2018-2019版高中化學(xué) 專題3 從礦物到基礎(chǔ)材料 第一單元 從鋁土礦到鋁合金 第1課時(shí)學(xué)案 蘇教版必修1.doc

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第1課時(shí)　鋁及鋁合金 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]　1.根據(jù)鋁的原子結(jié)構(gòu)，會(huì)分析鋁具有較強(qiáng)的還原性，知道鋁能與非金屬、酸、堿反應(yīng)。2.認(rèn)識(shí)鋁在化學(xué)性質(zhì)上與其他常見(jiàn)金屬的相似與不同。3.了解鋁及其合金的性能及應(yīng)用。 一、鋁的性質(zhì) 1．物理性質(zhì) 鋁是銀白色的金屬，密度較小，有較強(qiáng)的韌性和延展性，熔點(diǎn)較低，硬度較小，有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性。 2．化學(xué)性質(zhì) (1)鋁與O2反應(yīng) ①鋁是非?；顫姷慕饘?，極易與氧氣反應(yīng)，其化學(xué)方程式是4Al＋3O2===2Al2O3。但生活中許多鋁制品卻很耐腐蝕，這是因?yàn)槌叵落X在空氣中極易與氧氣反應(yīng)，表面生成致密的氧化鋁薄膜并牢固地覆蓋在鋁表面，能阻止氧氣等與鋁進(jìn)一步反應(yīng)，因而鋁具有很強(qiáng)的抗腐蝕性。 ②如果將鋁絲加強(qiáng)熱后插入到純氧中會(huì)觀察到鋁絲劇烈燃燒，并產(chǎn)生耀眼的白光，最后得到白色塊狀固體。反應(yīng)的化學(xué)方程式是4Al＋3O22Al2O3。 (2)鋁與酸、堿的反應(yīng) ①將兩小塊用砂紙打磨過(guò)的鋁條分別放入兩支潔凈的試管中，再向試管中分別加入濃硝酸、濃硫酸，觀察鋁片能否溶解？有無(wú)氣體產(chǎn)生？ 答案　鋁片不溶解，無(wú)氣體產(chǎn)生。 ②在兩支試管中分別加入5 mL鹽酸和5 mL NaOH溶液，再分別放入一小片鋁片，觀察到的現(xiàn)象是鋁片逐漸溶解，有氣泡產(chǎn)生；用手小心觸摸試管外壁有熱感(反應(yīng)放熱)；一段時(shí)間后，將點(diǎn)燃的木條分別放在試管口部，發(fā)生的現(xiàn)象是產(chǎn)生爆鳴聲。由此可說(shuō)明反應(yīng)過(guò)程中有H2產(chǎn)生。 ③由以上實(shí)驗(yàn)可知，鋁既能與鹽酸反應(yīng)，又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，二者均生成氫氣。 a．鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。 b．鋁與鹽酸反應(yīng)的離子方程式是2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。 (3)鋁熱反應(yīng) 如下圖所示，用兩張圓形濾紙分別折疊成漏斗狀，套在一起。使四周都有四層。把內(nèi)層紙漏斗取出，在底部剪一個(gè)小孔，用水潤(rùn)濕，再跟另一紙漏斗套在一起，架在鐵圈上，下面放置盛沙的蒸發(fā)皿。把5 g炒干的氧化鐵粉末和2 g鋁粉混合均勻，放在紙漏斗中，上面加上少量氯酸鉀并在混合物中間插一根鎂條，用小木條點(diǎn)燃鎂條，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。 通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)信息，回答下列問(wèn)題： ①寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________________________ ________________________；并指出：________是氧化劑，________是還原劑，該反應(yīng)稱為_(kāi)_________。 ②選出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(將字母填寫(xiě)在橫線上)：_________________________________。 a．鎂條劇烈燃燒　b．放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光芒，火星四射　c．紙漏斗的下部被燒穿　d．熔落物能夠被磁鐵吸引 ③如何用簡(jiǎn)單的方法證明生成物為金屬鐵？ 答案?、貴e2O3＋2AlAl2O3＋2Fe　Fe2O3　Al 鋁熱反應(yīng)?、赼bcd ③用磁鐵吸引生成物，如磁鐵上有黑色物質(zhì)被吸附，則證明生成物中有金屬鐵。 　鋁的性質(zhì) 1．除O2外，Cl2、S、Br2、I2等許多非金屬單質(zhì)也能在一定條件下與Al反應(yīng)。 2．在冷的濃硫酸、濃硝酸中鋁的表面會(huì)迅速生成一層致密的氧化膜而停止反應(yīng)，我們把這種現(xiàn)象稱為鋁的鈍化。因此，濃硝酸、濃硫酸可貯存在鋁制容器中，亦可用鋁槽車運(yùn)輸。 3．鋁與酸、堿溶液反應(yīng)的比較 ①還原劑均為Al,1 mol Al失去電子數(shù)目均為3 mol，與酸反應(yīng)產(chǎn)物為Al3＋，與堿溶液反應(yīng)產(chǎn)物為AlO。 ②相同質(zhì)量的鋁分別與足量鹽酸溶液和氫氧化鈉溶液完全反應(yīng)后，在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積比是1∶1。 ③產(chǎn)生相同量的H2，所需HCl和NaOH的物質(zhì)的量之比為3∶1。 4．鋁粉和某些金屬氧化物(如Fe3O4、CuO、MnO2、Cr2O3、V2O5等)組成的混合物叫鋁熱劑，在高溫下發(fā)生鋁熱反應(yīng)，可用來(lái)冶煉難熔的相對(duì)較不活潑的金屬(如V、Cr、Mn)、焊接鋼軌等。 【例1】　下列有關(guān)鋁的敘述中正確的是(　　) A．鋁在常溫下不能與O2反應(yīng) B．鋁既能溶于強(qiáng)酸，又能溶于強(qiáng)堿 C．鋁與氧化鎂組成的混合物稱為鋁熱劑 D．鋁片放入濃H2SO4中，無(wú)明顯現(xiàn)象，說(shuō)明二者未發(fā)生反應(yīng) 答案　B 解析　鋁為活潑金屬，常溫下能與O2反應(yīng)生成致密氧化物薄膜，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鋁既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)，B項(xiàng)正確；鎂比較活潑，鋁不能置換出鎂，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鋁常溫下在濃H2SO4中鈍化，在鋁表面形成致密氧化膜，發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 易錯(cuò)提醒　 鋁熱反應(yīng)冶煉的是難熔金屬且金屬性比鋁弱，故鋁與比其不活潑的金屬氧化物組成的混合物才叫鋁熱劑。 【例2】　甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 molL－1的鹽酸和氫氧化鈉溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后測(cè)得生成的氣體體積比為V甲∶V乙＝1∶2，則加入鋁粉的質(zhì)量為(　　) A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g 答案　A 解析　Al和鹽酸的反應(yīng)式為2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑；Al與NaOH溶液的反應(yīng)式為2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。若Al均完全反應(yīng)，則產(chǎn)生的H2體積比為1∶1，實(shí)際產(chǎn)生H2的體積比為1∶2，即NaOH溶液中產(chǎn)生的H2多，說(shuō)明消耗的Al多，即甲中Al過(guò)量。由n(HCl)＝0.3 mol，可知甲中產(chǎn)生0.15 mol H2，那么乙中產(chǎn)生0.3 mol H2，消耗0.2 mol OH－，OH－還剩余0.1 mol，則Al沒(méi)有剩余，則投入的Al為0.2 mol，其質(zhì)量為5.4 g。 方法點(diǎn)撥　 計(jì)算鋁的質(zhì)量分三步：先由酸中的n(H＋)計(jì)算產(chǎn)生的n(H2)酸，再由酸、堿中產(chǎn)生的H2的體積比計(jì)算堿中產(chǎn)生的n(H2)堿，最后由n(H2)堿計(jì)算n(Al)和m(Al)。 二、鋁合金及其應(yīng)用 1．金屬鋁與其他金屬(或非金屬)熔合形成鋁合金。鋁合金具有密度小，強(qiáng)度高，塑性好等優(yōu)點(diǎn)。 2．鋁及鋁合金其優(yōu)良的物理性質(zhì)決定其重要用途，請(qǐng)把以下左欄列舉的鋁的重要用途與右欄列舉的有關(guān)鋁的性質(zhì)用線連起來(lái)： 1.組成 (1)合金中一定有金屬元素，也可能含有非金屬元素。 (2)合金一般是混合物，沒(méi)有固定的熔點(diǎn)。 2．性質(zhì) (1)合金的熔點(diǎn)一般比成分金屬的低。 (2)合金的硬度、密度、強(qiáng)度以及其他一些機(jī)械性能要優(yōu)于成分金屬。 (3)合金具有金屬特性，如導(dǎo)熱、導(dǎo)電性。 (4)合金中各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)不變。 【例3】　京滬高鐵是世界上一次性建成的最長(zhǎng)高速鐵路。高鐵車廂大部分采用鋁合金材料制造，這是因?yàn)殇X合金(　　) A．比純鋁熔點(diǎn)高 B．具有比較活潑的化學(xué)性質(zhì) C．各種成分在自然界中含量豐富，容易獲取 D．質(zhì)量輕，強(qiáng)度大，抗腐蝕能力比較強(qiáng) 答案　D 解析　A項(xiàng)，鋁合金的熔點(diǎn)比純鋁低，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，作為制造車廂的材料鋁合金抗腐蝕能力較強(qiáng)，即化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，鋁的含量較豐富，但卻不容易獲取，制取金屬鋁需消耗很多能量，錯(cuò)誤；D項(xiàng)正確。 鋁及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系 1．鋁合金因堅(jiān)硬、輕巧、美觀、潔凈、易于加工而成為新型建筑材料，主要用于制作窗框、卷簾門(mén)、防護(hù)欄等。下列與這些用途無(wú)關(guān)的性質(zhì)是(　　) A．不易生銹 B．導(dǎo)電性好 C．密度小 D．強(qiáng)度高 答案　B 2．下列有關(guān)金屬鋁的敘述正確的是(　　) A．鋁在常溫下不能與氧氣反應(yīng) B．鋁不能與氯氣反應(yīng) C．鋁能置換出Fe、Cr、Mn等金屬，是因?yàn)殇X的還原性強(qiáng)且鋁轉(zhuǎn)化為氧化鋁時(shí)放出大量的熱 D．鋁槽車能貯存濃硫酸、濃鹽酸，鋁合金是制造門(mén)窗、汽車、飛機(jī)的重要材料 答案　C 解析　鋁在常溫下能與O2反應(yīng)(表面生成氧化膜)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鋁與氯氣能反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；鋁與FexOy、Cr2O3、MnO2等發(fā)生鋁熱反應(yīng)，C項(xiàng)正確；鋁槽車不能貯存濃鹽酸，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3．足量下列物質(zhì)與相同質(zhì)量的鋁反應(yīng)，放出氫氣且消耗溶質(zhì)物質(zhì)的量最少的是(　　) A．氫氧化鈉溶液 B．稀硫酸 C．鹽酸 D．濃硝酸 答案　A 解析　本題考查金屬鋁的性質(zhì)，意在考查學(xué)生運(yùn)用元素化合物知識(shí)的能力。根據(jù)關(guān)系式：2Al～2NaOH,2Al～3H2SO4,2Al～6HCl，A項(xiàng)正確，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；濃硝酸會(huì)使Al發(fā)生鈍化，不會(huì)放出氫氣。 4．用鋁熱法還原下列化合物，制得金屬各1 mol時(shí)，消耗鋁的量最少的是(　　) A．MnO2 B．WO3 C．Co3O4 D．Cr2O3 答案　C 解析　比較生成1 mol金屬時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目即可得出答案。由“MnO2→Mn(降4價(jià))、WO3→W(降6價(jià))、Co3O4→Co(降價(jià))、Cr2O3→Cr(降3價(jià))”可知，生成1 mol金屬時(shí)，Co的化合價(jià)降低最少即得電子數(shù)最少，因而消耗的Al最少(耗Al量由多到少的順序是B＞A＞D＞C)。 5．在鋁制易拉罐中收集滿CO2氣體，然后在其中倒入10 mL濃NaOH溶液，并迅速用膠帶將易拉罐口封住，能夠觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是易拉罐突然變癟了，可經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后，又可以觀察到的現(xiàn)象是_______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 試解釋易拉罐變癟的原因：_____________________________________________________ ________________________________________________________________________； 并解釋后一現(xiàn)象的原因：____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 寫(xiě)出反應(yīng)過(guò)程中的兩個(gè)離子方程式：___________________________________________ ________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________。 答案　易拉罐又鼓起來(lái)　易拉罐中的CO2與濃NaOH反應(yīng)，致使易拉罐內(nèi)氣壓降低，從而使易拉罐被大氣壓壓癟　NaOH溶液與易拉罐(Al)反應(yīng)產(chǎn)生H2，隨著易拉罐內(nèi)H2的量增多，易拉罐內(nèi)氣壓增大　CO2＋2OH－===CO＋H2O　2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ 解析　易拉罐的材質(zhì)是鋁，本題應(yīng)從CO2、鋁與NaOH的反應(yīng)入手分析，結(jié)合氣體壓強(qiáng)變化，從而得出結(jié)論。 [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 題組一　鋁的性質(zhì)和用途 1．下列關(guān)于鋁的敘述不正確的是(　　) A．鋁是地殼中含量最多的元素 B．在常溫下，鋁能與NaOH溶液反應(yīng) C．鋁是一種比較活潑的金屬 D．在化學(xué)反應(yīng)中，鋁容易失去電子，是還原劑 答案　A 解析　A項(xiàng)錯(cuò)誤，地殼中含量最多的元素是氧，含量最多的金屬元素是鋁；B項(xiàng)正確，鋁在常溫下就能與NaOH溶液反應(yīng)；鋁排在金屬活動(dòng)性順序表的第5位，是比較活潑的金屬，所以在反應(yīng)中易失去電子，作還原劑，C項(xiàng)和D項(xiàng)是正確的。 2．在工業(yè)上，鋁常用于冶煉難熔金屬，這一用途主要是由于鋁(　　) A．具有強(qiáng)還原性，反應(yīng)中放出大量的熱 B．高溫時(shí)在空氣中能燃燒 C．具有良好導(dǎo)熱性 D．反應(yīng)后生成熔點(diǎn)更高的氧化鋁 答案　A 3．除去鎂粉中混有的少量鋁粉，可選用的試劑是(　　) A．稀鹽酸 B．稀硫酸 C．氫氧化鈉溶液 D．氨水 答案　C 解析　Mg、Al都是較活潑的金屬，與鹽酸、稀硫酸均能發(fā)生反應(yīng)，但與氨水都不反應(yīng)，Al能與NaOH溶液反應(yīng)，而Mg不能，故可用NaOH溶液除去Mg中含有的Al雜質(zhì)。 4．若在加入鋁粉能放出氫氣的溶液中，分別加入下列各組離子，一定能大量共存的是(　　) A．NH、SO、CO、K＋ B．Na＋、Ba2＋、Ca2＋、HCO C．Mg2＋、NO、K＋、Cl－ D．K＋、Cl－、Na＋、SO 答案　D 解析　鋁既能與酸反應(yīng)放出氫氣，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)放出氫氣，則加入鋁粉能放出氫氣的溶液中可能含H＋，也可能含OH－。分別加入各組離子，一定能大量共存，是指各組離子應(yīng)與H＋和OH－都能大量共存。A項(xiàng)，NH與OH－生成NH3H2O，CO與H＋生成CO2；B項(xiàng)，HCO與H＋、OH－都能發(fā)生反應(yīng)；C項(xiàng)，Mg2＋與OH－不能大量共存；D項(xiàng)，各離子與H＋和OH－都不發(fā)生反應(yīng)，符合要求。 題組二　鋁合金的性質(zhì)與用途 5．下列有關(guān)合金的敘述正確的是(　　) A．合金的密度比其各成分金屬小 B．合金的抗腐蝕性能都很好 C．合金的導(dǎo)電性能比其各成分金屬?gòu)?qiáng) D．多數(shù)合金比其各成分金屬熔點(diǎn)低，硬度大 答案　D 解析　合金與其各成分金屬相比，某些性能增強(qiáng)，某些性能減弱。多數(shù)合金的熔點(diǎn)比其各成分金屬低。 6．鋁合金在日常生活、航空航天和汽車制造等方面均有廣泛用途。下列關(guān)于鋁的說(shuō)法正確的是(　　) A．鋁的表面容易形成致密的氧化膜，抗腐蝕性能好 B．常溫下不與任何酸、堿反應(yīng) C．鋁元素在地殼中的含量高，儲(chǔ)量豐富，僅次于鐵 D．工業(yè)上通常用鈉與鋁鹽溶液反應(yīng)來(lái)制備鋁 答案　A 解析　鋁既能和強(qiáng)酸反應(yīng)，又能和強(qiáng)堿反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；鋁元素在地殼中的含量高于鐵，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鈉不能從鋁鹽溶液中置換出鋁單質(zhì)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 題組三　與鋁有關(guān)的計(jì)算 7．用鋁箔包裝0.1 mol金屬鈉，用針扎出一些小孔，放入水中，完全反應(yīng)后，用排水集氣法收集產(chǎn)生的氣體，則收集到的氣體為(標(biāo)準(zhǔn)狀況)(　　) A．O2和H2的混合氣體 B．1.12 L H2 C．大于1.12 L H2 D．小于1.12 L氣體 答案　C 解析　Na與水反應(yīng)放出H2，并且生成NaOH，鋁箔能與NaOH溶液反應(yīng)，也生成H2，故最后收集到的氣體是這兩部分H2的總和。 2Na　?。　?H2O　===　2NaOH　＋　H2↑ 0.1 mol 0.1 mol 0.05 mol 2Al?。?NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 0.1 mol 0.1 mol 0.15 mol 若鋁箔足量，共生成H2： V(H2)＝22.4 Lmol－1(0.05＋0.15) mol＝4.48 L 若鋁箔不足，收集氫氣體積的范圍為 1．12 L＜V(H2)＜4.48 L。 8．鋁分別與足量的稀鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，當(dāng)兩個(gè)反應(yīng)放出的氣體在相同狀況下體積相等時(shí)，反應(yīng)中消耗的HCl和NaOH物質(zhì)的量之比為(　　) A．1∶1 B．2∶1 C．3∶1 D．1∶3 答案　C 解析　金屬鋁無(wú)論是與酸還是與堿反應(yīng)，鋁與氫氣的關(guān)系式均為2Al～3H2，利用此特點(diǎn)可以很方便地進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 根據(jù)以上兩個(gè)化學(xué)方程式可知，放出等量氣體時(shí)消耗HCl和NaOH的物質(zhì)的量之比為3∶1。 9．等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸、氫氧化鈉溶液分別放在甲、乙兩燒杯中，各加等質(zhì)量的鋁，生成氫氣的體積比為3∶4。則甲、乙兩燒杯中的反應(yīng)情況可能是(　　) A．甲、乙中都是鋁過(guò)量 B．甲中鋁過(guò)量，乙中堿過(guò)量 C．甲中酸過(guò)量，乙中鋁過(guò)量 D．甲、乙中都是鋁不足 答案　B 解析　若Al與鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)消耗Al的質(zhì)量相同，則反應(yīng)放出H2的體積相等。實(shí)際放出H2的體積比為3∶4，證明鹽酸消耗鋁少，而NaOH溶液消耗鋁多；由反應(yīng)2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知：由于鹽酸和NaOH的物質(zhì)的量相等，鋁與鹽酸反應(yīng)，鋁過(guò)量，鋁與NaOH溶液反應(yīng)，鋁不足。 10．把鋁粉和Fe3O4粉末配成鋁熱劑并分成兩等份，第一份在高溫下恰好完全反應(yīng)，然后將生成物與足量鹽酸充分反應(yīng)，第二份直接加入足量的氫氧化鈉溶液使之充分反應(yīng)，前后兩種情況下生成的氣體在相同狀況下的體積比是(　　) A．3∶8 B．8∶3 C．3∶4 D．4∶3 答案　C 解析　鋁熱劑分成兩等份后，第一份在高溫下恰好完全反應(yīng)，8Al＋3Fe3O49Fe＋4Al2O3，然后將生成物與足量鹽酸充分反應(yīng)，只有Fe與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體，F(xiàn)e＋2HCl===FeCl2＋H2↑，即關(guān)系式為8Al～9Fe～9H2；第二份直接加入足量的NaOH溶液使之充分反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)為2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，則8Al～12H2，則前后兩種情況下生成的氣體在相同狀況下的體積比為9∶12＝3∶4。 [綜合強(qiáng)化] 11．鋁熱反應(yīng)原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上，如用于焊接鋼軌等，實(shí)驗(yàn)室鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。 (1)該實(shí)驗(yàn)步驟如下：用兩張圓形濾紙分別折疊成漏斗狀，套在一起，使四周都是四層。把內(nèi)層漏斗取出，在底部剪一個(gè)孔，用水潤(rùn)濕，再跟另一個(gè)漏斗套在一起，架在鐵圈上，下面放置盛沙的________(填儀器名稱)。把5 g炒干的氧化鐵粉末和2 g鋁粉混合均勻，放在漏斗中，上面加少量氯酸鉀，并在混合物中間插一根鎂條，用小木條點(diǎn)燃鎂條，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。 (2)圖中漏斗的材質(zhì)是________(填“玻璃”或“紙”)。 (3)鎂條的作用是______________________________。 (4)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________。 (5)待熔融物冷卻后，除去外層熔渣，仔細(xì)觀察，可以發(fā)現(xiàn)落下的是________珠。 (6)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________；在冶金工業(yè)上也常用這一反應(yīng)原理來(lái)冶煉________(填字母)。 A．不活潑金屬 B．較活潑金屬 C．稀有金屬 D．高熔點(diǎn)金屬 答案　(1)蒸發(fā)皿　(2)紙　(3)利用鎂條燃燒放出的熱量促使氧化鐵和鋁發(fā)生劇烈反應(yīng)　(4)①鎂條劇烈燃燒 ②反應(yīng)劇烈，放出大量的熱，發(fā)出耀眼的光芒　③紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落下　(5)鐵　(6)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe　D 解析　本題主要考查鋁熱反應(yīng)，解答本題必須熟練掌握演示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，抓住反應(yīng)實(shí)質(zhì)，了解該反應(yīng)在實(shí)際中的應(yīng)用。 12. A、B、C、D、E五種物質(zhì)均含有某種常見(jiàn)金屬元素，它們的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示，其中B為白色難溶固體，E易溶于水。 (1)寫(xiě)出下列物質(zhì)的化學(xué)式： A________、B________、C________、D________。 (2)寫(xiě)出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式： B―→C________________________________________________________________________。 B―→D________________________________________________________________________。 (3)寫(xiě)出下列反應(yīng)的離子方程式： A―→D________________________________________________________________________。 C―→D________________________________________________________________________。 答案　(1)Al(OH)3　Al2O3　Al　AlCl3 (2)2Al2O34Al＋3O2↑ Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O (3)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ 解析　 13.某學(xué)習(xí)小組用下圖所示裝置測(cè)定鋁鎂合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和鋁的相對(duì)原子質(zhì)量。 (1)A中試劑為_(kāi)_______。 (2)實(shí)驗(yàn)前，先將鋁鎂合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是 ________________________________________________________________________。 (3)將藥品和水裝入各儀器中，連接好裝置后，需進(jìn)行的操作還有①記錄C的液面位置；②將B中剩余固體過(guò)濾、洗滌、干燥、稱重；③待B中不再有氣體產(chǎn)生并恢復(fù)至室溫后，記錄C的液面位置；④由A向B中滴加足量試劑；⑤檢查氣密性。上述操作的順序是____________(填序號(hào))；記錄C的液面位置時(shí)，除視線平視外，還應(yīng)___________________________。 (4)B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)若實(shí)驗(yàn)用的鋁鎂合金的質(zhì)量為a g，測(cè)得氫氣體積為b mL(已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)，B中剩余固體的質(zhì)量為c g，則鋁的相對(duì)原子質(zhì)量為_(kāi)_______。 (6)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，若未洗滌過(guò)濾所得的不溶物，則測(cè)得鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將______(填“偏大”“偏小”或“不受影響”)。 答案　(1)NaOH溶液　(2)除去鋁鎂合金表面的氧化膜 (3)⑤①④③②　使D和C中的液面相平 (4)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ (5)　(6)偏小 解析　(1)鋁鎂合金中二者都與酸反應(yīng)，但鋁與堿反應(yīng)而鎂不與堿反應(yīng)，所以A中的試劑應(yīng)選擇NaOH溶液。(2)實(shí)驗(yàn)之前，將合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是除去合金表面的氧化物保護(hù)膜。(3)實(shí)驗(yàn)裝置包括反應(yīng)裝置和排液量氣裝置，注意氣密性檢查應(yīng)該在裝藥品之前。(5)鋁的相對(duì)原子質(zhì)量可利用產(chǎn)生的氫氣求解，M＝＝＝。(6)如果在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中未洗滌固體，則殘留物質(zhì)量偏大，鋁的質(zhì)量偏小，則測(cè)得鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小。 14．為確定某鋁熱劑(含氧化鐵和鋁)的組成，分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)： (1)若取a g樣品，向其中加入足量的NaOH溶液，測(cè)得生成的氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況，下同)體積為b L。 反應(yīng)的離子方程式是____________________________；樣品中鋁的質(zhì)量為_(kāi)_______g。 (2)另取a g樣品將其點(diǎn)燃，恰好完全反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，氧化鐵與鋁的質(zhì)量比是________。 (3)待(2)中反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后，加入足量鹽酸，測(cè)得生成的氣體體積為c L，該氣體與(1)中所得氣體的體積比c∶b＝________。 答案　(1)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑　　(2)80∶27　(3)2∶3 解析　(1)鋁熱劑中的鋁與NaOH反應(yīng)，鋁與氫氣的關(guān)系式為 2Al　　～　　3H2 (227)g (322.4)L m(Al) b L 所以：m(Al)＝ g＝ g。 (2)根據(jù)反應(yīng)：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，氧化鐵與鋁的質(zhì)量比為m(Fe2O3)∶m(Al)＝160∶54＝80∶27。 (3)在鋁熱反應(yīng)后的生成物中加入足量鹽酸，Al2O3、Fe均與鹽酸發(fā)生反應(yīng)，但只有鹽酸與Fe反應(yīng)時(shí)才放出氣體。 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，要知道放出多少氣體，必須知道鐵的質(zhì)量或Fe2O3的質(zhì)量，但題目要求的是Al與NaOH溶液、Fe與鹽酸產(chǎn)生H2體積比，只要知道鋁熱劑中Al與Fe的物質(zhì)的量之比即可求出。 2Al　　～　　Fe2O3　　～　　2Fe ↓ ↓ 3H2 2H2 b c 故c∶b＝2∶3。