2023版高考化学一轮总复习第三章第二节金属材料课件

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[自主测评]1.易错易混辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1)钢与纯铁比较，钢不易生锈。(
(2)不锈钢、硬铝都是合金，青铜是铜单质，不属于合金。
(3)高温铝易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼。(
(4)能用铝槽车储运浓硫酸与浓硝酸，是因为铝的化学性质
稳定，不与浓硫酸、浓硝酸反应。(
(5)氧化铝是金属氧化物，也是碱性氧化物。(
(6)铝抗腐蚀能力较强的主要原因是铝与氧气反应使铝表
面生成一层致密的氧化膜。(
错因：钢是由铁和碳熔合而成，会形成原电
答案：(1)×池加快铁的生锈。
(2)×(3)√(4)×
错因：青铜是铜锡合金，属于混合物。错因：常温下，浓硫酸与浓硝酸能够钝化铝，形成
致密的氧化物Al2O3。
错因：氧化铝既和酸反应，又能和碱反应，属于两
(5)×性氧化物。(6)√
2.(教材必修第一册 P80 第5 题改编题)下列关于铝单质的叙
A.不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝及其氧化物都会和酸或碱反应B.铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定D.用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝会滴落下来，是因为金属铝的熔点较低答案：A
3.(教材必修第一册P76实验3­5 改编题)(1)将两小块质量相
等的金属钠，一块直接放入水中，另一块用铝箔包住，在铝箔上刺些小孔，再投入水中，试分析两者放出的氢气质量是否相等？
(2)Al 既能溶于强酸，又能溶于强碱，所以说“Al 既有金
属性，又有非金属性”。你认为这种说法是否恰当？为什么？
答案：(1)不相等，因为用铝箔(刺有小孔)包住的钠放入水中，钠先与水反应，产生的 H2 与直接把钠投入水中所产生的H2 的量相同，但生成的氢氧化钠溶液会与铝箔反应产生 H2，故后者产生的 H2 质量大于前者。
(2)不恰当 ，金属性是指元素的原子失电子的能力，非金
属性是指元素的原子得电子的能力。铝不论是与酸反应还是与
碱反应，都是失去 3e－，化合价升高为＋3 价，均是还原剂，因
而铝具有较强的金属性。
(1)金属材料包括________和它们的________，(2)合金的定义与性能
一般比它的各成分金属的高
一般比它的各成分金属的低
(3)影响合金性能的因素所添加合金元素的 ________ 、 ________ 和 形 成 合 金 的________不同，使合金的组成结构不同，进而使合金具有的性能不同。
其中不锈钢是一种重要的合金钢，合金元素主要是______和______，在大气中比较稳定，不易生锈，抗腐蚀能力强，常用于制造医疗器械、厨房用具和餐具以及地铁列车的车体等。
(1)形成：铝中加入其他元素(如铜、镁、硅、锰、锌及稀土
元素等)经熔合形成铝合金。
(2)性能：密度小、 强度高、塑性好、易于成型、具有较
(3)应用：制造炊具、门窗、飞机和宇宙飞船外壳的原料。
【练1】(2021 年枣庄八中月考)合金相对于纯金属制成的
①合金的硬度一般比它的各成分金属的大
熔点比它的各成分金属的更低
③改变原料的配比，改变生成
合金的条件，可得到具有不同性能的合金
⑤合金比纯金属的应用范围更广泛
解析：合金具有许多优良的物理、化学和机械性能，在许多方面优于各成分金属。例如，合金的硬度一般比其各成分金属的硬度大，多数合金的熔点比其各成分金属的熔点低，但合金的导电性比纯金属弱。
【练2】(2021 年肇庆期中)科学家研制出了一种新型的贮氢材料——铝镁合金，这种镁铝合金的成分可表示为 Mg17Al12，
其贮氢和释氢的原理可表示为 Mg17Al12＋17H2
12Al，下列有关说法正确的是(
A.Mg17Al12 是离子化合物B.为防止金属氧化，熔炼制备 Mg17Al12 时通氮气做保护气C.732 g 的合金能吸收 380.8 L 氢气D.该合金的熔点比镁和铝的熔点低
解析：合金是加热熔合而成的，不存在阴、阳离子，不属
于离子化合物，A 错误；Mg、Al 为较活泼金属，加热时易和氮
气发生反应，可以通入氩气来防止金属被氧化，不可以通氮气
做保护气，B 错误；氢气所处的状况未知，不能计算出氢气的具体体积，C 错误；合金的熔点比各成分的熔点低，该合金的熔点低于金属镁和金属铝的熔点，D 正确。
[归纳提升](1)构成合金的成分不一定是两种或两种以上的
金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。合金一定是混合物。
(2)常温下，多数合金是固态，但钾、钠合金呈液态。(3)合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多
良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加和；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。
1.铝(1)铝元素的存在：铝在地壳中的含量仅次于________ 和________，居第三位。在自然界中铝元素以________态存在。(2) 铝的物理性质：________ 色固体，质________ ，密度________，导电性仅次于金、银和铜。
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO ＋3H2↑
①冶炼金属铝的原料；②良好的耐火材料。
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
【练 1】(2021 年滨州检测)下列有关铝的实验现象、用途
解析：常温下，铝遇浓硫酸、浓硝酸被钝化，并不是不反
应，A 错误；铝箔用酒精灯加热，铝箔只熔化成液体而没有脱落，是因为铝箔表面被氧化产生一层致密的 Al2O3 薄膜，由于Al2O3 熔点高，熔化的 Al 被包裹在里面没有脱落，B 错误；氯化铵水溶液显酸性，加入铝发生反应产生 H2，C 错误；铝制炊具表面有一层氧化膜 Al2O3，Al 和 Al2O3 既可以与强酸反应又可以与强碱反应，故不能盛放酸性或碱性较强的液体食物，D 正
【练2】铝是一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出 H2 的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题：(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反
应，所得 H2 的体积之比是________。
(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生 H2 的体积之比是________。(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH 溶液中，二者产生的 H2 相等，则 HCl 和 NaOH 的物质的量浓度之比是________。
A.5.4 gC.2.7 g
B.3.6 gD.1.8 g
　　解析：(1)根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，得Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。(2)因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1∶3。(3)因为铝足量且产生H2的量相等，根据关系式n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。
(4)其反应原理分别为 2Al＋6HCl===2AlCl3 ＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。可见当参加反应的 HCl和 NaOH 的物质的量相等时，产生 H2 的体积比是 1∶3，而题设条件体积比为 1∶2，说明投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于 NaOH 来说是不足的。2Al＋6HCl===2AlCl3 ＋ 3H2↑
6 ml3 ml·L－1×0.1 L
3 ml0.15 ml
则 Al 与 NaOH 反应生成的 H2 为 0.15 ml×2＝0.3 ml。2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2×27 g5.4 g即投入的铝粉为 5.4 g。
铝与酸或碱反应生成H2 的量的关系
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑(1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应：①产生H2 的物质的量相等。②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。2足量的铝分别与等物质的量的 HCl 和 NaOH 反应：①消耗Al 的物质的量之比为1∶3。②生成H2 的物质的量之比为1∶3。
3一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应：
①铝与盐酸反应时，铝过量而 HCl 不足。②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而 NaOH 过量。
铝的重要化合物的性质及用途
【练3】(2021 年长春联考)从铝热法冶炼金属铬的废渣(含Al2O3 和 Cr2O3 等)中回收铬和铝的工艺流程如图：
A.合理处理废渣有利于保护环境和资源再利用B.滤渣 2 主要成分为 Al(OH)3 并可能含少量 NaHCO3C.滤液 3 中含 Na2SO4、(NH4)2SO4 及 Na2CO3 等D.流程中发生氧化还原反应的步骤有①③④
【练4】(2021年衡水调研)下列有关铝的化合物的说法正
确且存在因果关系的是(
A.Al2O3 的熔点很高，可用作耐火材料B.Al2O3 具有两性，可用于电解冶炼铝C.明矾是净水剂，可用于饮用水的杀菌消毒D.Al(OH)3 具有两性，可用于中和馒头制作过程(如发酵阶段)中产生的酸
解析：氧化铝熔点很高，所以可以作耐火材料，A 正确；
电解冶炼铝，只能说明熔融氧化铝能导电，是离子晶体，但与
Al2O3 的两性无关，B 错误；明矾溶于水后，铝离子水解形成氢
氧化铝胶体，可用于净水，以除去水中的悬浮物，明矾并不能
杀死水中的细菌和病毒，C 错误；Al(OH)3 具有两性，但不能中和太弱的酸，D 错误。
从铝土矿提取氧化铝的化工流程
已知铝土矿含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质。
考点三 物质的量在化学方程式中计算的应用
1.不同物质相同物理量之间的计算依据
化学方程式中各物质的化学计量数之比，等于各物质的粒子数之比，等于各物质的物质的量之比，也等于相同状况下对应气体的体积之比。
2.计算类型(1)基本计算
已知一种反应物(或生成物)的量求解其他物质的有关量，
此时，只要按照化学方程式中量的关系，列出已知物质和待求物质的比例式计算便可。
给出了两种反应物的量，求解某产物的量。
方法：按照化学方程式中量的关系判断哪一种物质过量，
然后根据量不足的物质进行求解。
物质的量在化学方程式中计算的应用
【练1】(2021年天津一模)NA代表阿伏加德罗常数的值。
　　A.25 ℃ 1 L pH＝1的H3PO4溶液中H＋数目为0.1NA　　B.0.1 ml·L－1 Ba(OH)2溶液中含有OH－的数目为0.2NA　　C.足量铁粉与1 L 14 ml·L－1浓硝酸加热充分反应，转移电子数目为14NA　　D.标准状况下22.4 L NO与足量O2充分反应，生成NO2分子数目为NA
解析：1 L pH＝1 的 H3PO4 溶液中氢离子物质的量为
0.1 ml，A 正确；没有溶液的体积，不能计算物质的量，B 错
误；足量的铁粉和浓硝酸加热反应，不能确定硝酸的产物，不
能计算转移电子数，C 错误；二氧化氮能自身反应生成四氧化二氮，不能确定二氧化氮的分子数，D 错误。
【练2】(2021年德州一中月考)已知 MnO2 与浓盐酸反应的
化学方程式为 MnO2＋4HCl(浓)
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，回
答下列问题：(1)该反应的离子方程式为________________________________________________________________________________。(2)被氧化的 HCl 占 HCl 总量的________。(3)当标准状况下有 11.2 L 氯气生成时，该反应转移的电子数为________(设 NA 为阿伏加德罗常数的值)。
(4)1.74 g MnO2 与 100 mL 12 ml·L－1 的过量浓盐酸完全反应(假设 HCl 无挥发)，在反应后的溶液中加入足量的 AgNO3 溶液，可生成________g 沉淀。
n(HCl)＝12 ml·L－1×0.1 L＝1.2 ml。反应中被氧化的n(HCl)＝n(MnO2)×2＝0.04 ml，反应后溶液中n(Cl－)＝1.2 ml－0.04 ml＝1.16 ml，加入足量的AgNO3溶液生成1.16 ml AgCl，m(AgCl)＝1.16 ml×143.5 g·ml－1＝166.46 g。
物质的量应用于化学方程式计算的基本步骤
1.(2021年新高考Ⅰ卷)X、Y 均为短周期金属元素，同温同压下，0.1 ml X的单质与足量稀盐酸反应，生成H2体积为V1 L；0.1 ml Y 的单质与足量稀硫酸反应，生成 H2 体积为V2 L。下
2.(2021 年全国甲卷)实验室制备下列气体的方法可行的是
解析：氯化铵不稳定，加热易分解生成氨气和氯化氢，但两者遇冷又会化合生成氯化铵固体，所以不能用于制备氨气，
A 不可行；将铝片加到冷浓硝酸中会发生钝化现象，不能用于制备二氧化氮，B 不可行；硫化氢为还原性气体，浓硫酸具有
强氧化性，不能用浓硫酸与硫化钠固体反应制备硫化氢气体，
因为该气体会与浓硫酸发生氧化还原反应，C 不可行；实验室
加热氯酸钾和二氧化锰的混合物，生成氯化钾和氧气，二氧化
锰为催化剂，可用此方法制备氧气，D 可行。
3.(2020 年新高考Ⅰ卷)以菱镁矿(主要成分为 MgCO3，含少量 SiO2，Fe2O3 和 Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：
已知浸出时产生的废渣中有 SiO2，Fe(OH)3 和 Al(OH)3。下
A. 浸出镁的反应为 MgO ＋2NH4Cl===MgCl2 ＋2NH3↑＋H2OB.浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行C.流程中可循环使用的物质有 NH3、NH4ClD.分离 Mg2＋与 Al3＋、Fe3＋是利用了它们氢氧化物 Ksp 的不同