1、第十一章 几种重要的金属 电化学第一节 镁和铝1(2009广东理基)下列有关金属及其合金的说法不正确的是 ( )A目前我国流通的硬币是由合金材料制造的B生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加C镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹D日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用解析：本题考查金属的相关知识，主要涉及Mg、Al；B项中生铁、普通钢、不锈钢中碳含量应是依次减少的，故B错。答案：B2下列有关镁的叙述正确的是()A镁条燃烧的火灾可用CO2进行扑灭 B镁不能与水反应放出H2C镁制容器可用来装浓HNO3 D镁在空气中燃烧产物并不全是MgO解析：镁是很活泼的金属，具有强还原性，燃着
2、的镁条能够夺取CO2中的氧而继续燃烧，镁条也能与水反应放出H2，温度低时反应较慢,加热时速度可以加快。镁条在空气中燃烧不仅与氧气化合生成MgO，还能与少量氮气化合生成Mg3N2。常温时，铝在浓HNO3中钝化，而镁则不能。答案：D3镁和铝都是较活泼的金属，下列叙述正确的是()A镁不与任何金属氧化物反应，而铝可用于冶炼金属B金属镁、铝作电极构成原电池时，负极反应一定为：Mg2e=Mg2CMgCl2及AlCl3溶液分别蒸发并灼烧，均可得到氧化镁和氧化铝D历史上曾用反应3NaAlCl3Al3NaCl制铝；现代工业用反应Mg2RbClMgCl22Rb制铷，所以活动性：MgRbNaAl解析：氯化镁、氯化铝
3、在溶液中均能水解，加热时水解生成的氯化氢从体系中不断逸出，生成的氢氧化物灼烧后生成氧化物，故C项正确；镁制取铷的反应实际上是利用铷的沸点比镁沸点低，铷蒸气不断从体系中抽出从而制得铷，不是依据金属活动性大小置换原理，D项不正确。答案：C4把镁粉中混入的少量铝粉除去，应选用的试剂是 ()A盐酸 B氯水 C烧碱溶液 D纯碱溶液解析：盐酸跟镁、铝都反应,A错;氯水中有氯气和水反应的生成物盐酸和次氯酸,镁、铝都会与其反应，B错；烧碱是氢氧化钠，铝有两性，可以跟氢氧化钠溶液反应放出氢气，铝变成偏铝酸钠溶于水，镁不反应而分离，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，C对；纯碱溶液是碳酸钠溶液，与镁、
4、铝都不反应，D错。答案：C5有镁、铝混合粉末10.2 g，将它溶于500 mL 4 mol/L的盐酸中，若要使沉淀质量达到最大值，则需加入2 mol/L的氢氧化钠溶液的体积为 ()A1 000 mL B500 mL C100 mL D1 500 mL解析：利用元素守恒，当沉淀达到最大值时，Na与Cl结合，即n(NaOH)n(HCl)，V(NaOH)1 000 mL。答案：A6某无色溶液中，已知含有H、Mg2、Al3等阳离子，逐滴加入NaOH(溶液)，则消耗NaOH溶液体积(x轴)和生成沉淀量(y轴)之间的函数关系,可用下图表示，则下列图中正确的是 ()解析：与OH反应的能力应是HAl3Mg2(
5、同浓度下)。此题解法为化学问题数学化(图形化)。注意：Al3Al(OH)3AlO2图形是非等腰三角形。答案：B7用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁(如图)，将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水水柱右端上升。根据实验现象判断下列说法错误的是 ()A实验中发生的反应都是氧化还原反应B铝是一种较活泼的金属C铝与氧气反应放出大量的热量D铝片上生成的“白毛”是氧化铝和氧化汞的混合物解析：从实验过程看,将包铝箔的试管浸入硝酸汞溶液时发生置换反应2Al3Hg2=3Hg2Al3，该反应属氧化还原反应，并且反应有一些金属汞附在铝箔表面，置于空气中时，铝与
6、空气中的O2反应生成疏松的Al2O3，即4Al3O2=2Al2O3，该反应属氧化还原反应，从红墨水的移动可推知该反应为放热反应。综合分析答案为D，因“白毛”只是Al2O3而无氧化汞(汞在常温下不与O2反应)。答案：D8(2009上海)镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应,产生气体的体积(V)与时间(t)关系如右图。反应中镁和铝的 ()A物质的量之比为32 B质量之比为32C摩尔质量之比为23 D反应速率之比为23解析：由图像可知，两个反应中生成的氢气一样多，说明两种金属提供的电子数目一样多，则镁、铝的物质的量之比为32，质量之比为43，故A项正确，B项错误；镁、铝的摩尔质量之比为89，C
7、项错；由图像可知，镁、铝与硫酸反应需要的时间之比为23，则二者的速率之比为32，D项错。答案：A9有一无色溶液，可能含有K、Al3、Mg2、NH4、Cl、SO42、HCO3、MnO4中的几种。为确定其成分，做如下实验：取部分溶液,加入适量Na2O2固体，产生无色无味的气体和白色沉淀，再加入足量的NaOH溶液后白色沉淀部分溶解；另取部分溶液，加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀产生。下列推断正确的是 ()A肯定有Al3、Mg2、NH4、Cl B肯定有Al3、Mg2、HCO3C肯定有K、HCO3、MnO4 D肯定有Al3、Mg2、SO42解析：由于溶液无色,则不含有MnO4;根据的现
8、象，产生无色无味气体,则原溶液中不存在NH4；加入过量的NaOH溶液，生成的白色沉淀部分溶解，则含有Mg2和Al3，由于Al3与HCO3可发生双水解；故无HCO3；根据的现象可推知原溶液含有SO42，而K、Cl无法确定。答案：D10(2010东莞期末)某化学兴趣小组用回收的镁铝合金制取氢气。现有10.8 g镁铝合金，下列说法正确的是 ()A常温下与足量18 molL1 H2SO4溶液反应，最多可放出0.6 mol H2B常温下与足量2 molL1 HNO3溶液反应，最少可放出0.45 mol H2C常温下与足量2 molL1 H2SO4溶液反应，放出H2的物质的量在0.45 mol0.6 mo
9、l之间D常温下与足量2 molL1 NaOH溶液反应，放出H2的物质的量在0.45 mol0.6 mol之间解析：A、B项中的酸与镁铝合金反应不产生H2；C、D项应利用极值法解决，若10.8 g全为Mg，则放出H2为0.45 mol，若10.8 g全为Al，则放出H2为0.6 mol，由于10.8 g为镁铝的混合物，故放出H2的物质的量在0.45 mol0.6 mol之间，C项正确；D项中只有铝与碱反应，只能确定放出的H2小于0.6 mol。答案：C11奥运五环代表着世界五大洲，五色代表的是世界五大洲不同肤色的人民，五环连在一起代表着五大洲的人们能够友好相处。如图所示五圆环代表A、B、C、D、
10、E五种常见的物质，而且A、B、C、D、E这五种物质含有同一种元素，两圆圈交叉是指两种物质之间可以转化，其中A是地壳中含量最多的金属元素的单质；B是一种常见的氧化物；对C的水溶液加热、蒸干、灼烧即可得B；D难溶于水，这种物质的生成是明矾净水的主要原因。(1)试推测A是_，C是_ (写化学式)。(2)由B生成A需要电解才能达到目的，当生成1 mol A时转移电子的物质的量为_。(3)C是一种强酸盐，其水溶液呈酸性，用离子方程式解释其原因_。解析：本题以“五元环中交叉环之间可相互转化或有相同元素”作为信息，围绕这一信息关系，考查物质的推断。(1)由题意可知，A是铝；B是氧化铝；C是一种挥发性酸的铝盐
11、(如氯化铝)；D是氢氧化铝；E是偏铝酸盐。(2)由B到A是氧化铝到铝的过程，需要电解，根据电解的化学方程式可知，当生成1 mol铝时需转移3 mol的电子。(3)C是强酸盐，同时又必须是挥发性酸的铝盐，所以可以是氯化铝，溶液呈酸性是由于铝离子水解。答案：(1)AlAlCl3或Al(NO3)3(2)3 mol(3)Al33H2OAl(OH)33H12(2010苏州模拟)为确定某铝热剂(含氧化铁和铝)的组成，分别进行下列实验。(1)若取a g样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体(标准状况，下同)体积为b L。反应的化学方程式是_，样品中铝的质量是_g。(2)若取a g样品将其点燃，恰
12、好完全反应，该反应的化学方程式是_，氧化铁与铝的质量比是_。(3)待(2)中的反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为c L,该气体与(1)中所得气体的体积比cb_。解析：本题考查铝与碱反应、铝热反应及有关计算。(1)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2227 g 322.4 Lm(Al) b Lm(Al) g(2)2AlFe2O3Al2O32Fe227 160可得氧化铁与铝的质量比为8027。(3)从铝热反应的化学方程式中可以得出，(2)中生成Fe的物质的量与铝热剂中Al的物质的量相等。由于Al与NaOH溶液反应中，2Al3H2，而Fe与盐酸反应中，FeH2，即等物质的量
13、的Al和Fe分别与NaOH溶液、盐酸反应产生气体的体积比为32，因此cb23。答案：(1)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(2)2AlFe2O3Al2O32Fe8027(3)2313某学习小组用下图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)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：记录C的液面位置；将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；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；由A向B中滴加足量试剂；检查气密性。上述操作的顺序是_(填序号)；记录C的液面位置时，除视
14、线平视外，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_。(6)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将_(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。解析：本题实验目的是测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量，因此要准确测出合金质量、铝的质量和氢气的体积，再通过计算完成实验要求。(1)选出只与合金中的一种金属反应产生氢气的溶液，故选NaOH溶液。(2)铝镁表面存在致密的氧化膜。(3)检验气密性应放在第一步，还要注意量气管液面前后读数及液柱差产生的压
15、强对氢气体积的影响。(5)2Al3H2 2M 322.4 ac b解得M(6)固体未洗涤会残留可溶性(NaAlO2、NaOH)杂质，烘干后测得镁的质量偏大，铝的质量偏小。答案：(1)NaOH溶液 (2)除去铝镁合金表面的氧化膜(3)使D和C的液面相平(4)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(5) (6)偏小14治胃病的药物中通常含有氢氧化铝。某研究性学习小组根据原理设计了如下五种制备方案：A铝屑与硫酸反应，然后再加入氢氧化钠溶液沉淀铝离子；B铝屑与硫酸反应，然后再加氨水沉淀铝离子；C铝屑与足量氢氧化钠溶液反应，再加入硫酸生成氢氧化铝；D铝屑与足量氢氧化钠溶液反应，再通入二氧化碳生成
16、氢氧化铝；E铝屑先分别与硫酸、氢氧化钠溶液反应，然后再将二者反应后的混合液再混合，生成氢氧化铝。(1)你认为_方案最佳。(2)在你选择的最佳方案中，如何调整反应物的比例，从理论上使铝全部转化成氢氧化铝：_。(3)科学研究发现，长期服用含氢氧化铝的药剂，会造成一些副作用 ()A重金属中毒 B引起甲状腺肿 C智力低下 D贫血症解析：本题考查对实验方案的评价能力。(1)因为氢氧化铝是两性氢氧化物,易溶于强酸强碱，所以A、C难于控制加酸或碱的量,舍去;B方案：2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2，Al2(SO4)36NH3H2O=2Al(OH)33(NH4)2SO4；D方案：2Al2NaOH2
17、H2O=2NaAlO23H2，NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3；E方案：2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2,Al33AlO26H2O=4Al(OH)3。以生成8 mol氢氧化铝为标准，需要原料如下：H2SO4(CO2)NaOH(NH3H2O)Al(OH)3B方案12 mol24 mol8 molD方案8 mol8 mol8 molE方案3 mol6 mol8 mol比较上述B、D、E方案耗原料量可知，E最省原料。(2)根据化学反应式中反应物计量数投入原料可以获得最大产品量。根据E方案知，与硫酸反应的铝的量与氢氧化钠
18、反应的铝的量13时，铝元素能全部转化成氢氧化铝。(3)利用筛选法解本题，铝元素不是重金属，属于轻金属；引起甲状腺肿，是由于缺碘；人体缺铁元素导致贫血。摄入铝超标，会造成智力低下，老年人患痴呆症。答案：(1)E(2)使与硫酸反应的铝的量与氢氧化钠反应的铝的量13(3)C15(2009上海)铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。(1)在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应：Fe2O3(s)3CO(g)2Fe(s)3CO2(g)该温度下，在2 L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体，10 min后，生成了单质铁11.2 g。则10 min内CO的平均反应速率为_。(
19、2)请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态：_。_。(3)某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。下列反应速率(v)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是 ()(4)写出氢氧化铝在水中发生酸式电离的电离方程式：_。欲使上述体系中Al3浓度增加，可加入的物质是_。解析：(1)Fe2O3(s)3CO(g)2Fe(s)3CO2(g) 3 mol 256 g 0.3 mol 11.2 gv(CO)0.015 molL1min1(3)根据温度升高，反应速率增大判断开知，图像B正确。(4)Al(OH)3是两性氢氧化物，其酸式电离的离子方程式为Al(OH)3HAlO2H2O；碱式电离的离子方程式为Al(OH)3Al33OH，欲使Al3浓度增大，可加入盐酸、硫酸等以降低OH浓度，使平衡向碱式电离的方向移动。答案：(1)0.015 mol/(Lmin)(2)CO(或CO2)的生成速率与消耗速率相等 CO(或CO2)的质量不再改变(3)B(4)Al(OH)3HAlO2H2O盐酸