9.1.2金属的冶炼同步练习-苏教版高中化学必修第二册
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．利用下列装置及药品能达到实验目的的是
A B C D
验证浓硫酸有强氧化性 制备并收集乙炔 完成铝热反应 用乙醇、冰醋酸、浓硫酸制备乙酸乙酯
A．A B．B C．C D．D
2．下列物质的性质和用途具有对应关系的是
A．熔点高，可用作电解制铝 B．不稳定，可用于治疗胃酸过多
C．明矾水解生成胶体，可用做絮凝剂 D．铝具有导热性，可用于制备铝热剂
3．成语、古诗词、谚语等都是我国传统文化的瑰宝。下列有关解读错误的是
选项 传统文化 化学角度解读
A 兰陵美酒郁金香，玉碗盛来琥珀光 “香”主要因为美酒含有酯类物质
B 百炼成钢、钢筋铁骨 生铁在高温下挥发除去碳等杂质转化成钢
C 三月打雷麦谷堆 在雷电作用下N2转化成能被作物吸收的氮元素
D 《本草经集注》记载“如握盐雪不冰，强烧之，紫青烟起…云是真硝石也” 利用物理方法（焰色反应）可以检验钠盐和钾盐
A．A B．B C．C D．D
4．下列说法正确的是
A．工业以硫黄为原料生产硫酸，沸腾炉中的反应：2S+3O22SO3
B．工业上用电解饱和食盐水的方法制取金属钠
C．高炉炼铁过程中，焦炭的主要作用是还原铁矿石中的氧化铁
D．工业上以石灰乳和氯气为原料制取漂白粉
5．下列对实验装置图、实验操作及结论描述正确的是
A．制取乙酸乙酯
B．制取金属铜
C．滴入浓硫酸后一段时间，高锰酸钾溶液褪色，说明蔗糖发生了水解反应
D．加热片刻后高锰酸钾溶液褪色，说明石蜡油分解产生了乙烯
6．工业上用铝土矿(主要成分为，含杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图所示。
下列叙述正确的是
A．试剂X是稀盐酸或稀硫酸 B．反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁
C．反应②通入的过量气体Y是 D．电解熔融氯化铝也可制取铝单质
7．下列叙述正确的是
A．Fe与S混合加热生成Fe2S3
B．MgO和 Al发生铝热反应生成Mg
C．过量的铜与浓硝酸反应有 NO生成
D．向氨水中滴加饱和FeCl3溶液制备 Fe(OH)3胶体
8．下列物质受热后能生成金属单质的是
A．碳酸钙 B．氯化铝 C．硫酸铜 D．氧化汞
9．A～E是中学常见的5种化合物，A、B是氧化物，它们之间的转化关系如图所示。
则下列说法正确的是( )
A．单质X与A反应的化学方程式：Al2O3＋2FeFe2O3＋2Al
B．检验D溶液中金属阳离子的反应：Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3↓
C．与D溶液反应时单质Y被氧化
D．由于化合物B和C均既能与酸反应，又能与碱反应
10．利用如图装置做铝热反应实验.下列说法不正确的是
A．该反应中镁条的作用为引燃剂
B．该反应会发出强光、产生大量的热，使生成的铁为液态
C．若反应中转移3mol电子，则消耗还原剂的物质的量是1mol
D．根据铝热反应的原理，可以冶炼金属镁
二、填空题
11．【化学——选修2：化学与技术】
（1）我国某地区已探明蕴藏有丰富的赤铁矿(主要成分为Fe2O3，还含有SiO2等杂质)、煤矿、石灰石和黏土。拟在该地区建设大型炼铁厂。
①随着铁矿的开发和炼铁厂的建立，需要在该地区相应建立焦化厂、发电厂、水泥厂等，形成规模的工业体系。据此确定图中相应工厂的名称：
A． ， B． ， C． ， D． ；
②以赤铁矿为原料，写出高炉炼铁中得到生铁和产生炉渣的化学方程式： 。
（2）玻璃钢可由酚醛树脂和玻璃纤维制成。
①酚醛树脂由酚醛和甲醛缩聚而成，反应有大量热放出，为防止温度过高，应向有苯酚的反应釜 地加入甲醛，且反应釜应装有 装置。
②玻璃钢中玻璃纤维的作用是 。玻璃钢具有 等优异性能（写出两点即可）。
③下列处理废旧热固性酚醛塑料的做法合理的是 。
a．深埋 b．粉碎后用作树脂填料
c．用作燃料 d．用有机溶剂将其溶解，回收树脂
（3）工业上主要采用氨氧化法生产硝酸，如图是氨氧化率与氨－空气混合气中氧氨比的关系。其中直线表示反应的理论值；曲线表示生产实际情况。当氨氧化率达到100%，理论上r[n(O2)/n(NH3)]＝ ，实际生产要将r值维持在1.7～2.2之间，原因是 。
12．焦炭可直接从铁的氧化物中置换出铁，如：2Fe2O3+3C→4Fe+3CO2。实际炼铁过程中却是先将焦炭变成CO，再由CO还原铁矿石中的铁，这就使焦炭的用量增加了一倍。为什么要用CO替代C与Fe2O3反应？ 。
13．安全气囊是行车安全的重要设施，当车辆发生碰撞的瞬间，安全装置通电点火使其中的粉末分解释放出大量的氮气形成气囊，从而保护司机及乘客的安全。为研究安全气囊工作的化学原理，取安全装置中的粉末进行研究。经实验分析，确定该粉末是一种混合物且只含Na、Fe、N、O四种元素。
(1)氧元素在元素周期表中的位置是 ，Na原子的结构示意图为 ，Na、Fe、N、O四种元素中三种主族元素的离子半径从大到小的顺序是 (用离子符号表示)。
(2)水溶性实验表明，安全装置中固体粉末部分溶解。不溶物为一种红棕色固体，可溶于盐酸。已知该不溶物能发生铝热反应，写出该反应的化学方程式： 。
(3)氮的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应生成一种盐，该盐中含有的化学键类型是 。
14．从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限。
(1)上述图中的三种常用金属的开发利用之所以有先后,主要取决于
(填选项序号)
A．金属的导电性强弱B．金属在地壳中的含量多少
C．金属的化合价高低D．金属的活动性大小
(2)早在西汉成书的《淮南万毕术》里,就有"曾青得铁则化为铜"的记载。曾青又有空青、白青、石胆、胆矾等名称其实都是天然的硫酸铜。
①写出"曾青得铁则化为铜"的离子方程式 。
②若根据上述反应设计成原电池,请在方框中画出原电池的装置图,标出正、负极和电解质溶液,并写出电极反应式。
正极反应
负极反应
③设计一个实验方案,使如图装置中的铁棒上析出铜,而铁的质量不变。(可用文字叙述也可用图示意)。
(3)铁路工人常用铝热反应来焊接钢轨,写出有关的化学方程式 。教材中引发铝热反应的试剂是 。
15．铝是一种重要金属：
（1）生产中曾用铝热反应焊接钢轨，则铝与氧化铁发生反应的化学方程式为： 。
（2）铝还用于冶炼熔点较高的金属如钒、铬、锰等，请配平下列用铝冶炼金属钒的化学反应方程式：V2O5+Al Al2O3+V。 。该反应中氧化剂是 ，要得到1mol金属钒，需要纯铝的质量 g。
（3）铝与NaOH溶液反应的离子方程式为： 。在同温同压下，等质量铝投入足量盐酸和NaOH溶液中，产生气体的体积之比为 。
16．铁是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。自然界中的铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿，它们的主要成分都是铁的氧化物。金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭和石灰石。请填空：
(1)试写出磁铁矿主要成分的化学式 。
(2)写出赤铁矿被一氧化碳还原成铁的化学方程式 。
17．请回答：
(1)化合物 Mg5Al3(OH)19(H2O)4 可作环保型阻燃材料，受热时按如下化学方程式分解：2 Mg5Al3(OH)19(H2O)4 = 27H2O↑+10MgO+3A12O3
①写出该化合物作阻燃剂的依据
②用离子方程式表示除去固体产物中 A12O3 的原理 。
(2)镁燃烧不能用 CO2 灭火，用化学方程式表示其理由 。
(3)铝的亲氧性，可表现在铝能夺取化合物中的氧，例如 2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe。且反应放出大量的热，在冶金学上称为铝热反应。取少量铝热反应所得的固体混合物，将其溶于足量稀硫酸，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)。
18．铝是一种很重要的金属，可以发生一系列反应制备物质。
回答下列问题：
（1）反应①可以用于 （说出一条）。
（2）②③反应产生等量氢气消耗的NaOH与H2SO4的物质的量之比为 。
（3）反应④的离子反应的方程式为 。
（4）用反应⑥制备Al(OH)3，最好是向A12(SO4)3溶液中滴加 ，离子方程式为 。
（5）工业上常用反应⑦制备金属铝，制备过程的方程式是 。
19．(1)过氧化钙(CaO2·8H2O)是一种在水产养殖中广泛使用的供氧剂。
①Ca(OH)2悬浊液与H2O2溶液反应可制备CaO2·8H2O。Ca(OH)2+H2O2+6H2O=CaO2·8H2O，反应时通常加入过量的Ca(OH)2，其目的 。
②向池塘水中加入一定量CaO2·8H2O后，池塘水中浓度增加的离子有 (填序号)。
A．Ca2+ B．H+ C．CO32- D．OH-
(2)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有 。
A．KCl B．KClO3 C．MnO2 D．Mg
取少量铝热反应所得的固体混合物，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)。
20．如图为铝热反应的实验装置，请回答下列问题：
(1)该实验装置中还缺 ，引发铝热反应的操作为 。
(2)若将氧化铁换成氧化镁，该反应 (填“能”或“不能”)发生，理由是 。
(3)铝热反应的用途有哪些 。
三、实验题
21．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：
物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3
熔点/℃ 660 2054 1535 1462
沸点/℃ 2467 2980 2750
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
22．某化学小组的同学取一定量的Al和Fe2O3的混合物进行铝热反应，并探究熔落物的成分。已知：Al、Fe的熔、沸点数据如下。
物质 Al Fe
熔点（℃） 660 1535
沸点（℃） 2467 2750
请回答下列问题：
（1）某同学猜测，铝热反应所得到的熔落物是铁铝合金。理由：该反应放热能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，所以铁和铝能形成合金。你认为他的解释是否合理？ (选填“合理”或“不合理”)。设计一个简单的实验方案，证明上述所得的熔落物中含有金属铝： 。
（2）另外一名同学观察到熔落物呈黑色，他认为铝热反应中有少量Fe3O4生成，该同学设计如下实验验证他的结论：取少量熔落物，用稀硫酸溶解，加水稀释后滴加3～4滴KSCN溶液。若溶液变为红色，则有Fe3O4生成；否则没有Fe3O4生成。该同学的实验方案是否合理？ 说明你的理由 。
23．如图所示：用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起，使四周都有四层。把内层滤纸取出，在底部剪一个小孔，用水润湿，再跟另一纸漏斗套在一起，架在铁圈上，下面放置一盛沙的蒸发皿。把5g干燥的氧化铁粉末和2g铝粉混合均匀，放在纸漏斗中，上面加少量氯酸钾并在混合物中间插一根镁条，用小木条点燃镁条。观察发生的现象。通过以上实验信息，回答下列问题：
(1)写出该反应的化学方程式： ，该反应称为 反应。
(2)选出该实验的实验现象(填写在横线上)： 。
①镁条剧烈燃烧
②放出大量的热，并发出耀眼的光芒，火星四射
③纸漏斗的下部被烧穿
④有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体
(3)写出各物质的作用：蒸发皿盛沙： ；镁条： ；氯酸钾： 。
参考答案：
1．D
【详解】A．铜和浓硫酸反应需要加热才能实现，A不符合题意；
B．电石和水反应生成的乙炔，乙炔的密度比空气的密度小，用向下排空气法收集或排水法收集，B不符合题意；
C．铝热反应是金属铝和某些金属氧化发生发光放热的反应，铝热剂错误，C不符合题意；
D．乙酸乙酯的制取利用乙醇和冰醋酸在浓硫酸的加热的条件下制备，用饱和的碳酸钠作为除杂试剂，由于乙醇和乙酸易溶于水，导管口需在液面以上，以免倒吸，D符合题意；
故选D。
2．C
【详解】A．熔融可以电解生成铝单质，可用作电解制铝，而不是因为其熔点高，物质的性质和用途不具有对应关系，A不符合题意；
B．能和胃酸盐酸反应，可用于治疗胃酸过多，物质的性质和用途不具有对应关系，B不符合题意；
C．明矾水解生成胶体从而吸附水中悬浮物加速沉降用于净水，可用做混凝剂，物质的性质和用途具有对应关系，C符合题意；
D．铝具有还原性能还原一些金属氧化物，可用于制备铝热剂，物质的性质和用途不具有对应关系，D不符合题意；
故选C。
3．B
【详解】A．酒放置时间长，部分乙醇转化成乙酸乙酯等酯类物质，具有果香味，A项正确；
B．工业上把生铁炼成钢是用氧气或铁的氧化物作氧化剂在高温条件下把生铁中的过量的碳和其它杂质氧化成气体或炉渣除去，B项错误；
C．在雷电作用下空气中N2和O2反应生成NO，经过一系列化学反应最终形成可溶性硝酸盐，增加土壤中氮肥含量，有利于作物生长，C项正确；
D．钠盐和钾盐焰色反应的颜色不同，焰色反应是物理变化，D项正确；
答案选B。
4．D
【详解】A．S燃烧只能生成SO2，不能一步生成三氧化硫，故A错误；
B．工业电解熔融的NaCl制取金属钠，方程式为2NaCl2Na+Cl2↑，故B错误；
C．高炉炼铁过程中，焦炭的主要作用有两点：其一是生成还原剂CO，其二是燃烧放热，维持炉温，故C错误；
D．工业上用氯气与石灰乳反应制备漂白粉，二者反应生成氯化钙、次氯酸钙和水，故D正确；
故选：D。
5．B
【详解】A．导管口不能插入饱和碳酸钠溶液中，否则引起倒吸，A错误；
B．铝热反应可以制备金属铜，B正确；
C．与浓硫酸发生氧化还原反应生成二氧化硫，高锰酸钾溶液褪色，说明产生了还原性气体二氧化硫，不能说明蔗糖水解，C错误；
D．需要对碎瓷片加强热，加热片刻不能产生乙烯，D错误；
故答案选B。
6．C
【分析】用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝，由流程可知，试剂X为NaOH，Al2O3与NaOH反应生成NaAlO2，过滤后沉淀为Fe2O3，溶液含NaOH、NaAlO2，Y为CO2，CO2过量发生+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+，过滤分离出沉淀为Al(OH)3，溶液含碳酸氢钠，沉淀加热分解生成氧化铝，电解氧化铝生成Al，据此分析解题。
【详解】A．由溶液乙通入过量的Y生成氢氧化铝沉淀、碳酸氢钠可知，溶液乙中含有偏铝酸根、气体Y为二氧化碳，故试剂X为氢氧化钠溶液，不可能为盐酸或稀硫酸，A错误；
B．氧化铁与氢氧化钠不反应，反应①后过滤所带沉淀为氧化铁，B错误；
C．由分析可知，反应②通入的过量气体Y是CO2，反应为+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+，C正确；
D．由于AlCl3为共价化合物，熔融时不导电，故工业上电解熔融氧化铝来制取铝单质，而不是电解氯化铝，D错误；
故答案为：C。
7．C
【详解】A．S的氧化性较弱，与Fe混合加热只能生成FeS，故A错误；
B．Mg比Al活泼，无法被Al置换，故B错误；
C．过量的铜与浓硝酸反应先生成NO2，随着反应的进行，浓硝酸变为稀硝酸，与过量的铜生成NO，故C正确；
D．制备 Fe(OH)3胶体的方法是：向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，故D错误；
故选C。
8．D
【详解】A． 碳酸钙受热分解生成氧化钙和二氧化碳，故A错误；
B． 氯化铝受热难以分解，故B错误；
C． 硫酸铜受热分解生成氧化铜、SO3、SO2和O2，故C错误；
D． 氧化汞受热分解生成金属汞和氧气，故D正确；
故选D。
9．C
【分析】依据题给转化关系可知，A+X=B+Y是置换反应，单质X、Y都和稀硫酸反应说明是X、Y是活泼金属单质，A、B是能与硫酸反应的金属氧化物，由氧化物A和硫酸反应生成的D能与单质Y反应生成E可知， A为变价金属，则Y为铁，置换反应是氧化铁与铝发生的铝热反应，X为Al、A为Fe2O3、B为Al2O3、C为Al2（SO4）3、D为Fe2（SO4）3、E为FeSO4。
【详解】A.由分析可知，单质X与A的反应为铝与氧化铁在高温下发生置换反应生成铁和氧化铝，反应的化学方程式：Fe 2O3＋2AlAl 2O3＋2Fe，故A错误；
B.检验D溶液中铁离子的反应为铁离子与硫氰酸根离子反应生成硫氰化铁，反应的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3，故B错误；
C.Y与D溶液的反应为铁与硫酸铁反应生成硫酸亚铁，反应中铁为还原剂被氧化，故C正确；
D.C为硫酸铝，硫酸铝不能与酸反应，故D错误；
故选C。
10．D
【详解】A．镁和氧气反应会放出大量的热，引发反应，A正确；
B．该反应会放出大量的热，所以生成的铁为液态，B正确；
C．该反应铝做还原剂，一个铝原子失去三个电子，所以反应中转移3mol电子时，消耗1mol Al，C正确；
D．铝热反应的原理是用铝从氧化物中置换出不如铝活泼的金属，镁比铝活泼，D错误；
故选D。
11． 发电厂 焦化厂 炼铁厂 水泥厂 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ,CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑ 间歇性 散热 增强体 轻度高、质量轻、耐腐蚀、抗冲击、绝缘性能好等 bc 1.25 O2太少不利于NH3的转化，r值为2.2时NH3氧化率已近100%
【详解】（1）①放电需要大量的煤炭，因此A应该是发电厂。焦化厂需要需要电能，则B适宜于建造焦化厂。炼铁需要矿石和石灰石，则C应该是炼铁厂。水泥厂需要石灰石和黏土作原料，则D应该是水泥厂。
②炼铁主要是以CO为还原剂还原铁的氧化物，则以赤铁矿为原料高炉炼铁中得到生铁的方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。产生炉渣主要是石灰石和二氧化硅在高温下反应生成硅酸钙和CO2，反应的化学方程式为CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。
（2）①酚醛树脂由酚醛和甲醛缩聚而成，反应有大量热放出，为防止温度过高，应向有苯酚的反应釜间歇性地加入甲醛，且反应釜应装有散热装置。
②玻璃钢中玻璃纤维的作用是增强体，玻璃钢具有轻度高、质量轻、耐腐蚀、抗冲击、绝缘性能好等优异性能。
③a．热固性酚醛塑料自身难以分解，不宜深埋，a错误；
b．粉碎后用作树脂填料可以二次利用，节约原材料，b正确；
c．热固性酚醛塑料用作燃料时会产生大气污染物，c错误；
d．热固性酚醛塑料能溶解在有机溶剂中，因此用有机溶剂将其溶解，回收树脂，d正确，答案选bd。
（3）根据方程式4NH3＋5O24NO＋6H2O可知所以理论上r[n(O2)/n(NH3)]＝5÷4＝1.25；根据图象可知O2太少不利于NH3的转化，r值为2.2时NH3氧化率已近100%，所以实际生产要将r值维持在1.7～2.2之间。
12．气态分子更能与固体颗粒充分接触，反应效率大幅提高。
【分析】焦炭为固体，一氧化碳为气体，结合影响反应速率的因素分析解答。
【详解】工业生成中需要考虑反应效率，若用焦炭还原铁的氧化物，反应物接触面积较小，反应速率过慢，反应效率太低；而将碳固体变成CO气体后，大大提高了反应物之间的接触面积，增大了反应速率，提高了反应效率，故答案为：气态分子更能与固体颗粒充分接触，反应效率大幅提高。
13． 第2周期第ⅥA族 离子键、共价键
【详解】(1)氧原子有2个电子层，最外层电子数为6，处于周期表中第2周期第ⅥA族；Na元素原子核外有11个电子，有3个电子层，从里到外各层电子数依次为2、8、1，原子结构示意图为；Na、Fe、N、O中Na、N、O是主族元素，的电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径：；
(2)不溶物为一种红棕色固体，可溶于盐酸，且该不溶物能发生铝热反应，则红棕色不溶物为氧化铁，氧化铁与铝发生铝热反应生成氧化铝与铁，反应的化学方程式为；
(3)氮的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应生成一种盐，该盐为，其中含有离子键、共价键。
【点睛】本题考查原子结构与性质关系、离子半径比较、铝热反应、化学键等，明确原子结构示意图的书写方法，注意元素周期律的理解和应用。
14． D Fe+Cu2+=Fe2++Cu Cu2++2e-=Cu Fe-2e-=Fe2+ 选一个活泼性比铁强的金属(可以用Mg、Al、Zn)做负极,然后将其用导线和铁连接,放入硫酸铜溶液中 Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3 KClO3、镁条
【分析】(1)由图可以判断出金属活动性与开发利用的先后关系；
(2)①铁和硫酸铜溶液发生置换反应；
②原电池的总反应为Fe+Cu2+=Fe2++Cu，根据原电池反应设计原电池，原电池正极材料为较不活泼金属或非金属材料，正极上发生还原反应；
③原电池正极材料为较不活泼金属或非金属材料，正极上发生还原反应；
(3)铝热反应的原理为在高温下铝与较不活泼金属氧化物发生置换反应。
【详解】(1)由图示可以看出金属的活动性大小与金属的开发利用的先后有关，故答案为D；
(2)①铁和硫酸铜溶液发生置换反应，反应的离子方程式为Fe+Cu2+=Cu+Fe2+；
②原电池的总反应为Fe+Cu2+=Fe2++Cu，则该原电池中，Fe为负极，负极反应Fe-2e-=Fe2+，Cu(或C)为正极，正极发生还原反应，电极反应式为Cu2++2e-=Cu，电解质溶液为硫酸铜溶液，则原电池装置为；
③选一个活泼性比铁强的金属(可以用Mg、Al、Zn)做负极，然后将其用导线和铁连接，放入硫酸铜溶液中；或如图；
(3)在高温条件下，铝与氧化铁发生置换反应生成铁单质，反应的化学方程式为Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3，反应发生时，点燃镁条，放出大量的热，并加入氯酸钾粉末可促进反应的进行，氯酸钾和镁条为反应的引发剂。
15． 2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe 3V2O5+10Al 5Al2O3+6V V2O5 45 2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑ 1：1
【详解】（1）铝与氧化铁的反应属于铝热反应，发生反应的化学方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe，故答案为：2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe；
（2）根据该化学反应中的化合价变化情况可知，若生成1molAl2O3,Al共失去电子6mol，若有1molV2O5参加反应，V2O5共得到电子10mol，所以配平后V2O5化学计量数是3，V的化学计量数是6，Al2O3的化学计量数是5，金属Al的化学计量数是10，V元素化合价下降，所以氧化剂是V2O5，根据化学方程式，要得到1mol金属钒，需要金属铝的质量是=45g，故答案为：3V2O5+10Al5Al2O3+6V；V2O5；45；
（3）铝与NaOH溶液反应的离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑，还能和盐酸之间反应产生氢气，2Al+6HCl=AlCl3+3H2↑，在同温同压下，等质量即等物质的量的铝投入足量盐酸和NaOH溶液中，产生气体的量按照金属铝来计算，所以产生气体的物质的量相等，体积之比为1：1，故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑；1：1。
【点睛】考查金属铝以及化合物的性质以及计算，注意化学方程式的应用是解题的关键。
16． Fe3O4 Fe3O4+4CO4CO2+3Fe
【详解】(1) 磁铁矿主要成分为四氧化三铁，化学式为Fe3O4；
(2)Fe3O4被一氧化碳还原生成铁和二氧化碳，方程式为Fe3O4+4CO4CO2+3Fe。
17． 反应吸热降低温度，固体氧化物隔绝空气，水蒸气稀释空气 Al2O3 + 2OH- = 2AlO2- + H2O 2Mg+CO2 == 2MgO+C 不能 Fe2O3 6H =2Fe3 3H2O 2Fe3+ + Fe = 3Fe2+
【分析】根据金属镁、铝、铁极其化合物的性质分析解答；根据离子反应方程式书写规则分析解答；
【详解】(1) ① 2Mg5Al3（OH）19（H2O）427H2O↑+10MgO+3Al2O3，分解反应是吸热反应，降低温度，生成的氧化镁和氧化铝都是熔点很高的氧化物，附着表面会阻止燃烧，故答案为分解反应是吸热反应，降低温度，固体氧化物隔绝空气，水蒸气稀释空气；
②氧化镁是碱性氧化物溶于酸，氧化铝是两性氧化物溶于酸、碱溶于，加入氢氧化钠溶于溶解后过滤除去，反应的离子方程式为：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O，故答案为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O；
(2) 镁燃烧时会与CO2反应，生成C和MgO，故答案为2Mg+CO2 == 2MgO+C；
(3)由于铝热反应后生成的Fe单质，未反应的Fe2O3与硫酸反应生成的Fe3+会继续与Fe发生氧化还原反应，即离子方程式为：Fe2O3 6H =2Fe3 3H2O 2Fe3+ + Fe = 3Fe2+，所以并不能说明铝热产物中不含有Fe2O3，故答案为不能，Fe2O3 6H =2Fe3 3H2O ， 2Fe3+ + Fe = 3Fe2+。
【点睛】这种以金属及其化合物的性质为线索的综合题目，往往会穿插考查氧化还原反应和离子反应，所以要求我们在解决这类题目时不要忽略氧化还原反应对反应过程的影响。
18． 焊接铁轨或冶炼金属 2:3 AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3- 氨水 Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+ 2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑
【分析】由流程可知，①为铝热反应生成Fe和氧化铝，②为Al与NaOH溶液的反应生成偏铝酸钠和氢气，③为Al与硫酸反应生成硫酸铝和氢气，④反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠，⑤中分解生成氧化铝和水，⑦中电解生成Al，据以上分析解答。
【详解】（1）金属铝和一些金属的氧化物如氧化铁在高温下的置换反应称为铝热反应，生成的铁是液态，可以用来焊接钢轨；
故答案为：焊接铁轨或冶炼金属；
（2）金属铝可以和酸以及强碱之间反应生成氢气，生成1mol氢气需要molNaOH，1mol H2SO4，消耗的NaOH与H2SO4的物质的量之比为；
故答案为：；
（3）反应④是偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳生成氢氧化铝的反应，反应的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-；
故答案为：AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-；
（4）反应⑥制备Al(OH)3，最好是向A12(SO4)3溶液中滴加氨水，反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+；
故答案为：氨水；Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+；
（5）工业上采用电解熔融的氧化铝的方法来制取金属铝，为了降低氧化铝的熔点，可以加入冰晶石来降低其熔点，反应的化学方程式为2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑；
故答案为：2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑。
19． 提高H2O2的利用率 A、D B、D 不能 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+
【详解】(1)①增加易得廉价原料，提高高价原料的利用率，故加入过量的Ca(OH)2，其主要目的是提高H2O2的利用率；
②CaO2可作水产养殖的供氧剂，则CaO2与水发生反应：2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2↑，故溶液中Ca2+、OH-的浓度增加；
(2)铝热反应中，要用点燃的镁条来引发铝热反应，且要加入少量KClO3粉末，KClO3受热分解放出氧气，促进铝热反应的进行。铝热反应的产物中含有Fe，即使含Fe2O3，在酸溶时，也会发生反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+，从而检测不到Fe3+。
20． 镁条和氯酸钾 在混合物中间插一根镁条，将氯酸钾放在混合物上镁条的周围，点燃镁条 不能 镁比铝活泼，铝不能置换镁 用于焊接钢轨；冶炼某些熔点高的金属
【分析】(1)利用镁条燃烧放热从而引发铝热反应，同时促使KClO3分解产生O2，使镁条快速燃烧。
(2)根据金属活动顺序表，Mg比Al活泼，Al不能从MgO中置换出Mg。
【详解】(1)实验需要的药品主要是镁条、氯酸钾、氧化铁、铝粉、细沙，因此该实验装置中还缺镁条和氯酸钾，引发铝热反应的操作为在混合物中间插一根镁条，将氯酸钾放在混合物上镁条的周围，点燃镁条，故答案为：镁条和氯酸钾；在混合物中间插一根镁条，将氯酸钾放在混合物上镁条的周围，点燃镁条。
(2)铝热反应是铝和金属氧化物(还原性比铝弱的金属氧化物)若将氧化铁换成氧化镁，该反应不能发生，理由是镁比铝活泼，铝不能置换镁，故答案为：不能；镁比铝活泼，铝不能置换镁。
(3)铝热反应的用途有哪些用于焊接钢轨；冶炼某些熔点高的金属，故答案为: 用于焊接钢轨；冶炼某些熔点高的金属。
21． 蒸发皿 镁条燃烧放出热量，使氯酸钾分解，且在高温下促使三氧化二铁粉末和铝粉发生剧烈反应 镁条剧烈燃烧 三氧化二铁粉末和铝粉发生剧烈反应，放出大量热，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 2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 D 合理 NaOH溶液 有气泡放出 2Al＋2OH－＋6H2O=2[Al(OH)4]－＋3H2↑ B
【分析】(1)用蒸发皿盛细沙，作用是防止蒸发皿炸裂；
(2)镁条燃烧放出热量，使氯酸钾分解，且在高温下促使三氧化二铁粉末和铝粉发生剧烈反应；
(3)该反应的现象有①镁条剧烈燃烧，②三氧化二铁粉末和铝粉发生剧烈反应，放出大量热，并发出耀眼的光芒，③“纸”漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中；
(4)该反应为2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，铝热反应放出大量的热量，使被还原的金属处于熔融状态，利用铝热反应可以冶炼比铝不活泼的高熔点金属；
(5)①因该反应放出大量的热，能够使置换出的铁以液态析出，而铝的熔点比铁的低，易混杂在铁水中，冷却后得到合金；
②铝能够与氢氧化钠溶液反应产生氢气，而铁不能与氢氧化钠溶液反应，可用氢氧化钠溶液检验块状熔融物中是否含有金属铝；
③A、C中物质与熔融物反应产生污染空气的气体，而D中氢氧化钠溶液只能溶解铝，只有稀硫酸最合适。
【详解】(1)用蒸发皿盛细沙，作用是防止蒸发皿炸裂；
(2)镁条燃烧放出热量，使氯酸钾分解，且在高温下促使三氧化二铁粉末和铝粉发生剧烈反应；
(3)该反应的现象有①镁条剧烈燃烧，②三氧化二铁粉末和铝粉发生剧烈反应，放出大量热，并发出耀眼的光芒，③“纸”漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中；
(4)该反应为2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，铝热反应放出大量的热量，使被还原的金属处于熔融状态，利用铝热反应可以冶炼比铝不活泼的高熔点金属；
(5)①解释合理；因该反应放出大量的热，能够使置换出的铁以液态析出，而铝的熔点比铁的低，易混杂在铁水中，冷却后得到合金；
②铝能够与氢氧化钠溶液反应产生氢气，而铁不能与氢氧化钠溶液反应，可用氢氧化钠溶液检验块状熔融物中是否含有金属铝；反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O=2[Al(OH)4]－＋3H2↑；
③A、C中物质与熔融物反应产生污染空气的气体，而D中氢氧化钠溶液只能溶解铝，只有稀硫酸最合适。
答案选B。
22． 合理 取少量样品放入试管，加入NaOH溶液，若有气泡产生，说明该熔落物中有铝 不合理 Fe3＋的氧化性比H＋强，过量的铁在酸性溶液中先与Fe3＋反应，所得溶液中不含Fe3＋，通过该实验不能确定熔落物中是否含有Fe3O4
【分析】(1)根据铝和铁的熔沸点判断；根据铝能与氢氧化钠溶液反应放出氢气进行检验；
(2)过量的铁会将Fe3＋还原为Fe2＋；
【详解】(1)从表格中的数据可知：铝热反应放出的热量熔化铁的同时过量的铝也熔化，故可得到铁铝合金。铝与氢氧化钠溶液反应，而铁不与氢氧化钠溶液反应，可利用氢氧化钠溶液与铝发生反应生成气体检验铝的存在，实验方案是：取少量样品放入试管，加入NaOH溶液，若有气泡产生，说明该熔落物中有铝。
(2) Fe3＋的氧化性比H＋强，过量的铁在酸性溶液中先与Fe3＋反应，所得溶液中不含Fe3＋，通过该实验不能确定熔落物中是否含有Fe3O4。
【点睛】本题是实验探究题，明确铝与氢氧化钠反应放出氢气、单质铁能把Fe3＋还原为Fe2＋是解题的关键，培养学生分析问题的科学性和严谨性。
23．(1) Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe 铝热
(2)①②③④
(3) 为防止溅落物炸裂蒸发皿 引燃剂 助燃剂
【详解】（1）氧化铁和铝粉在高温条件下发生铝热反应生成铁和氧化铝，反应的化学方程式为：Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe；该反应为铝热反应，故答案为：Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe；铝热；
（2）该反应在高温条件下进行，反应的现象有：镁条剧烈燃烧、放出大量的热，并发出耀眼的光芒，火星四射、纸漏斗的下部被烧穿、有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为黑色固体，所以①②③④都正确，故答案为：①②③④；
（3）铝热反应中，为了防止溅落物炸裂蒸发皿，需要在蒸发皿中盛放沙；该反应需要在高温下进行，镁条作引燃剂，氯酸钾受热分解放出氧气，在反应中起到助燃剂的作用，使反应产生高温，引发铝热反应，故答案为：为防止溅落物炸裂蒸发皿；引燃剂；助燃剂。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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