【暑假初升高】人教版化学初三（升高一）暑假预习-第15讲 金属材料 讲学案

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第15讲 金属材料
【学习目标】
1．知道金属材料的常见类型——纯金属及其合金。
2．认识三大合金——铁合金、铝合金及新型合金的组成、性能与应用。
3．会书写铝、氧化铝及氢氧化铝与酸、碱反应的方程式。
4．结合化学方程式了解物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等概念之间的有关计算。
5．了解化学计算中的常见类型，学会用解题技巧进行计算。

【基础知识】

什么是合金？为什么通常不用纯的金属，而使用合金？
一、合金
1．概念
由两种或两种以上的金属（或金属和非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。
2．特性

2．结构

纯金属内原子的排列十分规整 合金内原子层之间的相对滑动变得困难
二、三大合金
1．铁合金
（1）分类

（2）钢


（2022年广东省广州市海珠区期末）我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术有重大贡献，其中“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是
A．钢是以铁为主的含碳合金 B．生铁由于含碳量高，熔点比纯铁高
C．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大 D．炼铁的原料之一赤铁矿主要成分为Fe2O3
【答案】B
【解析】A项，钢是铁、碳合金，以铁为主，正确；B项，生铁的含碳量较高，属于铁、碳合金，合金的熔点要比组成其纯金属的熔点低，错误；C项，钢的硬度和脆性随着含碳量的增大而增大，所以含碳量越高，硬度和脆性越大，正确；D项，工业炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为氧化铁，正确。
2．铝合金
（2）铝合金
制取
向铝中加入少量的Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等
性能
密度小、强度高、塑性好、易于成型、具有较强的抗腐蚀能力等
用途
制造炊具、门窗、飞机和宇宙飞船外壳的原料
3．新型合金
钛合金
钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。
储氢合金
是能大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。如Ti－Fe合金、La－Ni合金。
形状记忆合金
是通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有形状记忆效应的由两种以上金属元素所构成的材料。形状记忆合金是形状记忆材料中形状记忆性能最好的材料。
耐热合金
是在高温使用环境条件下，具有组织稳定和优良力学、物理、化学性能的合金。包括耐热钢、耐热铝合金、耐热钛合金、高温合金、难熔合金等。耐热合金在高温下具有一定拉伸、蠕变、疲劳性能、物理、化学性能和工艺性能。



滴盐酸的有气泡生成，滴浓硫酸和浓硝酸的无明显现象
铝片逐渐溶解，有气泡冒出

三、铝、氧化铝和氢氧化铝
1．铝
结构
铝的原子结构示意图为
存在
铝是地壳中含量最多的金属元素，自然界中的铝全部以化合态存在
物理性质
银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和传热性等，密度较小，质地柔软
化学性质
通性
非金属单质反应
4Al＋3O22Al2O3 致密氧化铝薄膜，可保护内部金属
非氧化性酸反应
2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑
盐反应
2Al＋3Cu2＋＝2Al3＋＋3Cu
水反应
2Al＋6H2O2Al(OH)3＋3H2↑
特性
钝化
室温下，铝在浓硫酸、浓硝酸中，表面形成一层致密的氧化物膜，保护内部的金属不再与酸反应
与碱反应
2Al＋2H2O＋2NaOH＝2NaAlO2＋3H2↑
2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO＋3H2↑

铝与氢氧化钠溶液反应的实质是铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3，然后Al(OH)3再与NaOH反应生成H2O和NaAlO2，反应中铝做还原剂，水做氧化剂，NaOH无电子得失。
用双线桥法和单线桥法分别表示





过一会儿才产生气泡
立即产生气泡
2．氧化铝
物理性质
白色固体，难溶于水，硬度大，熔点很高，是优良耐火材料
化学性质
与酸反应
Al2O3＋6HCl＝2AlCl3＋3H2O Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2O
与碱反应
Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O Al2O3＋2OH－＝2AlO2－＋H2O
用途
制造耐火、耐高温器材、工业冶炼铝、可以制作各种宝石

两性氢氧化物——既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物，称为两性氢氧化物。



氯化铝溶液中滴加氨水产生沉淀，
再加过量氨水沉淀不溶解
氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液产生沉淀，
再加过量氢氧化钠溶液沉淀溶解
3．氢氧化铝
物理性质
白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性
化学性质
与酸反应
Al(OH)3＋3HCl＝AlCl3＋3H2O Al(OH)3＋3H＋＝Al3＋＋3H2O
与碱反应
Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2＋2H2O Al(OH)3＋OH－＝AlO2－＋2H2O
不稳定性
2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
制备
铝盐与足量氨水
Al3＋＋3NH3·H2O＝Al(OH)3↓＋3NH
偏铝酸盐与足量CO2
AlO2－＋CO2＋2H2O＝Al(OH)3↓＋HCO3－
用途
氢氧化铝胶体有较强的吸附性，可用于净水；氢氧化铝碱性不强，可以用作胃酸中和剂

（2022年贵州省黔东南州期末）下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是
A．铝制品不易被腐蚀，因为Al在常温下不与氧气反应
B．铝是地壳中含量最多的金属元素
C．铝制品有致密的氧化膜，可长时间盛放酸性或碱性食物
D．氢氧化铝属于碱，不能与碱溶液反应
【答案】B
【解析】A项，铝制品不易被腐蚀，是因为铝在常温下与空气中氧气反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止铝与氧气继续反应，错误；B项，地壳中含量最多的非金属元素是氧，含量最多的金属元素是铝，正确；C项，铝制品表面的氧化膜为氧化铝，氧化铝与酸性或碱性的物质反应，不可长时间盛放酸性或碱性食物，错误；D项，氢氧化铝属于碱，但可以与强碱溶液反应，错误。
三、物质的量在化学方程式计算中的应用
1．物质的量在化学方程式计算中的应用
物质是由原子、分子、离子等粒子构成的，物质之间的化学反应也是粒子按照一定的数目关系进行的。
多角度解读方程式表示的含义

①化学方程式中各物质的化学计量数之比等于粒子个数之比，也等于各物质的物质的量之比。
②对于有气体参与的反应，在同温同压下各气体的化学计量数之比等于体积之比。
2．解题步骤




3．计算类型
基本计算
已知一种反应物(或生成物)的量求解其他物质的有关量，此时，只要按照化学方程式中量的关系，列出已知物质和待求物质的比例式计算便可。
混合物反应的计算
设混合物中各物质的物质的量为x、y，按照化学方程式中量的关系，并用x、y表示，列出方程组解答。
过量计算
给出了两种反应物的量，求解某产物的量。
方法：按照化学方程式中量的关系进行判断，哪一种物质过量，然后根据不足的物质的量进行求解。

【考点剖析】
考点一：合金的性质与应用
例1．（2022年甘肃省清远县期末）合金的应用极大地促进了人类社会的发展。下列物质所使用的材料不属于合金的是




A．汽车轮胎(橡胶)
B．下水道井盖(生铁)
C．航母甲板(钢)
D．公路防撞护栏(铝镁合金)
【答案】A
【解析】合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质；合金具有以下特点：①一定是混合物，②合金中至少有一种金属等。
A项，汽车轮胎(橡胶)有机化合物，属于有机材料，不属于合金，符合题意；B项，下水道井盖(生铁)是碳与铁的合金，则生铁属于合金，不符合题意；C项，航母甲板(钢)是碳与铁的合金，则钢属于台金，不符合题意；D项，镁铝合金属于合金材料，不符合题意。
考点二：铝的有关计算
例2．（2022年广西省钦州市期末）把33.2 g含镁，铝、铜的合金粉末分为两等份，一份放入过量氢氧化钠溶液中，得到6.72 L氢气(标准状况)，另一份放入过量盐酸中，得到11.2 L氢气(标准状况)。试计算(无解题过程不给分)；
（1）该合金中铝的质量为___________g。
（2）该合金中镁、铝、铜的物质的量之比为_______________。
【答案】（1）10.8 g （2）2∶2∶1
【解析】（1）标准状况，6.72 L H2 的物质的量是＝0.3 mol
设一份合金中铝的物质的量是x。
2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑
2 3
x 0.3 mol
解得x＝0.2 mol
所以该合金中铝的质量为0.2 mol×27 g·mol－1×2＝10.8 g。
（2）铝和镁都能与盐酸反应放出氢气，另一份放入过量盐酸中，得到气体共11.2 L(标准状况)，则镁与盐酸反应放出氢气的体积是(11.2－6.72) L＝4.48 L(标准状况)，氢气的物质的量是0.2 mol
设一份合金中镁的物质的量是y。
Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑
1 1
y 0.2 mol
解得y＝0.2 mol
则一份合金中镁的质量是0.2 mol×24 g·mol－1＝4.8 g
铜的质量是16.6 g－4.8 g－0.2 mol×27 g·mol－1＝6.4 g，铜的物质的量是0.1 mol
该合金中镁、铝、铜的物质的量之比为0.2 mol∶0.2 mol∶0.1 mol＝2∶2∶1。
考点三：氢氧化铝的性质与计算
例3．（2022年湖北省部分市州期末联合调研选编）在含有H＋、Mg2＋、Al3＋简单阳离子的100 mL溶液中，逐滴滴加5 mol·L－1 的NaOH溶液到过量，生成沉淀的质量与加入的NaOH溶液的体积关系如图所示。由图中数据分析计算：

①沉淀减少时发生的离子方程式：__________________________________。
②a点的数值为：_______mL。
【答案】①Al(OH)3＋OH－＝AlO2－＋2H2O ②160
【解析】向含有镁离子、铝离子和氢离子的溶液中加入氢氧化钠溶液，结合图示可知，氢离子先和氢氧化钠溶液反应消耗氢氧化钠溶液20 mL，20～a为镁离子、铝离子和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁、氢氧化铝沉淀，a～b为氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠。
①沉淀减少时发生的离子方程式为：Al(OH)3＋OH－＝AlO2－＋2H2O；②由图示和分析可知，产生氢氧化镁的质量为11.6 g，物质的量为：＝0.2 mol，消耗氢氧根离子0.4 mol；产生氢氧化铝的质量为19.4 g－11.6 g＝7.8 g，物质的量为：＝0.1 mol，消耗氢氧根离子0.3 mol；共消耗氢氧根离子0.7 mol，消耗氢氧化钠溶液的体积为＝140 mL，则a点的数值为140 mL＋20 mL＝160 mL。
考点四：铝的性质综合
例4．（2022年广东省广州市海珠区期末）明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在造纸等方面应用广泛。工业上以废易拉罐(主要成分为Al和Fe)为原料制备明矾的工艺流程如图：

已知：不同温度KAl(SO4)2·12H2O的溶解度：
温度/℃
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
回答下列问题：
（1）“酸溶”中溶液中主要的金属离子有______、Fe2＋、Fe3＋。
（2）“转化”中Fe2＋转化为Fe3＋，反应的离子方程式为______________________________。
（3）“调pH”约为3.7，滤渣②的主要成分是Fe(OH)3，“调pH”的目的是_____________________。
（4）“沉铝”中加入NaHCO3目的是将Al3＋转化为Al(OH)3，补全该反应的离子方程式。
Al3＋＋HCO3－＝Al(OH)3↓＋CO2↑
（5）“操作”包括___________________、__________________、过滤、洗涤、干燥可得到明矾晶体。
（6）某工厂用m1 kg废易拉罐(含Al5.4%)制备KAl(SO4)2·12H2O(相对分子质量为474)，最终得到产品m2 kg，产率为_____________。
【答案】（1）Al3＋ （2）2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O （3）将溶液中的Fe3＋转化为Fe(OH)3除去 （4）Al3＋＋3HCO3－＝Al(OH)3↓＋3CO2↑ （5）①蒸发浓缩 冷却结晶 （6）%
【解析】（1）“酸溶”时，铝与硫酸反应生成硫酸铝，因此还有Al3＋；（2）过氧化氢有氧化性，亚铁离子有还原性，两者发生氧化还原反应，离子方程式为：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O；（3）滤渣②的主要成分是Fe(OH)3，因此“调pH”的目的是：将溶液中的Fe3＋转化为Fe(OH)3除去；（4）铝离子与碳酸氢根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳，离子方程式为Al3＋＋3HCO3－＝Al(OH)3↓＋3CO2↑；（5）将溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到明矾晶体；（6）m1 kg废易拉罐中含铝m1 kg×0.054＝0.054m1 kg，所以理论上应该产生明矾×474 g·mol－1＝0.948 m1 kg，而实际产生m2 kg，因此明矾的产率为×100%＝%。
考点五：差量法计算
例6．（2022年浙江省衢州高级中学期中）若加热5.00 g的碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，使碳酸氢钠完全分解，混合物质量减少了0.31 g，则原混合物中碳酸钠的质量为
A．1.68 g B．3.32 g C．4.16 g D．4.38 g
【答案】C
【解析】碳酸氢钠受热容易分解为碳酸钠，从反应方程分析可知，固体质量减少的部分就是二氧化碳和水蒸气的质量，设碳酸氢钠的质量为x，
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O Δm
168 62
x 0.31 g
＝，解得x＝0.84g
则m(Na2CO3)＝5.00 g－0.84 g＝4.16 g。

化学计算的常用方法——差量法

考点五：多步反应计算
例5．（2022年江苏省扬州市邗江区期中选编）已知：硫代硫酸钠(化学式为Na2S2O3)易溶于水，具有强还原性，其相对分子质量是158。某实验室配制500 mL 0.100 mol·L－1 Na2S2O3溶液，并测定样品中CuSO4·5H2O的纯度：准确称取0.5000 gCuSO4·5H2O样品，加入适量水溶解，转移至碘量瓶中，加过量KI溶液并用稀硫酸酸化，以淀粉溶液为指示剂，用0.100 mol·L－1 Na2S2O3溶液反应至终点，消耗Na2S2O3溶液19.20 mL。过程中发生下列反应：2CuSO4＋4KI＝2CuI↓＋I2＋2K2SO4；2Na2S2O3＋I2＝Na2S4O6＋2NaI。计算CuSO4·5H2O样品的纯度(纯度＝×100%，写出计算过程)。
【答案】96%
【解析】n(Na2S2O3)＝c(Na2S2O3)·V(Na2S2O3)＝0.100 mol·L－1×0.0192 L＝0.00192 mol
根据反应：2CuSO4＋4KI＝2CuI↓＋I2＋2K2SO4；2Na2S2O3＋I2＝Na2S4O6＋2NaI。
得如下关系：
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
该CuSO4·5H2O样品的纯度＝×100%＝96%。



化学计算的常用方法——关系式法

考点六：电荷守恒计算
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，在标准状况下收集到1.12 L H2，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不变红。为中和过量的稀硫酸，并使Fe元素全部转化为Fe(OH)2沉淀，恰好消耗了200 mL 3 mol·L－1的NaOH溶液，则该稀H2SO4的物质的量浓度为
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】根据题干信息可知，涉及反应有：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，即反应最后铁元素完全沉淀后，溶液中的溶质只剩下Na2SO4，根据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)，则0.2 L×3 mol·L－1＝2×0.15 L×c(H2SO4)，解得c(H2SO4)＝2 mol·L－1，故答案为B项。
考点七：电子守恒计算
例6．（2022年四川省资阳市期末）已知30 mL浓度为0.5 mol·L－1的Na2SO3溶液恰好与50 mL浓度为0.1 mol·L－1的KRO4溶液完全反应转化为Na2SO4。则R元素在产物中的化合价是
A．＋1 B．＋2 C．＋3 D．＋4
【答案】A
【解析】设R元素在产物中的化合价为x价；S元素化合价从＋4升高到＋6价，R元素化合价从＋7价降到x价，根据氧化还原反应得失电子数相等列等式：(0.5 mol·L－1×30×10－3 L)×2＝(0.1 mol·L－1×50×10－3 L)×(7－x)，得x＝1；选A项。

化学计算的常用方法——守恒法


【真题演练】
1．（2022年北京市朝阳区期末）“双奥之城”——北京将迎来2022年冬奥会，滑雪是冬奥会的主要项目之一。下列滑雪用品涉及到的材料属于合金的是

A．滑雪杖杆——铝材(铝、镁等) B．滑雪板底板——塑料
C．滑雪手套——合成橡胶 D．滑雪服面料——尼龙
【答案】A
【解析】合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质；合金具有以下特点：①一定是混合物；②合金中至少有一种金属等。
A项，滑雪杖杆——铝材(铝、镁等)属于铝镁合金，正确；B项，滑雪板底板——塑料属于有机物，属于有机高分子材料，不属于合金，错误；C项，滑雪手套——合成橡胶属于有机物，属于有机高分子材料，不属于合金，错误；D项，滑雪服面料——尼龙属于有机物，属于有机高分子材料，不属于合金，错误。
2．（2022年安徽省安庆市期末）下列物质中不属于合金的是
A．硬铝 B．黄铜 C．水银 D．生铁
【答案】C
【解析】合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，据此对选项中物质分析判断。
A项，硬铝是铝的合金，不符合题意；B项，黄铜是铜和锌的合金，不符合题意；C项，水银是单质，属于纯净物，不属于合金，符合题意；D项，生铁是铁和碳的合金，不符合题意。
3．（2022年福建省泉州市两校联考期中）2019年12月17日，我国国产航母——山东舰正式列装服役。下列用于制造该舰的材料属于无机非金属材料的是
A．舰身无磁镍铬钛合金钢 B．甲板耐磨SiC涂层
C．舰载机起飞挡焰板铝合金 D．舰底含硅有机涂层
【答案】B
【解析】无机非金属材料，是除金属材料、高分子材料以外的所有材料的总称。它是由硅酸盐、铝酸盐、硼酸盐、磷酸盐、锗酸盐等原料和(或)氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物、卤化物等原料经一定的工艺制备而成的材料，由此判断。
A项，舰身无磁镍铬钛合金钢属于金属材料中的合金，错误；B项，甲板耐磨SiC涂层属于无机非金属材料，正确；C项，舰载机起飞挡焰板铝合金属于金属材料中的合金，错误；D项，有机硅，即有机硅化合物，是指含有Si－C键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物，习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物，不属于无机非金属材料，属于有机材料，错误。
4．（2022年江苏省宿迁市沭阳县期中）将同体积同物质的量浓度的AgNO3溶液中的Ag＋完全沉淀，则需同物质的量浓度的NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液的体积比为
A．1∶2∶3 B．3∶2∶1 C．1∶1∶1 D．6∶3∶2
【答案】D
【解析】分别加入足量的硝酸银溶液，Cl－沉淀完全时，同体积同物质的量浓度的AgNO3溶液，消耗等物质的量的AgNO3，可知NaCl、MgCl2、AlCl3三种溶液中含氯离子的物质的量相同，假设n(Cl－)＝6 mol，根据物质的化学式可知：n(NaCl)＝6 mol，n(MgCl2)＝3 mol，n(AlCl3)＝2 mol，溶液的浓度相同，由V＝可知，物质的量之比等于体积之比，均为6 mol∶3 mol∶2 mol＝6∶3∶2，选D项。
5．（2022年山西省晋城市高平市期中）16.3 g由Na2O2、Na2O、Na2CO3、NaOH组成的混合物与200 g质量分数为7.3%的盐酸恰好反应，蒸干反应后的溶液，最终得到的固体的质量为
A．8 g B．15.5 g C．11.7 g D．23.4 g
【答案】D
【解析】盐酸中氯离子的物质的量n＝＝0.4 mol，Na2O2、Na2O、Na2CO3、NaOH与盐酸反应生成的产物蒸干得到固体都是NaCl，NaCl的摩尔质量为58.5 g·mol－1，由氯原子守恒知生成NaCl的质量为：m＝0.4mol×58.5 g·mol－1＝23.4 g，故选D项。
6．（2022年四川省资阳市期末）取A、B两份等物质的量浓度的NaOH溶液，每份100 mL，先分别向A、B中通入不等量的CO2，再继续向两溶液中逐滴加入0.l mol·L－1的盐酸，产生如图所示关系。下列说法不正确的是

A．A曲线中的P点发生的离子反应为H＋＋CO32－＝HCO3－
B．加盐酸之前B溶液中的溶质是氢氧化钠和碳酸钠
C．B曲线最终产生的CO2体积为33.6 mL
D．原NaOH溶液的物质的量浓度为0.075 mol·L－1
【答案】C
【解析】A项，由曲线可知A先放出气体，A为碳酸钠与碳酸氢钠的混合液，A曲线中的P点发生的离子反应为H＋＋CO32－＝HCO3－，正确；B项，加入60 mL还没有气体产生，假设原溶液中只有碳酸钠，生成碳酸氢钠需要盐酸的体积和碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积相等，实际上需要盐酸的体积远远大于碳酸氢钠生成氯化钠需要盐酸的体积，说明原溶液中的溶质是氢氧化钠和碳酸钠，正确；C项，曲线B，n(CO2)＝n(HCl)＝(0.75 L－0.06 L)×0.1 mol·L－1＝0.0015 mol，B曲线最终产生的CO2在标准状况下体积为0.0015 mol×22.4 L·mol－1＝0.0336 L＝33.6 mL，错误；D项，加入75 mL盐酸时溶质为氯化钠，根据离子守恒，n(NaOH)＝n(NaCl)＝n(HCl)＝0.075L×0. l mol·L－1＝0.0075 mol，c(NaOH)＝＝0.075 mol·L－1，正确。
7．（2022年河北省唐山市遵化市期中）将26.0 g锌投入250 mL某浓度的盐酸中，锌和盐酸恰好完全反应。求:
（1）反应中生成H2在标准状况下的体积_____________。
（2）所用盐酸中HCl的物质的量浓度_________________。
【答案】（1）8.96 L （2）3.2 mol·L－1
【解析】（1）根据题干信息，26.0 g锌投入250 mL某浓度的盐酸中，锌和盐酸恰好完全反应，Zn的物质的量为：＝0.4 mol，结合方程式Zn＋2HCl＝ZnCl2＋H2↑可知生成H2的物质的量为0.4 mol，因此反应中生成的H2在标准状况下的体积为：V(H2)＝0.4 mol×22.4 L·mol－1＝8.96 L；（2）Zn的物质的量为0.4 mol，结合方程式Zn＋2HCl＝ZnCl2＋H2↑可知消耗HCl的物质的量为0.8 mol，因此所用盐酸中HCl的物质的量浓度为：c(HCl)＝＝3.2 mol·L－1。
8．（2022年江苏省常熟市期中）将20 g含杂质25%的大理石（杂质与盐酸不反应）投入250 mL盐酸中恰好完全反应，计算：（写出计算过程）
（1）反应生成的CO2的体积（标准状况）
（2）原盐酸的物质的量浓度。
【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

【过关检测】
1．（2022年广西省桂林市期末）下列物质不属于合金的是
A．不锈钢 B．硬铝 C．黄铜 D．水银
【答案】D
【解析】A项，不锈钢是铁合金，错误；B项，硬铝是铝合金，错误；C项，黄铜是铜锌合金，错误；D项，水银是金属汞，为金属单质，不是合金，正确。
2．（2022年北京市大兴区期末）科学技术的迅猛发展促进了社会的进步。下列科技成果涉及的材料中，主要成分不属于金属材料的是
选项
A
B
C
D
科技成果

C919飞机外壳

“蛟龙”号耐压球壳

宇航服

地铁列车车体
成分
铝锂合金
钛合金
聚酯纤维
不锈钢
【答案】C
【解析】A项，铝锂合金是由Al、Li等金属混合而成，属于金属材料，不符合题意；B项，钛合金是以钛为基体、加入其它合金元素组成的合金，属于金属材料，不符合题意；C项，聚酯纤维是由二元有机物与二元醇缩聚而成的聚酯经纺织所得的合成纤维，属于有机高分子材料，符合题意；D项，不锈钢是由钢与镍制成的合金，属于金属材料，不符合题意。
3．（2022年江苏省江阴市期末）合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，广泛应用于交通工具、航空航天等领域。下列有关合金的说法不正确的是
A．硬铝可用于制造飞机的外壳
B．钛合金可用于制造“蛟龙”号的耐压球壳
C．不锈钢可用于制造地铁列车的车体
D．钠钾合金可用于制造飞机的发动机叶片
【答案】D
【解析】A项，硬铝为铝合金，密度小，硬度大，可用于制造飞机的外壳，正确；B项，钛合金硬度大，我国“蛟龙”号载人潜水器的耐压球壳是用钛合金制造的，正确；C项，不锈钢硬度大，耐腐蚀，可用于制造地铁列车的车体，正确；D项，钠钾合金常温下液体，不能用于制造飞机的发动机叶片，错误。
4．（2022年四川省资阳市期末）等质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，充分反应后放出的氢气在同温同压下体积之比为
A．1∶1 B．1∶6 C．2∶3 D．3∶2
【答案】A
【解析】铝与氢氧化钠溶液和稀盐酸分别发生2Al＋2H2O＋2NaOH＝2NaAlO2＋3H2↑、2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑，盐酸和氢氧化钠足量，所以铝可以完全反应，根据反应方程式可知消耗等质量的铝生成的氢气的量相同，即充分反应后放出的氢气在同温同压下体积之比为1∶1；故答案为A项。
4．（2022年甘肃省张掖市期末）镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积（V）与时间（t）关系如右图。反应中镁和铝的

A．物质的量之比为3∶2
B．质量之比为3∶2
C．摩尔质量之比为2∶3
D．生成气体的物质的量之比为2∶3
【答案】A
【解析】根据方程式分析：Mg＋H2SO4＝MgSO4＋H2↑、2Al＋3H2SO4＝Al2(SO4)3＋3H2↑。
A项，图中产生的氢气一样多，结合方程式分析，镁和铝的物质的量比为3∶2，正确；B项，镁和铝的物质的量比为3∶2，质量比为3×24∶27×2＝4∶3，错误；C项，镁和铝的摩尔质量比为24∶27＝8∶9，错误；D项，生成气体物质的量相等，错误。
5．（2022年甘肃省张掖市期末）有一种铁的“氧化物”样品，用5 mol·L－1 盐酸140 mL完全溶解，所得溶液还能吸收标况下0.56 L氯气，恰好使其中Fe2＋全部化成Fe3＋，该样品可能的化学式是
A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe4O5 D．Fe5O7
【答案】D
【解析】盐酸中HCl的物质的量为5 mol·L－1×0.140 L＝0.7 mol。0.56 L氯气的物质的量为＝0.025 mol。铁的“氧化物”样品，用盐酸完全溶解，所得溶液中能吸收标况下0.56 L氯气，说明溶液中有Fe2＋，根据Cl2＋2Fe2＋＝2Fe3＋＋2Cl－，可以计算出溶液中Fe2＋的物质的量：0.025 mol×2＝0.05 mol。跟盐酸反应后的溶液中有0.05 mol Fe2＋，0.7 molCl－，则还应该有Fe3＋，根据电荷守恒，可计算出溶液中Fe3＋的物质的量为＝0.2 mol，所以Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为0.05∶0.2＝1∶4，写成氧化物的形式为：FeO·2Fe2O3，即Fe5O7，故选D项。
6．（2022年黑龙江省大庆铁人中学期末）有一块镁铝合金，其中镁与铝的质量比是8∶9。加入足量稀H2SO4使其完全溶解后，再加入NaOH溶液，生成沉淀的质量随NaOH溶液体积变化的曲线如下图，其中正确的是
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】镁与铝的质量比是8∶9，物质的量比是 mol∶ mol＝1∶1。加足量硫酸溶解，再加氢氧化钠溶液，则氢氧化钠先中和掉多余的酸，再分别与Mg2＋、Al3＋生成Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀，过量后Al(OH)3沉淀溶解，沉淀质量减少，最终只剩Mg(OH)2沉淀。由于镁、铝的物质的量相等，生成的Mg(OH)2和Al(OH)3的物质的量也相等，由两种沉淀的分子式知Al(OH)3的质量大于Mg(OH)2的质量，故最终沉淀不会消失，但最终沉淀质量小于沉淀达到最大时质量的一半，故A项正确。
7．（2022年江苏省天一中学期末）某同学研究铝及其化合物性质时设计了如下两个实验方案。

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的浓度均是3 mol·L－1，如图是向X溶液和Y溶液中分别加入NaOH和HCl时产生沉淀的物质的量与加入盐酸和氢氧化钠溶液体积之间的关系，下列说法不正确的是
A．b曲线表示的是向X溶液中加入NaOH溶液
B．在O点时两方案中所得溶液浓度相等
C．a、b曲线表示的反应都是非氧化还原反应
D．X溶液是ACl3溶液，Y溶液显碱性
【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↑，根据方程式知，Al和HCl完全反应需要n(HCl)＝3n(Al)＝0.3 mol，所以Al和HCl恰好完全反应生成氯化铝；根据方程式知，Al和NaOH完全反应需要n(NaOH)＝n(Al)＝0.1 mol＜0.3 mol，所以NaOH有剩余。
A项，加入溶液后先没有生成沉淀，则溶液中还发生其它反应，则该溶液应该是Y溶液，先发生酸碱中和反应，所以b曲线表示的是向Y溶液中加入HCl溶液，错误；B项，在O点时沉淀的物质的量相等，溶液中的溶质都是NaCl，根据最初的钠原子和Cl原子守恒知，两方案中所得溶液浓度相等，正确；C项，a、b曲线中没有电子转移，不属于氧化还原反应，正确；D项，根据以上分析知，X溶液中溶质是AlCl3，Y溶液溶质为NaAlO2、NaOH，溶液显碱性，正确。
8．（2022年四川省宜宾市期末）取27.4 g由Na2CO3和NaHCO3组成的固体混合物，加热至质量不再减少，冷却后称得剩余固体质量为21.2 g；再将该剩余固体加入到 500 mL足量稀盐酸中，充分反应。(忽略溶液体积变化)
（1）加热时，生成H2O的质量是___________g。
（2）原混合物中Na2CO3的物质的量是___________mol。
（3）所得溶液中Na＋的物质的量浓度是___________mol·L－1。
（4）整个过程中，生成CO2的总体积是___________L(标准状况)。
【答案】（1）1.8 （2）0.1 （3）0.8 （4）6.72
【解析】（1）设NaHCO3的质量为x，H2O的质量为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；故答案为1.8 g；（2）原混合物中碳酸钠的质量为27.4 g－16.8 g＝10.6 g，n＝＝＝0.1 mol；故答案为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总＝V1＋V2＝6.72 L。
9．（2022年江苏省扬州市扬州中学期中）室温下，某容积固定的密闭容器由可移动的薄片活塞隔成A、B两室，分别向A、B两室充入H2、O2的混合气体和1mol空气，此时活塞的位置如图所示。

实验测得A室混合气体的质量为34 g，若将A室H2、O2的混合气体点燃，恢复原温度后，最终活塞停留的位置在___________刻度处。
【答案】2
【解析】假设氢气的物质的量为x，氧气的物质的量为y，则根据图可知，x＋y＝2 mol，2 g·mol－1x＋32 g·mol－1y＝34 g，解x＝1 mol，y＝1 mol，据反应：2H2＋O22H2O，反应后氧气有剩余，剩余1 mol－0.5 mol＝0.5 mol，恢复到室温时两边压强相同，体积比等于物质的量比，所以A、B两侧体积比为0.5∶1＝1∶2，则活塞停在×6＝2处。
10．（2022年四川省广安市期末）某废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al、Fe2O3、FeO、Al2O3、CuO(其与成分与酸碱都不反应)和可燃性有机物，为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收Al、Cu、绿矾等。

回答下列问题：
（1）“焙烧”的目的主要是将金属单质转化为氧化物，并除去___________。
（2）“碱浸”时发生的化学方程式为_____________________________。
（3）操作Ⅰ、Ⅱ中使用的仪器除烧杯、玻璃棒外还需要的玻璃仪器是_______________。
（4）试剂a为_______(填化学式)，加入试剂a后发生的化学反应中有一个属于化合反应，其离子方程式为_________________________。
（5）滤液Ⅱ制取绿矾晶体需先加入少量稀硫酸再经过___________________、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到绿矾晶体。
（6）绿矾在空气中容易被部分氧化为硫酸铁，现取被部分氧化为硫酸铁的晶体8.22 g溶于稀盐酸后，加入足量的BaCl2溶液，过滤得沉淀9.32 g；再通入112 mL(标准状况)氯气恰好将其中的Fe2＋完全氧化。
①为确定绿矾未被全部氧化，可选择的最佳试剂是_______(填标号)。
A．氯水 B．KSCN溶液 C．NaOH溶液 D．KMnO4酸性溶液
②推测晶体的化学式为_________________________________。
【答案】（1）有机物 （2）Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O （3）漏斗 （4）①Fe ②Fe＋2Fe3＝3Fe2＋ （5）蒸发浓缩 （6）①D ②FeSO4·Fe2(SO4)3·15H2O或者Fe3(SO4)4·15H2O
【解析】（1）根据废旧金属材料的成分，“焙烧”的目的是将金属单质转化为氧化物，并除去可燃性有机物；故答案为有机物；（2）焙烧后Al2O3为两性氧化物，能与NaOH溶液反应，其反应方程式为Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O；（3）操作I、Ⅱ得到滤渣和滤液，操作步骤为过滤，使用的玻璃仪器是(普通)漏斗、烧杯、玻璃棒，缺少的玻璃仪器是(普通)漏斗；（4）加入硫酸酸浸后，溶液中的金属阳离子为Cu2＋、Fe3＋，根据流程，得到Cu和绿矾，加入试剂a为铁粉，发生的反应为Fe＋Cu2＋＝Cu＋Fe2＋、Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋；故答案为Fe、Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋；（5）从溶液中得到绿矾，操作步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；故答案为蒸发浓缩；（6）①确定绿矾未被全部被氧化，需要检验Fe2＋存在。A项，加入氯水，虽然氯水能将Fe2＋氧化Fe3＋，但溶液颜色变化不明显，不符合题意；B项，KSCN溶液是检验Fe3＋存在，无法证明Fe2＋是否存在，不符合题意；C项，加入NaOH溶液，Fe3＋与OH－反应生成红褐色沉淀，Fe2＋与OH－反应生成白色沉淀Fe(OH)2，氢氧化亚铁不易观察出来，不符合题意；D项，利用高锰酸钾溶液强氧化性，能将Fe2＋氧化成Fe3＋，紫红色褪去，溶液中加入酸性高锰酸钾溶液，紫红色褪去，说明绿矾未被全部氧化，符合题意；答案为D项；②加入足量的BaCl2溶液，过滤得沉淀9.32 g，该沉淀为BaSO4，即n(SO42－)＝＝0.04 mol，再通入氯气，发生2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－，n(Fe2＋)＝2×＝0.01 mol，根据电荷守恒，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，该晶体的化学式为FeSO4·Fe2(SO)4·15H2O或Fe3(SO4)4·15H2O。