3.2 金属材料（题型专练）（7大题型，举一反三题型专练，广东专用）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 合金及其性能 【典例1】A 【变式1-1】D 【变式1-2】B 【变式1-3】A 题型02 铁合金及其用途 【典例2】D 【变式2-1】C 【变式2-2】B 【变式2-3】D 题型03 铝及其重要化合物 【典例3】B 【变式3-1】A 【变式3-2】C 【变式3-3】A 题型04 铝合金及其用途 【典例4】C 【变式4-1】C 【变式4-2】D 【变式4-3】D 题型05 新型合金及其用途 【典例5】C 【变式5-1】D 【变式5-2】D 【变式5-3】D 题型06 物质的量在化学方程式计算中的应用 【典例6】D 【变式6-1】D 【变式6-2】（1） （2）（或约） （3） 硫 【变式6-3】（1） +6 ACE （2） （3） 透过蓝色的钴玻璃观察火焰颜色，若火焰呈紫色 （4）0.3 （5）1～100nm 题型07 基于金属元素的工艺流程题 【典例7】（1）过滤 Al3++4OH-=[Al(OH)4]-， Fe(OH)3 （2） [Al(OH)4]-+CO2=Al(OH)3↓+ 不能 若盐酸过量，氢氧化铝沉淀会溶解 （3）坩埚 （4）Al2O3+3C+3Cl2 2AlCl3+3CO （5）2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ 【变式7-1】（1） 研磨 升温 （2）ZnSO4 H2S+2OH-=S2-+2H2O （3）铁氰化钾溶液 出现蓝色沉淀 （4）CuS+4H2O2=Cu2+++4H2O 蒸发浓缩 冷却结晶 【变式7-2】（1）增加接触面积，加快反应速率 （2） （3）温度过高会分解，降低氧化效率 （4）B （5）83.3% 【变式7-3】（1） （2） （3） （4）盐酸和液氨反应放热 （5） / 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 题型02 铁合金及其用途 题型03 铝及其重要化合物 题型04 铝合金及其用途 题型05 新型合金及其用途 题型06 物质的量在化学方程式计算中的应用 题型07 基于金属元素的工艺流程题 ▌题型01 合金及其性能 合金 ①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。 【典例1】（25-26高一上·广东深圳·阶段检测）“大国重器”标注中国新高度。下列“大国重器”涉及到的材料主要成分属于合金的是 A．福建舰使用的特种钢 B．“中国天眼”使用的碳化硅 C．“天问一号”火星车的纳米气凝胶保温材料 D．“天宫”空间站的石墨烯存储器 【答案】A 【解析】A．特种钢是铁与碳等元素熔合形成的具有金属特性的物质，属于合金，A正确； B．碳化硅（）属于新型无机非金属材料，不属于合金，B错误； C．纳米气凝胶属于无机非金属类保温材料，不属于合金，C错误； D．石墨烯是碳元素的单质，属于新型无机非金属材料，不属于合金，D错误； 故选A。 【变式1-1】2024年10月1日，天安门广场举行庆祝中华人民共和国成立75周年升旗仪式。下列说法不正确的是 A．天安门城楼所涂的红色颜料，主要成分为Fe2O3 B．清晨第一缕阳光光芒万丈，该现象为丁达尔效应 C．国旗杆材料是高碳钢无缝钢管，钢是用量最大、用途最广的合金 D．庆祝节日燃放五彩的烟花，其焰色原理的本质是一种化学变化 【答案】D 【解析】A．俗称铁红，为红棕色固体，是红色颜料的主要成分，A正确； B．空气属于气溶胶，阳光穿过胶体时产生的光亮通路为丁达尔效应，B正确； C．钢是铁碳合金，是目前用量最大、用途最广的合金，C正确； D．焰色试验的本质是金属元素原子的电子跃迁释放能量产生特征光谱，过程中无新物质生成，属于物理变化，D错误； 故选D。 【变式1-2】合金在日常生产生活中的应用非常广泛，以下说法正确的是 A．铝是地壳中含量最高的金属元素，铝合金也是用量最大，用途最广的合金 B．稀土金属称为冶金工业的维生素，一共包含17种元素 C．铁合金中，高碳钢的含碳量是最高的 D．喷气式飞机的发动机叶片是由镍钴合金制成，主要利用密度小的性质 【答案】B 【解析】A．铝是地壳中含量最高的金属元素，而铁合金是用量最大，用途最广的合金，A错误； B．元素周期表中的镧系元素和钪、钇共十七种 金属元素的总称，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； C．铁合金中，生铁的含碳量高于钢，C错误； D．飞机的发动机叶片是由镍、铁、碳和钴组成的镍钴合金，耐高温、硬度大，D错误； 故选B。 【变式1-3】合金与纯金属制成的金属材料相比，优点是 ①合金的硬度一般比它的各成分金属的大　②一般地，合金的熔点比它的各成分金属的更低　③改变原料的配比、改变生成合金的条件，可以得到具有不同性能的合金　④合金比纯金属的导电性能更强　⑤合金比纯金属的应用范围更广泛 A．①②③⑤ B．②③④ C．①②④ D．①②④⑤ 【答案】A 【解析】一般情况下纯金属的导电性比合金的导电性好。 ▌题型02 铁合金及其用途 1．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。 2．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。 【典例2】中国传统文化和历史文物中蕴藏着丰富的化学知识，下列说法错误的是 A．“天接云涛连晓雾”中“雾”、“云”属于胶体，可发生丁达尔效应 B．“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也”，硝石中含有钾元素 C．“方家以磁石磨针锋，则能指南”中的磁石主要成分为 D．“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”，铁合金的比纯铁硬度大和熔点高 【答案】D 【解析】A．云、雾属于胶体，胶体能够产生丁达尔效应，A正确； B．钾元素颜色反应显紫色，故可鉴别，B正确； C．俗称磁铁矿，故磁石主要成分为，C正确； D．铁合金的比纯铁硬度大、熔点低，D错误； 故选D。 【变式2-1】铁及其合金在生活中使用较广，纯铁是柔韧而延展性较好的银白色金属，可用于制发电机和电动机的铁芯。钢铁是铁碳合金的总称，其强度高，价格便宜，应用广泛。下列对于碳素钢和合金钢的认识中，你认为正确的是 A．都属于钢，物理性质相同 B．它们的组成元素相同 C．地铁列车的车体材质为含、的不锈钢，具有较强的耐腐蚀能力 D．碳素钢和合金钢都是由铁合金组成的，因此它们的化学性质完全相同 【答案】C 【解析】A．碳素钢和合金钢都是由铁合金组成的，都属于钢，合金钢是在碳素钢中加入了合金元素，改变了钢的组织结构，从而表现出不同的性能，故A错误； B．碳素钢和合金钢都是由铁合金组成的，都属于钢，但两者组成元素不相同，故B错误； C．地铁列车的车体材质为含有镍、铬的不锈钢，属于钢，具有较强的耐腐蚀能力，故C正确； D．碳素钢和合金钢都是由铁合金组成的，都属于钢，但两者组成元素不相同，化学性质不完全相同，故D错误； 故选C。 【变式2-2】下列对陈述Ⅱ中因果关系的描述不正确的是 选项 陈述I 陈述Ⅱ A 向FeCl3溶液中加入淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝 氧化性Fe3+>I2 B 用Na2O2作呼吸面具的氧气来源 Na2O2能氧化CO2 C 向碳素钢中加入不同的合金元素制得不同性能的合金钢 碳素钢加入其他元素后组织结构发生变化 D 用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，出现“熔而不滴”的现象 铝表面新生成致密氧化膜包在铝的表面，其熔点高于Al熔点 【答案】B 【解析】A．向淀粉碘化钾溶液中滴加 FeCl3溶液，溶液变蓝，铁离子将碘离子氧化为碘单质，氧化性：Fe3+>I2，故A正确； B．发生自身的氧化还原和二氧化生成氧气，可用作呼吸面具的氧气来源，故B错误； C．向碳素钢加入其他元素改变其组织结构，使其具有不同性能，故C正确； D．氧化铝的熔点高于Al，高温下生成的氧化铝呈固态，包裹液态铝，出现“熔而不滴”的现象，故D正确； 故选B。 【变式2-3】我国已成功完成某种性能优异的超级钢的研制，这一突破性的科技成果登上了著名学术期刊《科学》杂志。下列关于合金说法正确的是 A．我国最早使用的合金是黄铜 B．合金中只含有金属元素 C．合金都比纯金属的熔点更高，硬度更大 D．用于铸造硬币的合金需耐磨损、抗腐蚀且具有一定的硬度 【答案】D 【解析】A．我国最早使用的合金是青铜，故A错误； B．合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素，故B错误； C．合金一般比纯金属的熔点低，硬度大，故C错误； D．用于铸造硬币的合金需耐磨损、抗腐蚀且具有一定的硬度，以便于流通和保存，故D正确； 答案选D。 ▌题型03 铝及其重要化合物 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:Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ （2）铝、氧化铝与NaOH溶液反应 化学方程式:Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]、2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ （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。 3．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做两性氢氧化物)，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。 【典例3】（25-26高一上·广东佛山·阶段检测）在与Al反应放出的溶液中，下列离子一定不能大量存在的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．与反应放出的溶液可能为酸性或强碱性，酸性条件下可以大量存在，仅碱性条件下会生成沉淀，因此不是一定不能大量存在，A错误； B．为弱酸的酸式酸根，既可以与反应生成和，又可以与反应生成和，无论溶液为酸性还是强碱性，都不能大量存在，B正确； C．酸性条件下会与结合生成弱电解质不能大量存在，但强碱性条件下可以稳定存在，因此不是一定不能大量存在，C错误； D．酸性条件下会与反应生成和不能大量存在，但强碱性条件下不与反应，可以大量存在，因此不是一定不能大量存在，D错误； 故本题答案选B。 【变式3-1】常温下，一定能大量共存的离子组是 A．常温下使石蕊试液变蓝的溶液：、、、 B．透明溶液：、、、 C．加入铁粉放出的溶液：、、、 D．加入铝粉放出的溶液：、、 【答案】A 【解析】A．常温下使石蕊试液变蓝的溶液呈碱性，含大量，、、、相互之间不反应，也均不与反应，能大量共存，A符合题意； B．与会结合生成络合物，、均会与反应生成沉淀，不能大量共存，B不符合题意； C．与会反应生成沉淀，不能大量共存，C不符合题意； D．加入铝粉放出的溶液可能为酸性或强碱性，酸性条件下会与结合为弱电解质，且会氧化；碱性条件下会与反应生成沉淀，不能大量共存，D不符合题意； 故选A。 【变式3-2】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 【解析】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。 【变式3-3】下列离子方程式中，正确的是（ ） A．用氯气制氯水： B．Al与NaOH溶液反应： C．与稀盐酸反应： D．稀滴在铜片上： 【答案】A 【解析】A．用氯气制氯水的离子反应方程式为：，A正确； B．Al与NaOH溶液反应：，B项错误； C．与稀盐酸反应：，C项错误 D．稀硫酸不与铜反应，D项错误。 故答案选A。 ▌题型04 铝合金及其用途 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。 【典例4】我国C919大型客机使用了第三代铝锂合金，具有密度低、强度高、耐腐蚀等特点。下列说法不正确的是 A．铝锂合金硬度比纯铝大 B．铝锂合金熔点比纯铝低 C．铝为惰性金属，比较耐腐蚀 D．铝有较好的导电性和导热性 【答案】C 【解析】A．纯铝质地较软，铝锂合金硬度比纯铝大，A项正确； B．一般来说合金的熔点比其成分金属低，铝锂合金熔点比铝低，B项正确； C．铝为活泼金属，其耐腐蚀性是由于易与氧气反应生成一层致密氧化膜，保护内部金属，C项错误； D．铝有较好的导电性和导热性，D项正确； 答案选C。 【变式4-1】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．铝单质在化学反应中容易失去电子，表现出还原性 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 【答案】C 【解析】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很活泼，极易被空气中的氧气氧化生成致密的氧化物保护膜，阻止内部金属继续反应，A错误； B．镁铝合金的特点是密度小、强度高，因此才适合作为制造飞机和宇宙飞船的材料，不是密度大，B错误； C．铝原子最外层上只有3个电子，故铝单质在化学反应中容易失去电子，表现出还原性，C正确； D．由反应方程式：、，故向装有氢氧化钠溶液的试管中放入未打磨的铝片，一段时间后可以观察到气泡，D错误； 故答案为：C。 【变式4-2】铝是地壳中含量最高的金属元素，下列关于铝及其化合物的性质、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．可用溶液除去粉末中少量的 C．铝合金是用来制造飞机和宇宙飞船的理想材料 D．铝制品廉价易得，适用于厨房蒸煮和长期存放碱性食物 【答案】D 【解析】A．制造机器零部件要求材料硬度高、强度好，而纯铝硬度、强度较小，不适合，A正确； B．氧化铁不与氢氧化钠溶液反应，氧化铝为两性氧化物，与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，B正确； C．铝合金硬度高、质量轻，是用来制造飞机和宇宙飞船是理想材料，C正确； D．铝能与酸、碱发生反应，铝制品不能长期存放酸性或碱性较强的食物，D错误； 答案选D。 【变式4-3】铝合金大量用于飞机制造，是因为 A．Al的活泼性弱 B．常温下Al不与O2反应 C．Al的还原性弱 D．Al合金密度小，强度大 【答案】D 【解析】制造飞机需要强度大、密度小的金属，Al合金密度小、强度大，所以铝合金大量用于飞机制造，故选D。 ▌题型05 新型合金及其用途 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5】（25-26高一上·广东湛江·期末）下列物质中所涉及的合金不属于新型合金的是 A．飞机发动机叶片——镍钛合金 B．“蛟龙”号潜水器——钛合金 C．不锈钢盆 D．新能源汽车储氢材料——La-Ni合金 【答案】C 【解析】A．镍钛合金属于新型形状记忆合金，属于新型合金，A错误； B．“蛟龙”号潜水器使用的钛合金属于新型高性能合金，B错误； C．不锈钢盆的材质为不锈钢，属于传统铁基合金，不属于新型合金，C正确； D．合金属于新型储氢合金，属于新型合金，D错误； 故选C。 【变式5-1】（25-26高一上·广东潮州·期末）合金的应用促进了人类社会的发展。下列不属于合金的是 A．储存和释放氢气用的储氢合金 B．“蛟龙”号的钛金属耐压球壳 C．不锈钢针 D．纸哪吒 【答案】D 【解析】A．储氢合金是由金属与金属或金属与非金属熔合形成的新型合金材料，属于合金，A错误； B．“蛟龙”号的钛金属耐压球壳材质为钛合金，属于合金，B错误； C．不锈钢是铁、碳、铬等元素形成的铁合金，属于合金，C错误； D．纸哪吒的主要成分为纤维素，属于有机高分子材料，不属于合金，D正确； 答案选D。 【变式5-2】（25-26高一上·广东湛江·期末）在生产和生活中，金属材料具有广泛应用。下列说法错误的是 A．不锈钢——医疗器材 B．硬铝——制造飞机 C．镍基合金——喷气式飞机的发动机叶片 D．合金——医疗上制人体关节 【答案】D 【解析】A．不锈钢具有耐腐蚀性和良好的生物相容性，常用于制造手术器械等医疗器材，A正确； B．硬铝是一种高强度铝合金，轻质且耐腐蚀，广泛应用于飞机制造，B正确； C．镍基合金具有优异的高温强度和耐热性，常用于喷气式飞机发动机叶片，C正确； D．La-Ni合金主要用于储氢材料（如镍氢电池），而非医疗植入物；医疗上的人体关节通常采用钛合金或钴铬合金等生物相容性材料，D错误； 故选D。 【变式5-3】下列陈述Ⅰ和Ⅱ均正确且具有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 储氢合金可用于以为燃料的汽车 合金的熔点低，硬度大 B 纯碱能与酸反应 纯碱能与治疗胃酸过多 C 二氧化碳可以灭火 金属钠着火用二氧化碳灭火 D 过氧化钠可用作航天员的供氧剂 能与或水反应生成氧气 【答案】D 【解析】A．储氢合金可用于以为燃料的汽车，是因为其可以储存氢气，不存在因果关系，A项错误； B．纯碱碱性较强，不能用于治疗胃酸过多，B项错误； C．金属钠着火生成过氧化钠，过氧化钠和二氧化碳反应生成氧气助燃，故金属钠着火不能用二氧化碳灭火，C项错误； D．过氧化钠可用作航天员的供氧剂，是因为能与或水反应生成氧气，具有因果关系，D项正确； 故选D。 ▌题型06 物质的量在化学方程式计算中的应用 物质的量在化学方程式计算中六个基本步骤： 【典例6】（25-26高一上·广东佛山·期中）下列说法中正确的是 A．标准状况下1 mol H2O的体积是22.4 L B．62 g Na2O溶于水配成1 L溶液，溶质的物质的量浓度为1 mol/L C．1 mol CO2和SO2气体的混合物，氧原子的个数为 D．1 L Na2CO3溶液与足量CaCl2溶液充分反应，可生成0.1 mol CaCO3沉淀 【答案】D 【解析】A．标准状况下不是气态，气体摩尔体积仅适用于标况下的气体，无法计算的体积，A错误； B．的物质的量为，溶于水发生反应，生成，配成溶液时溶质浓度为，B错误； C．每个和分子均含2个氧原子，混合气体总分子数为，氧原子个数为，C错误； D．溶液中，足量时完全反应，根据反应，生成的物质的量为，D正确； 故答案为D。 【变式6-1】实验室为测定镁铝合金中镁、铝含量设计如下流程。 下列说法错误的是 A．所加盐酸体积不少于250 mL B．镁铝合金中镁、铝质量之比为 C．沉淀1消耗NaOH的物质的量为0.2 mol D．沉淀2的质量为 【答案】D 【分析】镁、铝合金先与盐酸反应，转化为盐溶液，再加入足量氨水，得到沉淀1为Mg(OH)2和Al(OH)3，加入到足量NaOH溶液中，Al(OH)3溶解，沉淀2为Mg(OH)2，滤液2为NaAlO2溶液通入过量CO2，得到Al(OH)3沉淀，过滤洗涤煅烧，得到Al2O3，据此解答。 【解析】A．加入盐酸后反应为，，由反应方程式可知，HCl与的物质的量之比为，因此生成标准状况下需要HCl的物质的量为1 mol，盐酸浓度为4 mol/L，因此所需盐酸体积至少为，A正确； B．最后得到的固体为，其质量与镁铝合金的质量相同，根据Al元素质量守恒，可得原合金中Mg的质量与中O的质量相同，则，B正确； C．设镁铝合金中Mg和Al的物质的量分别为x mol，y mol，则有x+1.5y=0.5、，解得，x=y=0.2，所以沉淀1为和的混合物，其中的物质的量为0.2 mol，根据Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-，所以消耗的物质的量为0.2 mol，C正确； D．向沉淀1中加入足量后得到的沉淀2为，其质量应为，而(m+17) g=24 g/mol×0.2 mol+27 g/mol×0.2 mol+17 g=27.2 g，D错误； 故选D。 【变式6-2】（25-26高一上·广东·期中）国际上采用了一个新的物理量——物质的量，它将可称量的物质与难以称量的微观粒子之间联系起来。物质的量这一物理量为我们提供了一个定量认识物质组成的新视角。回答下列问题： （1）标准状况下，气体中含有氮元素的质量为________g。 （2）与________中所含的电子数相同。 （3）液态化合物在中恰好完全燃烧，化学方程式为，冷却后，在标准状况下测得生成物的体积是33.6 L，质量为。 ①反应前的物质的量为________mol；化合物的摩尔质量是________。 ②若中、两元素的质量比为3∶16，则元素为________(填元素名称)。 【答案】（1） （2）（或约） （3） 硫 【解析】（1）标准状况下气体摩尔体积，的物质的量，每个分子含2个N原子，故，氮元素质量。 （2） 的摩尔质量为，故。1个和1个均含10个电子，二者电子数相等则物质的量相等，因此，的摩尔质量为，质量。 （3） ① 由反应方程式可知，反应前后气体总物质的量不变，生成物总体积等于反应前的体积，故。根据质量守恒，的质量。由方程式计量数比，，故。 ② X的相对原子质量为，即X为碳元素；Y的总相对质量为，每个Y的相对原子质量为，对应元素为硫。 【变式6-3】（25-26高一上·广东广州·期中）高铁酸钾()是一种绿色高效的新型净水剂，某实验小组制备的流程如下： 已知：高铁酸盐在酸性或中性溶液中快速产生，在碱性溶液中较稳定。请回答下列问题： （1）中铁元素的化合价为________价，从物质类别的角度分析，属于________(填标号)。 A．纯净物 B．混合物 C．电解质 D．氧化物 E．盐 （2）过程Ⅰ所涉及的离子方程式：_____________。 _________________________(请配平)。 （3）过程Ⅱ可说明相同条件下，溶解度更大的是_______(填“”或“”)，检验滤液中是否含有的操作及现象为用洁净的铂丝蘸取滤液在酒精灯外焰上灼烧，__________________，则说明含有，反之则无。 （4）若得到()固体，理论上至少需要_____。 （5）净水时可以氧化细菌，同时自身转化为胶体，吸附杂质。胶体中，分散质粒子的直径范围为_____________________________。 【答案】（1） +6 ACE （2） （3） 透过蓝色的钴玻璃观察火焰颜色，若火焰呈紫色 （4）0.3 （5）1～100nm 【分析】NaClO和NaOH混合液与发生反应生成Na2FeO4、NaCl、NaNO3， 向Na2FeO4溶液中加入饱和KOH溶液利用K2FeO4溶解度小于Na2FeO4的溶解度得到K2FeO4。 【解析】（1）K2FeO4中钾的化合价为+1价，氧的化合价为-2价，根据化合物中化合价代数和为0的可知铁元素的化合价为+6价，从物质类别的角度分析：K2FeO4中含有金属阳离子和酸根离子，属于盐，溶于水能导电，属于电解质，只有一种物质构成，属于纯净物，故选ACE； （2）该离子方程式中，次氯酸根中的氯得到电子，其还原产物为氯离子，+3价铁失去电子，生成高铁酸根离子，根据氧化还原反应中得失电子守恒的原则可知，配平后的方程式为； （3）过程Ⅱ中高铁酸钠和氢氧化钾反应生成了高铁酸钾固体，则说明高铁酸钾溶解度更小，即溶解度更大的是Na2FeO4；检验钾离子可以用焰色实验，透过蓝色的钴玻璃观察火焰颜色，若火焰呈紫色则说明有K+； （4）根据反应，则若制得，物质的量为=0.2mol，根据物质的量之比等于化学计量数之比可知，理论上消耗0.3； （5）胶体中分散质粒子的直径在1～100nm之间。 ▌题型07 基于金属元素的工艺流程题 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7】铝土矿是工业上制备金属铝的主要原料，其主要成分是Al2O3，同时还含有Fe2O3、SiO2。工业上可使用碱浸法提取铝土矿中的Al2O3，其工业流程如图所示。根据图示信息，请回答下列问题。(提示：SiO2不与稀盐酸反应) （1）操作I的名称是_______，写出溶液A中Al3+与过量NaOH溶液反应的离子方程式_______，滤渣B的主要成分是_______(填化学式)。 （2）写出溶液B中通入过量CO2产生沉淀的离子方程式是_______，该步骤中_______(填“能”或“不能”)改用盐酸代替通入CO2，原因是_______。 （3）实验室中进行煅烧时最适合用来盛放Al(OH)3固体的实验仪器名称是_______。 （4）用Al2O3与C、Cl2在高温条件下反应可制取AlCl3，每消耗0.5 mol碳单质，转移1mol电子，反应的化学方程式是_______。 （5）工业上通过电解熔融氧化铝制备金属铝时，写出电解方程式_______。 【答案】（1）过滤 Al3++4OH-=[Al(OH)4]-， Fe(OH)3 （2） [Al(OH)4]-+CO2=Al(OH)3↓+ 不能 若盐酸过量，氢氧化铝沉淀会溶解 （3）坩埚 （4）Al2O3+3C+3Cl2 2AlCl3+3CO （5）2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ 【分析】铝土矿的主要成分是Al2O3，同时还含有Fe2O3、SiO2，铝土矿中加入足量稀盐酸，Al2O3、Fe2O3和稀盐酸反应分别生成AlCl3、FeCl3，SiO2不溶于稀盐酸，分离难溶性固体和溶液采用过滤的方法，所以操作Ⅰ为过滤，得到的滤渣A为SiO2，滤液A中含有AlCl3、FeCl3和过量的稀盐酸；滤液A中加入过量NaOH溶液，AlCl3、FeCl3、HCl和NaOH分别生成NaAl(OH)4、Fe(OH)3、NaCl，操作Ⅱ为过滤，得到的滤渣B为Fe(OH)3，滤液B中含有NaCl、NaAl(OH)4和过量的NaOH，滤液B中通入过量CO2，NaAl(OH)4和过量CO2反应生成NaHCO3和Al(OH)3，操作Ⅲ为过滤，过滤后得到的滤渣为Al(OH)3沉淀，滤液中含有NaHCO3和NaCl，煅烧Al(OH)3得到Al2O3，据此分析解题。 【解析】（1）由分析可知，操作I为分离固体和溶液，该操作的名称是过滤，溶液A中加入过量NaOH溶液生成溶液B含有NaAl(OH)4，该反应的离子方程式为：Al3++4OH-=[Al(OH)4]-，滤渣B的主要成分是Fe(OH)3，故答案为：过滤；Al3++4OH-=[Al(OH)4]-；Fe(OH)3； （2）由分析可知，溶液B中含有NaAl(OH)4通入过量CO2产生沉淀Al(OH)3，该反应的离子方程式是：[Al(OH)4]-+CO2=Al(OH)3↓+，由于Al(OH)3能溶于盐酸而不溶于H2CO3，则若盐酸过量，氢氧化铝沉淀会溶解，该步骤中不能改用盐酸代替通入CO2，故答案为：[Al(OH)4]-+CO2=Al(OH)3↓+；不能；若盐酸过量，氢氧化铝沉淀会溶解； （3）实验室中加热固体一般使用耐高温的坩埚，则本实验进行煅烧时最适合用来盛放Al(OH)3固体的实验仪器名称是坩埚； （4）用Al2O3与C、Cl2在高温条件下反应可制取AlCl3，每消耗0.5 mol碳单质，转移1mol电子，即C由0价变为+2价，该反应的化学方程式是Al2O3+3C+3Cl2 2AlCl3+3CO； （5）工业上通过电解熔融氧化铝制备金属铝时，该电解方程式为：2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑。 【变式7-1】某实验小组以废催化剂(含SiO2、ZnS、CuS及少量的Fe3O4)为原料，回收锌和铜，设计实验流程如图： （1）在步骤①中，为提高浸出效率，可以采取的操作是_______、_______(写出两种即可)。 （2） 粗皓矾的化学式为_______·7H2O，处理步骤①的污染气体可以用氢氧化钠溶液，利用到的原理为：_______(用离子方程式表示)。 （3）在“滤液1”中，为检验是否含有Fe2+，可以采用的试剂是_______，若存在Fe2+，其现象为_______。 （4）已知蓝矾主要成分为：CuSO4·5H2O，步骤②发生主要反应的离子方程式为：_______。从“滤液2”中得到蓝矾的操作为：_______、_______、过滤、洗涤、干燥。 【答案】（1） 研磨 升温 （2）ZnSO4 H2S+2OH-=S2-+2H2O （3）铁氰化钾溶液 出现蓝色沉淀 （4）CuS+4H2O2=Cu2+++4H2O 蒸发浓缩 冷却结晶 【分析】废催化剂(含SiO2、ZnS、CuS及少量的Fe3O4)加入稀硫酸酸浸，发生反应ZnS+H2SO4=ZnSO4+H2S↑、Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O，过滤后滤液1中含有ZnSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3，经过蒸发浓缩、冷却结晶得到粗皓钒ZnSO4•7H2O；滤渣1含有SiO2、CuS，向滤渣1中加1.0mol/L的H2SO4和6%H2O2溶液并加热，发生氧化还原反应生成硫酸铜、硫，滤渣2含有硫和二氧化硅，滤液2含有硫酸铜，经蒸发浓缩、冷却结晶过滤、洗涤、干燥可得到粗蓝矾。 【解析】（1）将反应物研磨、升温均能提高提高浸出效率，故答案为：研磨；升温； （2）由上述分析可知，粗皓钒的化学式为ZnSO4•7H2O；步骤①中产生的污染性气体为H2S，H2S可用NaOH溶液吸收，发生的反应为H2S+2OH-=S2-+2H2O，故答案为：ZnSO4；H2S+2OH-=S2-+2H2O； （3）实验室常用铁氰化钾溶液检验是否含有Fe2+，若存在Fe2+，会出现蓝色沉淀，故答案为：铁氰化钾溶液；出现蓝色沉淀； （4）由上述分析可知，滤渣1含有SiO2、CuS，SiO2与稀硫酸不反应，加入1.0mol/L的H2SO4和6%H2O2溶液并加热，发生反应CuS+4H2O2=Cu2+++4H2O；从“滤液2”中得到蓝矾的操作为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：CuS+4H2O2=Cu2+++4H2O；蒸发浓缩；冷却结晶。 【变式7-2】某废旧金属材料中主要为及其氧化物的混合物。利用该废旧金属材料制备胆矾的一种流程如下： 已知：调可将与分离，但不能将与分离。 回答下列问题： （1）“破碎”的目的是___________。 （2）“碱浸”时发生反应的离子方程式为___________。 （3）“酸浸、氧化”的温度不宜过高，原因是___________；“滤渣2”的主要成分是___________(填化学式)。 （4）下列选项中可以检验酸浸、氧化后溶液里是否含有的是___________。 A．溶液，新制氯水 B．酸性高锰酸钾溶液 C．溶液 D．淀粉试纸 （5）测定产品的纯度：准确称取胆矾样品，完全溶解于稀硫酸中，用过量的溶液沉淀其中的铜元素，得到蓝色沉淀质量为。该样品纯度为___________(保留3位有效数字)。 【答案】（1）增加接触面积，加快反应速率 （2） （3）温度过高会分解，降低氧化效率 （4）B （5）83.3% 【分析】由题给流程可知，废旧金属材料粉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溶液，四氧化三铁和氧化铜不反应，过滤得到含有的滤液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、过波洗涤、干燥得到胆矾，由此分析。 【解析】（1）流程中“破碎”可以增大固体的表面积，使反应物的接触面积增大，有利于加快焙烧的反应速率，使废旧金属完全反应，故答案为：增加接触面积，加快反应速率； （2）碱浸时是氧化铝和氢氧化钠的反应，反应的离子方程式为：，故答案为：； （3）酸浸后溶液中含有铁离子和亚铁离子，氧化是将亚铁离子氧化为三价铁离子，该过程温度不宜过高，防止H2O2分解，降低氧化效率；根据上述分析可知，滤渣2的成分是，故答案为：温度过高会分解，降低氧化效率；； （4）检验是否含有Fe2+，可以选择酸性高锰酸钾溶液，亚铁离子会使酸性高锰酸钾溶液褪色，故答案选：B； （5）准确称取胆矾样品，完全溶解于稀硫酸中，用过量的溶液沉淀其中的铜元素，得到蓝色沉淀质量为，可知，根据可知，，纯度为，故答案为：83.3% 。 【变式7-3】闭环循环有利于提高资源利用率和实现绿色化学的目标。利用氨法浸取可实现废弃物铜包钢的有效分离，同时得到的可用于催化、医药、冶金等重要领域。工艺流程如下： 已知：室温下的。 回答下列问题： （1）首次浸取所用深蓝色溶液由铜毛丝、足量液氨、空气和盐酸反应得到，其主要成分为_______填化学式。 （2）滤渣的主要成分为_______填化学式。 （3）浸取工序的产物为，该工序发生反应的化学方程式为_______。浸取后滤液的一半经氧化工序可得深蓝色溶液，氧化工序发生反应的离子方程式为_______。 （4）浸取工序宜在之间进行。当环境温度较低时，浸取液再生后不需额外加热即可进行浸取的原因是_______。 （5）补全中和工序中主反应的离子方程式_______。 _______。 【答案】（1） （2） （3） （4）盐酸和液氨反应放热 （5） 【分析】将废弃物铜包钢经深蓝色溶液进行浸取，得到滤渣可进行炼钢；滤液部分经过空气、液氨和盐酸的作用，可再进行利用；另一部分滤液在硫酸和盐酸的作用下，进行中和，得到滤液经过置换可以得到海绵铜；得到滤渣经过稀盐酸、乙醇的洗涤，真空干燥，得到，以此进行分析。 【解析】（1）首次浸取所用深蓝色溶液由铜毛丝、足量液氨、空气和盐酸反应得到，结合教材中铜氨配离子的颜色，可判断其主要成分的阳离子为，阴离子为，则主要成分为； （2）原料为铜包钢，经过浸取，铜被氧化后转化为进入溶液，铁仍为固体，且流程图中明确指出，固体滤渣的主要用途为炼钢，则固体滤渣的主要成分为铁； （3）浸取工序中，反应物为铜单质和，产物为 ，根据得失电子守恒和原子守恒，可写出反应的化学方程式为 ；浸取后滤液的一半经氧化工序可得深蓝色溶液，反应物涉及 、、和，产物为，结合反应物中有、，可知还有生成，综合以上信息可知氧化工序发生反应的离子方程式为； （4）氧化工序中涉及被氧化为的反应，反应过程吸热或放热不易判断，但是再生还需加入液氨和盐酸，两种物质接触会发生酸碱中和反应，放出的热量可以维持浸取工序所需的温度； （5）中和工序后，已经析出，根据原子守恒、电荷守恒可以确定产物为、，则中和工序中主反应的离子方程式为。 / 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 题型02 铁合金及其用途 题型03 铝及其重要化合物 题型04 铝合金及其用途 题型05 新型合金及其用途 题型06 物质的量在化学方程式计算中的应用 题型07 基于金属元素的工艺流程题 ▌题型01 合金及其性能 合金 ①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。 【典例1】（25-26高一上·广东深圳·阶段检测）“大国重器”标注中国新高度。下列“大国重器”涉及到的材料主要成分属于合金的是 A．福建舰使用的特种钢 B．“中国天眼”使用的碳化硅 C．“天问一号”火星车的纳米气凝胶保温材料 D．“天宫”空间站的石墨烯存储器 【变式1-1】2024年10月1日，天安门广场举行庆祝中华人民共和国成立75周年升旗仪式。下列说法不正确的是 A．天安门城楼所涂的红色颜料，主要成分为Fe2O3 B．清晨第一缕阳光光芒万丈，该现象为丁达尔效应 C．国旗杆材料是高碳钢无缝钢管，钢是用量最大、用途最广的合金 D．庆祝节日燃放五彩的烟花，其焰色原理的本质是一种化学变化 【变式1-2】合金在日常生产生活中的应用非常广泛，以下说法正确的是 A．铝是地壳中含量最高的金属元素，铝合金也是用量最大，用途最广的合金 B．稀土金属称为冶金工业的维生素，一共包含17种元素 C．铁合金中，高碳钢的含碳量是最高的 D．喷气式飞机的发动机叶片是由镍钴合金制成，主要利用密度小的性质 【变式1-3】合金与纯金属制成的金属材料相比，优点是 ①合金的硬度一般比它的各成分金属的大　②一般地，合金的熔点比它的各成分金属的更低　③改变原料的配比、改变生成合金的条件，可以得到具有不同性能的合金　④合金比纯金属的导电性能更强　⑤合金比纯金属的应用范围更广泛 A．①②③⑤ B．②③④ C．①②④ D．①②④⑤ 【答案】A 【解析】一般情况下纯金属的导电性比合金的导电性好。 ▌题型02 铁合金及其用途 1．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。 2．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。 【典例2】中国传统文化和历史文物中蕴藏着丰富的化学知识，下列说法错误的是 A．“天接云涛连晓雾”中“雾”、“云”属于胶体，可发生丁达尔效应 B．“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也”，硝石中含有钾元素 C．“方家以磁石磨针锋，则能指南”中的磁石主要成分为 D．“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”，铁合金的比纯铁硬度大和熔点高 【变式2-1】铁及其合金在生活中使用较广，纯铁是柔韧而延展性较好的银白色金属，可用于制发电机和电动机的铁芯。钢铁是铁碳合金的总称，其强度高，价格便宜，应用广泛。下列对于碳素钢和合金钢的认识中，你认为正确的是 A．都属于钢，物理性质相同 B．它们的组成元素相同 C．地铁列车的车体材质为含、的不锈钢，具有较强的耐腐蚀能力 D．碳素钢和合金钢都是由铁合金组成的，因此它们的化学性质完全相同 【变式2-2】下列对陈述Ⅱ中因果关系的描述不正确的是 选项 陈述I 陈述Ⅱ A 向FeCl3溶液中加入淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝 氧化性Fe3+>I2 B 用Na2O2作呼吸面具的氧气来源 Na2O2能氧化CO2 C 向碳素钢中加入不同的合金元素制得不同性能的合金钢 碳素钢加入其他元素后组织结构发生变化 D 用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，出现“熔而不滴”的现象 铝表面新生成致密氧化膜包在铝的表面，其熔点高于Al熔点 【变式2-3】我国已成功完成某种性能优异的超级钢的研制，这一突破性的科技成果登上了著名学术期刊《科学》杂志。下列关于合金说法正确的是 A．我国最早使用的合金是黄铜 B．合金中只含有金属元素 C．合金都比纯金属的熔点更高，硬度更大 D．用于铸造硬币的合金需耐磨损、抗腐蚀且具有一定的硬度 【答案】D 【解析】A．我国最早使用的合金是青铜，故A错误； B．合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素，故B错误； C．合金一般比纯金属的熔点低，硬度大，故C错误； D．用于铸造硬币的合金需耐磨损、抗腐蚀且具有一定的硬度，以便于流通和保存，故D正确； 答案选D。 ▌题型03 铝及其重要化合物 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:Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ （2）铝、氧化铝与NaOH溶液反应 化学方程式:Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]、2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ （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。 3．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做两性氢氧化物)，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。 【典例3】（25-26高一上·广东佛山·阶段检测）在与Al反应放出的溶液中，下列离子一定不能大量存在的是 A． B． C． D． 【变式3-1】常温下，一定能大量共存的离子组是 A．常温下使石蕊试液变蓝的溶液：、、、 B．透明溶液：、、、 C．加入铁粉放出的溶液：、、、 D．加入铝粉放出的溶液：、、 【变式3-2】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 【变式3-3】下列离子方程式中，正确的是（ ） A．用氯气制氯水： B．Al与NaOH溶液反应： C．与稀盐酸反应： D．稀滴在铜片上： ▌题型04 铝合金及其用途 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。 【典例4】我国C919大型客机使用了第三代铝锂合金，具有密度低、强度高、耐腐蚀等特点。下列说法不正确的是 A．铝锂合金硬度比纯铝大 B．铝锂合金熔点比纯铝低 C．铝为惰性金属，比较耐腐蚀 D．铝有较好的导电性和导热性 【变式4-1】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．铝单质在化学反应中容易失去电子，表现出还原性 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 【变式4-2】铝是地壳中含量最高的金属元素，下列关于铝及其化合物的性质、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．可用溶液除去粉末中少量的 C．铝合金是用来制造飞机和宇宙飞船的理想材料 D．铝制品廉价易得，适用于厨房蒸煮和长期存放碱性食物 【变式4-3】铝合金大量用于飞机制造，是因为 A．Al的活泼性弱 B．常温下Al不与O2反应 C．Al的还原性弱 D．Al合金密度小，强度大 ▌题型05 新型合金及其用途 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5】（25-26高一上·广东湛江·期末）下列物质中所涉及的合金不属于新型合金的是 A．飞机发动机叶片——镍钛合金 B．“蛟龙”号潜水器——钛合金 C．不锈钢盆 D．新能源汽车储氢材料——La-Ni合金 【变式5-1】（25-26高一上·广东潮州·期末）合金的应用促进了人类社会的发展。下列不属于合金的是 A．储存和释放氢气用的储氢合金 B．“蛟龙”号的钛金属耐压球壳 C．不锈钢针 D．纸哪吒 【变式5-2】（25-26高一上·广东湛江·期末）在生产和生活中，金属材料具有广泛应用。下列说法错误的是 A．不锈钢——医疗器材 B．硬铝——制造飞机 C．镍基合金——喷气式飞机的发动机叶片 D．合金——医疗上制人体关节 【变式5-3】下列陈述Ⅰ和Ⅱ均正确且具有因果关系的是 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 储氢合金可用于以为燃料的汽车 合金的熔点低，硬度大 B 纯碱能与酸反应 纯碱能与治疗胃酸过多 C 二氧化碳可以灭火 金属钠着火用二氧化碳灭火 D 过氧化钠可用作航天员的供氧剂 能与或水反应生成氧气 ▌题型06 物质的量在化学方程式计算中的应用 物质的量在化学方程式计算中六个基本步骤： 【典例6】（25-26高一上·广东佛山·期中）下列说法中正确的是 A．标准状况下1 mol H2O的体积是22.4 L B．62 g Na2O溶于水配成1 L溶液，溶质的物质的量浓度为1 mol/L C．1 mol CO2和SO2气体的混合物，氧原子的个数为 D．1 L Na2CO3溶液与足量CaCl2溶液充分反应，可生成0.1 mol CaCO3沉淀 【变式6-1】实验室为测定镁铝合金中镁、铝含量设计如下流程。 下列说法错误的是 A．所加盐酸体积不少于250 mL B．镁铝合金中镁、铝质量之比为 C．沉淀1消耗NaOH的物质的量为0.2 mol D．沉淀2的质量为 【变式6-2】（25-26高一上·广东·期中）国际上采用了一个新的物理量——物质的量，它将可称量的物质与难以称量的微观粒子之间联系起来。物质的量这一物理量为我们提供了一个定量认识物质组成的新视角。回答下列问题： （1）标准状况下，气体中含有氮元素的质量为________g。 （2）与________中所含的电子数相同。 （3）液态化合物在中恰好完全燃烧，化学方程式为，冷却后，在标准状况下测得生成物的体积是33.6 L，质量为。 ①反应前的物质的量为________mol；化合物的摩尔质量是________。 ②若中、两元素的质量比为3∶16，则元素为________(填元素名称)。 【变式6-3】（25-26高一上·广东广州·期中）高铁酸钾()是一种绿色高效的新型净水剂，某实验小组制备的流程如下： 已知：高铁酸盐在酸性或中性溶液中快速产生，在碱性溶液中较稳定。请回答下列问题： （1）中铁元素的化合价为________价，从物质类别的角度分析，属于________(填标号)。 A．纯净物 B．混合物 C．电解质 D．氧化物 E．盐 （2）过程Ⅰ所涉及的离子方程式：_____________。 _________________________(请配平)。 （3）过程Ⅱ可说明相同条件下，溶解度更大的是_______(填“”或“”)，检验滤液中是否含有的操作及现象为用洁净的铂丝蘸取滤液在酒精灯外焰上灼烧，__________________，则说明含有，反之则无。 （4）若得到()固体，理论上至少需要_____。 （5）净水时可以氧化细菌，同时自身转化为胶体，吸附杂质。胶体中，分散质粒子的直径范围为_____________________________。 ▌题型07 基于金属元素的工艺流程题 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7】铝土矿是工业上制备金属铝的主要原料，其主要成分是Al2O3，同时还含有Fe2O3、SiO2。工业上可使用碱浸法提取铝土矿中的Al2O3，其工业流程如图所示。根据图示信息，请回答下列问题。(提示：SiO2不与稀盐酸反应) （1）操作I的名称是_______，写出溶液A中Al3+与过量NaOH溶液反应的离子方程式_______，滤渣B的主要成分是_______(填化学式)。 （2）写出溶液B中通入过量CO2产生沉淀的离子方程式是_______，该步骤中_______(填“能”或“不能”)改用盐酸代替通入CO2，原因是_______。 （3）实验室中进行煅烧时最适合用来盛放Al(OH)3固体的实验仪器名称是_______。 （4）用Al2O3与C、Cl2在高温条件下反应可制取AlCl3，每消耗0.5 mol碳单质，转移1mol电子，反应的化学方程式是_______。 （5）工业上通过电解熔融氧化铝制备金属铝时，写出电解方程式_______。 【变式7-1】某实验小组以废催化剂(含SiO2、ZnS、CuS及少量的Fe3O4)为原料，回收锌和铜，设计实验流程如图： （1）在步骤①中，为提高浸出效率，可以采取的操作是_______、_______(写出两种即可)。 （2） 粗皓矾的化学式为_______·7H2O，处理步骤①的污染气体可以用氢氧化钠溶液，利用到的原理为：_______(用离子方程式表示)。 （3）在“滤液1”中，为检验是否含有Fe2+，可以采用的试剂是_______，若存在Fe2+，其现象为_______。 （4）已知蓝矾主要成分为：CuSO4·5H2O，步骤②发生主要反应的离子方程式为：_______。从“滤液2”中得到蓝矾的操作为：_______、_______、过滤、洗涤、干燥。 【变式7-2】某废旧金属材料中主要为及其氧化物的混合物。利用该废旧金属材料制备胆矾的一种流程如下： 已知：调可将与分离，但不能将与分离。 回答下列问题： （1）“破碎”的目的是___________。 （2）“碱浸”时发生反应的离子方程式为___________。 （3）“酸浸、氧化”的温度不宜过高，原因是___________；“滤渣2”的主要成分是___________(填化学式)。 （4）下列选项中可以检验酸浸、氧化后溶液里是否含有的是___________。 A．溶液，新制氯水 B．酸性高锰酸钾溶液 C．溶液 D．淀粉试纸 （5）测定产品的纯度：准确称取胆矾样品，完全溶解于稀硫酸中，用过量的溶液沉淀其中的铜元素，得到蓝色沉淀质量为。该样品纯度为___________(保留3位有效数字)。 【变式7-3】闭环循环有利于提高资源利用率和实现绿色化学的目标。利用氨法浸取可实现废弃物铜包钢的有效分离，同时得到的可用于催化、医药、冶金等重要领域。工艺流程如下： 已知：室温下的。 回答下列问题： （1）首次浸取所用深蓝色溶液由铜毛丝、足量液氨、空气和盐酸反应得到，其主要成分为_______填化学式。 （2）滤渣的主要成分为_______填化学式。 （3）浸取工序的产物为，该工序发生反应的化学方程式为_______。浸取后滤液的一半经氧化工序可得深蓝色溶液，氧化工序发生反应的离子方程式为_______。 （4）浸取工序宜在之间进行。当环境温度较低时，浸取液再生后不需额外加热即可进行浸取的原因是_______。 （5）补全中和工序中主反应的离子方程式_______。 _______。 / 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 $