第08講金屬材料鋁及其化合物目錄TOC\o"1-2"\h\u 1 1考點一鐵合金、鋁合金、新型合金 1考點二鋁和鋁的化合物 3 5 71．了解常見鐵合金的種類、性能及其在生產(chǎn)、生活中的應用。2．掌握鋁及其氧化物的性質(zhì)，了解鋁合金的性能及其在生產(chǎn)、生活中的應用。3．了解一些新型合金的應用?？键c一鐵合金、鋁合金、新型合金1．合金(1)概念：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(zhì)。(2)性能特征：合金具有許多優(yōu)良的物理、化學或機械性能，在許多方面不同于各成分金屬。①合金的硬度及機械性能一般大于成分金屬。②合金的熔點多數(shù)低于成分金屬。(3)影響性能的因素由于所添加合金元素的種類、含量和形成合金的條件不同，則使合金的組成結構不同，進而使合金具有的性能不同。2．鐵合金(1)生鐵和鋼的比較生鐵鋼含碳量2%～4.3%0.03%～2%性能特征硬度大、抗壓、性脆、可鑄造成型有良好的延展性、機械性能好、可以鍛軋和鑄造主要應用制造機座、管道等制造機械和交通工具等(2)鋼的分類其中不銹鋼是一種重要的合金鋼，合金元素主要是鉻和鎳，在大氣中比較穩(wěn)定，不易生銹，抗蝕能力強，常用于制造醫(yī)療器械、廚房用具和餐具，以及地鐵列車的車體等。3.鋁合金（1）形成：鋁中加入其他元素(如銅、鎂、硅、錳、鋅及稀土元素等)經(jīng)熔合形成鋁合金。（2）性能：密度小、強度高、塑性好、易于成型、具有較強的抗腐蝕能力等。（3）應用：是制造炊具、門窗、飛機和宇宙飛船外殼的原料。4.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(yè)等領域?！镜淅治觥俊纠?】（2022年7月遼寧省普通高中學業(yè)水平合格性考試）下列圖示物體的主要構成材料不屬于合金的是ABCD生鐵鑄造的井蓋飛機外殼超輕海綿潛水器耐壓球殼【答案】C【解析】A．生鐵為鐵合金，故A不符合題意；B．飛機外殼為鋁合金，故B不符合題意；C．超輕海綿屬于有機物，不屬于合金，故C符合題意；D．潛水器耐壓球殼為鈦合金，故D不符合題意；故選C?！纠?】（內(nèi)蒙古自治區(qū)2022年普通高中學業(yè)水平考試）下列有關金屬及其化合物的說法正確的是A．青銅是我國使用最早的合金材料，目前世界上用量最大的合金材料是鋼B．過氧化鈉不能作潛水艇的供氧劑C．水蒸氣通過灼熱的鐵粉有紅棕色固體生成D．鎂比鋁活潑，更易與氫氧化鈉溶液反應生成氫氣【答案】A【解析】A．青銅時我國使用最早的合金，鋼鐵使用廣泛，是世界上使用量最大的合金材料，故A正確；B．過氧化鈉作潛水艇的供氧劑，O元素的化合價發(fā)生變化，發(fā)生氧化還原反應，故B錯誤；C．高溫下水蒸氣與Fe反應生成四氧化三鐵和氫氣，四氧化三鐵為黑色固體，故C錯誤；D．Mg與NaOH溶液不反應，只有Al與NaOH溶液反應生成H2，故D錯誤；故選A?？键c二鋁和鋁的化合物一、鋁的存在、制備和性質(zhì)1．鋁的存在及制備(1)鋁是地殼中含量最多的金屬元素，主要是以化合態(tài)存在。(2)工業(yè)上主要從鋁土礦中獲取金屬鋁，鋁土礦主要成分是Al2O3。工業(yè)制鋁的反應為：2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))4Al＋3O2↑。2．鋁的性質(zhì)(1)鋁與氧氣的反應為4Al＋3O2=2Al2O3。鋁的性質(zhì)活潑，但是鋁在空氣中卻能穩(wěn)定存在，是因為鋁和氧氣反應生成的致密的氧化鋁薄膜，可阻止內(nèi)部金屬繼續(xù)與氧氣接觸反應。(2)鋁與非氧化性強酸(如稀H2SO4)溶液反應的離子方程式為：2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑。(3)常溫下，鋁遇濃硫酸、濃硝酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象。(4)鋁與強堿溶液反應的化學方程式為：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。離子方程式為：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。(5)鋁熱反應(鋁與氧化鐵)的化學方程式：2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋2Fe，可用于焊接鐵軌。二、重要的含鋁化合物的性質(zhì)1．氧化鋁氧化鋁是兩性氧化物(既能與酸反應生成鹽和水，又能與堿反應生成鹽和水)。(1)與鹽酸溶液反應的化學方程式為：Al2O3＋6HCl=2AlCl3＋3H2O。離子方程式為：Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O。(2)與NaOH溶液反應的化學方程式為：Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O。離子方程式為：Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O。2．氫氧化鋁Al(OH)3是兩性氫氧化物。(1)與鹽酸溶液反應的化學方程式為：Al(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O。離子方程式為：Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O。(2)與NaOH溶液反應的化學方程式為：Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O。離子方程式為：Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。(3)受熱分解的反應方程式為：2Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O。(4)制備：實驗室常用鋁鹽與足量氨水反應制Al(OH)3。其化學方程式為：Al2(SO4)3＋6NH3·H2O=2Al(OH)3↓＋3(NH4)2SO4。離子方程式為：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)?！镜淅治觥俊纠?】（2022年西藏自治區(qū)普通高中學業(yè)水平考試）有關鋁及其化合物的說法中，正確的是A．Al(OH)3可治療胃酸過多 B．明礬可作消毒劑C．Al2O3不可作耐火材料 D．鋁鍋可長時間存放酸性食物【答案】A【解析】A．Al(OH)3可與胃酸的主要成分鹽酸反應，且其堿性較弱，故可治療胃酸過多，A正確；B．明礬溶于水，能夠形成氫氧化鋁膠體，可用作凈水劑，但不可作消毒劑，B錯誤；C．Al2O3的熔點很高，故可作耐火材料，C錯誤；D．Al、Al2O3均能與酸反應，故鋁鍋不可長時間存放酸性食物，D錯誤；故選A。【例2】（2023年四川省高中學業(yè)水平考試）工業(yè)上常用電解法冶煉的金屬是A．Al B．Fe C．Pt D．Ag【答案】A【分析】根據(jù)金屬的活潑性不同采用不同的方法，電解法用于冶煉活潑金屬，如K、Ca、Na、Mg、Al等；熱還原法：冶煉較不活潑的金屬Zn、Fe、Sn、Pb、Cu，常用還原劑有(C、CO、H2等)；熱分解法：Hg、Ag用加熱分解氧化物的方法制得；物理分離法：Pt、Au用物理分離的方法制得；據(jù)此分析?！窘馕觥緼．Al屬于活潑金屬，工業(yè)上采用電解熔融氧化鋁的方法冶煉，故A正確；B．Fe屬于較不活潑，工業(yè)上采用熱還原法冶煉，故B錯誤；C．Pt的活潑性差，可用物理分離的方法制得，故C錯誤；D．Ag的活潑性比較差，工業(yè)上采用熱分解法冶煉，故D錯誤；故選A?！纠?】（貴州省普通高中2022年7月學業(yè)水平考試）下列關于鋁及其化合物的性質(zhì)描述不正確的是A．鋁只與鹽酸反應 B．Al2O3可以與NaOH溶液反應C．Al2O3可以與鹽酸反應 D．Al(OH)3可以與NaOH溶液反應【答案】A【解析】A．鋁為兩性金屬，能和強酸強堿反應，A項錯誤；B．Al2O3為兩性氧化物，可以與NaOH溶液反應，B項正確；C．Al2O3為兩性氧化物，可以與鹽酸反應，C項正確；D．Al(OH)3為兩性氫氧化物，可以與NaOH溶液反應，D項正確；故選A。1.（2021年遼寧省普通高中合格性考試）下列物質(zhì)中既能與鹽酸反應，又能與氫氧化鈉溶液反應的是A．鋁片 B．鐵粉 C．NaCl溶液 D．溶液【答案】A【解析】A．2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，故A符合題意；B．Fe只能與酸發(fā)生反應：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，故B不符合題意；C．NaCl溶液與鹽酸、氫氧化鈉溶液都不反應，故C不符合題意；D．AlCl3只能與堿發(fā)生反應：AlCl3+4NaOH=NaAlO2+3NaCl+2H2O，故D不符合題意；故選A。2．（2022年遼寧省普通高中合格性考試）工業(yè)冶煉鋁的方法是A．熱分解法 B．電解法 C．熱還原法 D．物理方法【答案】B【解析】鋁的化學性質(zhì)非?；顫姡I(yè)上采用電解熔融氧化鋁的方法制備，故選B。3．（貴州省普通高中2022年7月學業(yè)水平考試）常溫下，可盛放在鐵制或鋁制容器中的是A．濃鹽酸 B．稀鹽酸 C．濃硫酸 D．稀硫酸【答案】C【解析】A．鐵與濃鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，鋁與濃鹽酸反應生成氯化鋁和氫氣，因此濃鹽酸不能盛放在鐵制或鋁制容器中，A錯誤；B．鐵與稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，鋁與稀鹽酸反應生成氯化鋁和氫氣，因此稀鹽酸不能盛放在鐵制或鋁制容器中，B錯誤；C．常溫下，鐵、鋁遇濃硫酸都會發(fā)生鈍化，因此濃硫酸可盛放在鐵制或鋁制容器中，C正確；D．鐵與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，鋁與稀硫酸反應生成硫酸鋁和氫氣，因此稀硫酸不能盛放在鐵制或鋁制容器中，D錯誤；故選C。4．（云南省2022年1月普通高中學業(yè)水平考試）下列反應的離子方程式中，正確的是A．氧化亞鐵與稀鹽酸反應：FeO+2H+=Fe3++H2OB．鈉與水反應：Na+2H2O=Na++OH-+H2↑C．碳酸鈣與稀鹽酸反應：CaCO3+2H+=Ca2++H2CO3D．鋁與氫氧化鈉溶液反應：2A1+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑【答案】D【解析】A．氧化亞鐵與稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和水，反應的離子方程式為：FeO+2H+=Fe2++H2O，A錯誤；B．鈉與水反應生成氫氧化鈉和氫氣，反應的離子方程式為：2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑，B錯誤；C．碳酸鈣與稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，反應的離子方程式為：CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑，C錯誤；D．鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應的離子方程式為：2A1+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑，D正確；故選D。5．（2021年天津市普通高中學業(yè)水平考試）稱取兩份鋁粉，第一份加足量的溶液，第二份加足量的鹽酸，若放出等物質(zhì)的量的氣體，則兩份鋁粉的質(zhì)量比A． B． C． D．【答案】D【解析】由和可知，生成等物質(zhì)的量的H2，消耗兩份鋁粉的質(zhì)量相等，其質(zhì)量比為1:1，故選D。6．（2023年黑龍江省春季普通高中學業(yè)合格考試）工業(yè)冶煉鋁的原理是，據(jù)此原理可知工業(yè)上冶煉鋁的方法是A．熱還原法 B．熱分解法 C．沉淀法 D．電解法【答案】D【解析】由方程式可知，工業(yè)上冶煉較活潑金屬鋁的方法為電解法，故選D。1．（山東省濟南市2023年高一下學期學業(yè)水平合格性考試模擬）下列金屬中，通常采用熱還原法冶煉的是A．Na B．Cu C．Hg D．Ag【答案】B【解析】A．Na屬于非?；顫姷慕饘?，通常采用電解法冶煉，反應的原理為2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑，A項不符合題意；B．Cu屬于中等活潑的金屬，通常采用熱還原法冶煉，如用CO或C高溫還原CuO等，B項符合題意；C．Hg屬于不活潑的金屬，通常采用熱分解法冶煉，如2HgO2Hg+O2↑，C項不符合題意；D．Ag屬于不活潑的金屬，通常采用熱分解法冶煉，如2Ag2O4Ag+O2↑，D項不符合題意；故選B。2．（2023年湖北省武漢市普通高中學業(yè)水平合格性考試模擬）下列關于鋁及其化合物的說法中，不正確的是A．鋁是地殼中含量最多的金屬元素 B．鋁表面容易生成一層致密的氧化鋁保護膜C．氧化鋁屬于兩性氧化物 D．氧化鋁與水反應生成氫氧化鋁【答案】D【解析】A．鋁是地殼中含量最多的金屬元素，故A正確；B．鋁是活潑金屬，鋁表面容易生成一層致密的氧化鋁保護膜，故B正確；C．氧化鋁與強酸、強堿都能反應，屬于兩性氧化物，故C正確；

D．氧化鋁與水不反應，故D錯誤；故選D。3．（2023年天津市河北區(qū)普通高中學業(yè)水平合格性考試模擬）下列金屬冶煉的化學反應原理不正確的是A．B．C．(熔融)D．【答案】A【分析】金屬冶煉的方法與金屬的活潑性相關，金屬越是活潑，越難冶煉，其中活潑金屬Na、Mg、Al要用電解法來冶煉，而Fe、Cu可用還原法來冶煉，Ag是不活潑金屬，用加熱分解法?！窘馕觥緼．Mg是活潑金屬，利用電解熔融的氯化鎂獲得金屬Mg，MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑，A錯誤；B．Ag是不活潑金屬，用加熱分解法，直接加熱氧化銀分解得到金屬銀，2Ag2O4Ag+O2↑，B正確；C．Al是活潑金屬，利用電解熔融的氧化鋁獲得金屬Al，2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑，C正確；D．Fe是較活潑金屬，利用熱還原法來獲得Fe，可以使用的還原劑CO，F(xiàn)e2O3+3CO2Fe+3CO2，D正確；故選A。4．（四川省雅安市2022-2023學年高一學業(yè)水平考試模擬）下列離子方程式中正確的是A．氫氧化鋇溶液與稀硫酸反應：B．將銅片插入硝酸銀溶液中：C．氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應：D．氯化亞鐵溶液與氫氧化鈉溶液反應：【答案】D【解析】A．二者還反應生成硫酸鋇沉淀，離子方程式為Ba2+++2OH-+2H+═2H2O+BaSO4↓，故A錯誤；B．電荷不守恒，離子方程式為Cu+2Ag+═Cu2++2Ag,故B錯誤；C．氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和水，離子方程式為：Al2O3+2OH-═2+H2O，故C錯誤；D．氯化亞鐵溶液與氫氧化鈉溶液反應生成氫氧化亞鐵沉淀，離子方程式為：，故D正確；故選D。5．（湖南省株洲市2023年高中學業(yè)水平合格考試模擬）下列物質(zhì)中，既能與鹽酸反應，又能與氫氧化鈉溶液反應的是A．MgO B． C． D．CuO【答案】B【解析】MgO、、CuO都為堿性氧化物，都能與鹽酸反應，不與氫氧化鈉反應，是兩性氧化物，既能與鹽酸反應，又能與氫氧化鈉溶液反應，故B符合題意。綜上所述，故選B。6．（河北省衡水市2023年高中學業(yè)水平合格考試模擬）北京冬奧會火炬“飛揚”以鋁合金為點火段材料。有關鋁合金說法錯誤的是A．密度小 B．硬度比純鋁大 C．耐腐蝕 D．熔點比純鋁高【答案】D【解析】合金具有許多優(yōu)良性能,如合金密度小，硬度大，熔沸點低，抗腐蝕能力強，各組分仍然保持原有的化學性質(zhì)。故鋁合金熔點比純鋁高是錯誤的，故選D。7．（廣東省汕頭市2023年普通高中學業(yè)水平考試模擬）物質(zhì)的性質(zhì)與用途說法正確，且有因果關系的是選項性質(zhì)用途AAl與濃硫酸不反應用鋁槽盛放濃硫酸BSiO2與NaOH溶液不反應用磨砂玻璃瓶長期存放NaOH溶液CFeCl3在沸水中能形成膠體用FeCl3溶液作為銅電路板刻蝕液DNa2O2與CO2反應生成O2用Na2O2作防毒面具供氧劑【答案】D【解析】A．A1與濃硫酸發(fā)生鈍化，在鋁表面形成致密的氧化膜，鈍化是化學反應，A不符題意；B．SiO2與NaOH溶液能反應，反應的化學方程式為：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，反應生成的硅酸鈉有粘性，能粘住磨砂玻璃瓶口，不能長期存放NaOH溶液，B不符題意；C．FeCl3溶液可作為銅電路刻蝕液，發(fā)生反應為；2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+，F(xiàn)eCl3溶液可作為銅電路刻蝕液與FeCl3在沸水中能形成膠體無關，C不符題意；D．過氧化鈉與二氧化碳反應生成氧氣，反應的化學方程式為：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，可作為防毒面具供氧劑，D符合題意。故選D。8．（廣東省2023年普通高中學業(yè)水平考試模擬）關于鋁的性質(zhì)和用途的下列敘述，錯誤的是（）A．鋁可作導線和電纜B．鋁箔可以作食品、飲料的包裝C．鋁制容器可用來盛裝冷的濃硫酸D．鋁的硬度很大，可用作制造汽車、船舶、飛機等【答案】D【解析】A．鋁有良好的導電性，可以作導線和電纜，故A正確；B．金屬鋁具有良好的延展性，可用作食品、飲料的包裝，故B正確；C．常溫下鋁在濃硫酸中鈍化，可用于盛裝濃硫酸，故C正確；D．鋁的硬度不大，故D錯誤；故選D。9．（上海市長寧區(qū)2022-2023學年學業(yè)水平合格性考試模擬）常溫下能用鐵罐或鋁罐貯存的是A．濃H2SO4 B．濃HCl C．稀H2SO4 D．稀HCl【答案】A【解析】A．常溫下，鐵、鋁遇濃H2SO4發(fā)生鈍化，則可用鐵罐或鋁罐貯存濃H2SO4，A正確；B．常溫下，鐵與濃HCl反應生成氯化亞鐵和氫氣，鋁與濃HCl反應生成氯化鋁和氫氣，不能用鐵罐或鋁罐貯存濃HCl，B錯誤；C．常溫下，鐵與稀H2SO4反應生成硫酸亞鐵和氫氣，鋁與稀H2SO4反應生成硫酸鋁和氫氣，不能用鐵罐或鋁罐貯存稀H2SO4，C錯誤；D．常溫下，鐵與稀HCl反應生成氯化亞鐵和氫氣，鋁與稀HCl反應生成氯化鋁和氫氣，不能用鐵罐或鋁罐貯存稀HCl，D錯誤；故選A。10．（2023年黑龍江省普通高中學業(yè)水平合格性考試模擬）下列敘述正確的是A．不能用鋁制的器皿來盛放酸梅湯或堿水是因為鋁會和酸或堿反應B．常溫下，鐵片不能與濃硝酸發(fā)生反應C．氯水久置后，漂白性和酸性均減弱D．高爐煉鐵的主要原理是與在高溫下反應制備金屬鐵【答案】A【解析】A．鋁及其氧化物都能與酸或堿反應，因此不能用鋁制器皿長期存放酸性或堿性物質(zhì)，故A項正確；B．常溫下，鐵片與濃硝酸發(fā)生鈍化生成致密的氧化膜，鈍化屬于化學變化，故B項錯誤；C．新制氯水久置后變?yōu)辂}酸，所以氯水久置后漂白性減弱、酸性增強，故C項錯誤；D．高爐煉鐵的主要原理是與CO在高溫下反應制備金屬鐵，故D項錯誤。故選A。11．（四川省成都2022-202