2025年高中化學(xué)新教材同步 必修第一冊(cè) 第3章　第2節(jié)　第1課時(shí)　常見的合金及應(yīng)用

第二節(jié)金屬材料第1課時(shí)常見的合金及應(yīng)用[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.能從合金結(jié)構(gòu)與組成的角度理解合金的特殊性能,培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析的能力。2.能列舉常見合金的組成和性能,能科學(xué)、合理的選擇和使用金屬材料,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感。一、鐵合金1.合金(1)由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。(2)合金具有優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能;一般來說,合金的硬度大于各成分金屬,熔點(diǎn)低于各成分金屬。思考1根據(jù)純金屬與合金的結(jié)構(gòu)比較,說明合金的硬度比其成分金屬大的原因。提示純金屬內(nèi)所有原子的大小和形狀相同,原子排列十分規(guī)整;加入或大或小的其他元素的原子后,改變了金屬原子有規(guī)則的層狀排列,使原子層之間的相對(duì)滑動(dòng)變得困難,導(dǎo)致合金的硬度變大。思考2已知銅的熔點(diǎn)為1083℃,鈉的沸點(diǎn)為883℃,試問銅與鈉能否形成合金?提示不能。當(dāng)銅開始熔化時(shí),鈉已經(jīng)氣化,所以二者不能形成合金。2.鐵合金鐵和碳形成的合金,因含碳量不同分為生鐵(含碳量為2%~4.3%)和鋼(含碳量為0.03%~2%),鋼是用量最大、用途最廣的合金。不銹鋼是最常見的一種合金鋼,它的合金元素主要是鉻和鎳,在大氣中比較穩(wěn)定,不易生銹,抗腐蝕能力強(qiáng)。思考3根據(jù)以上所述,說明碳素鋼含碳量與其性能的關(guān)系。提示鋼的含碳量越低,韌性越好,硬度越低;含碳量越高,韌性越差,硬度越高。1.判斷正誤(1)合金一定是不同金屬熔合而成的具有金屬特性的化合物 ()(2)生鐵的熔點(diǎn)比純鐵低,但機(jī)械強(qiáng)度和硬度比純鐵高 ()(3)生鐵中的鐵與純鐵的化學(xué)性質(zhì)不同 ()(4)地震災(zāi)區(qū)重建要使用大量鋼材,鋼材是合金 ()答案(1)×(2)√(3)×(4)√2.合金是一類用途廣泛的金屬材料,下列關(guān)于合金的說法正確的是 ()A.銅鋁合金的硬度比銅和鋁的都大,熔點(diǎn)比銅和鋁的都低B.合金只能由兩種或兩種以上的金屬組成C.合金的制備過程發(fā)生的是化學(xué)變化D.鐵合金不能與酸反應(yīng)答案A解析合金是一種金屬熔合其他金屬或非金屬形成的具有金屬特性的混合物,合金中可以含有非金屬元素,如生鐵為鐵與碳的合金,故B不符合題意;合金的制備過程沒有新物質(zhì)生成,是物理變化,故C不符合題意;鐵合金中含有鐵,能夠與鹽酸等反應(yīng)生成鹽和氫氣,故D不符合題意。3.北宋沈括對(duì)生鐵煉鋼有這么一段評(píng)價(jià):“世間鍛鐵所謂鋼鐵者,用柔鐵屈盤之,乃以生鐵陷其間,泥封煉之,鍛令相入,謂入‘團(tuán)鋼’,亦謂之‘灌鋼’。此乃偽鋼耳……”,下列說法正確的是 ()A.生鐵和鋼都是鐵的含碳合金,生鐵中碳的含量較低B.通過煉制和鍛打,可以調(diào)節(jié)鐵中元素的組成、元素的含量等來改變鐵的性能C.高碳鋼的韌性較好,低碳鋼的硬度較大D.不銹鋼是一種常見的合金鋼,它的合金元素主要是鎢(W)和硅(Si)答案B解析生鐵中碳的含量高于鋼,A錯(cuò)誤;通過煉制和鍛打,可以降低生鐵中含碳量,除去生鐵中有害元素P、S等,調(diào)整生鐵中Si、Mn等的含量,改變鐵的性能,B正確;高碳鋼硬度較大,韌性較差,低碳鋼硬度較小,韌性較強(qiáng),C錯(cuò)誤;不銹鋼的合金元素主要是鉻(Cr)、鎳(Ni),常用來制造醫(yī)療器械、餐具等,D錯(cuò)誤。二、鋁和鋁合金、新型合金1.鋁和鋁合金(1)鋁是地殼中含量最多的金屬元素,常溫下就能與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng),表面生成一層致密的氧化鋁薄膜,保護(hù)內(nèi)部金屬。特別提醒在常溫下形成致密保護(hù)膜的金屬,如鋁、鎂等金屬;鐵在高溫下形成致密保護(hù)膜,俗稱“烤藍(lán)”;鐵或鋁遇到濃H2SO4或濃HNO3時(shí),迅速反應(yīng)生成致密氧化膜,稱為鈍化。(2)鋁合金鋁合金是目前用途廣泛的合金之一,硬鋁是在鋁中添加了一定比例的Cu、Mg、Mn、Si,它的密度小,強(qiáng)度高,具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力,是制造飛機(jī)和宇宙飛船的理想材料。2.鋁、氧化鋁的性質(zhì)(1)實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鋁片逐漸溶解,有無色氣泡冒出,將點(diǎn)燃的木條放在試管口有爆鳴聲試管①中一開始無氣泡產(chǎn)生,一段時(shí)間后,鋁片溶解,有無色氣泡冒出;試管②中鋁片溶解,立即產(chǎn)生無色氣泡。將點(diǎn)燃的木條放在試管口,都有爆鳴聲化學(xué)方程式Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O、2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑Al2O3+2NaOH+3H2O2Na[Al(OH)4]、2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑離子方程式Al2O3+6H+2Al3++3H2O、2Al+6H+2Al3++3H2↑Al2O3+2OH-+3H2O2[Al(OH)4]-、2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑(2)兩性氧化物既能與酸反應(yīng),又能與堿反應(yīng)的氧化物,如Al2O3等,其與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)的離子方程式分別為Al2O3+6H+2Al3++3H2O,Al2O3+2OH-+3H2O2[Al(OH)4]-。思考(1)為什么鋁制餐具不適宜用來蒸煮或長(zhǎng)時(shí)間盛放酸性、堿性食物?提示由于鋁和氧化鋁能跟酸、堿反應(yīng),因此鋁制餐具不宜用來蒸煮或長(zhǎng)期存放酸性、堿性食物。(2)向集滿CO2的鋁制易拉罐中加入過量NaOH濃溶液,立即封閉罐口,易拉罐漸漸凹癟;再過一段時(shí)間,罐壁又重新凸起。上述實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生的離子反應(yīng)有

。

答案CO2+2OH-CO32-+H2OAl2O3+2OH-+3H2O2[Al(OH)4]-、2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑解析向集滿CO2的鋁制易拉罐中加入過量NaOH濃溶液,易拉罐漸漸凹癟,是由于CO2被NaOH溶液吸收,氣體壓強(qiáng)減小;鋁制易拉罐表面的Al2O3會(huì)與NaOH溶液反應(yīng),后NaOH溶液與Al發(fā)生反應(yīng)生成H2,使易拉罐凸起。3.新型合金(1)儲(chǔ)氫合金:一類能夠大量吸收H2,并與H2結(jié)合成金屬氫化物的材料。如Ti?Fe合金、La?Ni合金等,為氫氣作為能源的實(shí)際應(yīng)用起到重要的推動(dòng)作用。(2)其他新型合金:鈦合金、耐熱合金和形狀記憶合金等新型合金廣泛應(yīng)用于航空航天、生物工程和電子工業(yè)等領(lǐng)域。1.(2024·江蘇鹽城高一月考)關(guān)于鋁及其合金的說法正確的是 ()A.常溫下鋁具有較強(qiáng)的抗腐蝕性主要原因是鋁不活潑B.鎂鋁合金的密度大、強(qiáng)度高,是制造飛機(jī)和宇宙飛船的理想材料C.鋁單質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中容易失去電子,表現(xiàn)出還原性D.向裝有氫氧化鈉溶液的試管中放入未打磨的鋁片,一直觀察不到氣泡答案C解析鋁在空氣中表面被氧化生成致密的氧化物保護(hù)膜,故常溫下鋁具有較強(qiáng)的抗腐蝕性,A錯(cuò)誤;合金的密度一般比成分金屬的小,B錯(cuò)誤;由反應(yīng)方程式:Al2O3+2NaOH+3H2O2Na[Al(OH)4]、2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑,故NaOH溶液中放入未打磨的鋁片,一段時(shí)間后可以觀察到氣泡,D錯(cuò)誤。2.下列關(guān)于新型合金材料說法不正確的是 ()A.鑭鎳合金能大量吸收H2形成金屬氫化物,可作儲(chǔ)氫材料B.鈦合金生物相容性好,強(qiáng)度大,可作人造骨骼C.形狀記憶合金可在使合金發(fā)生形變的作用力消失后恢復(fù)原狀D.利用合金的熔點(diǎn)低于成分金屬這一特點(diǎn)可制得耐熱合金答案D解析儲(chǔ)氫材料是一類能可逆地吸收和釋放氫氣的材料,鑭鎳合金能大量吸收H2形成金屬氫化物,是目前解決氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸問題的材料,故A正確;鈦合金與人體有很好的相容性,且性質(zhì)穩(wěn)定,抗腐蝕性強(qiáng),所以可用來制造人造骨骼,故B正確。3.等體積的鹽酸和苛性鈉溶液分別與兩份足量的鋁粉反應(yīng),在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積比為1∶3,則鹽酸和苛性鈉溶液的物質(zhì)的量濃度之比為 ()A.1∶1 B.2∶1 C.3∶1 D.2∶3答案A解析由2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑可知,產(chǎn)生氫氣的體積比為1∶3,需要鹽酸和苛性鈉的物質(zhì)的量之比為1∶1,溶液的體積相同,故鹽酸和苛性鈉溶液的物質(zhì)的量濃度之比也為1∶1。1.(2024·湖南郴州高一期末)化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān),下列生活中常見物品的主要成分屬于金屬材料的是 ()A.電源插座盒B.和諧號(hào)列車的車廂C.家用實(shí)木筷子D.汽車輪胎答案B解析電源插座盒主要成分是塑料,和諧號(hào)列車的車廂主要成分是合金材料,實(shí)木筷子主要成分是木材,汽車輪胎主要成分是橡膠,故選B。2.下列關(guān)于合金的敘述正確的是 ()A.鋁合金硬度比純鋁小B.生鐵是鐵碳合金,鋼是純凈的鐵單質(zhì)C.硬鋁密度小、強(qiáng)度高,常用于制造飛機(jī)外殼D.不銹鋼和鋼都是鐵合金,性質(zhì)完全相同答案C解析合金的硬度比其任一成分金屬都大,鋁合金硬度比純鋁大,A錯(cuò)誤;生鐵是鐵碳合金,鋼的含碳量比生鐵低,也是鐵碳合金,B錯(cuò)誤;不銹鋼和鋼都是鐵合金,但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組分不同,性質(zhì)不完全相同,D錯(cuò)誤。3.向某溶液中加入鋁粉能放出H2,下列各組離子一定不能在該溶液中大量共存的是 ()A.Na+、Fe3+、SO42-、B.Ba2+、Mg2+、HCO3-、C.Na+、K+、NO3-、D.K+、NO3-、Na+、答案B解析加入鋁粉能放出H2,說明該溶液可能呈酸性,也可能呈堿性。A選項(xiàng)中的4種離子可在酸性溶液中大量共存;B選項(xiàng)中的Mg2+在堿性溶液中生成Mg(OH)2沉淀,HCO3-在堿性溶液中生成CO32-,Ba2+與CO32-會(huì)生成BaCO3沉淀,HCO34.鐵和鋁是科技、生產(chǎn)、生活中應(yīng)用最廣泛的金屬材料?，F(xiàn)有鐵、鋁的混合物進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):(1)操作X的名稱是。

(2)氣體A是。

(3)A與Cl2混合光照可能發(fā)生爆炸,生成(填化學(xué)式),A在該反應(yīng)中作為(填“氧化劑”或“還原劑”)。

(4)溶液B中陰離子除OH-外還有,

溶液D中存在的金屬離子為。

答案(1)過濾(2)H2(3)HCl還原劑(4)[Al(OH)4]-Fe2+解析(1)向鐵、鋁混合物中加入足量NaOH溶液,Al溶解,Fe不溶,操作X為過濾。(2)Al與氫氧化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,氣體A為H2。(3)H2與Cl2反應(yīng)生成HCl。(4)溶液B中陰離子有OH-、[Al(OH)4]-,溶液D中金屬離子為Fe2+。課時(shí)對(duì)點(diǎn)練[分值:100分](選擇題1~8題,每小題5分,9~12題,每小題6分,共64分)題組一合金及鐵合金1.(2021·廣東,1)今年五一假期,人文考古游持續(xù)成為熱點(diǎn)。很多珍貴文物都記載著中華文明的燦爛成就,具有深邃的文化寓意和極高的學(xué)術(shù)價(jià)值。下列國寶級(jí)文物主要由合金材料制成的是 ()選項(xiàng)ABCD文物名稱鑄客大銅鼎河姆渡出土陶灶獸首瑪瑙杯角形玉杯答案A解析鑄客大銅鼎屬于銅的合金,A符合題意;河姆渡出土陶灶屬于陶器,主要成分為硅酸鹽,不屬于合金,B不符合題意;獸首瑪瑙杯的主要成分為二氧化硅,不屬于合金,C不符合題意;角形玉杯的主要成分為硅酸鹽,不屬于合金,D不符合題意。2.(2024·云南玉溪一中高一月考)化學(xué)在生產(chǎn)和日常生活中有重要的應(yīng)用。下列說法不正確的是 ()A.目前我國流通的硬幣是由合金材料制造的B.合金的熔點(diǎn)一般比其成分金屬的熔點(diǎn)高C.青銅是我國使用最早的合金材料,目前世界上使用量最大的合金材料是鋼D.鋁比鐵活潑,但在空氣中鋁制品比鐵制品耐腐蝕答案B解析合金的熔點(diǎn)一般比其成分金屬的熔點(diǎn)低,硬度大,故選B。3.《五金·鐵》中記載:“若造熟鐵,則生鐵流出時(shí),相連數(shù)尺內(nèi),低下數(shù)寸,筑一方塘,短墻抵之。其鐵流入塘內(nèi),數(shù)人執(zhí)柳木排立墻上……眾人柳棍疾攪,即時(shí)炒成熟鐵?！毕铝姓f法不正確的是 ()A.碳素鋼與生鐵的組成元素相同B.生鐵比熟鐵質(zhì)地更硬,延展性稍差C.炒鐵是為了提高鐵水中的碳含量D.該法與近代向生鐵水中吹空氣煉鋼異曲同工答案C解析碳素鋼與生鐵都是鐵碳合金,組成元素相同,故A正確;炒鐵過程中降低了鐵水中的碳含量,從而將生鐵轉(zhuǎn)化成熟鐵,故C錯(cuò)誤;該冶煉方法和近代向生鐵水中吹空氣煉鋼,都是利用空氣中氧氣氧化C元素,其原理基本相同,故D正確。題組二鋁和鋁合金4.(2024·云南保山高一期末)為增強(qiáng)口罩的密封性,均放了鼻梁條,有的鼻梁條是鋁合金做的。下列說法正確的是 ()A.鋁合金屬于純凈物B.鋁合金的強(qiáng)度比金屬鋁低C.鋁合金可以跟強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液反應(yīng)D.鼻梁條使用鋁合金,利用其密度大、抗腐蝕性好的優(yōu)點(diǎn)答案C解析鋁合金屬于混合物,A錯(cuò)誤;合金的優(yōu)點(diǎn)之一是合金的強(qiáng)度比組分金屬的高,B錯(cuò)誤。5.下列說法正確的是 ()A.Al2O3難溶于水,不與水反應(yīng),所以它不是Al(OH)3對(duì)應(yīng)的氧化物B.因?yàn)锳l2O3是金屬氧化物,所以它是堿性氧化物C.Al2O3能跟所有的酸、堿溶液反應(yīng)D.Al2O3能跟強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液反應(yīng)答案D解析Al2O3雖然難溶于水,但是2Al(OH)3Al2O3+3H2O,Al2O3和Al(OH)3中Al的化合價(jià)相同,所以Al2O3是Al(OH)3對(duì)應(yīng)的氧化物;Al2O3是兩性氧化物;Al2O3與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng),與弱堿不反應(yīng)。6.(2024·石家莊高一期末)取兩塊大小一樣的鋁片,進(jìn)行如圖實(shí)驗(yàn):根據(jù)該實(shí)驗(yàn),下列說法不正確的是 ()A.氧化鋁有保護(hù)作用,因此燒杯Ⅰ中沒有反應(yīng)發(fā)生B.燒杯Ⅰ中開始沒有氣泡,一段時(shí)間后才產(chǎn)生氣泡;燒杯Ⅱ中立即產(chǎn)生氣泡C.兩個(gè)燒杯中均發(fā)生反應(yīng):2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑D.鋁制餐具不宜長(zhǎng)時(shí)間存放堿性食物答案A解析NaOH能與氧化鋁反應(yīng),氧化鋁不能起保護(hù)作用,燒杯Ⅰ中發(fā)生反應(yīng),故選A。題組三新型合金7.儲(chǔ)氫合金是一種新型合金。下列關(guān)于儲(chǔ)氫合金的說法錯(cuò)誤的是 ()A.儲(chǔ)氫合金是一類能夠大量吸收氫氣,并與氫氣結(jié)合成金屬氫化物的新型合金材料B.儲(chǔ)氫合金具有儲(chǔ)氫量大、能耗低、使用方便的特點(diǎn)C.儲(chǔ)氫合金具有很強(qiáng)的捕捉氫的能力,氫分子在合金中先分解成單個(gè)的原子,氫原子進(jìn)入合金原子的縫隙中,并與合金生成金屬氫化物D.儲(chǔ)氫合金形成的金屬氫化物性質(zhì)穩(wěn)定,高溫條件下也不易分解答案D解析儲(chǔ)氫合金形成的金屬氫化物既容易形成,加熱又容易分解,室溫下吸、放氫的速率快,故D錯(cuò)誤。8.將一個(gè)預(yù)先做好的“ICE”形狀的鎳鈦合金破壞形狀后,只要在熱水中浸泡,其便會(huì)恢復(fù)原來形狀。下列說法正確的是 ()A.記憶合金的形狀變化屬于化學(xué)變化B.合金的熔點(diǎn)一般比各組分金屬低,硬度比各組分金屬小C.形狀記憶合金在醫(yī)療上可用來接斷骨等,在日常生活中可制眼鏡框架等D.鈦合金的化學(xué)性質(zhì)與鈦單質(zhì)完全相同答案C解析記憶合金的形狀變化沒有生成新物質(zhì),屬于物理變化,A不正確;合金的熔點(diǎn)一般比組分金屬的低,但硬度要比組分金屬的大,B不正確;鈦合金中因?yàn)榧尤肓似渌饘?化學(xué)性質(zhì)與鈦單質(zhì)不完全相同,D不正確。9.下列變化不可能通過一步反應(yīng)直接完成的是 ()A.Al(OH)3→Al2O3 B.Al2O3→Al(OH)3C.Al→[Al(OH)4]- D.AlCl3→Al(OH)3答案B解析氫氧化鋁受熱分解生成氧化鋁和水,A可以一步完成;Al2O3難溶于水,應(yīng)先將Al2O3與酸反應(yīng)變成Al3+或與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成[Al(OH)4]-后,然后加入弱堿或弱酸反應(yīng)生成Al(OH)3,B不可以一步完成;Al和NaOH溶液反應(yīng)生成Na[Al(OH)4]和H2,C可以一步完成;氯化鋁和弱堿反應(yīng)生成氫氧化鋁,D可以一步完成。10.(2024·安徽六安二中高一期末)下列物質(zhì)中既能與稀H2SO4反應(yīng),又能與NaOH溶液反應(yīng)的是 ()①NaHCO3②Al2O3③Na2CO3④Al(OH)3⑤NaHSO4A.②③④ B.①③④C.①②④ D.全部答案C解析③Na2CO3與稀H2SO4反應(yīng),與NaOH溶液不反應(yīng);⑤NaHSO4與稀H2SO4不反應(yīng),與NaOH溶液反應(yīng);①②④符合題意。11.氧化鋁的熔點(diǎn)很高,常用于制造耐火材料,例如制作坩堝。下列操作不能在氧化鋁坩堝中進(jìn)行的是 ()A.加熱使膽礬失去結(jié)晶水B.加熱使高錳酸鉀分解C.加熱熔化燒堿D.加熱分解堿式碳酸銅答案C解析氧化鋁能與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng),用氧化鋁材料制作的坩堝不能加熱強(qiáng)酸、強(qiáng)堿。12.甲、乙兩個(gè)燒杯中分別盛有100mL4.0mol·L-1的鹽酸和100mL4.0mol·L-1NaOH溶液,向兩個(gè)燒杯中均加入5.4g鋁粉,在相同狀況下產(chǎn)生氣體的體積比為 ()A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.3∶1答案B解析甲、乙兩燒杯中含HCl、NaOH的物質(zhì)的量都為0.4mol,根據(jù)化學(xué)方程式:2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑可知,5.4g(即0.2mol)Al分別與鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)時(shí),鹽酸量不足而NaOH過量,故Al與鹽酸反應(yīng)生成0.2molH2,與NaOH溶液反應(yīng)生成0.3molH2,相同狀況下其體積比為2∶3。13.(10分)合金是重要的金屬材料。(1)下列材料不屬于合金的是(填字母)。

A.鑄造下水道井蓋的生鐵B.儲(chǔ)氫用的La?Ni合金C.可用于機(jī)器人“皮膚”的橡膠D.可用于軍用車輛的超級(jí)鋼(2)生鐵是常用的合金,生鐵屬于(填“純凈物”或“混合物”)。

(3)黃銅是銅鋅合金,將純銅片和黃銅片互相刻劃(如圖所示),純銅片上留下明顯的劃痕,說明:

。

(4)黃銅渣中約含Zn7%、ZnO31%、Cu50%、CuO5%,其余為雜質(zhì)。處理黃銅渣可得到硫酸鋅,其主要流程如下(雜質(zhì)不溶于水、不參與反應(yīng)):①Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

②下列說法正確的是(填字母)。

a.Ⅰ、Ⅱ中的操作均包含過濾b.溶液A中ZnSO4的質(zhì)量大于CuSO4答案(1)C(2)混合物(3)黃銅的硬度比純銅的硬度大(4)①Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,Zn+CuSO4ZnSO4+Cu②ab解析(4)①鋅既可以與硫酸反應(yīng),也可以與硫酸銅反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,Zn+CuSO4ZnSO4+Cu。②由題中流程可知,操作Ⅰ過濾除去銅和雜質(zhì),操作Ⅱ過濾是除去鋅和置換出的銅。因氧化鋅的質(zhì)量大于氧化銅,且鋅也能和硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅,而銅和稀硫酸不反應(yīng),故溶液A中硫酸鋅的質(zhì)量大于硫酸銅。14.(10分)(2024·福州高一期末)明礬[KAl(SO4)2·12H2O]在造紙等方面應(yīng)用廣泛。實(shí)驗(yàn)室中采用廢易拉罐(主要成分為Al,含有少量Fe、Mg雜質(zhì))制備明礬的過程如圖所示。回答下列問題:(1)明礬屬于(填字母)。

A.酸B.堿C.鹽D.混合物(2)為了溶解易拉罐,并在溶解后濾去雜質(zhì),試劑①應(yīng)選用NaOH溶液,請(qǐng)寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

(3)含Al質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27%的易拉罐10g,在足量試劑①作用下可以制取氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)體積L,理論上可以制得明礬質(zhì)量g。

(4)下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化不能通過一步實(shí)現(xiàn)的是(填字母)。

A.NaCl→NaHCO3 B.Al→Al(OH)3C.Cl2→NaClO D.Fe(OH)2→Fe(OH)3答案(1)C(2)2NaOH+2Al+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑(3)3.3647.4(4)B解析(3)含Al質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27%的易拉罐10g,n(Al)=10g×27%27g·mol-1=0.1mol,根據(jù)6H2O+2NaOH+2Al2Na[Al(OH)4]+3H2↑知,0.1molAl制取氫氣的物質(zhì)的量為0.15mol,V(H2)=0.15mol×22.4L·mol-1=3.36L,根據(jù)Al原子守恒得KAl(SO4)2·12H2O的物質(zhì)的量為0.1mol,質(zhì)量為0.1mol×474g·mol-1=47.4g。(4)A項(xiàng),飽和食鹽水中通入氨氣、CO2生成碳酸氫鈉沉淀和氯化銨,NaCl→NaHCO3能通過一步實(shí)現(xiàn);C項(xiàng),氯氣和NaOH反應(yīng)生成氯化鈉和次氯酸鈉,Cl2→NaClO能通過一步實(shí)現(xiàn);D項(xiàng),Fe(OH)2和氧氣、水發(fā)生化合反應(yīng)生成Fe(OH)3,Fe(OH)215.(16分)鋁鎂合金已成為輪船制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料。某研究性學(xué)習(xí)小組的三位同學(xué)為測(cè)定某含鎂3%~5%的鋁鎂合金(不含其他元素)中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù),設(shè)計(jì)下列三種不同實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。填寫下列空白:探究一實(shí)驗(yàn)方案:鋁鎂合金測(cè)定剩余固體質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

。

實(shí)驗(yàn)步驟:(1)稱取5.4g鋁鎂合金粉末樣品,投入體積為V、濃度為2.0mol·L-1的NaOH溶液中,充分反應(yīng)。為保證合金充分反應(yīng),N