考點08 金屬材料鋁及其化合物（考點歸納）——2023年高中化學學業(yè)水平考試專項精講+測試（人教版2019必修1+必修2）-試卷下載-教習網(wǎng)

考點08 金屬材料鋁及其化合物1．了解常見鐵合金的種類、性能及其在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。2．掌握鋁及其氧化物的性質(zhì)，了解鋁合金的性能及其在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。3．了解一些新型合金的應(yīng)用。考點一　鐵合金[來源:學科網(wǎng)ZXXK]1．合金(1)概念：由兩種或兩種以上的金屬與金屬(或非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。(2)性能特征：合金具有許多優(yōu)良的物理、化學或機械性能，在許多方面不同于各成分金屬。①合金的硬度及機械性能一般大于成分金屬。②合金的熔點多數(shù)低于成分金屬。(3)影響性能的因素由于所添加合金元素的種類、含量和形成合金的條件不同，則使合金的組成結(jié)構(gòu)不同，進而使合金具有的性能不同。2．鐵合金(1)生鐵和鋼的比較生鐵鋼含碳量2%～4.3%0.03%～2%性能特征硬度大、抗壓、性脆、可鑄造成型[來源:Zxxk.Com]有良好的延展性、機械性能好、可以鍛軋和鑄造主要應(yīng)用制造機座、管道等制造機械和交通工具等(2)鋼的分類其中不銹鋼是一種重要的合金鋼，合金元素主要是鉻和鎳，在大氣中比較穩(wěn)定，不易生銹，抗蝕能力強，常用于制造醫(yī)療器械、廚房用具和餐具，以及地鐵列車的車體等。考點二　鋁的存在、制備和性質(zhì)1．鋁的存在及制備(1)鋁是地殼中含量最多的金屬元素，主要是以化合態(tài)存在。(2)工業(yè)上主要從鋁土礦中獲取金屬鋁，鋁土礦主要成分是Al2O3。工業(yè)制鋁的反應(yīng)為：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。2．鋁的性質(zhì)(1)鋁與氧氣的反應(yīng)為4Al＋3O2===2Al2O3。鋁的性質(zhì)活潑，但是鋁在空氣中卻能穩(wěn)定存在，是因為鋁和氧氣反應(yīng)生成的致密的氧化鋁薄膜，可阻止內(nèi)部金屬繼續(xù)與氧氣接觸反應(yīng)。(2)鋁與非氧化性強酸(如稀H2SO4)溶液反應(yīng)的離子方程式為：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。(3)常溫下，鋁遇濃硫酸、濃硝酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象。(4)鋁與強堿溶液反應(yīng)的化學方程式為：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。離子方程式為：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。(5)鋁熱反應(yīng)(鋁與氧化鐵)的化學方程式：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，可用于焊接鐵軌。考點三　重要的含鋁化合物的性質(zhì)1．.氧化鋁氧化鋁是兩性氧化物(既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水)。(1)與鹽酸溶液反應(yīng)的化學方程式為：Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O。離子方程式為：Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O。(2)與NaOH溶液反應(yīng)的化學方程式為：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。離子方程式為：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。2．氫氧化鋁Al(OH)3是兩性氫氧化物。(1)與鹽酸溶液反應(yīng)的化學方程式為：Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O。離子方程式為：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。(2)與NaOH溶液反應(yīng)的化學方程式為：Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O。離子方程式為：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。(3)受熱分解的反應(yīng)方程式為：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。(4)制備：實驗室常用鋁鹽與足量氨水反應(yīng)制Al(OH)3。其化學方程式為：Al2(SO4)3＋6NH3·H2O===2Al(OH)3↓＋3(NH4)2SO4。離子方程式為：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。3．明礬明礬是十二水合硫酸鋁鉀[KAl(SO4)2·12H2O]，明礬常用作凈水劑，是因為明礬溶于水，在天然水中鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體，離子方程式為Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H+。而氫氧化鋁膠體具有吸附性，可以和水中的泥沙形成絮狀不溶物沉降下來，使水澄清。考點四　鋁合金1．形成：鋁中加入其他元素(如銅、鎂、硅、錳、鋅及稀土元素等)經(jīng)熔合形成鋁合金。2．性能：密度小、強度高、塑性好、易于成型、具有較強的抗腐蝕能力等。3．應(yīng)用：是制造炊具、門窗、飛機和宇宙飛船外殼的原料。【溫馨提示】 (1)活潑金屬與酸反應(yīng)是金屬的通性，而鋁不僅能與酸(H＋)反應(yīng)，還能夠與堿溶液反應(yīng)，表現(xiàn)出特殊性：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。(2)鋁制品不宜長時間盛放咸菜等腌制食品，原因是氯化鈉溶液中的氯離子會破壞氧化膜的結(jié)構(gòu)。考點五　新型合金種類儲氫合金鈦合金耐熱合金形狀記憶合金應(yīng)用用于以H2為燃料的汽車制造耐壓球殼制造噴氣式飛機發(fā)動機葉片制造航天器天線考向一合金【例1】下列生活物品中所涉及的合金材料屬于新型合金的是( )選項ABCD物品下水井蓋鍋新能源汽車飛機材料生鐵不銹鋼儲氫合金硬鋁【解析】C【解析】A項，生鐵是常見的鐵合金，不屬于新型合金，A錯誤；B項，不銹鋼是常見的鐵合金，不屬于新型合金，B錯誤；C項，儲氫合金是由兩種特定金屬構(gòu)成的合金，屬于新型合金，C正確；D項，硬鋁是常見的鋁合金，不屬于新型合金，D錯誤；故選C。【例2】鋼鐵是鐵和碳的合金的總稱，其強度高、價格便宜、應(yīng)用廣泛。在以下關(guān)于不銹鋼和普通鋼的認識中，你認為正確的是(　　)A．它們的組成元素是相同的B．耐腐蝕的性能不同C．它們都屬于鋼，因此物理性質(zhì)相同D．構(gòu)成普通鋼和不銹鋼的主要元素都是鐵，因此它們的化學性質(zhì)相同【答案】B 【解析】不銹鋼是在普通鋼的基礎(chǔ)上加入Cr、Ni等多種元素煉成的鋼材，它具有在常溫下、空氣中不易生銹的特點，B項正確。【例3】青銅是人類最早使用的合金。下列關(guān)于合金的說法不正確的是( )A．目前世界上使用量最大的合金是鋁合金B．合金具有許多優(yōu)良的物理、化學或機械性能C．稀土金屬對改善合金的性能作用非常大D．儲氫合金、鈦合金、耐熱合金和形狀記憶合金能滿足某些尖端技術(shù)的需要【答案】A【解析】A項，目前世界上使用量最大的合金是鋼鐵，不是鋁合金，故A符合題意；B項，合金是指在一種金屬中加熱熔合其它金屬或非金屬而形成的具有金屬特性的物質(zhì)，合金的顏色比純金屬的顏色鮮艷，抗腐蝕能力更強，故合金具有許多優(yōu)良的物理、化學或機械性能，故B不符合題意；C項，稀土金屬被稱為“冶金工業(yè)的維生素”，在合金中加入稀土金屬，使合金具有更優(yōu)良的性能，對改善合金的性能作用非常大，故C不符合題意；D項，儲氫合金是一種新型合金，一定條件下能吸收氫氣，一定條件能放出氫氣，循環(huán)壽命性能優(yōu)異，并可被用于大型電池，尤其是電動車輛、混合動力電動車輛；鈦合金、耐熱合金和形狀記憶合金主要應(yīng)用于衛(wèi)星、航空航天、生物工程和電子工業(yè)等，這些合金能滿足某些尖端技術(shù)的需要，故D不符合題意；故選A。考向二鋁【例4】常溫下，下列物質(zhì)可以用鋁制容器盛裝的是(　　)A.氫氧化鈉溶液 B.稀硫酸 C.濃鹽酸 D.濃硝酸【答案】D　【解析】鋁制容器表面有一層致密的氧化膜，能夠阻止內(nèi)部金屬被腐蝕。但這層氧化膜能溶解在酸或強堿中，故這些物質(zhì)不能用于鋁制容器盛裝。在常溫下鋁在濃硝酸或濃硫酸中發(fā)生鈍化，所以可以用來盛裝濃硝酸。【例5】Al在空氣中能夠穩(wěn)定存在的原因是( )A．Al的活潑性差 B．Al表面有致密的氧化膜C．Al與氧氣不反應(yīng) D．Al的還原性差【答案】B【解析】A項，鋁是一種比較活潑的金屬，A錯誤；B項，鋁能與空氣中的氧氣迅速反應(yīng)，在表面形成一層致密的氧化物保護薄膜，這是鋁在空氣中能穩(wěn)定存在的主要原因，B正確；C項，常溫下，鋁在空氣中易與氧氣反應(yīng)生成氧化鋁，C錯誤；D項，鋁最外層有三個電子，易失電子，還原性很強，D錯誤；故選B。【例6】下列各組物質(zhì)，不能按(“→”表示反應(yīng)一步完成)關(guān)系轉(zhuǎn)化的是(　　)選項abcAAl2O3NaAlO2Al(OH)3BAlCl3Al(OH)3NaAlO2CAlAl(OH)3Al2O3DMgCl2Mg(OH)2MgO【答案】C【解析】Al2O3與過量NaOH反應(yīng)生成NaAlO2，NaAlO2與AlCl3反應(yīng)生成Al(OH)3，Al(OH)3受熱分解得Al2O3，A符合；AlCl3與少量NaOH反應(yīng)生成Al(OH)3，Al(OH)3與NaOH反應(yīng)生成NaAlO2，NaAlO2和過量鹽酸反應(yīng)生成AlCl3，B符合；Al不能一步生成Al(OH)3，C不符合；MgCl2與NaOH反應(yīng)生成Mg(OH)2，Mg(OH)2受熱分解得MgO，MgO和鹽酸反應(yīng)生成MgCl2，D符合。1．在生活、生產(chǎn)中，目前用量最大，用途最廣的合金是(　　)A．鈦合金 B．銅 C．鋼 D．硬鋁【答案】C【解析】鋼是對含碳量質(zhì)量百分比0.03%-2%之間的鐵碳合金，是目前世界上用量最大的合金，故選C。2．下列所用材料不屬于合金的是(　　) A. 家用的鋁窗 B. 建筑用的鋼筋 C. 鑄造用的黃銅 D. 溫度計用的水銀【答案】D 【解析】A項，家用的鋁窗含有的元素有鋁、銅、硅、鎂、鋅、錳等，所以是合金，故A不選；B項，鋼筋中含有鐵、碳等元素，所以建筑用的鋼筋是合金，故B不選；C項，黃銅中含有銅和鋅，所以鑄造用的黃銅是合金，故C不選；D項，水銀是單質(zhì)，所以溫度計用的水銀不是合金，故D選；故選D。3．某種鋼鐵材料含碳為2.4%，這種材料是( )A．生鐵 B．特種鋼 C．碳素鋼 D．高碳鋼【答案】A【解析】生鐵的含碳量為2％～4.3％，這種含碳量為2.4％的鋼鐵材料是生鐵。鋼(不論是特種鋼，還是普通鋼)含碳量在0.03％～2％之間。故選A。4．常溫下，將鋁片投入濃H2SO4中，下列說法正確的是( )A．鋁被鈍化 B．不發(fā)生反應(yīng) C．產(chǎn)生大量SO2 D．產(chǎn)生大量H2【答案】A【解析】濃硫酸具有強氧化性，與鋁發(fā)生鈍化反應(yīng)，鋁表面產(chǎn)生一層致密的氧化薄膜，阻礙反應(yīng)的進行，故A正確。5．下列有關(guān)金屬及其合金的說法正確的是( )A．鋼的含碳量比生鐵高B．不銹鋼是一種合金鋼，只含金屬元素C．常溫下，鋁不易與空氣中的氧氣反應(yīng)，因此日常用的鋁制品不需要特殊保護D．儲氫材料鑭鎳合金能大量吸收H2形成金屬氫化物【答案】D【解析】A項，生鐵的含碳量比鋼高，A錯誤；B項，不銹鋼是一種合金鋼，不銹鋼中含碳量較低，最大不超過1.2%，除含有金屬元素外，還含有非金屬元素，B錯誤；C項，鋁為活潑金屬，與氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁，保護內(nèi)部鋁不被腐蝕，日常生活中，不宜用鋼絲球擦洗鋁制品表面，C錯誤；D項，儲氫材料是一種能可逆地吸收和釋放氫氣的材料，鑭鎳合金能大量吸收H2形成金屬氧化物，D正確；故選D。6．下列有關(guān)鋁及其化合物的性質(zhì)說法，正確的是( )A．Al2O3熔點高，可用作耐高溫材料B．氧化鋁坩堝可用于熔融NaOH實驗C．鋁在空氣中不易被氧化，是因為其性質(zhì)不活潑D．把氯化鋁溶液滴入濃氫氧化鈉溶液中，立即產(chǎn)生大量白色沉淀【答案】A【解析】A項，Al2O3熔點高，高溫不易分解，可做耐高溫材料，A正確；B項，氧化鋁可以和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O，B錯誤；C項，鋁在空氣中易形成一層致密的氧化膜，阻止反應(yīng)繼續(xù)進行，不是鋁的性質(zhì)不活潑，C錯誤；D項，氯化鋁溶液滴入濃氫氧化鈉溶液中，一開始氫氧化鈉過量，發(fā)生AlCl3＋4NaOH == NaAlO＋3NaCl＋2H2O，一開始不出現(xiàn)沉淀，D錯誤；故選A。7．下列關(guān)于鋁的敘述中正確的是(　　)A．鋁還原性強且親氧性強，所以可通過鋁熱反應(yīng)冶煉高熔點金屬B．鋁在空氣中極易銹蝕，所以鋁制品的使用時間很短C．鋁能耐稀硫酸腐蝕，所以運送稀硫酸可用鋁制槽車D．鋁的導電性比銅、銀更強，所以常用以制造電線、電纜【答案】A【解析】鋁在空氣中形成致密的氧化膜，保護內(nèi)層鋁不被氧化，B錯；鋁能被稀硫酸腐蝕，C錯；鋁的導電性不如銅、銀，D錯。8．下列離子方程式書寫錯誤的是(　　)A．氯化鋁溶液與少量NaOH溶液反應(yīng)： Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓B．Al(OH)3溶于NaOH溶液中：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2OC．NaAlO2溶液中通入過量的CO2：2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋COD．Al2O3粉末溶于NaOH溶液中：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O【答案】C【解析】NaAlO2與過量CO2反應(yīng)，應(yīng)生成NaHCO3，C不正確。9．下列各組離子能在同一溶液里大量共存的是(　　)A．Na＋、Al3＋、Cl－、AlO B．K＋、H＋、SO、AlOC．Na＋、Al3＋、NO、OH－ D．K＋、Na＋、AlO、CO【答案】D【解析】Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓，A不正確；H＋＋AlO＋H2O===Al(OH)3↓，B不正確；Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，C不正確。10．閱讀材料，回答下列問題。材料：近年來，科技人員研究得到一種新型材料——泡沫鋁。它是把發(fā)泡劑加到熔融或固體粉末的鋁合金中而制成的，其優(yōu)點是硬度高，密度小(約為0.16克/厘米3～0.5克/厘米3)，比木材還輕，可浮于水面，又有很大剛性，且隔音、保溫，是一種良好的建筑材料和輕質(zhì)材料，可大批量投放市場。(1)鋁制成鋁箔作食品包裝，是利用它的哪一性質(zhì)(_____)。A．金屬光澤 B．延展性 C．導電性 D．導熱性(2)鋁在空氣中會被氧化生成一層致密的氧化膜(氧化物)而對鋁起保護作用，但這層氧化膜(氧化物)遇到強酸或強堿都會溶解，請寫出：其與鹽酸反應(yīng)的離子方程式：____________________________________。與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學方程式：______________________________。(3)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)，相同條件下所得H2的體積之比____________。(4)足量的兩份鋁分別投入到等體積、一定物質(zhì)的量濃度的HCl、NaOH溶液中，二者產(chǎn)生的H2相等，則HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是____________。(5)甲、乙兩燒杯中各盛有100mL3mol·L-1的鹽酸和NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后，相同條件下測得生成的氣體體積比為V(甲)：V(乙)＝1：2，則加入鋁粉的質(zhì)量為___________。A．5.4g B．3.6g C．2.7g D．1.8g【答案】(1)B (2)Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O (3)1：1 (4)3：1 (5)A【解析】(1)鋁制成鋁箔作食品包裝，是利用了鋁的延展性，答案選B；(2)氧化鋁為兩性氧化物，可與酸、堿反應(yīng)生成鹽和水，其與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O，與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學方程式為Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O；(3)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)，由于在反應(yīng)中鋁失去電子的物質(zhì)的量相等，所以根據(jù)電子得失守恒可知相同條件下所得H2的體積之比為1:1；(4)鋁與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)的方程式分別是2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，因此當二者產(chǎn)生的H2相等時，HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是6:2=3:1；(5)鋁粉和鹽酸反應(yīng)方程式為2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑，鋁粉和NaOH反應(yīng)方程式為2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑，根據(jù)方程式關(guān)系可判斷消耗等量的鋁，需要鹽酸的物質(zhì)的量比NaOH多，但反應(yīng)中V(甲)：V(乙)=1：2，可知鹽酸完全參與反應(yīng)，鹽酸的物質(zhì)的量是0.3mol，根據(jù)H守恒可知V(甲)=0.15mol，則V(乙)=0.3mol，因此根據(jù)對應(yīng)方程式可知n(Al)=0.2mol，則加入鋁粉的質(zhì)量為5.4克，故選A。

相關(guān)試卷

相關(guān)試卷更多

相關(guān)試卷

相關(guān)試卷 更多

相關(guān)試卷更多