人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料教案及反思

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料教案及反思，共6页。教案主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．“神八”与“天宫”一号的成功对接，标志着中国的航空铝材处于世界领先行列。下面关于铝合金的说法中，错误的是( )
A．铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点低
B．高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼
C．镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱(NaOH)腐蚀
D．镁铝合金在盐酸中无法溶解
2．下列关于铝的叙述中，不正确的是( )
A．铝是地壳里含量最多的金属元素
B．在常温下，铝不能与氧气反应
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
3．下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是( )
A．K B．Na
C．Fe D．Al
4．Mg、Al、Fe三种金属分别与同浓度、同体积的稀盐酸反应时，放出H2的质量相等，则下列说法中正确的是( )
A．三种金属的物质的量相等
B．三种金属均过量
C．三种金属的质量相等
D．盐酸均过量
5．检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁，可选用的试剂是( )
A．NaOH B．KMnO4
C．KSCN D．H2O2
6．把铁粉、铜粉置于FeCl3溶液中，充分反应后加入KSCN不显红色，下列情况不能成立的是( )
A．铁不剩余，Cu剩余 B．铁、铜均剩余
C．铁剩余，含Cu2＋ D．铜剩余，含Fe2＋
7．下列各种物质既能与强酸反应，又能与强碱反应的是( )
①Al ②AlCl3 ③Na2CO3 ④Al2O3 ⑤NaHCO3
A．①③⑤ B．②③④
C．①③④ D．①④⑤
8．等质量的甲、乙、丙三种金属，分别与足量的溶质质量分数相同的稀硫酸完全反应后，都生成＋2价的硫酸盐，其产生H2的体积(同温同压)与反应时间的关系如图所示，则下列说法正确的是( )
A．三种金属的活动性顺序为甲＞乙＞丙
B．反应时消耗H2SO4的质量一定相同
C．三种金属的相对原子质量大小关系是甲＞乙＞丙
D．反应速率最快的是甲，最慢的是乙
9．将1.12 g铁粉加入25 mL 2 ml/L的FeCl3溶液中，充分发生反应后，其结果是( )
A．往溶液中滴入无色的KSCN溶液，不显红色
B．Fe2＋和Fe3＋的物质的量比为6:1
C．反应中氧化产物和还原产物的物质的量比为2:1
D．铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－的浓度基本保持不变
10．将5.4 g Al投入到200 mL 2.0 ml·L－1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余，该溶液可能为( )
A．NaOH溶液 B．Ba(OH)2溶液
C．H2SO4溶液 D．HCl溶液
11．某500 mL溶液中含0.1 ml Fe2＋、0.2 ml Fe3＋，加入0.2 ml铁粉，待Fe3＋完全还原后，溶液中Fe2＋的物质的量浓度为(假设反应前后体积不变)( )
A．0.4 ml·L－1 B．0.6 ml·L－1
C．0.8 ml·L－1 D．1.0 ml·L－1
12．经研究发现，含有95%的铝和5%的镓、铟及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气，整个反应中只消耗铝，而反应生成的Al2O3可回收再利用，这样不仅降低了制氢气的成本，而且方便快捷，这一发现将燃氢汽车的研发推向新的里程碑。下列有关说法不正确的是( )
A．此合金一定比纯铝柔软
B．铝作为还原剂，有资源丰富的优势
C．合金与水反应的总反应式为2Al＋3H2O===Al2O3＋3H2↑
D．合金中的镓、铟及锡对铝与水的反应可能起催化作用
二、非选择题(本题包括4小题，共52分)
13．(12分)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________。
14．(12分)某学习小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了如下一组综合实验，根据实验流程回答相关问题：
(1)请写出Fe2O3与①反应的离子方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)物质②为________。
(3)请写出FeCl3溶液与铁粉反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3浊液，该过程的现象为________________________________________________________________________，
此过程中发生的氧化还原反应为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(用化学方程式表达)。
(5)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至红褐色，制得分散系③________________，它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的本质区别是________________________________________________________________________。
15．(14分)某学习小组用如图所示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)B中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)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________。
(4)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”)。
16．(14分)硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]为浅绿色晶体，实验室中常以废铁屑为原料来制备，其步骤如下：
步骤1 将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污，分离出液体，用水洗净铁屑。
步骤2 向处理过的铁屑中加入过量的3 ml·L－1H2SO4溶液，在60 ℃左右使其反应到不再产生气体，趁热过滤，得FeSO4溶液。
步骤3 向所得FeSO4溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液，经过“一系列操作”后得到硫酸亚铁铵晶体。
请回答下列问题：
(1)在步骤1的操作中，下列仪器中不必用到的有________(填仪器编号)；
①铁架台 ②燃烧匙 ③锥形瓶 ④广口瓶
⑤研钵 ⑥玻璃棒 ⑦酒精灯
(2)在步骤3中，“一系列操作”依次为____________、____________和过滤；
(3)本实验制得的硫酸亚铁铵晶体常含有Fe3＋杂质。检验Fe3＋常用的试剂是________，可以观察到的现象是________________。
第三章 铁 金属材料
1．解析：A项，合金均为混合物，一般来说，合金的熔点比成分金属的熔点低；B项，在熔剂层覆盖下熔炼，可隔绝空气，防止高温铝液被O2氧化；C项，镁铝合金中的铝能与NaOH溶液反应；D项，合金中的Mg、Al均能与盐酸反应。
答案：D
2．答案：B
3．解析：钾属于活泼金属，与氧气发生剧烈的反应，A项错误；钠属于活泼金属，与空气中的氧气发生反应生成氧化钠，B项错误；铁在空气中形成的氧化物比较疏松，不能保护内层金属，C项错误；在空气中金属铝表面形成致密的Al2O3薄膜，能够保护内层金属不被氧化，D项正确。
答案：D
4．解析：根据反应的化学方程式：
Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
等质量的三种金属与酸反应产生H2的量不等；等物质的量的三种金属与酸反应产生H2的量也不等；若三种金属均过量，则产生的H2的量由盐酸决定。
答案：B
5．解析：若加入NaOH，硫酸亚铁发生复分解反应生成白色的Fe(OH)2会被硫酸铁生成的红褐色Fe(OH)3掩盖，不容易观察，A项错误；KMnO4具有强氧化性，Fe2＋具有还原性，能使KMnO4的紫红色褪去，B项正确；KSCN能够与Fe3＋反应使溶液变红色，而FeSO4不能与KSCN产生明显的现象，C项错误；H2O2能够氧化Fe2＋，但现象不明显，D项错误。
答案：B
6．解析：因还原性：Fe>Cu，FeCl3溶液中加入铁粉、铜粉时，依次发生反应：
Fe＋2FeCl3===3FeCl2，Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2
有以下情况：①Fe、Cu均剩余，溶液中只有Fe2＋；
②只有Cu剩余，溶液中只有Fe2＋或含Fe2＋、Cu2＋；
③Fe、Cu均不剩余，Fe3＋恰好反应，溶液中有Fe2＋、Cu2＋；
④Fe、Cu均不剩余，Fe3＋剩余，溶液中有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋。C项Fe剩余，则溶液中不可能含有Cu2＋。
答案：C
7．解析：Al与酸反应生成铝盐和H2，与碱反应生成偏铝酸盐和H2；Al2O3显两性；NaHCO3是一个二元弱酸的酸式盐，它与强酸反应生成CO2，与强碱反应生成正盐。
答案：D
8．解析：由图像可知，等质量的甲、乙、丙三种金属，甲最先反应完全，其次为丙，乙最后反应完全，因此可判断三种金属的活动性顺序为甲＞丙＞乙，反应速率最快的是甲，最慢的是乙，A项错误，D项正确；反应所放出的氢气全部来自H2SO4，由于所放出氢气的体积不同，因此所消耗H2SO4的质量一定不相同，B项错误；根据一定量金属完全反应产生氢气的质量＝eq \f(金属化合价,金属的相对原子质量)×金属的质量，因为金属的质量及化合价均相同，所以金属的相对原子质量与反应放出氢气的多少成反比，则三种金属的相对原子质量大小关系是丙＞乙＞甲，C项错误。
答案：D
9．解析：n(Fe)＝eq \f(1.12 g,56 g/ml)＝0.02 ml，n(FeCl3)＝0.025 L×2 ml/L＝0.05 ml，发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，剩余n(Fe3＋)＝0.01 ml。
答案：B
10．解析：5.4 g Al的物质的量为eq \f(5.4 g,27 g·ml－1)＝0.2 ml；0.2 ml Al能分别与0.2 ml NaOH、0.1 ml Ba(OH)2、0.3 ml H2SO4、0.6 ml HCl完全反应放出H2，只有盐酸的量不足。
答案：D
11．解析：由2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋知，0.2 ml Fe3＋与铁粉反应生成0.3 ml Fe2＋，则所得溶液中Fe2＋共0.3 ml＋0.1 ml＝0.4 ml，c(Fe2＋)＝eq \f(0.4 ml,0.5 L)＝0.8 ml·L－1。
答案：C
12．解析：合金的硬度一般比组成合金的各材料的硬度大，A错误；铝是地壳中含量最高的金属元素，B正确；由题中信息和纯铝在常温下与水反应很慢知C、D正确。
答案：A
13．解析：(1)①工业炼铝需将铝土矿与强碱溶液反应转化成偏铝酸盐，然后在偏铝酸盐溶液中通入过量的CO2，发生反应AlOeq \\al(－,2)＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCOeq \\al(－,3)，故提取过程中需通入CO2气体。②保护气需性质稳定，高温条件下不与Al­Mg合金反应，N2高温条件下可与Mg反应，可用氩气作保护气。
(2)白色沉淀为Al(OH)3,39.0 g Al(OH)3中铝元素为0.5 ml，合金中铝的质量为0.5 ml×27 g·ml－1＝13.5 g，则铜的质量为66.5 g，质量分数约为83.1%。
答案：(1)①CO2
②Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O Ar(其他合理答案均可)
(2)83.1%
14．解析：(1)Fe2O3为碱性氧化物，能够与盐酸反应生成FeCl3。
(2)FeCl3溶液能够与碱反应生成Fe(OH)3，该物质可以是NaOH溶液等。
(3)Fe3＋具有强氧化性，能够氧化Fe：Fe＋2FeCl3===3FeCl2。
(4)Fe(OH)2是白色沉淀，且具有还原性，会迅速被氧化，固体由白色迅速转化为灰绿色，最终转化为红褐色Fe(OH)3沉淀：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
(5)饱和氯化铁溶液滴入沸水中，加热至呈红褐色，得到的是Fe(OH)3胶体。胶体与溶液、浊液的本质区别在于分散质粒子直径大小不同。
答案：(1)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
(2)NaOH溶液(其他合理答案也可)
(3)Fe＋2FeCl3===3FeCl2
(4)生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(5)Fe(OH)3胶体 分散质粒子直径大小不同
15．解析：(1)Mg、Al均可以和酸反应，因此不可以用酸来实验，由于Al可以和碱溶液反应而镁不能，可以用NaOH溶液与Al反应制H2，然后测量H2的体积以计算Al的物质的量。
(2)B中发生Al与碱的反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。
(3)铝镁合金的质量为a g，B中剩余固体镁的质量为c g，则参加反应的铝的质量为(a－c)g，设铝的相对原子质量为M，则
eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\c1(2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑,2M 3×22 400 mL,a－cg b mL))
解得M＝eq \f(33 600a－c,b)。
(4)铝的质量分数＝eq \f(a－c,a)×100%，实验过程中，若未洗涤过滤不溶物，c值偏大，铝的质量分数将偏小。
答案：(1)NaOH溶液
(2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(3)eq \f(33 600a－c,b) (4)偏小
16．解析：步骤1是利用Na2CO3溶液的碱性，除去铁屑表面的油污，通过过滤分离出铁屑；步骤2是制取FeSO4；步骤3是将FeSO4和(NH4)2SO4溶液混合，通过加热浓缩、冷却结晶得到(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O晶体。(1)在步骤1的加热和固液分离操作中，不需要用到的仪器有燃烧匙、锥形瓶、广口瓶和研钵。(2)两种溶液混合后，为了得到相应的晶体，需要进行的操作是加热浓缩、冷却结晶和过滤。(3)检验溶液中含有Fe3＋常用的试剂是KSCN溶液，可以观察到的现象是溶液显红色。
答案：(1)②③④⑤ (2)加热浓缩 冷却结晶 (3)KSCN溶液 溶液显红色