1、第 1 单元 从铝土矿到铝合金课时 1 铝及铝合金【基础梳理】1国际铝业协会(IAI)公布的数据显示,3 月全球铝总产量增加 215000 吨,至 216.4 万吨。下列关于铝的叙述,不正确的是( )A铝是地壳中含量最多的元素 B在常温下,铝能与 NaOH 溶液反应C铝是一种比较活泼的金属 D在化学反应中,铝容易失去电子,是还原剂2下列叙述中不正确的是( )A铝的化学性质很活泼,但在空气中不易锈蚀B铝是比较活泼的金属,在化学反应中容易失去电子,表现出还原性C铝箔在空气中受热可以熔化,且发生剧烈燃烧D铝箔在空气中受热可以熔化,但由于氧化膜的存在,熔化的铝并不滴落3将等物质的量的镁和铝混合,取等质
2、量该混合物四份,分别加到足量的下列溶液中,充分反应后,放出氢气最多的是( )A3 molL 1 HCl B4 molL 1 HNO3 C8 molL 1 NaOH D18 molL 1 H2SO44用铝箔包装 0.1 mol 金属钠,用针扎出一些小孔,放入水中,完全反应后,用排水集气法收集产生的气体,则收集到的气体为(标准状况) ( )AO 2 和 H2 的混合气体 B1.12 L H 2 C大于 1.12 L H2 D小于 1.12 L 气体5把铝粉和氧化亚铁粉末配成铝热剂,分成两等份,一份在高温下恰好完全反应后,再与足量盐酸反应,另一份直接放入到足量的烧碱溶液中充分反应;前后两种情况下生成
3、的气体质量比是( )A32 B23 C11 D2896通常把铝粉与某些金属氧化物的混合物称为铝热剂,下列氧化物中不能与铝粉发生铝热反应的是( )ANa 2O BFe 3O4 CMnO 2 DV 2O57一定质量的铝铁合金溶于足量的 NaOH 溶液中,完全反应后产生 3.36 L(标准状况下) 气体;用同样质量的铝铁合金完全溶于足量的盐酸中,在标准状况下产生 5.6 L 的气体,则该合金中铝、铁的物质的量之比为( )A11 B25 C32 D358将铝投入到一定量的 NaOH 溶液中,充分反应后,有 2 mol 的电子发生转移,则参加反应的铝的物质的量为( )A1/3 mol B1 mol C2
4、 mol D2/3 mol9铝合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑材料,主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是( )A不易生锈 B导电性好 C密度小 D强度高【运用提升】10等量的 Al 分别加入 0.3 L 1 molL1 的盐酸和 NaOH 溶液中,生成氢气的体积比为12,则加入 Al 的质量为( )A2.7 g B5.4 g C8.1 g D10 g11将 2.4 g 镁、铝混合物粉末溶于 75 mL 4 mol/L 的盐酸中,反应一段时间后,再加入250 mL 1.5 mol/L 的 NaOH 溶液后待反应完全,此时溶液中大量存在的是( )ANa
5、 、Mg 2 BAl 3 、Mg 2 CMg 2 、AlO 2DNa 、AlO 212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 mol/L H2SO4 溶液反应,最多可放出 0.6 mol H2B常温下与足量 2 mol/L HNO3 溶液反应,最少可放出 0.45 mol H2C常温下与足量 2 mol/L H2SO4 溶液反应,放出 H2 的物质的量在 0.45 mol0.6 mol 之间D常温下与足量 2 mol/L NaOH 溶液反应,放出 H2 的物质的量在 0.45 mol0.6 mol 之间13取两种金属组
6、成的混合物 8.0 g,加入足量稀硫酸,反应后得到 5.6 L 标准状况下的气体,则混合物可能是( )AAl 和 Mg BAl 和 Zn CFe 和 Cu DZn 和 Fe【选做题】14铝镁合金已成为飞机制造、化工生产等行业的重要材料。某研究性学习小组的同学,为测定某含镁 3%5%的铝镁合金(不含其他元素) 中镁的质量分数,设计下列实验方案进行探究,填写下列空白。实验方案 将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应,通常状况下(约 20 ,1.0110 5 Pa)测定生成气体的体积。问题讨论(1)同学们拟选用下列实验装置完成实验:你认为最简易的装置其连接顺序是A 接( )( )接( )( ) 接( )(
7、)。( 填接口字母,可不填满)实验开始时,先打开分液漏斗上口的玻璃塞,再轻轻打开其活塞,一段时间后出现稀硫酸不能顺利滴下。请你帮助分析原因_。(2)分析实验装置后,同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差:稀硫酸滴入锥形瓶中,即使不生成氢气,也会将瓶内空气排出,使所测氢气体积偏大;实验结束时,连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在,使所测氢气体积偏小。于是他们设计了如图所示的实验装置。 (碱式滴定管上的刻度数值上小下大)装置中导管 a 的作用是_。实验前后碱式滴定管中液面读数分别为 V1 mL、V 2 mL。则产生氢气的体积为_mL。答案及解析1A 解析:A 项错误,地壳中含量最多的元素是氧,含量
8、最多的金属元素是铝;B 项正确,铝在常温下就能与 NaOH 溶液反应;铝排在金属活动性顺序表的第 5 位,是比较活泼的金属,所以在反应中易失去电子,作还原剂,C 项和 D 项是正确的。2C 解析:尽管铝的化学性质很活泼,但在空气中易与氧气反应,生成一层稳定的致密氧化膜,故不易被锈蚀,A 项正确;铝箔在空气中受热可以熔化,但形成的氧化膜使得铝与氧气不再反应,因而也就不会燃烧,C 项错。3A 解析:A.Mg、Al 都与盐酸反应放出 H2。B.Mg、Al 与 HNO3 反应无 H2 产生。C.Al与 NaOH 溶液反应放出 H2,且和 Al 与 HCl 反应放出 H2 的量相等,Mg 与 NaOH
9、溶液不反应。D.Mg 在 18 molL-1H2SO4 中反应放出 SO2 无 H2 产生,Al 在 18molL-1H2SO4 中钝化。4C 解析:Na 与水反应放出 H2,并且生成 NaOH,铝箔能与 NaOH 溶液反应,也生成H2,故最后收集到的气体是这两部分 H2 的总和。2Na 2H 2O = = 2NaOH H 20.1mol 0.1mol 0.05 mol2Al 2NaOH2H 2O=2NaAlO23H 20.1 mol 0.1 mol 0.15 mol若铝箔足量,共生成 H2:V(H2) 22.4 Lmol1 (0.050.15) mol4.48 L若铝箔不足,收集氢气体积的范
10、围为112 LV (H2)4.48 L。5C 解析:本题应分析两个过程中电子转移的数目。铝置换出铁,铁再和盐酸反应生成H2 和铝直接与烧碱反应生成 H2,转移的电子数目应该相同,方程式如下: 2Al3FeOAl2O33Fe,3Fe 6HCl=3FeCl23H 2;2Al2NaOH2H 2O=2NaAlO23= = = = =高 温 H2;由此可看出两种情况下生成的气体的质量比为 11。6A 解析:铝热反应的本质是利用铝的较强还原性。铝能还原比铝活动性弱的金属的氧化物。若是比铝活动性强的金属,其氧化物不能被还原。7A 解析:将铝铁合金溶于 NaOH 溶液中时,只有铝参与反应,而铁不反应,此时生成
11、的 3.36 L(即 0.15 mol)氢气是由反应 2Al2NaOH 2H 2O=2NaAlO23H 2生成的,故合金中 n(Al)0.15 mol 0.1 mol;当同样质量的合金与盐酸反应时,铝参与反应生成的23H2 为 0.15 mol,则由 Fe 置换出的 n(H2)0.25 mol0.15 mol0.1 mol,即合金中含 Fe 的物质的量也为 0.1 mol。8D 解析:在参加反应时 1 mol Al 可失去 3 mol 电子,因此有 2 mol 电子转移需 Al 的物质的量为 2/3 mol。9B 10B 解析:2Al6HCl= =2AlCl33H 2 2Al2NaOH2H 2
12、O=2NaAlO23H 2由生成 H2 体积比为 12 可知, 两反应消耗 Al 的质量之比为 12,中铝过量,盐酸完全反应,0.3 mol HCl 与足量 Al 反应生成 H2 为 0.15 mol。又知中 NaOH 未完全反应,Al 完全反应,所以中生成 H2 为 0.3 mol,由方程式系数比可知 Al 的物质的量为 0.2 mol,即 5.4 g。11D 解析:c(Cl -)=0.3mol,c(Na +)=0.375mol,根据溶液呈电中性,肯定至少还有一种阴离子。结合 Al3+和 OH-溶液反应生成 AlO2-,肯定有 AlO2-。12C 解析: A、B 中的浓硫酸、硝酸均为氧化性酸
13、,不能与镁铝合金中的铝反应产生氢气;NaOH 溶液只能与铝反应生成氢气,D 项错;利用极值法可求得放出氢气量的范围为0.450.6 mol,答案选 C。13B 解析:可用摩尔电子质量法求解。反应生成氢气的物质的量为 n(H 2)5.6 L22.4 molL 1 0.25 mol,转移的电子的物质的量为 0.5 mol,故金属的平均摩尔电子质量为 16 gmol1 。铝的摩尔电子质量为 9 gmol1 ,镁的摩尔电子质量为 12 gmol1 ,锌的摩尔电子质量为 32.5 gmol1 ,铁的摩尔电子质量为 28 gmol1 ,铜与稀硫酸不反应,摩尔电子质量可看成无穷大,而金属的平均摩尔电子质量为 16 gmol1 ,故两种金属的摩尔电子质量一种大于该数值,一种小于该数值。14 (1)E D G 铝、镁与稀硫酸反应放热且生成气体,使锥形瓶中气体压强变大(2)使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等,打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下;可以消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差 V 1V 2解析:实验中通过测定气体体积来确定样品中各组分的质量分数,所以装置的连接顺序为A、E、D、G ;稀硫酸不能滴入的原因是产生的氢气使锥形瓶内的压强增大从而大于外界大气压所致;导管 a 的作用是平衡气压,使液体能够顺利滴下,同时消除滴入的硫酸对气体体积的影响。