【暑假初升高】人教版化學初三（升高一）暑假預習-第15講金屬材料講學案-學案下載-教習網

?第15講金屬材料
【學習目標】
1．知道金屬材料的常見類型——純金屬及其合金。
2．認識三大合金——鐵合金、鋁合金及新型合金的組成、性能與應用。
3．會書寫鋁、氧化鋁及氫氧化鋁與酸、堿反應的方程式。
4．結合化學方程式了解物質的量、摩爾質量、氣體摩爾體積、物質的量濃度等概念之間的有關計算。
5．了解化學計算中的常見類型，學會用解題技巧進行計算。

【基礎知識】

什么是合金？為什么通常不用純的金屬，而使用合金？
一、合金
1．概念
由兩種或兩種以上的金屬（或金屬和非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質。
2．特性

2．結構

純金屬內原子的排列十分規(guī)整合金內原子層之間的相對滑動變得困難
二、三大合金
1．鐵合金
（1）分類

（2）鋼

（2022年廣東省廣州市海珠區(qū)期末）我國古代勞動人民對鋼鐵冶煉技術有重大貢獻，其中“灌鋼法”主要是將生鐵和熟鐵(含碳量約0.1%)混合加熱，生鐵熔化灌入熟鐵，再鍛打成鋼。下列說法錯誤的是
A．鋼是以鐵為主的含碳合金 B．生鐵由于含碳量高，熔點比純鐵高
C．鋼的含碳量越高，硬度和脆性越大 D．煉鐵的原料之一赤鐵礦主要成分為Fe2O3
【答案】B
【解析】A項，鋼是鐵、碳合金，以鐵為主，正確；B項，生鐵的含碳量較高，屬于鐵、碳合金，合金的熔點要比組成其純金屬的熔點低，錯誤；C項，鋼的硬度和脆性隨著含碳量的增大而增大，所以含碳量越高，硬度和脆性越大，正確；D項，工業(yè)煉鐵的原料之一赤鐵礦的主要成分為氧化鐵，正確。
2．鋁合金
（2）鋁合金
制取
向鋁中加入少量的Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等
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
用途
制造炊具、門窗、飛機和宇宙飛船外殼的原料
3．新型合金
鈦合金
鈦合金強度高、耐蝕性好、耐熱性高。主要用于制作飛機發(fā)動機壓氣機部件，其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件。
儲氫合金
是能大量吸收H2，并與H2結合成金屬氫化物的材料。如Ti－Fe合金、La－Ni合金。
形狀記憶合金
是通過熱彈性與馬氏體相變及其逆變而具有形狀記憶效應的由兩種以上金屬元素所構成的材料。形狀記憶合金是形狀記憶材料中形狀記憶性能最好的材料。
耐熱合金
是在高溫使用環(huán)境條件下，具有組織穩(wěn)定和優(yōu)良力學、物理、化學性能的合金。包括耐熱鋼、耐熱鋁合金、耐熱鈦合金、高溫合金、難熔合金等。耐熱合金在高溫下具有一定拉伸、蠕變、疲勞性能、物理、化學性能和工藝性能。

滴鹽酸的有氣泡生成，滴濃硫酸和濃硝酸的無明顯現象
鋁片逐漸溶解，有氣泡冒出

三、鋁、氧化鋁和氫氧化鋁
1．鋁
結構
鋁的原子結構示意圖為
存在
鋁是地殼中含量最多的金屬元素，自然界中的鋁全部以化合態(tài)存在
物理性質
銀白色有金屬光澤的固體，有良好的延展性、導電性和傳熱性等，密度較小，質地柔軟
化學性質
通性
非金屬單質反應
4Al＋3O22Al2O3 致密氧化鋁薄膜，可保護內部金屬
非氧化性酸反應
2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑
鹽反應
2Al＋3Cu2＋＝2Al3＋＋3Cu
水反應
2Al＋6H2O2Al(OH)3＋3H2↑
特性
鈍化
室溫下，鋁在濃硫酸、濃硝酸中，表面形成一層致密的氧化物膜，保護內部的金屬不再與酸反應
與堿反應
2Al＋2H2O＋2NaOH＝2NaAlO2＋3H2↑
2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO＋3H2↑

鋁與氫氧化鈉溶液反應的實質是鋁先與強堿溶液中的水反應生成H2和Al(OH)3，然后Al(OH)3再與NaOH反應生成H2O和NaAlO2，反應中鋁做還原劑，水做氧化劑，NaOH無電子得失。
用雙線橋法和單線橋法分別表示

過一會兒才產生氣泡
立即產生氣泡
2．氧化鋁
物理性質
白色固體，難溶于水，硬度大，熔點很高，是優(yōu)良耐火材料
化學性質
與酸反應
Al2O3＋6HCl＝2AlCl3＋3H2O Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2O
與堿反應
Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O Al2O3＋2OH－＝2AlO2－＋H2O
用途
制造耐火、耐高溫器材、工業(yè)冶煉鋁、可以制作各種寶石

兩性氫氧化物——既能與酸反應生成鹽和水，又能與堿反應生成鹽和水的氫氧化物，稱為兩性氫氧化物。

氯化鋁溶液中滴加氨水產生沉淀，
再加過量氨水沉淀不溶解
氯化鋁溶液中滴加氫氧化鈉溶液產生沉淀，
再加過量氫氧化鈉溶液沉淀溶解
3．氫氧化鋁
物理性質
白色膠狀不溶于水的固體，有較強的吸附性
化學性質
與酸反應
Al(OH)3＋3HCl＝AlCl3＋3H2O Al(OH)3＋3H＋＝Al3＋＋3H2O
與堿反應
Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2＋2H2O Al(OH)3＋OH－＝AlO2－＋2H2O
不穩(wěn)定性
2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
制備
鋁鹽與足量氨水
Al3＋＋3NH3·H2O＝Al(OH)3↓＋3NH
偏鋁酸鹽與足量CO2
AlO2－＋CO2＋2H2O＝Al(OH)3↓＋HCO3－
用途
氫氧化鋁膠體有較強的吸附性，可用于凈水；氫氧化鋁堿性不強，可以用作胃酸中和劑

（2022年貴州省黔東南州期末）下列有關金屬鋁及其化合物的敘述正確的是
A．鋁制品不易被腐蝕，因為Al在常溫下不與氧氣反應
B．鋁是地殼中含量最多的金屬元素
C．鋁制品有致密的氧化膜，可長時間盛放酸性或堿性食物
D．氫氧化鋁屬于堿，不能與堿溶液反應
【答案】B
【解析】A項，鋁制品不易被腐蝕，是因為鋁在常溫下與空氣中氧氣反應，表面生成一層致密的氧化鋁薄膜，阻止鋁與氧氣繼續(xù)反應，錯誤；B項，地殼中含量最多的非金屬元素是氧，含量最多的金屬元素是鋁，正確；C項，鋁制品表面的氧化膜為氧化鋁，氧化鋁與酸性或堿性的物質反應，不可長時間盛放酸性或堿性食物，錯誤；D項，氫氧化鋁屬于堿，但可以與強堿溶液反應，錯誤。
三、物質的量在化學方程式計算中的應用
1．物質的量在化學方程式計算中的應用
物質是由原子、分子、離子等粒子構成的，物質之間的化學反應也是粒子按照一定的數目關系進行的。
多角度解讀方程式表示的含義

①化學方程式中各物質的化學計量數之比等于粒子個數之比，也等于各物質的物質的量之比。
②對于有氣體參與的反應，在同溫同壓下各氣體的化學計量數之比等于體積之比。
2．解題步驟

3．計算類型
基本計算
已知一種反應物(或生成物)的量求解其他物質的有關量，此時，只要按照化學方程式中量的關系，列出已知物質和待求物質的比例式計算便可。
混合物反應的計算
設混合物中各物質的物質的量為x、y，按照化學方程式中量的關系，并用x、y表示，列出方程組解答。
過量計算
給出了兩種反應物的量，求解某產物的量。
方法：按照化學方程式中量的關系進行判斷，哪一種物質過量，然后根據不足的物質的量進行求解。

【考點剖析】
考點一：合金的性質與應用
例1．（2022年甘肅省清遠縣期末）合金的應用極大地促進了人類社會的發(fā)展。下列物質所使用的材料不屬于合金的是

A．汽車輪胎(橡膠)
B．下水道井蓋(生鐵)
C．航母甲板(鋼)
D．公路防撞護欄(鋁鎂合金)
【答案】A
【解析】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；合金具有以下特點：①一定是混合物，②合金中至少有一種金屬等。
A項，汽車輪胎(橡膠)有機化合物，屬于有機材料，不屬于合金，符合題意；B項，下水道井蓋(生鐵)是碳與鐵的合金，則生鐵屬于合金，不符合題意；C項，航母甲板(鋼)是碳與鐵的合金，則鋼屬于臺金，不符合題意；D項，鎂鋁合金屬于合金材料，不符合題意。
考點二：鋁的有關計算
例2．（2022年廣西省欽州市期末）把33.2 g含鎂，鋁、銅的合金粉末分為兩等份，一份放入過量氫氧化鈉溶液中，得到6.72 L氫氣(標準狀況)，另一份放入過量鹽酸中，得到11.2 L氫氣(標準狀況)。試計算(無解題過程不給分)；
（1）該合金中鋁的質量為___________g。
（2）該合金中鎂、鋁、銅的物質的量之比為_______________。
【答案】（1）10.8 g （2）2∶2∶1
【解析】（1）標準狀況，6.72 L H2 的物質的量是＝0.3 mol
設一份合金中鋁的物質的量是x。
2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑
2 3
x 0.3 mol
解得x＝0.2 mol
所以該合金中鋁的質量為0.2 mol×27 g·mol－1×2＝10.8 g。
（2）鋁和鎂都能與鹽酸反應放出氫氣，另一份放入過量鹽酸中，得到氣體共11.2 L(標準狀況)，則鎂與鹽酸反應放出氫氣的體積是(11.2－6.72) L＝4.48 L(標準狀況)，氫氣的物質的量是0.2 mol
設一份合金中鎂的物質的量是y。
Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑
1 1
y 0.2 mol
解得y＝0.2 mol
則一份合金中鎂的質量是0.2 mol×24 g·mol－1＝4.8 g
銅的質量是16.6 g－4.8 g－0.2 mol×27 g·mol－1＝6.4 g，銅的物質的量是0.1 mol
該合金中鎂、鋁、銅的物質的量之比為0.2 mol∶0.2 mol∶0.1 mol＝2∶2∶1。
考點三：氫氧化鋁的性質與計算
例3．（2022年湖北省部分市州期末聯合調研選編）在含有H＋、Mg2＋、Al3＋簡單陽離子的100 mL溶液中，逐滴滴加5 mol·L－1 的NaOH溶液到過量，生成沉淀的質量與加入的NaOH溶液的體積關系如圖所示。由圖中數據分析計算：

①沉淀減少時發(fā)生的離子方程式：__________________________________。
②a點的數值為：_______mL。
【答案】①Al(OH)3＋OH－＝AlO2－＋2H2O ②160
【解析】向含有鎂離子、鋁離子和氫離子的溶液中加入氫氧化鈉溶液，結合圖示可知，氫離子先和氫氧化鈉溶液反應消耗氫氧化鈉溶液20 mL，20～a為鎂離子、鋁離子和氫氧化鈉溶液反應生成氫氧化鎂、氫氧化鋁沉淀，a～b為氫氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉。
①沉淀減少時發(fā)生的離子方程式為：Al(OH)3＋OH－＝AlO2－＋2H2O；②由圖示和分析可知，產生氫氧化鎂的質量為11.6 g，物質的量為：＝0.2 mol，消耗氫氧根離子0.4 mol；產生氫氧化鋁的質量為19.4 g－11.6 g＝7.8 g，物質的量為：＝0.1 mol，消耗氫氧根離子0.3 mol；共消耗氫氧根離子0.7 mol，消耗氫氧化鈉溶液的體積為＝140 mL，則a點的數值為140 mL＋20 mL＝160 mL。
考點四：鋁的性質綜合
例4．（2022年廣東省廣州市海珠區(qū)期末）明礬[KAl(SO4)2·12H2O]在造紙等方面應用廣泛。工業(yè)上以廢易拉罐(主要成分為Al和Fe)為原料制備明礬的工藝流程如圖：

已知：不同溫度KAl(SO4)2·12H2O的溶解度：
溫度/℃
0
10
20
30
40
60
80
90
KAl(SO4)2·12H2O/g
3.00
3.99
5.90
8.39
11.7
24.8
71.0
109
回答下列問題：
（1）“酸溶”中溶液中主要的金屬離子有______、Fe2＋、Fe3＋。
（2）“轉化”中Fe2＋轉化為Fe3＋，反應的離子方程式為______________________________。
（3）“調pH”約為3.7，濾渣②的主要成分是Fe(OH)3，“調pH”的目的是_____________________。
（4）“沉鋁”中加入NaHCO3目的是將Al3＋轉化為Al(OH)3，補全該反應的離子方程式。
Al3＋＋HCO3－＝Al(OH)3↓＋CO2↑
（5）“操作”包括___________________、__________________、過濾、洗滌、干燥可得到明礬晶體。
（6）某工廠用m1 kg廢易拉罐(含Al5.4%)制備KAl(SO4)2·12H2O(相對分子質量為474)，最終得到產品m2 kg，產率為_____________。
【答案】（1）Al3＋（2）2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O （3）將溶液中的Fe3＋轉化為Fe(OH)3除去（4）Al3＋＋3HCO3－＝Al(OH)3↓＋3CO2↑ （5）①蒸發(fā)濃縮冷卻結晶（6）%
【解析】（1）“酸溶”時，鋁與硫酸反應生成硫酸鋁，因此還有Al3＋；（2）過氧化氫有氧化性，亞鐵離子有還原性，兩者發(fā)生氧化還原反應，離子方程式為：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O；（3）濾渣②的主要成分是Fe(OH)3，因此“調pH”的目的是：將溶液中的Fe3＋轉化為Fe(OH)3除去；（4）鋁離子與碳酸氫根離子發(fā)生雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳，離子方程式為Al3＋＋3HCO3－＝Al(OH)3↓＋3CO2↑；（5）將溶液經過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥得到明礬晶體；（6）m1 kg廢易拉罐中含鋁m1 kg×0.054＝0.054m1 kg，所以理論上應該產生明礬×474 g·mol－1＝0.948 m1 kg，而實際產生m2 kg，因此明礬的產率為×100%＝%。
考點五：差量法計算
例6．（2022年浙江省衢州高級中學期中）若加熱5.00 g的碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物，使碳酸氫鈉完全分解，混合物質量減少了0.31 g，則原混合物中碳酸鈉的質量為
A．1.68 g B．3.32 g C．4.16 g D．4.38 g
【答案】C
【解析】碳酸氫鈉受熱容易分解為碳酸鈉，從反應方程分析可知，固體質量減少的部分就是二氧化碳和水蒸氣的質量，設碳酸氫鈉的質量為x，
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O Δm
168 62
x 0.31 g
＝，解得x＝0.84g
則m(Na2CO3)＝5.00 g－0.84 g＝4.16 g。

化學計算的常用方法——差量法

考點五：多步反應計算
例5．（2022年江蘇省揚州市邗江區(qū)期中選編）已知：硫代硫酸鈉(化學式為Na2S2O3)易溶于水，具有強還原性，其相對分子質量是158。某實驗室配制500 mL 0.100 mol·L－1 Na2S2O3溶液，并測定樣品中CuSO4·5H2O的純度：準確稱取0.5000 gCuSO4·5H2O樣品，加入適量水溶解，轉移至碘量瓶中，加過量KI溶液并用稀硫酸酸化，以淀粉溶液為指示劑，用0.100 mol·L－1 Na2S2O3溶液反應至終點，消耗Na2S2O3溶液19.20 mL。過程中發(fā)生下列反應：2CuSO4＋4KI＝2CuI↓＋I2＋2K2SO4；2Na2S2O3＋I2＝Na2S4O6＋2NaI。計算CuSO4·5H2O樣品的純度(純度＝×100%，寫出計算過程)。
【答案】96%
【解析】n(Na2S2O3)＝c(Na2S2O3)·V(Na2S2O3)＝0.100 mol·L－1×0.0192 L＝0.00192 mol
根據反應：2CuSO4＋4KI＝2CuI↓＋I2＋2K2SO4；2Na2S2O3＋I2＝Na2S4O6＋2NaI。
得如下關系：
2CuSO4 ～ I2 ～ 2Na2S2O3
2 2
n(CuSO4) 0.00192 mol
n(CuSO4)＝0.00192 mol
n(CuSO4·5H2O)＝n(CuSO4)＝0.00192 mol
m(CuSO4·5H2O)＝n(CuSO4·5H2O)·M(CuSO4·5H2O)＝0.00192 mol×250 g·mol－1＝0.48 g
該CuSO4·5H2O樣品的純度＝×100%＝96%。

化學計算的常用方法——關系式法

考點六：電荷守恒計算
例6．（2022年江西省新余市期末）13.6 g Fe和Fe2O3的混合物，加入150 mL足量的稀硫酸，在標準狀況下收集到1.12 L H2，向反應后的溶液中滴加KSCN溶液不變紅。為中和過量的稀硫酸，并使Fe元素全部轉化為Fe(OH)2沉淀，恰好消耗了200 mL 3 mol·L－1的NaOH溶液，則該稀H2SO4的物質的量濃度為
A．2.25 mol·L－1 B．2 mol·L－1 C．3 mol·L－1 D．0.6 mol·L－1
【答案】B
【解析】根據題干信息可知，涉及反應有：Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑、Fe2O3＋3H2SO4＝Fe2(SO4)3＋3H2O、Fe＋Fe2(SO4)3＝3FeSO4、FeSO4＋2NaOH＝Fe(OH)2↓＋Na2SO4、2NaOH＋H2SO4＝Na2SO4＋2H2O，即反應最后鐵元素完全沉淀后，溶液中的溶質只剩下Na2SO4，根據Na＋和SO42－守恒可得：n(Na＋)×1＝n(SO42－)×2，n(Na＋)＝n(NaOH)＝2n(SO42－)＝2n(H2SO4)，即n(NaOH)＝2n(H2SO4)，則0.2 L×3 mol·L－1＝2×0.15 L×c(H2SO4)，解得c(H2SO4)＝2 mol·L－1，故答案為B項。
考點七：電子守恒計算
例6．（2022年四川省資陽市期末）已知30 mL濃度為0.5 mol·L－1的Na2SO3溶液恰好與50 mL濃度為0.1 mol·L－1的KRO4溶液完全反應轉化為Na2SO4。則R元素在產物中的化合價是
A．＋1 B．＋2 C．＋3 D．＋4
【答案】A
【解析】設R元素在產物中的化合價為x價；S元素化合價從＋4升高到＋6價，R元素化合價從＋7價降到x價，根據氧化還原反應得失電子數相等列等式：(0.5 mol·L－1×30×10－3 L)×2＝(0.1 mol·L－1×50×10－3 L)×(7－x)，得x＝1；選A項。

化學計算的常用方法——守恒法

【真題演練】
1．（2022年北京市朝陽區(qū)期末）“雙奧之城”——北京將迎來2022年冬奧會，滑雪是冬奧會的主要項目之一。下列滑雪用品涉及到的材料屬于合金的是

A．滑雪杖桿——鋁材(鋁、鎂等) B．滑雪板底板——塑料
C．滑雪手套——合成橡膠 D．滑雪服面料——尼龍
【答案】A
【解析】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；合金具有以下特點：①一定是混合物；②合金中至少有一種金屬等。
A項，滑雪杖桿——鋁材(鋁、鎂等)屬于鋁鎂合金，正確；B項，滑雪板底板——塑料屬于有機物，屬于有機高分子材料，不屬于合金，錯誤；C項，滑雪手套——合成橡膠屬于有機物，屬于有機高分子材料，不屬于合金，錯誤；D項，滑雪服面料——尼龍屬于有機物，屬于有機高分子材料，不屬于合金，錯誤。
2．（2022年安徽省安慶市期末）下列物質中不屬于合金的是
A．硬鋁 B．黃銅 C．水銀 D．生鐵
【答案】C
【解析】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，據此對選項中物質分析判斷。
A項，硬鋁是鋁的合金，不符合題意；B項，黃銅是銅和鋅的合金，不符合題意；C項，水銀是單質，屬于純凈物，不屬于合金，符合題意；D項，生鐵是鐵和碳的合金，不符合題意。
3．（2022年福建省泉州市兩校聯考期中）2019年12月17日，我國國產航母——山東艦正式列裝服役。下列用于制造該艦的材料屬于無機非金屬材料的是
A．艦身無磁鎳鉻鈦合金鋼 B．甲板耐磨SiC涂層
C．艦載機起飛擋焰板鋁合金 D．艦底含硅有機涂層
【答案】B
【解析】無機非金屬材料，是除金屬材料、高分子材料以外的所有材料的總稱。它是由硅酸鹽、鋁酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽、鍺酸鹽等原料和(或)氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物、鹵化物等原料經一定的工藝制備而成的材料，由此判斷。
A項，艦身無磁鎳鉻鈦合金鋼屬于金屬材料中的合金，錯誤；B項，甲板耐磨SiC涂層屬于無機非金屬材料，正確；C項，艦載機起飛擋焰板鋁合金屬于金屬材料中的合金，錯誤；D項，有機硅，即有機硅化合物，是指含有Si－C鍵、且至少有一個有機基是直接與硅原子相連的化合物，習慣上也常把那些通過氧、硫、氮等使有機基與硅原子相連接的化合物也當作有機硅化合物，不屬于無機非金屬材料，屬于有機材料，錯誤。
4．（2022年江蘇省宿遷市沭陽縣期中）將同體積同物質的量濃度的AgNO3溶液中的Ag＋完全沉淀，則需同物質的量濃度的NaCl、MgCl2、AlCl3三種溶液的體積比為
A．1∶2∶3 B．3∶2∶1 C．1∶1∶1 D．6∶3∶2
【答案】D
【解析】分別加入足量的硝酸銀溶液，Cl－沉淀完全時，同體積同物質的量濃度的AgNO3溶液，消耗等物質的量的AgNO3，可知NaCl、MgCl2、AlCl3三種溶液中含氯離子的物質的量相同，假設n(Cl－)＝6 mol，根據物質的化學式可知：n(NaCl)＝6 mol，n(MgCl2)＝3 mol，n(AlCl3)＝2 mol，溶液的濃度相同，由V＝可知，物質的量之比等于體積之比，均為6 mol∶3 mol∶2 mol＝6∶3∶2，選D項。
5．（2022年山西省晉城市高平市期中）16.3 g由Na2O2、Na2O、Na2CO3、NaOH組成的混合物與200 g質量分數為7.3%的鹽酸恰好反應，蒸干反應后的溶液，最終得到的固體的質量為
A．8 g B．15.5 g C．11.7 g D．23.4 g
【答案】D
【解析】鹽酸中氯離子的物質的量n＝＝0.4 mol，Na2O2、Na2O、Na2CO3、NaOH與鹽酸反應生成的產物蒸干得到固體都是NaCl，NaCl的摩爾質量為58.5 g·mol－1，由氯原子守恒知生成NaCl的質量為：m＝0.4mol×58.5 g·mol－1＝23.4 g，故選D項。
6．（2022年四川省資陽市期末）取A、B兩份等物質的量濃度的NaOH溶液，每份100 mL，先分別向A、B中通入不等量的CO2，再繼續(xù)向兩溶液中逐滴加入0.l mol·L－1的鹽酸，產生如圖所示關系。下列說法不正確的是

A．A曲線中的P點發(fā)生的離子反應為H＋＋CO32－＝HCO3－
B．加鹽酸之前B溶液中的溶質是氫氧化鈉和碳酸鈉
C．B曲線最終產生的CO2體積為33.6 mL
D．原NaOH溶液的物質的量濃度為0.075 mol·L－1
【答案】C
【解析】A項，由曲線可知A先放出氣體，A為碳酸鈉與碳酸氫鈉的混合液，A曲線中的P點發(fā)生的離子反應為H＋＋CO32－＝HCO3－，正確；B項，加入60 mL還沒有氣體產生，假設原溶液中只有碳酸鈉，生成碳酸氫鈉需要鹽酸的體積和碳酸氫鈉生成氯化鈉需要鹽酸的體積相等，實際上需要鹽酸的體積遠遠大于碳酸氫鈉生成氯化鈉需要鹽酸的體積，說明原溶液中的溶質是氫氧化鈉和碳酸鈉，正確；C項，曲線B，n(CO2)＝n(HCl)＝(0.75 L－0.06 L)×0.1 mol·L－1＝0.0015 mol，B曲線最終產生的CO2在標準狀況下體積為0.0015 mol×22.4 L·mol－1＝0.0336 L＝33.6 mL，錯誤；D項，加入75 mL鹽酸時溶質為氯化鈉，根據離子守恒，n(NaOH)＝n(NaCl)＝n(HCl)＝0.075L×0. l mol·L－1＝0.0075 mol，c(NaOH)＝＝0.075 mol·L－1，正確。
7．（2022年河北省唐山市遵化市期中）將26.0 g鋅投入250 mL某濃度的鹽酸中，鋅和鹽酸恰好完全反應。求:
（1）反應中生成H2在標準狀況下的體積_____________。
（2）所用鹽酸中HCl的物質的量濃度_________________。
【答案】（1）8.96 L （2）3.2 mol·L－1
【解析】（1）根據題干信息，26.0 g鋅投入250 mL某濃度的鹽酸中，鋅和鹽酸恰好完全反應，Zn的物質的量為：＝0.4 mol，結合方程式Zn＋2HCl＝ZnCl2＋H2↑可知生成H2的物質的量為0.4 mol，因此反應中生成的H2在標準狀況下的體積為：V(H2)＝0.4 mol×22.4 L·mol－1＝8.96 L；（2）Zn的物質的量為0.4 mol，結合方程式Zn＋2HCl＝ZnCl2＋H2↑可知消耗HCl的物質的量為0.8 mol，因此所用鹽酸中HCl的物質的量濃度為：c(HCl)＝＝3.2 mol·L－1。
8．（2022年江蘇省常熟市期中）將20 g含雜質25%的大理石（雜質與鹽酸不反應）投入250 mL鹽酸中恰好完全反應，計算：（寫出計算過程）
（1）反應生成的CO2的體積（標準狀況）
（2）原鹽酸的物質的量濃度。
【答案】（1）1.12 L （2）0.4 mol·L－1
【解析】n(CaCO3)＝＝0.05 mol
CaCO3 ＋ 2HCl ＝ CaCl2 ＋ H2O ＋CO2↑
1 mol 2 mol 1 mol
0.05 mol 0.1 mol 0.05 mol
（1）V(CO2)＝0.05 mol×22.4 L·mol－1＝1.12 L
（2）c(HCl)＝＝0.4 mol·L－1

【過關檢測】
1．（2022年廣西省桂林市期末）下列物質不屬于合金的是
A．不銹鋼 B．硬鋁 C．黃銅 D．水銀
【答案】D
【解析】A項，不銹鋼是鐵合金，錯誤；B項，硬鋁是鋁合金，錯誤；C項，黃銅是銅鋅合金，錯誤；D項，水銀是金屬汞，為金屬單質，不是合金，正確。
2．（2022年北京市大興區(qū)期末）科學技術的迅猛發(fā)展促進了社會的進步。下列科技成果涉及的材料中，主要成分不屬于金屬材料的是
選項
A
B
C
D
科技成果

C919飛機外殼

“蛟龍”號耐壓球殼

宇航服

地鐵列車車體
成分
鋁鋰合金
鈦合金
聚酯纖維
不銹鋼
【答案】C
【解析】A項，鋁鋰合金是由Al、Li等金屬混合而成，屬于金屬材料，不符合題意；B項，鈦合金是以鈦為基體、加入其它合金元素組成的合金，屬于金屬材料，不符合題意；C項，聚酯纖維是由二元有機物與二元醇縮聚而成的聚酯經紡織所得的合成纖維，屬于有機高分子材料，符合題意；D項，不銹鋼是由鋼與鎳制成的合金，屬于金屬材料，不符合題意。
3．（2022年江蘇省江陰市期末）合金具有許多優(yōu)良的物理、化學或機械性能，廣泛應用于交通工具、航空航天等領域。下列有關合金的說法不正確的是
A．硬鋁可用于制造飛機的外殼
B．鈦合金可用于制造“蛟龍”號的耐壓球殼
C．不銹鋼可用于制造地鐵列車的車體
D．鈉鉀合金可用于制造飛機的發(fā)動機葉片
【答案】D
【解析】A項，硬鋁為鋁合金，密度小，硬度大，可用于制造飛機的外殼，正確；B項，鈦合金硬度大，我國“蛟龍”號載人潛水器的耐壓球殼是用鈦合金制造的，正確；C項，不銹鋼硬度大，耐腐蝕，可用于制造地鐵列車的車體，正確；D項，鈉鉀合金常溫下液體，不能用于制造飛機的發(fā)動機葉片，錯誤。
4．（2022年四川省資陽市期末）等質量的兩份鋁，分別放入足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，充分反應后放出的氫氣在同溫同壓下體積之比為
A．1∶1 B．1∶6 C．2∶3 D．3∶2
【答案】A
【解析】鋁與氫氧化鈉溶液和稀鹽酸分別發(fā)生2Al＋2H2O＋2NaOH＝2NaAlO2＋3H2↑、2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑，鹽酸和氫氧化鈉足量，所以鋁可以完全反應，根據反應方程式可知消耗等質量的鋁生成的氫氣的量相同，即充分反應后放出的氫氣在同溫同壓下體積之比為1∶1；故答案為A項。
4．（2022年甘肅省張掖市期末）鎂和鋁分別與等濃度、等體積的過量稀硫酸反應，產生氣體的體積（V）與時間（t）關系如右圖。反應中鎂和鋁的

A．物質的量之比為3∶2
B．質量之比為3∶2
C．摩爾質量之比為2∶3
D．生成氣體的物質的量之比為2∶3
【答案】A
【解析】根據方程式分析：Mg＋H2SO4＝MgSO4＋H2↑、2Al＋3H2SO4＝Al2(SO4)3＋3H2↑。
A項，圖中產生的氫氣一樣多，結合方程式分析，鎂和鋁的物質的量比為3∶2，正確；B項，鎂和鋁的物質的量比為3∶2，質量比為3×24∶27×2＝4∶3，錯誤；C項，鎂和鋁的摩爾質量比為24∶27＝8∶9，錯誤；D項，生成氣體物質的量相等，錯誤。
5．（2022年甘肅省張掖市期末）有一種鐵的“氧化物”樣品，用5 mol·L－1 鹽酸140 mL完全溶解，所得溶液還能吸收標況下0.56 L氯氣，恰好使其中Fe2＋全部化成Fe3＋，該樣品可能的化學式是
A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe4O5 D．Fe5O7
【答案】D
【解析】鹽酸中HCl的物質的量為5 mol·L－1×0.140 L＝0.7 mol。0.56 L氯氣的物質的量為＝0.025 mol。鐵的“氧化物”樣品，用鹽酸完全溶解，所得溶液中能吸收標況下0.56 L氯氣，說明溶液中有Fe2＋，根據Cl2＋2Fe2＋＝2Fe3＋＋2Cl－，可以計算出溶液中Fe2＋的物質的量：0.025 mol×2＝0.05 mol。跟鹽酸反應后的溶液中有0.05 mol Fe2＋，0.7 molCl－，則還應該有Fe3＋，根據電荷守恒，可計算出溶液中Fe3＋的物質的量為＝0.2 mol，所以Fe2＋和Fe3＋的物質的量之比為0.05∶0.2＝1∶4，寫成氧化物的形式為：FeO·2Fe2O3，即Fe5O7，故選D項。
6．（2022年黑龍江省大慶鐵人中學期末）有一塊鎂鋁合金，其中鎂與鋁的質量比是8∶9。加入足量稀H2SO4使其完全溶解后，再加入NaOH溶液，生成沉淀的質量隨NaOH溶液體積變化的曲線如下圖，其中正確的是
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】鎂與鋁的質量比是8∶9，物質的量比是 mol∶ mol＝1∶1。加足量硫酸溶解，再加氫氧化鈉溶液，則氫氧化鈉先中和掉多余的酸，再分別與Mg2＋、Al3＋生成Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀，過量后Al(OH)3沉淀溶解，沉淀質量減少，最終只剩Mg(OH)2沉淀。由于鎂、鋁的物質的量相等，生成的Mg(OH)2和Al(OH)3的物質的量也相等，由兩種沉淀的分子式知Al(OH)3的質量大于Mg(OH)2的質量，故最終沉淀不會消失，但最終沉淀質量小于沉淀達到最大時質量的一半，故A項正確。
7．（2022年江蘇省天一中學期末）某同學研究鋁及其化合物性質時設計了如下兩個實驗方案。

方案①：2.7 g AlX溶液Al(OH)3沉淀
方案②：2.7 g AlY溶液Al(OH)3沉淀
NaOH和HCl的濃度均是3 mol·L－1，如圖是向X溶液和Y溶液中分別加入NaOH和HCl時產生沉淀的物質的量與加入鹽酸和氫氧化鈉溶液體積之間的關系，下列說法不正確的是
A．b曲線表示的是向X溶液中加入NaOH溶液
B．在O點時兩方案中所得溶液濃度相等
C．a、b曲線表示的反應都是非氧化還原反應
D．X溶液是ACl3溶液，Y溶液顯堿性
【答案】A
【解析】n(HCl)＝3 mol·L－1×0.1 L＝0.3 mol，n(NaOH)＝3 mol·L－1×0.1 L＝0.3 mol，n(Al)＝2.7 g÷27 g·mol－1＝0.1 mol，2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑、2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑，根據方程式知，Al和HCl完全反應需要n(HCl)＝3n(Al)＝0.3 mol，所以Al和HCl恰好完全反應生成氯化鋁；根據方程式知，Al和NaOH完全反應需要n(NaOH)＝n(Al)＝0.1 mol＜0.3 mol，所以NaOH有剩余。
A項，加入溶液后先沒有生成沉淀，則溶液中還發(fā)生其它反應，則該溶液應該是Y溶液，先發(fā)生酸堿中和反應，所以b曲線表示的是向Y溶液中加入HCl溶液，錯誤；B項，在O點時沉淀的物質的量相等，溶液中的溶質都是NaCl，根據最初的鈉原子和Cl原子守恒知，兩方案中所得溶液濃度相等，正確；C項，a、b曲線中沒有電子轉移，不屬于氧化還原反應，正確；D項，根據以上分析知，X溶液中溶質是AlCl3，Y溶液溶質為NaAlO2、NaOH，溶液顯堿性，正確。
8．（2022年四川省宜賓市期末）取27.4 g由Na2CO3和NaHCO3組成的固體混合物，加熱至質量不再減少，冷卻后稱得剩余固體質量為21.2 g；再將該剩余固體加入到 500 mL足量稀鹽酸中，充分反應。(忽略溶液體積變化)
（1）加熱時，生成H2O的質量是___________g。
（2）原混合物中Na2CO3的物質的量是___________mol。
（3）所得溶液中Na＋的物質的量濃度是___________mol·L－1。
（4）整個過程中，生成CO2的總體積是___________L(標準狀況)。
【答案】（1）1.8 （2）0.1 （3）0.8 （4）6.72
【解析】（1）設NaHCO3的質量為x，H2O的質量為y；
2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑ Δm
168 106 18 44 62
x y 27.4 g－21.2 g
＝，解得x＝16.8 g；＝，解得y＝1.8 g；故答案為1.8 g；（2）原混合物中碳酸鈉的質量為27.4 g－16.8 g＝10.6 g，n＝＝＝0.1 mol；故答案為0.1 mol；（3）n(Na＋)＝n(Na2CO3)×2＋n(NaHCO3)＝0.1 mol×2＋＝0.4 mol，c(Na＋)＝＝＝0.8 mol·L－1；（4）Na2CO3～CO2，n(CO2)＝n(Na2CO3)＝0.1 mol，V1＝0.1 mol×22.4 L·mol－1＝2.24 L；NaHCO3～CO2，n(CO2)＝n(NaHCO3)＝＝0.2 mol，V2＝0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L；V總＝V1＋V2＝6.72 L。
9．（2022年江蘇省揚州市揚州中學期中）室溫下，某容積固定的密閉容器由可移動的薄片活塞隔成A、B兩室，分別向A、B兩室充入H2、O2的混合氣體和1mol空氣，此時活塞的位置如圖所示。

實驗測得A室混合氣體的質量為34 g，若將A室H2、O2的混合氣體點燃，恢復原溫度后，最終活塞停留的位置在___________刻度處。
【答案】2
【解析】假設氫氣的物質的量為x，氧氣的物質的量為y，則根據圖可知，x＋y＝2 mol，2 g·mol－1x＋32 g·mol－1y＝34 g，解x＝1 mol，y＝1 mol，據反應：2H2＋O22H2O，反應后氧氣有剩余，剩余1 mol－0.5 mol＝0.5 mol，恢復到室溫時兩邊壓強相同，體積比等于物質的量比，所以A、B兩側體積比為0.5∶1＝1∶2，則活塞停在×6＝2處。
10．（2022年四川省廣安市期末）某廢舊金屬材料中主要含Fe、Cu、Al、Fe2O3、FeO、Al2O3、CuO(其與成分與酸堿都不反應)和可燃性有機物，為節(jié)約和充分利用資源，通過如下工藝流程回收Al、Cu、綠礬等。

回答下列問題：
（1）“焙燒”的目的主要是將金屬單質轉化為氧化物，并除去___________。
（2）“堿浸”時發(fā)生的化學方程式為_____________________________。
（3）操作Ⅰ、Ⅱ中使用的儀器除燒杯、玻璃棒外還需要的玻璃儀器是_______________。
（4）試劑a為_______(填化學式)，加入試劑a后發(fā)生的化學反應中有一個屬于化合反應，其離子方程式為_________________________。
（5）濾液Ⅱ制取綠礬晶體需先加入少量稀硫酸再經過___________________、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥得到綠礬晶體。
（6）綠礬在空氣中容易被部分氧化為硫酸鐵，現取被部分氧化為硫酸鐵的晶體8.22 g溶于稀鹽酸后，加入足量的BaCl2溶液，過濾得沉淀9.32 g；再通入112 mL(標準狀況)氯氣恰好將其中的Fe2＋完全氧化。
①為確定綠礬未被全部氧化，可選擇的最佳試劑是_______(填標號)。
A．氯水 B．KSCN溶液 C．NaOH溶液 D．KMnO4酸性溶液
②推測晶體的化學式為_________________________________。
【答案】（1）有機物（2）Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O （3）漏斗（4）①Fe ②Fe＋2Fe3＝3Fe2＋（5）蒸發(fā)濃縮（6）①D ②FeSO4·Fe2(SO4)3·15H2O或者Fe3(SO4)4·15H2O
【解析】（1）根據廢舊金屬材料的成分，“焙燒”的目的是將金屬單質轉化為氧化物，并除去可燃性有機物；故答案為有機物；（2）焙燒后Al2O3為兩性氧化物，能與NaOH溶液反應，其反應方程式為Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O；（3）操作I、Ⅱ得到濾渣和濾液，操作步驟為過濾，使用的玻璃儀器是(普通)漏斗、燒杯、玻璃棒，缺少的玻璃儀器是(普通)漏斗；（4）加入硫酸酸浸后，溶液中的金屬陽離子為Cu2＋、Fe3＋，根據流程，得到Cu和綠礬，加入試劑a為鐵粉，發(fā)生的反應為Fe＋Cu2＋＝Cu＋Fe2＋、Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋；故答案為Fe、Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋；（5）從溶液中得到綠礬，操作步驟是蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥；故答案為蒸發(fā)濃縮；（6）①確定綠礬未被全部被氧化，需要檢驗Fe2＋存在。A項，加入氯水，雖然氯水能將Fe2＋氧化Fe3＋，但溶液顏色變化不明顯，不符合題意；B項，KSCN溶液是檢驗Fe3＋存在，無法證明Fe2＋是否存在，不符合題意；C項，加入NaOH溶液，Fe3＋與OH－反應生成紅褐色沉淀，Fe2＋與OH－反應生成白色沉淀Fe(OH)2，氫氧化亞鐵不易觀察出來，不符合題意；D項，利用高錳酸鉀溶液強氧化性，能將Fe2＋氧化成Fe3＋，紫紅色褪去，溶液中加入酸性高錳酸鉀溶液，紫紅色褪去，說明綠礬未被全部氧化，符合題意；答案為D項；②加入足量的BaCl2溶液，過濾得沉淀9.32 g，該沉淀為BaSO4，即n(SO42－)＝＝0.04 mol，再通入氯氣，發(fā)生2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－，n(Fe2＋)＝2×＝0.01 mol，根據電荷守恒，n(Fe3＋)×3＋n(Fe2＋)×2＝n(SO42－)×2，n(Fe3＋)×3＋0.01 mol×2＝0.04 mol×2，解得：n(Fe3＋)＝0.02 mol，n(H2O)＝＝0.15 mol，該晶體的化學式為FeSO4·Fe2(SO)4·15H2O或Fe3(SO4)4·15H2O。

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