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1、第12周 用途廣泛的金屬材料 1、以色列科學(xué)家發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)晶體獨(dú)享2011年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。已知的準(zhǔn)晶體都是金屬互化物。有關(guān)準(zhǔn)晶體的組成與結(jié)構(gòu)的規(guī)律仍在研究之中。人們發(fā)現(xiàn)組成為鋁－銅－鐵－鉻的準(zhǔn)晶體具有低摩擦系數(shù)、高硬度、低表面能以及低傳熱性，正被開發(fā)為炒菜鍋的鍍層；Al65Cu23Fe12十分耐磨，被開發(fā)為高溫電弧噴嘴的鍍層。有關(guān)這種擬晶的說法中一定錯(cuò)誤的是(　　) A．Al65Cu23Fe12的硬度比金屬Al、Cu、Fe都大 B．Al65Cu23Fe12中三種金屬的化合價(jià)均可看做零 C．Al65Cu23Fe12不可用做長期浸泡在海水中的材料

2、 D．1 mol Al65Cu23Fe12溶于過量的稀鹽酸時(shí)共失去277 mol電子 答案：C 試題來源：自選 知識(shí)點(diǎn)：0305003008001 常見的金屬材料及其應(yīng)用 難度：難 解題分析： 【思路分析】 題目中說：擬晶具有合金的某些優(yōu)良物理性能，可以把擬晶視為一種合金。 【解答過程】 A.正確，Al65Cu23Fe12的硬度大于金屬鐵。 B.正確， Al65Cu23Fe12中三種金屬的化合價(jià)都為0。 C.錯(cuò)誤，Al65Cu23Fe12長期浸泡在海水中會(huì)被腐蝕。 D.正確，是3*65+2*23+3*12=277mol電子。 【拓展提升】 合金的特點(diǎn)要優(yōu)于單純的

3、一種金屬，所以具有很大的發(fā)展?jié)摿?。在解答這類題目時(shí)，一定要注意題中所敘述的條件。通過在題目中找尋有價(jià)值的訊息，再通過已有的知識(shí)儲(chǔ)備解題。如在計(jì)算電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目、比較合金與單純金屬的硬度等等。 2、有Al、CuO、Fe2O3組成的混合物共10.0 g，放入500 mL某濃度的鹽酸中，混合物完全溶解，當(dāng)再加入250 mL 2.00 mol·L-1的NaOH溶液時(shí)，得到的沉淀最多。上述鹽酸的濃度為（ ） A.1.00 mol·L-1 B.0.500 mol·L-1 C.2.00 mol·L-1 D.3.00 mol·L-1 答案：A 試題來源：自選+改編 知識(shí)點(diǎn)：

4、0305003008001001 常見合金的性質(zhì)及其用途 難度：難 解題分析： 【思路分析】 混合物種加入鹽酸后，金屬鋁、氧化銅、氧化鋁都會(huì)溶解，再向溶液中加入堿后，會(huì)產(chǎn)生沉淀，當(dāng)沉淀量最大時(shí)，鈉離子與氯離子結(jié)合產(chǎn)生氯化鈉，即他們的物質(zhì)的量相等。 【解答過程】 以Al為例：2Al + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2，2AlCl3 + 6NaOH == 2 Al(OH)3 + 6NaCl 沉淀最大值：消耗的n(HCl) == n(NaOH) == 2.0mol/L * 0.250L == 0.5mol C(HCl) == 0.5mol / 0.5L

5、==1mol/L 【拓展提升】 解答此類題目時(shí)，一定要注意分析題目中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系，應(yīng)用一些簡便算法，可以起到事半功倍的效果。同時(shí)也要考慮到鋁、氧化鋁、氫氧化鋁的兩性，高考中對(duì)兩性的考察非常普遍，要注意對(duì)方程式的熟練書寫。 3、某合金(僅含銅、鐵)中銅和鐵的物質(zhì)的量之和為ymol，其中Cu的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為a ，將其全部投入100mLbmol·L－1的硝酸溶液中，加熱使其充分反應(yīng)(假設(shè)NO是唯一的還原產(chǎn)物)。當(dāng)溶液中金屬離子只有Fe3＋、Cu2＋時(shí)，則a與b的關(guān)系為：C A．b≥40y(2－) B．b≥80y(2－) C．b≥40y(1－)

6、 D．b≥80y(1－) 答案：C 試題來源：自選 知識(shí)點(diǎn)：0305003008001001 常見合金的性質(zhì)及其用途 難度：難 解題分析： 【思路分析】 因?yàn)槿芤褐挥蠪e3+、Cu2+，由于Fe3+的氧化性不可能存在銅、鐵過量的情況,那么硝酸的量肯定是過量或者剛好完全反應(yīng) 【解答過程】 3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 3 8 ay 8ay/3 Fe + 4HNO3=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 1 4 y(1-a) 4y(1-a) 所以有0.05b≥8ay/3+4y(1-a

7、) 解得b≥80y（1-a/3） 【拓展提升】 鐵、銅與硝酸反應(yīng)，是考試中的熱點(diǎn)、難點(diǎn)，在解答這類題目中時(shí)，存在鐵少量、過量與硝酸不同濃度時(shí)，不同的產(chǎn)物問題，在審題過程中，一定要注意鐵的量，以及硝酸的濃、稀的問題。當(dāng)不能確定硝酸的還原產(chǎn)物時(shí)，也許存在一些簡便算法，比如物質(zhì)的量守恒，因?yàn)闊o論產(chǎn)生NO、NO2，都只含有一個(gè)N 原子。 4、a mol FeS與b mol FeO投入到VL、c mol/L的硝酸溶液中充分反應(yīng)，產(chǎn)生NO氣體，所得澄清溶液成分可看作是Fe(NO3)3、H2SO4的混合液，則反應(yīng)中未被還原的硝酸可能為 （ ） ①(a+b)×63g ②(a+b)×

8、189g ③(a+b)mol ④Vc-(9a+b)/3mol A．①④ B．②③ C．①③ D．②④ 答案：D 試題來源：自選 知識(shí)點(diǎn)：0305003008002 金屬資源的保護(hù) 難度：中 解題分析： 【思路分析】 鐵在與酸反應(yīng)時(shí)，如過量鐵與稀硝酸反應(yīng)，產(chǎn)生硝酸亞鐵與一氧化氮，方程式為8HNO3(稀)+3Fe（過量）===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O 則未被還原的硝酸占6摩爾。本題中要判斷的為未被還原的硝酸的物質(zhì)的量。因?yàn)樗贸吻迦芤撼煞挚醋魇窍跛徼F和硫酸的混合液 沒有反應(yīng)的硝酸根全部都形成 硝酸鐵了 【解答過程】 因?yàn)樗贸吻迦芤撼煞挚煽醋魇窍跛徼F

9、和硫酸的混合液，沒有反應(yīng)的硝酸根全部都形成硝酸鐵了，則鐵的物質(zhì)的量是（a+b）mol。所以硝酸根就是 3（a+b）mol硫酸提供氫離子，所以相當(dāng)于沒有參加的反應(yīng)的硝酸就是 3（a+b）mol質(zhì)量就是② 判斷④是應(yīng)用的是電子守恒，一個(gè)二價(jià)的鐵到三價(jià)的需要失去一個(gè)電子，一個(gè)負(fù)二價(jià)的硫轉(zhuǎn)換成硫酸失去電子個(gè)數(shù)是 8 個(gè)。所以依照題意a mol FeS與b mol FeO 失去的電子總數(shù)是（a + 8a ）+ b mol，這些電子全部是硝酸還原變成 NO， 一個(gè)硝酸換成一個(gè)NO需要得到3個(gè)電子，所以還原的硝酸是 （9a+b）/3反之沒有被還原的就是④。 所以答案為D 【拓展提升】 解答鐵與硝酸的

10、題目，最常用的方法為電子守恒，當(dāng)題目中條件眾多，產(chǎn)物比較的量比較難判斷，而且又難以確定產(chǎn)物的成分，可以應(yīng)用電子守恒的方法，取得事半功倍的效果。因?yàn)樵阼F與硝酸反應(yīng)時(shí)，要考慮鐵是否過量，硝酸的濃、稀及還原產(chǎn)物是NO2還是NO。 5、將15.6 g Na2O2和5.4 g Al同時(shí)放入一定量的水中，充分反應(yīng)后得到200 mL溶液，再向該溶液中緩慢通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的HCl氣體6.72 L，若反應(yīng)過程中溶液的體積保持不變，則(　　) A．反應(yīng)過程中得到6.72 L的氣體(標(biāo)況) B．最終得到的溶液中c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(OH－) C．最終得到7.8 g的沉淀 D．最終得到的溶液中c(N

11、aCl)＝0.15 mol/L 答案：C 試題來源：自選 知識(shí)點(diǎn)： 難度：難 解題分析： 【思路分析】 本題中，加入的過氧化鈉首先與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化鈉，然后鋁溶于產(chǎn)生的氫氧化鈉中，產(chǎn)生偏鋁酸鈉，當(dāng)再向溶液中通入氯化氫氣體時(shí)，產(chǎn)生沉淀。 【解答過程】 (1)n(Na2O2)==15.6/78 ==0.2mol n(Al)==5.4/27==0.2mol n(HCl)==6.72/22.4==0.3mol (2)2Na2O2 + 2Al + 3H2O == 2NaAlO2 + 2NaOH + O2 + 3H2 ----0.2----0.2---------

12、----0.2-----0.2----0.1---0.3mol (3)NaOH + HCl == NaCl + H2O ---0.2----0.2----0.2mol (4)NaAlO2 + HCl + H2O == Al(OH)3 + NaCl ----0.1-----0.1-----------0.1-------0.1mol (5)A.---0.1molO2+0.3molH2-------不對(duì)！ B.---c(Na+)=c(Cl-)--------------不對(duì)！ C.0.1molAl(OH)3---7.8g----------對(duì)！ D.c(NaCl)=0.3/0.2

13、 ==1.5mol/L----對(duì)！ 【拓展提升】 此類題目在去解答時(shí)，一定要注意所加物質(zhì)的物質(zhì)的量的關(guān)系，是恰好將溶液中的離子轉(zhuǎn)化為沉淀，還是所加物質(zhì)過量將其溶解。在計(jì)算產(chǎn)生的氣體的體積時(shí)，要同時(shí)考慮到過氧化鈉與水反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣，也要考慮到鋁與氫氧化鈉溶液產(chǎn)生的氫氣的體積，這在計(jì)算時(shí)是容易被人忽視的。 6、工業(yè)上制備氯化銅時(shí)，是將濃鹽酸用蒸氣加熱至80℃左右，慢慢加入粗制氧化銅粉末(含雜質(zhì)氧化亞鐵)，充分?jǐn)嚢瑁怪芙?，反?yīng)如下： CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O 已知：pH≥9.6時(shí)，F(xiàn)e2＋以Fe(OH)2形式完全沉淀；pH≥6

14、.4時(shí)，Cu2＋以Cu(OH)2的形式完全沉淀；pH在3～4時(shí)，F(xiàn)e3＋以Fe(OH)3的形式完全沉淀．除去溶液中的Fe2＋，可以采用的方法是 (　　) A．直接加堿，調(diào)整溶液pH≥9.6 B．加純銅粉，將Fe2＋還原出來 C．先將Fe2＋氧化成Fe3＋，再調(diào)整pH在3～4 D．通入硫化氫，使Fe2＋直接沉淀 答案：C 知識(shí)點(diǎn)：0305003008003 廢舊金屬的回收利用 難度：難 解題分析： 【思路分析】 向含亞鐵離子、銅離子溶液中加入堿，會(huì)產(chǎn)生沉淀，通過調(diào)節(jié)溶液的pH值使兩種

15、離子先后沉淀，本題中通過調(diào)節(jié)溶液的pH值，來分別沉淀兩種離子。 【解答過程】 根據(jù)題給信息知．Fe2＋、Cu2＋、Fe3＋三種離子在溶液中以氫氧化物形式沉淀的pH不同，要制備CuCl2且除去其中的Fe2＋，若直接通過調(diào)整溶液的pH使Fe(OH)2生成，需pH≥9.6，此時(shí)對(duì)于Cu2＋來說已在pH≥6.4時(shí)就成為Cu(OH)2，F(xiàn)e(OH)2、Cu(OH)2混在一起難以分離，應(yīng)當(dāng)先將Fe2＋氧化成Fe3＋后，再將pH調(diào)至3～4之間將Fe(OH)3沉淀出來，此時(shí)Cu2＋并不沉淀，C選項(xiàng)符合題意． 【拓展提升】 在解答此類題目時(shí)，一定要注意題目中所給的條件，在哪個(gè)pH值范圍內(nèi)來沉淀哪種離子。采取化學(xué)方法除去雜質(zhì)的原則，一般是加入一種試劑除去一種離子，那么如果加入一種試劑沉淀了兩種離子怎么辦，只能通過分步沉淀的方法實(shí)現(xiàn)。 7