列問題：
(1)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所得H2的體積之比是________。
(2)足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生H2的體積之比是________。
(3)足量的兩份鋁分別投入到等體積、一定物質(zhì)的量濃度的HCl、NaOH溶液中，二者產(chǎn)生的H2相等，則HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是________。
(4)甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 ml·L－1的鹽酸和NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后，測得生成的氣體體積
學(xué)生用書第60頁
比為V(甲)∶V(乙)＝1∶2，則加入鋁粉的質(zhì)量為________(填字母)。
A．5.4 g B．3.6 g
C．2.7 g D．1.8 g
解析： (1)根據(jù)化學(xué)方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，得Al與H2的關(guān)系式均為2Al～3H2，故只要參加反應(yīng)的Al的量相等，所得H2的量必相等。
(2)因為在反應(yīng)中Al過量，產(chǎn)生的H2由HCl和NaOH的量決定。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故當(dāng)HCl、NaOH物質(zhì)的量相等時，二者產(chǎn)生H2的體積比為1∶3。
(3)因為鋁足量且產(chǎn)生H2的量相等，根據(jù)關(guān)系式n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因為兩溶液體積相等，故物質(zhì)的量濃度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。
(4)其反應(yīng)原理分別為2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑?？梢姰?dāng)參加反應(yīng)的HCl和NaOH的物質(zhì)的量一樣多時，產(chǎn)生H2的體積比是1∶3，而題設(shè)條件體積比為1∶2，說明此題投入的鋁粉對鹽酸來說是過量的，而對于NaOH來說是不足的。
2Al＋6HCl === 2AlCl3＋3H2↑
6 ml 3 ml
3 ml·L－1×0.1 L 0.15 ml
則Al與NaOH反應(yīng)生成的H2為0.15 ml×2＝0.3 ml。
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2×27 g 3 ml
5.4 g 0.3 ml
即投入的鋁粉為5.4 g。
答案： (1)1∶1 (2)1∶3 (3)3∶1 (4)A
eq \a\vs4\al(解題指導(dǎo))
鋁與酸或堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
1．等質(zhì)量的鋁與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液分別反應(yīng)：
(1)產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量相等。
(2)消耗H＋、OH－的物質(zhì)的量之比為n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。
2．足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的HCl和NaOH反應(yīng)：
(1)消耗Al的物質(zhì)的量之比為1∶3。
(2)生成H2的物質(zhì)的量之比為1∶3。
3．一定量的鋁分別與一定量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)：
若產(chǎn)生氫氣的體積比為 eq \f(1,3) < eq \f(VHCl（H2）,VNaOH（H2）) m2，其可能的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(用化學(xué)方程式表示)。
解析： (1)除去海水中不溶性雜質(zhì)常用的實驗操作是過濾。(2)為降低水解程度，從氯化鎂溶液中析出MgCl2·6H2O晶體的結(jié)晶方法是降溫結(jié)晶。(3)EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液pH約為5，呈酸性，應(yīng)選用酸式滴定管，故使用的滴定管是甲。(4)NH3-NH4Cl緩沖溶液的作用是控制溶液的pH為8～11。(5)根據(jù)反應(yīng)Mg2＋＋H2Y2－===MgY2－＋2H＋，可計算樣品中MgCl2·6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(6)抑制晶體水解，A裝置的作用是干燥氯化氫氣體。(7)某同學(xué)在實驗前后測得玻璃管B減重m1 g，干燥管C增重m2 g，m1>m2，其可能的原因是MgCl2·6H2O eq \(=====,\s\up7(△)) MgO＋2HCl＋5H2O(或MgCl2·6H2O eq \(=====,\s\up7(△)) Mg(OH)Cl＋HCl＋5H2O或MgCl2·6H2O eq \(=====,\s\up7(△)) Mg(OH)2＋2HCl＋4H2O)。
答案： (1)過濾 (2)降溫結(jié)晶 (3)甲 (4)控制溶液的pH為8～11 (5) eq \f(4.06×10－3 V,a) ×100% (6)干燥氯化氫氣體 (7)MgCl2·6H2O eq \(=====,\s\up7(△)) MgO＋2HCl＋5H2O(或MgCl2·6H2O eq \(=====,\s\up7(△)) Mg(OH)Cl＋HCl＋5H2O或MgCl2·6H2O eq \(=====,\s\up7(△)) Mg(OH)2＋2HCl＋4H2O)
學(xué)生用書第64頁名稱
氧化銅
氧化亞銅
顏色
黑色
磚紅色
與酸反應(yīng)(H＋)
CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O
Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O
與H2反應(yīng)
CuO＋H2 eq \(=====,\s\up7(△)) Cu＋H2O
Cu2O＋H2 eq \(=====,\s\up7(△)) 2Cu＋H2O
轉(zhuǎn)化關(guān)系
4CuO eq \(=====,\s\up7(高溫)) 2Cu2O＋O2↑
選項
金屬
存在形式
冶煉方法
A
金
游離態(tài)
金子比沙子密度大，利用水洗法直接分離
B
銀
化合態(tài)
銀的金屬性弱，用加熱Ag2O的方法冶煉
C
鐵
化合態(tài)
鋁的金屬性比鐵強，可用鋁熱法煉鐵
D
鈉
化合態(tài)
鈉的金屬性強，一般還原劑很難將其還原出來，所以用電解飽和NaCl溶液的方法冶煉
漢字載體
選項
A.獸骨
B.青銅器
C.紙張
D.液晶
顯示屏

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