第3课时 金属材料 复合材料
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知识点 镁铝及其化合物性质 铜及其化合物性质 金属通性与金属冶炼 金属材料与复合材料 一、选择题
1.镁、铝性质相似,下表中对两者的对比不正确的是( B ) A.与非金属反应 B.与水反应 C.与碱反应 D.与某些氧化物反应 反应 解析:镁的金属性强于铝,铝与水反应很困难,镁能与沸水反应。
2.金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的一些说法不正确的是( B )
A.合金的性质与其成分金属的性质不完全相同 B.锈蚀后的铁制品没有回收价值
C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子 D.越活泼的金属越难冶炼
解析:合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低,故A正确;锈蚀后的铁制品除去铁锈可以回收利用,保护矿产资源,故B不正确;越活泼的金属,其金属阳离子就越难得到电子被还原,越难冶炼,故D正确。
3.下列说法不正确的是( A )
A.Al箔插入稀HNO3中,无现象,说明Al箔表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜
中燃烧 铝 能被Cl2、O2氧化 能与沸水反应 能溶于强碱溶液 能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热镁 能与N2、O2反应 反应很困难 不反应 能在CO2 题号 1,3 6,8 2,5 4,7 - 1 -
B.如图所示,①中为AlCl3溶液,②中为浓氨水,①中有白色沉淀生成 C.Al2O3
Na[Al(OH)4]
Al(OH)3
D.AlCl3溶液中滴加NaOH溶液后铝的存在形式:
解析:Al与稀硝酸不发生钝化,与浓硝酸在常温下发生钝化,则Al箔插入稀HNO3中金属溶解,有气泡冒出,选项A不正确;浓氨水具有挥发性,挥发出的氨气属于碱性气体,溶于水形成一水合氨,一水合氨和氯化铝反应生成氢氧化铝沉淀:Al+3NH3·H2O
3+
Al(OH)3↓+3N,所以,①
中有白色沉淀生成,选项B正确;氧化铝为两性氧化物,能够与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,偏铝酸钠溶液能够与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀,所以该转化关系能够实现,选项C正确;OH与Al的物质的量之比为3∶1时,铝元素都以Al(OH)3的形式存在,即OH与Al的物质的量之比≤3时铝元素都以 Al(OH)3和Al的形式存在,OH与Al的物质的量之比为4∶1时,铝元素都以[Al(OH)4]的形式存在,即OH与Al的物质的量之比≥4时铝元素都以[Al(OH)4] 的形式存在,选项D正确。
4.某复合材料是由碳纤维为增强体、金属钛为基体复合而成的。估计这种材料( A ) ①耐高温 ②不耐热 ③导电、导热 ④不导电、不导热 ⑤可用于飞机机翼 ⑥可用于导弹的壳体
A.①③⑤⑥ B.②③⑤⑥ C.②④⑤ D.③④⑥
解析:复合材料应该兼具有增强体和基体的优点。碳纤维熔点高、强度大,金属钛熔点高、导电、导热,两者的密度都较小。因此,该碳纤维增强金属基复合材料具有以下特点及功能:耐高温、导电、导热,可用于飞机机翼和导弹的壳体。
5.不同的金属在冶炼方法上也有所不同,下列说法正确的是( D ) A.钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制
B.铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料,是因为铝的冶炼方法比较简单
C.由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼,人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取它们的单质
D.炼铁时加入的焦炭除了提供热量外,还用来制造还原剂一氧化碳
--3+
-3+
-3+
-3+
-3+
- 2 -
解析:A项,铁用CO还原法炼制,错误;B项,是因为Al有良好的性能,才被广泛使用,错误;C项,氯化铝是共价化合物,所以熔融时不导电,工业上用电解氧化铝的方法制取铝,错误。 6.为了探究铁铜及其化合物的性质,某同学设计并进行了下列实验。下列说法错误的是( B )
A.高温加热装置中发生的反应为3Fe(s)+4H2O(g)B.虚线框处宜选择的装置是甲
C.实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入试管中,可观察到铜丝由黑色变为红色 D.实验后,可用铝粉在高温下还原玻璃管中的固体获得铁单质
解析:高温加热装置中铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁与氢气,化学方程式为3Fe(s)+4H2O(g)
Fe3O4(s)+4H2(g),故A正确;生成的氢气的密度比空气的密度小,所以用向
Fe3O4(s)+4H2(g)
下排空气法进入H2,应选择装置乙,故B错误;氧化铜与氢气反应生成铜和水,发生的反应方程式CuO+H2发
生
为
Cu+H2O,所以铜丝由黑色变为红色,故C正确;玻璃管中的固体含有Fe3O4,铝粉与Fe3O4铝
热
反
应
生
成
氧
化
铝
和
铁
单
质
,
故
D
正确。 二、非选择题
7.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。
①铝元素在周期表中的位置为 ,
工业炼铝的原料由铝土矿提取而得,提取过程中通入的气体 为 。 ②AlMg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。
①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为 。
②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
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为 。
解析:(1)①Al元素位于周期表中第三周期第ⅢA族;提纯铝土矿通入CO2使[Al(OH)4]转化为Al(OH)3沉淀。②Al2O3与NaOH溶液发生的反应为Al2O3+2NaOH+3H2O不能与金属反应,一般用稀有气体。
(2)金属在海水中主要发生吸氧腐蚀;炼钢过程中为降低Si的含量,常加入CaCO3或CaO,将SiO2转化为CaSiO3而除去。
答案:(1)①第三周期第ⅢA族 CO2Na[Al(OH)4] Ar(其他合理答案均可) (2)①吸氧腐蚀 ②CaCO3或CaO
8.铜是与人类关系非常密切的有色金属。已知,常温下,在溶液中Cu稳定,Cu易在酸性条件下发生反应:2Cu
+
2+
+
2
-
2Na[Al(OH)4];保护气应
②Al
2
O
3
+2NaOH+3H
2
O
Cu+Cu。大多数+1价铜的化合物多数不溶于有机溶剂,如Cu2O(红色)、CuI、
2+
CuCl、CuH等。
(1)在CuCl2溶液中逐滴滴加过量的KI溶液可能发生: a.2Cu+4I
2+2+
-
2CuI↓(白色)+I2
--
b.2Cu+2Cl+2I2CuCl↓(白色)+I2
为顺利观察到白色沉淀可以加入的最佳试剂是 。 A.SO2
B.苯
C.NaOH溶液 D.乙醇
(2)一定条件下,在CuSO4中加入NH5反应生成氢化亚铜(CuH)。
①已知NH5是离子化合物且所有原子都达到稀有气体的稳定结构,请写出NH5的电子式: 。
②写出CuH在过量稀盐酸中有气体生成的离子方程式:
。
(3)纳米级Cu2O具有特殊的光学、电学及光电化学性质,在太阳能电池、传感器、超导体等方面有着潜在的应用,研究制备纳米氧化亚铜的方法已成为当前的热点研究之一。
方法一:在新制Cu(OH)2中滴入N2H4·H2O水溶液,蓝色沉淀逐渐转化为红色,同时产生无污染、无色气体。
①写出上述制备过程中的总反应方程式:
。
方法二:以铜作阳极,石墨作阴极电解。
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已知:a.铜作阳极时,铜先被氧化生成Cu,后Cu继续氧化生成Cu;b.在碱性溶液中CuCl浊液易转化为Cu2O。
②以NaCl和含少量NaOH的溶液作为电解质溶液,电解时阳极区会产生白色沉淀,写出阳极反应方程式:
。
③通电一段时间后,溶液中可能产生的现象:
,
写出转化的离子方程式:
。
④这样制得的Cu2O中往往含有CuCl,请设计实验证明CuCl的存在: 。
解析:(1)碘水是棕褐色的,影响白色沉淀的观察,可以用苯把碘单质萃取出来,由于酒精与水以任意比例混溶,因此不能作萃取剂。
(2)①NH5所有原子都达到稀有气体的稳定结构,即氮原子最外层达到8电子稳定结构,所有氢原子达到2电子稳定结构,说明NH5是由N
和H组成的离子化合物。②CuH为难溶物质,保留
2+
-
++2+
化学式,根据题干信息知+1价的铜在酸性条件下发生歧化反应生成Cu和Cu,反应产生的气体是CuH中的H与盐酸中时H发生归中反应产生的氢气。
(3)①蓝色沉淀逐渐转化为红色,即氢氧化铜沉淀转化成氧化亚铜;无污染的气体只能是N2。②铜作阳极,先被氧化为Cu,再与溶液中的Cl结合生成CuCl白色沉淀,即可写出阳极的电极反应方程式。③根据方法二的信息b可知,CuCl在碱性条件下易转化为Cu2O。④制得的Cu2O中往往含有CuCl,可以通过检验混合物中是否含有氯离子的方法来检验是否含有CuCl,应先用稀硝酸溶解,再检验氯离子。 答案:(1)B (2)①[②2CuH+2H
+
+
--+
H]H]
Cu+Cu+2H2↑
2Cu2O+N2↑+7H2O ②Cu+Cl-e
---2+
+-
(3)①4Cu(OH)2+N2H4·H2O色 2CuCl+2OH
-
CuCl ③白色沉淀逐渐变为红
Cu2O+H2O+2Cl ④取试样少量于试管中,加入稀硝酸溶解,再加硝酸银溶液,
若生成沉淀,则含有CuCl,若无明显现象,则无CuCl
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(鲁科专用)2021版高考化学一轮复习第三章金属及其化合物第3课时金属材料复合材料课时集训
