第14讲 金属材料-【暑假学与练】2024年新高一化学暑假精品讲义+分层练习（人教版2019必修第一册）（含答案）

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一、合金、铁合金
金属材料包括纯金属和它们的合金，日常使用的金属材料，大多数属于合金。
1.合金的概念：由纯金属(或金属与非金属)制得的金属材料。
2.合金的一般性质
（1）硬度：合金的硬度及机械加工性能一般高于各成分金属。
（2）熔点：合金的熔点一般低于各成分金属。
3.合金
不锈钢是一种最常见的合金钢，合金元素主要是铬和镍。
二、铝的性质
1．铝原子的结构、存在、物理性质
(1) 铝的原子结构示意图为。
(2) 物理性质及存在：铝是银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和传热性等，密度较小，质地柔软。铝是地壳中含量最多的金属元素，主要是以化合态存在。
2.铝的化学性质
【易错提醒】铝与氢氧化钠溶液反应的实质是铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3，然后Al(OH)3再与NaOH反应生成H2O和NaAl(OH)4，反应中铝做还原剂，水做氧化剂，NaOH无电子得失。
用双线桥法和单线桥法分别表示

3.铝的制备：工业上主要从铝土矿中获取金属铝，铝土矿主要成分是Al2O3。工业制铝的反应为：2Al2O3(熔融)eq \(=====,\s\up7(电解))4Al＋3O2↑。
三、含铝化合物的性质和铝合金
1.氧化铝
氧化铝是两性氧化物(既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水)。
（1）物理性质：白色固体，难溶于水，硬度大，熔点很高，是优良耐火材料。
（2）化学性质
①与盐酸溶液反应的化学方程式为：Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O。
离子方程式为：Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O。
②与NaOH溶液反应的化学方程式为：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。
离子方程式为：Al2O3＋2OH－===2AlOeq \\al(－,2)＋H2O。
（3）用途：制造耐火、耐高温器材、工业冶炼铝、可以制作各种宝石。
2．氢氧化铝
（1）物理性质
Al(OH)3是白色固体，几乎不溶于水，但能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素。
（2）化学性质
①两性氢氧化物：像Al(OH)3这样既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物，称为两性氢氧化物。
②Al(OH)3是典型两性氢氧化物，在强酸与强碱溶液里都能溶解。
与强酸反应的离子方程式：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
与强碱反应的离子方程式：Al(OH)3＋OH－===Al(OH)4－
③氢氧化铝的热稳定性
Al(OH)3的热稳定性较差，将Al(OH)3加热后，可分解为Al2O3和H2O。
化学方程式：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
④氢氧化铝的制备：实验室常用铝盐与足量氨水反应制Al(OH)3。
其化学方程式为：Al2(SO4)3＋6NH3·H2O===2Al(OH)3↓＋3(NH4)2SO4。
离子方程式为：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)。
（3）用途：氢氧化铝胶体有较强的吸附性，可用于净水；氢氧化铝碱性不强，可以用作胃酸中和剂。
3．明矾
明矾是十二水合硫酸铝钾[KAl(SO4)2·12H2O]，明矾常用作净水剂，是因为明矾溶于水，在天然水中铝离子水解生成氢氧化铝胶体，离子方程式为Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H+。而氢氧化铝胶体具有吸附性，可以和水中的泥沙形成絮状不溶物沉降下来，使水澄清。
4．铝合金——目前用途广泛的合金之一
（1）成分元素：除铝外，主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。
（2）主要特性：铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性
（3）主要用途：用于汽车、飞机、火箭、船舶制造及建筑用门窗，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。
4.新型合金
四、物质的量在化学方程式中的应用
物质是由原子、分子、离子等粒子构成的，物质之间的化学反应也是粒子按照一定的数目关系进行的。化学方程式中的化学计量系数可以明确表示出化学反应中粒子之间的数目关系。
2Na ＋ 2H2O === 2NaOH ＋ H2↑
eq \a\vs4\al(化学计量数之比) 2 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1
eq \a\vs4\al(扩大6.02×1023倍) 2×6.02×1023∶2×6.02×1023∶2×6.02×1023∶1×6.02×1023
eq \a\vs4\al(物质的量之比) 2 ml ∶ 2 ml ∶ 2 ml ∶ 1 ml
结论：化学方程式中各物质的化学计量数之比等于粒子个数之比，也等于各物质的物质的量之比，对于有气体参与的反应还等于体积之比。
五、物质的量应用于化学方程式计算步骤
【特别提醒】物质的量应用于化学方程式计算时的注意事项
1.书写格式规范化：在根据化学方程式计算的过程中，各物理量、物质名称、公式等尽量用符号表示，且数据的运算要公式化并带单位。
2.单位运用对应化：根据化学方程式计算时，如果题目所给的两个量单位不一致，要注意两个量的单位要“上下一致，左右相当”，且单位要注明。
3.如果两种反应物的量都是已知的，求解某种产物的量时，必须先判断哪种物质过量，然后根据不足量的物质进行计算。
[核心考点剖析]
考点一：合金及其特点、用途
[典例1]下列材料不属于合金的是
A．铸造下水井盖的生铁B．储氢用的La-Ni合金
C．温度计用的水银D．可用于军用车辆的超级钢
【答案】C
【详解】A．生铁主要由铁和C组成，属于合金，A项不符合题意；
B．储氢用的La-Ni合金主要由La和Ni组成，属于合金，B项不符合题意；
C．温度计用的水银只有Hg一种金属，不属于合金，C符合题意；
D．用于军用车辆的超级钢主要由铁和C组成，属于合金，D项不符合题意；
故答案选C。
[典例2]铁和铁合金是生活中常见的材料，下列说法正确的是
A．纯铁的熔点低于铁合金B．纯铁和铁合金都能导电、传热
C．纯铁的硬度和强度都高于铁合金D．生铁是铁合金，只含金属元素
【答案】B
【详解】A．合金的熔点比其组成金属的熔点要低，故纯铁的熔点高于铁合金，故A错误；
B．纯铁和铁合金中都含有金属，故都能导电、传热，故B正确；
C．合金的强度和硬度一般比组成金属的纯金属更高，故纯铁的硬度和强度都低于铁合金，故C错误；
D．生铁是铁碳合金，还含有碳元素，碳元素为非金属元素，故D错误；
故答案选B。
[典例3]社会的进步与时代的发展充满了人类智慧的结晶。下列有关说法中错误的是
A．合金为纯净物，具有许多优良的物理、化学或机械性能
B．不锈钢是最常见的一种合金钢，不容易生锈。
C．商朝的“后母戊鼎”是我国较早使用的铜制品之一
D．近年来，人们又设计和合成了许多新型合金。如储氢合金、钛合金等
【答案】A
【详解】A．合金是混合物，具有许多优良的物理、化学或机械性能，A错误；
B．不锈钢是最常见的一种合金钢且不容易生锈，B正确；
C．后母戊鼎是我国较早使用的铜制品之一，C正确；
D．随着社会的发展，人们设计和合成了许多新型合金，如储氢合金、钛合金等，D正确；
故答案选A。
考点二：铝及其重要化合物
[典例4]可用Al与NaOH溶液反应来疏通下水管道。下列说法错误的是
A．Al是还原剂，发生氧化反应
B．每生成1ml ，转移2ml电子
C．可用NaOH溶液除去镁粉中混有的少量Al粉
D．等量的铝与足量NaOH溶液反应生成的比与足量盐酸反应生成的多
【答案】D
【分析】Al与NaOH溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑。
【详解】A．Al与NaOH溶液的反应中Al元素的化合价由0价升至+3价，Al是还原剂，发生氧化反应，A正确；
B．反应中H元素的化合价由H2O中的+1价降至0价，故每生成1mlH2转移2ml电子，B正确；
C．加入NaOH溶液，Al粉与NaOH溶液反应生成溶于水的Na[Al(OH)4]，镁粉与NaOH溶液不反应，经过滤可达到目的，C正确；
D．Al与NaOH溶液、盐酸的反应依次为：2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，可见等量的铝与足量NaOH溶液反应生成的H2和与足量盐酸反应生成的H2相等，D错误；
故选D。
[典例5]下列关于铝及其化合物的说法不正确的是
A．铝的化学性质不活泼B．Al(OH)3是一种医用胃酸中和剂
C．Al2O3是两性氧化物D．铝制餐具不可以用来长时间存放碱性食物
【答案】A
【详解】
A．铝是活泼金属，但是铝易在空气中形成致密的氧化膜，所以铝比较耐腐蚀，A错误；
B．氢氧化铝具有弱碱性，可用于中和过多胃酸， 是一种医用胃酸中和剂， B正确；
C．氧化铝既可以和酸反应又可以和强碱反应生成盐和水，氧化铝是两性氧化物，C正确；
D．铝、氧化铝能与碱性物质反应，所以铝制餐具不可以用来长时间存放碱性食物，D正确；
故选A。
[典例6]将使用过的废铝热剂(主要成分为，含少量)再生制取金属铝的工艺流程如图所示。下列说法中正确的是
A．“碱浸”时，发生反应的化学方程式为
B．“沉铝”时，可以用足量HCl代替
C．冶炼金属铝的方法为热还原法
D．该流程中各步均不涉及氧化还原反应
【答案】A
【详解】A．与反应，选项A正确；
B．足量会使溶解，不可代替，选项B错误；
C．冶炼金属铝为电解法，选项C错误；
D．属于氧化还原反应，选项D错误；
答案选A。
考点三 物质的量在化学方程式计算中的应用
[典例7]热分解的化学方程式为2M(NO3)22MO+4NO2↑+O2↑，加热使其完全分解，在标准状况下收集到的，那么M的摩尔质量是
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】标准状况下，n(O2)= =0.5ml，由2M(NO3)22MO+4NO2↑+O2↑，可知M(NO3)2的物质的量为0.5ml×2=1ml，则M(NO3)2的摩尔质量==148g/ml，故M的摩尔质量为(148-2×62)g/ml=24g/ml，
故答案为B。
[典例8]（23-24高一上·浙江绍兴·期中）实验室制Cl2的反应为4HCl(浓)十MnO2MnCl2+C12↑+2H2O，下列说法错误的是
A．还原剂是HCl，氧化剂是MnO2
B．每生成1.12LCl2，转移电子的物质的量为0.1 ml
C．每消耗8.7 gMnO2，被氧化的HCl的物质的量为0.2ml
D．生成的Cl2中，除含有一些水蒸气外，还含有HCl杂质
【答案】B
【详解】A．反应中Cl元素的化合价升高，HCl被氧化，为还原剂，Mn元素的化合价降低，MnO2为氧化剂，故A正确；
B．气体所处状况未知，不能依据体积确定氯气的物质的量，无法计算转移电子数，故B错误；
C．每消耗1ml MnO2，起还原剂作用的HCl消耗2ml，另一部分的HCl起到酸性的作用，则消耗8.7 gMnO2即0.1ml，被氧化的HCl的物质的量为0.2ml，故C正确；
D．由于盐酸易挥发，且反应在加热条件下进行，则生成的Cl2中，除含有一些水蒸气外，还含有HCl杂质，故D正确；
故选：B。
[典例9]高铁酸钠是一种高效多功能水处理剂，工业上常采用次氯酸钠(NaClO)氧化法生产，反应原理为：NaClO＋Fe(NO3)3＋NaOH→Na2FeO4↓＋NaCl＋NaNO3＋H2O(未配平)。若反应消耗了150.00mL 1.00 ml/L NaClO溶液(不考虑其他物质与Fe3+反应)，则产物中高铁酸钠理论产量(单位：g)为
A．8.3B．33.2C．16.6D．24.9
【答案】C
【详解】根据电子得失守恒配平方程式为：；若反应消耗了150.00mL 1.00 ml/L NaClO溶液，则消耗NaClO的物质的量为0.15ml，结合反应可知生成的高铁酸钠的物质的量为0.1ml，其质量为：0.1ml×166g/ml=16.6g。
故选：C。
[基础过关练]
1．（23-24高一上·江苏无锡·期末）高精尖铝合金材料为人类创造飞跃地球和进入太空作出巨大贡献。下列说法正确的是
A．铝合金硬度小B．铝合金密度大C．铝合金强度高D．铝合金易被腐蚀
【答案】C
【分析】合金具有许多优良性能,如合金密度小，硬度大，熔沸点低，抗腐蚀能力强，各组分仍然保持原有的化学性质，据此分析。
【详解】A．合金硬度大于纯金属，铝合金硬度大，A错误；
B．铝合金密度小，B错误；
C．铝合金具有强度高的优点，C正确；
D．铝在空气中容易形成致密的氧化膜，铝合金耐腐蚀，D错误；
故选C。
2．下列溶液不能和金属铝反应的是
A．盐酸B．氢氧化钠C．氯化钠D．稀硫酸
【答案】C
【详解】A．盐酸和铝生成氢气，A错误；
B．氢氧化钠和铝生成四羟基合铝酸钠和氢气，B错误；
C．氯化钠和铝不能反应，C正确；
D．稀硫酸和铝生成氢气，D错误；
故选C。
3．称取一份镁铝合金，已知镁与铝的物质的量之比为1∶1，第一份中加入足量的盐酸，第二份中加入足量的NaOH溶液，则同温同压下放出相同气体的质量之比为
A．5∶3B．5∶2C．1∶1D．2∶3
【答案】A
【详解】假设镁和铝均为xml，由Mg+2HCl=MgCl2+H2、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2可知镁和铝与足量盐酸反应共生成2.5xmlH2，该合金中镁不与NaOH溶液反应，由2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2可知铝与足量NaOH溶液反应共生成1.5xmlH2，则同温同压下放出相同气体的质量之比等于气体的物质的量之比，为2.5x：1.5x=5：3，故选A。
4．某同学将一定量的加热分解，发生反应的化学方程式为，测得生成的和的质量分别为10.2g和32.4g，则的数值和反应产生的的物质的量分别为
A．9 0.3mlB．18 0.3ml
C．9 0.6mlD．18 0.6ml
【答案】C
【详解】的物质的量为，的物质的量为，化学计量数之比为物质的量比，则，解得x=9；NO2的物质的量为，故选C。
5．某学习小组做了以下科学小实验：向一个铝质易拉罐中充满CO2，然后往罐中注入足量的浓NaOH溶液，立即用胶布封严罐口。下列说法不正确的是
A．以上实验过程中发生了离子反应：CO2+OH－=
B．易拉罐先变瘪，过一会儿又会恢复原样
C．该实验过程中的现象与罐内压强变化有关
D．实验过程中发生了氧化还原反应
【答案】A
【分析】铝质易拉罐中充满，然后往罐中注入足量的浓NaOH溶液，立即用胶布封严罐口，氢氧化钠吸收二氧化碳，气体减小、压强减小，易拉罐变瘪；氢氧化钠和铝反应生成偏铝酸钠和氢气，气体增多、压强变大，易拉罐又鼓起来；
【详解】A．氢氧化钠过量，易拉罐先变瘪的原因为氢氧化钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠：，A错误；
B．由分析可知，易拉罐先变瘪，过一会儿又会恢复原样，B正确；
C．氢氧化钠吸收二氧化碳，气体减小、压强减小，易拉罐变瘪；氢氧化钠和铝反应生成偏铝酸钠和氢气，气体增多、压强变大，易拉罐又鼓起来，C正确；
D．反应过程中铝化合价发生改变，为氧化还原反应，D正确；
故选A。
6．（23-24高一上·上海·期中）某物质A在一定条件下加热完全分解，产物都是气体。其加热分解的化学方程式为4A=2B＋3C＋D，测得生成的混合气体对氢气的相对密度为2d，则A的相对分子质量为
A．7dB．5dC．6dD．4d
【答案】C
【详解】相同条件下，气体的相对分子质量和气体的密度成正比，所以混合气体的平均相对分子质量为4d，混合气体与A气体的物质的量之比为6：4，所以A气体的摩尔质量为4d× =6d；
答案为：C。
7．下列说法正确的是
A．硬铝、钢铁、水银均属于合金
B．镁铝熔合成合金的过程发生了化学变化
C．铁易生锈，而铝在空气中较稳定，所以铁比铝活泼
D．等量的铝分别与足量盐酸和溶液反应时，产生的量相同
【答案】D
【详解】A．水银不是合金，是汞单质，A错误；
B．镁铝熔合成合金的过程是物理变化，B错误；
C．常温下，铝在空气中较稳定，是由于Al与空气中氧气反应生成了致密的氧化膜保护Al防止其继续被氧化，但活泼性Al比Fe强，C错误；
D．铝分别与足量盐酸和溶液反应时，都有，则Al的质量相同，产生的量相同，D正确；
故选D。
8．（23-24高一上·福建泉州·期中）铝是世界年产量第二的金属，Al2O3是一种两性氧化物，能与氢氧化钠发生如下反应：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，下列有关说法正确的是
A．铝的耐腐蚀性比铁好B．NaOH属于弱电解质
C．NaAlO2属于氧化物D．以上反应属于氧化还原反应
【答案】A
【详解】A．铝在空气中形成致密的氧化膜氧化铝，防止铝被腐蚀，A正确；
B．NaOH属于强电解质，B错误；
C．氧化物为两种元素一种为氧的化合物，NaAlO2为盐，C错误；
D．该反应中，没有元素的化合价变化，则不属于氧化还原反应，D错误；
故答案为：A。
9．物质X既能与稀盐酸反应，也能与氢氧化钠溶液反应，则X不可能是
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】A．是两性氧化物，既能与稀盐酸反应，也能与氢氧化钠溶液反应，A不符合题意；
B．能与氢氧化钠溶液反应，不与盐酸反应，B符合题意；
C．是弱酸的酸式盐，既能与稀盐酸反应，也能与氢氧化钠溶液反应，C不符合题意；
D．能和稀盐酸、氢氧化钠溶液反应生成盐和氢气，D不符合题意；
故选B。
10．热分解的化学方程式为2M(NO3)22MO+4NO2↑+O2↑，加热使其完全分解，在标准状况下收集到的，那么M的摩尔质量是
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】标准状况下，n(O2)= =0.5ml，由2M(NO3)22MO+4NO2↑+O2↑，可知M(NO3)2的物质的量为0.5ml×2=1ml，则M(NO3)2的摩尔质量==148g/ml，故M的摩尔质量为(148-2×62)g/ml=24g/ml，
故答案为B。
[能力提升练]
1．2022年北京冬奥会上，我国短道速滑队所用冰刀材料是特殊的钢材料。下列说法中正确的是
A．该合金熔点比纯铁熔点高B．该合金硬度比纯铁高
C．该合金碳含量比生铁高D．该合金含碳量为2%~4.3%
【答案】B
【详解】A．合金的熔点通常比成分金属低，A错误；
B．该钢材料合金硬度比纯铁高，B正确；
C．钢材料的含碳量小于生铁，C错误；
D．钢的含碳量通常为0.02%~2.11%，D错误；
故答案选B。
2．已知浓度均为2.4 ml•L-1的硫酸溶液和氢氧化钠溶液各取100 mL，分别加入5.4 g的金属铝充分反应，则产生氢气的体积之比为
A．1:1B．2:3C．3:2D．4:5
【答案】D
【详解】H2SO4、NaOH物质的量为：2.4ml/L×0.1L=0.24ml，即硫酸中H+的物质的量为0.48ml，5.4gAl的物质的量为，Al与硫酸反应的离子方程式为：，即此时硫酸全部反应完，Al有剩余，产生H2物质的量为0.24ml，Al与NaOH反应的离子方程式为：，即此时Al全部反应完，NaOH有剩余，产生的H2物质的量为0.3ml，在相同条件下气体的体积比等于气体的物质的量的比，因此5.4gAl分别与100mL浓度均为2.4 ml•L-1的硫酸溶液和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积之比为0.24:0.3=4:5；
故选D。
3．有氧化镁、三氧化二铁、氧化铝粉末22.4g将它溶于500mL4ml/L的硫酸里，若要使沉淀的质量达到最大值，则需加入2ml/L的氢氧化钠溶液的体积为
A．2000mLB．500mLC．1000mLD．1500mL
【答案】A
【详解】氧化镁、三氧化二铁、氧化铝与硫酸反应，得到Mg2+、Fe3+和Al3+的混合物，若要使沉淀质量达到最大值，则首先发生酸碱中和，再发生沉淀反应，沉淀完全时溶液的成分是Na2SO4，根据元素守恒可得：n(NaOH)=2n(H2SO4)= 2×0.5L×4ml/L=4ml，所以，故选A。
4．在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡。然后将两球分别浸没在溶液质量相等的稀烧碱溶液和硫酸铜溶液中一段时间，如图所示，下列说法正确的是
A．铝球表面有气泡产生，溶液中有白色沉淀生成，杠杆不平衡
B．铝球表面有气泡产生，溶液澄清；铁球表面有红色物质析出；溶液蓝色变浅，杠杆右边下沉
C．反应后去掉两烧杯，杠杆仍平衡
D．右边球上出现红色，左边溶液的碱性不变
【答案】B
【详解】A．铝与氢氧化钠反应：，无沉淀生成，A错误；
B．铝与氢氧化钠反应：，铁与硫酸铜溶液反应：，铝球表面有气泡产生，溶液澄清，而铁球表面有红色物质析出，溶液蓝色变浅，由反应可知左烧杯中Al的质量变小，右烧杯中Fe球上生成Cu质量变大，杠杆右边下沉，B正确；
C．反应后去掉两烧杯，由于铝被消耗质量减小，铁表面有铜析出附着质量增大，杠杆无法平衡，C错误；
D．右边球上生成Cu，则出现红色，而左边溶液中消耗NaOH，碱性减弱，D错误；
答案选B。
5．（23-24高一上·甘肃白银·期末）A~D是含同一种元素的四种物质，它们有如图所示的转化关系，
其中A是单质，D是氢氧化物。A不可能是
A．AlB．MgC．NaD．Cu
【答案】C
【详解】A．若A为Al，则，A正确；
B．若A为Mg，则，B正确；
C．NaNa2ONa2O2NaOH，氢氧化钠不能分解生成氧化钠，C错误；
D．若A为Cu，则，D正确；
本题选C。
6．下列关于铝及其化合物的叙述不正确的是
A．工业上可以用NaOH溶液去除铝表面的氧化膜
B．相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出氢气在同温同压下体积比为1：1
C．铝合金密度小、强度高，广泛应用于航空领域
D．铝制品在生活中被广泛使用，说明铝是一种不活泼的金属
【答案】D
【详解】A．氧化铝和氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠，工业上可以用NaOH溶液去除铝表面的氧化膜，故A正确；
B．铝和盐酸反应生成氯化铝和氢气，铝和氢氧化钠反应生成四羟基铝酸钠和氢气，铝元素化合价由0升高为+3，相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，根据得失电子守恒，放出氢气在同温同压下体积比为1：1，故B正确；
C．铝合金密度小、强度高，广泛应用于航空领域，故C正确；
D．铝化学性质活泼，铝制品在生活中被广泛使用，是因为铝表面能生成一层氧化膜，故D错误；
选D。
7．用砂纸仔细打磨铝片后，称取质量均为2.7g的两块铝片，将其中一铝片迅速放入溶液中，另一铝片在空气中放置一段时间后，再放入等浓度等体积的溶液中。下列说法不正确的是
A．放置后的铝片所在烧杯中，一段时间后才产生气泡
B．均有气体生成，且体积相同
C．消耗的物质的量相同
D．均有生成，且质量相同
【答案】B
【分析】铝片在空气中放置一段时间后表面形成氧化铝，再投入氢氧化钠溶液中，表面的氧化铝先和氢氧化钠溶液发生反应：会溶解，后铝和氢氧化钠溶液发生反应：而溶解；
【详解】A．据分析可知，放置后的铝片所在烧杯中，一段时间后才产生气泡，A正确；
B．由可知，2.7gAl即0.1mlAl能产生0.15mlH2，而铝片在空气中放置一段时间后再投入氢氧化钠溶液中， 中消耗的Al的质量小于2.7g、物质的量小于0.1ml，能产生的H2小于0.15ml，则均有气体生成，但相同条件下气体的体积不相同， B错误；
C．据分析、结合元素守恒，最终生成的的物质的量相同，则消耗NaOH的物质的量相同，C正确；
D．由选项C可知均有生成，且质量相同，D正确；
故选B。
8．（23-24高一上·浙江宁波·期末）下列关于铝及其化合物的说法中，正确的是
A．相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生的氢气在同温同压下体积比为2：3
B．氧化铝是两性氧化物，能与所有的酸和碱反应
C．铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物
D．纯铝的硬度和强度较大，适合制造机器零件
【答案】C
【详解】A．2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑，质量相同的两份铝，与足量的盐酸和氢氧化钠反应，产生的氢气同温同压下体积比为1：1，A错误；
B．氧化铝是两性氧化物，但是不能与所有酸和碱反应，如不能与弱碱反应，B错误；
C．铝制餐具能与酸和强碱反应，不适于用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物，C正确；
D．纯铝的硬度和强度较小，不适合制造机械零件，D错误；
故答案选C。
9．铝是一种很重要的金属，可以发生一系列反应制备物质。下列说法错误的是
A．反应①又称铝热反应，常用于野外焊接铁轨
B．利用②③反应都能产生氢气，产生等量氢气消耗Al的质量相等且转移电子数也相等
C．常用反应⑥制备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．工业上常用反应⑦制备金属铝，制备过程中常加入冰晶石以降低Al2O3的熔点
【答案】C
【详解】A．反应①，该反应放热常用于野外焊接铁轨，A正确；
B．利用②③反应都能产生氢气，反应的计量系数关系都是 ，因此产生等量氢气消耗Al的质量相等且转移电子数也相等，B正确；
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错误；
D．工业上常用反应⑦制备金属铝，D正确；
故选C。
10．关于Al2O3下列说法正确的是
A．Al2O3可以通过分解反应和化合反应制得
B．Al2O3是碱性氧化物
C．Al2O3薄膜非常致密，所以可用铝制容器盛放HCl溶液和NaOH溶液等
D．打磨掉表面氧化铝的铝条，在酒精灯上灼烧时，熔化的铝纷纷滴落下来
【答案】A
【详解】A．Al2O3可通过Al(OH)3受热发生分解反应制得，也可通过Al与O2加热发生化合反应制得，A项正确；
B．Al2O3是既能与酸反应生成盐和水、又能与碱反应生成盐和水的氧化物，属于两性氧化物，B项错误；
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溶液会破坏铝制容器表面的Al2O3薄膜，且Al也能与HCl溶液、NaOH溶液反应，不能用铝制容器盛放HCl溶液和NaOH溶液，C项错误；
D．打磨掉表面氧化铝的铝条，在酒精灯上灼烧时，Al与空气中的氧气很快反应生成熔点比Al高的薄膜Al2O3，包在Al的外面，熔化的铝不会滴落下来，D项错误；
答案选A。
11．铝及其合金是生产生活中常用的一种金属材料。
(1)铝合金用于加工门窗，是因为其硬度比纯金属 (填“大”或“小”)。
(2)生活中不宜用铝制品盛装碱性溶液，某同学在实验中模拟该过程，将一块铝箔投入过量溶液中，观察到的实验现象为： ，其中涉及到的离子方程式为： 、 。
(3)工业上常利用金属Al与在高温下反应冶炼金属Fe，该反应的化学方程式为 ，将可以恰好完全发生该反应的Al与均匀混合，分成两等份，一份先完全发生该反应，反应产物再与足量盐酸反应，另一份直接与足量溶液反应，生成气体在相同条件下体积比为 。
【答案】(1)大
(2) 开始无明显现象，后来出现大量气泡
(3) 3:4
【详解】（1）合金的硬度大于成分金属，铝合金用于加工门窗，是因为其硬度比纯金属大。
（2）铝表面有氧化铝薄膜，氧化铝先与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠，然后铝和氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，则将一块铝箔投入过量NaOH溶液中，观察到的实验现象为：开始无明显现象，后来出现大量气泡；其中涉及到的离子方程式为：、。
（3）利用金属Al与在高温下反应冶炼金属Fe，利用的是铝热反应原理，该反应的化学方程式为，将可以恰好完全发生该反应的Al与均匀混合，分成两等份，可设两份混合物均为3mlFe3O4、8mlAl，一份先完全发生该反应，生成9ml 9mlFe、4mlAl2O3，加入盐酸生成氢气的反应为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，反应生成氢气9ml；另一份直接与足量NaOH溶液反应，生成气体的反应为，则生成氢气为12ml，相同条件下体积比等于物质的量之比为9ml:12ml=3:4。
12．（23-24高一上·广东深圳·期末）某废旧金属材料中主要为及其氧化物的混合物。利用该废旧金属材料制备胆矾的一种流程如下：
已知：调可将与分离，但不能将与分离。
回答下列问题：
(1)“破碎”的目的是 。
(2)“碱浸”时发生反应的离子方程式为 。
(3)“酸浸、氧化”的温度不宜过高，原因是 ；“滤渣2”的主要成分是 (填化学式)。
(4)下列选项中可以检验酸浸、氧化后溶液里是否含有的是___________。
A．溶液，新制氯水B．酸性高锰酸钾溶液
C．溶液D．淀粉试纸
(5)测定产品的纯度：准确称取胆矾样品，完全溶解于稀硫酸中，用过量的溶液沉淀其中的铜元素，得到蓝色沉淀质量为。该样品纯度为 (保留3位有效数字)。
【答案】(1)增加接触面积，加快反应速率
(2)
(3) 温度过高会分解，降低氧化效率
(4)B
(5)83.3%
【分析】由题给流程可知，废旧金属材料粉碎后焙烧得到氧化铜、四氧化三铁、氧化铝，向金属氧化物中加入氢氧化钠溶液，氧化铝与氢氧化钠溶液反应转化为溶液，四氧化三铁和氧化铜不反应，过滤得到含有的滤液1和含有四氧化三铁、氧化铜的滤渣1；向滤渣1中加入稀硫酸酸浸时，四氧化三铁与稀硫酸反应转化为硫酸铁和硫酸亚铁，氧化铜与稀硫酸反应转化为硫酸铜，向酸浸后的溶液中加入过氧化氢溶液，将亚铁离子氧化为铁离子，向氧化后的溶液中加入氧化铜或氢氧化铜调节溶液pH，将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有氢氧化铁的滤渣2和硫酸铜溶液，硫酸铜溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过波洗涤、干燥得到胆矾，由此分析。
【详解】（1）流程中“破碎”可以增大固体的表面积，使反应物的接触面积增大，有利于加快焙烧的反应速率，使废旧金属完全反应，故答案为：增加接触面积，加快反应速率；
（2）碱浸时是氧化铝和氢氧化钠的反应，反应的离子方程式为：，故答案为：；
（3）酸浸后溶液中含有铁离子和亚铁离子，氧化是将亚铁离子氧化为三价铁离子，该过程温度不宜过高，防止H2O2分解，降低氧化效率；根据上述分析可知，滤渣2的成分是，故答案为：温度过高会分解，降低氧化效率；；
（4）检验是否含有Fe2+，可以选择酸性高锰酸钾溶液，亚铁离子会使酸性高锰酸钾溶液褪色，故答案选：B；
（5）准确称取胆矾样品，完全溶解于稀硫酸中，用过量的溶液沉淀其中的铜元素，得到蓝色沉淀质量为，可知，根据可知，，纯度为，故答案为：83.3% 。
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模块一 知识网络构建
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模块三 核心考点剖析（9个典例）
模块四 基础过关练（10题）
模块五 能力提升练（12题）
[学习目标]
1．知道金属材料的常见类型——纯金属及其合金。
2．认识三大合金——铁合金、铝合金及新型合金的组成、性能与应用。
3．会书写铝、氧化铝及氢氧化铝与酸、碱反应的方程式。
4．基于物质的量认识化学变化，掌握物质的量在化学方程式计算中的应用。
化学性质
通性
与非金属单质反应
4Al＋3O2eq \(====,\s\up7(点燃))2Al2O3 生成致密氧化铝薄膜，可保护内部金属
与非氧化性酸反应
2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑
与盐溶液的
反应
2Al＋3Cu2＋＝2Al3＋＋3Cu
与水反应
2Al＋6H2Oeq \(====,\s\up6(Δ))2Al(OH)3＋3H2↑
特性
钝化
室温下，铝在浓硫酸、浓硝酸中，表面形成一层致密的氧化物膜，保护内部的金属不再与酸反应
与碱反应
2Al＋6H2O＋2NaOH＝2NaAl(OH)4＋3H2↑
2Al＋2OH－＋6H2O＝2Al(OH)4－＋3H2↑
铝热反应
铝与氧化铁的化学方程式：2Al＋Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))Al2O3＋2Fe，可用于焊接铁轨。
合金名称
主要要求或性质
主要用途
储氢合金
Ti－Fe合金
储氢量大，金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室温下吸、放氢的速率快
储存氢气时，比将氢气压缩成液态更便于储存，且便于运输，安全性好
La－Ni合金
钛合金、耐热合金、形状记忆合金
密度小，强度高，耐腐蚀，耐高温
航空航天、生物工程和电子工业等