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·金屬材料
鐵合金
01
鐵合金
1.合金及其性質：
(1)合金的概念：由兩種或兩種以上的金屬 (或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質。
鐵合金
1.合金及其性質：
(2)合金的性質：
①合金的硬度一般比各成分金屬的大，但熔點一般比各成分金屬的低；
②合金具有各成分金屬的優(yōu)良性能，且合金的物理、化學或機械性能一般優(yōu)于備成分金屬。
鐵合金
①合金是混合物，不是純凈物。一般來說混合物沒有固定的熔點，但合金有固定的熔點，原因是合金有固定的組成；
②合金中一定含有金屬元素，可能含有非金屬元素。
鐵合金
③合金的制備方法通常是熔合法，即將材料熔化
后均勻混合,故合金各部位組成是相同的；
④合金的化學性質與組成合金的純金屬的化學性質有區(qū)別，
如不銹鋼的耐腐蝕性比鐵強得多,鋅銅合金與酸反應比純鋅與酸反應速率快等。但整體上看,合金的化學性質與組成合金的各成分的化學性質相似。如鋅銅合金與鹽酸混合后,鋅能反應而銅不能;在空氣中加熱，鋅、銅均能反應等。
鐵合金
⑤在純金屬內，所有原子的大小和形狀都是相同的，原子的排列十分規(guī)整，加入或大或小的其他元素的原子后，改變了金屬原子有規(guī)則的層狀排列，使原子層之間的相對滑動變得困難，導致合金的硬度變大。
鐵合金
2.鐵合金：
（1）鐵碳合金：
①鐵碳合金的分類：含碳量為0.03%-2%,稱為鋼；含碳量為2%-4.3%,稱為生鐵。
②鐵碳合金的性能和用途:生鐵硬度大、抗壓，性脆，可以鑄造成型，是制造機座、管道的重要材料;鋼有良好的延展性，機械性能好，可以鍛軋和鑄造，廣泛用于制造機械和交通工具等。
鐵合金
2.鐵合金：
（2）鋼：
根據(jù)其化學成分，鋼可以分為兩大類：碳素鋼和合金鋼。碳素鋼是鐵與碳的合金，是世界上最常見、用量最大的合金。合金鋼也叫特種鋼，是在碳素鋼里適量地加入一種或幾種合金元素，使鋼的組織結構發(fā)生變化，從而使鋼具有各種特殊性能。鋼的分類具體如下：
鐵合金
2.鐵合金：（2）鋼：
分類 主要成分 主要特性 主要用途
鋼 碳 素 鋼 低碳鋼 Fe、C (含碳量低于0.3%) 韌性、焊接性好，但強度低 制鋼板、鋼絲和鋼管等
中碳鋼 Fe、C (含碳量為 0.3%-0.6%) 強度高，韌性和加工性好 制鋼軌、車輪和建材等
高碳鋼 Fe、C (含碳量高于0.6%) 硬而脆.熱處理后彈性好 制器械、彈簧和刀具等
合 金 鋼 錳鋼 Fe、Mn 韌性好，硬度高 制鋼軌、軸承、鋼模、
挖掘機鏟斗、坦克裝甲
不銹鋼 Fe、Cr、Ni 抗腐蝕能力強 制醫(yī)療器材、容器、
反應釜、廚房用具
硅鋼 Fe、Si 導磁性好 制變壓器、發(fā)電機和
電動機中的鐵芯
鎢鋼 Fe、W 耐高溫，硬度大 制刀具
新型合金
02
新型合金
新型合金
儲氫合金
鈦合金
耐熱合金
形狀記憶合金
用途
能夠大量吸收氫氣，并與氫氣結合成金屬氫化物
材料要求
儲氫量大，金屬氫化物既容易形成，稍稍加熱又容易分解，室溫下吸、放氫速率快
用途
航空航天
生物工程
電子工業(yè)
用途廣泛的
稀土金屬
03
用途廣泛的稀土金屬
稀土金屬元素指物理性質和化學性質極為相似、在自然界中共生的金屬元素，包括原子序數(shù)從57-71 （鑭系元素）的15種元素和鈧（Sc,21號）、 釔（Y,39號）元素，共17種元素。它們既可單獨使用，也可用于生產(chǎn)合金。 稀土元素又被稱為“冶金工業(yè)的維生素”，其應用的廣泛體現(xiàn)在：
用途廣泛的稀土金屬
①結構材料:在鋼鐵中加入適量稀土金屬或稀土金屬化合物，可増加鋼鐵的塑性、韌性、耐磨性、耐熱性、耐腐蝕性和抗氧化性等。
②磁性材料:稀土金屬可制成永磁材料、磁光存儲材料，可用于磁光盤。
③發(fā)光材料:稀土金屬氧化物可作發(fā)光材料，如彩色電視機顯像管中使用稀土熒光粉，使畫面的亮度和色彩的鮮艷度都提高了許多。
④催化劑:在石油化工領域中，稀土金屬主要用于生產(chǎn)催化活性高、壽命長的分子篩型催化劑。
用途廣泛的稀土金屬
⑤光導纖維材料:在石英光導纖維中摻入某種稀土金屬, 可大大増強光纖的傳輸能力。
⑥在農(nóng)、林、牧、醫(yī)等方面的應用:稀土金屬元素可制成微量元素肥料，促進作物對N、P、K等營養(yǎng)元素的吸收。
⑦在環(huán)境保護方面的應用:硝酸鑭可以有效地除去污水中的磷酸鹽。
⑧引火合金:用于民用打火石和炮彈引信。
用途廣泛的稀土金屬
1. 關于生鐵和鋼的區(qū)別正確的是（ ）
A．生鐵屬于純凈物，鋼屬于混合物
B．生鐵比鋼的含碳量更高
C．生鐵比鋼彈性更好
D．生鐵屬于鐵-碳合金，鋼也是合金但不含碳
B
用途廣泛的稀土金屬
2.《天工開物》中記載：“凡治地生物，用鋤、镈之屬，熟鐵鍛成，熔化生鐵淋口，入水淬健，即成剛勁。每鍬、鋤重一斤者，淋生鐵三錢為率。少則不堅，多則過剛而折。”下列說法錯誤的是（ ）
A．熟鐵是含碳的鐵合金
B．熟鐵的硬度比生鐵低
C．生鐵質地較硬但是韌性較差
D．生鐵的熔點比熟鐵的高
D
用途廣泛的稀土金屬
3. 下列材料不屬于合金的是（ ）
A．鑄造下水井蓋的生鐵
B．儲氫用的La-Ni合金
C．溫度計用的水銀
D．可用于軍用車輛的超級鋼
C
用途廣泛的稀土金屬
4. 2022年北京冬奧會上，我國短道速滑隊所用冰刀材料是特殊的鋼材料。下列說法中正確的是（ ）
A．該合金熔點比純鐵熔點高
B．該合金硬度比純鐵高
C．該合金碳含量比生鐵高
D．該合金含碳量為2%~4.3%
B
用途廣泛的稀土金屬
5. 下列說法正確的是（ ）
A．用來制造儲存氫氣所用鋼瓶的合金是儲氫合金
B．不銹鋼是最常見的新型合金
C．新型合金主要應用于航天航空﹑生物工程等領域
D．碳纖維復合材料屬于新型合金材料
C
用途廣泛的稀土金屬
6. 鈦和鈦合金被譽為“21世紀最有發(fā)展前景的金屬材料”，他們具有很多優(yōu)良的性能，如熔點高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是鈦合金與人體器官具有良好的“生物相容性”。根據(jù)它們的主要性能，下列用途不切合實際的是（ ）
A. 用于家庭裝修，作鈦合金裝飾門 B. 用于制造航天飛機
C. 用來制造人造骨 D. 用來作保險絲
D
用途廣泛的稀土金屬
7. 將一個預先做好的“ICE”形狀的鎳鈦合金，破壞形狀后，只要在熱水中浸泡，其便會恢復原來形狀。下列說法正確的是（ ）
A．記憶合金的形狀變化屬于化學變化
B．合金的熔點一般比各組分金屬高，硬度比各組分金屬小
C．形狀記憶合金在醫(yī)療上可用來接斷骨等，在日常生活中可制眼鏡框架等
D．鈦合金的化學性質與鈦單質完全相同
C
用途廣泛的稀土金屬
8. 2022年北京冬奧會的首鋼滑雪大跳臺設計來自敦煌“飛天”的藝術造型，曲線優(yōu)美，形象優(yōu)雅。
(1)跳臺主體為鋼結構，鋼是 (填“純凈物”或“混合物”)。
(2)跳臺采用的耐火候鋼自帶防火和防銹功能，請你再舉出一種鐵制品防銹的方法 ；工業(yè)上常用稀鹽酸清除鐵銹，該反應的化學方程式為 。
(3)耐火候鋼還含有銅、鎳()等金屬，資料顯示三種金屬的活動性順序為：。使用下列試劑能夠驗證三種金屬的活動性順序的是 (填序號)。
A．FeCl2、Ni、CuCl2 B．Fe、NiCl2、Cu C．Cu、Ni、FeCl2
混合物
刷油漆、進行烤藍處理
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
B
鋁和
鋁合金
04
鋁和鋁合金
1.鋁和氧化鋁：
(1)鋁和氧氣的反應：
鋁是地殼中含量最多的金屬元素。鋁是一種活潑金屬，在常溫下就能與空氣中的氧氣發(fā)生反應，表面生成一層致密的氧化鋁薄膜。反應的化學方程式為 4Al+3O2=2Al2O3。
鋁和鋁合金
1.鋁和氧化鋁：
人們日常用的鋁制品通常都是由鋁合金制造的，其表面總是覆蓋著致密的氧化鋁薄膜，這層膜起著保護內部金屬的作用。
鋁和鋁合金
紅寶石是指顏色呈紅色的剛玉，主要成分是氧化鋁(Al2O3)。剛玉坩堝的主要成分也是氧化鋁。
鋁和鋁合金
常溫下，活潑的金屬在空氣中易與氧氣反應,表面生成一層氧化膜，但有的氧化膜致密，可以保護內部的金屬不會繼續(xù)被氧化，如鎂、鋁表面的氧化膜，因此鎂、鋁可在空氣中保存;有的氧化膜疏松，不能保護內部金屬，如鐵表面形成的鐵銹。
鋁和鋁合金
1.鋁和氧化鋁： (2)鋁、氧化鋁和鹽酸的反應
實驗操作
實驗現(xiàn)象
鋁片逐漸溶解，有無色氣泡冒岀，將點燃的木條放在試管口，有爆鳴聲
化學
方程式
Al2O3 +6HCl=2AlCI3 +3H2O
2Al+6HCI=2AlCl3 +3H2↑
離子
方程式
Al2O3 +6H+=2Al3++3H2O
2Al+6H+=2Al3++3H2↑
結論
鋁表面的保護膜(氧化鋁)和鋁均能與鹽酸發(fā)生反應
鋁和鋁合金
1.鋁和氧化鋁： (3)鋁、氧化鋁和氫氧化鈉溶液的反應
實驗操作
實驗一
實驗二
實驗操作
實驗現(xiàn)象：立即產(chǎn)生氣泡，將點燃的木條放在試管 口，有爆鳴聲
實驗現(xiàn)象: 開始沒有氣泡,一段時間后才產(chǎn)生氣泡, 將點燃的木條放在試管口,有爆鳴聲
化學方程式
2Al+2NaOH+2H2O
=2NaAlO2 +3H2↑
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2 +3H2↑
離子方程式
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ Al2O3 +2OH-=2AlO2-+H2O
結論
鋁、氧化鋁都能和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應
鋁和鋁合金
拓展2：Al3+、AlO2-、Al(OH)3的轉化
①弱堿或適量強堿、AlO2-：
Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+；
Al3++3OH-=Al(OH)3↓
①
②
②強酸：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
③
③過量強堿：Al3++4OH-=AlO2-+2H2O
④
④過量強酸：AlO2-+4H+=Al3++2H2O
⑤
⑤強堿：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
⑥弱酸或適量強酸：AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓
⑥
⑦
⑦：3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓
鋁和鋁合金
由于Al和Al2O3均能與酸、堿反應, 因此鋁制餐具不宜用來蒸煮或長時間存放酸性或堿性食物
鋁和鋁合金
兩性化合物是指既能與酸反應生成鹽和水，又能與堿反應生成鹽和水的化合物，兩性氧化物和兩性氫氧化物均為兩性化合物，如Al2O3和AI(OH)3
鋁和鋁合金
2 .鋁合金(硬鋁)：
成分元素 主要特性 主要用途
Al、Cu、 Mg、Mn、Si等 密度小,強度高, 具有較強的 抗腐蝕能力 制造飛機和
宇宙飛船等
鋁和鋁合金
氫氧化鋁
與Al、Al2O3的性質類似，氫氧化鋁也具有兩性, 是一種典型的兩性氫氧化物，氫氧化鋁既能與強酸反應又能與強堿反應。
(1)與酸反應：
Al(OH)3 + 3H+
= Al3+ + 3H2O
(2)與強堿(如NaOH)反應：
AI(OH)3 + OH-
=AlO2- + 2H2O
鋁和鋁合金
9. 下列關于鎂、鋁單質的說法不正確的是（ ）
A．常溫下鎂、鋁遇濃硫酸均發(fā)生鈍化
B．等物質的量鎂、鋁與足量的稀硫酸反應，鋁生成氫氣多
C．可以用氫氧化鈉溶液除去鎂中的鋁單質
D．常溫下鋁能與空氣中的氧氣反應生成一層致密的氧化膜
A
鋁和鋁合金
10. 我國鋁材工業(yè)水平處于世界領先行列。下列說法中，不正確的是（ ）
A．常溫下，鋁制品耐腐蝕是因為鋁不活潑
B．鋁制餐具不宜長時間盛放酸性食物
C．鋁合金密度小、強度高，廣泛應用于航空領域
D．工業(yè)上可以用鹽酸去除鋁表面的氧化膜
A
鋁和鋁合金
11. 含有相同物質的量的HCl和NaOH溶液中加入足量的鋁粉，放出的氫氣在同溫同壓下的體積比為（ ）
A．1：6 B．1：3
C．2：3 D．1：1
B
鋁和鋁合金
12. 下列物質中既能與稀HCl反應，又能與NaOH溶液反應的是（ ）
①NaHCO3 ②Al2O3 ③Al
④Na2CO3 ⑤NaHSO4 ⑥Al(OH)3
A. ②③④⑥ B. ①②③⑥ C. ①②③⑤⑥ D. 全部
B
鋁和鋁合金
13. 有關鋁及其化合物的說法中，正確的是（ ）
A．Al(OH)3可治療胃酸過多
B．明礬可作消毒劑
C．Al2O3不可作耐火材料
D．鋁鍋可長時間存放酸性食物
A
鋁和鋁合金
14. 根據(jù)如圖的轉化關系判斷，下列
說法正確的是(反應條件已略去)( ）
A．反應③和④消耗等量的Al時，
生成的n(Cu)∶n(Fe)=3∶2
B．反應③中氧化劑與還原劑的物質的量之比為2∶3
C．生成等質量H2時，①和②反應消耗n(HCl)=n(NaOH)
D．等濃度等體積的稀HCl和NaOH溶液與足量Al反應，①②生成H2的分子數(shù)之比為3∶1
A
鋁和鋁合金
15. 明礬[KAI(SO4)2·10H2O]可用作凈水劑，某同學設計利用廢鋁箔(主要成分為Al，含少量Mg、Fe等)制備明礬的流程如圖所示。下列說法正確的是（ ）
A．向明礬中加入氫氧化鈉溶液可以生成Al(OH)3膠體，吸附水中雜質可凈水
B．①中反應的離子方程式是2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
C．②③試劑調換，實驗結果一樣
D．操作a用蒸發(fā)皿、酒精燈、玻璃棒等儀器進行蒸發(fā)結晶操作
B
鋁和鋁合金
16. 關于Al2O3下列說法正確的是（ ）
A．Al2O3可以通過分解反應和化合反應制得
B．Al2O3是堿性氧化物
C．Al2O3薄膜非常致密，所以可用鋁制容器盛放HCl溶液和NaOH溶液等
D．打磨掉表面氧化鋁的鋁條，在酒精燈上灼燒時，熔化的鋁紛紛滴落下來
A
鋁和鋁合金
17. 下列說法錯誤的是 （ ）
A．兩份鋁分別與足量鹽酸和燒堿溶液反應，若產(chǎn)生氣體的量相同，則兩份鋁的質量一定相同
B．等體積等濃度的鹽酸、NaOH溶液與過量Al反應，產(chǎn)生H2的物質的量相等
C．用3g鋁箱包裹著2.3g金屬鈉投入足量水中，理論上可以收集到氫氣的物質的量為0.2mol
D．硬鋁是一種常見鋁合金，硬度大、強度高，可用于飛機制造業(yè)
B
鋁和鋁合金
18. 取兩塊大小一樣的鋁片，進行如下圖的實驗：
根據(jù)該實驗，下列說法不正確的是（ ）
A．氧化鋁有保護作用，因此燒杯Ⅰ中沒有反應發(fā)生
B．燒杯Ⅰ中開始沒有氣泡，一段時間
后才產(chǎn)生氣泡；燒杯Ⅱ中立即產(chǎn)生氣泡
C．兩個燒杯中均發(fā)生反應：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
D．鋁制餐具不宜長時間存放堿性食物
A
鋁和鋁合金
19. 工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，含F(xiàn)e2O3雜質)為原料冶煉鋁的工藝流程如圖所示；
下列敘述正確的是（ ）
A. 反應①過濾后所得沉淀為Al(OH)3
B. 試劑X可以是NaOH溶液，也可以是鹽酸
C. 圖中所有轉化反應都不是氧化還原反應
D. 反應②的化學方程式為NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3
D
鋁和鋁合金
20. 下列離子方程式書寫正確的是（ ）
A．向FeCl2溶液中通入Cl2：Fe2++Cl2=Fe3++2Cl-
B．將Al2O3加入稀鹽酸中：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
C．Fe(OH)3與稀硫酸反應：OH-+H+=H2O
D．將Al2O3加入氫氧化鈉溶液中：Al3++OH-=Al+H2O
B
鋁和鋁合金
21. （多選）一定質量的鈉鋁合金投入水中，充分反應后測得產(chǎn)生4 mol氣體且固體有剩余，將相同質量的鈉鋁合金投入足量氫氧化鈉溶液中，充分反應后產(chǎn)生5.5 mol氣體，下列正確的是（ ）
A．鋁的質量為81 g B．鈉和鋁的質量比為23：27
C．剩余固體的物質的量為1.5 mol
D．兩次實驗中轉移電子數(shù)之比為8：11．
A D
鋁和鋁合金
22. 明礬[KAI(SO4)2·12H2O]是一種常用的凈水劑。以廢易拉罐
(主要成分為鋁和少量鐵雜質)為原料制取明礬晶體的實驗流程如圖：
(1)“堿溶”后濾渣的主要成分為 。
(2)“沉鋁”步驟在煮沸條件下進行，生成Al(OH)3、NH3和NaHCO3。該反應的化學方程式為 。
(3)“酸溶”步驟需9mol·L-1 H2SO4溶液90mL，若由18mol·L-1濃H2SO4溶液配制，則需濃H2SO4溶液的體積為
mL，配制所需的玻璃儀器除量筒(用于粗略量取18mol·L-1 H2SO4溶液的體積)、燒杯、玻璃棒外還有 。下列操作會引起所配溶液濃度偏低的有 (填字母)。
A.用量筒量取18mol·L-1 H2SO4溶液時, 仰視量筒的刻度線 B.用量筒量取18mol·L-1 H2SO4溶液后未洗滌量筒
C. 容量瓶未干燥就用來配制溶液 D. 燒杯中稀溶液往容量瓶轉移時, 有少量液體濺出
(4)明礬晶體能夠用于凈水的原因為 。
(5)為測定該明礬晶體樣品中SO42-的含量，該實驗小組稱取ag明礬晶體樣品，溶于50mL稀鹽酸中，加入足量BaCl2溶液，使SO42-完全沉淀。用質量為mg的漏斗進行過濾，洗凈濾渣后，將漏斗和濾渣一并干燥至恒重，測得質量為ng。(硫酸鋇的摩爾質量為233g·mol-1)。該明礬晶體樣品中SO42-的含量為 mol·g-1。(即每克明礬晶體中SO42-的物質的量)。
鐵
NH4HCO3+NaAlO2+H2O △ Al(OH)3↓+NH3↑+NaHCO3
50
100mL容量瓶、膠頭滴管
D
明礬溶于水產(chǎn)生氫氧化鋁膠體，膠體有吸附性
n-m/233a
鋁和鋁合金
23. 工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，還有少量的Fe2O3，SiO2等雜質)提取氧化鋁作冶煉鋁的原料，提取的操作過程如圖：

(1)I和II步驟中分離溶液和沉淀的操作是： 。
(2)沉淀M中除含有泥沙外，一定還含有 ，固體N是 。
(3)濾液X中，含鋁元素的溶質的化學式為 ，它屬于 (填“酸”、“堿”或“鹽”)類物質。
(4)請寫出步驟Ⅱ的離子方程式 。
(5)實驗室里制取Al(OH)3，在AlCl3溶液中最好加入 。
過濾
Fe2O3
Al2O3
NaAlO2
鹽
NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3
氨水
物質的量在化學方程式計算中的應用
05
物質的量在化學方程式計算中的應用
1.化學方程式中化學計量數(shù)與各量的關系：
物質是由原子、分子、離子等粒子構成的，物質之間的化學反應也是這些粒子按照一定的數(shù)目關系進行的。化學方程式中的化學計量數(shù)可以明確地表示出化學反應中粒子之間的數(shù)目關系。
物質的量在化學方程式計算中的應用
分析如下：
化學方程式 各物質 H2 N2 NH3
化學計量數(shù)之比 3 1 2
擴大NA倍 3·NA 1·NA 2·NA
物質的量之比 3 mol 1 mol 2 mol
質量之比 6g 28g 34g
標準狀況下體積之比 67.2L 22.4L 44.8L
同一條件下體積之比 3 1 2
高溫、高壓
催化劑
3H2+N2 2NH3
物質的量在化學方程式計算中的應用
劃重點
（1）化學方程式中各物質的化學計量數(shù)之比
=參加反應的各物質的分子數(shù)(或各物質的微粒數(shù))之比
=參加反應的各物質的物質的量之比。
（2）對于有氣體參加的反應，在同溫同壓下參加反應的各氣體的體積之比=各氣體物質的化學計量數(shù)之比。
（3）化學反應前后質量守恒，但物質的量不一定守恒。
物質的量在化學方程式計算中的應用
2.物質的量在化學方程式計算中的應用：
（1）物質的量應用于化學方程式計算的解題步驟：
審
審清題目條件和題目要求
設
設所求物質的物質的量或質量、體積(標準狀況)等
寫
寫出相關的化學方程式
標
在方程式中有關物質的化學式下面標出已知物質和所求物質有關物理量的關系，并代入已知量和未知量
列
列出比例式
解
根據(jù)比例式求解
答
簡明地寫出答案
物質的量在化學方程式計算中的應用
物質的量應用于化學方程式計算時，單位運算要對應，即根據(jù)化學方程式計算時，當已知物理量與被求物理量的單位不一致時，計算時題目的數(shù)據(jù)必須帶單位，以體現(xiàn)“計算別忘配平，純量帶入方程，上下單位一致,左右關系相當"的原則。
物質的量在化學方程式計算中的應用
（2）物質的量應用于化學方程式計算的常用計量關系：
物質的量(mol)
x22.4(L·mol-1)
÷22.4(L·mol-1)
氣體體積L
(標準狀況)
xM
÷M
物質的質量(g)
xM
÷M
物質的量濃度(mol·L-1)
溶液中溶質的質量分數(shù)
xNA
÷NA
物質所含有的粒子數(shù)
具有計算公式
物質的量在化學方程式計算中的應用
物質的量與各物理量之間的關系
物質的量應用于化學計算中的步驟
化學計算的常用方法
關系式法
差量法
物質的量在化學方程式計算中的應用
物質的量應用于化學方程式計算時的易錯點為各種符號書寫不規(guī)范。同一字母的大寫與小寫的含義不相同，如“M”表示摩爾質量，而“m”表示質量；“N”表示微粒數(shù)，而 “n”表示物質的量。
物質的量在化學方程式計算中的應用
【例如】利用Na與水反應的化學方程式進行計算時,46 g Na與22.4 L H2 (標準狀況)是相當?shù)模瑥亩汕蟪鲆欢ㄙ|量的Na與水反應產(chǎn)生標準狀況下氫氣的體積。列式如下：
2Na+2H2O=2NaOH + H2↑
46g 22.4L
m g V L
依據(jù)上式可列出相應比例式求解。
化學方程式
計算中常用
的解題技巧
06
重難點
化學方程式計算中常用的解題技巧：
1.關系式法：
(1)含義：當已知物和未知物之間是靠多個反應聯(lián)系時，只需直接確定已知量和未知量之間的比例關系，即“關系式”。
重難點
化學方程式計算中常用的解題技巧：
1.關系式法：
(2)關系式的確定
①
寫出各步反應的化學方程式
②
找出作為”中介”的物質,并確定最初反應物、中介物質、最終生成物之間”量”的關系
③
確定最初反應物和最終生成物之間”量”的關系
④
根據(jù)已知條件及關系式列出比例式計算求解
①根據(jù)化學方程式確定關系式：寫出發(fā)生反應的化學方程式，根據(jù)量的關系寫出關系式。
例如把CO還原Fe2O3生成的CO2通入足量澄清石灰水中，求生成沉淀的量。發(fā)生反應的化學方程式為3CO+Fe2O3 高溫 2Fe + 3CO2 , CO2+Ca(OH)2 =CaCO3↓ + H2O, 則關系式為: 3CO ~ 3CO2 ~ 3CaCO3,即 CO ~ CaCO3。
②根據(jù)原子守恒確定關系式。上述①中也可直接根據(jù)碳原子守恒得出CO ~ CaCO3。
重難點
化學方程式計算中常用的解題技巧：
2.守恒法：
化學反應中的守恒關系有質量守恒、得失電子守恒、電荷守恒等。
重難點
化學方程式計算中常用的解題技巧：
2.守恒法：
（1）質量守恒
①宏觀特征:反應前后質量相等。
②微觀特征:反應前后各元素的原子個數(shù)不變。
（2）得失電子守恒
在氧化還原反應中，氧化劑得電子總數(shù)等于還原劑失電子總數(shù)。即n(氧化劑)×氧化劑化學式中變價元素的原子個數(shù)×價差=n(還原劑)×還原劑化學式中變價元素的原子個數(shù)×價差。
重難點
化學方程式計算中常用的解題技巧：
2.守恒法：
（3）電荷守恒
①電解質溶液中，陰離子所帶負電荷總數(shù)等于陽離子 所帶正電荷總數(shù)，即溶液呈電中性。例如，在0.1 mol/L的K2SO4溶液中, c(K+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-)。
②離子方程式中，反應物所帶電荷總數(shù)與生成物所帶電荷總數(shù)相等且電性相同。例如，3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑ +4H2O中，等號左側反應物所帶電荷總數(shù)為 6個單位的正電荷〔(+1)×8 +(-1) ×2=+6〕,右側生成物也帶有6個單位的正電荷〔(+2)×3 = +6〕。
重難點
化學方程式計算中常用的解題技巧：
3.差量法：
根據(jù)相同條件下反應前后物質的某種物理量(如質量、物質的量、氣體的體積)發(fā)生的變化求出“理論差量”〔具體求法是物質的量、體積差量均等于反應物、生成物中物質化學計 量數(shù)之和的差(使用體積差時對應物質必須是氣體)，質量差則為反應物、生成物中物質的質量和之差〕，該差量與反應物、生成物的有關量成比例。差量法就是借助這種比例關系求解 的方法。
重難點
例如:把一定量的Mg投入足量稀鹽酸中，充分反應后 溶液質量增加了 4.4 g,據(jù)此可求出參加反應的Mg的質量。
Mg + 2HCl=MgCl2 + H2 ↑ △m増
24 g 2 g 24g-2g =22g
m(Mg)=4.8 g 4.4 g
重難點
24. 水溶液中的Mn2+可以用KMnO4除去，反應的離子方程式為2MnO4-+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+，下列說法正確的是（ ）
A．KMnO4是氧化劑，發(fā)生還原反應
B．還原性：MnO2＞Mn2+
C．KMnO4與濃鹽酸混合加熱才可以生成Cl2
D．每生成5mol MnO2，反應中轉移電子的物質的量為12mol
A
重難點
25. 用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是（ ）
A．0.2mol/L Na2SO4溶液中含有Na+和SO42-總物質的量為0.6mol
B．標準狀況下，22.4L乙醇所含分子數(shù)為NA
C．65g Zn與足量H2SO4完全反應生成的H2所含原子數(shù)目為2NA
D． 11.2L氫氣在足量的O2中完全燃燒，生成的水分子數(shù)為0.5NA
C
重難點
26. 64g銅與9mol·L-1的濃硝酸1L充分反應，銅完全溶解，生成含NO2、NO的混合氣體33.6L(在標準狀況下)。若反應前后硝酸溶液的體積沒有變化，下列說法錯誤的是（ ）
A．混合氣體中NO2與NO的體積比為5：1
B．起氧化作用的硝酸有1.5mol
C．不起氧化作用但參與反應的硝酸有2mol
D．反應后溶液中NO3-的濃度為6.5 mol· L-1
D
重難點
27. 將NaOH、MgCl2、AlCl3三種固體組成的混合
物溶于足量的水后, 產(chǎn)生1.16 g白色沉淀。再向所
得懸濁液中逐滴加入1.00 mol·L-1 HCl溶液，加入
HCl溶液的體積與生成沉淀的關系如圖所示，下
列說法錯誤的是（ ）
A．1.16 g白色沉淀為Mg(OH)2, B點的沉淀為Mg(OH)2和Al(OH)3
B．A點到B點發(fā)生反應的離子方程式為AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓
C．C點時，加入HCl溶液的總體積為130 mL
D．原混合物中MgCl2和AlCl3的物質的量之比為1：2
D
重難點
28. 把一塊鎂鋁合金投入到1mol·L-1鹽酸中，待合金完全溶解后，再往溶液里加入1mol·L-1 NaOH溶液，生成沉淀的物質的量隨加入NaOH溶液體積變化的關系如圖所示。下列說法中錯誤的是（ ）
A．鹽酸的體積為80mL
B．a(chǎn)的取值范圍為0C．n(Mg2+)<0.025mol
D．當a值為30時，b值為0.01
D
重難點
29. 向100mL FeI2溶液中逐漸通入Cl2，溶液中某些離子的物質的量隨n(Cl2)的變化如圖所示。
下列說法錯誤的是（ ）
A．Cl-、I2、Fe2+、I-的還原性依次增強
B．原溶液的物質的量濃度為1mol·L-1
C．當時n(Cl2)=0.12mol，溶液中n(Fe2+):n(Fe3+)=2:3
D．當溶液中n(Cl-):n(IO3-)=8:1時，反應中共轉移0.8mol電子
C
重難點
30. 我國古代的四大發(fā)明之一黑火藥是由硫黃粉、硝酸鉀和木炭按一定比例混合而成的，爆炸時的反應為S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3CO2↑，下列說法正確的是（ ）
A．K2S中硫元素的化合價為+2價
B．該反應中，每消耗3.2gS，同時生成N2和CO2的總質量為16g
C．該反應出現(xiàn)的物質中，屬于氧化物的僅有兩種
D．常溫下，CO2與H2O反應可生成碳酸，故升高溫度，可增大CO2在水中的溶解度
B
重難點
31. 向含1mol NaOH的溶液中通入一定體積的CO2使其充分反應，再向所得溶液中逐滴滴加稀鹽酸。測得產(chǎn)生CO2的物質的量隨加入HCl的物質的量變化如圖所示。則下列說法錯誤的是（ ）
A．A點之前發(fā)生的離子反應為H++OH-=H2O
B．圖中的b=1.0
C．在D點對應的溶液中，K+、Ba2+、MnO4-、NO3-不能大量共存
D．向氫氧化鈉溶液中通入CO2的體積為8.96L
D
32.為測定產(chǎn)品中Na2CO3的質量分數(shù)(雜質為NaHCO3), 設計了下列三種實驗方案。
方案I：樣品經(jīng)加熱后測定剩余固體質量，并計算Na2CO3的質量分數(shù)。
(1)下列可用來加熱樣品的儀器是 (寫儀器名稱)。
方案Ⅱ：通過加熱分解得到的CO2質量進行計算。實驗裝置示意圖如下：
(2)A中反應的化學方程式為 ，若裝置C中
堿石灰增重m1g。則混合樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)為 。
方案Ⅲ: 將一定質量的樣品與足量稀硫酸反應, 通過稱量反應前后盛有堿石灰
的干燥管質量, 利用其質量差計算碳酸鈉的質量分數(shù)。連接好的實驗裝置如圖:
該實驗的操作步驟: ① ；②取一定量樣品裝入廣口瓶中；
③打開止水夾，緩慢鼓入空氣數(shù)分鐘；
④關閉止水夾，在干燥管內填滿堿石灰，稱量干燥管A質量；
⑤緩慢加入稀硫酸至不再產(chǎn)生氣體為止；⑥打開止水夾，緩慢鼓入空氣數(shù)分鐘，再稱量干燥管A質量。
(3)操作①為 。
(4)NaOH溶液(足量)中發(fā)生反應的離子方程式為 。
(5)裝置中有兩支盛放堿石灰的干燥管(圖中A和B)，若只保留干燥管A
將會使碳酸鈉的質量分數(shù)的計算結果 (填“偏大”或“偏小”)。原因是 。
坩堝、試管
2NaHCO3 △ Na2CO3+CO2↑+H2O
11m-42m1/11m x100%
檢查裝置氣密性
CO2 +2OH- = CO32-+2H2O
偏小
沒有干燥管B，外界空氣中水蒸氣和CO2氣體被吸收，導致干燥管A質量增加的多，就會推算出樣品中碳酸氫鈉質量多,碳酸鈉質量少，導致樣品中碳酸鈉質量分數(shù)結果偏小
重難點
33. 按要求進行計算，直接寫出結果
(1)將5.6g Fe投入足量稀硫酸中，生成標準狀況下氫氣的體積為 L；
(2)448mL某氣體在標準狀況下的質量為1.28g，該氣體的摩爾質量約為 g.mol-1；
(3)0.56g氧化鈣恰好與20mL鹽酸反應，則此鹽酸中c(HCl)為 mol.L-1；
(4)氯化亞銅常用作催化劑、殺菌劑、脫色劑，工業(yè)上用如下反應制備CuCl：
2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+Na2CO3=2CuCl+3Na2SO4+CO2↑
回答下列問題：①6.3g Na2SO3中Na的數(shù)目是 ；
②配制500mL 1mol.L-1 NaCl溶液，需 gNaCl；
③若轉移1mole-時，生成標準狀況下CO2的體積是 L。
(5)2.76gCaO2·8H2O樣品受熱脫水過程的熱重曲線(樣品質量隨溫度變化的曲線，140°C時完全脫水，雜質受熱不分解)如圖所示。試確定60°C時CaO2·xH2O中x= 。
2.24
64
1
0.1NA
29.25
11.2
3
重難點
34. 完成下列計算：
(1)已知工業(yè)上制取硫酸需要發(fā)生以下反應
Ⅰ.4FeS2+11O2 高溫 2Fe2O3+8SO2；Ⅱ.2SO2+O2 高 溫 2O3；Ⅲ.SO3+H2O=H2SO4
①假設在生產(chǎn)中所有反應完全進行, 則每生產(chǎn)1.00噸98%的濃硫酸需要FeS2 噸. (保留2位小數(shù))
②實際生產(chǎn)中可能會有損耗(即存在反應物沒有發(fā)生反應)，假設反應Ⅰ中FeS2損耗率為20%，反應Ⅱ中SO2損耗率為10%，則實際生產(chǎn)1噸98%濃硫酸需要FeS2 噸。(保留2位小數(shù))
(2)取6.32g KMnO4固體，加熱一段時間后，剩余固體5.84g。該剩余固體與足量的濃鹽酸在加熱條件下充分反應生成氯氣，產(chǎn)物中所有Mn元素均轉化為Mn2+。
①KMnO4分解生成氧氣的物質的量n(O2)= mol
②KMnO4分解的百分率為 %；
③第二步反應中生成氯氣的物質的量n(Cl2)= mol
0.60
催化劑
0.83
0.015
75
0.07
重難點
35. 某固體粉末由Na2O與Na2O2組成，將其分成等量的兩份，第一份恰好與 2L 0.3 mol/L 鹽酸完全中和；第二份與足量的CO2氣體作用，發(fā)現(xiàn)該固體質量增加了11.6 g，試計算：
(1)與第一份反應的鹽酸的物質的量是 。
(2)第一份中和所得溶質的質量 g；
(3)固體中Na2O與Na2O2的物質的量之比是 。
0.6 mol
35.1
2:1

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