3.2 金属材料（举一反三题型专练，天津专用）化学人教版必修第一册

**基本信息** 以题型为纲构建“概念-原理-应用”三维训练体系，通过典例变式实现方法迁移与化学观念深化。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |合金及其性能用途|1典例+3变式|合金性质比较法、用途对应分析法|从合金概念到铁/铝/新型合金，体现“组成-性质-用途”逻辑链| |铝和铝的氧化物|1典例+3变式|两性物质反应规律、除杂试剂选择原则|铝单质→氧化物→两性性质递进，强化物质分类观念| |铝盐及铝三角转化|1典例+3变式|转化关系图像分析法、离子反应方程式书写技巧|Al³⁺-Al(OH)₃-AlO₂⁻转化模型，培养科学思维与证据推理能力| |物质的量计算|1典例+3变式|化学计量数比例法、过量问题判断流程|从方程式计量关系到实际计算应用，构建定量分析框架| |金属工艺流程|1典例+3变式|元素守恒法、工艺术语解析策略|综合应用金属性质解决资源回收问题，落实科学探究与社会责任|

第二节 金属材料（题型突破·举一反三） 题型01 合金及其性能、用途 题型02 铝和铝的氧化物 题型03 铝盐及铝三角转化 题型04 物质的量在化学方程式计算中的应用 题型05 基于金属元素的工艺流程题 ▌题型01 合金及其性能、用途 1.合金及其性能 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 硬度一般大于它的成分金属 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 2.铁合金的两大类型——生铁和钢 用量最大、用途最广的铁合金是钢。 3.钢的分类 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，不易生锈，抗腐蚀能力强。 4.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。 5.新型合金 用于贮氢的新型合金Ti­Fe合金和La­Ni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。 【典例1】（25-26高一上·天津西青·期末）下列说法错误的是 A．储氢合金是一类通过物理方法吸附型合金材料 B．火灾现场存放有大量活泼金属时，可以用干燥的沙土来灭火 C．炽热的钢水注入模具前，模具必须干燥，否则可能发生爆炸性迸溅 D．铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物 【答案】A 【详解】A．储氢合金是一类能够吸收并储存氢气的金属材料，这一过程涉及化学变化（形成金属氢化物），并非单纯的物理吸附，A错误； B．活泼金属在高温下容易与水发生反应，故火灾现场存放大量活泼金属时，可以用干燥的沙土来灭火，B正确； C．炽热的钢水注入模具前，模具必须干燥，否则Fe与水蒸气在高温下会发生反应产生大量H2，H2是可燃性气体，可能会发生爆炸性迸溅，C正确； D．铝和氧化铝既可以与酸反应，也可以与碱反应，如果用铝制餐具蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物，会导致铝元素溶入食物中，对人体健康造成潜在危害，D正确； 故答案选A。 【变式1-1】（22-23高一·天津南开·期末）下列物质属于纯净物的是 A．生铁 B．汽油 C．液氯 D．漂粉精 【答案】C 【详解】A．生铁是铁和碳的混合物，故A错误； B．汽油是多种烃的混合物，故B错误； C．液氯是液态氯气单质，是纯净物，故C正确； D．漂粉精的有效成分是次氯酸钙，主要成分是氯化钙和次氯酸钙，为混合物，故D错误； 故选C。 【变式1-2】（24-25高一上·天津静海·阶段检测）金属和合金是生活中常用的材料。下列说法正确的是 A．不锈钢是铁合金，只含金属元素 B．镧镍(La-Ni)合金能大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物，可作储氢材料 C．目前世界上使用量最大的合金是铝合金 D．生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加 【答案】B 【详解】A．不锈钢是铁的合金，含有碳、硅等非金属，铬、镍等金属，故A错误； B．镧镍(La-Ni)合金能大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物，稍稍加热又会分解，将储存在其中的氢释放出来，可作储氢材料，故B正确； C．目前世界上使用量最大的合金是钢，即铁合金，故C错误； D．生铁含碳量最高，普通钢次之，不锈钢最少，故D错误； 答案选B。 【变式1-3】（24-25高一上·天津滨海新区·期中）“神八”与“天宫一号”的成功对接，标志着中国的航空铝材处于世界领先的行列。下列关于铝合金的说法中错误的是 A．铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点低 B．高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼 C．镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱 NaOH 腐蚀 D．镁铝合金在盐酸中无法溶解 【答案】D 【详解】A．合金属于混合物，一般合金的熔点低于其组成纯金属的熔点，因此铝合金比纯铝的熔点低，A正确； B．性质活泼，高温下铝液易与反应被氧化，在熔剂层覆盖下熔炼可隔绝空气，防止铝液被氧化，B正确； C．镁铝合金表面的致密氧化膜使其具有抗腐蚀性，但合金中的可与溶液发生反应，因此能被烧碱腐蚀，C正确； D．、均为活泼金属，二者都可与盐酸反应生成可溶性盐，因此镁铝合金可在盐酸中溶解，D错误； 故选D。 ▌题型02 铝和铝的氧化物 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氧气发生反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，其作用是保护内部金属不受腐蚀。 2．铝、氧化铝的性质 (1)铝、氧化铝与稀盐酸反应 化学方程式: 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O (2)铝、氧化铝与NaOH溶液反应 化学方程式: 2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑、Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4] (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。 【典例2】（25-26高一上·天津蓟州·期末）物质的性质决定用途，下列性质与用途均正确且具有对应关系的是 选项 用途 性质 A 溶液可用于泳池消毒 溶液呈蓝色 B 铝粉与NaOH混合物可作管道疏通剂 铝粉与NaOH混合物反应会释放出大量气体 C 不锈钢是最常见的一种合金 Fe有+2，+3两个价态 D 钠钾合金作核反应堆的导热剂 钠钾合金密度小 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．溶液可用于泳池消毒是因为Cu2+具有杀菌作用，与溶液呈蓝色无关，性质与用途不对应，A错误； B．铝粉与NaOH混合物反应释放大量气体（氢气），能产生压力疏通管道，性质与用途对应，B正确； C．不锈钢是常见合金，可用于制作餐具等，但Fe有+2、+3价态与其作为合金的用途无直接因果关系，性质与用途不对应，C错误； D．钠钾合金作核反应堆导热剂是因低熔点及良好导热性，与密度小无关，性质与用途不对应，D错误； 故答案选B。 【变式2-1】（25-26高一上·天津滨海新区·期末）下列有关除杂的操作中正确的是 A．CO2气体（HCl）：通过饱和Na2CO3溶液，洗气 B．Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3：往该溶液中通入过量CO2气体 C．FeCl2溶液中含有少量的FeCl3杂质：向溶液中加入过量铁粉，然后过滤 D．Al2O3固体中混有少量Fe2O3：加入NaOH溶液，充分反应后过滤 【答案】C 【详解】A．饱和Na2CO3溶液会与CO2反应，导致CO2损失，不能有效除杂，A错误； B．通入过量CO2会将主体Na2CO3转化为NaHCO3，，无法除去杂质NaHCO3，反而使溶液变质，B错误； C．铁粉能与FeCl3反应生成FeCl2，，除去杂质FeCl3，过量铁粉可通过过滤除去，C正确； D．NaOH溶液会溶解主体Al2O3，，而Fe2O3不反应，导致主体被除去，不能除杂，D错误； 故答案选C。 【变式2-2】（25-26高一上·天津南开·期末）铝是地壳中含量最高的金属元素，下列关于铝及其合金、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．钛合金的抗腐蚀性优于不锈钢 D．盐酸可以除去镁粉中的铝粉 【答案】D 【详解】A．纯铝硬度和强度较小，不适合制造机器零部件，故A正确； B．溶液可溶解而不溶解，则可用溶液除去粉末中少量的，故B正确； C．钛合金抗腐蚀性优于不锈钢，故C正确； D．盐酸与镁和铝均反应，不能选择性除去铝粉，故D错误； 则该题选D。 【变式2-3】（25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测）下列有关铝及其化合物的说法不正确的是 A．铝是地壳中含量最多的金属元素 B．铝在空气中能稳定存在是因为铝的化学性质不活泼，不与氧气反应 C．铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物 D．氧化铝是两性氧化物，既能与酸反应，又能与碱反应 【答案】B 【详解】A．地壳中元素含量顺序为氧、硅、铝、铁，铝是含量最高的金属元素，A正确； B．铝化学性质活泼，常温下与氧气反应生成致密氧化膜，阻止内部铝被腐蚀，B错误； C．铝与酸或碱均反应，故不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物，C正确；   D．氧化铝具有两性，与酸、与强碱均能反应，D正确； 故选B。 ▌题型03 铝盐及铝三角转化 1.氢氧化铝 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作两性氢氧化物)，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]－。 (1)氢氧化铝是白色胶状沉淀，有吸附作用。 (2)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。 2.铝三角转化 【特别提醒】氢氧化铝只溶于强酸、强碱，不溶于弱酸弱碱，所以铝离子与弱碱如一水合氨反应只能生成氢氧化铝沉淀，不能与足量氨水反应生成四羟基合铝酸根离子；同理，将足量二氧化碳通入四羟基合铝酸根离子的溶液中，生成的是氢氧化铝沉淀和碳酸氢根离子。 3.重要的铝元素图像分析 向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量 发生反应的离子方程式为OA段：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓， AB段：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。 从图中不难看出，向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液，若达不到最大沉淀量时，对应的氢氧化钠溶液的体积有两种情况：一是加入的氢氧化钠不足；二是加入的过量的氢氧化钠将生成的氢氧化铝溶解了一部分。 2．向铝盐溶液中滴入氨水 一水合氨是一种弱碱，氢氧化铝不会溶解在氨水中，向铝盐溶液中滴入氨水或向氨水中滴加铝盐溶液，反应现象是相同的。 若向铝盐溶液中滴加氨水，离子方程式为 3NH3·H2O＋Al3＋===Al(OH)3↓＋3NH。 当n(Al3＋)∶n(NH3·H2O)＝1∶3时，产生最大沉淀量。 3．向AlCl3、MgCl2的酸性溶液中滴加NaOH溶液 反应的离子方程式依次为 OA段：H＋＋OH－===H2O， AB段：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓， Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓， BC段：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。 现象是开始滴加NaOH溶液时无沉淀生成，随着NaOH溶液的量增加，沉淀的量也逐渐增加，直到沉淀量达到最大值，继续滴加NaOH溶液，氢氧化铝沉淀开始溶解，最后剩余的为氢氧化镁沉淀。 【典例3】（24-25高一上·天津和平·期末）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值变化难以观察（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。 【变式3-1】（24-25高一上·天津南开·期末）将18g镁铝合金溶于250mL4mol/L硫酸溶液中充分反应，共产生VL(标准状况)气体，向反应后的溶液中逐滴滴加某浓度的氢氧化钠溶液至过量，产生沉淀的物质的量与加入氢氧化钠溶液体积关系如下图所示(图像三个拐点分别标记为A、B、C)。下列说法错误的是 A．在标况下，镁铝合金溶于硫酸时一共产生 B．氢氧化钠溶液的浓度为4mol/L C．反应至B点时，所得溶液中溶质仅有一种 D．原合金中Mg的质量为7.2g 【答案】A 【分析】镁铝合金中镁和铝都可以与H2SO4反应，化学方程式为Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑，2Al＋3 H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2↑；加入NaOH后，MgSO4、Al2(SO4)3会与之反应生成Mg(OH)2、Al(OH)3；但是根据图，OA段加入NaOH并没有沉淀生成，说明H2SO4过量，OA段的反应为H2SO4＋2NaOH=Na2SO4＋2H2O；AB段为Mg2＋和Al3＋的沉淀反应，化学方程式分别为MgSO4＋2NaOH=Mg(OH)2↓＋Na2SO4，Al2(SO4)3＋6NaOH=Al(OH)3↓＋3Na2SO4；根据方程式，可知B点溶液中只存在一种溶质，即。BC段，Al(OH)3与NaOH反应使得氢氧化铝沉淀溶解生成，方程式为。 【详解】A．结合D选项，合金中含有0.4molAl，Mg的质量为7.2g，物质的量是0.3mol，共计能产生0.9mol氢气，标况下的体积是20.16L，A错误； B．B点的溶液中只有一种溶质，根据物料守恒，n(NaOH)=2n(H2SO4)，则0.5L×c(NaOH)=2×0.25L×4mol/L，求得c(NaOH)= ，B正确； C．根据分析，B点的溶液中只有一种溶质，C正确； D．结合B可知c(NaOH)=，BC段Al(OH)3溶解，消耗了100mLNaOH溶液，即氢氧化钠的物质的量=0.1L×4mol·L－1=0.4mol，根据方程式可知Al(OH)3的物质的量为0.4mol，则合金中含有0.4molAl，其质量为0.4mol×27g·mol－1=10.8g，则Mg的质量为18g－10.8g=7.2g，D正确； 故选A。 【变式3-2】（25-26高一上·天津·期末）下列物质的转化正确的是 A．漂白粉过量 B． C．(浓) D． 【答案】C 【详解】A．漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2，与过量CO2反应生成HClO，反应为：；HClO在光照下分解生成O2和HCl，反应为：，不能得到Cl2，A错误； B．CaCl2溶液与少量CO2不反应（因为碳酸酸性弱于盐酸），无法生成CaCO3；CaCO3与CO2、H2O反应生成Ca(HCO3)2，第一步转化不能实现，B错误； C．KMnO4与浓HCl在常温下即可反应生成Cl2，反应为：；Cl2与Fe在加热条件下反应生成FeCl3，反应为：，两步转化均能实现，C正确； D．Al2O3不溶于水，也不与水反应，无法直接生成Al(OH)3；Al(OH)3不溶于氨水，无法生成Na[Al(OH)4]，D错误； 故答案选C。 【变式3-3】（25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测）如下四个图中，横坐标为某溶液中加入某物质的物质的量，纵坐标为生成沉淀的物质的量，将图中的字母代号填入下表。对应关系正确的是 字母代号 溶液 加入的物质 A 含少量HCl的溶液 逐滴加NaOH溶液至过量 B 饱和石灰水 通过量 C 、混合溶液 逐滴加NaOH溶液至过量 D 溶液 逐滴加NaOH溶液至过量 【答案】C 【详解】A．含少量HCl的溶液中逐滴加NaOH溶液至过量：首先H+与OH-反应，，无沉淀生成；HCl消耗完后，Al 3+与OH-反应生成沉淀，有：，沉淀量增加；NaOH过量时，Al(OH)3溶解， 有：，沉淀量减少至0；但图A中沉淀最终不溶解，A不符合题意； B．饱和石灰水中通过量CO2：首先Ca(OH)2与CO2反应生成CaCO3沉淀，有：，沉淀量增加；CO2过量时，CaCO3与CO2、H2O反应生成可溶的Ca(HCO3)2，有：，沉淀量减少至0，消耗CO2的物质的量与前面应该相同，比例关系不对，B不符合题意； C．、混合溶液中逐滴加NaOH溶液至过量：首先分别与反应生成沉淀，有：，沉淀量增加；NaOH过量时，仅溶解，有：，不溶解，沉淀量减少后保持不变，C符合题意； D．溶液中逐滴加NaOH溶液至过量：先与OH⁻生成沉淀沉淀量增加；NaOH过量时溶解，，沉淀量减少至0，消耗NaOH的物质的量等于前面，比例关系不对，D不符合题意； 故选C。 ▌题型04 物质的量在化学方程式计算中的应用 1．化学方程式中化学计量数与各量的关系 化学方程式 Cl2+H22HCl 各物质 Cl2 H2 HCl 化学计量数之比 1 1 2 扩大NA倍 1·NA 1·NA 2·NA 物质的量之比 1 mol 1 mol 2 mol 质量之比 71g 2g 73g 标准状况下体积之比 22.4L 22.4L 44.8L 同一条件下体积之比 1 1 2 结论 ①物质的量是联系各物理量的纽带，可以简便的进行各量之间的转换。 ②化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其粒子数目之比，等于其物质的量之比，也等于同温同压下气体的体积之比。 2．解题步骤和计量关系 第一步：审——审清题目条件和题目要求； 第二步：设——设所求物质的物质的量、质量、体积（标况）等； 第三步：写——写出相关配平的化学方程式（或离子方程式）； 第四步：标——在有关物质的化学式下面标出已知量和未知量的关系（未知量可用相应物理量符号表示）； 第五步：列——列出比例式； 第六步：解——根据比例式求解； 第七步：答——简明写出答案。 【特别提醒】 ①化学方程式中各物质的化学计量数之比== 参加反应的各物质的分子数（或各物质的微粒数）之比==参加反应的各物质的物质的量之比。 ②对于有气体参加的反应，在同温同压下参加反应的各气体的体积之比==各气体物质的化学计量数之比。 ③化学反应前后质量守恒，物质的量不一定守恒。 3．物质的量应用于化学方程式计算的常用计量关系 【特别提醒】①任何一种反应物，只有实际参加反应的纯物质的量才能根据化学方程式计算，过量部分不参与方程式计算。 ②列比例式时要符合“左右量相当，上下单位同”的原则。 【典例4】（25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测）将1.12g铁粉加入25mL2 mol/L氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是 A．和的物质的量之比为5：1 B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2：5 C．往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色 D．向溶液中滴加酸性溶液，溶液褪色则证明溶液中含 【答案】C 【详解】A．反应方程式为，开始时，，充分反应后，铁粉反应完全，反应掉，还剩，反应后生成物质的量为，所以和的物质的量之比为6:1，不是5:1，A错误； B．氧化产物为（来自氧化），物质的量；还原产物为（来自还原），物质的量，比例1:2，不是2:5，B错误； C．溶液中有剩余，滴入KSCN溶液显红色，C正确； D．溶液中有和，滴加酸性溶液，和都可以被氧化导致褪色，褪色不可证明存在，D错误； 故答案选C。 【变式4-1】（24-25高一上·天津红桥·期末）下列有关金属的说法不正确的是 A．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，放出的氢气在同温同压下的体积比为 B．将铁片放入溶液中，有红色物质生成，溶液质量减少 C．把一定量的铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中的与浓度恰好相等。则已反应的与未反应的物质的量之比为 D．把5.1g的镁铝合金的粉末放入过量的盐酸中，得到5.6L的(标况下)该合金中铝和镁的物质的量之比为 【答案】C 【详解】A．铝分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，分别发生反应：、，均可得关系式：，则相同质量的两份铝，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相同，在同温同压下的体积比为，A正确； B．铁片放入溶液中发生反应：，有红色物质生成，溶解铁的质量小于析出铜的质量，则溶液质量减少，B正确； C．一定量的铁粉放入氯化铁溶液中发生反应：，完全反应后，所得溶液中的与浓度恰好相等，若生成3mol需消耗2mol，则已反应的与未反应的物质的量之比为2∶3，C错误； D．5.1g的镁铝合金的粉末放入过量的盐酸中，分别发生反应：、，得到5.6L的(标况下为0.25mol)，设合金中铝和镁的物质的量分别为amol、bmol，则27a+24b=5.1，1.5a+b=0.25，解得a=0.1、b=0.1，所以该合金中铝和镁的物质的量之比为，D正确； 故选C。 【变式4-2】（25-26高一上·天津蓟州·期末节选）金属及其化合物是本学期重点学习内容，定性定量地分析金属及其化合物的转化至关重要。 把镁铝合金的粉末放入过量的盐酸中，得到（标准状况）。 (1)该合金中铝的质量是___________（精确到0.1）。 (2)该合金中镁和铝的物质的量之比是___________。 【答案】(1)5.4 g (2) （1）设该合金中镁的物质的量为x mol，铝的物质的量为y mol。根据质量关系有，根据题意可知生成H2的物质的量为，由关系式、可得，联立两式解得、，故该合金中铝的质量是。 （2）由第4小问解析可知，该合金中镁的物质的量为0.1 mol，铝的物质的量为0.2 mol，故二者物质的量之比是。 【变式4-3】（24-25高一上·天津滨海新区·阶段检测）铝、铁、铜在工业和生产生活中有广泛应用。 (1)铝制品具有很好的耐腐蚀性能，原因是_______；按性质分类，属于_______氧化物，与氢氧化钠溶液反应的离子方程式_______。 (2)已知铝是一种能够和强碱溶液反应生成氢气的一种特殊金属，其反应的化学方程式为，现向溶液中投入，二者恰好完全反应，计算： ①投入的物质的量为_______。 ②参加反应的的物质的量为_______；溶液的物质的量浓度_______。 ③生成的在标准状况下的体积为_______L。 【答案】(1) 铝与氧气反应生成致密的氧化膜，对铝起到保护作用 两性 Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]- (2) ①0.4 ②0.4 0.8 ③13.44 【详解】（1）①铝在常温下与空气中的氧气反应，在其表面生成一层致密的氧化铝保护膜‌。这层保护膜能够有效地阻止铝进一步与氧气反应，从而保护铝制品不受腐蚀‌。 ②因为氧化铝既能与酸反应生成盐和水，也能和碱反应生成盐和水，按性质分类，属于两性氧化物。 ③与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为：。 答案为：铝与氧气反应生成致密的氧化膜，对铝起到保护作用；两性；。 （2）①； ②根据方程式，可知二者计量关系为：，则， ③根据方程式，可知二者计量关系为：，，。 答案为：；；。 ▌题型05 基于金属元素的工艺流程题 (1)要灵活应用元素守恒和物料转化思想 原料中的“核心元素”经多步转化最终“留存”于目标产物中，因此解题时要注意金属元素的变化过程。 (2)要做好知识和生产实际的密切联系 一是工艺流程中的大部分反应都源于教材，部分陌生反应的反应原理也是源于教材； 二是涉及实际工艺，因此要注意环境保护和资源的利用，最终废弃物尽可能少且无害，部分物质需要循环利用等。 (3)掌握工艺流程中常见的术语 如研磨、粉碎、浸出、酸溶、碱洗、燃烧等。 【典例5】（25-26高一上·天津·期末）废旧金属的综合利用有利于节约资源、保护环境。现有废弃物(含Al2O3、FeO、CuO)，实验室要回收其中的三种金属，工艺流程如图所示，回答下列问题： (1)“碱溶”时发生反应的离子方程式为_______。 (2)“操作1”的名称为_______。 (3)“沉铝”时加入适量盐酸，写出产生沉淀反应的离子方程式为_______，该步骤为避免因盐酸控制不当(过量)而导致沉淀溶解，实际操作中可用过量_______(填化学式)气体代替。 (4)灼烧时使用的主要仪器为_______。 (5)“沉铁”时通入空气的目的是_______，发生反应的离子方程式为_______，证明“沉铁”后的溶液中没有Fe3+的操作为取样，滴加_______溶液，观察到_______现象。 【答案】(1)Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]- (2)过滤 (3) [Al(OH)4]-+H+=Al(OH)3↓+H2O CO2 (4)坩埚 (5) 将Fe2+氧化为Fe3+ KSCN 无明显 【分析】向废弃物(含Al2O3、FeO、CuO)中加入NaOH溶液，其中FeO、CuO与NaOH不反应，Al2O3与NaOH反应，过滤得到FeO、CuO和含NaAlO2的溶液；FeO、CuO经硫酸酸溶，发生反应，得到含Fe2+、Cu2+的溶液，加入适量Fe，发生反应析出Cu，得到硫酸亚铁溶液，通入空气并加入NaOH溶液，得到Fe(OH)3,经一系列处理得到Fe；向含NaAlO2的溶液中加入适量盐酸得到Al(OH)3，过滤，灼烧，再电解，最终得到Al。据此分析做题； 【详解】（1）Al2O3、FeO、CuO混合物中，氧化铝属于两性氧化物，可以和强碱反应，反应离子方程式为：Al2O3 + 2OH- + 3H2O === 2[Al(OH)4]-； （2）FeO、CuO不溶于强碱溶液，实现固液分离的方法是过滤； （3）Na[Al(OH)4]中加入少量的强酸，可以得到氢氧化铝的沉淀，反应离子方程式：[Al(OH)4]- + H+ === Al(OH)3↓ + H2O，若加入过量的酸，会将氢氧化铝全部溶解，得到可溶性的铝盐，四羟基合铝酸钠中通入弱酸性气体或者滴加弱酸溶液，都可以产生白色的沉淀氢氧化铝，可以通入二氧化碳代替滴加盐酸； （4）“灼烧”操作温度较高，在坩埚中进行； （5）空气中的氧气可以将亚铁离子氧化为铁离子，发生反应的离子方程式为 ，证明“沉铁”后的溶液中没有Fe3+的操作为取样，滴加KSCN溶液，无明显现象，证明不存在铁离子。 【变式5-1】（25-26高一上·天津滨海新区·期末）某废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al、Fe2O3、FeO、Al2O3、CuO（其余成分与酸碱都不反应）和可燃性有机物，为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收Al、Cu、绿矾等。 回答下列问题： (1)“焙烧”的目的主要是将金属单质转化为氧化物，并除去________。 (2)“碱浸”时发生的化学方程式为________。 (3)试剂a为________（填化学式），加入试剂a后发生的化学反应中不包括________ A．氧化还原反应   B．置换反应    C．化合反应    D．复分解反应 (4)滤液Ⅱ制取绿矾晶体需先加入少量稀硫酸再经过________、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到绿矾晶体。 (5)写出滤液Ⅰ与AlCl3，溶液反应的离子方程式________。 (6)绿矾在空气中容易被部分氧化为硫酸铁，为确定绿矾未被全部氧化，可选择的最佳试剂是________（填标号）。 A．氯水 B．KSCN溶液 C．NaOH溶液 D．KMnO4酸性溶液 【答案】(1)有机物 (2) (3) Fe D (4)蒸发浓缩 (5) (6)D 【分析】废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al、、FeO、、CuO和可燃性有机物，经过焙烧，将金属单质转化为氧化物，并除去可燃性有机物，加入氢氧化钠溶液碱浸，溶解氧化铝，过滤得到滤渣（含有、CuO) 和滤液(溶液），再向滤渣中加入硫酸酸浸，再加入过量的铁粉，得到溶液和滤渣（含有铁和铜），将滤液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到绿矾，再向滤渣加入硫酸，溶解铁后，过滤，得到铜，据此分析作答。 【详解】（1）根据分析可知，“焙烧”的目的主要是将金属单质转化为氧化物，并除去有机物； （2）“碱浸”时发生的化学方程式为； （3）根据分析可知，试剂a为Fe，加入试剂a后发生的化学反应中有化合反应，其离子方程式为，还有置换反应，该置换反应也属于氧化还原反应，所以加入试剂a后发生的化学反应中不包括复分解反应； （4）根据分析可知，滤液Ⅱ制取绿矾晶体需先加入少量稀硫酸再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到绿矾晶体； （5）滤液I是溶液，与溶液反应生成氢氧化铝和氯化钠，离子方程式为； （6）为确定绿矾未被全部氧化，可选择的最佳试剂是酸性溶液，其可以将亚铁离子氧化，自己被还原，溶液紫红色褪去。 【变式5-2】（24-25高一上·天津·阶段检测）绿矾()是生产缺铁性贫血药品的重要原料。现利用某废旧金属材料(主要含、、及这几种金属的氧化物)制备绿矾，并回收部分金属。流程如下： 已知：在酸性条件下易被还原为。 请完成下列问题。 (1)碱浸时发生反应的两种物质有____________(填化学式，下同)，操作I的名称是____________ (2)向酸浸I后的溶液中加入过量的试剂a是_________，其作用是：①消耗过量的酸；②防止被氧化；③_________________(用离子反应方程式表示)。 (3)取滤液II 于试管中，滴加几滴溶液，看到的现象是__________，写出产生该现象的化学反应方程式_______________________________。 (4)测定所得绿矾中的含量，步骤如下： I：称取绿矾样品，并将其配制成溶液。 II：取出步骤I中配制的溶液，加入适量稀硫酸，滴入的溶液直至反应完全，共消耗溶液。 ①I中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒和________。 ②II中与反应的离子方程式是______________________________。 【答案】(1) 过滤 (2) (3) 生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 ， (4) 容量瓶 【分析】先利用铝及氧化铝能与强碱反应的性质进行碱浸分离，再用酸浸和铁粉置换分离铜，使亚铁盐进入滤液；所得绿矾中的亚铁离子用酸性高锰酸钾溶液进行氧化还原滴定。 【详解】（1）废旧材料中的和均能与氢氧化钠溶液反应而进入滤液I，铁、铜等留在固体中。操作I用于分离滤液I和滤渣I，故为过滤； （2）酸浸I后的溶液含有亚铁离子、铜离子和过量酸。加入过量铁粉可消耗酸并维持还原性环境，防止亚铁离子被氧化，同时置换出铜：。过量铁粉和生成的铜进入滤渣II，便于后续回收铜； （3）滤液II中的硫酸亚铁与氢氧化钠反应生成白色氢氧化亚铁沉淀：。氢氧化亚铁沉淀迅速变成灰绿色，并被空气中的氧气氧化为红褐色氢氧化铁：； （4）将样品溶液准确定容至，应使用容量瓶。在酸性条件下，高锰酸根离子将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为锰离子：。该方程式的原子数和总电荷均守恒。 【变式5-3】（24-25高一上·天津·期末）某研究小组以工厂废渣(Fe3O4、Al2O3、SiO2)为原料制取Fe2O3工艺流程如图。回答下列问题： 已知SiO2能溶于NaOH溶液。 (1)“酸溶”时发生反应的化学方程式为___________ (2)①“氧化”的目的是___________； ②___________(填能或否)用H2O2代替O2。 (3)“沉铁”步骤可观察到现象是___________。 (4)“操作b”的名称为___________，用到的玻璃仪器有___________。 (5)操作c中所发生的化学反应方程式为___________。 【答案】(1)Fe3O4+4H2SO4=Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O (2) 将FeSO4氧化后得到Fe2(SO4)3 能 (3)有红褐色沉淀产生 (4) 过滤 烧杯、玻璃棒、漏斗 (5)2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 【分析】先对废渣碱浸，SiO2、Al2O3和NaOH反应生成硅酸钠、四羟基合铝酸钠进入溶液，Fe3O4不反应，过滤后用稀硫酸溶解滤渣，即溶解Fe3O4，得到含有Fe2+、Fe3+的溶液，通入氧气将Fe2+氧化为Fe3+，然后加入NaOH溶液，过滤得到Fe(OH)3沉淀，灼烧Fe(OH)3沉淀即可得Fe2O3。 【详解】（1）碱浸时Al2O3和NaOH反应生成四羟基合铝酸钠和水，SiO2和NaOH反应生成硅酸钠和水，发生的反应有SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O、Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]；酸溶时主要是硫酸和Fe3O4反应得到硫酸亚铁和硫酸铁，化学方程式为Fe3O4+4H2SO4=Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O； （2）酸溶后所得溶液中含有Fe2+、Fe3+，目的是得到Fe2O3，所以氧化的目的是将FeSO4氧化后得到Fe2(SO4)3；过氧化氢具有强氧化性，且不引入新杂质，故能用H2O2代替O2； （3）沉铁过程中生成氢氧化铁沉淀，所以现象为有红褐色沉淀产生； （4）由分析可知，操作b为分离固液的操作，为过滤；用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯； （5）操作c为加热分解Fe(OH)3生成Fe2O3和水，化学方程式为2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 金属材料（题型突破·举一反三） ▌题型01 合金及其性能、用途 【典例1】A 【变式1-1】C 【变式1-2】B 【变式1-3】D ▌题型02 铝和铝的氧化物 【典例2】B 【变式2-1】C 【变式2-2】D 【变式2-3】B ▌题型03 铝盐及铝三角转化 【典例3】A 【变式3-1】A 【变式3-2】C 【变式3-3】C ▌题型04 物质的量在化学方程式计算中的应用 【典例4】C 【变式4-1】C 【变式4-2】(1)5.4 g (2) 【变式4-3】(1) 铝与氧气反应生成致密的氧化膜，对铝起到保护作用 两性 Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]- (2) ①0.4 ②0.4 0.8 ③13.44 ▌题型05 基于金属元素的工艺流程题 【典例5】(1)Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]- (2)过滤 (3) [Al(OH)4]-+H+=Al(OH)3↓+H2O CO2 (4)坩埚 (5) 将Fe2+氧化为Fe3+ KSCN 无明显 【变式5-1】(1)有机物 (2) (3) Fe D (4)蒸发浓缩 (5) (6)D 【变式5-2】(1) 过滤 (2) (3) 生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 ， (4) 容量瓶 【变式5-3】(1)Fe3O4+4H2SO4=Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O (2) 将FeSO4氧化后得到Fe2(SO4)3 能 (3)有红褐色沉淀产生 (4) 过滤 烧杯、玻璃棒、漏斗 (5)2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 金属材料（题型突破·举一反三） 题型01 合金及其性能、用途 题型02 铝和铝的氧化物 题型03 铝盐及铝三角转化 题型04 物质的量在化学方程式计算中的应用 题型05 基于金属元素的工艺流程题 ▌题型01 合金及其性能、用途 1.合金及其性能 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 2.铁合金的两大类型——生铁和钢 用量最大、用途最广的铁合金是 。 3.钢的分类 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，不易生锈，抗腐蚀能力 。 4.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， 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。 5.新型合金 用于贮氢的新型合金Ti­Fe合金和La­Ni合金； 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。 【典例1】（25-26高一上·天津西青·期末）下列说法错误的是 A．储氢合金是一类通过物理方法吸附型合金材料 B．火灾现场存放有大量活泼金属时，可以用干燥的沙土来灭火 C．炽热的钢水注入模具前，模具必须干燥，否则可能发生爆炸性迸溅 D．铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物 【变式1-1】（22-23高一·天津南开·期末）下列物质属于纯净物的是 A．生铁 B．汽油 C．液氯 D．漂粉精 【变式1-2】（24-25高一上·天津静海·阶段检测）金属和合金是生活中常用的材料。下列说法正确的是 A．不锈钢是铁合金，只含金属元素 B．镧镍(La-Ni)合金能大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物，可作储氢材料 C．目前世界上使用量最大的合金是铝合金 D．生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加 【变式1-3】（24-25高一上·天津滨海新区·期中）“神八”与“天宫一号”的成功对接，标志着中国的航空铝材处于世界领先的行列。下列关于铝合金的说法中错误的是 A．铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点低 B．高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼 C．镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱 NaOH 腐蚀 D．镁铝合金在盐酸中无法溶解 ▌题型02 铝和铝的氧化物 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氧气发生反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，其作用是保护内部金属不受腐蚀。 2．铝、氧化铝的性质 (1)铝、氧化铝与稀盐酸反应 化学方程式: 、 (2)铝、氧化铝与NaOH溶液反应 化学方程式: 、 (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： 。 【典例2】（25-26高一上·天津蓟州·期末）物质的性质决定用途，下列性质与用途均正确且具有对应关系的是 选项 用途 性质 A 溶液可用于泳池消毒 溶液呈蓝色 B 铝粉与NaOH混合物可作管道疏通剂 铝粉与NaOH混合物反应会释放出大量气体 C 不锈钢是最常见的一种合金 Fe有+2，+3两个价态 D 钠钾合金作核反应堆的导热剂 钠钾合金密度小 A．A B．B C．C D．D 【变式2-1】（25-26高一上·天津滨海新区·期末）下列有关除杂的操作中正确的是 A．CO2气体（HCl）：通过饱和Na2CO3溶液，洗气 B．Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3：往该溶液中通入过量CO2气体 C．FeCl2溶液中含有少量的FeCl3杂质：向溶液中加入过量铁粉，然后过滤 D．Al2O3固体中混有少量Fe2O3：加入NaOH溶液，充分反应后过滤 【变式2-2】（25-26高一上·天津南开·期末）铝是地壳中含量最高的金属元素，下列关于铝及其合金、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．钛合金的抗腐蚀性优于不锈钢 D．盐酸可以除去镁粉中的铝粉 【变式2-3】（25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测）下列有关铝及其化合物的说法不正确的是 A．铝是地壳中含量最多的金属元素 B．铝在空气中能稳定存在是因为铝的化学性质不活泼，不与氧气反应 C．铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物 D．氧化铝是两性氧化物，既能与酸反应，又能与碱反应 ▌题型03 铝盐及铝三角转化 1.氢氧化铝 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作两性氢氧化物)，既能与强酸反应： ，又能与强碱反应： 。 (1)氢氧化铝是白色胶状沉淀，有吸附作用。 (2)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： 。 2.铝三角转化 【特别提醒】氢氧化铝只溶于强酸、强碱，不溶于弱酸弱碱，所以铝离子与弱碱如一水合氨反应只能生成氢氧化铝沉淀，不能与足量氨水反应生成四羟基合铝酸根离子；同理，将足量二氧化碳通入四羟基合铝酸根离子的溶液中，生成的是氢氧化铝沉淀和碳酸氢根离子。 3.重要的铝元素图像分析 向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量 发生反应的离子方程式为OA段： ， AB段： 。 从图中不难看出，向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液，若达不到最大沉淀量时，对应的氢氧化钠溶液的体积有两种情况：一是加入的氢氧化钠不足；二是加入的过量的氢氧化钠将生成的氢氧化铝溶解了一部分。 2．向铝盐溶液中滴入氨水 一水合氨是一种弱碱，氢氧化铝不会溶解在氨水中，向铝盐溶液中滴入氨水或向氨水中滴加铝盐溶液，反应现象是相同的。 若向铝盐溶液中滴加氨水，离子方程式为 。 当n(Al3＋)∶n(NH3·H2O)＝1∶3时，产生最大沉淀量。 3．向AlCl3、MgCl2的酸性溶液中滴加NaOH溶液 反应的离子方程式依次为 OA段： ， AB段： ， ， BC段： 。 现象是开始滴加NaOH溶液时无沉淀生成，随着NaOH溶液的量增加，沉淀的量也逐渐增加，直到沉淀量达到最大值，继续滴加NaOH溶液，氢氧化铝沉淀开始溶解，最后剩余的为 沉淀。 【典例3】（24-25高一上·天津和平·期末）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 【变式3-1】（24-25高一上·天津南开·期末）将18g镁铝合金溶于250mL4mol/L硫酸溶液中充分反应，共产生VL(标准状况)气体，向反应后的溶液中逐滴滴加某浓度的氢氧化钠溶液至过量，产生沉淀的物质的量与加入氢氧化钠溶液体积关系如下图所示(图像三个拐点分别标记为A、B、C)。下列说法错误的是 A．在标况下，镁铝合金溶于硫酸时一共产生 B．氢氧化钠溶液的浓度为4mol/L C．反应至B点时，所得溶液中溶质仅有一种 D．原合金中Mg的质量为7.2g 【变式3-2】（25-26高一上·天津·期末）下列物质的转化正确的是 A．漂白粉过量 B． C．(浓) D． 【变式3-3】（25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测）如下四个图中，横坐标为某溶液中加入某物质的物质的量，纵坐标为生成沉淀的物质的量，将图中的字母代号填入下表。对应关系正确的是 字母代号 溶液 加入的物质 A 含少量HCl的溶液 逐滴加NaOH溶液至过量 B 饱和石灰水 通过量 C 、混合溶液 逐滴加NaOH溶液至过量 D 溶液 逐滴加NaOH溶液至过量 ▌题型04 物质的量在化学方程式计算中的应用 1．化学方程式中化学计量数与各量的关系 化学方程式 Cl2+H22HCl 各物质 Cl2 H2 HCl 化学计量数之比 1 1 2 扩大NA倍 1·NA 1·NA 2·NA 物质的量之比 1 mol 1 mol 2 mol 质量之比 g g g 标准状况下体积之比 L L L 同一条件下体积之比 结论 ① 是联系各物理量的纽带，可以简便的进行各量之间的转换。 ②化学方程式中各物质的化学计量数之比等于其粒子数目之比，等于其 之比，也等于 下气体的体积之比。 2．解题步骤和计量关系 第一步：审——审清题目 和题目要求； 第二步：设——设所求物质的 、质量、体积（标况）等； 第三步：写——写出相关配平的化学方程式（或离子方程式）； 第四步：标——在有关物质的化学式下面标出 量和 量的关系（未知量可用相应物理量符号表示）； 第五步：列——列出 ； 第六步：解——根据 求解； 第七步：答——简明写出答案。 【特别提醒】 ①化学方程式中各物质的化学计量数之比== 参加反应的各物质的分子数（或各物质的微粒数）之比==参加反应的各物质的物质的量之比。 ②对于有气体参加的反应，在同温同压下参加反应的各气体的体积之比==各气体物质的化学计量数之比。 ③化学反应前后质量守恒，物质的量不一定守恒。 3．物质的量应用于化学方程式计算的常用计量关系 【特别提醒】①任何一种反应物，只有实际参加反应的纯物质的量才能根据化学方程式计算，过量部分不参与方程式计算。 ②列比例式时要符合“左右量相当，上下单位同”的原则。 【典例4】（25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测）将1.12g铁粉加入25mL2 mol/L氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是 A．和的物质的量之比为5：1 B．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2：5 C．往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色 D．向溶液中滴加酸性溶液，溶液褪色则证明溶液中含 【变式4-1】（24-25高一上·天津红桥·期末）下列有关金属的说法不正确的是 A．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，放出的氢气在同温同压下的体积比为 B．将铁片放入溶液中，有红色物质生成，溶液质量减少 C．把一定量的铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中的与浓度恰好相等。则已反应的与未反应的物质的量之比为 D．把5.1g的镁铝合金的粉末放入过量的盐酸中，得到5.6L的(标况下)该合金中铝和镁的物质的量之比为 【变式4-2】（25-26高一上·天津蓟州·期末节选）金属及其化合物是本学期重点学习内容，定性定量地分析金属及其化合物的转化至关重要。 把镁铝合金的粉末放入过量的盐酸中，得到（标准状况）。 (1)该合金中铝的质量是___________（精确到0.1）。 (2)该合金中镁和铝的物质的量之比是___________。 【变式4-3】（24-25高一上·天津滨海新区·阶段检测）铝、铁、铜在工业和生产生活中有广泛应用。 (1)铝制品具有很好的耐腐蚀性能，原因是_______；按性质分类，属于_______氧化物，与氢氧化钠溶液反应的离子方程式_______。 (2)已知铝是一种能够和强碱溶液反应生成氢气的一种特殊金属，其反应的化学方程式为，现向溶液中投入，二者恰好完全反应，计算： ①投入的物质的量为_______。 ②参加反应的的物质的量为_______；溶液的物质的量浓度_______。 ③生成的在标准状况下的体积为_______L。 ▌题型05 基于金属元素的工艺流程题 (1)要灵活应用元素守恒和物料转化思想 原料中的“核心元素”经多步转化最终“留存”于目标产物中，因此解题时要注意金属元素的变化过程。 (2)要做好知识和生产实际的密切联系 一是工艺流程中的大部分反应都源于教材，部分陌生反应的反应原理也是源于教材； 二是涉及实际工艺，因此要注意环境保护和资源的利用，最终废弃物尽可能少且无害，部分物质需要循环利用等。 (3)掌握工艺流程中常见的术语 如研磨、粉碎、浸出、酸溶、碱洗、燃烧等。 【典例5】（25-26高一上·天津·期末）废旧金属的综合利用有利于节约资源、保护环境。现有废弃物(含Al2O3、FeO、CuO)，实验室要回收其中的三种金属，工艺流程如图所示，回答下列问题： (1)“碱溶”时发生反应的离子方程式为_______。 (2)“操作1”的名称为_______。 (3)“沉铝”时加入适量盐酸，写出产生沉淀反应的离子方程式为_______，该步骤为避免因盐酸控制不当(过量)而导致沉淀溶解，实际操作中可用过量_______(填化学式)气体代替。 (4)灼烧时使用的主要仪器为_______。 (5)“沉铁”时通入空气的目的是_______，发生反应的离子方程式为_______，证明“沉铁”后的溶液中没有Fe3+的操作为取样，滴加_______溶液，观察到_______现象。 【变式5-1】（25-26高一上·天津滨海新区·期末）某废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al、Fe2O3、FeO、Al2O3、CuO（其余成分与酸碱都不反应）和可燃性有机物，为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收Al、Cu、绿矾等。 回答下列问题： (1)“焙烧”的目的主要是将金属单质转化为氧化物，并除去________。 (2)“碱浸”时发生的化学方程式为________。 (3)试剂a为________（填化学式），加入试剂a后发生的化学反应中不包括________ A．氧化还原反应   B．置换反应    C．化合反应    D．复分解反应 (4)滤液Ⅱ制取绿矾晶体需先加入少量稀硫酸再经过________、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到绿矾晶体。 (5)写出滤液Ⅰ与AlCl3，溶液反应的离子方程式________。 (6)绿矾在空气中容易被部分氧化为硫酸铁，为确定绿矾未被全部氧化，可选择的最佳试剂是________（填标号）。 A．氯水 B．KSCN溶液 C．NaOH溶液 D．KMnO4酸性溶液 【变式5-2】（24-25高一上·天津·阶段检测）绿矾()是生产缺铁性贫血药品的重要原料。现利用某废旧金属材料(主要含、、及这几种金属的氧化物)制备绿矾，并回收部分金属。流程如下： 已知：在酸性条件下易被还原为。 请完成下列问题。 (1)碱浸时发生反应的两种物质有____________(填化学式，下同)，操作I的名称是____________ (2)向酸浸I后的溶液中加入过量的试剂a是_________，其作用是：①消耗过量的酸；②防止被氧化；③_________________(用离子反应方程式表示)。 (3)取滤液II 于试管中，滴加几滴溶液，看到的现象是__________，写出产生该现象的化学反应方程式_______________________________。 (4)测定所得绿矾中的含量，步骤如下： I：称取绿矾样品，并将其配制成溶液。 II：取出步骤I中配制的溶液，加入适量稀硫酸，滴入的溶液直至反应完全，共消耗溶液。 ①I中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒和________。 ②II中与反应的离子方程式是______________________________。 【变式5-3】（24-25高一上·天津·期末）某研究小组以工厂废渣(Fe3O4、Al2O3、SiO2)为原料制取Fe2O3工艺流程如图。回答下列问题： 已知SiO2能溶于NaOH溶液。 (1)“酸溶”时发生反应的化学方程式为___________ (2)①“氧化”的目的是___________； ②___________(填能或否)用H2O2代替O2。 (3)“沉铁”步骤可观察到现象是___________。 (4)“操作b”的名称为___________，用到的玻璃仪器有___________。 (5)操作c中所发生的化学反应方程式为___________。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $