Question

合金是建造航空母艦的主體材料．如：航母艦體可由合金鋼制造，航母升降機(jī)可由鋁合金制造；航母螺旋槳主要用銅合金制造．
（1）Al原子核外電子占據(jù)

 

個(gè)紡錘形軌道；Fe原子核外電子排布式為1S²2S²2P⁶3S²3p⁶3d⁶4S²，鐵原子核外有

 

種能量不同的電子．
（2）下列事實(shí)可用作比較Al和Fe金屬性強(qiáng)弱依據(jù)的是…

 

A．Al的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性比Fe更好
B．Al（OH）₃可溶于NaOH溶液，F(xiàn)e（OH）₃不溶于NaOH溶液
C．相同質(zhì)量的Al片和Fe片，投入到等濃度的稀硫酸溶液中，Al片產(chǎn)生氫氣更多
D．在野外利用鋁熱劑焊接鐵軌．
（3）航母在海洋中行駛時(shí)，艦體發(fā)生的電化學(xué)腐蝕類型為：

 

，其中正極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：

 

．
（4）取a克CuAl合金樣品用酸完全溶解后，加入過量NaOH，過濾、洗滌、烘干、灼燒得a克固體，則合金中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．
（5）Al-Mg合金焊接前用NaOH溶液處理鋁表面Al₂O₃膜，其化學(xué)方程式為：

 

．
（6）取適量Al、Mg合金樣品置于燒杯中，加入20mL 1mol/L的NaOH溶液，恰好完全反應(yīng)．下列敘述正確的是

 

A．Mg作負(fù)極，Al作正極
B．該反應(yīng)速率比純鋁與NaOH溶液的反應(yīng)速率快
C．若把NaOH中的H換成D（D為重氫），生成的氫氣中D與H物質(zhì)的量之比為1：2
D．若加入的是20mL 1mol/L的鹽酸，則放出的氫氣的物質(zhì)的量減少

2

3

．

Answer 1

考點(diǎn)：鋁的化學(xué)性質(zhì),金屬在元素周期表中的位置及其性質(zhì)遞變的規(guī)律,原子核外電子排布,金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

專題：原子組成與結(jié)構(gòu)專題,電化學(xué)專題,幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）Al原子核外電子紡錘形軌道有2p、3p軌道；
Fe原子核外電子排布式為1S²2S²2P⁶3S²3p⁶3d⁶4S²，能級不同電子能量不同；
（2）金屬性強(qiáng)弱的判斷方法有：金屬之間的置換反應(yīng)、金屬與酸反應(yīng)的難易程度、金屬對應(yīng)氧化物的水化物堿性強(qiáng)弱等；
（3）中性或弱酸性條件下鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕；
（4）取a克CuAl合金樣品用酸完全溶解后，加入過量NaOH，過濾、洗滌、烘干、灼燒得a克固體，得到的固體是氧化銅，氧化銅中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)就等于合金中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）氧化鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水；
（6）A．易失電子的金屬作負(fù)極；
B．原電池加快負(fù)極金屬的腐蝕；
C．轉(zhuǎn)移電子相等，生成氫氣的物質(zhì)的量相等；
D．若加入的是20mL 1mol/L的鹽酸，則鎂失電子生成氫氣．

解答： 解：（1）Al原子核外電子紡錘形軌道有2p、3p軌道，Al原子核外電子占據(jù)2p、3p軌道數(shù)為4；
Fe原子核外電子排布式為1S²2S²2P⁶3S²3p⁶3d⁶4S²，能級不同電子能量不同，鐵原子含有7種能級，所以有7種能量不同的電子；
故答案為：4；7種；
（2）A．Al的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性比Fe更好，不能說明Al、Fe失電子難易程度，所以不能說明Al的金屬性大于Fe，故錯(cuò)誤；
B．Al（OH）₃可溶于NaOH溶液，F(xiàn)e（OH）₃不溶于NaOH溶液，不能說明Al、Fe失電子難易程度，不能說明Al的金屬性大于Fe，故B錯(cuò)誤；
C．相同質(zhì)量的Al片和Fe片，投入到等濃度的稀硫酸溶液中，Al片產(chǎn)生氫氣更多，金屬的活動(dòng)性與失電子多少無關(guān)，所以不能說明 Al的活動(dòng)性大于Fe，故C錯(cuò)誤；
D．在野外利用鋁熱劑焊接鐵軌，鋁置換出鐵，說明鋁的還原性大于鐵，所以鋁的活動(dòng)性大于鐵，故D正確；
故選D；
（3）鋼鐵在海水中發(fā)生吸熱反應(yīng)，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：吸氧腐蝕；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（4）取a克CuAl合金樣品用酸完全溶解后，加入過量NaOH，過濾、洗滌、烘干、灼燒得a克固體，得到的固體是氧化銅，氧化銅中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)就等于合金中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，所以合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

64

64+16

×100%=80%，故答案為：80%；
（5）氧化鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，反應(yīng)方程式為Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O，故答案為：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；
（6）A．該裝置中，Mg作正極，Al作負(fù)極，故錯(cuò)誤；
B．原電池加快負(fù)極金屬的腐蝕，所以該反應(yīng)速率比純鋁與NaOH溶液的反應(yīng)速率快，故正確；
C．若把NaOH中的H換成D（D為重氫），轉(zhuǎn)移電子相等，所以生成的氫氣中D與H物質(zhì)的量之比為1：1，故錯(cuò)誤；
D．Al和NaOH反應(yīng)生成氫氣的物質(zhì)的量=

1mol/L×0.02L

2

×3=0.03mol，
若加入的是20mL 1mol/L的鹽酸，鎂、鋁和稀鹽酸反應(yīng)時(shí)，稀鹽酸不足量，根據(jù)H原子守恒得n（H₂）=

1

2

×n（HCl）=

1

2

×1mol/L×0.02L=0.01mol，所以放出的氫氣的物質(zhì)的量減少

2

3

，故正確；
故選BD．

點(diǎn)評：本題以鋁及其化合物為載體考查了原電池原理、核外電子排布、金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的判斷等知識點(diǎn)，根據(jù)物質(zhì)間的反應(yīng)、原電池中各個(gè)電極上發(fā)生的反應(yīng)等知識點(diǎn)來分析解答，注意：金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱與金屬失電子難易程度有關(guān)，與失電子多少無關(guān)，為易錯(cuò)點(diǎn)．