2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第4章 材料家族中的元素 第2節(jié) 鋁 金屬材料 第1課時(shí) 鋁與鋁合金作業(yè)1 魯科版必修1.doc

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第1課時(shí) 鋁與鋁合金 知能演練　輕松闖關(guān)[學(xué)生用書單獨(dú)成冊(cè)] [基礎(chǔ)溫故] 1．欲迅速除去鋁壺底部的水垢又不損壞鋁壺的最好方法是(　　) A．加濃鹽酸 B．加冷的濃硫酸 C．加稀硝酸 D．加冷的濃硝酸 解析：選D。水垢的主要成分是碳酸鈣和氫氧化鎂，冷的濃硝酸可以與兩者反應(yīng)，又能使金屬鋁鈍化；冷的濃硫酸也可使金屬鋁鈍化，但硫酸鈣是微溶物，所以不選；濃鹽酸、稀硝酸既可與水垢反應(yīng)又能與鋁反應(yīng)，所以不選。 2．鋁是重要的金屬材料之一，下列關(guān)于鋁的敘述中，不正確的是(　　) A．鋁原子最外層有3個(gè)電子 B．鋁是地殼中含量最多的金屬元素 C．在常溫下，鋁不能與氧氣反應(yīng) D．鋁易被氧化，而Al3＋則很難被還原 解析：選C。Al的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，A正確；鋁在地殼中的含量?jī)H次于非金屬元素氧、硅，B正確；在常溫下，鋁易被氧氣氧化為Al2O3，C不正確；D正確。 3．有下列物理性質(zhì)：①銀白色金屬；②延展性；③導(dǎo)熱性；④導(dǎo)電性；⑤被磁鐵吸引。其中，鐵、銅、鋁三種金屬都具有的是(　　) A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．①⑤ 解析：選B。鐵和鋁是銀白色金屬，銅是紫紅色金屬；鐵可被磁鐵吸引，銅和鋁不能被磁鐵吸引。 4．鋁在人體中積累可使人慢性中毒，1989年世界衛(wèi)生組織正式將鋁確定為食品污染源之一而加以控制。鋁在下列使用場(chǎng)合須加以控制的是(　　) ①制鋁錠?、谥埔桌蕖、壑齐娋€電纜　④制牙膏皮 ⑤用明礬凈水?、拗拼毒摺、哂妹鞯\和蘇打做食物膨化劑?、嘤脷溲趸X制藥片治胃病?、嶂品冷P油漆 A．①②④⑤⑥⑦⑧ B．②⑤⑥⑦⑧⑨ C．②④⑤⑥⑦⑧ D．③④⑤⑥⑦⑧ 解析：選C。鋁是一種非常重要的金屬，有極為廣泛的用途。上述9項(xiàng)都屬于鋁的用途，其中一部分與食品有關(guān)，如制易拉罐、用明礬凈水、制炊具、用明礬和蘇打做食物膨化劑等，還有制牙膏皮、用氫氧化鋁制藥片治胃病等，鋁元素都可以直接進(jìn)入人體而危害人體健康，應(yīng)嚴(yán)格控制。 5．下列關(guān)于金屬鋁的敘述中，說(shuō)法不正確的是(　　) A．鋁的化學(xué)性質(zhì)很活潑，但在空氣中不易銹蝕 B．鋁是比較活潑的金屬，在化學(xué)反應(yīng)中容易失去電子，表現(xiàn)出還原性 C．鋁箔在空氣中受熱可以熔化，且發(fā)生劇烈燃燒 D．鋁箔在空氣中受熱可以熔化，但由于氧化膜的存在，熔化的鋁并不滴落 解析：選C。盡管鋁的化學(xué)性質(zhì)很活潑，但在空氣中易與氧氣反應(yīng)，生成一層穩(wěn)定的致密氧化膜，故不易被銹蝕，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)正確；鋁箔在空氣中受熱可以熔化，但形成的氧化膜使得鋁與氧氣不再反應(yīng)，因而也就不會(huì)燃燒，C項(xiàng)錯(cuò)；D項(xiàng)正確。 6．下列有關(guān)廚房鋁制品的使用中，你認(rèn)為合理的是(　　) A．盛放食醋 B．燒煮開(kāi)水 C．用金屬絲擦洗表面的污垢 D．用堿水洗滌 解析：選B。食醋中含有的醋酸呈酸性，能與鋁發(fā)生反應(yīng)而腐蝕；用金屬絲擦洗時(shí)會(huì)破壞鋁表面覆蓋的氧化鋁層，使鋁裸露在外繼續(xù)被腐蝕；而用堿水洗滌也同樣不行，因?yàn)殇X能跟堿反應(yīng)而被腐蝕。 7.向某硫酸鋁和硫酸鎂的混合溶液中逐滴加入2 molL－1的NaOH溶液，生成沉淀的質(zhì)量(m)與加入NaOH溶液體積的關(guān)系如圖所示，則原混合溶液中MgSO4與Al2(SO4)3的物質(zhì)的量濃度之比為(　　) A．2∶1 B．1∶3 C．1∶2 D．1∶1 解析：選A。分析圖像可知，沉淀Al3＋、Mg2＋共消耗NaOH溶液的體積為5體積，溶解Al(OH)3沉淀消耗1體積NaOH溶液，說(shuō)明沉淀Al3＋用掉3體積NaOH溶液，沉淀Mg2＋消耗2體積NaOH溶液。則原溶液中n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝1∶1，換算成MgSO4和Al2(SO4)3的物質(zhì)的量之比為n(MgSO4)∶n[Al2(SO4)3]＝n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝2∶1，在同一溶液中，溶液體積相同，故物質(zhì)的量濃度之比等于物質(zhì)的量之比。 8．下列各組稀溶液，只用試管和膠頭滴管不能鑒別的是(　　) A．AlCl3和KOH B．Na2CO3和鹽酸 C．Na[Al(OH)4]和鹽酸 D．AlCl3和氨水 解析：選D。無(wú)論滴加順序怎樣，AlCl3與氨水作用都立即產(chǎn)生沉淀，無(wú)法鑒別。 9．A、B、C、D、E五種化合物，均含有某種常見(jiàn)金屬元素，A中又含有鉀元素，它們的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，其中A為澄清溶液，C為難溶的具有兩性的白色固體，E易溶于水。 (1)寫出化學(xué)式： A____________，C____________， D____________，E____________。 (2)寫出下列反應(yīng)的離子方程式： A→B_______________________________________________________， F→E________________________________________________________。 (3)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式： F→C________________________________________________________， B→E________________________________________________________。 解析：本題的“題眼”是“C為難溶的具有兩性的白色固體”，并且C是由B經(jīng)加熱得到的，可推測(cè)C為Al2O3，則B為Al(OH)3，進(jìn)一步求得E為Na[Al(OH)4]，D為AlCl3，A則為K[Al(OH)4]。F與Fe2O3在高溫條件下得到C，此反應(yīng)為鋁熱反應(yīng)，F(xiàn)為Al。 答案：(1)K[Al(OH)4]　Al2O3　AlCl3　Na[Al(OH)4] (2)[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO 2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ (3)2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4] 10．某無(wú)色溶液中只含有下列8種離子中的某幾種：Mg2＋、H＋、Ag＋、Na＋、Cl－、HCO、OH－、NO，已知該溶液能與鋁反應(yīng)放出氫氣。試回答下列問(wèn)題： (1)若該溶液與鋁反應(yīng)后生成Al3＋，則溶液中可能存在的離子有____________，一定存在的離子有________________________________________________________________________， 一定不存在的離子有________________________________________________________________________， 與鋁反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。 (2)若該溶液與鋁反應(yīng)后生成[Al(OH)4]－，則溶液中可能存在的離子有____________，一定存在的離子有________，一定不存在的離子有____________，與鋁反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。 解析：(1)若反應(yīng)后生成Al3＋，則說(shuō)明該溶液顯酸性，則HCO、OH－不存在，若有HNO3則不能生成H2，所以也不存在NO，則酸只能為HCl，故也不存在Ag＋；一定存在H＋、Cl－，Mg2＋、Na＋可能存在。(2)反應(yīng)后生成[Al(OH)4]－，說(shuō)明溶液呈堿性，則H＋、Mg2＋、Ag＋、HCO一定不存在，一定存在OH－、Na＋，NO、Cl－可能存在。 答案：(1)Mg2＋、Na＋　H＋、Cl－　Ag＋、HCO、NO、OH－　2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ (2)NO、Cl－　OH－、Na＋　H＋、Mg2＋、Ag＋、HCO　2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ [能力提升] 11．把鋁粉和氧化鐵粉配成鋁熱劑，分為兩等份，一份在高溫下恰好完全反應(yīng)后，再與足量鹽酸反應(yīng)，另一份直接放入足量的燒堿溶液中充分反應(yīng)，前后兩種情況下生成的氣體質(zhì)量之比是(　　) A．3∶2 B．2∶3 C．1∶1 D．28∶9 解析：選B。根據(jù)化學(xué)方程式Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3，F(xiàn)e＋2HCl===FeCl2＋H2↑，2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，可知選項(xiàng)B正確。 12.把x溶液(或氣體)慢慢加入(或通入)到一定量的y溶液中，產(chǎn)生的沉淀量與加入x的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖所示，符合圖中曲線的是(　　) A．x為CO2，y為Ca(OH)2 B．x為NH3H2O，y為AlCl3 C．x為NaOH，y為AlCl3 D．x為HCl，y為Na[Al(OH)4] 解析：選C。CO2通入Ca(OH)2溶液中可產(chǎn)生碳酸鈣沉淀，繼續(xù)通CO2，沉淀溶解生成Ca(HCO3)2溶液。氨水加入AlCl3溶液產(chǎn)生沉淀，但過(guò)量時(shí)沉淀不溶解，離子方程式為Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH。NaOH溶液滴加到AlCl3溶液中生成Al(OH)3沉淀，繼續(xù)滴加沉淀溶解，生成四羥基合鋁酸鹽：AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl，Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]。鹽酸加入到Na[Al(OH)4]溶液中，先生成Al(OH)3沉淀，繼續(xù)加入沉淀溶解生成三價(jià)鋁鹽：HCl＋Na[Al(OH)4]===Al(OH)3↓＋NaCl＋H2O，Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O。觀察方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)，從定量角度分析，只有C選項(xiàng)符合題意。 13．用過(guò)量的H2SO4、NaOH、NH3H2O、NaCl等溶液，按下圖所示步驟分開(kāi)五種離子。則溶液①②③④是(　　) A．①NaCl?、贜aOH?、跱H3H2O　④H2SO4 B．①H2SO4?、贜aOH　③NH3H2O?、躈aCl C．①H2SO4?、贜H3H2O?、跱aOH?、躈aCl D．①NaCl　②NH3H2O?、跱aOH?、蹾2SO4 解析：選D。因，可推知③是NaOH，則②是NH3H2O；很明顯①只能是NaCl，若是H2SO4，則Ag2SO4也會(huì)成為沉淀析出，④是H2SO4。 14．將a g Fe2O3、Al2O3樣品溶解在過(guò)量的200 mL c(H＋)＝0.1 molL－1的硫酸溶液中，然后向其中加入NaOH溶液使Fe3＋、Al3＋剛好沉淀，用去NaOH溶液100 mL，則NaOH溶液的濃度為(　　) A．0.1 molL－1 B．0.2 molL－1 C．0.4 molL－1 D．0.8 molL－1 解析：選B。反應(yīng)過(guò)程為Fe2O3、Al2O3＋H2SO4―→Fe3＋、Al3＋、H＋、SO， Fe3＋、Al3＋、SO、H＋＋ 因此當(dāng)Fe3＋、Al3＋剛好沉淀時(shí)，濾液中的成分只有Na2SO4。由電荷守恒原理有n(Na＋)＝2n(SO)，0.1 Lc(NaOH)＝2(0.2 L0.05 molL－1)，c(NaOH)＝0.2 molL－1。有關(guān)鋁元素在溶液中的計(jì)算，抓住終態(tài)溶液中的成分，根據(jù)電荷守恒即可簡(jiǎn)化計(jì)算。 15．準(zhǔn)確稱取6 g鋁土礦樣品(含Al2O3、Fe2O3、SiO2)放入盛有100 mL某濃度的硫酸的燒杯中，充分反應(yīng)后過(guò)濾，向?yàn)V液中加入10 molL－1NaOH溶液，產(chǎn)生的沉淀質(zhì)量m與加入NaOH溶液體積V的關(guān)系如圖。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題； (1)硫酸的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)___________。 (2)若a＝2.3，用于沉淀Fe3＋所消耗的NaOH溶液的體積是________mL，該鋁土礦樣品中各組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：Al2O3為_(kāi)_______，F(xiàn)e2O3為_(kāi)_______。 解析：(1)題給鋁土礦樣品中只有Al2O3、Fe2O3與H2SO4反應(yīng)。濾液：H2SO4、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3，加35 mL NaOH溶液時(shí)，沉淀值最大，此時(shí)沉淀為Al(OH)3、Fe(OH)3，形成Na2SO4溶液，由電荷守恒n(Na＋)＝2n(SO)，根據(jù)元素守恒知n(Na＋)＝n(NaOH)＝10 molL－10.035 L＝0.35 mol，n(SO)＝n(H2SO4)＝c(H2SO4)0.1 L，得c(H2SO4)＝1.75 molL－1。 (2)沉淀Al3＋消耗OH－的量與溶解Al(OH)3所耗的OH－的量之比為3∶1，由圖知沉淀Al3＋所用NaOH溶液為30 mL；沉淀Fe3＋所用NaOH溶液為35 mL－30 mL－2.3 mL＝2.7 mL。 n(Al2O3)＝n(NaOH)＝(10 molL－10.030 L)＝0.05 mol， w(Al2O3)＝100%＝85%，w(Fe2O3)＝100%＝12%。 答案：(1)1.75 molL－1　(2)2.7　85%　12% 16．從鋁土礦(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質(zhì))中提取氧化鋁的兩種工藝流程如下： 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)流程甲加入鹽酸后生成Al3＋的離子方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________ ____________________。 (2)流程乙加入燒堿后生成SiO的離子方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________ ____________________。 (3)驗(yàn)證濾液B含F(xiàn)e3＋，可取少量濾液并加入________(填試劑名稱)。 (4)濾液E、K中溶質(zhì)的主要成分是________(填化學(xué)式)，寫出該溶液的一種用途：________________________________________________________________________。 解析：(1)Al2O3溶于鹽酸生成AlCl3和水，離子方程式為Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O。 (2)SiO2與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為SiO2＋2OH－===SiO＋H2O。 (3)Fe3＋的檢驗(yàn)可用KSCN溶液。 (4)由于通入的是過(guò)量CO2，因此濾液E和K中的主要成分都是NaHCO3，其用途廣泛，工業(yè)上可用于制純堿，也可用做食品添加劑等。 答案：(1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O (2)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O (3)硫氰化鉀溶液 (4)NaHCO3　制純堿(或做發(fā)酵粉等合理答案均可)