第三章 第二节 第1课时 常见的合金及应用(配套教参Word)-【步步高】2025-2026学年高一化学必修第一册学习笔记(人教版 浙江专版)
2026-08-04
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教辅
山东金榜苑文化传媒有限责任公司
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| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版必修 第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第二节 金属材料 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 644 KB |
| 发布时间 | 2026-08-04 |
| 更新时间 | 2026-08-04 |
| 作者 | 山东金榜苑文化传媒有限责任公司 |
| 品牌系列 | 步步高·学习笔记 |
| 审核时间 | 2026-08-04 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59075605.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
本讲义聚焦常见合金及应用核心知识点,系统梳理合金的组成与性质,铁合金(生铁、钢、不锈钢)的成分及性能关系,铝和铝合金的化学性质及应用,新型合金的特点,形成从基础概念到具体材料再到前沿应用的知识递进支架。
资料通过“思考”问题引导微观探析合金硬度成因(科学思维),实验探究铝与酸、碱反应(科学探究与实践),结合航空航天等实际应用培养责任意识,配套练习题和课时对点练助力课中教学与课后查漏补缺。
内容正文:
第二节 金属材料
第1课时 常见的合金及应用
[核心素养发展目标] 1.能从合金结构与组成的角度理解合金的特殊性能,培养宏观辨识与微观探析的能力。2.能列举常见合金的组成和性能,能科学、合理的选择和使用金属材料,培养学生的科学态度和社会责任感。
一、铁合金
1.合金
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。
(1)合金的概念: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)合金的性质
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。
思考1 根据纯金属与合金的结构比较,说明合金的硬度比其成分金属大的原因。
提示 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。
思考2 已知铜的熔点为1 083 ℃,钠的沸点为883 ℃,试问铜与钠能否形成合金?
提示 不能。当铜开始熔化时,钠已经气化,所以二者不能形成合金。
2.铁合金
铁和碳形成的合金,因含碳量不同分为生铁(含碳量一般为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。
不锈钢是最常见的一种合金钢,它的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。
思考3 根据以上所述,说明碳素钢含碳量与其性能的关系。
提示 钢的含碳量越低,韧性越好,硬度越低;含碳量越高,韧性越差,硬度越高。
(1)合金的组成及性质:合金是具有金属特性的混合物,没有固定的熔点;合金中一定含有金属元素,可能含有非金属元素;合金形成后影响各成分金属的物理性质但化学性质不变。
(2)合金的形成条件:一种金属的熔点高于另一种金属的沸点时则不能形成合金。
1.判断正误
(1)合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物( )
(2)生铁的熔点比纯铁低,但机械强度和硬度比纯铁高( )
(3)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同( )
(4)地震灾区重建要使用大量钢材,钢材是合金( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)√
2.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.合金具有优良的物理、化学或机械性能
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。
3.(2025·湖州高一段考)金属和合金是生活中的常用材料,下列说法不正确的是( )
A.生铁由于含碳量高,熔点比纯铁高
B.合金形成后影响各成分金属的物理性质但化学性质不变
C.目前世界上使用量最大的合金是钢
D.钢的含碳量越高,硬度和脆性越大
答案 A
解析 含铁合金中含碳量越高,熔点越低,所以生铁的熔点比纯铁低,故A错误;合金中含碳量越高,硬度和脆性越大,故D正确。
二、铝和铝合金、新型合金
1.铝和铝合金
(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,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,保护内部金属。
特别提醒 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。
(2)铝合金
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。
2.铝、氧化铝的性质
(1)实验探究
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
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+6HCl===2AlCl3+3H2O、
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
Al2O3+2NaOH+3H2O===2Na[Al(OH)4]、
2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
离子
方程式
Al2O3+6H+===2Al3++3H2O、
2Al+6H+===2Al3++3H2↑
Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-、
2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑
(2)两性氧化物
既能与酸反应,又能与碱反应的氧化物,如Al2O3等。
思考 (1)为什么铝制餐具不适宜用来蒸煮或长时间盛放酸性、碱性食物?
提示 由于铝和氧化铝能跟酸、碱反应,因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长期存放酸性、碱性食物。
(2)向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH浓溶液,立即封闭罐口,易拉罐渐渐凹瘪;再过一段时间,罐壁又重新凸起。上述实验过程中发生的离子反应有 。
答案 CO2+2OH-===C+H2O、
Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-、
2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑
解析 向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH浓溶液,易拉罐渐渐凹瘪,是由于CO2被NaOH溶液吸收,气体压强减小;铝制易拉罐表面的Al2O3会与NaOH溶液反应,后NaOH溶液与Al发生反应生成H2,使易拉罐凸起。
3.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。
1.(2025·萧山高一期末)下列说法不正确的是 ( )
A.储氢合金是一类能够大量吸收H2,并与H2结合成金属氢化物的材料
B.铝合金不能与强碱反应
C.铝合金具有强度高、密度小、抗腐蚀能力强等优点
D.硬铝具有密度小、强度大等优良特性,是制造飞机和飞船的理想材料
答案 B
解析 储氢合金是一类能够大量吸收H2,并与H2结合成金属氢化物的材料, 故 A 正确; 铝合金含有金属铝,能与强碱反应, 故 B 错误。
2.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。
3.等体积的盐酸和氢氧化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,则盐酸和氢氧化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。
课时对点练
[分值:100分]
[1~8题,每小题4分]
题组一 合金及铁合金
1.(2025·台州高一月考)下列说法不正确的是( )
A.“爱达魔都号”游轮外壳用到的铝合金材料,具有硬度小、密度大、耐腐蚀等性能
B.“奋斗者”号潜水器载人舱用到的国产钛合金属于新型合金材料
C.“祝融号”中国火星探测器使用的碳化硅属于新型无机非金属材料
D.“华龙一号”核电站使用的钠钾合金,是一种常用的核反应堆的传热介质
答案 A
解析 铝合金具有硬度大、密度小、耐腐蚀的特性,A错误;钛合金属于新型合金材料,B正确;碳化硅是一种无机物,属于新型无机非金属材料,C正确;钠钾合金在室温状态下呈液态,广泛应用在核反应堆中,作为有效的冷却剂,它也是核反应堆的导热剂,D正确。
2.(2025·湖州高一期末)我国科技事业成果显著,大飞机C919机身材料采用了航空工业中最先进的复合材料和铝锂合金。下列有关合金的说法正确的是( )
A.我国使用最早的合金是钢
B.稀土金属可用于生产合金
C.生铁的含碳量为0.03%~2%
D.合金的熔点一定比各成分金属的低
答案 B
解析 我国最早使用的合金是青铜不是钢,A错误;稀土一般是以氧化物状态分离出来,虽然在地球上储量非常巨大,但冶炼提纯难度较大,显得较为稀少得名稀土,在合金中加入适量稀土金属,就能大大改善合金的性能,所以稀土元素被称为冶金工业的维生素,B正确;生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%,C错误;合金的熔点一般比各成分金属的低,但是汞与其他金属形成合金时,合金的熔点大于汞,D错误。
3.(2025·宁波高一期末)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
C.不锈钢中只含有金属元素,不含有非金属元素
D.不锈钢在大气中比较稳定,不易生锈,抗腐蚀能力强
答案 C
解析 不锈钢中含有金属元素,还含有非金属元素碳,故C错误。
题组二 铝和铝合金
4.(2025·桐庐高一段考)一种“即食即热型快餐”适合外出旅行时使用。其内层是用铝箔包裹的、并已加工好的真空包装食品,外层则是分别包装的两包化学物质,使用时拉动预留在外的拉线,使这两种化学物质反应,此时便可对食物进行加热,这两包化学物质最合适的选择是( )
A.浓硫酸与水 B.生石灰与水
C.熟石灰与水 D.氯化钠与水
答案 B
解析 生石灰与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙是强碱可与铝反应放出热量,加热食物,B正确。
5.下列有关氧化铝的说法错误的是( )
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.铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝保护膜,能防止内部金属被氧化
C.氧化铝是一种高熔点物质,是一种较好的耐火材料
D.氧化铝是一种两性氧化物,既能与强酸反应,也能与强碱反应
答案 A
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,A错误;铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝保护膜,氧化膜比较致密,能防止内部金属被氧化,B正确;氧化铝熔点高达2 000 ℃以上,是一种高熔点物质,可以作较好的耐火材料使用,C正确;氧化铝属于两性氧化物,既能与强酸反应,也能与强碱反应,D正确。
6.取两块大小一样的铝片,进行如图实验:
根据该实验,下列说法不正确的是( )
A.氧化铝有保护作用,因此烧杯Ⅰ中没有反应发生
B.烧杯Ⅰ中开始没有气泡,一段时间后才产生气泡;烧杯Ⅱ中立即产生气泡
C.两个烧杯中均发生反应:2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
D.铝制餐具不宜长时间存放碱性食物
答案 A
解析 NaOH能与氧化铝反应,氧化铝不能起保护作用,烧杯Ⅰ发生反应,故选A。
题组三 新型合金
7.金属材料对于促进生产发展、改善人类生活具有重要作用。下列说法错误的是( )
A.通过增加合金内原子层之间的相对滑动难度,使合金的硬度大于纯金属
B.储氢合金属于新型合金,可用于制造以氢气为燃料的汽车
C.储氢合金形成的金属氢化物性质稳定,高温条件下也不易分解
D.稀土元素被称为“冶金工业的维生素”,其加入钢中后可增加钢的韧性、抗氧化性
答案 C
解析 合金的硬度大于纯金属的硬度,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,故A正确;储氢合金属于新型合金,可用于制造以氢气为燃料的汽车,故B正确;储氢合金形成的金属氢化物既容易形成,加热又容易分解,室温下吸、放氢的速率快,故C错误;稀土元素加入钢中有多种作用,如改变合金的结构增加钢的韧性、抗氧化性,稀土元素被称为“冶金工业的维生素”,故D正确。
8.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。
[9~12题,每小题6分]
9.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与酸反应生成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。
10.下列物质中既能与稀H2SO4反应,又能与NaOH溶液反应的是( )
①NaHCO3 ②Al2O3 ③Na2CO3 ④Al(OH)3 ⑤NaHSO4
A.②③④ B.①③④
C.①②④ D.全部
答案 C
解析 ③Na2CO3与稀H2SO4反应,与NaOH溶液不反应;⑤NaHSO4与稀H2SO4不反应,与NaOH溶液反应;①②④符合题意。
11.(2025·金华高一联考)物质的性质决定用途,下列两者对应关系正确的是( )
A.铁粉具有还原性,可用作食品干燥剂
B.NaClO溶液呈碱性,可用作消毒剂
C.Al2O3的熔点高,可用氧化铝坩埚熔化NaOH固体
D.用铝槽车可以运输浓硫酸
答案 D
解析 铁粉具有强还原性,所以铁粉可作食品抗氧剂,A不符合题意;NaClO溶液具有强氧化性,可用作消毒剂,B不符合题意;Al2O3的熔点高,但Al2O3与NaOH固体在高温的条件下会发生反应,不可熔化NaOH固体,C不符合题意;铝遇浓硫酸钝化,可以用铝槽车运输浓硫酸,D符合题意。
12.(2025·嘉兴高一联考)用铬铁合金(含少量Ni、Co)生产硫酸铬的工艺流程如下:
下列说法正确的是( )
A.“浸出”产生的气体含有O2
B.“除杂”的目的是除去Ni、Co元素
C.流程中产生六价铬化合物
D.“滤渣2”的主要成分是Fe2(C2O4)3
答案 B
解析 由流程可知,铬铁合金(含少量Ni、Co)中加入稀硫酸溶解,生成气体为氢气,溶液中含有的金属阳离子为Ni2+、Co2+、Fe2+、Cr3+,加入Na2S分离出滤渣1含CoS和NiS,再加入草酸除铁生成FeC2O4,过滤分离出硫酸铬。
13.(16分)有关物质间转化关系如图,试回答:
(1)转化④的化学方程式为 ;27 g Al与足量氢氧化钠溶液反应,生成气体(标准状况下)的体积为 L;转移电子的数目为 (阿伏加德罗常数用NA表示)。
(2)转化③的离子方程式为 。
(3)若转化⑤用于实验室制Al,则试剂A宜选择 (填名称),离子方程式为 。
(4)50 mL 3 mol·L-1AlCl3溶液中Cl-的物质的量浓度为 ,取出10 mL加水稀释到100 mL,则稀释后所得溶液中Al3+物质的量浓度为 。
答案 (1)2Al+3Cl22AlCl3 33.6 3NA (2)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O (3)氨水 Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3N (4)9 mol·L-1 0.3 mol·L-1
解析 电解氧化铝得到单质铝,铝与NaOH溶液反应生成氢气与四羟基合铝酸钠;二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气,氯气与铝反应可得氯化铝,加入氨水可制得氢氧化铝,据此分析解答。
(1)铝与氯气反应的化学方程式:2Al+3Cl22AlCl3 ;根据关系式法:2Al~3H2~6e-,27 g Al的物质的量为1 mol,与足量氢氧化钠溶液反应,生成气体(标准状况下)的体积为 mol×22.4 L·mol-1=33.6 L,转移电子的数目为3NA。
(2)二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气、氯化锰和水,离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。
(3)因Al溶于强碱,故实验室制Al,宜选择氨水,离子方程式为Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3N。
(4)1个AlCl3含有3个Cl-,50 mL 3 mol·L-1AlCl3溶液中Cl-的物质的量浓度为9 mol·L-1;取出10 mL加水稀释到100 mL,根据稀释定律,稀释后所得溶液中Al3+的物质的量浓度为=0.3 mol·L-1。
14.(12分)某废旧金属材料中主要为铜、铝、铁及其氧化物的混合物。利用该废旧金属材料分离金属化合物的一种流程如下:
已知:调pH可将Fe3+与Cu2+分离,但不能将Fe2+与Cu2+分离。回答下列问题:
(1)流程中“破碎”的目的是 (任答一点)。
(2)“碱浸”时发生反应的离子方程式为 。
(3)“酸浸”后“氧化”时发生反应的离子方程式为 ;该过程温度不宜过高,原因为 。
(4)“滤渣2”的成分为 ,若无“氧化”过程会导致的后果为 。
(5)“一系列操作”不能采用直接蒸发结晶的原因为 。
答案 (1)增大接触面积,使废旧金属完全反应 (2)Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]- (3)2Fe2++2H++H2O2===2Fe3++2H2O 温度过高H2O2会分解,降低氧化效率 (4)Fe(OH)3 不能将Fe2+与Cu2+分离 (5)直接蒸发结晶易使胆矾失去结晶水
解析 由题给流程可知,废旧金属材料破碎后焙烧得到氧化铜、四氧化三铁、氧化铝,向金属氧化物中加入氢氧化钠溶液,氧化铝与氢氧化钠溶液反应转化为Na[Al(OH)4],四氧化三铁、氧化铜不与NaOH反应,过滤得到含有Na[Al(OH)4]的滤液1和含有四氧化三铁、氧化铜的滤渣1;向滤渣1中加入稀硫酸酸浸时,四氧化三铁与稀硫酸反应转化为硫酸铁和硫酸亚铁,氧化铜与稀硫酸反应转化为硫酸铜,向酸浸后的溶液中加入过氧化氢溶液,将亚铁离子氧化为铁离子,向氧化后的溶液中加入氧化铜或氢氧化铜等调节溶液pH,将溶液中的铁离子转化为氢氧化铁沉淀,过滤得到含有氢氧化铁的滤渣2和硫酸铜溶液;硫酸铜溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到胆矾。(1)流程中“破碎”使反应物的接触面积增大,有利于废旧金属完全反应。(2)“碱浸”时发生的反应为氧化铝与氢氧化钠溶液反应,反应的离子方程式为Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-。(3)“酸浸”后“氧化”时发生的反应为酸性条件下,亚铁离子与过氧化氢溶液发生氧化还原反应生成铁离子和水,反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O2===2Fe3++2H2O;该过程温度不宜过高,是因为过氧化氢受热会发生分解反应,会降低氧化效率,不利于亚铁离子完全转化为铁离子。(4)由分析可知,“滤渣2”的成分为氢氧化铁沉淀;若无“氧化”过程,由题意可知,不能将Fe2+与Cu2+分离。(5)胆矾带有结晶水,若“一系列操作”采用直接蒸发结晶会导致胆矾受热失去结晶水,无法制得胆矾。
15.(16分)铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。某研究性学习小组的三位同学为测定某含镁3%~5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数,设计下列三种不同实验方案进行探究。填写下列空白:
探究一
实验方案:铝镁合金测定剩余固体质量。实验中发生反应的化学方程式是 。
实验步骤:
(1)称取5.4 g铝镁合金粉末样品,投入体积为V、浓度为2.0 mol·L-1的NaOH溶液中,充分反应。为保证合金充分反应,NaOH溶液的体积V≥ 。
(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体,测得镁的质量分数将 (填“偏大”或“偏小”)。
探究二
实验方案:铝镁合金测定生成气体的体积(实验装置如图所示)。
(1)某同学提出该实验装置不够完善,应在A、B之间添加一个除酸雾的装置。你的意见是 (填“需要”或“不需要”)。
(2)为使测定结果尽可能精确,实验中应注意的问题有(写出两点):
① ,
② 。
探究三
实验方案:称量x g铝镁合金粉末,放入装有足量氧气的容器中使其充分灼烧。
(1)欲计算镁的质量分数,该实验中还需要测定的数据是 。
(2)若用空气代替O2进行实验,对测定结果是否有影响? (填“是”或“否”)。
答案 探究一 6H2O+2Al+2NaOH===2Na[Al(OH)4]+3H2↑ (1)97 mL (2)偏大
探究二 (1)不需要 (2)①冷却至室温再读数
②读数时,使B与C液面相平
探究三 (1)充分灼烧后固体粉末的质量 (2)是
解析 探究一 (1)铝镁合金中镁的质量分数为3%时,5.4 g铝镁合金粉末样品中铝的质量为5.4 g×(1-3%)=5.4 g×97%,则:
2Al + 2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
2 2
n(NaOH)
所以n(NaOH)=0.194 mol,需要NaOH溶液的体积V==0.097 L=97 mL;为保证合金充分反应,NaOH溶液的体积V≥97 mL。(2)镁上会附着Na[Al(OH)4]等物质,未洗涤固体会导致测定的镁的质量偏大,镁的质量分数将偏大。
探究二 (1)因为氯化氢极易溶于水,挥发的氯化氢不影响氢气体积的测定结果,所以不需要加除酸雾装置。(2)反应中装置的气密性、合金是否完全溶解、量气装置的使用都会影响测定结果。因此为使测定结果尽可能精确,实验中应注意的问题有:检查装置的气密性,加入足量盐酸,调整量气管C的高度,使C中液面与B中液面相平,待冷却至室温再读取体积等。
探究三 (1)Mg、Al均与氧气反应生成金属氧化物,则还需测定生成物的质量,才能计算出Mg的质量分数。(2)若用空气代替O2进行实验,还会发生反应:3Mg+N2Mg3N2,2Mg+CO22MgO+C,对测定结果有影响。
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