第16讲 常见的合金及应用-【暑假弯道超车】2025年新高一化学暑假提升精品讲义（人教版2019）

第16讲常见的合金及应用 学习目标 提前掌握本节核心知识，为开学学习打好基础。 思维导图 用图表整理章节逻辑，帮助建立系统化认知。 新知预习 通过预习内容初步理解新知识，培养独立思考能力。 考点精析 结合例题解析高频考点，掌握解题思路，减少开学后学习压力。 分层作业 基础达标：确保核心知识掌握，建立信心。 过关检测：提升应用能力，衔接开学后学习。 1.能依据物质类别列举铝元素的典型代表物，预测其化学性质。 2.能列举、描述、辨识铝及其化合物的物理和化学性质及实验现象。 3.能用化学方程式、离子方程式正确表示铝及其化合物的主要化学性质。 4.知道金属材料的常见类型——纯金属及其合金。 5.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。 一、合金 1．定义：由两种或两种以上的 (或 )熔合而成的具有 的物质。 2．组成 ①合金中一定含有 元素，可能含有 元素。 ②合金是 ，不是 。 ③在合金中各组成成分元素的化合价大都为 价 3.物理性质：合金具有许多优良的物理或机械性能，在许多方面不同于各成分金属。 （1）硬度：合金的硬度一般 成分金属，原因：改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层间的相对滑动 。 （2）熔点：合金的熔点多数 成分金属，原因：熔点的高低由物质内部微粒间作用力的大小决定，同一种金属原子间以金属键结合，作用力强，熔点高;当外来原子进入该晶体的时候，金属键遭到破坏，金属内部出现排列混乱的状态，这时整体金属内能增大，导致熔点降低。 4．合金的电学性质 （1）合金容易形成 池 （2）腐蚀速率 ①一般合金比纯金属 ②不锈钢：不易被腐蚀 5．合金性能的影响因素 （1）元素的种类。（2）元素含量。（3）生成合金的条件。 二、铁合金 1．合金元素：主要是铁和 2．铁合金分类：根据含碳的不同分类 （1）生铁：含碳量 ，硬度 ，抗压、性 、韧性 （2）钢：含碳量 ，硬度 ，延展性 、韧性 、机械性能 （3）生铁和钢的比较 生铁 钢 含碳量 2%～4.3% 0.03%～2% 性能特征 硬度大、抗压、性脆、可铸造成型 有良好的延展性、机械性能好、可以锻轧和铸造 主要应用 制造机座、 等 制造机械和 等 3．钢的分类 （1）碳素钢 ①低碳钢：韧性、焊接性好，但硬度低，用于制造钢板、钢丝和钢管等 ②中碳钢：硬度高，韧性及加工性好，用于制造钢轨、车轮和建材等 ③高碳钢：硬而脆，热处理后弹性好，用于制造器械、弹簧和刀具等 课本【思考与讨论】参考答案： 碳素钢中其他元素原子的加入改变了铁原子的规则层状排列，不同合金元素或者不同比例的同一合金元素，对原子规则排列的改变不同，因而制得的合金性能也有差异；我们可依据钢的使用条件，加入不同的合金元素；利用各种合金元素的不同性质，可以制得具有多种优良性能的合金，以满足各种不同的性能要求；少量的某种元素可能会对合金的性质造成很大的影响。 （2）合金钢（特种钢） ①形成：在碳素钢中适量加入合金元素，使钢的组织机构发生变化 ②性能：强度、硬度大，可塑性、韧性好，耐磨，耐腐蚀等 ③不锈钢：合金元素主要是 和 ，在大气中比较稳定，不易生锈，抗蚀能力强，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。 三、铝合金 1．形成：向铝中加入少量合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等，可制成 。 2．硬铝合金 （1）组成：含Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%。 （2）性能：密度 、强度 、具有较强的 。 （3）用途：制造飞机和宇宙飞船。 3.镁铝合金：制造飞机和宇宙飞船的理想材料 四、铝 1．铝的存在：铝是地壳中含量 的金属元素。在自然界中铝元素全部以 态的形式存在，以铝土矿的形式存在，主要成分是Al2O3，含少量Fe2O3和SiO2。 2．金属铝的物理性质 银白色有金属光泽的固体，有良好的 性、 性和导热性等，密度较 ，质地 。 3．金属铝的化学性质 （1）铝与氧气的反应 ①铝粉可以在纯氧中燃烧，发出耀眼的 ，生成 ，4Al＋3O22Al2O3。 ②常温下铝在空气中极易与氧气反应，表面生成一层致密的薄膜，能阻止氧气与铝进一步反应。 （2）铝与氯气、硫的反应： 、 （3）铝与酸的反应——【实验3-4】 实验装置 实验原理 Al2O3+6HCl= ；2Al+6HCl= 实验用品 盐酸、铝片；试管、酒精灯、木条。 实验步骤 在一支试管中加入5mL盐酸，再向试管中放入一小块铝片。观察实验现象。过一段时间后，将点燃的木条放在试管口，你观察到什么现象？ 实验现象 开始无现象，一段时间后铝片 ，然后冒铝片表面有 产生，试管壁有 现象。一段时间后，将点燃的木条放在试管口，可听到爆鸣声，后气体燃烧发出 火焰 实验结论 氧化铝和铝均能和盐酸反应。 实验说明 铝片表面有一层致密的保护膜氧化铝，可以与盐酸发生反应：Al2O3+6HC1=2A1C13+3H20,这个阶段没有气体生成；随着反应的进行，保护膜氧化铝逐渐减少，铝单质直接与盐酸接触，发生反应：2A1+6HC1=2A1C13+3H2↑。因此，铝片 与盐酸刚开始反应时没有气泡产生，一段时间后，当铝与盐酸反应产生氢气、且氢气将试管中空气排净后，即可用点燃的木条检验氢气。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。 【易错提醒】Al常温下遇冷的浓硫酸、浓硝酸会发生 。 （4）铝与强碱溶液的反应——【实验3-5】 实验装置 实验原理 2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑；Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4] 实验用品 NaOH溶液、铝片；试管、酒精灯、木条。 实验步骤 在两支试管中分别加入少量的NaOH溶液，然后向其中一支试管中放入一小块铝片，向另一支试管中放入用砂纸仔细打磨过（除去表面的氧化膜）的一小块铝片。观察实验现象。过一段时间后，将点燃的木条分别放在两支试管口，你观察到什么现象？ 实验现象 用砂纸打磨过的铝片表面立即剧烈反应，有 产生，试管壁有发热现象。未经打磨过的铝片刚开始反应较 ，后逐渐 ，产生 ，试管壁有 现象。一段时间后，将点燃的木条放在两支试管口，均可听到 ，后两试管气体均燃烧发出 火焰 实验结论 铝表面的Al2O3可溶于 ；Al可与 反应生成氢气 实验说明 用砂纸打磨过的铝片已擦除表面的保护膜氧化铝，铝单质与氢氧化钠溶液直接接触。该反应分为两步，第一步是铝与水反应：2A1+6H20=2A1(OH)3+3H2↑，由于生成的氢氧化铝为难溶物，会附着在铝表面，阻止反应进一步发生，因而铝和水的反应进行程度很小。第二步是氢氧化铝与氢氧化钠反应：Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]。由于氢氧化铝为两性氢氧化物，与强碱可以反应，氢氧化铝被消耗促进了第一步反应的继续进行，两步加起来就是总的方程式：2A1+2NaOH+6H20=2Na[A1(OH)4]+3H2↑。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。 未打磨的铝片表面有一层致密的保护膜氧化铝，由于氧化铝为两性氧化物既能与酸反应，又能与碱反应，因此，将其放入氢氧化钠溶液中后，铝片上的氧化铝先与氢氧化钠反应：Al2O3+2NaOH+3H20=2Na[A1(OH)4],氧化铝逐渐减少，铝单质露置于氢氧化钠溶液中，发生反应：2A1+2NaOH+6H20=2Na[A1(OH)4]+3H2↑。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。 （5）铝热反应 实验装置 实验现象 ①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的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出 ：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 原理应用 ①制取 、活动性 Al的金属，如铁、铬、锰、钨等， 3MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3； ②金属焊接，如野外焊接钢轨等 4.铝的制备和用途 （1）制备原理：铝土矿Al2O3Al，电解熔融Al2O3：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。 【特别提醒】 工业上冶炼Al用电解熔融Al2O3而不用AlCl3的原因：AlCl3是共价化合物，熔融态不导电。 （2）铝的用途：纯铝用作 ，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等，铝还用作 。 五、氧化铝 1.物理性质： 色固体， 溶于水，熔点很 。 2.化学性质—— 氧化物 （1）两性氧化物：既能与 反应，生成盐和水，又能与 反应，生成盐和水的氧化物，叫两性氧化物。 （2）氧化铝是一种两性氧化物，既能与酸(如盐酸)反应，又能与碱(如NaOH溶液)反应。 ①与盐酸反应： ，Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O ②与NaOH溶液反应：Al2O3+2NaOH＋3H2O=2Na[A1(OH)4]+H2O， 【易错警示】 这里的酸碱是指强酸、强碱。 3.用途：①作 ②冶炼 4.制备：Al(OH)3加热分解： 六、氢氧化铝 1.物理性质： 色胶状 溶于水的固体，有较强的吸附性。 2.化学性质—— 氢氧化物 Al(OH)3的电离方程式为 酸式电离：Al(OH)3＋H2O 碱式电离：Al(OH)3 ①与酸反应： ②与碱反应： ③受热分解： 【总结归纳】 既能与酸反应又能与碱反应的物质：①弱酸的铵盐，如：NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；②弱酸的酸式盐，如：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；③氨基酸；④铝及铝的氧化物、氢氧化物。 3.用途①制药（治疗 ）　② 水作用 4.制备Al(OH)3的三种方法 ①向铝盐中加入氨水，离子方程式为 。 ②Na[A1(OH)4]溶液中通入足量CO2，离子方程式为 。 ③可溶性铝盐和偏铝酸盐水溶液中混合： 。 七、新型合金 1．储氢合金：一类能够大量吸收H2，并与H2结合成 的材料。如Ti-Fe合金、La-Ni合金等，为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： 、 和 等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。 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种元素为稀土元素。 我国是稀土资源大国，到目前为止，我国的稀土储量、稀土产量、稀土用量和稀土出口量均居世界第一位。 （2）稀土金属有着广泛的用途，它既可以单独使用，也可用于生产合金。在合金中加入适量稀土金属，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”。 （3）稀土金属可用于制造引火合金、永磁材料、超导材料和发光材料等。稀土金属除广泛应用在冶金、石油化工、材料工业、医药及农业领域外，还逐渐深入到许多现代科技领域。 考点一 合金的性质及应用 【例1】某硬铝为合金。下列叙述错误的是 A．硬铝为化合物 B．硬铝具有导电性 C．硬铝的部分成分可以与稀硫酸反应 D．硬铝能与溶液反应 【变式1-1】我国铝材工业水平处于世界领先行列。下列说法不正确的是 A．铝制餐具不宜长时间盛放酸性、碱性的食物 B．常温下，铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼 C．铝合金密度小、强度高，广泛应用于航空领域 D．工业上常用NaOH溶液去除铝表面的氧化膜 【变式1-2】奥氏体不锈钢，是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含铬（Cr）约18%、含Ni8%~10%、含C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织，耐高温，加工性能好，广泛应用于工业、家具装饰行业和食品医疗行业。下列说法错误的是 A．奥氏体不锈钢是一种合金钢 B．奥氏体不锈钢的硬度小，熔点高于纯铁 C．钢中加入镍能增强低温时的韧性 D．钢中加入铬能增强耐磨性和抗氧化性 考点二 铝的性质 【例2】陈述I和陈述Ⅱ均正确且具有因果关系的是 陈述I 陈述Ⅱ A 氯化铁溶液可用于五金蚀刻，如在不锈钢广告牌上刻文字或图形 FeCl3溶液呈酸性 B 技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板 铝的性质不活泼 C 工人将磨具干燥后再注入熔融钢水 铁与水蒸气高温下会反应 D 久置空气中的漂白粉遇酸产生CO2 漂白粉的有效成分为CaCO3 A．A B．B C．C D．D 【变式2-1】下列离子方程式书写正确的是 A．用醋酸除去水垢的反应： B．胃药里含氢氧化铝能降低胃酸(主要成分为)： C．铝溶于氢氧化钠溶液： D．向硫酸酸化的溶液中通入： 【变式2-2】室温下，下列离子组在指定溶中一定能大量共存的是 A．与铝反应能产生氢气的溶液中：K+ 、Fe3+ 、、 B．某澄清透明溶液中：、Fe3+ 、、H+ C．含有大量 Ba2+的溶液中：Na+ 、Cu2+ 、 、Cl- D．使石蕊溶液显红色的溶液中：K+ 、Mg2+ 、Cl- 、 考点三 氧化铝和氢氧化铝的性质 【例3】下列物质中，既能和盐酸反应；又能和氢氧化钠溶液反应的物质是 A．氯化铁 B．碳酸钠 C．铁单质 D．氧化铝 【变式3-1】下列有关物质的性质与用途，不具有对应关系的是 A．合金的熔点比各成分金属的低，可用作飞机外壳 B．为红棕色粉末，常用作油漆、涂料 C．的熔点高，常用作耐火、耐高温材料 D．可与酸反应，可用作医用胃酸中和剂 【变式3-2】下列两瓶没有标签的无色透明溶液，不用任何试剂，只需互滴就能鉴别出来的是 A．明矾溶液和烧碱溶液 B．明矾溶液和盐酸 C．盐酸与烧碱溶液 D．溶液和烧碱溶液 考点四 铝及其化合物转换 【例4】下列各组物质的转化不能全部通过一步反应直接完成的是 A．Al→Al2O3→Al(OH)3→AlCl3 B．Na→NaOH→Na2CO3→NaCl C．Cl2→HCl→NaCl→NaNO3 D．Fe→FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3 【变式4-1】在给定条件下，下列物质转化能实现的是 A． B． C． D． 【变式4-2】经处理后的火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为、FeO、。从粉煤灰中提取氧化铝的工艺流程如图所示，下列说法错误的是 A．“溶液”中含有 B．“碱浸”可用NaOH溶液或浓氨水 C．“电解”过程中Al的化合价由＋3价变为0价 D．流程中涉及分解反应 基础达标 1．下列关于新型合金材料说法错误的是 A．镧镍合金能大量吸收形成金属氢化物，可作储氢材料 B．钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼的材料 C．形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状 D．钾钠合金具有还原性，故可用作原子反应堆的导热剂 2．下列物质的循环图不能一步完成的是 A．X为、Y为、Z为 B．X为、Y为、Z为 C．X为C、Y为、Z为 D．X为、Y为、Z为 3．属于碱性氧化物的是 A． B． C． D． 4．下列物质用途说法不正确的是 A．碳酸氢钠可用于焙制糕点 B．稀土金属既可单独使用，也可用于生产合金 C．氯气、臭氧、二氧化氯都可用于饮用水的消毒 D．具有实用价值的储氢合金，要求金属氢化物容易形成，高温容易分解 5．人们经常使用的金属材料大多数属于合金，以下关于合金的叙述正确的是 ①青铜是中国历史上使用最早的合金 ②合金的熔点一般比各成分金属熔点高 ③合金往往比各成分金属的物理、化学或机械性能好 ④合金的性质是各成分金属性质之和 A．①③④ B．①③ C．①② D．①②③④ 6．下列离子方程式书写不正确的是 A．铁钉放入稀盐酸中： B．铁钉与硫酸铜溶液反应： C．氯气通入氯化亚铁溶液中： D．氧化铝与氢氧化钠溶液反应： 7．下列各组物质的转化中，不是通过一步反应实现的是 A． B． C． D． 8．下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 A．某澄清透明溶液中：、、、 B．与铝反应放出氢气的溶液中：、、、 C．使酚酞变红的溶液中：、、、 D．新制氯水中：、、、 9．为满足尖端技术发展的需要，我国科学家设计合成了许多新型合金。下列有关合金的说法错误的是 A．飞机机身材料使用的铝锂合金，具有密度大、硬度大的优良性质 B．储氢合金是一类能够大量吸收，并与结合成金属氢化物的材料 C．飞机发动机叶片是由镍、铁、碳和钴组成的合金制造的，能承受1100℃的高温 D．稀土元素被称为“冶金工业的维生素”，合金中加入适量稀土金属能改善合金性能 10．下列关于铝的说法中，错误的是 A．Al是地壳中含量最多的元素 B．在常温下能与反应 C．Al能与强酸或强碱发生反应 D．电解熔融的可制得金属 11．实验室分离Fe3+和Al3+的流程如下： 已知Fe3+在浓盐酸中生成黄色配离子[FeCl4]-，该配离子在乙醚(Et2O，沸点34.6℃)中生成缔合物Et2O•H+•[FeCl4]-。下列说法错误的是 A．萃取振荡时，分液漏斗下口应倾斜向上 B．分液时，应先将下层液体由分液漏斗下口放出，再将上层液体放出 C．分液后水相为无色，说明已达到分离目的 D．蒸馏时选用直形冷凝管 12．化学是以实验为基础的科学。下列检验实验操作或做法正确且能达到目的的是 已知：亚硝酸钠俗称“工业盐”，其外观、口感与食盐相似，人若误服会中毒。在酸性条件下既有较强的氧化性，又有还原性。 操作或做法 目的 A 向待测液中加入足量盐酸，将生成的无色无味的气体通入澄清石灰水中，观察溶液是否变浑浊 检验溶液中是否含有 B 向待测液中加入铝粉，产生气体 检验原溶液是否含有大量 C 取某盐样品(成分为亚硝酸钠或氯化钠)于试管中，加水溶解，加入少量溶液，再加溶液和足量稀硝酸，振荡，产生白色沉淀 验证该盐样品为“工业盐”——亚硝酸钠 D 取某盐样品(成分为亚硝酸钠或氯化钠)于试管中，加水溶解，向其中先加稀硝酸酸化，再滴加少量溶液，生成白色沉淀 验证该盐样品为食盐——氯化钠 A．A B．B C．C D．D 13．下列物质或变化与对应的分类标准一致的是 选项 分类标准 物质 A 混合物 漂白粉、液氯、软锰矿 B 氧化剂 、过氧化钠、 C 碱 火碱、氨水、苏打 D 碱性氧化物 铁红、生石灰、氧化铝 A．A B．B C．C D．D 14．从粉煤灰(含等)中回收提取铝、锂、铁相关化合物的流程如下图所示： 已知：是酸性氧化物。 回答下列问题： (1)可以提高“酸浸”速率的方法有 (任写两条)。 (2)“滤渣”的主要成分是 (填化学式)。 (3)“滤液”中加入的氧化剂是，反应的离子方程式为 。 (4)“沉铝” (填“能”或“不能”)将足量换成足量盐酸，理由是 。 (5)与适量碳粉、在高温下可得到“能源新宠”磷酸亚铁锂，该反应的化学方程式为 ，生成的同时消耗还原剂 g。 (6)若该粉煤灰含的质量分数为30%，其他不含锂的杂质的质量分数为70%，则这种粉煤矿中锂的质量分数为 。 15．绿矾(FeSO4·7H2O)具有补血消积、燥湿杀虫功效。工业上用赤铁矿(含Fe2O3、FeO，也含有Al2O3、MnO2、CuO等杂质)制备绿矾的工业流程如图所示： 已知：Al2O3可溶于强碱溶液 (1)操作①的名称是 ，该操作要用到玻璃棒，其作用为 。 (2)试剂a为稀硫酸，试剂b为铁粉，加入过量试剂b后金属元素之间发生反应的离子方程式为 、 。 (3)滤渣Ⅲ含有 ，将其快速分离的方法是 。 (4)操作④隔绝空气的目的是 。 过关检测 1．生活中处处有化学，下列因果关系错误的是 A．可用作外墙涂料，是因为呈红棕色，难溶于水，不易被氧化，不怕日晒雨淋 B．硬铝常用于制造飞机的外壳，是因为它的密度小，强度高，具有较强的抗腐蚀能力 C．可替代对自来水消毒，是因为消毒时不会生成有机氯化物 D．在呼吸面具中加入，是因为能吸收有毒有害的气体 2．下列指定反应的离子方程式正确的是 A．向碳酸钠溶液中加入过量醋酸：CO+2H+=H2O+CO2↑ B．氯化铝溶液与足量氨水反应：Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH C．向(溶液中加入过量氢氧化钠溶液： D．少量金属钠投入CuSO4溶液：2Na + Cu2+ = 2Na+ + Cu 3．下列实验的操作、现象与结论均正确的是 选项 操作 现象 结论 A 用玻璃棒蘸取某溶液在酒精灯上灼烧 火焰显黄色 溶液中有Na+ B 常温下将Al片放入NaOH溶液中 无明显变化 Al与NaOH溶液不反应 C 将一小块Na放入CuSO4溶液中 产生气泡，生成蓝色沉淀 Na没有置换出CuSO4溶液中的Cu D 将水蒸气通过灼热的铁粉 粉末变为红棕色 铁与水在高温下发生反应 A．A B．B C．C D．D 4．下列离子能在指定溶液中大量共存的是 A．澄清透明的溶液中：、、、 B．滴加酚酞变红的溶液中：、、、 C．加入铝粉放出的溶液：、、、 D．的溶液中：、、、 5．100mL无色溶液可能含有、、、、、、中的若干种，取该溶液进行连续实验，实验过程如图：(所加试剂均过量，气体全部逸出)。已知：铵盐与碱共热产生氨气。 下列说法错误的是 A．原溶液一定存在、和，不确定的离子是、，一定不存在、 B．沉淀1中加入氢氧化钠溶液，涉及反应的离子方程式为 C．沉淀2的成分为 D．原溶液中 6．在给定条件下，下列物质间的转化可以一步实现的是 A． B． C．铝土矿Na[Al(OH)4]溶液Al(OH)3 Al2O3 D． 7．工业上以软锰矿(主要成分是，含少量、)为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰()，工艺流程如图。已知可以与强碱反应，受热易分解。下列说法错误的是 A．滤液中主要存在的金属阳离子有 B．还原步骤中还原剂是，氧化产物是 C．沉锰步骤反应原理是 D．低温烘干是为了避免在温度过高时分解 8．下列实验能达到实验目的或得出正确结论的是 实验 实验目的或结论 A 某样品焰色反应呈黄色 样品一定含钠盐 B 镁粉和铝粉的混合物中加入稀硫酸溶液 除去镁粉中的铝粉 C 铝箔在酒精灯上加热至熔化但不滴落 铝的熔点比氧化铝高 D 将盛有等量15%的双氧水溶液的两支试管分别放入室温、75℃的水浴中 探究温度对双氧水分解速率的影响 A．A B．B C．C D．D 9．某化学兴趣小组利用下图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验反应产物。(部分装置及夹持装置略去) (1)所用铁粉若混有铝粉，则可以选用以下试剂 (填序号)除去，涉及反应的离子方程式为 。 a．稀盐酸            b．溶液        c．浓硫酸        d．NaOH溶液 (2)装置A的作用是 。 (3)实验时应先点燃 (填“酒精灯a”或“酒精喷灯”)。 (4)虚线框内可选用下列装置中的 (填数字序号)。 (5)装置D中出现 的现象，证明铁与水蒸气反应的气体产物是。 (6)待反应充分完成且B装置的硬质玻璃管冷却后，取其中的少许固体进行如下实验： ①现象1为 。 ②根据实验结果，推测铁与水蒸气反应的固体产物是 (填化学式)。 10．随着新能源汽车销量的猛增，动力电池退役高峰将至，磷酸亚铁锂(LEP)是目前使用最多的动力电池材料，因此回收磷酸亚铁锂具有重要意义。一种从废旧磷酸亚铁锂正极片(、导电石墨、铝箔)中回收锂的工艺流程如下： 已知：ⅰ.废旧磷酸亚铁锂正极片中的化学物质均不溶于水也不与水反应。 ⅱ.在水中的溶解度随温度升高而降低，但煮沸时与水发生反应。 问答下列问题： (1)“碱浸”时与铝箔反应的离子方程式 。 (2)“氧化浸出”时，保持其他条件不变，不同氧化剂对锂的浸出实验结果如下表，实际生产中氧化剂选用，不选用的原因是 。在“氧化浸出”时，适当的升温可加快反应速率，但一般不采取高温法，其原因是 。“氧化浸出”时生成了难溶的，该反应的化学方程式为 。 序号 锂含量/% 氧化剂 浸出液浓度/() 浸出渣中含量/% 1 3.7 3.5 9.02 0.10 2 3.7 3.5 9.05 0.08 3 3.7 3.5 7.05 0.93 4 3.7 3.5 8.24 0.43 (3)“浸出液”循环两次的目的是 。 (4)“滤渣Ⅱ”经纯化可得，流程中生成的、在高温条件下与煅烧烧可得，实现再生利用，其化学方程式为 (5)“一系列操作”具体包括 、 、、洗涤、干燥。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第16讲常见的合金及应用 学习目标 提前掌握本节核心知识，为开学学习打好基础。 思维导图 用图表整理章节逻辑，帮助建立系统化认知。 新知预习 通过预习内容初步理解新知识，培养独立思考能力。 考点精析 结合例题解析高频考点，掌握解题思路，减少开学后学习压力。 分层作业 基础达标：确保核心知识掌握，建立信心。 过关检测：提升应用能力，衔接开学后学习。 1.能依据物质类别列举铝元素的典型代表物，预测其化学性质。 2.能列举、描述、辨识铝及其化合物的物理和化学性质及实验现象。 3.能用化学方程式、离子方程式正确表示铝及其化合物的主要化学性质。 4.知道金属材料的常见类型——纯金属及其合金。 5.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。 一、合金 1．定义：由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。 2．组成 ①合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。 ②合金是混合物，不是化合物。 ③在合金中各组成成分元素的化合价大都为0价 3.物理性质：合金具有许多优良的物理或机械性能，在许多方面不同于各成分金属。 （1）硬度：合金的硬度一般大于成分金属，原因：改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层间的相对滑动变得困难。 （2）熔点：合金的熔点多数低于成分金属，原因：熔点的高低由物质内部微粒间作用力的大小决定，同一种金属原子间以金属键结合，作用力强，熔点高;当外来原子进入该晶体的时候，金属键遭到破坏，金属内部出现排列混乱的状态，这时整体金属内能增大，导致熔点降低。 4．合金的电学性质 （1）合金容易形成原电池 （2）腐蚀速率 ①一般合金比纯金属易被腐蚀 ②不锈钢：不易被腐蚀 5．合金性能的影响因素 （1）元素的种类。（2）元素含量。（3）生成合金的条件。 二、铁合金 1．合金元素：主要是铁和碳 2．铁合金分类：根据含碳的不同分类 （1）生铁：含碳量2%~4.3%，硬度大，抗压、性脆、韧性差 （2）钢：含碳量0.03%~2%，硬度小，延展性好、韧性好、机械性能好 （3）生铁和钢的比较 生铁 钢 含碳量 2%～4.3% 0.03%～2% 性能特征 硬度大、抗压、性脆、可铸造成型 有良好的延展性、机械性能好、可以锻轧和铸造 主要应用 制造机座、管道等 制造机械和交通工具等 3．钢的分类 （1）碳素钢 ①低碳钢：韧性、焊接性好，但硬度低，用于制造钢板、钢丝和钢管等 ②中碳钢：硬度高，韧性及加工性好，用于制造钢轨、车轮和建材等 ③高碳钢：硬而脆，热处理后弹性好，用于制造器械、弹簧和刀具等 课本【思考与讨论】参考答案： 碳素钢中其他元素原子的加入改变了铁原子的规则层状排列，不同合金元素或者不同比例的同一合金元素，对原子规则排列的改变不同，因而制得的合金性能也有差异；我们可依据钢的使用条件，加入不同的合金元素；利用各种合金元素的不同性质，可以制得具有多种优良性能的合金，以满足各种不同的性能要求；少量的某种元素可能会对合金的性质造成很大的影响。 （2）合金钢（特种钢） ①形成：在碳素钢中适量加入合金元素，使钢的组织机构发生变化 ②性能：强度、硬度大，可塑性、韧性好，耐磨，耐腐蚀等 ③不锈钢：合金元素主要是铬（Cr）和镍（Ni），在大气中比较稳定，不易生锈，抗蚀能力强，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。 三、铝合金 1．形成：向铝中加入少量合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等，可制成铝合金。 2．硬铝合金 （1）组成：含Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%。 （2）性能：密度小、强度高、具有较强的抗腐蚀能力。 （3）用途：制造飞机和宇宙飞船。 3.镁铝合金：制造飞机和宇宙飞船的理想材料 四、铝 1．铝的存在：铝是地壳中含量最多的金属元素。在自然界中铝元素全部以化合态的形式存在，以铝土矿的形式存在，主要成分是Al2O3，含少量Fe2O3和SiO2。 2．金属铝的物理性质 银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度较小，质地柔软。 3．金属铝的化学性质 （1）铝与氧气的反应 ①铝粉可以在纯氧中燃烧，发出耀眼的白光，生成氧化铝，4Al＋3O22Al2O3。 ②常温下铝在空气中极易与氧气反应，表面生成一层致密的薄膜，能阻止氧气与铝进一步反应。 （2）铝与氯气、硫的反应：2Al＋3Cl22AlCl3、2Al＋3SAl2S3 （3）铝与酸的反应——【实验3-4】 实验装置 实验原理 Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O；2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 实验用品 盐酸、铝片；试管、酒精灯、木条。 实验步骤 在一支试管中加入5mL盐酸，再向试管中放入一小块铝片。观察实验现象。过一段时间后，将点燃的木条放在试管口，你观察到什么现象？ 实验现象 开始无现象，一段时间后铝片逐渐溶解，然后冒铝片表面有大量气泡产生，试管壁有发热现象。一段时间后，将点燃的木条放在试管口，可听到爆鸣声，后气体燃烧发出淡蓝色火焰 实验结论 氧化铝和铝均能和盐酸反应。 实验说明 铝片表面有一层致密的保护膜氧化铝，可以与盐酸发生反应：Al2O3+6HC1=2A1C13+3H20,这个阶段没有气体生成；随着反应的进行，保护膜氧化铝逐渐减少，铝单质直接与盐酸接触，发生反应：2A1+6HC1=2A1C13+3H2↑。因此，铝片 与盐酸刚开始反应时没有气泡产生，一段时间后，当铝与盐酸反应产生氢气、且氢气将试管中空气排净后，即可用点燃的木条检验氢气。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。 【易错提醒】Al常温下遇冷的浓硫酸、浓硝酸会发生钝化。 （4）铝与强碱溶液的反应——【实验3-5】 实验装置 实验原理 2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑；Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4] 实验用品 NaOH溶液、铝片；试管、酒精灯、木条。 实验步骤 在两支试管中分别加入少量的NaOH溶液，然后向其中一支试管中放入一小块铝片，向另一支试管中放入用砂纸仔细打磨过（除去表面的氧化膜）的一小块铝片。观察实验现象。过一段时间后，将点燃的木条分别放在两支试管口，你观察到什么现象？ 实验现象 用砂纸打磨过的铝片表面立即剧烈反应，有大量气泡产生，试管壁有发热现象。未经打磨过的铝片刚开始反应较慢，后逐渐加快，产生大量气泡，试管壁有发热现象。一段时间后，将点燃的木条放在两支试管口，均可听到爆鸣声，后两试管气体均燃烧发出淡蓝色火焰 实验结论 铝表面的Al2O3可溶于NaOH溶液；Al可与强碱溶液反应生成氢气 实验说明 用砂纸打磨过的铝片已擦除表面的保护膜氧化铝，铝单质与氢氧化钠溶液直接接触。该反应分为两步，第一步是铝与水反应：2A1+6H20=2A1(OH)3+3H2↑，由于生成的氢氧化铝为难溶物，会附着在铝表面，阻止反应进一步发生，因而铝和水的反应进行程度很小。第二步是氢氧化铝与氢氧化钠反应：Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]。由于氢氧化铝为两性氢氧化物，与强碱可以反应，氢氧化铝被消耗促进了第一步反应的继续进行，两步加起来就是总的方程式：2A1+2NaOH+6H20=2Na[A1(OH)4]+3H2↑。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。 未打磨的铝片表面有一层致密的保护膜氧化铝，由于氧化铝为两性氧化物既能与酸反应，又能与碱反应，因此，将其放入氢氧化钠溶液中后，铝片上的氧化铝先与氢氧化钠反应：Al2O3+2NaOH+3H20=2Na[A1(OH)4],氧化铝逐渐减少，铝单质露置于氢氧化钠溶液中，发生反应：2A1+2NaOH+6H20=2Na[A1(OH)4]+3H2↑。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。 （5）铝热反应 实验装置 实验现象 ①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的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 原理应用 ①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等， 3MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3； ②金属焊接，如野外焊接钢轨等 4.铝的制备和用途 （1）制备原理：铝土矿Al2O3Al，电解熔融Al2O3：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。 【特别提醒】 工业上冶炼Al用电解熔融Al2O3而不用AlCl3的原因：AlCl3是共价化合物，熔融态不导电。 （2）铝的用途：纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等，铝还用作还原剂。 五、氧化铝 1.物理性质：白色固体，难溶于水，熔点很高。 2.化学性质——两性氧化物 （1）两性氧化物：既能与酸反应，生成盐和水，又能与碱反应，生成盐和水的氧化物，叫两性氧化物。 （2）氧化铝是一种两性氧化物，既能与酸(如盐酸)反应，又能与碱(如NaOH溶液)反应。 ①与盐酸反应：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O，Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O ②与NaOH溶液反应：Al2O3+2NaOH＋3H2O=2Na[A1(OH)4]+H2O，Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[A1(OH)4]- 【易错警示】 这里的酸碱是指强酸、强碱。 3.用途：①作耐火材料②冶炼铝的原料 4.制备：Al(OH)3加热分解：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O 六、氢氧化铝 1.物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。 2.化学性质——两性氢氧化物 Al(OH)3的电离方程式为 酸式电离：Al(OH)3＋H2O[A1(OH)4]-＋H＋ 碱式电离：Al(OH)3Al3＋＋3OH－ ①与酸反应：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O ②与碱反应：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]- ③受热分解：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O 【总结归纳】 既能与酸反应又能与碱反应的物质：①弱酸的铵盐，如：NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；②弱酸的酸式盐，如：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；③氨基酸；④铝及铝的氧化物、氢氧化物。 3.用途①制药（治疗胃酸过多）　②净水作用 4.制备Al(OH)3的三种方法 ①向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。 ②Na[A1(OH)4]溶液中通入足量CO2，离子方程式为[A1(OH)4]-＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO。 ③可溶性铝盐和偏铝酸盐水溶液中混合：3[A1(OH)4]-＋Al3＋===4Al(OH)3↓。 七、新型合金 1．储氢合金：一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。如Ti-Fe合金、La-Ni合金等，为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金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。 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种元素为稀土元素。 我国是稀土资源大国，到目前为止，我国的稀土储量、稀土产量、稀土用量和稀土出口量均居世界第一位。 （2）稀土金属有着广泛的用途，它既可以单独使用，也可用于生产合金。在合金中加入适量稀土金属，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”。 （3）稀土金属可用于制造引火合金、永磁材料、超导材料和发光材料等。稀土金属除广泛应用在冶金、石油化工、材料工业、医药及农业领域外，还逐渐深入到许多现代科技领域。 考点一 合金的性质及应用 【例1】某硬铝为合金。下列叙述错误的是 A．硬铝为化合物 B．硬铝具有导电性 C．硬铝的部分成分可以与稀硫酸反应 D．硬铝能与溶液反应 【答案】A 【详解】A．硬铝是由Al、Mg、Cu等多种金属熔合而成的具有金属特性的物质，属于合金，合金是混合物，不是化合物，A错误； B．硬铝中含有金属，金属一般都具有导电性，所以硬铝具有导电性，B正确； C．硬铝中的Al、Mg都能与稀硫酸反应，分别生成硫酸铝、硫酸镁和氢气，C正确； D．硬铝中的Al、Mg、Cu的金属活动性都比Ag强，根据金属活动性顺序，能将溶液中的Ag置换出来，所以硬铝能与溶液反应，D正确； 故选A。 【变式1-1】我国铝材工业水平处于世界领先行列。下列说法不正确的是 A．铝制餐具不宜长时间盛放酸性、碱性的食物 B．常温下，铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼 C．铝合金密度小、强度高，广泛应用于航空领域 D．工业上常用NaOH溶液去除铝表面的氧化膜 【答案】B 【详解】A．铝是两性金属，能与酸、碱发生反应，长时间盛放酸性或碱性食物，会使铝制餐具被腐蚀，A正确； B．常温下铝制品耐腐蚀，是因为铝在空气中表面会迅速生成一层致密的氧化铝Al2O3薄膜，阻止内部的铝进一步被氧化，而不是铝不活泼，铝是比较活泼的金属，B错误； C．铝合金具有密度小、强度高的特点，这些性质使其在航空领域，如制造飞机等部件，得到广泛应用，C 正确； D．铝表面的氧化膜主要成分是氧化铝Al2O3，氧化铝是两性氧化物，能与NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠NaAl(OH)4和水，所以工业上常用NaOH溶液去除铝表面的氧化膜，D 正确； 故答案为：B 【变式1-2】奥氏体不锈钢，是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含铬（Cr）约18%、含Ni8%~10%、含C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织，耐高温，加工性能好，广泛应用于工业、家具装饰行业和食品医疗行业。下列说法错误的是 A．奥氏体不锈钢是一种合金钢 B．奥氏体不锈钢的硬度小，熔点高于纯铁 C．钢中加入镍能增强低温时的韧性 D．钢中加入铬能增强耐磨性和抗氧化性 【答案】B 【详解】A．奥氏体不锈钢是铁的合金，属于一种合金钢，A 正确； B．一般来说，合金的熔点低于各成分金属，合金的硬度、机械性能等要强于各成分金属，奥氏体不锈钢的硬度大于纯铁，熔点低于纯铁，B错误； C．金属Ni具有良好的韧性，钢中加入镍能够显著提高钢铁的强度，并且在增强强度的同时保持良好的塑性和韧性，C正确； D．金属Cr的硬度大，具有出色的耐磨性，且室温下不易被氧化，因此钢中加入铬能增强耐磨性和抗氧化性，D正确； 故选B。 考点二 铝的性质 【例2】陈述I和陈述Ⅱ均正确且具有因果关系的是 陈述I 陈述Ⅱ A 氯化铁溶液可用于五金蚀刻，如在不锈钢广告牌上刻文字或图形 FeCl3溶液呈酸性 B 技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板 铝的性质不活泼 C 工人将磨具干燥后再注入熔融钢水 铁与水蒸气高温下会反应 D 久置空气中的漂白粉遇酸产生CO2 漂白粉的有效成分为CaCO3 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．氯化铁在不锈钢广告牌上刻文字或图形，发生反应为2FeCl3+Fe=3FeCl2，体现FeCl3的氧化性，陈述 Ⅰ与陈述Ⅱ不存在因果关系，A不合题意； B．镀铝钢板耐腐蚀是因为铝易形成致密的氧化铝薄膜而耐腐蚀，铝的化学性质活泼，陈述Ⅱ错误，B不合题意； C．铁与水高温下发生反应，故需要将磨具干燥后再注入熔融钢水，C符合题意； D．久置空气中的漂白粉会变质生成CaCO3，但漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2，D不合题意； 故答案为：C。 【变式2-1】下列离子方程式书写正确的是 A．用醋酸除去水垢的反应： B．胃药里含氢氧化铝能降低胃酸(主要成分为)： C．铝溶于氢氧化钠溶液： D．向硫酸酸化的溶液中通入： 【答案】D 【详解】A．醋酸是弱酸，不能拆成，应写为。正确离子方程式为：，A错误； B．是弱碱，不能拆成，应写为整体。正确离子方程式为：，B错误； C．方程式未配平，电荷不守恒。正确离子方程式为：，C错误； D．该方程式符合反应事实，且原子、电荷均守恒，D正确； 故选D。 【变式2-2】室温下，下列离子组在指定溶中一定能大量共存的是 A．与铝反应能产生氢气的溶液中：K+ 、Fe3+ 、、 B．某澄清透明溶液中：、Fe3+ 、、H+ C．含有大量 Ba2+的溶液中：Na+ 、Cu2+ 、 、Cl- D．使石蕊溶液显红色的溶液中：K+ 、Mg2+ 、Cl- 、 【答案】B 【详解】A．与铝反应能产生氢气的溶液可以是酸性溶液，也可以是强碱性溶液，所以要既能在酸性又能在碱性条件下共存才符合题意。Fe 3+在碱性条件下不能大量共存，在酸性条件下不能大量共存，故A错误； B． 澄清透明可以有颜色，且几种粒子能大量共存，故B正确； C．含有大量 Ba2+的溶液，不能存在大量的，会生成白色沉淀，故C错误； D．使石蕊溶液显红色的溶液为酸性溶液，不能在酸性条件下不能大量共存，故D错误； 故选B。 考点三 氧化铝和氢氧化铝的性质 【例3】下列物质中，既能和盐酸反应；又能和氢氧化钠溶液反应的物质是 A．氯化铁 B．碳酸钠 C．铁单质 D．氧化铝 【答案】D 【详解】A．氯化铁能跟NaOH反应生成Fe(OH)3沉淀，跟HCl不反应，A错误； B．碳酸钠能跟HCl反应生成NaCl、CO2和水，跟NaOH不反应，B错误； C．铁单质能跟HCl反应生成FeCl2和氢气，跟NaOH不反应，C错误； D．氧化铝为两性氧化物，能跟HCl、NaOH反应，D正确； 本题选D。 【变式3-1】下列有关物质的性质与用途，不具有对应关系的是 A．合金的熔点比各成分金属的低，可用作飞机外壳 B．为红棕色粉末，常用作油漆、涂料 C．的熔点高，常用作耐火、耐高温材料 D．可与酸反应，可用作医用胃酸中和剂 【答案】A 【详解】A．合金硬度大，密度小，可用来制飞机外壳，与合金熔点低无关，故A选； B．为红棕色粉末，难溶于水，性质稳定，常用作油漆、涂料，故B不选； C．具有高熔点的物质，可以用作耐火、耐高温材料，的熔点高，所以常用作耐火、耐高温材料，故C不选； D．可与胃酸反应，对人体没有腐蚀作用，可用作医用胃酸中和剂，故D不选； 答案选A。 【变式3-2】下列两瓶没有标签的无色透明溶液，不用任何试剂，只需互滴就能鉴别出来的是 A．明矾溶液和烧碱溶液 B．明矾溶液和盐酸 C．盐酸与烧碱溶液 D．溶液和烧碱溶液 【答案】A 【详解】A．将烧碱溶液滴入明矾溶液：先产生白色沉淀氢氧化铝，继续滴加沉淀溶解，生成；将明矾溶液滴入烧碱溶液：无沉淀（因OH⁻过量，直接生成可溶的），现象明显不同，可鉴别，A符合题意； B．两种溶液之间不反应，互滴没有明显现象，无法鉴别，B不符合题意； C．盐酸为强酸，烧碱为NaOH强碱，二者间发生中和反应，但无沉淀、气体或颜色变化；pH变化难以观察（无指示剂），现象无区别，无法鉴别，C不符合题意； D．溶液和烧碱溶液之间不反应，互滴没有明显现象，无法鉴别，D不符合题意； 故选A。 考点四 铝及其化合物转换 【例4】下列各组物质的转化不能全部通过一步反应直接完成的是 A．Al→Al2O3→Al(OH)3→AlCl3 B．Na→NaOH→Na2CO3→NaCl C．Cl2→HCl→NaCl→NaNO3 D．Fe→FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3 【答案】A 【详解】A．氧化铝和水不反应，所以不能一步生成氢氧化铝，故A错误； B．Na→NaOH→Na2CO3→NaCl中反应方程式分别为：2Na+2H2O=2NaOH+H2、2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O、Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl，所以能一步实现，故B正确； C．Cl2→HCl→NaCl→NaNO3中反应方程式分别为：Cl2+ H22HCl、HCl+NaOH= H2O+NaCl、NaCl +AgNO3= NaNO3+AgCl↓，所以能一步实现，故C正确； D．Fe→FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3中反应的方程式分别为：Fe+2HCl=FeCl2+H2、FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2+2NaCl、4Fe(OH)2+2O2+2H2O=4Fe(OH)3，所以能一步实现，故D正确； 故选A。 【变式4-1】在给定条件下，下列物质转化能实现的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．电解氯化镁溶液生成氯气、氢气、氢氧化镁，电解熔融氯化镁生成金属镁，故不选A； B．氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠溶液，偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳生成碳酸氢钠和氢氧化铝沉淀，故选B； C．钠和氧气点燃生成Na2O2，故不选C； D．H2S和过量氧气反应生成SO2和水，SO2和水生成H2SO3，故不选D； 选B。 【变式4-2】经处理后的火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为、FeO、。从粉煤灰中提取氧化铝的工艺流程如图所示，下列说法错误的是 A．“溶液”中含有 B．“碱浸”可用NaOH溶液或浓氨水 C．“电解”过程中Al的化合价由＋3价变为0价 D．流程中涉及分解反应 【答案】B 【分析】粉煤灰的主要成分为Al2O3、FeO、Fe2O3，碱浸氧化铝溶解生成四羟基合铝酸盐，滤渣为FeO、Fe2O3，滤液通入过量的CO2气体，四羟基合铝酸盐转化为氢氧化铝，过滤，得到氢氧化铝，氢氧化铝煅烧得到氧化铝，氧化铝电解得到铝。 【详解】A．经强碱“碱浸”发生反应：，A正确； B．是两性氧化物，可溶于强碱，不能溶于弱碱，B错误； C．“电解”过程中Al元素由变为Al，化合价由＋3价变为0价，C正确； D．“煅烧”及“电解”制铝的反应均为分解反应，D正确； 故选B； 基础达标 1．下列关于新型合金材料说法错误的是 A．镧镍合金能大量吸收形成金属氢化物，可作储氢材料 B．钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼的材料 C．形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状 D．钾钠合金具有还原性，故可用作原子反应堆的导热剂 【答案】D 【详解】A．储氢材料是一类能可逆地吸收和释放氢气的材料，镧镍合金能大量吸收形成金属氢化物，是目前解决氢气的储存和运输问题的材料，A正确； B．钛合金与人体有很好的相容性，且性质稳定，抗腐蚀性强，故可用来制造人造骨骼，B正确； C．形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状，C正确； D．在反应堆中，不能使用水来传递堆芯中的热量，因为它会减缓中子的速度，钾钠合金常温下为液态，可用作原子反应堆的导热剂，与其还原性无关，D错误； 故选D。 2．下列物质的循环图不能一步完成的是 A．X为、Y为、Z为 B．X为、Y为、Z为 C．X为C、Y为、Z为 D．X为、Y为、Z为 【答案】C 【详解】A．加热能生成与反应生成与反应生成，A项正确； B．与溶液反应生成加热生成与盐酸反应生成，B项正确； C．与完全反应生成与反应生成不能一步转化为，C项错误； D．与加热生成与盐酸反应生成与在溶液中反应生成，D项正确； 故选C。 3．属于碱性氧化物的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．属于碱土金属氧化物，与酸反应生成盐和水(如：MgO+2HCl = MgCl2+H2O)，符合碱性氧化物的定义，A符合题意； B．二氧化碳是非金属氧化物，与水生成碳酸(H2CO3)，也能与碱反应生成对应的盐，是酸性氧化物，B不符合题意； C．过氧化物，与酸反应生成盐、水及氧气(如：2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑)，不符合碱性氧化物的特性，C不符合题意； D．氧化铝既能与酸反应，也能与强碱反应，不属于碱性氧化物，属于两性氧化物，D不符合题意； 故选A。 4．下列物质用途说法不正确的是 A．碳酸氢钠可用于焙制糕点 B．稀土金属既可单独使用，也可用于生产合金 C．氯气、臭氧、二氧化氯都可用于饮用水的消毒 D．具有实用价值的储氢合金，要求金属氢化物容易形成，高温容易分解 【答案】D 【详解】A．碳酸氢钠受热分解为碳酸钠、二氧化碳和水，常用于焙制糕点，故A正确； B．稀土中的金属元素，可提取单质金属使用，也可以制成合金使用，故B正确； C．氯气、臭氧、二氧化氯都具有强的氧化性，可用于饮用水的消毒，故C正确； D．具有实用价值的储氢合金，要求在一定温度和氢气压力下，能可逆地大量吸收、储存和释放氢气，而不能是高温分解，故D错误； 故选：D。 5．人们经常使用的金属材料大多数属于合金，以下关于合金的叙述正确的是 ①青铜是中国历史上使用最早的合金 ②合金的熔点一般比各成分金属熔点高 ③合金往往比各成分金属的物理、化学或机械性能好 ④合金的性质是各成分金属性质之和 A．①③④ B．①③ C．①② D．①②③④ 【答案】B 【详解】①我国最早使用的是青铜，故①正确； ②合金的熔点一般比它的各成分金属的熔点低，故②错误； ③合金与各组成金属相比，合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低，硬度比它的各成分金属的大，机械性能好，有些金属具有较强的抗腐蚀性，故③正确； ④合金的硬度大，熔点低，耐腐蚀，机械性能好，不是各成分金属性质的总和，故④错误； 故答案选B。 6．下列离子方程式书写不正确的是 A．铁钉放入稀盐酸中： B．铁钉与硫酸铜溶液反应： C．氯气通入氯化亚铁溶液中： D．氧化铝与氢氧化钠溶液反应： 【答案】C 【详解】A．Fe是比较活泼的金属，能够与盐酸发生置换反应产生FeCl2、H2，该反应的离子方程式为：，A正确； B．在金属活动性顺序表中，Fe位于Cu的前边，能够与CuSO4在溶液中发生置换反应产生Cu和FeSO4，该反应的离子方程式为：，B正确； C．电子不守恒、电荷不守恒，反应的离子方程式应该为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，C错误； D．Al2O3是两性氧化物，能在强碱NaOH溶液中发生反应生成Na[Al(OH)4]，离子方程式为：，D正确； 故合理选项是C。 7．下列各组物质的转化中，不是通过一步反应实现的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．和水不反应，则不能一步实现，A符合题意； B．氯气和氢气反应生成氯化氢，氯化氢和氢氧化钠反应生成氯化钠，氯化钠和硝酸银反应生成硝酸钠和氯化银沉淀，则均能一步实现，B不符合题意； C．钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠，碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳、水，则均能一步实现，C不符合题意； D．铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，氯化亚铁和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁和氯化钠，氢氧化亚铁和氧气、水反应生成氢氧化铁，则均能一步实现，D不符合题意； 故选A。 8．下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 A．某澄清透明溶液中：、、、 B．与铝反应放出氢气的溶液中：、、、 C．使酚酞变红的溶液中：、、、 D．新制氯水中：、、、 【答案】A 【详解】A．澄清透明溶液中，、、、相互之间不反应，一定能大量共存，A符合题意； B．与铝反应放出氢气的溶液可能呈酸性，也可能呈碱性，碱性条件下、不能大量存在，酸性条件下，不能大量共存，B不符合题意； C．使酚酞变红的溶液呈碱性，碱性条件下，不能大量共存，C不符合题意； D．新制氯水中的能氧化，且新制氯水呈酸性，酸性条件下也能被氧化，则不能大量共存，D不符合题意； 故选A。 9．为满足尖端技术发展的需要，我国科学家设计合成了许多新型合金。下列有关合金的说法错误的是 A．飞机机身材料使用的铝锂合金，具有密度大、硬度大的优良性质 B．储氢合金是一类能够大量吸收，并与结合成金属氢化物的材料 C．飞机发动机叶片是由镍、铁、碳和钴组成的合金制造的，能承受1100℃的高温 D．稀土元素被称为“冶金工业的维生素”，合金中加入适量稀土金属能改善合金性能 【答案】A 【详解】A．合金的硬度比成分金属要高，铝锂合金具有密度小、硬度大的优良性质，故A错误； B．储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与结合成金属氢化物的材料，便于氢的储运，故B正确； C．飞机的发动机叶片是由镍、铁、碳和钴组成的镍钴合金，耐高温，故C正确； D．稀土元素是元素周期表中的镧系元素和钪、钇共十七种金属元素的总称，主要用于冶金、石油化工、玻璃陶瓷、荧光和电子材料等工业，合金中加入适量稀土金属能改善合金性能，因此被称为“冶金工业的维生素”，故D正确； 故答案选A。 10．下列关于铝的说法中，错误的是 A．Al是地壳中含量最多的元素 B．在常温下能与反应 C．Al能与强酸或强碱发生反应 D．电解熔融的可制得金属 【答案】A 【详解】A．地壳中含量最多的元素是氧，其次是硅，铝居第三位。因此，Al不是地壳中含量最多的元素，A错误； B．铝在常温下能与氧气反应生成致密的氧化铝保护膜，阻止进一步反应，B正确； C．铝具有两性，可与强酸反应生成和，也可与强碱反应生成和，C正确； D．工业上通过电解熔融的(加入冰晶石降低熔点)制取金属铝，D正确； 故选A。 11．实验室分离Fe3+和Al3+的流程如下： 已知Fe3+在浓盐酸中生成黄色配离子[FeCl4]-，该配离子在乙醚(Et2O，沸点34.6℃)中生成缔合物Et2O•H+•[FeCl4]-。下列说法错误的是 A．萃取振荡时，分液漏斗下口应倾斜向上 B．分液时，应先将下层液体由分液漏斗下口放出，再将上层液体放出 C．分液后水相为无色，说明已达到分离目的 D．蒸馏时选用直形冷凝管 【答案】B 【详解】A．萃取振荡时，将分液漏斗倒置，下口倾斜向上，便于振荡混合和放气，该操作正确，A正确； B．分液时，应先将下层液体从分液漏斗下口放出，再将上层液体从上口倒出，若上层液体也从下口放出，会使上层液体被下层液体污染，此操作错误，B错误； C．因为Fe3+在浓盐酸中生成的配离子进入乙醚层，Al3+在水层，分液后水相为无色，说明水相中基本无Fe3+ ，达到了分离目的，该说法正确，C正确； D．蒸馏时选用直形冷凝管，能使馏分全部转移到锥形瓶中，该选择正确，D正确； 故选B。 12．化学是以实验为基础的科学。下列检验实验操作或做法正确且能达到目的的是 已知：亚硝酸钠俗称“工业盐”，其外观、口感与食盐相似，人若误服会中毒。在酸性条件下既有较强的氧化性，又有还原性。 操作或做法 目的 A 向待测液中加入足量盐酸，将生成的无色无味的气体通入澄清石灰水中，观察溶液是否变浑浊 检验溶液中是否含有 B 向待测液中加入铝粉，产生气体 检验原溶液是否含有大量 C 取某盐样品(成分为亚硝酸钠或氯化钠)于试管中，加水溶解，加入少量溶液，再加溶液和足量稀硝酸，振荡，产生白色沉淀 验证该盐样品为“工业盐”——亚硝酸钠 D 取某盐样品(成分为亚硝酸钠或氯化钠)于试管中，加水溶解，向其中先加稀硝酸酸化，再滴加少量溶液，生成白色沉淀 验证该盐样品为食盐——氯化钠 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．向待测液中加入足量盐酸，将生成的无色无味的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，原溶液可能是或，A错误； B．向待测液中加入铝粉，产生气体，铝既能与酸反应，又能与强碱反应，原溶液可能含有大量H+或OH-，B错误； C．酸性条件下KClO3能被NaNO2还原为Cl-，Cl-和硝酸银溶液反应生成白色沉淀AgCl，加入硝酸银溶液和稀硝酸后生成白色沉淀，Cl-可能是KClO3被还原得到的，也可能是NaCl中的，所以根据实验现象不能确定样品为NaNO2，C错误； D．加少量AgNO3溶液生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，则溶液中含有Cl-，证明为食盐，D正确； 答案选D。 13．下列物质或变化与对应的分类标准一致的是 选项 分类标准 物质 A 混合物 漂白粉、液氯、软锰矿 B 氧化剂 、过氧化钠、 C 碱 火碱、氨水、苏打 D 碱性氧化物 铁红、生石灰、氧化铝 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．液氯为液态氯气是纯净物；漂白粉的主要成分是次氯酸钙、氯化钙等，属于混合物；软锰矿主要成分是二氧化锰，属于混合物，A错误； B．氯气、过氧化钠、高锰酸钾都是常见的氧化剂，B正确； C．电离时生成的阴离子全部是氢氧根离子的化合物叫做碱，苏打是碳酸钠，不属于碱，C错误； D．与酸反应生成相应的盐和水的氧化物为碱性氧化物，氧化铝既能与酸反应生成相应的盐和水，又与碱反应生成盐和水，属于两性氧化物，D错误； 故选B。 14．从粉煤灰(含等)中回收提取铝、锂、铁相关化合物的流程如下图所示： 已知：是酸性氧化物。 回答下列问题： (1)可以提高“酸浸”速率的方法有 (任写两条)。 (2)“滤渣”的主要成分是 (填化学式)。 (3)“滤液”中加入的氧化剂是，反应的离子方程式为 。 (4)“沉铝” (填“能”或“不能”)将足量换成足量盐酸，理由是 。 (5)与适量碳粉、在高温下可得到“能源新宠”磷酸亚铁锂，该反应的化学方程式为 ，生成的同时消耗还原剂 g。 (6)若该粉煤灰含的质量分数为30%，其他不含锂的杂质的质量分数为70%，则这种粉煤矿中锂的质量分数为 。 【答案】(1)搅拌、适当增大硫酸浓度、适当升温等 (2) (3) (4) 不能 如果换成足量盐酸，沉淀不完全 (5) 12 (6)14% 【分析】粉煤灰粉碎后，用稀硫酸“酸浸”，与硫酸反应生成硫酸铝、硫酸锂、硫酸铁、硫酸亚铁，不溶于硫酸，滤渣是；在滤液中加入氧化剂，将亚铁离子氧化为铁离子；滤液中加氢氧化钠使得铁离子生成氢氧化铁沉淀，通入足量的二氧化碳使得铝离子成为氢氧化铝沉淀，过滤后，向滤液中加入碳酸铵生成碳酸锂，过滤、洗涤、干燥，可得固体碳酸锂。 【详解】（1）根据影响反应速率的因素，除了“粉碎”粉煤灰，还可以通过适当增大硫酸浓度，适当提高“酸浸”温度、搅拌等方法提高“酸浸”的速率； （2）是酸性氧化物，不与硫酸反应，其余都会与硫酸反应成为滤液，则滤渣1的主要成分是。 （3）滤液中有 ，酸性条件下能氧化，氯化合价由+5变为-1、铁化合价由+2变为+3，结合电子守恒，离子方程式如下：。 （4）盐酸会和氢氧化铝沉淀反应，“沉铝”不能将足量换成足量盐酸，因为如果换成足量盐酸，沉淀不完全。 （5）与适量碳粉、在高温下可得到磷酸亚铁锂，反应中碳化合价由0变为+4、铁化合价由+3变为+2，由电子守恒，化学方程式为，生成的同时消耗还原剂，则消耗还原剂C的质量为。 （6）该粉煤灰含的质量分数为30%，其他不含锂的杂质的质量分数为70%，则这种粉煤灰中锂的质量分数。 15．绿矾(FeSO4·7H2O)具有补血消积、燥湿杀虫功效。工业上用赤铁矿(含Fe2O3、FeO，也含有Al2O3、MnO2、CuO等杂质)制备绿矾的工业流程如图所示： 已知：Al2O3可溶于强碱溶液 (1)操作①的名称是 ，该操作要用到玻璃棒，其作用为 。 (2)试剂a为稀硫酸，试剂b为铁粉，加入过量试剂b后金属元素之间发生反应的离子方程式为 、 。 (3)滤渣Ⅲ含有 ，将其快速分离的方法是 。 (4)操作④隔绝空气的目的是 。 【答案】(1) 过滤 引流 (2) Fe+2Fe3+=3Fe2+ Fe+Cu2+=Fe2++Cu (3) Cu、Fe 用磁铁吸引 (4)防止Fe2+被氧化 【分析】赤铁矿中含有Fe2O3、FeO、Al2O3、MnO2、CuO，其中Fe2O3、FeO、MnO2、CuO为不溶于水的碱性氧化物，氧化铝为两性氧化物，根据流程可知，操作②得到MnO2固体，推出MnO2不与氢氧化钠溶液反应，且不溶于水，因此赤铁矿中氧化铝与NaOH溶液发生Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]，然后过滤，滤渣Ⅰ为Fe2O3、FeO、MnO2、CuO，根据问题(2)，试剂a为稀硫酸，然后过滤出MnO2，滤液Ⅱ含有金属阳离子是Fe3+、Fe2+、Cu2+，试剂b为铁粉，发生Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu，过滤后，滤渣Ⅲ为Cu、Fe，滤液Ⅲ为FeSO4，然后蒸发浓缩、冷却结晶得到绿矾； 【详解】（1）操作①得到滤液和滤渣，因此操作①名称为过滤，过滤时用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗和烧杯，玻璃棒的作用是引流；故答案为过滤；引流； （2）根据上述分析，加入过量试剂b发生的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu；故答案为Fe+2Fe3+=3Fe2+；Fe+Cu2+=Fe2++Cu； （3）滤渣Ⅲ为Cu、Fe，铁单质可被磁铁吸引，因此快速分离方法是用磁铁吸引；故答案为Cu、Fe；用磁铁吸引； （4）滤液Ⅲ为FeSO4，Fe2+容易被氧气氧化，因此隔绝空气目的是防止Fe2+被氧化；故答案为防止Fe2+被氧化。 过关检测 1．生活中处处有化学，下列因果关系错误的是 A．可用作外墙涂料，是因为呈红棕色，难溶于水，不易被氧化，不怕日晒雨淋 B．硬铝常用于制造飞机的外壳，是因为它的密度小，强度高，具有较强的抗腐蚀能力 C．可替代对自来水消毒，是因为消毒时不会生成有机氯化物 D．在呼吸面具中加入，是因为能吸收有毒有害的气体 【答案】D 【详解】A．呈红棕色，难溶于水且不易被氧化，因此可用作外墙涂料，A不符合题意； B．金属铝密度小，强度高，具有较强的抗腐蚀能力，因此硬铝常用于制造飞机的外壳，B不符合题意； C．消毒时不会生成有机氯化物，因此可替代对自来水消毒，C不符合题意； D．能与水、二氧化碳反应都生成氧气，不能吸收有毒有害的气体，因此常用于做供氧剂，可以在呼吸面具中加入，D符合题意； 答案选D。 2．下列指定反应的离子方程式正确的是 A．向碳酸钠溶液中加入过量醋酸：CO+2H+=H2O+CO2↑ B．氯化铝溶液与足量氨水反应：Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH C．向(溶液中加入过量氢氧化钠溶液： D．少量金属钠投入CuSO4溶液：2Na + Cu2+ = 2Na+ + Cu 【答案】B 【详解】A．醋酸是弱酸，不能拆，正确的是：CO+2CH3COOH=H2O+CO2↑+2CH3COO -，A错误； B．氯化铝溶液与氨水反应生成氢氧化铝沉淀和氯化铵，由于氨水是弱碱，不能溶解氢氧化铝，离子方程式为：Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH，B正确； C．NaOH溶液过量，要以(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O为标准，不符合反应的微粒数目比，该反应的离子方程式应该为：2+Fe2++4OH-=2NH3·H2O+Fe(OH)2↓，C错误； D．钠和水先反应生成NaOH和氢气，NaOH再和硫酸铜发生复分解反应，离子方程式为2Na+2H2O+Cu2+=H2↑+2Na++Cu(OH)2↓，D错误； 故选B。 3．下列实验的操作、现象与结论均正确的是 选项 操作 现象 结论 A 用玻璃棒蘸取某溶液在酒精灯上灼烧 火焰显黄色 溶液中有Na+ B 常温下将Al片放入NaOH溶液中 无明显变化 Al与NaOH溶液不反应 C 将一小块Na放入CuSO4溶液中 产生气泡，生成蓝色沉淀 Na没有置换出CuSO4溶液中的Cu D 将水蒸气通过灼热的铁粉 粉末变为红棕色 铁与水在高温下发生反应 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．玻璃中含有Na+，作干扰溶液中Na+的检验，所以焰色试验使用铂丝或铁丝，不能使用玻璃棒，A不正确； B．常温下Al片放入NaOH溶液中，起初Al2O3与NaOH溶液反应，无现象，当Al2O3溶解后，Al与NaOH接触并发生反应，有气泡产生，B不正确； C．将一小块Na放入CuSO4溶液中，Na先与水反应，有气泡产生，生成的NaOH再与CuSO4反应，生成蓝色Cu(OH)2沉淀，没有生成紫红色固体，所以Na没有置换出CuSO4溶液中的Cu，C正确； D．将水蒸气通过灼热的铁粉，铁与水蒸气反应生成黑色的Fe3O4，不能生成红棕色的Fe2O3，D不正确； 故选C。 4．下列离子能在指定溶液中大量共存的是 A．澄清透明的溶液中：、、、 B．滴加酚酞变红的溶液中：、、、 C．加入铝粉放出的溶液：、、、 D．的溶液中：、、、 【答案】A 【详解】A．给定各离子彼此之间无反应，且溶液透明允许的紫色存在，可以大量共存，A符合题意； B．滴加酚酞变红的溶液中呈碱性，在碱性条件下会与OH⁻反应生成和水：，因此该组离子不能大量共存，B不符合题意； C．加入铝粉放出的溶液可能为强酸性或强碱性，若为碱性：会生成沉淀，无论哪种情况，、会生成沉淀，不能大量共存，C不符合题意； D．、具有还原性，具有氧化性，会发生氧化还原反应，不能大量共存，D不符合题意； 故选A。 5．100mL无色溶液可能含有、、、、、、中的若干种，取该溶液进行连续实验，实验过程如图：(所加试剂均过量，气体全部逸出)。已知：铵盐与碱共热产生氨气。 下列说法错误的是 A．原溶液一定存在、和，不确定的离子是、，一定不存在、 B．沉淀1中加入氢氧化钠溶液，涉及反应的离子方程式为 C．沉淀2的成分为 D．原溶液中 【答案】A 【分析】分析实验过程：无色溶液中不可能有黄色的Fe3+，加入氨水，生成沉淀，且沉淀部分溶解于NaOH溶液，则所得沉淀1一定是Mg(OH)2和Al(OH)3的混合物，沉淀2一定是Mg(OH)2，质量为5.8g，Al(OH)3的质量为13.6g-5.8g=7.8g，则原溶液中一定存在Mg2+、Al3+；CO和Mg2+、Al3+不共存，则原溶液中一定不存在CO。向所得到的滤液中加入NaOH，出现气体，该气体为氨气，则原溶液一定存在NH，加入了NaOH再进行焰色反应，焰色为黄色，说明溶液中存在Na+，但无法确定Na+是原溶液中存在的还是加入NaOH溶液后引入的。 【详解】A．根据分析可知，可以确定原溶液中一定存在NH、Mg2+、Al3+，一定不存在Fe3+、CO，又由电荷守恒可知，一定存在的阴离子为，无法确定是否存在Na+，A错误； B．由分析可知，沉淀1中加入氢氧化钠溶液，Al(OH)3溶解，离子方程式：，B正确； C．由分析可知，沉淀2成分是Mg(OH)2，C正确； D．产生的氨气的物质的量=，可知在滤液中n(NH)=0.6mol；滤液中的NH一部分来源于加入的适量氨水，根据分析，可知生成的Mg(OH)2的物质的量=，Al(OH)3的物质的量=，根据Mg2+、Al3+与氨水的反应方程式，有关系式：OH-～NH3·H2O，则加入的氨水的物质的量为0.5mol，原溶液中n(NH)=0.1mol，根据电荷守恒，氯离子的物质的量≥n(NH)+2n(Mg2+)+3n(Al3+)=0.1mol+0.2mol+0.3mol，则原溶液中c(Cl-)≥6mol/L，D正确； 故选A。 6．在给定条件下，下列物质间的转化可以一步实现的是 A． B． C．铝土矿Na[Al(OH)4]溶液Al(OH)3 Al2O3 D． 【答案】C 【详解】A．Fe在高温下与水蒸气反应通常四氧化三铁，因此第一步无法一步实现，A错误； B．Cu2S在高温下与O2反应生成Cu2O和SO2，2Cu2S + 3O2 2Cu2O + 2SO2，因此第一步无法一步实现，B错误； C．铝土矿(主要含Al2O3)与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]，通入CO2生成Al(OH)3沉淀，加热Al(OH)3分解为Al2O3，每一步均可一步完成，C正确； D．氯化钠和二氧化碳不反应，不能生成碳酸氢钠，因此第一步无法一步实现，D错误； 故选C。 7．工业上以软锰矿(主要成分是，含少量、)为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰()，工艺流程如图。已知可以与强碱反应，受热易分解。下列说法错误的是 A．滤液中主要存在的金属阳离子有 B．还原步骤中还原剂是，氧化产物是 C．沉锰步骤反应原理是 D．低温烘干是为了避免在温度过高时分解 【答案】C 【分析】向软锰矿(MnO2、Al2O3、SiO2)中加入足量的NaOH溶液，Al2O3转化为NaAl(OH)4，SiO2转化为Na2SiO3，过滤得到滤液主要成分是Na2SiO3和NaAl(OH)4，滤渣主要为MnO2，向滤渣中加入稀硫酸并通入SO2进行还原，即MnO2+SO2=MnSO4，待固体完全溶解后加入足量的NH4HCO3溶液进行沉锰，反应原理为：Mn2++2=MnCO3↓+H2O+CO2↑，过滤洗涤，由于MnCO3受热易分解，因此经过低温烘干后最终得到纯净的MnCO3，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，“滤液”主要含有Na2SiO3和NaAl(OH)4，因此主要存在的金属阳离子有，故A正确； B．由分析可知，“还原”步骤中的反应原理为：MnO2+SO2=MnSO4，反应中硫元素的化合价从+4价升高到+6价，因此还原剂为SO2，氧化产物为，故B正确； C．由分析可知，“沉锰”步骤发生反应为Mn2++2=MnCO3↓+H2O+CO2↑，故C错误； D．由分析可知，由于MnCO3受热易分解，因此经过低温烘干后最终得到纯净的MnCO3，故D正确； 故答案为：C。 8．下列实验能达到实验目的或得出正确结论的是 实验 实验目的或结论 A 某样品焰色反应呈黄色 样品一定含钠盐 B 镁粉和铝粉的混合物中加入稀硫酸溶液 除去镁粉中的铝粉 C 铝箔在酒精灯上加热至熔化但不滴落 铝的熔点比氧化铝高 D 将盛有等量15%的双氧水溶液的两支试管分别放入室温、75℃的水浴中 探究温度对双氧水分解速率的影响 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．焰色反应呈黄色说明样品中含有钠元素，不一定是钠盐，A错误； B．镁粉和铝粉均可与稀硫酸溶液反应，B错误； C．铝箔在酒精灯上加热至熔化但不滴落是因为氧化铝的熔点比铝高，C错误； D．两组实验仅有温度不同，实验操作符合对实验目的的探究，D正确； 答案选D。 9．某化学兴趣小组利用下图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验反应产物。(部分装置及夹持装置略去) (1)所用铁粉若混有铝粉，则可以选用以下试剂 (填序号)除去，涉及反应的离子方程式为 。 a．稀盐酸            b．溶液        c．浓硫酸        d．NaOH溶液 (2)装置A的作用是 。 (3)实验时应先点燃 (填“酒精灯a”或“酒精喷灯”)。 (4)虚线框内可选用下列装置中的 (填数字序号)。 (5)装置D中出现 的现象，证明铁与水蒸气反应的气体产物是。 (6)待反应充分完成且B装置的硬质玻璃管冷却后，取其中的少许固体进行如下实验： ①现象1为 。 ②根据实验结果，推测铁与水蒸气反应的固体产物是 (填化学式)。 【答案】(1) d 或 (2)提供反应所需水蒸气 (3)酒精灯a (4)①⑤ (5)黑色固体变红色 (6) 溶液褪色 【分析】A中提供水蒸气，水蒸气在B处和铁粉反应生成四氧化三铁和氢气，在C处冷凝蒸馏水和干燥氢气，在D处氢气还原氧化铜。 【详解】（1）a．Fe、Al都能与盐酸反应，a不符合题意； b．Fe、Al都能与反应，b不符合题意； c．常温下，浓硫酸能使Fe、Al钝化，即Fe、Al遇浓硫酸时，表面迅速形成结构致密的氧化物薄膜，这层薄膜阻止了酸与内层金属的进一步反应，c不符合题意； d．Fe不与NaOH溶液反应，而Al与NaOH溶液反应得到(可写成)溶液和，d符合题意； 故选d； 反应的离子方程式为：或。 （2）根据分析，装置A的作用是提供反应所需水蒸气。 （3）先点燃酒精灯a，等排尽装置B中的空气，再点燃酒精喷灯，以免影响实验效果。 （4）虚线框内装置的作用是吸收未反应完的水蒸气，干燥B产生的气体，且不能造成溶液倒吸，①⑤满足实验所需。②会导致C干燥后的气体不能进入D装置，③会导致B产生的气体没得到干燥，④会导致B产生的气体把浓硫酸压入D装置中，故②③④均不能满足实验所需。 （5）装置D中黑色固体变红色时，说明黑色氧化铜被气体还原成铜，根据装置B中反应物组成元素分析，该气体应是。 （6）①有还原性，酸性条件下，能被强氧化性的氧化成，故紫色溶液褪色。 ②铁与水蒸气反应的化学方程式为：，铁与水蒸气反应的固体产物是Fe3O4。 10．随着新能源汽车销量的猛增，动力电池退役高峰将至，磷酸亚铁锂(LEP)是目前使用最多的动力电池材料，因此回收磷酸亚铁锂具有重要意义。一种从废旧磷酸亚铁锂正极片(、导电石墨、铝箔)中回收锂的工艺流程如下： 已知：ⅰ.废旧磷酸亚铁锂正极片中的化学物质均不溶于水也不与水反应。 ⅱ.在水中的溶解度随温度升高而降低，但煮沸时与水发生反应。 问答下列问题： (1)“碱浸”时与铝箔反应的离子方程式 。 (2)“氧化浸出”时，保持其他条件不变，不同氧化剂对锂的浸出实验结果如下表，实际生产中氧化剂选用，不选用的原因是 。在“氧化浸出”时，适当的升温可加快反应速率，但一般不采取高温法，其原因是 。“氧化浸出”时生成了难溶的，该反应的化学方程式为 。 序号 锂含量/% 氧化剂 浸出液浓度/() 浸出渣中含量/% 1 3.7 3.5 9.02 0.10 2 3.7 3.5 9.05 0.08 3 3.7 3.5 7.05 0.93 4 3.7 3.5 8.24 0.43 (3)“浸出液”循环两次的目的是 。 (4)“滤渣Ⅱ”经纯化可得，流程中生成的、在高温条件下与煅烧烧可得，实现再生利用，其化学方程式为 (5)“一系列操作”具体包括 、 、、洗涤、干燥。 【答案】(1) (2) 与盐酸反应放出氯气，污染环境 为防止H2O2分解和盐酸挥发 (3)提高盐酸与H2O2的利用率 (4) (5) 水浴加热 趁热过滤 【分析】磷酸铁锂正极片(LiFePO4、导电石墨、铝箔)首先用NaOH溶液碱浸，Al溶解得到四羟基合铝酸钠，过滤分离出含四羟基合铝酸钠的溶液，滤渣Ⅰ为LiFePO4及石墨，加盐酸与氧化剂氧化浸出，将LiFePO4氧化得到含有Li+的溶液和FePO4沉淀，过滤分离出的滤渣Ⅱ含炭黑、FePO4，滤液中含LiCl，浸出液循环两次提高盐酸与氧化剂的利用率，之后再加NaOH调节pH除杂，然后滤液中加碳酸钠发生复分解反应生成Li2CO3，以此分析解题。 【详解】（1）“碱浸”时氢氧化钠与铝箔反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为 ； （2）与盐酸反应放出氯气，污染环境，所以实际生产中氧化剂选用，而不选用。H2O2易分解、盐酸易挥发，为防止H2O2分解和盐酸挥发，在氧化浸出时，一般不采取高温法；“氧化浸出”时，LiFePO4被H2O2 在酸性环境中氧化得到Li+和FePO4沉淀，根据电子守恒、元素守恒可得该反应的化学方程式为； （3）浸出液中含有盐酸和双氧水，“浸出液”循环两次的目的是提高盐酸与H2O2的利用率； （4）、在高温条件下与煅烧可得，铁元素化合价由+3降低为+2，中碳元素化合价由+3升高为+4，根据得失电子守恒，反应的化学方程式为； （5）已知碳酸锂在水中的溶解度随温度升高而降低，但煮沸时与水发生反应，故沉锂时应水浴加热，温度保持在95℃；“一系列操作”具体包括水浴加热、趁热过滤、洗涤、干燥。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$