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第12讲　金属材料
[目标速览]　1.能列举、描述、辨识铝及其化合物的主要性质及应用。2.知道合金的组成及其主要应用,能根据合金的性质分析生产、生活及环境中的某些常见问题。3.结合实例认识合金、金属及其化合物的多样性,了解通过化学反应可以探索物质,实现物质的转化。
微考点　核心突破
考点1　铁合金
　
知|识|梳|理
1.合金
(1)合金。
①形成:是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的。
②性质特点:具有________。
(2)性能:合金具有不同于各成分金属的物理、化学或机械性能。
①熔点:一般比它的各成分金属的______。如生铁的熔点比纯铁的熔点______。
②硬度和强度:一般比它的各成分金属的______(填“大”或“小”)。
2.铁合金
思维辨析
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
1.合金材料中不可能含有非金属元素。(　　)
2.镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物,可作储氢材料。(　　)
3.大多数合金比各成分金属的硬度大、熔点低。(　　)
4.钢铁厂用热还原法冶炼铁。(　　)
知|识|拓|展
1.构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属,也可以是金属与非金属,合金中一定含金属元素。
2.合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能,在许多方面不同于各成分金属,不是其简单加和;但在化学性质上,一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。
3.并非所有的金属都能形成合金,两种金属形成合金的前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化,若一种金属的熔点高于另一种金属的沸点,则二者不能形成合金。
4.合金一定是混合物。
知|识|对|练
角度一　铁合金的组成
1.(2025·滁州模拟)“中国制造”“一带一路”的基础设施建设都需要用到大量钢铁。下列有关钢铁的说法正确的是(　　)
A.钢是纯净物,生铁是合金
B.钢铁在潮湿的空气中容易生锈
C.生铁的熔点比纯铁高
D.生锈的钢铁制品没有回收价值
2.制造卫星使用了大量合金,下列有关合金的说法不正确的是(　　)
A.生铁属于合金
B.一般合金的硬度比各成分金属的大
C.合金具有一些其成分金属不具有的化学性质
D.改变原料的配比、生成合金的条件,可以得到具有不同性能的合金
角度二　合金的性能
3.(2025·张家口模拟)《天工开物》中记载了提炼金银的过程:“欲去银存金,则将其金打成薄片,剪碎,每块以土泥裹涂,入坩埚中硼砂熔化,其银即吸入土内,让金流出,以成足色。”下列说法错误的是(　　)
A.金的密度比银大
B.薄片的成分为金银合金
C.金银的延展性较好
D.硼砂的作用是使银被氧化
4.钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”,它们具有很多优良的性能,如熔点高、密度小、耐腐蚀、可塑性好等,尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能,下列用途不切合实际的是(　　)
A.用来制作保险丝
B.用于制造航天飞机
C.用来制造人造骨
D.用于家庭装修,制作钛合金装饰门
角度三　合金的有关计算
5.某金属(或合金)与盐酸反应时,生成H2的质量与消耗某金属(或合金)的质量的关系如图所示,则此金属(或合金)可能是(　　)
A.纯锌 B.纯铁
C.镁铝合金 D.铁铜合金
考点2　铝和铝合金
　
知|识|梳|理
1.铝的物理性质
物理性质 状态 色泽 密度 熔点 沸点 硬度 导电、 导热性 延展性
______ ______ 2.7 g·cm-3 660.4 ℃ 2 467 ℃ 较软 很好 良好
2.铝的化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式:
①
②________________________。
③
④___________________________________________________________。
⑤___________________________________________________________。
3.铝的制备及用途
制备 电解熔融Al2O3:___________________________________________________________
用途 ①纯铝用作导线 ②铝合金用于制备汽车、飞机、生活用品等
4.铝合金
5.铝热反应
实验 装置
实验 现象 ①镁带剧烈燃烧,放出大量的热,并发生耀眼的白光 ②纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中
实验 结论 高温下,铝与氧化铁发生反应,放出大量的热,反应的化学方程式为____________________________________
原理 应用 ①制取熔点较高、金属活动性弱于Al的金属,如铁、铬、锰、钨等 ②金属焊接,如野外焊接钢轨等
思维辨析
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
1.铝合金门窗及餐具坚固耐用,所以铝不易与氧气反应。(　　)
2.加入铝粉能产生H2的溶液中,可能存在大量的Na+、Ba2+、[Al(OH)4]-、N。(　　)
3.在酒精灯上加热铝箔,铝箔熔化但不滴落,说明熔点:铝>氧化铝。(　　)
4.因为Al能与强碱溶液反应,所以Al有一定的非金属性。(　　)
实|验|回|放
实验一:氧化铝、铝与盐酸反应
实验操作
实验现象 铝片逐渐溶解,一段时间后产生气泡且速率由慢到快,将点燃的木条放在试管口,发出爆鸣声
实验结论 铝和铝表面的保护膜(氧化铝)都能与盐酸反应
化学 方程式 Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O 2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
离子 方程式 Al2O3+6H+===2Al3++3H2O 2Al+6H+===2Al3++3H2↑
提醒　(1)1 mol Al与盐酸完全反应,转移电子的物质的量是3 mol,同时生成1.5 mol H2。
(2)实验开始时不产生气泡,后产生气泡且速率加快,这是因为开始时Al表面的氧化铝薄膜参与反应但不产生H2,后来Al参与反应产生H2,并放出大量的热,随着反应的进行,温度升高,反应速率加快。
实验二:铝、氧化铝与NaOH溶液反应
实验 操作
实验 现象 未打磨的铝片逐渐溶解,开始时没有气泡产生,一段时间后才有气泡产生;打磨过的铝片逐渐溶解,立即产生气泡且速率始终较快;将点燃的木条分别放在两支试管口,均发出爆鸣声
实验 结论 铝和铝表面的保护膜(氧化铝)都能与强碱反应
化学 方程式 Al2O3+2NaOH+3H2O===2Na[Al(OH)4] 2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
离子 方程式 Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]- 2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑
提醒　Al和Al2O3都既能与酸反应又能与碱反应。如Al2O3这类既能与酸反应,又能与碱反应的氧化物,叫做两性氧化物。
知|识|拓|展
1.几点总结
(1)常温下,能用铝制、铁制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝、铁发生“钝化”,而不是铝、铁与浓硫酸、浓硝酸不反应。
(2)能与铝反应产生氢气的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性。
(3)铝与强碱溶液的反应中,水作氧化剂(NaOH不是氧化剂)。
2.金属与酸或碱反应生成H2的量的关系
(1)金属与酸反应的计算。
①实质:M+nH+===Mn++H2↑。
②规律。
a.金属与酸反应失去电子的物质的量等于产生氢气的物质的量的2倍。
b.相同物质的量的金属与足量酸反应产生H2的物质的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价之比。
③常用方法。
a.守恒法。
守恒法是化学计算中常用的方法,包括原子守恒、电荷守恒、电子守恒等。
b.平均值法。
平均值法是混合物组分含量求解的常用方法,可设平均摩尔质量,要注意结合化合价进行转化。
(2)铝与酸或碱反应生成H2的量的关系。
铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应的原理:
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑,
2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑。
①等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气的体积比为1∶1(相同条件下)。
②足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气的体积比为1∶3(相同条件下)。
知|识|对|练
角度四　铝的化学性质及应用
6.铝可溶于NaOH溶液:2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑,下列说法正确的是(　　)
A.工业上可借助此反应规模化制备H2
B.[Al(OH)4]-中Al原子为sp3杂化
C.反应后溶液碱性增强
D.Al是一种两性化合物
7.铝是生活中重要的金属材料,下列说法正确的是(　　)
A.Al与NaOH的混合固体可用于疏通管道
B.常温下不能与O2发生反应
C.铝合金的硬度一定比纯铝小
D.可通过电解熔融AlCl3制备金属铝
8.将一小片在空气中久置的铝片置于过量的NaOH溶液中,生成H2的物质的量与时间的关系如图。下列叙述正确的是(　　)
A.若n0=1,则生成1 mol H2时参加反应的Al的物质的量为0.5 mol
B.N点之后,对应的溶液中溶质仅为Na[Al(OH)4]、NaOH
C.O→M:发生的反应为氧化还原反应
D.M→N:溶液的质量逐渐减少
9.下列对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间因果关系的判断,完全正确的是(　　)
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断
A 铝制炊具最好不要盛放酸性或碱性较强的液体食物 因为Al和Al2O3既可以与酸反应,又可以与碱反应 Ⅰ对, Ⅱ对,有
B 铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落 铝箔对熔化的铝有较强的吸附作用 Ⅰ对, Ⅱ对, 有
C 海啸使水源发生污染可用明矾进行消毒和净化 因为明矾水解生成Al(OH)3胶体,具有吸附性 Ⅰ对, Ⅱ错, 无
D 铁或铝制成的槽车可以密封贮运浓硫酸或浓硝酸 因为铁和铝不能与浓硫酸或浓硝酸反应 Ⅰ错, Ⅱ对, 无
角度五　从定性和定量的角度理解铝与酸、碱反应的实质
10.向分别盛有10 mL 3 mol·L-1的盐酸和NaOH溶液的甲、乙两烧杯中,加入等质量的铝粉,反应结束后,相同温度和压强下测得生成的气体体积分别为V甲、V乙。下列说法正确的是(　　)
A.消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为V甲∶V乙
B.若V甲∶V乙=1∶2,投入的铝粉质量为0.54 g
C.若V甲∶V乙=1∶3,铝粉在两烧杯中都恰好完全反应
D.若盐酸和NaOH溶液都完全反应,两个反应中电子转移数之比为1∶1
11.甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L-1盐酸和氢氧化钠溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后测得甲、乙两烧杯中产生的气体体积之比为1∶2,则加入铝粉的质量为(　　)
A.5.4 g B.3.6 g
C.2.7 g D.1.6 g
考点3　铝的重要化合物的主要性质　新型合金
　
知|识|梳|理
1.氧化铝
(1)化学性质(用离子方程式表示)。
(2)用途:熔点很高,是一种比较好的耐火材料,还可制作各种宝石。
2.氢氧化铝
(1)化学性质。
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式:
①___________________________________________________________;
②___________________________________________________________;
③___________________________________________________________。
(2)制备。
①向铝盐中加入NH3·H2O,反应的离子方程式为___________________________________________________________;
②向四羟基合铝酸盐中通入足量CO2,反应的离子方程式为___________________________________________________________。
3.明矾
(1)化学式为________________,它是________晶体,________于水。
(2)明矾净水的原理。
电离方程式为__________________________,其中Al3+发生水解反应,产生________,能吸附水中的________形成沉淀,使水澄清。
微提醒　(1)Al2O3、Al(OH)3只与强酸、强碱溶液反应,与氨水和碳酸不反应。
(2)Al3+只能存在于酸性溶液中,[Al(OH)4]-只能存在于碱性溶液中。若将分别含Al3+和[Al(OH)4]-的盐溶液混合,发生反应Al3++3[Al(OH)4]-===4Al(OH)3↓。
(3)Al2O3、Al(OH)3是与碱反应的金属氧化物和氢氧化物,经常应用到除杂、计算题中,所以一定要熟记这两种物质反应的离子方程式。
(4)明矾净水时只能除去水中的悬浮杂质,不能杀菌消毒,与氯气的消毒原理不同。
4.新型合金
(1)储氢合金:能吸收H2,并与H2结合成金属氢化物的材料,如Ti Fe合金和La Ni合金。
(2)钛合金、耐热合金和形状记忆合金广泛应用于________、________和________等领域。
思维辨析
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
1.MgO与铝粉的混合物也可称为铝热剂。(　　)
2.Al2O3的熔点高,可作耐高温材料,实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3固体等。(　　)
3.氢氧化铝可作胃酸的中和剂。(　　)
4.在加热情况下利用H2还原Al2O3的方法得到金属铝。(　　)
5.明矾可作净水剂,起到杀菌消毒的作用。(　　)
6.蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液,制备无水AlCl3。(　　)
7.将Al(OH)3沉淀转入蒸发皿中,加足量稀硫酸,加热蒸干得无水Al2(SO4)3固体。(　　)
8.(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S、NaHCO3、KHS、NaHSO3、氨基酸均既能与酸反应,又能与碱反应。(　　)
9.用过量氨水除去Fe3+溶液中的少量Al3+。(　　)
10.除去Fe2O3中的Al2O3,加入足量NaOH溶液,然后过滤。(　　)
11.将AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生。(　　)
实|验|回|放
实验:Al(OH)3的实验室制法
实验装置 实验操作 实验现象 实验结论
在试管中加入10 mL 0.5 mol·L-1的硫酸铝溶液,逐滴加入氨水至过量 生成白色胶状沉淀,当氨水过量时,沉淀不溶解 Al(OH)3不溶于水也不溶于弱碱。化学方程式为Al2(SO4)3+6NH3·H2O===2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4,离子方程式是Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3N
提醒　(1)制取Al(OH)3时不能用强碱与铝盐反应,若用强碱,碱少量时,铝离子沉淀不完全,碱过量时,生成的Al(OH)3会溶解在过量的强碱中。
(2)制取Al(OH)3时不能用强酸与四羟基合铝酸盐反应,若用强酸,酸少量时,[Al(OH)4]-沉淀不完全,酸过量时,Al(OH)3会溶解在过量的强酸中。
知|识|拓|展
1.既能和酸反应又能和碱溶液反应的物质
(1)两性物质:是指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物,如Al2O3、Al(OH)3、氨基酸是两性物质。
(2)中学学习阶段接触到的既能与酸反应又能与碱反应的物质有:①金属单质:Al等;②两性氧化物:Al2O3等;③两性氢氧化物:Al(OH)3等;④弱酸的铵盐:(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等;⑤弱酸的酸式盐:NaHCO3、KHS、NaHSO3等;⑥氨基酸。
2.“铝三角”
(1)Al3+、[Al(OH)4]-、Al(OH)3的转化关系。
(2)可溶性铝盐与强碱(如NaOH)溶液反应,铝元素的存在形式。
(3)判断离子共存问题。
Al3+与OH-及[Al(OH)4]-、C、S2-等弱酸根阴离子或[Al(OH)4]-与H+、HC以及弱碱阳离子Al3+、Fe3+等因生成沉淀或发生相互促进的水解反应而不能大量共存。
(4)鉴别(利用滴加试剂顺序不同,现象不同)。
①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,先产生白色沉淀,后沉淀溶解。
②向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液,开始无明显现象,后产生白色沉淀,沉淀不溶解。
(5)分离提纯。
①利用Al能溶于强碱溶液,分离Al与其他金属的混合物。
②利用Al2O3能与强碱溶液反应,分离Al2O3与其他金属氧化物。
③利用Al(OH)3能与强碱溶液反应,分离Al3+与其他金属阳离子。
知|识|对|练
角度六　铝及其化合物
12.下列关于铝及其化合物的说法不正确的是(　　)
A.明矾可用作净水剂和消毒剂
B.利用铝热反应可冶炼高熔点金属
C.铝可用作包装材料和建筑材料
D.氢氧化铝可用作治疗胃酸过多的药物
13.AlCl3的熔点为190 ℃,沸点为182.7 ℃,在177.8 ℃升华。某同学利用如下装置(部分夹持仪器已略)制备无水AlCl3,其中能达到相应实验目的的是(　　)
14.铝、氧化铝、氢氧化铝和可溶性铝盐与过量强碱溶液的反应,其生成物有一定的规律,下列说法中正确的是(　　)
A.都有H2O生成
B.都有H2生成
C.都有[Al(OH)4]-生成
D.都有Al3+生成
15.现有AlCl3、Ba(OH)2、NaHCO3和稀硝酸四种溶液,分别为如图所示M、X、Y、Z中的某一种,图中每条线段两端的物质可以发生化学反应。下列推断合理的是(　　)
A.M一定是NaHCO3
B.Y可能是AlCl3
C.X一定是AlCl3
D.Z可能是HNO3
角度七　“铝三角”转化关系的应用
16.下列各组物质,不能按(“—→”表示反应一步完成)关系转化的是(　　)
选项 a b c
A Al2O3 Na[Al(OH)4] Al(OH)3
B AlCl3 Al(OH)3 Na[Al(OH)4]
C Al Al(OH)3 Al2O3
D MgCl2 Mg(OH)2 MgO
角度八　Al2O3的提取
17.有关如下流程的判断正确的是(　　)
A.流程中涉及的反应均为非氧化还原反应
B.反应②产生的阴离子主要为C
C.实验室应在蒸发皿中完成反应③
D.反应①为Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-
角度九　关于Al(OH)3的制备途径的选择
18.用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝,下列操作步骤中最恰当的组合是(　　)
①加盐酸溶解　②加烧碱溶液溶解　③过滤
④通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀　⑤加入盐酸生成Al(OH)3沉淀　⑥加入过量烧碱溶液
A.①⑥⑤③ B.②③④③
C.②③⑤③ D.①③⑤③
19.Al(OH)3是治疗胃酸过多的药物胃舒平的主要成分。某课外兴趣小组用铝、稀硫酸、烧碱为原料,制备一定量的Al(OH)3。他们分别设计了两种实验方案:
方案一:AlAl2(SO4)3Al(OH)3
方案二:AlNa[Al(OH)4]Al(OH)3
(1)从节约药品的角度思考,你认为哪一种方案较好 ________,方案一和方案二共同存在的问题是___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(2)用相同的原料设计一个更为节约药品的方案,并写出有关反应的化学方程式:___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
微充电　素养提升
教考衔接——基于教材边角栏目的情境命题
　
【教材有源】　铝制品的表面处理
　　在空气中,铝的表面自然形成的氧化膜很薄,耐磨性和抗蚀性不够强。为了使铝制品适应不同的用途,常采用化学方法对铝的表面进行处理,如增加膜的厚度,对氧化膜进行着色等。例如,化学氧化(用铬酸作氧化剂)可以使氧化膜产生美丽的颜色等。市场上有不少铝制品是经过这种方法处理的。
【母题】　(2024·湖北卷)2024年5月8日,我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施,下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是(　　)
A.发蓝处理 B.阳极氧化
C.表面渗镀 D.喷涂油漆
【衍生】　在空气中,铝的表面自然形成的氧化膜很薄,耐磨性和抗蚀性不够强,为了使铝制品适应于不同的用途,常采用化学方法对铝的表面进行处理,如增加膜的厚度,对氧化膜进行着色等。以下为铝材表面处理的一种方法:
　　　　
槽液
[问题探究]
(1)碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,写出反应的离子方程式:__________________________。
(2)碱洗时常有气泡冒出,其原因是________________________(用离子方程式表示)。
(3)电解氧化:以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成较厚的氧化膜,则阳极的电极反应方程式为___________________________________________________________。
(4)为了将碱洗槽液中的铝元素以沉淀的形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的________(填字母),离子方程式为___________________________________________________________
___________________________________________________________。
a.NH3 b.NaOH
c.HNO3 d.CO2
微真题　把握方向
　
考向一　铝及其化合物
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)Al(OH)3呈两性,不能用于治疗胃酸过多。(2024·浙江卷6月)(　　)
(2)氧化铝熔点高,常用于制造耐高温材料。(2022·浙江卷6月)(　　)
(3)铝合金大量用于高铁建设。(2019·全国卷Ⅲ)(　　)
(4)Al的氧化物的水化物是强碱。(2017·全国卷Ⅱ)(　　)
2.(2023·湖南卷)取一定体积的两种试剂进行反应,改变两种试剂的滴加顺序(试剂浓度均为0.1 mol·L-1),反应现象没有明显差别的是(　　)
选项 试剂① 试剂②
A 氨水 AgNO3溶液
B NaOH溶液 Al2(SO4)3溶液
C H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液
D KSCN溶液 FeCl3溶液
考向二　金属材料
3.(2022·广东卷)中华文明源远流长,在世界文明中独树一帜,汉字居功至伟。随着时代发展,汉字被不断赋予新的文化内涵,其载体也发生相应变化。下列汉字载体主要由合金材料制成的是(　　)
汉字 载体
选项 A.兽骨 B.青铜器
汉字 载体
选项 C.纸张 D.液晶显示屏
4.(2022·江苏卷)我国古代就掌握了青铜(铜锡合金)的冶炼、加工技术,制造出许多精美的青铜器;Pb、PbO2是铅酸蓄电池的电极材料,不同铅化合物一般具有不同颜色,历史上曾广泛用作颜料,下列物质性质与用途具有对应关系的是(　　)
A.石墨能导电,可用作润滑剂
B.单晶硅熔点高,可用作半导体材料
C.青铜比纯铜熔点低、硬度大,古代用青铜铸剑
D.含铅化合物颜色丰富,可用作电极材料
第12讲　金属材料
微考点·核心突破
考点1
知识梳理
1.(1)②金属特性　(2)①低　低　②大
2.低碳钢　中碳钢　高碳钢　合金钢
思维辨析
1.×　提示:合金中也可能含有非金属元素。
2.√　提示:镧镍合金具有可逆吸放氢的功能。
3.√　提示:大多数合金比其成分金属硬度大、熔点低,这是大多数合金的特点。
4.√　提示:铁为较活泼金属,工业上用CO还原Fe2O3的方法冶炼铁。
知识对练
1.B　解析　钢和生铁都是铁的合金,都属于混合物,A项错误;铁生锈的条件是铁与氧气和水接触,故钢铁在潮湿的空气中容易生锈,B项正确;生铁是铁的合金,合金比组成它的纯金属的熔点低,故生铁的熔点比纯铁低,C项错误;生锈的钢铁可以回收利用,D项错误。
2.C　解析　生铁由铁和碳等元素组成,属于合金,A项正确;在纯金属内加入其他元素形成合金后,金属的内部结构发生改变,合金的硬度一般比各成分金属的大,B项正确;合金中各成分金属具有哪些化学性质,合金就具有哪些化学性质,C项错误;改变原料的配比、生成合金的条件,则形成的合金的各成分含量、结构不同,对合金的性能产生不同的影响,可以得到具有不同性能的合金,D项正确。
3.D　解析　金单质的密度比银单质的密度大,A项正确;“欲去银存金,则将其金打成薄片”,说明薄片中含有金银,为金银合金,B项正确;“打成薄片”反映了金属良好的延展性,C项正确;硼砂的作用是帮助熔化,不和银发生化学反应,D项错误。
4.A　解析　A项,保险丝应该用熔点比较低的金属材料制作,而钛及其合金熔点高,不适合用来制作保险丝;B项,因为钛和钛的合金熔点高、密度小、耐腐蚀、可塑性好,所以可用于制造航天飞机;C项,因为钛合金与人体器官有很好的“生物相容性”,所以可用来制造人造骨;D项,因为钛的合金密度小、耐腐蚀、可塑性好,所以可用于家庭装修,制作钛合金装饰门。
5.D　解析　由题图可知,消耗某金属(或合金)的质量为30 g时,产生氢气的质量为1 g。锌与盐酸反应的化学方程式为Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑,该反应生成1 g(0.5 mol) H2时,需要纯锌的质量为65 g·mol-1×0.5 mol=32.5 g,A项错误;铁与盐酸反应的化学方程式为Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,该反应生成1 g(0.5 mol) H2时,需要纯铁的质量为56 g·mol-1×0.5 mol=28 g,B项错误;镁与盐酸反应的化学方程式为Mg+2HCl===MgCl2+H2↑,该反应生成1 g(0.5 mol) H2时,需要镁的质量为24 g·mol-1×0.5 mol=12 g,铝与盐酸反应的化学方程式为2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑,该反应生成1 g (0.5 mol) H2时,需要铝的质量为27 g·mol-1× mol=9 g,12 g、9 g均小于30 g,故不可能是镁铝合金,C项错误;铜与盐酸不反应,由上述分析可知,铁与盐酸反应生成1 g(0.5 mol)H2时,需要纯铁的质量为28 g(<30 g),则可能是铁铜合金,D项正确。
考点2
知识梳理
1.固态　银白色
2.①4Al+3O22Al2O3　②2Al+3Cl22AlCl3　③2Al+6H+===2Al3++3H2↑　④2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑　⑤2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
3.2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑
5.2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
思维辨析
1.×　提示:铝易与氧气反应表面形成致密的氧化膜。
2.√　提示:如果溶液显碱性,Na+、Ba2+、[Al(OH)4]-、N可以大量共存。
3.×　提示:说明氧化铝的熔点更高。
4.√　提示:Al能与酸反应,表现一定的金属性,与强碱溶液反应表现出一定的非金属性。
知识对练
6.B　解析　工业生产Al要消耗大量电能,再用Al制备H2成本太高,A项错误;[Al(OH)4]-中Al原子的价层电子对数为4,为sp3杂化,B项正确;反应消耗氢氧化钠,反应后c(OH-)降低,溶液碱性减弱,C项错误;Al是单质,D项错误。
7.A　解析　Al与NaOH反应生成氢气2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH4)]+3H2↑,可用于疏通管道,A项正确;常温下Al可与O2反应生成氧化铝,化学方程式为4Al+3O2===2Al2O3,B项错误;铝合金的硬度比纯铝大,C项错误;铝是活泼性较强的金属,工业上用电解熔融Al2O3制备金属铝,D项错误。
8.B　解析　将一小片在空气中久置的铝片置于过量的NaOH溶液中,首先是表面的Al2O3与NaOH反应生成Na[Al(OH)4],然后是Al和NaOH、H2O反应生成Na[Al(OH)4]和H2。若n0=1,根据反应2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑可知,生成1 mol H2时参加反应的Al的物质的量为 mol,A项错误;N点之后,生成H2的物质的量不再发生变化,则N点之后,对应的溶液中溶质仅为Na[Al(OH)4]、NaOH,B项正确;O→M发生的是Al2O3与NaOH的反应,该反应不是氧化还原反应,C项错误;M→N发生反应2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑,由关系式2Al~3H2可知,进入溶液的铝元素的质量大于离开溶液的氢元素的质量,所以溶液的质量逐渐增大,D项错误。
9.A　解析　A项,金属铝及铝表面的氧化物Al2O3既可以与酸发生反应,也可以与强碱溶液发生反应,因此铝制炊具最好不要盛放酸性或碱性较强的液体食物,所以Ⅰ对,Ⅱ对,二者有因果关系,正确;B项,由于铝箔表面的氧化物Al2O3熔点高达2 050 ℃,Al2O3不能熔化,因此铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落,因此Ⅰ对,Ⅱ错,二者没有因果关系,错误;C项,海啸使水源发生污染,可用明矾进行净化是因为明矾水解生成Al(OH)3胶体,胶体具有吸附性,使水中悬浮的固体形成沉淀,从而达到净化水的目的,但是该物质没有消毒作用,Ⅰ错,Ⅱ对,二者有因果关系,错误;D项,铁或铝制成的槽车可以密封贮运浓硫酸或浓硝酸,是由于铁和铝在常温下遇浓硫酸或浓硝酸表面生成一层致密的氧化物保护膜,阻止反应的继续进行,Ⅰ对,Ⅱ错,二者没有因果关系,错误。
10.B　解析　题给实验反应的化学方程式分别为2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ 、2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑ ,通过化学方程式可以看出,消耗的HCl和NaOH 的物质的量之比为3V甲∶V乙,A项错误。盐酸和NaOH 溶液中溶质的物质的量均为0.03 mol,若测得生成的气体体积之比V甲∶V乙=1∶2,即生成的氢气的物质的量之比是1∶2,若铝在两溶液中均不足(或铝与盐酸恰好完全反应),则产生的气体体积之比应为1∶1,若铝在两溶液中均过量(或铝与NaOH溶液恰好完全反应),则产生的气体体积之比应为1∶3,而1∶32Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
6 3
0.03 mol x
解得x=0.015 mol;相同条件下气体的物质的量之比等于体积之比,所以氢氧化钠溶液和铝反应生成的氢气的物质的量为0.015 mol×2=0.03 mol,碱溶液与铝反应时,铝反应完全,设铝反应的物质的量为y,
2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
2 3
y 0.03 mol
解得y=0.02 mol,所以铝的质量为0.02 mol×27 g·mol-1=0.54 g,B项正确。根据反应的化学方程式可知,当V甲∶V乙=1∶3 时,消耗等物质的量的HCl和氢氧化钠,铝粉在两溶液中均过量或铝粉在NaOH溶液中恰好完全反应,在盐酸中过量,C项错误。根据反应的化学方程式可知,HCl完全反应时,反应中转移电子的物质的量为0.03 mol,NaOH完全反应时,该反应中转移电子的物质的量为0.09 mol,两个反应中电子转移数之比为1∶3,D项错误。
11.A　解析　根据铝粉与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式为2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑,可知若在含等物质的量的HCl和NaOH溶液中分别加入足量的铝粉,产生H2的体积之比为1∶3。而题中产生的H2的体积之比为1∶2,说明铝粉的量相对盐酸是过量的,而相对NaOH是不足的,0.3 mol HCl完全反应,生成0.15 mol H2,所以NaOH反应中生成H2为0.3 mol,则与NaOH溶液反应的铝粉应为5.4 g。
考点3
知识梳理
1.(1)Al2O3+6H+===2Al3++3H2O
Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-
2.(1)①Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
②Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-　③2Al(OH)3Al2O3+3H2O
(2)①Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3N
②[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HC
3.(1)KAl(SO4)2·12H2O　无色　可溶
(2)KAl(SO4)2===K++Al3++2S　Al(OH)3(胶体)　悬浮物
4.(2)航空航天　生物工程　电子工业
思维辨析
1.×　2.×　3.√　4.×　5.×　6.×　7.√　8.√　9.×　10.√　11.√
知识对练
12.A　解析　明矾溶于水电离产生Al3+,发生水解反应生成Al(OH)3胶体,可吸附水中的悬浮杂质,起到净水作用,但不能杀菌、消毒,A项错误;铝热反应放出大量的热,可用于冶炼活动性比铝弱且熔点高的金属,B项正确;铝具有良好的延展性,可用作包装材料,铝合金(如硬铝)的硬度大,可作建筑材料,C项正确;Al(OH)3是两性氢氧化物,可与胃酸(HCl)反应,故可用作胃酸中和剂,D项正确。
13.C　解析　利用二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气需要加热,A项不能达到相应实验目的;碱石灰可与氯气反应,不能用碱石灰干燥氯气,B项不能达到相应实验目的;饱和食盐水不能吸收氯气尾气,应用氢氧化钠溶液吸收,D项不能达到相应实验目的。
14.C　解析　铝、氧化铝、氢氧化铝和可溶性铝盐与过量强碱溶液的反应分别为2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑、Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-、Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-、Al3++4OH-===[Al(OH)4]-,故生成物中都有[Al(OH)4]-。
15.D　解析　从题图中可以看出M、Y两种物质是Ba(OH)2、NaHCO3中的一种,至于是具体对应哪一种无法区别,X、Z两种物质分别是AlCl3、HNO3中的一种,也是无法确定一定是哪一种。
16.C　解析　各选项中物质间的转化:A项,Al2O3Na[Al(OH)4]Al(OH)3Al2O3;B项,AlCl3Al(OH)3Na[Al(OH)4]AlCl3;D项,MgCl2Mg(OH)2MgOMgCl2;C项中Al不能一步转化成Al(OH)3。
17.D　解析　反应④(由氧化铝生成Al)是氧化还原反应,A项错误;反应②中CO2过量,则产生的阴离子不可能为C,B项错误;反应③为灼烧氢氧化铝固体使其分解,实验室应在坩埚中完成该反应,C项错误;反应①为铝土矿中的氧化铝溶于强碱溶液生成[Al(OH)4]-的反应,D项正确。
18.B　解析　若先用盐酸溶解,Mg、Al均溶解,制取Al(OH)3的步骤较多;从Na[Al(OH)4]制备Al(OH)3,加盐酸不容易控制量的多少。故B项操作步骤为最佳顺序。
19.答案　(1)方案二较好　第二步操作很难控制试剂用量
(2)将Al按1∶3分成两份,第一份与适量的硫酸反应,第二份与适量的NaOH溶液反应,然后将所得溶液混合即可,有关反应的化学方程式为2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑;
2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑;
Al2(SO4)3+6Na[Al(OH)4]===8Al(OH)3↓+3Na2SO4
微充电·素养提升
母题　D　解析　发蓝处理技术通常用于钢铁等黑色金属,通过在空气中加热或直接浸泡于浓氧化性溶液中来实现,可在金属表面形成一层极薄的氧化膜,这层氧化膜能有效防锈,A项不符合题意;阳极氧化是将待保护的金属与电源正极连接,在金属表面形成一层氧化膜的过程,B项不符合题意;表面渗镀是在高温下将气态、固态或熔化状态的欲渗镀的物质(金属或非金属元素)通过扩散作用从被渗镀的金属的表面渗入内部以形成表层合金镀层的一种表面处理的方法,C项不符合题意;喷涂油漆是将油漆涂在待保护的金属表面并没有在表面形成钝化膜,D项符合题意。
衍生　答案　(1)Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-
(2)2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑
(3)2Al-6e-+3H2O===Al2O3+6H+
(4)d　[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HC
解析　(4)槽液中铝元素的存在形式为Na[Al(OH)4],Na[Al(OH)4]可与酸反应生成Al(OH)3沉淀,但Al(OH)3是两性氢氧化物,可溶于强酸,若加入HNO3,HNO3的量不易控制,HNO3的量不足,铝元素沉淀不完全,HNO3过量则生成Al3+,故可向槽液中通入足量CO2,因为Al(OH)3不溶于H2CO3,故选d;离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HC。
微真题·把握方向
1.答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×
解析　(1)Al(OH)3呈两性,不溶于水,但可以与胃酸反应生成无毒物质,因此其能用于治疗胃酸过多。(2)耐高温材料应具有高熔点的性质,氧化铝熔点高,可用作耐高温材料。(3)铝合金密度小,抗腐蚀能力强,大量用于高铁建设。
2.D　解析　
选项 ①加入②中现象 ②加入①中现象
A 先产生白色沉淀,后来白色沉淀溶解 先无明显现象,后来产生白色沉淀
B 先产生白色沉淀,后来白色沉淀溶解 先无明显现象,后来产生白色沉淀
C 溶液紫色逐渐褪去,有气泡产生 紫色溶液迅速褪色,有气泡产生
D 溶液变为红色 溶液变为红色
3.B　解析　兽骨,甲骨文的契刻载体之一,主要是牛的肩胛骨,一小部分是羊、猪、鹿的肩胛骨,还有极少部分的牛肋骨,其主要成分是碳酸钙和其他钙盐,A项不符合题意;青铜器是红铜与锡、铅等的合金,属于合金材料,B项符合题意;纸张的主要成分是纤维素,C项不符合题意;液晶显示屏是一种采用液晶为材料的显示器,液晶是一类介于液态和晶态之间的有机化合物,D项不符合题意。
4.C　解析　石墨是混合型晶体,质软,可用作润滑剂,A项错误;单晶硅可用作半导体材料与空穴可传递电子有关,与熔点高无关,B项错误;青铜是铜合金,比纯铜熔点低、硬度大,易于锻造,古代用青铜铸剑,C项正确;含铅化合物如PbO2可在正极得到电子发生还原反应,所以可用作电极材料,与含铅化合物颜色丰富无关,D项错误。(共105张PPT)
第12讲
大单元二　金属及其化合物
金属材料
目
标
速
览
1.能列举、描述、辨识铝及其化合物的主要性质及应用。 2.知道合金的组成及其主要应用，能根据合金的性质分析生产、生活及环境中的某些常见问题。3.结合实例认识合金、金属及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质，实现物质的转化。
考点1　铁合金
微考点/核心突破
第一部分
1.合金
(1)合金。
①形成：是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的。
②性质特点：具有___________。
(2)性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学或机械性能。
①熔点：一般比它的各成分金属的____。如生铁的熔点比纯铁的熔点____。
②硬度和强度：一般比它的各成分金属的____(填“大”或“小”)。
金属特性
低
低
大
2.铁合金
低碳钢
中碳钢
高碳钢
合金钢
思维辨析
判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
1.合金材料中不可能含有非金属元素。( )
2.镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料。( )
提示：合金中也可能含有非金属元素。
提示：镧镍合金具有可逆吸放氢的功能。
3.大多数合金比各成分金属的硬度大、熔点低。( )
4.钢铁厂用热还原法冶炼铁。( )
提示：大多数合金比其成分金属硬度大、熔点低，这是大多数合金的特点。
提示：铁为较活泼金属，工业上用CO还原Fe2O3的方法冶炼铁。
1.构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。
2.合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物 理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是其简单加和；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。
3.并非所有的金属都能形成合金，两种金属形成合金的前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点高于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金。
4.合金一定是混合物。
角度一　铁合金的组成
1.(2025·滁州模拟)“中国制造”“一带一路”的基础设施建设都需要用到大量钢铁。下列有关钢铁的说法正确的是( )
A.钢是纯净物，生铁是合金
B.钢铁在潮湿的空气中容易生锈
C.生铁的熔点比纯铁高
D.生锈的钢铁制品没有回收价值
钢和生铁都是铁的合金，都属于混合物，A项错误；铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，故钢铁在潮湿的空气中容易生锈，B项正确；生铁是铁的合金，合金比组成它的纯金属的熔点低，故生铁的熔点比纯铁低，C项错误；生锈的钢铁可以回收利用，D项错误。
解析
2.制造卫星使用了大量合金，下列有关合金的说法不正确的是( )
A.生铁属于合金
B.一般合金的硬度比各成分金属的大
C.合金具有一些其成分金属不具有的化学性质
D.改变原料的配比、生成合金的条件，可以得到具有不同性能的合金
生铁由铁和碳等元素组成，属于合金，A项正确；在纯金属内加入其他元素形成合金后，金属的内部结构发生改变，合金的硬度一般比各成分金属的大，B项正确；合金中各成分金属具有哪些化学性质，合金就具有哪些化学性质，C项错误；改变原料的配比、生成合金的条件，则形成的合金的各成分含量、结构不同，对合金的性能产生不同的影响，可以得到具有不同性能的合金，D项正确。
解析
角度二　合金的性能
3.(2025·张家口模拟)《天工开物》中记载了提炼金银的过程：“欲去银存金，则将其金打成薄片，剪碎，每块以土泥裹涂，入坩埚中硼砂熔化，其银即吸入土内，让金流出，以成足色。”下列说法错误的是( )
A.金的密度比银大 B.薄片的成分为金银合金
C.金银的延展性较好 D.硼砂的作用是使银被氧化
金单质的密度比银单质的密度大，A项正确；“欲去银存金，则将其金打成薄片”，说明薄片中含有金银，为金银合金，B项正确；“打成薄片”反映了金属良好的延展性，C项正确；硼砂的作用是帮助熔化，不和银发生化学反应，D项错误。
解析
4.钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、耐腐蚀、可塑性好等，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是( )
A.用来制作保险丝
B.用于制造航天飞机
C.用来制造人造骨
D.用于家庭装修，制作钛合金装饰门
A项，保险丝应该用熔点比较低的金属材料制作，而钛及其合金熔点高，不适合用来制作保险丝；B项，因为钛和钛的合金熔点高、密度小、耐腐蚀、可塑性好，所以可用于制造航天飞机；C项，因为钛合金与人体器官有很好的“生物相容性”，所以可用来制造人造骨；D项，因为钛的合金密度小、耐腐蚀、可塑性 好，所以可用于家庭装修，制作钛合金装饰门。
解析
角度三　合金的有关计算
5.某金属(或合金)与盐酸反应时，生成H2的质量与消耗某金属(或合 金)的质量的关系如图所示，则此金属(或合金)可能是( )

A.纯锌 B.纯铁
C.镁铝合金 D.铁铜合金
由题图可知，消耗某金属(或合金)的质量为30 g时，产生氢气的质量为1 g。锌与盐酸反应的化学方程式为Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑，该反应生成1 g(0.5 mol) H2时，需要纯锌的质量为65 g·mol-1×
0.5 mol=32.5 g，A项错误；铁与盐酸反应的化学方程式为Fe+2HCl===FeCl2+H2↑，该反应生成1 g(0.5 mol) H2时，需要纯铁的质量为56 g·mol-1×0.5 mol=28 g，B项错误；镁与盐酸反应的化学方程式为Mg+2HCl===MgCl2+H2↑，该反应生成1 g(0.5 mol)
解析
H2时，需要镁的质量为24 g·mol-1×0.5 mol=12 g，铝与盐酸反应的化学方程式为2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑，该反应生成1 g
(0.5 mol) H2时，需要铝的质量为27 g·mol-1× mol=9 g，12 g、 9 g均小于30 g，故不可能是镁铝合金，C项错误；铜与盐酸不反应，由上述分析可知，铁与盐酸反应生成1 g(0.5 mol)H2时，需要纯铁的质量为28 g(<30 g)，则可能是铁铜合金，D项正确。
解析
考点2　铝和铝合金
微考点/核心突破
第一部分
1.铝的物理性质
物理性质 状态 色泽 密度 熔点 沸点 硬度 导电、 导热性 延展性
______ _________ 2.7 g·cm-3 660.4 ℃ 2 467 ℃ 较软 很好 良好
固态
银白色
2.铝的化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
2Al+6H+===2Al3++3H2↑
2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑
3.铝的制备及用途
制备 电解熔融Al2O3：________________________________
用途 ①纯铝用作导线
②铝合金用于制备汽车、飞机、生活用品等
4.铝合金
5.铝热反应
实验 装置
实验 现象 ①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发生耀眼的白光
②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
29
实验 结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热，反应的化学方程式为_______________________________
原理 应用 ①制取熔点较高、金属活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等
②金属焊接，如野外焊接钢轨等
思维辨析
判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
1.铝合金门窗及餐具坚固耐用，所以铝不易与氧气反应。( )
2.加入铝粉能产生H2的溶液中，可能存在大量的Na+、Ba2+、[Al(OH)4]-、N。( )
提示：铝易与氧气反应表面形成致密的氧化膜。
提示：如果溶液显碱性，Na+、Ba2+、[Al(OH)4]-、N可以大量共 存。
3.在酒精灯上加热铝箔，铝箔熔化但不滴落，说明熔点：铝>氧化 铝。( )
4.因为Al能与强碱溶液反应，所以Al有一定的非金属性。( )
提示：说明氧化铝的熔点更高。
提示：Al能与酸反应，表现一定的金属性，与强碱溶液反应表现出一定的非金属性。
实验一：氧化铝、铝与盐酸反应
实验操作
实验现象 铝片逐渐溶解，一段时间后产生气泡且速率由慢到快，将点燃的木条放在试管口，发出爆鸣声
实验结论 铝和铝表面的保护膜(氧化铝)都能与盐酸反应
化学方程式 Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
离子方程式 Al2O3+6H+===2Al3++3H2O
2Al+6H+===2Al3++3H2↑
提醒　(1)1 mol Al与盐酸完全反应，转移电子的物质的量是3 mol，同时生成1.5 mol H2。
(2)实验开始时不产生气泡，后产生气泡且速率加快，这是因为开始时Al表面的氧化铝薄膜参与反应但不产生H2，后来Al参与反应产 生H2，并放出大量的热，随着反应的进行，温度升高，反应速率加快。
实验二：铝、氧化铝与NaOH溶液反应
实验 操作
实验 现象 未打磨的铝片逐渐溶解，开始时没有气泡产生，一段时间后才有气泡产生；打磨过的铝片逐渐溶解，立即产生气泡且速率始终较快；将点燃的木条分别放在两支试管口，均发出爆鸣声
提醒　Al和Al2O3都既能与酸反应又能与碱反应。如Al2O3这类既能与酸反应，又能与碱反应的氧化物，叫做两性氧化物。
实验结论 铝和铝表面的保护膜(氧化铝)都能与强碱反应
化学 方程式 Al2O3+2NaOH+3H2O===2Na[Al(OH)4]
2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
离子 方程式 Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-
2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑
1.几点总结
(1)常温下,能用铝制、铁制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是二者能使铝、铁发生“钝化”，而不是铝、铁与浓硫酸、浓硝酸不反应。
(2)能与铝反应产生氢气的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性。
(3)铝与强碱溶液的反应中，水作氧化剂(NaOH不是氧化剂)。
2.金属与酸或碱反应生成H2的量的关系
(1)金属与酸反应的计算。
①实质：M+nH+===Mn++H2↑。
②规律。
a.金属与酸反应失去电子的物质的量等于产生氢气的物质的量的2 倍。
b.相同物质的量的金属与足量酸反应产生H2的物质的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价之比。
③常用方法。
a.守恒法。
守恒法是化学计算中常用的方法，包括原子守恒、电荷守恒、电子守恒等。
b.平均值法。
平均值法是混合物组分含量求解的常用方法，可设平均摩尔质量，要注意结合化合价进行转化。
(2)铝与酸或碱反应生成H2的量的关系。
铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应的原理：
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑，
2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑。
①等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为1∶1(相同条件下)。
②足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为1∶3(相同条件下)。
角度四　铝的化学性质及应用
6.铝可溶于NaOH溶液：2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑，下列说法正确的是( )
A.工业上可借助此反应规模化制备H2
B.[Al(OH)4]-中Al原子为sp3杂化
C.反应后溶液碱性增强
D.Al是一种两性化合物
工业生产Al要消耗大量电能，再用Al制备H2成本太高，A项错 误；[Al(OH)4]-中Al原子的价层电子对数为4，为sp3杂化，B项正确；反应消耗氢氧化钠，反应后c(OH-)降低，溶液碱性减弱，C项错误；Al是单质，D项错误。
解析
7.铝是生活中重要的金属材料，下列说法正确的是( )
A.Al与NaOH的混合固体可用于疏通管道
B.常温下不能与O2发生反应
C.铝合金的硬度一定比纯铝小
D.可通过电解熔融AlCl3制备金属铝
Al与NaOH反应生成氢气2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH4)]+ 3H2↑，可用于疏通管道，A项正确；常温下Al可与O2反应生成氧化铝，化学方程式为4Al+3O2===2Al2O3，B项错误；铝合金的硬度比纯铝大，C项错误；铝是活泼性较强的金属，工业上用电解熔融Al2O3制备金属铝，D项错误。
解析
8.将一小片在空气中久置的铝片置于过量的NaOH溶液中，生成H2的物质的量与时间的关系如图。下列叙述正确的是( )
A.若n0=1，则生成1 mol H2时参加反应的Al的物质的量为0.5 mol
B.N点之后，对应的溶液中溶质仅为Na[Al(OH)4]、NaOH
C.O→M：发生的反应为氧化还原反应
D.M→N：溶液的质量逐渐减少
将一小片在空气中久置的铝片置于过量的NaOH溶液中，首先是表面的Al2O3与NaOH反应生成Na[Al(OH)4]，然后是Al和NaOH、H2O反应生成Na[Al(OH)4]和H2。若n0=1，根据反应2Al+2NaOH+ 6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑可知，生成1 mol H2时参加反应的
解析
Al的物质的量为 mol，A项错误；N点之后，生成H2的物质的量不再发生变化,则N点之后，对应的溶液中溶质仅为Na[Al(OH)4]、NaOH，B项正确；O→M发生的是Al2O3与NaOH的反应，该反应不是氧化还原反应，C项错误；M→N发生反应2Al+2NaOH+6H2O ===2Na[Al(OH)4]+3H2↑，由关系式2Al~3H2可知，进入溶液的铝元素的质量大于离开溶液的氢元素的质量，所以溶液的质量逐渐增大，D项错误。
解析
9.下列对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间因果关系的判断，完全正确的是
( )
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断
A 铝制炊具最好不要盛放酸性或碱性较强的液体食物 因为Al和Al2O3既可以与酸反应，又可以与碱反应 Ⅰ对，Ⅱ对，有
B 铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落 铝箔对熔化的铝有较强的吸附作用 Ⅰ对，Ⅱ对，有
C 海啸使水源发生污染可用明矾进行消毒和净化 因为明矾水解生成Al(OH)3胶体，具有吸附性 Ⅰ对，Ⅱ错，无
D 铁或铝制成的槽车可以密封贮运浓硫酸或浓硝酸 因为铁和铝不能与浓硫酸或浓硝酸反应 Ⅰ错，Ⅱ对，无
A项，金属铝及铝表面的氧化物Al2O3既可以与酸发生反应，也可以与强碱溶液发生反应，因此铝制炊具最好不要盛放酸性或碱 性较强的液体食物，所以Ⅰ对，Ⅱ对，二者有因果关系，正确； B项，由于铝箔表面的氧化物Al2O3熔点高达2 050 ℃，Al2O3不能熔化，因此铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落，因此Ⅰ对，Ⅱ错，二者没有因果关系，错误；C项，海啸使水源发生污染，可用明矾进行净化是因为明矾水解生成Al(OH)3胶体，胶体具有吸
解析
附性，使水中悬浮的固体形成沉淀，从而达到净化水的目的，但 是该物质没有消毒作用，Ⅰ错，Ⅱ对，二者有因果关系，错误； D项，铁或铝制成的槽车可以密封贮运浓硫酸或浓硝酸，是由于铁和铝在常温下遇浓硫酸或浓硝酸表面生成一层致密的氧化物保护膜，阻止反应的继续进行，Ⅰ对，Ⅱ错，二者没有因果关系，错误。
解析
角度五　从定性和定量的角度理解铝与酸、碱反应的实质
10.向分别盛有10 mL 3 mol·L-1的盐酸和NaOH溶液的甲、乙两烧杯中，加入等质量的铝粉，反应结束后，相同温度和压强下测得生成的气体体积分别为V甲、V乙。下列说法正确的是( )
A.消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为V甲∶V乙
B.若V甲∶V乙=1∶2，投入的铝粉质量为0.54 g
C.若V甲∶V乙=1∶3，铝粉在两烧杯中都恰好完全反应
D.若盐酸和NaOH溶液都完全反应，两个反应中电子转移数之比为1∶1
题给实验反应的化学方程式分别为2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ 、2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑ ，通过化学方程式可以看出，消耗的HCl和NaOH 的物质的量之比为3V甲∶V乙，A项错 误。盐酸和NaOH 溶液中溶质的物质的量均为0.03 mol，若测得生成的气体体积之比V甲∶V乙=1∶2，即生成的氢气的物质的量之比是1∶2，若铝在两溶液中均不足(或铝与盐酸恰好完全反应)，则产生的气体体积之比应为1∶1，若铝在两溶液中均过量(或铝与
解析
NaOH溶液恰好完全反应)，则产生的气体体积之比应为1∶3，而1∶32Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
6 3
0.03 mol x
解析
解得x=0.015 mol; 相同条件下气体的物质的量之比等于体积之比，所以氢氧化钠溶液和铝反应生成的氢气的物质的量为0.015 mol× 2=0.03 mol，碱溶液与铝反应时，铝反应完全，设铝反应的物质的量为y，
2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
2 3
y 0.03 mol
解析
解得y=0.02 mol，所以铝的质量为0.02 mol×27 g·mol-1=0.54 g，B项正确。根据反应的化学方程式可知，当V甲∶V乙=1∶3 时，消耗等物质的量的HCl和氢氧化钠，铝粉在两溶液中均过量或铝粉在NaOH溶液中恰好完全反应，在盐酸中过量，C项错误。根据反应的化学方程式可知，HCl完全反应时，反应中转移电子的物质的量为0.03 mol，NaOH完全反应时，该反应中转移电子的物质的量为0.09 mol，两个反应中电子转移数之比为1∶3，D项错误。
解析
11.甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L-1盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得甲、乙两烧杯中产生的气体体积之比为1∶2，则加入铝粉的质量为( )
A.5.4 g　　　　　　　　 B.3.6 g
C.2.7 g D.1.6 g
根据铝粉与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式为2Al+6HCl ===2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑，可知若在含等物质的量的HCl和NaOH溶液中分别加入足量的铝粉，产生H2的体积之比为1∶3。而题中产生的H2的体积之比为1∶2，说明铝粉的量相对盐酸是过量的，而相对NaOH是不足的，
0.3 mol HCl完全反应，生成0.15 mol H2，所以NaOH反应中生成H2为0.3 mol，则与NaOH溶液反应的铝粉应为5.4 g。
解析
考点3　铝的重要化合物的主要性质　新型合金
微考点/核心突破
第一部分
1.氧化铝
(1)化学性质(用离子方程式表示)。
Al2O3+6H+===2Al3++3H2O
Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-
(2)用途：熔点很高，是一种比较好的耐火材料，还可制作各种宝 石。
2.氢氧化铝
(1)化学性质。
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①_____________________________；
②_____________________________；
③_____________________________。
Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-
(2)制备。
①向铝盐中加入NH3·H2O，反应的离子方程式为
；
②向四羟基合铝酸盐中通入足量CO2，反应的离子方程式为
。
Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3N
[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HC
3.明矾
(1)化学式为 ，它是 晶体， 于水。
(2)明矾净水的原理。
电离方程式为 ，其中Al3+发生水解反 应，产生 ，能吸附水中的 形成沉淀，使水澄清。
KAl(SO4)2·12H2O
无色
可溶
KAl(SO4)2===K++Al3++2S
Al(OH)3(胶体)
悬浮物
微提醒　(1)Al2O3、Al(OH)3只与强酸、强碱溶液反应，与氨水和碳酸不反应。
(2)Al3+只能存在于酸性溶液中，[Al(OH)4]-只能存在于碱性溶液中。若将分别含Al3+和[Al(OH)4]-的盐溶液混合，发生反应Al3++3[Al(OH)4]-===4Al(OH)3↓。
(3)Al2O3、Al(OH)3是与碱反应的金属氧化物和氢氧化物，经常应用到除杂、计算题中,所以一定要熟记这两种物质反应的离子方程式。
(4)明矾净水时只能除去水中的悬浮杂质，不能杀菌消毒，与氯气的消毒原理不同。
4.新型合金
(1)储氢合金：能吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料，如Ti-Fe合金和La-Ni合金。
(2)钛合金、耐热合金和形状记忆合金广泛应用于______________、___________和___________等领域。
航空航天
生物工程
电子工业
思维辨析
判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
1.MgO与铝粉的混合物也可称为铝热剂。 ( )
2.Al2O3的熔点高，可作耐高温材料，实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3固体等。 ( )
3.氢氧化铝可作胃酸的中和剂。 ( )
4.在加热情况下利用H2还原Al2O3的方法得到金属铝。 ( )
5.明矾可作净水剂，起到杀菌消毒的作用。( )
6.蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液，制备无水AlCl3。 ( )
7.将Al(OH)3沉淀转入蒸发皿中，加足量稀硫酸，加热蒸干得无水Al2(SO4)3固体。 ( )
8.(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S、NaHCO3、KHS、NaHSO3、氨基酸均既能与酸反应，又能与碱反应。 ( )
9.用过量氨水除去Fe3+溶液中的少量Al3+。 ( )
10.除去Fe2O3中的Al2O3，加入足量NaOH溶液，然后过滤。 ( )
11.将AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生。( )
实验：Al(OH)3的实验室制法
实验装置 实验操作 实验现象 实验结论
在试管中加入10 mL 0.5 mol·L-1的硫酸铝溶液，逐滴加入氨水至过量 生成白色胶状沉淀，当氨水过量时，沉淀不溶解 Al(OH)3不溶于水也不溶于弱碱。化学方程式为Al2(SO4)3+ 6NH3·H2O===2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4，离子方程式是Al3++ 3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3N
提醒　(1)制取Al(OH)3时不能用强碱与铝盐反应，若用强碱，碱少量时，铝离子沉淀不完全，碱过量时，生成的Al(OH)3会溶解在过量的强碱中。
(2)制取Al(OH)3时不能用强酸与四羟基合铝酸盐反应，若用强酸，酸少量时，[Al(OH)4]-沉淀不完全，酸过量时，Al(OH)3会溶解在过量的强酸中。
1.既能和酸反应又能和碱溶液反应的物质
(1)两性物质：是指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合 物，如Al2O3、Al(OH)3、氨基酸是两性物质。
(2)中学学习阶段接触到的既能与酸反应又能与碱反应的物质有： ①金属单质：Al等；②两性氧化物：Al2O3等；③两性氢氧化物：Al(OH)3等；④弱酸的铵盐：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；⑤弱酸的酸式盐：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；⑥氨基酸。
2.“铝三角”
(1)Al3+、[Al(OH)4]-、Al(OH)3的转化关系。

(2)可溶性铝盐与强碱(如NaOH)溶液反应，铝元素的存在形式。
(3)判断离子共存问题。
Al3+与OH-及[Al(OH)4]-、C、S2-等弱酸根阴离子或[Al(OH)4]-与 H+、HC以及弱碱阳离子Al3+、Fe3+等因生成沉淀或发生相互促进的水解反应而不能大量共存。
(4)鉴别(利用滴加试剂顺序不同，现象不同)。
①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。
②向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉 淀，沉淀不溶解。
(5)分离提纯。
①利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。
②利用Al2O3能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。
③利用Al(OH)3能与强碱溶液反应，分离Al3+与其他金属阳离子。
角度六　铝及其化合物
12.下列关于铝及其化合物的说法不正确的是( )
A.明矾可用作净水剂和消毒剂
B.利用铝热反应可冶炼高熔点金属
C.铝可用作包装材料和建筑材料
D.氢氧化铝可用作治疗胃酸过多的药物
明矾溶于水电离产生Al3+，发生水解反应生成Al(OH)3胶体，可吸附水中的悬浮杂质，起到净水作用，但不能杀菌、消毒，A项错误；铝热反应放出大量的热，可用于冶炼活动性比铝弱且熔点高的金属，B项正确；铝具有良好的延展性，可用作包装材料，铝合金(如硬铝)的硬度大，可作建筑材料，C项正确；Al(OH)3是两性氢氧化物，可与胃酸(HCl)反应，故可用作胃酸中和剂，D项正确。
解析
13.AlCl3的熔点为190 ℃，沸点为182.7 ℃，在177.8 ℃升华。某同学利用如下装置(部分夹持仪器已略)制备无水AlCl3，其中能达到相应实验目的的是( )
利用二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气需要加热，A项不能达到相应实验目的；碱石灰可与氯气反应，不能用碱石灰干燥氯气，B项不能达到相应实验目的；饱和食盐水不能吸收氯气尾气，应用氢氧化钠溶液吸收，D项不能达到相应实验目的。
解析
14.铝、氧化铝、氢氧化铝和可溶性铝盐与过量强碱溶液的反应，其生成物有一定的规律，下列说法中正确的是( )
A.都有H2O生成 B.都有H2生成
C.都有[Al(OH)4]-生成 D.都有Al3+生成
铝、氧化铝、氢氧化铝和可溶性铝盐与过量强碱溶液的反应分别为2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑、Al2O3+2OH-+3H2O=== 2[Al(OH)4]-、Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-、Al3++4OH-=== [Al(OH)4]-，故生成物中都有[Al(OH)4]-。
解析
15.现有AlCl3、Ba(OH)2、NaHCO3和稀硝酸四种溶液，分别为如图所示M、X、Y、Z中的某一种，图中每条线段两端的物质可以发生化学反应。下列推断合理的是( )
A.M一定是NaHCO3
B.Y可能是AlCl3
C.X一定是AlCl3
D.Z可能是HNO3
从题图中可以看出M、Y两种物质是Ba(OH)2、NaHCO3中的一 种,至于是具体对应哪一种无法区别,X、Z两种物质分别是AlCl3、HNO3中的一种，也是无法确定一定是哪一种。
解析
选项 a b c
A Al2O3 Na[Al(OH)4] Al(OH)3
B AlCl3 Al(OH)3 Na[Al(OH)4]
C Al Al(OH)3 Al2O3
D MgCl2 Mg(OH)2 MgO
解析
角度八　Al2O3的提取
17.有关如下流程的判断正确的是( )

A.流程中涉及的反应均为非氧化还原反应
B.反应②产生的阴离子主要为C
C.实验室应在蒸发皿中完成反应③
D.反应①为Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-
反应④(由氧化铝生成Al)是氧化还原反应，A项错误；反应②中CO2过量，则产生的阴离子不可能为C，B项错误；反应③为灼烧氢氧化铝固体使其分解，实验室应在坩埚中完成该反应，C项错误；反应①为铝土矿中的氧化铝溶于强碱溶液生成[Al(OH)4]-的反应，D项正确。
解析
角度九　关于Al(OH)3的制备途径的选择
18.用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，下列操作步骤中最恰当的组合是( )
①加盐酸溶解　②加烧碱溶液溶解　③过滤　④通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀　⑤加入盐酸生成Al(OH)3沉淀　⑥加入过量烧碱溶液
A.①⑥⑤③ B.②③④③
C.②③⑤③ D.①③⑤③
若先用盐酸溶解，Mg、Al均溶解，制取Al(OH)3的步骤较多；从Na[Al(OH)4]制备Al(OH)3，加盐酸不容易控制量的多少。故B项操作步骤为最佳顺序。
解析
(1)从节约药品的角度思考，你认为哪一种方案较好 ____________，方案一和方案二共同存在的问题是_________________________________。
(2)用相同的原料设计一个更为节约药品的方案，并写出有关反应的化学方程式：_______________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
方案二较好
第二步操作很难控制试剂用量
将Al按1∶3分成两份，第一份与适量的硫酸反应，第二份与适量的NaOH溶液反应，然后将所得溶液混合即可，有关反应的化学方程式为2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑；
2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑；
Al2(SO4)3+6Na[Al(OH)4]===8Al(OH)3↓+3Na2SO4
教考衔接——基于教材
边角栏目的情境命题
微充电/素养提升
第二部分
【教材有源】　铝制品的表面处理
　　在空气中，铝的表面自然形成的氧化膜很薄，耐磨性和抗蚀性不够强。为了使铝制品适应不同的用途，常采用化学方法对铝的表面进行处理，如增加膜的厚度，对氧化膜进行着色等。例如，化学氧化(用铬酸作氧化剂)可以使氧化膜产生美丽的颜色等。市场上有不少铝制品是经过这种方法处理的。
【母题】　(2024·湖北卷)2024年5月8日，我国第三艘航空母舰福建舰顺利完成首次海试。舰体表面需要采取有效的防锈措施，下列防锈措施中不形成表面钝化膜的是( )
A.发蓝处理 B.阳极氧化
C.表面渗镀 D.喷涂油漆
发蓝处理技术通常用于钢铁等黑色金属，通过在空气中加热或直接浸泡于浓氧化性溶液中来实现，可在金属表面形成一层极薄的
解析
氧化膜，这层氧化膜能有效防锈，A项不符合题意；阳极氧化是将待保护的金属与电源正极连接，在金属表面形成一层氧化膜的过程，B项不符合题意；表面渗镀是在高温下将气态、固态或熔化状态的欲渗镀的物质(金属或非金属元素)通过扩散作用从被渗镀的金属的表面渗入内部以形成表层合金镀层的一种表面处理的方法，C项不符合题意；喷涂油漆是将油漆涂在待保护的金属表面并没有在表面形成钝化膜，D项符合题意。
解析
【衍生】　在空气中，铝的表面自然形成的氧化膜很薄，耐磨性和抗蚀性不够强，为了使铝制品适应于不同的用途，常采用化学方法对铝的表面进行处理，如增加膜的厚度，对氧化膜进行着色等。以下为铝材表面处理的一种方法：
[问题探究]
(1)碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，写出反应的离子方程式：______________________________________。
(2)碱洗时常有气泡冒出，其原因是_____________________________
________(用离子方程式表示)。
(3)电解氧化：以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成较厚的氧化膜，则阳极的电极反应方程式为
___________________________。
Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-
2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-
+3H2↑
2Al-6e-+3H2O===Al2O3+6H+
(4)为了将碱洗槽液中的铝元素以沉淀的形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的 (填字母)，离子方程式为
___________________________________。
a.NH3 b.NaOH
c.HNO3 d.CO2
d
[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HC
(4)槽液中铝元素的存在形式为Na[Al(OH)4]，Na[Al(OH)4]可与酸反应生成Al(OH)3沉淀，但Al(OH)3是两性氢氧化物,可溶于强酸，若加入HNO3，HNO3的量不易控制，HNO3的量不足，铝元素沉淀不完全，HNO3过量则生成Al3+，故可向槽液中通入足量CO2，因为Al(OH)3不溶于H2CO3，故选d；离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HC。
解析
微真题/把握方向
第三部分
考向一　铝及其化合物
1.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
(1)Al(OH)3呈两性，不能用于治疗胃酸过多。(2024·浙江卷6月)( )
(2)氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料。(2022·浙江卷6月)( )
(3)铝合金大量用于高铁建设。(2019·全国卷Ⅲ)( )
(4)Al的氧化物的水化物是强碱。(2017·全国卷Ⅱ)( )
(1)Al(OH)3呈两性，不溶于水，但可以与胃酸反应生成无毒物质，因此其能用于治疗胃酸过多。(2)耐高温材料应具有高熔点的性 质，氧化铝熔点高，可用作耐高温材料。(3)铝合金密度小，抗腐蚀能力强，大量用于高铁建设。
解析
2.(2023·湖南卷)取一定体积的两种试剂进行反应，改变两种试剂的滴加顺序(试剂浓度均为0.1 mol·L-1)，反应现象没有明显差别的是
( )
选项 试剂① 试剂②
A 氨水 AgNO3溶液
B NaOH溶液 Al2(SO4)3溶液
C H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液
D KSCN溶液 FeCl3溶液
解析
选项 ①加入②中现象 ②加入①中现象
A 先产生白色沉淀，后来白色沉淀溶解 先无明显现象，后来产生白色沉淀
B 先产生白色沉淀，后来白色沉淀溶解 先无明显现象，后来产生白色沉淀
C 溶液紫色逐渐褪去，有气泡产生 紫色溶液迅速褪色，有气泡产生
D 溶液变为红色 溶液变为红色
考向二　金属材料
3.(2022·广东卷)中华文明源远流长，在世界文明中独树一帜，汉字居功至伟。随着时代发展，汉字被不断赋予新的文化内涵，其载体也发生相应变化。下列汉字载体主要由合金材料制成的是( )
汉字载体
选项 A.兽骨 B.青铜器
汉字载体
选项 C.纸张 D.液晶显示屏
兽骨，甲骨文的契刻载体之一，主要是牛的肩胛骨，一小部分是羊、猪、鹿的肩胛骨，还有极少部分的牛肋骨，其主要成分是碳酸钙和其他钙盐，A项不符合题意；青铜器是红铜与锡、铅等的合金，属于合金材料，B项符合题意；纸张的主要成分是纤维 素，C项不符合题意；液晶显示屏是一种采用液晶为材料的显示器，液晶是一类介于液态和晶态之间的有机化合物，D项不符合题意。
解析
4.(2022·江苏卷)我国古代就掌握了青铜(铜锡合金)的冶炼、加工技 术，制造出许多精美的青铜器；Pb、PbO2是铅酸蓄电池的电极材 料，不同铅化合物一般具有不同颜色，历史上曾广泛用作颜料，下列物质性质与用途具有对应关系的是( )
A.石墨能导电，可用作润滑剂
B.单晶硅熔点高，可用作半导体材料
C.青铜比纯铜熔点低、硬度大，古代用青铜铸剑
D.含铅化合物颜色丰富，可用作电极材料
石墨是混合型晶体，质软，可用作润滑剂，A项错误；单晶硅可用作半导体材料与空穴可传递电子有关，与熔点高无关，B项错误；青铜是铜合金，比纯铜熔点低、硬度大，易于锻造，古代用青铜铸剑，C项正确；含铅化合物如PbO2可在正极得到电子发生还原反应，所以可用作电极材料，与含铅化合物颜色丰富无关，D项错误。
解析课时微练(十二)　金属材料
　
基础训练
1.(2025·东莞模拟)博物馆珍藏着很多文物。下列文物主要由合金材料制成的是(　　)
A.西周兽面 纹青铜盉 B.东汉陶 船模型 C.端石千金 猴王砚 D.西汉素 纱禅衣
2.回收铝制饮料罐得到铝与从铝土矿制铝相比,前者能耗仅为后者的3%~5%,下列说法不正确的是(　　)
A.铝制饮料罐的回收再利用可以节约大量能源,缓解能源紧张的问题
B.铝表面容易生成一层致密的氧化铝保护膜
C.硬铝的硬度大但强度较小,不适合制造飞机的外壳
D.电解熔融Al2O3时加入冰晶石,目的是降低Al2O3的熔化温度
3.北宋科学家沈括所著的《梦溪笔谈》一书中总结了我国古代的许多科技成就,堪称“中国科学史的里程碑”。下列关于书中记载的相关说法正确的是(　　)
A.“以磁石磨针锋,则锐处常指南”(《杂志一》)中“磁石”的主要材料为FeO
B.“用胶泥刻字,薄如钱唇”(《技艺》)中“胶泥”的主要成分为Al2O3、SiO2、CaO,均属于金属氧化物
C.“古方言云母粗服,则著人肝肺不可去”(《药议》)中“云母”的主要成分为铝硅酸盐
D.“古人以剂钢为刃,柔铁为茎干,不尔则多断折”(《沈卢、鱼肠》)中“剂钢”指的是铁的合金,其硬度比纯铁的大,熔点比纯铁的高
4.JerryWoodall教授经研究发现,含有95%的铝和5%的镓、铟及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气,由于整个反应中只消耗铝,而反应生成的Al2O3可回收再利用,这样不仅降低了制氢气的成本,而且方便快捷,这一发现将燃氢汽车的研发推向新的里程碑。据此,下列说法不正确的是(　　)
A.铝作为燃料,有资源丰富的优势
B.组成合金的几种金属元素都位于元素周期表第ⅢA族
C.合金与水反应的总反应式为2Al+3H2OAl2O3+3H2↑
D.合金中的镓、铟及锡对铝与水的反应起催化作用
5.《五金·铁》中记载:“若造熟铁,则生铁流出时,相连数尺内,低下数寸,筑一方塘,短墙抵之。其铁流入塘内,数人执柳木排立墙上……众人柳棍疾搅,即时炒成熟铁。”下列说法不正确的是(　　)
A.金属的冶炼方法由金属活动性决定
B.生铁比熟铁质地更硬,延展性稍差
C.炒铁是为了提高铁水中的碳含量
D.该法与近代往生铁水中吹空气炼钢异曲同工
6.氢氧化铝受热易分解,产生水并吸收热量,可用作阻燃剂;氢氧化铝能与盐酸、氢氧化钠溶液反应,是药物“胃舒平”的主要成分之一。下列判断不正确的是(　　)
A.氢氧化铝具有很好的热稳定性
B.复方胃舒平可用于治疗胃酸过多
C.氢氧化铝灭火的原因之一是降低了可燃物的温度
D.氢氧化铝是一种两性氢氧化物
7.储氢合金是一类新型合金,如铁系储氢合金、钛系储氢合金。储氢合金既能在一定条件下吸收H2,又能在一定条件下放出H2,该循环中发生变化H22H。下列说法错误的是(　　)
A.储氢合金的吸氢和放氢都是化学变化
B.储氢合金具有很强的捕捉氢的能力,氢分子在合金中先分解成单个的原子,氢原子进入合金原子的缝隙中,并与合金生成金属氢化物
C.铁系储氢合金和钛系储氢合金可以用磁铁进行鉴别
D.储氢合金形成的金属氢化物性质稳定,高温条件下也不易分解
8.根据如图的转化关系判断,下列说法正确的是(反应条件已略去)(　　)
A.生成等质量H2时,①和②反应消耗的n(HCl)=n(NaOH)
B.反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
C.反应③和④消耗等量Al时,生成的n(Cu)∶n(Fe)=3∶2
D.等浓度、等体积的稀盐酸和NaOH溶液与足量Al反应,①②生成H2的分子数之比为3∶1
9.(2025·安徽模拟)研究发现由铝原子构成的A、A和团簇阴离子都能与水自发反应产生氢气。下列说法正确的是(　　)
A.A、A和互为同位素
B.A与水反应时作还原剂
C.A是由铝原子通过离子键结合而成
D.1 mol的A含6.02×1023个电子
10.(2025·佛山模拟)部分含Mg或含Al物质的类别与化合价关系如图所示。下列推断不合理的是(　　)
A.a不能与H2O反应生成d或g
B.b和e均可用于制造耐高温材料
C.可存在a→f→g→e→a的循环转化关系
D.直接加热蒸干c或f溶液无法得到无水氯化物
能力训练
11.合金是建造航空母舰的主体材料。
(1)航母升降机可由铝合金制造。
①铝元素在周期表中的位置为__________。工业炼铝的原料由铝土矿碱浸提取而得,提取过程中通入的气体为________。
②Al—Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜,其化学方程式为______________________________。焊接过程中使用的保护气为________(填化学式)。
(2)航母舰体材料为合金钢。
①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为____________________。
②航母用钢可由低硅生铁冶炼而成,则在炼铁过程中为降低硅含量,需加入的物质为________________。
(3)航母螺旋桨主要用铜合金制造。80.0 g Cu-Al合金用酸完全溶解过滤后,加入过量氨水,过滤得白色沉淀39.0 g,则合金中Cu的质量分数为__________。
12.某兴趣小组同学为了克服传统铝热反应纸漏斗易燃烧、火星四射等缺点,将实验改成以下装置,取磁性氧化铁在图A装置中进行铝热反应,冷却后得到“铁块”混合物。
　 　　　
　图A　　　　　　　　　　图B
(1)实验中可以用蔗糖和浓硫酸代替镁条作引火剂,其原因是________________________________________________________________________。
(2)该铝热反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)取反应后的“铁块”研碎取样称量,加入图B装置中,滴入足量NaOH溶液充分反应,测量生成气体体积以计算样品中残留铝的百分含量。
①量气管在读数时必须进行的步骤是________________________________________________________________________。
②取1 g样品进行上述实验,共收集到44.8 mL(换算成标准状况下)气体,则铝的百分含量为________。
③装置中分液漏斗上端和试管用橡胶管连通,除了可以平衡压强让液体顺利滴入试管之外,还可以起到降低实验误差的作用。如果装置没有橡胶管,测出铝的百分含量将会________(填“偏大”或“偏小”)。
课时微练(十二)　金属材料
1.A　解析　西周兽面纹青铜盉的材料为青铜,青铜属于合金,A项符合题意;东汉陶船模型的材料为陶瓷,由硅酸盐制成,B项不符合题意;端石千金猴王砚的材料为含硅酸盐等无机非金属材料,C项不符合题意;西汉素纱禅衣的主要成分为蛋白质,属于天然有机高分子材料,D项不符合题意。
2.C　解析　从题干信息可知,从铝土矿制铝能耗大,回收铝制饮料罐得到铝耗能小,A项正确;铝易与氧气反应,表面容易生成一层致密的氧化铝保护膜,B项正确;硬铝的硬度大、强度大、密度小,适合制造飞机的外壳,C项错误;电解熔融Al2O3时加入冰晶石,目的是降低Al2O3的熔化温度,D项正确。
3.C　解析　“磁石”的主要材料为Fe3O4不是FeO,A项错误;“胶泥”中的SiO2属于非金属氧化物,B项错误;“云母”的主要成分为铝硅酸盐,C项正确;“剂钢”指的是铁的合金,其硬度比纯铁的大,熔点比纯铁的低,D项错误。
4.B　解析　铝是地壳中含量最多的金属,所以铝作为燃料,有资源丰富的优势,A项正确;铝、镓、铟是元素周期表第ⅢA族元素,锡是元素周期表第ⅣA族元素,B项错误;整个反应中只消耗铝,而反应生成Al2O3,则反应的方程式为2Al+3H2O===Al2O3+3H2↑,C项正确;由镓、铟及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气,且只有铝发生反应,则合金中的镓、铟及锡对铝与水的反应起催化作用,D项正确。
5.C　解析　活动性不同的金属其冶炼方法不同,即金属的冶炼方法由金属活动性决定,A项正确;熟铁比生铁质地更软,且延展性好,生铁比熟铁质地更硬,延展性稍差,B项正确;炒铁过程中降低了铁水中的碳含量,从而将生铁转化成熟铁,C项错误;该冶炼方法和近代往生铁水中吹空气炼钢,都是利用空气中的氧气氧化C元素,其原理基本相同,D项正确。
6.A　解析　氢氧化铝很不稳定,受热易分解,产生水并吸收热量,能降低可燃物的温度,可用于灭火,A项错误,C项正确;氢氧化铝具有两性,能与盐酸、氢氧化钠溶液反应,D项正确;“胃舒平”中含有氢氧化铝,可用于治疗胃酸过多,B项正确。
7.D　解析　由H22H可知,储氢合金的吸氢和放氢都是化学变化,A项不符合题意;储氢合金形成的金属氢化物既容易形成,加热又容易分解,一定条件下吸、放氢都容易发生,D项符合题意。
8.C　解析　根据反应2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑、2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑,可知生成等质量H2时,反应①和②消耗的n(HCl)=3n(NaOH),A项错误;反应③为2Al+3CuSO4===3Cu+Al2(SO4)3,其中氧化剂CuSO4与还原剂Al的物质的量之比为3∶2,B项错误;反应③为2Al+3CuSO4===3Cu+Al2(SO4)3,反应④为2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,消耗等量Al时,生成的n(Cu)∶n(Fe)=3∶2,C项正确;根据方程式2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑、2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑,可知等物质的量的HCl与NaOH和Al反应生成H2的分子数之比为1∶3,D项错误。
9.B　解析　同位素是指同一元素不同核素的关系,三者是团簇阴离子,是多原子聚集体,A项错误;A与水反应产生氢气,则A作还原剂,B项正确;团簇是原子、分子或离子通过物理或化学结合力组成的,不是简单的由铝原子通过离子键结合而成,C项错误;1 mol的A所含电子数是(13×18+1)×6.02×1023,D项错误。
10.A　解析　由题图知,a为Al或Mg,b为MgO,e为Al2O3,c为MgCl2,f为AlCl3,d为Mg(OH)2,g为Al(OH)3,据此回答。Mg能与H2O在加热条件下反应生成Mg(OH)2,A项错误;MgO和Al2O3均可用于制造耐高温材料,B项正确;存在Al→AlCl3→Al(OH)3→Al2O3→Al的循环转化关系,C项正确;由于MgCl2或AlCl3均会水解,生成的氯化氢易挥发,直接加热蒸干MgCl2或AlCl3溶液无法得到无水氯化物,D项正确。
11.答案　(1)①第三周期第ⅢA族　CO2　②Al2O3+2NaOH+3H2O===2Na[Al(OH)4]　Ar(其他合理答案均可)
(2)①吸氧腐蚀　②CaCO3或CaO　(3)83.1%
解析　(1)①工业上通过电解熔融Al2O3制得金属铝,从铝土矿中提取Al2O3的过程:使铝土矿与NaOH溶液反应并过滤除去杂质得到Na[Al(OH)4]溶液,再向溶液中通入CO2,生成Al(OH)3沉淀,加热使沉淀分解可得到Al2O3。②镁能与氧气、二氧化碳、氮气等气体发生反应,所以焊接时应使用Ar等稀有气体作保护气。(2)①在海水中,合金钢、海水及海水中溶解的氧气构成原电池,发生吸氧腐蚀。②在炼铁时加入氧化钙或碳酸钙,发生反应CaO+SiO2CaSiO3或CaCO3CaO+CO2↑、CaO+SiO2CaSiO3,使SiO2形成炉渣,可以降低硅含量。(3)白色沉淀Al(OH)3的质量为39.0 g,即0.5 mol,故合金中铝的质量为0.5 mol×27 g·mol-1=13.5 g,则铜的质量为66.5 g,质量分数为×100%≈83.1%。
12.答案　(1)蔗糖在浓硫酸中脱水并放出大量的热
(2)8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe
(3)①冷却至常温后调节量气管使左右液面相平　②3.6%　③偏大
解析　(1)浓硫酸具有脱水性,蔗糖在浓硫酸中脱水并放出大量的热,可以作引火剂。(3)①为了防止气体热胀冷缩及液面差导致的读数误差,量气管在读数时必须进行的步骤是冷却至常温后调节量气管使左右液面相平。②取1 g样品进行上述实验,共收集到44.8 mL(换算成标准状况下为0.002 mol)氢气,根据化学方程式2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑,可求得铝为0.002 mol×,百分含量为×100%=3.6%。③如果装置没有橡胶管,会导致氢氧化钠溶液加入后排出气体体积偏大,使测得的铝的百分含量增大。(共31张PPT)
课时微练(十二)
金属材料
1.(2025·东莞模拟)博物馆珍藏着很多文物。下列文物主要由合金材料制成的是( )
基础训练
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A.西周兽面 纹青铜盉 B.东汉陶 船模型 C.端石千金 猴王砚 D.西汉素
纱禅衣
西周兽面纹青铜盉的材料为青铜，青铜属于合金，A项符合题 意；东汉陶船模型的材料为陶瓷，由硅酸盐制成，B项不符合题意；端石千金猴王砚的材料为含硅酸盐等无机非金属材料，C项不符合题意；西汉素纱禅衣的主要成分为蛋白质，属于天然有机高分子材料，D项不符合题意。
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2.回收铝制饮料罐得到铝与从铝土矿制铝相比，前者能耗仅为后者的3%~5%，下列说法不正确的是( )
A.铝制饮料罐的回收再利用可以节约大量能源，缓解能源紧张的问题
B.铝表面容易生成一层致密的氧化铝保护膜
C.硬铝的硬度大但强度较小，不适合制造飞机的外壳
D.电解熔融Al2O3时加入冰晶石，目的是降低Al2O3的熔化温度
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从题干信息可知，从铝土矿制铝能耗大，回收铝制饮料罐得到铝耗能小，A项正确；铝易与氧气反应，表面容易生成一层致密的氧化铝保护膜，B项正确；硬铝的硬度大、强度大、密度小，适合制造飞机的外壳，C项错误；电解熔融Al2O3时加入冰晶石，目的是降低Al2O3的熔化温度，D项正确。
解析
3.北宋科学家沈括所著的《梦溪笔谈》一书中总结了我国古代的许多科技成就，堪称“中国科学史的里程碑”。下列关于书中记载的相关说法正确的是( )
A.“以磁石磨针锋，则锐处常指南”(《杂志一》)中“磁石”的主要材料为FeO
B.“用胶泥刻字，薄如钱唇”(《技艺》)中“胶泥”的主要成分为Al2O3、SiO2、CaO，均属于金属氧化物
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“磁石”的主要材料为Fe3O4不是FeO，A项错误；“胶泥”中的SiO2属于非金属氧化物，B项错误；“云母”的主要成分为铝硅酸盐，C项正确；“剂钢”指的是铁的合金，其硬度比纯铁的大，熔点比纯铁的低，D项错误。
解析
C.“古方言云母粗服，则著人肝肺不可去”(《药议》)中“云母”的主要成分为铝硅酸盐
D.“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”(《沈卢、鱼肠》)中“剂钢”指的是铁的合金，其硬度比纯铁的大，熔点比纯铁的高
4.JerryWoodall教授经研究发现，含有95%的铝和5%的镓、铟及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气，由于整个反应中只消耗 铝，而反应生成的Al2O3可回收再利用，这样不仅降低了制氢气的成本，而且方便快捷，这一发现将燃氢汽车的研发推向新的里程碑。据此，下列说法不正确的是( )
A.铝作为燃料，有资源丰富的优势
B.组成合金的几种金属元素都位于元素周期表第ⅢA族
C.合金与水反应的总反应式为2Al+3H2O===Al2O3+3H2↑
D.合金中的镓、铟及锡对铝与水的反应起催化作用
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铝是地壳中含量最多的金属，所以铝作为燃料，有资源丰富的优势，A项正确；铝、镓、铟是元素周期表第ⅢA族元素，锡是元素周期表第ⅣA族元素，B项错误；整个反应中只消耗铝，而反应生成Al2O3，则反应的方程式为2Al+3H2O===Al2O3+3H2↑，C项正 确；由镓、铟及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气，且只有铝发生反应，则合金中的镓、铟及锡对铝与水的反应起催化作用，D项正确。
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5.《五金·铁》中记载：“若造熟铁，则生铁流出时，相连数尺内，低下数寸，筑一方塘，短墙抵之。其铁流入塘内，数人执柳木排立墙上……众人柳棍疾搅，即时炒成熟铁。”下列说法不正确的是
( )
A.金属的冶炼方法由金属活动性决定
B.生铁比熟铁质地更硬，延展性稍差
C.炒铁是为了提高铁水中的碳含量
D.该法与近代往生铁水中吹空气炼钢异曲同工
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活动性不同的金属其冶炼方法不同，即金属的冶炼方法由金属活动性决定，A项正确；熟铁比生铁质地更软，且延展性好，生铁比熟铁质地更硬，延展性稍差，B项正确；炒铁过程中降低了铁水中的碳含量，从而将生铁转化成熟铁，C项错误；该冶炼方法和近代往生铁水中吹空气炼钢，都是利用空气中的氧气氧化C元素，其原理基本相同，D项正确。
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6.氢氧化铝受热易分解，产生水并吸收热量，可用作阻燃剂；氢氧化铝能与盐酸、氢氧化钠溶液反应，是药物“胃舒平”的主要成分之一。下列判断不正确的是( )
A.氢氧化铝具有很好的热稳定性
B.复方胃舒平可用于治疗胃酸过多
C.氢氧化铝灭火的原因之一是降低了可燃物的温度
D.氢氧化铝是一种两性氢氧化物
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氢氧化铝很不稳定，受热易分解，产生水并吸收热量，能降低可燃物的温度，可用于灭火，A项错误，C项正确；氢氧化铝具有两性，能与盐酸、氢氧化钠溶液反应，D项正确；“胃舒平”中含有氢氧化铝，可用于治疗胃酸过多，B项正确。
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8.根据如图的转化关系判断，下列说法正确的是(反应条件已略去)( )
A.生成等质量H2时，①和②反应消耗的n(HCl)=n(NaOH)
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B.反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
C.反应③和④消耗等量Al时，生成的n(Cu)∶n(Fe)=3∶2
D.等浓度、等体积的稀盐酸和NaOH溶液与足量Al反应，①②生成H2的分子数之比为3∶1
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根据方程式2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑、2Al+6HCl ===2AlCl3+3H2↑，可知等物质的量的HCl与NaOH和Al反应生成H2的分子数之比为1∶3，D项错误。
解析
9.(2025·安徽模拟)研究发现由铝原子构成的A、A和团簇阴离子都能与水自发反应产生氢气。下列说法正确的是( )
A.A、A和互为同位素
B.A与水反应时作还原剂
C.A是由铝原子通过离子键结合而成
D.1 mol的A含6.02×1023个电子
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同位素是指同一元素不同核素的关系，三者是团簇阴离子，是多原子聚集体，A项错误；A与水反应产生氢气，则A作还原 剂，B项正确；团簇是原子、分子或离子通过物理或化学结合力组成的，不是简单的由铝原子通过离子键结合而成，C项错误；
1 mol的A所含电子数是(13×18+1)×6.02×1023，D项错误。
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10.(2025·佛山模拟)部分含Mg或含Al物质的类别与化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A.a不能与H2O反应生成d或g
B.b和e均可用于制造耐高温材料
C.可存在a→f→g→e→a的循环转化关系
D.直接加热蒸干c或f溶液无法得到无水氯化物
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由题图知，a为Al或Mg，b为MgO，e为Al2O3，c为MgCl2，f为AlCl3，d为Mg(OH)2，g为Al(OH)3，据此回答。Mg能与H2O在加热条件下反应生成Mg(OH)2，A项错误；MgO和Al2O3均可用于制造耐高温材料，B项正确；存在Al→AlCl3→Al(OH)3→Al2O3→Al的循环转化关系，C项正确；由于MgCl2或AlCl3均会水解，生成的氯化氢易挥发，直接加热蒸干MgCl2或AlCl3溶液无法得到无水氯化物，D项正确。
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11.合金是建造航空母舰的主体材料。
(1)航母升降机可由铝合金制造。
①铝元素在周期表中的位置为 。工业炼铝的原料由铝土矿碱浸提取而得，提取过程中通入的气体为 。
②Al—Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜，其化学方程式为_____________________________________。焊接过程中使用的保护气为_________________________ (填化学式)。
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能力训练
第三周期第ⅢA族
CO2
Al2O3+2NaOH+3H2O===2Na[Al(OH)4]
Ar(其他合理答案均可)
(2)航母舰体材料为合金钢。
①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为 。
②航母用钢可由低硅生铁冶炼而成，则在炼铁过程中为降低硅含 量，需加入的物质为 。
(3)航母螺旋桨主要用铜合金制造。80.0 g Cu-Al合金用酸完全溶解过滤后，加入过量氨水，过滤得白色沉淀39.0 g，则合金中Cu的质量分数为 。
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吸氧腐蚀
CaCO3或CaO
83.1%
(1)①工业上通过电解熔融Al2O3制得金属铝，从铝土矿中提取Al2O3的过程：使铝土矿与NaOH溶液反应并过滤除去杂质得到Na[Al(OH)4]溶液，再向溶液中通入CO2，生成Al(OH)3沉淀，加热使沉淀分解可得到Al2O3。②镁能与氧气、二氧化碳、氮气等气体发生反应，所以焊接时应使用Ar等稀有气体作保护气。
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12.某兴趣小组同学为了克服传统铝热反应纸漏斗易燃烧、火星四射等缺点，将实验改成以下装置，取磁性氧化铁在图A装置中进行铝热反应，冷却后得到“铁块”混合物。
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(1)实验中可以用蔗糖和浓硫酸代替镁条作引火剂，其原因是_______
______________________________。
(2)该铝热反应的化学方程式为 。
(3)取反应后的“铁块”研碎取样称量，加入图B装置中，滴入足量NaOH溶液充分反应，测量生成气体体积以计算样品中残留铝的百分含量。
①量气管在读数时必须进行的步骤是___________________________
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蔗糖在浓硫酸中脱水并放出大量的热
冷却至常温后调节量气管使左右液面相平
②取1 g样品进行上述实验，共收集到44.8 mL(换算成标准状况下)气体，则铝的百分含量为 。
③装置中分液漏斗上端和试管用橡胶管连通，除了可以平衡压强 让液体顺利滴入试管之外，还可以起到降低实验误差的作用。如 果装置没有橡胶管，测出铝的百分含量将会 (填“偏大”或“偏小”)。
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