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1、归纳拓展金属单质的共性归纳1镁铝合金质优体轻,又不易锈蚀,被大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金性质的叙述中,正确的是()A此合金的熔点比镁和铝的熔点都高B此合金能全部溶解于稀盐酸中C此合金能全部溶解于氢氧化钠溶液中D此合金的硬度比镁和铝的硬度都小解析:选B镁铝合金的熔点比它的各成分金属的熔点低,硬度比它的各成分金属的硬度大,合金的化学性质与各成分金属的化学性质基本相同。2根据金属活动性顺序分析,下列描述或判断错误的是()A常温下,在空气中金属镁比铁容易氧化B在氧气中灼烧时,铁丝比铜丝反应剧烈C与同种盐酸反应时,锌片比铁片反应剧烈D铜活动性不强,故铜不能与硝酸银溶液反应
2、得到银解析:选DMg比Fe活泼,则常温下在空气中金属镁比铁容易氧化,A正确;Fe比Cu活泼,则在氧气中灼烧时,铁丝比铜丝反应剧烈,B正确;金属越活泼,与盐酸反应越剧烈,Zn比Fe活泼,则与同种盐酸反应时,锌片比铁片反应剧烈,C正确;Cu比Ag活泼,则铜能与硝酸银溶液反应得到银,D错误。3下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是()选项冶炼原理方法A2HgO2HgO2热分解法B2Al2O3(熔融)4Al3O2电解法CCu2SO22CuSO2热分解法DFe2O33CO2Fe3CO2热还原法解析:选CHg为不活泼金属,可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来,A正确;Al为活泼金属,通常用
3、电解熔融的金属化合物的方法冶炼,但氧化铝的熔点较高,加入冰晶石的目的是降低熔点,B正确;Cu2SO22CuSO2,该反应不属于分解反应,所以采用的不是热分解法,C错误;高温下用CO作还原剂冶炼铁,属于热还原法,D正确。4下列生产、生活中的事实不能用金属活动性顺序解释的是()A电解饱和食盐水阴极产生氢气而得不到钠B铝制器皿不宜盛放酸性食物C铁制容器盛放和运输浓硫酸D镀锌铁桶镀层破损后铁仍不易被腐蚀解析:选C金属活动性顺序中,钠在氢前,形成的阳离子氧化性HNa,H先放电生成氢气,和金属活动性顺序有关,故A不选;在金属活动性顺序中,铝排在氢的前面,铝和酸发生反应,铝制器皿不宜盛放酸性食物,故B不选;
4、在金属活动性顺序中,铁比氢活泼,但可用铁制容器盛放和运输浓硫酸,是因为铁在冷的浓硫酸中发生钝化,不能用金属活动性顺序解释,故C选;在金属活动性顺序中,锌比铁活泼,所以破损后腐蚀的是锌,保护的是铁,能用金属活动性顺序解释,故D不选。5.某电镀厂的电镀液中含有金盐,为了回收其中的金元素,技术人员制作了如图的“吸金球”,“吸金球”是装入一些“吸金”物质的纱袋,把“吸金球”浸入电镀液,能“吸”出盐溶液中的金,据上所述,“吸金球”中的“吸金”物质可能是()A活性炭(C)B磁石(主要成分是Fe3O4)C铁屑(Fe) D胆矾(CuSO45H2O)解析:选C吸金球中的物质和溶液中金离子发生反应生成金单质。活性
5、炭不与金离子反应,A项错误;Fe3O4不与金离子反应,B项错误;Fe具有还原性,其金属活动性大于金,所以能将金离子还原生成金单质,C项正确;胆矾不与金离子反应,D项错误。6科学家研制出了一种新型的贮氢材料,这种镁铝合金的成分可表示为Mg17Al12;其贮氢和释氢的原理可表示为Mg17Al1217H217MgH212Al,下列有关说法正确的是()AMg17Al12是离子化合物B为防止金属氧化,熔炼制备Mg17Al12时通氮气做保护气C732 g的合金能吸收380.8 L氢气D该合金的熔点比镁和铝的熔点低解析:选D合金是加热熔合而成的,不存在阴阳离子,不属于离子化合物,A项错误;Mg、Al为较活泼
6、金属,加热时易和氮气发生反应,可以通入氩气来防止金属被氧化,不可以通氮气做保护气,B项错误;氢气所处的状况未知,不能计算出氢气的具体体积,C项错误;合金的熔点比各成分的熔点低,该合金的熔点低于金属镁、金属铝的熔点,D项正确。7某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数,设计了如下实验方案:方案:铜铝混合物测定生成气体的体积方案:铜铝混合物测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是()A溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液B若溶液B选用浓硝酸,则测得铜的质量分数偏小C溶液A和B均可选用稀硝酸D实验室中方案更便于实施解析:选C盐酸和Al反应,剩余Cu,利用产生H2的体积,可求出Al的质量
7、分数,从而得出Cu的质量分数;若用NaOH溶液和Al反应,根据产生H2的体积,也可求出Cu的质量分数,A正确;浓硝酸和Cu反应,铝与浓硝酸发生钝化,使剩余固体的质量偏大,从而使测得Cu的质量分数偏小,B正确;如果选用稀硝酸,稀硝酸与Cu、Al均反应,就会造成方案中没有固体剩余,C错误;无论选用NaOH溶液还是盐酸,最后剩余的固体都是Cu,利用方案直接测固体的质量比较方便,而方案测气体的体积比较麻烦,方案更便于实施,D正确。8球墨铸铁中含有一种铁碳化合物X。实验室测定化合物X的组成实验如下:下列说法不正确的是()A固体2是氧化铁BX的化学式可以表示为Fe3C2C溶液甲中可能含有Fe3DX与足量的
8、热浓硝酸反应有NO2和CO2生成解析:选BA项,溶液乙是FeCl3,FeCl33H2OFe(OH)33HCl,在加热蒸干时HCl挥发,Fe(OH)3在灼烧时分解得到24.0 g Fe2O3,固体2是氧化铁;B项,24.0 g Fe2O3的物质的量为0.15 mol,其中含铁0.3 mol,质量为16.8 g,X含碳1.2 g,其物质的量为0.1 mol,所以X的化学式可以表示为Fe3C;C项,2价铁可被O2氧化,溶液甲中可能含有Fe3;D项,X中含碳,碳与足量的热浓硝酸反应有NO2和CO2生成。9合金是建造航空母舰的主体材料。(1)航母升降机可由铝合金制造。铝元素在周期表中的位置为_。工业炼铝
9、的原料由铝土矿提取而得,提取过程中通入的气体为_。AlMg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜,其化学方程式为_。焊接过程中使用的保护气为_(填化学式)。(2)航母舰体材料为合金钢。舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为_。航母用钢可由低硅生铁冶炼而成,则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为_。(3)航母螺旋桨主要用铜合金制造。80.0 g CuAl合金用酸完全溶解后,加入过量氨水,过滤得白色沉淀39.0 g,则合金中Cu的质量分数为_。为分析某铜合金的成分,用酸将其完全溶解后,用NaOH溶液调节pH,当pH3.4时开始出现沉淀,分别在pH为7.0、8.0时过滤出沉淀。结合题图信息推断该合金
10、中除铜外还一定含有_。解析:(1)工业上通过电解熔融Al2O3制得金属铝,从铝土矿中提取Al2O3的过程:使铝土矿与NaOH溶液反应并过滤除去杂质得到NaAlO2溶液,再向溶液中通入CO2,生成Al(OH)3沉淀,加热使沉淀分解可得到Al2O3。镁能与氧气、二氧化碳、氮气等气体发生反应,所以焊接时应使用Ar等稀有气体做保护气。(2)在海水中,合金钢、海水及海水中溶解的氧气构成原电池,发生吸氧腐蚀。在炼铁时加入氧化钙或碳酸钙,发生反应CaOSiO2CaSiO3或CaCO3CaOCO2、CaOSiO2CaSiO3,使SiO2形成炉渣,可以降低硅含量。(3)白色沉淀Al(OH)3的质量为39.0 g
11、,即0.5 mol,故合金中铝的质量为0.5 mol27 gmol113.5 g,则铜的质量为66.5 g,质量分数为100%83.1%。由于要将Cu溶解,所选用的酸应为氧化性酸,若合金中有铁存在,则Fe将被氧化为Fe3,由图知Fe3在pH1.8时开始沉淀,与题述不符,故合金中不含Fe。结合图示可知在pH3.4时出现的沉淀为Al(OH)3,在pH7.08.0时,产生的沉淀为Ni(OH)2,故该合金中除铜外还一定含有Al和Ni。答案:(1)第三周期A族CO2Al2O32NaOH=2NaAlO2H2OAr(其他合理答案均可)(2)吸氧腐蚀CaCO3或CaO(3)83.1%Al、Ni10金属及其化合
12、物用途广泛,研究金属的提取、冶炼意义重大。(1)下列各组金属,冶炼方法一定不同的是_(填字母)。aHg、Ag bNa、MgcAl、Fe dNa、Ca(2)以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3,含有少量Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料重铬酸钠(Na2Cr2O7)并制取铬,其主要工艺流程如下:查阅资料得知:在碱性条件下,某些氧化剂能将Cr3氧化为CrO。工业上可用固体A制取粗硅,写出反应的化学方程式:_。写出溶液D转化为溶液E过程中反应的离子方程式:_。将金属铁和惰性电极浸入重铬酸钠酸性溶液,以铁为阴极就能实现铁上镀铬。电镀过程中阴极反应式为_。阴极上每沉积52 g铬,阳极上放
13、出_L氧气(标准状况下,忽略气体溶解)。解析:(1)a项,Hg、Ag均用热分解法制备;b项,Na、Mg均用电解法制备;c项,Al用电解法制备,Fe用热还原法制备;d项,Na、Ca均用电解法制备。(2)固体A为SiO2,工业上利用焦炭还原SiO2制取粗硅:SiO22CSi2CO。分析流程图可知,操作分离出SiO2,操作除去铁元素、铝元素,故溶液D中含有Cr3,Cr3与H2O2、OH可发生氧化还原反应,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平离子方程式:2Cr33H2O210OH=2CrO8H2O。阴极上Cr2O发生还原反应转化为Cr,电极反应式:Cr2O12e14H=2Cr7H2O。根据原子守恒和得失电子守恒,可得关系式:Cr2O2Cr3O2,n(O2)n(Cr)1.5 mol,故V(O2)22.4 Lmol11.5 mol33.6 L。答案:(1)c(2)SiO22CSi2CO10OH2Cr33H2O2=2CrO8H2OCr2O12e14H=2Cr7H2O33.6