3.2.1 金属材料 讲义 2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

Chemistry 不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海 ( 钠及其化合物 )金属材料 一、铁合金 1．合金 (1)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)合金具有优良的物理、化学或机械性能；一般来说，合金的硬度大于各成分金属，熔点低于各成分金属。 【特别提醒】 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。 ②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，不是简单加合；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。 ③并非所有的金属都能形成合金，两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金。 ④合金一定是混合物，没有固定的熔点。 ⑤常温下，多数合金是固体，但钠钾合金是液体。 ⑥合金的硬度比其成分金属大的原因： 纯金属内所有原子的大小和形状相同，原子排列十分规整；加入或大或小的其他元素的原子后，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度变大。 2．铁合金 铁和碳形成的合金，因含碳量不同分为生铁(含碳量为2%～4.3%)和钢(含碳量为0.03%～2%)，钢是用量最大、用途最广的合金。 (1)生铁： ①含碳量：2%～4.3% ②性能及用途：生铁硬度大、抗压，性脆、可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料。 (2)钢： ①钢的含碳量：0.03%～2% ②性能及用途：钢有良好的延展性，机械性能好，可以锻轧和铸造，广泛用于制造机械和交通工具等 ③钢根据化学成分，可分为两大类：碳素钢和合金钢 A.碳素钢根据含碳量不同可分为高碳钢、中碳钢和低碳钢，其性能和用途如下： B.合金钢也叫特种钢，是在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素，使钢的组织结构发生变化，从而使钢具有各种特殊性能，如强度、硬度大，可塑性、韧性好，耐磨，耐腐蚀等。 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。 【课堂小练1】 1．合金是一类用途广泛的金属材料，下列关于合金的说法正确的是(　　) A．铜铝合金的硬度比铜和铝的都大，熔点比铜和铝的都低 B．合金只能由两种或两种以上的金属组成 C．合金的制备过程发生的是化学变化 D．铁合金不能与酸反应 2．北宋沈括对生铁炼钢有这么一段评价：“世间锻铁所谓钢铁者，用柔铁屈盘之，乃以生铁陷其间，泥封炼之，锻令相入，谓入‘团钢’，亦谓之‘灌钢’。此乃伪钢耳……”，下列说法正确的是(　　) A．生铁和钢都是铁的含碳合金，生铁中碳的含量较低 B．通过炼制和锻打，可以调节铁中元素的组成、元素的含量等来改变铁的性能 C．高碳钢的韧性较好，低碳钢的硬度较大 D．不锈钢是一种常见的合金钢，它的合金元素主要是钨(W)和硅(Si) 二、铝和铝合金、新型合金 1．铝和氧化铝的性质 (1)铝是地壳中含量最多的金属元素，常温下就能与空气中的氧气发生反应。 【特别提醒】 ①铝和氧气反应表面生成一层致密的氧化铝薄膜，这层膜能防止内部金属进一步被氧化，故铝制品在空气中能稳定存在。 ②在常温下形成致密保护膜的金属，如铝、镁等金属；铁在高温下形成致密保护膜，俗称“烤蓝”；铁或铝遇到浓H2SO4或浓HNO3时，迅速反应生成致密氧化膜，称为钝化。 ③为了使铝制品适应于不同的用途，常采用化学方法对铝的表面进行处理，如增加膜的厚度，对氧化膜进行着色等。例如，化学氧化（用铬酸作氧化剂）可以使氧化膜产生美丽的颜色等。 (2)铝、氧化铝与酸反应 实验现象 铝片逐渐溶解，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声 化学方程式 Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ (3)铝、氧化铝与氢氧化钠溶液反应 实验现象 试管①中一开始无气泡产生，一段时间后，铝片溶解，有无色气泡冒出；试管②中铝片溶解，立即产生无色气泡。将点燃的木条放在试管口，都有爆鸣声。 化学方程式 Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]、 2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ (4)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，如Al2O3等，其与强酸、强碱反应的离子方程式分别为Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－。 【特别提醒】 ①铝制品耐用是因为表面有致密的氧化铝保护膜，Al2O3是两性氧化物，既可以与酸反应又可以与碱反应，所以铝制品不宜盛放显酸性或碱性的物质。 ②含氯化钠的物质不能用铝制品盛放。这是因为铝制品表面虽然有致密的氧化膜保护层，但若遇到氯化钠溶液，其中的氯离子会破坏氧化膜的结构，加速铝制品的腐蚀。因此，铝制品不宜用来长时间盛放咸菜等腌制食品。 2．氢氧化铝的性质 (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： 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 (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[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2，离子方程式为[A1(OH)4]-＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO。 【特别提醒】 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．铝合金及其用途 铝合金是目前用途广泛的合金之一，硬铝是在铝中添加了一定比例的Cu、Mg、Mn、Si，它的密度小，强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。 4．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。 5．用途广泛的稀土金属 (1)种类：元素周期表中原子序数从57~71（从镧至镥，称为镧系元素）的15种元素以及钪和钇，共17种元素。 (2)用途： ①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”。例如，在钢中加入稀土元素，可以增加钢的塑性、韧性、耐磨性、耐热性、耐腐蚀性和抗氧化性等。 ②稀土金属广泛应用在冶金、石油化工、材料工业（电子材料、荧光材料、发光材料、永磁材料、超导材料、染色材料、纳米材料、引火合金和催化剂等）、医药及农业等领域。 (3)重要人物：我国化学家徐光宪院士与其研究团队在稀土元素的分离及应用中作出了重要贡献。 【课堂小练2】 3．下列关于新型合金材料说法不正确的是(　　) A．镧镍合金能大量吸收H2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 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．利用合金的熔点低于成分金属这一特点可制得耐热合金 4．下列说法正确的是(　　) A．Al2O3难溶于水，不与水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物 B．因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物 C．Al2O3能跟所有的酸、碱溶液反应 D．Al2O3能跟强酸、强碱溶液反应 5．铝是地壳中含量最高的金属元素，下列关于铝及其化合物的性质、用途的说法错误的是(　　) A．纯铝的硬度和强度较小，不适合用于制造机器零部件 B．可用NaOH溶液除去Fe2O3粉末中少量的Al2O3 C．铝合金是用来制造飞机和宇宙飞船的理想材料 D．盐酸可以除去镁粉中的铝粉 6．等体积的盐酸和苛性钠溶液分别与两份足量的铝粉反应，在相同条件下产生氢气的体积比为1∶3，则盐酸和苛性钠溶液的物质的量浓度之比为(　　) A．1∶1 B．2∶1 C．3∶1 D．2∶3 7．已知反应① ；反应② 下列说法不正确的是 A．根据反应①判断，Al(OH)3是一元酸 B．反应②说明，酸性： C．Al(OH)3是一元碱 D．向溶液中滴加盐酸先产生沉淀后沉淀溶解 8．取的与溶液于试管中，进行如下实验，下列说法错误的是 A．试管1中，最终生成的沉淀只有 B．试管1中，沉淀的量一直增大直至不再改变 C．试管2中，当钡离子恰好沉淀时，沉淀的质量达到最大 D．试管2中，开始滴入溶液时生成的沉淀只有 【课时对点练习】 题组一　铁合金 1．下列与合金相关的叙述正确的有(　　) ①合金的硬度一般比它的成分金属的硬度都大 ②合金的熔点一般比它的成分金属的熔点都低 ③改变原料的配比、变更制造合金的工艺，可得到不同性能的合金 ④合金的导电性比纯金属的更强 ⑤合金的应用范围比纯金属更广 A．①②⑤ B．①②③⑤ C．②③④ D．①②④ 2．“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是( ) A．钢是以铁为主的含碳合金 B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大 C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高 D．钢的硬度比铁大的原因是钢含碳原子，使铁原子层之间的相对滑动变得困难 3．《五金·铁》中记载：“若造熟铁，则生铁流出时，相连数尺内，低下数寸，筑一方塘，短墙抵之。其铁流入塘内，数人执柳木排立墙上……众人柳棍疾搅，即时炒成熟铁。”下列说法不正确的是(　　) A．碳素钢与生铁的组成元素相同 B．生铁比熟铁质地更硬，延展性稍差 C．炒铁是为了提高铁水中的碳含量 D．该法与近代向生铁水中吹空气炼钢异曲同工 题组二　铝和铝合金 4．镁铝合金质优体轻，又不易锈蚀，大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金性质的叙述中，不正确的是(　　) A．此合金的熔点比镁和铝的熔点都低 B．此合金能全部溶解于足量稀盐酸中 C．此合金能全部溶解于足量氢氧化钠溶液中 D．此合金的硬度比镁和铝的硬度都大 5．用除去表面氧化膜的铝箔包装0.1 mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集反应产生的气体，则收集到的气体为(标准状况)(　　) A．O2和H2的混合气体 B．1.12 L H2 C．大于1.12 L H2 D．小于1.12 L H2 6．下列变化不可能通过一步反应直接完成的是(　　) A．Al(OH)3→Al2O3 B．Al2O3→Al(OH)3 C．Al→[Al(OH)4]－ D．AlCl3→Al(OH)3 7．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 B．铝球表面有气泡产生，且有白色沉淀生成，杠杆不平衡 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c(OH－)增大 8．某金属与盐酸反应时，生成H2的质量与消耗金属质量的关系如图所示，此金属可能是(　　) A．纯锌 B．纯铁 C．镁铝合金 D．铜铁合金 9．下列关于铝单质的叙述中，正确的是( ) A．不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应 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 C．铝和NaOH溶液反应：Al＋2OH-＋2H2O=[Al(OH)4]-＋H2↑ 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 10．溶液的电导率可以表示溶液的导电能力，电导率越大，溶液的导电能力越强。向的溶液中缓慢通入气体，溶液的电导率随通入气体时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．溶液的电导率大小仅与溶液中离子的浓度有关 B．b点对应溶液中溶质的主要成分为 C．a→b段发生反应的离子方程式为 D．b→c段电导率上升的原因是与和发生反应生成 题组三　新型合金 11．下列材料中所涉及的合金不属于新型合金的是 A．飞机窝扇用的是 耐高温的合金材料 B．“中国天眼”使用 的碳化硅 C．“蛟龙”号载人舱是 用钛合金制的 D．新能源汽车 储氢材料 12．将一个预先做好的“ICE”形状的镍钛合金破坏形状后，只要在热水中浸泡，其便会恢复原来形状。下列说法正确的是(　　) A．记忆合金的形状变化属于化学变化 B．合金的熔点一般比各组分金属低，硬度比各组分金属小 C．形状记忆合金在医疗上可用来接断骨等，在日常生活中可制眼镜框架等 D．钛合金的化学性质与钛单质完全相同 13．新型合金由于性能独特，可以满足某些尖端技术的需要。下列关于新型合金材料说法不正确的是 A．钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼 B．镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料 C．利用合金的熔点低于成分金属这一特点可制得耐热合金 D．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 【参考答案】 【课堂小练1】 1．合金是一类用途广泛的金属材料，下列关于合金的说法正确的是(　　) A．铜铝合金的硬度比铜和铝的都大，熔点比铜和铝的都低 B．合金只能由两种或两种以上的金属组成 C．合金的制备过程发生的是化学变化 D．铁合金不能与酸反应 答案　A 解析　合金是一种金属熔合其他金属或非金属形成的具有金属特性的混合物，合金中可以含有非金属元素，如生铁为铁与碳的合金，故B不符合题意；合金的制备过程没有新物质生成，是物理变化，故C不符合题意；铁合金中含有铁，能够与盐酸等反应生成盐和氢气，故D不符合题意。 2．北宋沈括对生铁炼钢有这么一段评价：“世间锻铁所谓钢铁者，用柔铁屈盘之，乃以生铁陷其间，泥封炼之，锻令相入，谓入‘团钢’，亦谓之‘灌钢’。此乃伪钢耳……”，下列说法正确的是(　　) A．生铁和钢都是铁的含碳合金，生铁中碳的含量较低 B．通过炼制和锻打，可以调节铁中元素的组成、元素的含量等来改变铁的性能 C．高碳钢的韧性较好，低碳钢的硬度较大 D．不锈钢是一种常见的合金钢，它的合金元素主要是钨(W)和硅(Si) 答案　B 解析　生铁中碳的含量高于钢，A错误；通过炼制和锻打，可以降低生铁中含碳量，除去生铁中有害元素P、S等，调整生铁中Si、Mn等的含量，改变铁的性能，B正确；高碳钢硬度较大，韧性较差，低碳钢硬度较小，韧性较强，C错误；不锈钢的合金元素主要是铬(Cr)、镍(Ni)，常用来制造医疗器械、餐具等，D错误。 【课堂小练2】 3．下列关于新型合金材料说法不正确的是(　　) A．镧镍合金能大量吸收H2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 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．利用合金的熔点低于成分金属这一特点可制得耐热合金 答案　D 解析　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H2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，故A正确；钛合金与人体有很好的相容性，且性质稳定，抗腐蚀性强，所以可用来制造人造骨骼，故B正确；耐热合金的熔点很高，与合金的特性无关，故D错误。 4．下列说法正确的是(　　) A．Al2O3难溶于水，不与水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物 B．因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物 C．Al2O3能跟所有的酸、碱溶液反应 D．Al2O3能跟强酸、强碱溶液反应 答案　D 解析　Al2O3虽然难溶于水，但是2Al(OH)3Al2O3＋3H2O，Al2O3和Al(OH)3中Al的化合价相同，所以Al2O3是Al(OH)3对应的氧化物；Al2O3是两性氧化物；Al2O3与强酸、强碱反应，与弱碱不反应。 5．铝是地壳中含量最高的金属元素，下列关于铝及其化合物的性质、用途的说法错误的是(　　) A．纯铝的硬度和强度较小，不适合用于制造机器零部件 B．可用NaOH溶液除去Fe2O3粉末中少量的Al2O3 C．铝合金是用来制造飞机和宇宙飞船的理想材料 D．盐酸可以除去镁粉中的铝粉 答案　D 解析　制造机器零部件要求材料硬度高、强度大，而纯铝硬度、强度较小，不适合，A正确；氧化铁不与氢氧化钠溶液反应，氧化铝为两性氧化物，与氢氧化钠溶液反应生成Na[Al(OH)4]，B正确；铝合金硬度高、质量轻，是用来制造飞机和宇宙飞船的理想材料，C正确；Mg、Al均与盐酸反应，应用NaOH溶液除去镁粉中的铝粉，D错误。 6．等体积的盐酸和苛性钠溶液分别与两份足量的铝粉反应，在相同条件下产生氢气的体积比为1∶3，则盐酸和苛性钠溶液的物质的量浓度之比为(　　) A．1∶1 B．2∶1 C．3∶1 D．2∶3 答案　A 解析　由2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑可知，产生氢气的体积比为1∶3，需要盐酸和苛性钠的物质的量之比为1∶1，溶液的体积相同，故盐酸和苛性钠溶液的物质的量浓度之比也为1∶1。 7．已知反应① ；反应② 下列说法不正确的是 A．根据反应①判断，Al(OH)3是一元酸 B．反应②说明，酸性： C．Al(OH)3是一元碱 D．向溶液中滴加盐酸先产生沉淀后沉淀溶解 答案　C 【解析】A．反应①与NaOH1:1反应生成正盐，只由该反应可说明氢氧化铝是一元酸，A正确；B．强酸可以制备弱酸，即反应②说明，酸性：，B正确；C．反应①说明氢氧化铝有酸性，反应②说明氢氧化铝有碱性，氢氧化铝是两性氢氧化物，C错误；D．向溶液中滴加盐酸先产生氢氧化铝沉淀，后盐酸又和氢氧化铝反应沉淀溶解，D正确；故选C。 8．取的与溶液于试管中，进行如下实验，下列说法错误的是 A．试管1中，最终生成的沉淀只有 B．试管1中，沉淀的量一直增大直至不再改变 C．试管2中，当钡离子恰好沉淀时，沉淀的质量达到最大 D．试管2中，开始滴入溶液时生成的沉淀只有 答案B 【分析】试管1中起初发生反应， 后来发生反应，所以沉淀的量先增大后减少；试管2中一开始钡离子沉淀时，铝离子没有沉淀：， 氢氧根全部消耗完时，发生反应，钡离子恰好沉淀时，沉淀的质量达到最大。 【解析】A．由分析可知，试管1最终生成的沉淀是，故A正确；B．由分析可知，沉淀的量先增大后减少，故B错误；C．根据上述分析可知，钡离子恰好沉淀时，沉淀的质量达到最大；故C正确；D．试管2中一开始钡离子沉淀时，铝离子没有沉淀：，开始滴入溶液时生成的沉淀只有，故D正确；答案选B。 【课时对点练习】 题组一　铁合金 1．下列与合金相关的叙述正确的有(　　) ①合金的硬度一般比它的成分金属的硬度都大 ②合金的熔点一般比它的成分金属的熔点都低 ③改变原料的配比、变更制造合金的工艺，可得到不同性能的合金 ④合金的导电性比纯金属的更强 ⑤合金的应用范围比纯金属更广 A．①②⑤ B．①②③⑤ C．②③④ D．①②④ 答案　B 解析　①合金的硬度一般大于其成分金属的硬度，故正确；②合金的熔点一般低于其成分金属的熔点，故正确；③合金的性质与合金的原料配比以及制造工艺有关，所以改变原料的配比、变更制造合金的工艺，可以制得具有不同性能的合金，故正确；④合金的导电性不一定比纯金属更强，比如铝合金的导电性比纯铝要差，故错误；⑤合金一般比其成分金属熔点低，硬度大，具有更好的机械加工性能，故应用更广泛，故正确。 2．“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是( ) A．钢是以铁为主的含碳合金 B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大 C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高 D．钢的硬度比铁大的原因是钢含碳原子，使铁原子层之间的相对滑动变得困难 答案　C 【解析】A项，钢是含碳量低的铁合金， A正确；B项，钢的硬度和脆性与含碳量有关，随着含碳量的增大而增大，B正确；C项，由题意可知，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，说明生铁的熔点低于熟铁，C错误；D项，赤铁矿的主要成分是Fe2O3，可用于冶炼铁，D正确；故选C。 3．《五金·铁》中记载：“若造熟铁，则生铁流出时，相连数尺内，低下数寸，筑一方塘，短墙抵之。其铁流入塘内，数人执柳木排立墙上……众人柳棍疾搅，即时炒成熟铁。”下列说法不正确的是(　　) A．碳素钢与生铁的组成元素相同 B．生铁比熟铁质地更硬，延展性稍差 C．炒铁是为了提高铁水中的碳含量 D．该法与近代向生铁水中吹空气炼钢异曲同工 答案　C 解析　碳素钢与生铁都是铁碳合金，组成元素相同，故A正确；炒铁过程中降低了铁水中的碳含量，从而将生铁转化成熟铁，故C错误；该冶炼方法和近代向生铁水中吹空气炼钢，都是利用空气中氧气氧化C元素，其原理基本相同，故D正确。 题组二　铝和铝合金 4．镁铝合金质优体轻，又不易锈蚀，大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金性质的叙述中，不正确的是(　　) A．此合金的熔点比镁和铝的熔点都低 B．此合金能全部溶解于足量稀盐酸中 C．此合金能全部溶解于足量氢氧化钠溶液中 D．此合金的硬度比镁和铝的硬度都大 答案　C 解析　合金的熔点一般比各成分金属的熔点低，A正确；镁铝合金的主要成分是镁和铝，Mg和Al均能与稀盐酸反应，则合金能全部溶解于足量稀盐酸中，B正确；铝能与氢氧化钠溶液反应但镁不能，镁铝合金不能全部溶解于足量氢氧化钠溶液中，C错误；合金的硬度一般比各成分金属的硬度大，D正确。 5．用除去表面氧化膜的铝箔包装0.1 mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集反应产生的气体，则收集到的气体为(标准状况)(　　) A．O2和H2的混合气体 B．1.12 L H2 C．大于1.12 L H2 D．小于1.12 L H2 答案　C 解析　首先钠与水反应生成NaOH和H2，铝再与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]和H2，收集到的气体为两者产生的氢气之和，0.1 mol钠与水反应产生标准状况下气体1.12 L，再加上铝与NaOH溶液反应放出的H2，最终收集到的H2大于1.12 L。 6．下列变化不可能通过一步反应直接完成的是(　　) A．Al(OH)3→Al2O3 B．Al2O3→Al(OH)3 C．Al→[Al(OH)4]－ D．AlCl3→Al(OH)3 答案　B 解析　氢氧化铝受热分解生成氧化铝和水，A可以一步完成；Al2O3难溶于水，应先将Al2O3与酸反应变成Al3＋或与强碱溶液反应生成[Al(OH)4]－后，然后加入弱碱或弱酸反应生成Al(OH)3，B不可以一步完成；Al和NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]和H2，C可以一步完成；氯化铝和弱碱反应生成氢氧化铝，D可以一步完成。 7．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 B．铝球表面有气泡产生，且有白色沉淀生成，杠杆不平衡 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c(OH－)增大 答案　A 解析　左烧杯中的铝球与氢氧化钠溶液反应：2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，有一部分铝溶解，并产生气体，生成Na[Al(OH)4]；右烧杯铁球浸在硫酸铜溶液中发生反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，铁球表面有红色物质析出，铁球质量增加，溶液蓝色变浅，左边消耗OH－，使c(OH－)减小。 8．某金属与盐酸反应时，生成H2的质量与消耗金属质量的关系如图所示，此金属可能是(　　) A．纯锌 B．纯铁 C．镁铝合金 D．铜铁合金 答案　D。 解析：首先由图可知，消耗金属质量为30 g时，产生氢气的质量为1 g，即0.5 mol。用极值法：假设每一种金属都与酸反应产生0.5 mol H2，然后分别计算出消耗金属的质量。A项需32.5 g，B项需28 g，C项需要的质量范围是大于9 g，小于12 g，D项大于28 g。故选D 9．下列关于铝单质的叙述中，正确的是( ) A．不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应 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 C．铝和NaOH溶液反应：Al＋2OH-＋2H2O=[Al(OH)4]-＋H2↑ 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 【解析】A项，无论是铝还是其氧化物都能与酸或碱反应，A项正确；B项，铝制品在空气，其表面形成致密的氧化膜，铝的化学性质不稳定，B项错误；C项，电荷、电子均不守恒，正确的离子方程式为2Al＋2OH-＋6H2O===2[Al(OH)4]-＋3H2↑，C项错误；D项，打磨后的铝箔在酒精灯上灼烧表面生成Al2O3，高熔点的Al2O3兜住了熔融的液态铝，不会滴落，D项错误；故选A。 10．溶液的电导率可以表示溶液的导电能力，电导率越大，溶液的导电能力越强。向的溶液中缓慢通入气体，溶液的电导率随通入气体时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．溶液的电导率大小仅与溶液中离子的浓度有关 B．b点对应溶液中溶质的主要成分为 C．a→b段发生反应的离子方程式为 D．b→c段电导率上升的原因是与和发生反应生成 答案　B 【分析】向150mL 0.05mol⋅L−1的Na[Al(OH)4]溶液中缓慢通入CO2气体，a→b段先发生反应2Na[Al(OH)4]+CO2=Na2CO3+2Al(OH)3↓+H2O，反应前Na[Al(OH)4]电离成Na+和[Al(OH)4]−，反应后Na2CO3电离成Na+和，由于反应生成水且离子数目减少，溶液电导率降低，继续通CO2，b→c段发生反应Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3，反应消耗水且离子数目增多，溶液电导率升高； 【解析】A．溶液的电导率大小和离子浓度，离子电荷数，溶液温度等因素都有关，A错误；B．由分析，b点对应溶液中溶质的主要成分为Na2CO3，B正确；C．由分析，将a→b段的反应改写成离子方程式为2[Al(OH)4]−+CO2=+2Al(OH)3↓+H2O，C错误；D．CO2通入水中生成碳酸，碳酸是弱酸，无法溶解氢氧化铝沉淀生成铝离子，D错误；本题选B。 题组三　新型合金 11．下列材料中所涉及的合金不属于新型合金的是 A．飞机窝扇用的是 耐高温的合金材料 B．“中国天眼”使用 的碳化硅 C．“蛟龙”号载人舱是 用钛合金制的 D．新能源汽车 储氢材料 答案　B 【解析】A．的耐高温的合金材料是钛合金，属于新型合金，A不符合题意；B．碳化硅属于无机非金属材料，B符合题意；C．钛合金的硬度大、耐酸碱的腐蚀，因此可用于蛟龙号载人舱的舱体材料等，属于新型合金，C不符合题意；D．新能源汽车储氢材料，有LaNi5、Mg2Cu、Mg2Ni等，属于新型合金，D不符合题意；故选B。 12．将一个预先做好的“ICE”形状的镍钛合金破坏形状后，只要在热水中浸泡，其便会恢复原来形状。下列说法正确的是(　　) A．记忆合金的形状变化属于化学变化 B．合金的熔点一般比各组分金属低，硬度比各组分金属小 C．形状记忆合金在医疗上可用来接断骨等，在日常生活中可制眼镜框架等 D．钛合金的化学性质与钛单质完全相同 答案　C 解析　记忆合金的形状变化没有生成新物质，属于物理变化，A不正确；合金的熔点一般比组分金属的低，但硬度要比组分金属的大，B不正确；钛合金中因为加入了其他金属，化学性质与钛单质不完全相同，D不正确。 13．新型合金由于性能独特，可以满足某些尖端技术的需要。下列关于新型合金材料说法不正确的是 A．钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼 B．镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料 C．利用合金的熔点低于成分金属这一特点可制得耐热合金 D．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 答案　C 【解析】A．钛合金生物相容性好，强度大，常用作人造骨骼，故A正确；B．镧镍合金能大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物，金属氢化物稍稍加热又容易分解，所以可用作储氢材料，故B正确；C．耐热合金的熔点很高，与合金的熔点低说法相悖，故C错误；D．形状记忆合金具有记忆功能，可使形状记忆合金发生形变的作用力消失后恢复原状，故D正确；故选C。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$