鐵金屬材料第三章第二節(jié)金屬材料欄目導(dǎo)航01必備知識關(guān)鍵能力04配套訓(xùn)練02研解素養(yǎng)悟法獵技03真題體驗領(lǐng)悟高考必備知識關(guān)鍵能力1金屬材料1．合金【答案】非金屬低大(1)合金的物理性質(zhì)相比于成分金屬有所改變，但合金中各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)不變。(2)并非所有的金屬都能形成合金，若一種金屬的熔點高于另一種金屬的沸點，則二者不能形成合金。2．常見金屬材料(1)分類。(2)常見的合金材料?！敬鸢浮竣俚吞间撝刑间摳咛间摙矍嚆~Cu、Sn、Pb

Cu、Zn3．新型合金種類儲氫合金鈦合金耐熱合金形狀記憶合金應(yīng)用用于以H2為燃料的汽車制造耐壓球殼制造噴氣式飛機發(fā)動機葉片制造航天器天線判斷正誤(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)。(1)合金中的金屬元素都以化合態(tài)形式存在 (

)(2)合金材料中不可能含有非金屬元素 (

)(3)鋁合金的熔點比純鋁的低

(

)(4)金屬元素的單質(zhì)只有還原性，其離子只有氧化性 (

)(5)合金的硬度一般大于成分金屬，而熔點一般低于成分金屬

(

)(6)鐵是人類在生產(chǎn)、生活中最早使用的金屬 (

)【答案】(1)×

(2)×

(3)√

(4)×

(5)√

(6)×易錯辨析1．(2021·廣東佛山一模)我國超級鋼研究居于世界領(lǐng)先地位。下列說法錯誤的是

(

)A．鋼是用量最大、用途最廣的合金B(yǎng)．根據(jù)含碳量不同，鋼材可分為碳素鋼和合金鋼C．合金的硬度可以大于它的純金屬成分D．超級鋼具有強度高、韌性大等特殊性能，常用于汽車、航空和航天等領(lǐng)域突破合金金屬材料的利用【答案】B

【解析】根據(jù)含碳量的高低可以將碳素鋼分為低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼；但合金鋼是在普通碳素鋼基礎(chǔ)上添加適量的一種或多種合金元素而構(gòu)成的，不能按含碳量分類，B錯誤。2．(2021·廣東深圳第一次調(diào)研)習(xí)近平總書記在重要指示中強調(diào)“保護文物功在當(dāng)代，利在千秋”。下列有關(guān)文物保護的說法錯誤的是

(

)A．對所處環(huán)境干燥除氧，有利于保護“越王勾踐劍”B．紙質(zhì)文物表面滋生的霉菌可用甲醛熏蒸處理C．用稀硝酸溶液長時間浸泡，以除盡古銀器表面少量的灰褐色物質(zhì)D．可用酸化的AgNO3溶液檢驗海底打撈的鐵制文物是否脫氯完全【答案】C3．(2020·廣東佛山檢測)我國古代的青銅器工藝精湛，有很高的藝術(shù)價值和歷史價值。下列說法不正確的是 (

)A．我國使用青銅器的時間比使用鐵器、鋁器的時間均要早B．將青銅器放在銀質(zhì)托盤上，青銅器容易生成銅綠C．《本草綱目》中載有一藥物，名“銅青”，銅青是銅器上的綠色物質(zhì)，則銅青就是青銅D．用蜂蠟做出銅器的蠟?zāi)?，是古代青銅器的鑄造方法之一，蜂蠟的主要成分是有機物【答案】C【答案】(1)Na-Cu，Na-Fe

(2)要形成合金，各成分都要有共同的液態(tài)溫度范圍，即合金中一種金屬的熔點要高于另一種金屬的熔點而低于它的沸點鋁和鋁的重要化合物1．鋁(1)原子結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)。【答案】(1)銀白三ⅢA(2)重要化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用。寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑

2．氧化鋁和氫氧化鋁名稱氧化鋁(Al2O3)氫氧化鋁[Al(OH)3]物理性質(zhì)白色固體，熔點很高白色膠狀物質(zhì)，難溶于水化學(xué)性質(zhì)(寫離子反應(yīng)式)與酸反應(yīng)_____________________________________________________________與堿反應(yīng)____________________________________________________________________加熱不分解___________________________________Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋

3H2O

Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋

3H2O

H2O

Al(OH)3＋OH－===

Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋

判斷正誤(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)。(1)鋁是地殼中含量最多的金屬元素 (

)(2)鋁的導(dǎo)電性良好，所以可以利用鋁作導(dǎo)線 (

)(3)鋁與NaOH溶液的反應(yīng)中，NaOH是氧化劑 (

)(4)氧化鋁只能與酸反應(yīng)，不能與堿反應(yīng) (

)(5)將AlCl3溶液蒸干灼燒，最終得到的固體是氧化鋁 (

)(6)明礬可以用于飲用水的殺菌消毒 (

)【答案】(1)√

(2)√

(3)×

(4)×

(5)√

(6)×易錯辨析突破一鋁單質(zhì)的性質(zhì)及應(yīng)用2．鋁是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)階段的唯一一種既能與酸(非氧化性酸)反應(yīng)又能與強堿溶液反應(yīng)放出H2的金屬。就鋁的這一特殊性質(zhì)回答下列問題：(1)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所得H2的體積之比是________。(2)足量的兩份鋁分別投入等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸、氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生H2的體積之比是________。(3)足量的兩份鋁分別投入等體積、一定物質(zhì)的量濃度的HCl、NaOH溶液中，二者產(chǎn)生H2的體積相等，則HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是______________________________________。【答案】(1)1∶1

(2)1∶3

(3)3∶1【解析】(1)根據(jù)化學(xué)方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑得Al與H2的關(guān)系式均為2Al～3H2，故只要參加反應(yīng)的Al相等，所得H2的量必相等。(2)因為在反應(yīng)中Al過量，產(chǎn)生的H2由HCl和NaOH的量決定。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)系式：6HCl～3H2,2NaOH～3H2，當(dāng)HCl、NaOH物質(zhì)的量相等時，二者產(chǎn)生H2的體積比為1∶3。(3)因為鋁足量且產(chǎn)生H2相等，根據(jù)關(guān)系式n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因為兩溶液體積相等，故物質(zhì)的量濃度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。突破二氧化鋁、氫氧化鋁的特性及應(yīng)用【答案】D4．下列除去雜質(zhì)的方法不正確的是 (

)A．鎂粉中混有少量鋁粉：加入過量燒堿溶液充分反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥B．用過量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過濾，向濾液中通入過量CO2后過濾D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥得到MgO【答案】B【解析】氨水與Fe3＋和Al3＋均能反應(yīng)并生成氫氧化物沉淀，不符合除雜的要求。含鋁雜質(zhì)的提純方法歸類利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于強堿的特性，可除去許多物質(zhì)中的含鋁雜質(zhì)，如：(1)Mg(Al)：加足量NaOH溶液，過濾。(2)Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液，過濾。(3)Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH溶液，過濾。(4)Mg2＋(Al3＋)：加過量NaOH溶液，過濾，再加酸充分溶解。5．(2021·廣東佛山南海期末)某興趣小組回收利用廢易拉罐制備氫氧化鋁的過程如下圖所示。下列敘述錯誤的是 (

)突破三含鋁物質(zhì)在流程圖中的轉(zhuǎn)化【答案】C【解析】用NaHSO4代替NaHCO3，鋁離子不能發(fā)生水解反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，C錯誤。6．(2017·江蘇卷)鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如下：注：SiO2在“堿溶”時轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。(1)“堿溶”時生成偏鋁酸鈉的離子方程式為_____________________________________。(2)向“過濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH________(填“增大”“不變”或“減小”)。(3)“電解Ⅰ”是電解熔融Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是__________________________________。(4)鋁粉在1000℃時可與N2反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合，有利于AlN的制備，其主要原因是___________________________________。(1)制取Al(OH)3的三種途徑歸納與整合。(2)鋁土礦冶煉鋁的解題模板。②可溶性偏鋁酸鹽與強酸(如HCl)溶液反應(yīng)，鋁元素的存在形式。研解素養(yǎng)悟法獵技2在高考中，與金屬材料相關(guān)的題目一般出現(xiàn)在選擇題的第1題至第3題，內(nèi)容是考查物質(zhì)的性質(zhì)與用途；也經(jīng)常出現(xiàn)在工藝流程題中，如利用廢舊的金屬材料回收制備我們所需的產(chǎn)品，形式多樣，考查范圍廣。金屬材料知識的考查，有助于培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的學(xué)科核心素養(yǎng)。微素養(yǎng)7神奇的金屬材料——科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任用途廣泛的稀土金屬稀土金屬元素指物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)極為相似、在自然界中共生的金屬元素，包括原子序數(shù)為57～71(鑭系元素)的15種元素和釔(Y,39號)、鈧(Sc,21號)元素，共17種。它們既可單獨使用，也可用于生產(chǎn)合金。稀土元素又被稱為“冶金工業(yè)的維生素”，其應(yīng)用的廣泛性體現(xiàn)在：①結(jié)構(gòu)材料：在鋼鐵中加入適量稀土金屬或稀土金屬化合物，可使鋼鐵具有良好的塑性、韌性、耐磨性、耐熱性、抗氧化性、抗腐蝕性等。②磁性材料：稀土金屬可制成永磁材料、磁光存儲材料，可用于磁光盤。③發(fā)光材料：稀土金屬氧化物可作發(fā)光材料，如彩色電視機顯像管中使用稀土熒光粉，使畫面的亮度和色彩的鮮艷度都提高了許多。④催化劑：在石油化工領(lǐng)域中，稀土金屬主要用于生產(chǎn)催化活性高、壽命長的分子篩型催化劑。⑤光導(dǎo)纖維材料：在石英光導(dǎo)纖維中摻入某種稀土金屬，可大大增強光纖的傳輸能力。⑥在農(nóng)、林、牧、醫(yī)等方面的應(yīng)用：稀土金屬元素可制成微量元素肥料，促進作物對N、P、K等營養(yǎng)元素的吸收。⑦在環(huán)境保護方面的應(yīng)用：硝酸鑭可以有效地除去污水中的磷酸鹽。⑧引火合金：用于民用打火石和炮彈引信。(3)常溫下濃硫酸能使鐵____________，因此濃硫酸可用鐵槽車運輸。(4)鈦是制造飛機的材料之一。根據(jù)表中數(shù)據(jù)，解釋為何用鈦來制造飛機：_______________________________。(5)鋼是主要含有鐵的合金。汽車車身可以用鋁或鋼制造。已知鐵在潮濕的空氣中會迅速腐蝕，而鋁不會。請解釋鋁耐腐蝕的原因____________________________。(6)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，描述用鋁來取代鋼制造汽車車身的一項優(yōu)點和一項缺點。優(yōu)點：__________________________。缺點：____________________________?！敬鸢浮?1)導(dǎo)電導(dǎo)熱(2)B

(3)鈍化(4)因為鈦的密度小且強度最高(5)鋁的表面有一層致密的氧化膜(6)鋁的密度比鋼輕，車身會比較輕；鋁的強度比鋼低，容易被塑造成型(合理即可)鋁的強度比鋼低；鋁表面有氧化膜，不易于焊接；鋁價格比鋼昂貴(合理即可)1．鈦和鈦的合金被譽為“21世紀(jì)最有發(fā)展前景的金屬材料”，它們具有很多優(yōu)良的性能，如熔點高、密度小、可塑性好、易于加工。2020年11月28日，成功完成萬米海試并勝利返航的“奮斗者”號全海深載人潛水器便采用了高強度的鈦合金耐壓材料。根據(jù)它們的主要性能，下列用途不切合實際的是

(

)A．用作保險絲B．用于航天飛機制造C．用于人造骨制造D．用于家庭裝修，用作鈦合金裝飾門【答案】A【解析】由于其熔點高，不適合作保險絲，A錯誤?！敬鸢浮緿【解析】合金是加熱熔合而成的，不存在陰、陽離子，不屬于離子化合物，A錯誤；Mg、Al為較活潑金屬，加熱時易和氮氣發(fā)生反應(yīng)，可以通入氬氣來防止金屬被氧化，不可以通氮氣作保護氣，B錯誤；氫氣所處的狀況未知，不能計算出氫氣的具體體積，C錯誤。3．鈦(Ti)因具有神奇的性能引起越來越多人的關(guān)注，常溫下鈦不和非金屬、強酸反應(yīng)；紅熱時，卻可與常見的非金屬單質(zhì)反應(yīng)。鈦是航空、軍事、電力等產(chǎn)業(yè)的必需原料。地殼中含鈦礦石之一的金紅石(TiO2)是目前大規(guī)模生產(chǎn)鈦的主要原料，其方法是：第一步：金紅石、炭粉混合，在高溫條件下，通入Cl2制得TiCl4和一種可燃性氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________，該反應(yīng)的還原劑是________。第二步：在氬氣的氣氛中，用過量的鎂在加熱條件下與TiCl4反應(yīng)制得金屬鈦。(1)寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________。(2)簡述從上述所得產(chǎn)物中獲得金屬鈦的步驟：______________________________________________。真題體驗領(lǐng)悟高考31．(2021·河北卷)“灌鋼法”是我國古代勞動人民對鋼鐵冶煉技術(shù)的重大貢獻(xiàn)，陶弘景在《本草經(jīng)集注》中提到“鋼鐵是雜煉生鍒作刀鐮者”?！肮噤摲ā敝饕菍⑸F和熟鐵(含碳量約0.1%)混合加熱，生鐵熔化灌入熟鐵，再鍛打成鋼。下列說法錯誤的是 (

)A．鋼是以鐵為主的含碳合金B(yǎng)．鋼的含碳量越高，硬度和脆性越大C．生鐵由于含碳量高，熔點比熟鐵高D．冶煉鐵的原料之一赤鐵礦的主要成分為Fe2O3【答案】C2．(2020·江蘇卷)下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是

(

)A．鋁的金屬活潑性強，可用于制作鋁金屬制品B．氧化鋁熔點高，可用作電解冶煉鋁的原料C．氫氧化鋁受熱分解，可用于中和過多的胃酸D．明礬溶于水并水解形成膠體，可用于凈水【答案】D3．(2020·山東卷)以菱鎂礦(