3.2 金属材料 第1课时（讲义）化学人教版必修第一册

第三章 铁 金属材料 第二节 金属材料 第1课时 铁合金 铝和铝合金 课标要点 1.结合生活了解合金的构成和优良性能，掌握铁合金、铝合金的性能及用途。 2.通过实验探究铝和氧化铝的性质，认识两性氧化物的性质。 3.掌握铝及其化合物的转化，熟悉铝三角转化图。 学习重难点 重点： 1.合金及其优良性能 2.铝、氧化铝和氢氧化铝的性质 难点： 铝及其化合物的转化 知识点 合金及铁合金 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。 ①合金中一定含有 元素，可能含有非金属元素。 ②合金的制备方法通常是熔合法，即将材料熔化后均匀混合,故合金各部位组成是 的。 2.合金的性质 ①合金的硬度一般比各成分金属的 ，但熔点一般比各成分金属的 。 ②合金具有各成分金属的优良性能，且合金的物理、化学或机械性能一般优于各成分金属。 ③合金的导电性和导热性一般 于任一成分金属。如镍铬铝铁、镍铬铝铜等合金具有很高的电阻率，可用于制造电路中的精密元件。 ④合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。 ①合金是 物。一般来说混合物没有固定的熔点,但合金 固定的熔点，原因是合金有固定的组成。 ②合金的化学性质与组成合金的纯金属的化学性质有区别，如不锈钢的耐腐蚀性比铁强得多等。但整体上看,合金的化学性质与组成合金的各成分的化学性质 。如锌铜合金与盐酸混合后,锌能反应而铜不能;在空气中加热，锌、铜均能反应等。 3.合金硬度大的原因 在纯金属内，所有原子的大小和形状都是相同的，原子的排列十分规整，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 ，导致合金的硬度变 。 4.铁碳合金 种类 含碳量 性能 用途 生铁 %~ % 硬度 、抗压，性 ，可以铸造成型 制造机座、管道等 钢 %~ % 有良好的 性，机械性能好，可以锻轧和铸造 制造机械和交通工具等 5.钢的分类 钢是用量最大、用途最广的合金，根据其化学成分，可以分为碳素钢和合金钢。 （1）碳素钢：碳素钢又叫碳钢、普碳钢，含有少量的碳、硅、猛、硫、磷。根据含碳量不同，碳素钢可以分为： 分类 含碳量 主要特性 主要用途 低碳钢 低于0.3% 韧性、焊接性 ，但强度 制钢板、钢丝和钢管等 中碳钢 0.3%~0.6% 强度 ，韧性和加工性 制钢轨、车轮和建材等 高碳钢 高于0.6% 而脆，热处理后弹性好 制器械、弹簧和刀具等 （2）合金钢：合金钢也叫特种钢，是在碳素钢里适量地加入一种或者几种合金元素，使钢的组织结构发生变化，从而使钢具有各种特殊性能。 分类 主要合金元素 主要特性 主要用途 锰钢 Mn 韧性 ，硬度 制钢轨、轴承、钢模、挖掘机铲斗、坦克装甲 不锈钢 Cr、Ni 抗腐蚀能力 制医疗器材、容器、反应釜、厨房用具 硅钢 Si 导磁性 制变压器、发电机和电动机中的铁芯 钨钢 W 耐高温，硬度 制刀具 随学随练 1.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 知识点 铝、铝合金（重点） 1.铝的物理性质 颜色 状态 硬度 导电、导热性 延展性 密度 熔点 沸点 ，有金属光泽 固体 较小 2.7g/cm3 660 ℃ 2467℃ 2.铝和氧化铝的化学性质 (1)铝和氧气的反应 铝是地壳中含量最 的金属元素。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。反应的化学方程式为 ①红宝石是指颜色呈红色的刚玉，主要成分是氧化铝(Al2O3)，刚玉坩埚的主要成分也是 。 ②常温下，镁、铝在空气中易与氧气反应,表面生成一层致密氧化膜，可以保护内部的金属不会继续被氧化，因此镁、铝可在空气中保存;而铁的氧化膜疏松，不能保护内部金属。 ③铝箔在空气中加热，不燃烧，铝箔只熔化成液体但不滴落。其原因是Al2O3熔点很 ，铝箔表面生成的氧化铝包裹住内部熔化的铝，使其不滴落。 (2)铝、氧化铝和盐酸的反应 实验操作 实验现象 铝片逐渐溶解，有无色气泡冒岀，将点燃的木条放在试管口，有爆鸣声 化学方程式 离子方程式 Al2O3 +6H+===2A13+ +3H2O 2Al+6H+===2A13+ +3H2↑ 结论 铝表面的保护膜(氧化铝)和铝均能与盐酸发生反应 (3)铝、氧化铝和氢氧化钠溶液的反应 实验1 实验2 实验操作 实验现象 立即产生气泡，将点燃的木条放在试管口，有爆鸣声 开始没有气泡，一段时间后才产生气泡， 将点燃的木条放在试管口，有爆鸣声 化学方程式 四羟基合铝酸钠 2Al+2NaOH+6H2O=== 2Na[Al(OH)4]+3H2↑ 离子方程式 结论 铝、氧化铝都能和氢氧化钠溶液发生反应 ①由于Al和Al2O3均能与酸、碱反应，因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放 或 食物。 ②由得失电子守恒可知，等量的铝分别与足量的盐酸、NaOH溶液反应，产生H2的量 。 ③铝与NaOH溶液反应,可以认为是分两步进行的：第一步铝与水反应： 。第二步NaOH溶液溶解Al(OH)3： 。 3.两性化合物 两性化合物是指既能与酸反应生成 和 ，又能与碱反应生成 和 的化合物，两性氧化物和两性氢氧化物均为两性化合物，如Al2O3和Al(OH)3。 氢氧化铝是一种典型的两性氢氧化物，氢氧化铝既能与 反应又能与 反应。 ①与酸反应： ②与强碱(如NaOH)反应： Al(OH)3、Al2O3不能与某些 (如H2CO3)或 (如NH3·H2O)反应。 4.铝合金(硬铝) 成分元素 主要特性 主要用途 Al、Cu、Mg、Mn、Si等 密度 ,强度 ,具有较 的抗腐蚀能力 制造飞机和宇宙飞船等 随学随练 2．（25-26高一上·云南文山·阶段检测）西昌是我国著名的航天城，金属铝在航空航天工业中广泛应用，下列关于金属铝及其化合物的说法正确的是 A．Al2O3可用于制成熔化NaOH的坩埚 B．氧化铝既能与强酸反应，也能与强碱反应，所以是一种两性氧化物 C．铝也可以制作容器，具有抗腐蚀性能，故铝制容器可以盛放酸性食物 D．氢氧化铝既能溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于盐酸 3．（25-26高一上·浙江杭州·期中）地壳中含量最高的金属元素为铝元素。下列与铝元素有关的离子方程式书写正确的是 A．铝与稀硫酸反应： B．氯化铝与硫酸钠溶液反应： C．铝与硫酸铜溶液反应： D．钠与氯化铝溶液反应： 4．下列有关铝及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A．铝的导热性强，可用作铝热剂 B．铝密度小，可制作储运浓硫酸的铝罐 C．明矾水解生成胶体，可用作净水剂 D．氢氧化铝具有弱酸性，可用于治疗胃酸过多 拓展 铝三角——Al3+、[Al(OH)4]-、Al(OH)3的转化 ①弱碱或适量强碱、[Al(OH)4]- Al3++3NH3·H2O=== Al3++3OH-=== Al(OH)3↓ Al3++3[Al(OH)4]-=== ②强酸 ③过量强碱 ④过量强酸 ⑤强碱 ⑥弱酸或适量强酸 ⑦[Al(OH)4]-：Al3+== 3:1 3[Al(OH)4]-+Al3+=== 4Al(OH)3↓ 活学活用 5.如图是铁或铝元素的“价一类”二维图，下列说法正确的是 A．黑色粉末a与水蒸气反应生成b B．c在空气中颜色会逐渐发生变化 C．g的水溶液一定呈酸性 D．e能与NaOH溶液反应 题型 合金、铁合金的性质 ▌例1（24-25高一上·宁夏石嘴山·期末）有关铁和铁合金的说法错误的是 A．生铁比铁软，而钢比铁硬 B．铁有良好的导热性，可用于制作炊具 C．钢是铁的合金，用途广泛 D．铁在潮湿的空气中容易生锈，是铁被氧气氧化的结果 ▌对点练1-1（26-27高三上·宁夏银川·阶段检测）金属及其化合物在社会发展中起到非常重要的作用。下述材料不属于金属材料的是 A．“梦想”号钻探船钻头用的合金 B．赤铁矿的主要成分氧化铁 C．冬奥会“同心”金属奖牌 D．制造减震弹簧的高碳钢 ▌对点练1-2（24-25高一上·甘肃兰州·阶段检测）《天工开物·五金》中记载：“若造熟铁，则生铁流出时，相连数尺内，低下数寸，筑一方塘，短墙抵之。其铁流入塘内……众人柳棍疾搅，即时炒成熟铁。”以下说法不正确的是 A．生铁和纯铁相比，硬度更大 B．熟铁和纯铁相比，熔点更低 C．炒铁是为了提高铁水中的碳含量 D．生铁比熟铁质地更硬，延展性稍差 题型 铝及其化合物的性质 ▌例2（25-26高一上·四川攀枝花·期末）、、、都能与NaOH溶液反应。下列表示对应化学反应的离子方程式错误的是 A．Al溶于NaOH溶液： B．溶于NaOH溶液： C．溶于NaOH溶液： D．向溶液中滴加溶液： ▌对点练2-1（25-26高一上·河北衡水·阶段检测）下列关于氧化铝、氢氧化铝与酸、碱反应方程式书写不正确的是 A．氧化铝与氢氧化钠反应的方程式： B．氧化铝与盐酸反应的方程式： C．氢氧化铝与氢氧化钠反应的方程式： D．氢氧化铝与硫酸反应的方程式： ▌对点练2-2（25-26高一下·河南南阳·期中）将0.1 mol的镁铝合金溶于溶液中，固体完全溶解，然后再滴加溶液。若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如图所示。当，则下列说法中正确的是 A． B．时溶液中大量存在、、 C．固体混合物中镁铝物质的量之比为 D．，，消耗氢氧化钠溶液体积比为 题型 铝及其化合物的转化 ▌例3（24-25高一上·广东佛山·期末）物质类别和元素价态是认识元素及其化合物性质的重要视角，铝元素的价-类二维图如下。下列说法正确的是 A．加入氧化剂可以实现 B．d加过量NaOH溶液可得到c C．的转化均可一步实现 D．等质量的a分别与足量盐酸和NaOH溶液反应，产生氢气的物质的量相同 ▌对点练3-1（24-25高一上·贵州黔东南·期末）下列物质的转变，不能通过一步反应实现的是 A． B． C． D． ▌对点练3-2（24-25高一上·广东深圳·期末）含Al或Fe部分物质的类别与相应的化合价关系如图所示，其中f和g都是氯化物。下列推断不合理的是 A．若c、d能分别与NaOH溶液反应生成同一种盐，则a是Al B．存在通过置换反应或化合反应实现a转化f C．向g的溶液加入过量锌粉，一定会制得a D．在b→f→e→d转化过程中，一定存在物质颜色的变化 基础通关 1．（24-25高一上·四川巴中·期末）下列有关金属材料的描述中，正确的是 A．生铁属于纯净物，钢属于混合物 B．铝合金的熔点比金属铝高 C．纯铁的硬度和强度都高于铁合金 D．新型合金可能含非金属元素 2．（24-25高一上·宁夏石嘴山·期末）下列关于氧化铝的叙述正确的是 A．氧化铝能与酸反应，不能与碱反应 B．氧化铝既不是碱性氧化物也不是酸性氧化物 C．氧化铝既是碱性氧化物又是酸性氧化物 D．氧化铝溶于水可得到氢氧化铝 3．（25-26高一上·广东深圳·阶段检测）铝是生产生活中常用的金属材料。下列有关铝的说法不正确的是 A．铝锂合金的硬度比铝大，机械性能更好 B．铝是地壳中含量最多的金属元素，自然界中没有游离态的铝 C．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 D．等质量的铝分别与足量的HCl、NaOH溶液反应，所得H2的体积之比为1：1 4．（24-25高一上·江西吉安·期末）下列有关铝及其化合物的说法错误的是 A．氧化铝熔点较高，是一种优良的耐火材料 B．可用铝壶烧开水，不可用其长期存放食醋、碱水 C．明矾可作净水剂，起到杀菌消毒的作用 D．氢氧化铝能中和胃酸，可用于制胃药 5．（24-25高一上·重庆长寿·期末）金属铝应用广泛。下列有关说法正确的是 A．铝导电性能较差，不可用作导线 B．它有致密的氧化物保护膜，能耐酸碱腐蚀 C．1 mol Al与足量盐酸反应可产生个分子 D．它可形成用途广泛的铝合金，是人类最早使用的合金 6．（24-25高一上·河南濮阳·期末）下列关于铝及其化合物的说法错误的是 A．用Al2O3制成的坩埚熔融烧碱 B．硬铝的密度小、强度高，可用于制造飞机 C．用NaOH和铝粉疏通厨卫管道 D．两份等质量的铝分别完全溶于盐酸、NaOH溶液中，产生等量的H2 7．（24-25高一上·河南商丘·期末）据报道，2024年6月，我国粗钢产量占全球粗钢总产量的56.8%，下列有关钢铁的说法正确的是 A．钢与生铁均是合金，生铁中碳含量较低 B．在潮湿的空气中，生铁易生锈而钢不会生锈 C．生铁和钢的硬度比纯铁的大 D．不锈钢中一般含有铬、锌等合金元素 8．（24-25高一上·云南保山·期末）下列关于金属及其化合物的说法错误的是 A．铁与水蒸气高温下反应生成氧化铁 B．氧化铝是一种高熔点物质，是一种较好的耐火材料 C．铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝薄膜 D．新制的氢氧化亚铁沉淀露置在空气中最终会变为红褐色 9．（24-25高一上·辽宁沈阳·期末）在加入铝粉能放出氢气的无色溶液中，下列各组离子可能大量共存的是 A．、、、 B．、、、 C．、、、 D．、、、 10．（25-26高一上·重庆·期末）由镁铝合金制取的工艺流程如图所示，下列说法错误的是 A．碱溶的离子方程式为 B．操作1为过滤 C．试剂X为稀硫酸 D．操作2为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、高温烘干 素养提升 11．（24-25高一上·陕西西安·阶段检测）下列关于铝及其化合物反应的离子方程式书写不正确的是 A．铝与溶液反应： B．与溶液反应： C．与盐酸反应： D．与过量氨水反应： 12．（25-26高一上·河北石家庄·阶段检测）利用废铝箔(主要成分为，含少量、等)制明矾［］的一种工艺流程如下： 资料：。 下列说法中错误的是 A．甲溶液中含有的离子主要为、、 B．、、均既能和强酸反应，又能和强碱反应 C．由②③加入稀硫酸的作用均是为了除去少量、等杂质 D．由④可推测，室温下明矾的溶解度小于和的溶解度 13．（24-25高一上·云南昭通·期末）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下： 下列叙述正确的是 A．试剂X为氨水 B．反应①过滤后所得沉淀加热后可生成四氧化三铁 C．反应②的化学方程式为Na[Al(OH)4]+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3 D．加热氢氧化铝可制得氧化铝，同理加热氢氧化亚铁，可以制备氧化亚铁 14．（24-25高一上·山西大同·期末）和组成的混合物全部溶于的硫酸，反应后向所得溶液中加入11 mL NaOH溶液，恰好使、完全沉淀，则为 A． B． C． D． 15．（24-25高一上·重庆·期末）向X(所有溶质均为1 mol)的溶液中加入Y试剂，产生的沉淀或气体的物质的量与加入Y的物质的量的变化图像正确的是 A．向HCl和的混合液中滴加NaOH溶液 B．向NaOH和的混合液中通入 C．向溶液中滴加NaOH溶液 D．向NaOH和的混合液中滴加稀盐酸 迁移创新 16．（24-25高一上·云南怒江·期末）把放入足量氢氧化钠溶液中完全反应，得到溶液。请计算： (1)生成的氢气的体积（标准状况)___________。 (2)反应后溶液中的物质的量浓度___________。 17．（25-26高一上·贵州黔西南·阶段检测）铝元素是地壳中含量最多的金属元素，从铝土矿(主要成分为Al2O3)中提取铝的流程如图所示。 (1)写出反应①的离子方程式：______________________________________________________________________。 (2)实验室进行过滤操作使用的玻璃仪器除玻璃棒外，还有______________________。 (3)“过滤2”所得滤液中主要存在的离子为____________、____________。 (4)写出反应③的化学方程式______________________________________________________________。 (5)电解熔融Al2O3时，常加入冰晶石(Na3AlF6)来降低Al2O3的熔点，冰晶石在物质的分类中属于____________(填标号)。 A．酸 B．碱 C．盐 D．氧化物 (6)Al(OH)3是两性物质，写出与NaOH溶液反应的方程式___________________________。 18．（24-25高一上·贵州黔西南·期末）工业上以铝土矿(主要成分为Al2O3，含有少量Fe3O4、MgO和SiO2)为原料冶炼金属铝的过程如图所示： 已知：SiO2难溶于水，也不与盐酸溶液反应。 回答下列问题： (1)沉淀A的主要成分为______(填化学式)。 (2)Al2O3与盐酸发生反应的离子方程式为__________________。 (3)溶液A→溶液B过程中通入适量氯气的目的为__________________；沉淀B的主要成分为______(填化学式)。 (4)溶液A中Al3+与过量NaOH溶液发生两步反应： ①； ②__________________(写出第2步反应的离子方程式)。 (5)溶液C中的溶质主要有______(填化学式)。 (6)已知在熔融状态下，Al2O3可被电解(通电分解)得到金属铝，写出该反应的化学方程式：__________________。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 铁 金属材料 第二节 金属材料 第1课时 铁合金 铝和铝合金 课标要点 1.结合生活了解合金的构成和优良性能，掌握铁合金、铝合金的性能及用途。 2.通过实验探究铝和氧化铝的性质，认识两性氧化物的性质。 3.掌握铝及其化合物的转化，熟悉铝三角转化图。 学习重难点 重点： 1.合金及其优良性能 2.铝、氧化铝和氢氧化铝的性质 难点： 铝及其化合物的转化 知识点 合金及铁合金 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。 ①合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。 ②合金的制备方法通常是熔合法，即将材料熔化后均匀混合,故合金各部位组成是相同的。 2.合金的性质 ①合金的硬度一般比各成分金属的大，但熔点一般比各成分金属的低。 ②合金具有各成分金属的优良性能，且合金的物理、化学或机械性能一般优于各成分金属。 ③合金的导电性和导热性一般低于任一成分金属。如镍铬铝铁、镍铬铝铜等合金具有很高的电阻率，可用于制造电路中的精密元件。 ⑤合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。 ①合金是混合物。一般来说混合物没有固定的熔点,但合金有固定的熔点，原因是合金有固定的组成。 ②合金的化学性质与组成合金的纯金属的化学性质有区别，如不锈钢的耐腐蚀性比铁强得多等。但整体上看,合金的化学性质与组成合金的各成分的化学性质相似。如锌铜合金与盐酸混合后,锌能反应而铜不能;在空气中加热，锌、铜均能反应等。 3.合金硬度大的原因 在纯金属内，所有原子的大小和形状都是相同的，原子的排列十分规整，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。 4.铁碳合金 种类 含碳量 性能 用途 生铁 2%~4.3% 硬度大、抗压，性脆，可以铸造成型 制造机座、管道等 钢 0.03%~2% 有良好的延展性，机械性能好，可以锻轧和铸造 制造机械和交通工具等 5.钢的分类 钢是用量最大、用途最广的合金，根据其化学成分，可以分为碳素钢和合金钢。 （1）碳素钢：碳素钢又叫碳钢、普碳钢，含有少量的碳、硅、猛、硫、磷。根据含碳量不同，碳素钢可以分为： 分类 含碳量 主要特性 主要用途 低碳钢 低于0.3% 韧性、焊接性好，但强度低 制钢板、钢丝和钢管等 中碳钢 0.3%~0.6% 强度高，韧性和加工性好 制钢轨、车轮和建材等 高碳钢 高于0.6% 硬而脆，热处理后弹性好 制器械、弹簧和刀具等 （2）合金钢：合金钢也叫特种钢，是在碳素钢里适量地加入一种或者几种合金元素，使钢的组织结构发生变化，从而使钢具有各种特殊性能。 分类 主要合金元素 主要特性 主要用途 锰钢 Mn 韧性好，硬度高 制钢轨、轴承、钢模、挖掘机铲斗、坦克装甲 不锈钢 Cr、Ni 抗腐蚀能力强 制医疗器材、容器、反应釜、厨房用具 硅钢 Si 导磁性好 制变压器、发电机和电动机中的铁芯 钨钢 W 耐高温，硬度大 制刀具 随学随练 1.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。 知识点 铝、铝合金（重点） 1.铝的物理性质 颜色 状态 硬度 导电、导热性 延展性 密度 熔点 沸点 银白色，有金属光泽 固体 较小 良好 良好 2.7g/cm3 660 ℃ 2467℃ 2.铝和氧化铝的化学性质 (1)铝和氧气的反应 铝是地壳中含量最多的金属元素。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。反应的化学方程式为 4Al+3O2===2Al2O3 ①红宝石是指颜色呈红色的刚玉，主要成分是氧化铝(Al2O3)，刚玉坩埚的主要成分也是氧化铝。 ②常温下，镁、铝在空气中易与氧气反应,表面生成一层致密氧化膜，可以保护内部的金属不会继续被氧化，因此镁、铝可在空气中保存;而铁的氧化膜疏松，不能保护内部金属。 ③铝箔在空气中加热，不燃烧，铝箔只熔化成液体但不滴落。其原因是Al2O3熔点很高，铝箔表面生成的氧化铝包裹住内部熔化的铝，使其不滴落。 (2)铝、氧化铝和盐酸的反应 实验操作 实验现象 铝片逐渐溶解，有无色气泡冒岀，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+===2A13+ +3H2O 2Al+6H+===2A13+ +3H2↑ 结论 铝表面的保护膜(氧化铝)和铝均能与盐酸发生反应 (3)铝、氧化铝和氢氧化钠溶液的反应 实验1 实验2 实验操作 实验现象 立即产生气泡，将点燃的木条放在试管口，有爆鸣声 开始没有气泡，一段时间后才产生气泡， 将点燃的木条放在试管口，有爆鸣声 化学方程式 2Al+2NaOH+6H2O=== 2Na[Al(OH)4]+3H2↑ 四羟基合铝酸钠 Al2O3+2NaOH+3H2O=== 2Na[Al(OH)4] 2Al+2NaOH+6H2O=== 2Na[Al(OH)4]+3H2↑ 离子方程式 2Al+2OH-+6H2O=== 2[Al(OH)4]-+3H2↑ 四羟基合铝酸根离子 Al2O3 +2OH-+3H2O=== 2[Al(OH)4]- 结论 铝、氧化铝都能和氢氧化钠溶液发生反应 ①由于Al和Al2O3均能与酸、碱反应，因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物。 ②由得失电子守恒可知，等量的铝分别与足量的盐酸、NaOH溶液反应，产生H2的量相等。 ③铝与NaOH溶液反应,可以认为是分两步进行的：第一步铝与水反应：2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑。第二步NaOH溶液溶解Al(OH)3：Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]。 3.两性化合物 两性化合物是指既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的化合物，两性氧化物和两性氢氧化物均为两性化合物，如Al2O3和Al(OH)3。 氢氧化铝是一种典型的两性氢氧化物，氢氧化铝既能与强酸反应又能与强碱反应。 ①与酸反应：Al(OH)3+3H+=== Al3++3H2O ②与强碱(如NaOH)反应：Al(OH)3+OH-=== [Al(OH)4]- Al(OH)3、Al2O3不能与某些弱酸(如H2CO3)或弱碱(如NH3·H2O)反应。 4.铝合金(硬铝) 成分元素 主要特性 主要用途 Al、Cu、Mg、Mn、Si等 密度小,强度高,具有较强的抗腐蚀能力 制造飞机和宇宙飞船等 随学随练 2．（25-26高一上·云南文山·阶段检测）西昌是我国著名的航天城，金属铝在航空航天工业中广泛应用，下列关于金属铝及其化合物的说法正确的是 A．Al2O3可用于制成熔化NaOH的坩埚 B．氧化铝既能与强酸反应，也能与强碱反应，所以是一种两性氧化物 C．铝也可以制作容器，具有抗腐蚀性能，故铝制容器可以盛放酸性食物 D．氢氧化铝既能溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于盐酸 【答案】B 【详解】A．Al2O3和氢氧化钠反应，不可用于制成熔化烧碱的坩埚，A错误； B．两性氧化物是指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，Al2O3既能与强酸反应，也能与强碱反应，故其属于两性氧化物，B正确； C．铝常温下不容易生锈，与表面致密的氧化膜有关，但氧化膜与酸、碱均反应，铝制容器不能长时间盛放酸性食物，C错误； D．氢氧化铝既能溶于NaOH溶液，又能溶于盐酸，反应原理分别为：Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]、Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O，但不能溶于氨水等弱碱中，D错误； 故答案为：B。 3．（25-26高一上·浙江杭州·期中）地壳中含量最高的金属元素为铝元素。下列与铝元素有关的离子方程式书写正确的是 A．铝与稀硫酸反应： B．氯化铝与硫酸钠溶液反应： C．铝与硫酸铜溶液反应： D．钠与氯化铝溶液反应： 【答案】C 【详解】A．铝与稀硫酸反应的离子方程式电荷不守恒，正确离子方程式为，A错误； B．氯化铝与硫酸钠不发生反应，且硫酸铝可溶于水，不会生成沉淀，B错误； C．铝比铜活泼，铝与硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸铝和铜，该离子方程式满足原子守恒、电荷守恒，书写正确，C正确； D．钠投入氯化铝溶液中，钠会先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再与氯化铝反应，无法直接置换出铝，离子方程式为：，，D错误； 故选C。 4．下列有关铝及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 A．铝的导热性强，可用作铝热剂 B．铝密度小，可制作储运浓硫酸的铝罐 C．明矾水解生成胶体，可用作净水剂 D．氢氧化铝具有弱酸性，可用于治疗胃酸过多 【答案】C 【详解】A．铝的导热性强，可做铝锅等，做铝热剂是因为其强的还原性，故A错误； B．铝与浓硫酸发生钝化，可以制作储运浓硫酸的铝罐，故B错误； C．明矾易水解生成胶体，可用作絮凝剂，用于自来水的净化等，故C正确； D．氢氧化铝具有弱酸性，可用于中和碱，治疗胃酸过多是因为能与酸反应，呈碱性，故D错误； 故选C。 拓展 铝三角——Al3+、[Al(OH)4]-、Al(OH)3的转化 ①弱碱或适量强碱、[Al(OH)4]- Al3++3NH3·H2O=== Al(OH)3↓+3NH4+ Al3++3OH-=== Al(OH)3↓ Al3++3[Al(OH)4]-=== 4Al(OH)3↓ ②强酸 Al(OH)3+3H+=== Al3++3H2O ③过量强碱 Al3++4OH-=== [Al(OH)4]- ④过量强酸 [Al(OH)4]-+4H+=== Al3++4H2O ⑤强碱 Al(OH)3+OH-=== [Al(OH)4]- ⑥弱酸或适量强酸 [Al(OH)4]-+H+=== Al(OH)3↓+H2O ⑦[Al(OH)4]-：Al3+== 3:1 3[Al(OH)4]-+Al3+=== 4Al(OH)3↓ 活学活用 5.如图是铁或铝元素的“价一类”二维图，下列说法正确的是 A．黑色粉末a与水蒸气反应生成b B．c在空气中颜色会逐渐发生变化 C．g的水溶液一定呈酸性 D．e能与NaOH溶液反应 【答案】B 【分析】铁元素存在、、三种化合价，铝只有和价，因此若该二维图对应铁元素，各物质对应为是单质，是，是，是，是，是亚铁盐，是+3价铁盐，若该二维图对应铝元素，各物质对应为是单质，是，是，是+3价铝盐，据此分析： 【详解】A．与水蒸气高温反应生成，不是，A错误； B．为，易被空气中氧气氧化，颜色从白色逐渐变为灰绿色，最终变为红褐色，颜色会逐渐变化，B正确； C．是+3价铁的盐或铝的盐，其水溶液不一定呈酸性，如偏铝酸钠溶液，水解使溶液显碱性，C错误； D．为，是碱性氧化物，不能与溶液反应，D错误； 答案选B。 题型 合金、铁合金的性质 ▌例1（24-25高一上·宁夏石嘴山·期末）有关铁和铁合金的说法错误的是 A．生铁比铁软，而钢比铁硬 B．铁有良好的导热性，可用于制作炊具 C．钢是铁的合金，用途广泛 D．铁在潮湿的空气中容易生锈，是铁被氧气氧化的结果 【答案】A 【详解】A．生铁和钢均为铁的碳合金，合金硬度高于其成分金属纯铁，生铁含碳量高于钢，硬度大于钢，二者硬度均大于纯铁，A错误； B．铁为金属单质，具有良好的导热性，可用于制作炊具，B正确； C．钢是铁与碳等元素形成的合金，性能优良，用途广泛，C正确； D．铁在潮湿空气中发生电化学腐蚀生成铁锈，反应过程中铁元素化合价升高，被氧气氧化，D正确； 故选 A。 ▌对点练1-1（26-27高三上·宁夏银川·阶段检测）金属及其化合物在社会发展中起到非常重要的作用。下述材料不属于金属材料的是 A．“梦想”号钻探船钻头用的合金 B．赤铁矿的主要成分氧化铁 C．冬奥会“同心”金属奖牌 D．制造减震弹簧的高碳钢 【答案】B 【详解】A．合金属于金属材料（金属材料包含纯金属和其合金），A不符合题意； B．赤铁矿主要成分为，属于金属氧化物，既不属于纯金属也不属于合金，不属于金属材料，B符合题意； C．金属奖牌由金属或合金制成，属于金属材料，C不符合题意； D．高碳钢是铁碳合金，属于金属材料，D不符合题意； 故选B。 ▌对点练1-2（24-25高一上·甘肃兰州·阶段检测）《天工开物·五金》中记载：“若造熟铁，则生铁流出时，相连数尺内，低下数寸，筑一方塘，短墙抵之。其铁流入塘内……众人柳棍疾搅，即时炒成熟铁。”以下说法不正确的是 A．生铁和纯铁相比，硬度更大 B．熟铁和纯铁相比，熔点更低 C．炒铁是为了提高铁水中的碳含量 D．生铁比熟铁质地更硬，延展性稍差 【答案】C 【详解】A．生铁和纯铁相比，含碳量高，硬度更大，故A正确； B．熟铁为合金，其熔点低于组分熔点，因此熟铁和纯铁相比，熔点更低，故B正确； C．炒铁过程中降低了铁水中的碳含量，从而将生铁转化成熟铁，故C不正确； D．熟铁比生铁质地更软，且延展性好，生铁比熟铁质地更硬，延展性稍差，故D正确； 故选：C。 题型 铝及其化合物的性质 ▌例2（25-26高一上·四川攀枝花·期末）、、、都能与NaOH溶液反应。下列表示对应化学反应的离子方程式错误的是 A．Al溶于NaOH溶液： B．溶于NaOH溶液： C．溶于NaOH溶液： D．向溶液中滴加溶液： 【答案】D 【详解】A．Al与NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠及氢气，离子方程式为 ，A正确； B．与NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠，离子方程式为 ，B正确； C．与NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠，离子方程式为 ，C正确； D．向 溶液中滴加 溶液，和的物质的量均为，因不足，二者反应生成沉淀而非，因此离子方程式应为，D错误； 故选D。 ▌对点练2-1（25-26高一上·河北衡水·阶段检测）下列关于氧化铝、氢氧化铝与酸、碱反应方程式书写不正确的是 A．氧化铝与氢氧化钠反应的方程式： B．氧化铝与盐酸反应的方程式： C．氢氧化铝与氢氧化钠反应的方程式： D．氢氧化铝与硫酸反应的方程式： 【答案】D 【详解】A．氧化铝是两性氧化物，可与强碱反应生成四羟基合铝酸钠，给出的方程式原子守恒、符合反应事实，A正确； B．氧化铝可与强酸反应生成铝盐和水，给出的方程式配平正确、符合反应事实，B正确； C．氢氧化铝是两性氢氧化物，可与强碱反应生成四羟基合铝酸钠，给出的方程式配平正确、符合反应事实，C正确； D．给出的氢氧化铝与硫酸的反应方程式未配平，正确配平后应为，D错误； 故选D。 ▌对点练2-2（25-26高一下·河南南阳·期中）将0.1 mol的镁铝合金溶于溶液中，固体完全溶解，然后再滴加溶液。若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如图所示。当，则下列说法中正确的是 A． B．时溶液中大量存在、、 C．固体混合物中镁铝物质的量之比为 D．，，消耗氢氧化钠溶液体积比为 【答案】D 【分析】根据题目信息，镁铝合金溶于硫酸溶液后，溶液中溶质为MgSO4、Al2(SO4)3和H2SO4。加入NaOH体积从0至V0无沉淀生成，NaOH与H2SO4发生酸碱中和反应；从V0至V1生成沉淀，NaOH与MgSO4和Al2(SO4)3反应，生成Mg(OH) 2和Al(OH)3沉淀；从V1至V2沉淀减少，NaOH与Al(OH)3沉淀反应，生成Na[Al(OH)4]；V2及之后Al(OH)3沉淀反应完全，沉淀质量保持不变。若V0 = 160 mL，则与镁铝合金反应后剩余H2SO4物质的量为，与镁铝合金反应消耗的H2SO4物质的量为，则H2SO4与镁铝合金反应所生成Mg2+和Al3+的总电荷数为0.24 mol。 【详解】A．由分析可知所生成的Mg2+和Al3+的总电荷数为0.24 mol，故V1-V0 = 0.24 mol ÷ 1 mol/L = 240 mL，故V1 = 240 + 160 mL = 400 mL，A错误； B．由分析可知V2时Al(OH)3沉淀反应完全，生成[Al(OH)4]－，溶液中不存在大量Al3+，B错误； C．镁铝合金总物质的量为0.1 mol，结合Mg2+和Al3+的总电荷数为0.24 mol，设Mg的物质的量为x mol，Al的物质的量为y mol，则x+y = 0.1且2x+3y = 0.24，联立求解可得x = 0.06，y = 0.04，故镁铝物质的量之比为，C错误； D．由前述解析，体积为240 mL。 过程中NaOH与Al(OH)3沉淀反应，生成Na[Al(OH)4]，反应方程式为Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4]，NaOH与Al(OH)3系数比为1:1，Al(OH)3沉淀总量为0.04 mol，故该过程消耗NaOH溶液体积可计算为。故，，消耗氢氧化钠溶液体积比为，D正确； 故答案选D。 题型 铝及其化合物的转化 ▌例3（24-25高一上·广东佛山·期末）物质类别和元素价态是认识元素及其化合物性质的重要视角，铝元素的价-类二维图如下。下列说法正确的是 A．加入氧化剂可以实现 B．d加过量NaOH溶液可得到c C．的转化均可一步实现 D．等质量的a分别与足量盐酸和NaOH溶液反应，产生氢气的物质的量相同 【答案】D 【分析】首先根据价类二维图判断物质：a为0价铝单质，b为+3价铝的氧化物，c为+3价铝对应的碱，d为+3价铝形成的盐（如）。 【详解】A．过程中元素化合价从+3降低到0，发生还原反应，需要加入还原剂实现，A错误； B．d为铝盐，加入过量溶液时，最终转化为偏铝酸根（或四羟基合铝酸根），无法得到沉淀，B错误； C．可通过铝与氧气反应一步实现，但难溶于水且不与水反应，无法一步实现，C错误； D．铝与足量盐酸、溶液反应的定量关系均为，等质量的物质的量相等，产生氢气的物质的量相同，D正确； 故选D。 ▌对点练3-1（24-25高一上·贵州黔东南·期末）下列物质的转变，不能通过一步反应实现的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．无法直接和其他物质一步反应得到，需要先转化为铝盐或者四羟基合铝酸盐后，再通过复分解反应制备，不能通过一步反应实现，A符合题意； B．和盐酸（或氯气）可直接反应生成，如，能通过一步反应实现，B不符合题意； C．是两性氧化物，和溶液反应可直接生成，反应为，能通过一步反应实现，C不符合题意； D．是两性氢氧化物，和溶液反应可直接生成，反应为，能通过一步反应实现，D不符合题意； 故选A。 ▌对点练3-2（24-25高一上·广东深圳·期末）含Al或Fe部分物质的类别与相应的化合价关系如图所示，其中f和g都是氯化物。下列推断不合理的是 A．若c、d能分别与NaOH溶液反应生成同一种盐，则a是Al B．存在通过置换反应或化合反应实现a转化f C．向g的溶液加入过量锌粉，一定会制得a D．在b→f→e→d转化过程中，一定存在物质颜色的变化 【答案】C 【详解】A．若c、d能与溶液反应生成同一种盐，说明c为、d为，二者均为铝的化合物，对应单质a为，A正确； B．当a为时，与盐酸发生置换反应生成（f），与发生化合反应生成，存在对应反应实现转化，B正确； C．若g为，的金属活动性弱于，过量锌粉无法置换出单质，因此“一定会制得a”的表述错误，C错误； D．不存在+2价氧化物，因此该转化只能是铁的系列转化：（黑色）（浅绿色）（白色）（红褐色），过程中一定存在颜色变化，D正确； 故选C。 基础通关 1．（24-25高一上·四川巴中·期末）下列有关金属材料的描述中，正确的是 A．生铁属于纯净物，钢属于混合物 B．铝合金的熔点比金属铝高 C．纯铁的硬度和强度都高于铁合金 D．新型合金可能含非金属元素 【答案】D 【详解】A．生铁和钢均为铁碳合金，都属于混合物，A错误； B．合金的熔点一般低于其成分金属，故铝合金熔点比金属铝低，B错误； C．合金的硬度、强度一般高于其成分金属，故铁合金的硬度和强度高于纯铁，C错误； D．合金是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，新型合金可能含有非金属元素，D正确； 故选D。 2．（24-25高一上·宁夏石嘴山·期末）下列关于氧化铝的叙述正确的是 A．氧化铝能与酸反应，不能与碱反应 B．氧化铝既不是碱性氧化物也不是酸性氧化物 C．氧化铝既是碱性氧化物又是酸性氧化物 D．氧化铝溶于水可得到氢氧化铝 【答案】B 【详解】A．为两性氧化物，既能与酸反应生成铝盐和水，也能与强碱反应生成偏铝酸盐和水，A错误； B．碱性氧化物定义为仅能与酸反应生成盐和水的氧化物，酸性氧化物定义为仅能与碱反应生成盐和水的氧化物，属于两性氧化物，既不属于碱性氧化物也不属于酸性氧化物，B正确； C．是两性氧化物，不属于酸性氧化物或者碱性氧化物的范畴，并非同时属于两类氧化物，C错误； D．难溶于水，不能与水发生反应生成，D错误； 故选B。 3．（25-26高一上·广东深圳·阶段检测）铝是生产生活中常用的金属材料。下列有关铝的说法不正确的是 A．铝锂合金的硬度比铝大，机械性能更好 B．铝是地壳中含量最多的金属元素，自然界中没有游离态的铝 C．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 D．等质量的铝分别与足量的HCl、NaOH溶液反应，所得H2的体积之比为1：1 【答案】C 【详解】A．合金的硬度通常高于其成分纯金属，铝锂合金硬度比铝大、机械性能更优，A正确； B．地壳中元素含量从高到低为氧、硅、铝、铁等，铝是含量最高的金属元素，铝化学性质活泼，自然界中仅以化合态存在，无游离态铝，B正确； C．铝是活泼金属，常温下可与氧气反应，在表面生成一层致密的薄膜，阻止内部铝继续被氧化，因此铝在空气中能稳定存在，并非铝化学性质不活泼，C错误； D．铝与足量、反应的关系式分别为、，等质量的铝物质的量相同，完全反应生成的物质的量相同，同温同压下体积比为，D正确； 故选C。 4．（24-25高一上·江西吉安·期末）下列有关铝及其化合物的说法错误的是 A．氧化铝熔点较高，是一种优良的耐火材料 B．可用铝壶烧开水，不可用其长期存放食醋、碱水 C．明矾可作净水剂，起到杀菌消毒的作用 D．氢氧化铝能中和胃酸，可用于制胃药 【答案】C 【详解】A．熔点约为，耐高温，可用于制备耐火坩埚、耐火管等耐火材料，A正确； B．铝表面易形成致密的氧化膜，可耐受短时间沸水冲刷，但、均能与酸、强碱发生反应，因此不能长期存放食醋、碱水，B正确； C．明矾的化学式为，溶于水后水解生成胶体，可吸附水中悬浮杂质起到净水作用，但无强氧化性，不能杀菌消毒，C错误； D．是弱碱性物质，可与胃酸（主要成分为）发生中和反应，且刺激性小，可用于制作胃药，D正确； 故选C。 5．（24-25高一上·重庆长寿·期末）金属铝应用广泛。下列有关说法正确的是 A．铝导电性能较差，不可用作导线 B．它有致密的氧化物保护膜，能耐酸碱腐蚀 C．1 mol Al与足量盐酸反应可产生个分子 D．它可形成用途广泛的铝合金，是人类最早使用的合金 【答案】C 【详解】A．铝的导电性良好，价格低廉，常用作导线，A错误； B．铝表面的致密氧化物为，和均既能与酸反应又能与强碱反应，不耐酸碱腐蚀，B错误； C．与盐酸反应时，从0价升高为+3价，1mol 失去3mol电子，被还原为，每生成1mol 转移2mol电子，根据电子守恒，生成的物质的量为，对应分子数为，C正确； D．人类最早使用的合金是青铜，铝的活泼性强，需电解法冶炼，铝合金是近现代才大规模应用的合金，D错误； 故本题选C。 6．（24-25高一上·河南濮阳·期末）下列关于铝及其化合物的说法错误的是 A．用Al2O3制成的坩埚熔融烧碱 B．硬铝的密度小、强度高，可用于制造飞机 C．用NaOH和铝粉疏通厨卫管道 D．两份等质量的铝分别完全溶于盐酸、NaOH溶液中，产生等量的H2 【答案】A 【详解】A．氧化铝与烧碱加热时会发生反应，因此不能使用制成的坩埚熔融烧碱，A错误； B．硬铝为铝合金，具有密度小、强度高的优点，可用于制造飞机，B正确； C．和反应产生大量氢气，可以用于疏通厨卫管道，C正确； D．由和，当的质量相等时，反应产生的氢气的量相等，D正确； 故选A。 7．（24-25高一上·河南商丘·期末）据报道，2024年6月，我国粗钢产量占全球粗钢总产量的56.8%，下列有关钢铁的说法正确的是 A．钢与生铁均是合金，生铁中碳含量较低 B．在潮湿的空气中，生铁易生锈而钢不会生锈 C．生铁和钢的硬度比纯铁的大 D．不锈钢中一般含有铬、锌等合金元素 【答案】C 【详解】A．钢与生铁均为铁碳合金，生铁含碳量为2%~4.3%，钢含碳量为0.03%~2%，生铁碳含量更高，A错误； B．生铁和钢均含有铁元素，在潮湿空气中均可发生电化学腐蚀而生锈，钢仅抗腐蚀性相对更强，并非不会生锈，B错误； C．合金的硬度通常高于其成分纯金属，生铁和钢均为铁的合金，故硬度比纯铁的大，C正确； D．不锈钢中一般含有铬、镍等合金元素，不含锌，D错误； 故选C。 8．（24-25高一上·云南保山·期末）下列关于金属及其化合物的说法错误的是 A．铁与水蒸气高温下反应生成氧化铁 B．氧化铝是一种高熔点物质，是一种较好的耐火材料 C．铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝薄膜 D．新制的氢氧化亚铁沉淀露置在空气中最终会变为红褐色 【答案】A 【详解】A．铁与水蒸气高温下反应生成Fe3O4和H2，而非氧化铁（Fe2O3），反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，A项错误； B．氧化铝熔点高、化学性质稳定，是较好的耐火材料，可用于制备耐火坩埚等耐火器材，B项正确； C．铝化学性质活泼，常温下可与空气中的O2反应生成致密的氧化铝薄膜，隔绝空气，阻止内部铝继续被氧化，因此铝能在空气中稳定存在，C项正确； D．新制氢氧化亚铁具有还原性，露置在空气中会被O2氧化，最终转化为红褐色的Fe(OH)3沉淀，反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，D项正确； 选A。 9．（24-25高一上·辽宁沈阳·期末）在加入铝粉能放出氢气的无色溶液中，下列各组离子可能大量共存的是 A．、、、 B．、、、 C．、、、 D．、、、 【答案】A 【分析】铝是两性金属，既能和酸溶液反应，又可以与碱溶液反应，且两种情况下均放出氢气，所以题述“无色溶液”中，应大量存在或离子，只要在其中一种情况下可与某组离子大量共存，该组离子即为符合题意的选项。 【详解】A．该组离子均为无色，若溶液为碱性，各离子与均不发生反应，可大量共存，符合“可能大量共存”的要求，A符合题意； B．为蓝色，不符合题干无色溶液的要求，B不符合题意； C．既可以与反应生成和，又可以与反应生成和，且、均可与反应生成沉淀，无论溶液为酸性还是碱性都不能大量共存，C不符合题意； D．与会反应生成沉淀，不能大量共存，D不符合题意； 故选A。 10．（25-26高一上·重庆·期末）由镁铝合金制取的工艺流程如图所示，下列说法错误的是 A．碱溶的离子方程式为 B．操作1为过滤 C．试剂X为稀硫酸 D．操作2为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、高温烘干 【答案】D 【分析】镁铝合金中加入溶液碱溶，Al能和溶液反应进入滤液，Mg不与反应，操作1过滤分离出固体Mg；向Mg中加入试剂X稀硫酸发生反应，得到硫酸镁溶液；再经过操作2得到晶体。 【详解】A．碱溶时铝和氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠与氢气，离子方程式，A正确； B．操作1是将不溶于碱液的镁固体和滤液分开，实现固液分离，该操作为过滤，B正确； C．最终要制备硫酸镁晶体，需要将金属镁转化为硫酸镁，所以试剂X选用稀硫酸，C正确； D．操作2经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤后，不能高温烘干；高温条件下会失去结晶水，得不到目标晶体，应该低温干燥，D错误； 故选D。 素养提升 11．（24-25高一上·陕西西安·阶段检测）下列关于铝及其化合物反应的离子方程式书写不正确的是 A．铝与溶液反应： B．与溶液反应： C．与盐酸反应： D．与过量氨水反应： 【答案】D 【详解】A．铝与溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，故其离子方程式为：，A正确； B．与溶液反应生成四羟基合铝酸钠，反应的离子方程式为：，B正确； C．与盐酸反应生成氯化铝和水，离子方程式为：，C正确； D．为弱碱，氢氧化铝不能与氨水发生反应，故与过量氨水反应的离子方程式为，D错误； 故选D。 12．（25-26高一上·河北石家庄·阶段检测）利用废铝箔(主要成分为，含少量、等)制明矾［］的一种工艺流程如下： 资料：。 下列说法中错误的是 A．甲溶液中含有的离子主要为、、 B．、、均既能和强酸反应，又能和强碱反应 C．由②③加入稀硫酸的作用均是为了除去少量、等杂质 D．由④可推测，室温下明矾的溶解度小于和的溶解度 【答案】C 【分析】废铝箔中与过量溶液反应生成，、不反应被过滤除去，甲溶液的主要成分是和；加入适量的稀硫酸，除去多余的，同时将转化为沉淀；向沉淀中加入过量的稀硫酸，溶解得到溶液，乙溶液的主要成分为和；加入饱和溶液后能结晶析出明矾，由此解答； 【详解】A．由分析可知，甲溶液的主要成分是和，故甲溶液中主要离子为、、，A正确； B．为两性金属，为两性氧化物，为两性氢氧化物，三者均既能与强酸反应，又能与强碱反应，B正确； C．由分析可知，步骤①已经过滤除去难溶于的、杂质，②中加稀硫酸是调节使转化为沉淀，③中加稀硫酸是溶解得到溶液，二者作用均不是除去、杂质，C错误； D．④中加入饱和溶液后能结晶析出明矾，说明室温下明矾的溶解度小于和的溶解度，D正确； 故选C。 13．（24-25高一上·云南昭通·期末）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下： 下列叙述正确的是 A．试剂X为氨水 B．反应①过滤后所得沉淀加热后可生成四氧化三铁 C．反应②的化学方程式为Na[Al(OH)4]+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3 D．加热氢氧化铝可制得氧化铝，同理加热氢氧化亚铁，可以制备氧化亚铁 【答案】C 【分析】由题中流程可知，铝土矿中的先与强碱反应生成，过滤后分离出不溶物等，再向滤液中通入过量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀，再过滤得到氢氧化铝，加热使氢氧化铝分解为氧化铝，最后电解熔融的氧化铝得到铝，据此分析； 【详解】A．要将氧化铝和Fe2O3分离出来，只能选择氢氧化钠，将氧化铝溶解为，A项错误； B．反应①过滤后所得沉淀为氧化铁，氧化铁加热不可以生成四氧化三铁，B项错误； C．Y为CO2，向四羟基合铝酸钠中通二氧化碳来获得氢氧化铝沉淀，发生反应Na[Al(OH)4]+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3，C项正确； D．氧化亚铁极易被氧化，不能通过加热氢氧化亚铁制得，D项错误； 故选C。 14．（24-25高一上·山西大同·期末）和组成的混合物全部溶于的硫酸，反应后向所得溶液中加入11 mL NaOH溶液，恰好使、完全沉淀，则为 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】若恰好使、完全沉淀，即最终溶液中阳离子只有钠离子，阴离子只有硫酸根，即溶液的溶质为，pH=1的硫酸中，21mL该硫酸中，；完全沉淀时溶质为，故，即，，故选D。 15．（24-25高一上·重庆·期末）向X(所有溶质均为1 mol)的溶液中加入Y试剂，产生的沉淀或气体的物质的量与加入Y的物质的量的变化图像正确的是 A．向HCl和的混合液中滴加NaOH溶液 B．向NaOH和的混合液中通入 C．向溶液中滴加NaOH溶液 D．向NaOH和的混合液中滴加稀盐酸 【答案】B 【详解】A．向1 mol HCl和1 mol 的混合液滴加NaOH时，NaOH会先和HCl发生中和反应：，消耗1 mol NaOH，此阶段无沉淀生成；之后1 mol 和NaOH反应生成沉淀：，消耗3 mol NaOH，沉淀量达到最大值；最后溶解：，消耗1 mol NaOH沉淀完全溶解。所以为4 mol时达到沉淀最大量，为5 mol时沉淀完全溶解，A错误； B．向1 mol NaOH和1 mol 的混合液通入时，会优先和反应生成沉淀：，通入1 mol 时沉淀量就达到最大值。后续继续通入，先和NaOH反应生成、再转化为，此阶段沉淀量不变，共消耗1 mol ；最后溶解消耗1 mol ，B正确； C．向1 mol 溶液滴加NaOH时，反应顺序为： ① 优先沉淀：，1 mol 消耗3 mol NaOH，沉淀量达到最大值； ② 之后和反应：，1 mol 消耗1 mol NaOH，此阶段沉淀量保持不变； ③ 最后溶解：，消耗1 mol NaOH，沉淀完全消失，即为3 mol时达到沉淀最大量，为3∼4 mol时与反应，为5 mol时沉淀完全溶解，C错误； D．向1 mol NaOH和1 mol 的混合液滴加稀盐酸时，反应顺序为： ① 先中和1 mol NaOH，消耗1 mol HCl，无气体； ② 再将1 mol 转化为：，消耗1 mol HCl，仍无气体； ③ 最后反应生成：，消耗1 mol HCl，气体量达到最大值。 即为2mol时开始产生气体，为3 mol时气体达到最大量，D错误； 故选B。 迁移创新 16．（24-25高一上·云南怒江·期末）把放入足量氢氧化钠溶液中完全反应，得到溶液。请计算： (1)生成的氢气的体积（标准状况)___________。 (2)反应后溶液中的物质的量浓度___________。 【提示：，的相对原子质量：27】 【答案】(1) (2) 【详解】（1）Al的摩尔质量为27 g/mol，因此。根据提示的反应方程式，代入Al的物质的量，得，标准状况下气体摩尔体积为22.4 L/mol，因此。 （2）2 mol Al反应生成2 mol ，0.2 mol Al对应生成的，溶液体积为500 mL即0.5 L，因此物质的量浓度。 17．（25-26高一上·贵州黔西南·阶段检测）铝元素是地壳中含量最多的金属元素，从铝土矿(主要成分为Al2O3)中提取铝的流程如图所示。 (1)写出反应①的离子方程式：______________________________________________________________________。 (2)实验室进行过滤操作使用的玻璃仪器除玻璃棒外，还有______________________。 (3)“过滤2”所得滤液中主要存在的离子为____________、____________。 (4)写出反应③的化学方程式______________________________________________________________。 (5)电解熔融Al2O3时，常加入冰晶石(Na3AlF6)来降低Al2O3的熔点，冰晶石在物质的分类中属于____________(填标号)。 A．酸 B．碱 C．盐 D．氧化物 (6)Al(OH)3是两性物质，写出与NaOH溶液反应的方程式___________________________。 【答案】(1) (2)漏斗、烧杯 (3) (4) (5)C (6) 【分析】铝土矿的主要成分为，流程①中加入溶液溶解，与反应生成，过滤1除去铝土矿中不与碱反应的固体杂质，得到溶液；步骤②向该溶液中通入过量，析出沉淀，过滤2分离出固体，滤液的溶质主要为；步骤③对进行灼烧，氢氧化铝受热分解得到纯净的；步骤④向中加入冰晶石作助熔剂降低熔点，对熔融状态的氧化铝进行电解，最终得到金属铝； 【详解】（1）铝土矿的主要成分是两性氧化物，可与强碱反应生成四羟基合铝酸钠，离子方程式为； （2）过滤操作的核心玻璃仪器为引流用的玻璃棒、承接滤液的烧杯、过滤用的漏斗，因此除玻璃棒外还有烧杯和漏斗； （3）向四羟基合铝酸钠溶液中通入过量，发生反应，过滤除去沉淀后，滤液中溶质主要为，因此大量存在的离子是和； （4）氢氧化铝在灼烧条件下受热分解，生成氧化铝和水，化学方程式为； （5）冰晶石是由金属阳离子和酸根离子构成的化合物，符合盐的定义，故选C； （6）是两性氢氧化物，可与强碱反应生成四羟基合铝酸钠，体现其酸性的性质，反应方程式为。 18．（24-25高一上·贵州黔西南·期末）工业上以铝土矿(主要成分为Al2O3，含有少量Fe3O4、MgO和SiO2)为原料冶炼金属铝的过程如图所示： 已知：SiO2难溶于水，也不与盐酸溶液反应。 回答下列问题： (1)沉淀A的主要成分为______(填化学式)。 (2)Al2O3与盐酸发生反应的离子方程式为__________________。 (3)溶液A→溶液B过程中通入适量氯气的目的为_____________；沉淀B的主要成分为______(填化学式)。 (4)溶液A中Al3+与过量NaOH溶液发生两步反应： ①； ②__________________(写出第2步反应的离子方程式)。 (5)溶液C中的溶质主要有______(填化学式)。 (6)已知在熔融状态下，Al2O3可被电解(通电分解)得到金属铝，写出该反应的化学方程式：______________。 【答案】(1) (2) (3)将氧化为 、 (4) (5)、 (6) 【分析】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+，再加入过量的NaOH溶液，FeCl3、MgCl2转化为Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀，AlCl3转化为，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；往溶液B中通入过量CO2，CO2与反应生成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；将生成的氢氧化铝加热分解得到固体D，则D为Al2O3，电解Al2O3得金属Al。 【详解】（1）经分析可知沉淀A的主要成分为； （2）Al2O3与盐酸发生反应生成氯化铝、水，对应的离子方程式为； （3）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+，溶液A→溶液B过程中通入适量氯气的目的为将氧化为；再加入过量的NaOH溶液，FeCl3、MgCl2转化为Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀，AlCl3转化为，过滤后所得沉淀B为Fe(OH)3、Mg(OH)2； （4）Al3+与NaOH溶液发生反应，生成的与过量的发生反应； （5）经分析可知溶液C中的溶质主要有NaCl、NaHCO3； （6）熔融状态下，Al2O3可被电解得到金属铝和氧气，该反应的化学方程式为。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $