第三章 铁 金属材料
第二节 金属材料
第1课时 合金
（1）结合生活中对常见合金的优良性能的认识经验，阅读教材中合金的结构介绍，了解合金的概念，并能联系纯金属与合金的微观结构解释二者性能的差异。
（2）以铁合金、铝合金为例，能从元素组成上对合金进行分类，并认识不同类型金属材料组成、性能与应用的联系，强化性能决定用途的观念。
（3）通过实验探究铝和氧化铝的性质及转化，认识两性氧化物，丰富对金属多样性的认识，体会实验对认识和研究物质性质的重要作用。
（4）了解储氢合金、钛合金等新型合金，感受化学科学对创造更多新材料以满足人类生活需要和促进科技发展的重要作用。
【内容分析】
本节内容包括"金属材料"和"物质的量在化学方程式计算中的应用"两部分内容。教材按照"铁合金→铝和铝合金→新型合金"的顺序介绍了金属材料。在第二章的第三节"物质的量"里，教材介绍了摩尔、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等基本概念，为了分散学习难点，把"物质的量在化学方程式计算中的应用"安排在本节里。
学生在初中学习了合金的概念。本节在介绍金属材料之前，先介绍了合金的结构特点。在介绍铁合金时，教材介绍了生铁和钢，联系实际创设真实情境，配合图片说明了它们的用途，并采取框图的方式重点介绍了碳素钢。教材还介绍了特种钢，并在"资料卡片"中介绍钢中合金元素的主要作用，在"科学·技术.社会"中介绍了2017年我国成功研制的超级钢。另外，结合金属材料的检测，在"化学与职业"栏目介绍了测试工程师这个与化学专业相关的职业。
在介绍铝和铝合金时，由于课程标准中没有要求系统介绍铝及其化合物的知识，因此，教材只从材料的角度简单介绍了铝单质和氧化铝的化学性质。通过实验、比较，得出铝和氧化铝既能与碱反应又能与酸反应，并在此基础上引出两性氧化物的概念。教材紧接着介绍了铝和铝合金的特点及应用。
为了体现金属材料的发展趋势，拓展学生的视野，教材特意安排了"三、新型合金"这部分内容，结合图片介绍了新型材料的应用。在"科学.技术.社会"中介绍了用途广泛的稀土金属。
【教学重点和难点】
重点∶以铁合金、铝合金为例，能从元素组成上对合金进行分类，并认识不同类型金属材料组成、性能与应用的联系，强化性能决定用途的观念。
难点∶实验探究铝和氧化铝的性质及转化，认识两性氧化物。
【教学流程】
【问题引入】
【思考与交流1】日常生活中常见的金属材料有哪些？有什么用途 金属材料有什么特性。
【展示图片】铁合金（餐具、防盗网）；铝合金制品；铜制品，金、银、铂金等首饰制品。
金属材料：包括纯金属和合金
金属的特性：
1、大多数金属为银白色（铜：紫红色，金：黄色）固体（汞：液体）。
2、有金属光泽
3、具有导电性、导热性和延展性
【设计意图】通过日常生活中常见的金属材料，复习金属的特性。
【思考与交流2】什么是合金？日常生活中使用的金属材料主要是纯金属还是合金？为什么？
合金的概念：由一种金属和其他金属或非金属熔合而成的、具有金属特性的物质。
合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,如合金的硬度、熔点不同于其成分金属,可满足不同的需要。
纯金属和合金的微观结构示意图：
【设计意图】了解合金的概念，通过对比纯金属和合金的微观结构，分析纯金属和合金在性能上的差异性，同时促进学生宏观辨识与微观探析素养的形成。
【学习任务一】铁合金
【思考与交流3】（1）联系日常生活中的铁合金用品，谈谈它们的性能。
（2）阅读教材P73-74的内容，铁合金可以分为什么，分类依据是什么？
（3）不同的铁合金在组成上有什么区别，性能有什么不同，各自有什么用途？
生铁
性能：硬度大、抗压,性脆、可以铸造成型。
用途：是制造机座、管道的重要材料。
2、钢
碳素钢
（2）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。
【拓展】阅读教材P74资料卡片——钢中合金元素的主要作用
不锈钢
合金元素：主要是铬 (Cr)和镍 (Ni)
性能：在大气中比较稳定,不容易生锈,具有很强的抗腐蚀能力。
用途：生活中常见的医疗器材、厨房用具和餐具等,很多都是用不锈钢制造的;有些地铁列车的车体材质也是不锈钢。
【思考与讨论】在碳素钢中,由于含碳量不同,高碳钢、中碳钢和低碳钢的性能有很大差异;向碳素钢中加入不同的合金元素,可制得不同性能的合全钢。这对你有什么启示 与同学讨论。
【设计意图】结合教材的内容，引导学生思考在不同的合金中，合金元素不同，其性能就有差异，进而理解物质的结构决定性能，从宏观与微观相结合的学科素养视角分析与解决问题。引导学生认识到可通过改变合金元素来开发具有新功能的金属材料，以激发学生的创新意识。该"思考与讨论"设置的问题较开放，可从以下几个方面思考∶研究物质的性能应从研究物质的结构人手，研制新材料的过程中应加强对组成元素的定性和定量研究等。
【拓展】阅读教材P75测试工程师和从超级钢的相关内容
【学习评价】练习1、练习2
【学习任务二】铝和铝合金
【思考与交流】铝容易被空气氧化，但为什么人们日常生活中总喜欢使用铝合金制造的物品呢？
【资料卡片】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,耐磨性和抗蚀性还不够强。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。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。
【实验探究一】Al、Al2O3和盐酸反应
【实验3-4】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，你观察到什么现象
实验现象∶铝片表面有大量气泡产生，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。
反应原理：Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O,
2Al＋6HCl ===2AlCl3＋3H2↑
【实验探究二】Al、Al2O3和NaOH溶液反应
【实验3-5】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（除去表面的氧化膜）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，你观察到什么现象
【思考与交流】对比实验3-4、3-5，你对铝和氧化铝的性质有什么认识？如何除去铝片表面的氧化膜？
【小结】Al和 A12O3均能与酸、碱反应，可以采取酸溶或碱浸的方法除去铝表面的氧化膜。
【设计意图】通过让学生对比打磨过的铝条与未打磨过的铝条分别与同浓度、同体积的NaOH溶液反应产生气泡的速率、体系温度变化等宏观现象的差异，引发对反应本质的更深层次的思考，实现深度学习。
【新概念】两性氧化物
既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的氧化物,例如Al2O3。
【应用】由于Al和 A12O3均能与酸、碱反应,因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物。
【拓展】铝合金
纯铝的硬度和强度较小,不适合制造机器零件等。 向铝中加人少量的合金元素,如 Cu、 Mg、 Si、 Mn、 Zn及稀土元素等,可制成铝合金。铝合金是目前用途广泛的合金之一。
例如,硬铝 (一 种铝合金 )中 含 Cu4%、Mg0.5%、 Mn0.5%、 Si0.7%,它的密度小 、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。
【学习评价】练习3、
【学习任务三】新型合金
1、储氢合金
阅读教材P77-78，思考以下问题：
（1）氢能的利用关键要解决什么问题？
（2）储氢合金的储氢原理是什么
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。具有实用价值的储氢合金要求储氢量大, 金属氢化物既容易形成,稍稍加热又容易分解,室温下吸、 放氢的速率快。
2、其他新型合金
例如：钛合金、耐热合金和形状记忆合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。
【学习评价】练习4
【生活情景素材】
【展示图片】
【问题情景素材】
1、日常生活中常见的金属材料有哪些？有什么用途 金属材料有什么特性
2、什么是合金？日常生活中使用的金属材料主要是纯金属还是合金？为什么？
3、（1）联系日常生活中的铁合金用品，谈谈它们的性能。
（2）阅读教材P73-74的内容，铁合金可以分为什么，分类依据是什么？
（3）不同的铁合金在组成上有什么区别，性能有什么不同，各自有什么用途？
4、思考与讨论：在碳素钢中,由于含碳量不同,高碳钢、中碳钢和低碳钢的性能有很大差异;向碳素钢中加入不同的合金元素,可制得不同性能的合全钢。这对你有什么启示 与同学讨论。
5、铝容易被空气氧化，但为什么人们日常生活中总喜欢使用铝合金制造的物品呢？
6、阅读教材P77-78，思考以下问题：
（1）氢能的利用关键要解决什么问题？
（2）储氢合金的储氢原理是什么
【实验素材】
1、【实验3-4】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，你观察到什么现象
2、【实验3-5】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（除去表面的氧化膜）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，你观察到什么现象
【使用建议】该实验中，盐酸的浓度应稍大，如可用6molL的盐酸。铝片不宜太纯，因为要保证一定的反应速率和有足量的氢气产生。另外，所用试管应细而长。可以加上一个带导气管的单孔塞，再点燃生成的气体。也可采用爆鸣的检验方法。
【练习素材】
1、生铁的熔点是1100 ℃～1200 ℃，则可推断纯铁的熔点是
( )
A．1085 ℃ B．1160 ℃ C．1200 ℃ D．1535 ℃
【答案】D
解析：合金的熔点低于成分金属的熔点。生铁为合金，熔点是
1100℃～1200 ℃，铁的熔点应高于1200 ℃，D正确。
2、下列有关铁和铁合金的说法错误的是 ( )
A．生铁比铁软
B．铁有良好的导热性
C．钢是铁的合金
D．铁在潮湿的空气中容易生锈
【答案】A
3、（P80教材习题3）向一个铝质易拉罐中充满CO2,然后往罐中注人足量的浓NaOH溶液,立即用胶布封严罐口。一会儿听到罐内发出 “咔、咔”的响声,且易拉罐变瘪;再过一会儿易拉罐又鼓起来恢复原样。请完成下列空白。
(1)易拉罐变瘪的原因_______________________________________________________,反应的离子方程式为_______________________________________________________。
(2)易拉罐又鼓起来的原因是________________________________________________，反应的离子方程式为_______________________________________________________。
【答案】（1）CO2和NaOH溶液反应，导致易拉罐内压强变小；CO2+2OH－====CO32－+H2O
（2）Al和NaOH溶液反应产生H2，导致易拉罐内压强又变大；2Al+2OH－+2H2O===2AlO2－+3H2↑
4、（P80教材习题9）我国发行的第五套人民币中,l元 、5角 和 1角 硬币的材质分别为钢芯镀镍 (1元 )、 钢芯镀铜(5角 )和铝合金 (1角 )。 请查阅资料,讨论选择铸造硬币的金属材料时应考虑哪些因素。
【答案】（提示：选择铸造硬币的金属材料时，应该考虑的因素有硬度、价格、光泽、耐磨性、耐腐蚀性、易加工程度等）第三章 铁 金属材料
第二节 金属材料
第1课时 合金
1．高铁、移动支付、共享单车、网购，被称为中国“新四大发明”。用于高铁和共享单车制造业的重要金属材料是( )
A．Na﹣K合金 B．Cu﹣Sn合金 C．Sn﹣Pb合金 D．Mg﹣Al合金
【答案】D
【解析】
A.Na﹣K合金作熔点低，导热性好，所以用Na﹣K合金作原子反应堆的导热剂，不是用于高铁和共享单车制造业的重要金属材料，故A错误；
B.铜锡合金密度较大，不适宜于用于高铁和共享单车制造业，故B错误；
C.Sn﹣Pb合金密度较大，不适宜于用于高铁和共享单车制造业，故C错误；
D.镁铝合金(如硬铝，成分为0.5% Mg、0.5% Mn、0.7% Si、4% Cu其余为Al)由于强度和硬度大，几乎相当于钢材，且密度小被广泛应用于汽车、船舶、飞机、高铁和共享单车等制造业，故D正确；
故选D。
2．下列有关铁及铁合金的说法正确的是（ ）
A．生铁是铁碳合金，而钢则为纯铁
B．生铁的硬度比纯铁的硬度小
C．减少生铁中的碳、硅、锰等元素可得到钢
D．铁的应用，经历了“铁—普通钢—不锈钢等特种钢”的演变过程
【答案】D
【解析】
A．生铁和钢都是合金，A项错误；
B．生铁的硬度比纯铁的硬度大，B项错误；
C．炼钢虽减少生铁中的碳元素，增加硅、锰等元素，C项错误；
D．随着文明和技术的进步，铁的应用，经历了“铁—普通钢—不锈钢等特种钢”的演变过程，故D正确。
答案选D。
3．下列有关金属及其合金的说法错误的是（ ）
A．目前我国流通的硬币是由合金材料制成的
B．低碳钢硬而脆，处理后弹性好，可用于制器械、弹簧、刀具等
C．镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹
D．日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用
【答案】B
【解析】
A．目前我国流通的硬币是由合金材料制成：1角的为不锈钢，5角的为钢芯镀铜，1元的为钢芯镀镍，故A正确；
B．高碳钢硬而脆，处理后弹性好，可用于制器械、弹簧、刀具等，故B错误；
C．制造照明弹是利用了镁燃烧发出耀眼的白光，故C正确；
D．铝与氧气反应生成致密的氧化铝保护膜，对内部金属起保护作用，故D正确；
故选B。
4．（2020·深圳市龙岗区科城实验学校高一月考）下列关于铝的叙述中，不正确的是( )
A．铝是地壳里含量最多的金属元素 B．铝是一种比较活泼的金属
C．在常温下，铝不能与氧气反应 D．在化学反应中，铝易失去电子，是还原剂
【答案】C
【解析】
A、地壳中元素含量由高至低依次为：氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁，铝为是地壳里含量最多的金属元素，故A不符合题意；
B、铝原子最外层电子数为3，较易失去，因此铝是一种比较活泼的金属，故B不符合题意；
C、铝的化学性质较为活泼，易被氧化，在空气中易被氧气氧化生成氧化铝，故C符合题意；
D、铝原子最外层电子易失去而被氧化，在氧化还原中作还原剂，故D不符合题意。
5．合金相对于纯金属制成的金属材料来说优点是
①合金的硬度一般比它的各成分金属的大 ②一般合金的熔点比它的各成分金属的更低 ③改变原料的配比，改变生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金 ④合金比纯金属的导电性更强 ⑤合金比纯金属的应用范围更广泛
A．①②③⑤ B．②③④ C．①②④ D．①④⑤
【答案】A
【解析】
①合金的硬度一般比它的各成分金属的大，故①正确；
②一般合金的熔点比它的各成分金属的更低，故②正确；
③改变原料的配比，改变生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金，故③正确；
④一般情况下，合金的导电性和导热性低于任一组分金属，故④错误；
⑤由于合金的许多性能优于纯金属，所以在应用材料中大多使用合金，故⑤正确；
综上所述，题目中①②③⑤正确，故本题应选A。
6．（2020·辽河油田第二高级中学高一期末）下列材料中所涉及的合金不属于新型合金的是（ ）
A．飞机窝扇用的是耐高温的合金材料
B．蛟龙号载人舱是用钛合金制的
C．不锈钢盆
D．新能源汽车储氢材料
【答案】C
【解析】
A.飞机窝扇用的耐高温的合金材料是钛合金，属于新型合金，A不合题意；
B．由于钛合金的硬度大、耐酸碱的腐蚀，因此可用于蛟龙号载人舱的舱体材料等，属于新型合金，B不合题意；
C．不锈钢在19世纪末20世纪初的研制、投产，是一种由铁和碳元素形成的传统合金，还添加了少量的铬、镍等金属，不属于新型合金，C符合题意；
D．新能源汽车储氢材料，有LaNi5、Mg2Cu、Mg2Ni等，属于新型合金，D不合题意。
故选C。
7.下列说法不正确的是（ ）
A．我国最早使用的合金是由铜锌合金制成的青铜器
B．储氢合金是一类能大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料
C．一般汽车配件中的发动机使用的是密度小、强度大且耐腐蚀的铝合金材料
D．钛合金，形状记忆合金，耐热合金以及储氢合金都属于新型合金
【答案】A
【解析】
A．青铜是铜锡合金，是我国使用最早的合金，选项A错误；
B．储氢合金能够大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物的材料，选项B正确；
C．铝合金材料密度小、强度大且耐腐蚀，适合制造发动机，选项C正确；
D．钛合金，形状记忆合金，耐热合金以及储氢合金都属于新型合金，选项D正确。
答案选A。
【点睛】本题考查合金的概念及其重要应用，掌握新型合金材料特有的特性是解答的关键，易错点为选项D：D．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；耐热合金在高温下具有良好的机械性能和化学稳定性，属于新型合金，广泛应用于卫星、航空航天，镍和钛混合成为合金，叫记忆合金．有自己独特的物理特性，就是温度变化会引起外形变化，同时有记忆能力，能恢复原来形状，广泛应用于生物工程和电子工程等领域。
8．与纯金属相比，合金具有很多优点，常用于建造桥梁、房屋的合金是（ ）
A．硬铝 B．钛合金 C．钢 D．镁合金
【答案】C
【解析】合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质．合金概念有三个特点：①一定是混合物；②合金中各成分都是以单质形式存在；③合金中至少有一种金属。用于建军造桥梁、房屋的合金一定是强度高、韧性好、产量大的合金，符合这一要求的是钢。答案选C。
9．（2020·鲁甸县第二中学高一期末）汞合金是目前使用较广泛的补牙材料，汞合金除含有汞外，还含有锌、锡铜等金属。下列有关汞合金说法不正确的是（ ）
A．汞合金是一种具有金属特性的物质 B．汞合金的强度和硬度比锡大
C．汞合金的熔点比汞低 D．汞合金的毒性远低于汞的毒性
【答案】C
A．合金是指由两种以上的金属与金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质，选项A正确；
B．合金一般比各成分金属的强度和硬度都大，选项B正确；
C．补牙的结果是得到强度较大的固体，所以汞合金应不是液态，即其熔点不会比汞的低，选项C不正确；
D．而长期使用中未见中毒现象，说明它比汞的毒性要低，选项D正确。
答案选C。
【点睛】
本题考查合金的性质。根据合金的概念：金属与金属或金属于非金属的混合物。合金的熔点比各成分的熔点低，但硬度比各成分硬度高。合金的性能比组成它的纯金属的性能优良。
10．制取合金常用的方法是将两种或多种金属(也可为金属和非金属)加热到某一温度使其全部熔化，再冷却成为合金。试据下表数据判断(其他条件均满足)，下列合金不宜采用上述方法制取的是（ ）
A．铁铜合金 B．镁铁合金 C．钠铝合金 D．铁铝合金
【答案】B
【解析】
A．根据表中数据，铁、铜的熔沸点有交集，则可形成铁铜合金，A与题意不符；
B．根据表中数据，镁、铁的熔沸点无交集，则不能形成镁铁合金，B符合题意；
C．根据表中数据，钠、铝的熔沸点有交集，则可形成钠铝合金，C与题意不符；
D．根据表中数据，铁、铝的熔沸点有交集，则可形成铁铝合金，D与题意不符；
答案为B。
11．中国载人潜水器“蛟龙”号在西太平洋的马里亚纳海沟试验海域成功创造了载人深潜新的历史纪录，首次突破7 000米，最深达到7 020米海底。“蛟龙”号载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金，下列有关合金的说法中正确的是( )
A．钛合金是一种新型的金属单质
B．钛合金的熔点比成分金属的低，硬度小
C．钛合金的化学性质与钛单质相同
D．青铜、碳素钢、合金钢和硬铝均是合金
【答案】D
【解析】
A.合金是指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，不属于新型金属单质，A项错误；
B.合金的熔点一般比成分金属的熔点低，但硬度大，B项错误；
C.合金的化学性质与其成分金属的化学性质是相同的，钛合金除具备钛单质的性质外，还具有其他成分的性质，C项错误；
D. 青铜是铜锌的合金，碳素钢是铁碳的合金，合金钢是铁、碳、铬、镍等的合金，硬铝是铝、镁、硅、铜、锰的合金，D正确；
故选D。
【点睛】
合金钢的分类：(1)按合金元素的含量分：①低合金钢——合金元素总含量小于等于5%；②中合金钢——合金元素总含量在5%~10%之间；③高合金钢——合金元素总含量大于等于10%；(2)按合金元素的种类分：有铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢、铬镍钼钢、硅锰钼钒钢等。
(3)按主要用途分：①结构钢：建筑及工程用结构钢、机械制造用结构钢；②工具钢；③特殊性能钢。
12．（2019·山东微山县第二中学高一月考）“嫦娥四号”月球探测器于2019年1月3日实现人类首次月背登陆。“嫦娥四号”中使用了大量合金。下列有关金属或合金的说法中不正确的是( )
A．生铁属于合金
B．合金的化学性质与其成分金属的化学性质不同
C．一般合金的熔点比各成分金属的低
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
【答案】B
【解析】
A、生铁是含碳量大于2%的铁碳合金，故A正确；
B、合金的化学性质一般与各成分金属的化学性质相同，故B错误；
C、一般地，合金的熔点比它的各成分金属的熔点低，故C正确；
D、不同的合金具有不同的性能，改变原料的配比、改变生成合金的条件，得到有不同性能的合金，故D正确；
故答案选B。
【点睛】
制作合金时，没有发生化学反应，只是将它们混熔在一起；合金相对于组成它的金属来说，一般具有密度较小、熔点较低、耐腐蚀性强、硬度大、机械强度大等方面的特点。
13．（2020·勐腊县第二中学高一期末）“神八”与“天宫一号”的成功对接，标志着中国的航空铝材处于世界领先的行列。下列关于铝合金的说法中错误的是( )
A．铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点低
B．高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼
C．镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱(NaOH)腐蚀
D．镁铝合金在盐酸中无法溶解
【答案】D
【解析】
A、合金的熔点都会比其中的单一的一种金属的熔点低，A正确；
B、铝是一种比较活泼的金属，尤其是在熔融状态下会非常容易与空气中的氧气发生氧化还原反应，所以必须采取相应的保护措施，B正确；
C、由于镁铝合金在空气中会和氧气反应在其表面生成氧化膜，阻止反应的进一步进行，所以比较耐腐蚀。但铝是一种特殊的金属，铝、氧化铝都会与烧碱溶液发生反应，所以镁铝合金会被烧碱溶液腐蚀，C正确；
D、镁或铝均能与盐酸反应，因此镁铝合金在盐酸中能被溶解，D错误。
答案选D。
14．发展大飞机项目是我国的重要举措，C919大型飞机的制造采用了大量新材料铝锂合金。下列关于铝锂合金的说法不正确的是( )
A．铝锂合金是铝与锂形成的混合物
B．铝锂合金的硬度比锂大
C．铝锂合金的熔、沸点比铝低
D．铝锂合金耐酸碱腐蚀
【答案】D
【解析】
A．合金是混合物，故A正确；
B．铝锂合金的硬度比单一成分金属锂的大，故B正确；
C．铝锂合金的熔沸点比单一成分金属铝低，故C正确；
D．铝锂合金具有金属铝和锂的性质，不能耐酸碱腐蚀，故D错误；
故答案为D。
15．（2020·北京高一期末）合金的应用促进了人类社会的发展。下列不属于合金的是（ ）
A．储氢合金 B．青花瓷 C．航母钢甲板 D．钛合金耐压球壳
【答案】B
【解析】合金是两种或两种以上的金属（或金属和非金属）熔合而成的混合物，具有金属的性质和良好的性能。
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，属于合金，故A不符合题意
B.瓷器属于硅酸盐产品，不属于合金，故B符合题意；
C. 钢属于合金，是金属材料，故C不符合题意；
D.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，属于合金，故D不符合题意；
答案选B。
【点睛】合金中可以加入金属或非金属，一定是具有金属特性的混合物。
16．中国是最早生产和研究合金的国家之一。春秋战国时期的名剑“干将”、“莫邪”性能远优于当时普遍使用的青铜剑，它们的合金成分可能是( )
A．钠合金 B．硬铝 C．生铁 D．钛合金
【答案】C
【解析】人们利用金属最早的合金是青铜器，是铜锡合金，春秋战国时期的名剑“干将”、“莫邪”性能远优于当时普遍使用的青铜剑，根据当时的技术水平，结合金属活动性顺序，可以推断它们的合金成分可能是生铁，不可能是其他三种活泼金属的合金，故答案选C。
【点睛】
人类利用金属的先后和金属的活动性和在地壳中的含量有关，金属越不活泼，利用的越早，金属越活泼，提炼工艺较复杂，故利用的越晚。
17．（2020·禄丰县教育局高一月考）化学对人类社会进步和发展的贡献之一是发现和研制了各种材料，例如，金属就是我们生活中不可或缺的重要材料，根据你学过的有关金属的知识，回答下列问题：
(1)铜钱在我国历史上曾经是一种广泛流通的货币，铜常用于制造货币的原因可能是________(填序号)。
A．铜的熔点不是太高，易于冶炼，铸造成型
B．铜的性质不活泼，不易被腐蚀
C．我国较早的掌握了湿法冶炼铜的技术
D．自然界有大量的游离态的铜
(2)钢铁制品的使用更为广泛，但是铁制品易生锈，铁锈的主要成分是____________(填名称)，铁的氧化物常见的还有_____________、___________(填化学式)。
(3)铝制品因为表面易形成致密的氧化铝薄膜而经久耐用，但是该氧化膜易被酸碱破坏，若使氧化铝与氧氧化钠溶液作用，反应的离子方程式为：___________________。
【答案】ABC 三氧化二铁 FeO Fe3O4 Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O
【解析】(1)A．铜的熔点不是太高，易于冶炼、铸造成型，可应用于制造货币，A正确；
B．铜的性质不活泼，不与空气中的水氧气等反应，不易被腐蚀，B正确；
C．我国较早的掌握了湿法冶炼铜的技术，利用Fe与硫酸铜反应生成Cu，C正确；
D．自然界有大量铜矿，开采后提炼Cu，D错误；
故合理选项是ABC；
(2)铁制品易生锈，铁锈的主要成分是三氧化二铁；常见铁的氧化物有FeO、Fe3O4；
(3)氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O。
【点睛】
本题考查氧化铝和铜的性质，把握氧化铝的两性及金属铜的活泼性与使用历史的关系为解答的关键，侧重基础知识的考查。
18．铜、铁、铝是应用最广泛的三种金属。
（1）它们在人类的金属使用历史中，由早到晚的顺序为__________________________。
（2）铝制成铝箔用于食品包装，是利用它的__________(填序号)。
A．金属光泽 B．延展性 C．导电性 D．导热性
（3）表面破损的铝制品，放久了破损处会有一层“白毛”产生，“白毛”既能溶于酸又能溶于碱溶液，写出形成“白毛”的化学方程式_____________________________。
(4)向一个铝质易拉罐中充满CO2，然后往罐中注人足量的浓NaOH溶液,立即用胶布封严罐口。一会儿听到罐内发出 “咔、咔”的响声,且易拉罐变瘪;再过一会儿易拉罐又鼓起来恢复原样。请完成下列空白。
a、易拉罐变瘪的原因_______________________________________________________,反应的离子方程式为_______________________________________________________。
b、易拉罐又鼓起来的原因是________________________________________________，反应的离子方程式为________________________________________________________。
【答案】（1）铜、铁、铝
B
4Al+3O2═2Al2O3
CO2和NaOH溶液反应，导致易拉罐内压强变小；CO2+2OH－====CO32－+H2O
Al和NaOH溶液反应产生H2，导致易拉罐内压强又变大；2Al+2OH－+2H2O===2AlO2－+3H2↑
【解析】
（1）活动性弱的金属不易发生化学反应，能以单质形式存在，并比较容易冶炼，故人类使用金属的顺序正好和金属的活动性相反，所以，人类开始使用这三种金属的先后排序为：铜、铁、铝，故答案为：铜、铁、铝；
（2）铝制成铝箔用于食品包装利用其良好的延展性
（3）铝在常温下可以和氧气反应在其表面形成一层致密的氧化铝薄膜，反应的化学方程式为：4Al+3O2═2Al2O3，故答案为：4Al+3O2═2Al2O3。
（4）a、易拉罐变瘪的原因是易拉罐内气体体积减少，导致压强减小，发生反应CO2+2OH－====CO32－+H2O
b、一会儿后易拉罐又鼓起来恢复原样说明易拉罐内又充满气体，压强变大，发生反应
2Al+2OH－+2H2O===2AlO2－+3H2↑(共27张PPT)
第三章 铁 金属材料
第二节 金属材料
第1课时 合金
我们日常生活中常见的金属材料有哪些？有什么用途 金属材料有什么特性。
【思考与交流1】
铁制品
Al
Cu
Au
Ag
Pt
Ti
金属材料：包括纯金属和合金
1、大多数金属为银白色（铜：紫红色，金：黄色）固体（汞：液体）。
2、有金属光泽
3、具有导电性、导热性和延展性
导热性
延展性
导电性
金属特性：
【思考与交流2】什么是合金？日常生活中使用的金属材料主要是纯金属还是合金？为什么？
合金的概念：由一种金属和其他金属或非金属熔合而成的、具有金属特性的物质。
合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,如合金的硬度、熔点不同于其成分金属,可满足不同的需要。
微观探析
纯金属与合金的结构比较
结构决定性质：
在纯金属内加入其他元素形成合金以后,结构发生了变化,使合金的性能与纯金属有很大的差异。
合金的特征：熔点低于其成分金属，硬度大于成分金属。
【学习任务一】铁合金
【思考与交流3】
1、联系日常生活中的铁合金用品，谈谈它们的性能。
2、阅读教材P73-74的内容，铁合金可以分为什么，分类依据是什么？
3、不同的铁合金在组成上有什么区别，性能有什么不同，各自有什么用途？
铁合金
生铁
钢
碳素钢
合金钢
低碳钢
中碳钢
高碳钢
铁合金的分类：
根据组成成分（含碳量不同）
根据是否加入金属元素
根据含碳量不同
含碳量：
2%~4.3%
1、生铁
性能：硬度大、抗压,性脆、可以铸造成型。
用途：是制造机座、管道的重要材料。
0.03%~2%
2、钢
碳素钢
低碳钢
（含碳量低于0.3%）
中碳钢
（含碳量为0.3%-0.6%）
高碳钢
（含碳量高于0.6%）
韧性、焊接性好，但强度低，用于制造钢板、钢丝和钢管等
强度高,韧性及加工性好,用于 制造钢轨、车轮和建材等
硬而脆,热处理后弹性好,用于 制造器械、弹簧和刀具等
含碳量：0.03%~2%
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。
阅读教材P74资料卡片
不锈钢
性能：在大气中比较稳定,不容易生锈,具有很强的抗腐蚀能力。
用途：生活中常见的医疗器材、厨房用具和餐具等,很多都是用不锈钢制造的;有些地铁列车的车体材质也是不锈钢。
合金元素：主要是 铬 (Cr)和镍 (Ni )
各种合金钢的性能和用途
【拓展】
思考与讨论：在碳素钢中,由于含碳量不同,高碳钢、中碳钢和低碳钢的性能有很大差异;向碳素钢中加入不同的合金元素,可制得不同性能的合全钢。这对你有什么启示 与同学讨论。
合金的结构
合金的性能
合金的用途
研制新材料
对组成元素
定量研究
定性研究
【拓展】阅读教材P75测试工程师和从超级钢的相关内容
决定
决定
1．生铁的熔点是1100 ℃～1200 ℃，则可推断纯铁的熔点是
( )
A．1085 ℃ B．1160 ℃
C．1200 ℃ D．1535 ℃
解析：合金的熔点低于成分金属的熔点。生铁为合金，熔点是
1100℃～1200 ℃，铁的熔点应高于1200 ℃，D正确。
学习评价
A
【学习任务二】铝和铝合金
铝是地壳中含量最高的金属元素
铝是一种活泼金属，常温下能被空气中的氧气氧化，写出该反应的化学方程式。
4Al＋3O2 ===2Al2O3
【思考与交流】铝容易被空气氧化，但为什么人们日常生活中总喜欢使用铝合金制造的物品呢？
阅读教材P76
【资料卡片】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,耐磨性和抗蚀性还不够强。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。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。
铝合金衣架，表面氧化处理，不生锈。
【实验探究一】Al、Al2O3和盐酸反应
实验现象∶铝片表面有大量气泡产生，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3-4】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，你观察到什么现象
Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O,
2Al＋6HCl ===2AlCl3＋3H2↑
实验结论∶铝表面的保护膜和铝均能与盐酸发生反应。
科学探究
【实验探究二】Al、Al2O3和NaOH溶液反应
实验3-5 实验现象 反应方程式
铝片与NaOH溶液反应
铝片（打磨过）与NaOH溶液反应
开始没有气泡，一段时间后产生气泡，将点燃的木条放在试管口可观察到淡蓝色火焰。
立即产生气泡，将点燃的木条放在试管口可观察到淡蓝色火焰。
偏铝酸钠
【思考与交流】对比实验3-4、3-5，你对铝和氧化铝的性质有什么认识？如何除去铝片表面的氧化膜？
两性氧化物：
【新概念】两性氧化物
既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的氧化物,例如Al2O3。
【应用】由于Al和 A12O3均能与酸、碱反应,因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物。
Al和 A12O3均能与酸、碱反应，可以采取酸溶或碱浸的方法除去铝表面的氧化膜。
纯铝的硬度和强度较小,不适合制造机器零件等。 向铝中加人少量的合金元素,如 Cu、 Mg、 Si、 Mn、 Zn及稀土元素等,可制成铝合金。铝合金是目前用途广泛的合金之一。
例如,硬铝 (一 种铝合金 )中 含 Cu4%、Mg0.5%、 Mn0.5%、 Si0.7%,它的密度小 、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。
【拓展】
1、（P80教材习题3）向一个铝质易拉罐中充满CO2,然后往罐中注人足量的浓NaOH溶液,立即用胶布封严罐口。一会儿听到罐内发出 “咔、咔”的响声,且易拉罐变瘪;再过一会儿易拉罐又鼓起来恢复原样。请完成下列空白。
(1)易拉罐变瘪的原因_______________________________________________________,反应的离子方程式为_______________________________________________________。
(2)易拉罐又鼓起来的原因是________________________________________________，反应的离子方程式为_______________________________________________________。
学习评价
CO2和NaOH溶液反应，导致易拉罐内压强变小
CO2+2OH－====CO32－+H2O
Al和NaOH溶液反应产生H2，导致易拉罐内压强又变大
2Al+2OH－+2H2O===2AlO2－+3H2↑
2、下列关于铝的说法中,正确的是 ( )。
A.铝的化学性质不活泼
B.铝不与酸、碱反应
C.常温下铝不与氧气反应
D.铝表面容易生成一层致密的氧化铝保护膜
D
【学习任务三】新型合金
储氢合金
阅读教材P77-78，思考以下问题：
（1）氢能的利用关键要解决什么问题？
（2）储氢合金的储氢原理是什么
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。
安全储存和运输问题
要求：储氢量大, 金属氢化物既容易形成,稍稍加热又容易分解,室温下吸、 放氢的速率快。
钛合金
镍钴合金
钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。
学习评价
1、（P80教材习题9）我国发行的第五套人民币中,l元 、5角 和 1角 硬币的材质分别为钢芯镀镍 (1元 )、 钢芯镀铜(5角 )和铝合金 (1角 )。 请查阅资料,讨论选择铸造硬币的金属材料时应考虑哪些因素。
（提示：选择铸造硬币的金属材料时，应该考虑的因素有硬度、价格、光泽、耐磨性、耐腐蚀性、易加工程度等）第三章 铁 金属材料
第二节 金属材料
第2课时 物质的量在化学方程式计算中的应用
1.相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出的氢气在同温同压下体积之比为( )
A.1:1 B.1:6
C.2:3 D.3:2
【答案】A
【解析】铝和盐酸、氢氧化钠反应的方程式为：
2Al +6HCl==2AlCl3+3H2↑、2Al +2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑；相同质量的两份铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠反应产生氢气的物质的量相同，同温同压下气体物质的量之比等体积比，故体积比为1:1。
2．在一定温度和压强下，2L气体XY2与1L气体Y2化合，生成2L气体化合物，则该化合物的化学式为( )
A．X3Y B．X3Y2 C．X2Y3 D．XY3
【答案】D
【解析】
根据阿伏加德罗定律及质量守恒定律可知，同温同压下，体积之比等于物质的量之比，而在一个化学反应中，物质的量之比等于化学计量数之比，则有2XY2+ Y2=2L，根据原子守恒，该化合物的化学式为XY3，D项符合题意；
本题答案选D。
3.把10.8gAl放入足量氢氧化钠溶液中完全反应，生成氢气的体积（标准状况下）为( )
A.8.96L B.13.44L
C.2.24L D.6.72
【答案】B
【解析】铝和氢氧化钠反应的方程式为：2Al +2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑
n(Al)=10.8g÷27g/mol=0.4mol;根据反应中各物质物质的量之比等于化学计量数之比得：0.4mol/n(H2)=2/3;则n(H2)=0.6mol,标况下生成氢气体积为0.6mol×22.4L/mol=13.44L。
4．在2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O反应中，生成Cl2体积为11.2L（标况下），则反应中转移电子物质的量为( )
A．1.6mol B． 1mol C．0.5mol D．1.2mol
【答案】B
【解析】根据该化学方程式2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，反应中生成的氯气和转移电子数的关系为：5Cl2----10e-，生成Cl2体积（标况下）为11.2L，则Cl2物质的量为11.2L÷22.4L/mol=0.5mol,转移电子物质的量为1mol,答案选B。
5．把22.4 LCO2通过一定量的固体过氧化钠后收集到16.8L气体(标况下)，则这16.8L气体的质量是( )
A．10g B．15g C．30g D．32g
【答案】C
【解析】根据干信息可得，n(CO2)=22.4L÷22.4L/mol=1mol，反应后气体的物质的量为16.8L÷22.4L/mol==0.75mol。
设参加反应的CO2的物质的量为x，由方程式2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2知，xmolCO2参加反应，生成O2的物质的量为0.5x，则1-x+0.5x=0.75，x=0.5mol，从而得出混合气体中，CO2为0.5mol，O2为0.25mol，因此m(混)= 0.5mol×44g/mol+0.25mol×32g/mol=30g；
6．甲、乙两烧杯中各盛有100mL1.5mol·L-1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入2.7g的铝粉，计算反应结束后生成的气体的体积比是（ ）
A．1：1 B．1：2 C．2：1 D．3：2
【答案】B
【解析】
甲、乙两烧杯中各盛有100mL 1.5mol L 1的盐酸和氢氧化钠溶液，可知HCl和NaOH的物质的量均为1.5mol L 1×0.1L=0.15mol，加入的Al粉质量为2.7g，其物质的量为=0.1mol，再结合2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑分析，甲、乙烧杯中生成的氢气的物质的量，再推断体积比即可。
【详解】
乙两烧杯中各盛有100mL 1.5mol L 1的盐酸和氢氧化钠溶液，可知HCl和NaOH的物质的量均为1.5mol L 1×0.1L=0.15mol，加入的Al粉质量为2.7g，其物质的量为=0.1mol，在甲烧杯2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑中Al粉过量，生成氢气的物质的量为0.15mol×=0.075mol，在乙烧杯2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑中，NaOH过量，生成氢气的物质的量为0.1mol×=0.15mol，则甲、乙两烧杯中生成气体在相同条件下的体积比等于气体的物质的量之比，即为0.075mol：0.15mol=1：2，答案选B。
7．把足量的铁粉投入到硫酸和硫酸铜的混合溶液中，充分反应后，残余固体的质量与原来加入的铁粉质量相等，则原溶液中的H+和SO42-的物质的量之比为( )
A．1：4 B．2：7 C．1：2 D．3：8
【答案】A
【解析】设原溶液中H2SO4和CuSO4的物质的量分别为a和b，Fe + H2SO4= FeSO4+H2↑，Fe + CuSO4= FeSO4+Cu，由题意，56(a+b)=64b，则，c(H+)：c(SO42-)=，选A；故答案为：A。
8．过氧化钠是常见的消毒剂与供氧剂，在呼吸面具中使用时发生反应：2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2.已知NA为阿伏加德罗常数的值，下列有关说法中正确的是( )
A．物质的量均为1mol的Na2O2和Na2CO3所含离子数目均为3NA
B．反应过程中，固体每增重28g转移的电子数目为2NA
C．该反应中，CO2是还原剂
D．44.8LCO2与O2的混合气体中所含氧原子数目为4NA
【答案】A
【解析】
A．过氧化钠由钠离子和过氧根构成，碳酸钠由钠离子和碳酸根构成，所以物质的量均为1mol的Na2O2和Na2CO3所含离子数目均为3NA，故A正确；
B．根据反应方程式每生成1molNa2CO3时固体增重即为1molC原子和1molO原子的质量，为(12g/mol+16g/mol)×1mol=28g，此时有1molCO2参与反应，生成0.5molO2，转移电子数应为1NA，故B错误；
C．CO2化合价没有变化，既不是氧化剂也不是还原剂，故C错误；
D．未注明温度和压强，无法确定气体的物质的量，故D错误；
9．（2020·江苏启东中学高一开学考试）Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应，产生标准状况下的氢气4.48 L，下列推断中不正确的是（ ）
A．参加反应的Mg、Al共0.2 mol
B．参加反应的HCl为0.4 mol
C．Mg、Al在反应中共失去0.4 mol电子
D．若与足量的稀硫酸反应能产生0.2mol H2
【答案】A
【解析】Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应的离子方程式为：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。
【详解】
反应实质为：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。n(H2)＝ ＝0.2 mol，则参加反应的n(H＋)＝0.4 mol。B项正确；若换成足量稀H2SO4，反应实质不变，同样产生0.2 mol H2， D项错误；依据得失电子守恒，由2H＋→H2得电子总数为0.2 mol×2＝0.4 mol，C项正确；根据极值法，0.2 mol Mg提供0.4 mol电子，0.2 mol Al则提供0.6 mol电子，0.2 mol Mg、Al混合物提供的电子数大于0.4 mol小于0.6 mol，A项错误。故本题答案为A。
10．4.6g钠与足量的水发生反应，得到100mL溶液，则所得到溶液的物质的量浓度是( )
A.1mol/L B.2mol/L
C.1.5mol/L D.3mol/L
【答案】B
【解析】根据钠元素守恒：Na------NaOH，n(NaOH)=4.6g÷23g/mol=0.2mol；c(NaOH)=0.2mol÷0.1L=2mol/L。
11．用表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是( )
A．常温常压下，含有的氧原子数为3 NA
B．标准状况下，与足量的反应转移的电子数为3 NA
C．NA个一氧化碳分子和甲烷的质量比为7:4
D．固体溶于1L的水中，所得溶液的物质的量浓度为
【答案】A
【解析】
A．n(O)==3mol，即含有的氧原子数为3 NA，A正确；
B．结合2Fe+3Cl22FeCl3可知，反应消耗3molCl2转移6mol电子，所以标准状况下，(1mol)与足量的反应转移2mol电子，即转移的电子数为2NA，B错误；
C．NA个一氧化碳分子的质量为28g，甲烷的质量=0.5mol×16g/mol=8g，所以NA个一氧化碳分子和甲烷的质量比=28:8=7:2，C错误；
D．未给出溶液的体积，无法准确计算溶质的物质的量浓度，D错误。
答案选A。
12．制取水处理剂ClO2(其部分性质如表所示)的方法之一是利用草酸(H2C2O4)与氯酸钾反应，反应的化学方程式为2KClO3+aH2C2O4+H2SO42ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+bH2O。下列有关该反应的说法不正确的是
密度/(g·L 1) 熔点/℃ 沸点/℃ 水溶性
3.09 59.5 11.0 极易溶解
A．化学方程式中的a=1，b=2
B．草酸只起到还原剂的作用
C．KClO3中只有Cl元素被还原
D．生成标准状况下5.6 L ClO2，转移0.25 mol电子
【答案】D
【解析】
A、由化学方程式中的碳元素守恒可知a=1，由氢元素或氧元素守恒可知b=2，故A说法正确；
B、该反应中的草酸为还原剂，故B说法正确；
C、根据反应方程式KClO3中Cl的化合价由＋5价→＋4价，化合价降低，氯酸钾为氧化剂，故C的说法正确；
D、由表中信息知，标准状况下ClO2为液体，不能直接用22.4L·mol－1，故D说法错误。
13．将等物质的量的金属Na、Mg、Al分别与100mL2mol/L盐酸反应，实验测得生成气体的体积V(已折合为标准状况)与时间t的关系如图所示，则下列说法不正确的是( )
A．x＝2.24
B．反应时，Na、Mg、Al均过量
C．钠的物质的量为0.2 mol
D．曲线b为Mg与盐酸反应的图像
【答案】B
【解析】由于最后生成的气体量相同，所以这些金属置换出的氢气量相等，即等物质的量的三种金属失去了相同数量的电子，而若盐酸过量的话，这些金属失去的电子数因该是不一样的，比值应是1：2：3，故推断出盐酸不可能过量，但可能刚好和Na反应完全，此时Na完全反应而Mg、Al还有剩余，由此分析。
【详解】
A、由于酸不足，所以生成氢气的量为n（H2）＝0.5n（HCl）＝0.5×0.1L×2mol/L＝0.1mol，所以标况下的体积为2.24L，故A正确；
B、Na不可能过量，即使过量也要与溶剂水反应，故B错误；
C、生成0.1mol的氢气需0.2mol的钠，故C正确；
D、按照金属活动性顺序Na＞Mg＞Al可知钠和盐酸反应最激烈，产生相同的氢气需要的时间最少，故中间那条线是Mg与盐酸反应的图像，故D正确；
14．氢化钠(NaH)是一种生氢剂，可发生反应：NaH+H2O=NaOH+H2↑，对这一反应的描述正确的是( )
A．2.4g氢化钠完全反应可产生1.12LH2（标况下 ）
B．生成1 mol H2转移2 mol电子
C．NaOH是还原产物
D．氧化产物和还原产物的质量比是1：1
【答案】D
【解析】
A.2.4g氢化钠物质的量为2.4g÷24g/mol=0.1mol,可产生氢气体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L
B.NaH中H元素的化合价从-1价升至0价，H2O中H元素的化合价从+1价降至0价，生成1mol H2转移1mol电子，B错误；
C. NaH中H元素的化合价从-1价升至0价，H2O中H元素的化合价从+1价降至0价，所以氢气既是氧化产物，也是还原产物，氢氧化钠既不是氧化产物，也不是还原产物，C错误；
D.根据C项分析，以及电子得失守恒可知氧化产物和还原产物的物质的量之比是1：1，质量比是1：1，D正确；
15．近年来，科技人员研究得到一种新型材料——泡沫铝。它是把发泡剂加到熔融或固体粉末的铝合金中而制成的，其优点是硬度高、密度小(约为0.16～0.5 g/cm3)，比木材还轻，可浮于水面，又有很大刚性，且隔音、保温，是一种良好的建筑材料和轻质材料，可大批量投放市场。回答下列问题：
(1)铝制成铝箔用于食品包装，是利用它的__________(填序号)。
A．金属光泽 B．延展性C．导电性 D．导热性
(2)铝在空气中会被氧化生成一层致密的氧化膜(氧化物)而对铝起保护作用，但这层氧化膜(氧化物)遇到强酸或强碱都会溶解，请写出其与盐酸反应的离子方程式：_________。与氢氧化钠溶液反应的化学方程式： _________。
(3)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，相同条件下所得H2的体积之比为______。
(4)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者恰好完全反应且产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是__________。
【答案】B Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O 1∶1 3∶1
【解析】(1)将铝制成铝箔用于食品包装，是利用了铝的延展性。
(2)氧化铝为两性氧化物，可与酸或强碱反应生成盐和水，其与盐酸反应的离子方程式为Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O，与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O。
(3)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，反应中铝失去电子的物质的量相等，根据得失电子守恒可知相同条件下生成H2的体积之比为1∶1。
(4)铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式分别是2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，因此当二者产生的H2相等时，HCl和NaOH的物质的量之比是6∶2＝3∶1，盐酸和NaOH溶液的体积相同，故HCl和NaOH的物质的量浓度之比为3∶1。
16．i.完成该化学方程式：KClO3+HCl(浓) →KCl+ ClO2↑+ Cl2↑+H2O_____________。
ii.用2.7g铝和过量200mL浓度为2mol/L的盐酸反应，回答下列问题：
(1)反应消耗_______mol HCl；
(2)在标准状况下产生的气体体积为_______升；
(3)溶液中生成物的物质的量浓度为________。(假设反应后溶液体积不变)
【答案】2KClO3+4HCl(浓) =2KCl+ 2ClO2↑+ Cl2↑+2H2O 0.3 3.36 0.5mol/L
【解析】
i．根据同种元素发生氧化还原反应（归中反应）时，化合价变化规律“只靠拢不交叉”分析可知，反应中KClO3中+5价Cl，降低到ClO2中+4价的氯，HCl中的-1价氯，升高到氯气中0价的氯，还有部分-1价氯没有变价；根据化合价升降总数相等，原子守恒，得到配平后的方程式为：2KClO3+4HCl(浓) =2KCl+ 2ClO2↑+ Cl2↑+2H2O；
故答案为：2KClO3+4HCl(浓) =2KCl+ 2ClO2↑+ Cl2↑+2H2O；
ⅱ．2.7g铝的物质的量为0.1mol，根据化学方程式2Al+6HCl =2AlCl3+ 3H2↑，求得消耗的氯化氢为0.3mol，产生的氢气为0.15mol，生成氯化铝为0.1mol，则：
(1)反应消耗0.3mol HCl；
(2)在标准状况下产生的氢气体积为0.15mol×22.4L/mol=3.36L；
(3)溶液中氯化铝的物质的量浓度为0.1mol/0.2L=0.5mol/L；
故本题答案为：0.3；3.36；0.5mol/L。
【点睛】
根据化学方程式求算未知量时要注意：(1)化学方程式所表示的是纯净物之间的关系，因此不纯物质必须换算成纯净物的量再进行计算. (2)在所列比例式中，同一物质上下单位要一致，不同物质左右要对应，此为易错点。
17． 2019年8月，第二届全国青年运动会在我省举办，运动员的住所要经常用“84消毒液”（有效成分NaClO）进行清洁。请计算：用112L氯气（标准状况下）制备“84消毒液”，至少需要NaOH的质量是多少
【答案】400g
【解析】
氯气与NaOH溶液发生反应：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，标准状况下112L氯气的物质的量为=5mol，根据方程式可知至少需要10molNaOH，其质量为10mol40g/mol=400g。第三章 铁 金属材料
第二节 金属材料
第2课时 物质的量在化学方程式计算中的应用
能基于物质的量认识化学变化；
运用物质的量及相关物理量根据化学方程式进行简单计算，感受定量研究对化学科学的重要作用。
【内容分析】
本节内容包括"金属材料"和"物质的量在化学方程式计算中的应用"两部分内容。教材按照"铁合金→铝和铝合金→新型合金"的顺序介绍了金属材料。在第二章的第三节"物质的量"里，教材介绍了摩尔、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等基本概念，为了分散学习难点，把"物质的量在化学方程式计算中的应用"安排在本节里。
教材在这一节的最后安排了物质的量在化学方程式中的应用，利用方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比，通过一个例题把在第二章里学习的物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等知识应用化学方程式的计算中，分散了第二章集中学习物质的量及相关概念的难点。
【教学重点和难点】
重点∶物质的量在化学方程式计算中的应用。
难点∶物质的量在化学方程式计算中的应用。
【教学流程】
【引入】物质是由原子、分子、离子等粒子构成的,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出化学反应中粒子之间的数目关系。
【学习任务一】以H2和O2反应为例，从物质的量角度认识化学方程式的意义。
活动1：宏观（质量关系）视角
活动2：微观（微粒数目）视角
【结论】化学反应中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比。
【学习评价】练习1（练习素材）
【过渡】物质的量(n)、摩尔质量(M)、物质的量浓度(c)、气体摩尔体积(Vm)应用于化学方程式计算时，对于定量研究化学反应中各物质之间量的关系会更加方便。
【复习回顾】物质的量与各物质之间的关系
物质的量 (n )、 摩尔质量 (M )、 物质的量浓度 (c)和气体摩尔体积 (m)应用于化学方程式进行计算时 ,对于定量研究化学反应中各物质之间量的关系会更加方便。
【学习任务二】学会应用物质的量进行化学方程式的计算
【例题】25O mL2mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反应。计算:
(1)参加反应的铁屑的物质的量;
(2)生成的H2的体积 (标准状况)。
【分析 】根据硫酸的体积和H2SO4的物质的量浓度求算可计算出参加反应的H2SO4的物质的量。然后根据化学反应中各物质之间的化学计量数之比,计算出参加反应的铁屑的物质的量和生成的H2的体积。
解：n(H2SO4)=cV=0.25L×2mol/L=0.5mol
（1）Fe + H2SO4 === FeSO4 + H2
1 1
n(Fe) 0.5mol
1/1=n(Fe)/0.5mol; n(Fe)=0.5mol
（2）Fe + H2SO4 === FeSO4 + H2
解法一： 1 1
0.5mol n(H2)
1/1=n(H2)/0.5mol; n(H2)=0.5mol ;
标况下，V(H2)=n(H2)×22.4L/mol=0.5mol×22.4L/mol=11.2L
（2）Fe + H2SO4 === FeSO4 + H2
解法二： 1 mol 22.4L
0.5mol V(H2)
1mol/0.5mol=22.4L/V(H2); V(H2)=11.2L ;
答：（1）参加反应的铁屑物质的量为0.5mol；
（2）标准状况下，生成H2体积为11.2L。
【变式】【例题】25O mL2mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反应。
若求算生成的H2的质量，还可以怎样列关系式？
Fe + H2SO4 === FeSO4 + H2
1 mol 2g
0.5mol m(H2)
1mol/0.5mol=2g/m(H2); m(H2)=1g ;
【设计意图】通过例题的讲解，重点让学生掌握怎么通过化学方程式求算有关物理量，解题的关键——反应中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比，利用其它物理量列比例关系时必须注意：①左右物理量关系要成比例；②上下单位（物理量）要相一致。
【总结】
利用化学方程式进行计算的步骤：
审题并设有关物理量（n、m、V）
写出正确的化学方程式
在方程式有关物质的化学式下方标出相关物理量
注意：注意左右比例相当，上下单位一致
列出正确比例式求解
【学习评价】练习2
【学习任务三】化学计算中常用的方法
关系式法
化学计算的依据是物质之间量的比例关系，这种比例关系通常可从化学方程式或化学式中得到。
例如：2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2 ；有关Al和NaOH、H2的反应比例关系为：
2Al------2NaOH----------3H2
【过渡】有些反应很复杂，或者如已知和待求物之间是靠很多个反应来联系的，这时直接确定已知量和未知量之间的比例关系求解。如何快速确定已知量和未知量之间的关系式呢？
已知量与未知量之间关系式的确定常用方法
守恒法的应用
质量守恒：反应前后元素的原子个数守恒；
例如：2.3g金属钠通过多步反应完全转化为_______molNa2CO3。
列关系式： 2Na-----Na2CO3
得失电子守恒：氧化剂得电子数目等于还原剂失电子数目。
例如：由金属铝或碱反应制备H2，根据得失电子守恒确定关系式：2Al---3H2
电荷守恒：
电解质溶液中，阴离子所带负电荷总数等于阳离子所带正电荷总数；
离子方程式中，反应物所带电荷总数等于生成物所带电荷总数且电性相同。
【学习评价】练习3、4
【练习素材】
1、2.3g的金属钠放入足量水中，若所得溶液体积为VL,则溶液中含溶质的浓度为___________;含Na+数目为____________。
【答案】
2、标准状况下，2.7g铝与足量的盐酸反应生成aL的氢气，化学方程式比例关系正确的是（ ）
【答案】C
3、(P80教材习题6）相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出的氢气在同温同压下体积之比为( )。
A.1:1 B.1:6
C.2:3 D.3:2
【答案】A
4、(教材P80练习与应用10）把5.4gAl放入足量氢氧化钠溶液中完全反应，计算生成氢气的体积（标准状况下）。(共17张PPT)
第三章 铁 金属材料
第二节 金属材料
第2课时 物质的量在化学方程式中的应用
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。
【学习任务一】从物质的量的角度认识化学方程式的意义。
化学计量数之比
2 ： 1 ： 2
物质的量之比
2mol ： 1mol ： 2mol
质量之比
4g ： 32g ： 36g
宏观（质量关系）角度：
化学计量数之比
2 ： 1 ： 2
物质的量之比
2mol ： 1mol ： 2mol
粒子数之比
2 ： 1 ： 2
扩大6.02×1023倍
2×6.02×1023 ： 6.02×1023 ：2×6.02×1023
微观（微粒数目）角度：
结论：
化学方程式中各种物质的化学计量数等于各物质的物质的量之比。
【学习评价一】
2.3g的金属钠放入足量水中，若所得溶液体积为VL,则溶液中含溶质的浓度为___________;含Na+数目为____________。
解析：求出Na的物质的量,根据反应中各物质的物质的量之比等于化学计量数之比。
n(Na)=m/M=2.3g÷23g/mol=0.1mol
n(Na)
n(NaOH)
=1
n(NaOH)=0.1mol
c(NaOH)=0.1mol/VL=1/10Vmol/L
N(Na+)=0.1×6.02×1023=6.02×1022
物质的量 (n )、 摩尔质量 (M )、 物质的量浓度 (c)和气体摩尔体积 (m)
应用于化学方程式进行计算时 ,对于定量研究化学反应中各物质之间量的关系会更加方便。
【例题 】 250 mL2mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反 应。
计算:
(1)参加反应的铁屑的物质的量;
(2)生成的H2的体积 (标准状况 )。
【分析】根据硫酸的体积和H2SO4的物质的量浓度,可计算出参加反应的H2SO4的物质的量。然后根据化学反应各物质之间的化学计量数之比,计算出参加反应的铁屑的物质的量和生成的H2的体积。
【学习任务二】学会应用物质的量进行化学方程式计算。
(1) Fe + H2SO4 =FeSO4 + H2↑
1 1
【解 】参加反应的H2SO4的 物质的量为:0.25L×2mol/L=0.5mol
n(Fe) 0.50mol
【例题 】 250 mL2mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反 应。
计算:(1)参加反应的铁屑的物质的量;
化学反应各物质的物质的量之比等于化学计量数之比
【例题 】 250 mL2mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反 应。
(2)生成的H2的体积 (标准状况 )。
【解 】参加反应的H2SO4的 物质的量为:0.25L× 2mol/L=0.5mol
(2) Fe + H2SO4 =FeSO4 + H2↑
1 1
0.50mol n（H2)
n（H2）
0.5mol
n（H2）=0.5mol
标况下，V（H2）=n·Vm=0.5mol×22.4L/mol=11.2L
解法一：先求出n(H2),再求V（H2）。
1mo1 1mol
0.50mol
(2)Fe + H2SO4 =FeSO4+H2↑
【例题 】 250 mL2mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反 应。
计算:(2)生成的H2的体积 (标准状况 )。
22.4L
1、可以用质量，气体体积，物质的量等物理量表示，左右相当。
V(H2)
2、上下单位（物理量）一致
解法二：
补充：若求算生成的H2的质量，还可以怎样列关系式。
【例题 】 250 mL2mol/L的硫酸与足量的铁屑完全反 应。
1mo1
0.50mol
(2)Fe + H2SO4 =FeSO4+H2↑
m(H2)
2g
m(H2)=1g
2g
m(H2)
【总结】
1、化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比。
2、利用化学方程式进行计算的步骤：
（1）审题并设有关物理量（n、m、V）
（2）写出正确的化学方程式
（3）在方程式有关物质的化学式下方标出相关物理量
注意：注意左右比例相当，上下单位一致
（4）列出正确比例式求解
【学习评价】
A、2Al+ 6HCl =2AlCl3 +3 H2↑
2mol 67.2L
2.7g aL
1、标准状况下，2.7g铝与足量的盐酸反应生成aL的氢气，化学方程式比例关系正确的是（ ）
B、2Al+ 6HCl =2AlCl3 +3 H2↑
27g 22.4L
2.7g aL
C、2Al+ 6HCl =2AlCl3 +3 H2↑
54g 67.2L
2.7g aL
D、2Al+ 6HCl =2AlCl3 +3 H2↑
54g 3mol
2.7g aL
C
【学习任务三】化学计算中常用的方法
1、关系式法
化学计算的依据是物质之间量的比例关系，这种比例关系通常可从化学方程式或化学式中得到。
例如：2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2 ；
有关Al和NaOH、H2的反应比例关系为：
2Al----2NaOH-----3H2
有些反应很复杂，或者如已知和待求物之间是靠很多个反应来联系的，这时直接确定已知量和未知量之间的比例关系求解。如何快速确定已知量和未知量之间的关系式呢？
（3） 电荷守恒：
电解质溶液中，阴离子所带负电荷总数等于阳离子所带正电荷总数；
离子方程式中，反应物所带电荷总数等于生成物所带电荷总数且电性相同。
已知量与未知量之间关系式的确定常用方法
（1）质量守恒：反应前后元素的原子个数守恒；
例如：2.3g金属钠通过多步反应完全转化为_______molNa2CO3。
列关系式：
2Na-----Na2CO3
（2）得失电子守恒：氧化剂得电子数目等于还原剂失电子数目。
例如：由金属铝或碱反应制备H2，根据得失电子守恒确定关系式：
2Al---3H2
2、守恒法的应用
2.(P80教材习题6）相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出的氢气在同温同压下体积之比为( )。
A.1:1 B.1:6
C.2:3 D.3:2
A
【学习评价】
3.(教材P80练习与应用10）把5.4gAl放入足量氢氧化钠溶液中完全反应，计算生成氢气的体积（标准状况下）。
列关系式：
2Al-------3H2
5.4g
54g
67.2L
V(H2)
解：设生成生成氢气（标准状况下）的体积为V(H2)
5.4g
54g
67.2L
V(H2)
=
V(H2)=6.72L
答：生成氢气（标准状况下）的体积为6.72L。
