3.2.1铁合金　铝和铝合金　新型合金 同步练习 -2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

**基本信息** 分层清晰，从基础概念辨识到综合应用进阶，适配新授课知识巩固与科学思维培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A级必备知识练|金属材料识别、合金基础性质、铝及氧化铝性质|选择题为主，结合全运会、科技成果等情境，强化化学观念中物质分类与性质用途关联| |B级素能提升练|物质转化关系、实验流程分析、定量计算|含图表分析与工业流程题，突出科学思维的证据推理与模型建构，体现科学探究与实践能力|

3. 2.1铁合金　铝和铝合金　新型合金 A级必备知识练 1.(2026·广西贵港高一期末)2025年第十五届全国运动会赛场上的每一次突破与闪耀,都离不开科技创新的默默赋能。下列物品的主要材质不属于金属材料的是(　　) A.火种盆“鼎盛同心” B.奖牌“同心跃” C.自动驾驶公交车的不锈钢扶杆 D.人形氢动力巡检机器人摄像头的镜片 2.(2026·四川凉山州高一期末)近年来,我国科技事业成果显著,下列成果所涉及的材料不是金属材料的是(　　) A.“蛟龙”号潜水器上的耐压球壳使用的材料——钛合金 B.航空航天发动机材料——高铌钛铝合金 C.国产大飞机C919机身使用的复合材料——碳纤维和环氧树脂 D.首艘国产大型邮轮“爱达·魔都号”的上层建筑材料中的铝合金 3.(2026·四川德阳高一期末)金属材料在日常生活中应用广泛。下列有关说法正确的是(　　) A.合金通常比其成分金属的熔点更高、硬度更小 B.生锈的铁制品回收成本高,属于不可回收物 C.储氢合金的吸氢过程发生化学变化 D.铝的金属活动性比铁强,所以在空气中铝比铁更易被腐蚀 4.(2026·贵州安顺高一期末)化学与科技、社会、生产有着重要联系。下列说法不正确的是(　　) A.生铁和钢是两种铁碳合金,生铁的抗压性能和机械性能更好,适合锻轧和铸造 B.我国研制的某种超级钢具有优异的强度和延展性,应用时能够实现钢板的轻薄化 C.我国是稀土资源大国,镧是一种稀土元素,镧镍合金是具有实用价值的储氢合金 D.硬铝是制造飞机和宇宙飞船的理想材料,其硬度大,密度小,熔点比纯铝低 5.(2026·河南南阳六校高一期末)现代社会的发展与进步离不开材料。下列有关材料的说法不正确的是(　　) A.不锈钢是含碳量较高的铁碳合金,是制造飞机和飞船的理想材料 B.稀土金属一共有17种元素,在科技、生产中有广泛的应用,被誉为新材料的宝库 C.储氢合金是一种能够大量吸收H2,并与H2结合成金属氢化物的材料 D.某喷气式飞机的发动机叶片是由镍、铁、碳和钴组成的合金制造的,能承受1 100 ℃的高温 6.(2026·辽宁点石联考高一期末)我国高温超导高速磁浮列车已经通车,该列车所运行的线路的轨道铺设采用了高强度铁铜合金材料。下列关于金属材料的说法错误的是(　　) A.生铁和钢是两种铁碳合金,钢的含碳量大于生铁 B.金属材料包括纯金属和它们的合金 C.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 D.储氢合金与H2结合成的金属氢化物加热时容易分解 题组4.铝和氧化铝的性质 7.(2026·浙江精诚联盟高一期末)下列关于铝及其合金的说法正确的是(　　) A.常温下铝具有较强的抗腐蚀性,主要原因是铝的化学性质不活泼 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.铝箔在空气中用酒精灯加热,可以观察到铝熔化了但并不滴落 D.向装有氢氧化钠溶液的试管中放入未打磨的铝片,一直观察不到气泡 8.(2026·山西大同实验中学高一检测)某实验小组的同学探究铝的性质实验如下: Ⅰ Ⅱ 现象:立即产生气泡 现象:开始没有气泡,一段时间后产生气泡 下列说法不正确的是(　　) A.从元素化合价角度看,产生的气体只能是H2 B.实验Ⅰ证明NaOH是氧化剂 C.实验Ⅱ说明Al2O3具有酸性氧化物的性质 D.实验Ⅰ和Ⅱ反应后的溶液中粒子种类完全相同 9.(2026·四川广安高一期末)将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之比为1∶1,则两份铝的质量之比是(　　) A.2∶3 B.1∶6 C.1∶1 D.3∶2 B级素能提升练 10.(2026·湖南长沙一中高一期末)部分含Mg或Al或Fe元素物质的类别与相应化合价的关系如图。下列推断合理的是(　　) A.若a为Mg,则a→f的反应一定是化合反应 B.在g→f→e→d的转化过程中,一定存在物质颜色的变化 C.若b、g含同一金属元素,则g在空气中受热能迅速转化为b D.若b和d均能与同一物质反应生成c,则组成a的元素一定是Al 11.(2026·安徽名校联盟高一联考)镁铝合金是现代工业中“轻量化”材料的代表,广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。某化学小组按下列流程测定镁铝合金样品中铝的质量分数(各反应充分进行): 下列叙述错误的是(　　) A.镁、铝均能与稀硫酸发生置换反应 B.消耗的H+与生成H2的物质的量之比为2∶1 C.稀硫酸中H2SO4的质量分数为9.8% D.镁铝合金样品中铝的质量分数为40% 12.(2026·江苏扬州中学高一期末)将10.2 g镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中,得到6.72 L(标准状况下)H2。下面说法错误的是(　　) A.该合金中铝的质量分数为52.9% B.参加反应的氢氧化钠为0.1 mol C.该合金中镁与铝的物质的量之比为1∶1 D.该合金溶于足量的盐酸中,产生H2的体积(标准状况下)为11.2 L 13.(2026·黑龙江哈尔滨高一期末)某工厂的废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al,此外还含有少量Al2O3和Fe2O3。为探索工业废料的再利用,某化学兴趣小组设计了如下实验流程,用该工厂的废金属屑制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体(CuSO4·5H2O)。 请回答下列问题: (1)步骤Ⅰ中,发生的氧化还原反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)溶液D中阴离子主要是　　　　　,试剂X为　　　　　。  (3)由CuSO4溶液得到胆矾步骤中涉及的操作是　　　　　、　　　　　,过滤,洗涤,干燥。若分离得到固体F中含铜质量为6.4 g,经转化获得胆矾17.5 g,则铜的转化率为　　　　　。  (4)工业上可用溶液E制取净水剂高铁酸钠(Na2FeO4),流程如图: 写出由Fe(OH)3制取Na2FeO4的离子方程式: 　　　　　　　　　　　　　　　。  (已知NaClO被还原为NaCl) 参考答案 1.D　解析 火种盆的主要材料为合金,属于金属材料,A不符合题意;奖牌的成分一般为金、银、铜等金属,属于金属材料,B不符合题意;自动驾驶公交车的不锈钢扶杆的材料为铁合金,属于金属材料,C不符合题意;摄像头的镜片常用到光学玻璃,主要成分不属于金属材料,D符合题意。 2.C　解析 钛合金是金属材料,A不符合题意;高铌钛铝合金属于金属材料,B不符合题意;碳纤维的主要成分为碳,属于无机非金属材料,环氧树脂为有机高分子聚合物,属于有机高分子材料,则碳纤维和环氧树脂形成的复合材料不属于金属材料,C符合题意;铝合金属于金属材料,D不符合题意。 3.C　解析 合金的熔点一般低于其成分金属,硬度则更大(如青铜的硬度大于纯铜),A错误;生锈的铁制品可通过冶炼回收利用,属于可回收物,B错误;储氢合金吸收氢气时形成金属氢化物,属于化学变化,C正确;铝表面易形成致密的氧化膜(Al2O3)可阻止进一步被腐蚀,而铁锈疏松易加速铁的腐蚀,故铝实际更耐腐蚀,D错误。 4.A　解析 我国研制的超级钢具有高强度和高延展性,能实现钢板轻薄化,符合科技事实,B正确;我国是稀土资源大国,镧属于稀土元素,镧镍合金是成熟的储氢材料,C正确;硬铝的硬度大、密度小,其熔点低于纯铝,是航空航天工业的理想材料,D正确。 5.A　解析 不锈钢是铁碳合金,含碳量较低,A错误;元素周期表中原子序数为57~71的15种元素以及钪和钇,共17种元素都是稀土元素,主要用于冶金、石油化工、玻璃陶瓷、荧光和电子材料等工业,被誉为新材料的宝库,B正确;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,便于氢的储运,C正确;喷气式飞机的发动机叶片是由镍、铁、碳和钴组成的合金制成的,该合金耐高温,D正确。 6.A　解析 生铁和钢都是铁碳合金,但钢的含碳量小于生铁的含碳量,A错误;金属材料包括纯金属(如铁、铜)和它们的合金(如钢、青铜),B正确;硬铝是一种铝合金,具有密度小、强度高、抗腐蚀能力强的特点,广泛应用于航空航天领域,C正确;储氢合金与氢气结合形成金属氢化物,加热时易分解放出氢气,D正确。 7.C　解析 由于铝比较活泼,铝表面易被空气中的氧气氧化生成一层致密的氧化铝薄膜,可防止内部金属继续被氧化,故常温下铝具有较强的抗腐蚀性,A错误;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,B错误;铝箔在空气中用酒精灯加热,由于铝比较活泼,铝表面易被空气中的氧气氧化生成一层致密的氧化铝薄膜,而氧化铝的熔点很高,故可以观察到铝熔化了但并不滴落,C正确;铝表面有一层氧化铝薄膜,铝和氧化铝均可以与氢氧化钠溶液反应,则向装有氢氧化钠溶液的试管中放入未打磨的铝片,氢氧化钠溶液先与氧化铝反应,然后和内部铝反应,故过一段时间可观察到气泡,D错误。 8.B　解析 实验Ⅰ和Ⅱ生成气泡的反应都是铝与氢氧化钠溶液反应生成Na[Al(OH)4]和氢气,则从元素化合价角度看,铝元素化合价升高,根据得失电子守恒,产生的气体只能是氢气,A正确;实验Ⅰ中铝与氢氧化钠溶液反应生成Na[Al(OH)4]和氢气,铝是还原剂,H2O是氧化剂,氢氧化钠既不是氧化剂也不是还原剂,B错误;实验Ⅱ中氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成Na[Al(OH)4]和水,表现酸性氧化物的性质,C正确;实验Ⅰ中铝和氢氧化钠溶液反应生成Na[Al(OH)4]和氢气,实验Ⅱ中氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成Na[Al(OH)4]和水、铝和氢氧化钠溶液反应生成Na[Al(OH)4]和氢气,则实验Ⅰ和Ⅱ反应后所得溶液都是Na[Al(OH)4]和NaOH的混合溶液,溶液中粒子种类完全相同,D正确。 9.C　解析 铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式分别为2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑,由方程式可知,等物质的量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应,产生氢气的物质的量相等。因此,若同温同压下放出氢气的体积比为1∶1,则两份铝的质量比也为1∶1。 10.B　解析 若a为Mg,e为Mg(OH)2,f为镁盐,a→f的反应有多种,可能为Mg+2HClMgCl2+H2↑,该反应属于置换反应,可能为Mg+Cl2MgCl2,该反应属于化合反应,A错误。e能转化为d,此时e为白色沉淀Fe(OH)2,d为红褐色沉淀Fe(OH)3,则在g→f→e→d的转化过程中,一定存在物质颜色的变化,B正确。若b、g含同一元素Fe,FeO在空气里受热迅速转化为Fe3O4,C错误。假设b为Al2O3,则d为Al(OH)3,c为铝盐,Al2O3、Al(OH)3与稀盐酸反应均生成铝盐,此时组成a的元素为Al;假设b为Fe2O3,则d为Fe(OH)3,c为铁盐,Fe2O3、Fe(OH)3与稀盐酸反应均生成铁盐,此时组成a的元素为Fe,D错误。 11.D　解析 镁和铝均为活泼金属,能与稀硫酸发生置换反应生成氢气和硫酸盐,A正确;由反应关系可知,每生成1 mol H2需要2 mol H+,故消耗的H+与生成H2的物质的量之比为2∶1,B正确;根据质量守恒,第一次反应生成H2的质量为3.0 g+100 g-102.8 g=0.2 g,由于第二次加入酸液后仍有气体生成,说明第一次加入的100 g稀硫酸已完全反应。根据反应中H2SO4~H2的化学计量关系,可知100 g稀硫酸中含H2SO4的物质的量等于生成H2的物质的量,即=0.1 mol。H2SO4的质量为0.1 mol×98 g·mol-1=9.8 g。故稀硫酸的质量分数为×100%=9.8%,C正确;设Mg为x mol、Al为y mol,由H2总量可得:x+1.5y=0.15,由合金质量可得:24x+27y=3.0,解得y=,Al质量为27 g·mol-1× mol=1.8 g,故铝的质量分数为×100%=60%,D错误。 12.B　解析 将镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中,镁不反应,只有Al能与NaOH溶液反应:2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑,生成氢气的物质的量n(H2)==0.3 mol,则消耗铝0.3 mol×=0.2 mol,m(Al)=0.2 mol×27 g·mol-1=5.4 g,铝的质量分数为×100%=52.9%,A正确;由方程式可知,存在关系式:2Al~2NaOH,则参加反应的氢氧化钠为0.2 mol,B错误;铝的质量为5.4 g,则m(Mg)=10.2 g-5.4 g=4.8 g,n(Mg)==0.2 mol,该合金中镁与铝的物质的量之比为0.2 mol∶0.2 mol=1∶1,C正确;根据方程式2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑、2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑可知,相同质量的铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应生成相同量的氢气,则10.2 g镁铝合金中的铝与盐酸反应可生成标准状况下的6.72 L H2,0.2 mol镁与盐酸反应可生成氢气0.2 mol,标准状况下氢气的体积V(H2)=0.2 mol×22.4 L·mol-1=4.48 L,则共产生氢气4.48 L+6.72 L=11.2 L,D正确。 13.答案 (1)2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑ (2)HC　稀硫酸　(3)蒸发浓缩　冷却结晶　70% (4)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2Fe+3Cl-+5H2O 解析 废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al,此外还含有少量Al2O3和Fe2O3,先用NaOH溶液处理,氢氧化钠溶液与Al、Al2O3反应,而Cu、Fe和Fe2O3不反应,过滤得到滤渣中含有Cu、Fe和Fe2O3,滤液中含有四羟基合铝酸钠和氢氧化钠,向滤液中通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,过滤,向沉淀中加入盐酸生成氯化铝溶液,最终得到氯化铝固体,向滤渣(Cu、Fe和Fe2O3)中加入稀硫酸,生成硫酸亚铁,最终得到绿矾,过滤得到Cu,Cu与氧气、硫酸反应得到硫酸铜溶液,进一步操作可得到胆矾。 (1)铝、氧化铝都能与氢氧化钠溶液反应,所得溶液A为Na[Al(OH)4]和NaOH的混合溶液,该过程发生氧化还原反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑。 (2)溶液A为四羟基合铝酸钠和NaOH的混合溶液,向该溶液中通入过量二氧化碳,反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,因此溶液D中的阴离子主要是HC;由上述分析可知,试剂X为稀硫酸。 (3)由硫酸铜溶液得到胆矾,可经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作。分离得到的固体F中含铜的质量为6.4 g,经转化获得胆矾的质量为17.5 g,17.5 g胆矾中含铜的质量m(Cu)=×17.5 g=4.48 g,转化率=×100%=70%。 (4)由Fe(OH)3和次氯酸钠在碱性条件下反应制取Na2FeO4,铁元素化合价由+3价升高为+6价,氯元素化合价由+1价降低为-1价,配平可得离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-+3Cl-+5H2O。 学科网（北京）股份有限公司 $