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第三章 鐵 金屬材料
第二節(jié) 金屬材料
[模塊導(dǎo)航] 模塊一 知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 模塊二 基礎(chǔ)知識梳理 模塊三 核心考點(diǎn)剖析（9個(gè)典例） 模塊四 基礎(chǔ)過關(guān)練（10題） 模塊五 能力提升練（12題） [學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1．知道金屬材料的常見類型——純金屬及其合金。 2．認(rèn)識三大合金——鐵合金、鋁合金及新型合金的組成、性能與應(yīng)用。 3．會書寫鋁、氧化鋁及氫氧化鋁與酸、堿反應(yīng)的方程式。 4．基于物質(zhì)的量認(rèn)識化學(xué)變化，掌握物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用。
[知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建]
[基礎(chǔ)知識梳理]　
一、合金、鐵合金
金屬材料包括純金屬和它們的合金，日常使用的金屬材料，大多數(shù)屬于合金。
1.合金的概念：由純金屬(或金屬與非金屬)制得的金屬材料。
2.合金的一般性質(zhì)
（1）硬度：合金的硬度及機(jī)械加工性能一般高于各成分金屬。
（2）熔點(diǎn)：合金的熔點(diǎn)一般低于各成分金屬。
3.合金
不銹鋼是一種最常見的合金鋼，合金元素主要是鉻和鎳。
二、鋁的性質(zhì)
1．鋁原子的結(jié)構(gòu)、存在、物理性質(zhì)
(1) 鋁的原子結(jié)構(gòu)示意圖為。
(2) 物理性質(zhì)及存在：鋁是銀白色有金屬光澤的固體，有良好的延展性、導(dǎo)電性和傳熱性等，密度較小，質(zhì)地柔軟。鋁是地殼中含量最多的金屬元素，主要是以化合態(tài)存在。
2.鋁的化學(xué)性質(zhì)
化學(xué)性質(zhì) 通性 與非金屬單質(zhì)反應(yīng) 4Al＋3O22Al2O3 生成致密氧化鋁薄膜，可保護(hù)內(nèi)部金屬
與非氧化性酸反應(yīng) 2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑
與鹽溶液的 反應(yīng) 2Al＋3Cu2＋＝2Al3＋＋3Cu
與水反應(yīng) 2Al＋6H2O2Al(OH)3＋3H2↑
特性 鈍化 室溫下，鋁在濃硫酸、濃硝酸中，表面形成一層致密的氧化物膜，保護(hù)內(nèi)部的金屬不再與酸反應(yīng)
與堿反應(yīng) 2Al＋6H2O＋2NaOH＝2NaAl(OH)4＋3H2↑ 2Al＋2OH－＋6H2O＝2Al(OH)4－＋3H2↑
鋁熱反應(yīng) 鋁與氧化鐵的化學(xué)方程式：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，可用于焊接鐵軌。
【易錯(cuò)提醒】鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是鋁先與強(qiáng)堿溶液中的水反應(yīng)生成H2和Al(OH)3，然后Al(OH)3再與NaOH反應(yīng)生成H2O和NaAl(OH)4，反應(yīng)中鋁做還原劑，水做氧化劑，NaOH無電子得失。
用雙線橋法和單線橋法分別表示
3.鋁的制備：工業(yè)上主要從鋁土礦中獲取金屬鋁，鋁土礦主要成分是Al2O3。工業(yè)制鋁的反應(yīng)為：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。
三、含鋁化合物的性質(zhì)和鋁合金
1.氧化鋁
氧化鋁是兩性氧化物(既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水)。
（1）物理性質(zhì)：白色固體，難溶于水，硬度大，熔點(diǎn)很高，是優(yōu)良耐火材料。
（2）化學(xué)性質(zhì)
①與鹽酸溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O。
離子方程式為：Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O。
②與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。
離子方程式為：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。
（3）用途：制造耐火、耐高溫器材、工業(yè)冶煉鋁、可以制作各種寶石。
2．氫氧化鋁
（1）物理性質(zhì)
Al(OH)3是白色固體，幾乎不溶于水，但能凝聚水中的懸浮物，并能吸附色素。
（2）化學(xué)性質(zhì)
①兩性氫氧化物：像Al(OH)3這樣既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氫氧化物，稱為兩性氫氧化物。
②Al(OH)3是典型兩性氫氧化物，在強(qiáng)酸與強(qiáng)堿溶液里都能溶解。
與強(qiáng)酸反應(yīng)的離子方程式：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
與強(qiáng)堿反應(yīng)的離子方程式：Al(OH)3＋OH－===Al(OH)4－
③氫氧化鋁的熱穩(wěn)定性
Al(OH)3的熱穩(wěn)定性較差，將Al(OH)3加熱后，可分解為Al2O3和H2O。
化學(xué)方程式：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
④氫氧化鋁的制備：實(shí)驗(yàn)室常用鋁鹽與足量氨水反應(yīng)制Al(OH)3。
其化學(xué)方程式為：Al2(SO4)3＋6NH3·H2O===2Al(OH)3↓＋3(NH4)2SO4。
離子方程式為：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。
（3）用途：氫氧化鋁膠體有較強(qiáng)的吸附性，可用于凈水；氫氧化鋁堿性不強(qiáng)，可以用作胃酸中和劑。
3．明礬
明礬是十二水合硫酸鋁鉀[KAl(SO4)2·12H2O]，明礬常用作凈水劑，是因?yàn)槊鞯\溶于水，在天然水中鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體，離子方程式為Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H+。而氫氧化鋁膠體具有吸附性，可以和水中的泥沙形成絮狀不溶物沉降下來，使水澄清。
4．鋁合金——目前用途廣泛的合金之一
（1）成分元素：除鋁外，主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳，次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。
（2）主要特性：鋁合金密度低，但強(qiáng)度比較高，接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性
（3）主要用途：用于汽車、飛機(jī)、火箭、船舶制造及建筑用門窗，工業(yè)上廣泛使用，使用量僅次于鋼。
4.新型合金
合金名稱 主要要求或性質(zhì) 主要用途
儲氫合金 Ti－Fe合金 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、放氫的速率快 儲存氫氣時(shí)，比將氫氣壓縮成液態(tài)更便于儲存，且便于運(yùn)輸，安全性好
La－Ni合金
鈦合金、耐熱合金、形狀記憶合金 密度小，強(qiáng)度高，耐腐蝕，耐高溫 航空航天、生物工程和電子工業(yè)等
四、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式中的應(yīng)用
物質(zhì)是由原子、分子、離子等粒子構(gòu)成的，物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)也是粒子按照一定的數(shù)目關(guān)系進(jìn)行的。化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量系數(shù)可以明確表示出化學(xué)反應(yīng)中粒子之間的數(shù)目關(guān)系。
2Na　 ＋　 2H2O　 === 2NaOH?。　2↑
2 　 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1
2×6.02×1023∶2×6.02×1023∶2×6.02×1023∶1×6.02×1023
2 mol ∶ 2 mol ∶ 2 mol ∶ 1 mol
結(jié)論：化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于粒子個(gè)數(shù)之比，也等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比，對于有氣體參與的反應(yīng)還等于體積之比。
五、物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式計(jì)算步驟
【特別提醒】物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式計(jì)算時(shí)的注意事項(xiàng)
1.書寫格式規(guī)范化：在根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的過程中，各物理量、物質(zhì)名稱、公式等盡量用符號表示，且數(shù)據(jù)的運(yùn)算要公式化并帶單位。
2.單位運(yùn)用對應(yīng)化：根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算時(shí)，如果題目所給的兩個(gè)量單位不一致，要注意兩個(gè)量的單位要“上下一致，左右相當(dāng)”，且單位要注明。
3.如果兩種反應(yīng)物的量都是已知的，求解某種產(chǎn)物的量時(shí)，必須先判斷哪種物質(zhì)過量，然后根據(jù)不足量的物質(zhì)進(jìn)行計(jì)算。
[核心考點(diǎn)剖析]
考點(diǎn)一：合金及其特點(diǎn)、用途
[典例1]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(jì)用的水銀 D．可用于軍用車輛的超級鋼
【答案】C
【詳解】A．生鐵主要由鐵和C組成，屬于合金，A項(xiàng)不符合題意；
B．儲氫用的La-Ni合金主要由La和Ni組成，屬于合金，B項(xiàng)不符合題意；
C．溫度計(jì)用的水銀只有Hg一種金屬，不屬于合金，C符合題意；
D．用于軍用車輛的超級鋼主要由鐵和C組成，屬于合金，D項(xiàng)不符合題意；
故答案選C。
[典例2]鐵和鐵合金是生活中常見的材料，下列說法正確的是
A．純鐵的熔點(diǎn)低于鐵合金 B．純鐵和鐵合金都能導(dǎo)電、傳熱
C．純鐵的硬度和強(qiáng)度都高于鐵合金 D．生鐵是鐵合金，只含金屬元素
【答案】B
【詳解】A．合金的熔點(diǎn)比其組成金屬的熔點(diǎn)要低，故純鐵的熔點(diǎn)高于鐵合金，故A錯(cuò)誤；
B．純鐵和鐵合金中都含有金屬，故都能導(dǎo)電、傳熱，故B正確；
C．合金的強(qiáng)度和硬度一般比組成金屬的純金屬更高，故純鐵的硬度和強(qiáng)度都低于鐵合金，故C錯(cuò)誤；
D．生鐵是鐵碳合金，還含有碳元素，碳元素為非金屬元素，故D錯(cuò)誤；
故答案選B。
[典例3]社會的進(jìn)步與時(shí)代的發(fā)展充滿了人類智慧的結(jié)晶。下列有關(guān)說法中錯(cuò)誤的是
A．合金為純凈物，具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能
B．不銹鋼是最常見的一種合金鋼，不容易生銹。
C．商朝的“后母戊鼎”是我國較早使用的銅制品之一
D．近年來，人們又設(shè)計(jì)和合成了許多新型合金。如儲氫合金、鈦合金等
【答案】A
【詳解】A．合金是混合物，具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能，A錯(cuò)誤；
B．不銹鋼是最常見的一種合金鋼且不容易生銹，B正確；
C．后母戊鼎是我國較早使用的銅制品之一，C正確；
D．隨著社會的發(fā)展，人們設(shè)計(jì)和合成了許多新型合金，如儲氫合金、鈦合金等，D正確；
故答案選A。
考點(diǎn)二：鋁及其重要化合物
[典例4]可用Al與NaOH溶液反應(yīng)來疏通下水管道。下列說法錯(cuò)誤的是
A．Al是還原劑，發(fā)生氧化反應(yīng)
B．每生成1mol ，轉(zhuǎn)移2mol電子
C．可用NaOH溶液除去鎂粉中混有的少量Al粉
D．等量的鋁與足量NaOH溶液反應(yīng)生成的比與足量鹽酸反應(yīng)生成的多
【答案】D
【分析】Al與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑。
【詳解】A．Al與NaOH溶液的反應(yīng)中Al元素的化合價(jià)由0價(jià)升至+3價(jià)，Al是還原劑，發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；
B．反應(yīng)中H元素的化合價(jià)由H2O中的+1價(jià)降至0價(jià)，故每生成1molH2轉(zhuǎn)移2mol電子，B正確；
C．加入NaOH溶液，Al粉與NaOH溶液反應(yīng)生成溶于水的Na[Al(OH)4]，鎂粉與NaOH溶液不反應(yīng)，經(jīng)過濾可達(dá)到目的，C正確；
D．Al與NaOH溶液、鹽酸的反應(yīng)依次為：2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，可見等量的鋁與足量NaOH溶液反應(yīng)生成的H2和與足量鹽酸反應(yīng)生成的H2相等，D錯(cuò)誤；
故選D。
[典例5]下列關(guān)于鋁及其化合物的說法不正確的是
A．鋁的化學(xué)性質(zhì)不活潑 B．Al(OH)3是一種醫(yī)用胃酸中和劑
C．Al2O3是兩性氧化物 D．鋁制餐具不可以用來長時(shí)間存放堿性食物
【答案】A
【詳解】
A．鋁是活潑金屬，但是鋁易在空氣中形成致密的氧化膜，所以鋁比較耐腐蝕，A錯(cuò)誤；
B．氫氧化鋁具有弱堿性，可用于中和過多胃酸， 是一種醫(yī)用胃酸中和劑， B正確；
C．氧化鋁既可以和酸反應(yīng)又可以和強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水，氧化鋁是兩性氧化物，C正確；
D．鋁、氧化鋁能與堿性物質(zhì)反應(yīng)，所以鋁制餐具不可以用來長時(shí)間存放堿性食物，D正確；
故選A。
[典例6]將使用過的廢鋁熱劑(主要成分為，含少量)再生制取金屬鋁的工藝流程如圖所示。下列說法中正確的是
A．“堿浸”時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
B．“沉鋁”時(shí)，可以用足量HCl代替
C．冶煉金屬鋁的方法為熱還原法
D．該流程中各步均不涉及氧化還原反應(yīng)
【答案】A
【詳解】A．與反應(yīng)，選項(xiàng)A正確；
B．足量會使溶解，不可代替，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
C．冶煉金屬鋁為電解法，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D．屬于氧化還原反應(yīng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；
答案選A。
考點(diǎn)三　 物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用
[典例7]熱分解的化學(xué)方程式為2M(NO3)22MO+4NO2↑+O2↑，加熱使其完全分解，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下收集到的，那么M的摩爾質(zhì)量是
A． B． C． D．
【答案】B
【詳解】標(biāo)準(zhǔn)狀況下，n(O2)= =0.5mol，由2M(NO3)22MO+4NO2↑+O2↑，可知M(NO3)2的物質(zhì)的量為0.5mol×2=1mol，則M(NO3)2的摩爾質(zhì)量==148g/mol，故M的摩爾質(zhì)量為(148-2×62)g/mol=24g/mol，
故答案為B。
[典例8]（23-24高一上·浙江紹興·期中）實(shí)驗(yàn)室制Cl2的反應(yīng)為4HCl(濃)十MnO2MnCl2+C12↑+2H2O，下列說法錯(cuò)誤的是
A．還原劑是HCl，氧化劑是MnO2
B．每生成1.12LCl2，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1 mol
C．每消耗8.7 gMnO2，被氧化的HCl的物質(zhì)的量為0.2mol
D．生成的Cl2中，除含有一些水蒸氣外，還含有HCl雜質(zhì)
【答案】B
【詳解】A．反應(yīng)中Cl元素的化合價(jià)升高，HCl被氧化，為還原劑，Mn元素的化合價(jià)降低，MnO2為氧化劑，故A正確；
B．氣體所處狀況未知，不能依據(jù)體積確定氯氣的物質(zhì)的量，無法計(jì)算轉(zhuǎn)移電子數(shù)，故B錯(cuò)誤；
C．每消耗1mol MnO2，起還原劑作用的HCl消耗2mol，另一部分的HCl起到酸性的作用，則消耗8.7 gMnO2即0.1mol，被氧化的HCl的物質(zhì)的量為0.2mol，故C正確；
D．由于鹽酸易揮發(fā)，且反應(yīng)在加熱條件下進(jìn)行，則生成的Cl2中，除含有一些水蒸氣外，還含有HCl雜質(zhì)，故D正確；
故選：B。
[典例9]高鐵酸鈉是一種高效多功能水處理劑，工業(yè)上常采用次氯酸鈉(NaClO)氧化法生產(chǎn)，反應(yīng)原理為：NaClO＋Fe(NO3)3＋NaOH→Na2FeO4↓＋NaCl＋NaNO3＋H2O(未配平)。若反應(yīng)消耗了150.00mL 1.00 mol/L NaClO溶液(不考慮其他物質(zhì)與Fe3+反應(yīng))，則產(chǎn)物中高鐵酸鈉理論產(chǎn)量(單位：g)為
A．8.3 B．33.2 C．16.6 D．24.9
【答案】C
【詳解】根據(jù)電子得失守恒配平方程式為：；若反應(yīng)消耗了150.00mL 1.00 mol/L NaClO溶液，則消耗NaClO的物質(zhì)的量為0.15mol，結(jié)合反應(yīng)可知生成的高鐵酸鈉的物質(zhì)的量為0.1mol，其質(zhì)量為：0.1mol×166g/mol=16.6g。
故選：C。
[基礎(chǔ)過關(guān)練]
1．（23-24高一上·江蘇無錫·期末）高精尖鋁合金材料為人類創(chuàng)造飛躍地球和進(jìn)入太空作出巨大貢獻(xiàn)。下列說法正確的是
A．鋁合金硬度小 B．鋁合金密度大 C．鋁合金強(qiáng)度高 D．鋁合金易被腐蝕
【答案】C
【分析】合金具有許多優(yōu)良性能,如合金密度小，硬度大，熔沸點(diǎn)低，抗腐蝕能力強(qiáng)，各組分仍然保持原有的化學(xué)性質(zhì)，據(jù)此分析。
【詳解】A．合金硬度大于純金屬，鋁合金硬度大，A錯(cuò)誤；
B．鋁合金密度小，B錯(cuò)誤；
C．鋁合金具有強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，C正確；
D．鋁在空氣中容易形成致密的氧化膜，鋁合金耐腐蝕，D錯(cuò)誤；
故選C。
2．下列溶液不能和金屬鋁反應(yīng)的是
A．鹽酸 B．氫氧化鈉 C．氯化鈉 D．稀硫酸
【答案】C
【詳解】A．鹽酸和鋁生成氫氣，A錯(cuò)誤；
B．氫氧化鈉和鋁生成四羥基合鋁酸鈉和氫氣，B錯(cuò)誤；
C．氯化鈉和鋁不能反應(yīng)，C正確；
D．稀硫酸和鋁生成氫氣，D錯(cuò)誤；
故選C。
3．稱取一份鎂鋁合金，已知鎂與鋁的物質(zhì)的量之比為1∶1，第一份中加入足量的鹽酸，第二份中加入足量的NaOH溶液，則同溫同壓下放出相同氣體的質(zhì)量之比為
A．5∶3 B．5∶2 C．1∶1 D．2∶3
【答案】A
【詳解】假設(shè)鎂和鋁均為xmol，由Mg+2HCl=MgCl2+H2、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2可知鎂和鋁與足量鹽酸反應(yīng)共生成2.5xmolH2，該合金中鎂不與NaOH溶液反應(yīng)，由2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2可知鋁與足量NaOH溶液反應(yīng)共生成1.5xmolH2，則同溫同壓下放出相同氣體的質(zhì)量之比等于氣體的物質(zhì)的量之比，為2.5x：1.5x=5：3，故選A。
4．某同學(xué)將一定量的加熱分解，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為，測得生成的和的質(zhì)量分別為10.2g和32.4g，則的數(shù)值和反應(yīng)產(chǎn)生的的物質(zhì)的量分別為
A．9 0.3mol B．18 0.3mol
C．9 0.6mol D．18 0.6mol
【答案】C
【詳解】的物質(zhì)的量為，的物質(zhì)的量為，化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為物質(zhì)的量比，則，解得x=9；NO2的物質(zhì)的量為，故選C。
5．某學(xué)習(xí)小組做了以下科學(xué)小實(shí)驗(yàn)：向一個(gè)鋁質(zhì)易拉罐中充滿CO2，然后往罐中注入足量的濃NaOH溶液，立即用膠布封嚴(yán)罐口。下列說法不正確的是
A．以上實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生了離子反應(yīng)：CO2+OH－=
B．易拉罐先變癟，過一會兒又會恢復(fù)原樣
C．該實(shí)驗(yàn)過程中的現(xiàn)象與罐內(nèi)壓強(qiáng)變化有關(guān)
D．實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)
【答案】A
【分析】鋁質(zhì)易拉罐中充滿，然后往罐中注入足量的濃NaOH溶液，立即用膠布封嚴(yán)罐口，氫氧化鈉吸收二氧化碳，氣體減小、壓強(qiáng)減小，易拉罐變癟；氫氧化鈉和鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，氣體增多、壓強(qiáng)變大，易拉罐又鼓起來；
【詳解】A．氫氧化鈉過量，易拉罐先變癟的原因?yàn)闅溲趸c與二氧化碳反應(yīng)生成了碳酸鈉：，A錯(cuò)誤；
B．由分析可知，易拉罐先變癟，過一會兒又會恢復(fù)原樣，B正確；
C．氫氧化鈉吸收二氧化碳，氣體減小、壓強(qiáng)減小，易拉罐變癟；氫氧化鈉和鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，氣體增多、壓強(qiáng)變大，易拉罐又鼓起來，C正確；
D．反應(yīng)過程中鋁化合價(jià)發(fā)生改變，為氧化還原反應(yīng)，D正確；
故選A。
6．（23-24高一上·上?！て谥校┠澄镔|(zhì)A在一定條件下加熱完全分解，產(chǎn)物都是氣體。其加熱分解的化學(xué)方程式為4A=2B＋3C＋D，測得生成的混合氣體對氫氣的相對密度為2d，則A的相對分子質(zhì)量為
A．7d B．5d C．6d D．4d
【答案】C
【詳解】相同條件下，氣體的相對分子質(zhì)量和氣體的密度成正比，所以混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為4d，混合氣體與A氣體的物質(zhì)的量之比為6：4，所以A氣體的摩爾質(zhì)量為4d× =6d；
答案為：C。
7．下列說法正確的是
A．硬鋁、鋼鐵、水銀均屬于合金
B．鎂鋁熔合成合金的過程發(fā)生了化學(xué)變化
C．鐵易生銹，而鋁在空氣中較穩(wěn)定，所以鐵比鋁活潑
D．等量的鋁分別與足量鹽酸和溶液反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生的量相同
【答案】D
【詳解】A．水銀不是合金，是汞單質(zhì)，A錯(cuò)誤；
B．鎂鋁熔合成合金的過程是物理變化，B錯(cuò)誤；
C．常溫下，鋁在空氣中較穩(wěn)定，是由于Al與空氣中氧氣反應(yīng)生成了致密的氧化膜保護(hù)Al防止其繼續(xù)被氧化，但活潑性Al比Fe強(qiáng)，C錯(cuò)誤；
D．鋁分別與足量鹽酸和溶液反應(yīng)時(shí)，都有，則Al的質(zhì)量相同，產(chǎn)生的量相同，D正確；
故選D。
8．（23-24高一上·福建泉州·期中）鋁是世界年產(chǎn)量第二的金屬，Al2O3是一種兩性氧化物，能與氫氧化鈉發(fā)生如下反應(yīng)：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，下列有關(guān)說法正確的是
A．鋁的耐腐蝕性比鐵好 B．NaOH屬于弱電解質(zhì)
C．NaAlO2屬于氧化物 D．以上反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)
【答案】A
【詳解】A．鋁在空氣中形成致密的氧化膜氧化鋁，防止鋁被腐蝕，A正確；
B．NaOH屬于強(qiáng)電解質(zhì)，B錯(cuò)誤；
C．氧化物為兩種元素一種為氧的化合物，NaAlO2為鹽，C錯(cuò)誤；
D．該反應(yīng)中，沒有元素的化合價(jià)變化，則不屬于氧化還原反應(yīng)，D錯(cuò)誤；
故答案為：A。
9．物質(zhì)X既能與稀鹽酸反應(yīng)，也能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，則X不可能是
A． B． C． D．
【答案】B
【詳解】A．是兩性氧化物，既能與稀鹽酸反應(yīng)，也能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，A不符合題意；
B．能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，不與鹽酸反應(yīng)，B符合題意；
C．是弱酸的酸式鹽，既能與稀鹽酸反應(yīng)，也能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，C不符合題意；
D．能和稀鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成鹽和氫氣，D不符合題意；
故選B。
10．熱分解的化學(xué)方程式為2M(NO3)22MO+4NO2↑+O2↑，加熱使其完全分解，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下收集到的，那么M的摩爾質(zhì)量是
A． B． C． D．
【答案】B
【詳解】標(biāo)準(zhǔn)狀況下，n(O2)= =0.5mol，由2M(NO3)22MO+4NO2↑+O2↑，可知M(NO3)2的物質(zhì)的量為0.5mol×2=1mol，則M(NO3)2的摩爾質(zhì)量==148g/mol，故M的摩爾質(zhì)量為(148-2×62)g/mol=24g/mol，
故答案為B。
[能力提升練]
1．2022年北京冬奧會上，我國短道速滑隊(duì)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(diǎn)比純鐵熔點(diǎn)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%
【答案】B
【詳解】A．合金的熔點(diǎn)通常比成分金屬低，A錯(cuò)誤；
B．該鋼材料合金硬度比純鐵高，B正確；
C．鋼材料的含碳量小于生鐵，C錯(cuò)誤；
D．鋼的含碳量通常為0.02%~2.11%，D錯(cuò)誤；
故答案選B。
2．已知濃度均為2.4 mol L-1的硫酸溶液和氫氧化鈉溶液各取100 mL，分別加入5.4 g的金屬鋁充分反應(yīng)，則產(chǎn)生氫氣的體積之比為
A．1:1 B．2:3 C．3:2 D．4:5
【答案】D
【詳解】H2SO4、NaOH物質(zhì)的量為：2.4mol/L×0.1L=0.24mol，即硫酸中H+的物質(zhì)的量為0.48mol，5.4gAl的物質(zhì)的量為，Al與硫酸反應(yīng)的離子方程式為：，即此時(shí)硫酸全部反應(yīng)完，Al有剩余，產(chǎn)生H2物質(zhì)的量為0.24mol，Al與NaOH反應(yīng)的離子方程式為：，即此時(shí)Al全部反應(yīng)完，NaOH有剩余，產(chǎn)生的H2物質(zhì)的量為0.3mol，在相同條件下氣體的體積比等于氣體的物質(zhì)的量的比，因此5.4gAl分別與100mL濃度均為2.4 mol L-1的硫酸溶液和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的體積之比為0.24:0.3=4:5；
故選D。
3．有氧化鎂、三氧化二鐵、氧化鋁粉末22.4g將它溶于500mL4mol/L的硫酸里，若要使沉淀的質(zhì)量達(dá)到最大值，則需加入2mol/L的氫氧化鈉溶液的體積為
A．2000mL B．500mL C．1000mL D．1500mL
【答案】A
【詳解】氧化鎂、三氧化二鐵、氧化鋁與硫酸反應(yīng)，得到Mg2+、Fe3+和Al3+的混合物，若要使沉淀質(zhì)量達(dá)到最大值，則首先發(fā)生酸堿中和，再發(fā)生沉淀反應(yīng)，沉淀完全時(shí)溶液的成分是Na2SO4，根據(jù)元素守恒可得：n(NaOH)=2n(H2SO4)= 2×0.5L×4mol/L=4mol，所以，故選A。
4．在杠桿的兩端分別掛著質(zhì)量相同的鋁球和鐵球，此時(shí)杠桿平衡。然后將兩球分別浸沒在溶液質(zhì)量相等的稀燒堿溶液和硫酸銅溶液中一段時(shí)間，如圖所示，下列說法正確的是
A．鋁球表面有氣泡產(chǎn)生，溶液中有白色沉淀生成，杠桿不平衡
B．鋁球表面有氣泡產(chǎn)生，溶液澄清；鐵球表面有紅色物質(zhì)析出；溶液藍(lán)色變淺，杠桿右邊下沉
C．反應(yīng)后去掉兩燒杯，杠桿仍平衡
D．右邊球上出現(xiàn)紅色，左邊溶液的堿性不變
【答案】B
【詳解】A．鋁與氫氧化鈉反應(yīng)：，無沉淀生成，A錯(cuò)誤；
B．鋁與氫氧化鈉反應(yīng)：，鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)：，鋁球表面有氣泡產(chǎn)生，溶液澄清，而鐵球表面有紅色物質(zhì)析出，溶液藍(lán)色變淺，由反應(yīng)可知左燒杯中Al的質(zhì)量變小，右燒杯中Fe球上生成Cu質(zhì)量變大，杠桿右邊下沉，B正確；
C．反應(yīng)后去掉兩燒杯，由于鋁被消耗質(zhì)量減小，鐵表面有銅析出附著質(zhì)量增大，杠桿無法平衡，C錯(cuò)誤；
D．右邊球上生成Cu，則出現(xiàn)紅色，而左邊溶液中消耗NaOH，堿性減弱，D錯(cuò)誤；
答案選B。
5．（23-24高一上·甘肅白銀·期末）A~D是含同一種元素的四種物質(zhì)，它們有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系，
其中A是單質(zhì)，D是氫氧化物。A不可能是
A．Al B．Mg C．Na D．Cu
【答案】C
【詳解】A．若A為Al，則，A正確；
B．若A為Mg，則，B正確；
C．NaNa2ONa2O2NaOH，氫氧化鈉不能分解生成氧化鈉，C錯(cuò)誤；
D．若A為Cu，則，D正確；
本題選C。
6．下列關(guān)于鋁及其化合物的敘述不正確的是
A．工業(yè)上可以用NaOH溶液去除鋁表面的氧化膜
B．相同質(zhì)量的兩份鋁，分別放入足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，放出氫氣在同溫同壓下體積比為1：1
C．鋁合金密度小、強(qiáng)度高，廣泛應(yīng)用于航空領(lǐng)域
D．鋁制品在生活中被廣泛使用，說明鋁是一種不活潑的金屬
【答案】D
【詳解】A．氧化鋁和氫氧化鈉反應(yīng)生成四羥基合鋁酸鈉，工業(yè)上可以用NaOH溶液去除鋁表面的氧化膜，故A正確；
B．鋁和鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和氫氣，鋁和氫氧化鈉反應(yīng)生成四羥基鋁酸鈉和氫氣，鋁元素化合價(jià)由0升高為+3，相同質(zhì)量的兩份鋁，分別放入足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，根據(jù)得失電子守恒，放出氫氣在同溫同壓下體積比為1：1，故B正確；
C．鋁合金密度小、強(qiáng)度高，廣泛應(yīng)用于航空領(lǐng)域，故C正確；
D．鋁化學(xué)性質(zhì)活潑，鋁制品在生活中被廣泛使用，是因?yàn)殇X表面能生成一層氧化膜，故D錯(cuò)誤；
選D。
7．用砂紙仔細(xì)打磨鋁片后，稱取質(zhì)量均為2.7g的兩塊鋁片，將其中一鋁片迅速放入溶液中，另一鋁片在空氣中放置一段時(shí)間后，再放入等濃度等體積的溶液中。下列說法不正確的是
A．放置后的鋁片所在燒杯中，一段時(shí)間后才產(chǎn)生氣泡
B．均有氣體生成，且體積相同
C．消耗的物質(zhì)的量相同
D．均有生成，且質(zhì)量相同
【答案】B
【分析】鋁片在空氣中放置一段時(shí)間后表面形成氧化鋁，再投入氫氧化鈉溶液中，表面的氧化鋁先和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)：會溶解，后鋁和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)：而溶解；
【詳解】A．據(jù)分析可知，放置后的鋁片所在燒杯中，一段時(shí)間后才產(chǎn)生氣泡，A正確；
B．由可知，2.7gAl即0.1molAl能產(chǎn)生0.15molH2，而鋁片在空氣中放置一段時(shí)間后再投入氫氧化鈉溶液中， 中消耗的Al的質(zhì)量小于2.7g、物質(zhì)的量小于0.1mol，能產(chǎn)生的H2小于0.15mol，則均有氣體生成，但相同條件下氣體的體積不相同， B錯(cuò)誤；
C．據(jù)分析、結(jié)合元素守恒，最終生成的的物質(zhì)的量相同，則消耗NaOH的物質(zhì)的量相同，C正確；
D．由選項(xiàng)C可知均有生成，且質(zhì)量相同，D正確；
故選B。
8．（23-24高一上·浙江寧波·期末）下列關(guān)于鋁及其化合物的說法中，正確的是
A．相同質(zhì)量的兩份鋁，分別放入足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生的氫氣在同溫同壓下體積比為2：3
B．氧化鋁是兩性氧化物，能與所有的酸和堿反應(yīng)
C．鋁制餐具不宜用來蒸煮或長時(shí)間存放酸性或堿性食物
D．純鋁的硬度和強(qiáng)度較大，適合制造機(jī)器零件
【答案】C
【詳解】A．2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑，質(zhì)量相同的兩份鋁，與足量的鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣同溫同壓下體積比為1：1，A錯(cuò)誤；
B．氧化鋁是兩性氧化物，但是不能與所有酸和堿反應(yīng)，如不能與弱堿反應(yīng)，B錯(cuò)誤；
C．鋁制餐具能與酸和強(qiáng)堿反應(yīng)，不適于用來蒸煮或長時(shí)間存放酸性或堿性食物，C正確；
D．純鋁的硬度和強(qiáng)度較小，不適合制造機(jī)械零件，D錯(cuò)誤；
故答案選C。
9．鋁是一種很重要的金屬，可以發(fā)生一系列反應(yīng)制備物質(zhì)。下列說法錯(cuò)誤的是
A．反應(yīng)①又稱鋁熱反應(yīng)，常用于野外焊接鐵軌
B．利用②③反應(yīng)都能產(chǎn)生氫氣，產(chǎn)生等量氫氣消耗Al的質(zhì)量相等且轉(zhuǎn)移電子數(shù)也相等
C．常用反應(yīng)⑥制備Al(OH)3，方法是向Al2(SO4)3溶液中滴加足量的NaOH溶液使得沉淀量最大
D．工業(yè)上常用反應(yīng)⑦制備金屬鋁，制備過程中常加入冰晶石以降低Al2O3的熔點(diǎn)
【答案】C
【詳解】A．反應(yīng)①，該反應(yīng)放熱常用于野外焊接鐵軌，A正確；
B．利用②③反應(yīng)都能產(chǎn)生氫氣，反應(yīng)的計(jì)量系數(shù)關(guān)系都是 ，因此產(chǎn)生等量氫氣消耗Al的質(zhì)量相等且轉(zhuǎn)移電子數(shù)也相等，B正確；
C．向Al2(SO4)3溶液中滴加足量的NaOH溶液可能使生成的Al(OH)3溶解，因此可以向Al2(SO4)3溶液中滴加足量的溶液使得沉淀量最大，C錯(cuò)誤；
D．工業(yè)上常用反應(yīng)⑦制備金屬鋁，D正確；
故選C。
10．關(guān)于Al2O3下列說法正確的是
A．Al2O3可以通過分解反應(yīng)和化合反應(yīng)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(shí)，熔化的鋁紛紛滴落下來
【答案】A
【詳解】A．Al2O3可通過Al(OH)3受熱發(fā)生分解反應(yīng)制得，也可通過Al與O2加熱發(fā)生化合反應(yīng)制得，A項(xiàng)正確；
B．Al2O3是既能與酸反應(yīng)生成鹽和水、又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，屬于兩性氧化物，B項(xiàng)錯(cuò)誤；
C．Al2O3能溶于HCl溶液得到AlCl3溶液，Al2O3能溶于NaOH溶液得到Na[Al(OH)4]溶液，HCl溶液、NaOH溶液會破壞鋁制容器表面的Al2O3薄膜，且Al也能與HCl溶液、NaOH溶液反應(yīng)，不能用鋁制容器盛放HCl溶液和NaOH溶液，C項(xiàng)錯(cuò)誤；
D．打磨掉表面氧化鋁的鋁條，在酒精燈上灼燒時(shí)，Al與空氣中的氧氣很快反應(yīng)生成熔點(diǎn)比Al高的薄膜Al2O3，包在Al的外面，熔化的鋁不會滴落下來，D項(xiàng)錯(cuò)誤；
答案選A。
11．鋁及其合金是生產(chǎn)生活中常用的一種金屬材料。
(1)鋁合金用于加工門窗，是因?yàn)槠溆捕缺燃兘饘? (填“大”或“小”)。
(2)生活中不宜用鋁制品盛裝堿性溶液，某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中模擬該過程，將一塊鋁箔投入過量溶液中，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為： ，其中涉及到的離子方程式為： 、 。
(3)工業(yè)上常利用金屬Al與在高溫下反應(yīng)冶煉金屬Fe，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ，將可以恰好完全發(fā)生該反應(yīng)的Al與均勻混合，分成兩等份，一份先完全發(fā)生該反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物再與足量鹽酸反應(yīng)，另一份直接與足量溶液反應(yīng)，生成氣體在相同條件下體積比為 。
【答案】(1)大
(2) 開始無明顯現(xiàn)象，后來出現(xiàn)大量氣泡
(3) 3:4
【詳解】（1）合金的硬度大于成分金屬，鋁合金用于加工門窗，是因?yàn)槠溆捕缺燃兘饘俅蟆?br/>（2）鋁表面有氧化鋁薄膜，氧化鋁先與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成四羥基合鋁酸鈉，然后鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成四羥基合鋁酸鈉和氫氣，則將一塊鋁箔投入過量NaOH溶液中，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：開始無明顯現(xiàn)象，后來出現(xiàn)大量氣泡；其中涉及到的離子方程式為：、。
（3）利用金屬Al與在高溫下反應(yīng)冶煉金屬Fe，利用的是鋁熱反應(yīng)原理，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為，將可以恰好完全發(fā)生該反應(yīng)的Al與均勻混合，分成兩等份，可設(shè)兩份混合物均為3molFe3O4、8molAl，一份先完全發(fā)生該反應(yīng)，生成9mol 9molFe、4molAl2O3，加入鹽酸生成氫氣的反應(yīng)為Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，反應(yīng)生成氫氣9mol；另一份直接與足量NaOH溶液反應(yīng)，生成氣體的反應(yīng)為，則生成氫氣為12mol，相同條件下體積比等于物質(zhì)的量之比為9mol:12mol=3:4。
12．（23-24高一上·廣東深圳·期末）某廢舊金屬材料中主要為及其氧化物的混合物。利用該廢舊金屬材料制備膽礬的一種流程如下：
已知：調(diào)可將與分離，但不能將與分離。
回答下列問題：
(1)“破碎”的目的是 。
(2)“堿浸”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。
(3)“酸浸、氧化”的溫度不宜過高，原因是 ；“濾渣2”的主要成分是 (填化學(xué)式)。
(4)下列選項(xiàng)中可以檢驗(yàn)酸浸、氧化后溶液里是否含有的是___________。
A．溶液，新制氯水 B．酸性高錳酸鉀溶液
C．溶液 D．淀粉試紙
(5)測定產(chǎn)品的純度：準(zhǔn)確稱取膽礬樣品，完全溶解于稀硫酸中，用過量的溶液沉淀其中的銅元素，得到藍(lán)色沉淀質(zhì)量為。該樣品純度為 (保留3位有效數(shù)字)。
【答案】(1)增加接觸面積，加快反應(yīng)速率
(2)
(3) 溫度過高會分解，降低氧化效率
(4)B
(5)83.3%
【分析】由題給流程可知，廢舊金屬材料粉碎后焙燒得到氧化銅、四氧化三鐵、氧化鋁，向金屬氧化物中加入氫氧化鈉溶液，氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化為溶液，四氧化三鐵和氧化銅不反應(yīng)，過濾得到含有的濾液1和含有四氧化三鐵、氧化銅的濾渣1；向?yàn)V渣1中加入稀硫酸酸浸時(shí)，四氧化三鐵與稀硫酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫酸鐵和硫酸亞鐵，氧化銅與稀硫酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫酸銅，向酸浸后的溶液中加入過氧化氫溶液，將亞鐵離子氧化為鐵離子，向氧化后的溶液中加入氧化銅或氫氧化銅調(diào)節(jié)溶液pH，將溶液中的鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過濾得到含有氫氧化鐵的濾渣2和硫酸銅溶液，硫酸銅溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過波洗滌、干燥得到膽礬，由此分析。
【詳解】（1）流程中“破碎”可以增大固體的表面積，使反應(yīng)物的接觸面積增大，有利于加快焙燒的反應(yīng)速率，使廢舊金屬完全反應(yīng)，故答案為：增加接觸面積，加快反應(yīng)速率；
（2）堿浸時(shí)是氧化鋁和氫氧化鈉的反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：，故答案為：；
（3）酸浸后溶液中含有鐵離子和亞鐵離子，氧化是將亞鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子，該過程溫度不宜過高，防止H2O2分解，降低氧化效率；根據(jù)上述分析可知，濾渣2的成分是，故答案為：溫度過高會分解，降低氧化效率；；
（4）檢驗(yàn)是否含有Fe2+，可以選擇酸性高錳酸鉀溶液，亞鐵離子會使酸性高錳酸鉀溶液褪色，故答案選：B；
（5）準(zhǔn)確稱取膽礬樣品，完全溶解于稀硫酸中，用過量的溶液沉淀其中的銅元素，得到藍(lán)色沉淀質(zhì)量為，可知，根據(jù)可知，，純度為，故答案為：83.3% 。
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第三章 鐵 金屬材料
第二節(jié) 金屬材料
[模塊導(dǎo)航] 模塊一 知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 模塊二 基礎(chǔ)知識梳理 模塊三 核心考點(diǎn)剖析（9個(gè)典例） 模塊四 基礎(chǔ)過關(guān)練（10題） 模塊五 能力提升練（12題） [學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1．知道金屬材料的常見類型——純金屬及其合金。 2．認(rèn)識三大合金——鐵合金、鋁合金及新型合金的組成、性能與應(yīng)用。 3．會書寫鋁、氧化鋁及氫氧化鋁與酸、堿反應(yīng)的方程式。 4．基于物質(zhì)的量認(rèn)識化學(xué)變化，掌握物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用。
[知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建]
[基礎(chǔ)知識梳理]
[基礎(chǔ)知識梳理]　
一、合金、鐵合金
金屬材料包括 和它們的 ，日常使用的金屬材料，大多數(shù)屬于 。
1.合金的概念：由 制得的金屬材料。
2.合金的一般性質(zhì)
（1）硬度：合金的 及機(jī)械加工性能一般 各成分金屬。
（2）熔點(diǎn)：合金的 一般 各成分金屬。
3.合金
是一種最常見的合金鋼，合金元素主要是 。
二、鋁的性質(zhì)
1．鋁原子的結(jié)構(gòu)、存在、物理性質(zhì)
(1) 鋁的原子結(jié)構(gòu)示意圖為。
(2) 物理性質(zhì)及存在：鋁是 有金屬光澤的固體，有良好的 等，密度較小，質(zhì)地柔軟。鋁是地殼中 最多的金屬元素，主要是以 態(tài)存在。
2.鋁的化學(xué)性質(zhì)
化學(xué)性質(zhì) 通性 與非金屬單質(zhì)反應(yīng) 4Al＋3O22Al2O3 生成致密氧化鋁薄膜，可保護(hù)內(nèi)部金屬
與非氧化性酸反應(yīng) 2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑
與鹽溶液的 反應(yīng) 2Al＋3Cu2＋＝2Al3＋＋3Cu
與水反應(yīng) 2Al＋6H2O2Al(OH)3＋3H2↑
特性 鈍化 室溫下，鋁在濃硫酸、濃硝酸中，表面形成一層致密的氧化物膜，保護(hù)內(nèi)部的金屬不再與酸反應(yīng)
與堿反應(yīng) 2Al＋6H2O＋2NaOH＝2NaAl(OH)4＋3H2↑ 2Al＋2OH－＋6H2O＝2Al(OH)4－＋3H2↑
鋁熱反應(yīng) 鋁與氧化鐵的化學(xué)方程式： ，可用于焊接鐵軌。
【易錯(cuò)提醒】鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是鋁先與強(qiáng)堿溶液中的水反應(yīng)生成H2和Al(OH)3，然后Al(OH)3再與NaOH反應(yīng)生成H2O和NaAl(OH)4，反應(yīng)中鋁做 ，水做 ，NaOH無電子得失。
用雙線橋法和單線橋法分別表示
3.鋁的制備：工業(yè)上主要從 中獲取金屬鋁，鋁土礦主要成分是Al2O3。工業(yè)制鋁的反應(yīng)為： 。
三、含鋁化合物的性質(zhì)和鋁合金
1.氧化鋁
氧化鋁是 氧化物(既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水)。
（1）物理性質(zhì)：白色固體， ，硬度大，熔點(diǎn)很高，是優(yōu)良耐火材料。
（2）化學(xué)性質(zhì)
①與鹽酸溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O。
離子方程式為： 。
②與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。
離子方程式為： 。
（3）用途：制造耐火、耐高溫器材、工業(yè)冶煉鋁、可以制作各種寶石。
2．氫氧化鋁
（1）物理性質(zhì)
Al(OH)3是 ，幾乎不溶于水，但能凝聚水中的懸浮物，并能吸附色素。
（2）化學(xué)性質(zhì)
①兩性氫氧化物：像Al(OH)3這樣既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氫氧化物，稱為兩性氫氧化物。
②Al(OH)3是典型兩性氫氧化物，在 與 溶液里都能溶解。
與強(qiáng)酸反應(yīng)的離子方程式：
與強(qiáng)堿反應(yīng)的離子方程式：
③氫氧化鋁的熱穩(wěn)定性
Al(OH)3的熱穩(wěn)定性較差，將Al(OH)3加熱后，可分解為Al2O3和H2O。
化學(xué)方程式：
④氫氧化鋁的制備：實(shí)驗(yàn)室常用鋁鹽與足量 反應(yīng)制Al(OH)3。
其化學(xué)方程式為：Al2(SO4)3＋6NH3·H2O===2Al(OH)3↓＋3(NH4)2SO4。
離子方程式為： 。
（3）用途：氫氧化鋁膠體有較強(qiáng)的吸附性，可用于凈水；氫氧化鋁堿性不強(qiáng)，可以用作胃酸中和劑。
3．明礬
明礬是 [KAl(SO4)2·12H2O]，明礬常用作 劑，是因?yàn)槊鞯\溶于水，在天然水中鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體，離子方程式為Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H+。而氫氧化鋁膠體具有吸附性，可以和水中的泥沙形成絮狀不溶物沉降下來，使水澄清。
4．鋁合金——目前用途廣泛的合金之一
（1）成分元素：除鋁外，主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳，次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。
（2）主要特性：鋁合金密度低，但強(qiáng)度比較高，接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性
（3）主要用途：用于汽車、飛機(jī)、火箭、船舶制造及建筑用門窗，工業(yè)上廣泛使用，使用量僅次于鋼。
4.新型合金
合金名稱 主要要求或性質(zhì) 主要用途
儲氫合金 Ti－Fe合金 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、放氫的速率快 儲存氫氣時(shí)，比將氫氣壓縮成液態(tài)更便于儲存，且便于運(yùn)輸，安全性好
La－Ni合金
鈦合金、耐熱合金、形狀記憶合金 密度小，強(qiáng)度高，耐腐蝕，耐高溫 航空航天、生物工程和電子工業(yè)等
四、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式中的應(yīng)用
物質(zhì)是由原子、分子、離子等粒子構(gòu)成的，物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)也是粒子按照一定的數(shù)目關(guān)系進(jìn)行的?；瘜W(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量系數(shù)可以明確表示出化學(xué)反應(yīng)中粒子之間的數(shù)目關(guān)系。
2Na　 ＋　 2H2O　 === 2NaOH　＋　　H2↑
2 　 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1
2×6.02×1023∶2×6.02×1023∶2×6.02×1023∶1×6.02×1023
2 mol ∶ 2 mol ∶ 2 mol ∶ 1 mol
結(jié)論：化學(xué)方程式中各物質(zhì)的 等于 ，也等于 ，對于有氣體參與的反應(yīng)還等于 。
五、物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式計(jì)算步驟
【特別提醒】物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式計(jì)算時(shí)的注意事項(xiàng)
1.書寫格式規(guī)范化：在根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的過程中，各物理量、物質(zhì)名稱、公式等盡量用符號表示，且數(shù)據(jù)的運(yùn)算要公式化并帶單位。
2.單位運(yùn)用對應(yīng)化：根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算時(shí)，如果題目所給的兩個(gè)量單位不一致，要注意兩個(gè)量的單位要“上下一致，左右相當(dāng)”，且單位要注明。
3.如果兩種反應(yīng)物的量都是已知的，求解某種產(chǎn)物的量時(shí)，必須先判斷哪種物質(zhì)過量，然后根據(jù)不足量的物質(zhì)進(jìn)行計(jì)算。
[核心考點(diǎn)剖析]
考點(diǎn)一：合金及其特點(diǎn)、用途
[典例1]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(jì)用的水銀 D．可用于軍用車輛的超級鋼
【答案】C
[典例2]鐵和鐵合金是生活中常見的材料，下列說法正確的是
A．純鐵的熔點(diǎn)低于鐵合金 B．純鐵和鐵合金都能導(dǎo)電、傳熱
C．純鐵的硬度和強(qiáng)度都高于鐵合金 D．生鐵是鐵合金，只含金屬元素
[典例3]社會的進(jìn)步與時(shí)代的發(fā)展充滿了人類智慧的結(jié)晶。下列有關(guān)說法中錯(cuò)誤的是
A．合金為純凈物，具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能
B．不銹鋼是最常見的一種合金鋼，不容易生銹。
C．商朝的“后母戊鼎”是我國較早使用的銅制品之一
D．近年來，人們又設(shè)計(jì)和合成了許多新型合金。如儲氫合金、鈦合金等
考點(diǎn)二：鋁及其重要化合物
[典例4]可用Al與NaOH溶液反應(yīng)來疏通下水管道。下列說法錯(cuò)誤的是
A．Al是還原劑，發(fā)生氧化反應(yīng)
B．每生成1mol ，轉(zhuǎn)移2mol電子
C．可用NaOH溶液除去鎂粉中混有的少量Al粉
D．等量的鋁與足量NaOH溶液反應(yīng)生成的比與足量鹽酸反應(yīng)生成的多
[典例5]下列關(guān)于鋁及其化合物的說法不正確的是
A．鋁的化學(xué)性質(zhì)不活潑 B．Al(OH)3是一種醫(yī)用胃酸中和劑
C．Al2O3是兩性氧化物 D．鋁制餐具不可以用來長時(shí)間存放堿性食物
[典例6]將使用過的廢鋁熱劑(主要成分為，含少量)再生制取金屬鋁的工藝流程如圖所示。下列說法中正確的是
A．“堿浸”時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
B．“沉鋁”時(shí)，可以用足量HCl代替
C．冶煉金屬鋁的方法為熱還原法
D．該流程中各步均不涉及氧化還原反應(yīng)
考點(diǎn)三　 物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用
[典例7]熱分解的化學(xué)方程式為2M(NO3)22MO+4NO2↑+O2↑，加熱使其完全分解，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下收集到的，那么M的摩爾質(zhì)量是
A． B． C． D．
[典例8]（23-24高一上·浙江紹興·期中）實(shí)驗(yàn)室制Cl2的反應(yīng)為4HCl(濃)十MnO2MnCl2+C12↑+2H2O，下列說法錯(cuò)誤的是
A．還原劑是HCl，氧化劑是MnO2
B．每生成1.12LCl2，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1 mol
C．每消耗8.7 gMnO2，被氧化的HCl的物質(zhì)的量為0.2mol
D．生成的Cl2中，除含有一些水蒸氣外，還含有HCl雜質(zhì)
[典例9]高鐵酸鈉是一種高效多功能水處理劑，工業(yè)上常采用次氯酸鈉(NaClO)氧化法生產(chǎn)，反應(yīng)原理為：NaClO＋Fe(NO3)3＋NaOH→Na2FeO4↓＋NaCl＋NaNO3＋H2O(未配平)。若反應(yīng)消耗了150.00mL 1.00 mol/L NaClO溶液(不考慮其他物質(zhì)與Fe3+反應(yīng))，則產(chǎn)物中高鐵酸鈉理論產(chǎn)量(單位：g)為
A．8.3 B．33.2 C．16.6 D．24.9
[基礎(chǔ)過關(guān)練]
1．（23-24高一上·江蘇無錫·期末）高精尖鋁合金材料為人類創(chuàng)造飛躍地球和進(jìn)入太空作出巨大貢獻(xiàn)。下列說法正確的是
A．鋁合金硬度小 B．鋁合金密度大 C．鋁合金強(qiáng)度高 D．鋁合金易被腐蝕
2．下列溶液不能和金屬鋁反應(yīng)的是
A．鹽酸 B．氫氧化鈉 C．氯化鈉 D．稀硫酸
3．稱取一份鎂鋁合金，已知鎂與鋁的物質(zhì)的量之比為1∶1，第一份中加入足量的鹽酸，第二份中加入足量的NaOH溶液，則同溫同壓下放出相同氣體的質(zhì)量之比為
A．5∶3 B．5∶2 C．1∶1 D．2∶3
4．某同學(xué)將一定量的加熱分解，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為，測得生成的和的質(zhì)量分別為10.2g和32.4g，則的數(shù)值和反應(yīng)產(chǎn)生的的物質(zhì)的量分別為
A．9 0.3mol B．18 0.3mol
C．9 0.6mol D．18 0.6mol
5．某學(xué)習(xí)小組做了以下科學(xué)小實(shí)驗(yàn)：向一個(gè)鋁質(zhì)易拉罐中充滿CO2，然后往罐中注入足量的濃NaOH溶液，立即用膠布封嚴(yán)罐口。下列說法不正確的是
A．以上實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生了離子反應(yīng)：CO2+OH－=
B．易拉罐先變癟，過一會兒又會恢復(fù)原樣
C．該實(shí)驗(yàn)過程中的現(xiàn)象與罐內(nèi)壓強(qiáng)變化有關(guān)
D．實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)
6．（23-24高一上·上?！て谥校┠澄镔|(zhì)A在一定條件下加熱完全分解，產(chǎn)物都是氣體。其加熱分解的化學(xué)方程式為4A=2B＋3C＋D，測得生成的混合氣體對氫氣的相對密度為2d，則A的相對分子質(zhì)量為
A．7d B．5d C．6d D．4d
7．下列說法正確的是
A．硬鋁、鋼鐵、水銀均屬于合金
B．鎂鋁熔合成合金的過程發(fā)生了化學(xué)變化
C．鐵易生銹，而鋁在空氣中較穩(wěn)定，所以鐵比鋁活潑
D．等量的鋁分別與足量鹽酸和溶液反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生的量相同
8．（23-24高一上·福建泉州·期中）鋁是世界年產(chǎn)量第二的金屬，Al2O3是一種兩性氧化物，能與氫氧化鈉發(fā)生如下反應(yīng)：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，下列有關(guān)說法正確的是
A．鋁的耐腐蝕性比鐵好 B．NaOH屬于弱電解質(zhì)
C．NaAlO2屬于氧化物 D．以上反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)
9．物質(zhì)X既能與稀鹽酸反應(yīng)，也能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，則X不可能是
A． B． C． D．
10．熱分解的化學(xué)方程式為2M(NO3)22MO+4NO2↑+O2↑，加熱使其完全分解，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下收集到的，那么M的摩爾質(zhì)量是
A． B． C． D．
[能力提升練]
1．2022年北京冬奧會上，我國短道速滑隊(duì)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(diǎn)比純鐵熔點(diǎn)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%
2．已知濃度均為2.4 mol L-1的硫酸溶液和氫氧化鈉溶液各取100 mL，分別加入5.4 g的金屬鋁充分反應(yīng)，則產(chǎn)生氫氣的體積之比為
A．1:1 B．2:3 C．3:2 D．4:5
3．有氧化鎂、三氧化二鐵、氧化鋁粉末22.4g將它溶于500mL4mol/L的硫酸里，若要使沉淀的質(zhì)量達(dá)到最大值，則需加入2mol/L的氫氧化鈉溶液的體積為
A．2000mL B．500mL C．1000mL D．1500mL
4．在杠桿的兩端分別掛著質(zhì)量相同的鋁球和鐵球，此時(shí)杠桿平衡。然后將兩球分別浸沒在溶液質(zhì)量相等的稀燒堿溶液和硫酸銅溶液中一段時(shí)間，如圖所示，下列說法正確的是
A．鋁球表面有氣泡產(chǎn)生，溶液中有白色沉淀生成，杠桿不平衡
B．鋁球表面有氣泡產(chǎn)生，溶液澄清；鐵球表面有紅色物質(zhì)析出；溶液藍(lán)色變淺，杠桿右邊下沉
C．反應(yīng)后去掉兩燒杯，杠桿仍平衡
D．右邊球上出現(xiàn)紅色，左邊溶液的堿性不變
5．（23-24高一上·甘肅白銀·期末）A~D是含同一種元素的四種物質(zhì)，它們有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系，
其中A是單質(zhì)，D是氫氧化物。A不可能是
A．Al B．Mg C．Na D．Cu
6．下列關(guān)于鋁及其化合物的敘述不正確的是
A．工業(yè)上可以用NaOH溶液去除鋁表面的氧化膜
B．相同質(zhì)量的兩份鋁，分別放入足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，放出氫氣在同溫同壓下體積比為1：1
C．鋁合金密度小、強(qiáng)度高，廣泛應(yīng)用于航空領(lǐng)域
D．鋁制品在生活中被廣泛使用，說明鋁是一種不活潑的金屬
7．用砂紙仔細(xì)打磨鋁片后，稱取質(zhì)量均為2.7g的兩塊鋁片，將其中一鋁片迅速放入溶液中，另一鋁片在空氣中放置一段時(shí)間后，再放入等濃度等體積的溶液中。下列說法不正確的是
A．放置后的鋁片所在燒杯中，一段時(shí)間后才產(chǎn)生氣泡
B．均有氣體生成，且體積相同
C．消耗的物質(zhì)的量相同
D．均有生成，且質(zhì)量相同
8．（23-24高一上·浙江寧波·期末）下列關(guān)于鋁及其化合物的說法中，正確的是
A．相同質(zhì)量的兩份鋁，分別放入足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生的氫氣在同溫同壓下體積比為2：3
B．氧化鋁是兩性氧化物，能與所有的酸和堿反應(yīng)
C．鋁制餐具不宜用來蒸煮或長時(shí)間存放酸性或堿性食物
D．純鋁的硬度和強(qiáng)度較大，適合制造機(jī)器零件
9．鋁是一種很重要的金屬，可以發(fā)生一系列反應(yīng)制備物質(zhì)。下列說法錯(cuò)誤的是
A．反應(yīng)①又稱鋁熱反應(yīng)，常用于野外焊接鐵軌
B．利用②③反應(yīng)都能產(chǎn)生氫氣，產(chǎn)生等量氫氣消耗Al的質(zhì)量相等且轉(zhuǎn)移電子數(shù)也相等
C．常用反應(yīng)⑥制備Al(OH)3，方法是向Al2(SO4)3溶液中滴加足量的NaOH溶液使得沉淀量最大
D．工業(yè)上常用反應(yīng)⑦制備金屬鋁，制備過程中常加入冰晶石以降低Al2O3的熔點(diǎn)
10．關(guān)于Al2O3下列說法正確的是
A．Al2O3可以通過分解反應(yīng)和化合反應(yīng)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(shí)，熔化的鋁紛紛滴落下來
11．鋁及其合金是生產(chǎn)生活中常用的一種金屬材料。
(1)鋁合金用于加工門窗，是因?yàn)槠溆捕缺燃兘饘? (填“大”或“小”)。
(2)生活中不宜用鋁制品盛裝堿性溶液，某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中模擬該過程，將一塊鋁箔投入過量溶液中，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為： ，其中涉及到的離子方程式為： 、 。
(3)工業(yè)上常利用金屬Al與在高溫下反應(yīng)冶煉金屬Fe，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ，將可以恰好完全發(fā)生該反應(yīng)的Al與均勻混合，分成兩等份，一份先完全發(fā)生該反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物再與足量鹽酸反應(yīng)，另一份直接與足量溶液反應(yīng)，生成氣體在相同條件下體積比為 。
12．（23-24高一上·廣東深圳·期末）某廢舊金屬材料中主要為及其氧化物的混合物。利用該廢舊金屬材料制備膽礬的一種流程如下：
已知：調(diào)可將與分離，但不能將與分離。
回答下列問題：
(1)“破碎”的目的是 。
(2)“堿浸”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。
(3)“酸浸、氧化”的溫度不宜過高，原因是 ；“濾渣2”的主要成分是 (填化學(xué)式)。
(4)下列選項(xiàng)中可以檢驗(yàn)酸浸、氧化后溶液里是否含有的是___________。
A．溶液，新制氯水 B．酸性高錳酸鉀溶液
C．溶液 D．淀粉試紙
(5)測定產(chǎn)品的純度：準(zhǔn)確稱取膽礬樣品，完全溶解于稀硫酸中，用過量的溶液沉淀其中的銅元素，得到藍(lán)色沉淀質(zhì)量為。該樣品純度為 (保留3位有效數(shù)字)。
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