第三章第三节 用途广泛的金属材料 同步辅导与测试
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| 名称 | 第三章第三节 用途广泛的金属材料 同步辅导与测试 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 185.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2010-10-14 20:56:00 | ||
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文档简介
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第三章 金属及其化合物
第三节 用途广泛的金属材料
【本节学习要点】
1．掌握合金的概念和性质。2.掌握常见合金的重要用途。3.初步认识合理使用金属材料的意义。
重难点一、常见合金及其重要应用
1．铁合金
铁合金,主要成分元素,主要特性,主要用途
生铁,Fe、C(2%～4.3%)及Si、Mn、S、P等,硬而脆，强度大，可铸不可锻,炼钢，制各种铸件
钢,
碳素钢,
低碳钢,Fe、C(低于0.3%),韧性、焊接性好，强度低,制钢板、钢丝、钢管等
中碳钢,Fe、C(0.3%～0.6%),强度高，韧性及加工性好,制钢轨、车轮和建材等
高碳钢,Fe、C(高于0.6%),硬而脆，热处理后弹性好,制器械、弹簧、刀具等
合金钢,
锰钢,Fe、Mn,韧性好，强度大,钢轨、轴承、钢磨、坦克装甲
硅钢,Fe、Si,导磁性好,变压器、发电机和电动机中的铁芯
不锈钢,Fe、Cr、Ni,抗腐蚀性好,医疗器械、炊具、反应釡、容器
2．铜合金
铜合金,成分金属,性能及用途
青铜,Cu、Sn、Pb,硬而脆，强度大，古人用来制刀具、祭器、酒具等
黄铜,Cu、Zn(少量Sn、Pb、Al等),硬度较青铜差，耐磨、耐腐蚀，可塑性强，主要用作饰品、制耐压设备等
白铜,Cu、Ni、Zn少量的Mn,常用酒具、饰品等
3．其他合金
名称,组成,主要特性,主要用途
铝合金,含有10%～30%的镁,强度和硬度都比纯铝和纯镁大,火箭、飞机、轮船等制造业
硬铝,含铜4%、镁0.5%、锰0.5%、硅0.7%,强度和硬度都比纯铝大,火箭、飞机、轮船等制造业
钛合金,含铝6%、钒4%,耐高温、耐腐蚀、高强度,用于宇航、飞机、造船、化学工业
重难点二、稀土元素的性能及用途
1．性能
稀土金属元素指物理性质和化学性质极为相似、在自然界中共生的金属元素，具有特殊的物质结构，具有优异的物理、化学、磁、光、电学性能，它既可以单独使用，也可用于生产合金。稀土元素被称为冶金工业的维生素。
2．用途
(1)结构材料：在钢铁中加入适量稀土金属或稀土金属的化合物，可使钢铁得到良好的塑性、韧性、耐磨性、耐热性、抗氧化性、抗腐蚀性等。
(2)磁性材料：稀土金属可制成永磁材料，钕铁硼永磁是当今最强的永磁体，制成磁光存储记录材料，用于生产磁光盘等。
(3)发光材料：稀土金属的氧化物可作发光材料，如彩色电视机显像管中使用的稀土荧光粉，使画面亮度和色彩的鲜艳度都提高了许多。
(4)催化剂：在石油化工中，稀土金属主要用于催化活性高、寿命长的分子筛型催化剂。
(5)特种玻璃：在石英光导纤维中掺入某些稀土金属，可大大增强光纤的传输能力。
(6)在农、林、牧、医等方面的应用：稀土金属元素可制成微量元素肥料，促进作物对N、P、K等常用元素的吸收。
(7)在环境保护方面的应用：硝酸镧在环境保护方面得到应用，可以很有效地除去污水中的磷酸盐。
(8)引火合金：作民用打火石和炮弹引信。
题型1合金的性质
【例1】 碲锌镉(Te－Zn－Cd)晶体可以用于制造红外探测器的基础材料，下列有关它的叙述中不正确的是( )
A
.它是由Te、Zn、Cd按一定比例混合而成的，无固定的熔、沸点
B．它易导电、导热，具有延展性
C．它的熔、沸点比Zn的低
D它的硬度和强度比Cd的大
解析 碲锌镉晶体是由Te、Zn、Cd按一定比例熔合而成的具有金属特性的合金，只要比例确定、其组成就固定，因而有固定的熔、沸点；合金具有比成分金属低的熔、沸点，高的硬度和强度。
答案 A
合金是混合物，无因定熔、沸点。
题型2合金的应用
【例2】 根据你的生活经验和下表所提供的信息，分析并回答下列问题。
物理性质 物理性质比较
导电性(以银的导电性为100作标准), 银,铜,金,铝,锌,铁,铅
100,99,74,61,27,17,7.9
密度g/cm3, 金,铅,银,铜,铁,锌,钠
19．3,11.3,10.5,8.92,7.86,7.14,2.70
熔点°C, 钨,铁,铜,金,银,铝,锡
3 410,1 535,1 083,1 064,962,660,232
硬度(以金刚石的硬度为10作标准), 铬,铁,银,铜,金,铝,铅
9．4～9.5 2.5～4 2.5～3 2.5～3 2～2.9 1.5
(1)为什么菜刀、锤子等通常用铁制而不用铅制？
(2)银的导电性比铜好，为什么导线一般用铜制而不用银制？
(3)为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？
解析 在确定金属的用途时，要考虑其硬度、熔点、导电性等多种性质，有时还要考虑价格、资源、是否便利、是否有毒、是否利于回收等因素。正确解答本题还要会读题，要充分利用题中所给信息。
答案 (1)因为铁的硬度比铅大，且铅有毒，故常用铁而不用铅制菜刀、锤子。
(2)银和铜导电性相近，但银比铜贵得多，且电线用量大，所以用铜不用银。
(3)因为钨的熔点高(3 410°C)，而锡的熔点(232°C)太低，通电时锡就熔化了，所以用钨丝而不用锡丝作灯泡的灯丝。
做好本题的关键是利用生活经验和表中所提供的信息。从硬度、导电性、熔点等角度去考虑，有的题目看似新颖，其实只要抓住其问题的核心就能顺利解决。
题型3金属的冶炼
【例3】 古代的“药金”外观与金相似，常被误以为是金子，冶炼方法如下：将碳酸锌、赤铜(Cu2O)、木炭混合加热到800℃，得到金光闪闪的“药金”。
(1)药金的主要成分是__________。
(2)有关冶炼的化学方程式是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
解析 高温下，碳酸锌分解生成氧化锌和二氧化碳，木炭在高温下将氧化亚铜和氧化锌还原为金属铜和锌，在这种高温下铜锌形成合金而呈金黄色。
答案 (1)铜锌合金
(2)ZnCO3ZnO＋CO2↑，
2Cu2O＋C4Cu＋CO2↑，
2ZnO＋C2Zn＋CO2↑
若某些金属以碳酸盐形式存在时，如菱镁矿（碳酸镁）、菱铁矿（碳酸亚铁）等，首先应将其转化成氧化物，然后再用还原剂还原。金属活动顺序表中Zn~Cu的金属用还原剂法进行冶炼。
题型4合金与酸碱的反应
【例4】 有镁、铝合金10.2 g，将它溶于500 mL 4 mol·L－1的盐酸中，若要使沉淀质量达到最大值，则需加入2 mol·L－1的氢氧化钠溶液的体积为( )
A.1 000 mL B.500 mL
C．100 mL D1 500 mL
解析 当镁、铝全部以Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀，即沉淀质量达到最大值时，溶液中只存在NaCl，故当沉淀的量最多时n(NaOH)＝n(HCl)。
n(NaOH)＝0.5 L×4 mol·L－1＝2 mol，
V(NaOH)＝2 mol÷2 mol·L－1＝1 L＝1 000 mL。
答案 A
当遇到较复杂的计算时，可以分析开始状态和反应终止状态，将其中的过程简化，找出其中的本质关系，运用守恒定律，化繁为简，提高解题速度。
题型5合金成分金属含量的测定
【例5】 某铝合金中含有合金元素镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，设计了如下实验，请回答有关问题：
(1)称取样品a g，称量时应该使用的主要仪器的名称是。
(2)将样品溶解于足量的稀盐酸中，过滤。滤液中主要含有，滤渣中含有 ，溶解、过滤用到的玻璃仪器是。
(3)滤液中加过量氢氧化钠溶液、过滤，有关的离子方程式是
________________________________________________________________________。
(4)向步骤(3)的滤液中通入足量二氧化碳气体，过滤，有关的离子方程式是________________________________________________________________________。
(5)步骤(4)过滤后的滤渣用蒸馏水洗涤数次，烘干并灼烧至恒重，冷却后称重，其质量为b g，有关的化学方程式是，原样品中铝的质量分数是。
(6)若步骤(3)中加入氢氧化钠的量不足，则实验结果(填“偏高”“偏低”或“不影响”，下同)；若步骤(5)中滤渣没有洗涤，则实验结果；若滤渣灼烧不充分，则实验结果。
解析 (1)称量样品的仪器，在中学阶段只介绍了托盘天平。
(2)合金中能与盐酸反应的只有Mg、Al，Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑。
(3)据滤液中主要含有的溶质，即可写出相应的离子方程式。
(4)通入CO2时，CO2可与AlO－2反应，因CO2过量必须写成HCO－3形成。
(5)氢氧化铝灼烧：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。做实验取样品a g，实验后得氧化铝b g，设b g氧化铝中含铝的质量为x。
Al2O3～2Al
102 54
b g x
102∶54＝b g∶x，
x＝g＝g
样品中铝的质量分数：
×100%＝×100%
(6)当加入NaOH不足时，有一部分Al(OH)3未转化为AlO－2而被过滤除去，即使Al的质量减少了，所以测定结果偏低；若(5)中未洗涤滤渣，则滤渣中附有溶液中的溶质的质量被当作Al2O3的质量，使Al2O3的质量增大，即Al的质量增大，因而测得的结果偏高；若滤渣灼烧不充分，则使Al2O3的质量增大，即Al的质量增大，因而实验结果偏高。
答案 (1)托盘天平
(2)MgCl2、AlCl3、HCl Cu、Si 烧杯、玻璃棒、普通漏斗
(3)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，H＋＋OH－===H2O
(4)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
(5)2Al(OH)3Al2O3＋3H2O %
(6)偏低 偏高 偏高
镁铝合金中镁质量分数的测定方案可设计如下：
盐酸
实验设计1：铝镁合金→测定生成气体的体积（标准状况）
NaOH溶液
实验设计2：铝镁合金→测定生成气体的体积（标准状况）
盐酸NaOH溶液
实验设计3：铝镁合金→溶液→过量过滤，测定沉淀的质量
1．下列物质中，不属于合金的是( )
A.硬铝 B.黄铜 C.钢 D水银
答案
解析 硬铝为Al－Cu－Mg－Mn－Si合金；黄铜为Cu－Zn合金；钢可分为碳素钢和合金钢，碳素钢是铁和碳的合金，合金钢是铁与C、Cr、Mn、W、Ni、Mo、Co、Si等元素所组成的合金；水银即是单质汞，不是合金。
2．下列说法正确的是( )
A.所有不锈钢都只含有金属元素
B．我国流通的硬币材质是金属单质
C．广东正在打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具
D镁合金的硬度和强度均高于纯镁
答案 D
解析 A项不锈钢都含有C等非金属元素；流通硬币材质是合金，明代还没有铝制品，B、C错；D项一般来说合金熔点比成分金属低，硬度、强度比成分金属大。
3．将10 g铁碳合金放入氧气中高温灼烧，反应后的气体通入过量石灰水中得到沉淀1.4 g。则此铁碳合金是( )
A.生铁 B.高碳钢
C．中碳钢 D低碳钢
答案 B
解析 沉淀为CaCO3,1.4 g为1.4×10－2 mol。根据碳原子守恒，合金中C也为1.4×10－2 mol。
w(C)＝×100%＝1.68%，所以为高碳钢。
4．2.1 g镁铝合金完全溶于足量盐酸，生成氢气2.24 L(标准状况下)，再向溶液中加入氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量最大是( )
A.2.9 g B.4.6 g C.5.5 g D6.9 g
答案 C
解析 2.1 g镁铝合金完全溶于足量盐酸，生成氢气2.24 L(标准状况下)，由此得到氯化镁、氯化铝中的氯离子即为0.2 mol，所以全部转变成沉淀时，相当于氯离子全部被OH－代替，所以析出的沉淀中的OH－的物质的量为0.2 mol，所以得到的沉淀质量为2.1 g＋0.2 mol×17 g/mol＝5.5 g。
5．将一定质量的Mg－Al合
金投入100 mL一定物质的量浓度的某HCl溶液中，充分反应。向反应后的溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的NaOH溶液，生成沉淀的质量与所加NaOH溶液的体积关系如图所示。回答下列问题。
(1)原Mg-Al合金的质量是 ，合金中Mg与Al的物质的量之比是 ；
(2)原HCl溶液的物质的量浓度是 ；
(3)所加NaOH溶液的物质的量浓度是 。
答案 (1)5.1 g 1∶1 (2)6 mol·L-1 (3)5 mol·L-1
解析 由图象可知溶于NaOH溶液的沉淀为7.8 g，即0.1 mol Al(OH)3；不溶于NaOH溶液的Mg(OH)2沉淀为5.8 g，即0.1 mol Mg(OH)2。
Al(OH)3 + OH-===AlO2-+2H2O
1 mol 1 mol
0．1 mol c(NaOH)×(140-120)×10-3 L
得c(NaOH)=5 mol·L-1
由图像中A
点为沉淀量最大，溶液为NaCl，
n(Na+)=n(Cl-)，故c(HCl)×100 mL×10-3 L·mL-1
=5 mol·L-1×120 mL×10-3 L·mL-1
c(HCl)=6 mol·L-1
原合金中n(Al)＝n(Mg)＝0.1 mol，故物质的量之比为1∶1。
总质量为：0.1 mol×27 g·mol－1＋0.1 mol×24 g·mol－1＝5.1 g
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第三章 金属及其化合物
第三节 用途广泛的金属材料
【本节学习要点】
1．掌握合金的概念和性质。2.掌握常见合金的重要用途。3.初步认识合理使用金属材料的意义。
重难点一、常见合金及其重要应用
1．铁合金
铁合金,主要成分元素,主要特性,主要用途
生铁,Fe、C(2%～4.3%)及Si、Mn、S、P等,硬而脆，强度大，可铸不可锻,炼钢，制各种铸件
钢,
碳素钢,
低碳钢,Fe、C(低于0.3%),韧性、焊接性好，强度低,制钢板、钢丝、钢管等
中碳钢,Fe、C(0.3%～0.6%),强度高，韧性及加工性好,制钢轨、车轮和建材等
高碳钢,Fe、C(高于0.6%),硬而脆，热处理后弹性好,制器械、弹簧、刀具等
合金钢,
锰钢,Fe、Mn,韧性好，强度大,钢轨、轴承、钢磨、坦克装甲
硅钢,Fe、Si,导磁性好,变压器、发电机和电动机中的铁芯
不锈钢,Fe、Cr、Ni,抗腐蚀性好,医疗器械、炊具、反应釡、容器
2．铜合金
铜合金,成分金属,性能及用途
青铜,Cu、Sn、Pb,硬而脆，强度大，古人用来制刀具、祭器、酒具等
黄铜,Cu、Zn(少量Sn、Pb、Al等),硬度较青铜差，耐磨、耐腐蚀，可塑性强，主要用作饰品、制耐压设备等
白铜,Cu、Ni、Zn少量的Mn,常用酒具、饰品等
3．其他合金
名称,组成,主要特性,主要用途
铝合金,含有10%～30%的镁,强度和硬度都比纯铝和纯镁大,火箭、飞机、轮船等制造业
硬铝,含铜4%、镁0.5%、锰0.5%、硅0.7%,强度和硬度都比纯铝大,火箭、飞机、轮船等制造业
钛合金,含铝6%、钒4%,耐高温、耐腐蚀、高强度,用于宇航、飞机、造船、化学工业
重难点二、稀土元素的性能及用途
1．性能
稀土金属元素指物理性质和化学性质极为相似、在自然界中共生的金属元素，具有特殊的物质结构，具有优异的物理、化学、磁、光、电学性能，它既可以单独使用，也可用于生产合金。稀土元素被称为冶金工业的维生素。
2．用途
(1)结构材料：在钢铁中加入适量稀土金属或稀土金属的化合物，可使钢铁得到良好的塑性、韧性、耐磨性、耐热性、抗氧化性、抗腐蚀性等。
(2)磁性材料：稀土金属可制成永磁材料，钕铁硼永磁是当今最强的永磁体，制成磁光存储记录材料，用于生产磁光盘等。
(3)发光材料：稀土金属的氧化物可作发光材料，如彩色电视机显像管中使用的稀土荧光粉，使画面亮度和色彩的鲜艳度都提高了许多。
(4)催化剂：在石油化工中，稀土金属主要用于催化活性高、寿命长的分子筛型催化剂。
(5)特种玻璃：在石英光导纤维中掺入某些稀土金属，可大大增强光纤的传输能力。
(6)在农、林、牧、医等方面的应用：稀土金属元素可制成微量元素肥料，促进作物对N、P、K等常用元素的吸收。
(7)在环境保护方面的应用：硝酸镧在环境保护方面得到应用，可以很有效地除去污水中的磷酸盐。
(8)引火合金：作民用打火石和炮弹引信。
题型1合金的性质
【例1】 碲锌镉(Te－Zn－Cd)晶体可以用于制造红外探测器的基础材料，下列有关它的叙述中不正确的是( )
A
.它是由Te、Zn、Cd按一定比例混合而成的，无固定的熔、沸点
B．它易导电、导热，具有延展性
C．它的熔、沸点比Zn的低
D它的硬度和强度比Cd的大
解析 碲锌镉晶体是由Te、Zn、Cd按一定比例熔合而成的具有金属特性的合金，只要比例确定、其组成就固定，因而有固定的熔、沸点；合金具有比成分金属低的熔、沸点，高的硬度和强度。
答案 A
合金是混合物，无因定熔、沸点。
题型2合金的应用
【例2】 根据你的生活经验和下表所提供的信息，分析并回答下列问题。
物理性质 物理性质比较
导电性(以银的导电性为100作标准), 银,铜,金,铝,锌,铁,铅
100,99,74,61,27,17,7.9
密度g/cm3, 金,铅,银,铜,铁,锌,钠
19．3,11.3,10.5,8.92,7.86,7.14,2.70
熔点°C, 钨,铁,铜,金,银,铝,锡
3 410,1 535,1 083,1 064,962,660,232
硬度(以金刚石的硬度为10作标准), 铬,铁,银,铜,金,铝,铅
9．4～9.5 2.5～4 2.5～3 2.5～3 2～2.9 1.5
(1)为什么菜刀、锤子等通常用铁制而不用铅制？
(2)银的导电性比铜好，为什么导线一般用铜制而不用银制？
(3)为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？
解析 在确定金属的用途时，要考虑其硬度、熔点、导电性等多种性质，有时还要考虑价格、资源、是否便利、是否有毒、是否利于回收等因素。正确解答本题还要会读题，要充分利用题中所给信息。
答案 (1)因为铁的硬度比铅大，且铅有毒，故常用铁而不用铅制菜刀、锤子。
(2)银和铜导电性相近，但银比铜贵得多，且电线用量大，所以用铜不用银。
(3)因为钨的熔点高(3 410°C)，而锡的熔点(232°C)太低，通电时锡就熔化了，所以用钨丝而不用锡丝作灯泡的灯丝。
做好本题的关键是利用生活经验和表中所提供的信息。从硬度、导电性、熔点等角度去考虑，有的题目看似新颖，其实只要抓住其问题的核心就能顺利解决。
题型3金属的冶炼
【例3】 古代的“药金”外观与金相似，常被误以为是金子，冶炼方法如下：将碳酸锌、赤铜(Cu2O)、木炭混合加热到800℃，得到金光闪闪的“药金”。
(1)药金的主要成分是__________。
(2)有关冶炼的化学方程式是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
解析 高温下，碳酸锌分解生成氧化锌和二氧化碳，木炭在高温下将氧化亚铜和氧化锌还原为金属铜和锌，在这种高温下铜锌形成合金而呈金黄色。
答案 (1)铜锌合金
(2)ZnCO3ZnO＋CO2↑，
2Cu2O＋C4Cu＋CO2↑，
2ZnO＋C2Zn＋CO2↑
若某些金属以碳酸盐形式存在时，如菱镁矿（碳酸镁）、菱铁矿（碳酸亚铁）等，首先应将其转化成氧化物，然后再用还原剂还原。金属活动顺序表中Zn~Cu的金属用还原剂法进行冶炼。
题型4合金与酸碱的反应
【例4】 有镁、铝合金10.2 g，将它溶于500 mL 4 mol·L－1的盐酸中，若要使沉淀质量达到最大值，则需加入2 mol·L－1的氢氧化钠溶液的体积为( )
A.1 000 mL B.500 mL
C．100 mL D1 500 mL
解析 当镁、铝全部以Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀，即沉淀质量达到最大值时，溶液中只存在NaCl，故当沉淀的量最多时n(NaOH)＝n(HCl)。
n(NaOH)＝0.5 L×4 mol·L－1＝2 mol，
V(NaOH)＝2 mol÷2 mol·L－1＝1 L＝1 000 mL。
答案 A
当遇到较复杂的计算时，可以分析开始状态和反应终止状态，将其中的过程简化，找出其中的本质关系，运用守恒定律，化繁为简，提高解题速度。
题型5合金成分金属含量的测定
【例5】 某铝合金中含有合金元素镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，设计了如下实验，请回答有关问题：
(1)称取样品a g，称量时应该使用的主要仪器的名称是。
(2)将样品溶解于足量的稀盐酸中，过滤。滤液中主要含有，滤渣中含有 ，溶解、过滤用到的玻璃仪器是。
(3)滤液中加过量氢氧化钠溶液、过滤，有关的离子方程式是
________________________________________________________________________。
(4)向步骤(3)的滤液中通入足量二氧化碳气体，过滤，有关的离子方程式是________________________________________________________________________。
(5)步骤(4)过滤后的滤渣用蒸馏水洗涤数次，烘干并灼烧至恒重，冷却后称重，其质量为b g，有关的化学方程式是，原样品中铝的质量分数是。
(6)若步骤(3)中加入氢氧化钠的量不足，则实验结果(填“偏高”“偏低”或“不影响”，下同)；若步骤(5)中滤渣没有洗涤，则实验结果；若滤渣灼烧不充分，则实验结果。
解析 (1)称量样品的仪器，在中学阶段只介绍了托盘天平。
(2)合金中能与盐酸反应的只有Mg、Al，Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑。
(3)据滤液中主要含有的溶质，即可写出相应的离子方程式。
(4)通入CO2时，CO2可与AlO－2反应，因CO2过量必须写成HCO－3形成。
(5)氢氧化铝灼烧：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。做实验取样品a g，实验后得氧化铝b g，设b g氧化铝中含铝的质量为x。
Al2O3～2Al
102 54
b g x
102∶54＝b g∶x，
x＝g＝g
样品中铝的质量分数：
×100%＝×100%
(6)当加入NaOH不足时，有一部分Al(OH)3未转化为AlO－2而被过滤除去，即使Al的质量减少了，所以测定结果偏低；若(5)中未洗涤滤渣，则滤渣中附有溶液中的溶质的质量被当作Al2O3的质量，使Al2O3的质量增大，即Al的质量增大，因而测得的结果偏高；若滤渣灼烧不充分，则使Al2O3的质量增大，即Al的质量增大，因而实验结果偏高。
答案 (1)托盘天平
(2)MgCl2、AlCl3、HCl Cu、Si 烧杯、玻璃棒、普通漏斗
(3)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，H＋＋OH－===H2O
(4)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
(5)2Al(OH)3Al2O3＋3H2O %
(6)偏低 偏高 偏高
镁铝合金中镁质量分数的测定方案可设计如下：
盐酸
实验设计1：铝镁合金→测定生成气体的体积（标准状况）
NaOH溶液
实验设计2：铝镁合金→测定生成气体的体积（标准状况）
盐酸NaOH溶液
实验设计3：铝镁合金→溶液→过量过滤，测定沉淀的质量
1．下列物质中，不属于合金的是( )
A.硬铝 B.黄铜 C.钢 D水银
答案
解析 硬铝为Al－Cu－Mg－Mn－Si合金；黄铜为Cu－Zn合金；钢可分为碳素钢和合金钢，碳素钢是铁和碳的合金，合金钢是铁与C、Cr、Mn、W、Ni、Mo、Co、Si等元素所组成的合金；水银即是单质汞，不是合金。
2．下列说法正确的是( )
A.所有不锈钢都只含有金属元素
B．我国流通的硬币材质是金属单质
C．广东正在打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具
D镁合金的硬度和强度均高于纯镁
答案 D
解析 A项不锈钢都含有C等非金属元素；流通硬币材质是合金，明代还没有铝制品，B、C错；D项一般来说合金熔点比成分金属低，硬度、强度比成分金属大。
3．将10 g铁碳合金放入氧气中高温灼烧，反应后的气体通入过量石灰水中得到沉淀1.4 g。则此铁碳合金是( )
A.生铁 B.高碳钢
C．中碳钢 D低碳钢
答案 B
解析 沉淀为CaCO3,1.4 g为1.4×10－2 mol。根据碳原子守恒，合金中C也为1.4×10－2 mol。
w(C)＝×100%＝1.68%，所以为高碳钢。
4．2.1 g镁铝合金完全溶于足量盐酸，生成氢气2.24 L(标准状况下)，再向溶液中加入氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量最大是( )
A.2.9 g B.4.6 g C.5.5 g D6.9 g
答案 C
解析 2.1 g镁铝合金完全溶于足量盐酸，生成氢气2.24 L(标准状况下)，由此得到氯化镁、氯化铝中的氯离子即为0.2 mol，所以全部转变成沉淀时，相当于氯离子全部被OH－代替，所以析出的沉淀中的OH－的物质的量为0.2 mol，所以得到的沉淀质量为2.1 g＋0.2 mol×17 g/mol＝5.5 g。
5．将一定质量的Mg－Al合
金投入100 mL一定物质的量浓度的某HCl溶液中，充分反应。向反应后的溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的NaOH溶液，生成沉淀的质量与所加NaOH溶液的体积关系如图所示。回答下列问题。
(1)原Mg-Al合金的质量是 ，合金中Mg与Al的物质的量之比是 ；
(2)原HCl溶液的物质的量浓度是 ；
(3)所加NaOH溶液的物质的量浓度是 。
答案 (1)5.1 g 1∶1 (2)6 mol·L-1 (3)5 mol·L-1
解析 由图象可知溶于NaOH溶液的沉淀为7.8 g，即0.1 mol Al(OH)3；不溶于NaOH溶液的Mg(OH)2沉淀为5.8 g，即0.1 mol Mg(OH)2。
Al(OH)3 + OH-===AlO2-+2H2O
1 mol 1 mol
0．1 mol c(NaOH)×(140-120)×10-3 L
得c(NaOH)=5 mol·L-1
由图像中A
点为沉淀量最大，溶液为NaCl，
n(Na+)=n(Cl-)，故c(HCl)×100 mL×10-3 L·mL-1
=5 mol·L-1×120 mL×10-3 L·mL-1
c(HCl)=6 mol·L-1
原合金中n(Al)＝n(Mg)＝0.1 mol，故物质的量之比为1∶1。
总质量为：0.1 mol×27 g·mol－1＋0.1 mol×24 g·mol－1＝5.1 g
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