等级性测试
1．下列关于铁和铁合金的有关说法错误的是( )
A．工业上用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来
B．不锈钢抗腐蚀性能好，长期使用绝对不会生锈
C．制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的合金
D．使用铁锅炒菜能为人体提供微量的铁元素
解析：选B。一氧化碳具有还原性，可以将铁矿石中的铁还原出来；在相同条件和环境下，不锈钢较碳素钢而言不易生锈；碳素钢是铁和碳的合金；铁是人体需要的微量元素，使用铁锅炒菜能为人体提供微量的铁元素。
2．哈大齐高铁的通车，标志我国高寒地区高铁技术领先世界，车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金( )
A．质地轻，强度大，抗腐蚀能力比较强
B．具有比较活泼的化学性质
C．各种成分在自然界中含量丰富，容易获取
D．比纯铝熔点高，耐高温
解析：选A。车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金具有质地轻、强度大、抗腐蚀能力比较强的优点，A正确；铝合金的化学性质的确比较活泼，但与被用于制造高铁车厢没有必然联系，B错误；铝元素在地壳中含量居第三位，含量比较丰富，但因铝性质活泼，只能采用电解法制取，成本较高，并不容易获得，C错误；铝合金的熔点比纯铝的低，D错误。
3．用于制造飞机的材料应具备高比强度(断裂强度/密度)，还应具备密度小、质地轻的特点。以波音747为例，机身每减轻1 kg，因耗油减少，一年可获利2 000美元。你认为下列材料中可用于飞机制造业的是( )
A．Mg-Al合金
B．黄铜(Cu-Zn合金)
C．Na-K合金
D．生铁(Fe-C合金)
解析：选A。黄铜、生铁密度较大，且生铁易断裂，Na-K合金熔点低，常温下为液体，选项B、C、D不正确。
4．金属Ti(钛)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中探究Ti、Mg、Cu的活动性顺序。他们在相同的温度下，取大小相同的三种金属薄片，分别投入等体积、等浓度的足量稀盐酸中，观察现象如下：
金属
Ti
Mg
Cu
金属表面现象
放出气泡速率缓慢
放出气泡速率快
无明显变化
下列有关三种金属的说法正确的是( )
A.三种金属的活动性由强到弱的顺序是Ti、Mg、Cu
B.若钛粉中混有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.Cu和MgCl2溶液不发生化学反应
解析：选D。可根据金属与同浓度的同种酸反应时，反应剧烈程度的不同判断金属的活动性，反应剧烈的金属其活动性较强。A项，Ti在盐酸中比Mg放出气泡的速率慢，说明Ti的金属活动性比Mg弱；B项，由于Ti、Mg均能与稀盐酸反应，故不能用此法提纯金属钛；C项，由于Ti是较为昂贵的金属，用Ti制造Cu经济成本上不划算；D项，由于Cu不如Mg活泼，因此Cu不与MgCl2溶液发生反应。
5．(2019·原创题)储氢合金是一类新型合金，如铁系储氢合金、钛系储氢合金。储氢合金既能在一定条件下吸收H2，又能在一定条件下放出H2，该循环中发生变化：H2((2H。下列说法错误的是( )
A．储氢合金的吸氢和放氢都是物理变化
B．温度和压强都会影响储氢合金的吸氢和放氢
C．铁系储氢合金可以做成纳米合金
D．铁系储氢合金和钛系储氢合金可以用磁铁进行鉴别
解析：选A。由H2((2H可知，储氢合金的吸氢和放氢都是化学变化。
6．现代建筑的门窗框架常用电镀加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下所示的实验(每一步试剂均过量)，由此可推知，硬铝的组成为( )
(已知Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑)
样品
A．Al，Cu，Mg，Si B．Al，Mg，Si，Zn
C．Al，Fe，C，Cu D．Al，Si，Zn，Na
解析：选A。根据硬铝样品反应图示可知，硬铝中存在与稀盐酸反应的成分(Al)，反应后的不溶物(Si)能与NaOH溶液反应生成H2，还有不溶物(Cu)。
7．(2019·杭州高一检测)将5.0 g某金属合金放入足量的稀盐酸中，共收集氢气的体积为2.24 L(标准状况)，则该金属合金可能是( )
A．Mg-Al合金 B．Fe-Al合金
C．Fe-Zn合金 D．Cu-Zn合金
解析：选B。由题意知，n(H2)＝＝0.1 mol，即产生0.1 mol H2消耗金属合金5.0 g，则产生1 mol H2消耗金属合金50 g，满足此条件的要求是产生1 mol H2时，消耗一种金属的质量大于50 g，另一种金属的质量小于50 g。对于给出的金属，产生1 mol H2时消耗金属的质量分别为m(Mg)＝24 g，m(Al)＝18 g，m(Fe)＝56 g，m(Zn)＝65 g，Cu与稀盐酸不反应，只有Fe－Al合金符合题意。
8．称取两份铝粉，第一份加足量的NaOH溶液，第二份加足量的盐酸，若两份铝粉中产生气体体积(在同温同压下)之比为1∶2，则两份铝粉的质量比为( )
A．1∶1 B．2∶3
C．1∶2 D．1∶3
解析：选C。由2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑、2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑可知，两份铝粉的质量之比为1∶2。
9．金属具有良好的导电、导热及延展性等，因此广泛应用于制造各种材料。
请回答下列问题：
(1)下列关于自行车金属部件的防腐措施不正确的是________(填字母)。
A．为车架、挡泥板、车后座、车座弹簧烤上一层漆
B．为链条涂上机油，为轴承涂上凡士林
C．对车把、车圈、车辐条进行电镀处理
D．把自行车存放在阴凉、潮湿的地方
(2)家庭中的“钢精锅”是由铝合金制成的，它能长期使用的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)某合金和铁的有关性质如下表：
熔点/℃
密度/(g·cm－3)
硬度
导电性
某合金
2 500
3.00
7.4
2.3
铁
1 535
7.86
4.5
17
又知该合金耐腐蚀、强度大。则该合金不适合用作________(填字母)。
A．导线 B．门窗框
C．炉具 D．飞机外壳
解析：(1)A对，为车架、挡泥板、车后座、车座弹簧烤上一层漆，可以隔绝水和空气，能防止生锈。B对，为链条涂上机油，为轴承涂上凡士林，可以隔绝水和空气，能防止生锈。C对，对车把、车圈、车辐条进行电镀处理，可以隔绝水和空气，能防止生锈。D错，自行车存放在阴凉、潮湿的地方，铁与水、空气接触易生锈。
(2)铝在空气中，表面能生成致密的氧化膜，阻止内部金属进一步被氧化，所以家庭中的“钢精锅”能长期使用。
(3)从表格中可知，该合金具有密度小、机械性能好的特点，所以适合用作飞机外壳、门窗框。由于其熔点较高，所以适合用作炉具。但是其导电性不好，所以不适宜用作导线。
答案：(1)D (2)铝表面生成致密的氧化膜，阻止内部金属进一步被氧化 (3)A
10．某化学兴趣小组按照如下流程进行“由镁铝合金制备硫酸铝晶体”的实验。
(1)向镁铝合金中加NaOH溶液反应的离子方程式为
________________________________________________________________________，
金属X的原子结构示意图为__________________，固体A的化学式为________。
(2)写出硫酸铝在水中的电离方程式：_____________________________________
______________________；操作②包含的步骤有蒸发浓缩、________、过滤、洗涤、干燥。
(3)该兴趣小组为测定镁铝合金中各组分的质量分数，设计如图装置，则需要测定的数据有________________________________________________________________________、
__________________。
解析：(1)向镁铝合金中加入足量NaOH溶液，Al和NaOH溶液反应生成可溶性的NaAlO2，镁不反应，发生反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑；镁的原子结构示意图为；向滤液中加入稀硫酸调节溶液的pH，得到Al(OH)3固体。
(2)Al2(SO4)3是强电解质，电离方程式为Al2(SO4)3===2Al3＋＋3SO。操作②包含的步骤有蒸发浓缩、冷却结晶(降温结晶)、过滤、洗涤、干燥。
(3)根据装置图知，需测得氢气体积，根据金属和氢气之间的关系式分析知，还需要测定镁铝合金的质量。
答案：(1)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ Al(OH)3
(2)Al2(SO4)3===2Al3＋＋3SO 冷却结晶(降温结晶)
(3)氢气的体积 镁铝合金的质量(两空顺序可颠倒)
课件30张PPT。第二节 金属材料
第1课时 金属材料第三章 铁 金属材料第三章 铁 金属材料金属(或金属和非金属)金属优于低于化学性质混合物生铁钢2%～4.3%0.03%～2%延展性机械性能好钢碳素钢合金钢高中低特种合金不锈钢铬(Cr)镍(Ni)铝铝合金氧化铝金属氢化物两性酸碱等级性测试本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放第二节 金属材料
第1课时 金属材料
课程标准
核心素养
1.知道金属材料的常见类型，结合实例认识材料组成、性能与应用的联系。
2．认识铝和铝合金的性质。
1.变化观念：知道铝及铝合金既能与酸反应，又能与碱反应。
2．科学探究：探究铝合金与酸和碱的反应情况。
一、合金的定义及性能
1．合金的定义
合金是由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
2．合金与纯金属的性能差异
(1)合金的硬度比其成分金属大，机械性能一般优于各成分金属。
(2)合金的熔点一般低于它的各成分金属。
(3)合金具有各成分金属的化学性质，合金一定是混合物。
二、金属材料的类型
1．铁合金
生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金。生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%～2%。由于含碳量不同，钢和生铁在性能上有很大差异。例如，生铁硬度大、抗压，性脆、可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料；钢有良好的延展性，机械性能好，可以锻轧和铸造，广泛用于制造机械和交通工具等。
钢是用量最大、用途最广的合金，根据其化学成分，可分为两大类：碳素钢和合金钢。根据含碳量不同，碳素钢可分为高碳钢、中碳钢和低碳钢。合金钢也叫特种钢，是在碳素钢里适量地加入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。不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金元素主要是铬(Cr)和镍(Ni)。
2．铝和铝合金
(1)铝是地壳中含量最多的金属元素。铝是一种活泼金属，在常温下就能与空气中的氧气发生反应。人们日常用的铝制品通常都是由铝合金制造的，其表面总是覆盖着致密的氧化铝薄膜，这层膜起着保护内部金属的作用。
(2)纯铝的硬度和强度较小，不适合制造机器零件等。向铝中加入少量的合金元素可制成铝合金。铝合金是目前用途广泛的合金之一。如硬铝是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。
3．新型合金
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。此外，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。
三、铝、氧化铝的化学性质
1．铝的化学性质
铝作为一种活泼金属，具有金属的化学通性，此外，铝既能与酸反应又能与碱反应。
写出下列反应的化学方程式和离子方程式：
2．氧化铝的化学性质
Al2O3是两性氧化物，与酸或碱溶液都能反应生成盐和水。
写出下列反应的离子方程式：
金属铝与酸、碱反应生成H2的量的关系
1．反应原理
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑；
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。
2．量的关系
定量关系
(1)等量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，产生H2的量相等，此时消耗HCl与NaOH的物质的量之比为3∶1。
(2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和NaOH溶液反应，产生H2的物质的量之比为1∶3，此时消耗铝的物质的量之比也为1∶3。
(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和NaOH溶液反应，若<<1，则必定有：①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；②铝与NaOH溶液反应时，铝不足而NaOH过量。
3．灵活利用数轴正确分析量的关系
铝与氢氧化钠溶液反应的实质是铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3，然后Al(OH)3再与NaOH反应生成H2O和NaAlO2，反应中铝做还原剂，水做氧化剂，NaOH无电子得失。
用双线桥法和单线桥法分别表示
1．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．生铁在潮湿的空气中容易生锈
解析：选A。合金的硬度一般大于各成分金属，生铁比铁的硬度大；铁具有良好的导热性；钢是铁的合金；生铁在潮湿的空气中容易生锈。
2．钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切实际的是( )
A．用来做保险丝
B．用于制造航天飞机
C．用来制造人造骨
D．用于家庭装修，制作钛合金装饰门
解析：选A。由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；由于钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排斥反应，因此可以用来制造人造骨，C正确；由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，制作钛合金装饰门，D正确；由于其熔点高，不适合做保险丝，A错误。
3．铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为( )
A．1∶1 B．2∶1
C．3∶1 D．1∶3
解析：选C。由铝与盐酸反应的化学方程式2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑和铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，生成等量氢气需要两者物质的量之比为n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。
课堂小结
合格考训练
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)人类历史上使用最早的合金是青铜。( )
(2)合金中只存在金属元素，不可能有非金属元素。( )
(3)生铁的熔点比铁低，但机械强度和硬度比铁高。( )
(4)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同。( )
(5)镁、铝熔合成合金的过程发生了化学变化。( )
(6)储氢合金属于金属氢化物材料。( )
(7)合金是混合物，具有金属的特性。( )
答案：(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√ (7)√
2．纯铁的熔点为1 535 ℃，而高炉中炼铁时生铁(含碳量较高的铁的合金)在1 200 ℃左右就熔化了，这是因为( )
A．铁的纯度越高，熔点越低
B．合金的熔点一般比其成分物质的熔点低
C．形成了铁碳合金，所以熔点变高
D．在高炉内熔化的过程中发生了化学反应
解析：选B。合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低。
3．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，但能被烧碱腐蚀
D．镁铝合金在盐酸中无法溶解
解析：选D。A项，合金均为混合物，一般来说，合金的熔点比成分金属的熔点低；B项，在熔剂层覆盖下熔炼，可隔绝空气，防止高温铝液被O2氧化；C项，镁铝合金中的铝能与NaOH溶液反应；D项，合金中的Mg、Al均能与盐酸反应。
4．下列有关厨房中铝制品的使用，你认为合理的是( )
A．盛放食醋
B．烧煮开水
C．用金属丝擦洗表面的污垢
D．用碱水洗涤
解析：选B。食醋的主要成分是CH3COOH(显酸性)，它能与铝及铝表面覆盖的氧化铝保护膜发生反应，使铝制品被腐蚀；用金属丝擦洗时会破坏铝表面覆盖的氧化铝保护膜，使铝制品容易被腐蚀；用碱水洗涤也会腐蚀铝及铝表面的保护膜。
5．合金是由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。
(1)下列物质不属于合金的是________(填字母，下同)。
A．明矾 B．硬铝
C．生铁 D．青铜
(2)根据下表中四种金属的熔、沸点，回答问题：
金属
Na
Cu
Al
Fe
熔点/℃
97.8
1 083
660
1 535
沸点/℃
883
2 567
2 467
2 750
其中不能形成合金的是________。
①Cu与Na ②Fe与Cu ③Fe与Na ④Al与Na
A．①② B．①③
C．①④ D．②④
(3)镁铝合金与盐酸完全反应后，加入过量的氢氧化钠溶液，最后的结果是________。
A．没有沉淀物生成
B．只有氢氧化铝沉淀生成
C．只有氢氧化镁沉淀生成
D．有氢氧化铝和氢氧化镁沉淀生成
解析：(1)明矾属于化合物；硬铝中含铝、铜、镁、锰、硅等，生铁中主要含铁、碳，青铜中含有铜、锡、铅，它们都属于合金。(2)当一种金属的熔点超过另一种金属的沸点时，它们就不可能熔合在一起形成合金。(3)Mg、Al都与盐酸反应，Mg(OH)2不溶于NaOH溶液，而Al(OH)3溶于NaOH溶液生成NaAlO2和H2O。
答案：(1)A (2)B (3)C
等级性测试
1．下列关于铁和铁合金的有关说法错误的是( )
A．工业上用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来
B．不锈钢抗腐蚀性能好，长期使用绝对不会生锈
C．制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的合金
D．使用铁锅炒菜能为人体提供微量的铁元素
解析：选B。一氧化碳具有还原性，可以将铁矿石中的铁还原出来；在相同条件和环境下，不锈钢较碳素钢而言不易生锈；碳素钢是铁和碳的合金；铁是人体需要的微量元素，使用铁锅炒菜能为人体提供微量的铁元素。
2．哈大齐高铁的通车，标志我国高寒地区高铁技术领先世界，车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金( )
A．质地轻，强度大，抗腐蚀能力比较强
B．具有比较活泼的化学性质
C．各种成分在自然界中含量丰富，容易获取
D．比纯铝熔点高，耐高温
解析：选A。车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金具有质地轻、强度大、抗腐蚀能力比较强的优点，A正确；铝合金的化学性质的确比较活泼，但与被用于制造高铁车厢没有必然联系，B错误；铝元素在地壳中含量居第三位，含量比较丰富，但因铝性质活泼，只能采用电解法制取，成本较高，并不容易获得，C错误；铝合金的熔点比纯铝的低，D错误。
3．用于制造飞机的材料应具备高比强度(断裂强度/密度)，还应具备密度小、质地轻的特点。以波音747为例，机身每减轻1 kg，因耗油减少，一年可获利2 000美元。你认为下列材料中可用于飞机制造业的是( )
A．Mg-Al合金
B．黄铜(Cu-Zn合金)
C．Na-K合金
D．生铁(Fe-C合金)
解析：选A。黄铜、生铁密度较大，且生铁易断裂，Na-K合金熔点低，常温下为液体，选项B、C、D不正确。
4．金属Ti(钛)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中探究Ti、Mg、Cu的活动性顺序。他们在相同的温度下，取大小相同的三种金属薄片，分别投入等体积、等浓度的足量稀盐酸中，观察现象如下：
金属
Ti
Mg
Cu
金属表面现象
放出气泡速率缓慢
放出气泡速率快
无明显变化
下列有关三种金属的说法正确的是( )
A.三种金属的活动性由强到弱的顺序是Ti、Mg、Cu
B.若钛粉中混有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.Cu和MgCl2溶液不发生化学反应
解析：选D。可根据金属与同浓度的同种酸反应时，反应剧烈程度的不同判断金属的活动性，反应剧烈的金属其活动性较强。A项，Ti在盐酸中比Mg放出气泡的速率慢，说明Ti的金属活动性比Mg弱；B项，由于Ti、Mg均能与稀盐酸反应，故不能用此法提纯金属钛；C项，由于Ti是较为昂贵的金属，用Ti制造Cu经济成本上不划算；D项，由于Cu不如Mg活泼，因此Cu不与MgCl2溶液发生反应。
5．(2019·原创题)储氢合金是一类新型合金，如铁系储氢合金、钛系储氢合金。储氢合金既能在一定条件下吸收H2，又能在一定条件下放出H2，该循环中发生变化：H2((2H。下列说法错误的是( )
A．储氢合金的吸氢和放氢都是物理变化
B．温度和压强都会影响储氢合金的吸氢和放氢
C．铁系储氢合金可以做成纳米合金
D．铁系储氢合金和钛系储氢合金可以用磁铁进行鉴别
解析：选A。由H2((2H可知，储氢合金的吸氢和放氢都是化学变化。
6．现代建筑的门窗框架常用电镀加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下所示的实验(每一步试剂均过量)，由此可推知，硬铝的组成为( )
(已知Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑)
样品
A．Al，Cu，Mg，Si B．Al，Mg，Si，Zn
C．Al，Fe，C，Cu D．Al，Si，Zn，Na
解析：选A。根据硬铝样品反应图示可知，硬铝中存在与稀盐酸反应的成分(Al)，反应后的不溶物(Si)能与NaOH溶液反应生成H2，还有不溶物(Cu)。
7．(2019·杭州高一检测)将5.0 g某金属合金放入足量的稀盐酸中，共收集氢气的体积为2.24 L(标准状况)，则该金属合金可能是( )
A．Mg-Al合金 B．Fe-Al合金
C．Fe-Zn合金 D．Cu-Zn合金
解析：选B。由题意知，n(H2)＝＝0.1 mol，即产生0.1 mol H2消耗金属合金5.0 g，则产生1 mol H2消耗金属合金50 g，满足此条件的要求是产生1 mol H2时，消耗一种金属的质量大于50 g，另一种金属的质量小于50 g。对于给出的金属，产生1 mol H2时消耗金属的质量分别为m(Mg)＝24 g，m(Al)＝18 g，m(Fe)＝56 g，m(Zn)＝65 g，Cu与稀盐酸不反应，只有Fe－Al合金符合题意。
8．称取两份铝粉，第一份加足量的NaOH溶液，第二份加足量的盐酸，若两份铝粉中产生气体体积(在同温同压下)之比为1∶2，则两份铝粉的质量比为( )
A．1∶1 B．2∶3
C．1∶2 D．1∶3
解析：选C。由2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑、2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑可知，两份铝粉的质量之比为1∶2。
9．金属具有良好的导电、导热及延展性等，因此广泛应用于制造各种材料。
请回答下列问题：
(1)下列关于自行车金属部件的防腐措施不正确的是________(填字母)。
A．为车架、挡泥板、车后座、车座弹簧烤上一层漆
B．为链条涂上机油，为轴承涂上凡士林
C．对车把、车圈、车辐条进行电镀处理
D．把自行车存放在阴凉、潮湿的地方
(2)家庭中的“钢精锅”是由铝合金制成的，它能长期使用的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)某合金和铁的有关性质如下表：
熔点/℃
密度/(g·cm－3)
硬度
导电性
某合金
2 500
3.00
7.4
2.3
铁
1 535
7.86
4.5
17
又知该合金耐腐蚀、强度大。则该合金不适合用作________(填字母)。
A．导线 B．门窗框
C．炉具 D．飞机外壳
解析：(1)A对，为车架、挡泥板、车后座、车座弹簧烤上一层漆，可以隔绝水和空气，能防止生锈。B对，为链条涂上机油，为轴承涂上凡士林，可以隔绝水和空气，能防止生锈。C对，对车把、车圈、车辐条进行电镀处理，可以隔绝水和空气，能防止生锈。D错，自行车存放在阴凉、潮湿的地方，铁与水、空气接触易生锈。
(2)铝在空气中，表面能生成致密的氧化膜，阻止内部金属进一步被氧化，所以家庭中的“钢精锅”能长期使用。
(3)从表格中可知，该合金具有密度小、机械性能好的特点，所以适合用作飞机外壳、门窗框。由于其熔点较高，所以适合用作炉具。但是其导电性不好，所以不适宜用作导线。
答案：(1)D (2)铝表面生成致密的氧化膜，阻止内部金属进一步被氧化 (3)A
10．某化学兴趣小组按照如下流程进行“由镁铝合金制备硫酸铝晶体”的实验。
(1)向镁铝合金中加NaOH溶液反应的离子方程式为
________________________________________________________________________，
金属X的原子结构示意图为__________________，固体A的化学式为________。
(2)写出硫酸铝在水中的电离方程式：_____________________________________
______________________；操作②包含的步骤有蒸发浓缩、________、过滤、洗涤、干燥。
(3)该兴趣小组为测定镁铝合金中各组分的质量分数，设计如图装置，则需要测定的数据有________________________________________________________________________、
__________________。
解析：(1)向镁铝合金中加入足量NaOH溶液，Al和NaOH溶液反应生成可溶性的NaAlO2，镁不反应，发生反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑；镁的原子结构示意图为；向滤液中加入稀硫酸调节溶液的pH，得到Al(OH)3固体。
(2)Al2(SO4)3是强电解质，电离方程式为Al2(SO4)3===2Al3＋＋3SO。操作②包含的步骤有蒸发浓缩、冷却结晶(降温结晶)、过滤、洗涤、干燥。
(3)根据装置图知，需测得氢气体积，根据金属和氢气之间的关系式分析知，还需要测定镁铝合金的质量。
答案：(1)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ Al(OH)3
(2)Al2(SO4)3===2Al3＋＋3SO 冷却结晶(降温结晶)
(3)氢气的体积 镁铝合金的质量(两空顺序可颠倒)
课件25张PPT。第2课时 物质的量在化学方程
式计算中的应用第三章 铁 金属材料第三章 铁 金属材料2∶1∶22∶1∶22∶1∶22∶1∶2物质的量体积 1 mol H2与1 mol Cl2在点燃的条件下完全反
应生成2 mol HCl等级性测试本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放第2课时 物质的量在化学方程式计算中的应用
课程标准
核心素养
1.结合化学方程式了解物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等概念之间的有关计算。
2．了解化学计算中的常用方法。
1.变化观念：知道物质发生化学变化过程中各种物理量之间的关系。
2．证据推理：具有证据意识，能基于证据对物质变化提出可能的假设，通过分析推理进行计算和论证。
3．社会责任：具有严谨求实的科学态度，了解化学方程式中的有关计算。
1．物质的量与其他物理量之间的计算公式
(1)已知物质的质量m(B)，n(B)＝。
(2)已知标准状况时的气体体积V[B(g)]，n(B)＝。
(3)已知物质的粒子数N(B)，n(B)＝。
(4)已知溶液中溶质的物质的量浓度c(B)，n(B)＝c(B)·V。
2．物质的量在化学方程式计算中的应用
化学方程式
2CO＋O22CO2
化学计量数之比
2∶1∶2
续 表
化学方程式
2CO＋O22CO2
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∶1∶2
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：(1)化学方程式中化学计量数之比＝各物质微粒数目之比＝各物质的物质的量之比。
(2)在同温同压下，气态物质的分子数之比＝物质的量之比＝体积之比。
(3)化学方程式除可以表示反应物、生成物的粒子数目关系和质量关系外，还可以表示它们的物质的量关系，如H2＋Cl22HCl可表示1__mol__H2与1__mol__Cl2在点燃的条件下完全反应生成2__mol__HCl。
物质的量应用于化学方程式计算的步骤和类型
1．基本步骤
2．计算类型
(1)基本计算
已知一种反应物(或生成物)的量求解其他物质的有关量，此时，只要按照化学方程式中量的关系，列出已知物质和待求物质的比例式计算便可。
(2)混合物反应的计算
设混合物中各物质的物质的量为x、y，按照化学方程式中量的关系，并用x、y表示，列出方程组解答。
(3)过量计算
给出了两种反应物的量，求解某产物的量。
方法：按照化学方程式中量的关系进行判断，哪一种物质过量，然后根据不足的物质的量进行求解。
(1)计算时，各物质不一定都用物质的量表示，也可以用物质的质量、气体的体积，但要注意各物质的物质的量与各物理量的换算关系。
(2)在化学方程式中列出的各量，同种物质的单位必须相同，不同物质的单位可以相同，也可以不同，但单位必须“上下统一”。
(3)列式求解时要注意所有的数值要带单位，同时注意有效数字的处理。
【素养升华】 证据推理：以实例明确根据化学方程式计算的基本步骤
实例：计算0.1 mol金属钠与水反应，在标准状况下生成氢气多少升？
①根据题意写出配平的化学方程式。
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
②根据方程式中各物质的化学计量数，将反应中已知物质和待求物质的物质的量，写在相应的物质下面。
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2 mol 1 mol
0．1 mol n(H2)
③将这四个量列出比例式。
2 mol∶0.1 mol＝1 mol∶n(H2)
④根据比例式进行计算，简明写出计算结果。
n(H2)＝0.1 mol×1 mol÷2 mol＝0.05 mol
⑤再将计算得出的生成H2的物质的量按题中要求换算成标准状况下的体积。
V(H2)＝0.05 mol×22.4 L·mol－1＝1.12 L
1．2.3 g钠与足量水发生反应，得到100 mL溶液，则所得到溶液的物质的量浓度是( )
A．2 mol·L－1 B．1 mol·L－1
C．0.2 mol·L－1 D．0.1 mol·L－1
解析：选B。2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2 mol 2 mol
0.1 mol 0.1 mol
所得到溶液的物质的量浓度是0.1 mol÷0.1 L＝1 mol·L－1。
2．实验室利用反应2KClO32KCl＋3O2↑制取氧气，现有24.5 g KClO3参加反应，则得到标准状况下的氧气的体积是( )
A．2.24 L B．4.48 L
C．44.8 L D．6.72 L
解析：选D。24.5 g KClO3的物质的量是
＝0.2 mol，
2KClO32KCl＋3O2↑
2 mol 3 mol
0.2 mol n(O2)
2 mol∶0.2 mol＝3 mol∶n(O2)，则n(O2)＝0.3 mol。
故产生的氧气在标准状况下的体积是0.3 mol×22.4 L·mol－1＝6.72 L。
3．Fe和CuSO4溶液反应，若反应后溶液的体积为1 L，生成的铜的质量为32 g。
(1)反应消耗的Fe的质量为________。
(2)反应后溶液中FeSO4的物质的量浓度为________。
解析：32 g铜的物质的量为＝0.5 mol，则
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
1 mol 1 mol 1 mol
0．5 mol 0.5 mol 0.5 mol
(1)反应消耗的Fe的质量为m(Fe)＝0.5 mol×56 g·mol－1＝28 g；
(2)反应后溶液中FeSO4的物质的量浓度为c(FeSO4)＝＝0.5 mol·L－1。
答案：(1)28 g (2)0.5 mol·L－1
课堂小结
1.化学方程式中各物质的化学计量数之比等于参加反应的各物质的物质的量之比。
2.化学反应中常见的是某物质的物质的量、物质的量浓度或气体的体积的计算，特别是守恒法、关系式法的应用等。
合格考训练
1．工业制造SiC(其中硅的化合价是＋4价)的化学方程式如下：SiO2＋3CSiC＋2CO↑。在这个氧化还原反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比是( )
A．1∶2 B．2∶1
C．1∶1 D．3∶5
解析：选A。该反应中每有3 mol C反应时，有1 mol C做氧化剂得到还原产物SiC，有2 mol C做还原剂得到氧化产物CO。SiO2既不是氧化剂也不是还原剂。
2．用28 g铁跟足量的稀硫酸反应，可制得氢气x mol，现需用20 g氢气填充气球，需要消耗y mol铁，则x、y分别为( )
A．0.5、0.5 B．1、10
C．1、1 D．0.5、10
解析：选D。反应的化学方程式为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，则有x＝＝0.5，y＝＝10。
3．一定浓度的NaOH溶液20 mL可恰好中和18 mL x mol·L－1的H2SO4溶液或24 mL y mol·L －1的盐酸，则x∶y为( )
A．1∶2 B．2∶1
C．2∶3 D．3∶2
解析：选C。中和20 mL一定浓度的NaOH溶液需要的HCl的量是H2SO4的2倍，即24y＝2×18x或理解为两者电离出的n(H＋)相同，可得出x∶y＝2∶3。
4．等量的铁分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的体积比是( )
A．1∶1 B．3∶4
C．2∶3 D．4∶3
解析：选B。根据反应的化学方程式Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑、3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2可知，1 mol Fe与盐酸反应生成1 mol H2，与水蒸气反应生成 mol H2，故相同条件下，产生H2的体积比是3∶4。
5．把CO还原Fe2O3所生成的CO2通入澄清石灰水中生成沉淀，若将沉淀过滤、烘干后称得质量为m g。
(1)找出CO制取沉淀的关系式。
(2)需要通入CO的物质的量最少是多少？
解析：反应过程中碳原子守恒，根据反应的化学方程式3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O找出关系式：
CO～CO2～CaCO3
1 mol 100 g
n(CO) m g
1 mol∶100 g＝n(CO)∶m g
n(CO)＝ mol。
答案：(1)CO～CaCO3 (2) mol
等级性测试
1．完全沉淀等物质的量浓度的NaCl、MgCl2、AlCl3溶液中的Cl－，消耗等物质的量浓度的AgNO3溶液的体积比为3∶2∶1，则上述溶液的体积比为( )
A．1∶1∶1 B．3∶2∶1
C．6∶3∶2 D．9∶3∶1
解析：选D。消耗等物质的量浓度的AgNO3溶液的体积比为3∶2∶1，则消耗Ag＋的物质的量之比为3∶2∶1，故NaCl、MgCl2、AlCl3的物质的量之比为3∶1∶，即为9∶3∶1，则体积比为9∶3∶1。
2．有3.92 g铁的氧化物，用足量的CO在高温下将其还原，把生成的全部CO2通入足量的澄清石灰水中得到7.0 g固体沉淀物，这种铁的氧化物为( )
A．Fe3O4 B．FeO
C．Fe2O3 D．Fe5O7
解析：选D。由题意知，生成的CO2全部通入足量澄清石灰水中得到7.0 g沉淀，则n(CaCO3)＝＝0.07 mol，由CO～CO2可知，铁的氧化物中的n(O)＝0.07 mol，n(Fe)＝＝0.05 mol，n(Fe)∶n(O)＝0.05 mol∶0.07 mol＝5∶7，则铁的氧化物为Fe5O7。
3．(2019·原创题)设NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．1 mol Na在空气中完全燃烧，转移的电子数为2NA
B．常温下，2.3 g钠投入水中，产生0.05NA个氢分子
C．0.1 mol Fe与足量水蒸气反应生成H2的分子数为0.1NA
D．0.1 mol Fe与足量盐酸反应，转移0.3 mol电子
解析：选B。1 mol Na在空气中完全燃烧生成0.5 mol Na2O2，转移1 mol电子，A错误；钠与水发生反应2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，2.3 g钠(0.1 mol)生成0.05 mol H2，B正确；根据反应3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，0.1 mol Fe完全反应生成 mol H2，C错误；Fe与盐酸反应生成FeCl2，0.1 mol Fe与足量盐酸反应，转移0.2 mol电子，D错误。
4．甲、乙两个烧杯中分别盛有100 mL 4.0 mol·L－1盐酸和100 mL 4.0 mol·L－1 NaOH溶液，向两个烧杯中均加入5.4 g铝粉，在相同状况下甲、乙两个烧杯中产生气体的体积之比为( )
A．1∶1 B．2∶3
C．3∶2 D．3∶1
解析：选B。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↑。n(HCl)＝0.4 mol，n(NaOH)＝0.4 mol，n(Al)＝0.2 mol，因此，甲烧杯中盐酸不足、铝过量，乙烧杯中铝不足、氢氧化钠过量，甲烧杯中产生氢气0.2 mol，乙烧杯中产生氢气0.3 mol，B项正确。
5．铁、镁、锌三种金属分别和等体积、等浓度的盐酸反应，同温同压下，产生相同体积的氢气，则下列说法不正确的是( )
A．金属失去的电子数相等
B．参加反应的金属质量相等
C．参加反应的金属物质的量相等
D．铁、镁、锌的质量比为56∶24∶65
解析：选B。铁、镁、锌三种金属分别和等体积、等浓度的盐酸反应，反应的本质都是金属失去电子，溶液中氢离子得到电子生成氢气，故同温同压下，产生相同体积的氢气时，氢离子得到电子的数目必然相等，而这些电子均由金属提供，则参加反应的金属失去的电子数相等，故A正确；同温同压下，铁、镁、锌三种金属分别与同体积、同浓度的盐酸反应后，产生相同体积的氢气，设所需要的金属质量分别是x、y、z，则有×2＝×2＝×2，所以可得参加反应的金属质量比是56∶24∶65，故B错误，D正确；若相同条件下产生相同体积的氢气，设产生氢气的物质的量为1 mol，则根据反应的关系式可知，所需Fe、Mg、Zn三种金属的物质的量之比为1 mol∶1 mol∶1 mol＝1∶1∶1，故C正确。
6．将1.1 g铁、铝混合物溶于200 mL 5 mol·L－1的盐酸中，反应后盐酸的浓度变为4.6 mol·L－1(溶液体积变化忽略不计)，则下列表述不正确的是( )
A．反应中消耗HCl为0.08 mol
B．混合物中含有0.02 mol Al
C．混合物中含有0.01 mol Fe
D．混合物中Al与Fe的物质的量之比为1∶1
解析：选D。n(消耗HCl)＝0.2 L×5 mol·L－1－0.2 L×4.6 mol·L－1＝0.08 mol，A正确；可设混合物中Al、Fe物质的量分别为x、y，则根据Al～3HCl、Fe～2HCl，可得3x＋2y＝0.08 mol ①，27 g·mol－1×x＋56 g·mol－1×y＝1.1 g ②，联立①②可得x＝0.02 mol、y＝0.01 mol，可知B、C正确，D错误。
7．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0.2 mol H2
解析：选A。反应的实质为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。n(H2)＝＝0.2 mol，则参加反应的n(H＋)＝0.4 mol。若换成稀H2SO4，同样产生0.2 mol H2，故B、D正确。由2H＋～H2～2e－可知，得电子总数为0.2 mol×2＝0.4 mol，依据得失电子守恒，故C正确。0.2 mol Mg提供0.4 mol电子，0.2 mol Al提供0.6 mol电子，则0.2 mol Mg、Al混合物提供的电子数大于0.4 mol、小于0.6 mol，故A不正确。
8．将铁加入100 mL某浓度的盐酸中恰好完全反应，反应后生成的气体体积为V L(标准状况下，下同)，将铝加入100 mL 2 mol·L－1 NaOH溶液中恰好完全反应，充分反应后生成的气体体积为3V L。下列说法正确的是( )
A．原铁和铝的物质的量相等
B．原盐酸的浓度为2 mol·L－1
C．铁加入盐酸中发生反应的离子方程式为2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
D．盐酸与NaOH溶液的物质的量浓度之比为1∶3
解析：选B。Al与NaOH溶液的反应：
2Al ＋ 2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2 mol 2 mol 3 mol
n(Al) 0.1 L×2 mol·L－1 n(H2)
＝，解得n(H2)＝0.3 mol，
＝，解得n(Al)＝0.2 mol，
由Al与NaOH溶液反应生成的气体体积为3V L，得＝0.3 mol，解得V＝2.24。再根据Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，生成的气体体积为V L，可求出Fe的物质的量为0.1 mol，HCl的物质的量为0.2 mol，则c(HCl)＝＝2 mol·L－1，B正确；由上述数据分析知铁、铝的物质的量不相等，A错误；Fe与盐酸反应生成Fe2＋，C错误；盐酸与NaOH溶液的物质的量浓度之比为1∶1，D错误。
9．将19.5 g锌粒投入250 mL 2 mol·L－1的稀硫酸中，试计算：(写出计算过程)
(1)产生的氢气在标准状况下的体积。
(2)忽略溶液体积变化，反应后溶液中氢离子浓度。
(3)要配制250 mL 2 mol·L－1的稀硫酸，需取用质量分数为98%、密度为1.84 g·cm－3的浓硫酸的体积为多少毫升？(保留三位有效数字)
解析：(1)设反应产生氢气的物质的量为x mol，19.5 g锌粒的物质的量为0.3 mol，250 mL 2 mol·L－1的稀硫酸中溶质的物质的量为0.25 L×2 mol·L－1＝0.5 mol。
Zn ＋ H2SO4===ZnSO4＋H2↑
1 mol 1 mol 1 mol
0．3 mol 0.5 mol x mol
硫酸过量，按锌进行计算，得x＝0.3，体积为0.3 mol×22.4 L·mol－1＝6.72 L。
(2)硫酸反应了0.3 mol，剩余(0.5－0.3) mol＝0.2 mol，反应后溶液中氢离子浓度为 mol·L－1＝1.6 mol·L－1。
(3)质量分数为98%、密度为1.84 g·cm－3浓硫酸的浓度为 mol·L－1＝18.4 mol·L－1，设需要浓硫酸的体积为V，浓硫酸在稀释前后溶质的物质的量保持不变，0.25 L×2 mol·L－1＝18.4 mol·L－1×V，V＝0.027 2 L＝27.2 mL。
答案：(1)6.72 L (2)1.6 mol·L－1 (3)27.2 mL
10．将19.2 g Cu和Fe2O3的混合物完全溶解在400 mL稀硫酸中，然后向溶液中加入铁粉，剩余固体质量与加入铁粉质量的关系如图所示。
(1)计算混合物中n(Cu)∶n(Fe2O3)。
(2)计算稀硫酸的物质的量浓度。
解析：(1)由图像可知，生成3.2 g固体为金属铜，说明19.2 g Cu和Fe2O3的混合物中含有3.2 g Cu，则含有Fe2O3的质量为19.2 g－3.2 g＝16.0 g，则n(Cu)∶ n(Fe2O3)＝∶＝1∶2。(2)图像中加入11.2 g Fe时，铜离子完全被置换成Cu，此时溶质为FeSO4，根据铁元素守恒可知n(FeSO4)＝n(Fe)＋2n(Fe2O3)＝＋×2＝0.4 mol，则400 mL稀硫酸中含有硫酸的物质的量为n(H2SO4)＝n(FeSO4)＝0.4 mol，该稀硫酸的物质的量浓度为c(H2SO4)＝＝1 mol·L－1。
答案：(1)1∶2 (2)1 mol·L－1
等级性测试
1．完全沉淀等物质的量浓度的NaCl、MgCl2、AlCl3溶液中的Cl－，消耗等物质的量浓度的AgNO3溶液的体积比为3∶2∶1，则上述溶液的体积比为( )
A．1∶1∶1 B．3∶2∶1
C．6∶3∶2 D．9∶3∶1
解析：选D。消耗等物质的量浓度的AgNO3溶液的体积比为3∶2∶1，则消耗Ag＋的物质的量之比为3∶2∶1，故NaCl、MgCl2、AlCl3的物质的量之比为3∶1∶，即为9∶3∶1，则体积比为9∶3∶1。
2．有3.92 g铁的氧化物，用足量的CO在高温下将其还原，把生成的全部CO2通入足量的澄清石灰水中得到7.0 g固体沉淀物，这种铁的氧化物为( )
A．Fe3O4 B．FeO
C．Fe2O3 D．Fe5O7
解析：选D。由题意知，生成的CO2全部通入足量澄清石灰水中得到7.0 g沉淀，则n(CaCO3)＝＝0.07 mol，由CO～CO2可知，铁的氧化物中的n(O)＝0.07 mol，n(Fe)＝＝0.05 mol，n(Fe)∶n(O)＝0.05 mol∶0.07 mol＝5∶7，则铁的氧化物为Fe5O7。
3．(2019·原创题)设NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A．1 mol Na在空气中完全燃烧，转移的电子数为2NA
B．常温下，2.3 g钠投入水中，产生0.05NA个氢分子
C．0.1 mol Fe与足量水蒸气反应生成H2的分子数为0.1NA
D．0.1 mol Fe与足量盐酸反应，转移0.3 mol电子
解析：选B。1 mol Na在空气中完全燃烧生成0.5 mol Na2O2，转移1 mol电子，A错误；钠与水发生反应2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，2.3 g钠(0.1 mol)生成0.05 mol H2，B正确；根据反应3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，0.1 mol Fe完全反应生成 mol H2，C错误；Fe与盐酸反应生成FeCl2，0.1 mol Fe与足量盐酸反应，转移0.2 mol电子，D错误。
4．甲、乙两个烧杯中分别盛有100 mL 4.0 mol·L－1盐酸和100 mL 4.0 mol·L－1 NaOH溶液，向两个烧杯中均加入5.4 g铝粉，在相同状况下甲、乙两个烧杯中产生气体的体积之比为( )
A．1∶1 B．2∶3
C．3∶2 D．3∶1
解析：选B。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↑。n(HCl)＝0.4 mol，n(NaOH)＝0.4 mol，n(Al)＝0.2 mol，因此，甲烧杯中盐酸不足、铝过量，乙烧杯中铝不足、氢氧化钠过量，甲烧杯中产生氢气0.2 mol，乙烧杯中产生氢气0.3 mol，B项正确。
5．铁、镁、锌三种金属分别和等体积、等浓度的盐酸反应，同温同压下，产生相同体积的氢气，则下列说法不正确的是( )
A．金属失去的电子数相等
B．参加反应的金属质量相等
C．参加反应的金属物质的量相等
D．铁、镁、锌的质量比为56∶24∶65
解析：选B。铁、镁、锌三种金属分别和等体积、等浓度的盐酸反应，反应的本质都是金属失去电子，溶液中氢离子得到电子生成氢气，故同温同压下，产生相同体积的氢气时，氢离子得到电子的数目必然相等，而这些电子均由金属提供，则参加反应的金属失去的电子数相等，故A正确；同温同压下，铁、镁、锌三种金属分别与同体积、同浓度的盐酸反应后，产生相同体积的氢气，设所需要的金属质量分别是x、y、z，则有×2＝×2＝×2，所以可得参加反应的金属质量比是56∶24∶65，故B错误，D正确；若相同条件下产生相同体积的氢气，设产生氢气的物质的量为1 mol，则根据反应的关系式可知，所需Fe、Mg、Zn三种金属的物质的量之比为1 mol∶1 mol∶1 mol＝1∶1∶1，故C正确。
6．将1.1 g铁、铝混合物溶于200 mL 5 mol·L－1的盐酸中，反应后盐酸的浓度变为4.6 mol·L－1(溶液体积变化忽略不计)，则下列表述不正确的是( )
A．反应中消耗HCl为0.08 mol
B．混合物中含有0.02 mol Al
C．混合物中含有0.01 mol Fe
D．混合物中Al与Fe的物质的量之比为1∶1
解析：选D。n(消耗HCl)＝0.2 L×5 mol·L－1－0.2 L×4.6 mol·L－1＝0.08 mol，A正确；可设混合物中Al、Fe物质的量分别为x、y，则根据Al～3HCl、Fe～2HCl，可得3x＋2y＝0.08 mol ①，27 g·mol－1×x＋56 g·mol－1×y＝1.1 g ②，联立①②可得x＝0.02 mol、y＝0.01 mol，可知B、C正确，D错误。
7．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0.2 mol H2
解析：选A。反应的实质为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。n(H2)＝＝0.2 mol，则参加反应的n(H＋)＝0.4 mol。若换成稀H2SO4，同样产生0.2 mol H2，故B、D正确。由2H＋～H2～2e－可知，得电子总数为0.2 mol×2＝0.4 mol，依据得失电子守恒，故C正确。0.2 mol Mg提供0.4 mol电子，0.2 mol Al提供0.6 mol电子，则0.2 mol Mg、Al混合物提供的电子数大于0.4 mol、小于0.6 mol，故A不正确。
8．将铁加入100 mL某浓度的盐酸中恰好完全反应，反应后生成的气体体积为V L(标准状况下，下同)，将铝加入100 mL 2 mol·L－1 NaOH溶液中恰好完全反应，充分反应后生成的气体体积为3V L。下列说法正确的是( )
A．原铁和铝的物质的量相等
B．原盐酸的浓度为2 mol·L－1
C．铁加入盐酸中发生反应的离子方程式为2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
D．盐酸与NaOH溶液的物质的量浓度之比为1∶3
解析：选B。Al与NaOH溶液的反应：
2Al ＋ 2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2 mol 2 mol 3 mol
n(Al) 0.1 L×2 mol·L－1 n(H2)
＝，解得n(H2)＝0.3 mol，
＝，解得n(Al)＝0.2 mol，
由Al与NaOH溶液反应生成的气体体积为3V L，得＝0.3 mol，解得V＝2.24。再根据Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，生成的气体体积为V L，可求出Fe的物质的量为0.1 mol，HCl的物质的量为0.2 mol，则c(HCl)＝＝2 mol·L－1，B正确；由上述数据分析知铁、铝的物质的量不相等，A错误；Fe与盐酸反应生成Fe2＋，C错误；盐酸与NaOH溶液的物质的量浓度之比为1∶1，D错误。
9．将19.5 g锌粒投入250 mL 2 mol·L－1的稀硫酸中，试计算：(写出计算过程)
(1)产生的氢气在标准状况下的体积。
(2)忽略溶液体积变化，反应后溶液中氢离子浓度。
(3)要配制250 mL 2 mol·L－1的稀硫酸，需取用质量分数为98%、密度为1.84 g·cm－3的浓硫酸的体积为多少毫升？(保留三位有效数字)
解析：(1)设反应产生氢气的物质的量为x mol，19.5 g锌粒的物质的量为0.3 mol，250 mL 2 mol·L－1的稀硫酸中溶质的物质的量为0.25 L×2 mol·L－1＝0.5 mol。
Zn ＋ H2SO4===ZnSO4＋H2↑
1 mol 1 mol 1 mol
0．3 mol 0.5 mol x mol
硫酸过量，按锌进行计算，得x＝0.3，体积为0.3 mol×22.4 L·mol－1＝6.72 L。
(2)硫酸反应了0.3 mol，剩余(0.5－0.3) mol＝0.2 mol，反应后溶液中氢离子浓度为 mol·L－1＝1.6 mol·L－1。
(3)质量分数为98%、密度为1.84 g·cm－3浓硫酸的浓度为 mol·L－1＝18.4 mol·L－1，设需要浓硫酸的体积为V，浓硫酸在稀释前后溶质的物质的量保持不变，0.25 L×2 mol·L－1＝18.4 mol·L－1×V，V＝0.027 2 L＝27.2 mL。
答案：(1)6.72 L (2)1.6 mol·L－1 (3)27.2 mL
10．将19.2 g Cu和Fe2O3的混合物完全溶解在400 mL稀硫酸中，然后向溶液中加入铁粉，剩余固体质量与加入铁粉质量的关系如图所示。
(1)计算混合物中n(Cu)∶n(Fe2O3)。
(2)计算稀硫酸的物质的量浓度。
解析：(1)由图像可知，生成3.2 g固体为金属铜，说明19.2 g Cu和Fe2O3的混合物中含有3.2 g Cu，则含有Fe2O3的质量为19.2 g－3.2 g＝16.0 g，则n(Cu)∶ n(Fe2O3)＝∶＝1∶2。(2)图像中加入11.2 g Fe时，铜离子完全被置换成Cu，此时溶质为FeSO4，根据铁元素守恒可知n(FeSO4)＝n(Fe)＋2n(Fe2O3)＝＋×2＝0.4 mol，则400 mL稀硫酸中含有硫酸的物质的量为n(H2SO4)＝n(FeSO4)＝0.4 mol，该稀硫酸的物质的量浓度为c(H2SO4)＝＝1 mol·L－1。
答案：(1)1∶2 (2)1 mol·L－1
