第三章鐵金屬材料第二節金屬材料第1課時金屬材料1．知道金屬材料的常見類型——純金屬及其合金。2．知道鐵合金、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。一、鐵合金1．合金的概念合金是指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。2．合金與純金屬的性能差異（1）合金具有各成分金屬的優良性能。合金是混合物。（2）合金的硬度及機械性能一般大于它的各成分金屬。（3）合金的熔點一般低于它的各成分金屬?！咎貏e提醒】合金的性能①合金屬于混合物而非純凈物，具有金屬的特性。②合金一定含有金屬元素，也可能含有非金屬元素。③合金中各成分金屬的化學性質不變。④合金具有許多優良的物理、化學和機械性能，在許多方面不同于各成分金屬，不是簡單加合；但在化學性質上，一般認為合金體現的是各成分金屬的化學性質。⑤并非所有的金屬都能形成合金，兩種金屬形成合金，其前提是兩種金屬在同一溫度范圍內都能熔化，若一種金屬的熔點高于另一金屬的沸點，則二者不能形成合金。3．鐵合金（1）生鐵和鋼生鐵和鋼是含碳量不同的兩種鐵碳合金，其中含碳量為2%～4.3%是生鐵；含碳量為0.03%～2%為鋼。（2）人類對鐵合金的應用歷程（3）鋼——用量最大、用途最廣的合金【知識拓展】合金的種類與性能（1）合金的種類和性能與成分有關。不同的原料，不同的原料配比，不同的制造工藝，得到不同性能的合金。（2）由于合金的形成改變了金屬的內部結構，所以對金屬的物理性質和化學性質都有影響。如不銹鋼的抗腐蝕性比純鐵強得多。（3）常見合金的比較①銅合金合金主要成分主要性能主要用途青銅銅、錫強度高、可塑性好、耐磨、耐腐蝕機械零件，如軸承、齒輪等黃銅銅、鋅強度高、可塑性好、易加工、耐腐蝕機械零件、儀表、日用品白銅銅、鎳、鋅光澤好、耐磨、耐腐蝕、易加工錢幣、代替銀做飾品②合金鋼名稱主要合金元素主要特性主要用途錳鋼錳韌性好，硬度大鋼軌、軸承、鋼模、挖掘機鏟斗、坦克裝甲不銹鋼鉻、鎳抗腐蝕性好醫療器械、容器、反應釜、炊具硅鋼硅導磁性好變壓器、發電機和電動機中的鐵芯鎢鋼鎢耐高溫、硬度大刀具③鋁合金成分元素主要特性主要用途Al、Mg、Cu、Si等密度小，強度大用于汽車、飛機、火箭、船舶制造等④鈦合金鈦的合金具有密度小、強度高、耐腐蝕、耐高溫等優點，主要用于飛機、火箭、導彈、人造衛星、宇宙飛船等領域?！炯磳W即練】1.判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)合金一定是不同金屬熔合而成的具有金屬特性的化合物()(2)生鐵的熔點比純鐵低，但機械強度和硬度比純鐵高()(3)青銅比純銅的硬度低()(4)生鐵中的鐵與純鐵的化學性質不同()(5)地震災區重建要使用大量鋼材，鋼材是合金()【答案】(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√二、鋁和鋁合金1．鋁、氧化鋁的性質(1)鋁、氧化鋁與稀鹽酸反應實驗操作實驗現象鋁片逐漸溶解，有無色氣泡冒出，將點燃的木條放在試管口有爆鳴聲化學方程式Al2O3＋6HCl=2AlCl3＋3H2O、2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑離子方程式Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O、2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑(2)鋁、氧化鋁與NaOH溶液反應實驗操作實驗現象試管①中一開始無氣泡產生，一段時間后，鋁片溶解，有無色氣泡冒出，試管②中鋁片溶解，立即產生無色氣泡，將點燃的木條放在試管口，都有爆鳴聲化學方程式Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O、2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑離子方程式Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O、2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑(3)實驗結論：①鋁既能與稀鹽酸反應又能與NaOH溶液反應，都生成鹽和氫氣。②氧化鋁既能與稀鹽酸反應又能與NaOH溶液反應，都生成鹽和水。(4)兩性氧化物、兩性氫氧化物的概念①兩性氧化物：既能與酸反應生成鹽和水，又能與堿反應生成鹽和水的氧化物，如Al2O3。與H+反應Al2O3+6H+＝2Al3++3H2O?與強堿反應Al2O3+2OH＝2AlO2+H2O?②兩性氫氧化物：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，如Al(OH)3。Al(OH)3溶于鹽酸：Al(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O。Al(OH)3溶于NaOH溶液：Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O。2．鋁合金鋁合金是目前用途廣泛的合金之一，硬鋁是在鋁中添加了一定比例的Cu、Mg、Mn、Si，密度小，強度高，具有較強抗腐蝕能力，是制造飛機和宇宙飛船的理想材料?！就卣怪R】鋁的性質及其應用1．物理性質3，熔點660.4℃，沸點2467℃，導電熱性，輕金屬。2．化學性質（1）與非金屬單質反應常溫下Al的表面生成一層致密的氧化膜Al2O3，抗腐蝕能力加強對Al起到保護作用可做炊具，Al2O3熔點較高，灼燒Al熔化成鋁滴卻不滴落。4Al+3O2=2Al2O3(抗腐蝕性)???4Al+3O22Al2O3(白色粉末)???（2）與沸水幾乎不反應原因：鋁表面有一層致密氧化鋁薄膜阻止鋁與沸水的反應。（3）與非氧化性酸反應（H+）：?2Al+6H+=2Al3++3H2↑（4）與氧化性酸（濃H2SO4、濃HNO3）反應：常溫下Al和Fe二者若遇到濃HNO3、濃H2SO4則發生反應，生成一層致密的氧化膜，該氧化膜阻礙了單質與氧化性酸的反應，使反應難以繼續進行，是化學變化，稱為鈍化現象。鈍化現象說明鐵、鋁是因生成致密的氧化膜而不能繼續反應，可以利用這個性質將鋁鐵制成鋁鐵槽車來運輸濃HNO3和濃H2SO4，洗刷車時注意防火和中毒現象，如破壞鈍化現象只需加熱。2Al+6H2SO4Al2(SO4)3+3SO2↑+6H2O?????Al+6HNO3Al(NO3)3+3NO2↑+3H2O（5）Al與強堿反應，與弱堿溶液幾乎不反應2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+3H2↑溶液呈堿性（NaOH既不是氧化劑也不是還原劑，實質NaAlO2呈堿性的原因NaAlO2+2H2O=2NaOH+Al(OH)3↓)?2Al+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2↑2Al(OH)3+2NaOH=2NaAlO2+4H2O?2Al+6H2O=2NaAlO2+4H2O+3H2↑Al是還原劑，H2O是氧化劑，NaOH既不是氧化劑也不是還原劑。（6）Al與金屬氧化物（鋁熱反應）混合：鋁熱劑鋁熱反應：此反應可以應用于2Al+Fe2O3Al2O3現象：放出大量熱，生成金屬單質Fe；8Al+3Fe3O492O3?4Al+3MnO22Al2O3+3Mn23（8）Al2O3=4Al+3O2↑【疑難突破】鋁與鹽酸、NaOH溶液反應的應用與定量關系2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑（1）等量的鋁分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，消耗HCl和NaOH的物質的量之比為3∶1。（2）等量的鋁分別與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，產生氫氣的體積比為VHCl(H2)∶VNaOH(H2)＝1∶1。（3）足量的鋁分別與等物質的量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，產生氫氣的體積比為VHCl(H2)∶VNaOH(H2)＝1∶3。（4）一定量的鋁分別與一定量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，若產生氫氣的體積比為1∶3<VHCl(H2)∶VNaOH(H2)<1∶1，則必定是①鋁與鹽酸反應，鋁過量而鹽酸不足；②鋁與氫氧化鈉溶液反應，鋁不足而氫氧化鈉溶液過量。（5）鋁既能與非氧化性酸反應產生氫氣，也能與堿反應產生氫氣，前者是置換反應，后者不是置換反應。（6）鋁與鹽酸、氫氧化鈉的反應中，還原劑都是鋁，還原產物都是氫氣，故鋁與產生氫氣的關系式是相同的。【即學即練】1.合金具有許多優良的物理、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動機葉片【答案】D【解析】A．硬鋁為鋁合金，密度小，硬度大，可用于制造飛機的外殼，A正確；B．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，B正確；C．不銹鋼硬度大，耐腐蝕，可用于制造地鐵列車的車體，C正確；D．鈉鉀合金常溫下液體，不能用于制造飛機的發動機葉片，D錯誤；綜上所述答案為D。2．下列說法正確的是A．鋁制品在生活中被廣泛應用，說明鋁是一種不活潑金屬B．因為Al2O3是金屬氧化物，所以它是堿性氧化物C．Al2O3能跟所有的酸、堿溶液反應D．Al2O3能跟強的酸、堿溶液反應【答案】D【解析】A．鋁制品在生活中被廣泛應用，是由于Al比較活潑，與空氣中的氧氣反應產生的Al2O3薄膜非常致密，對內層金屬起保護作用，而不是因為鋁是不活潑金屬，A錯誤；B．Al2O3是金屬氧化物，但氧化鋁既能與強酸反應產生鹽和水，也能與強堿反應產生鹽和水，因此它是兩性氧化物，而不是堿性氧化物，B錯誤；C．Al2O3只能跟強酸、強堿溶液反應，而不能與弱堿反應，C錯誤；D．Al2O3是兩性氧化物，能跟強的酸、堿溶液反應，D正確；故合理選項是D。3．下列物質中，不是既能跟鹽酸反應，又能跟NaOH反應的是A．NaHCO3 B．Al C．Al2O3 D．Fe2O3【答案】D【解析】A．NaHCO3能與鹽酸反應生成CO2，也能跟NaOH反應生成，A不符合題意；B．Al能跟鹽酸反應生成Al3+，也能跟NaOH反應生成，B不符合題意；C．Al2O3能跟鹽酸反應生成Al3+，也能跟NaOH反應生成，C不符合題意；D．Fe2O3能跟鹽酸反應生成Fe3+，不能跟NaOH反應，D符合題意；故選D。三、新型合金1．儲氫合金：一類能夠大量吸收H2，并與H2結合成金屬氫化物的材料。如Ti-Fe合金、La-Ni合金，為氫氣作為能源的實際應用起到重要的推動作用。2．其他新型合金：鈦合金、耐熱合金和形狀記憶合金等新型合金廣泛應用于航空航天、生物工程和電子工業等領域。3．用途廣泛的稀土金屬(1)鑭系元素(57～71號元素)及釔和鈧，共17種元素為稀土元素。我國擁有豐富的稀土資源，現已查明的世界稀土資源中，80%分布在我國，并且品種齊全。(2)稀土金屬有著廣泛的用途，它既可以單獨使用，也可用于生產合金。在合金中加入適量稀土金屬，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被稱為“冶金工業的維生素”。(3)稀土金屬可用于制造引火合金、永磁材料、超導材料和發光材料等。稀土金屬除廣泛應用在冶金、石油化工、材料工業、醫藥及農業領域外，還逐漸深入到許多現代科技領域?！镜淅治觥俊纠?】“嫦娥五號”中使用了大量合金。下列有關金屬或合金的說法中不正確的是A．生鐵屬于合金B．一般合金的熔點比各成分金屬的低C．合金的化學性質與其成分金屬的化學性質不同D．改變原料的配比、生成合金的條件，可以得到具有不同性能的合金【答案】C【解析】生鐵由鐵和碳等元素組成，屬于合金，故A正確；形成合金后，結構發生了改變，一般合金的熔點比各成分金屬的低，故B正確；合金的化學性質與其成分金屬的化學性質相同，故C錯誤；改變原料的配比、生成合金的條件，組成合金的成分、結構不同，對合金的性質產生不同的影響，可以得到具有不同性能的合金，故D正確；故選C。【變式探究】下列關于新型合金材料說法不正確的是A．鑭鎳合金能大量吸收H2形成金屬氫化物，可作儲氫材料B．鈦合金生物相容性好，強度大，可作人造骨骼C．生鐵和鋼是含碳量不同的兩種鐵碳合金，生鐵的含碳量比鋼的含碳量高D．合金的熔點比其成分金屬的熔點高【答案】D【解析】鑭鎳合金能大量吸收H2，并與H2結合成金屬氫化物，金屬氫化物稍稍加熱又容易分解，所以可用作儲氫材料，故A正確；鈦合金生物相容性好，強度大，常用作人造骨骼，故B正確；生鐵是含碳量大于2%的鐵碳合金，鋼是對含碳量在0.02%～2%之間的鐵碳合金的統稱，生鐵的含碳量比鋼高，故C正確；合金的熔點比其成分金屬的熔點低，故D錯誤；答案為D?！纠?】下列有關物質的性質與用途具有對應關系的是A．鋁的金屬活潑性強，可用于制作鋁金屬制品B．氧化鋁熔點高，可用作電解冶煉鋁的原料C．氫氧化鋁受熱分解，可用于中和過多的胃酸D．明礬溶于水并水解形成膠體，可用于凈水【答案】D【解析】鋁在空氣中可以與氧氣反應生成致密氧化鋁，致密氧化鋁包覆在鋁表面阻止鋁進一步反應，鋁具有延展性，故鋁可用于制作鋁金屬制品，A錯誤；氧化鋁為離子化合物，可用作電解冶煉鋁的原料，B錯誤；氫氧化鋁為兩性氫氧化物，可以用于中和過多的胃酸，C錯誤；明礬溶于水后電離出的鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體，氫氧化鋁膠體能吸附水中的懸浮物，用于凈水，D正確；故選D?！咀兪教骄俊肯铝嘘P于金屬鋁及其化合物的敘述中，不正確的是A．鋁的化學性質很活潑，但在空氣中不易銹蝕B．氧化鋁能與氫氧化鈉溶液反應，故氧化鋁為堿性氧化物C．鋁常溫下能與鹽酸、溶液發生氧化還原反應D．相同物質的量的鋁分別與足量的稀硫酸和氫氧化鈉溶液反應，產生氫氣的量相同【答案】B【解析】鋁的化學性質很活潑，但其表面容易形成一層致密的氧化鋁薄膜，其在空氣中不易銹蝕，A正確；氧化鋁能與氫氧化鈉溶液反應，也可以與鹽酸反應，氧化鋁為兩性氧化物，B錯誤；鋁常溫下能與鹽酸、溶液發生氧化還原反應生成氫氣，C正確；鋁與酸和氫氧化鈉反應中都做還原劑，相同物質的量的鋁分別與足量的稀硫酸和氫氧化鈉溶液反應，產生氫氣的量相同，D正確；故選B?！疽族e分析】氧化鋁不是堿性氧化物，而是兩性氧化物?！纠?】某實驗小組將未打磨的鋁片和稀鹽酸放入密閉容器中，用傳感器探究反應過程中溫度和壓強的變化，結果如圖，下列說法不正確的是A．反應過程中有熱量放出 B．50s時，溶液中溶質只有C．0~50s，發生稀鹽酸與的反應 D．100s~140s，壓強減小是因為溫度降低【答案】B【解析】未打磨的鋁片表面有一層致密的氧化膜氧化鋁，氧化鋁與稀鹽酸發生反應生成氯化鋁和水，此時無氣體放出，所以壓強變化不大，氧化膜被損耗完以后，裸露的鋁與稀鹽酸發生反應生成氯化鋁和氫氣，壓強增大，且反應放熱，根據溫度隨反應過程中變化情況可知，密閉容器中溫度升高，則說明鋁與稀鹽酸反應放熱，據此分析解答。根據上述分析可知，50～100s體系溫度有升高，反應放熱，故A正確；50s時，氧化鋁與鹽酸反應完，鋁還沒來得及反應，所以溶液中鹽酸過量，溶質主要為氯化鋁和HCl，故B錯誤；結合上述分析可知，起初0~50s，發生稀鹽酸與的反應，故C正確；100s之后反應停止，壓強減小是因為溫度降低導致的，故D正確；故選B?！咀兪教骄俊堪?0.2g鎂鋁合金的粉末放入過量的燒堿溶液中，得到6.72L(標準狀況下)。下面說法錯誤的是A．該合金中鋁的質量分數為52.9%；B．該合金中鎂與鋁的物質的量之比為1∶1C．該合金溶于足量的鹽酸中，產生D．參加反應的氫氧化鈉為【答案】D【解析】將鎂鋁的混合物溶于燒堿后，只有鋁能和氫氧化鈉發生反應，根據反應的方程式以及生成氫氣的物質的量就能得出鋁的物質的量，從而鎂的質量、物質的量都能一一解出，以此解答該題。把鎂鋁合金的粉末放入過量的燒堿中，鎂不反應，只有Al能與NaOH反應，2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑，設Al的物質的量為n(Al)，則：n(Al)＝2mol×6.72L÷(3×22.4L)＝0.2mol，m(Al)＝0.2mol×27g/mol＝5.4g，鋁的質量分數為5.4g÷10.2g＝52.9%，故A正確；m(Mg)＝10.2g?5.4g＝4.8g；n(Mg)＝4.8g÷24g?mol?1＝0.2mol，合金中鎂與鋁的物質的量之比為1∶1；故B正確；設由鋁生成的氫氣為V1(H2)，由鎂生成的氫氣為V2(H2)，由鎂和鋁與鹽酸的反應可知；，；解得V1(H2)＝6.72L；V2(H2)＝4.48L；V總＝V1(H2)＋V2(H2)＝6.72L＋4.48L＝11.2L，故C正確；Al能與NaOH反應，2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑，n(Al)＝0.2mol，所以參與反應的氫氧化鈉為，故D錯誤；故選D。【易錯分析】金屬鋁既能與酸又能與堿反應、而鎂只能與酸反應是解本題的關鍵。1．類比和推理是化學研究的重要方法。下列類比或推理正確的是A．鐵單質在潮濕的空氣中容易生銹，則鋁在潮濕的空氣中也易生銹B．Al2O3是兩性氧化物，則Fe2O3也是兩性氧化物C．Fe(OH)3能與酸反應，則Al(OH)3也能與酸反應D．將金屬鈉投入水中，放出H2，則將鋁投入水中也會產生H2【答案】C【解析】A．鐵銹疏松多孔，不能阻止內層金屬繼續被氧化，故鐵單質在潮濕的空氣中容易生銹，但是鋁表面生成的氧化鋁是致密的，能阻止內層金屬繼續被氧化，故鋁在潮濕的空氣中不易生銹，A錯誤；B．Al2O3是兩性氧化物，但是Fe2O3只能與強酸反應，不能與強堿反應，不是兩性氧化物，B錯誤；C．Fe(OH)3屬于堿，可以與酸反應，Al(OH)3屬于堿，與酸反應，C正確；D．將金屬鈉投入水中，放出H2，鋁不如鈉活潑，不能與水反應產生H2，D錯誤；故答案為：C。2．除去鎂粉中的少量鋁粉，可選用的是A．稀硫酸 B．氫氧化鈉溶液 C．水 D．稀鹽酸【答案】B【解析】常溫下，稀硫酸、稀鹽酸與鎂、鋁都能發生反應，水與鎂、鋁都不發生反應，鋁與氫氧化鈉溶液反應而鎂不與氫氧化鈉溶液反應，用氫氧化鈉溶液可以除去鎂粉中的少量鋁粉，故選B。3．通過鋁熱反應能冶煉難熔的金屬(如Cr、V、Mn等)，與鋁熱反應無關的是A．鋁具有還原性 B．鋁具有導電性C．鋁較Cr、V、Mn等價格便宜 D．鋁熱反應放出大量的熱【答案】B【分析】【解析】A．根據方程式可知，Al具有還原性，A有關；B．鋁熱反應中沒有電流產生，不需要導電性，B無關；C．Cr、V、Mn均具有還原性，但價格較高，故熱反應中用鋁置換金屬，C有關；D．鋁粉激烈氧化，燃燒而放出大量熱，D有關；故答案為：B。4．隨著氣溫下降新冠病毒的活性增加，通過戴口罩可以有效阻止新型冠狀病毒傳播。如圖，為增強口罩的密封性，均放了鼻梁條，有的鼻梁條是鋁合金做的。下列說法正確的是A．鋁合金屬于純凈物B．鋁合金的熔點比金屬鋁高C．鋁合金可以跟強酸強堿溶液反應D．鼻梁條使用鋁合金，利用其密度大、抗腐蝕性好的優點【答案】C【解析】A．合金是由兩種或兩種以上的金屬與金屬或非金屬經一定方法合成的具有金屬特性的混合物，鋁合金屬于混合物，A錯誤；B．合金的優點之一是合金的熔點比組分金屬的低，因此鋁合金的熔點比鋁低，B錯誤；C．鋁在元素周期表中位于金屬與非金屬分界線附近，能與強酸、強堿溶液反應，鋁合金亦然，C正確；D．鼻梁條使用鋁合金，利用其可塑性好的優點，D錯誤；故選C。5．足量下列物質與相同物質的量的鋁反應，放出氫氣且消耗溶質物質的量最少的是A．氫氧化鈉溶液 B．稀硫酸 C．鹽酸 D．氯化鈉溶液【答案】A【解析】假設反應都消耗2molAl，則：A．2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑反應產生3mol氫氣，會消耗2molNaOH；B．2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑，反應產生3mol氫氣，需消耗3mol硫酸；C．2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，反應產生3mol氫氣，需消耗6molHCl；D．氯化鈉溶液與鋁不發生反應，不能產生氫氣；故與相同物質的量的鋁，消耗溶質的物質的量最少的是氫氧化鈉溶液；選項A正確。6．相同質量的兩份鋁，分別放入足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，放出的氫氣在同溫同壓下體積之比為A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．2：1【答案】A【解析】由反應2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2和2Al+6HCl=2AlCl3+3H2知，相同質量的鋁即鋁的物質的量相同，所以與足量的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應放出的氫氣物質的量相同，則在同溫同壓下體積相同，即1：1；故選A。7．下列氯化物中，既能由金屬和氯氣直接反應制得，又能由金屬和鹽酸反應制得的是A．CuCl2 B．FeCl3 C．FeCl2 D．AlCl3【答案】D【解析】A.氯氣化學性質非常活潑，與變價金屬反應時生成高價氯化物，，但是銅單質不能與稀鹽酸反應，故A錯誤；B.，但是鐵單質與稀鹽酸反應生成FeCl2，故B錯誤；C.氯氣化學性質非?；顫?，與變價金屬反應時生成高價氯化物，鐵單質與稀鹽酸反應生成FeCl2，故C錯誤；D.，鋁單質與稀鹽酸反應生成AlCl3，故D正確；故答案為D。8．鋁合金是目前用途最廣泛的合金之一，下列關于鋁及其化合物說法錯誤的是A．在我國使用最早的合金是銅B．常溫下，鋁不與氧氣反應C．Al2O3是兩性氧化物，所以鋁制品不宜用來蒸煮堿性食物D．偏鋁酸鈉的化學式可表示為：NaAlO2【答案】B【解析】A．青銅是銅錫鉛等合金，是我國使用最早的合金，故A正確；B．Al是活潑金屬，常溫下，鋁與氧氣能反應生成氧化鋁，故B錯誤；C．Al2O3是兩性氧化物，能與酸或堿反應，所以鋁制品不宜用來蒸煮堿性食物，故C正確；D．偏鋁酸鈉的化學式可表示為：NaAlO2，故D正確；故選B。9．在調節好平衡的托盤天平的兩個托盤上，各放一個等質量的燒杯，再加入等質量、等質量分數的鹽酸，然后二邊各放a克鋅和鋁，反應結束后，燒杯中剩余的鋁比剩余的鋅多，則此時天平A．仍平衡 B．放鋅的一邊重 C．放鋁的一邊重 D．無法判斷【答案】A【解析】通過分析可知，等質量、等質量百分比濃度的鹽酸中含有等質量的氫元素，反應結束后，燒杯中剩余的鋁比剩余的鋅多，說明金屬有剩余，酸全部參加了反應，生成的氫氣質量相等，所以天平仍然平衡，故選A。10．下列有關氧化鋁的說法錯誤的是A．可用材料制成的坩堝熔融燒堿B．鋁能在空氣中穩定存在是因為其表面覆蓋著一層氧化鋁保護膜，能防止內部金屬被氧化C．空氣中自然形成的氧化鋁薄膜耐磨性較差，可采用化學方法增加膜的厚度D．氧化鋁是一種兩性氧化物，既能與強酸反應，也能與強堿反應【答案】A【解析】A．氧化鋁與燒堿在加熱時會發生反應，故不能用氧化鋁材料制成的坩堝熔融燒堿，否則會損壞坩堝，A錯誤；B．鋁能在空氣中穩定存在是因為其表面覆蓋著一層氧化鋁保護膜，氧化膜比較致密，能防止內部金屬被氧化，B正確；C．空氣中自然形成的氧化鋁薄膜耐磨性較差，可采用化學方法增加膜的厚度，如電化學氧化法，可在鋁表面生成堅硬的氧化膜，C正確；D．氧化鋁是一種兩性氧化物，既能與強酸反應，也能與強堿反應，D正確；故選A。11．下列冶煉方法中，不能將化合物中的金屬元素還原為金屬單質的是A．加熱Al2O3 B．加熱HgOC．電解熔融NaCl D．鋁粉和Fe2O3共熱【答案】A【解析】A．氧化鋁受熱不易分解，不能得到單質鋁，A錯誤；B．氧化汞受熱分解得到單質汞，B正確；C．電解熔融氯化鈉得到金屬鈉，C正確；D．鋁粉將氧化鐵還原為鐵單質，D正確；故選A。12．鋁是地殼中含量最高的金屬元素，下列關于鋁及其化合物的性質、用途的說法錯誤的是A．純鋁的硬度和強度較小，不適合用于制造機器零部件B．可用溶液除去粉末中少量的C．鋁合金是用來制造飛機和宇宙飛船的理想材料D．鋁制品廉價易得，適用于廚房蒸煮和長期存放堿性食物【答案】D【解析】A．制造機器零部件要求材料硬度高、強度好，而純鋁硬度、強度較小，不適合，A正確；B．氧化鐵不與氫氧化鈉溶液反應，氧化鋁為兩性氧化物，與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉，B正確；C．鋁合金硬度高、質量輕，是用來制造飛機和宇宙飛船是理想材料，C正確；D．鋁能與酸、堿發生反應，鋁制品不能長期存放酸性或堿性較強的食物，D錯誤；答案選D。13．Al分別與足量鹽酸、氫氧化鈉溶液反應，產生的在相同狀態下體積相等時，消耗Al的質量比為A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．3∶1【答案】A【解析】Al分別與足量鹽酸、氫氧化鈉溶液反應的化學方程式為2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，根據方程式可知，產生的在相同狀態下體積相等(即物質的量相等)時，消耗的Al的物質的量相同，則消耗Al的質量比為1：1，故答案選A。14．下列有關物質的性質與用途的描述錯誤的是A．Al具有良好的延展性，故鋁可用于制作鋁金屬制品B．鎂鋁合金的密度大、強度高，是制造飛機和宇宙飛船的理想材料C．Al、Al2O3均能與酸、堿反應，因此鋁制炊具不宜用來蒸煮酸性或堿性食物D．“蛟龍號”載人潛水器的耐壓球殼是用鈦合金制造的，合金具有硬度大等優點【答案】B【解析】A．鋁常用于制作鋁金屬制品，主要是Al具有良好的延展性，故A正確；B．鎂鋁合金的密度小、強度高，是制造飛機和宇宙飛船的理想材料，故B錯誤；C．Al、Al2O3均能與酸、堿反應，因此鋁制炊具不宜用來蒸煮和長時間盛放酸性或堿性食物，故C正確；D．“蛟龍號”載人潛水器的耐壓球殼是用鈦合金制造的，說明鈦合金具有硬度大等優點，故D正確。綜上所述，答案為B。15．下列關于新型合金材料說法不正確的是A．鑭鎳合金能大量吸收H2形成金屬氫化物，可作儲氫材料B．鈦合金生物相容性好，強度大，可作人造骨骼C．生鐵和鋼是含碳量不同的兩種鐵碳合金，生鐵的含碳量比鋼的含碳量高D．合金的熔點比其成分金屬的熔點高【答案】D【解析】A．鑭鎳合金能大量吸收H2，并與H2結合成金屬氫化物，金屬氫化物稍稍加熱又容易分解，所以可用作儲氫材料，故A正確；B．鈦合金生物相容性好，強度大，常用作人造骨骼，故B正確；C．生鐵是含碳量大于2%的鐵碳合金，鋼是對含碳量在0.02%～2%之間的鐵碳合金的統稱，生鐵的含碳量比鋼高，故C正確；D．合金的熔點比其成分金屬的熔點低，故D錯誤；答案為D。16．北宋沈括對生鐵煉鋼有這么一段評價：“世間鍛鐵所謂鋼鐵者，用柔鐵屈盤之，乃以生鐵陷其間，泥封煉之，鍛令相入，謂之“團鋼”，亦謂之“灌鋼”。此乃偽鋼耳……”，下列說法正確的是A．生鐵和鋼都是關于鐵的含碳合金，鋼中碳的含量較高B．通過煉制和鍛打，可以調節生鐵中元素的組成、元素的含量等來改變生鐵的性能C．高碳鋼的韌性較好，低碳鋼的硬度較大D．不銹鋼是一種常見的合金鋼，它的合金元素主要是鎢(W)和硅(Si)【答案】B【解析】A．生鐵和鋼都是鐵的含碳合金，鋼中碳的含量在0.03%～2.0%之間，生鐵中碳的含量在2.0%～4.3%之間，所以生鐵的碳含量高于鋼的碳含量，故A錯誤；B．通過煉制和鍛打，可以降低生鐵中含碳量，除去生鐵中有害元素P、S，調整生鐵中Si、Mn的含量，這樣的鐵有韌性、可鍛軋、可延壓，故B正確；C．根據含碳量的不同，碳素鋼可分為高碳鋼、中碳鋼、低碳鋼，其中高碳鋼硬度較大，韌性較差，低碳鋼，硬度較小，韌性較強，故C錯誤；D．不銹鋼是一種常見的合金鋼，它的合金元素主要是鉻(Cr)、鎳(Ni)，常用來制造醫療器械、餐具等，故D錯誤；答案為B。17．“灌鋼法”是我國古代勞動人民對鋼鐵冶煉技術的重大貢獻，陶弘景在其《本草經集注》中提到“鋼鐵是雜煉生鍒作刀鐮者”?！肮噤摲ā敝饕菍⑸F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．鋼的含碳量越高，硬度和脆性越大C．生鐵由于含碳量高，熔點比熟鐵高D．冶煉鐵的原料之一赤鐵礦的主要成分為Fe2O3【答案】C【解析】A．鋼是含碳量低的鐵合金，故A正確；B．鋼的硬度和脆性與含碳量有關，隨著含碳量的增大而增大，故正確；C．由題意可知，生鐵熔化灌入熟鐵，再鍛打成鋼，說明生鐵的熔點低于熟鐵，故C錯誤；D．赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，可用于冶煉鐵，故D正確；故選C。18．鐵和鐵合金是生活中常見的材料，下列說法正確的是A．純鐵的熔點低于鐵合金 B．純鐵和鐵合金都能導電、傳熱C．純鐵的硬度和強度都高于鐵合金 D．不銹鋼是鐵合金，只含金屬元素【答案】B【解析】A．合金的熔點比其組成金屬的熔點要低，故純鐵的熔點高于鐵合金，A錯誤；B．純鐵和鐵合金中都含有金屬，故都能導電、傳熱，B正確；C．合金的強度和硬度一般比組成金屬的純金屬更高，故純鐵的硬度和強度都低于鐵合金，C錯誤；D．不銹鋼是鐵合金，里面還有碳元素，D錯誤；故選B。19．用鋁箔包裹0.1mol金屬鈉，用針在鋁箔上扎一些小孔，用鑷子夾住，放入水中，待完全反應后，收集到的氣體在標準狀況下的體積為【答案】C【解析】鈉與水反應生成NaOH和H2，化學方程式為：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，0.1mol金屬鈉完全反應生成0.1molNaOH、0.05molH2，因為Al和NaOH溶液反應生成NaAlO2和H2：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，0.1molNaOH又反應生成0.15molH2，共產生0.2molH2，在標準狀況下的體積為0.2mol×22.4L/mol=4.48L；故選C。20．將某份鐵鋁合金均分為兩份，一份加入足量鹽酸，另一份加入足量NaOH溶液，同溫同壓下產生的氣體體積比為3∶2，則樣品中鐵、鋁物質的量之比為A．3∶2 B．2∶1 C．3：4 D．4：3【答案】C【解析】根據同溫同壓下氣體的體積之比等于物質的量之比，故設加入氫氧化鈉溶液產生的H2為2mol，則加入鹽酸產生的H2為3mol，根據反應2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑可知生成2molH2，需要Al的物質的量為：mol，由于2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑可知，等質量的Al與鹽酸和NaOH反應放出的H2一樣多，故說明Fe與鹽酸反應產生的H2為1mol，根據反應方程式Fe+2HCl=FeCl2+H2↑可知，生成1molH2需消耗1mol的Fe，故樣品中鐵、鋁物質的量之比為1：=3:4，故答案為：C。21．如圖所示：用兩張圓形濾紙分別折疊成漏斗狀，套在一起，使四周都有四層。把內層濾紙取出，在底部剪一個小孔，用水潤濕，再跟另一紙漏斗套在一起，架在鐵圈上，下面放置一盛沙的蒸發皿。把5g干燥的氧化鐵粉末和2g鋁粉混合均勻，放在紙漏斗中，上面加少量氯酸鉀并在混合物中間插一根鎂條，用小木條點燃鎂條。觀察發生的現象。通過以上實驗信息，回答下列問題：(1)寫出該反應的化學方程式：，該反應稱為反應。(2)選出該實驗的實驗現象(填寫在橫線上)：。①鎂條劇烈燃燒②放出大量的熱，并發出耀眼的光芒，火星四射③紙漏斗的下部被燒穿④有紅熱狀態的液珠落入蒸發皿內的細沙上，液珠冷卻后變為黑色固體(3)寫出各物質的作用：蒸發皿盛沙：；鎂條：；氯酸鉀：。【答案】(1)Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe鋁熱(2)①②③④(3)為防止濺落物炸裂蒸發皿引燃劑助燃劑【解析】（1）氧化鐵和鋁粉在高溫條件下發生鋁熱反應生成鐵和氧化鋁，反應的化學方程式為：Fe2O3+2AlA