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第二节 金属材料
内容概览
01 竞赛技巧总结 核心策略精讲，高效解题通法提炼
02 技巧针对训练 专项能力突破，弱点题型强化攻坚
03 综合培优精练 高阶思维拓展，综合问题融合演练
04 竞赛真题精练 实战命题解密，赛场节奏模拟特训
竞赛技巧1 合金的基本概念与分类、性质
1.定义
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混合物。合金一定含金属元素，可能含非金属（如钢中的碳），且具有金属键结合的特性。
2．组成
①合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。
②合金是混合物，不是化合物。
③在合金中各组成成分元素的化合价大都为0价
3.分类
（1）按组成元素：二元合金（如黄铜 Cu-Zn）、三元合金（如硬铝 Al-Cu-Mg）。
（2）按结构类型：
①固溶体：溶质原子嵌入溶剂晶格，分为置换固溶体（如 Cu-Ni 合金）和间隙固溶体（如 Fe-C 合金））。
②金属间化合物：具有确定组成和晶体结构，如 Mg Pb（正常价化合物）、Cu Au（有序合金）。
③机械混合物：两种或多种相混合，如 Pb-Sn 共晶合金。
4.特性
①熔点：低于各成分金属（如 Na-K 合金常温为液态）。
②硬度与强度：通常高于纯金属（如硬铝合金强度接近钢材）。
③耐腐蚀性：如不锈钢含 Cr 形成钝化膜。
④导电性与导热性：通常低于纯金属。
5. 形成条件:两种金属形成合金需满足熔点范围重叠，否则无法熔合，即各成分金属需在同一温度区间内熔化（若A金属熔点＞B金属沸点，则无法形成合金）。
6.物理性质：合金具有许多优良的物理或机械性能，在许多方面不同于各成分金属。
（1）硬度：合金的硬度一般大于成分金属，原因：改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层间的相对滑动变得困难。
（2）熔点：合金的熔点多数低于成分金属，原因：熔点的高低由物质内部微粒间作用力的大小决定，同一种金属原子间以金属键结合，作用力强，熔点高;当外来原子进入该晶体的时候，金属键遭到破坏，金属内部出现排列混乱的状态，这时整体金属内能增大，导致熔点降低。
7．合金的电学性质
（1）合金容易形成原电池
（2）腐蚀速率：①一般合金比纯金属易被腐蚀；②不锈钢：不易被腐蚀。
8．合金性能的影响因素
（1）元素的种类，Cr/Ni提升不锈钢耐腐蚀性。
（2）元素含量，含碳量↑ → 钢硬度↑、韧性↓。
（3）生成合金的条件，熔合温度、冷却速度影响晶体结构。
9.合金的结构
（1）固溶体结构
①置换固溶体：溶质原子替代溶剂原子，需满足原子半径差＜15%、电负性相近等条件。
②间隙固溶体：溶质原子（如 C、N）填入溶剂晶格间隙，显著提高硬度（如钢）。
（2）金属间化合物
①电子化合物：如 CuZn（电子浓度 3/2），结构由价电子数决定。
②拉夫斯相：如 MgCu2，原子半径比 rA/rB≈1.225 时形成。
③间隙化合物：如 Fe C，非金属原子填入过渡金属晶格间隙，硬度极高。
（3）共晶相图与共晶反应
①共晶反应：一定成分的液相在恒温下同时析出两种固相，如 Pb-Sn 相图中 L→α+β。
②组织形态：共晶合金室温下为层状共晶体，亚共晶 / 过共晶合金含先共晶相和共晶体。
③杠杆定律：计算相组成比例，如某合金在共晶温度下液相与固相的质量比。
竞赛技巧2 常见合金的成分与应用
一、铁合金
1．合金元素：主要是铁和碳
2．铁合金分类：根据含碳的不同分类
（1）生铁：含碳量2%~4.3%，硬度大，抗压、性脆、韧性差
（2）钢：含碳量0.03%~2%，硬度小，延展性好、韧性好、机械性能好
（3）生铁和钢的比较
生铁 钢
含碳量 2%～4.3% 0.03%～2%
性能特征 硬度大、抗压、性脆、可铸造成型 有良好的延展性、机械性能好、可以锻轧和铸造
主要应用 制造机座、管道等 制造机械和交通工具等
3．钢的分类
（1）碳素钢
①低碳钢：韧性、焊接性好，但硬度低，用于制造钢板、钢丝和钢管等
②中碳钢：硬度高，韧性及加工性好，用于制造钢轨、车轮和建材等
③高碳钢：硬而脆，热处理后弹性好，用于制造器械、弹簧和刀具等
（2）合金钢（特种钢）
①形成：在碳素钢中适量加入合金元素，使钢的组织机构发生变化
②性能：强度、硬度大，可塑性、韧性好，耐磨，耐腐蚀等
③不锈钢：合金元素主要是铬（Cr）和镍（Ni），在大气中比较稳定，不易生锈，抗蚀能力强，常用于制造医疗器械、厨房用具和餐具，以及地铁列车的车体等。
二、铝合金
1．形成：向铝中加入少量合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等，可制成铝合金。
2．硬铝合金
（1）组成：含Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%。
（2）性能：密度小、强度高、具有较强的抗腐蚀能力。
（3）用途：制造飞机和宇宙飞船。
3.镁铝合金：制造飞机和宇宙飞船的理想材料
三、新型合金
种类 储氢合金 钛合金 耐热合金 形状记忆合金
应用 用于以H2为燃料的汽车 制造耐压球壳 制造喷气式飞机发动机叶片 制造航天器天线
1．储氢合金
（1）概念：可逆吸收/释放H2，用于氢能源存，储能够大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物的材料。
（2）实用性要求
①储氢量大。
②金属氢化物容易形成，稍微加热容易分解。
③室温下吸、放氢速率快。
（3）代表物：Ti-Fe合金，La-Ni合金
2．钛合金:Ti-Al-V，强度高、耐蚀性好、耐热性高。主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件和医疗。
3.形状记忆合金:如 Ni-Ti 合金，是通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有形状记忆效应的由两种以上金属元素所构成的材料。形状记忆合金是形状记忆材料中形状记忆性能最好的材料。
4.耐热合金:是在高温使用环境条件下，具有组织稳定和优良力学、物理、化学性能的合金。包括耐热钢、耐热铝合金、耐热钛合金、高温合金、难熔合金等。耐热合金在高温下具有一定拉伸、蠕变、疲劳性能、物理、化学性能和工艺性能。
竞赛技巧3 铝及其化合物
一、铝
1．铝的存在：铝是地壳中含量最多的金属元素。在自然界中铝元素全部以化合态的形式存在，以铝土矿的形式存在，主要成分是Al2O3，含少量Fe2O3和SiO2。
2．金属铝的物理性质
银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度较小，质地柔软。
3．金属铝的化学性质
（1）铝与氧气的反应
①铝粉可以在纯氧中燃烧，发出耀眼的白光，生成氧化铝，4Al＋3O22Al2O3。
②常温下铝在空气中极易与氧气反应，表面生成一层致密的薄膜，能阻止氧气与铝进一步反应。
（2）铝与氯气、硫的反应：2Al＋3Cl22AlCl3、2Al＋3SAl2S3
（3）铝与酸的反应——【实验3-4】
实验装置
实验原理 Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O；2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
实验用品 盐酸、铝片；试管、酒精灯、木条。
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。观察实验现象。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 开始无现象，一段时间后铝片逐渐溶解，然后冒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，可听到爆鸣声，后气体燃烧发出淡蓝色火焰
实验结论 氧化铝和铝均能和盐酸反应。
实验说明 铝片表面有一层致密的保护膜氧化铝，可以与盐酸发生反应：Al2O3+6HC1=2A1C13+3H20,这个阶段没有气体生成；随着反应的进行，保护膜氧化铝逐渐减少，铝单质直接与盐酸接触，发生反应：2A1+6HC1=2A1C13+3H2↑。因此，铝片 与盐酸刚开始反应时没有气泡产生，一段时间后，当铝与盐酸反应产生氢气、且氢气将试管中空气排净后，即可用点燃的木条检验氢气。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。
说明：Al常温下遇冷的浓硫酸、浓硝酸会发生钝化。
（4）铝与强碱溶液的反应——【实验3-5】p76
实验装置
实验原理 2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑；Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]
实验用品 NaOH溶液、铝片；试管、酒精灯、木条。
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（除去表面的氧化膜）的一小块铝片。观察实验现象。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？
实验现象 用砂纸打磨过的铝片表面立即剧烈反应，有大量气泡产生，试管壁有发热现象。未经打磨过的铝片刚开始反应较慢，后逐渐加快，产生大量气泡，试管壁有发热现象。一段时间后，将点燃的木条放在两支试管口，均可听到爆鸣声，后两试管气体均燃烧发出淡蓝色火焰
实验结论 铝表面的Al2O3可溶于NaOH溶液；Al可与强碱溶液反应生成氢气
实验说明 用砂纸打磨过的铝片已擦除表面的保护膜氧化铝，铝单质与氢氧化钠溶液直接接触。该反应分为两步，第一步是铝与水反应：2A1+6H20=2A1(OH)3+3H2↑，由于生成的氢氧化铝为难溶物，会附着在铝表面，阻止反应进一步发生，因而铝和水的反应进行程度很小。第二步是氢氧化铝与氢氧化钠反应：Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]。由于氢氧化铝为两性氢氧化物，与强碱可以反应，氢氧化铝被消耗促进了第一步反应的继续进行，两步加起来就是总的方程式：2A1+2NaOH+6H20=2Na[A1(OH)4]+3H2↑。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。 未打磨的铝片表面有一层致密的保护膜氧化铝，由于氧化铝为两性氧化物既能与酸反应，又能与碱反应，因此，将其放入氢氧化钠溶液中后，铝片上的氧化铝先与氢氧化钠反应：Al2O3+2NaOH+3H20=2Na[A1(OH)4],氧化铝逐渐减少，铝单质露置于氢氧化钠溶液中，发生反应：2A1+2NaOH+6H20=2Na[A1(OH)4]+3H2↑。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。
（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，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；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：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3
原理应用 ①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等， 3MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3； ②金属焊接，如野外焊接钢轨等
4.铝的制备和用途
（1）制备原理：铝土矿Al2O3Al，电解熔融Al2O3：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。
【特别提醒】工业上冶炼Al用电解熔融Al2O3而不用AlCl3的原因：AlCl3是共价化合物，熔融态不导电。
（2）铝的用途：纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等，铝还用作还原剂。
二、氧化铝
1.物理性质：白色固体，难溶于水，熔点很高。
2.化学性质——两性氧化物
（1）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，叫两性氧化物。
（2）氧化铝是一种两性氧化物，既能与酸(如盐酸)反应，又能与碱(如NaOH溶液)反应。
①与盐酸反应：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O，Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
②与NaOH溶液反应：Al2O3+2NaOH＋3H2O=2Na[A1(OH)4]+H2O，Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[A1(OH)4]-
【易错警示】这里的酸碱是指强酸、强碱。
3.用途：①作耐火材料②冶炼铝的原料
4.制备：Al(OH)3加热分解：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
三、氢氧化铝
1.物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。
2.化学性质——两性氢氧化物
Al(OH)3的电离方程式为
酸式电离：Al(OH)3＋H2O[A1(OH)4]-＋H＋
碱式电离：Al(OH)3Al3＋＋3OH－
①与酸反应：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
②与碱反应：Al(OH)3＋OH－===[A1(OH)4]-
③受热分解：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
【总结归纳】既能与酸反应又能与碱反应的物质：①弱酸的铵盐，如：NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；②弱酸的酸式盐，如：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；③氨基酸；④铝及铝的氧化物、氢氧化物。
3.用途①制药（治疗胃酸过多） ②净水作用
4.制备Al(OH)3的三种方法
①向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。
②NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为[A1(OH)4]-＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO。
③可溶性铝盐和偏铝酸盐水溶液中混合：3[A1(OH)4]-＋Al3＋===4Al(OH)3↓。
竞赛技巧4 物质的量在化学方程式计算中的应用
一、根据化学方程式进行计算的基本步骤
1.物质的量与其他物理量之间的计算公式
2.化学方程式中的定量关系
化学方程式 2CO+O22CO2
化学计量数之比 2∶1∶2
物质微粒数之比 2∶1∶2
扩大NA倍之后 2NA∶NA∶2NA
物质的量之比 2 mol∶1 mol∶2 mol
标准状况下体积之比 44．8 L∶22．4 L∶44．8 L
相同状况下体积之比 2∶1∶2
结论：化学方程式中各物质的化学计量数之比等于粒子个数之比，也等于各物质的物质的量之比。
3.物质的量应用于化学方程式计算类的解题步骤
①“审”：审清题目条件和题目要求。
②“设”：设出的未知数直接用各物理量的符号表示，并且不带单位。
③“写”：依据题意写出并配平化学方程式。
④“标”：在化学方程式中有关物质的化学式下面标出已知物质和所求物质有关物理量的关系，并代入已知量和未知量。比较复杂的数量关系可先化简。
⑤“列”：将有关的几个量列出比例式。
⑥“解”：根据上述比例式求解未知数。
⑦“答”：根据题目要求简明地写出答案。
4.计算过程中的注意事项
（1）书写规范：各种符号的书写要规范，大写字母与小写字母的意义各不相同。如“M”表示摩尔质量，而“m”表示质量，“N”表示微粒数，而“n”表示物质的量。
（2）符号规范
①设未知数直接用各物理量的符号表示，且要注明物质(或粒子)的符号。如设参加反应HCl溶液的体积为V[HCl(aq)]。
②各物理量及单位、物质的名称、公式等尽量用符号表示。如已知NaOH溶液的体积和物质的量浓度，求NaOH溶液的质量时就写成：m(NaOH)=c(NaOH)×V[NaOH(aq)]×M(NaOH)。
（3）单位规范：把已知量代入计算式中计算时都要带单位且单位要统一。
二、常用计算方法
1.关系式法：
（1）含义：关系式法是一种巧妙利用已知量与未知量之间关系进行解题的一种方法，一般适用于多步进行的连续反应，因前一个反应的产物是后一个反应的反应物，可以根据中间物质的传递关系，找出原料和最终产物的相应关系式。它是化学计算中的基本解题方法之一，利用关系式法可以将多步计算转化为一步计算，免去逐步计算中的麻烦，简化解题步骤，减少运算量，且计算结果不易出错，准确率高。
（2）关系式法类型：
①纵向关系式：经过多步的连续反应，即后一反应的反应物为前一反应的生成物，采用“加合”，将多步运算转化为一步计算
②横向关系式：几种不同物质中含相同的量，根据该量将几种不同物质直接联系起来进行运算。有多个平行的化学反应即多个反应的生成物有一种相同，根据这一相同的生成物，找出有关物质的关系式，依此关系式进行计算可简化运算过程。
（3）关系式法解题步骤：
①写出各步反应的化学方程式；
②根据化学方程式找出作为中介的物质，并确定已知物质、中介物质、所求物质之间的量(质量、物质的量或相同条件下气体的体积)的关系；
③确定已知物质和所求物质之间的量的关系；
④根据所确定的已知物质和所求物质之间的量的关系和已知条件进行计算。
2.守恒法
（1）含义：所谓“守恒”就是物质在发生“变化”或两物质在发生“相互作用”的过程中某些物理量的总量保持“不变”。在化学变化中的各种各样的守恒，如质量守恒、元素守恒、原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒、能量守恒等。利用化学反应前后某些量之间的等量关系，推理得出正确答案的方法称为守恒法。仔细挖题目中隐含的等量关系是守恒法解题的关键。
（2）守恒法有如下三种类型：
①质量守恒法：宏观特征：反应前后质量守恒；微观特征：反应前后各元素的原子个数守恒。
②电荷守恒法：溶液中阴、阳离子个数不一定相等，但正负电荷总数相等。离子方程式中，反应物所带电荷总数与生成物所带电荷总数相同且电性相同。
③得失电子守恒：氧化还原反应中，氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等。
（3）守恒法一般解题步骤如下：
①明确题目要求解的量；
②根据题目要求解的量，分析反应过程中物质的变化，找出守恒类型及相关的量；
③根据守恒原理，梳理出反应前后守恒的量，列式求解。
3.差量法(差值法)
（1）含义：差量法是指根据化学反应前后有关物理量发生的变化，找出“理论差量”。这种物理量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。用差量法解题时先把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟实际差量列成比例，然后求解。
（2）差量类型①气体体积差量②气体质量差量③液-液质量差量④固-液质量差量⑤气-液质量差量⑥气-固质量差量⑦溶解度差量。
（3）差量法(差值法)解题步骤
①表示出理论差值及相应反应物、生成物对应的物理量(注意不同物质的物理量及单位间的对应关系)；
②表示出实际差值并写在相应位置(注意应将理论差值与实际差值写在化学方程式最右侧)；
③根据比例关系建立方程式并求出结果。
【特别提醒】①x、y可表示物质的质量、物质的量、气体体积等,因而差量可指质量之差(△m)物质的量之差(△n)或气体体积之差(△V)等。
②分清“差量”是增还是减.在较复杂的情况,存在多个反应,可能差量的增减方向并不一致,这就要取其代数和.若方向相同,则总差量等于各个分差量之和。
③正确分析形成差量的原因,找出对应的根据方程式得出的“理论差量”是差量法解题的关键。
竞赛技巧1 合金的基本概念与分类、结构、性质
1.拟晶(quasicrystal)是一种具有凸多面体规则外形但不同于晶体的固态物质。Al65Cu23Fe12是目前发现的几百种拟晶之一，具有合金的某些优良物理性能。下列有关该拟晶的说法中错误的是
A．Al65Cu23Fe12可用做长期浸泡在海水中的材料
B．Al65Cu23F12中三种金属的化合价均可视为零
C．Al65Cu23Fe12的硬度可能比金属Al、Cu、Fe都大
D．1 mol Al65Cu23Fe12溶于过量的硝酸时共失去277 mol电子
【答案】A
【解析】A．拟晶具有合金的某些性能，将它浸泡于海水中，能够形成原电池，加速其腐蚀，故A错误；B．拟晶Al65Cu23Fe12是由三种金属元素组成，由于金属无负价，根据化合价代数和为0的原则，三种金属的化合价均可视作零价，故B正确；C．Al65Cu23Fe12具有合金的优良物理性能，故其也具有硬度大，熔点低的特点，故C正确；D．溶于过量稀硝酸时，Al与Fe均变为+3价，Cu变为+2价，故1molAl65Cu23Fe12失电子为65×3+23×2+12×3=277mol，故D正确；故选A。
2.汉·陈琳《武军赋》：“铠则东胡阙巩，百炼精钢”。下列说法正确的是
A．钢是合金，合金是指含有两种或两种以上金属的混合物
B．铁与水蒸气反应会生成黑色固体FeO固体
C．一般合金的熔点低于成分金属，硬度大于成分金属
D．铁是比较活泼的金属，自然界中不存在游离态的铁
【答案】C
【解析】A．合金是金属与金属或金属与非金属的混合物，而选项A限定“两种或两种以上金属”，忽略了非金属成分（如钢中含碳），A错误；B．铁与水蒸气高温反应生成的是Fe3O4（黑色固体），不是FeO，B错误；C．合金的熔点通常低于成分金属，硬度高于成分金属（如钢比铁硬），C正确；D．铁在自然界中主要以化合态存在，但陨铁中含游离态铁，因此“不存在游离态”的说法不严谨，D错误；故答案为：C。
竞赛技巧2 常见合金的成分与应用
3.下列关于合金的说法错误的是
A．不锈钢是一种常见的合金
B．我国使用最早的合金是铝合金
C．广泛应用于合金生产的稀土元素都位于元素周期表的长周期
D．储氢合金的应用可以解决氢气的安全储存和运输问题
【答案】B
【解析】A．不锈钢是铁与铬、镍等元素的合金，A正确；B．我国使用最早的合金是青铜（铜锡合金），而非铝合金，B错误；C．稀土元素位于周期表ⅢB族，如镧系中部分元素，以及钪、钇等，均位于周期表中的长周期，C正确；D．氢是重要而洁净的能源，储氢合金通过吸附氢气安全有效地解决储存和运输问题，D正确；故选B。
2.下列关于新型合金材料说法错误的是
A．镧镍合金能大量吸收形成金属氢化物，可作储氢材料
B．钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼的材料
C．形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状
D．钾钠合金具有还原性，故可用作原子反应堆的导热剂
【答案】D
【解析】A．储氢材料是一类能可逆地吸收和释放氢气的材料，镧镍合金能大量吸收形成金属氢化物，是目前解决氢气的储存和运输问题的材料，A正确；B．钛合金与人体有很好的相容性，且性质稳定，抗腐蚀性强，故可用来制造人造骨骼，B正确；C．形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状，C正确；D．在反应堆中，不能使用水来传递堆芯中的热量，因为它会减缓中子的速度，钾钠合金常温下为液态，可用作原子反应堆的导热剂，与其还原性无关，D错误；故选D。
竞赛技巧3 铝及其化合物
5.（2016高二·广东·竞赛）下列关于Al及其化合物的说法中，正确的是
A．Al2O3 可与水反应生成Al(OH)3 B．铝是人类使用最早的金属之一
C．Al2O3 是碱性氧化物 D．Al(OH)3沉淀可以溶于氢氧化钠溶液
【答案】D
【解析】A．Al2O3与水不反应，A项错误；B．Al化学性质活泼，冶炼Al单质比较困难，Al使用较晚，B项错误；C．Al2O3是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，属于两性氧化物，C项错误；D．Al(OH)3属于两性氢氧化物，可以与NaOH溶液反应生成可溶于水的Na[Al(OH)4]，D项正确；答案选D。
6.（2019高一上·云南曲靖·竞赛）美国“海狼”潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金（单质钠和单质铝熔合而成）作载热介质，有关说法不正确的是（ ）
A．铝钠合金的熔点低于组成金属
B．铝钠合金若投入一定的水中可得无色溶液，则n(Al)≤n(Na)
C．铝钠合金投入到足量氯化铜溶液中，肯定有氢氧化铜沉淀也可能有铜析出
D．mg不同组成的铝钠合金投入足量盐酸中，若铝的质量分数越小，则放出的H2越多
【答案】D
【解析】A．合金熔点规律低于成分金属熔点，所以铝钠合金的熔点降低，故A正确；B．铝钠合金若投入一定的水中可得无色溶液，说明钠和水反应生成的氢氧化钠足以将金属铝完全溶解，则n(Al) n(Na)，故B正确；C．铜离子在溶液中为蓝色，铝钠合金投入到足量氯化铜溶液中，钠和水反应生成的氢氧化钠可以和氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀，若n(Al)>n(Na)，金属铝也可能会置换出金属铜，形成无色溶液，故C正确；D．根据金属钠和金属铝和酸反应生成氢气量的关系：2Al 3H2↑，2Na H2↑，在质量相等的条件下，金属铝放出的氢气多，m g不同组成的铝钠合金投入足量盐酸中，若放出的H2越多，则铝的质量分数越大，故D错误；答案选D。
竞赛技巧4 物质的量在化学方程式计算中的应用
7.使4.6gCu和Mg的合金完全溶于浓硝酸中，假定硝酸被还原后只产生4.48LNO2气体(标准状况)，向反应后溶液中加入足量NaOH溶液，生成沉淀的最大量为
A．6.3g B．7.5g C．8.0g D．9.7g
【答案】C
【分析】题中涉及的反应有：，，反应后生成Cu(OH)2和Mg(OH)2，根据以上反应关系可知铜和镁失去电子的物质的量等于结合的氢氧根的物质的量，反应后沉淀的质量等于合金的质量加上氢氧根的质量。
【解析】由题意得生成气体只有NO2，，反应中N元素化合价由+5降低到+4，则转移电子的物质的量为0.2mol，由分析可知生成沉淀的质量为：4.6g+0.2mol×17g/mol=8.0g，故答案选C。
8．已知合金中各成分保留原有的化学性质，取、合金，投入到足量的稀硫酸中，产生。下列有关说法错误的是
A．该合金中与的物质的量之比为
B．充分反应后消耗的物质的量为
C．、合金与稀硫酸的反应属于置换反应
D．向所得溶液中滴加足量溶液，最终有红褐色沉淀产生
【答案】A
【分析】由于稀硫酸足量，故铁和铝完全反应，设Al的物质的量为xmol，Fe的物质的量为ymol，生成即0.4mol，则
，由此可列方程：，解出x=0.2，y=0.1，由此作答。
【解析】A．由上面分析可知，Al的物质的量为0.2mol，Fe的物质的量为0.1mol，所以与的物质的量之比为，A错误；B．Al的物质的量为0.2mol，Fe的物质的量为0.1mol，所以消耗的物质的量为，B正确；C．铁、铝和稀硫酸的反应属于活泼金属与酸的反应，是置换反应，C正确；D．反应后溶液中有亚铁离子，向溶液中加入氢氧化钠溶液，会先生成氢氧化亚铁，然后最终被氧化为氢氧化铁，D正确；故选A。
1．（24-25高一上·浙江·月考）下列说法不正确的是
A．生铁、碳素钢、不锈钢都属于铁合金
B．金属铝导电性好，故其合金可用于制作飞机和宇宙飞船
C．稀土金属被称为“冶金工业的维生素”，加入钢中可增强钢的耐腐蚀性和抗氧化性
D．储氢合金要求储氢量大，金属氢化物既容易形成，受热又容易分解
【答案】B
【解析】A．生铁、碳素钢、不锈钢为含碳量不同的铁碳合金，故均属于铁合金，A正确；B．金属铝密度小，其合金硬度大，可用于制作飞机和宇宙飞船，B不正确；C．在合金中加入适量稀土元素，能大大改善合金的性能，例如在钢中加入稀土元素，可增强钢的耐腐蚀性、抗氧化性、耐热性等，故稀土金属被称为“冶金工业的维生素”，C正确；D．储氢合金能够吸收大量氢气后形成金属氢化物，稍稍加热又容易分解，释放氢气，D正确，故选B。
2．（24-25高一上·浙江金华·月考）下列有关金属及其合金的说法不正确的是
A．合金熔点比其成分金属低是由于加入其他原子而使原子层之间不容易发生滑动
B．不锈钢具有很强的抗腐蚀能力，是一种常见的合金钢
C．硬铝强度高、密度小、抗腐蚀，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料
D．含碳量为的铁碳合金称为生铁
【答案】A
【解析】A．合金的硬度比其成分金属大，是因为纯金属中加入其他元素原子后原子层之间相对滑动变得困难，原子层之间不容易发生滑动不是合金熔点比其成分金属低的原因，A错误；B．不锈钢主要由铁、铬、镍等元素组成，具有很强的抗腐蚀能力，是一种常见的 合金钢材，B正确；C．硬铝作为一种铝合金，具有显著的优点。首先，它的密度相对较小，这使得使用硬铝制造的飞机和宇宙飞船能够减轻重量，从而提高飞行效率和燃油经济性。其次，硬铝的强度非常高，能够承受极端的力学环境，确保飞机和宇宙飞船的结构安全性和稳定性。此外，硬铝还具有较强的抗腐蚀能力，能够在恶劣的环境中保持其性能的稳定，延长使用寿命 ，C正确；D．含碳量为的铁碳合金称为钢 ，含碳量为的铁碳合金称为生铁，D正确；故选A。
3．（24-25高一上·山西运城·月考）合金是被广泛应用的金属材料。下列有关合金的说法错误的是
A．硬铝的强度比纯铝小但耐腐蚀，可用于制造宇宙飞船等
B．常见的一些合金的硬度比其成分金属大
C．生铁和钢都属于铁碳合金，生铁的含碳量高于钢
D．储氢合金可有效解决氢能源的安全存储和运输等问题
【答案】A
【解析】A．硬铝属于合金，其强度比纯铝大，且耐腐蚀，可用于制造宇宙飞船等，A错误；B．常见的一些合金的硬度比其成分金属大，熔点低于组成它的成分合金，B正确；C．生铁和钢都属于铁碳合金，生铁含碳量为，钢含碳量为，生铁的含碳量更高，C正确；D．氢气在一定条件下进入储氢合金，与合金反应生成金属氢化物，达到储存氢的目的，又方便运输，D正确；故选A。
4．（24-25高一上·河南驻马店·月考）金属材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥了巨大作用。关于金属材料，下列说法错误的是
A．铝锂合金硬度比纯铝大
B．合金的熔点一定比各成分金属的低
C．铝合金表面致密的氧化物薄膜可保护内部金属
D．用量最大、用途最广的钢中含有碳元素
【答案】B
【解析】A．合金的硬度比成分金属大，铝锂合金硬度比纯铝大，故A正确；B．合金的熔点一般比各成分金属的低，但是汞与其它金属形成合金时，合金的熔点大于汞，故B错误；C．铝合金表面致密的氧化物薄膜能隔绝氧气，可保护内部金属，故C正确；D．钢是铁碳合金，用量最大、用途最广的钢中含有碳元素，故D正确；选B。
5．（24-25高一上·四川德阳·期末）合金的应用促进了人类社会的发展。下列物品的主要成分不属于合金的是
A．三星堆青铜面具 B．蛟龙号潜水器耐压外壳
C．不锈钢锅 D．塑料管材
【答案】D
【解析】A．青铜为铜锡合金，A不符合题意；B．蛟龙号潜水器耐压外壳为钛合金，B不符合题意；C．不锈钢为铁碳合金，C不符合题意；D．塑料属于合成高分子，不属于合金，D符合题意；故选D。
6．（2024·安徽·模拟预测）研究发现由铝原子构成的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．和互为同位素 B．与水反应时作还原剂
C．是由铝原子通过离子键结合而成 D．的含个电子
【答案】B
【解析】A．同位素是指同一元素不同核素的关系，该三者团簇阴离子是多原子聚集体，A错误；B．与水反应产生氢气，则作还原剂，B正确；C．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错误；D．的所含电子数是，D错误；故选B。
7．（24-25高一上·湖北武汉·期末）生产上用过量烧碱溶液处理某矿物(含、MgO)，过滤后得到的滤液用溶液处理，测得溶液pH、随加入溶液体积变化的曲线如图所示。
下列有关说法正确的是
A．生成沉淀的离子方程式为
B．a点溶液中大量存在的离子是、、、
C．溶液的物质的量浓度为
D．b点与c点溶液所含微粒种类不同
【答案】A
【分析】Al2O3与NaOH反应，而MgO不反应，过滤后得到滤液用NaHCO3溶液处理，发生，加入40mLNaHCO3溶液时沉淀最多，a、b、c点均显碱性，随NaHCO3溶液的加入，碱性减弱，以此来解答。
【解析】A．由上述分析可知，生成沉淀的离子方程式为，故A正确；B．a点显碱性，溶质为NaOH、Na[Al(OH)4]，a点溶液中大量存在的离子是Na+、、OH-，故B错误；C．加入40mLNaHCO3溶液时沉淀最多，沉淀为0.032mol，NaOH过量，滤液中含NaOH，由OH-+HCO=CO+H2O、可知，前8mL不生成沉淀，c(NaHCO3)==1.0mol/L，故C错误；D．b点与c点溶液所含微粒种类相同，均含Na+、、OH-、CO，故D错误；答案选A。
8．（24-25高一下·安徽黄山·期中）将1.93g锌铜合金投入20mL一定浓度的硝酸中，合金完全溶解，产生NO和NO2混合气体896mL(不考虑其他气体，体积折算为标准状况下)，反应结束后向溶液中加入80mL 1mol L 1 NaOH溶液，恰好使溶液呈中性且金属阳离子全部转化为2.95g沉淀。若将盛有生成混合气体的容器倒扣在水中，通入一定体积的氧气，恰好可将该混合气体完全转化。下列说法错误的是
A．Zn与Cu的物质的量之比为1∶2 B．NO和NO2的体积之比为3∶1
C．原硝酸的浓度为6 mol L 1 D．通入的O2体积(标准状况下)V=336mL
【答案】B
【分析】由题意可知，锌铜合金与硝酸反应生成硝酸铜、硝酸锌、氮的氧化物和水，向完全溶解得到的溶液中加入氢氧化钠溶液得到氢氧化铜和氢氧化锌沉淀，设锌铜合金中铜、锌的物质的量分别为amol、bmol，由合金的质量可得：64a+65b=1.93，由沉淀的质量可得：98a+99b=2.95，解联立方程可得a=0.02、b=0.01；设反应生成一氧化氮和二氧化氮的物质的量分别为xmol、ymol，由混合气体的体积可得：x+y=0.04，由得失电子数目守恒可得：3x+y=0.06，解得x=0.01、y=0.03；由加入氢氧化钠溶液恰好使溶液呈中性可知，反应得到的溶液为硝酸钠溶液，由电荷守恒可知，溶液中硝酸根离子的物质的量为1mol/L×0.08L=0.08mol，则由原子个数守恒可知，原硝酸的浓度为=6mol/L；将盛有生成混合气体的容器倒扣在水中，通入一定体积的氧气，恰好可将该混合气体完全转化说明一氧化氮、二氧化氮与氧气和水反应恰好生成硝酸，由得失电子数目守恒可知，标准状况下氧气的体积为×22.4L/mol×103mL/L=336mL。
【解析】A．由分析可知，合金中铜、锌的物质的量之比为0.02mol∶0.01mol=2∶1，故A正确；B．由分析可知，混合气体中一氧化氮和二氧化氮的体积比等于物质的量比为0.01mol∶0.03mol=1∶3，故B错误；C．由分析可知，原硝酸的浓度为6mol/L，故C正确；D．由分析可知，通入标准状况下氧气的体积为336mL，故D正确；故选B。
9．（23-24高一下·河北衡水·开学考试）可用作焙烤食品的添加剂，《中华人民共和国国家标准》规定焙烤食品中铝的残留量。取加热分解，加热过程中固体质量随温度的变化如图所示，a、b、c点对应的固体均为纯净物。下列说法错误的是
A．在水中的电离方程式为
B．a点剩余的固体可能为
C．b点剩余的固体可能为
D．c点剩余的固体可能为
【答案】B
【分析】的物质的量为=0.01mol，加热到a点时，质量差为4.53g-2.37g=2.16g，结晶水的质量m(H2O)=0.01mol=2.16g，2.16g刚好为结晶水的质量，此时固体为，加热到b点时，质量为1.71g，m()=0.01mol=1.71g，即此时固体为，c点时固体质量为0.51g，m()=0.01mol=0.51g，即此时固体为。
【解析】A．在水中的电离方程式为，故A正确；B．由上述分析可知，a点剩余的固体可能为，故B错误；C．由分析可知，b点剩余的固体可能为，故C正确；D．由分析可知，c点剩余的固体可能为，故D正确。答案选B。
10．（23-24高一下·河北·期中）取的与溶液于试管中，进行如下实验，下列说法错误的是
A．试管1中，最终生成的沉淀只有
B．试管1中，沉淀的量一直增大直至不再改变
C．试管2中，当钡离子恰好沉淀时，沉淀的质量达到最大
D．试管2中，开始滴入溶液时生成的沉淀只有
【答案】B
【分析】试管1中起初发生反应，
后来发生反应，所以沉淀的量先增大后减少；试管2中一开始钡离子沉淀时，铝离子没有沉淀：，
氢氧根全部消耗完时，发生反应，钡离子恰好沉淀时，沉淀的质量达到最大。
【解析】A．由分析可知，试管1最终生成的沉淀是，故A正确；B．由分析可知，沉淀的量先增大后减少，故B错误；C．根据上述分析可知，钡离子恰好沉淀时，沉淀的质量达到最大；故C正确；D．试管2中一开始钡离子沉淀时，铝离子没有沉淀：，开始滴入溶液时生成的沉淀只有，故D正确；答案选B。
11．（24-25高一上·湖北·期中）甲、乙、丙、丁溶液分别含、、、、、、中的两种离子，可以发生如下图转化，下列说法不正确的是[已知水中与反应生成沉淀和]
A．在丁中滴加甲能发生反应： Ba2＋＋HCO＋OH-=BaCO3↓＋H2O
B．溶液丙中还可以大量共存的离子有：、、
C．白色沉淀A能溶解在溶液丙中
D．向乙溶液中加入少量丁溶液可产生白色沉淀
【答案】B
【分析】甲、乙、丙、丁是由、、、、、、离子中的两种组成，由离子共存，只能与组成HCl，只能与组成，根据已知水中与反应生成沉淀和，甲溶液能和乙溶液生成白色沉淀A、气体和氯化钠，则应是铝离子与碳酸氢根发生反应，A为，B为，甲、乙分别为、中的一种，甲与丙反应得到氯化钠与二氧化碳，则甲为，乙为，丙为HCl，甲与丁反应得到白色沉淀C与无色反应D，则丁为，由于物质的用量不确定，则D为NaOH或碳酸钠；
【解析】A．甲为NaHCO3、丁为Ba(OH)2，在丁中滴加NaHCO3，最初NaHCO3不足，能发生反应：，故A正确；
B．丙为HCl，H2SO3为弱酸，溶液丙中不能大量存在，故B错误；
C．甲为NaHCO3、乙为AlCl3，则白色沉淀A为Al(OH)3，Al(OH)3能和盐酸反应，即能溶解在溶液丙中，故C正确；D．乙为AlCl3、丁为Ba(OH)2，向乙溶液中加入少量丁溶液，氢氧根不足，可能产生白色沉淀Al(OH)3，故D正确；故答案为：B。
12．（24-25高一上·安徽·期末）把NaOH、、三种固体组成的混合物溶于足量水后，产生1.16g白色沉淀，再向所得悬浊液中逐滴加入1.00 mol/L HCl溶液，加入HCl溶液的体积与生成沉淀的关系如图。下列说法错误的是
A．A点的沉淀物的化学式为
B．原固体混合物中NaOH的质量为5.2 g
C．C点加入的HCl溶液的体积为100.0 mL
D．A-B段的离子反应方程式是
【答案】C
【分析】向混合物溶液中加入盐酸时，开始阶段沉淀的质量不变，说明溶液中NaOH过量，则铝离子完全转化为四羟基合铝酸根离子，溶液中存在的1.16g白色沉淀为Mg(OH)2；A-B段，盐酸和四羟基合铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀，离子反应方程式为，B点溶液中存在的溶质是氯化钠，沉淀为Mg(OH)2，Al(OH)3；B-C段，氢氧化镁和氢氧化铝都与盐酸反应生成氯化镁和氯化铝，所以C点溶液中的溶质是氯化铝、氯化镁和氯化钠，据此作答：
【解析】A．根据分析， A点的沉淀物的化学式为，A正确；B．由30mL处计算NaOH的质量，此时为NaCl溶液，溶液中的Cl-来源于混合中的AlCl3、MgCl2和加入的30mL盐酸，溶液中的Na+来源于混合物中的NaOH，AB段发生反应：，，由铝原子守恒得原混合物中，由镁原子守恒得混合物中：；由Na+和Cl-守恒得，原混合物中，则，B正确；C．C点溶液中的溶质是氯化铝、氯化镁和氯化钠，此时所加入盐酸的物质的量为，C点表示盐酸的体积为：，C错误；D．由以上分析可知，A-B段，盐酸和四羟基和铝酸根反应生成氢氧化铝沉淀，离子方程式为，D正确；故选C。
13．（24-25高一上·河北沧州·期中）某固体粉末由、组成，为探究各组分含量，将其分成质量相等的两份进行实验。
实验1：一份加热至恒重，称得固体质量为15.9g。
实验2：向另一份滴加足量盐酸，充分反应后，得到5.6L(标准状况下)CO2(不考虑过程中CO2的损失)。
下列说法正确的是
A．原固体粉末的质量是22.1g
B．实验1中生成的CO2的质量为8.8g
C．实验2中，至少需要盐酸
D．实验2中，当加入盐酸时，溶液中只有一种溶质
【答案】C
【分析】某固体粉末由、组成，为探究各组分含量，将其分成质量相等的两份进行实验。假设每一份粉末中原有碳酸钠的质量为xg，加热至恒重发生的反应为：，则实验1中生成的碳酸钠的质量为（15.9-x）g，分解前碳酸氢钠的物质的量为。实验2中加入足量盐酸，产生的二氧化碳的物质的量为，根据计算关系、可以得出，解得x=5.3，所以每一份粉末中原有的碳酸钠的质量为5.3g，碳酸氢钠的质量为。所以原粉末的质量为（5.3g+16.8g）×2=44.2g。
【解析】A．由分析知，原固体粉末的质量是44.2g，A错误；B．根据计算关系，生成二氧化碳的质量为，B错误；C．实验2中，根据计算关系，、，至少需要盐酸的体积为：，C正确；D．实验2中，当加入盐酸时，HCl的物质的量是0.05mol，盐酸先与碳酸钠反应生成碳酸氢钠和氯化钠，0.05molHCl与0.05molNa2CO3恰好完全反应生成0.05molNaHCO3和0.05molNaCl，因此溶质成分有氯化钠、碳酸氢钠2种，D错误；故选C。
14．（24-25高一上·山东聊城·期中）已知无水在潮湿的空气中极易与水反应，易升华(178℃)。某同学选用以下装置制备无水，对装置的评价，以下说法正确的是
A．装置A中的高锰酸钾试剂可以换成
B．装置发生堵塞时，装置C中长颈漏斗中的液面会上升
C．装置D中石棉绒的作用是催化剂
D．为了防止空气中水蒸气进入E，装置F中的溶液应改为浓硫酸
【答案】B
【分析】利用该装置制备无水的流程为：先在装置A中利用浓盐酸和在常温下反应生成，然后在用装置B中的饱和食盐水除去挥发的HCl气体，再利用装置C中的浓硫酸干燥，将干燥氯气通入装置D中与Al粉反应得到无水：，继续加热升华，在装置E中冷却收集，多余的氯气在装置F中用NaOH溶液吸收，防止污染空气，据此分析解答。
【解析】A．浓盐酸和在常温下就能反应生成，如将换成则需要加热才能进行，该实验中无加热装置，故不能将换成，A错误；B．如果装置E中因的凝华而发生堵塞时，装置内压力增大，装置C中长颈漏斗连通大气，内部压力增大会导致的液面会上升，B正确；C．装置D中石棉绒的作用是增大Al粉与反应的接触面积，提高转化率，不是作为催化剂使用，C错误；D．装置F中NaOH溶液的作用是吸收多余的氯气，防止污染空气，如果将装置F中的溶液改为浓硫酸，无法达到处理尾气的目的，如要防止空气中水蒸气进入E，可以在装置E和F之间增加一个装有浓硫酸的洗气瓶，D错误；故答案为：B。
15．（24-25高一上·河北·月考）铝是地壳中含量最多的金属元素，其单质和化合物广泛应用于日常生活中。
（1）可以用电镀法在钢制品上电镀铝，为测定镀层厚度，用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应消耗2mol NaOH时，所得气体的物质的量为 mol。
（2）双羟基铝碳酸钠[NaAl(OH)2CO3]是一种常用的抗酸药，它与胃酸反应的化学方程式为 。
（3）如图是从铝土矿(主要成分为Al2O3，还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质)中提取Al2O3并生产AlN的工艺流程：
①“溶解”时，SiO2与NaOH溶液反应生成的硅酸钠与溶液中偏铝酸钠发生反应：，“赤泥”的主要成分为 (写出化学式)。
②“酸化”时，通入过量CO2与NaAlO2反应，生成滤液的主要成分是 (写化学式)。
③“还原”时，炭黑在高温下被氧化为CO，反应的化学方程式为 。
（4）1L某混合溶液，可能含有的离子如下表：
可能大量含有的阳离子 H+、Mg2+、Al3+、
可能大量含有的阴离子 Cl-、
往该溶液中逐滴加入NaOH溶液，产生沉淀的物质的量(n)与加入NaOH溶液的体积(V)的关系如图所示。
①该溶液中一定不含有的离子是 。
②V1、V2、V3、V4之间的关系为 。
【答案】（1）3 （2）
（3）①Fe2O3、Na2Al2Si2O8 ②NaHCO3 ③
（4）①Mg2+、 ②
【解析】（1）根据关系式：，；
（2）与盐酸反应生成氯化钠、氯化铝、氧化碳和水，反应的化学方程式为；
（3）①铝土矿(主要成分为Al2O3，还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质)，铝土矿中加入NaOH，SiO2、Al2O3反应生成Na2Al2Si2O8沉淀和NaAlO2，Fe2O3不溶，所以 “赤泥”为Fe2O3、Na2Al2Si2O8；②向NaAlO2溶液中通入过量的CO2得Al(OH)3沉淀和NaHCO3，故滤液主要为NaHCO3；③Al(OH)3灼烧得Al2O3，结合流程确定反应物和生成物：Al2O3 + N2 + C → AlN + CO，配平后方程式为：；
（4）加入NaOH至V1时，无沉淀生成，则表明溶液中含有H+，由于与H+不能大量共存，所以溶液中一定不含有。V3~V4段，加入NaOH能使沉淀完全溶解，则说明沉淀为，不含有，从而表明原溶液中含有Al3+，不含有Mg2+；则V1~V2段，Al3+与反应生成沉淀；V2~V3段，沉淀物质的量不变，则表明此段发生反应，因为溶液呈电中性，则一定含有；①由以上分析，可得出该溶液中定不含有的离子为Mg2+、；②V1~V2段，；V3~V4段，，以为桥梁，可得出。
1．（2023高一下·浙江台州·竞赛）金属钛(Ti)是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属，钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料，某化学兴趣小组在实验室探究Ti、Mg、Cu的活泼性顺序，他们在相同温度下，取大小相同的三种金属薄片，分别投入等体积等浓度足量稀盐酸中，观察现象如下：下列有关三种金属的说法正确的是
金属 Ti Mg Cu
金属表面现象 放出气泡速度缓慢 放出气泡速度快 无变化
A．三种金属的活泼性由强到弱的顺序是：Ti、Mg、Cu
B．若Ti粉中混有Mg，提纯Ti时可用稀盐酸除去Mg
C．用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu是工业制取Cu的很好途径
D．温度、金属表面积、盐酸浓度等因素都会影响反应速率
【答案】D
【解析】A．由现象可以看出反应最快的是镁，其次是钛，无明显现象时铜；根据反应快慢、能否与酸反应与活动性之间的对应可以得出，三种金属活动性顺序为：镁、钛、铜，A错误；B．Ti和Mg都与盐酸反应，在除去Mg的同时，Ti也除掉了，B错误；C．钛Ti是一种昂贵的金属，用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu制取铜，成本太高，在工业上是不可取的，C错误；D．一般情况下，温度越高、表面积越大、盐酸浓度越大反应的速率越快，D正确；故选：D。
2．（10-11高一下·福建厦门·竞赛）核潜艇上的核反应堆内使用了液体铝合金（单质钠和单质铝熔合而成）作载热介质，有关说法不正确的是
A．原子半径：Na＞Al
B．铝钠合金若投入一定水中可得无色溶液，则n（Al）≤ n（Na）
C．铝钠合金投入到足量氯化铜溶液中，肯定有氢氧化铜沉淀也可能有铜析出
D．若mg不同组成的铝钠合金投入足量盐酸中，若放出的H2越多，则铝的质量分数越少
【答案】D
【解析】A．钠和铝位于同一周期，原子序数越大，半径越小，故A正确；B．铝钠合金若投入一定的水中发生2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，当n（Al）≤n（Na）时，得到无色溶液，故B正确；C．铝钠合金投入到足量氯化铜溶液中，钠和水反应生成的氢氧化钠可以和氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀，若n（Al）＞n（Na），金属铝也可能会置换出金属铜，故C正确；D．根据金属钠和金属铝和酸反应生成氢气量的关系：2Al～3H2↑，2Na～H2↑，等质量的金属钠和金属铝，则金属Al产生的氢气量多，所以放出的H2越多，则铝的质量分数越大，故D错误。故选D。
3．（2024高三下·浙江·竞赛）下列物质都能与浓热氢氧化钠溶液反应，产生气体与众不同的是
A．Al B．Si C．P D．B
【答案】C
【解析】A．铝与氢氧化钠溶液反应会生成氢气，不是与众不同，A错误；B．硅与氢氧化钠溶液反应会生成氢气，不是与众不同，B错误；C．磷与浓热氢氧化钠溶液反应会生成气体，是与众不同的，C正确；D．硼与氢氧化钠溶液反应会生成氢气，，不是与众不同，D错误； 故选C。
4．（2024高二下·河南洛阳·竞赛）金属Co、Ni的性质相似，在电子工业以及金属材料中应用十分广泛。实验室中采用含钴、镍、铝的废渣(主要成分为Co2O3、Ni，含少量杂质Al2O3)提取钴、镍的具体流程如下：
已知：Ni是一种比铁更活泼的金属。下列说法正确的是
A．酸浸时SO2的作用是加强反应液的酸性
B．酸浸时Ni发生反应的离子方程式为2Ni＋6H＋=3H2↑＋2Ni3＋
C．除铝过程中有白色沉淀碳酸铝产生
D．Ni2＋比Co2＋更容易与萃取剂HX结合
【答案】D
【分析】含钴废渣(主要成Co2O3、Ni，含少量杂质Al2O3)加入硫酸酸浸并通入，可发生、、，加入调节溶液的pH使转化为沉淀而除去，然后向滤液中加入萃取剂HX，有机层中含有，然后从有机层中得到溶液，向水层中加入得到固体，据此分析解题。
【解析】A．含钴废渣含有，最后得到，则+3价的Co应与二氧化硫发生氧化还原反应生成+2价Co，反应的化学方程式为，所以二氧化硫的作用是还原剂或将还原为，故A错误；B．Ni是一种比铁更活泼的金属，酸浸时Ni发生反应的离子方程式为，故B错误；C．和发生双水解反应生成沉淀而除去，同时还生成二氧化碳，无碳酸铝生成，故C错误；D．向含有和的滤液中加入萃取剂HX，有机层中含有，说明比更容易与萃取剂HX结合，故D正确；故选：D。
5．（2023高一下·浙江台州·竞赛）有一种纳米润滑添加剂，由铝粉、铜粉、氧化铝粉末中的一种或几种组成，取少量该添加剂，加入足量稀盐酸，有红色固体残留并产生大量气泡；另取少量该添加剂，加入定量的硝酸银溶液，充分反应后过滤，得到滤渣和蓝色滤液，关于以上实验，有下列几种说法：
①该添加剂中一定有铜，可能有铝和氧化铝
②若向滤渣中加入足量稀盐酸，滤渣部分溶解，则该添加剂中一定有氧化铝
③滤液中最多含有三种溶质
④滤渣中一定有银和铜，滤液中一定有硝酸铝和硝酸铜
⑤通过以上实验可以证明铝、铜、银三种金属的活动性顺序
上述说法正确的有
A．①②⑤ B．②③⑤ C．①③④ D．②④⑤
【答案】B
【分析】在金属活动性顺序中，只有前面的金属可以把排在它后面的金属从盐溶液中置换出来，判断金属与盐溶液发生反应的关系，前边的金属会把后边的金属从其盐溶液中置换出来，并依据实验现象得出结论。
【解析】取少量该添加剂，加入足量稀盐酸，有红色固体残留并产生大量气泡，说明一定含有铝和铜，因此①说法错误；另取少量该添加剂，加入定量的硝酸银溶液，充分反应后过滤，得到滤渣和蓝色滤液，说明铜和硝酸银反应生成了硝酸铜，此时滤渣中一定含有的物质是Ag，可能含有铜，一定没有铝，滤液一定含有反应产生的硝酸铝、硝酸铜，可能含有硝酸银，滤液中最多含有三种溶质，因此③说法正确，④说法错误；②若向滤渣中加入足量稀盐酸，滤渣部分溶解，因为银、铜不能和盐酸反应，而铝没有剩余，说明该添加剂中一定有氧化铝被溶解，故②说法正确；铝位于氢前，铜位于氢后；铜可以置换出银，因此通过以上实验可以证明铝、铜、银三种金属的活动性顺序，故⑤说法正确；因此正确的是②③⑤；故选：B。
6．（2012高二·广东·竞赛）将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是
A．稀硫酸 B．氯化铜 C．氢碘酸 D．氢氧化钾
【答案】B
【解析】A．将表面已完全钝化的铝条，插入稀硫酸中，稀硫酸能与氧化铝反应生成硫酸铝和水，故A不符合题意；B．将表面已完全钝化的铝条，插入氯化铜溶液中，氯化铜溶液与氧化铝不能反应，故B符合题意；C．将表面已完全钝化的铝条，插入氢碘酸溶液中，氢碘酸溶液能与氧化铝反应生成碘化铝和水，故C不符合题意；D．将表面已完全钝化的铝条，插入氢氧化钾溶液中，氢氧化钾溶液能与氧化铝反应生成偏铝酸钠和水，故D不符合题意；故选B。
7．（2020·江苏·竞赛）下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A．铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品
B．氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料
C．氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸
D．明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水
【答案】D
【解析】A．铝在空气中可以与氧气反应生成致密氧化铝，致密氧化铝包覆在铝表面阻止铝进一步反应，铝具有延展性，故铝可用于制作铝金属制品，A错误；B．氧化铝为离子化合物，可用作电解冶炼铝的原料，B错误；C．氢氧化铝为两性氢氧化物，可以用于中和过多的胃酸，C错误；D．明矾溶于水后电离出的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体能吸附水中的悬浮物，用于净水，D正确；故选D。
8．（2018高三·上海徐汇·竞赛）下列物质的主要成分对应正确的是
A B C D
物质 加碘食盐 漂粉精 食用纯碱 铝热剂
主要成分 NaCl I2 CaCl2 Ca(ClO)2 NaHCO3 Al2O3 Fe
【答案】B
【解析】A．加碘食盐中的主要成分是NaCl和KIO3，故A错误；B．漂粉精是氢氧化钙溶液与Cl2反应生成的，主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2，故B正确；C．食用纯碱主要成分是碳酸钠，故C错误；D．常用的铝热剂是Al与Fe2O3按一定比例组成的混合物，故D错误；故答案选B。
9．（19-20高一下·甘肃古浪·竞赛）用坩埚钳夹住一小块刚用酸处理过的铝箔，在酒精灯上加热至熔化，发现熔化的铝并不滴落。下列关于上述实验现象的解释不正确的是
A．铝箔在空气中不易燃烧
B．用酸处理时未能将氧化铝溶解
C．氧化铝的熔点比铝熔点高
D．铝在空气中能很快形成氧化膜
【答案】B
【解析】铝是一种活泼金属，在空气中可以很快形成致密氧化物薄膜，又因氧化铝的熔点高于铝，故铝熔化但不滴落。
10．（2019·上海·初赛）已知NaOH+Al(OH)3→Na[Al(OH)4]。向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH浓溶液，立即封闭罐口，易拉罐渐渐凹瘪；再过一段时间，罐壁又重新凸起。上述实验过程中没有发生的离子反应是
A．CO2+2OH →CO+H2O B．Al2O3+2OH +3 H2O→2 [Al(OH)4]
C．2 Al+2OH +6H2O→2 [Al(OH)4] +3 H2↑ D．Al3++4 OH →[Al(OH)4]
【答案】D
【解析】向集满CO2的铝罐中加入过量氢氧化钠，首先CO2与氢氧化钠反应，发生反应为：CO2+2OH-→CO+H2O，表现为铝罐变瘪；接着过量的氢氧化钠再与铝罐反应生成氢气，发生反应为：2Al+2OH-+2H2O→2AlO+3H2↑，则罐壁又重新凸起；因铝罐表面有氧化膜Al2O3，则又能够发生反应：Al2O3+2OH-→2AlO+H2O，根据以上分析可知，能够发生反应为A、B、C，没有发生的反应为D，故选D。
11．（2022高一·浙江温州·竞赛）将一定质量的镁、铜合金加入到稀硝酸中，两者恰好完全反应，假设反应过程中还原产物全是NO，向所得溶液中加入物质的量浓度为3mol/LNaOH溶液至沉淀完全，测定生成沉淀的质量比合金的质量增加5.1克，则下列有关叙述中正确的是
A．加入合金的质量可能是6.4克
B．参加反应的硝酸的物质的量为0.1mol
C．沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为200ml
D．溶解合金时收集到NO气体的体积为2.24升。
【答案】A
【分析】将镁和铜组成的混合物加入到稀HNO3中，金属完全溶解(假设反应中还原产物只有NO)发生反应：3Mg+8HNO3=3Mg(NO3)2 +2NO↑+4H2O；3Cu+8HNO3= 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，向反应后的溶液中加入过量的3mol/LNaOH溶液至沉淀完全，发生反应：Mg((NO3)2 +2NaOH =Mg((OH)2↓+2NaNO3、Cu(NO3)2 +2NaOH =Cu(OH)2↓+2NaNO3，沉淀为氢氧化镁和氢氧化铜，生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1g，则氢氧化镁和氢氧化铜含有氢氧根的质量为5.1g，氢氧根的物质的量为：n(OH-)==0.3mol，根据反应方程式可知，Mg2+~2OH-，Cu2+~2OH-，故镁和铜的总的物质的量为0.3mol ×=0.15mol。
【解析】A．假设金属全为镁，金属质量为0.15mol 24g/mol=3.6g，若全为铜，则金属质量为0.15mol×64g/mol=9.6g，两者混合金属的质量可能为6.4g，A正确；B．根据方程式可知参加反应的n(HNO3)=n(金属)==0.4mol，B错误；C．反应消耗氢氧化钠的物质的量n(NaOH)=n(OH-)=0.3mol，故加入的氢氧化钠溶液的体积==0.1L=100mL，C错误；D．金属的物质的量为0.15mol，完全反应失去0.15mol2=0.3mol电子，根据电子转移守恒，生成一氧化氮的物质的量 n(NO)==0.1mol，没有说明是标准状况，不能确定气体的体积，D错误；故选A。
12．（2022高二·山东·竞赛）向的物质的量浓度为的和的混合溶液中，加入一定量的铝，充分振荡后过滤，沉淀重，将沉淀放入稀盐酸中，无气体产生，向滤液中滴加溶液，无明显现象，再加入过量稀溶液，充分反应后得到。则参加反应的的质量为
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】由沉淀放入稀盐酸中，无气体产生可知，加入的铝完全反应，由滤液中滴加氯化钡溶液，无明显现象，再加入过量稀氢氧化钠溶液，充分反应后得到2g氧化铜可知，混合溶液中银离子完全反应、铜离子部分反应，则12.4g沉淀可能为铜和银的混合物，设混合溶液中硝酸铜、硝酸银的物质的量分别为xmol、ymol，由电荷守恒可得①：2x+y=0.2，由沉淀的质量可得②：64(x—)+108y=12.4，解得x=0.05、y=0.1，则滤液为硝酸铝和硝酸铜的混合溶液，由电荷守恒可知，滤液中的铝离子的物质的量为=0.05mol，由铝原子原子个数守恒可知，参加反应的铝的质量为0.05mol×27g/mol=1.35g，故选B。
13．（2022高一上·陕西西安·竞赛）BaCl2 xH2O中结晶水数目可通过重量法来确定：
①称取1.220g样品，置于小烧杯中，加入适量稀盐酸，加热溶解，边搅拌边滴加稀硫酸到沉淀完全，静置；②过滤并洗涤沉淀；③将盛有沉淀的滤纸包烘干并中温灼烧；转入高温炉中，反复灼烧至恒重，称得沉淀质量为1.165g。则BaCl2 xH2O中的x为
A．1 B．2 C．3 D．4
【答案】B
【解析】1.220g样品与足量硫酸反应生成硫酸钡沉淀，根据题意，最终生成硫酸钡沉淀的质量为1.165g，根据钡元素守恒，，解得x=2，故选B。
14．（2013高二·江西·竞赛）取一定质量含Cu，Cu2O，CuO的固体混合物。将其分成二等份，并进行下列转化：
据上述实验数据，可推算加入的HNO3物质的量浓度为
A．1. 6mol/L B．3.2mo/L C．4.8mol/L D．条件不足，无法计算
【答案】B
【解析】Cu2O写为CuO·Cu，则固体混合物可看成由CuO和Cu组成，两份固体质量相等，第一份被足量氢气还原后减少6.4g，则n(O)=6.4g÷16g/mol=0.4mol，则“CuO”总物质的量为0.4mol；Cu、Cu2O、CuO与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑、3Cu2O+14HNO3=6Cu(NO3)2+7H2O+2NO↑，CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+2H2O，产生标况下4.48LNO，即产生NO物质的量为0.2mol，“Cu”物质的量为0.3mol；则混合可看成由0.4molCuO+0.3molCu，则硝酸总物质的量为0.2mol+0.7mol×2=1.6mol，浓度为1.6mol÷500mL=3.2mol/L，B符合题意；答案选B。
15．（2016高一下·山东淄博·竞赛）某溶液中可能含有Fe2＋、Mg2+、Cu2＋、NH、Al3＋，当加入一种淡黄色固体并加热溶液时，有刺激性气味气体放出和白色沉淀生成。加入淡黄色固体的物质的量(横坐标)与析出沉淀和产生气体的物质的量(纵坐标)的关系如图所示，则：
（1）淡黄色固体是 (填化学式)。
（2）溶液中含有的离子是 ，它们的物质的量浓度之比为 。
【答案】（1）Na2O2
（2）NH、Al3＋、Mg2+ c(Mg2+):c(Al3＋):c(NH)＝1:1:3
【解析】（1）淡黄色固体加入溶液中，并加热溶液时，有刺激性气体放出和白色沉淀生成，则淡黄色固体为Na2O2。
（2）图象中上、下折线分别表示气体、沉淀与Na2O2加入量的关系，产生的沉淀为白色沉淀，则溶液中没有Fe2+和Cu2+，图象中加入8mol过氧化钠后，沉淀减少且没有完全溶解，并产生刺激性气体，则有NH、Al3+、Mg2+。加入8molNa2O2之后，生成气体减少，故加入8molNa2O2时，NH完全反应，由纵坐标可知：n(Mg2+)=2mol，n(Al3+)=4mol-2mol=2mol，当n(Na2O2)＝8mol时，由2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑可知，n(O2)=8mol×=4mol，所以n(NH)=n(NH3)=10mol-n(O2)=6mol，故n(Mg2+):n(Al3+):n(NH)=2mol:2mol:6mol=1:1:3。
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第二节 金属材料
内容概览
01 竞赛技巧总结 核心策略精讲，高效解题通法提炼
02 技巧针对训练 专项能力突破，弱点题型强化攻坚
03 综合培优精练 高阶思维拓展，综合问题融合演练
04 竞赛真题精练 实战命题解密，赛场节奏模拟特训
竞赛技巧1 合金的基本概念与分类、性质
1.定义
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混合物。合金一定含金属元素，可能含非金属（如钢中的碳），且具有金属键结合的特性。
2．组成
①合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。
②合金是混合物，不是化合物。
③在合金中各组成成分元素的化合价大都为0价
3.分类
（1）按组成元素：二元合金（如黄铜 Cu-Zn）、三元合金（如硬铝 Al-Cu-Mg）。
（2）按结构类型：
①固溶体：溶质原子嵌入溶剂晶格，分为置换固溶体（如 Cu-Ni 合金）和间隙固溶体（如 Fe-C 合金））。
②金属间化合物：具有确定组成和晶体结构，如 Mg Pb（正常价化合物）、Cu Au（有序合金）。
③机械混合物：两种或多种相混合，如 Pb-Sn 共晶合金。
4.特性
①熔点：低于各成分金属（如 Na-K 合金常温为液态）。
②硬度与强度：通常高于纯金属（如硬铝合金强度接近钢材）。
③耐腐蚀性：如不锈钢含 Cr 形成钝化膜。
④导电性与导热性：通常低于纯金属。
5. 形成条件:两种金属形成合金需满足熔点范围重叠，否则无法熔合，即各成分金属需在同一温度区间内熔化（若A金属熔点＞B金属沸点，则无法形成合金）。
6.物理性质：合金具有许多优良的物理或机械性能，在许多方面不同于各成分金属。
（1）硬度：合金的硬度一般大于成分金属，原因：改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层间的相对滑动变得困难。
（2）熔点：合金的熔点多数低于成分金属，原因：熔点的高低由物质内部微粒间作用力的大小决定，同一种金属原子间以金属键结合，作用力强，熔点高;当外来原子进入该晶体的时候，金属键遭到破坏，金属内部出现排列混乱的状态，这时整体金属内能增大，导致熔点降低。
7．合金的电学性质
（1）合金容易形成原电池
（2）腐蚀速率：①一般合金比纯金属易被腐蚀；②不锈钢：不易被腐蚀。
8．合金性能的影响因素
（1）元素的种类，Cr/Ni提升不锈钢耐腐蚀性。
（2）元素含量，含碳量↑ → 钢硬度↑、韧性↓。
（3）生成合金的条件，熔合温度、冷却速度影响晶体结构。
9.合金的结构
（1）固溶体结构
①置换固溶体：溶质原子替代溶剂原子，需满足原子半径差＜15%、电负性相近等条件。
②间隙固溶体：溶质原子（如 C、N）填入溶剂晶格间隙，显著提高硬度（如钢）。
（2）金属间化合物
①电子化合物：如 CuZn（电子浓度 3/2），结构由价电子数决定。
②拉夫斯相：如 MgCu2，原子半径比 rA/rB≈1.225 时形成。
③间隙化合物：如 Fe C，非金属原子填入过渡金属晶格间隙，硬度极高。
（3）共晶相图与共晶反应
①共晶反应：一定成分的液相在恒温下同时析出两种固相，如 Pb-Sn 相图中 L→α+β。
②组织形态：共晶合金室温下为层状共晶体，亚共晶 / 过共晶合金含先共晶相和共晶体。
③杠杆定律：计算相组成比例，如某合金在共晶温度下液相与固相的质量比。
竞赛技巧2 常见合金的成分与应用
一、铁合金
1．合金元素：主要是铁和碳
2．铁合金分类：根据含碳的不同分类
（1）生铁：含碳量2%~4.3%，硬度大，抗压、性脆、韧性差
（2）钢：含碳量0.03%~2%，硬度小，延展性好、韧性好、机械性能好
（3）生铁和钢的比较
生铁 钢
含碳量 2%～4.3% 0.03%～2%
性能特征 硬度大、抗压、性脆、可铸造成型 有良好的延展性、机械性能好、可以锻轧和铸造
主要应用 制造机座、管道等 制造机械和交通工具等
3．钢的分类
（1）碳素钢
①低碳钢：韧性、焊接性好，但硬度低，用于制造钢板、钢丝和钢管等
②中碳钢：硬度高，韧性及加工性好，用于制造钢轨、车轮和建材等
③高碳钢：硬而脆，热处理后弹性好，用于制造器械、弹簧和刀具等
（2）合金钢（特种钢）
①形成：在碳素钢中适量加入合金元素，使钢的组织机构发生变化
②性能：强度、硬度大，可塑性、韧性好，耐磨，耐腐蚀等
③不锈钢：合金元素主要是铬（Cr）和镍（Ni），在大气中比较稳定，不易生锈，抗蚀能力强，常用于制造医疗器械、厨房用具和餐具，以及地铁列车的车体等。
二、铝合金
1．形成：向铝中加入少量合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等，可制成铝合金。
2．硬铝合金
（1）组成：含Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%。
（2）性能：密度小、强度高、具有较强的抗腐蚀能力。
（3）用途：制造飞机和宇宙飞船。
3.镁铝合金：制造飞机和宇宙飞船的理想材料
三、新型合金
种类 储氢合金 钛合金 耐热合金 形状记忆合金
应用 用于以H2为燃料的汽车 制造耐压球壳 制造喷气式飞机发动机叶片 制造航天器天线
1．储氢合金
（1）概念：可逆吸收/释放H2，用于氢能源存，储能够大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物的材料。
（2）实用性要求
①储氢量大。
②金属氢化物容易形成，稍微加热容易分解。
③室温下吸、放氢速率快。
（3）代表物：Ti-Fe合金，La-Ni合金
2．钛合金:Ti-Al-V，强度高、耐蚀性好、耐热性高。主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件和医疗。
3.形状记忆合金:如 Ni-Ti 合金，是通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有形状记忆效应的由两种以上金属元素所构成的材料。形状记忆合金是形状记忆材料中形状记忆性能最好的材料。
4.耐热合金:是在高温使用环境条件下，具有组织稳定和优良力学、物理、化学性能的合金。包括耐热钢、耐热铝合金、耐热钛合金、高温合金、难熔合金等。耐热合金在高温下具有一定拉伸、蠕变、疲劳性能、物理、化学性能和工艺性能。
竞赛技巧3 铝及其化合物
一、铝
1．铝的存在：铝是地壳中含量最多的金属元素。在自然界中铝元素全部以化合态的形式存在，以铝土矿的形式存在，主要成分是Al2O3，含少量Fe2O3和SiO2。
2．金属铝的物理性质
银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度较小，质地柔软。
3．金属铝的化学性质
（1）铝与氧气的反应
①铝粉可以在纯氧中燃烧，发出耀眼的白光，生成氧化铝，4Al＋3O22Al2O3。
②常温下铝在空气中极易与氧气反应，表面生成一层致密的薄膜，能阻止氧气与铝进一步反应。
（2）铝与氯气、硫的反应：2Al＋3Cl22AlCl3、2Al＋3SAl2S3
（3）铝与酸的反应——【实验3-4】
实验装置
实验原理 Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O；2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
实验用品 盐酸、铝片；试管、酒精灯、木条。
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。观察实验现象。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 开始无现象，一段时间后铝片逐渐溶解，然后冒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，可听到爆鸣声，后气体燃烧发出淡蓝色火焰
实验结论 氧化铝和铝均能和盐酸反应。
实验说明 铝片表面有一层致密的保护膜氧化铝，可以与盐酸发生反应：Al2O3+6HC1=2A1C13+3H20,这个阶段没有气体生成；随着反应的进行，保护膜氧化铝逐渐减少，铝单质直接与盐酸接触，发生反应：2A1+6HC1=2A1C13+3H2↑。因此，铝片 与盐酸刚开始反应时没有气泡产生，一段时间后，当铝与盐酸反应产生氢气、且氢气将试管中空气排净后，即可用点燃的木条检验氢气。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。
说明：Al常温下遇冷的浓硫酸、浓硝酸会发生钝化。
（4）铝与强碱溶液的反应——【实验3-5】p76
实验装置
实验原理 2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑；Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]
实验用品 NaOH溶液、铝片；试管、酒精灯、木条。
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（除去表面的氧化膜）的一小块铝片。观察实验现象。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？
实验现象 用砂纸打磨过的铝片表面立即剧烈反应，有大量气泡产生，试管壁有发热现象。未经打磨过的铝片刚开始反应较慢，后逐渐加快，产生大量气泡，试管壁有发热现象。一段时间后，将点燃的木条放在两支试管口，均可听到爆鸣声，后两试管气体均燃烧发出淡蓝色火焰
实验结论 铝表面的Al2O3可溶于NaOH溶液；Al可与强碱溶液反应生成氢气
实验说明 用砂纸打磨过的铝片已擦除表面的保护膜氧化铝，铝单质与氢氧化钠溶液直接接触。该反应分为两步，第一步是铝与水反应：2A1+6H20=2A1(OH)3+3H2↑，由于生成的氢氧化铝为难溶物，会附着在铝表面，阻止反应进一步发生，因而铝和水的反应进行程度很小。第二步是氢氧化铝与氢氧化钠反应：Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]。由于氢氧化铝为两性氢氧化物，与强碱可以反应，氢氧化铝被消耗促进了第一步反应的继续进行，两步加起来就是总的方程式：2A1+2NaOH+6H20=2Na[A1(OH)4]+3H2↑。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。 未打磨的铝片表面有一层致密的保护膜氧化铝，由于氧化铝为两性氧化物既能与酸反应，又能与碱反应，因此，将其放入氢氧化钠溶液中后，铝片上的氧化铝先与氢氧化钠反应：Al2O3+2NaOH+3H20=2Na[A1(OH)4],氧化铝逐渐减少，铝单质露置于氢氧化钠溶液中，发生反应：2A1+2NaOH+6H20=2Na[A1(OH)4]+3H2↑。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。
（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，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；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：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3
原理应用 ①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等， 3MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3； ②金属焊接，如野外焊接钢轨等
4.铝的制备和用途
（1）制备原理：铝土矿Al2O3Al，电解熔融Al2O3：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。
【特别提醒】工业上冶炼Al用电解熔融Al2O3而不用AlCl3的原因：AlCl3是共价化合物，熔融态不导电。
（2）铝的用途：纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等，铝还用作还原剂。
二、氧化铝
1.物理性质：白色固体，难溶于水，熔点很高。
2.化学性质——两性氧化物
（1）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，叫两性氧化物。
（2）氧化铝是一种两性氧化物，既能与酸(如盐酸)反应，又能与碱(如NaOH溶液)反应。
①与盐酸反应：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O，Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
②与NaOH溶液反应：Al2O3+2NaOH＋3H2O=2Na[A1(OH)4]+H2O，Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[A1(OH)4]-
【易错警示】这里的酸碱是指强酸、强碱。
3.用途：①作耐火材料②冶炼铝的原料
4.制备：Al(OH)3加热分解：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
三、氢氧化铝
1.物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。
2.化学性质——两性氢氧化物
Al(OH)3的电离方程式为
酸式电离：Al(OH)3＋H2O[A1(OH)4]-＋H＋
碱式电离：Al(OH)3Al3＋＋3OH－
①与酸反应：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
②与碱反应：Al(OH)3＋OH－===[A1(OH)4]-
③受热分解：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
【总结归纳】既能与酸反应又能与碱反应的物质：①弱酸的铵盐，如：NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；②弱酸的酸式盐，如：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；③氨基酸；④铝及铝的氧化物、氢氧化物。
3.用途①制药（治疗胃酸过多） ②净水作用
4.制备Al(OH)3的三种方法
①向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。
②NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为[A1(OH)4]-＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO。
③可溶性铝盐和偏铝酸盐水溶液中混合：3[A1(OH)4]-＋Al3＋===4Al(OH)3↓。
竞赛技巧4 物质的量在化学方程式计算中的应用
一、根据化学方程式进行计算的基本步骤
1.物质的量与其他物理量之间的计算公式
2.化学方程式中的定量关系
化学方程式 2CO+O22CO2
化学计量数之比 2∶1∶2
物质微粒数之比 2∶1∶2
扩大NA倍之后 2NA∶NA∶2NA
物质的量之比 2 mol∶1 mol∶2 mol
标准状况下体积之比 44．8 L∶22．4 L∶44．8 L
相同状况下体积之比 2∶1∶2
结论：化学方程式中各物质的化学计量数之比等于粒子个数之比，也等于各物质的物质的量之比。
3.物质的量应用于化学方程式计算类的解题步骤
①“审”：审清题目条件和题目要求。
②“设”：设出的未知数直接用各物理量的符号表示，并且不带单位。
③“写”：依据题意写出并配平化学方程式。
④“标”：在化学方程式中有关物质的化学式下面标出已知物质和所求物质有关物理量的关系，并代入已知量和未知量。比较复杂的数量关系可先化简。
⑤“列”：将有关的几个量列出比例式。
⑥“解”：根据上述比例式求解未知数。
⑦“答”：根据题目要求简明地写出答案。
4.计算过程中的注意事项
（1）书写规范：各种符号的书写要规范，大写字母与小写字母的意义各不相同。如“M”表示摩尔质量，而“m”表示质量，“N”表示微粒数，而“n”表示物质的量。
（2）符号规范
①设未知数直接用各物理量的符号表示，且要注明物质(或粒子)的符号。如设参加反应HCl溶液的体积为V[HCl(aq)]。
②各物理量及单位、物质的名称、公式等尽量用符号表示。如已知NaOH溶液的体积和物质的量浓度，求NaOH溶液的质量时就写成：m(NaOH)=c(NaOH)×V[NaOH(aq)]×M(NaOH)。
（3）单位规范：把已知量代入计算式中计算时都要带单位且单位要统一。
二、常用计算方法
1.关系式法：
（1）含义：关系式法是一种巧妙利用已知量与未知量之间关系进行解题的一种方法，一般适用于多步进行的连续反应，因前一个反应的产物是后一个反应的反应物，可以根据中间物质的传递关系，找出原料和最终产物的相应关系式。它是化学计算中的基本解题方法之一，利用关系式法可以将多步计算转化为一步计算，免去逐步计算中的麻烦，简化解题步骤，减少运算量，且计算结果不易出错，准确率高。
（2）关系式法类型：
①纵向关系式：经过多步的连续反应，即后一反应的反应物为前一反应的生成物，采用“加合”，将多步运算转化为一步计算
②横向关系式：几种不同物质中含相同的量，根据该量将几种不同物质直接联系起来进行运算。有多个平行的化学反应即多个反应的生成物有一种相同，根据这一相同的生成物，找出有关物质的关系式，依此关系式进行计算可简化运算过程。
（3）关系式法解题步骤：
①写出各步反应的化学方程式；
②根据化学方程式找出作为中介的物质，并确定已知物质、中介物质、所求物质之间的量(质量、物质的量或相同条件下气体的体积)的关系；
③确定已知物质和所求物质之间的量的关系；
④根据所确定的已知物质和所求物质之间的量的关系和已知条件进行计算。
2.守恒法
（1）含义：所谓“守恒”就是物质在发生“变化”或两物质在发生“相互作用”的过程中某些物理量的总量保持“不变”。在化学变化中的各种各样的守恒，如质量守恒、元素守恒、原子守恒、得失电子守恒、电荷守恒、能量守恒等。利用化学反应前后某些量之间的等量关系，推理得出正确答案的方法称为守恒法。仔细挖题目中隐含的等量关系是守恒法解题的关键。
（2）守恒法有如下三种类型：
①质量守恒法：宏观特征：反应前后质量守恒；微观特征：反应前后各元素的原子个数守恒。
②电荷守恒法：溶液中阴、阳离子个数不一定相等，但正负电荷总数相等。离子方程式中，反应物所带电荷总数与生成物所带电荷总数相同且电性相同。
③得失电子守恒：氧化还原反应中，氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等。
（3）守恒法一般解题步骤如下：
①明确题目要求解的量；
②根据题目要求解的量，分析反应过程中物质的变化，找出守恒类型及相关的量；
③根据守恒原理，梳理出反应前后守恒的量，列式求解。
3.差量法(差值法)
（1）含义：差量法是指根据化学反应前后有关物理量发生的变化，找出“理论差量”。这种物理量可以是质量、物质的量、气态物质的体积和压强、反应过程中的热量等。用差量法解题时先把化学方程式中的对应差量(理论差量)跟实际差量列成比例，然后求解。
（2）差量类型①气体体积差量②气体质量差量③液-液质量差量④固-液质量差量⑤气-液质量差量⑥气-固质量差量⑦溶解度差量。
（3）差量法(差值法)解题步骤
①表示出理论差值及相应反应物、生成物对应的物理量(注意不同物质的物理量及单位间的对应关系)；
②表示出实际差值并写在相应位置(注意应将理论差值与实际差值写在化学方程式最右侧)；
③根据比例关系建立方程式并求出结果。
【特别提醒】①x、y可表示物质的质量、物质的量、气体体积等,因而差量可指质量之差(△m)物质的量之差(△n)或气体体积之差(△V)等。
②分清“差量”是增还是减.在较复杂的情况,存在多个反应,可能差量的增减方向并不一致,这就要取其代数和.若方向相同,则总差量等于各个分差量之和。
③正确分析形成差量的原因,找出对应的根据方程式得出的“理论差量”是差量法解题的关键。
竞赛技巧1 合金的基本概念与分类、结构、性质
1.拟晶(quasicrystal)是一种具有凸多面体规则外形但不同于晶体的固态物质。Al65Cu23Fe12是目前发现的几百种拟晶之一，具有合金的某些优良物理性能。下列有关该拟晶的说法中错误的是
A．Al65Cu23Fe12可用做长期浸泡在海水中的材料
B．Al65Cu23F12中三种金属的化合价均可视为零
C．Al65Cu23Fe12的硬度可能比金属Al、Cu、Fe都大
D．1 mol Al65Cu23Fe12溶于过量的硝酸时共失去277 mol电子
2.汉·陈琳《武军赋》：“铠则东胡阙巩，百炼精钢”。下列说法正确的是
A．钢是合金，合金是指含有两种或两种以上金属的混合物
B．铁与水蒸气反应会生成黑色固体FeO固体
C．一般合金的熔点低于成分金属，硬度大于成分金属
D．铁是比较活泼的金属，自然界中不存在游离态的铁
竞赛技巧2 常见合金的成分与应用
3.下列关于合金的说法错误的是
A．不锈钢是一种常见的合金
B．我国使用最早的合金是铝合金
C．广泛应用于合金生产的稀土元素都位于元素周期表的长周期
D．储氢合金的应用可以解决氢气的安全储存和运输问题
2.下列关于新型合金材料说法错误的是
A．镧镍合金能大量吸收形成金属氢化物，可作储氢材料
B．钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼的材料
C．形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状
D．钾钠合金具有还原性，故可用作原子反应堆的导热剂
竞赛技巧3 铝及其化合物
5.（2016高二·广东·竞赛）下列关于Al及其化合物的说法中，正确的是
A．Al2O3 可与水反应生成Al(OH)3 B．铝是人类使用最早的金属之一
C．Al2O3 是碱性氧化物 D．Al(OH)3沉淀可以溶于氢氧化钠溶液
6.（2019高一上·云南曲靖·竞赛）美国“海狼”潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金（单质钠和单质铝熔合而成）作载热介质，有关说法不正确的是（ ）
A．铝钠合金的熔点低于组成金属
B．铝钠合金若投入一定的水中可得无色溶液，则n(Al)≤n(Na)
C．铝钠合金投入到足量氯化铜溶液中，肯定有氢氧化铜沉淀也可能有铜析出
D．mg不同组成的铝钠合金投入足量盐酸中，若铝的质量分数越小，则放出的H2越多
竞赛技巧4 物质的量在化学方程式计算中的应用
7.使4.6gCu和Mg的合金完全溶于浓硝酸中，假定硝酸被还原后只产生4.48LNO2气体(标准状况)，向反应后溶液中加入足量NaOH溶液，生成沉淀的最大量为
A．6.3g B．7.5g C．8.0g D．9.7g
8．已知合金中各成分保留原有的化学性质，取、合金，投入到足量的稀硫酸中，产生。下列有关说法错误的是
A．该合金中与的物质的量之比为
B．充分反应后消耗的物质的量为
C．、合金与稀硫酸的反应属于置换反应
D．向所得溶液中滴加足量溶液，最终有红褐色沉淀产生
1．（24-25高一上·浙江·月考）下列说法不正确的是
A．生铁、碳素钢、不锈钢都属于铁合金
B．金属铝导电性好，故其合金可用于制作飞机和宇宙飞船
C．稀土金属被称为“冶金工业的维生素”，加入钢中可增强钢的耐腐蚀性和抗氧化性
D．储氢合金要求储氢量大，金属氢化物既容易形成，受热又容易分解
2．（24-25高一上·浙江金华·月考）下列有关金属及其合金的说法不正确的是
A．合金熔点比其成分金属低是由于加入其他原子而使原子层之间不容易发生滑动
B．不锈钢具有很强的抗腐蚀能力，是一种常见的合金钢
C．硬铝强度高、密度小、抗腐蚀，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料
D．含碳量为的铁碳合金称为生铁
3．（24-25高一上·山西运城·月考）合金是被广泛应用的金属材料。下列有关合金的说法错误的是
A．硬铝的强度比纯铝小但耐腐蚀，可用于制造宇宙飞船等
B．常见的一些合金的硬度比其成分金属大
C．生铁和钢都属于铁碳合金，生铁的含碳量高于钢
D．储氢合金可有效解决氢能源的安全存储和运输等问题
4．（24-25高一上·河南驻马店·月考）金属材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥了巨大作用。关于金属材料，下列说法错误的是
A．铝锂合金硬度比纯铝大
B．合金的熔点一定比各成分金属的低
C．铝合金表面致密的氧化物薄膜可保护内部金属
D．用量最大、用途最广的钢中含有碳元素
5．（24-25高一上·四川德阳·期末）合金的应用促进了人类社会的发展。下列物品的主要成分不属于合金的是
A．三星堆青铜面具 B．蛟龙号潜水器耐压外壳
C．不锈钢锅 D．塑料管材
6．（2024·安徽·模拟预测）研究发现由铝原子构成的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．和互为同位素 B．与水反应时作还原剂
C．是由铝原子通过离子键结合而成 D．的含个电子
7．（24-25高一上·湖北武汉·期末）生产上用过量烧碱溶液处理某矿物(含、MgO)，过滤后得到的滤液用溶液处理，测得溶液pH、随加入溶液体积变化的曲线如图所示。
下列有关说法正确的是
A．生成沉淀的离子方程式为
B．a点溶液中大量存在的离子是、、、
C．溶液的物质的量浓度为
D．b点与c点溶液所含微粒种类不同
8．（24-25高一下·安徽黄山·期中）将1.93g锌铜合金投入20mL一定浓度的硝酸中，合金完全溶解，产生NO和NO2混合气体896mL(不考虑其他气体，体积折算为标准状况下)，反应结束后向溶液中加入80mL 1mol L 1 NaOH溶液，恰好使溶液呈中性且金属阳离子全部转化为2.95g沉淀。若将盛有生成混合气体的容器倒扣在水中，通入一定体积的氧气，恰好可将该混合气体完全转化。下列说法错误的是
A．Zn与Cu的物质的量之比为1∶2 B．NO和NO2的体积之比为3∶1
C．原硝酸的浓度为6 mol L 1 D．通入的O2体积(标准状况下)V=336mL
9．（23-24高一下·河北衡水·开学考试）可用作焙烤食品的添加剂，《中华人民共和国国家标准》规定焙烤食品中铝的残留量。取加热分解，加热过程中固体质量随温度的变化如图所示，a、b、c点对应的固体均为纯净物。下列说法错误的是
A．在水中的电离方程式为
B．a点剩余的固体可能为
C．b点剩余的固体可能为
D．c点剩余的固体可能为
10．（23-24高一下·河北·期中）取的与溶液于试管中，进行如下实验，下列说法错误的是
A．试管1中，最终生成的沉淀只有
B．试管1中，沉淀的量一直增大直至不再改变
C．试管2中，当钡离子恰好沉淀时，沉淀的质量达到最大
D．试管2中，开始滴入溶液时生成的沉淀只有
11．（24-25高一上·湖北·期中）甲、乙、丙、丁溶液分别含、、、、、、中的两种离子，可以发生如下图转化，下列说法不正确的是[已知水中与反应生成沉淀和]
A．在丁中滴加甲能发生反应： Ba2＋＋HCO＋OH-=BaCO3↓＋H2O
B．溶液丙中还可以大量共存的离子有：、、
C．白色沉淀A能溶解在溶液丙中
D．向乙溶液中加入少量丁溶液可产生白色沉淀
12．（24-25高一上·安徽·期末）把NaOH、、三种固体组成的混合物溶于足量水后，产生1.16g白色沉淀，再向所得悬浊液中逐滴加入1.00 mol/L HCl溶液，加入HCl溶液的体积与生成沉淀的关系如图。下列说法错误的是
A．A点的沉淀物的化学式为
B．原固体混合物中NaOH的质量为5.2 g
C．C点加入的HCl溶液的体积为100.0 mL
D．A-B段的离子反应方程式是
13．（24-25高一上·河北沧州·期中）某固体粉末由、组成，为探究各组分含量，将其分成质量相等的两份进行实验。
实验1：一份加热至恒重，称得固体质量为15.9g。
实验2：向另一份滴加足量盐酸，充分反应后，得到5.6L(标准状况下)CO2(不考虑过程中CO2的损失)。
下列说法正确的是
A．原固体粉末的质量是22.1g
B．实验1中生成的CO2的质量为8.8g
C．实验2中，至少需要盐酸
D．实验2中，当加入盐酸时，溶液中只有一种溶质
14．（24-25高一上·山东聊城·期中）已知无水在潮湿的空气中极易与水反应，易升华(178℃)。某同学选用以下装置制备无水，对装置的评价，以下说法正确的是
A．装置A中的高锰酸钾试剂可以换成
B．装置发生堵塞时，装置C中长颈漏斗中的液面会上升
C．装置D中石棉绒的作用是催化剂
D．为了防止空气中水蒸气进入E，装置F中的溶液应改为浓硫酸
15．（24-25高一上·河北·月考）铝是地壳中含量最多的金属元素，其单质和化合物广泛应用于日常生活中。
（1）可以用电镀法在钢制品上电镀铝，为测定镀层厚度，用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应消耗2mol NaOH时，所得气体的物质的量为 mol。
（2）双羟基铝碳酸钠[NaAl(OH)2CO3]是一种常用的抗酸药，它与胃酸反应的化学方程式为 。
（3）如图是从铝土矿(主要成分为Al2O3，还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质)中提取Al2O3并生产AlN的工艺流程：
①“溶解”时，SiO2与NaOH溶液反应生成的硅酸钠与溶液中偏铝酸钠发生反应：，“赤泥”的主要成分为 (写出化学式)。
②“酸化”时，通入过量CO2与NaAlO2反应，生成滤液的主要成分是 (写化学式)。
③“还原”时，炭黑在高温下被氧化为CO，反应的化学方程式为 。
（4）1L某混合溶液，可能含有的离子如下表：
可能大量含有的阳离子 H+、Mg2+、Al3+、
可能大量含有的阴离子 Cl-、
往该溶液中逐滴加入NaOH溶液，产生沉淀的物质的量(n)与加入NaOH溶液的体积(V)的关系如图所示。
①该溶液中一定不含有的离子是 。
②V1、V2、V3、V4之间的关系为 。
1．（2023高一下·浙江台州·竞赛）金属钛(Ti)是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属，钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料，某化学兴趣小组在实验室探究Ti、Mg、Cu的活泼性顺序，他们在相同温度下，取大小相同的三种金属薄片，分别投入等体积等浓度足量稀盐酸中，观察现象如下：下列有关三种金属的说法正确的是
金属 Ti Mg Cu
金属表面现象 放出气泡速度缓慢 放出气泡速度快 无变化
A．三种金属的活泼性由强到弱的顺序是：Ti、Mg、Cu
B．若Ti粉中混有Mg，提纯Ti时可用稀盐酸除去Mg
C．用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu是工业制取Cu的很好途径
D．温度、金属表面积、盐酸浓度等因素都会影响反应速率
2．（10-11高一下·福建厦门·竞赛）核潜艇上的核反应堆内使用了液体铝合金（单质钠和单质铝熔合而成）作载热介质，有关说法不正确的是
A．原子半径：Na＞Al
B．铝钠合金若投入一定水中可得无色溶液，则n（Al）≤ n（Na）
C．铝钠合金投入到足量氯化铜溶液中，肯定有氢氧化铜沉淀也可能有铜析出
D．若mg不同组成的铝钠合金投入足量盐酸中，若放出的H2越多，则铝的质量分数越少
3．（2024高三下·浙江·竞赛）下列物质都能与浓热氢氧化钠溶液反应，产生气体与众不同的是
A．Al B．Si C．P D．B
4．（2024高二下·河南洛阳·竞赛）金属Co、Ni的性质相似，在电子工业以及金属材料中应用十分广泛。实验室中采用含钴、镍、铝的废渣(主要成分为Co2O3、Ni，含少量杂质Al2O3)提取钴、镍的具体流程如下：
已知：Ni是一种比铁更活泼的金属。下列说法正确的是
A．酸浸时SO2的作用是加强反应液的酸性
B．酸浸时Ni发生反应的离子方程式为2Ni＋6H＋=3H2↑＋2Ni3＋
C．除铝过程中有白色沉淀碳酸铝产生
D．Ni2＋比Co2＋更容易与萃取剂HX结合
5．（2023高一下·浙江台州·竞赛）有一种纳米润滑添加剂，由铝粉、铜粉、氧化铝粉末中的一种或几种组成，取少量该添加剂，加入足量稀盐酸，有红色固体残留并产生大量气泡；另取少量该添加剂，加入定量的硝酸银溶液，充分反应后过滤，得到滤渣和蓝色滤液，关于以上实验，有下列几种说法：
①该添加剂中一定有铜，可能有铝和氧化铝
②若向滤渣中加入足量稀盐酸，滤渣部分溶解，则该添加剂中一定有氧化铝
③滤液中最多含有三种溶质
④滤渣中一定有银和铜，滤液中一定有硝酸铝和硝酸铜
⑤通过以上实验可以证明铝、铜、银三种金属的活动性顺序
上述说法正确的有
A．①②⑤ B．②③⑤ C．①③④ D．②④⑤
6．（2012高二·广东·竞赛）将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是
A．稀硫酸 B．氯化铜 C．氢碘酸 D．氢氧化钾
7．（2020·江苏·竞赛）下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A．铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品
B．氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料
C．氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸
D．明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水
8．（2018高三·上海徐汇·竞赛）下列物质的主要成分对应正确的是
A B C D
物质 加碘食盐 漂粉精 食用纯碱 铝热剂
主要成分 NaCl I2 CaCl2 Ca(ClO)2 NaHCO3 Al2O3 Fe
9．（19-20高一下·甘肃古浪·竞赛）用坩埚钳夹住一小块刚用酸处理过的铝箔，在酒精灯上加热至熔化，发现熔化的铝并不滴落。下列关于上述实验现象的解释不正确的是
A．铝箔在空气中不易燃烧
B．用酸处理时未能将氧化铝溶解
C．氧化铝的熔点比铝熔点高
D．铝在空气中能很快形成氧化膜
10．（2019·上海·初赛）已知NaOH+Al(OH)3→Na[Al(OH)4]。向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH浓溶液，立即封闭罐口，易拉罐渐渐凹瘪；再过一段时间，罐壁又重新凸起。上述实验过程中没有发生的离子反应是
A．CO2+2OH →CO+H2O B．Al2O3+2OH +3 H2O→2 [Al(OH)4]
C．2 Al+2OH +6H2O→2 [Al(OH)4] +3 H2↑ D．Al3++4 OH →[Al(OH)4]
11．（2022高一·浙江温州·竞赛）将一定质量的镁、铜合金加入到稀硝酸中，两者恰好完全反应，假设反应过程中还原产物全是NO，向所得溶液中加入物质的量浓度为3mol/LNaOH溶液至沉淀完全，测定生成沉淀的质量比合金的质量增加5.1克，则下列有关叙述中正确的是
A．加入合金的质量可能是6.4克
B．参加反应的硝酸的物质的量为0.1mol
C．沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为200ml
D．溶解合金时收集到NO气体的体积为2.24升。
12．（2022高二·山东·竞赛）向的物质的量浓度为的和的混合溶液中，加入一定量的铝，充分振荡后过滤，沉淀重，将沉淀放入稀盐酸中，无气体产生，向滤液中滴加溶液，无明显现象，再加入过量稀溶液，充分反应后得到。则参加反应的的质量为
A． B． C． D．
13．（2022高一上·陕西西安·竞赛）BaCl2 xH2O中结晶水数目可通过重量法来确定：
①称取1.220g样品，置于小烧杯中，加入适量稀盐酸，加热溶解，边搅拌边滴加稀硫酸到沉淀完全，静置；②过滤并洗涤沉淀；③将盛有沉淀的滤纸包烘干并中温灼烧；转入高温炉中，反复灼烧至恒重，称得沉淀质量为1.165g。则BaCl2 xH2O中的x为
A．1 B．2 C．3 D．4
14．（2013高二·江西·竞赛）取一定质量含Cu，Cu2O，CuO的固体混合物。将其分成二等份，并进行下列转化：
据上述实验数据，可推算加入的HNO3物质的量浓度为
A．1. 6mol/L B．3.2mo/L C．4.8mol/L D．条件不足，无法计算
15．（2016高一下·山东淄博·竞赛）某溶液中可能含有Fe2＋、Mg2+、Cu2＋、NH、Al3＋，当加入一种淡黄色固体并加热溶液时，有刺激性气味气体放出和白色沉淀生成。加入淡黄色固体的物质的量(横坐标)与析出沉淀和产生气体的物质的量(纵坐标)的关系如图所示，则：
（1）淡黄色固体是 (填化学式)。
（2）溶液中含有的离子是 ，它们的物质的量浓度之比为 。
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