第三章 第二节 金属材料 初升高衔接讲义-2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

第二节 金属材料 知识导航 一、铁合金 1．金属材料：包括 和它们的 ，日常使用的金属材料，大多数属于合金。 2．合金的概念和性能 概念 由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质 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 【特别提醒】　 (1)合金是混合物，不是纯净物，是通过熔合而成的。 (2)通常认为合金没有固定的熔点。 (3)组成合金的物质不一定都是金属，也可以有非金属，但一定有金属。 (4)合金的种类远远多于纯金属的种类。合金的用途比纯金属更广泛。 (5)一般来说合金中各成分金属保持了其原有的化学性质。 3．铁合金 (1)生铁和钢的比较 生铁 钢 含碳量 0.03%～2% 钢是用量最大、用途最广的合金。 性能特征 硬度大、抗压、性脆、可铸造成型[来源:Zxxk.Com] 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 (2)不锈钢是最常见的一种合金钢，合金元素主要是铬和镍，在大气中比较稳定，不易生锈，抗腐蚀能力强。 即学即练 1.下列材料不属于合金的是 A．铸造下水井盖的生铁 B．储氢用的La-Ni合金 C．温度计用的水银 D．可用于军用车辆的超级钢 2.铁和铁合金是生活中常见的材料，下列说法正确的是 A．纯铁的熔点低于铁合金 B．纯铁和铁合金都能导电、传热 C．纯铁的硬度和强度都高于铁合金 D．生铁是铁合金，只含金属元素 3.下列关于合金的说法中，正确的是 A．在我国最早使用的合金是钢 B．稀土金属可以用于生产合金 C．合金的熔点比各成分金属的高 D．钢是含碳量高于生铁的铁碳合金 4.铝是生产和生活中大量使用的金属材料，下列关于铝的说法中错误的是 A．铝合金广泛应用于飞机、汽车等制造工业 B．铝制品表面通常覆盖着一层致密的氧化铝薄膜 C．铝制餐具不宜长时间存放酸性或碱性食物 D．铝是地壳中含量最多的元素 5．碳素钢是近代工业中使用最早、用量最大的金属材料。世界各工业国家在努力增加低合金高强度钢和合金钢产量的同时，也非常注意改进碳素钢质量，扩大品种和使用范围。 (1)低碳钢含碳量低于0.3%，碳在钢中主要以Fe3C形式存在，则低碳钢中Fe3C的质量分数应该低于______。 (2)某兴趣小组同学为探究碳素钢与浓硫酸的反应，称取一定质量碳素钢样品放入一定体积浓硫酸中，加热使碳素钢完全溶解，得到溶液M。某同学认为M中除Fe3+之外还可能含有Fe2+，若要确认其中的Fe2+，可选用______选填序号 A．氯水     B．硫氰化钾溶液         C．浓氨水         D．酸性KMnO4溶液 6．铁合金有下列数据： 钢 碳素钢(Fe、C、Mn、Si) 合金钢 低碳钢 中碳钢 高碳钢 碳素钢(Cr、Mn、W、Ni、Co等) 含碳量＜0.3% 含碳量0.3%~0.6% 含碳量＞0.6% 韧性好、强度低 韧性好、强度好 硬而脆 具有特殊性能 取15 g某碳素钢样品，按下列实验流程进行操作： 请回答： (1)A、B的作用分别为________，________。 (2)D中的发生反应的离子方程式为__________________。 (3)充分加热完全反应后，D装置质量增加0.022 g，该样品含碳量为________，属于________钢。 (4)没有A、B装置，实验结果________(填“偏高”、“偏低”或“不影响”) 7．历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。 (1)金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是利用它们的_______(填序号)。 A．.硬度适中 B．密度适中 C．在自然界里都可得到纯净的单质 D．不活泼性 (2)试样X由氧化亚铁和氧化铜组成，取质量相等的两份试样，按下图所示进行实验： 请写出步骤 ③ 中所发生的全部反应的离子方程式：__________________。 若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反应后，生成的不溶物W的质量是m ，则每份试样X中氧化铜的质量为__________________(用m表示)。 二、铝和铝合金 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，在常温下就能与空气中的O2发生反应，表面生成一层致密的 薄膜。日常常用的铝制品通常都是由铝合金制造的，其表面总是覆盖着致密的氧化铝薄膜，保护内部金属不受腐蚀。 2．铝合金——目前用途广泛的合金之一 （1）成分元素：除铝外，主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。 （2）主要特性：铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性 （3）主要用途：用于汽车、飞机、火箭、船舶制造及建筑用门窗，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。 3．铝、氧化铝的性质 (1)铝、氧化铝与稀盐酸反应的实验探究 【实验3-4】——铝和酸的反应 在一支试管里分别加入5mL盐酸，再向试管中放入一小块铝片。观察现象。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 操作 实验 现象 铝片 ，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Al均能与盐酸发生反应 (2)铝、氧化铝与NaOH溶液反应的实验探究 【实验3-5】——铝和碱溶液的反应 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打磨过（除去表面的氧化膜）的一小块铝片。观察现象。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 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 (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。 【易错警示】 (1)活泼金属与酸反应是金属的通性，而铝不仅能与酸(H＋)反应，还能够与碱溶液反应，表现出特殊性：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。 (2)铝制品不宜长时间盛放咸菜等腌制食品，原因是氯化钠溶液中的氯离子会破坏氧化膜的结构。 (3)Al2O3用途：冶炼金属铝的原料；(2)良好的耐火材料。 4、铝合金 （1）形成：铝中加入其他元素(如铜、镁、硅、锰、锌及稀土元素等)经熔合形成铝合金。 （2）性能：密度小、强度高、塑性好、易于成型、具有较强的抗腐蚀能力等。 （3）应用：是制造炊具、门窗、飞机和宇宙飞船外壳的原料。 三、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：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。 即学即练 1．对氧化铝的分类中正确的是(　　) A．酸性氧化物 B．碱性氧化物 C．两性氧化物 D．非金属氧化物 2．Al在空气中能够稳定存在的原因是( ) A．Al的活泼性差 B．Al表面有致密的氧化膜 C．Al与氧气不反应 D．Al的还原性差 3.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图所示： 下列叙述正确的是 A．反应①过滤后所得沉淀为Al(OH)3 B．试剂X可以是NaOH溶液，也可以是盐酸 C．图中所有转化反应都不是氧化还原反应 D．反应②的化学方程式为Na[Al(OH)4]＋CO2=Al(OH)3↓＋NaHCO3 4.相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出的氢气的物质的量之比为 A．1∶1 B．1∶6 C．2∶3 D．3∶2 5.下列物质既能与强酸反应，又能与强碱反应的是 A．⑥ B． C． D． 6.铝能用于冶炼难溶的金属(如Cr、V、Mn等)，这是因为铝( ) A．既能与酸反应，又能与碱反应 B．导电性好 C．熔点低 D．具有还原性，在冶炼反应中放出大量的热量 7.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) 8.医疗上用的抑酸剂是为了减少胃内的盐酸而使用的药物，抑酸剂种类很多。双羟基铝碳酸钠是医疗上常用的一种抑酸剂，其化学式是NaAl(OH)2CO3.关于该物质的说法正确的是( ) A．该物质属于两性氧化物 B．该物质是Al(OH)3和Na2CO3的混合物 C．1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗3 mol H+ D．该药剂不适合于胃溃疡患者服用 课后练习 1．手机的某些部件里含有Mg、Al、Cu、Ag等金属，将废旧手机的部件粉碎并浸入足量稀硫酸中充分反应后，所得溶液中含有的金属离子是 A．Al3+、Cu2+ B．Cu2+、Ag+ C．Mg2+、Al3+ D．Mg2+、Ag+ 2．第19届亚运会火炬“薪火”使用的是1070铝合金，铝合金可能具有的性质是 A．强度低 B．密度大 C．抗腐蚀性差 D．耐高温 3．有关合金的说法错误的是 A．熔点通常低于组成金属 B．任意两种金属均可以形成合金 C．钢比生铁的含碳量低 D．可能含有非金属 4．下列溶液不能和金属铝反应的是 A．盐酸 B．氢氧化钠 C．氯化钠 D．稀硫酸 5．称取一份镁铝合金，已知镁与铝的物质的量之比为1∶1，第一份中加入足量的盐酸，第二份中加入足量的NaOH溶液，则同温同压下放出相同气体的质量之比为 A．5∶3 B．5∶2 C．1∶1 D．2∶3 6．下列除去括号中杂质的方法中，正确的是 A．Cu(Fe)：加足量溶液 B．(HCl)：通过溶液 C．溶液()：通入适量 D．固体()：加入足量的盐酸，过滤 7．既能与盐酸，又能与氢氧化钠溶液反应的物质是 A．NaCl B．Na2CO3 C．Al2O3 D．Mg(OH)2 8．下列有关物质的性质与用途的描述错误的是 A．Al具有良好的延展性，故铝可用于制作铝金属制品 B．镁铝合金的密度大、强度高，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料 C．Al、Al2O3均能与酸、碱反应，因此铝制炊具不宜用来蒸煮酸性或碱性食物 D．“蛟龙号”载人潜水器的耐压球壳是用钛合金制造的，合金具有硬度大等优点 9．关于Al和Al2O3说法错误的是 A．可与盐酸反应 B．可与氢氧化钠溶液反应 C．常温下很稳定 D．常温下不溶于水 10．下列物质中既能与稀H2SO4反应，又能与NaOH溶液反应的是①Al2O3②NaHSO4③NaHCO3④Al(OH)3⑤Na2CO3（    ） A．①③④ B．②③⑤ C．②④⑤ D．①②④ 11．将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是 A．稀硫酸 B．稀盐酸 C．硫酸铜 D．氢氧化钠 12.铝和铝合金是一类重要的金属材料。回答下列问题： (1)除去镁粉中混有少量铝粉，应加入的试剂为 ，发生反应的离子方程式为 ，然后经过滤、洗涤、干燥。 (2)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得在同温同压下的体积之比是 。 (3)氢氧化亚铁在空气中会逐渐被氧化为氢氧化铁，其化学方程式为 。 (4)某同学在实验室用铝土矿(含有和，不考虑其他杂质)制取金属铝的流程如下： ①操作I为 。 ②与稀硫酸反应的离子方程式为 。 ③滤液II中溶质的用途之一是 。 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 金属材料 知识导航 一、铁合金 1．金属材料：包括纯金属和它们的合金，日常使用的金属材料，大多数属于合金。 2．合金的概念和性能 概念 由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质 性能 硬度 硬度一般高于它的成分金属 熔点 熔点一般低于它的成分金属 与纯金属材料相比，合金具有优良的物理、化学或机械性能 【特别提醒】　 (1)合金是混合物，不是纯净物，是通过熔合而成的。 (2)通常认为合金没有固定的熔点。 (3)组成合金的物质不一定都是金属，也可以有非金属，但一定有金属。 (4)合金的种类远远多于纯金属的种类。合金的用途比纯金属更广泛。 (5)一般来说合金中各成分金属保持了其原有的化学性质。 3．铁合金 (1)生铁和钢的比较 生铁 钢 含碳量 2%～4.3% 0.03%～2%钢是用量最大、用途最广的合金。 性能特征 硬度大、抗压、性脆、可铸造成型[来源:Zxxk.Com] 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 (2)不锈钢是最常见的一种合金钢，合金元素主要是铬和镍，在大气中比较稳定，不易生锈，抗腐蚀能力强。 即学即练 1.下列材料不属于合金的是 A．铸造下水井盖的生铁 B．储氢用的La-Ni合金 C．温度计用的水银 D．可用于军用车辆的超级钢 【答案】C 【详解】A．生铁主要由铁和C组成，属于合金，A项不符合题意； B．储氢用的La-Ni合金主要由La和Ni组成，属于合金，B项不符合题意； C．温度计用的水银只有Hg一种金属，不属于合金，C符合题意； D．用于军用车辆的超级钢主要由铁和C组成，属于合金，D项不符合题意； 故答案选C。 2.铁和铁合金是生活中常见的材料，下列说法正确的是 A．纯铁的熔点低于铁合金 B．纯铁和铁合金都能导电、传热 C．纯铁的硬度和强度都高于铁合金 D．生铁是铁合金，只含金属元素 【答案】B 【详解】A．合金的熔点比其组成金属的熔点要低，故纯铁的熔点高于铁合金，故A错误； B．纯铁和铁合金中都含有金属，故都能导电、传热，故B正确； C．合金的强度和硬度一般比组成金属的纯金属更高，故纯铁的硬度和强度都低于铁合金，故C错误； D．生铁是铁碳合金，还含有碳元素，碳元素为非金属元素，故D错误； 故答案选B。 3.下列关于合金的说法中，正确的是 A．在我国最早使用的合金是钢 B．稀土金属可以用于生产合金 C．合金的熔点比各成分金属的高 D．钢是含碳量高于生铁的铁碳合金 【答案】B 【详解】A．我国最早使用的合金是铜合金，A错误； B．稀土金属可添加至镁、铝、铜等有色金属中，改善合金的物理、化学性能，故稀土金属可用于生产合金，B正确； C．合金的熔点低于成分金属，C错误； D．钢是含碳量低于生铁的铁碳合金，D错误； 故答案选B。 4.铝是生产和生活中大量使用的金属材料，下列关于铝的说法中错误的是 A．铝合金广泛应用于飞机、汽车等制造工业 B．铝制品表面通常覆盖着一层致密的氧化铝薄膜 C．铝制餐具不宜长时间存放酸性或碱性食物 D．铝是地壳中含量最多的元素 【答案】D 【详解】A．铝合金具有密度小，强度高，抗腐蚀能力较强的优良性能，是制造飞机、汽车等的理想材料，故A正确； B．铝易与空气中的氧气反应生成氧化铝，阻碍反应的继续进行，所以铝制品表面通常覆盖着一层致密的氧化铝薄膜，故B错误； C．氧化铝是两性氧化物，能与酸反应也能与碱反应，所以铝制餐具不宜长时间存放酸性或碱性食物，故C正确； D．氧元素是地壳中含量最多的元素，铝元素是地壳中含量最多的金属元素，故D错误； 故选D。 5．碳素钢是近代工业中使用最早、用量最大的金属材料。世界各工业国家在努力增加低合金高强度钢和合金钢产量的同时，也非常注意改进碳素钢质量，扩大品种和使用范围。 (1)低碳钢含碳量低于0.3%，碳在钢中主要以Fe3C形式存在，则低碳钢中Fe3C的质量分数应该低于______。 (2)某兴趣小组同学为探究碳素钢与浓硫酸的反应，称取一定质量碳素钢样品放入一定体积浓硫酸中，加热使碳素钢完全溶解，得到溶液M。某同学认为M中除Fe3+之外还可能含有Fe2+，若要确认其中的Fe2+，可选用______选填序号 A．氯水     B．硫氰化钾溶液         C．浓氨水         D．酸性KMnO4溶液 【答案】(1)4.5% (2)D 【解析】(1)低碳钢含碳量低于0.3%，碳在钢中主要以Fe3C形式存在，假设100g低碳钢，则含碳0.3g，根据C元素守恒计算得到低碳钢中Fe3C的质量分数×100%=4.5%，低碳钢中Fe3C的质量分数应该低于4.5%；(2)亚铁离子能使酸性高锰酸钾褪色，溶液中已经有三价铁离子。A项，氯水会氧化亚铁离子，但无明显的反应现象，A错误；B项，硫氰化钾溶液结合铁离子生成血红色溶液，但不能确定亚铁离子，B错误；C项，浓氨水和铁离子、亚铁离子反应生成沉淀，受氢氧化铁沉淀颜色的影响无法分辨，不能确定是否含亚铁离子，C错误；D项，酸性KMnO4溶液具有氧化性，和亚铁离子发生氧化还原反应，溶液褪色，可以验证亚铁离子的存在，D正确；故选D。 6．铁合金有下列数据： 钢 碳素钢(Fe、C、Mn、Si) 合金钢 低碳钢 中碳钢 高碳钢 碳素钢(Cr、Mn、W、Ni、Co等) 含碳量＜0.3% 含碳量0.3%~0.6% 含碳量＞0.6% 韧性好、强度低 韧性好、强度好 硬而脆 具有特殊性能 取15 g某碳素钢样品，按下列实验流程进行操作： 请回答： (1)A、B的作用分别为________，________。 (2)D中的发生反应的离子方程式为__________________。 (3)充分加热完全反应后，D装置质量增加0.022 g，该样品含碳量为________，属于________钢。 (4)没有A、B装置，实验结果________(填“偏高”、“偏低”或“不影响”) 【答案】(1)吸收空气中的CO2　干燥空气 (2)CO2＋2OH－===CO＋H2O (3)0.04%　低碳 (4)偏高 【解析】(1)空气中含有CO2，干扰C的检验，应吸收。(2)CO2被NaOH吸收，测量CO2的质量。(3)由关系：C——CO2可知，m(C)＝×12 g·mol－1＝0.006 g，w(C)＝×100%＝0.04%＜0.3%属于低碳钢。(4)没有A、B装置，D装置增加的量偏高。 7．历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。 (1)金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是利用它们的_______(填序号)。 A．.硬度适中 B．密度适中 C．在自然界里都可得到纯净的单质 D．不活泼性 (2)试样X由氧化亚铁和氧化铜组成，取质量相等的两份试样，按下图所示进行实验： 请写出步骤 ③ 中所发生的全部反应的离子方程式：__________________。 若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反应后，生成的不溶物W的质量是m ，则每份试样X中氧化铜的质量为__________________(用m表示)。 【答案】(1)D (2)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　m 【解析】(1)金、银、铜都属于不活泼金属，易加工，因此，在历史上都曾经用作货币。(2)试样与过量盐酸反应所得溶液Y为FeCl2、CuCl2混合溶液，粉末Z为Fe、Cu混合物，将Y和Z混合，发生反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，由生成的溶液呈强酸性表明：溶液中不含Cu2＋离子，不溶物W全部是金属铜，氧化铜的质量为0.5m×＝m。 二、铝和铝合金 1．金属铝 (1)铝是地壳中含量最多的金属元素。 (2)铝是一种活泼金属，在常温下就能与空气中的O2发生反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜。日常常用的铝制品通常都是由铝合金制造的，其表面总是覆盖着致密的氧化铝薄膜，保护内部金属不受腐蚀。 2．铝合金——目前用途广泛的合金之一 （1）成分元素：除铝外，主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。 （2）主要特性：铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性 （3）主要用途：用于汽车、飞机、火箭、船舶制造及建筑用门窗，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。 3．铝、氧化铝的性质 (1)铝、氧化铝与稀盐酸反应的实验探究 【实验3-4】——铝和酸的反应 在一支试管里分别加入5mL盐酸，再向试管中放入一小块铝片。观察现象。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 操作 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↑ 离子方程式 Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ 结论 Al2O3和Al均能与盐酸发生反应 (2)铝、氧化铝与NaOH溶液反应的实验探究 【实验3-5】——铝和碱溶液的反应 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打磨过（除去表面的氧化膜）的一小块铝片。观察现象。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 操作 实验 现象 试管①中铝片逐渐溶解，一开始无气泡产生，一段时间后，有无色气泡冒出，试管②中铝片逐渐溶解，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↑ 离子方程式 Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－　 2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ 结论 铝、氧化铝均能与NaOH溶液反应 (3)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。 【易错警示】 (1)活泼金属与酸反应是金属的通性，而铝不仅能与酸(H＋)反应，还能够与碱溶液反应，表现出特殊性：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。 (2)铝制品不宜长时间盛放咸菜等腌制食品，原因是氯化钠溶液中的氯离子会破坏氧化膜的结构。 (3)Al2O3用途：冶炼金属铝的原料；(2)良好的耐火材料。 4、铝合金 （1）形成：铝中加入其他元素(如铜、镁、硅、锰、锌及稀土元素等)经熔合形成铝合金。 （2）性能：密度小、强度高、塑性好、易于成型、具有较强的抗腐蚀能力等。 （3）应用：是制造炊具、门窗、飞机和宇宙飞船外壳的原料。 三、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。 即学即练 1．对氧化铝的分类中正确的是(　　) A．酸性氧化物 B．碱性氧化物 C．两性氧化物 D．非金属氧化物 【答案】C 【解析】由于氧化铝既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水，所以氧化铝属于两性氧化物。 2．Al在空气中能够稳定存在的原因是( ) A．Al的活泼性差 B．Al表面有致密的氧化膜 C．Al与氧气不反应 D．Al的还原性差 【答案】B 【解析】A项，铝是一种比较活泼的金属，A错误；B项，铝能与空气中的氧气迅速反应，在表面形成一层致密的氧化物保护薄膜，这是铝在空气中能稳定存在的主要原因，B正确；C项，常温下，铝在空气中易与氧气反应生成氧化铝，C错误；D项，铝最外层有三个电子，易失电子，还原性很强，D错误；故选B。 3.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图所示： 下列叙述正确的是 A．反应①过滤后所得沉淀为Al(OH)3 B．试剂X可以是NaOH溶液，也可以是盐酸 C．图中所有转化反应都不是氧化还原反应 D．反应②的化学方程式为Na[Al(OH)4]＋CO2=Al(OH)3↓＋NaHCO3 【答案】D 【分析】由题给流程可知，向铝土矿中加入氢氧化钠溶液，将氧化铝转化为四羟基合铝酸钠，氧化铁与氢氧化钠溶液不反应，过滤得到氧化铁沉淀和四羟基合铝酸钠溶液；向溶液中通入过量的二氧化碳，二氧化碳与四羟基合铝酸钠溶液反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，过滤得到碳酸氢钠溶液和氢氧化铝沉淀；氢氧化铝灼烧分解生成氧化铝，电解熔融氧化铝制得金属铝。 【详解】A．由分析可知，反应①过滤后所得沉淀为氧化铁，故A错误； B．由分析可知，加入氢氧化钠溶液的目的是将氧化铝转化为四羟基合铝酸钠，过滤得到氧化铁沉淀和四羟基合铝酸钠溶液，若加入盐酸，氧化铁和氧化铝均与盐酸反应，无法达到分离氧化铁和氧化铝的目的，所以试剂X不能为盐酸，故B错误； C．由分析可知，电解熔融氧化铝制得金属铝时，元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，故C错误； D．由分析可知，反应②为二氧化碳与四羟基合铝酸钠溶液反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，反应的化学方程式为Na[Al(OH)4]＋CO2=Al(OH)3↓＋NaHCO3，故D正确； 故选D。 4.相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出的氢气的物质的量之比为 A．1∶1 B．1∶6 C．2∶3 D．3∶2 【答案】A 【详解】铝与盐酸反应生成氯化铝和氢气，反应的化学方程式为2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，反应的化学方程式为2Al+6H2O+2NaOH=2Na[Al(OH)4]+3H2↑，由方程式可知，相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出的氢气的物质的量之比为1∶1，故选A。 5.下列物质既能与强酸反应，又能与强碱反应的是 A．⑥ B． C． D． 【答案】A 【详解】①Al能和强酸、强碱反应生成盐和氢气，故选； ②Al2O3属于两性氧化物，能和强酸、强碱溶液反应生成盐和水，故选； 是碱性氧化物，与酸反应生成盐和水，不能与碱反应，故不选； 与稀盐酸、硫酸等强酸不发生反应，故不选； 属于弱酸酸式盐，和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，故选； 属于弱酸正盐，能与强酸反应生成盐、二氧化碳和水，也能与强碱反应，例如氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠，故选； 综上，⑥符合题意； 答案选A。 6.铝能用于冶炼难溶的金属(如Cr、V、Mn等)，这是因为铝( ) A．既能与酸反应，又能与碱反应 B．导电性好 C．熔点低 D．具有还原性，在冶炼反应中放出大量的热量 【答案】D 【解析】铝热剂为铝和金属氧化物的混合物，反应在高温条件下发生氧化还原反应置换出金属单质，为放热反应，铝热反应常用于焊接铁轨，该反应中Al作还原剂，且反应为放热反应，用于提炼难熔金属，而与导电性、熔点及两性无关，故选D。 7.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) 【答案】　A 【详解】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。 8.医疗上用的抑酸剂是为了减少胃内的盐酸而使用的药物，抑酸剂种类很多。双羟基铝碳酸钠是医疗上常用的一种抑酸剂，其化学式是NaAl(OH)2CO3.关于该物质的说法正确的是( ) A．该物质属于两性氧化物 B．该物质是Al(OH)3和Na2CO3的混合物 C．1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗3 mol H+ D．该药剂不适合于胃溃疡患者服用 【答案】D 【解析】A项，NaAl(OH)2CO3含有金属阳离子和碳酸根离子，所以属于盐，故A错误；B项，NaAl(OH)2CO3有固定的组成，属于化合物，故B错误；C项，NaAl(OH)2CO3与盐酸反应生成氯化钠、氯化铝、二氧化碳、水，1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗4 mol H+，故C正确；D项，NaAl(OH)2CO3与盐酸反应放出二氧化碳气体，不适合胃溃疡患者服用，故D错误；故选D。 课后练习 1．手机的某些部件里含有Mg、Al、Cu、Ag等金属，将废旧手机的部件粉碎并浸入足量稀硫酸中充分反应后，所得溶液中含有的金属离子是 A．Al3+、Cu2+ B．Cu2+、Ag+ C．Mg2+、Al3+ D．Mg2+、Ag+ 【答案】C 【详解】根据金属活动顺序表可知，氢前面的金属能与稀硫酸反应，故Mg、Al、Cu、Ag等金属中，Mg、Al能与稀硫酸反应生成硫酸镁和硫酸铝，故本题选C。 2．第19届亚运会火炬“薪火”使用的是1070铝合金，铝合金可能具有的性质是 A．强度低 B．密度大 C．抗腐蚀性差 D．耐高温 【答案】D 【详解】火炬“薪火”燃烧时会产生高温，铝合金可能具有的性质是耐高温，故选D。 3．有关合金的说法错误的是 A．熔点通常低于组成金属 B．任意两种金属均可以形成合金 C．钢比生铁的含碳量低 D．可能含有非金属 【答案】B 【详解】A．合金的熔点低于构成合金的纯金属的熔点，A项正确； B．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，所以不是任意两种金属都能形成合金，B项错误； C．生铁含碳量较高，钢含碳量较低，则钢的含碳量比生铁低，C项正确； D．有些合金含有非金属，如生铁中含有非金属碳元素，D项正确； 答案选B。 4．下列溶液不能和金属铝反应的是 A．盐酸 B．氢氧化钠 C．氯化钠 D．稀硫酸 【答案】C 【详解】A．盐酸和铝生成氢气，A错误； B．氢氧化钠和铝生成四羟基合铝酸钠和氢气，B错误； C．氯化钠和铝不能反应，C正确； D．稀硫酸和铝生成氢气，D错误； 故选C。 5．称取一份镁铝合金，已知镁与铝的物质的量之比为1∶1，第一份中加入足量的盐酸，第二份中加入足量的NaOH溶液，则同温同压下放出相同气体的质量之比为 A．5∶3 B．5∶2 C．1∶1 D．2∶3 【答案】A 【详解】假设镁和铝均为xmol，由Mg+2HCl=MgCl2+H2、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2可知镁和铝与足量盐酸反应共生成2.5xmolH2，该合金中镁不与NaOH溶液反应，由2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2可知铝与足量NaOH溶液反应共生成1.5xmolH2，则同温同压下放出相同气体的质量之比等于气体的物质的量之比，为2.5x：1.5x=5：3，故选A。 6．下列除去括号中杂质的方法中，正确的是 A．Cu(Fe)：加足量溶液 B．(HCl)：通过溶液 C．溶液()：通入适量 D．固体()：加入足量的盐酸，过滤 【答案】C 【分析】除杂时，加入的试剂或使用的方法不能影响主体物质，且不能引入新杂质； 【详解】A．Cu和Fe均能与溶液反应，所以不能用溶液除去Cu中的Fe，故A错误； B．均能与和HCl反应，所以不能用溶液除去二氧化碳中的HCl，故B错误； C．与反应生成FeCl3，氯气不能与反应，所以溶液中的溶液可以用适量除去，故C正确； D．和均能与HCl反应，所以中的不能用盐酸除去，应利用Al2O3的两性用NaOH溶液除去氧化铁中的氧化铝，故D错误； 故选C。 7．既能与盐酸，又能与氢氧化钠溶液反应的物质是 A．NaCl B．Na2CO3 C．Al2O3 D．Mg(OH)2 【答案】C 【详解】A．NaCl既不能与盐酸又不能与NaOH反应，A不合题意； B．Na2CO3能与盐酸反应，方程式为：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑，但不能与NaOH反应，B不合题意； C．Al2O3既能盐酸又能NaOH溶液反应，反应方程式分别为：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O、Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，C符合题意；     D．Mg(OH)2能与盐酸反应，方程式为：Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O，D不合题意； 故答案为：C。 8．下列有关物质的性质与用途的描述错误的是 A．Al具有良好的延展性，故铝可用于制作铝金属制品 B．镁铝合金的密度大、强度高，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料 C．Al、Al2O3均能与酸、碱反应，因此铝制炊具不宜用来蒸煮酸性或碱性食物 D．“蛟龙号”载人潜水器的耐压球壳是用钛合金制造的，合金具有硬度大等优点 【答案】B 【详解】A．铝常用于制作铝金属制品，主要是Al具有良好的延展性，故A正确； B．镁铝合金的密度小、强度高，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料，故B错误； C．Al、Al2O3均能与酸、碱反应，因此铝制炊具不宜用来蒸煮和长时间盛放酸性或碱性食物，故C正确； D．“蛟龙号”载人潜水器的耐压球壳是用钛合金制造的，说明钛合金具有硬度大等优点，故D正确。 综上所述，答案为B。 9．关于Al和Al2O3说法错误的是 A．可与盐酸反应 B．可与氢氧化钠溶液反应 C．常温下很稳定 D．常温下不溶于水 【答案】C 【详解】A．Al与盐酸反应生成氯化铝和氢气，Al2O3与盐酸反应生成氯化铝和水，故A不选； B．Al与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，Al2O3与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，故B不选； C．铝的性质活泼，常温下，容易与空气中的氧气反应生成氧化铝，故C选； D．常温下，Al和Al2O3都不溶于水，故D不选； 故选C。 10．下列物质中既能与稀H2SO4反应，又能与NaOH溶液反应的是①Al2O3②NaHSO4③NaHCO3④Al(OH)3⑤Na2CO3（    ） A．①③④ B．②③⑤ C．②④⑤ D．①②④ 【答案】A 【详解】氧化铝为两性氧化物，既可以和稀硫酸反应也可以和氢氧化钠反应；硫酸氢钠只和氢氧化钠发生反应；碳酸氢钠中的碳酸氢根可以和稀硫酸反应生成水和二氧化碳也可以和氢氧化钠反应生成碳酸根；氢氧化铝为两性氢氧化物，既可以和稀硫酸反应也可以和氢氧化钠反应；碳酸钠只与稀硫酸发生反应；5种物质中①③④符合题意，故选择A。 11．将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是 A．稀硫酸 B．稀盐酸 C．硫酸铜 D．氢氧化钠 【答案】C 【分析】钝化的铝条表面为氧化铝。 【详解】A．Al₂O₃+3H₂SO₄=Al₂(SO₄)₃+3H₂O，A不选； B．Al₂O₃ + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂O，B不选； C．氧化铝与硫酸铜不反应，C正确； D．Al₂O₃ + 2NaOH + 3H2O = 2NaAl(OH)4，D不选 ； 故选C。 12.铝和铝合金是一类重要的金属材料。回答下列问题： (1)除去镁粉中混有少量铝粉，应加入的试剂为 ，发生反应的离子方程式为 ，然后经过滤、洗涤、干燥。 (2)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得在同温同压下的体积之比是 。 (3)氢氧化亚铁在空气中会逐渐被氧化为氢氧化铁，其化学方程式为 。 (4)某同学在实验室用铝土矿(含有和，不考虑其他杂质)制取金属铝的流程如下： ①操作I为 。 ②与稀硫酸反应的离子方程式为 。 ③滤液II中溶质的用途之一是 。 【答案】(1) NaOH溶液 (2)1：1 (3) (4) 过滤 作氮肥 【分析】铝土矿(含有Al2O3和SiO2，不考虑其他杂质)用硫酸溶解，二氧化硅不反应，过滤分离，滤液主要含有硫酸铝，向滤液中加入氨水，反应生成氢氧化铝沉淀，过滤分离，滤液Ⅱ中主要含有硫酸铵，氢氧化铝烘干、灼烧分解生成氧化铝，电解熔融氧化铝生成铝单质与氧气，据此解答。 【详解】（1）铝和氢氧化钠溶液反应，镁不与氢氧化钠溶液反应，除去镁粉中混有的少量铝粉，应加入的试剂是NaOH溶液，发生的反应为：； （2）2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，通过化学方程式可以看出，等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，金属是不足的，所以生成氢气的物质的量相等，所得H2的体积之比是：1：1； （3）氢氧化亚铁在空气中会逐渐被氧化为氢氧化铁，其化学方程式为：； （4）①根据分析，操作I为过滤； ②与稀硫酸反应的离子方程式为：； ③滤液II中溶质主要为硫酸铵，用途之一是作氮肥。 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $