第3章 第2节 第1课时 合金-【金版教程】2025-2026学年高中化学必修第一册创新导学案课件PPT（人教版 单选版）

第三章　铁 金属材料 第二节　金属材料 第一课时　合金 1.认识合金的特征性质，了解常见合金的分类、组成和用途。2.掌握Al与O2反应及Al与NaOH溶液反应的产物和本质。3.正确认识氧化铝的两性。4.能说明常见金属材料对社会发展的价值及对环境的影响。 2 学习理解 01 课时作业 04 目录 CONTENTS 探究应用 02 总结提升 03 学习理解 概念 由两种或两种以上的_______ (或______________)熔合而成的具有______特性的物质 性能 硬度 硬度一般______它的成分金属 熔点 熔点一般______它的成分金属 与纯金属材料相比，合金具有优良的物理、化学或机械性能 一、合金与铁合金 1．合金 金属 金属和非金属 金属 大于 低于 学习理解 5 2．铁合金 _________是一种最常见的合金钢，合金元素主要是_____和_____。 铁 碳 不锈钢 铬 镍 学习理解 6 二、铝与铝合金 1．金属铝 (1)铝是地壳中含量______的金属元素。 (2)铝是一种活泼金属，在______下就能与空气中的氧气发生反应，表面生成一层致密的_________薄膜，其作用是保护内部金属不受腐蚀。 最多 常温 氧化铝 学习理解 7 实验操作 实验现象 铝片__________，一段时间后，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有_______ 化学方程式 _______________________________________________________ 离子方程式 _______________________________________________________ 结论 Al2O3和铝均能与盐酸发生反应 2．铝、氧化铝的性质 (1)铝、氧化铝与稀盐酸反应 逐渐溶解 爆鸣声 Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ 学习理解 8 实验操作 实验现象 试管①中铝片___________，一开始无气泡产生，一段时间后，有无色气泡冒出，试管②中铝片___________，立即产生无色气泡，将点燃的木条放在试管口，都有_________ 化学 方程式 _________________________________________________________________________________________________________ 离子 方程式 __________________________________________________________________________________________ 结论 铝、氧化铝均能与NaOH溶液反应 (2)铝、氧化铝与NaOH溶液反应 逐渐溶解 逐渐溶解 爆鸣声 Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]、2Al＋2NaOH＋6H2O=== 2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－、2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ 学习理解 9 (3)两性氧化物 既能与酸反应生成______，又能与碱反应生成_______的氧化物，如：Al2O3。 3．铝合金 向铝中加入少量的合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等，可制成铝合金。铝合金是目前用途广泛的合金之一。例如，硬铝的密度______、强度_____，具有较强的____________，是制造_________________的理想材料。 盐和水 盐和水 小 高 抗腐蚀能力 飞机和宇宙飞船 学习理解 10 三、新型合金 金属氢化物 分解 Ti­Fe La­Ni 学习理解 11 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)合金中不可能含有非金属元素。(　　) (2)合金中的金属元素以化合物的形式存在。(　　) (3)合金中各元素的含量一定，所以合金是纯净物。(　　) (4)生铁的熔点比铁低，但机械强度和硬度比铁高。(　　) (5)两性氧化物是既有酸性又有碱性的氧化物。(　　) (6)等质量的Al与足量的盐酸、NaOH溶液充分反应，生成的H2的物质的量相同。(　　) (7)等物质的量的盐酸、NaOH溶液与足量Al充分反应，生成的H2的物质的量相同。(　　) × √ × × × √ × 学习理解 12 探究应用 启思研讨　教师独具内容 材料一　第24届冬季奥林匹克运动会(即北京冬季奥运会)于2022年2月在北京举行，其中短道速滑运动员所用的速滑冰刀可用不锈钢制成。 材料二　我国国产大型客机C919的机身采用铝合金材料，使其重量更轻，坚固性更强。 探究应用 14 [问题探究] 1．合金一定是由金属组成的混合物吗？铁的熔点是1536 ℃，钠的沸点是883 ℃，二者能形成合金吗？ 2．合金的性质是各成分金属的性质之和吗？ 提示：不一定。合金中一定含有金属元素，也可能含有非金属元素，如生铁是由铁、碳组成的合金；铁、钠不能形成合金，原因是铁开始熔化时，钠已经汽化，故二者不能形成合金。 提示：不是。合金在物理性质和机械性能方面优于各成分金属，不是简单的加和，一般认为在化学性质上，合金体现的是各成分金属的化学性质。 探究应用 15 3．为什么航空航天领域中铝合金比铁合金用途更广泛？ 4．能否用铝制餐具蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物？为什么？ 提示： (1)铝合金比铁合金质地轻、强度大，更适用于航空航天领域；(2)铝合金表面易形成致密的氧化膜，此氧化膜耐高温、耐腐蚀，而铁合金的氧化膜疏松多孔且易脱落，对内部金属起不到防腐蚀的作用。 提示：不能。因为铝和氧化铝均能与酸、碱反应。 探究应用 16 知识点一　合金及其特点、用途 1．关于合金 (1)合金一定含有金属元素，可能含有非金属元素。 (2)合金一定是混合物，合金具有金属的特性；形成合金时，各组分之间按一定比例高温熔合，并未发生化学反应。 探究应用 17 (3)合金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。 (4)合金的硬度一般大于其成分金属；合金的熔点一般比其成分金属的熔点低。 (5)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，若一种金属的熔点高于另一金属的沸点，则二者不能形成合金。 探究应用 18 2．正确选用金属材料的一般思路 (1)金属的性质决定其主要用途，在选用材料时应首先考虑其性质与用途的一致性。 (2)所选材料的强度、机械性能、外观、加工难度等主要从金属的物理性质考虑，如密度、硬度、延展性、导电性、导热性、强度等。 (3)材料的稳定性、日常维护、对环境的影响等应从其化学性质考虑，如在空气、水、酸、碱、盐环境下的化学稳定性及耐腐蚀性等。 (4)材料的经济性，如价格，应从原料的储量、开采与冶炼难度等方面考虑。 探究应用 19 [练1]　我国科学家参与研制的镁－镍－钛新型合金材料可提高阻尼减震性能，广泛应用在航天航空领域。下列有关叙述不正确的是(　　) A．形成合金，其结构发生改变，使合金的性能与纯金属有很大差异 B．它易导电、导热，具有延展性 C．它的熔点比镁低 D．它的强度和硬度比镁小 探究应用 20 [练2]　我国很早就已将不同碳含量的铁合金进行了区分，如《天工开物》中“凡铁分生、熟，出炉未炒则生，既炒则熟。生、熟相合，炼成则钢”。下列叙述正确的是(　　) A．生铁的含碳量比熟铁低 B．生铁变为熟铁是物理变化 C．钢的含碳量越高，硬度越小 D．合金钢与碳素钢的组织结构不同 探究应用 21 知识点二　铝及其重要化合物 探究应用 22 探究应用 23 2.氧化铝 Al2O3是两性氧化物，既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水。铝材料由于铝表面生成的一层Al2O3保护膜而具有耐腐蚀性，因此不能用铝制容器来贮存酸性或碱性物质。 [注意]　(1)铝表面的氧化膜结构致密，因此铝有很强的抗腐蚀性能；做铝的性质实验时，要用砂纸将铝表面的氧化膜除去。 (2)铝、氧化铝既能与酸反应，又能与强碱溶液反应，但与弱碱不反应。 探究应用 24 3．氢氧化铝 (1)Al(OH)3是不溶于水的两性氢氧化物(既能和酸反应生成盐和水，又能和碱反应生成盐和水的氢氧化物叫做两性氢氧化物)，既能与强酸反应：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，又能与强碱反应：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。 (2)氢氧化铝是白色胶状沉淀，有吸附作用。 (3)Al(OH)3的实验室制法：用可溶性铝盐和氨水反应制取。 化学方程式：AlCl3＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4Cl。 探究应用 25 [练3]　2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑可用来疏通下水管道。下列说法错误的是(　　) A．Al是还原剂，发生氧化反应 B．每生成1 mol H2，转移2 mol 电子 C．可用NaOH溶液除去镁粉中混有的少量Al粉 D．等量的铝与足量NaOH溶液反应生成的H2比与足量盐酸反应生成的多 探究应用 26 解析：铝元素由0价升高到＋3价，则Al是还原剂，发生氧化反应，A正确；氢元素由＋1价降低到0价，则生成1 mol H2，转移2 mol电子，B正确；Al可与NaOH溶液反应，Mg不与NaOH溶液反应，故可用NaOH溶液除去镁粉中少量Al粉，C正确；等量的铝与足量NaOH溶液、足量盐酸反应生成H2，均存在关系：2Al～3H2，则生成H2的量相等，D错误。 探究应用 27 [练4]　甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的盐酸和NaOH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为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为(　　) A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g 探究应用 28 探究应用 29 [练5]　向MgSO4和Al2(SO4)3的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液。下列图像中，能正确表示上述反应的是(横坐标表示加入NaOH溶液的体积，纵坐标表示反应生成沉淀的质量)(　　) 解析：向混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，NaOH溶液先后与Al2(SO4)3溶液、MgSO4溶液反应生成氢氧化铝、氢氧化镁沉淀，当沉淀达到最多时，继续加入的NaOH溶液将氢氧化铝沉淀溶解，但氢氧化镁不能与过量的NaOH溶液反应。 探究应用 30 总结提升 本课总结 自我反思：﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 总结提升 32 A.下水井盖——生铁 B.美工刀刀片——高碳钢 C.飞机外壳——硬铝 D.储氢合金——La­Ni合金 随堂提升 1．用于制造下列物品的材料属于新型合金的是(　　) 总结提升 33 2．下列物质中既能跟稀盐酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的是(　　) ①NaHCO3　②(NH4)2S　③Al2O3　④Al(OH)3　⑤Al A．①③④ B．②⑤ C．①③⑤ D．全部 总结提升 34 3．2022年冬奥会中短道速滑项目队员所穿的速滑冰刀可用不锈钢制成。下列叙述错误的是(　　) A．不锈钢是最常见的一种合金钢 B．不锈钢中常添加镍(Ni)和铬(Cr)元素，从而使其具有特殊性能 C．不锈钢中只含有金属元素，不含有非金属元素 D．不锈钢是通过增加原子层之间的相对滑动难度，导致合金的硬度变大 总结提升 35 4．用打磨后的铝箔包裹着2.3 g金属钠，用针扎若干小孔，然后投入足量水中，理论上可以收集到氢气的物质的量为(　　) A．0.05 mol B．0.2 mol C．大于0.05 mol，小于或等于0.2 mol D．无法判断 总结提升 36 解析：铝箔包裹着2.3 g金属钠投入足量水中，钠首先与水反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，然后生成的NaOH再和Al发生反应：2NaOH＋2Al＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，利用题中数据知：2.3 g钠可产生0.05 mol H2，生成的0.1 mol NaOH与足量铝作用可生成0.15 mol H2，因此产生的氢气的物质的量一定大于0.05 mol，而小于或等于0.2 mol。 总结提升 37 5．铁和铝是科技、生产、生活中应用最广泛的金属材料。 现有铁、铝的混合物进行如下实验： (1)操作X的名称是________。 (2)气体A是____________。 (3)A与Cl2混合光照可能发生爆炸，生成________(填化学式)，A在该反应中作________(填“氧化剂”或“还原剂”)。 (4)溶液B中阴离子除OH－外还有____________，溶液D中存在的金属离子为________。 过滤 H2(或氢气) HCl 还原剂 [Al(OH)4]－ Fe2＋ 总结提升 38 课时作业 一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求) 1．下列材料中所涉及的合金不属于新型合金的是(　　) A．飞机涡扇发动机用的是耐高温的合金材料 B．“蛟龙号”载人舱是用钛合金制的 C．不锈钢盆 D．新能源汽车储氢材料 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 40 2．合金与纯金属制成的金属材料相比，优点是(　　) ①合金的硬度一般比它的各成分金属的大 　②一般地，合金的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，可以得到具有不同性能的合金'④合金比纯金属的导电性能更强'⑤合金比纯金属的应用范围更广泛 A．①②③⑤ B．②③④ C．①②④ D．①②④⑤ 解析：一般情况下纯金属的导电性比合金的导电性好。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 41 3．下列说法不正确的是(　　) A．派克钢笔尖采用含有铱元素的合金钢制作，因为其极其耐磨损 B．储氢合金是一类能大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料 C．硬铝密度小强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和飞船的理想材料 D．合金中各组分不变，添加比例改变，合金的性能不变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 42 4．铝的化学性质比铁活泼，铁制品容易生锈，但铝制品使用多年也不会生锈，其主要原因是(　　) A．铝不易发生化学反应 B．铝的氧化物容易发生化学反应 C．铝不易被氧化 D．铝易被氧化，但氧化铝具有保护内部铝的作用 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 43 5．下列制取CO2、通过CO2和Na[Al(OH)4]溶液反应制取Al(OH)3、分离并加热Al(OH)3制取Al2O3的装置和原理能达到实验目的的是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 44 6．经研究发现，含有95%的铝和5%的镓、铟及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气，整个反应中只消耗铝，而反应生成的Al2O3可回收再利用，这样不仅降低了制氢气的成本，而且方便快捷，这一发现将燃氢汽车的研发推向新的台阶。下列有关说法不正确的是(　　) A．此合金一定比纯铝柔软 B．铝作为还原剂，有丰富的资源优势 C．合金与水反应的总方程式为2Al＋3H2O===Al2O3＋3H2↑ D．合金中的镓、铟及锡对铝与水的反应可能起催化作用 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 45 7．下列关于Al2O3的说法正确的是(　　) A．Al2O3是金属氧化物，也是两性氧化物 B．Al2O3加热分解为铝和氧气 C．Al2O3结构致密，所以可用铝制容器盛盐酸和NaOH溶液等 D．擦去表面氧化铝的铝条在酒精灯上灼烧时，熔化的铝会滴落下来 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 46 8．将NaOH溶液逐滴加入用盐酸酸化了的AlCl3溶液中，若用y轴表示Al(OH)3沉淀量，x轴表示NaOH溶液的体积，下列图像正确的是(　　) 解析：当溶液中有H＋、Al3＋时，加入的OH－先与H＋反应，后与Al3＋反应：H＋＋OH－===H2O、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，故开始无沉淀，一段时间后生成沉淀，当沉淀达到最大值，再加入NaOH溶液沉淀开始溶解：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－，形成沉淀与沉淀溶解所需NaOH溶液的体积比为3∶1，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 47 9．家庭的厨卫管道内常因留有油脂、毛发、菜渣等而造成堵塞，此时可以用主要成分为NaOH和铝粉的固体管道疏通剂进行疏通。下列说法错误的是(　　) A．铝表面的氧化膜和铝均能与NaOH溶液反应 B．取用该固体管道疏通剂时可以用手抓取 C．使用该固体管道疏通剂时应远离明火 D．疏通原理是有气体生成，产生气压，同时NaOH具有一定的腐蚀性 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 48 解析：铝与NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，氧化铝为两性氧化物，也能与NaOH溶液反应，A正确；氢氧化钠溶液与铝反应放热，且NaOH具有强腐蚀性，取用该固体管道疏通剂时不能用手抓取，B错误；铝与NaOH溶液反应生成的氢气遇到明火会发生爆炸，故使用该固体管道疏通剂时应远离明火，C正确；铝与NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，故疏通原理是有气体生成，产生气压，同时NaOH具有一定的腐蚀性，能腐蚀毛发、菜渣等淤积物，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 49 选项 实验方案 现象、结论 A 加入盐酸 产生无色气体；含铝、铁、镁三种金属 B 加入NaOH溶液 有无色气体产生；含有镁、铝两种金属 C 加入盐酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液 产生白色沉淀；含有金属镁 D 用盐酸溶解并放置一会儿后，加入KSCN溶液 溶液呈红色；含有铁元素 10．易拉罐的主要成分为铝合金，其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案与现象、结论正确的是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 50 11．将等物质的量的金属Na、Mg、Al分别与100 mL 2 mol·L－1的盐酸反应，实验测得生成气体的体积V(已折合为标准状况)与时间t的关系如图所示，则下列说法错误的是(　　) A．反应时，Na、Mg、Al均过量 B．x＝2.24 C．钠的物质的量为0.2 mol D．曲线b表示Mg与盐酸的反应 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 51 解析：分析题图知，等物质的量的金属Na、Mg、 Al分别与100 mL 2 mol·L－1的盐酸反应，最后生成氢气 的体积在标准状况下相同，则三种金属置换出的氢气量 相等，即三种金属失电子的物质的量相等。若盐酸过量， 等物质的量的三种金属失电子的物质的量之比是1∶2∶3，故盐酸不可能过量；反应时，Na不可能过量，如果过量会与溶剂水反应，生成的氢气量会比Mg、Al生成的氢气量多，故HCl和Na恰好反应完全，而Mg、Al还有剩余，A错误；由于酸不足，所以生成氢气的量为n(H2)＝0.5n(HCl)＝0.1 mol，所以标准状况下的体积为2.24 L，即x＝2.24，B正确；生成0.1 mol的氢气需0.2 mol的钠，C正确；按照金属活动性顺序：Na>Mg>Al，可知反应速率：Na>Mg>Al，故曲线b表示Mg与盐酸的反应，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 52 二、非选择题 12．下表是一些金属熔点的数据，回答下列问题。 (1)铅锡合金中某种金属的质量分数与合金的熔点有如图所示的关系，其中横坐标表示的是________的质量分数；当合金熔点最低时，合金中铅与锡的质量比为________。 金属 铜 锌 锡 铅 铋 镉 熔点/℃ 1083 419.6 231.9 327.5 271.3 320.9 锡 2∶3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 53 (2)保险丝由铋、铅、锡、镉等金属组成，其熔点约为________(填序号)。 A．20～40 ℃ B．60～80 ℃ C．230～250 ℃ D．300～320 ℃ (3)青铜器的主要成分是铜锡合金。崭新的青铜器呈土黄色。当青铜器长期埋于地下，逐渐形成了铜绿[主要成分为Cu2(OH)2CO3]，从其化学式可知铜绿的形成是铜与__________________(填物质的化学式)长期作用的结果。 B O2、H2O和CO2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 54 解析：(1)根据题图及题表中数据可知，当质量分数为0时的熔点比质量分数为1时的熔点高，铅的熔点高于锡的熔点，所以质量分数为0时对应的金属是铅，质量分数为1时对应的金属是锡，所以横坐标表示的是锡的质量分数；当合金熔点最低时，锡的质量分数是0.6，此时合金中铅与锡的质量比为0.4∶0.6＝2∶3。 (2)一般来说合金的熔点低于其中任何一种成分金属的熔点。铋、铅、锡、镉中熔点最低的是锡(231.9 ℃)，则合金的熔点低于231.9 ℃，排除C、D；A的温度太低，与室温接近，保险丝起不到保护作用。 (3)铜绿中除铜元素外，还有H、C、O元素，所以铜 绿的形成是铜与空气中的O2、H2O和CO2长期作用的结果。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 55 13．工业上以铝土矿(主要成分为Al2O3，含有少量Fe3O4、MgO和SiO2)为原料冶炼金属铝，可经过如下过程，其工艺流程示意图如下。 已知：SiO2与盐酸不反应。 (1)写出得到溶液A，铝土矿中主要成分所发生反应的离子方程式：____________________________________。 Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 56 (2)往溶液A中通入适量氯气发生反应的离子方程式为____________________________。 (3)沉淀B为__________________，溶液A中Al3＋与过量NaOH溶液发生两步反应：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、_____________________________(写出第二步反应的离子方程式)。 (4)溶液C中的溶质主要有_________________。 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ Fe(OH)3、Mg(OH)2 Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ NaCl、NaHCO3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 57 解析：铝土矿(主要成分为Al2O3，含有少量Fe3O4、MgO和SiO2)中加入过量盐酸，SiO2不与盐酸反应，Al2O3、Fe3O4和MgO与盐酸反应分别得到AlCl3、FeCl2、FeCl3、MgCl2，过滤后，所得沉淀A为SiO2，溶液A中含有AlCl3、FeCl2、FeCl3、MgCl2和过量的HCl；往溶液A中通入适量Cl2，将Fe2＋氧化为Fe3＋，再加入过量NaOH溶液，FeCl3、MgCl2转化为Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀， 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 58 AlCl3转化为Na[Al(OH)4]，过滤后所得沉淀B为Fe(OH)3、Mg(OH)2，所得溶液B中含有NaCl、NaOH和Na[Al(OH)4]；往溶液B中通入过量CO2，CO2与Na[Al(OH)4]反应生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3，NaOH和过量CO2反应生成NaHCO3，过滤后所得溶液C中溶质含NaCl、NaHCO3；将生成的Al(OH)3加热分解得固体D，故D为Al2O3，电解Al2O3得金属Al。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课时作业 59 　　　　　　　　　　　　　 R 1．铝与盐酸、NaOH溶液的反应 (1)反应原理 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑,2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al（OH）4]－＋　3H2↑)) (2)量的关系 ①定量关系eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(2Al～6H＋～3H2,2Al～2OH－～3H2)) ②铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应产生氢气的体积关系： 反应物的量 产生H2的体积关系(同温同压下) 等量的铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应 eq \f(VHCl（H2）,VNaOH（H2）)＝1∶1 足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应 eq \f(VHCl（H2）,VNaOH（H2）)＝eq \f(1,3) 一定量的铝分别与不足量的盐酸和过量的氢氧化钠溶液反应 eq \f(1,3)<eq \f(VHCl（H2）,VNaOH（H2）)<1 解析：100 mL 3 mol·L－1的盐酸和NaOH溶液中n(HCl)＝n(NaOH)＝0.1 L×3 mol·L－1＝0.3 mol，分别加入等质量的铝粉，发生反应：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，若铝粉完全反应，则生成等体积的H2；测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，说明盐酸中铝粉剩余，则HCl完全反应，生成的H2的物质的量为0.3 mol×eq \f(1,2)＝0.15 mol，从而推知NaOH溶液中生成0.3 mol H2，反应消耗Al的物质的量为0.2 mol，其质量为0.2 mol×27 g·mol－1＝5.4 g，故加入铝粉质量为5.4 g。 $