高中人教版 (2019)第二节 金属材料学案及答案

这是一份高中人教版 (2019)第二节 金属材料学案及答案，共26页。

金属材料
知识精讲
一．金属材料
1．金属材料：包括纯金属和合金
2．合金：由两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质。
3．合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，可满足不同的需要，如合金的硬度、熔点不同于其成分金属,可满足不同的需要。
微观上原子的排列不同，导致了宏观上金属材料的性能不同
结构决定性质：常见合金的硬度比其成分金属大，合金的熔点一般比成分金属低。
二．铁合金
1．铁合金的分类
（1）按铁合金中主元素分类，主要有硅、锰、铬、钒、钛、钨、钼等铁合金。
（2）按铁合金中含碳量分类，有高碳、中碳、低碳、微碳、超微碳等品种。
（3）按生产方法分类，有高炉铁合金、电炉铁合金、炉外法(金属热法)铁合金等。
2．生铁和钢是含量量不同的两种铁碳合金
3．合金钢
合金钢也叫特种钢，是在碳素钢里适量地加人一种或几种合金元素,使钢的组织结构发生变化，从而使钢具有各种特殊性能，如强度、硬度大,可塑性、韧性好，耐磨, 耐腐蚀等。
不锈钢是最常见的合金钢，合金元素主要是铬和镍，在大气中比较稳定，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力。
特点：一般含碳量越低，韧性越好，硬度越低；反之含碳量越高，韧性越差，硬度越高。
三．铝和铝合金
1．铝和氧气
金属铝位于金属活动顺序的前面，但不易被腐蚀的原因是Al较活泼，能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜。
用镊子夹着铝箔放到酒精灯上燃烧，可以观察到铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝不能滴落，原因是发生反应4Al＋3O22Al2O3，生成的致密的Al2O3包在铝的外面，使液态铝不能滴落。
2．金属铝和氧化铝和酸反应
【实验一】 铝和氧化铝和酸反应
实验步骤：在一支试管中加入5mL盐酸，再向试管中放入一小块铝片。观察现象。过一段时间后，将点燃的木条放在试管口，观察现象
实验现象∶铝片表面开始无气泡产生，一小段时间后有大量气泡产生，试管壁有发热现象。一段时间后，将点燃的木条放在试管口可观察到淡蓝色火焰。
实验结论∶铝表面的保护膜和铝均能与盐酸发生反应。
反应方程式：Al2O3＋6HCl=2AlCl3＋3H2O，2Al＋6HCl =2AlCl3＋3H2↑
实验二 铝和氧化铝和强碱反应
实验步骤：在两支试管中分别加入少量的 NaOH溶液，然后向其中一支试管中放入一小块铝片，向另一支试管中放入用砂纸仔细打磨过(去除表面氧化膜)的一小块铝片。观察现象。过一段时间后，将点燃的木条分别放在两支试管口，观察现象
实验现象∶放入打磨过的铝片的试管中立即产生气泡；而放入未打磨铝片的试管中开始无明显现象，一段时间后才产生气泡，铝片溶解，点燃的木条放在两支试管口时均发出爆鸣声
实验结论∶铝、氧化铝都可以和NaOH溶液发生反应
铝和NaOH溶液：
化学方程式：2Al＋2NaOH+2H2O=2NaAlO2（偏铝酸钠）＋3H2↑；
离子方程式：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2 -＋3H2↑
氧化铝和NaOH溶液：
化学方程式：Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O；离子方程式：Al2O3＋2OH－=2AlO2 -＋H2O
3．两性氧化物
Al2O3和酸：Al2O3＋6HCl=2AlCl3＋3H2O
Al2O3和碱：Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O
既能与酸反应生成盐和水，又能与件反应生成盐和水的氧化物，称为两性氧化物。
【注意】
铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放显酸性、碱性的食物，原因是酸、碱能侵蚀铝的保护膜，Al和Al2O3均能与酸、碱反应。
4．铝合金
纯铝的硬度和强度都比较小，不适合作为生产生活中的材料使用，使用较多的是具有不同组成和性质的铝合金。
硬铝中含Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%，它密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料
四．新型合金
1．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、可塑性好、易于加工、耐腐蚀等，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可以用于制造航天飞机，用来制造人造骨，用于家庭装修，做钛合金装饰门等。
2．氢能是未来理想能源之一，储氢合金有望能解决氢的储存难题。储氢合金一般能够大量吸收H2并与之结合成金属氢化物，同时稍稍加热又容易分解，室温下吸、放氢的速率快。储氢合金还可以用于提纯和回收氢气，它可将氢气提纯到很高的纯度。例如，采用储氢合金，可以以很低的成本获得纯度高于 99.9999 %的超纯氢。
合金的组成和性质
例题1、 纯铁的熔点为1535℃，而高炉中炼铁时生铁（含碳量较高的铁合金）在1200℃左右就熔化了，这是因为（ ）
例题2、 下列说法不正确的是（ ）
①钠着火用干沙土扑灭②明矾可用于水的净化和消毒
③打磨过的铝片加热熔化时会滴落，未打磨的铝片则不会滴落
④可用铁制容器盛放和运输浓硫酸⑤青铜、不锈钢、硬铝都是合金
⑥铝制器皿不宜盛放酸性或碱性食物
⑦钠、镁、铝在空气中都易被氧化，所以需要密封保存
⑧氧化铝常用来制造耐火材料⑨Na2O2用作呼吸面具的供氧剂
⑩灼烧某待测液，焰色反应为黄色，则待测液中一定不含钾离子
随练1、 合金是一类用途广泛的金属材料．下列物质属于合金的是（ ）
随练2、 化学知识在生产和生活中有着重要的应用，下列说法中正确的是（ ）
①钠的还原性很强，可以用来冶炼金属钛、鉏、铌、锆等
②K、Na合金可作原子反应堆的导热剂
③发酵粉中主要含有碳酸氢钠，能使焙制出的糕点疏松多孔
④Na2O2既可作呼吸面具中O2的来源，又可漂白织物、麦杆、羽毛等
⑤碳酸钠在医疗上是治疗胃酸过多的一种药剂
⑥明矾常作为消毒剂
铝和氧化铝
例题1、 在调节好平衡的托盘天平的两个托盘上，各放一个等质量的烧杯，再加入等质量、等质量分数的盐酸，然后二边各放a克锌和铝，反应结束后，烧杯中剩余的铝比剩余的锌多，则此时天平（ ）
例题2、 常温下，下列物质既能与NaOH溶液又能与稀硫酸反应，并有气体放出的是（ ）
例题3、 铝片分别与①稀盐酸、②NaOH溶液反应，下列描述正确的是（ ）
A.①中产生气泡，②中不产生气泡
B.①和②中都不产生气泡
C.①和②中都产生气泡，①中是H2，②中是O2
D.①和②中都产生气泡，且都是H2
随练1、 将一小段铝片放入盛有 2ml/L的NaOH溶液中．ⅰ．开始时，没有明显现象；ⅱ．过一会儿，有大量气泡产生；ⅲ．把点燃的木条放在试管口，有爆鸣声．下列说法不正确的是（ ）
A.现象ⅰ、ⅱ说明NaOH溶液能溶解Al2O3
B.现象ⅱ、ⅲ是因为发生了反应：2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑
C.现象ⅰ、ⅱ，可推测家用铝制餐具不宜长时间盛放碱性食物
D.上述实验说明活泼金属都具有类似的性质
随练2、 某无色溶液放入铝片后有氢气产生，在该溶液中下列离子一定可以大量存在的是（ ）
随练3、 铝具有较强的抗腐蚀能力，主要原因是（ ）
铁合金、铝合金
例题1、 把5.1 g镁铝合金的粉末放入过量的300 mL 2 ml/L盐酸中，得到5.6 L H2（标准状况下）。试计算：该合金中铝和镁的物质的量之比。
例题2、 为测定某镁铝合金样品中铝的含量，进行了下列实验：取一定量合金，加入100mL 0.3 ml•L稀硫酸，合金完全溶解，产生的气体在标准状况下体积为560mL；再加入0.2ml•L－1 NaOH溶液至沉淀质量恰好不再变化，用去350mL NaOH溶液。则所取样品中铝的物质的量为( )
例题3、 易拉罐的主要成分为铝合金，其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案与现象、结论正确的是（ ）
序号
实验方案
现象、结论
A
加入盐酸
产生无色气体，含铝、铁、镁三种元素
B
加入NaOH溶液
有无色气体产生，含有镁、铝两种元素
C
加入盐酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液
产生白色沉淀，含有镁元素
D
用盐酸溶解并放置一会儿后，加入KSCN溶液
溶液呈血红色，含有铁元素
随练1、 将一块镁铝合金溶于盐酸后，再加入过量NaOH溶液，所得的溶液中主要存在的离子是（ ）
随练2、 某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并放出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知：Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如表所示：
物质
Al
Al2O3
Fe
Fe2O3
熔点/℃
660
2054
1535
1462
沸点/℃
2467
2980
2750
——
（1）该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理：________（填“合理”或“不合理”）。
（2）将铝与Fe2O3混合后放入漏斗中，然后引发铝热反应的实验操作是_____________________。
（3）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是________，反应的离子方程式为______________________。
（4）实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是________（填序号）。
A．浓硫酸
B．稀硫酸
C．稀硝酸
D．氢氧化钠溶液
新型合金
例题1、 新型镁铝合金（Mg17Al12）有储氢性能，它一定条件下完全吸氢的反应为Mg17Al12＋17H2＝17MgH2＋12Al，得到的混合物Y（17MgH2＋12Al）能与酸反应释放出大量氢气。下列说法正确的是( )
A.该合金应在氮气保护下，将一定比例的Mg、Al单质熔炼而成
B.合金在吸氢过程中被H2还原
C.一定量的镁铝合金既可以完全溶于足量盐酸中，也可以完全溶于足量的NaOH溶液中
D.等质量的镁、铝、和镁铝合金分别与足量的盐酸反应生成H2的体积（同温同压下）顺序为：V（铝）＞V（合金）＞V（镁）
例题2、 氢能是最理想的能源，科学家们研制出一种能方便地储存、释放氢气的储氢材料，这种储氢材料是（ ）
随练1、 新型镁铝合金（Mg17Al12）（合金中金属化合价均为0）有储氢性能，下列说法正确的是( )
A.该合金应在氮气保护下，将一定比例的Mg、Al单质熔炼而成
B.1ml Mg17Al12与盐酸完全反应放出H2为35ml
C.一定量的镁铝合金既可以完全溶于足量盐酸中，也可以完全溶于足量的NaOH溶液中
D.等质量的镁、铝、和镁铝合金分别与足量的盐酸反应生成H2的体积（同温同压下）由大到小的顺序为：V（Mg）＞V（合金）＞V（Al）
随练2、 I．氢化钠（NaH）是一种离子化合物，遇水后放出氢气并生成一种碱，主要应用在有机合成和储氢材料方面。根据信息完成下列各空：
（1）氢化钠的电子式为____________________。
（2）氢化钠与水反应的化学方程式为_____________，反应的氧化剂为________。该反应过程中，被破坏的化学键有__________（填序号，下同），形成的化学键有___________。
①离子键 ②极性共价键 ③非极性共价键
II．现有短周期元素X形成的单质A与NaOH溶液反应，有如下转化关系:，（若产物中有水生成则省略未表示出来）。
（1）常温常压下，若A为非金属固态单质，且其在电子工业中有着重要的用途，则工业制取A化学方程式为____________________________；
（2）若A为金属单质，C为气体，则A与NaOH溶液反应的离子方程式为________________________；A最高价氧化物的水化物与NaOH溶液反应的离子方程式为_________________________。
物质的量在化学方程式中的计算
知识精讲
物质是由原子、分子、离子等粒子构成，物质之间的化学反应也是这些粒子按一定的数目关系进行的。化学方程式中的化学计量数可以明确地表示化学反应中粒子之间的数目关系。
化学计量公式的换算公式
一．化学方程式与化学计量
1．以Na和H2O反应为例
以上可以推出：
（1）化学方程式中化学计量数之比＝各物质的物质的量之比＝各物质粒子数目之比，于物质的状态无关。
（2）化学方程式除可以表示反应物、生成物的粒子数目关系和质量关系外，还可以表示它们的物质的量关系，如H2＋Cl22HCl可表示1 ml H2与1 ml Cl2完全反应生成2 ml HCl。
（3）化学反应前后质量是守恒的，那么物质的量不一定守恒。
（4）根据化学方程式计算时，各物质对应的各物理量的单位上、下都必须一致，左、右相互对应(成比例)即可
二．利用化学方程式进行计算
1．基本步骤
2．注意事项
（1）根据化学方程式进行计算时，已知的物质的其他物理量可换算成物质的量，再根据化学方程式中化学计量数之比等于其物质的量之比，列比例式。
（2）各物理量及单位、公式等尽量用符号表示。各物理量要注明所表示的物质(或粒子)的符号，如参加反应的NaOH的物质的量表示为n(NaOH)。
（3）设未知量可直接用物理量符号表示，如设参加反应的HCl的物质的量为n(HCl)，不带单位。
（4）把已知量代入比例式计算时，都要代入单位。
（5）根据化学方程式计算时，已知物理量和被求物理量，只要满足“上下一致，左右相当”即可进行求算，如 46 g Na与水反应时，46 g Na与22.4 L H2(标准状况下)是相当的。
3．利用化学方程式的计算
例：向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al，二者恰好完全反应，则：
（1）Al的物质的量为________。
（2）参加反应的NaOH的物质的量为________，NaOH溶液的物质的量浓度为________。
（3）生成标准状况下H2的体积为________。
【分析】
（1）
（2）设参加反应的NaOH的物质的量是n，生成标准状况下H2的体积是V，则：
【答案】（1）0.4 ml （2）0.4 ml 0.8 ml·L－1（3）13.44 L
4．物质的量计算中的守恒法
[典例] Na2CO3、NaHCO3的混合物与100 mL 3 ml·L－1盐酸恰好完全反应，产生4.48 L(标准状况)能使澄清石灰水变浑浊的气体，则混合物中Na2CO3的物质的量为________。
【分析】
反应过程中的碳、钠元素守恒，即反应前后碳、钠元素的物质的量分别相同；
设Na2CO3的物质的量为x，NaHCO3的物质的量为y。
Na2CO3+2HCl= NaCl+CO2↑+H2O，NaHCO3+HCl= NaCl+CO2↑+H2O
碳元素守恒：
钠元素守恒：
x=0.1ml
【答案】 0.1ml
三．有关化学反应计算时常用方法
1．关系式法
依据化学方程式或化学式中物质之间量的比例关系
例如：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；
有关Al和NaOH、H2的反应比例关系为：
2Al----2NaOH-----3H2
2．计算时常用的守恒关系
[典例] 把铁、铝混合物1.1 g溶于200 mL 5 ml·L－1盐酸中，反应后盐酸的浓度变为4.6 ml·L－1(溶液体积变化忽略不计)。
（1）反应中消耗HCl的物质的量是________。
（2）该混合物中铝的物质的量是________，铁的物质的量是________。
【答案】 (1)0.08 ml (2)0.02 ml 0.01 ml
利用化学反应进行计算
例题1、 将0.4gNaOH和1.06g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1ml·L－1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是（ ）
例题2、 3.75g胆矾晶体（CuSO4·5H2O）加热至100℃后，剩余粉末2.67g ，该粉末的化学式是（ ）
例题3、 妈妈教小鲁蒸馒头：先用酵头发面，面团发酵至两倍大后，再加纯碱调节酸性，然后将面团揉切后上锅蒸即可。小鲁查阅资料得知，酵头可使面团在微生物作用下产生CO2气体，从而使面团疏松，但同时也会产生乳酸、醋酸等有机酸。
（1）下列关于纯碱的认识正确的是________。
A．受热易分解
B．水溶液显碱性
C．属于碱
D．可与酸反应
（2）小鲁探究用Na2CO3调节面团酸度，而不用NaHCO3的原因。
①Na2CO3与NaHCO3质量均为1g时，消耗H＋的物质的量更多的是________。
②以Na2CO3或NaHCO3为例，计算消耗H＋的物质的量，写出计算过程。
（3）小鲁实际操作时，发现面团发得不好，面团内的气孔少，略有酸味。妈妈指导小鲁将Na2CO3改用NaHCO3，继续揉面，上锅蒸后果然蒸出了松软的馒头。
解释NaHCO3的作用________。
（4）某品牌复合膨松剂的说明书如图所示。
其中葡萄糖酸－δ－内酯和淀粉是助剂，其作用是防止膨松剂吸潮结块而失效。焦磷酸二氢二钠的作用是________。
随练1、 向含Na2CO3、NaAlO3的混合溶液中逐滴加入150mL 1ml·L－1的HCl溶液，测得溶液中的某几种离子物质的量的变化如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A.b曲线表示的离子方程式为：AlO－3＋H＋＋H2O＝Al（OH）3↓
B.d和c曲线表示的离子反应是相同的
C.M点时Al（OH）3的质量等于3.9g
D.原混合溶液中的CO2－3与AlO－3的物质的量之比为1︰2
随练2、 向含Al2（SO4）3和AlCl3的混合溶液中逐滴加入1 ml·L－1Ba（OH）2溶液至过量，加入Ba（OH）2溶液的体积和所得沉淀的物质的量的关系如图，下列说法不正确的是（ ）
A.图中C点铝元素存在形式是[Al(OH)4]－
B.向D点溶液中通入CO2气体，立即产生白色沉淀
C.原混合溶液中c[Al2(SO4)3]：c(AlCl3)＝1：2
D.OA段反应的离子方程式为2Al3＋＋3＋3Ba2＋＋8OH－===2[Al(OH)4]－＋3BaSO4↓
随练3、 把一定量的NaHCO3和Na2O2的混合物放在密闭容器中加热。关于混合物加热前后消耗盐酸的物质的量，下列判断正确的是（ ）
A.加热前消耗的多
B.加热后消耗的多
C.加热前和加热后消耗的一样多
D.不知NaHCO3和Na2O2的含量无法确定
随练4、 向100mLNaOH溶液中缓慢通入一定量的CO2气体，充分反应后，在减压低温下蒸发溶液，得到白色固体。请回答下列问题：
（1）由于CO2通入量不同，所得到的白色固体的组成也不同，试推断有几种可能的组成，并分别列出。
1
2
3
4
白色固体组成
（2）若通入CO2气体为1.12L（标准状况下），得到5.7g的白色固体。则所用NaOH溶液的物质的量浓度为________ml/L。
化学计量与氧化还原反应
例题1、 已知反应：3Cu＋8HNO3（稀）＝3Cu（NO3）2＋2NO＋4H2O。下列说法不正确的是（ ）
A.Cu被氧化，NO是还原产物
B.氧化剂和还原剂的物质的量比为8:3
C.HNO3体现氧化性和酸性
D.若反应掉32g Cu，转移电子数为6.02×1023
例题2、 瑞典化学家舍勒在研究软锰矿矿石时，把浓盐酸和软锰矿矿石混合加热，意外得到了氯气，MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O关于该反应的叙述不正确的是（ ）
例题3、 将Cu片放入0.1 ml／L FeCl3溶液中，反应一定时间后取出Cu片，溶液中c（Fe3＋）：c（Fe2＋）＝2：3，则Cu2＋与Fe3＋的物质的量之比为( )
例题4、 将、、的混合物与足量的水反应，在标准状况下得到混合气体，将该混合气体通过放电，恰好完全反应．则它们的物质的量之比为( )
例题5、 实验室里常用浓盐酸与二氧化锰反应来制取少量的氯气，反应的化学方程式为MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，欲制得标准状况下4.48L氯气，求：
（1）二氧化锰的质量是多少？
（2）参与氧化反应的HCl的物质的量是多少？（要求书写计算过程）
随练1、 由Na2O和Na2O2组成的混合物质量为35.8g，此混合物中氧元素的质量为12.8g。Na2O与Na2O2物质的量之比为（ ）
随练2、 在KClO3＋6HCl＝KCl＋3Cl2↑＋3H2O的反应中，下列说法不正确的是( )
A.氧化剂是KClO3，还原剂是HCl
B.每生成3ml Cl2，转移的电子为5ml
C.每消耗1 ml KClO3，被氧化的HCl为6ml
D.该反应中HCl既表现还原性又表现酸性
随练3、 现有CuO和Fe2O3组成的混合物a g，向其中加入2ml•L－1的硫酸溶液50mL，恰好完全反应．若将a g该混合物在足量H2中加热，使其充分反应，冷却后剩余固体质量为( )
随练4、 为了对黄铜矿（主要成分是CuFeS2，其中S元素的化合价为－2）进行综合利用，生产硫酸、铜单质和九水合硫酸铁晶体，设计了如下工业生产流程，下列有关该流程的说法中，不正确的是（ ）
A.SO2转化为SO3的化学方程式是2SO2＋O22SO3
B.焙烧CuFeS2的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是13︰4
C.试剂a、b、c分别是过量的盐酸、铁粉和过氧化氢溶液
D.操作d是加热浓缩、冷却结晶、过滤
随练5、 已知反应：5KI＋KIO3＋3H2O＝3I2＋6KOH。其中，还原剂是________（填化学式）。若反应中消耗1mlKIO3，则生成I2________ml，转移电子的物质的量为________ml。
答案解析
金属材料
合金的组成和性质
例题1、
【答案】 C
【解析】 合金的熔点比各成分金属的熔点低。生铁是铁合金，铁的纯度越高，熔点越高。A项、B项错误；合金的熔化过程没有发生化学反应，D项错。
例题2、
【答案】 A
【解析】 ①钠与水、二氧化碳能发生化学反应，所以不能用水、和二氧化碳类的灭火剂灭火，只能用干沙灭火，故①正确；
②明矾水解能生成Al（OH）3胶体，具有吸附性，能吸附水中悬浮性杂质，故能净水，但是不能消毒，故②错误；
③打磨过的Al在加热时也会迅速生成致密的氧化膜，所以加热融化时不会滴落，故③错误；
④常温下铁在浓硫酸中钝化，故可用铁制容器盛放浓硫酸，故④正确；
⑤青铜、不锈钢、硬铝都是常见的合金，故⑤正确；
⑥Al是两性物质，能与酸、碱反应，所以铝制器皿不宜盛放酸性或碱性食物，故⑥正确；
⑦钠、镁、铝在空气中都容易被氧化，但是镁和铝表面的氧化膜非常致密，不需要密封保存，故⑦错误；
⑧氧化铝熔点高，故可做耐高温材料，故⑧正确；
⑨Na2O2可以人体呼出的水和二氧化碳发生化学反应生成氧气，故可做供氧剂，故⑨正确；
⑩钾元素的焰色反应必须用蓝色钴玻璃滤掉钠的黄色光才能观察到，所以焰色反应为黄色不一定没有钾元素，故⑩错误。
故②③⑦⑩不正确。
随练1、
【答案】 A
【解析】 A．钢是铁和碳的混合物，属于合金，故A正确；
B．铜是单质，不属于合金，故B错误；
C．金刚石是碳的单质，不属于合金，故C错误；
D．四氧化三铁是纯净物，不属于合金，故D错误．
故选A．
随练2、
【答案】
【解析】 暂无解析
铝和氧化铝
例题1、
【答案】 A
【解析】 暂无解析
例题2、
【答案】
【解析】 暂无解析
例题3、
【答案】 D
【解析】 A．两者都产生氢气，都有气泡产生，故A错误；
B．两者都产生氢气，都有气泡产生，故B错误；
C．都是氢气，故C错误；
D．①和②中都产生气泡，且都是H2，故D正确．
随练1、
【答案】 D
【解析】 ⅰ．开始时，没有明显现象，氢氧化钠用于溶解铝表面的Al2O3；ⅱ．过一会儿，有大量气泡产生，金属铝与氢氧化钠溶液发生反应；ⅲ．把点燃的木条放在试管口，有爆鸣声，证明生成的气体为氢气，
A．根据分析可知，现象ⅰ、ⅱ说明NaOH溶液能溶解Al2O3，故A正确；
B．现象ⅱ和ⅲ发生反应的离子方程式为：2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑，故B正确；
C．氧化铝、铝都能够与氢氧根离子反应，所以铝制餐具不宜长时间盛放碱性食物，故C正确；
D．氧化铝为两性氧化物，而活泼金属如钠、钾等的氧化物不是两性氧化物，不会具有此性质，故D错误．
随练2、
【答案】 A
【解析】 该溶液能与铝反应放出氢气，说明该溶液可能呈酸性，也可能呈碱性。B、C两项中Mg2＋、H＋不能在碱性溶液中大量存在；D项的COeq \\al(2－,3)不能在酸性溶液中大量存在。
随练3、
【答案】 D
【解析】 铝的化学性质活泼，在常温下即可与空气中的氧气反应生成氧化铝，氧化铝覆盖在铝的表面，保护内部的铝不被氧气氧化，这也正是性质活泼的铝在空气中能稳定存在的原因，故选D。
铁合金、铝合金
例题1、
【答案】 该合金中铝和镁的物质的量之比为1∶1
【解析】 设镁和铝的物质的量分别为x、y，
根据合金总质量可得：24 g/ml×x+27 g/ml×y=5.1 g
根据电子守恒可得：2x+3y=
解得：x=0.1 ml，y=0.1 ml，
则该合金中铝和镁的物质的量之比为x∶y=1∶1
例题2、
【答案】 B
【解析】 镁铝合金与硫酸反应生成硫酸镁、硫酸铝与氢气，向反应后的溶液中加入0.2ml•L－1 NaOH溶液至沉淀质量恰好不再变化，铝离子转化为偏铝酸根、镁离子转化为氢氧化镁沉淀，此时溶液中溶质为Na2SO4、NaAlO2，根据硫酸根守恒有n（Na2SO4）＝n（H2SO4）＝0.1L×0.3ml/L＝0.03ml，
根据钠离子守恒有n（NaOH）＝2n（Na2SO4）＋n（NaAlO2），故n（NaAlO2）＝0.35L×0.2ml/L－0.03ml×2＝0.01ml，根据铝原子守恒n（Al）＝n（NaAlO2）＝0.01ml
例题3、
【答案】 D
【解析】 A项，Al、Fe、Mg与盐酸均反应生成无色气体；B项，Mg与NaOH溶液不反应；C项，Al3＋与少量NaOH溶液反应也生成白色沉淀。
随练1、
【答案】 A
【解析】 将一块镁铝合金溶于盐酸后，生成氯化镁、氯化铝，再加入过量NaOH溶液，反应生成氯化钠、偏铝酸钠、氢氧化镁沉淀，溶液中还有剩余的NaOH，所得的溶液中主要存在的离子有：AlO2－、OH－、Na＋、Cl－。
随练2、
【答案】 （1）合理
（2）加少量KClO3，插上镁条并将其点燃
（3）NaOH溶液
（4）B
【解析】 （1）在一定温度范围内，Fe和Al均为熔融状态，可以熔合形成Fe­Al合金。
（2）加助燃剂KClO3和引燃剂镁条，点燃镁条。
（3）利用Al与碱液反应。
（4）熔融物为金属及其金属氧化物，用稀酸溶解。
新型合金
例题1、
【答案】 D
【解析】 A．制备该合金如果在氮气保护下，Mg单质在一定温度下熔炼时，镁和氮气反应3Mg＋N2Mg3N2，故A错误；
B．合金在吸氢过程中镁元素的化合价升高，被H2氧化，故B错误；
C．镁铝合金可以完全溶于足量盐酸中，镁与氢氧化钠不反应，镁铝不能完全溶于足量的NaOH溶液中，故C错误；
D．设足量都为m，金属提供电子越多，则生成氢气体积越大，mgAl提供电子的物质的量为：ml＝ml，mgMg完全反应失去电子为：ml×2＝ml＜ml，则应生成H2的体积（同温同压下）由大到小的顺序为：V（Al）＞V（合金）＞V（Mg），故D正确。
例题2、
【答案】 A
【解析】 镧镍合金是金属金属和金属形成的合金材料，目前可以解决氢气的储存和运输问题
随练1、
【答案】 B
【解析】 A．制备该合金如果在氮气保护下，Mg单质在一定温度下熔炼时，镁和氮气反应3Mg＋N2Mg3N2，故A错误；
B．1mlMg17Al12合金中含有17mlMg、12mAl，根据电子守恒可知生成氢气的物质的量为：ml，故B正确；
C．镁铝合金可以溶于足量盐酸中，但Mg不与氢氧化钠溶液反应，镁铝合金不会我溶于氢氧化钠溶液，故C错误；
D．设足量都为m，金属提供电子越多，则生成氢气体积越大，mgAl提供电子的物质的量为：，mgMg完全反应失去电子为：，则应生成H2的体积（同温同压下）由大到小的顺序为：V（Al）＞V（合金）＞V（Mg），故D错误。
随练2、
【答案】 I．（1）（2）NaH+H2O=NaOH+H2↑；水（或H2O）；①②；③
II．（1）2C+SiO22CO↑+Si（2）2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O
【解析】 I．（1）NaH是由钠离子和氢负离子组成，为离子化合物，两种离子最外层均达到8电子和2电子稳定结构，电子式为。
（2）氢化钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，化学方程式为NaH+H2O=NaOH+H2↑；NaH中H由-1价升高到0价，发生氧化反应，做还原剂；H2O中H由+1价降低到0价，发生还原反应，做氧化剂；NaH中的离子键破坏，H2O中的极性共价键被破坏；①②正确；反应生成了NaOH，形成了钠离子与氢氧根离子之间的离子键和氢原子与氧原子间的极性共价键，氢气分子中的非极性共价键；③正确。
II．（1）若常温常压下，A为非金属固态单质，且其在电子工业中有着重要的用途，则A是硅，工业制取单质硅的化学方程式为2C+SiO22CO↑+Si。
（2）若A为金属，C为气体，则A是铝，铝与NaOH溶液反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；铝的最高价氧化物的水化物氢氧化铝与NaOH溶液反应的生成偏铝酸钠和水，离子方程式为Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O。
物质的量在化学方程式中的计算
利用化学反应进行计算
例题1、
【答案】 C
【解析】 暂无解析
例题2、
【答案】 B
【解析】 晶体中含水为3.75g×=1.35g，若完全失去结晶水，则固体质量为3.75g-1.35g=2.4g，
由加热至100°C以上，剩下粉末为2.67g，则失去水的质量为3.75g-2.67g=1.08g，
所以晶体中还有水为1.35g-1.08g=0.27g，
则n（CuSO4）：n（H2O）=：=1：1，
既失去结晶水后的粉末物质的化学式为CuSO4•H2O，
例题3、
【答案】 （1）B，D
（2）①Na2CO3；②Na2CO3；见解析
（3）受热分解产生CO2气体，从而使面团疏松，和乳酸、醋酸等有机酸反应，减少酸味
（4）提供H＋与NaHCO3、CaCO3反应产生CO2气体，从而使面团疏松
【解析】 （1）A．碳酸钠受热不分解，故A错误；
B．碳酸钠为强碱弱酸盐，碳酸根离子水解，水溶液显碱性，故B正确；
C．纯碱是碳酸钠属于盐，不属于碱，故C错误；
D．碳酸钠可与酸反应生成二氧化碳气体，故D正确；
（2）质量均为1g，Na2CO3与NaHCO3消耗的氢离子分别为、，
①因，则消耗H＋的物质的量更多的是Na2CO3，
②Na2CO3与NaHCO3消耗的氢离子分别为、，，则消耗H＋的物质的量更多的是Na2CO3，
答：消耗H＋的物质的量更多的是Na2CO3；
（3）NaHCO3的作用为受热分解产生CO2气体，从而使面团疏松，和乳酸、醋酸等有机酸反应，减少酸味，
（4）焦磷酸二氢二钠的作用是提供H＋与NaHCO3、CaCO3反应产生CO2气体，从而使面团疏松。
随练1、
【答案】 D
【解析】 暂无解析
随练2、
【答案】 D
【解析】 C点为BaSO4沉淀，其物质的量为3 ml，此时铝元素以[Al（OH）4]－的形式存在；B点为Al（OH）3和BaSO4沉淀，此时Al（OH）3的物质的量为7 ml－3 ml＝4 ml，故原混合液中有1 ml Al2（SO4）3，AlCl3为4 ml－1 ml×2＝2 ml，即c[Al2（SO4）3]：c（AlCl3）＝1：2，OA段反应的离子方程式为2Al3＋＋3＋3Ba2＋＋6OH－===3BaSO4↓＋2Al（OH）3↓。
随练3、
【答案】 C
【解析】 本题可采用守恒法，混合物加热前后与盐酸反应，最后都是得到氯化钠溶液，而混合物加热前后，钠元素的物质的量不变，当然生成的氯化钠的物质的量也不变，故消耗盐酸的物质的量也不变。
随练4、
【答案】 （1）
1
2
3
4
白色固体组成
Na2CO3和NaOH
Na2CO3
Na2CO3和NaHCO3
NaHCO3
（2）1.1
【解析】 本题涉及的反应有：CO2＋2NaOH＝Na2CO3＋H2O，CO2＋NaOH＝NaHCO3，
由方程式可知，反应分四个阶段进行：
①CO2通入量较少时主要得到Na2CO3并有过量的NaOH；
②当NaOH恰巧完全反应，只存在生成物Na2CO3；
③继续通入CO2时，开始有NaHCO3生成；
④通入的CO2使Na2CO3全部转化成NaHCO3。
所以有四种组合，分别是：Na2CO3和NaOH、Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3；
（2）CO2为物质的量＝＝0.05ml
讨论：若都生成Na2CO3，物质的量为0.05ml，质量＝0.05ml×106g/ml＝5.3g＜5.7g，
若全部为NaHCO3，物质的量为0.05ml，质量＝0.05ml×84g/ml＝4.2g＜5.7g
则固体为部分生成Na2CO3，部分为NaOH，
则生成Na2CO3物质的量为0.05ml，NaOH物质的量＝＝0.01ml，
根据元素守恒，共有Na原子＝0.05ml×2＋0.01ml＝0.11ml，所以原NaOH的物质的量为0.11ml，物质的量浓度＝＝1.1ml/L。
化学计量与氧化还原反应
例题1、
【答案】 B
【解析】 A．Cu元素化合价升高被氧化，N元素化合价降低被还原，NO是还原产物，故A正确；
B．8ml硝酸参加反应，只有2ml作氧化剂，所以氧化剂和还原剂的物质的量比为2:3，故B错误；
C．反应中部分硝酸被还原，部分硝酸转化为硝酸盐，则HNO3体现氧化性和酸性，故C正确；
D．Cu元素化合价由0价升高到＋2价，若反应掉32g Cu即0.5ml，转移电子数为6.02×1023，故D正确。
例题2、
【答案】 D
【解析】 A、MnO2中Mn的化合价由＋4价降为＋2价，故MnO2是氧化剂，故A正确；
B、HCl中Cl的化合价由－1价升为0价，故HCl是还原剂，即HCl具有还原性，故B正确；
C、MnO2是氧化剂，HCl是还原剂，则MnO2被HCl还原，故C正确；
D、4ml HCl参加反应时有2ml HCl体现酸性，另外2ml HCl体现还原性，此时需要1ml氧化剂MnO2，故氧化剂与还原剂的物质的量之比为1︰2，故D错误。
例题3、
【答案】 D
【解析】 设原溶液的体积为vL，设取出Cu后溶液中c（Fe3＋）：c（Fe2＋）＝2：3＝k，则有：c（Fe3＋）＝2kml／L，c（Fe2＋）＝3kml／L，原溶液中n（Fe3＋）＝0.1 ml／L×vL＝0.1vml，取出Cu后，n（Fe3＋）1＝2kml／L×vL＝2kvml，n（Fe2＋）＝3kml／L×VL＝3kvml，根据化学方程式列方程：2Fe3＋＋Cu═Cu2＋＋2Fe2＋、n（Fe3＋）＝n（Fe3＋）1＋n（Fe2＋），0.1vml＝2kvml＋3kvml，一元一次方程得：k＝0.02vml，则反应后溶液中n（Fe3＋）1＝0.04vml，反应前n（Fe3＋）＝0.1vml，再根据方程式求得n（Cu2＋ ）＝0.03vml，所以n（Cu2＋）：n（Fe3＋）1＝0.03vml：0.04vml＝3：4。
例题4、
【答案】 D
【解析】 、、的混合物与足量的水反应得到的气体是氢气和氧气的混合物，将该混合气体通过放电，恰好完全反应，说明氢气和氧气反应的物质的量之比恰好等于它们反应的计量数之比，氢气来源于钠和水的反应，氧气来源于过氧化钠与水的反应，通过钠与水、过氧化钠与水、氢气和氧气反应的方程式，找出钠与过氧化钠的物质的量之比，直接核对选项即可得答案．（针对选择题）
钠与水、过氧化钠与水、氢气与氧气的反应方程式如下：
钠与氢气的关系式为
过氧化钠与氧气的关系式为
氢气和氧气的关系式为
将该混合气体通过放电，恰好完全反应，说明氢气和氧气反应的物质的量之比恰好等于它们反应的计量数之比，即氢气和氧气的物质的量之比为2：1，
通过钠与氢气、过氧化钠与氧气、氢气与氧气的关系式可得钠与过氧化钠的关系式为：
所以钠与过氧化钠的物质的量之比为4：2，
A、C选项钠与过氧化钠的物质的量之比为1：1，所以错；
B选项钠与过氧化钠的物质的量之比为1：2，所以错；
D选项钠与过氧化钠的物质的量之比为4：2，所以正确；
例题5、
【答案】 （1）17.4g
（2）0.8ml
【解析】 （1）标准状况下4.48LCl2的物质的量为：＝0.2ml，
MnO2＋4HClMnCl2＋Cl2↑＋2H2O
87g 1ml
m（MnO2） 0.2ml，
故m（MnO2）＝0.2×87g＝17.4g
答：二氧化锰的质量是17.4g；
（2）MnO2＋4HClMnCl2＋Cl2↑＋2H2O
4 1
n（HCl） 0.2ml，
故n（HCl）＝0.2ml×4＝0.8ml
答：参加反应的HCl的物质的量为0.8ml。
随练1、
【答案】 C
【解析】 混合物中钠元素的质量为，
混合物中钠原子的物质的量为=1ml，
混合物中氧原子的物质的量为=0.8ml，
令Na2O与Na2O2物质的量分别为x ml、y ml，则：
解得：x=0.2，y=0.3
故Na2O与Na2O2物质的量之比为0.2ml：0.3ml=2：3，
故选C。
随练2、
【答案】 C
【解析】 暂无解析
随练3、
【答案】 B
【解析】 CuO和Fe2O3的混合物与硫酸反应生成硫酸盐和水，由电荷守恒，可知ag混合物中n混合物（O）＝n（SO42－）＝0.05 L×2 ml／L＝0.1ml，故ag混合物中氧元素的质量为0.1ml×16g／ml＝1.6g，
用足量H2还原a g混合物，反应剩余固体为Cu、Fe，则金属质量为氧化物的质量减去氧的质量，即金属质量为：ag－1.6g＝（a－1.6）g。
随练4、
【答案】 C
【解析】 暂无解析
随练5、
【答案】 （1）KI
（2）3
（3）5
【解析】 在反应5KI＋KIO3＋3H2O＝3I2＋6KOH中，I元素从－1价升高为0价，从＋5价降为0价，则还原剂是KI；由KIO3～～～～3I2可知反应中消耗1mlKIO3，则生成3ml I2，转移电子的物质的量为（5－0）ml＝5ml。
A.铁的纯度越高，熔点越低
B.合金的熔点比其成分物质的熔点高
C.形成了铁碳合金，所以熔点变低
D.在高炉中熔化的过程发生了化学反应
A.②③⑦⑩
B.①④⑤⑨
C.⑤⑥⑦⑧
D.③④⑥⑧
A.钢
B.铜
C.金刚石
D.四氧化三铁
A.①②③④
B.①②③④⑤
C.①②③④⑥
D.①②③④⑤⑥
A.仍平衡
B.放锌的一边重
C.放铝的一边重
D.无法判断
A.镁
B.铝
C.铁
D.铅
A.Na＋
B.Mg2＋
C.H＋
D.COeq \\al(2－,3)
A.铝的化学性质稳定
B.铝与氧气在常温下不反应
C.铝在任何条件下均不与氧气反应
D.铝与氧气反应形成一层致密的氧化膜
A.A选项
B.B选项
C.C选项
D.D选项
A.AlO2－、OH－、Na＋、Cl－
B.Na＋、OH－、Al3＋、Cl－
C.AlO2－、OH－、Mg2＋、Cl－
D.Na＋、Mg2＋、Al3＋、Cl－
A.合金
B.无机非金属
C.合成材料
D.复合材料
守恒关系
特征
质量守恒
宏观：反应前后物质的质量守恒
微观：反应前后元素的原子个数守恒
电子守恒
氧化还原反应中，得失电子守恒
电荷守恒
电解质溶液中，阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数
离子方程式中，反应物所带的电荷总数等于生成物所带的电荷总数，且电性相同
A.
B.
C.
D.
A.CuSO4·3H2O
B.CuSO4·H2O
C.CuSO4
D.CuO
A.MnO2是氧化剂
B.HCl具有还原性
C.MnO2被HCl还原
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1︰4
A.3：2
B.3：5
C.4：3
D.3：4
A.1：1：1
B.1：1：2
C.1：2：1
D.4：3：2
A.5:4
B.4:3
C.2:3
D.无法确定
g
B.（a－1.6）g
C.（a－3.2）g
D.1.6 g