鲁科版高一化学必修一同步精选对点训练铝热剂铝热反应及金属铝铝合金的综合.docx

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鲁科版高一化学必修一同步精选对点训练铝热剂铝热反应及金属铝铝合金的综合

铝热剂、铝热反应及金属铝、铝合金的综合

1.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（　　）

A．MgO

B．Fe3O4

C．MnO2

D．V2O5

2.下列反应属于铝热反应的是（　　）

A．Al＋HCl

B．Al＋H2SO4

C．Al＋MgO

D．Al＋WO3

3.下列氧化物中不能与铝粉发生铝热反应的是（　　）

A．Na2O

B．Fe3O4

C．MnO2

D．V2O5

4.下列金属不能用铝热反应制备的是（　　）

A．镁

B．铜

C．铁

D．铬

5.利用铝热反应可从下列氧化物中冶炼出金属，若要得到等物质的量的金属单质，需消耗单质铝最多的是（　　）

A．MnO2

B．V2O5

C．Cr2O3

D．WO3

6.铝用来焊接钢轨是利用（　　）

A．铝与氧气反应生成稳定的保护层

B．铝是热的良导体

C．铝是强还原剂，铝热反应放热

D．铝合金强度大

7.氧化亚铁粉末和铝粉配成铝热剂，分成两等份。

一份在高温下恰好完全反应后，再与盐酸反应；另一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应。

前后两种情况下生成的气体的质量比是（　　）

A．1∶1

B．2∶3

C．3∶2

D．28∶9

8.把铝粉和Fe2O3粉末配成铝热剂，分成两等份，前一份在高温下恰好完全反应，然后将生成物与足量的稀盐酸反应；后一份直接加入足量的NaOH溶液使之充分反应。

前后两种情况下生成气体的物质的量之比为（　　）

A．3∶2

B．2∶3

C．3∶4

D．4∶3

9.现将铝粉和Fe3O4粉末的均匀混合物分成两等份：

一份在高温下恰好完全反应后，再与足量的盐酸反应；一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应。

前后两种情况下生成的气体质量比是（　　）

A．1∶1

B．4∶3

C．3∶4

D．8∶9

10.将铝粉和某铁的氧化物粉末混合均匀后再均分为两等份。

一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应；另一份在高温下恰好完全反应后再与足量的稀H2SO4反应。

上述两种情况下生成的气体的质量比为4∶3，则该铁的氧化物为（　　）

A．FeO

B．Fe2O3

C．Fe3O4

D．无法确定

11.将铝粉与Fe3O4粉末配制成铝热剂，分成三等份。

①一份直接放入足量的烧碱溶液中，充分反应后放出气体在标准状况下的体积为V1；

②一份在高温下恰好反应完全，反应后的混合物与足量的盐酸反应后，放出的气体在标准状况下的体积为V2；

③一份直接放入足量的盐酸中，充分反应后放出气体在标准状况下的体积为V3。

下列说法正确的是（　　）

A．V1＝V3＞V2

B．V2＞V1＝V3

C．V1＝V2＞V3

D．V1＞V3＞V2

12.将铝粉与某铁的氧化物FeO·2Fe2O3粉末配制成铝热剂，分成两等份。

一份直接放入足量的烧碱溶液中，充分反应后放出气体在标准状况下的体积为15.68L；另一份在高温下恰好反应完全，反应后的混合物与足量的盐酸反应后，放出的气体在标准状况下的体积为（　　）

A．11.20L

B．15.68L

C．22.40L

D．31.36L

13.把铝粉和某铁的氧化物（xFeO·yFe2O3）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；另一份直接放入足量的烧碱溶液中充分反应。

前后两种情况下生成的气体质量比是5∶7，则x∶y为（　　）

A．1∶1

B．1∶2

C．5∶7

D．7∶5

14.用铝粉和氧化铁粉末配成的铝热剂，分成两等份：

一份在高温下恰好完全反应，再与足量稀硫酸反应，生成氢气aL；另一份直接放入足量烧碱溶液中充分反应，在相同条件下生气氢气bL，则体积比a∶b为（　　）

A．1∶1

B．3∶2

C．2∶3

D．1∶4

15.下列说法正确的是（　　）

A．铝在空气中耐腐蚀，所以铝不是活泼金属

B．点燃的镁条插入盛CO2的集气瓶中，迅速熄灭

C．铝在高温下能还原锰、铁、铬等金属氧化物

D．因为镁和铝在空气中都形成氧化膜，所以镁和铝都不溶于浓硝酸

16.镁、铝都是较活泼的金属，下列描述中正确的是（　　）

A．高温下，镁、铝在空气中都有抗腐蚀性

B．镁、铝都能跟稀盐酸、稀硫酸、强碱反应

C．镁在点燃条件下可以跟二氧化碳起反应，铝在一定条件下可以跟氧化铁发生氧化还原反应

D．铝热剂是镁条、铝粉和金属氧化物的混合物

17.下列关于铝的叙述，不正确的是（　　）

A．铝是地壳中含量最多的金属元素

B．在常温下，铝能与氢氧化钠溶液反应

C．铝与碱反应中，铝得到电子生成阴离子[Al（OH）4]－

D．铝容易失去电子，在化学反应中常做还原剂

18.对于下列金属的叙述不正确的是（　　）

A．在点燃镁、铝之前，应先用砂纸打磨，除去表面的氧化膜

B．用砂纸打磨的铝条，放在酒精灯上加热至熔化，铝会滴落下来

C．铁在氧气中燃烧生成的氧化物的主要成分是四氧化三铁

D．金属单质在自然界中多以化合态的形式存在，因为它们大多有较强的还原性

19.（双选）下列能与Al发生铝热反应的有（　　）

A．MnO2

B．CuO

C．MgO

D．FeO

20.用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有________。

a．KClb.KClO3

c.MnO2d.Mg

21.绝大部分金属的冶炼都是通过在高温下发生的氧化还原反应来完成的，实验室利用铝热反应来模拟这种冶炼方法，实验装置如图。

（1）铝热反应的化学方程式为______________________________。

（2）描述“铝热反应”的现象____________________________________。

（3）有的同学推测，铝热反应所得到的生成物是铁铝合金。

设计一个简单的实验方案，证明所得的物质中含有金属铝。

该实验所用的试剂是____________________________，当观察到_________________现象时，说明生成物中含有金属铝，反应的离子方程式是________________________________________________________________________。

22.取少量铝热反应所得到的固体混合物，将其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液无明显现象，________（填“能”或“不能”）说明固体混合物中无Fe2O3，理由是_________________（用离子方程式说明）。

23.某研究小组为测定某含镁3%～5%的铝镁合金中镁的质量分数，设计如下实验方案：

将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体在通常状况下（约20℃，1.01×105Pa）的体积。

①你认为最简易的装置其连接顺序是：

A接（　　）（　　）接（　　）（　　）接（　　）（　　）（填接口字母，可不填满）。

②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，一会儿后稀硫酸也不能顺利滴入锥形瓶。

请你帮助分析原因______________________________________________。

（2）仔细分析实验装置后，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。

（已知：

碱式滴定管上的刻度数值上小下大）

①装置中导管a的作用是_________________________________________________。

②实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1mL、V2mL。

则产生氢气的体积为________mL。

24.某学习小组用下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）实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是

________________________________________________________________________。

（3）检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：

①记录C的液面位置；

②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；

③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；

④由A向B中滴加足量试剂。

上述操作的顺序是________（填序号）；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应____________。

（4）B中发生反应的化学方程式为_____________________________________________。

（5）若实验用铝镁合金的质量为ag，测得氢气体积为bmL（已换算为标准状况），B中剩余固体的质量为cg，则铝的相对原子质量为________。

（6）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“无影响”）。

25.含镁3%～5%的镁铝合金，现已成为轮船制造、化工生产、机械制造等行业的重要原材料。

现有一块已知质量为m1g的镁铝合金，欲测定其中镁的质量分数，几位同学设计了以下两种不同的实验方案：

实验设计1：

镁铝合金

充分反应后测定剩余固体质量m2g

实验设计2：

镁铝合金

生成的气体在标准状况下的体积为VL。

请回答以下问题：

（1）实验设计1：

镁的质量分数：

__________；在溶解、过滤中使用的玻璃仪器有______________；测定剩余固体质量时，过滤所得的沉淀未用蒸馏水洗涤，测得镁的质量分数会________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）

（2）实验设计2：

测定生成的气体装置如图。

进行的操作有：

①记录C的液面位置；②待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；③检查气密性；④将药品和水装入各仪器中，连接好装置；⑤由A向B中滴加足量试剂。

上述操作的先后顺序是________（填序号）；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应：

______________________________________。

（3）请你再设计一个实验方案：

____________________________________________。

26.现有一块已知质量为mg的镁铝合金，欲测定其中铝的质量分数，几位同学设计了以下几种不同的实验方案：

方案Ⅰ：

镁铝合金

过滤、洗涤、干燥→测定剩余固体质量m1g

方案Ⅱ：

镁铝合金

生成气体在标准状况下的体积为VL

方案Ⅲ：

镁铝合金

溶液

过滤、洗涤、干燥→测定沉淀质量m2g

请回答以下问题：

（1）上述方案能测定出铝的质量分数的是________（填字母）。

A．都能

B．Ⅰ不能，Ⅱ和Ⅲ能

C．Ⅱ不能，Ⅰ和Ⅲ能

D．Ⅰ和Ⅱ不能，Ⅲ能

（2）如果方案Ⅲ过滤得到沉淀没有洗涤、干燥，测得铝的质量分数会________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）

（3）某同学综合上述方案，设计如图1所示的实验步骤，确定合金组成。

①用字母m、n表示合金中铝的质量分数为_______________________________________；

②若合金中Al的物质的量分数为x，金属总物质的量为6mol，试在图2中作出y随x变化的曲线。

当y＝7.5mol时，该合金中镁铝的原子数之比为____________________。

图2

27.用铁、铝的混合物进行如下实验：

（1）操作X的名称是________。

（2）气体A是________。

（3）加入足量NaOH溶液时发生反应的离子方程式为________________；加入稀盐酸发生反应的离子方程式为________________。

（4）溶液B中阴离子除OH－外还有________，溶液D中存在的金属离子为______________。

28.某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究，关于“铝热反应”的现象有“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”，查阅《化学手册》可知，Al、Fe2O3、Al2O3、Fe的熔、沸点数据如下：

（1）某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金，理由是该反应放热，能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。

你认为他的解释是否合理？

__________________________（填“合理”或“不合理”）。

（2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的冷却后块状熔融物中含有金属铝。

填写下列表格：

（3）实验室欲溶解此熔融物，最好选用下列试剂中的________（填字母）。

A．浓硫酸B．稀硫酸

C．稀硝酸D．NaOH溶液

29.以赤铁矿（化学成分为Fe2O3）为原料，经铝热反应所得的熔融物一般是铁铝合金，查阅《化学手册》得知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点，沸点数据如下：

请回答下列问题：

（1）写出铝热反应的化学方程式：

____________________________。

（2）从表中数据推测铝热反应所得到的熔融物是铁铝合金的理由：

____________________。

（3）根据已有知识写出一种验证产物中有Fe的最简单方法：

____________________________________。

（4）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的熔融物中含有金属铝，写出反应的离子方程式________________________________________________________________________。

（5）在铝热反应中，若铝粉用得过多，在反应后还可回收到铝和氧化铝的混合物，假设15g该混合物加入150mL稀硫酸中，在标准状况下放出1.68L氢气，为中和过量的硫酸，并使溶液中的Al3＋恰好完全转化为Al（OH）3沉淀，需要200mL浓度为6mol·L－1的NaOH溶液，则该稀硫酸的物质的量浓度是______mol·L－1。

30.粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。

进行如下实验：

①取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；

②另取20gA全部溶于0.15L6.0mol·L－1盐酸中，得溶液C；

③将①中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12L（标况）气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；

④用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。

请填空：

（1）①中引发铝热反应的实验操作是___________________________________________，

产物中的单质B是________。

（2）②中所发生的各反应的化学方程式是________________________________________。

（3）③中所发生的各反应的离子方程式是________________________________________。

（4）若溶液D的体积仍视为0.15L，则该溶液中c（Mg2＋）为________，c（Fe2＋）为________。

31.实验室铝热反应的实验装置如下：

（1）下面放置盛细沙的____________（填名称）。

（2）镁条的作用是______________________________________。

（3）实验现象有：

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________；

③________________________________________________________________________。

（4）写出该反应的化学反应方程式：

________________，在冶金工业上也常用这一反应原理来冶炼________。

A．不活泼金属B．较活泼金属

C．稀有金属D．高熔点金属

（5）已知下表数据：

①某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。

理由是该反应放出的热量能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。

你认为他的解释是否合理？

________（填“合理”或“不合理”）。

②设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。

该实验所用试剂是______________，当观察到___________________现象时，反应的离子方程式是________________________________________________________________________。

③实验室欲溶解此熔融物，最好选用下列试剂中的________（填字母）。

A．浓硫酸B．稀硫酸

C．稀硝酸D．NaOH溶液

32.现用铝与实验室中的盐酸反应，制取标准状况下氢气4.48L。

（1）如果选用所贴标签为2.0mol·L－1的盐酸，至少需要该盐酸多少毫升？

（2）如果选用所贴标签为7%的盐酸（密度为1.043g·mL－1），至少需要该盐酸多少毫升？

33.把2mol钠和1mol铝的混合物小心地投入932g水中，充分反应，计算：

（1）生成气体的质量为多少？

（2）溶液中有几种溶质？

（3）各溶质的质量分数为多少？

答案解析

1.A

【解析】　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。

2.D

【解析】铝热反应是由铝和活动性比Al弱的金属氧化物间的置换反应。

3.A

【解析】铝热反应是由铝和活动性比Al弱的金属氧化物间的置换反应。

若是比铝活动性强的金属，其氧化物不能被铝还原。

4.A

【解析】铝热反应是由铝和活动性比Al弱的金属氧化物间的置换反应。

镁比铝活泼，因此不能用铝热反应得到镁。

5.D

【解析】根据氧化还原反应中化合价升高的总价数等于化合价降低的总价数可知：

化合价降低最多的消耗的铝最多，MnO2（4－0），V2O5（5－0），Cr2O3（3－0），WO3（6－0），WO3消耗铝最多。

6.C

【解析】

7.A

【解析】把FeO和铝粉配成铝热剂，分成两等份，一份在高温下恰好完全反应生成铁与氧化铝，由电子转移守恒可知2n（Fe）＝3n（Al），然后将生成物与足量的稀盐酸反应，铁与盐酸反应生成氯化亚铁与氢气，由电子转移守恒可知n（H2）＝n（Fe），所以n（H2）＝

n（Al）；另一份直接加入足量的NaOH溶液使之充分反应，铝与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠与氢气，由电子转移守恒可知n′（H2）＝

n（Al）。

故两种情况下生成气体的物质的量之比为n（H2）∶n′（H2）＝

n（Al）∶n（Al）＝1∶1，质量比等于物质的量之比为1∶1。

8.B

【解析】把铝粉和Fe2O3粉末配成铝热剂，分成两等份，一份在高温下恰好完全反应生成铁与氧化铝，由电子转移守恒可知生成n（Fe）＝n（Al），然后将生成物与足量的稀盐酸反应，铁与盐酸反应生成氯化亚铁与氢气，由电子转移守恒可知，n（H2）＝n（Fe），所以n（H2）＝n（Al）；另一份直接加入足量的NaOH溶液使之充分反应，铝与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠与氢气，由电子转移守恒可知n′（H2）＝

n（Al），故两种情况下生成气体的物质的量之比为n（H2）∶n′（H2）＝n（Al）∶

n（Al）＝2∶3。

9.C

【解析】把铝粉和Fe3O4粉末混合物，分成两等份，一份在高温下恰好完全反应生成铁与氧化铝，由电子转移守恒可知

n（Fe）＝3n（Al），然后将生成物与足量的稀盐酸反应，铁与盐酸反应生成氯化亚铁与氢气，由电子转移守恒可知n（H2）＝n（Fe），所以n（H2）＝

n（Al）；另一份直接加入足量的NaOH溶液使之充分反应，铝与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠与氢气，由电子转移守恒可知2n′（H2）＝3n（Al），所以n′（H2）＝

n（Al），故两种情况下生成气体的物质的量之比为n（H2）∶n′（H2）＝

n（Al）∶n（Al）∶

n（Al）＝3∶4，质量比等于物质的量之比应是3∶4。

10.C

【解析】设铁的氧化物是FexOy，每一份铁的氧化物是1mol，则反应产生金属铁的物质的量是xmol，若金属铝是amol，根据电子守恒得

a∶x＝4∶3，解得x＝

a，所以x∶y＝3∶4，该氧化物为四氧化三铁。

11.A

【解析】设每份含2mol铝。

①能和烧碱反应生成氢气的物质只有铝，2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al（OH）4]＋3H2↑，2mol铝与氢氧化钠溶液反应生成氢气3mol；②铝先和四氧化三铁反应生成氧化铝和铁3Fe3O4＋8Al

4Al2O3＋9Fe，铁和盐酸反应生成氢气Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，2mol铝与四氧化三铁反应生成

mol铁，

mol铁与盐酸反应生成氢气

mol；③能和盐酸反应生成氢气的只有铝，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2mol铝与盐酸溶液反应生成氢气3mol氢气；所以V1＝V3＞V2。

12.A

【解析】一份直接放入足量的烧碱溶液中，铝与氢氧化钠发生反应生成氢气15.68L，氢气的物质的量为

＝0.7mol，铁的氧化物FeO·2Fe2O3中的氧原子全部与铝结合生成氧化铝，所以根据关系式

3H2～　　2Al～　　3O～Al2O3

323

0．7mol

mol0.7mol

由于氧化物为FeO·2Fe2O3，根据氧原子守恒，所以氧化物FeO·2Fe2O3为0.1mol，根据铁原子守恒，可知另一份生成的铁的物质的量为0.1mol×5＝0.5mol，根据Fe～H2可知，0.5molFe可生成氢气0.5mol，另一份生成的氢气的体积为0.5mol×22.4L·mol－1＝11.2L。

13.B

【解析】把铝粉和某铁氧化物xFeO·yFe2O3粉末配成铝热剂，分成两等份，一份在高温下恰好完全反应生成铁与氧化铝，Fe与盐酸反应生成FeCl2与H2，另一份直接加入足量的NaOH溶液分反应生成四羟基合铝酸钠与氢气，前后两种情况下生成的气体质量比是5∶6。

设氢气物质的量分别为5mol、6mol，根据电子转移守恒，n（Fe）＝n（H2）＝5mol，n（Al）＝

＝

mol，xmolFeO、ymolFe2O3，由Fe元素守恒可知：

x＋2y＝5，由电子转移守恒可得：

2x＋2y×3＝

×3解得x＝1，y＝2，故x∶y＝1∶2。

14.C

【解析】令每份都含有1molAl。

对于在高温下恰好完全反应，再与足量稀硫酸反应，根据方程式可得

2Al　～　2Fe　～　2H2

1mol1mol1mol

对于直接放入足量的烧碱溶液中，根据方程式可得

2Al～3H2

1mol1.5mol

相同条件下，体积之比等于物质的量之比，所以a∶b＝1mol∶1.5mol＝2∶3。

15.C

【解析】　Al在空气中表面生成一层致密的氧化膜，因此耐腐蚀；Mg能在CO2中剧烈燃烧；MgO和Al2O3都能溶于浓HNO3。

16.C

【解析】　在常温下，镁和铝在空气里都能跟氧气反应，生成一层致密的氧化物薄膜，这层氧化物薄膜能够阻止金属的继续氧化，所以