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3.2金属材料
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列说法正确的是
A．Al2O3难溶于水，不跟水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物
B．因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物
C．Al2O3属于两性氧化物
D．Al2O3能与所有的酸、碱溶液反应
2．小明家收藏了一尊清末的铝制佛像，至今保存完好。其未被锈蚀的主要原因是（ ）
A．铝不易发生化学反应
B．铝的氧化物易发生还原反应
C．铝不易被氧化
D．铝易被氧化，但氧化铝膜具有保护内部铝的作用
3．生铁的熔点是1100～1200℃，则可推断纯铁的熔点是
A．1085℃ B．1160℃ C．1200℃ D．1535℃
4．将4.6g钠单质溶于95.4g水中配成溶液中溶质的质量分数为
A．7.8% B．8% C．大于8% D．小于8%
5．下列有关金属钠的说法正确的是
A．钠在空气中燃烧生成氧化钠
B．金属钠着火时，可用细沙覆盖灭火，也可用水灭火
C．将钠投入滴有紫色石蕊试液的水中，水溶液变为红色
D．将4.6 g Na投入95.4g水中，所得溶液中溶质的质量分数大于8.0%
6．将12.8g铜粉加到400mL 2mol/L的溶液中，充分反应后，下列说法正确的是(假设溶液总体积不变)
A．溶液中产生了黑色固体
B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为1：2
C．溶液中的物质的量浓度为
D．溶液中和物质的量之比为1：2
7．将4.3gNa、Na2O、Na2O2的混合物与足量水反应，在标准状况下得到672ml混合气体，将该混合气体通过放电恰好反应，则原混合物中Na、Na2O、Na2O2的物质的量之比为
A．1:2:1 B．1:1:1 C．.1:3:1 D．4:3:2
8．将11.5g钠、9g铝、28g铁分别投入200 1 的盐酸中，下列说法正确的是
A．钠与盐酸反应最剧烈，产生的气体最多
B．铝与盐酸反应的速率仅次于钠，但产生的气体最多
C．铁与盐酸反应产生的气体比钠多
D．反应结束时产生的气体一样多
二、填空题
9．钠、铝和铁是中学化学常见的三种重要金属。请回答下列问题：
(1)常温下，钠在空气中被氧化生成 (填“Na2O”或“Na2O2”)；
(2)Al2O3能溶于酸或强碱溶液生成盐和水，则是一种 (填“酸性”“碱性”或“两性”)氧化物；
(3)Fe(OH)3不溶于水，但能溶于酸，请写出Fe(OH)3与盐酸反应的离子方程式： 。
10．实验室中为进行有关氯气的性质实验，需要4瓶体积为100mL的氯气。(常温下，氯气的密度为2.91g/L。)
(1)制取4瓶氯气，理论上需要的质量是 。
(2)实际称取的固体的质量必须适当多于理论量，主要原因是 。
11．某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并放出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知：Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如表所示：
物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3
熔点/℃ 660 2054 1535 1462
沸点/℃ 2467 2980 2750 ——
(1)该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理： (填“合理”或“不合理”)。
(2)将铝与Fe2O3混合后放入漏斗中，然后引发铝热反应的实验操作是 。
(3)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是 ，反应的离子方程式为 。
(4)实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是___________(填序号)。
A．浓硫酸
B．稀硫酸
C．稀硝酸
D．氢氧化钠溶液
12．钠、铝和铁是三种重要的金属，回答问题：
（1）三种金属中，既能与盐酸反应又能与溶液反应 （填化学式），写出它与溶液反应的离子方程式 。
（2）三种金属在一定条件下均能与水发生反应。写出铁与水蒸气反应的化学方程式 。取一小块金属钠放入滴有酚酞的水中，可观察到的实验现象是 。（填字母序号）。
①钠浮在水面迅速反应
②钠沉在水底迅速反应
③钠熔成小球并迅速游动
④反应中可以听到嘶嘶的响声
⑤反应后的溶液变为红色
A．①④⑤ B．②③④⑤ C．①③④⑤
三、计算题
13．在标准状况下，11.2LCO和CO2的混合气体的质量为20.4g，求混合气体中CO和CO2的体积之比和质量之比 ？
四、解答题
14．铝铁及其化合物是中学化学常见的物质。由制铝工业废渣(主要含Fe、Ca、Al等的氧化物)制取聚合硫酸铁铝净水剂的流程如下：
(1)写出“滤渣”的主要成分 (写化学式)。
(2)为了提高浸取率，可行的操作是 (写出其中一条)，“操作”的名称是 。
(3)写出铝的氧化物在“浸取”中发生的离子方程式 ，从氧化还原角度看，在该操作中表现出 性。
(4)聚合硫酸铁铝溶于水形成、胶体具有 作用，达到净水的效果。
15．有A、B、C、D、E、F、G七种物质，它们的相互转化关系如下图（反应条件略，有些反应的产物和反应的条件没有全部标出）。已知A、B、E是单质，其中A着火只能用干燥的沙土灭火，A在O2中燃烧的产物为G，B在常温下为气体，C俗名称为烧碱，D为无色无味液体。
（1）写出A、F的化学式 A F 。
（2）写出A和D反应生成B和C的化学方程式 。
（3）写出E与C、D反应生成的B和F的离子方程式 。
（4）写出G与CO2反应的化学方程式 ，若有1mol的G参加反应，则转移的电子数目为 。
16．某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。

(1)A中试剂为 。
(2)实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是 。
(3)检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B中滴加足量试剂。上述操作的顺序是 (填序号)；记录C的液面位置时，除平视外，还应 。
(4)B中发生反应的化学方程式为 。
(5)若实验用铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为 。
《3.2金属材料》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C D D C D B D A
1．C
【详解】A项、Al2O3虽然难溶于水，不与水反应，但Al2O3和Al(OH)3中Al元素的化合价相同， Al2O3是Al(OH)3对应的氧化物，故A错误；
B项、Al2O3属于两性氧化物，故B错误；
C项、Al2O3属于两性氧化物，故C正确；
D项、Al2O3属于两性氧化物，与强酸、强碱反应，但不与弱酸、弱碱反应，故D错误；
故选C。
2．D
【分析】铝的化学性质比较活泼，能和氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜，阻止铝与氧气的接触，对铝起到保护作用。
【详解】A．铝的活动性较强，属于活泼金属，易发生化学反应，故A错误；
B．铝的氧化物氧化性较弱，难以在常温下发生还原反应，故B错误；
C．铝的化学性质比较活泼，易被氧化，故C错误；
D．铝的化学性质比较活泼，易被氧化，但氧化铝生成一层致密的氧化物薄膜，阻止铝与氧气的接触，具有保护内部铝的作用，故D正确；
答案选D。
3．D
【分析】合金的熔点通常比其成分金属低。
【详解】生铁的熔点是1100～1200℃，生铁是铁和碳的合金，合金的熔点比纯铁的熔点低，所以铁的熔点高于1200℃，选D。
4．C
【详解】，，解得x=8，y=2，则配成溶液中溶质的质量分数为，故C符合题意。
综上所述，答案为C。
5．D
【详解】A．钠在空气中燃烧会生成淡黄色固体——过氧化钠，A错误；
B．金属钠性质活泼，很容易与空气中的水及氧气发生反应，反应放出大量热。因此金属钠着火时，可用细沙或干土覆盖灭火，而不能用水灭火，否则会导致火势加剧，不能达到灭火的目的，B错误；
C．将钠投入滴有紫色石蕊试液的水中，金属钠会与溶液中的水反应产生的NaOH，而使溶液显碱性，因此滴有紫色石蕊试液的水会由紫色变为蓝色，C错误；
D．Na与水会发生反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。4.6 g钠的物质的量是0.2 mol，其与足量水反应产生0.2 mol NaOH和0.1 mol H2。0.2 mol NaOH质量是8.0 g，反应前4.6 g Na与95.4g水的质量和为100 g，由于反应后会放出H2，使反应后得到的NaOH溶液质量小于100 g。由于反应得到溶质NaOH的质量是8.0 g，溶液质量小于100 g，故所得溶液中溶质的质量分数大于8.0%，D正确；
故合理选项是D。
6．B
【分析】铜与发生反应的离子方程式为：，12.8g铜粉的物质的量为=0.2mol，400mL 2mol/L的的物质的量为2mol/L×0.4L=0.8mol，显然溶液中过量，据此分析解答。
【详解】A．根据上述分析可知，铜粉溶解，铁离子转化为亚铁离子，不会出现黑色固体，A错误；
B．氧化产物为铜离子，还原产物为亚铁离子，两者物质的量之比为1：2，B正确；
C．溶液中的物质的量浓度等于参加反应的的物质的量浓度，为，C错误；
D．溶液中剩余的的物质的量为0.8mol-=0.4mol，生成的物质的量为=0.4mol,所以两者的物质的量之比为1:1，D错误；
故选B。
7．D
【详解】钠与水、过氧化钠与水、氢气与氧气的反应方程式如下：2Na + 2H2O =2NaOH+ H2↑ ，2Na2O2 + 2H2O =4NaOH + O2↑，2H2 + O2 2H2O；将该混合气体通过放电，恰好完全反应，说明氢气和氧气反应的物质的量之比恰好等于它们反应的计量数之比，即氢气和氧气的物质的量之比为2：1，由方程式可得钠与过氧化钠的关系式为：4Na～2H2～O2～2Na2O2，所以钠与过氧化钠的物质的量之比为4：2=2：1，而氧化钠的物质的量不确定，显然D中符合钠与过氧化钠的物质的量之比为2：1，故选项D正确。
8．A
【详解】发生2Na＋2HCl=2NaCl＋H2↑，2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑，Fe＋2HCl=2FeCl2＋H2↑，根据化学反应方程式进行计算，假设金属全部参加反应，消耗盐酸的物质的量分别是mol=0.5mol、9×mol=1mol、28×mol=1mol，实际投入盐酸的物质的量为200×10－3×1mol=0.2mol，显然固体过量，盐酸不足，但金属钠还能与水反应产生氢气，因此金属钠产生的氢气量最多，金属钠金属性强于铝和铁，因此金属钠和酸反应速率最剧烈。
答案选A。
【点睛】本题考查常见金属的性质以及方程式的计算，侧重于学生的计算能力的考查，解答本题要注意钠与水的反应，根据各物质的物质的量大小判断反应的过量问题，在答题时不能忽略，n（Na）==0.5mol，n（Al）==mol，n（Fe）==0.5mol，n（HCl）=0.2L×1mol/L=0.2mol，三种金属中钠最活泼，与盐酸反应最剧烈，结合反应的关系式判断反应生成氢气的体积大小。
9．(1)Na2O
(2)两性
(3)Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
【详解】（1）常温下钠在空气中被氧化为生成Na2O；加热条件下生成过氧化钠；
（2）既能和酸反应生成盐和水又能和碱反应生成盐和水的氧化物叫两性氧化物，Al2O3与酸、碱反应生成盐与水，属于两性氧化物；
（3）Fe(OH)3与盐酸发生中和反应，两种化合物相互交换成分，生成氯化铁和水，离子方程式为：Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O。
10．(1)1.43g
(2)装置内会残留氯气无法完全收集
【详解】（1）根据，4瓶体积为100mL的氯气的物质的量与理论上需要的物质的量相等，的质量是 。
（2）实际操作中，装置内会残留氯气无法完全收集，称取的固体的质量必须适当多于理论量。
11．(1)合理
(2)加少量KClO3，插上镁条并将其点燃
(3) NaOH溶液
(4)B
【详解】（1）由表中数据可知，铝的熔点远远低于铁。则反应的高温条件是铝未反应的铝熔化，与铁水熔在一起，故解释合理。
（2）引发铝热反应的实验操作是加少量KClO3，插上镁条并将其点燃。
（3）检验铁铝合金中是否含有铝，可以利用铝能与碱溶液反应，而铁不能来检验，故实验所用的试剂是NaOH溶液，铝与NaOH溶液反应的离子方程式为。
（4）若用A、C溶解样品会产生SO2、NO等有毒气体，用D，则Fe不会与NaOH溶液反应，而用B既能将样品全部溶解，又不会生成有害气体，故选B。
12． C
【分析】(1)根据铝能和强酸、强碱反应；金属铝与氢氧化钠溶液反应生成了偏铝酸钠和氢气，据此写出反应的离子方程式；
(2) 铁和水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气；钠的密度小于水的密度，钠的熔点较低，钠和水反应生成氢气和氢氧化钠，同时有大量热量放出。
【详解】(1)铝和强酸、强碱反应生成可溶性盐和氢气；铝与氢氧化钠溶液反应，反应生成偏铝酸钠和氢气，该离子反应为；
答案为：Al；；
(2)高温下，铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应方程式为；钠的密度小于水的密度，反应时，钠浮在水面上，钠的熔点小于100℃，钠和水反应生成氢气和氢氧化钠，反应后的溶液遇到酚酞会使酚酞变红，同时放出的大量热量使钠熔成小球，生成的气体使钠受力不均，从而钠四处游动，并听到嘶嘶的响声；答案选C。
13．1：4 7：44
【分析】利用解方程组求出CO和CO2的各自的物质的量，设CO的物质的量为x，CO2的物质的量为y，则：①(x+y) ×22.4L/mol=11.2L ②x ×28 g/mol+y ×28 g/mol=20.4g，然后利用V=n×Vm、m=n×M，计算出它们各自的质量和体积。
【详解】设CO的物质的量为x，CO2的物质的量为y，则：①(x+y) ×22.4L/mol=11.2L
②x ×28 g/mol+y ×28 g/mol=20.4g 根据①式、②式得：x=0.1mol，y=0.4mol，则： V(CO)=0.1mol×22.4L/mol=2.24L，V(CO2)=0.4mol×22.4L/mol=8.96L；
m(CO)=0.1mol×28g/mol=2.8g，m(CO2)=0.4mol×44g/mol=17.6g；
故：V(CO)：V(CO2)=2.24L：8.96L=1：4，m(CO)：m(CO2)=2.8g：17.6g=7：44 。
【点睛】利用气体体积、物质的量、气体摩尔体积、摩尔质量之间的关系进行相关计算。
14．(1)
(2) 适当升高反应温度(或充分搅拌、或将废渣研磨成更小粒径，或适当增大硫酸和过氧化氢的浓度等) 过滤
(3) 氧化
(4)吸附
【分析】加入稀硫酸将金属氧化物反应生成硫酸铝、硫酸钙，加入过氧化氢将Fe2+氧化为Fe3+，滤渣是硫酸钙，滤液是硫酸铝和硫酸铁，加热聚合得到聚合硫酸铁铝；
【详解】（1）氧化钙和稀硫酸反应生成硫酸钙，其微溶于水，“滤渣”的主要成分；
（2）为了提高浸取率，可行的操作是适当升高反应温度或充分搅拌、或将废渣研磨成更小粒径，或适当增大硫酸和过氧化氢的浓度等；“操作”分离滤液和滤渣，名称是过滤；
（3）“浸取”中氧化铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和水，反应的离子方程式；加入将Fe2+氧化为Fe3+，在该操作中表现出氧化性；
（4）、胶体具有吸附性，能吸附水中固体杂质，可用于净水。
15． Na NaAlO2 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑ 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 NA
【分析】C俗名称为烧碱，应为NaOH，D为无色无味液体，应为H2O，由转化关系可知A为Na，B为H2，E可与氢氧化钠的水溶液反应生成氢气，一般为Al，F为NaAlO2。
【详解】（1）由以上分析可知A为Na，F为NaAlO2，故答案为：Na；NaAlO2；
（2）A和D反应生成B和C的反应为钠和水的反应，化学方程式为2Na+2H2O═2NaOH+H2↑，
故答案为：2Na+2H2O═2NaOH+H2↑；
（3）E与C、D反应生成的B和F离子方程式为2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑，
故答案为：2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑；
（4）G与CO2反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，反应中，2molNa2O2反应，转移2mol电子，故若有1mol的G参加反应，则转移的电子数目为NA，故答案为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 ；NA。
【点睛】平时要注意对一些物质的俗称进行记忆，例如NaOH俗称烧碱、火碱、苛性钠；NaHCO3俗称小苏打等。
16． NaOH溶液 除去铝镁合金表面的氧化膜 ①④③② 使D和C的液面相平 2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑
【分析】铝能与强碱反应而镁不能，利用这一特殊性质可达到实验目的。测定合金中铝的质量分数可称取一定量合金样品，测出其中铝的质量；测量铝的相对原子质量，可测其摩尔质量=铝的质量/铝的物质的量，测量生成氢气体积可求铝的物质的量。
【详解】(1)A中试剂为强碱溶液，可以是NaOH溶液等。
(2)铝、镁都是活泼金属，在空气中表面形成致密氧化膜。实验前，将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，就是要除去表面的氧化膜。
(3)实验中需要测出样品中铝的质量、反应生成氢气的体积。在检查气密性、药品和水装入仪器、连接好装置后，①记录C的液面位置；④由A向B中滴加足量试剂；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重，即操作顺序是①④③②。记录C的液面位置时，应调整D管高度使D和C中液面相平，再平视读数。
(4)试管B内，合金中的铝与NaOH溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑。
(5)设Al的相对原子质量为x，则
2Al ~ 3H2
2x g 3×22.4 L
(a-c) g b×10-3 L
得x=。
【点睛】若不需测定铝的相对原子质量（即已知），则A中试剂可为过量的稀硫酸。实验中测量样品质量和生成氢气在标准状况时的体积，则可计算合金中铝的质量分数。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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