Question

合金是建造航空母舰的主体材料．如：航母舰体可由合金钢制造，航母升降机可由铝合金制造；航母螺旋桨主要用铜合金制造．
（1）Al原子核外电子占据

 

个纺锤形轨道；Fe原子核外电子排布式为1S²2S²2P⁶3S²3p⁶3d⁶4S²，铁原子核外有

 

种能量不同的电子．
（2）下列事实可用作比较Al和Fe金属性强弱依据的是…

 

A．Al的导电性、导热性比Fe更好
B．Al（OH）₃可溶于NaOH溶液，Fe（OH）₃不溶于NaOH溶液
C．相同质量的Al片和Fe片，投入到等浓度的稀硫酸溶液中，Al片产生氢气更多
D．在野外利用铝热剂焊接铁轨．
（3）航母在海洋中行驶时，舰体发生的电化学腐蚀类型为：

 

，其中正极发生的电极反应式为：

 

．
（4）取a克CuAl合金样品用酸完全溶解后，加入过量NaOH，过滤、洗涤、烘干、灼烧得a克固体，则合金中Cu的质量分数为

 

．
（5）Al-Mg合金焊接前用NaOH溶液处理铝表面Al₂O₃膜，其化学方程式为：

 

．
（6）取适量Al、Mg合金样品置于烧杯中，加入20mL 1mol/L的NaOH溶液，恰好完全反应．下列叙述正确的是

 

A．Mg作负极，Al作正极
B．该反应速率比纯铝与NaOH溶液的反应速率快
C．若把NaOH中的H换成D（D为重氢），生成的氢气中D与H物质的量之比为1：2
D．若加入的是20mL 1mol/L的盐酸，则放出的氢气的物质的量减少

2

3

．

Answer 1

考点：铝的化学性质,金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律,原子核外电子排布,金属的电化学腐蚀与防护

专题：原子组成与结构专题,电化学专题,几种重要的金属及其化合物

分析：（1）Al原子核外电子纺锤形轨道有2p、3p轨道；
Fe原子核外电子排布式为1S²2S²2P⁶3S²3p⁶3d⁶4S²，能级不同电子能量不同；
（2）金属性强弱的判断方法有：金属之间的置换反应、金属与酸反应的难易程度、金属对应氧化物的水化物碱性强弱等；
（3）中性或弱酸性条件下钢铁发生吸氧腐蚀；
（4）取a克CuAl合金样品用酸完全溶解后，加入过量NaOH，过滤、洗涤、烘干、灼烧得a克固体，得到的固体是氧化铜，氧化铜中铜的质量分数就等于合金中Cu的质量分数；
（5）氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水；
（6）A．易失电子的金属作负极；
B．原电池加快负极金属的腐蚀；
C．转移电子相等，生成氢气的物质的量相等；
D．若加入的是20mL 1mol/L的盐酸，则镁失电子生成氢气．

解答： 解：（1）Al原子核外电子纺锤形轨道有2p、3p轨道，Al原子核外电子占据2p、3p轨道数为4；
Fe原子核外电子排布式为1S²2S²2P⁶3S²3p⁶3d⁶4S²，能级不同电子能量不同，铁原子含有7种能级，所以有7种能量不同的电子；
故答案为：4；7种；
（2）A．Al的导电性、导热性比Fe更好，不能说明Al、Fe失电子难易程度，所以不能说明Al的金属性大于Fe，故错误；
B．Al（OH）₃可溶于NaOH溶液，Fe（OH）₃不溶于NaOH溶液，不能说明Al、Fe失电子难易程度，不能说明Al的金属性大于Fe，故B错误；
C．相同质量的Al片和Fe片，投入到等浓度的稀硫酸溶液中，Al片产生氢气更多，金属的活动性与失电子多少无关，所以不能说明 Al的活动性大于Fe，故C错误；
D．在野外利用铝热剂焊接铁轨，铝置换出铁，说明铝的还原性大于铁，所以铝的活动性大于铁，故D正确；
故选D；
（3）钢铁在海水中发生吸热反应，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：吸氧腐蚀；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（4）取a克CuAl合金样品用酸完全溶解后，加入过量NaOH，过滤、洗涤、烘干、灼烧得a克固体，得到的固体是氧化铜，氧化铜中铜的质量分数就等于合金中Cu的质量分数，所以合金中铜的质量分数=

64

64+16

×100%=80%，故答案为：80%；
（5）氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，反应方程式为Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O，故答案为：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O；
（6）A．该装置中，Mg作正极，Al作负极，故错误；
B．原电池加快负极金属的腐蚀，所以该反应速率比纯铝与NaOH溶液的反应速率快，故正确；
C．若把NaOH中的H换成D（D为重氢），转移电子相等，所以生成的氢气中D与H物质的量之比为1：1，故错误；
D．Al和NaOH反应生成氢气的物质的量=

1mol/L×0.02L

2

×3=0.03mol，
若加入的是20mL 1mol/L的盐酸，镁、铝和稀盐酸反应时，稀盐酸不足量，根据H原子守恒得n（H₂）=

1

2

×n（HCl）=

1

2

×1mol/L×0.02L=0.01mol，所以放出的氢气的物质的量减少

2

3

，故正确；
故选BD．

点评：本题以铝及其化合物为载体考查了原电池原理、核外电子排布、金属活动性强弱的判断等知识点，根据物质间的反应、原电池中各个电极上发生的反应等知识点来分析解答，注意：金属活动性强弱与金属失电子难易程度有关，与失电子多少无关，为易错点．