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第 8 讲 金属材料
知识点 1：铁合金、新型合金及用途广泛的稀土金属
知识点 2：铝的物理化学性质
知识点 3：铝的化合物
知识点 4：化学方程式计算中常用的解题技巧
知识点 1：铁合金、新型合金及用途广泛的稀土金属
【典例 1】铁和铁合金是生活中常见的材料，下列说法正确的是
A．纯铁的熔点低于铁合金 B．纯铁和铁合金都能导电、传热
C．纯铁的硬度和强度都高于铁合金 D．生铁是铁合金，只含金属元素
【典例 2】化学与生活、生产、科技息息相关。下列关于合金材料的说法中不正确的是
A．镍钴合金有良好的耐高温性能，可用来制造国产 C919 飞机发动机叶片
B．储氢合金能大量吸收 H2，并将其储存在金属内部，该过程发生的是物理变化
C．“山东”号新型航母所用特种钢材具有高屈强比、抗腐蚀、耐高温等特点
D．钛合金具有很强的结构强度，可用于制造“蛟龙”号载人潜水器的耐压球壳
【典例 3】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 B．“蛟龙”号潜水器 D．新能源汽车储氢材料
C．不锈钢盆
——镍钛合金 ——钛合金 ——La-Ni 合金
A．A B．B C．C D．D
【变式 1】下列关于合金的说法中，正确的是
A．在我国最早使用的合金是钢 B．稀土金属可以用于生产合金
C．合金的熔点比各成分金属的高 D．钢是含碳量高于生铁的铁碳合金
【变式 2】下列有关金属材料的说法正确的是
A．不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金元素主要是锰和镍
B．储氢合金是一类通过物理方法吸附H2的新型合金材料
C．生铁和钢都是关于铁的含碳合金，钢中碳的含量较高
D．通过增加原子层之间的相对滑动难度，使合金的硬度变大
【变式 3】新材料的使用体现了化学科技，彰显了中国力量。以下关于合金的说法中不正确
的是
A．通过增加原子层之间的相对滑动难度，使合金的硬度变大
B．不锈钢中添加镍(Ni)和铬(Cr)等元素后，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力
C．硬铝用于制造飞机外壳，主要利用其熔点高
D．储氢合金属于新型合金，可用于以氢气为燃料的汽车
【变式 4】下列不属于新型合金的是
A．储氢合金 B．钛合金 C．铁合金 D．形状记忆合金
知识点 2：铝的物理化学性质
【典例 1】用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁(如图)，将试管浸入硝酸汞
溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升。根据
实验现象判断下列说法错误的是
A．实验中发生的反应都是氧化还原反应 B．铝是一种较活泼的金属
C．铝与氧气反应放出热量 D．铝片上生成的白毛是氧化汞
【典例 2】下列关于铝的性质的叙述正确的是
A．铝的化学性质活泼，金属铝在空气中需要用特殊方法保存
B．常温下铝不与氧气反应，因此铝无需用特殊方法保存
C．铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物
D．铝与氢氧化钠溶液反应，铝作还原剂，NaOH作氧化剂
【典例 3】铝是典型的两性金属，既能与酸反应，又能与强碱溶液反应。回答下列问题：
(1)在铝分别与盐酸和氢氧化钠溶液的反应中，铝元素化合价的变化都是 ，还原剂
都是 。
(2)1mol 的铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，生成氢气的体积在相同状况下比值
为 ，消耗氯化氢和氢氧化钠的物质的量之比为 。
(3)甲、乙两个烧杯中分别盛有 100mL4.0mol·L-1的盐酸和 100mL4.0mol·L-1氢氧化钠溶液，
向两个烧杯中都加入 5.4g 铝粉，在相同状况下产生气体的体积比为 。
【变式 1】若在加入铝粉能放出 H2的溶液中，下列各组离子一定不能大量共存的是
A．Na+、Fe3+、SO2 4 、Cl－ B．Ba2+、Mg2+、HCO 3 、NO 3
C．Na+、K+、NO 、CO2 3 3 D．K+、NO 3 、AlO 、OH－2
【变式 2】甲、乙两个烧杯中分别盛有 100 mL 3.0 mol L 1盐酸和 100 mL 3.0 mol L 1 NaOH
溶液，向两个烧杯中均加入 5.4 g 铝粉，在相同状况下甲、乙两个烧杯中产生气体的体积之
比为
A．1∶2 B．1∶3 C．3∶1 D．2∶1
【变式 3】下列关于金属铝的描述中，不正确的是
A．有银白色金属光泽 B．具有较强的还原性
C．硬度高于硬铝 D．常温下能与空气中的氧气反应
【变式 4】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 5】等物质的量的 Na 和 Al 两种金属加入足量的水中，生成 26.88 L(标准状况)的气体，
下列叙述错误的是
A．金属 Na 无剩余 B．金属 Al 有剩余
C．所得溶液溶质为 Na[Al(OH)4] D．Na 的物质的量是 0.6 mol
【变式 6】下列有关物质用途的说法中，不正确的是
A．铝制餐具不能用于存放酸性或碱性的食物，但可以存放咸的食物
B．纯铝的硬度和强度较小，不适合制造机器零部件
C．常温下铝遇浓硝酸、浓硫酸发生钝化，钝化属于化学变化
D．碳酸钠和碳酸氢钠的溶液均显碱性，可用作食用碱或工业用碱
【变式 7】已知 A、B、C、D、E、F、G 为中学化学中常见的化合物，其中 A 是淡黄色固
体，B 是无色液体，G 为红褐色沉淀。常温下甲、乙、丙为气态非金属单质，丙呈黄绿色；
丁、戊为常见金属单质，其中戊是当前用量最大的金属。它们之间的转化关系如图所示(有
的反应部分产物已经略去)。请根据以上信息回答下列问题：
(1)写出下列物质的化学式：A ，E 。
(2)F 转化为 G 的过程中出现的现象是 。
(3)写出②中反应的离子方程式： 。
知识点 3：铝的化合物
【典例 1】下列关于铝及其化合物的说法不正确的是
A．铝的化学性质不活泼
B．Al2O3是两性氧化物
C．向AlCl3溶液中滴加少量 NaOH 溶液可产生白色沉淀
D．铝制餐具不可以用来长时间存放碱性食物
【典例 2】工业上用某种氧化铝矿石(含 Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：
对上述流程中的判断正确的是
A．试剂 X 可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物
B．CO2可以用 H2SO4溶液或稀盐酸代替
C．反应Ⅱ中的离子方程式为 CO2+AlO-2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO-3
D．纯铝的硬度和强度较大，适合制造机器零件
【典例 3】铝是一种重要金属，从铝土矿(主要成分为Al2O3，Fe2O3、SiO2等)中冶炼 Al 的工
业生产流程如图：
注：SiO2是酸性氧化物，不溶于盐酸
(1)步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都要用到的分离方法是 。在实验室模拟该操作，要用到的玻璃仪
器有：烧杯、 、 。
(2)溶液 A 含有的金属阳离子为 。沉淀 D 的化学式为 。
(3)步骤Ⅲ生成Al(OH)3沉淀的离子方程式为 。
(4)生产过程中，可循环使用的物质有CaO、 、 (填化学式)。
(5)经分析，a 吨铝土矿可以冶炼出 b 吨的纯铝(假设各生产环节中无损耗)，则理论上原铝土
矿中Al2O3的纯度(质量分数) %(用含 a、b 的式子表示)。
【变式 1】工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，还有少量的Fe2O3等杂质)提取氧化铝作冶炼
铝的原料，提取的操作过程如下：
下列说法错误的是
A．Ⅰ和Ⅱ步骤中分离滤液和沉淀的操作为过滤
B．沉淀M中除含有泥沙外，一定还含有Fe2O3
C．滤液Y中主要含有碳酸钠溶液
D．固体N属于两性氧化物，Fe2O3属于碱性氧化物
【变式 2】在铝制易拉罐中收集 CO2，加入过量的 NaOH 溶液，立即封口并振荡，可以发现
易拉罐先咔咔作响，变瘪，然后再次鼓起来，其过程中没有涉及的化学反应是
A．Al2O3与 OH-的反应 B．CO -2与 OH 的反应
C．Al 与 OH-、H2O 的反应 D．Al(OH)3与 OH-反应
【变式 3】下列说法不正确的是
A．氧化铝是两性氧化物
B．铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼
C．纯铝的硬度和强度较小，不适合制造高强度机器零件
D．铝与 NaOH 溶液产生大量气体，且 NaOH 有腐蚀性，铝粉和 NaOH 可做管道疏通剂
【变式 4】将等物质的量的Al2O3和Fe2O3混合物完全溶于 100mL 稀盐酸中，向反应后的溶
液中缓慢加入 NaOH 溶液，下列图象中可能正确表示上述反应的是(横坐标表示加入 NaOH
的体积，纵坐标表示生成沉淀的质量)：
A． B．
C． D．
【变式 5】下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是
A．铝是地壳里含量最多的元素
B．在常温下，铝不能与氧气反应
C．在常温下，可以用铝制容器盛装冷的浓硫酸
D．氧化铝只能与酸反应，不能与强碱反应
【变式 6】铝土矿的主要成分是Al2O3，还有部分SiO2、Fe2O3以及少量不溶于酸碱溶液的其
他杂质。工业上从铝土矿中提取铝可采取如下工艺：
下列说法正确的是
A．沉淀Ⅰ只有SiO2
B．步骤②发生的反应为Al3++3OH=Al(OH)3↓、Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
C．溶液Ⅲ中溶质主要为Na2CO3
D．步骤④操作用到的仪器主要有：坩埚、坩埚钳、泥三角、三脚架、酒精灯、玻璃棒
【变式 7】某化学兴趣小组模拟工业上从铝土矿(主要成分是 Al2O3，含 SiO2，Fe2O3 等杂
质，)中提取氧化铝的工艺做实验，流程如图，请回答下列问题：
(1)操作 I 的名称为 ，所得不溶物 A 是 (填化学式)；
(2)验证溶液 B 中是否含有 Fe3+的方法： ；
(3)步骤②中，加入过量 NaOH 溶液，生成不溶物 C 的离子反应方程式 ；
(4)如果铝土矿 100g，步骤④中的灼烧后得不溶物 G 质量为 51g，则矿石中铝元素的含量为
(填百分数，要求保留一位小数)。
【变式 8】铝是应用广泛的金属，以铝土矿(主要成分为 Al2O3，含 SiO2和 Fe2O3等杂质)为
原料制备铝的一种工艺流程如下：
(1)画出 Al 的原子结构示意图 ，操作①的名称是 。
(2)滤渣 1 试剂② (填化学式)。
(3)通入过量 CO2生成滤渣 3 的离子反应： ；
固体 1 生成固体 2 的化学方程式： 。
(4)氧化铝与焦炭的混合物在氮气中高温加热反应，制得新型非金属材料 AlN 与一种中学常
见气体 X。已知每转移 6.02×1023个电子，有 0.5mol 化合物 X 生成，此反应的化学方程
式 。
知识点 4：化学方程式计算中常用的解题技巧
【典例 1】设 NA 为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．标准状况下，2.24L 由 NH3 和 CH4 组成的混合气体中，含有的电子数为 NA
B．常温常压下，44gCO2 与足量 Na2O2 充分反应，生成的 O2 分子数为 0.1NA
C．0.5mol/L 的 CaCl2 溶液中含有的 Cl-数目为 0.5NA
D．7.8gNa2O2 固体中含有的阴离子数为 0.2NA
【典例 2】取 0.1mol L 1NaOH 溶液 100mL，然后向其通入一定量的 CO2 气体，再向所得溶液
A 中逐滴缓慢加入一定物质的量浓度的 HCl 溶液，产生的 CO2 气体体积(标准状况)与所加 HCl
溶液的体积之间关系如图所示。下列说法正确的是
A．通入 CO2 气体体积(标准状况)约为 100mL
B．溶液 A 中所含溶质为 Na2CO3
C．0-25mL 段：反应的离子方程式主要是：OH +H+=H2O
D．完全反应后溶液中溶质的物质的物质的量浓度约为：0.7mol·L 1
【典例 3】取100mLNa2CO3和Na2SO4的混合溶液，加入过量BaCl2溶液后得到 29.02g 白色沉
淀，用过量稀硝酸处理产生气体 2.24L(标准状况)。下列说法不正确的是
A．混合溶液中Na2CO3的物质的量浓度 0.1mol/L
B．混合溶液中Na2SO4的物质的量浓度 0.4mol/L
C．29.02g 白色沉淀用过量稀硝酸处理，沉淀质量减少 19.7g
D．处理沉淀消耗的硝酸的溶质的物质的量 0.2mol
【变式 1】烧杯中盛有一定质量的 CaCO3 和 K2CO3 的固体混合物，向其中加入 150g 质量
分数为 7.3%的稀盐酸，恰好完全反应，得到 160.3g 该温度下的不饱和溶液。则下列说法
中正确的是
A．反应生成的气体的质量为 4.4g
B．参与反应的 HCl 质量为 150g
C．原混合固体中金属元素质量为 7.9g
D．发生的反应类型为分解反应
【变式 2】用金属钠制取氧化钠通常利用反应：2NaNO3 +10Na = 6Na2O + N2↑。设NA为阿
伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．常温常压下，11.2LN2 中含氮原子的个数为NA
B．23gNa 在反应中失去电子的物质的量为 1mol
C．N2 的摩尔质量为 28
D．1molNa2O中含有的离子总数为2NA
【变式 3】ag 仅由纯碱和硫酸钠组成的固体混合物，将其全部加入 bg 的稀硫酸中，二者恰
好完全反应，将所得溶液蒸干后，得到 cg 固体(不考虑操作过程中引起的质量损失)，则该混
合物中纯碱的物质的量为
c a b a a c a b c
A． 36 mol B． 96 mol C．23bmol D． 98 mol
【变式 4】为测定某赤铁矿石中氧化铁的含量，小冰用一氧化碳还原 12g 该赤铁矿石样品，
充分反应完成后，称得剩余固体质量为 9.3g，假设矿石中其他物质不参与反应，请你推算，
该矿石中氧化铁的含量为
A．85％ B．80％ C．75％ D．70％
【变式 5】（多选）铁、铜混合粉末 18.0g 加入 100mL5.0mol·L-1FeCl3 溶液中,剩余固体质量为
3.2g。下列说法正确的是
A．剩余固体是铁、铜混合物 B．反应后溶液中 n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.75mol
C．原固体混合物中铜的质量是 9.6g D．反应后溶液中 n(Fe3+)=0.10mol
【变式 6】（多选）向10mL0.1mol L 1的NaHSO 溶液中逐滴滴加0.1mol L 14 的Ba(OH)2溶
液，所得沉淀的物质的量与加入Ba(OH)2溶液体积的关系如下图所示。下列说法正确的是
A． = 0.001
B．0~5mL 时，溶液中发生反应的离子方程式为Ba2+ + SO2 4 =BaSO4↓
C．Y 点时，所得溶液呈中性
D．20mL 时，溶液中Na+和Ba2+的物质的量相等
【变式 7】价类二维图是以元素化合价为纵坐标，以物质类别为横坐标的二维平面图像。如
图为氯元素价类二维图，据此回答下列问题：
(1)根据化合价和物质类别写出有关物质的化学式：①HCl、②Cl2、③ 、④ 、
⑤NaCl、⑥NaClO。
(2)工业上用水吸收 HCl 气体来生产质量分数为 36.5%、密度为 1.19g/mL 的盐酸，该盐酸的
物质的量浓度为 ；若用该盐酸配制 220mL0.5mol L-1 稀盐酸除玻璃棒、胶头滴管还需
用到 (填字母)。
a.10mL 量筒 b.20mL 量筒 c.100mL 容量瓶 d.250mL 容量瓶
(3)用 NaOH 溶液吸收②Cl2 可制备某漂白液。已知 1molCl2 可反应生成等物质的量的 NaCl 和
NaClO，则该反应化学方程式为： ；NaClO 在水溶液中的电离方程式为： 。
(4)已知：MnO2+4HCl(浓)ΔMnCl2+Cl2↑+2H2O。实验室用 8.7gMnO2(Mr 为 87)与
100mL11.9mol L-1盐酸混合共热，若 MnO2完全反应则生成 Cl2在标准状况下的体积为 ，
反应消耗 HCl 的物质的量为 ，反应后溶液中 c(Cl-)为 (溶液的体积变化忽略不计)。
【变式 8】一定量的液态化合物XY2，在一定量的氧气中恰好完全燃烧，反应的方程式为：
XY2(1) +3O2(g) = XO2(g) +2YO2(g)，冷却后，在标准状况下测的生成物的体积是672 mL，
密度是2.56 g/L。求：
(1)反应前氧气的体积(标准状况) 。
(2)化合物XY2的摩尔质量 。
(3)若XY2分子中X、Y两种元素的质量比为3:16，则X、Y是什么元素？ 。
【变式 9】实验室有一瓶敞口放置一段时间的氢氧化钠固体，为测定该瓶样品中氢氧化钠的
质量分数，现取 17.3g 该样品溶于足量的水中(固体完全溶解)，向所得溶液中逐滴加入 200g
一定溶质质量分数的稀盐酸，实验过程如图所示(不考虑碳酸钠的分步反应)。
(1)经分析，该氢氧化钠固体 (填“部分”或“完全”)变质，恰好完全反应时，产生气体的
质量为 g。
(2)计算样品中氢氧化钠的质量 (写出计算过程)。
【变式 10】为了研究钠的性质，在实验室里做了如下实验：
(1)将一小块钠投入FeCl3溶液中，发生反应的总化学方程式为 。
(2)为粗略测定金属钠的相对原子质量，设计的装置如图所示，该装置(包括水)的总质量为
ag，将质量为 bg 的钠(不足量)放入水中，立即塞紧瓶塞。完全反应后再称量此装置的总质量
为 cg。
①列出计算钠相对原子质量的数学表达式 (用含有 a、b、c 的算式表示)。
②无水氯化钙的作用是 。若不用无水氯化钙，求出的钠的相对原子质量的实际数值
是偏大还是偏小？ 。
(3)现有一块部分被氧化为氧化钠的钠块，其质量为 10.8g，将它投入一定量的水中完全反应，
最终得到含 16g 溶质的氢氧化钠溶液，回答下列问题：
①反应中生成的氢气为 mol。
②钠的质量为 g。
【变式 11】现有含 HCl 和CuCl2的混合溶液 50g，向该溶液中逐滴加入溶质质量分数为 10%
的 NaOH 溶液，生成沉淀的质量与加入 NaOH 溶液的质量关系如图：
(1)当加入NaOH溶液质量为 ag 时，溶液中的溶质有 (写出化学式)；
(2)NaOH 中 Na 元素的质量分数 (写出计算式)；
(3)求混合溶液中CuCl2的质量分数 (写出计算过程)；
(4)求恰好完全反应时，消耗 NaOH 溶液的总质量 (写出计算过程)。第 8 讲 金属材料
知识点 1：铁合金、新型合金及用途广泛的稀土金属
知识点 2：铝的物理化学性质
知识点 3：铝的化合物
知识点 4：化学方程式计算中常用的解题技巧
知识点 1：铁合金、新型合金及用途广泛的稀土金属
【典例 1】铁和铁合金是生活中常见的材料，下列说法正确的是
A．纯铁的熔点低于铁合金 B．纯铁和铁合金都能导电、传热
C．纯铁的硬度和强度都高于铁合金 D．生铁是铁合金，只含金属元素
【答案】B
【详解】A．合金的熔点比其组成金属的熔点要低，故纯铁的熔点高于铁合金，故 A 错误；
B．纯铁和铁合金中都含有金属，故都能导电、传热，故 B 正确；
C．合金的强度和硬度一般比组成金属的纯金属更高，故纯铁的硬度和强度都低于铁合金，
故 C 错误；
D．生铁是铁碳合金，还含有碳元素，碳元素为非金属元素，故 D 错误；
故答案选 B。
【典例 2】化学与生活、生产、科技息息相关。下列关于合金材料的说法中不正确的是
A．镍钴合金有良好的耐高温性能，可用来制造国产 C919 飞机发动机叶片
B．储氢合金能大量吸收 H2，并将其储存在金属内部，该过程发生的是物理变化
C．“山东”号新型航母所用特种钢材具有高屈强比、抗腐蚀、耐高温等特点
D．钛合金具有很强的结构强度，可用于制造“蛟龙”号载人潜水器的耐压球壳
【答案】B
【详解】A．生产飞机的金属材料应具有密度小、硬度大、耐高温等性能，钴合金有良好的
耐高温性能，且密度较小，可用来制造国产 C919 飞机发动机叶片，A 正确；
B．储氢合金能大量吸收 H2，并与氢气结合成金属氢化物，稍稍加热金属氢化物又会分解，
该过程发生的是化学变化，B 错误；
C．航母用钢板要承受舰载机起降的沉重强大的冲击和高摩擦力，还要承受喷气式飞机高达
几千度的火焰烧蚀，“山东”号新型航母所用特种钢材，具有高屈强比、抗腐蚀、耐高温等特
点，完全符合航母用钢板的要求，C 正确；
D．新型钛合金具有超强、高韧、大尺寸、超厚的特点，且具有成形的均匀性、力学性能的
稳定性、可焊性等一系列特性，可用于制造“蛟龙”号载人潜水器的耐压球壳，D 正确；
故选 B。
【典例 3】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 B．“蛟龙”号潜水器 D．新能源汽车储氢材料
C．不锈钢盆
——镍钛合金 ——钛合金 ——La-Ni 合金
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【详解】镍钛合金、钛合金、La Ni 合金都属于新型合金，而不锈钢不属于新型合金，故 C
符合题意。
综上所述，答案为 C。
【变式 1】下列关于合金的说法中，正确的是
A．在我国最早使用的合金是钢 B．稀土金属可以用于生产合金
C．合金的熔点比各成分金属的高 D．钢是含碳量高于生铁的铁碳合金
【答案】B
【详解】A．我国最早使用的合金是铜合金，A 错误；
B．稀土金属可添加至镁、铝、铜等有色金属中，改善合金的物理、化学性能，故稀土金属
可用于生产合金，B 正确；
C．合金的熔点低于成分金属，C 错误；
D．钢是含碳量低于生铁的铁碳合金，D 错误；
故答案选 B。
【变式 2】下列有关金属材料的说法正确的是
A．不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金元素主要是锰和镍
B．储氢合金是一类通过物理方法吸附H2的新型合金材料
C．生铁和钢都是关于铁的含碳合金，钢中碳的含量较高
D．通过增加原子层之间的相对滑动难度，使合金的硬度变大
【答案】D
【详解】A．不锈钢的合金元素主要是铬和镍，A 错误；
B．储氢合金储氢过程生成金属氢化物，过程中有新物质生成，是化学变化，故 B 错误；
C．生铁和钢都是铁的含碳合金，钢中碳的含量在0.03% 2.0%之间，生铁中碳的含量在
2.0% 4.3%之间，所以生铁的碳含量高于钢的碳含量，故 C 错误；
D．合金的硬度大于纯金属的硬度，是通过增加原子层之间的相对滑动难度，导致合金的硬
度变大，故 D 正确；
选 D。
【变式 3】新材料的使用体现了化学科技，彰显了中国力量。以下关于合金的说法中不正确
的是
A．通过增加原子层之间的相对滑动难度，使合金的硬度变大
B．不锈钢中添加镍(Ni)和铬(Cr)等元素后，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力
C．硬铝用于制造飞机外壳，主要利用其熔点高
D．储氢合金属于新型合金，可用于以氢气为燃料的汽车
【答案】C
【详解】A．合金的硬度大于纯金属的硬度，是通过增加原子层之间的相对滑动难度，使合
金的硬度变大，A 正确；
B．不锈钢中添加镍(Ni)和铬(Cr)等元素后，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力，B 正确；
C．硬铝用于制造飞机外壳，主要利用其密度小、强度高、耐腐蚀性强，C 错误；
D．储氢合金属于新型合金，在一定条件下可以释放出氢气，可用于以氢气为燃料的汽车，
D 正确；
故选 C。
【变式 4】下列不属于新型合金的是
A．储氢合金 B．钛合金 C．铁合金 D．形状记忆合金
【答案】C
【详解】A．为了满足某些尖端技术发展的需要，新型合金材料储氢合金是一类能够大量吸
收 H2，并与 H2 结合成金属氢化物的材料，A 不符合题意；
B．由于钛合金的硬度大、耐酸碱的腐蚀，因此可用于发展航空飞机的机体材料等，属于新
型合金，B 不符合题意；
C．铁合金是一种由铁和其它元素形成的传统合金，不属于新型合金，C 符合题意；
D．形状记忆合金是一种由两种以上金属元素构成、能够在温度和应力作用下发生相变的新
型合金，广泛应用于航空航天、生物医疗、机械电子、汽车工业、建筑工程等领域，D 不符
合题意；
故本题选 C。
知识点 2：铝的物理化学性质
【典例 1】用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁(如图)，将试管浸入硝酸汞
溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升。根据
实验现象判断下列说法错误的是
A．实验中发生的反应都是氧化还原反应 B．铝是一种较活泼的金属
C．铝与氧气反应放出热量 D．铝片上生成的白毛是氧化汞
【答案】D
【分析】Al 置换出硝酸汞溶液中的 Hg 形成铝汞齐，在空气中 Al 被氧气氧化生成氧化铝，
钻出汞齐形成白毛，红墨水柱右端上升说明试管内压强变大，据此分析可解答。
【详解】A．Al 置换 Hg 和 Al 被氧化均属于氧化还原反应，A 选项正确；
B．Al 易被氧气等强氧化剂氧化，是一种较活泼的金属，B 选项正确；
C．Al 被氧化的过程放出热量使得试管内气压变大，红墨水柱右端上升，C 选项正确；
D．Al 上的白毛是 Al 被氧化得到的 Al2O3，D 选项错误；
答案选 D。
【典例 2】下列关于铝的性质的叙述正确的是
A．铝的化学性质活泼，金属铝在空气中需要用特殊方法保存
B．常温下铝不与氧气反应，因此铝无需用特殊方法保存
C．铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物
D．铝与氢氧化钠溶液反应，铝作还原剂，NaOH作氧化剂
【答案】C
【详解】A．铝与空气中的氧气反应能生成致密的氧化物薄膜，可以对内部的金属铝起到保
护作用，在空气中不易锈蚀，不需要用特殊方法保存，故 A 错误；
B．常温下铝与空气中的氧气反应能生成氧化铝，故 B 错误；
C．铝、氧化铝与酸碱均能反应，所以铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物，
故 C 正确；
D．铝与烧碱溶液反应，反应方程式为：2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑，铝从 0 价变为
+3 价，为还原剂，水是氧化剂，而氢氧化钠既不是氧化剂也不是还原剂，故 D 错误；
故选：C。
【典例 3】铝是典型的两性金属，既能与酸反应，又能与强碱溶液反应。回答下列问题：
(1)在铝分别与盐酸和氢氧化钠溶液的反应中，铝元素化合价的变化都是 ，还原剂
都是 。
(2)1mol 的铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，生成氢气的体积在相同状况下比值
为 ，消耗氯化氢和氢氧化钠的物质的量之比为 。
(3)甲、乙两个烧杯中分别盛有 100mL4.0mol·L-1的盐酸和 100mL4.0mol·L-1氢氧化钠溶液，
向两个烧杯中都加入 5.4g 铝粉，在相同状况下产生气体的体积比为 。
【答案】(1) 由 0 价变为＋3 价 铝
(2) 1∶1 3∶1
(3)2∶3
【详解】（1）铝与盐酸反应生成氯化铝，铝元素化合价由 0 价升至+3 价；铝和氢氧化钠溶
液反应生成偏铝酸钠，铝元素化合价也由 0 价升至+3 价；故铝均做还原剂；
（2）由 2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑可知：
1 mol 铝消耗 3 mol 3氯化氢，生成2 mol 氢气；1 mol 铝消耗 1 mol
3
氢氧化钠，生成2 mol 氢
气；故生成的氢气的体积在相同状况下比值为 1∶1，消耗氯化氢和氢氧化钠的物质的量之比
为 3∶1；
（3）由铝和盐酸及氢氧化钠溶液的反应方程式知，5.4 g(即 0.2 mol)铝与 0.4 mol 盐酸(不足
量)反应时，生成氢气 0.2 mol，5.4 g(即 0.2 mol)铝与 0.4 mol 氢氧化钠溶液(过量)反应时，生
成氢气 0.3 mol，故在相同状况下产生气体的体积比为 2∶3。
【变式 1】若在加入铝粉能放出 H2的溶液中，下列各组离子一定不能大量共存的是
A．Na+、Fe3+、SO2 、Cl－ B．Ba2+、Mg2+4 、HCO 3 、NO3
C．Na+、K+、NO 、CO2 3 3 D．K+、NO 3 、AlO 、OH－2
【答案】B
【分析】铝粉能放出 H2的溶液，可能是酸溶液，也可能是碱溶液。
【详解】A．Na+、Fe3+、SO2 4 、Cl－在酸中能大量共存，在碱中，OH－与 Fe3+反应，故 A 不
符合题意；
B．Mg2+与 OH－反应生成沉淀，HCO 3 与 OH－反应生成水和碳酸根，HCO 3 与氢离子反应生
成水和二氧化碳，故 B 符合题意；
C．Na+、K+、NO 、CO2 3 3 在碱中大量共存，CO2 3 与氢离子反应生成水和二氧化碳，故 C
不符合题意；
D．K+、NO 3 、AlO 2 、OH－在碱中大量共存，AlO 2 、OH－与氢离子反应，故 C 不符合题意。
综上所述，答案为 B。
【变式 2】甲、乙两个烧杯中分别盛有 100 mL 3.0 mol L 1盐酸和 100 mL 3.0 mol L 1 NaOH
溶液，向两个烧杯中均加入 5.4 g 铝粉，在相同状况下甲、乙两个烧杯中产生气体的体积之
比为
A．1∶2 B．1∶3 C．3∶1 D．2∶1
【答案】A
【详解】甲、乙两个烧杯中分别盛有 100 mL 3.0 mol L 1盐酸物质的量为 0.3mol，100 mL 3.0
mol L 1NaOH 物质的量为 0.3mol，向两个烧杯中均加入 5.4 g 铝粉即物质的量为 0.2mol，
2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑，对于盐酸来说，盐酸反应完，铝有剩余，因此生成 H2物质的量
为 0.15mol，2Al＋2NaOH＋2H2O ＝2NaAlO2＋3H2↑，对于碱来说，金属铝反应完，碱有剩
余，因此生成 H2物质的量为 0.3mol，在相同状况下甲、乙两个烧杯中产生气体的体积之比
为 1:2；故 A 符合题意。
综上所述，答案为 A。
【变式 3】下列关于金属铝的描述中，不正确的是
A．有银白色金属光泽 B．具有较强的还原性
C．硬度高于硬铝 D．常温下能与空气中的氧气反应
【答案】C
【详解】A．金属铝也具有金属的通性，故金属铝有银白色金属光泽，A 正确；
B．金属铝最外层有 3 个电子，容易失去电子，故具有较强的还原性，B 正确；
C．硬铝是合金，一般合金的硬度都大于纯金属，故硬铝硬度高于铝，C 错误；
D．铝单质非常活泼，在常温下能与空气中的氧气反应生成氧化铝，D 正确；
故本题选 C。
【变式 4】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
【详解】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. 合金的密度一般比成分金属的小，故镁铝合金的密度小、强度高，是制造飞机和宇宙飞
船的理想材料，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：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，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 5】等物质的量的 Na 和 Al 两种金属加入足量的水中，生成 26.88 L(标准状况)的气体，
下列叙述错误的是
A．金属 Na 无剩余 B．金属 Al 有剩余
C．所得溶液溶质为 Na[Al(OH)4] D．Na 的物质的量是 0.6 mol
【答案】B
【详解】Na 能与冷水发生反应 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，Al 能与 NaOH 溶液发生反应
2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑，由于水足量，Na 和 Al 的物质的量相等，根据以上
反应的化学计量数关系可知，Na 与水反应生成的 NaOH 恰好与 Al 完全反应，所得溶液溶质
x
为 Na[Al(OH)4]。设 Na 和 Al 均为 x mol，反应产生的气体是 H2，根据题给信息可得 2mol+
3x 26.88L
2 mol=22.4L/mol=1.2 mol，解得 x=0.6，可见加入的 Na、Al 的物质的量都是 0.6 mol，故合理
选项是 B。
【变式 6】下列有关物质用途的说法中，不正确的是
A．铝制餐具不能用于存放酸性或碱性的食物，但可以存放咸的食物
B．纯铝的硬度和强度较小，不适合制造机器零部件
C．常温下铝遇浓硝酸、浓硫酸发生钝化，钝化属于化学变化
D．碳酸钠和碳酸氢钠的溶液均显碱性，可用作食用碱或工业用碱
【答案】A
【详解】A．铝能够与酸、碱溶液发生反应，所以铝制餐具不能用于存放酸性或碱性的食物，
但若存放咸的食物，Al 及其中所含杂质及 NaCl 溶液会构成原电池反应，也会加快铝制品的
腐蚀，因此也不能存放咸的食物，A 错误；
B．纯铝的硬度和强度比铝合金小，因此不适合制造机器零部件，B 正确；
C．常温下铝遇浓硝酸、浓硫酸发生钝化，钝化是 Al 被浓硫酸、浓硝酸氧化产生了一层致
密的氧化物保护膜，阻止金属的进一步氧化。由于变化过程中产生了新的物质，因此发生的
变化属于化学变化，C 正确；
D．碳酸钠和碳酸氢钠都是强碱弱酸盐，水溶液均显碱性，对人体健康无害，因此都可用作
食用碱或工业用碱，D 正确；
故合理选项是 A。
【变式 7】已知 A、B、C、D、E、F、G 为中学化学中常见的化合物，其中 A 是淡黄色固
体，B 是无色液体，G 为红褐色沉淀。常温下甲、乙、丙为气态非金属单质，丙呈黄绿色；
丁、戊为常见金属单质，其中戊是当前用量最大的金属。它们之间的转化关系如图所示(有
的反应部分产物已经略去)。请根据以上信息回答下列问题：
(1)写出下列物质的化学式：A ，E 。
(2)F 转化为 G 的过程中出现的现象是 。
(3)写出②中反应的离子方程式： 。
【答案】(1) Na2O2 HCl
(2)产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色
(3)2Al+2OH-+2H2O=2AlO-2+3H2↑
【分析】由题干信息和转化图示信息可知，A 是淡黄色固体，B 是无色液体，二者反应生成
C 与单质甲，且甲为气态非金属单质，则 A 是 Na2O2，B 是 H2O，甲是 O2，C 是 NaOH，甲、
乙、丙为非金属单质，丙呈黄绿色，则丙是 Cl2；金属丁与氢氧化钠反应生成 D 与乙，则丁
为 Al，D 是 NaAlO2，乙为 H2，甲与乙反应生成水，乙与丙反应生成 E 为 HCl，金属戊与盐
酸反应生成 F，F 与氢氧化钠、氧气反应得到 G 为红褐色沉淀，则戊为 Fe，F 为 FeCl2，G
为 Fe(OH)3，据此解答。
【详解】（1）由分析可知，A 的化学式为：Na2O2，E 的化学式为 HCl，故答案为：Na2O2；
HCl；
（2）由题干转化信息可知，F 转化为 G 即 FeCl2和 O2、NaOH 反应转化为 Fe(OH)3，则 F
转化为 G 是氯化亚铁反应得到氢氧化亚铁，氢氧化亚铁反应得到氢氧化铁，出现的现象是：
产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，故答案为：产生白色沉淀，迅速变为灰
绿色，最终变为红褐色；
（3）由分析和转化图示信息可知，反应②是 Al 与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气，
反应的离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO-2+3H2↑，故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO-2
+3H2↑。
知识点 3：铝的化合物
【典例 1】下列关于铝及其化合物的说法不正确的是
A．铝的化学性质不活泼
B．Al2O3是两性氧化物
C．向AlCl3溶液中滴加少量 NaOH 溶液可产生白色沉淀
D．铝制餐具不可以用来长时间存放碱性食物
【答案】A
【详解】A．铝是活泼金属，但是铝易在空气中形成致密的氧化膜，所以铝比较耐腐蚀，A
错误；
B．氧化铝既可以和酸反应又可以和强碱反应生成盐和水，氧化铝是两性氧化物，B 正确；
C．向 AlCl3溶液中滴加少量 NaOH 溶液可产生白色沉淀氢氧化铝，C 正确；
D．铝、氧化铝能与碱性物质反应，所以铝制餐具不可以用来长时间存放碱性食物，D 正确；
故选 A。
【典例 2】工业上用某种氧化铝矿石(含 Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：
对上述流程中的判断正确的是
A．试剂 X 可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物
B．CO2可以用 H2SO4溶液或稀盐酸代替
C．反应Ⅱ中的离子方程式为 CO2+AlO-2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO-3
D．纯铝的硬度和强度较大，适合制造机器零件
【答案】C
【分析】分析流程图可知，试剂 X 是氢氧化钠溶液，Al2O3溶于氢氧化钠溶液得到 NaAlO2
溶液，Fe2O3与氢氧化钠溶液不反应，所以反应Ⅰ过滤出沉淀为 Fe2O3，所得溶液乙为 NaAlO2
溶液；向NaAlO2溶液中通入过量CO2，化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3，
所以 Y 为 NaHCO3溶液，Al(OH)3加热分解生成 Al2O3，电解熔融 Al2O3得到 Al。
【详解】A．试剂 X 应为强碱溶液，使 Al2O3溶解，A 错误；
B．若用强酸代替 CO2，强酸过量时，Al(OH)3会溶解，不能保证生成 Al(OH)3沉淀，B 错误；
C．反应Ⅱ中的离子方程式为 CO2+AlO-2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO-3，C 正确；
D．纯铝的硬度和强度较小，铝合金硬度和强度较大，广泛用于飞机、火车、人造卫星、火
箭等的制造，D 错误；
故选 C。
【典例 3】铝是一种重要金属，从铝土矿(主要成分为Al2O3，Fe2O3、SiO2等)中冶炼 Al 的工
业生产流程如图：
注：SiO2是酸性氧化物，不溶于盐酸
(1)步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都要用到的分离方法是 。在实验室模拟该操作，要用到的玻璃仪
器有：烧杯、 、 。
(2)溶液 A 含有的金属阳离子为 。沉淀 D 的化学式为 。
(3)步骤Ⅲ生成Al(OH)3沉淀的离子方程式为 。
(4)生产过程中，可循环使用的物质有CaO、 、 (填化学式)。
(5)经分析，a 吨铝土矿可以冶炼出 b 吨的纯铝(假设各生产环节中无损耗)，则理论上原铝土
矿中Al2O3的纯度(质量分数) %(用含 a、b 的式子表示)。
【答案】(1) 过滤 漏斗 玻璃棒
(2) 铁离子、铝离子 Fe(OH)3
(3)2AlO 2 + CO2 +3H2O = 2Al(OH)3↓ + CO2 3
(4) CO2 NaOH
(5)17b9a × 100%
【分析】由工艺流程可知，铝土矿(主要成分为Al2O3，Fe2O3、SiO2等)，铝土矿与过量的盐
酸反应得沉淀B和溶液A，则固体B为SiO2，过滤得滤液A含有氯化铝、氯化铁、盐酸等，滤
液中加入过量的NaOH，可推知沉淀D为氢氧化铁，过滤得滤液C含有偏铝酸钠、氯化钠，所
以向滤液C中通入二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀与溶液E为碳酸氢钠或碳酸钠溶液，过滤后
向E溶液中加入氧化钙得沉淀G为碳酸钙，同时得到氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液可以循环
利用，碳酸钙煅烧分解得氧化钙和二氧化碳都可以循环利用，Al(OH)3灼烧得氧化铝，电解
熔融的氧化铝可得铝，以此解答该题。
【详解】（1）根据上面的分析可知，步骤I、Ⅱ、Ⅲ都要用到的分离方法是过滤，要用到的玻
璃仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒， 故答案为：过滤；漏斗；玻璃棒；
（2）滤液A含有氯化铝、氯化铁、盐酸等，溶液A含有的金属阳离子为铁离子、铝离子；铁
离子和氢氧化钠反应生成沉淀D为氢氧化铁，化学式为Fe(OH)3， 故答案为：铁离子、铝离
子；Fe(OH)3；
（3）溶液C含有偏铝酸钠，通入少量的二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠，离子方
程式为：2AlO + CO +3H O = 2Al(OH) ↓ + CO2 ， 故答案为：2AlO 2 2 2 3 3 2 + CO2 +3H2O = 2
Al(OH)3↓ + CO2 3 ；
（4）生产过程中，除CaO可以循环使用外，还可以循环使用的物质有CO2和NaOH， 故答案
为：CO2和NaOH；
（5）a 吨铝土矿可以冶炼出b吨的铝，则由铝元素守恒可知，需要纯氧化铝的质量为 b吨，
17b
所以原铝土矿中Al2O3的纯度为 × 100% = 9a × 100%，
17b
故答案为： 9a × 100%。
【变式 1】工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，还有少量的Fe2O3等杂质)提取氧化铝作冶炼
铝的原料，提取的操作过程如下：
下列说法错误的是
A．Ⅰ和Ⅱ步骤中分离滤液和沉淀的操作为过滤
B．沉淀M中除含有泥沙外，一定还含有Fe2O3
C．滤液Y中主要含有碳酸钠溶液
D．固体N属于两性氧化物，Fe2O3属于碱性氧化物
【答案】C
【分析】铝土矿的成分是氧化铝、氧化铁，氧化铝为两性氧化物，氧化铁为碱性氧化物，加
入浓 NaOH 溶液，发生 Al2O3+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4，过滤，沉淀 M 为氧化铁，滤液 X
为 NaAl(OH)4、NaOH，通入过量 CO2，发生 NaOH+CO2=NaHCO3、NaAl(OH)4+CO2
=Al(OH)3↓+NaHCO3，氢氧化铝受热分解为氧化铝，固体 N 为氧化铝，据此分析；
【详解】A．过程Ⅰ、Ⅱ均得到沉淀和溶液，分离沉淀和溶液的方法为过滤，故 A 说法正确；
B．根据上述分析，铝土矿的成分是氧化铝、氧化铁，氧化铝为两性氧化物，氧化铁为碱性
氧化物，加入浓 NaOH 溶液，发生 Al2O3+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4，过滤，沉淀 M 为氧
化铁，故 B 说法正确；
C．滤液 X 为 NaAl(OH)4、NaOH，通入过量 CO2，发生 NaOH+CO2=NaHCO3、NaAl(OH)4+CO2
=Al(OH)3↓+NaHCO3，滤液 Y 为碳酸氢钠，故 C 说法错误；
D．固体 N 为氧化铝，属于两性氧化物，氧化铁属于碱性氧化物，故 D 说法正确；
答案为 C。
【变式 2】在铝制易拉罐中收集 CO2，加入过量的 NaOH 溶液，立即封口并振荡，可以发现
易拉罐先咔咔作响，变瘪，然后再次鼓起来，其过程中没有涉及的化学反应是
A．Al -2O3与 OH 的反应 B．CO -2与 OH 的反应
C．Al 与 OH-、H2O 的反应 D．Al(OH) 与 OH-3 反应
【答案】D
【详解】铝制易拉罐中收集 CO2，加入过量的 NaOH 溶液，立即封口并振荡，可以发现易
拉罐先咔咔作响，变瘪，是二氧化碳和氢氧化钠溶液发生反应，然后再次鼓起来，说明先是
氧化铝和氢氧化钠溶液反应，再是铝和氢氧化钠溶液反应，因此没有涉及的化学反应是
Al(OH) -3与 OH 反应，选项 D 符合题意；
答案选 D。
【变式 3】下列说法不正确的是
A．氧化铝是两性氧化物
B．铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼
C．纯铝的硬度和强度较小，不适合制造高强度机器零件
D．铝与 NaOH 溶液产生大量气体，且 NaOH 有腐蚀性，铝粉和 NaOH 可做管道疏通剂
【答案】B
【详解】A．氧化铝属于氧化物，既能与强酸反应又能与强碱反应，所以是两性氧化物，A
正确；
B．铝是活泼金属，但铝制品表面形成致密的氧化物保护膜(氧化铝)，从而阻止铝与氧气的
进一步反应，B 不正确；
C．纯铝的质地较软，硬度和强度较小，所以不适合制造高强度机器零件，C 正确；
D．铝与 NaOH 遇水反应放出大量的热，加快 NaOH 对毛发等淤积物的腐蚀，同时产生的氢
气增加管道内的气压，有利于管道的疏通，所以铝粉和 NaOH 可做管道疏通剂，D 正确；
故选 B。
【变式 4】将等物质的量的Al2O3和Fe2O3混合物完全溶于 100mL 稀盐酸中，向反应后的溶
液中缓慢加入 NaOH 溶液，下列图象中可能正确表示上述反应的是(横坐标表示加入 NaOH
的体积，纵坐标表示生成沉淀的质量)：
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】Al2O3和 Fe2O3分别与 H2SO4反应生成 Al2(SO4)3和 Fe2(SO4)3，加入氢氧化钠后开
始出现沉淀，发生的反应为 Fe3++3OH-=Fe(OH) ↓、Al3+3 +3OH-=Al(OH)3↓，当沉淀达到最大
值时再加入氢氧化钠，此时氢氧化铝开始溶解，反应的方程式为
NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O，当沉淀不再减少时，所得沉淀全部为 Fe(OH)3，根据
NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O 可知，若溶解 Al(OH)3消耗的 NaOH 体积为 10mL，设 NaOH
的浓度为 cmol/L，说明 Al3+的物质的量为 0.01cmol，则 Fe3+的物质的量为 0.01cmol，故沉
3+ 3+ 0.06cmol淀 Al 和 Fe 的 NaOH 的物质的量为(0.01cmol+0.01cmol)×3=0.06cmol，体积为 cmol/L
=0.06L=60mL，因此 C 选项所对应的图象符合题意；
故选 C。
【变式 5】下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是
A．铝是地壳里含量最多的元素
B．在常温下，铝不能与氧气反应
C．在常温下，可以用铝制容器盛装冷的浓硫酸
D．氧化铝只能与酸反应，不能与强碱反应
【答案】C
【详解】A．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，A 错误；
B．铝在常温下与空气中氧气反应，表面生成一层致密的氧化膜，B 错误；
C．常温下可以用铁、铝制容器盛装冷的浓硫酸，是因为铁、铝遇冷的浓硫酸发生钝化，是
因为浓硫酸的强氧化性，C 正确；
D．氧化铝为两性氧化物，既能与强酸反应有能与强碱反应，D 错误；
故选 C。
【变式 6】铝土矿的主要成分是Al2O3，还有部分SiO2、Fe2O3以及少量不溶于酸碱溶液的其
他杂质。工业上从铝土矿中提取铝可采取如下工艺：
下列说法正确的是
A．沉淀Ⅰ只有SiO2
B．步骤②发生的反应为Al3++3OH=Al(OH)3↓、Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
C．溶液Ⅲ中溶质主要为Na2CO3
D．步骤④操作用到的仪器主要有：坩埚、坩埚钳、泥三角、三脚架、酒精灯、玻璃棒
【答案】D
【分析】SiO2不与盐酸反应，铝土矿加入过量盐酸反应后沉淀Ⅰ为 SiO2和少量不溶于酸溶液
的其他杂质，溶液Ⅰ含有氯化铝、氯化铁和过量盐酸，加入过量氢氧化钠反应后得到沉淀Ⅱ
为 Fe(OH)3，溶液Ⅱ含有氯化钠、偏铝酸钠和过量氢氧化钠，通入过量二氧化碳得到沉淀Ⅲ
为 Al(OH)3，溶液Ⅲ主要为 NaHCO3溶液。
【详解】A．沉淀Ⅰ为 SiO2和少量不溶于酸溶液的其他杂质，选项 A 错误；
B．步骤②发生的反应为 H++OH-=H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH) ↓、Al3+3 +4OH-=AlO 2 +2H2O，选
项 B 错误；
C．根据分析可知，溶液Ⅲ中溶质主要为 NaHCO3，选项 C 错误；
D．步骤④为灼烧固体，操作用到的仪器主要有：坩埚、坩埚钳、泥三角、三脚架、酒精灯、
玻璃棒，选项 D 正确；
答案选 D。
【变式 7】某化学兴趣小组模拟工业上从铝土矿(主要成分是 Al2O3，含 SiO2，Fe2O3 等杂
质，)中提取氧化铝的工艺做实验，流程如图，请回答下列问题：
(1)操作 I 的名称为 ，所得不溶物 A 是 (填化学式)；
(2)验证溶液 B 中是否含有 Fe3+的方法： ；
(3)步骤②中，加入过量 NaOH 溶液，生成不溶物 C 的离子反应方程式 ；
(4)如果铝土矿 100g，步骤④中的灼烧后得不溶物 G 质量为 51g，则矿石中铝元素的含量为
(填百分数，要求保留一位小数)。
【答案】(1) 过滤 SiO2
(2)取少量溶液 B 于试管中，滴加 KSCN 溶液，溶液变为血红色则证明有 Fe3+
(3)Fe3+ +3OH-=Fe(OH)3↓
(4)27.0%
【分析】铝土矿先加入足量盐酸，将氧化铝和氧化铁溶解，二氧化硅不与一般的酸反应，因
此可以过滤除去，则不溶物 A 就是二氧化硅；接下来加入足量氢氧化钠，将 Fe3+转变为氢
氧化铁沉淀，A13+将转 变为偏铝酸根离子，再过滤除去氢氧化铁，C 是氢氧化铁；后通入
过量 CO2将偏铝酸根转变为氢氧化铝沉淀，此时溶液中剩余的是碳酸氢钠，则 F 是碳酸氢
钠，E 是氢氧化铝；灼烧氢氧化铝即可分解得到产物 G 氧化铝，据此解答：
【详解】（1）根据分析，操作 I 的名称为过滤；由上面分析，不溶物 A 为二氧化硅；
（2）要验证溶液中是否含有 Fe3+，可取少量溶液 B，滴入 KSCN 溶液，若变红则证明原溶
液中含有 Fe3+；
（3）不溶物 C 为氢氧化铁，发生的离子方程式为 Fe3+ +3OH-=Fe(OH)3↓；
51g
（4）根据分析 G 为氧化铝，质量为 51g，n(Al2O3)=102g/mol=0.5mol，根据化学式可知 0.5mol
氧化铝中一共有 1mol 铝，根据 Al 守恒，铝土矿中 Al 元素的质量为1mol × 27g/mol=27g，
27g
则矿石中的含铝量为100g × 100%=27.0%。
【变式 8】铝是应用广泛的金属，以铝土矿(主要成分为 Al2O3，含 SiO2和 Fe2O3等杂质)为
原料制备铝的一种工艺流程如下：
(1)画出 Al 的原子结构示意图 ，操作①的名称是 。
(2)滤渣 1 试剂② (填化学式)。
(3)通入过量 CO2生成滤渣 3 的离子反应： ；
固体 1 生成固体 2 的化学方程式： 。
(4)氧化铝与焦炭的混合物在氮气中高温加热反应，制得新型非金属材料 AlN 与一种中学常
见气体 X。已知每转移 6.02×1023个电子，有 0.5mol 化合物 X 生成，此反应的化学方程
式 。
【答案】(1) 过滤
(2) SiO2 NaOH
(3) AlO 2 ＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO 3 2Al2O3(熔融)
电解
冰晶石4Al + 3O2↑
(4)Al2O3+N2+3C高温2AlN +3CO
【分析】铝土矿(主要成分为 Al2O3，含 SiO2和 Fe2O3等杂质)为原料制备铝，先用过量硫酸
处理，SiO2不溶于硫酸过滤后存在于滤渣 1 中，滤液中含有 Al3+和 Fe3+，再向滤液中加入过
量 NaOH 溶液，Al3+转化为 AlO- ，Fe3+2 转化为 Fe(OH)3过滤后存在于滤渣 2 中，滤液 2 中通
入 CO2，AlO-2转化为 Al(OH)3，Al(OH)3 加热分解得到 Al2O3，电解熔融 Al2O3 可以得到 Al，
以此解答。
【详解】（1）Al 是 13 号元素，Al 的原子结构示意图 ，操作①的名称是过滤。
（2）由分析可知，滤渣 1 是 SiO2，试剂②是 NaOH 溶液。
（3）滤液 2 中通入 CO -2，AlO2转化为 Al(OH)3，离子方程式为：AlO 2 ＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓
＋HCO 3 。电解熔融 Al2O
电解
3可以得到 Al，化学方程式为：2Al2O3(熔融)冰晶石4Al + 3O2↑。
（4）氧化铝与焦炭的混合物在氮气中高温加热反应，制得新型非金属材料 AlN 与一种中学
常见气体 X，根据元素守恒可知 X 中应含有氧元素和碳元素，已知每转移 3mole-，有 1.5mol
化合物 X 生成，由电子转移守恒可得在 X 中 C 的化合价为 3mol÷1.5mol=2，所以 X 是 CO，
因此该反应的化学方程式为：Al2O3+N2+3C高温2AlN +3CO。
知识点 4：化学方程式计算中常用的解题技巧
【典例 1】设 NA 为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．标准状况下，2.24L 由 NH3 和 CH4 组成的混合气体中，含有的电子数为 NA
B．常温常压下，44gCO2 与足量 Na2O2 充分反应，生成的 O2 分子数为 0.1NA
C．0.5mol/L 的 CaCl2 溶液中含有的 Cl-数目为 0.5NA
D．7.8gNa2O2 固体中含有的阴离子数为 0.2NA
【答案】A
【详解】A．标准状况下，2.24L 由 NH3 和 CH4 组成的混合气体为 0.1mol，NH3 和 CH4 含有的
电子数相同，均为 10，则含有电子数为 NA，A 正确；
B．根据反应2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，当消耗 44gCO2，即 1molCO2，生成的 O2 物质的
量的 0.05mol，分子数为 0.05NA，B 错误；
C．不知道溶液的体积，所以无法计算 0.5mol/L 的 CaCl -2 溶液中含有的 Cl 数目，C 错误；
D．7.8gNa2O2 固体为 0.1mol，含有的阴离子为O2 2 ，个数为 0.1NA，D 错误；
故选 A。
【典例 2】取 0.1mol L 1NaOH 溶液 100mL，然后向其通入一定量的 CO2 气体，再向所得溶液
A 中逐滴缓慢加入一定物质的量浓度的 HCl 溶液，产生的 CO2 气体体积(标准状况)与所加 HCl
溶液的体积之间关系如图所示。下列说法正确的是
A．通入 CO2 气体体积(标准状况)约为 100mL
B．溶液 A 中所含溶质为 Na2CO3
C．0-25mL 段：反应的离子方程式主要是：OH +H+=H2O
D．完全反应后溶液中溶质的物质的物质的量浓度约为：0.7mol·L 1
【答案】A
【分析】向 0.1mol L 1NaOH 溶液 100mL 中逐滴加入 45mL 一定浓度盐酸，最终生成 NaCl 溶
液，假设盐酸浓度为 c，根据 Na 守恒得：c × 0.045L = 0.1mol/L × 0.1L，解得c ≈ 0.22mol/
L；
CO2 气体与 NaOH 溶液反应如下：CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O、CO2 + NaOH = NaHCO3；
向溶液 A 中逐滴缓慢加入一定物质的量浓度的 HCl 溶液，与Na2CO3溶液反应分步进行：
Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl、NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2↑，当完全进行，两个
过程消耗 HCl 的量相等，根据图像可知，溶液 A 中溶质成分为Na2CO3和NaOH；
【详解】A．25mL 至 45mL，发生反应：HCO 3 + H
+ = H2O + CO2↑，消耗盐酸物质的量：
0.0044mol，则生成的CO2物质的量为 0.0044mol，生成的CO2全部来源于通入的CO2，即通入
的CO2物质的量为0.0044mol，对应标准状况体积：0.0044mol × 22.4L/mol × 1000 ≈ 100mL，
故 A 正确；
B．根据分析可知，溶液 A 中所含溶质Na2CO3和NaOH，故 B 错误；
C．0-25mL 段：反应的离子方程式主要是：CO2 + H+3 = HCO

3 ,故 C 错误；
D．0.1mol L 1NaOH 溶液 100mL 完全反应后全部转化为溶质 NaCl，物质的量为 0.01mol，溶
0.01mol
液总体积：145mL，浓度： 0.145L ≈ 0.07mol/L，故 D 错误；
答案选 A。
【典例 3】取100mLNa2CO3和Na2SO4的混合溶液，加入过量BaCl2溶液后得到 29.02g 白色沉
淀，用过量稀硝酸处理产生气体 2.24L(标准状况)。下列说法不正确的是
A．混合溶液中Na2CO3的物质的量浓度 0.1mol/L
B．混合溶液中Na2SO4的物质的量浓度 0.4mol/L
C．29.02g 白色沉淀用过量稀硝酸处理，沉淀质量减少 19.7g
D．处理沉淀消耗的硝酸的溶质的物质的量 0.2mol
【答案】A
【分析】用过量稀硝酸处理产生气体 2.24L，该气体应为二氧化碳，其物质的量为：
2.24L
22.4L/mol = 0.1mol；则碳酸钠的物质的量以及生成碳酸钡的物质的量均为 0.1mol，生成碳酸
钡的质量为 0.1mol×197g/mol=19.7g；则硫酸钡的质量为 29.02-19.7=9.32g，其物质的量为
9.32g
233g/mol = 0.04mol，可知Na2SO4的物质的量为 0.04mol，据此分析解答；
0.1mol
【详解】A．由以上分析可知Na2CO3的物质的量为 0.1mol，则其浓度为： 0.1L = 1mol
L 1，故 A 错误；
B．由以上分析可知Na2SO4的物质的量为 0.04mol，混合溶液中Na2SO4的物质的量浓度
0.04mol
0.1L = =0.4mol/L，故 B 正确；
C．29.02g 白色沉淀用过量稀硝酸处理，其中碳酸钡溶于硝酸，其质量为 19.7g，故 C 正确；
D．1mol 碳酸钡消耗 2mol 硝酸，则 0.1mol 碳酸钡溶解消耗 0.2mol 硝酸，故 D 正确；
故选：A。
【变式 1】烧杯中盛有一定质量的 CaCO3 和 K2CO3 的固体混合物，向其中加入 150g 质量
分数为 7.3%的稀盐酸，恰好完全反应，得到 160.3g 该温度下的不饱和溶液。则下列说法
中正确的是
A．反应生成的气体的质量为 4.4g
B．参与反应的 HCl 质量为 150g
C．原混合固体中金属元素质量为 7.9g
D．发生的反应类型为分解反应
【答案】C
【详解】A．1 个碳酸根离子和 2 个氢离子生成 1 分子二氧化碳，则反应生成的二氧化碳
150×7.3%
73 mol=0.15mol，二氧化碳的质量为 6.6g，A 错误；
B．参与反应的 HCl 质量为 150g×7.3%=10.95g，B 错误；
C．反应生成的二氧化碳逸出，结合 A 分析可知，溶液总质量的增加为金属元素质量和 0.15mol
氧原子的质量，故原混合固体中金属元素质量为 160.3g-150.0g-0.15mol×16g/mol=7.9g，C 正
确；
D．该反应是两种化合物交换成分生成另外两种化合物的反应，属于复分解反应，D 错误；
故选 C。
【变式 2】用金属钠制取氧化钠通常利用反应：2NaNO3 +10Na = 6Na2O + N2↑。设NA为阿
伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．常温常压下，11.2LN2 中含氮原子的个数为NA
B．23gNa 在反应中失去电子的物质的量为 1mol
C．N2 的摩尔质量为 28
D．1molNa2O中含有的离子总数为2NA
【答案】B
【详解】A．不是标况，不能计算氮气的物质的量，A 错误；
B．钠的化合价由 0 价升高到+1 价，故 1mol 的钠失去的电子的物质的量也为 1mol，B 正确；
C．N2 的摩尔质量为 28g/mol，C 错误；
D．1 个 Na2O 由两个钠离子和 1 个氧离子构成，则1molNa2O中含有的离子总数为3NA，D 错
误；
故选 B。
【变式 3】ag 仅由纯碱和硫酸钠组成的固体混合物，将其全部加入 bg 的稀硫酸中，二者恰
好完全反应，将所得溶液蒸干后，得到 cg 固体(不考虑操作过程中引起的质量损失)，则该混
合物中纯碱的物质的量为
c a b a a c a b c
A． 36 mol B． 96 mol C．23bmol D． 98 mol
【答案】A
【详解】由题可知，g 仅由纯碱和硫酸钠组成的固体混合物，将其全部加入 bg 的稀硫酸中，
二者恰好完全反应，反应的化学方程式为：Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑，cg 固体
c
为硫酸钠，其物质的量为142mol，设混合物中纯碱的物质的量为 xmol，即纯碱与稀硫酸恰
c
好完全反应生成的硫酸钠的物质的量为 xmol，原固体混合物中硫酸钠的物质的量为
142 -x
c a
mol，即 106x+142 c -x =a，解得 x=142 36 mol；
故选 A。
【变式 4】为测定某赤铁矿石中氧化铁的含量，小冰用一氧化碳还原 12g 该赤铁矿石样品，
充分反应完成后，称得剩余固体质量为 9.3g，假设矿石中其他物质不参与反应，请你推算，
该矿石中氧化铁的含量为
A．85％ B．80％ C．75％ D．70％
【答案】C
【详解】在高温下，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，根据质量守恒定律，反应后
固体减少的质量为氧元素的质量，设矿石中氧化铁的含量为 x，则
12g × x × 16×3160 × 100% = 12g-9.3g，解得 x=75%。故选 C。
【变式 5】（多选）铁、铜混合粉末 18.0g 加入 100mL5.0mol·L-1FeCl3 溶液中,剩余固体质量为
3.2g。下列说法正确的是
A．剩余固体是铁、铜混合物 B．反应后溶液中 n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.75mol
C．原固体混合物中铜的质量是 9.6g D．反应后溶液中 n(Fe3+)=0.10mol
【答案】BC
【分析】铁的金属活动性强于 Cu，Fe 先与氯化铁反应，Fe 反应完后 Cu 与氯化铁反应，离
子方程式分别为 Fe+2Fe3+=3Fe2+，Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，0.5molFe3+能消耗 0.25molFe，质量为
14g，0.5molFe3+能消耗 Cu0.25mol，质量为 16g，现剩余金属 14.8g，说明两种金属都参与反
应，Fe 反应完，剩余固体为 Cu，假设铁、铜混合物中参与反应的 Fexmol，参与反应的 Cu
有 ymol，则有 56x+64y=14.8g，2x+2y=0.5mol，解得 x=0.15mol，y=0.1mol。
【详解】A．剩余固体是 Cu，A 错误；
B．反应后溶液中含有 Fe2+0.45mol+0.2mol=0.65mol，含有 Cu2+0.1mol，
n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.75mol，B 正确；
C．原固体混合物中含有 Cu 质量为 0.1mol×64g/mol+3.2g=9.6g，C 正确；
D．反应后溶液中无铁离子，D 错误；
故答案选 BC。
【变式 6】（多选）向10mL0.1mol L 1的NaHSO4溶液中逐滴滴加0.1mol L
1的Ba(OH)2溶
液，所得沉淀的物质的量与加入Ba(OH)2溶液体积的关系如下图所示。下列说法正确的是
A． = 0.001
B．0~5mL 时，溶液中发生反应的离子方程式为Ba2+ + SO2 4 =BaSO4↓
C．Y 点时，所得溶液呈中性
D．20mL 时，溶液中Na+和Ba2+的物质的量相等
【答案】AD
【详解】A．10mL0.1mol/L 的 NaHSO4 物质的量为 0.001mol，含有硫酸根离子 0.001mol，则
能与 0.001mol 钡离子完全反应生成 0.001mol 硫酸钡沉淀，A 正确；
B．0-5mL 时，除了硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡沉淀外，还有氢离子与氢氧根离子
反应生成水，离子方程式错误，B 错误；
C．Y点加入Ba(OH)210mL，加入氢氧根离子0.002mol，而NaHSO4溶液中氢离子总数为0.001mol，
则 Y 点氢氧根离子过量，溶液呈碱性，C 错误；
D．20mL 时，溶液中钠离子物质的量为 0.001mol，滴加 Ba(OH)2 时，前 10mL 加入的氢氧化
钡中的钡离子与硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀，后 10mL 加入的氢氧化钡中钡离子存在于
溶液中，因此 20mL 时溶液中钡离子的物质的量为 0.001mol，D 正确；
故答案选 AD。
【变式 7】价类二维图是以元素化合价为纵坐标，以物质类别为横坐标的二维平面图像。如
图为氯元素价类二维图，据此回答下列问题：
(1)根据化合价和物质类别写出有关物质的化学式：①HCl、②Cl2、③ 、④ 、
⑤NaCl、⑥NaClO。
(2)工业上用水吸收 HCl 气体来生产质量分数为 36.5%、密度为 1.19g/mL 的盐酸，该盐酸的
物质的量浓度为 ；若用该盐酸配制 220mL0.5mol L-1 稀盐酸除玻璃棒、胶头滴管还需
用到 (填字母)。
a.10mL 量筒 b.20mL 量筒 c.100mL 容量瓶 d.250mL 容量瓶
(3)用 NaOH 溶液吸收②Cl2 可制备某漂白液。已知 1molCl2 可反应生成等物质的量的 NaCl 和
NaClO，则该反应化学方程式为： ；NaClO 在水溶液中的电离方程式为： 。
(4)已知：MnO2+4HCl(浓)ΔMnCl2+Cl2↑+2H2O。实验室用 8.7gMnO2(Mr 为 87)与
100mL11.9mol L-1盐酸混合共热，若 MnO2完全反应则生成 Cl2在标准状况下的体积为 ，
反应消耗 HCl 的物质的量为 ，反应后溶液中 c(Cl-)为 (溶液的体积变化忽略不计)。
【答案】(1) ClO2 HClO
(2) 11.9mol L-1 bd
(3) Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O NaClO=Na++ClO-
(4) 2.24L 0.4mol 9.9mol L-1
【详解】（1）根据化合价和物质类别③是+4 价氯元素的氧化物，化学式为 ClO2；④是+1
价氯的含氧酸，化学式为 HClO；
（2）工业上用水吸收 HCl 气体来生产质量分数为 36.5%、密度为 1.19g/mL 的盐酸，该盐酸
= 1000ρω = 1000×1.19×36.5%的物质的量浓度为 M 36.5 = 11.9mol/L；若用该盐酸配制
1
220mL0.5mol L-1 250mL×0.5mol L稀盐酸，选用 250mL 容量瓶，需量取浓盐酸的体积为
11.9mol L 1
= 10.5
mL，除玻璃棒、胶头滴管还需用到 250mL 容量瓶、20mL 量筒，选 bd。
（3）1molCl2 和氢氧化钠反应生成等物质的量的 NaCl 和 NaClO，该反应化学方程式为
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H + -2O；NaClO 是强电解质，在水溶液中完全电离为 Na 、ClO ，电离
方程式为 NaClO=Na++ClO-。
（4）已知：MnO2+4HCl(浓)ΔMnCl2+Cl2↑+2H2O。实验室用 8.7gMnO2(Mr 为 87)与
100mL11.9mol L-1 盐酸混合共热，MnO2 的物质的量为 0.1mol，根据反应方程式，若 MnO2
完全反应则生成 0.1molCl2，生成氯气标准状况下的体积为 2.24L，反应消耗 HCl 的物质的量
-1
为 0.4mol；根据氯元素守恒，反应后溶液中 c(Cl-)=0.1L×11.9mol L 0.1mol×2 = 9.9mol
0.1L L
-1。
【变式 8】一定量的液态化合物XY2，在一定量的氧气中恰好完全燃烧，反应的方程式为：
XY2(1) +3O2(g) = XO2(g) +2YO2(g)，冷却后，在标准状况下测的生成物的体积是672 mL，
密度是2.56 g/L。求：
(1)反应前氧气的体积(标准状况) 。
(2)化合物XY2的摩尔质量 。
(3)若XY2分子中X、Y两种元素的质量比为3:16，则X、Y是什么元素？ 。
【答案】(1)672mL
(2)76g/mol
(3)C；S
【详解】（1）由反应方程式XY2(1) +3O2(g) = XO2(g) +2YO2(g)可知，反应前后气体分子
数相同，冷却后，在标准状况下测的生成物的体积是672 mL，即反应物的体积在标况下为
672mL；
（2）冷却后，在标准状况下测的生成物的体积是672 mL，密度是2.56 g/L，即生成物的质
0.672L
量为2.56g/L×0.672L=1.72g，氧气的物质的量为22.4L/mol = 0.03mol，即XY2物质的量为0.01mol，
0.76g
氧气质量为0.03mol × 32g/mol=0.96g，即 XY2质量为 1.72g-0.96g=0.76g，M（XY2）=0.01mol = 76
g/mol；
3
（3）若 XY2 分子中 X、Y 两元素的质量之比为 3:16，则 1molXY2 中含有 X 的质量为76g × 3 16
= 12g，Y 的质量为 76g-12g=64g，1molXY2 中含有 1molX、2molY，所以 X 的相对原子质量为
12，Y 的相对原子质量为 32，则 X 为碳元素，Y 为硫元素。
【变式 9】实验室有一瓶敞口放置一段时间的氢氧化钠固体，为测定该瓶样品中氢氧化钠的
质量分数，现取 17.3g 该样品溶于足量的水中(固体完全溶解)，向所得溶液中逐滴加入 200g
一定溶质质量分数的稀盐酸，实验过程如图所示(不考虑碳酸钠的分步反应)。
(1)经分析，该氢氧化钠固体 (填“部分”或“完全”)变质，恰好完全反应时，产生气体的
质量为 g。
(2)计算样品中氢氧化钠的质量 (写出计算过程)。
【答案】(1) 部分 2.2
(2)12g
【详解】（1）敞口放置一段时间的氢氧化钠固体中滴加盐酸，发生反应：
NaOH+HCl=NaCl+H2O、Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，NaHCO3 与
HCl 反应，消耗盐酸的体积为 50mL，则 Na2CO3 与 HCl 反应生成 NaHCO3 等，消耗盐酸的体
积也为 50mL，所以 NaOH 与 HCl 反应，消耗盐酸的体积为 150mL-50mL=100mL。经以上分析，
该氢氧化钠固体部分变质；从图中可以看出，恰好完全反应时，产生气体的质量为 2.2g。
2.2g
（2）由 Na2CO3——CO2，可求出 m(Na2CO3)=44g/mol × 106g/mol=5.3g，则 m(NaOH)=
17.3g-5.3g=12g。
【变式 10】为了研究钠的性质，在实验室里做了如下实验：
(1)将一小块钠投入FeCl3溶液中，发生反应的总化学方程式为 。
(2)为粗略测定金属钠的相对原子质量，设计的装置如图所示，该装置(包括水)的总质量为
ag，将质量为 bg 的钠(不足量)放入水中，立即塞紧瓶塞。完全反应后再称量此装置的总质量
为 cg。
①列出计算钠相对原子质量的数学表达式 (用含有 a、b、c 的算式表示)。
②无水氯化钙的作用是 。若不用无水氯化钙，求出的钠的相对原子质量的实际数值
是偏大还是偏小？ 。
(3)现有一块部分被氧化为氧化钠的钠块，其质量为 10.8g，将它投入一定量的水中完全反应，
最终得到含 16g 溶质的氢氧化钠溶液，回答下列问题：
①反应中生成的氢气为 mol。
②钠的质量为 g。
【答案】(1)6Na +6H2O+2FeCl3 = 2Fe(OH)3 +6NaCl +3H2↑
b
(2) 吸收 H2 中所含的 H2O(g) 偏小
(3) 0.1 4.6
【详解】（1）将一小块钠投入 FeCl3 溶液中，钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠
与 FeCl3 反应，生成氢氧化铁沉淀和氯化钠，总化学方程式为：6Na +6H2O+2FeCl3 = 2Fe
(OH)3 +6NaCl +3H2↑；
（2）①钠与水的反应方程式为：2Na +2H2O = 2NaOH + H2↑，由装置可知，生成的 H2 质
( )g
量为：a+b-c，物质的量为：n(H2) = 2g/mol = 2 mol，即 Na 的物质的量为（a+b-c）
bg b b
mol，摩尔质量为( )mol = g/mol，相对原子质量为： ；
②无水氯化钙的作用是：吸收 H2 中所含的 H2O(g)，减少实验误差；若不用无水氯化钙，得
b
到的 c 值偏小，由于相对原子质量为： ，即求出的钠的相对原子质量的实际数值偏小；
（3）①钠与水反应的方程式为：2Na +2H2O = 2NaOH + H2↑，氧化钠与水反应的方式为：
Na2O + H2O = 2NaOH，设 Na 的物质的量为 amol，Na2O 的物质的量为 bmol，即
23a+62b=10.8，（a+2b）×40=16，解得 a=0.2mol，b=0.1mol，反应生成的氢气物质的量为
0.2mol÷2=0.1mol；
②钠的质量为 0.2mol×23g/mol=4.6g。
【变式 11】现有含 HCl 和CuCl2的混合溶液 50g，向该溶液中逐滴加入溶质质量分数为 10%
的 NaOH 溶液，生成沉淀的质量与加入 NaOH 溶液的质量关系如图：
(1)当加入NaOH溶液质量为 ag 时，溶液中的溶质有 (写出化学式)；
(2)NaOH 中 Na 元素的质量分数 (写出计算式)；
(3)求混合溶液中CuCl2的质量分数 (写出计算过程)；
(4)求恰好完全反应时，消耗 NaOH 溶液的总质量 (写出计算过程)。
【答案】(1)NaCl、NaOH
23
(2)23 16 1 × 100%
9.8g
(3)由铜元素守恒可知，氯化铜为98g/mol=0.1mol，混合溶液中CuCl2的质量分数
0.1mol×135g/mol
50g × 100% = 27%
(4)盐酸消耗的氢氧化钠溶液 40g；2NaOH+CuCl2=2NaCl+Cu(OH)2↓，结合（3）问可知，氯
0.1mol×2×40g/mol
化铜消耗氢氧化钠溶液质量为 10% =80g，共 40g+80g=120g
【分析】含 HCl 和CuCl2的混合溶液 50g，向该溶液中逐滴加入溶质质量分数为 10%的 NaOH
溶液，氢氧化钠首先和盐酸生成氯化钠和水，再和氯化铜生成氢氧化铜沉淀和氯化钠；B 点
反应恰好完成，之后氢氧化钠溶液过量；
【详解】（1）由分析可知，当加入NaOH溶液质量为 ag 时，溶液中的溶质有生成的氯化钠和
过量的氢氧化钠；
23
（2）NaOH 中 Na 元素的质量分数23 16 1 × 100%；
（3）氢氧化钠和氯化铜生成氢氧化铜沉淀和氯化钠：2NaOH+CuCl2=2NaCl+Cu(OH)2↓，由
9.8g 0.1mol×135g/mol
铜元素守恒可知，氯化铜为98g/mol=0.1mol，混合溶液中CuCl2的质量分数 50g
× 100% = 27%；
（4）由分析可知，盐酸消耗的氢氧化钠溶液 40g；2NaOH+CuCl2=2NaCl+Cu(OH)2↓，结合
0.1mol×2×40g/mol
（3）问可知，氯化铜消耗氢氧化钠溶液质量为 10% =80g，共 40g+80g=120g。

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