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第二節　金屬材料
學習目標 重點難點
1.結合真實情境中的應用實例或通過實驗探究，了解金屬材料的主要性質，了解這些物質在生產、生活中的應用。 2.能基于物質的量認識化學變化，運用物質的量及相關物理量進行簡單計算。 重點 1.性能決定用途的觀念。 2.物質的量在化學方程式計算中的應用。
難點 物質的量在化學方程式計算中的應用。
第1課時　金屬材料——合金
新知探究(一)——合金與鐵合金
1．合金
(1)合金的概念
合金是指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，屬于混合物。
(2)合金的特性及原因
①合金的物理、化學及機械性能優于各成分金屬，合金比各成分金屬的硬度______。
②合金的性能可以通過所添加的合金元素的種類、含量和生成合金的條件等來加以調節。例如：硬鋁(Al、Cu、Mg、Mn、Si)的強度和硬度都比純鋁的______。
③純金屬內所有原子的大小和形狀相同，原子排列十分規整；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。
[微點撥]　合金的硬度一般大于各成分金屬，合金的熔沸點多數低于各成分金屬。
2．鐵合金
(1)________和______是含碳量不同的兩種鐵碳合金。
(2)生鐵的含碳量比鋼的______。生鐵的________大，鋼具有良好的________性。
(3)______是用量最大、用途最廣的合金，鋼的分類如下：
(4)不銹鋼是最常見的一種合金鋼，它的合金元素主要是鉻和鎳。不銹鋼在大氣中比較穩定，不容易生銹，具有很強的________能力。
應用化學　
超級鋼的開發和應用已成為國際上鋼鐵領域的研究熱點，是鋼鐵領域的一次重大革命。超級鋼的晶粒直徑僅有1微米，為一般鋼鐵的～，所以它的組織細膩，強度高，韌性也很大。
1．超級鋼含有Mn、C、Al、V等元素，它的性質是各成分金屬的性質之和嗎？
2．查閱資料可得：超級鋼的熔點是1 350～1 460 ℃，則可推斷純鐵的熔點是下列的哪一個？________。
A．1 085 ℃ B．1 160 ℃
C．1 200 ℃ D．1 535 ℃
3．已知銅的熔點為1 083 ℃，鈉的沸點為883 ℃，試問銅與鈉能否形成合金？
[題點多維訓練]
1．正誤判斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。
(1)合金一定是不同金屬熔合而成的具有金屬特性的化合物(　 )
(2)生鐵的熔點比純鐵低，但機械強度和硬度比純鐵高(　 )
(3)鐵、鉻、鎳熔合成不銹鋼是化學變化(　 )
(4)生鐵中的鐵與純鐵的化學性質不同(　 )
(5)地震災區重建要使用大量鋼材，鋼材是合金(　 )
2．下列關于合金的說法正確的是(　 )
①合金只能由兩種或兩種以上的金屬組成　②合金具有金屬特性　③碳鋼和生鐵的主要成分相同，故性能相同　④改變原料的配比及生成合金的條件，可得到具有不同性能的合金
A．②③ B．②④
C．①② D．①④
3．(2024年1月·廣西高考適應性演練)下列廣西優秀傳統工藝品中，主要由合金材料制成的是(　 )
A.壯鄉銅鼓 B.繡球 C.坭興陶 D.壯錦
4．下列關于鐵和鐵合金的有關說法錯誤的是(　 )
A．工業上用一氧化碳將鐵礦石中的鐵還原出來
B．不銹鋼抗腐蝕性能好，長期使用絕對不會生銹
C．制造鐵軌、船舶、橋梁的碳素鋼是鐵和碳的合金
D．使用鐵鍋燒飯菜能為人體提供微量的鐵元素
5．(2024·沈陽重點高中聯合體高一月考)北宋沈括對生鐵煉鋼有這么一段評價：“世間鍛鐵所謂鋼鐵者，用柔鐵屈盤之，乃以生鐵陷其間，泥封煉之，鍛令相入，謂入‘團鋼’，亦謂之‘灌鋼’。此乃偽鋼耳……”，下列說法正確的是(　 )
A．生鐵和鋼都是鐵的含碳合金，生鐵中碳的含量較低
B．通過煉制和鍛打，可以調節鐵中元素的組成、元素的含量等來改變鐵的性能
C．高碳鋼的韌性較好，低碳鋼的硬度較大
D．不銹鋼是一種常見的合金鋼，它的合金元素主要是鎢(W)和硅(Si)
新知探究(二)——鋁和鋁合金　新型合金
(一)鋁和鋁合金
1．鋁的存在
鋁是地殼中含量最多的金屬元素，鋁在地殼中的含量僅次于__________和__________，居第三位。
2．鋁的化學性質
(1)鋁與氧氣的反應
常溫下鋁與空氣中的氧氣反應，表面生成一層致密的____________，對內部金屬起著保護作用。
(2)鋁、氧化鋁與稀鹽酸的反應
實驗操作
實驗現象 剛開始沒有氣泡，一段時間后，鋁片逐漸溶解，有________冒出，將點燃的木條放在試管口有________聲
實驗結論 鋁表面的保護膜和鋁均能與鹽酸發生反應
化學方程式
(3)鋁、氧化鋁與NaOH溶液的反應
實驗操作
實驗現象 試管①中一開始無氣泡產生，一段時間后，鋁片________，有無色氣泡冒出；試管②中鋁片溶解，立即產生無色氣泡；將點燃的木條放在試管口，都有__________
化學方程式
離子方程式
[微點撥]　Al2O3是兩性氧化物，既能與酸反應，又能與堿反應。
(4)Al(OH)3的兩性
Al(OH)3既能與酸反應[Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O]，又能與強堿反應{Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－}。
3．鋁合金
鋁合金是目前用途廣泛的合金之一，硬鋁是在鋁中添加了一定比例的Cu、Mg、Mn、Si，它的密度____，強度____，具有較強的抗腐蝕能力，是制造飛機和宇宙飛船的理想材料。
[微點撥]　在常溫下形成致密保護膜的金屬，如鋁、鎂等。鐵在高溫下形成致密保護膜，俗稱“烤藍”，鐵或鋁遇到濃H2SO4或濃HNO3時，迅速反應生成致密氧化膜，稱為鈍化。
(二)新型合金
1．儲氫合金
(1)儲氫合金是一類能夠大量吸收H2，并與H2結合成______________的材料。如Ti Fe合金、La Ni合金等，為氫氣作為能源的實際應用起到重要的推動作用。
(2)儲氫合金要求儲氫量大，金屬氫化物既容易形成，稍加熱又容易分解且室溫下吸、放氫的速率快。
2．其他新型合金
__________、__________和______________等新型合金廣泛應用于航空航天、生物工程和電子工業等領域。
記憶合金是一種原子排列很有規則、體積變化小于0.5%的馬氏體相變合金。這種合金在外力作用下會發生變形，當把外力去掉，在一定的溫度條件下，能恢復原來的形狀。由于它具有百萬次以上的恢復功能，因此叫作“記憶合金”。
[題點多維訓練]
1．正誤判斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。
(1)鋁是地殼中含量最多的元素(　 )
(2)Al、Al2O3與酸反應均生成鋁鹽(　 )
(3)Al、Al2O3與強堿反應均生成四羥基合鋁酸鹽和氫氣(　 )
(4)儲氫合金要求室溫下吸、放H2的速率要快(　 )
(5)鋁合金一般密度較大，強度較高(　 )
2．寫出下列反應的離子方程式。
(1)Al與稀H2SO4、NaOH溶液反應的離子方程式分別為________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
(2)Al2O3與稀H2SO4、NaOH溶液反應的離子方程式分別為________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
3．(2024·清遠高一月考)鋁是地殼中含量最高的金屬元素，下列關于鋁及其化合物的性質、用途的說法錯誤的是(　 )
A．純鋁的硬度和強度較小，不適合用于制造機器零部件
B．可用NaOH溶液除去Fe2O3粉末中少量的Al2O3
C．鋁合金是用來制造飛機和宇宙飛船的理想材料
D．鋁制品廉價易得，適用于廚房蒸煮和長期存放堿性食物
4．在鋁制易拉罐中收集滿CO2，加入過量的NaOH溶液，立即封口并振蕩，可以發現易拉罐先咔咔作響，變癟，然后再次鼓起來，其過程中沒有涉及的化學反應是(　 )
A．Al(OH)3分解
B．CO2與NaOH溶液反應
C．Al與NaOH溶液反應
D．Al2O3與NaOH溶液反應
5．儲氫合金是一種新型合金。下列關于儲氫合金的說法錯誤的是(　 )
A．儲氫合金是一類能夠大量吸收氫氣，并與氫氣結合成金屬氫化物的新型合金材料
B．儲氫合金具有儲氫量大、能耗低、使用方便的特點
C．儲氫合金具有很強的捕捉氫的能力，氫分子在合金中先分解成單個的原子，氫原子進入合金原子的縫隙中，并與合金生成金屬氫化物
D．儲氫合金形成的金屬氫化物性質穩定，在高溫條件下也不易分解
命題熱點(一)——合金在航空航天中的應用
進入二十一世紀以來，我國航空航天事業得到前所未有的發展。制造航空器所用的零部件一般為金屬材料，其中鋁合金、鎂合金、鈦合金和鎳鉬鎢合金等合金材料以其密度低、使用壽命長、優異的耐腐蝕及耐高溫等綜合性能，在飛行器及航空航天領域被廣泛應用。
　　　　　　　　　　　　　　　　
1．鈦合金
鈦合金是一種強度高、密度低、抗腐蝕性強的材料，廣泛用于航空工業。鈦合金具有高的比強度和比剛度，適合制作高速飛行器和高溫部件。由于其高昂的成本，鈦合金通常用于制造高價值的部件，如發動機渦輪葉片、機身結構和附件等。
2．鋁合金
鋁合金的優點是耐腐蝕、易加工和成本較低。航空器中使用的許多零部件都由鋁合金制成，如機翼和機身結構等。
3．鎂合金
鎂合金具有輕質、高強度和抗腐蝕性等優點，也逐漸被航空工業所采用。它們主要用于制造小型和中型飛機的零部件，如座椅和機身結構。
4．超級合金鋼
超級合金鋼是一種高溫、高壓和高強度的合金材料，主要用于制造發動機零部件。它們具有優異的耐腐蝕性和高溫穩定性，可以在高溫和高壓的環境下保持強度和韌性。
[題點多維訓練]
1．鋁鋰合金是我國商用飛機上使用的一種新材料，鋁鋰合金是(　 )
A．合成材料 B．金屬材料
C．復合材料 D．非金屬材料
2．我國高鐵、航空航天、手機制造等都已經躋身世界一流水平，根據下列材料的應用回答問題。
應用 “復興號” 高鐵車輪 “鯤龍”水陸兩棲飛機零部件 折疊手機屏幕
用到的材料 高速鋼 鈦合金、鋁合金 聚酰亞胺塑料
(1)上述材料中屬于金屬材料的是___________________________________________
(寫一種即可)。
(2)飛機外殼用鈦合金、鋁合金的優點是__________________________________。
(3)在對高鐵鋼軌中的縫隙進行焊接時，常用鋁和氧化鐵在高溫條件下反應生成熔融狀態下的鐵和另一種氧化物。寫出該反應的化學方程式為________________________________________________________________________
________________，反應基本類型是______________________________________。
3．含鎂3%～5%的鋁鎂合金，現已成為輪船制造、航空航天、機械制造等行業的重要原材料。現有一塊已知質量的鋁鎂合金，欲測定其中鎂的質量分數，幾位同學設計了不同的實驗方案。
實驗設計1：
鋁鎂合金測定生成氣體的體積
實驗設計2：
鋁鎂合金充分反應后測定剩余固體的質量
實驗設計3：
鋁鎂合金溶液過濾，測定沉淀的質量
(1)上述實驗方案中，各發生了哪些化學反應？請嘗試寫出有關反應的化學方程式。這些反應體現了鋁、鎂單質的哪些性質？
(2)上述各實驗方案能否測出合金中鎂的質量分數？
命題熱點(二)——物質的轉化與推斷
1．物質的轉化與推斷的解題步驟
審題 全題兼顧，找到題目的突破口，并把題目的關鍵信息標注在題中
分析 根據找到的題目突破口，結合物質間的反應或轉化關系進行順推或逆推，把能推出的物質盡量先寫在題目上，進而全面推出結果
檢驗 把推出的結果放回原題去進行檢驗，確定結果的正確性
解答 根據題目要求，按照分析和推理的結果回答相應的問題
2．物質的轉化與推斷的假設思維模型
　―→―→
(模糊性)　 (意向性)　　　　　 　(確認性)
[題點多維訓練]
1．已知A為常見的金屬單質，根據如圖所示的關系，下列敘述中正確的是(　 )
A．A為Fe3O4，B為Fe
B．C→D溶液的顏色變化：淺綠色→棕黃色
C．⑤的離子方程式：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
D．④的離子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
2．某化學實驗室產生的廢液中含有Fe3＋、Cu2＋、Ag＋三種金屬離子，甲同學設計了如下圖所示的方案對廢液進行處理，以回收金屬，保護環境。據此分析，下列說法正確的是(　 )
A．沉淀A中含有2種金屬單質
B．可用KSCN溶液來檢驗溶液B中所含的金屬離子
C．溶液A若只經過操作③最終將無法得到沉淀C
D．操作①②③中都需要用到玻璃棒、漏斗
3．用鐵、鋁的混合物進行如下實驗：
(1)操作X的名稱是________。
(2)氣體A是________。
(3)A與Cl2混合光照可能發生爆炸，生成______(填化學式)，A在該反應中作為__________(填“氧化劑”或“還原劑”)。
(4)溶液B中陰離子除OH－外還有________，溶液D中存在的金屬離子為________。
(5)①②兩步反應的離子方程式為________________________，________________________________________________________________________。
第1課時　金屬材料——合金
新知探究(一)
1．(2)①大　②大　2.(1)生鐵　鋼　(2)高　硬度　延展
(3)鋼　低　中　高　合金　(4)抗腐蝕
[應用化學]
1．提示：不是。合金具有許多優良的物理、化學或機械性能，在物理性質、機械性能方面優于各成分金屬，不是簡單地加合；但一般認為在化學性質上，合金體現的是各成分金屬的化學性質。
2．提示：D　合金的熔點低于成分金屬的熔點。超級鋼為合金，熔點是1 350～1 460 ℃，鐵的熔點應高于1 460 ℃。
3．提示：不能。因為當銅開始熔化時，鈉已經汽化，所以二者不能形成合金。
[題點多維訓練]
1．(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√
2．選B　合金可由兩種或兩種以上的金屬或者金屬與非金屬熔合而成；合金是指在一種金屬中加熱熔合其他金屬或非金屬而形成的具有金屬特性的物質；碳鋼和生鐵含碳量不同，含碳量越高，硬度越大，因此兩者的性能不同；合金的性質與合金的原料配比以及制造工藝有關，所以改變原料的配比、變更制造合金的工藝，可以制得具有不同性能的合金。
3．選A　銅鼓為合金材料制成的，A正確；繡球為綢布或花布制成，不屬于合金材料，B錯誤；坭興陶為硅酸鹽材料制成，不屬于合金材料，C錯誤；壯錦為棉線或絲線編織而成，不屬于合金材料，D錯誤。
4．選B　不銹鋼不易生銹，不是絕對不生銹，B錯誤。
5．選B　生鐵中碳的含量高于鋼，A錯誤；通過煉制和鍛打，可以降低生鐵中含碳量，除去生鐵中有害元素P、S等，調整生鐵中Si、Mn等的含量，改變鐵的性能，B正確；高碳鋼硬度較大，韌性較差，低碳鋼硬度較小，韌性較強，C錯誤；不銹鋼的合金元素主要是鉻(Cr)、鎳(Ni)，常用來制造醫療器械、餐具等，D錯誤。
新知探究(二)
(一)1.氧　硅　2.(1)氧化鋁薄膜　(2)氣泡　爆鳴　Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑　(3)溶解　爆鳴聲　2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑、Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]　2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑、Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－　3.小　高
(二)1.(1)金屬氫化物　　2.鈦合金　耐熱合金　形狀記憶合金
[題點多維訓練]
1．(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×
2．(1)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑
(2)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－
3．選D　鋁能與酸、堿發生反應，鋁制品不能長期存放酸性或堿性較強的食物。
4．選A　NaOH溶液先與CO2反應，氣壓減小，易拉罐變癟，再與鋁表面的Al2O3反應，最后與Al反應，生成H2，易拉罐又鼓起來。
5．選D　儲氫合金中形成的金屬氫化物既容易形成，加熱又容易分解，室溫下吸、放氫的速率快，故D錯誤。
命題熱點(一)
1．選B　鋁鋰合金是金屬合金，屬于金屬材料，B選項正確。
2．解析：聚酰亞胺塑料是一種有機合成材料，合金相對于成分金屬往往硬度更大，熔點低，更耐腐蝕。
答案：(1)高速鋼(或鈦合金或鋁合金)　(2)耐腐蝕、輕、硬度大等　(3)2Al＋Fe2O3高溫,2Fe＋Al2O3　置換反應
3．解析：實驗設計1：Mg、Al均與鹽酸反應，生成H2，體現還原性；根據合金質量和H2的體積可求出Mg的質量分數。
實驗設計2：只有Al能與NaOH溶液反應，生成H2，體現還原性；根據剩余固體質量可求出Mg的質量分數。
實驗設計3：Mg、Al與鹽酸反應后，再加入過量NaOH溶液，Mg2＋生成Mg(OH)2沉淀，Al3＋生成Na[Al(OH)4]溶液；根據Mg(OH)2沉淀的質量，可求出Mg的質量分數。
答案：(1)Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
MgCl2＋2NaOH===2NaCl＋Mg(OH)2↓
AlCl3＋4NaOH===Na[Al(OH)4]＋3NaCl
體現了Mg、Al單質的還原性和Al既能與鹽酸反應又能與NaOH溶液反應的性質。
(2)三個方案都可測出鎂的質量分數。
命題熱點(二)
1．選B　由“紅褐色固體”可知F是Fe(OH)3，從而得出A為Fe，“黑色晶體”B為Fe3O4，繼而推出C為FeCl2，D為FeCl3，E為Fe(OH)2，故A錯誤；亞鐵離子為淺綠色，鐵離子為棕黃色，故B正確；⑤的離子方程式為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，故C錯誤；④的離子方程式為2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，故D錯誤。
2．選B　廢液中含有Fe3＋、Cu2＋、Ag＋三種金屬離子，加入過量的鐵粉后，Fe3＋被還原為Fe2＋，Cu2＋被還原成金屬銅，Ag＋被還原生成銀，所以沉淀A中含有金屬銅、銀和過量的鐵，A項錯誤；溶液B中含有的金屬陽離子為Fe3＋，因為Fe3＋遇SCN－發生反應Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3，溶液呈紅色，所以檢驗溶液B中含有的金屬陽離子常用的試劑是KSCN溶液，B項正確；溶液A含Fe2＋，加入堿生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵不穩定，易被氧化生成氫氧化鐵，C項錯誤；操作②加入過氧化氫，將亞鐵離子氧化為Fe3＋，不需要漏斗，D項錯誤。
3．(1)過濾　(2)H2　(3)HCl　還原劑　
(4)[Al(OH)4]－　Fe2＋　
(5)2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(共96張PPT)
第二節　
金屬材料
學習目標 重點難點 1.結合真實情境中的應用實例或通過實驗探究，了解金屬材料的主要性質，了解這些物質在生產、生活中的應用。 2.能基于物質的量認識化學變化，運用物質的量及相關物理量進行簡單計算。 重點 1.性能決定用途的觀念。
2.物質的量在化學方程式計算中的應用。
難點 物質的量在化學方程式計算中的應用。
第1課時 金屬材料——合金
目錄
新知探究(一)——合金與鐵合金
新知探究(二)——鋁和鋁合金　新型合金
課時跟蹤檢測
命題熱點(一)——合金在航空航天中的應用
命題熱點(二)——物質的轉化與推斷
合金與鐵合金
新知探究(一)
1．合金
(1)合金的概念
合金是指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，屬于混合物。
(2)合金的特性及原因
①合金的物理、化學及機械性能優于各成分金屬，合金比各成分金屬的硬度 。
②合金的性能可以通過所添加的合金元素的種類、含量和生成合金的條件等來加以調節。例如：硬鋁(Al、Cu、Mg、Mn、Si)的強度和硬度都比純鋁的 。
大
大
③純金屬內所有原子的大小和形狀相同，原子排列十分規整；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。
[微點撥]　合金的硬度一般大于各成分金屬，合金的熔沸點多數低于各成分金屬。
2．鐵合金
(1) 和 是含碳量不同的兩種鐵碳合金。
(2)生鐵的含碳量比鋼的 。生鐵的 大，鋼具有良好的 性。
(3) 是用量最大、用途最廣的合金，鋼的分類如下：
合金
低
中
高
生鐵
鋼
高
硬度
延展
鋼
(4)不銹鋼是最常見的一種合金鋼，它的合金元素主要是鉻和鎳。不銹鋼在大氣中比較穩定，不容易生銹，具有很強的 能力。
抗腐蝕
1．超級鋼含有Mn、C、Al、V等元素，它的性質是各成分金屬的性質之和嗎？
提示：不是。合金具有許多優良的物理、化學或機械性能，在物理性質、機械性能方面優于各成分金屬，不是簡單地加合；但一般認為在化學性質上，合金體現的是各成分金屬的化學性質。
2．查閱資料可得：超級鋼的熔點是1 350～1 460 ℃，則可推斷純鐵的熔點是下列的哪一個？________。
A．1 085 ℃ B．1 160 ℃
C．1 200 ℃ D．1 535 ℃
提示：合金的熔點低于成分金屬的熔點。超級鋼為合金，熔點是1 350～1 460 ℃，鐵的熔點應高于1 460 ℃。
D
3．已知銅的熔點為1 083 ℃，鈉的沸點為883 ℃，試問銅與鈉能否形成合金？
提示：不能。因為當銅開始熔化時，鈉已經汽化，所以二者不能形成合金。
[題點多維訓練]
1．正誤判斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。
(1)合金一定是不同金屬熔合而成的具有金屬特性的化合物( )
(2)生鐵的熔點比純鐵低，但機械強度和硬度比純鐵高( )
(3)鐵、鉻、鎳熔合成不銹鋼是化學變化( )
(4)生鐵中的鐵與純鐵的化學性質不同( )
(5)地震災區重建要使用大量鋼材，鋼材是合金( )
×
√
×
×
√
√
2．下列關于合金的說法正確的是(　 )
①合金只能由兩種或兩種以上的金屬組成　②合金具有金屬特性　③碳鋼和生鐵的主要成分相同，故性能相同　④改變原料的配比及生成合金的條件，可得到具有不同性能的合金
A．②③ B．②④ C．①② D．①④
解析：合金可由兩種或兩種以上的金屬或者金屬與非金屬熔合而成；合金是指在一種金屬中加熱熔合其他金屬或非金屬而形成的具有金屬特性的物質；碳鋼和生鐵含碳量不同，含碳量越高，硬度越大，因此兩者的性能不同；合金的性質與合金的原料配比以及制造工藝有關，所以改變原料的配比、變更制造合金的工藝，可以制得具有不同性能的合金。
3．(2024年1月·廣西高考適應性演練)下列廣西優秀傳統工藝品中，主要由合金材料制成的是(　 )
A.壯鄉銅鼓 B.繡球 C.坭興陶 D.壯錦
√
解析：銅鼓為合金材料制成的，A正確；繡球為綢布或花布制成，不屬于合金材料，B錯誤；坭興陶為硅酸鹽材料制成，不屬于合金材料，C錯誤；壯錦為棉線或絲線編織而成，不屬于合金材料，D錯誤。
4．下列關于鐵和鐵合金的有關說法錯誤的是(　 )
A．工業上用一氧化碳將鐵礦石中的鐵還原出來
B．不銹鋼抗腐蝕性能好，長期使用絕對不會生銹
C．制造鐵軌、船舶、橋梁的碳素鋼是鐵和碳的合金
D．使用鐵鍋燒飯菜能為人體提供微量的鐵元素
解析：不銹鋼不易生銹，不是絕對不生銹，B錯誤。
√
5．(2024·沈陽重點高中聯合體高一月考)北宋沈括對生鐵煉鋼有這么一段評價：“世間鍛鐵所謂鋼鐵者，用柔鐵屈盤之，乃以生鐵陷其間，泥封煉之，鍛令相入，謂入‘團鋼’，亦謂之‘灌鋼’。此乃偽鋼耳……”，下列說法正確的是(　 )
A．生鐵和鋼都是鐵的含碳合金，生鐵中碳的含量較低
B．通過煉制和鍛打，可以調節鐵中元素的組成、元素的含量等來改變鐵的性能
C．高碳鋼的韌性較好，低碳鋼的硬度較大
D．不銹鋼是一種常見的合金鋼，它的合金元素主要是鎢(W)和硅(Si)
√
解析：生鐵中碳的含量高于鋼，A錯誤；通過煉制和鍛打，可以降低生鐵中含碳量，除去生鐵中有害元素P、S等，調整生鐵中Si、Mn等的含量，改變鐵的性能，B正確；高碳鋼硬度較大，韌性較差，低碳鋼硬度較小，韌性較強，C錯誤；不銹鋼的合金元素主要是鉻(Cr)、鎳(Ni)，常用來制造醫療器械、餐具等，D錯誤。
鋁和鋁合金　新型合金
新知探究(二)
(一)鋁和鋁合金
1．鋁的存在
鋁是地殼中含量最多的金屬元素，鋁在地殼中的含量僅次于 和___，居第三位。
2．鋁的化學性質
(1)鋁與氧氣的反應
常溫下鋁與空氣中的氧氣反應，表面生成一層致密的 ，對內部金屬起著保護作用。
氧
硅
氧化鋁薄膜
(2)鋁、氧化鋁與稀鹽酸的反應
實驗操作
實驗現象 剛開始沒有氣泡，一段時間后，鋁片逐漸溶解，有 冒出，將點燃的木條放在試管口有 聲
實驗結論 鋁表面的保護膜和鋁均能與鹽酸發生反應
化學 方程式
氣泡
爆鳴
Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O
、
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
(3)鋁、氧化鋁與NaOH溶液的反應
實驗 操作
實驗 現象 試管①中一開始無氣泡產生，一段時間后，鋁片 ，有無色氣泡冒出；試管②中鋁片溶解，立即產生無色氣泡；將點燃的木條放在試管口，都有_______
溶解
爆鳴聲
化學 方程式
離子 方程式
2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑
續表
、
、
Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]
Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－
[微點撥]　Al2O3是兩性氧化物，既能與酸反應，又能與堿反應。
(4)Al(OH)3的兩性
Al(OH)3既能與酸反應[Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O]，又能與強堿反應{Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－}。
3．鋁合金
鋁合金是目前用途廣泛的合金之一，硬鋁是在鋁中添加了一定比例的Cu、Mg、Mn、Si，它的密度 ，強度 ，具有較強的抗腐蝕能力，是制造飛機和宇宙飛船的理想材料。
[微點撥]　在常溫下形成致密保護膜的金屬，如鋁、鎂等。鐵在高溫下形成致密保護膜，俗稱“烤藍”，鐵或鋁遇到濃H2SO4或濃HNO3時，迅速反應生成致密氧化膜，稱為鈍化。
小
高
(二)新型合金
1．儲氫合金
(1)儲氫合金是一類能夠大量吸收H2，并與H2結合成___________的材料。如Ti-Fe合金、La-Ni合金等，為氫氣作為能源的實際應用起到重要的推動作用。
(2)儲氫合金要求儲氫量大，金屬氫化物既容易形成，稍加熱又容易分解且室溫下吸、放氫的速率快。
金屬氫化物
2．其他新型合金
、 和 等新型合金廣泛應用于航空航天、生物工程和電子工業等領域。記憶合金是一種原子排列很有規則、體積變化小于0.5%的馬氏體相變合金。這種合金在外力作用下會發生變形，當把外力去掉，在一定的溫度條件下，能恢復原來的形狀。由于它具有百萬次以上的恢復功能，因此叫作“記憶合金”。
鈦合金
耐熱合金
形狀記憶合金
[題點多維訓練]
1．正誤判斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。
(1)鋁是地殼中含量最多的元素( )
(2)Al、Al2O3與酸反應均生成鋁鹽( )
(3)Al、Al2O3與強堿反應均生成四羥基合鋁酸鹽和氫氣( )
(4)儲氫合金要求室溫下吸、放H2的速率要快( )
(5)鋁合金一般密度較大，強度較高( )
×
√
×
√
×
2．寫出下列反應的離子方程式。
(1)Al與稀H2SO4、NaOH溶液反應的離子方程式分別為__________________________、
_______________________________________。
(2)Al2O3與稀H2SO4、NaOH溶液反應的離子方程式分別為____________________________、
___________________________________。
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－
3．(2024·清遠高一月考)鋁是地殼中含量最高的金屬元素，下列關于鋁及其化合物的性質、用途的說法錯誤的是(　 )
A．純鋁的硬度和強度較小，不適合用于制造機器零部件
B．可用NaOH溶液除去Fe2O3粉末中少量的Al2O3
C．鋁合金是用來制造飛機和宇宙飛船的理想材料
D．鋁制品廉價易得，適用于廚房蒸煮和長期存放堿性食物
√
解析：鋁能與酸、堿發生反應，鋁制品不能長期存放酸性或堿性較強的食物。
4．在鋁制易拉罐中收集滿CO2，加入過量的NaOH溶液，立即封口并振蕩，可以發現易拉罐先咔咔作響，變癟，然后再次鼓起來，其過程中沒有涉及的化學反應是(　 )
A．Al(OH)3分解
B．CO2與NaOH溶液反應
C．Al與NaOH溶液反應
D．Al2O3與NaOH溶液反應
√
解析：NaOH溶液先與CO2反應，氣壓減小，易拉罐變癟，再與鋁表面的Al2O3反應，最后與Al反應，生成H2，易拉罐又鼓起來。
5．儲氫合金是一種新型合金。下列關于儲氫合金的說法錯誤的是(　 )
A．儲氫合金是一類能夠大量吸收氫氣，并與氫氣結合成金屬氫化物的新型合金材料
B．儲氫合金具有儲氫量大、能耗低、使用方便的特點
C．儲氫合金具有很強的捕捉氫的能力，氫分子在合金中先分解成單個的原子，氫原子進入合金原子的縫隙中，并與合金生成金屬氫化物
D．儲氫合金形成的金屬氫化物性質穩定，在高溫條件下也不易分解
√
解析：儲氫合金中形成的金屬氫化物既容易形成，加熱又容易分解，室溫下吸、放氫的速率快，故D錯誤。
合金在航空航天中的應用
命題熱點(一)
進入二十一世紀以來，我國航空航天事業得到前所未有的發展。制造航空器所用的零部件一般為金屬材料，其中鋁合金、鎂合金、鈦合金和鎳鉬鎢合金等合金材料以其密度低、使用壽命長、優異的耐腐蝕及耐高溫等綜合性能，在飛行器及航空航天領域被廣泛應用。
1．鈦合金
鈦合金是一種強度高、密度低、抗腐蝕性強的材料，廣泛用于航空工業。鈦合金具有高的比強度和比剛度，適合制作高速飛行器和高溫部件。由于其高昂的成本，鈦合金通常用于制造高價值的部件，如發動機渦輪葉片、機身結構和附件等。
2．鋁合金
鋁合金的優點是耐腐蝕、易加工和成本較低。航空器中使用的許多零部件都由鋁合金制成，如機翼和機身結構等。
3．鎂合金
鎂合金具有輕質、高強度和抗腐蝕性等優點，也逐漸被航空工業所采用。它們主要用于制造小型和中型飛機的零部件，如座椅和機身結構。
4．超級合金鋼
超級合金鋼是一種高溫、高壓和高強度的合金材料，主要用于制造發動機零部件。它們具有優異的耐腐蝕性和高溫穩定性，可以在高溫和高壓的環境下保持強度和韌性。
[題點多維訓練]
1．鋁鋰合金是我國商用飛機上使用的一種新材料，鋁鋰合金是(　 )
A．合成材料 B．金屬材料
C．復合材料 D．非金屬材料
解析：鋁鋰合金是金屬合金，屬于金屬材料，B選項正確。
√
2．我國高鐵、航空航天、手機制造等都已經躋身世界一流水平，根據下列材料的應用回答問題。
應用 “復興號” 高鐵車輪 “鯤龍”水陸兩棲飛機零部件 折疊手機屏幕
用到的材料 高速鋼 鈦合金、鋁合金 聚酰亞胺塑料
(1)上述材料中屬于金屬材料的是_________________________(寫一種即可)。
高速鋼(或鈦合金或鋁合金)
解析：聚酰亞胺塑料是一種有機合成材料，合金相對于成分金屬往往硬度更大，熔點低，更耐腐蝕。
(2)飛機外殼用鈦合金、鋁合金的優點是_____________________。
(3)在對高鐵鋼軌中的縫隙進行焊接時，常用鋁和氧化鐵在高溫條件下反應生成熔融狀態下的鐵和另一種氧化物。寫出該反應的化學方程式為_________________________________，反應基本類型是_________。
耐腐蝕、輕、硬度大等
置換反應
3．含鎂3%～5%的鋁鎂合金，現已成為輪船制造、航空航天、機械制造等行業的重要原材料。現有一塊已知質量的鋁鎂合金，欲測定其中鎂的質量分數，幾位同學設計了不同的實驗方案。
實驗設計1：
實驗設計2：
實驗設計3：
(1)上述實驗方案中，各發生了哪些化學反應？請嘗試寫出有關反應的化學方程式。這些反應體現了鋁、鎂單質的哪些性質？
答案：(1)Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
MgCl2＋2NaOH===2NaCl＋Mg(OH)2↓
AlCl3＋4NaOH===Na[Al(OH)4]＋3NaCl
體現了Mg、Al單質的還原性和Al既能與鹽酸反應又能與NaOH溶液反應的性質。
(2)上述各實驗方案能否測出合金中鎂的質量分數？
解析：實驗設計1：Mg、Al均與鹽酸反應，生成H2，體現還原性；根據合金質量和H2的體積可求出Mg的質量分數。
實驗設計2：只有Al能與NaOH溶液反應，生成H2，體現還原性；根據剩余固體質量可求出Mg的質量分數。
實驗設計3：Mg、Al與鹽酸反應后，再加入過量NaOH溶液，Mg2＋生成Mg(OH)2沉淀，Al3＋生成Na[Al(OH)4]溶液；根據Mg(OH)2沉淀的質量，可求出Mg的質量分數。
三個方案都可測出鎂的質量分數。
物質的轉化與推斷
命題熱點(二)
1．物質的轉化與推斷的解題步驟
審題 全題兼顧，找到題目的突破口，并把題目的關鍵信息標注在題中
分析 根據找到的題目突破口，結合物質間的反應或轉化關系進行順推或逆推，把能推出的物質盡量先寫在題目上，進而全面推出結果
檢驗 把推出的結果放回原題去進行檢驗，確定結果的正確性
解答 根據題目要求，按照分析和推理的結果回答相應的問題
2．物質的轉化與推斷的假設思維模型
[題點多維訓練]
1．已知A為常見的金屬單質，根據如圖所示的關系，下列敘述中正確的是(　 )
A．A為Fe3O4，B為Fe
B．C→D溶液的顏色變化：淺綠色→棕黃色
C．⑤的離子方程式：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋
D．④的離子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
√
解析：由“紅褐色固體”可知F是Fe(OH)3，從而得出A為Fe，“黑色晶體”B為Fe3O4，繼而推出C為FeCl2，D為FeCl3，E為Fe(OH)2，故A錯誤；亞鐵離子為淺綠色，鐵離子為棕黃色，故B正確；⑤的離子方程式為Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，故C錯誤；④的離子方程式為2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，故D錯誤。
2．某化學實驗室產生的廢液中含有Fe3＋、Cu2＋、Ag＋三種金屬離子，甲同學設計了如下圖所示的方案對廢液進行處理，以回收金屬，保護環境。據此分析，下列說法正確的是(　 )
A．沉淀A中含有2種金屬單質
B．可用KSCN溶液來檢驗溶液B中所含的金屬離子
C．溶液A若只經過操作③最終將無法得到沉淀C
D．操作①②③中都需要用到玻璃棒、漏斗
√
解析：廢液中含有Fe3＋、Cu2＋、Ag＋三種金屬離子，加入過量的鐵粉后，Fe3＋被還原為Fe2＋，Cu2＋被還原成金屬銅，Ag＋被還原生成銀，所以沉淀A中含有金屬銅、銀和過量的鐵，A項錯誤；溶液B中含有的金屬陽離子為Fe3＋，因為Fe3＋遇SCN－發生反應Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3，溶液呈紅色，所以檢驗溶液B中含有的金屬陽離子常用的試劑是KSCN溶液，B項正確；溶液A含Fe2＋，加入堿生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵不穩定，易被氧化生成氫氧化鐵，C項錯誤；操作②加入過氧化氫，將亞鐵離子氧化為Fe3＋，不需要漏斗，D項錯誤。
3．用鐵、鋁的混合物進行如下實驗：
(1)操作X的名稱是______。
(2)氣體A是____。
過濾
H2
(3)A與Cl2混合光照可能發生爆炸，生成______(填化學式)，A在該反應中作為________(填“氧化劑”或“還原劑”)。
(4)溶液B中陰離子除OH－外還有___________，溶液D中存在的金屬離子為_____。
(5)①②兩步反應的離子方程式為
________________________________________，
______________________。
HCl
還原劑
[Al(OH)4]－
Fe2＋
2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
課時跟蹤檢測
(選擇題第1～8小題，每小題3分，第12小題5分，本檢測滿分70分)
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√
12
1．合金的應用極大地促進了人類社會的發展。下列實物中，主要材料不屬于合金的是(　 )
A B C D
人面青銅鼎 精美的青花瓷 流通硬幣 地鐵列車的車體
1
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解析：青花瓷的主要成分是硅酸鹽，是無機非金屬材料，不屬于合金。
√
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3
2．為了除去MgO中混有的少量雜質Al2O3，可選用的試劑是(　 )
A．KOH溶液 B．氨水
C．稀鹽酸 D．稀醋酸
解析：要除去MgO中混有的少量雜質Al2O3，所加試劑只能與Al2O3反應而不能與MgO反應，反應完全后過濾即可。氨水與Al2O3不反應，稀鹽酸、稀醋酸均能與MgO反應，只有KOH溶液能與Al2O3反應而與MgO不反應。
√
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3
3．(2024·成都高一檢測)國產大型客機C919機身部分采用第三代新型鋁鋰合金材料。下列關于鋁鋰合金的認識不正確的是(　 )
A．鋁鋰合金密度較小，強度較大，硬度大于純鋁，熔點低于鋰單質
B．改變原料的配比，可以制得性能不同的鋁鋰合金
C．鋁鋰合金具有金屬光澤，可導電、導熱
D．鋁鋰合金的性質與各成分金屬的性質完全相同
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3
解析：合金的熔點比它的各成分金屬的熔點低，硬度大于其成分金屬，所以鋁鋰合金的性質與各成分金屬的性質不相同。
√
1
2
4
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6
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12
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3
4．下列關于鋁合金的說法錯誤的是(　 )
A．鋁合金是一種混合物，它比純鋁的熔點低
B．高溫鋁液易被氧化，鋁合金應在熔劑層覆蓋下熔煉
C．鎂鋁合金耐腐蝕，但能被燒堿(NaOH)腐蝕
D．鎂鋁合金在鹽酸中無法溶解
解析：Mg、Al均與鹽酸反應，故鎂、鋁合金在鹽酸中溶解，D錯誤。
√
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3
5．下列材料中所涉及的合金不屬于新型合金的是(　 )
A．飛機渦扇使用的耐高溫的合金材料
B．“蛟龍”號載人潛水器使用的鈦合金
C．不銹鋼盆
D．新能源汽車儲氫材料
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3
解析：飛機渦扇使用的耐高溫的合金材料是鎳鈷合金，屬于新型合金，A不符合題意；由于鈦合金的硬度大、耐酸堿腐蝕，因此用作“蛟龍”號載人潛水器的艙體材料等，屬于新型合金，B不符合題意；不銹鋼是一種由鐵和碳元素形成的傳統合金，還添加了少量的鉻、鎳等金屬，不屬于新型合金，C符合題意；新能源汽車儲氫材料，如Ti-Fe合金、La-Ni合金等，屬于新型合金，D不符合題意。
√
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3
6．鈦和鈦的合金被譽為“21世紀最有發展前景的金屬材料”，它們具有很多優良的性能，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很好的“生物相容性”。根據它們的主要性能，下列用途不切實際的是(　 )
A．用來制作保險絲
B．用于制造航天飛機
C．用來制造人造骨
D．用于家庭裝修，制作鈦合金裝飾門
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3
解析：鈦和鈦的合金熔點高不易熔化斷開，不能用來制作保險絲，A符合題意。
√
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3
7．(2024·昆明期末檢測)易拉罐主要材料為鋁合金，其中以鋁鐵合金和鋁鎂合金最為常見。現取幾小塊易拉罐碎片進行下列實驗，其中實驗方案、現象與結論均正確的是(　 )
選項 實驗方案 現象與結論
A 加入鹽酸中 產生無色氣體，含鋁、鐵、鎂三種元素
B 加入NaOH溶液中 有無色氣體產生，含有鋁元素
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3
C 加入鹽酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液 產生白色沉淀，含有鎂元素
D 加入鹽酸后，所得溶液中再加入少量KSCN溶液 無紅色出現，說明不含鐵元素
續表
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3
解析：因鋁、鐵、鎂都能和鹽酸反應生成氣體，其中任意組合都能產生氣體，故A錯誤；鋁、鐵、鎂中只有鋁可與NaOH溶液反應生成無色氣體，能證明含有鋁元素，故B正確；加入鹽酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液產生白色沉淀，也可能含有鋁，故C錯誤；鐵單質與酸反應生成亞鐵離子，亞鐵離子遇KSCN溶液無明顯現象，故D錯誤。
√
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3
8．家庭的廚衛管道內常因留有油脂、毛發、菜渣等造成堵塞，此時可以用主要成分為NaOH和鋁粉的固體管道疏通劑進行疏通。下列說法中錯誤的是(　 )
A．鋁表面的氧化膜和鋁均能與NaOH溶液反應
B．取用該固體管道疏通劑時可以用手抓取
C．使用該固體管道疏通劑時應遠離明火
D．該反應原理為2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
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解析：鋁與NaOH反應生成四羥基合鋁酸鈉和氫氣，氧化鋁為兩性氧化物，能與NaOH反應，A正確；氫氧化鈉與鋁反應放熱，且NaOH具有腐蝕性，取用該固體管道疏通劑時不能用手抓取，B錯誤；鋁與NaOH反應生成四羥基合鋁酸鈉和氫氣，氫氣遇到明火可能發生爆炸，則使用該固體管道疏通劑時應遠離明火，C、D正確。
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3
9．(8分)已知X是某金屬單質，X、A、B、C含同一種元素，可發生如圖轉化：
(1)寫出下列物質的化學式：
X__________________，A_________，
B__________________，C_________。
Al
Al2O3
Na[Al(OH)4]
AlCl3
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3
(2)寫出以下反應的離子方程式：
②_________________________________________。
④_________________________________________。
⑤__________________________________________。
解析：由X可和酸、堿反應且其為金屬，則X為Al。
2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑
Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－
Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－
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3
10．(8分)閱讀材料，回答下列問題。
近年來，科研人員研究得到一種新型材料——泡沫鋁。它是把發泡劑加到熔融鋁合金中制成的，其優點是硬度大，密度小(為0.16～0.5 g·cm－3)，比木材還輕，可浮于水面，又有很大剛性，且隔音、保溫，是一種良好的建筑材料和輕質材料，近幾年可大批量投放市場。
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3
(1)下列關于泡沫鋁的說法中錯誤的是________(填字母，下同)。
A．泡沫鋁是鋁單質泡沫
B．泡沫鋁是一種合金
C．泡沫鋁是一種優質的建筑材料和輕質材料
D．泡沫鋁可用于飛機制造
解析：根據信息可知，泡沫鋁是一種合金，是混合物；泡沫鋁是一種優質的建筑材料和輕質材料；由于泡沫鋁有很大剛性，密度小，且隔音、保溫，故泡沫鋁可用于飛機制造。
A
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3
(2)鋁制成鋁箔用于食品包裝，是利用它的____。
A．金屬光澤　　　　　　　 B．延展性
C．導電性 D．導熱性
解析：鋁制成鋁箔用于食品包裝，利用的是鋁的延展性。
B
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3
(3)鋁在空氣中會被氧化生成一層致密的氧化膜而對內部鋁起保護作用，但這層氧化膜遇到強酸或強堿溶液都會溶解，請寫出下列反應的離子方程式。
①氧化膜與鹽酸反應：___________________________。
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
②氧化膜與氫氧化鈉溶液反應：___________________________________。
解析：Al2O3與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應的離子方程式分別為Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－。
Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－
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3
11．(10分)A、D是生活中常見的金屬單質，B、C、E、F、G、H是中學常見的6種化合物，反應①可用于焊接鋼軌，相關物質間的轉化關系如圖所示。
(1)H的化學式是________。
Fe(OH)2
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3
(2)反應①的化學方程式是____________________________。
(3)反應②的離子方程式是___________________。
(4)檢驗F溶液中金屬陽離子的操作和現象是
_______________________________________________________
。
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
取少許溶液于試管中，加入KSCN溶液，無明顯現象，再加入
雙氧水，溶液變為紅色，則F溶液中含有Fe2＋
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3
(5)H轉化為G的實驗現象是______________________________________。
(6)為了更清楚地觀察到生成H的現象，使F的溶液與NaOH溶液反應的正確操作是__________(填字母)。
白色沉淀迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色
B
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解析：A、D是生活中常見的金屬單質，反應①可用于焊接鋼軌，則反應①為鋁熱反應，因此A為Al，D為Fe，C為Al2O3，B為鐵的氧化物，D與H2SO4反應生成F為FeSO4，F與NaOH反應生成H為Fe(OH)2，H被氧化生成G為Fe(OH)3，因此E為Fe2(SO4)3，則B為Fe2O3。
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高階思維訓練(選做題)
12．(2024·雅禮中學月考)在杠桿的兩端分別掛著質量相同的鋁球和鐵球，此時杠桿平衡，將兩球分別浸沒在溶液質量相等的稀NaOH溶液和CuSO4溶液中一段時間，如圖所示。下列說法正確的是(　 )
1
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3
A．鋁球表面有氣泡產生，且有白色沉淀生成，杠桿不平衡
B．鋁球表面有氣泡產生，盛有稀NaOH溶液的燒杯中溶液澄清
C．反應后去掉兩燒杯，杠桿仍平衡
D．右邊球上出現紅色，杠桿左邊下沉
√
1
2
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解析：左側燒杯中Al和NaOH溶液反應生成Na[Al(OH)4]和H2，鋁球質量減小，右側燒杯中Fe與CuSO4溶液反應，鐵球表面析出銅，鐵球質量增加，反應一段時間后杠桿不再平衡，A、C項錯誤，B項正確；右側鐵球質量增加，而使杠桿左邊上升，D項錯誤。
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13．(15分)鉬是一種過渡金屬元素，通常用作合金及不銹鋼的添加劑，這種元素可增強合金的強度、硬度、可焊性及韌性，還可增強其耐高溫及耐腐蝕性能。如圖是化工生產中制備金屬鉬的主要流程圖。
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(1)寫出在高溫下發生反應①的化學方程式：
______________________________。
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(2)如果在實驗室模擬操作1和操作2，則需要使用的主要玻璃儀器有_____________________。
解析：步驟②得固體和溶液，操作1為過濾。步驟③復分解反應能進行，則鉬酸難溶于水，操作2為過濾。過濾需要使用的主要玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒。
燒杯、漏斗、玻璃棒
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(3)某同學利用如圖所示裝置來制備氫氣，利用氫氣還原三氧化鉬，根據要求回答問題：
①請設計一個實驗方案驗證H2的還原性并檢驗其氧化產物，其裝置連接順序是____________→D→D。
②兩次使用D裝置，其中所盛的試劑依次是______________、________。
A→C→B
無水硫酸銅
堿石灰
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3課時跟蹤檢測(二十四)　金屬材料——合金
(選擇題第1～8小題，每小題3分，第12小題5分，本檢測滿分70分)
1．合金的應用極大地促進了人類社會的發展。下列實物中，主要材料不屬于合金的是(　 )
A B C D
人面青銅鼎 精美的青花瓷 流通硬幣 地鐵列車的車體
2．為了除去MgO中混有的少量雜質Al2O3，可選用的試劑是(　 )
A．KOH溶液 B．氨水
C．稀鹽酸 D．稀醋酸
3．(2024·成都高一檢測)國產大型客機C919機身部分采用第三代新型鋁鋰合金材料。下列關于鋁鋰合金的認識不正確的是(　 )
A．鋁鋰合金密度較小，強度較大，硬度大于純鋁，熔點低于鋰單質
B．改變原料的配比，可以制得性能不同的鋁鋰合金
C．鋁鋰合金具有金屬光澤，可導電、導熱
D．鋁鋰合金的性質與各成分金屬的性質完全相同
4．下列關于鋁合金的說法錯誤的是(　 )
A．鋁合金是一種混合物，它比純鋁的熔點低
B．高溫鋁液易被氧化，鋁合金應在熔劑層覆蓋下熔煉
C．鎂鋁合金耐腐蝕，但能被燒堿(NaOH)腐蝕
D．鎂鋁合金在鹽酸中無法溶解
5．下列材料中所涉及的合金不屬于新型合金的是(　 )
A．飛機渦扇使用的耐高溫的合金材料
B．“蛟龍”號載人潛水器使用的鈦合金
C．不銹鋼盆
D．新能源汽車儲氫材料
6．鈦和鈦的合金被譽為“21世紀最有發展前景的金屬材料”，它們具有很多優良的性能，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很好的“生物相容性”。根據它們的主要性能，下列用途不切實際的是(　 )
A．用來制作保險絲
B．用于制造航天飛機
C．用來制造人造骨
D．用于家庭裝修，制作鈦合金裝飾門
7．(2024·昆明期末檢測)易拉罐主要材料為鋁合金，其中以鋁鐵合金和鋁鎂合金最為常見。現取幾小塊易拉罐碎片進行下列實驗，其中實驗方案、現象與結論均正確的是(　 )
選項 實驗方案 現象與結論
A 加入鹽酸中 產生無色氣體，含鋁、鐵、鎂三種元素
B 加入NaOH溶液中 有無色氣體產生，含有鋁元素
C 加入鹽酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液 產生白色沉淀，含有鎂元素
D 加入鹽酸后，所得溶液中再加入少量KSCN溶液 無紅色出現，說明不含鐵元素
8．家庭的廚衛管道內常因留有油脂、毛發、菜渣等造成堵塞，此時可以用主要成分為NaOH和鋁粉的固體管道疏通劑進行疏通。下列說法中錯誤的是(　 )
A．鋁表面的氧化膜和鋁均能與NaOH溶液反應
B．取用該固體管道疏通劑時可以用手抓取
C．使用該固體管道疏通劑時應遠離明火
D．該反應原理為2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
9.(8分)已知X是某金屬單質，X、A、B、C含同一種元素，可發生如圖轉化：
(1)寫出下列物質的化學式：
X__________________，A_______________________________________________，
B__________________，C______________________________________________。
(2)寫出以下反應的離子方程式：
②________________________________________________________________________。
④________________________________________________________________________。
⑤________________________________________________________________________。
10.(8分)閱讀材料，回答下列問題。
近年來，科研人員研究得到一種新型材料——泡沫鋁。它是把發泡劑加到熔融鋁合金中制成的，其優點是硬度大，密度小(為0.16～0.5 g·cm－3)，比木材還輕，可浮于水面，又有很大剛性，且隔音、保溫，是一種良好的建筑材料和輕質材料，近幾年可大批量投放市場。
(1)下列關于泡沫鋁的說法中錯誤的是________(填字母，下同)。
A．泡沫鋁是鋁單質泡沫
B．泡沫鋁是一種合金
C．泡沫鋁是一種優質的建筑材料和輕質材料
D．泡沫鋁可用于飛機制造
(2)鋁制成鋁箔用于食品包裝，是利用它的_________________________________。
A．金屬光澤　　　　　　　 B．延展性
C．導電性 D．導熱性
(3)鋁在空氣中會被氧化生成一層致密的氧化膜而對內部鋁起保護作用，但這層氧化膜遇到強酸或強堿溶液都會溶解，請寫出下列反應的離子方程式。
①氧化膜與鹽酸反應：____________________________________________________
________________________________________________________________________。
②氧化膜與氫氧化鈉溶液反應：__________________________________________
________________________________________________________________________。
11.(10分)A、D是生活中常見的金屬單質，B、C、E、F、G、H是中學常見的6種化合物，反應①可用于焊接鋼軌，相關物質間的轉化關系如圖所示。
(1)H的化學式是________。
(2)反應①的化學方程式是__________________________________________________。
(3)反應②的離子方程式是____________________________________________。
(4)檢驗F溶液中金屬陽離子的操作和現象是
________________________________________________________________________。
(5)H轉化為G的實驗現象是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)為了更清楚地觀察到生成H的現象，使F的溶液與NaOH溶液反應的正確操作是__________(填字母)。
高階思維訓練(選做題)
12．(2024·雅禮中學月考)在杠桿的兩端分別掛著質量相同的鋁球和鐵球，此時杠桿平衡，將兩球分別浸沒在溶液質量相等的稀NaOH溶液和CuSO4溶液中一段時間，如圖所示。下列說法正確的是(　 )
A．鋁球表面有氣泡產生，且有白色沉淀生成，杠桿不平衡
B．鋁球表面有氣泡產生，盛有稀NaOH溶液的燒杯中溶液澄清
C．反應后去掉兩燒杯，杠桿仍平衡
D．右邊球上出現紅色，杠桿左邊下沉
13.(15分)鉬是一種過渡金屬元素，通常用作合金及不銹鋼的添加劑，這種元素可增強合金的強度、硬度、可焊性及韌性，還可增強其耐高溫及耐腐蝕性能。如圖是化工生產中制備金屬鉬的主要流程圖。
(1)寫出在高溫下發生反應①的化學方程式：_______________________________
________________________________________________________________________。
(2)如果在實驗室模擬操作1和操作2，則需要使用的主要玻璃儀器有________________________________________________________________________。
(3)某同學利用如圖所示裝置來制備氫氣，利用氫氣還原三氧化鉬，根據要求回答問題：
①請設計一個實驗方案驗證H2的還原性并檢驗其氧化產物，其裝置連接順序是__________→D→D。
②兩次使用D裝置，其中所盛的試劑依次是______________、________。
(4)工業上制備還原性氣體CO和H2的反應原理為CO2＋CH42CO＋2H2、CH4＋H2O(g)CO＋3H2，含甲烷體積分數為80%的a L(標準狀況)天然氣與足量二氧化碳和水蒸氣的混合物在高溫下反應，甲烷轉化率為90%，用產生的還原性氣體(CO和H2)還原MoO3制鉬，理論上能生產鉬的質量為________(保留兩位小數，鉬的相對原子質量為96)。
課時跟蹤檢測(二十四)
1．選B　青花瓷的主要成分是硅酸鹽，是無機非金屬材料，不屬于合金。
2．選A　要除去MgO中混有的少量雜質Al2O3，所加試劑只能與Al2O3反應而不能與MgO反應，反應完全后過濾即可。氨水與Al2O3不反應，稀鹽酸、稀醋酸均能與MgO反應，只有KOH溶液能與Al2O3反應而與MgO不反應。
3．選D　合金的熔點比它的各成分金屬的熔點低，硬度大于其成分金屬，所以鋁鋰合金的性質與各成分金屬的性質不相同。
4．選D　Mg、Al均與鹽酸反應，故鎂、鋁合金在鹽酸中溶解，D錯誤。
5．選C　飛機渦扇使用的耐高溫的合金材料是鎳鈷合金，屬于新型合金，A不符合題意；由于鈦合金的硬度大、耐酸堿腐蝕，因此用作“蛟龍”號載人潛水器的艙體材料等，屬于新型合金，B不符合題意；不銹鋼是一種由鐵和碳元素形成的傳統合金，還添加了少量的鉻、鎳等金屬，不屬于新型合金，C符合題意；新能源汽車儲氫材料，如TiFe合金、LaNi合金等，屬于新型合金，D不符合題意。
6．選A　鈦和鈦的合金熔點高不易熔化斷開，不能用來制作保險絲，A符合題意。
7．選B　因鋁、鐵、鎂都能和鹽酸反應生成氣體，其中任意組合都能產生氣體，故A錯誤；鋁、鐵、鎂中只有鋁可與NaOH溶液反應生成無色氣體，能證明含有鋁元素，故B正確；加入鹽酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液產生白色沉淀，也可能含有鋁，故C錯誤；鐵單質與酸反應生成亞鐵離子，亞鐵離子遇KSCN溶液無明顯現象，故D錯誤。
8．選B　鋁與NaOH反應生成四羥基合鋁酸鈉和氫氣，氧化鋁為兩性氧化物，能與NaOH反應，A正確；氫氧化鈉與鋁反應放熱，且NaOH具有腐蝕性，取用該固體管道疏通劑時不能用手抓取，B錯誤；鋁與NaOH反應生成四羥基合鋁酸鈉和氫氣，氫氣遇到明火可能發生爆炸，則使用該固體管道疏通劑時應遠離明火，C、D正確。
9．解析：由X可和酸、堿反應且其為金屬，則X為Al。
答案：(1)Al　Al2O3　Na[Al(OH)4]　AlCl3
(2)2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑
Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－
Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－
10．解析：(1)根據信息可知，泡沫鋁是一種合金，是混合物；泡沫鋁是一種優質的建筑材料和輕質材料；由于泡沫鋁有很大剛性，密度小，且隔音、保溫，故泡沫鋁可用于飛機制造。(2)鋁制成鋁箔用于食品包裝，利用的是鋁的延展性。(3)Al2O3與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應的離子方程式分別為Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－。
答案：(1)A　(2)B　(3)①Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
②Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－
11．解析：A、D是生活中常見的金屬單質，反應①可用于焊接鋼軌，則反應①為鋁熱反應，因此A為Al，D為Fe，C為Al2O3，B為鐵的氧化物，D與H2SO4反應生成F為FeSO4，F與NaOH反應生成H為Fe(OH)2，H被氧化生成G為Fe(OH)3，因此E為Fe2(SO4)3，則B為Fe2O3。
答案：(1)Fe(OH)2　(2)Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3
(3)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋　(4)取少許溶液于試管中，加入KSCN溶液，無明顯現象，再加入雙氧水，溶液變為紅色，則F溶液中含有Fe2＋　(5)白色沉淀迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色　(6)B
12．選B　左側燒杯中Al和NaOH溶液反應生成Na[Al(OH)4]和H2，鋁球質量減小，右側燒杯中Fe與CuSO4溶液反應，鐵球表面析出銅，鐵球質量增加，反應一段時間后杠桿不再平衡，A、C項錯誤，B項正確；右側鐵球質量增加，而使杠桿左邊上升，D項錯誤。
13．解析：(1)根據流程圖找出反應①的反應物、生成物，并用化合價升降法配平，得2MoS2＋7O22MoO3＋4SO2。(2)步驟②得固體和溶液，操作1為過濾。步驟③復分解反應能進行，則鉬酸難溶于水，操作2為過濾。過濾需要使用的主要玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒。(3)①制備H2并還原MoO3可證明其還原性，用無水硫酸銅檢驗氧化產物水，必須對氫氣干燥，并防止空氣中水蒸氣的干擾。②第一次使用D裝置，所盛試劑為無水硫酸銅，用于檢驗氧化產物水。第二次使用D裝置，所盛試劑為堿石灰，防止空氣中的水蒸氣使無水硫酸銅變藍。(4)CO2＋CH42CO＋2H2、CH4＋H2O(g)CO＋3H2，當二氧化碳和水蒸氣足量時，CH4～4(CO、H2混合氣)；MoO3＋3COMo＋3CO2、MoO3＋3H2Mo＋3H2O，有3(CO、H2混合氣)～Mo，故3CH4～4Mo，則m(Mo)＝×80%×90%××96 g·mol－1≈4.11a g。
答案：(1)2MoS2＋7O22MoO3＋4SO2　(2)燒杯、漏斗、玻璃棒　(3)①A→C→B　②無水硫酸銅　堿石灰　(4)4.11a g

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