2022-2023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

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1、2022-2023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 [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鋁是非常活潑的金屬,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

2、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

3、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

4、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

5、.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

6、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

7、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 mol·L-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( 

8、 ) 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)

9、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

10、。 (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;

11、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、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

12、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.W

13、O3 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________________________________

14、_______________________ ________________________________________________________________________。 試解釋易拉罐變癟的原因:_____________________________________________________ ________________________________________________________________________; 并解釋后一現(xiàn)象的原因:_______________________________________________

15、_____ ________________________________________________________________________。 寫出反應(yīng)過(guò)程中的兩個(gè)離子方程式:___________________________________________ ________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________。 答案 易拉罐又

16、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

17、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

18、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NH

19、3·H2O,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

20、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

21、 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?。2↑ 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 L·mol-1×(0.05+0.15) mol=4.48 L 若鋁箔不足,收集氫氣體積的范圍為

22、 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

23、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

24、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2

25、Al+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。

26、 (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___________________________________________________________

27、_____________。 (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

28、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)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式: A________、B________、C________、D________。 (2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式: B―→C________________________________________________________________________。 B―→D___________________________________

29、_____________________________________。 (3)寫出下列反應(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)

30、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

31、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)_____

32、__。 (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)

33、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

34、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 (2×27)g (3×22.4)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。

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