3.2 金属材料（题型专练）化学人教版必修第一册

第二节 金属材料（题型突破·举一反三） 题型01 金属材料的分类 题型02 铁合金及其性能 题型03 铝及其化合物的性质 题型04 铝合金与新型合金 题型05 物质的量在化学方程式计算中的应用 题型06 化学计算中的常用方法 ▌题型01 金属材料的分类 1．金属材料 金属材料包含纯金属和他们的合金。 合金是由两种或两种以上金属或金属与非金属熔合而成的混合物。 合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，一般来说，合金的熔点比成分金属低，硬度比成分金属大。 2．金属材料的分类 【典例1】（25-26高一上·湖北武汉期末）下列所用材料不属于合金的是 A．出土文物青铜器 B．不锈钢手术器械 C．火箭外壳镁铝合金 D．青花瓷将军罐 【答案】D 【详解】A．青铜器是铜与锡等金属熔合形成的合金，属于合金材料，A不符合题意； B．不锈钢是以铁、碳为主要组分，还添加有其他元素的铁基合金，属于合金材料，B不符合题意； C．镁铝合金是镁和铝熔合形成的合金，属于合金材料，C不符合题意； D．青花瓷将军罐属于硅酸盐制品，是无机非金属材料，不属于合金，D符合题意； 故选D。 【变式1-1】（25-26高一上·浙江期末）金属材料在促进生产发展、改善人类生活方面发挥了巨大作用。下列不属于金属材料的是 A．用作外墙涂料的红色颜料氧化铁 B．制造地铁列车车体的不锈钢 C．制造喷气式飞机的发动机叶片的镍钴合金 D．铸造下水井盖的生铁 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．氧化铁属于金属氧化物，金属材料的范畴为纯金属和合金，因此氧化铁不属于金属材料，A符合题意； B．不锈钢是铁基合金，属于金属材料，B不符合题意； C．镍钴合金属于金属合金，属于金属材料，C不符合题意； D．生铁是铁碳合金，属于金属材料，D不符合题意； 故选A。 【变式1-2】（25-26高一上·广东肇庆期末）大国重器是国之底气。下列关于我国的国之重器叙述正确的是 A．“朱雀二号”运载火箭所用燃料液氧-甲烷属于纯净物 B．“LNG船”的液罐所用殷瓦钢（铁镍合金），铁镍合金硬度比纯铁大、熔点比纯铁高 C．“天问一号”火星车保温材料为纳米气凝胶，能产生丁达尔效应 D．“天问一号”拍摄的火星全球影像图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为FeO 【答案】C 【详解】A．液氧为，甲烷为，二者是不同物质，混合后属于混合物，不是纯净物，A错误； B．合金的硬度比其成分金属大，熔点比其成分金属低，因此铁镍合金熔点比纯铁低，B错误； C．纳米气凝胶属于胶体，胶体可产生丁达尔效应，C正确； D．赤铁矿的主要成分为，是氧化亚铁，不是赤铁矿的主要成分，D错误； 故选C。 【变式1-3】（25-26高一上·湖南衡阳期末）伴随着87次发射和多型火箭首飞，2025年被称为中国商业航天“加速元年”。制作火箭需要多种合金，下列有关合金的说法正确的是 A．硬铝是一种人工合成的化合物 B．不锈钢中不含碳元素，不易生锈 C．合金的硬度和熔沸点一般低于其成分金属 D．在钢中加入适量稀土金属，可改善其性能 【答案】D 【详解】A．合金是金属与金属或非金属熔合而成的混合物，硬铝属于铝的合金，A错误； B．不锈钢是在碳素钢中加入其他合金元素形成的具有特殊性能的特种钢，B错误； C．合金的硬度一般比其成分金属的大，熔沸点一般比其成分金属的低，C错误； D．稀土元素被称为“冶金工业的维生素”，在钢中加入稀土金属，能大大改善其性能，D正确； 故选D。 ▌题型02 铁合金及其性能 1．铁合金及其分类 铁合金分类 组成 性能 生铁 含碳量为2%～4.3% 硬度大，性脆、可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料 钢 含碳量0.03%～2% 碳素钢 低碳钢、中碳钢和高碳钢 钢有良好的延展性，机械性能好，可以锻轧和铸造，广泛用于制造机械和交通工具等 合金钢 碳素钢中适量地加入一种或几种合金元素 不锈钢是最常见的一种合金钢，合金元素主要是铬（Cr）和镍（Ni），在大气中较稳定，不易生锈，具有很强的抗腐蚀能力。 一般而言，碳素钢中含碳量越低，韧性越好，硬度越小，熔点约高。 2．钢中合金元素的主要作用 合金元素 主要作用 铬（Cr） 增强耐磨性和抗氧化性；增强高温强度；提高高碳钢的耐磨性等； 锰（Mn） 防止硫引起的脆性；增强钢的强度和韧性等； 钼（Mo） 降低脆性；增强高温强度；提高红热时的硬度和耐磨性等； 钨（W） 提高高温时的强度和硬度；增强工具钢的耐磨性等 镍（Ni） 增强低温时的韧性；改变高铬钢的内部结构等 硅（Si） 提高低合金钢的强度和硬度；增强高温时的抗氧化性等 钴（Co） 提高红热时的硬度和耐磨性；用于制造磁性合金等 【典例2】（25-26高一上·陕西渭南·期末）铁合金在生产、生活中的用途广泛。下列物质的主要成分不属于铁合金的是 A．生铁锅 B．不锈钢水槽 C．高碳钢弹簧 D．超细高纯还原铁粉 【答案】D 【详解】A．生铁是含碳量为2%~4.3%的铁碳合金，生铁锅的主要成分属于铁合金，故不选A； B．不锈钢是铁与铬、镍等元素熔合形成的铁合金，不锈钢水槽的主要成分属于铁合金，故不选B； C．高碳钢是含碳量较高的铁碳合金，高碳钢弹簧的主要成分属于铁合金，故不选C； D．超细高纯还原铁粉是高纯度的铁单质，仅由一种物质组成，不属于铁合金，故选D； 选D。 【变式2-1】（24-25高一上·云南怒江·期末）中国传统文化博大精深，对人类文化贡献巨大。下列古代典籍、文献中记载了丰富的化学研究成果。下列有关说法错误的是 A．《吕氏春秋》中记载有“金（铜）柔锡柔，合两柔则为刚”，体现了合金的硬度通常大于各组分金属的硬度 B．《左传》曾记载有“遂赋晋国一鼓铁，以铸刑鼎，铸范宣子所为《刑书》焉”，“铸鼎”时，盛装炽热铁水的模具须充分干燥 C．《天工开物》中记载了炼锡的场景：“凡煎炼亦用洪炉，入砂数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞴熔化”，炼锡时加铅使锡较易熔化流出，其原理是合金熔点低 D．《梦溪笔谈》记载“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”，这里的剂钢指的是铁合金，含碳量为 【答案】D 【详解】A．铜、锡为纯金属，硬度较低，二者形成的合金硬度大于各组分金属，符合合金硬度大于成分金属的通性，A正确； B．炽热铁水遇水会迅速反应产生氢气、水剧烈汽化，易引发模具炸裂等危险，因此盛装铁水的模具必须充分干燥，B正确； C．合金的熔点通常低于各组分纯金属的熔点，炼锡时加铅形成锡铅合金，熔点降低，更易熔化流出，C正确； D．剂钢属于钢，钢的含碳量为，含碳量的是生铁，不属于钢，D错误； 故答案选D。 【变式2-2】（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。 【变式2-3】（25-26高三上·河南三门峡·期末）2025年10月31日，神舟二十一号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。下列有关说法中错误的是 A．飞船使用的推进剂N2H4·H2O属于纯净物 B．氧化钠可作为宇航员呼吸面具的供氧剂 C．飞船的主体使用的是铁合金，铁合金的熔点比纯铁的低 D．飞船发动机的耐高温结构材料Si3N4是一种新型无机非金属材料 【答案】B 【详解】A．是具有固定组成的结晶水合物，属于纯净物，A正确； B．氧化钠（）与、反应均无氧气生成，不能作供氧剂，呼吸面具的供氧剂应为过氧化钠，B错误； C．合金的熔点通常低于其成分纯金属的熔点，因此铁合金熔点比纯铁低，C正确； D．具有耐高温的特点，属于新型无机非金属材料，D正确； 故答案选B。 ▌题型03 铝及其化合物的性质 1．铝 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，这层膜起着保护内层金属的作用。 铝可与非氧化性酸发生置换反应：2Al+6H+ = 2Al3+ + 3H2↑ 铝还可与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：2Al + 2OH- + 6H2O = 2[Al(OH)4]- +3H2↑ 常温下，铝与浓硫酸、浓硝酸发生钝化反应，保护内层金属不被氧化。 2. 氧化铝 氧化铝为两性氧化物，既能与酸反应，又能与碱反应 与盐酸反应的离子方程式：Al2O3+6H+ = 2Al3+ + 3H2O 与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：Al2O3+2OH- + 3H2O = 2[Al(OH)4]- 由于Al、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。 3．氢氧化铝 氢氧化铝为两性氢氧化物，既能溶于强酸，又能溶于强碱 溶于强酸的离子方程式Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O 溶于强碱的离子方程式Al(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]- 氢氧化铝受热不稳定，分解成氧化物 （24-25高一上·陕西西安·期末）下列除杂方法(括号中的物质为杂质)正确的是 A．溶液()：通入 B．：加入氢氧化钠溶液 C．氢氧化铁胶体(溶液)：渗析 D．溶液()：通入过量 【答案】C 【详解】A．通入会将氧化为，消耗待提纯物质同时增加杂质，A项错误； B．会与氢氧化钠溶液中的水发生反应，消耗待提纯的，无法达到除杂目的，B项错误； C．胶体粒子不能透过半透膜，电离出的离子可以透过半透膜，用渗析法可以分离提纯胶体，C项正确； D．通入过量时，会与、反应生成，消耗待提纯物质同时引入新杂质，D项错误； 答案选C。 【变式3-1】（24-25高一上·云南怒江·期末）下列物质中，既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的是 ① ② ③④ ⑤ A．①② B．③④⑤ C．②③④ D．全部可以 【答案】C 【详解】A．仅能与盐酸反应，无法与氢氧化钠溶液反应，A错误； B．是碱性氢氧化物，仅能与盐酸反应，无法与氢氧化钠溶液反应，B错误； C．是两性金属、是两性氧化物、是两性氢氧化物，三者均既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，C正确； D．和都不能与氢氧化钠溶液反应，不是全部物质都满足要求，D错误； 故本题选C。 【变式3-2】（25-26高一上·广东潮州·期末）Fe(OH)3胶体和Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物形成固体颗粒沉降。下列说法不正确的是 A．都能起到净水作用 B．都可发生丁达尔效应 C．都含有金属元素 D．都属于两性氢氧化物 【答案】D 【详解】A．胶体和胶体都能吸附水中悬浮物形成固体颗粒沉降，都可起到净水作用，A正确； B．丁达尔效应是胶体的特征性质，二者均属于胶体，都可发生丁达尔效应，B正确； C．含有金属元素，含有金属元素，二者都含有金属元素，C正确； D．属于两性氢氧化物，既能与强酸反应又能与强碱反应，属于碱性氢氧化物，仅能与酸反应，不具有两性，D错误； 故选D。 【变式3-3】（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。 ▌题型04 铝合金与新型合金 1．铝合金 向铝中加入少量的合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn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，如硬铝密度小、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．新型合金 （1）储氢合金：能大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物的材料，具有使用价值的储氢合金要求储氢量大，金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室温下吸、放氢的速率快，如Ti-Fe合金和La-Ni合金等。 （2）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）喷气式飞机的发动机叶片是由镍、铁、碳和钴组成的镍钴合金制造的，能承受1 100 ℃的高温。 （4）我国“蛟龙”号载人潜水器最关键的部件——供人活动的耐压球壳是由钛合金制造的。 【典例4】（25-26高一上·四川成都·期末）化学与社会、健康及环境保护息息相关，下列有关化学的使用或者描述不正确的是 A．服用治疗胃酸过多 B．常作补铁剂 C．硬铝是制造飞机和宇宙飞船的理想材料 D．常作为红色涂料 【答案】B 【详解】A．（碳酸氢钠）碱性较弱，可与胃酸的主要成分温和反应，可用于治疗胃酸过多，A正确； B．人体可吸收利用的铁为价亚铁离子，中铁元素为价，无法直接被人体吸收用于补铁，不能作补铁剂，B错误； C．硬铝属于铝合金，具有密度小、强度高、耐腐蚀性好的特点，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料，C正确； D．为红棕色固体，俗称铁红，常作为红色涂料，D正确； 故选B。 【变式4-1】（24-25高一上·四川眉山·期末）国产大型客机C919机身部分采用第三代新型铝锂合金材料。下列关于铝锂合金的叙述错误的是 A．铝锂合金密度较小，抗腐蚀能力较强，硬度大于纯铝 B．改变原料的配比，可以制得性能不同的铝锂合金 C．铝锂合金的性质与各成分金属的性质完全相同 D．铝锂合金具有金属光泽，可导电导热 【答案】C 【详解】A．铝和锂密度均较小，铝锂合金抗腐蚀能力较强，硬度大于纯铝，A正确； B．改变铝、锂的原料配比，可制得性能不同的铝锂合金，B正确； C．铝锂合金的硬度、熔点等性质与各成分金属存在明显差异，并非完全相同，C错误； D．铝锂合金属于金属材料，具有金属光泽，可导电导热，D正确； 故选C。 【变式4-2】（24-25高一上·浙江宁波·期末）下列关于合金的说法不正确的是 A．目前用量最大、用途最广的合金是钢 B．生铁的含碳量为0.03%~2% C．储氢合金是一类能够大量吸收，并与结合成金属氢化物的材料 D．常见的铝合金密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力 【答案】B 【详解】A．钢是铁合金，是目前用量最大、用途最广的合金，A正确； B．钢的含碳量为0.03%～2%，生铁的含碳量为2%～4.3%，原选项将钢的含碳量范围作为生铁的含碳量，B错误； C．储氢合金能够大量吸收氢气，并与氢气结合形成金属氢化物，C正确； D．常见铝合金密度小、强度高，铝合金表面能形成致密的氧化膜，具有较强的抗腐蚀能力，D正确； 故选B。 【变式4-3】（24-25高一上·湖北·期末）2024年11月12日，第十五届中国国际航空航天博览会在广东珠海盛大开幕，国防科技的发展离不开化学。下列说法错误的是 A．铝合金密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机的理想材料 B．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等领域 C．钴常被添加到钢中以降低合金的硬度，用来制造飞机涡轮发动机的风扇扇叶 D．我国研制的一种超级钢强度大且能轻薄化，有利于航空航天领域的轻量化发展 【答案】C 【详解】A．铝合金具有密度小、强度高、抗腐蚀能力强的特点，适合用于制造飞机以减轻机身重量、提升耐用性，A正确； B．钛合金、耐热合金、形状记忆合金等新型合金具备耐高温、力学性能优异等特性，广泛应用于航空航天领域，B正确； C．钴添加到钢中会提高合金的硬度、热强度和耐磨性，而非降低硬度，飞机涡轮发动机风扇扇叶需要高硬度、耐高温的材料，C错误； D．强度大且可轻薄化的超级钢能减小航空航天器件的自重，符合轻量化发展需求，D正确； 故选C。 ▌题型05 物质的量在化学方程式计算中的应用 化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系 化学方程式 2CO　＋　O2　　2CO2 化学计量数 2　　∶　　1　　∶　2 扩大NA倍后 2NA　∶　NA　　∶　2NA 物质的量 2 mol　∶　1__mol　　∶　2__mol 标况下气体体积 44.8 L　∶　22.4__L　∶　44.8__L 结论 (1)同一个化学方程式中各物质的化学计量数之比＝各物质的粒子数之比＝各物质的物质的量之比。 (2)对于有气体参加的反应，在同温同压下各气体的化学计量数之比也等于其体积之比 【典例5】（24-25高一上·江西南昌·期末）由Mg、Al、Zn、Fe中的两种或几种组成的混合物共28 g，和足量的稀硫酸反应，产生1 g 。则该混合物组成不可能的是 A．Mg和Al B．Mg和Zn C．Al和Zn D．Al和Fe和Zn 【答案】A 【分析】生成1 g时，，反应转移电子总物质的量为，即混合物平均失去电子的质量为；各金属的摩尔电子质量（失去电子的质量）为：：，：，：，：。 【详解】A．、的摩尔电子质量均小于，混合后平均摩尔电子质量一定小于，28 g混合物反应生成的质量大于1 g，不可能产生1 g ，A符合题意； B．的摩尔电子质量小于，的摩尔电子质量大于，二者按一定比例混合可使平均摩尔电子质量等于，可能产生1 g ，B不符合题意； C．的摩尔电子质量小于，的摩尔电子质量大于，二者按一定比例混合可使平均摩尔电子质量等于，可能产生1 g ，C不符合题意； D．的摩尔电子质量小于，的摩尔电子质量大于，的摩尔电子质量等于，三者按一定比例混合可使平均摩尔电子质量等于，可能产生1 g ，D不符合题意； 故选A。 【变式5-1】（24-25高一上·广西北海·期末）向和混合溶液中滴加1的稀盐酸，的生成量与加入盐酸的体积的关系如图所示。下列判断正确的是 A． B．段发生反应的离子方程式为 C．在0~a过程中，发生反应的离子方程式仅有 D．原混合溶液中与的物质的量之比为 【答案】A 【分析】向和混合配成的溶液中滴加盐酸时，先发生氢氧化钠与盐酸的中和反应：，氢氧化钠反应完毕后再发生碳酸钠与盐酸的反应：，最后发生反应：，利用物质的量的关系并结合图象即可解答。 【详解】A．ab段发生反应，生成0.2 mol 消耗HCl的物质的量为0.2 mol，消耗盐酸体积为，故，A正确； B．段为碳酸氢根与氢离子反应生成二氧化碳，离子方程式为，B错误； C．段除发生中和反应外，还发生反应，C错误； D．由C元素守恒得，段与反应的HCl为，与反应的为，故，二者物质的量之比为，D错误； 故选A。 【变式5-2】（25-26高一上·陕西渭南·期末）将铁、铜混合粉末18.0g加入100mL 5.0mol/L 溶液中，充分反应后，剩余固体质量2.8g，下列说法正确的是 A．反应后溶液中 B．剩余固体是铁、铜混合物 C．原固体混合物中铜的质量是9.6g D．反应后溶液中 【答案】D 【分析】n(FeCl3) = 0.1 L × 5.0 mol/L = 0.5 mol，Fe3+先和还原性强的Fe反应，Fe完全反应后才会和Cu反应；反应1：Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+，1 mol Fe和2 mol Fe3+反应固体质量减少56 g；反应2：Cu + 2Fe3+ = 2Fe2+ + Cu2+，1 mol Cu和2 mol Fe3+反应固体质量减少64 g。若0.5 mol Fe3+全部和Fe反应，消耗Fe的质量为0.25 mol × 56 g/mol = 14 g，固体总减少量为18.0 - 2.8 = 15.2 g > 14 g，说明Fe完全反应后，有部分Cu参与了反应，因此剩余2.8 g固体全部是Cu，设参与反应的Fe为x mol，参与反应的Cu为y mol，根据Fe3+总量和固体总减少量列方程：2x + 2y = 0.5 mol、56 x + 64 y = 18.0 - 2.8 = 15.2 g，解得：x = 0.1 mol，y = 0.15 mol，据此解答。 【详解】A．反应生成的物质的量为，溶液体积为，故，A错误； B．铁的还原性强于铜，优先与铁反应，经计算固体减少量为，大于完全与铁反应的固体减少量，说明铁已完全反应，剩余固体只有铜，B错误； C．参与反应的铁物质的量为，质量为，参与反应的铜质量为，故原混合物中铜的质量为，C错误； D．反应后总物质的量为，物质的量为，两者之和为，D正确； 故选D。 【变式5-3】（25-26高一上·湖北武汉·期末）将12 g铁铜合金放入烧杯中，向烧杯中不断加入溶液，测得烧杯中剩余固体的质量与加入溶液体积的关系如图所示。 若忽略溶液体积变化，下列说法正确的是 A．时，剩余固体为铁。 B．200 mL时，溶液中阳离子只有 C．原合金中，铁和铜物质的量之和为0.2 mol D．反应完全后溶液中 【答案】C 【分析】本题核心依据氧化还原反应的先后规律：Fe的还原性强于Cu，作为氧化剂会优先与Fe反应：，待Fe完全消耗后，才会和Cu反应：。 【详解】A．还原性，优先与反应，时恰好完全反应，剩余固体为，A错误； B．200 mL时也完全反应，反应生成，溶液中阳离子为和，B错误； C．反应关系为消耗，消耗，总，故合金中和物质的量之和为，C正确； D．反应前中总物质的量为0.4 mol，全部被还原为后，仅这部分就生成0.4 mol ；同时原合金中的Fe单质也会转化为，因此溶液中总物质的量大于0.4 mol，忽略体积变化（溶液体积为），故，D错误； 故选C。 ▌题型06 化学计算中的常用方法 1．守恒法 化学反应中的守恒关系有质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒等。 (1)质量守恒 ①宏观特征：反应前后质量相等。 ②微观特征：反应前后各元素的原子个数不变。 (2)得失电子守恒 在氧化还原反应中，氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。 (3)电荷守恒 电解质溶液中，阴离子所带负电荷总数等于阳离子所带正电荷总数，即溶液呈电中性。 2. 关系式法 当已知物和未知物之间是靠多个反应来联系时，只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系，即“关系式”。 (1)根据化学方程式确定关系式 写出发生反应的化学方程式，根据量的关系写出关系式。 例如：把CO还原Fe2O3生成的CO2通入澄清的石灰水中，求生成沉淀的量。 发生反应的化学方程式：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O。 则关系式为3CO～3CO2～3CaCO3，即1CO～1CaCO3。 (2)根据原子守恒确定关系式 上述例子中也可直接根据碳原子守恒得出CO～CaCO3。 (3)根据溶液呈电中性确定关系式 如Na2SO4溶液中存在关系式：2Na＋～1SO。 【典例6】（24-25高一上·云南保山·期末）在标准状况下，把39 g镁铝合金的粉末放入过量的盐酸中，得到44.8 L ，该合金中铝的质量为 A．12 g B．27 g C．24 g D．13.5 g 【答案】B 【详解】生成氢气的物质的量为，设合金中含x mol Mg、y mol Al，根据反应计量关系、得：x+1.5y=2、24x+27y=39，解得x=0.5、y=1，即铝的质量为，故选B。 【变式6-1】（24-25高一上·安徽铜陵·期末）现有Fe、FeO、Fe2O3的混合物粉末3.44g，加入含0.05mol H2SO4的稀硫酸恰好完全溶解，并收集到标准状况下气体224mL。向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，无明显变化。若将4.30g该混合物在高温下与足量的CO充分反应，生成CO2的质量为 A．2.20g B．1.40g C．1.10g D．0.70g 【答案】A 【详解】首先，混合物与稀硫酸恰好反应后滴加KSCN无明显变化，说明反应后溶质仅为，根据硫酸根守恒，3.44g混合物中元素总物质的量等于的物质的量，即，对应元素质量为，则3.44g混合物中元素质量为，。混合物与足量反应时，结合混合物中的生成，1mol 对应生成1mol 。4.30g混合物中的物质的量为，故生成的质量为； 综上，本题选A。 【变式6-2】（25-26高一上·江西赣州·期末）将一定量的Fe、FeO、的混合物完全溶于1.2L1mol/LHCl中，HCl无剩余且产生标准状况下2.24L的，向反应后的溶液中滴加KSCN，不变红。则混合物中Fe与O的原子个数之比为 A．6∶5 B．3∶4 C．1∶1 D．5∶4 【答案】A 【详解】定性判断：反应后滴加不变红，说明溶液中溶质仅为，无； Fe元素总量计算：总物质的量，根据守恒，，即混合物中总物质的量为； O元素总量计算：生成的物质的量；混合物中最终全部转化为，根据守恒，水中来自中未生成的，故，即； 比值计算：原子个数比等于物质的量之比，； 故选A。 【变式6-3】（24-25高一上·湖北武汉·期末）把溶液和溶液等体积混合(假设混合溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和)，再向其中加入足量铁粉，经过足够长的时间后，铁粉有剩余。此时溶液中的物质的量浓度为 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】设两种溶液体积均为，混合后总体积为，混合溶液中的总物质的量，故；铁粉有剩余时、完全反应，溶液中溶质仅为，因此，D正确，故选D。 / 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 金属材料的分类 题型02 铁合金及其性能 题型03 铝及其化合物的性质 题型04 铝合金与新型合金 题型05 物质的量在化学方程式计算中的应用 题型06 化学计算中的常用方法 ▌题型01 金属材料的分类 1．金属材料 金属材料包含纯金属和他们的合金。 合金是由两种或两种以上金属或金属与非金属熔合而成的混合物。 合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，一般来说，合金的熔点比成分金属低，硬度比成分金属大。 2．金属材料的分类 【典例1】（25-26高一上·湖北武汉期末）下列所用材料不属于合金的是 A．出土文物青铜器 B．不锈钢手术器械 C．火箭外壳镁铝合金 D．青花瓷将军罐 【变式1-1】（25-26高一上·浙江期末）金属材料在促进生产发展、改善人类生活方面发挥了巨大作用。下列不属于金属材料的是 A．用作外墙涂料的红色颜料氧化铁 B．制造地铁列车车体的不锈钢 C．制造喷气式飞机的发动机叶片的镍钴合金 D．铸造下水井盖的生铁 A．A B．B C．C D．D 【变式1-2】（25-26高一上·广东肇庆期末）大国重器是国之底气。下列关于我国的国之重器叙述正确的是 A．“朱雀二号”运载火箭所用燃料液氧-甲烷属于纯净物 B．“LNG船”的液罐所用殷瓦钢（铁镍合金），铁镍合金硬度比纯铁大、熔点比纯铁高 C．“天问一号”火星车保温材料为纳米气凝胶，能产生丁达尔效应 D．“天问一号”拍摄的火星全球影像图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为FeO 【变式1-3】（25-26高一上·湖南衡阳期末）伴随着87次发射和多型火箭首飞，2025年被称为中国商业航天“加速元年”。制作火箭需要多种合金，下列有关合金的说法正确的是 A．硬铝是一种人工合成的化合物 B．不锈钢中不含碳元素，不易生锈 C．合金的硬度和熔沸点一般低于其成分金属 D．在钢中加入适量稀土金属，可改善其性能 ▌题型02 铁合金及其性能 1．铁合金及其分类 铁合金分类 组成 性能 生铁 含碳量为2%～4.3% 硬度大，性脆、可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料 钢 含碳量0.03%～2% 碳素钢 低碳钢、中碳钢和高碳钢 钢有良好的延展性，机械性能好，可以锻轧和铸造，广泛用于制造机械和交通工具等 合金钢 碳素钢中适量地加入一种或几种合金元素 不锈钢是最常见的一种合金钢，合金元素主要是铬（Cr）和镍（Ni），在大气中较稳定，不易生锈，具有很强的抗腐蚀能力。 一般而言，碳素钢中含碳量越低，韧性越好，硬度越小，熔点约高。 2．钢中合金元素的主要作用 合金元素 主要作用 铬（Cr） 增强耐磨性和抗氧化性；增强高温强度；提高高碳钢的耐磨性等； 锰（Mn） 防止硫引起的脆性；增强钢的强度和韧性等； 钼（Mo） 降低脆性；增强高温强度；提高红热时的硬度和耐磨性等； 钨（W） 提高高温时的强度和硬度；增强工具钢的耐磨性等 镍（Ni） 增强低温时的韧性；改变高铬钢的内部结构等 硅（Si） 提高低合金钢的强度和硬度；增强高温时的抗氧化性等 钴（Co） 提高红热时的硬度和耐磨性；用于制造磁性合金等 【典例2】（25-26高一上·陕西渭南·期末）铁合金在生产、生活中的用途广泛。下列物质的主要成分不属于铁合金的是 A．生铁锅 B．不锈钢水槽 C．高碳钢弹簧 D．超细高纯还原铁粉 【变式2-1】（24-25高一上·云南怒江·期末）中国传统文化博大精深，对人类文化贡献巨大。下列古代典籍、文献中记载了丰富的化学研究成果。下列有关说法错误的是 A．《吕氏春秋》中记载有“金（铜）柔锡柔，合两柔则为刚”，体现了合金的硬度通常大于各组分金属的硬度 B．《左传》曾记载有“遂赋晋国一鼓铁，以铸刑鼎，铸范宣子所为《刑书》焉”，“铸鼎”时，盛装炽热铁水的模具须充分干燥 C．《天工开物》中记载了炼锡的场景：“凡煎炼亦用洪炉，入砂数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞴熔化”，炼锡时加铅使锡较易熔化流出，其原理是合金熔点低 D．《梦溪笔谈》记载“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”，这里的剂钢指的是铁合金，含碳量为 【变式2-2】（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 【变式2-3】（25-26高三上·河南三门峡·期末）2025年10月31日，神舟二十一号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。下列有关说法中错误的是 A．飞船使用的推进剂N2H4·H2O属于纯净物 B．氧化钠可作为宇航员呼吸面具的供氧剂 C．飞船的主体使用的是铁合金，铁合金的熔点比纯铁的低 D．飞船发动机的耐高温结构材料Si3N4是一种新型无机非金属材料 ▌题型03 铝及其化合物的性质 1．铝 铝是地壳中含量 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，这层膜起着保护内层金属的作用。 铝可与非氧化性酸发生置换反应： 铝还可与氢氧化钠溶液反应的离子方程式： 常温下，铝与浓硫酸、浓硝酸发生 反应，保护内层金属不被氧化。 2. 氧化铝 氧化铝为 氧化物，既能与酸反应，又能与碱反应 与盐酸反应的离子方程式： 与氢氧化钠溶液反应的离子方程式： 由于Al、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。 3．氢氧化铝 氢氧化铝为 氢氧化物，既能溶于强酸，又能溶于强碱 溶于强酸的离子方程式 溶于强碱的离子方程式 氢氧化铝受热不稳定，分解成氧化物 【典例3】（24-25高一上·陕西西安·期末）下列除杂方法(括号中的物质为杂质)正确的是 A．溶液()：通入 B．：加入氢氧化钠溶液 C．氢氧化铁胶体(溶液)：渗析 D．溶液()：通入过量 【变式3-1】（24-25高一上·云南怒江·期末）下列物质中，既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的是 ① ② ③④ ⑤ A．①② B．③④⑤ C．②③④ D．全部可以 【变式3-2】（25-26高一上·广东潮州·期末）Fe(OH)3胶体和Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物形成固体颗粒沉降。下列说法不正确的是 A．都能起到净水作用 B．都可发生丁达尔效应 C．都含有金属元素 D．都属于两性氢氧化物 【变式3-3】（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 ▌题型04 铝合金与新型合金 1．铝合金 向铝中加入少量的合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn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，如硬铝密度小、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．新型合金 （1）储氢合金：能大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物的材料，具有使用价值的储氢合金要求储氢量大，金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室温下吸、放氢的速率快，如Ti-Fe合金和La-Ni合金等。 （2） 、 和 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）喷气式飞机的发动机叶片是由镍、铁、碳和钴组成的 制造的，能承受1 100 ℃的高温。 （4）我国“蛟龙”号载人潜水器最关键的部件——供人活动的耐压球壳是由 制造的。 【典例4】（25-26高一上·四川成都·期末）化学与社会、健康及环境保护息息相关，下列有关化学的使用或者描述不正确的是 A．服用治疗胃酸过多 B．常作补铁剂 C．硬铝是制造飞机和宇宙飞船的理想材料 D．常作为红色涂料 【变式4-1】（24-25高一上·四川眉山·期末）国产大型客机C919机身部分采用第三代新型铝锂合金材料。下列关于铝锂合金的叙述错误的是 A．铝锂合金密度较小，抗腐蚀能力较强，硬度大于纯铝 B．改变原料的配比，可以制得性能不同的铝锂合金 C．铝锂合金的性质与各成分金属的性质完全相同 D．铝锂合金具有金属光泽，可导电导热 【变式4-2】（24-25高一上·浙江宁波·期末）下列关于合金的说法不正确的是 A．目前用量最大、用途最广的合金是钢 B．生铁的含碳量为0.03%~2% C．储氢合金是一类能够大量吸收，并与结合成金属氢化物的材料 D．常见的铝合金密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力 【变式4-3】（24-25高一上·湖北·期末）2024年11月12日，第十五届中国国际航空航天博览会在广东珠海盛大开幕，国防科技的发展离不开化学。下列说法错误的是 A．铝合金密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机的理想材料 B．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等领域 C．钴常被添加到钢中以降低合金的硬度，用来制造飞机涡轮发动机的风扇扇叶 D．我国研制的一种超级钢强度大且能轻薄化，有利于航空航天领域的轻量化发展 ▌题型05 物质的量在化学方程式计算中的应用 化学方程式中化学计量数与相关物理量的关系 化学方程式 2CO　＋　O2　　2CO2 化学计量数 2　　∶　 　∶　 扩大NA倍后 2NA　∶　 　∶　 物质的量 2 mol　∶　 　　∶　 标况下气体体积 44.8 L　∶ 　∶ 结论 (1)同一个化学方程式中各物质的化学计量数之比＝各物质的粒子数之比＝各物质的 之比。 (2)对于有气体参加的反应，在同温同压下各气体的化学计量数之比也等于其 之比 【典例5】（24-25高一上·江西南昌·期末）由Mg、Al、Zn、Fe中的两种或几种组成的混合物共28 g，和足量的稀硫酸反应，产生1 g 。则该混合物组成不可能的是 A．Mg和Al B．Mg和Zn C．Al和Zn D．Al和Fe和Zn 【变式5-1】（24-25高一上·广西北海·期末）向和混合溶液中滴加1的稀盐酸，的生成量与加入盐酸的体积的关系如图所示。下列判断正确的是 A． B．段发生反应的离子方程式为 C．在0~a过程中，发生反应的离子方程式仅有 D．原混合溶液中与的物质的量之比为 【变式5-2】（25-26高一上·陕西渭南·期末）将铁、铜混合粉末18.0g加入100mL 5.0mol/L 溶液中，充分反应后，剩余固体质量2.8g，下列说法正确的是 A．反应后溶液中 B．剩余固体是铁、铜混合物 C．原固体混合物中铜的质量是9.6g D．反应后溶液中 【变式5-3】（25-26高一上·湖北武汉·期末）将12 g铁铜合金放入烧杯中，向烧杯中不断加入溶液，测得烧杯中剩余固体的质量与加入溶液体积的关系如图所示。 若忽略溶液体积变化，下列说法正确的是 A．时，剩余固体为铁。 B．200 mL时，溶液中阳离子只有 C．原合金中，铁和铜物质的量之和为0.2 mol D．反应完全后溶液中 ▌题型06 化学计算中的常用方法 1．守恒法 化学反应中的守恒关系有 守恒、 守恒、 守恒等。 (1)质量守恒 ①宏观特征：反应前后质量 。 ②微观特征：反应前后各元素的原子个数 。 (2)得失电子守恒 在氧化还原反应中，氧化剂 总数等于还原剂 总数。 (3)电荷守恒 电解质溶液中，阴离子所带 总数等于阳离子所带 总数，即溶液呈 。 2. 关系式法 当已知物和未知物之间是靠多个反应来联系时，只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系，即“关系式”。 (1)根据化学方程式确定关系式 写出发生反应的化学方程式，根据量的关系写出关系式。 例如：把CO还原Fe2O3生成的CO2通入澄清的石灰水中，求生成沉淀的量。 发生反应的化学方程式：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O。 则关系式为3CO～3CO2～3CaCO3，即 CO～ CaCO3。 (2)根据原子守恒确定关系式 上述例子中也可直接根据碳原子守恒得出CO～CaCO3。 (3)根据溶液呈电中性确定关系式 如Na2SO4溶液中存在关系式： Na＋～ SO。 【典例6】（24-25高一上·云南保山·期末）在标准状况下，把39 g镁铝合金的粉末放入过量的盐酸中，得到44.8 L ，该合金中铝的质量为 A．12 g B．27 g C．24 g D．13.5 g 【变式6-1】（24-25高一上·安徽铜陵·期末）现有Fe、FeO、Fe2O3的混合物粉末3.44g，加入含0.05mol H2SO4的稀硫酸恰好完全溶解，并收集到标准状况下气体224mL。向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，无明显变化。若将4.30g该混合物在高温下与足量的CO充分反应，生成CO2的质量为 A．2.20g B．1.40g C．1.10g D．0.70g 【变式6-2】（25-26高一上·江西赣州·期末）将一定量的Fe、FeO、的混合物完全溶于1.2L1mol/LHCl中，HCl无剩余且产生标准状况下2.24L的，向反应后的溶液中滴加KSCN，不变红。则混合物中Fe与O的原子个数之比为 A．6∶5 B．3∶4 C．1∶1 D．5∶4 【变式6-3】（24-25高一上·湖北武汉·期末）把溶液和溶液等体积混合(假设混合溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和)，再向其中加入足量铁粉，经过足够长的时间后，铁粉有剩余。此时溶液中的物质的量浓度为 A． B． C． D． / 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 www zxxk.com 第二节 金属材料（题型突破·举 目录 题型01金属材料的分类 题型02铁合金及其性能 题型03铝及其化合物的性质 题型04铝合金与新型合金 题型05物质的量在化学方程式计算中的应用 题型06化学计算中的常用方法 题型01金属材料的分类 典例精析 【典例1】【答案】D 举一反三 【变式1-1】【答案】A 【变式1-2】【答案】C 【变式1-3】【答案】D 题型02铁合金及其性能 典例精析 【典例2】【答案】D 举一反三 【变式2-1】【答案】D 【变式2-2】【答案】A 【变式2-3】【答案】B 1/3 让教与学更高效 反三) 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 题型03 铝及其化合物的性质 典例精析 【典例3】【答案】C 举一反三 【变式31】【答案】C 【变式3-2】【答案】D 【变式3-3】【答案】B 题型04铝合金与新型合金 典例精析 【典例4】【答案】B 举一反三 【变式41】【答案】C 【变式42】【答案】B 【变式43】【答案】C 题型05 物质的量在化学方程式计算中的应用 典例精析 【典例5】【答案】A 举一反三 【变式5-1】【答案】A 【变式52】【答案】D 【变式5-3】【答案】C 题型06化学计算中的常用方法 2/3 函学科网 典例精析 【典例6】【答案】B 三举一反三 【变式6-1】【答案】A 【变式6-2】【答案】A 【变式6-3】【答案】D www.zxxk.com 让教与学更高效 3/3