第19讲 常见的合金及应用-【黄金起点】2026年初高中衔接必刷题化学

第二部分 初高中化学知识衔接 第19讲 常见的合金及应用 课程要求 KECHENGYAOQIU 初中要求 高中要求 1.能从合金结构与组成的角度理解合金的特殊性能。 了解合金分概念和特性。 2.掌握合金的组成和性能 3.通过实验探究铝和氧化铝的性质及转化，认识两性氧化物。 知识清单 ZHISHIQIN G DA N 一、合金铁合金 (2)用量最大、用途最广的合金 钢 1.金属材料：包括纯金属和它们的合金。 低碳钢（含碳 韧性、焊接性好，但强 度低，用于制造钢板 量低于03% 2.合金的性能：具有许多优良的物理、化学或机械 钢丝和钢管等 -暖素铜有 中碳钢（含碳量 强度高钢轨及加工性 性能，如合金的硬度、熔点不同于其成分金属。 为0.03%-0.6% 好，用于制造钢轨、 分含量 车轮和建材等 (1)性能变化 遁量组织 硬而脆，热处理后弹 据 加人结构 高碳钢（含碳 钢 化 合金发生 量高于0.6幽)引 性好，用于制造器械 ①熔点：常见合金的熔点低于其成分金属 元索 弹簧和刀县等 分 变化 在大气中比较稳定，不 ②硬度：常见合金的硬度大于其成分金属。 合金元 合金钢最常见 容易生锈，抗腐蚀能力 不绣钢累 强。用于制造医疗器械 (特种钢)的一种 厨房用具和餐具等：也 (2)调节方法 合金钢 可用作地铁列车的车体 材质 通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金 二、新型合金 的条件等来加以调节。 1.储氢合金：一类能够大量吸收H2,并与H2结合成 (3)差异原因 金属氢化物的材料。如TiFe合金，LaNi合金，为 在纯金属内加入其他元素形成合金以后，结构发 氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。 2.其他新型合金：钛合金、耐热合金和形状记忆合 生了变化，使合金的性能与纯金属有很大的 金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和 差异。 电子工业等领域。 3.铁合金 3.用途广泛的稀土金属 (1)镧系元素(57~71号元素)及钇和钪，共17种 (1)生铁和钢 元素为稀土元素。 分类 含碳量 性能 应用 我国拥有丰富的稀土资源，现已查明的世界稀土 资源中，80%分布在我国，并且品种齐全。 硬度大、抗压， 2%一 制造机座、管道 (2)稀土金属有着广泛的用途，它既可以单独使用， 生铁 性脆、可以铸造 也可用于生产合金。在合金中加入适量稀土金属， 4.3% 的重要材料 成型 能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被称为 “冶金工业的维生素” 良好的延展性， (3)稀土金属可用于制造引火合金、永磁材料、超 0.03% 广泛用于制造机 钢 机械性能好，可 导材料和发光材料等。稀土金属除广泛应用在 ~2% 械和交通工具等 冶金、石油化工、材料工业、医药及农业领域外， 以锻轧和铸造 还逐渐深人到许多现代科技领域。 49 衔接必刷题化学 经典例题 JINGDIANLITI 【典例】（湖南省湘潭市中考化学真题）2023年5 【答案】A 月28日，国产大型客机C919首次商业载客飞行成 【解析】A.钢是铁的合金，钢中含有铁元素、碳 功，C919在制造过程中使用了铝锂合金、钛合金、超 元素，其中碳元素属于非金属元素，符合题意：B 高强度钢等大量金属材料。下列有关金属材料的 金属材料包括纯金属以及它们的合金，不符合题 说法错误的是 ( ) 意；C.合金的强度和硬度一般比组成它们的纯 A.合金中一定只含金属元素 金属更高，抗腐蚀性也更好，故钛合金的硬度比 B.金属材料包括纯金属和合金 C.钛合金的硬度比纯钛更大 纯钛更大，不符合题意；D.钢是铁的合金，超高 D.超高强度钢属于一种铁合金 强度钢属于一种铁合金，不符合题意；故选A。 轻松训练 QINGSONGXUNLIAN 一、选择题 1.(湖南省长沙市中考化学真题)2023年我国自主 未打磨的铝片 刚打磨的铝片 NaOH溶液 研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”已 A.氧化铝有保护作用，因此烧杯I中没有反应 成功首飞，制造该飞机使用了铝锂合金等多种合 金。下列有关铝锂合金的说法正确的是( 发生 A.铝锂合金的熔点比纯铝更高 B.烧杯I中开始没有气泡，一段时间后才产生气 B.铝锂合金的抗腐蚀性能非常差 泡：烧杯Ⅱ中立即产生气泡 C.铝锂合金是混合物 C.两个烧杯中均发生反应：2A1+2NaOH+ D.铝锂合金的硬度比纯铝小 6H2O-2Na[Al(OH)]+3H2 2.(山西·中考真题)中国国家博物馆珍藏着一枚 D.铝制餐具不宜长时间存放碱性食物 “国玺”，即“中华人民共和国中央人民政府之 4.合金就是不同种金属（也包括一些非金属单质） 印”，代表着熠熠生辉的共和国符号。她由铜胎 在熔化状态下形成的一种熔合物，表格为四种金 铸字，不易变形。选用这种材料作为印章胎体最 属的熔沸点，根据数据判断其中不能形成合金 大的优点是 的是 ( Na Cu Al Fe 熔点（℃） 97.5 1083 660 1535 沸点（℃） 883 2595 2467 2750 A.硬度较大 B.熔点较高 A.Cu和AI B.Fe和Cu C.不溶于水 D.形状美观 C.Al和Na D.Fe和Na 3.取两块大小一样的铝片，进行如下图的实验：根据 5.用砂纸仔细打磨铝片后，称取质量均为2.7g的 该实验，下列说法不正确的是 两块铝片，将其中一铝片迅速放入120mL 50 第二部分初高中化学知识衔接 2mol/L NaOH溶液中，另一铝片在空气中放置 质量有很大的影响。某实验小组为检测某品牌 一段时间后，再放入等浓度等体积的NaOH溶 的镁铝合金（不含其他元素）中铝的质量分数，将 液中。下列说法不正确的是 一定量镁铝合金与足量试剂X反应，并设计了 下列实验方案进行探究。请填写下列空白： 放置后的铝片 刚打磨过的铝片 (1)甲组同学们拟选用下列实验装置完成实验： 道 NaOH溶液 试剂X 6⑤ A.均有氧化还原反应发生 B.消耗NaOH的物质的量相同 C.均有气体生成，且体积相同 合金 D.均有Na[Al(OH)4]生成，且质量相同 你认为最简易的装置连接顺序是 :连接 二、非选择题 好装置首先应进行的操作是 滴加过 6.铝和铝合金是一类重要的金属材料。回答下列 量的试剂X时，发现始终有部分金属未溶解，则 问题： 该组同学使用的试剂X可能为 (填化 (1)除去镁粉中混有少量铝粉，应加入的试剂为 学式)，发生反应的离子方程式为 ,发生反应的离子方程式为 ,然后经过滤、洗涤、干燥。 (2)为减少实验误差，乙组同学们设计组装了如 (2)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化 图所示的实验装置。 钠溶液反应，所得H2在同温同压下的体积之比 稀硫酸 导管： 是 (3)氢氧化亚铁在空气中会逐渐被氧化为氢氧化 移液管 铁，其化学方程式为 合金 (4)某同学在实验室用铝土矿（含有A2O3和 软胶管 SO2,不考虑其他杂质)制取金属铝的流程如下： ①装置中导管a的作用是 滤渣1(Si0】 铝士矿稀盐酸 操作1 滤液Ⅱ 滤液操作 氨水 ②已知金属与酸的反应是放热反应，为了较准确 装0碧 测量常温常压下氢气的体积，在金属完全溶解 熔融单质 后，读取氢气体积的正确操作为 ①操作I为 ②Al2O3与稀硫酸反应的离子方程式为 ③若实验所用镁铝合金的质量为5.58g,测得氢 ③滤液Ⅱ中溶质的用途之一是 气体积为6.048L(已转换成标准状况)，则合金 7.标准的镁铝合金中镁、铝的含量各约为50%。 中铝的质量分数为 (保留三位有效 活性铝含量的多少对烟花的安全生产和产品的 数字)。衔接必刷题化学 【解析】废液中含有FeCl2、CuCl2、FeCl3,向废液中加入 6.【答案】(1)NaOH溶液2A1+2OH+6H20 过量Fe,发生反应2Fe3++Fe一3Fe2+、Cu2++Fe 2[A(OH)4]+3H2↑(2)1：1 一Fe2++Cu,然后过滤，滤液中含有FeCl2,滤渣中含有 (3)4Fe(OH)2+()2+2H2O4Fe(OH)s Cu、Fe,向滤渣中加入过量盐酸，Fe溶解，Cu不溶解，然 (4)①过滤②Al2O3十6H+—2A3++3H20 后过滤得到金属单质Cu,滤液中含有FCl2,向FcCI2滤 作氮肥 液中通入过量C12,发生的反应为2Fe2+十C12—2Fe3+ 【分析】铝土矿（含有Al2O3和SiO2,不考虑其他杂质） 十2C1厂，从而得到FCl溶液，以此解答该题。 用疏酸溶解，二氧化硅不反应，过滤分离，滤液主要含有 疏酸铝，向滤液中加入氯水，反应生成氢氧化铝沉淀，过 第19讲 常见的合金及应用 滤分离，滤液Ⅱ中主要含有碗酸铵，氢氧化铝烘干、灼烧 轻松训练 分解生成氧化铝，电解熔融氧化铝生成铝单质与氧气，据 L,【答案】C 此解答 【解析】A.一般合金的熔点低于其组成金属的熔点，则 【解析】(1)铝和氢氧化钠溶液反应，镁不与氢氧化钠溶 铝锂合金的熔，点比纯铝低，不符合题意：B.一般合金的抗 液反应，除去镁粉中混有的少量铝粉，应加入的试剂是 商蚀性比其成分金属更强，因此铝锂合金的抗腐蚀性能 NaOH溶液，发生的反应为：2A1+2OH+6H2O 非常强，不符合题意：C,铝锂合金是由铝、锂等多种物质 2[A1(OH)1]-+3H2↑。 组成，属于混合物，符合题意：D.一般合金的硬度大于其 (2)2A1+6HC12AIC13+3H2↑，2A1+2NaOH+ 组成的金属的硬度，则铝锂合金的硬度比纯铝大，不符合 6H2O一2Na[AI(OH)门+3H2◆，通过化学方程式可 题意；故选C。 以看出，等质量的两份铝分别与足量的盐酸，氢氧化钠溶 2.【答案】A 液反应，金属是不足的，所以生成氢气的物质的量相等， 【解析】钢胎属于金属材料，最大的优点是硬度较大。 所得H2的体积之比是：1：1。 故选A (3)氢氧化亚铁在空气中会逐渐被氧化为氢氧化铁，其化 3.【答案】A 学方程式为：4Fe(OH)2十O2十2H2O一4Fe(OH)a。 【解析】A.氢氧化钠能与氧化铝反应，氧化铝不能起保 (4)①根据分析，操作I为过滤：②Al2O3与稀硫酸反应 护作用，烧杯I中发生反应，A错误：B.氢氧化纳能与氧 的离子方程式为：A1203十6H+—2A13++3HO:③滤 化铝反应生成四经基合铝酸纳，铝和氢氧化钠反应生成 液Ⅱ中溶质主要为硫酸铵，用途之一是作氨肥。 四羟基合铝酸钠和氢气，烧杯【中开蛤没有气泡，一段时 7.【答案】(I)①⑤④⑥检查装置气密性NaOH2Al 间后才产生气泡：烧杯Ⅱ中立即产生气泡，B正确：C,烧 +20H7+6H20-2[Al(OH)7+3H2 杯I中先发生反应氢氧化钠能与氧化铝反应生成四羟基 (2)①平衡气压以利于液体顺利流下，减少实验误差 合铝酸钠，后发生铝和氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸 ②冷却至室温后，上下移动移液管乙，使甲、乙中液面左 纳和氢气：烧杯Ⅱ中直接发生反应铝和氢氧化纳反应生 右相平，再读数③48.4% 成四羟基合绍酸钠和氢气：所以两个烧杯中均发生反应： 【分析】合金与试剂X反应生成氢气，本实验用排水量 2A1+2NaOH+6HO2Na[A1(OHD4]+3H2◆，故C正 气法测定氢气的体积，甲同学的装置是利用反应生成气 确：D铝、氧化铝都能和碱反应，所以绍制餐具不宜长时间 体、使装置内压强增大、将水排出，量筒中水的体积就是 存放碱性食物，D正确：故选A。 生成氢气的体积，据此连接装置、连接好装置首先应检查 4.【答案】D 装置气密性：乙同学引入了导管a,既利于液体顺利流下， 【分析】由合金的形成可知，两种金属若能够形成合金， 又减少了因滴入锥形瓶的稀疏酸体积而引起的氢气体积 则熔点较高的金属的熔点不能大于熔点较低的金属的 误差、该实验中测定生成氢气的体积时，应使反应前后装 沸点。 置内气体处于同温同压下，即读取氢气体积时应冷却到 【解析】钢的熔，点低于铝的沸，点，两种金属能够形成合 室温、且移液管中液面与干燥管中液面相平，视线与凹液 金，A错误：铁的嫦点低于铜的沸点，两种金属能够形成 面的最低点水平再读数，据此回答。 合金，B错误：铝的这点低于钠的沸点，两种金属能够形成 【解析】(1)装置的组装顺序：合金与试剂X反应，用排 合金，C错误：铁的熔点高于钠的沸点，两种金属不能形 水量气法测定氢气的体积，其中盛水的广口瓶导管一定 成合金，D正确：答案选D 要短进长出，利用增大压强原理将水排出，量简中水的体 5.【答案】C 积就是生成氨气的体积，量简内导管应仲入量筒底部，故 【解析】铝和氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和 连接顺序为：①⑤④①：连接好装置首先应检查装置气密 氢气，元素铝和氢的化合价发生变化，是氧化还原反应， 性：铁铝均能与氢离子反应、铝能与氢氧根离子反应而铁 铝可以和空气中的氧气反应生成氧化铝，元素铝和氧的 不能反应、则滴加过量的试剂X时，发现始终有部分金属 化合价发生变化，是氧化还原反应，A正确：第二种方案 未溶解，则该组同学使用的试剂X可能为N(OH,发生反 中，氧化铝和氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠，无论是 应的离子方程式为2A1+2OH+6H2O—2[A1(OH)] 哪种方案，最终都是生成四羟基合铝酸钠，根据铝元素守 +3H2↑。 恒，最终生成的四羟基合铝酸钠的物质的量相同，则消耗 (2)①引入了导管，使锥形瓶内气体与分液漏斗上方相 NaOH的物质的量相同，B正确：第二种方案中铝生成氧 连通，可平衡气压、利于液体顺利流下，且减少了因滴入 化铝，氧化铝生成四羟基合铝酸钠，都没有气体生成，C 锥形瓶的稀硫酸体积而引起的氨气体积误差。②该实验 错误；由选项B可知均有N[AI(OH):]生成，且质量相 中测定生成氨气的体积时，应使反应前后装置内气体处 同，D正确：故选C。 于同温同压下。反应放热导致氢气的温度偏高、移液管 86 参考答案 中液面与干燥管中液面有液差会导致气体压强有变化 4.【答案】B 故读取氢气体积的正确模作为：应冷却到空温、并上下移 【分析】由坐标图可知，OA段，发生反应：Fe十4H+十 动移液管，使其中液面与干燥管中液面相平，视线与凹液 NO3一Fe3++NO↑十2H2O:AB段，发生反应： 面的最低点水平再读数。③若实验所用镁铝合金的质量 2Fe3++Fe3Fe2+:BC段，发生反应Fe+2H+ 为5.58g,别得氢气体积为6.048L(已转换成标准状 2.241. 况)，设5.58g镁铝合金中铝的质量分数为x,则根据镁 Fe2++H:↑。0A段，n(N0)=2.1L/ma=0.1mol, 铝与稀硫酸反应产生的气体的关系Mg~H,A~是H n(Fe)=0.1 mol,n(H)=0.4 mol.n(NO )=0.1 mol, 可得：器×号+五卫-2标释六 uFe2+)=0.1 mol:AB段，n(fe)=2aFe2+)=a.05mol: 24 48.4%。 BC段，mH时)=2mH)=2×362,24L=0.1ml. 22.4 L/mol 第20讲 物质的量在化学 【解析】由分析可知，产生H2的体积为3.36L一2.24L 方程式计算中的应用 =1.12L,A不正确：m2=(0.1mol+0.05nmol)×56g/mol= 8.4g,B正确：由n(NO万)=0.1ol可知，所用混合溶液中 轻松训练 HNO方为0.1mol,则HS01电离产生的H+为0.4mol, 1.【答案】D 0.4 mol 1.12L 【解析】n(H:)=22.4/mo=0.05mol,根据方程式： 2 c(H2S0)=0.1L =2mol·L1,C不正确：AB段发 Mg+2HCI一一MgC12+H2个，所以有n(Mg)=n(H)= 生的反应为2FeCl3+Fe3FeCl2,属于化合反应，D不 0.05mol,m(Mg)=0.05mol×24g·mol1=1.2g: 正确：故选B。 m(MgO)=1.6g-1.2g=0.4g:根据关系式Mg~ 5.【答案】C 0.4g Mg0,n(Mg)t我化=n(MgO)=40g7/a=0.01mol,所以 【分析】假设NaOH溶液通入CO2形成的溶液中溶质 被氧化的钱的质量为m(Mg)被氧化=0.01mlX24g·mdl-1= 只有Na2CO3,逐演加入盐酸依次发生反应：Na2CO3十 0.24g,D选项特合；故答案选D。 HCI -NaCl+NaHCO3,NaHCO3+HCI -NaCl+ 2.【答案】B CO2↑+HzO,则前后2个阶段消耗盘酸的体积相等，由 【分析】由图示可知，涉及的反应有：4FeSO十O2十2H2SO 图可知，没有气体生成阶段消耗的盐酸体积小于生成气 —2Fe(S0)3+2HO,S0+Fe2(S0)3+2H0—2Fes0, 体阶段消耗的盐酸体积，可知Na(OH溶液与CO2反应后 +2HS01,总反应为：2S)2十(02+2H20一2H2S)4. 溶液中的溶质为Na2COs.NaHCO:,据此分析解题。 【解析】反应4FeSO,+Oh+2HS0,一2Fe(SO,)3十2HO 【解析】消耗盐酸100ml时，溶液恰好为NaCl溶液，根 中Fe与O化合价发生变化，反应S)2+Fc2(S))3十2H2O 据Na+,C离子守恒，可知n(NaOH)=n(NaCI)= 一2FeSO,+2HS),中Fe与S化合价发生变化，一共有3种 n(HC1)=0.1L×0.2mol/L=0.02mol,故原NaOH溶 元素化合价发生变化，A错误：流程图中涉及反应：4FSO1十()2 +2HS)1一2Fe(0)3+2HO,其离子方程式为：4Fe2++ 该的流度为°盟-0,20/1.A错误：生成二氧化 )b+4H广一4Fe3+十2H2O.B正确：由分析可知，该过程总反 碳阶段消耗盐酸为75mL,消耗HC1的物质的量为： 应为22十O2十2H0一2H2S01,相当于消耗了S0O2、 0.075L×0.2mol/1.=0.015mol,由NaHC03+HC O2和H2O生成H2SO4,C错误；由分析可知，该过程总反 一NaCl+CO2↑+HzO,可知生成的二氧化碳为 应为2S0O2+O2+2H20—2H2SO4,Fe2(SO4)3相当于 0.015mol,标准状况下生成二氧化碳的体积为：0.015ml× 催化剂，因此通入足量)2后，取样滴加KSCN溶液，溶液 22.4L/mol=0.336L.,即336ml.,根据破原子守恒，则通 会变红，D错误：答案选B。 入CO2在标准状况下的体积为336mL,B错误：碳酸纳 3.【答案】C 转化为碳酸氢钠消耗盐酸25mL,根据Na2CO3十HCI 【分析】将8.0g镁铁合金加入500mL.稀盐酸中怡好完 NaC1+NaHCO3,可知n(Na2CO3)=n(HC1)=0.025L 全反应，得到标准状况下氢气4.48L,发生的反应为：Mg ×0.2mol/L=0.005mol,由钠离子守恒可知，n(NaHCO3) +2HCI—MgC2+H2↑、Fe+2HCI—FcCl2+H2↑， =n(NaCl)-2n(Na2C(03)=0.02mol-0.005mol×2 设镁、铁的物质的量分别为tmol和ymol,则 0.01mol,所以n(NaHCO3):n(Na2CO3)=0.01mol: xmol×24g/mol+ymol×56g/mol=8.0g 0.005mol=2:1.C正确：由分析可知，通入CO2后所得 44.8L moly mol-22.4 L..mol-I ,解得x= 溶液的溶质为Na2CO3、NaHCO3,D错误；故答案为：C。 6.【答案】(1)3.95（或4.0有效数字不做要求） y=0.1,据此分析解题。 (2)0.0005(或5×10-+)(3)88% 【解析】该合金中铁、铁的物质的量之比为0.1mol 【解析】(1)500mL.0.05mol/L硫代硫酸钠中硫代硫酸 0.1mol=1:1,故A错误：反应中，生成0.2mol氢气，转 移电子为0.4mol,故B错误：n(HCl)=2n(金属)=2X 钠的物质的量是0.025mol,质量0.025mol×158g/mol 一3.95g,故答案为3.95g(或4.0有效数字不做要求)。 (0.1mol十0.1mol)=0.4mol,则盐酸的物质的量浓度 (2)45mL0.02mol/L.碘溶液中含碘单质0.0009mol, 为°。m0三0.8m0l·,故C正确：将标准状况下 根据消耗硫代硫酸钠的量可知剩余I2的物质的量为 8.96I.HC1气体溶于500ml.水中，形成的盐酸的体积不 0.05mol·L.-1×0.016L×0.5=0.0004mol,故0.1g 知道，因为溶液的体积不等于水的体积，所以无法计算溶 雏生素C药片消耗碘单质的物质的量为0.0009一0.0004一 液的物质的量浓度，故D错误：故答案选选C。 0.0005mol.