第2节 金属材料-【回归课本】2025年高中化学基础知识训练

◀010 入可防止溶液下滴过程中吸收氧气,因隔绝空气可较长时间 看到白色沉淀,此实验中的FeSO4 溶液应现用现配,配制溶 液的蒸馏水应事先煮沸以排尽氧气。故选B。 典例6 (1)2Fe2++2Br-+2Cl2􀪅􀪅2Fe3++Br2+4Cl- (2)2I-+Cl2􀪅􀪅I2+2Cl- (3)5Fe2++MnO-4 +8H+􀪅􀪅5Fe3++Mn2++4H2O (4)3S2-+2Fe3+􀪅􀪅2FeS↓+S↓ (5)3Fe+2NO-3 +8H+􀪅􀪅3Fe2++2NO↑+4H2O (6)3Mg+2Fe3+􀪅􀪅3Mg2++2Fe 典例7 D 【解析】A.将Fe(NO3)2 溶于稀硫酸后,酸性条 件下NO-3 的强氧化性将Fe2+ 氧化成Fe3+,再滴加 KSCN 溶液一定会变红,无法证明Fe(NO3)2 是否氧化变质,错误。 B.酸性 KMnO4 溶液除了能氧化Fe2+,也可氧化Cl- 生成 Cl2 而褪色,不能证明Fe2+ 是否氧化变质,错误。C.在不存 在Fe3+时,检验Fe2+可以先滴加KSCN溶液,若不变红,再 滴加氯水溶液变红,但现在溶液中同时存在Fe3+和Fe2+,滴 加KSCN溶液肯定直接变红,无法检验Fe2+,错误。D.Fe3+ 可氧化I-生成I2,碘单质遇淀粉变蓝,正确。 第二节 金属材料 一、铁合金 ①大 ②低 二、铝和铝合金 ①金属元素 ②2Al+2OH-+6H2O􀪅􀪅2[Al(OH)4]-+3H2↑ ③2Fe+Al2O3 ④4Al+3O2↑ ⑤两性 ⑥Al2O3+2OH-+3H2O􀪅􀪅2[Al(OH)4]- ⑦吸附 ⑧Al(OH)3+H2O􀜩􀜨􀜑 [Al(OH)4]-+H+ ⑨[Al(OH)4]- ⑩四羟基合铝酸 􀃊􀁉􀁓3[Al(OH)4]- 􀃊􀁉􀁔净水剂 典例1 ② 【解析】①合金是一种金属与其他金属或非金属熔合而成的 混合物,错误。②合金的熔点通常低于各成分金属的熔点, 但强度和硬度均高于其成分金属,生铁为合金,其熔点比纯 铁低,但机械强度和硬度均高于纯铁,正确。③青铜为铜的 合金,其硬度高于纯铜,错误。④黑色金属指铁铬锰及其合 金,除黑色金属外的其他金属及合金都称为有色金属,该分 类与金属单质本身颜色无关。常见金属除了铜为紫红色、金 为金色外,大部分块状固体单质都是银白色的,纯铁块是银 白色的(铁粉是黑色的),错误。⑤合金的形成过程无新物质 生成,为物理变化,错误。 典例2 D 【解析】A.目前用量最大、用途最广的合金是 钢,但我国最早使用的合金是铜合金,不是钢,错误。B.钢的 含碳量为0.03%~2%,生铁的含碳量为2%~4.3%,错误。 C.合金中金属的化学性质不发生改变,生铁中的铁与纯铁的 化学性质相同,错误。D.超级钢具有优异的强度和延展性, 能够实现高强度和轻薄化,对于汽车、航空航天具有重要意 义,正确。 典例3 A 【解析】A.1molAl与足量的硫酸或NaOH溶 液反应时,Al都从0价升至+3价,转移3mol电子,正确。 B.Al与NaOH溶液反应时,无论 NaOH 少量或过量,都生 成Na[Al(OH)4]和 H2,不会生成Al(OH)3,错误。C.用实 际参与反应的量进行计算,需要先判断两个反应中哪个物质 完全反应,哪个物质剩余。HCl和 NaOH 的物质的量均为 0.1L×3mol·L-1=0.3mol,2Al+6HCl􀪅􀪅2AlCl3+3H2↑、 2Al+2NaOH+6H2O􀪅􀪅2Na[Al(OH)4]+3H2↑,若 HCl 和NaOH都消耗完,生成的H2 分别为0.15mol和0.45mol, 比例应为1∶3,事实上生成气体体积比为1∶2,说明NaOH 有剩余,即盐酸与铝的反应中,盐酸被消耗完、铝有剩余, NaOH与铝的反应中,铝消耗完、NaOH有剩余,,根据1∶2 的比例关系知Al与NaOH溶液反应生成的 H2 为0.3mol, 进而推出铝的物质的量为0.2mol,质量为5.4g,错误。D.根 据化 学 方 程 式 2Al+6HCl􀪅􀪅2AlCl3+3H2↑、2Al+ 2NaOH+6H2O􀪅􀪅2Na[Al(OH)4]+3H2↑,铝分别与盐 酸和氢氧化钠溶液反应时,生成等量 H2,消耗的 HCl和 NaOH物质的量之比为3∶1,错误。 典例4 D 【解析】A.铝热反应的本质是置换反应(氧化还 原反应),须遵循活泼置换不活泼(还原剂的还原性大于还原 产物的还原性),因此铝热反应只能制备比铝不活泼的金属, 镁比铝活泼,MgO与 Al的混合物不能称为铝热剂,错误。 B.铝活泼性很强,无法用热还原法制备,应电解熔融 Al2O3 制备铝(不能电解AlCl3 制备铝,AlCl3 是由分子构成的,熔 融状态仍为分子不导电),Al2O3 熔点很高,需加入冰晶石 (Na3AlF6)共熔,降低熔化温度节省能源,错误。C.铁的制备 相对容易,因此铁的价格低于铝,工业上通常不用铝制铁,会 大大增加成本,错误。D.虽然铝热反应的反应条件是高温, 但它是放热反应,高温只是引发反应进行的条件,反应放出 大量热,生成液态的铁水,正确。 典例5 D 【解析】A.Al2O3 是金属氧化物,Al2O3 既能与 酸反应,又能与碱反应,是两性氧化物,错误。B.氢氧化铝属 于两性氢氧化物,可溶于NaOH溶液和稀盐酸,不溶于氨水, 错误。C.由于氢氧化铝溶于强酸、强碱,AlCl3 与过量NaOH 溶液反应时先生成沉淀后沉淀溶解,生成Na[Al(OH)4],错 误。D.Al2O3 熔点高且不可燃,可用作耐高温耐火材料, Al(OH)3 在高温时分解生成熔点高、不可燃的 Al2O3,且分 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 011 ▶ 解过程中吸热,正确。 典例6 C 【解析】A.储氢合金是一种新型合金材料,氢分 子在合金中先分解成单个的原子,氢原子进入合金原子的缝 隙中,并与合金生成金属氢化物,金属氢化物性质稳定,但在 高温条件下容易分解,储氢合金具有储氢量大、能耗低、使用 方便的特点,正确。B.钛合金与人体具有很好的相容性,不易 产生免疫排斥反应,因此可用于制造人造骨,正确。C.大部分 合金的熔点低于其成分金属,汞合金除外,由题意知汞合金 是固体,而汞常温下为液体,因此汞合金熔点比汞高,错误。 D.金属材料包括纯金属和合金,钛合金属于金属材料,正确。 典例7 A 【解析】令选项中各物质的质量分别为1g。 A.铝 与 氢 氧 化 钠 的 反 应 为 2Al+2NaOH+6H2O 􀪅􀪅 2Na[Al(OH)4]+3H2↑,1gAl的物质的量为 1g 27g·mol-1 = 1 27mol ,根据化学方程式可知,参与反应的 Al与 NaOH 物 质的量相等,因此消耗的NaOH的物质的量为 1 27mol 。 B.氢氧化铝与氢氧化钠的反应为 Al(OH)3+NaOH 􀪅􀪅 Na[Al(OH)4],1g氢氧化铝的物质的量为 1g 78g·mol-1 = 1 78mol ,根据化学方程式可知,参与反应的Al(OH)3 与NaOH 物质的量相等,因此消耗的NaOH的物质的量为 1 78mol 。 C.AlCl3 与 氢 氧 化 钠 的 反 应 为 AlCl3 +4NaOH 􀪅􀪅 Na[Al(OH)4]+3NaCl,1 g 氯 化 铝 的 物 质 的 量 为 1g 133.5g·mol-1 = 2 267mol ,根据化学方程式可知,参与反应 的AlCl3 与 NaOH 物 质 的 量 之 比 为1∶4,因 此 消 耗 的 NaOH的物质的量为 8 267mol 。 D.Al2O3 与氢氧化钠的反应为Al2O3+2NaOH+3H2O􀪅􀪅 2Na[Al(OH)4],1g氧化铝的物质的量为 1g 102g·mol-1 = 1 102mol ,根据化学方程式可知,参与反应的Al2O3 与NaOH物 质的量之比为1∶2,因此消耗的NaOH的物质的量为 1 51mol 。 通过上 述 比 较 可 知,相 同 质 量 的 Al、Al(OH)3、Al2O3、 AlCl3,Al消耗的NaOH最多。 第四章 物质结构 元素周期律 第一节 原子结构与元素周期表 一、原子结构 ①元素 ②化学性质 ③K ④L ⑤M ⑥N ⑦最低 ⑧内 二、元素周期表 ①8 ②9 ③10 ④7 ⑤8 ⑥1 ⑦电子层 ⑧最外 三、核素 ①质子 ②中子 ③同一 ④不同原子 ⑤核 ⑥考古断代 四、原子结构与元素的性质 ①金属性 ②非金属性 ③稳定 ④第ⅠA ⑤失去 ⑥活泼 ⑦2Na+O2 △ 􀪅􀪅Na2O2 ⑧2NaOH+H2↑ ⑨Cu(OH)2↓+H2↑ ⑩增加 􀃊􀁉􀁓第ⅦA 􀃊􀁉􀁔-1 􀃊􀁉􀁕4HF+O2 􀃊􀁉􀁖HX+HXO 􀃊􀁉􀁗2FeCl3 􀃊􀁉􀁘2FeBr3 􀃊􀁉􀁙FeI2 􀃊􀁉􀁚2Cl-+2Fe3+ 􀃊􀁉􀁛2HX+H2SO4 􀃊􀁊􀁒2X-+S↓ 􀃊􀁊􀁓苯 􀃊􀁊􀁔汽油 􀃊􀁊􀁕四氯化碳 􀃊􀁊􀁖升高 􀃊􀁊􀁗增大 典例1 A 【解析】A.NaCl和NH4Cl的混合物中含1mol Cl-,则Na+和NH+4 的物质的量之和为1mol,1molCl-的 质子数为17NA,Na+和NH+4 的质子数均为11,总物质的量 为1mol时含有的质子数为11NA,则混合物中质子数为 28NA,正确。B.当Vm=22.4L·mol-1时,根据n= V Vm = 28L 22.4L·mol-1=1.25mol ,一个氢分子中含有两个质子,28L 氢气中质子数为2×1.25mol=2.5mol,即2.5NA,25℃、 101kPa不是标准状况,气体摩尔体积大于22.4L·mol-1, 则28L氢气中含有的质子数小于2.5NA,错误。C.H3O+为 阳离子,电子数小于质子数,错误。D.2.8g56Fe物质的量为 0.05mol,含有的中子数为0.05mol×(56-26)=1.5mol, 即1.5NA,错误。 典例2 B 【解析】A.原子核外区域能量不同,离核越近能 量越低,离核越远能量越高,所以在多电子的原子里,能量高 的电子通常在离核远的区域内活动,错误。B.短周期元素原 子核外电子总是先排在能量低的、离核最近的轨道电子层 里,例如一般先排满了L层后才排 M 层,正确。C.两种微 粒,若核外电子排布完全相同,其性质不一定相同,如Na+和 O2-核外都有10个电子,核外电子排布相同,但是二者性质 不同,错误。D.通常认为最外层有8个电子的结构是一种稳 定结构,只有一个电子层时2个电子为稳定结构,错误。 典例3 (1)OH- (2)H3O++NH3􀪅􀪅NH+4 +H2O (3)CH4、HF (4)Na+、Mg2+ 【解析】NH+4 +OH-􀪅􀪅H2O+NH3↑,H3O++OH-􀪅􀪅 2H2O,A+为 NH+4 ,B+ 为 H3O+,C- 为 OH-,D为 H2O,E 为NH3。 典例4 C 【解析】A.元素周期表共7行,分别为7个周 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 053 ▶ ◀054 055 ▶ ◀056 知识点一 合金的定义及性质 1(合金及性质)下列说法中正确的是 (填序号)。 ①合金一定由两种或两种以上的金属熔合而成 ②生铁的熔点比纯铁低,但机械强度和硬度比纯铁高 ③青铜比纯铜硬度低 ④铁是黑色金属,故铁块是黑色的 ⑤镁、铝熔合成合金的过程是化学变化 总结 材料主要分三大类:金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料。金属材料包括纯金属和合金,合金是由一种 金属与其他金属或非金属经物理熔合形成的混合物,此过程中各成分的化学性质不发生改变。合金通常比其 成分金属熔点低、硬度大。 知识点二 铁合金 2(铁合金)下列说法正确的是( ) A.目前用量最大、用途最广的合金是钢,也是我国使用最早的合金 B.生铁的含碳量为0.03%~2% C.生铁中的铁与纯铁的化学性质不同 D.超级钢具有优异的强度和延展性 总结 我国最早使用的合金是铜合金,其中青铜为铜锡合金,黄铜为铜锌合金。目前用量最大、用途最广的合金是钢, 是一种铁合金。生铁和钢的含碳量以2%分界,低于2%的是钢,高于2%的是生铁。合金中的各种单质保留 其原本的化学性质,合金是混合物,但由于合金具有固定的组成,因此有固定的熔点。 知识点三 铝及其化合物的性质 3(铝与酸、碱反应的数量关系)下列说法正确的是( ) A.1molAl与足量的硫酸或氢氧化钠溶液反应,转移电子量相同 B.铝与少量NaOH溶液反应生成Al(OH)3,与足量NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4] C.甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol·L-1的盐酸和氢氧化钠溶液,向两烧杯中分别加入等质量 的铝粉,反应结束后,测得生成的气体体积比V(甲)∶V(乙)=1∶2,则加入铝粉的质量为2.7g D.Al分别与盐酸和氢氧化钠溶液反应时,生成等量H2,消耗的HCl和NaOH物质的量相等 057 ▶ 总结 铝与酸或碱反应生成氢气的量的关系 2Al+6HCl􀪅􀪅2AlCl3+3H2↑ 2Al+2NaOH+6H2O􀪅􀪅2Na[Al(OH)4]+3H2↑ ①等质量的铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应 a.产生H2 的物质的量相等 b.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 a.消耗Al的物质的量之比为n(Al)HCl∶n(Al)NaOH=1∶3 b.生成H2 的物质的量之比为n(H2)HCl∶n(H2)NaOH=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 若产生氢气的体积比值为 1 3< V(H2)HCl V(H2)NaOH<1 ,则必定 a.铝与盐酸反应时,铝过量而HCl不足 b.铝与氢氧化钠溶液反应时,铝不足而NaOH过量 4(铝热反应与铝的冶炼)下列说法正确的是( ) A.MgO和Al的混合物可以称为铝热剂 B.冶炼铝时常用焦炭作还原剂 C.工业上可以用铝热法制备铁 D.铝热反应是放热反应 总结 1.铝热反应 实验现象 a.镁带剧烈燃烧,放出大量的热,并发出耀眼的白 光,氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈反应; b.纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入细沙中 实验结论 高温下,铝 与 氧 化 铁 发 生 反 应,放 出 大 量 的 热: Fe2O3+2Al 高温 􀪅􀪅2Fe+Al2O3 3! JUJ&P#U& !FIUJ44&&!! !I J1+# ' 原理运用 a.制取熔点较高、活动性弱于Al的金属,如铬、锰、钨等,3MnO2+4Al 高温 􀪅􀪅3Mn+2Al2O3 b.金属焊接,如焊接钢轨等(工业上不会用铝热法制铁) 2.常见金属的冶炼方法 元素 K、Ca、Na、Mg、Al Zn、Fe、Sn、Pb、Cu Hg、Ag 冶炼方法 电解法 热还原法 热分解法 化学方程 式举例 2NaCl(熔融) 电解 􀪅􀪅2Na+Cl2↑ 2Al2O3(熔融) 电解 冰晶石 􀪅􀪅􀪅􀪅4Al+3O2↑ 3CO+Fe2O3 高温 􀪅􀪅2Fe+3CO2 2Al+Fe2O3 高温 􀪅􀪅2Fe+Al2O3(铝热反应) 2HgO △ 􀪅􀪅2Hg+O2↑ ◀058 5(氧化铝与氢氧化铝)下列说法正确的是( ) A.氧化铝是金属氧化物,因此属于碱性氧化物 B.氢氧化铝可溶于NaOH溶液、氨水和稀盐酸,属于两性氢氧化物 C.可以用AlCl3 与过量的NaOH溶液反应制备Al(OH)3 D.氧化铝和氢氧化铝都可用于制耐高温耐火的材料 总结 氢氧化铝的性质、用途与制备 物理性质 不溶于水的白色胶状固体,具有吸附性 化学性质 与强酸反应:Al(OH)3+3H+􀪅􀪅Al3++3H2O; 与强碱反应:Al(OH)3+OH-􀪅􀪅[Al(OH)4]-[Al(OH)3 属于两性氢氧化物] 热稳定性:2Al(OH)3 △ 􀪅􀪅Al2O3+3H2O 用途 可用作吸附剂、净水剂;治疗胃酸过多;可作为制造耐火材料的原料 制备 铝盐溶液中加氨水:Al3++3NH3·H2O􀪅􀪅Al(OH)3↓+3NH+4 四羟基合铝酸根离子溶液中通入足量CO2:[Al(OH)4]-+CO2􀪅􀪅Al(OH)3↓+HCO-3 四羟基合铝酸根离子与铝离子反应:Al3++3[Al(OH)4]-􀪅􀪅4Al(OH)3↓ 氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸氢钠都可用于治疗胃酸过多。 知识点四 新型合金 6(新型合金)下列说法错误的是( ) A.储氢合金是一类能够大量吸收氢气,并与氢气结合成金属氢化物的新型合金材料 B.钛合金与人体具有很好的相容性,因此可用于制造人造骨 C.汞合金是目前使用较多的补牙材料,其熔点比汞的低 D.火箭采用的高强度新型钛合金构件属于金属材料 知识点五 物质的量在化学方程式计算中的应用 7(物质的量在化学方程式计算中的应用)相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液 反应至体系中均无固体物质,消耗碱量最多的是( ) A.Al B.Al(OH)3 C.AlCl3 D.Al2O3 总结 参与反应的各物质物质的量之比等于化学计量数之比,这是一个很常用的计算等量关系,当然不是唯一的等量 关系,初期大家可以用这个方法解决计算问题,熟练之后更建议借助守恒关系计算,计算速度更快,当然要求会 更高,需要能够熟练掌握转化关系,找准数量关系。