4.2铝 金属材料（2课时）
第2课时 金属与金属材料
课时达标
1．(变式)在一次香港拍卖会上，保利集团花费3000多万港币购回火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首。普通铜器时间较长容易出现铜绿，其主要成分是 [Cu2（OH）2CO3]。这三件1760年铜铸的国宝在240年后看上去依然熠熠生辉，不生锈，下列对其原因的分析，最可能的是（ ）
A．它们的表面电镀上了一层耐腐蚀的黄金
B．环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去
C．铜的金属活动性比氢小，因此不易被氧化
D．它们是含一定比例金、银、锌的
铜合金
2.下列有关金属及其合金的说法不正确的是（ ）
A．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的
B．生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加
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
3(原创) 合金是不同种金属（也包括一些非金属）在熔化状态下形成的一种熔合物或冷却后的固体。下表中的金属难与其它金属形成二元合金的元素是（ ）
A.Fe、Ag B.Au、Ag
C.Ag、Zn D.Zn、 W
Fe Cu Ag
熔点/℃ 1535 1083 960.8
沸点/℃ 3000 2595 2212
Zn Au W
熔点/℃ 419.5 1060 3380
沸点/℃ 907 2707 5627
4（原创）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，下列用途不切合实际的是（ ）
A.用来做保险丝
B.用来制造航天飞机
C.用来制造人造骨
D.用于家庭装修，做钛合金装饰门
5（原创）下列说法中，正确的是（ ）
A.铁是人类在生产、生活中最早使用的金属
B.金、银、铜是应用最广泛的金属材料
C.铜的导电性优于银，因而被广泛用于制造电线、通讯电缆等
D.直到现在，一个国家的黄金储备量仍然是这个国家经济实力的象征
6.(变式)美国曾采用“深度撞击”飞行器成功炮轰慧星，其撞击器的材料采用的是一种含铍(一种金属)3％的铜合金。关于合金，下列说法错误的是（ ）
A．合金属于混合物 B．只能是由金属熔合而成
C．纯金属制成合金后，其组成和结构都发生了变化
D．生铁和钢都属于铁合金
7.（原创）古代的“药金”外观与金相似，常被误认为金子。其冶炼方法如下：将碳酸锌、赤铜（Cu2O）、木炭混合加热至800℃即得金光闪闪的“药金”。
⑴“药金”的主要成分是
⑵有关冶炼的化学方程式是：
、
、
。
思维升华
8.（原创）下列有关金属元素特征的叙述中，正确的是（ ）
A.金属元素的原子只有还原性，金属离子只有氧化性
B.金属元素在化合物中一定现正价
C.金属元素在不同的化合物中的化合价都相同
D.金属元素的单质在常温下都是固体
9.(原创)在FeCl3、CuCl2的混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中正确的是（ ）
A.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+，一定不含Cu2+
B.若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+，，一定不含Cu2+和Fe3+
C. 若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+，可能含有Cu2+和Fe3+
D. 若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+和Fe3+，一定不含Cu2+
10.（变式）铜在自然界中以+1价铜矿存在。因在固态特别是高温下+1价铜的化合物比+2价稳定。从辉铜矿（Cu2S）炼铜的方法之一是：①将矿石在高温下通入空气焙烧，生成两种氧化物；②将焙烧过的矿石加上比它质量约少一半的未经焙烧过的矿石，混合后隔绝空气再进行高温煅烧，结果得到铜和一种具有刺激性气味的气体。试写出这两个反应的化学方程式。
①
。
②
。
创新探究
11.（选用）某同学对H2还原CuO的实验进行了验证。他称取16.0gCuO，按合理的实验步骤进行实验，至黑色CuO完全变为红色停止加热，继续通入H2至试管冷却，称量所得固体产物，质量是13.4g。
⑴实验所得红色物质的成分是什么？计算说明
⑵已知铜的氧化物都是碱性氧化物。又知Cu+不能稳定存在，在酸性条件下发生反应：2 Cu+= Cu+Cu2+。该同学将实验所得物质放入了过量的稀硫酸中，发现溶液是浅绿色，是何原因？（写出反应的方程式）
附：答案
课时达标
1．根据题给信息，结合所学金属的一些性质，对选项具体分析。因在240年之前还没有电镀技术， 而三件国宝至今仍熠熠生辉，这是因为铜铸的牛首、猴首和虎首是合金制品，据有比铜更优良的性质，因而不会像普通铜那样出现铜绿等现象。
2. B 目前我国流通的硬币主要成分是钢或铜合金，A正确；B项中生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次降低，B错误。
3. D 锌熔化时，其它金属均未熔化；W融化时其它金属均已气化。
4. A 仔细审题，从字里行间挖掘出对做题有用的信息。由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，可用于航天领域，B正确；由于钛和钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，和人体的组织相容，不引起排异反应，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，用于家庭装修，做钛合金装饰门，推拉轻巧，D正确；由于其熔点高，不适合做保险丝。
5.D 人类在生产、生活中最早使用的金属是铜而不是铁；应用最广泛金属材料是黑色金属材料，即铁、铬、锰以及它们的合金，而不是金、银、铜等有色金属材料；铜的导电性比银略差。
6. B 本题起点高，落点低，旨在考察合金的概念，合金是由金属与另一种(或几种)金属或非金属所组成的具有金属通性的物质。
7.⑴ Cu、Zn
⑵ZnCO3 Zn+CO2↑
2Cu2O+C4Cu+CO2↑
2ZnO+C2Zn+CO2↑
由石灰石的热稳定性可知高温下，碳酸锌分解生成氧化锌和二氧化碳，木炭将ZnO、
Cu2O还原为金属铜和锌，故“药金”的主要成分为Cu、Zn。
思维升华
8.B 对于变价金属的离子，其较低价态的金属离子既有氧化性，又有还原性，如Fe2++Zn=Fe+ Zn2+， 2Fe2++Cl2= 2 Fe3+ +2Cl-，A错误；因为金属元素的原子只有还原性，故在化合物中只显正价，B正确；有的金属有多种化合价，则可形成不同价态的化合物，如FeCl2 、FeCl3，C错误；金属汞在常温下为液态，D错误。
9. B 向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入一定量的铁屑，对应的反应为：2FeCl3+Fe=3FeCl2，CuCl2+Fe= FeCl2+Cu，若剩余的固体是铜，则反应后的溶液中的阳离子一定有Fe2+，一定不含Fe3+，但不一定含有Cu2+；若剩余的固体是铁和铜的混合物，则反应后的溶液中的阳离子只有Fe2+。
10. （1）①2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2↑
②2Cu2O+ Cu2S 6Cu+SO2↑
由于在高温下+1价铜的化合物比+2价稳定，所以将辉铜矿在高温下通入空气焙烧时，生成的两种氧化物是: Cu2O和SO2； Cu2O与辉铜矿隔绝空气进行高温煅烧，得到铜和一种具有刺激性气味的气体，由反应物的元素组成及生成气体的气味可知该气体是二氧化硫。
创新探究
11. ⑴Cu2O、Cu
⑵Cu2O+H2SO4= Cu+ CuSO4+H2O（或Cu2O+H2SO4= Cu2SO4+H2O，Cu2SO4= Cu+ CuSO4）
⑴若CuO完全被还原为Cu，则
CuO+H2Cu+ H2O
64
16.0g m1
m1=12.8g＜13.4g
若CuO完全被还原为Cu2O，则
2CuO+H2Cu2O+ H2O
144
16.0g m2
m2==14.4g＞13.4g
可见CuO的还原产物是Cu2O和Cu。
⑵由题意，Cu2O是碱性氧化物，能跟酸发生复分解反应生成盐和水，即
Cu2O+H2SO4= Cu2SO4+H2O，Cu2SO4完全电离，电离出的Cu+发生反应：
2 Cu+= Cu+Cu2+或Cu2SO4= Cu+ CuSO4，将以上反应方程式叠加可得总反应方程式。4.2铝 金属材料（2课时）
第1课时 铝与铝合金
课时达标
1.（原创）镁铝合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为被广泛应用的新型建筑装潢材料。主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是（ ）
A.不易生锈 B.导电性好
C.密度较小 D.强度较高
2.（选用）铝在人体中积累可使人慢慢中毒，1989年世界卫生组织正式将铝确定为食品污染源之一并加以控制。铝在下列场合使用必须加以控制的是①制铝锭，②制易拉罐，③制电线电缆，④制牙膏皮，⑤用明矾净水，⑥制炊具，⑦用明矾和小苏打做食品膨化剂，⑧用氢氧化铝[Al(OH)3]制成药片制胃病，⑨制防锈油漆
A.①②④⑤⑥⑦⑧ B.②⑤⑥⑦⑨
C.②④⑤⑥⑦⑧ D.③④⑤⑥⑦⑧
3. 属于铝热反应的是( )
A.Al+HCl B.Al+H2SO4 C.Al+MgO D.Al+WO3
4.. 除去镁粉中含有的少量铝粉，可选用的试剂是
A ．盐酸 B ．NaOH溶液 C ．硝酸 D ．氨水
5.下列物质中既能与稀硫酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应是
（1）NaHCO3 (2)(NH4)2S (3)Al2O3 (4)Al (5)Al(OH)3
A. (3) (4) B.(3)(4)(5) C.(1)(3)(4)(5) D.全部
6.下列各组离子在溶液中可以大量共存，且加入氨水后也不产生沉淀的是（ ）
A.Na+ Ba2+ Cl- SO42- B.K+ AlO2- NO3- OH-
C.H+ NH4+ Al3+ SO42- D.H+ Cl- CH3COO- NO3-
7. (原创)称取两份铝粉，第一份加足量NaOH溶液，第二份加足量盐酸，
如果要得到相同体积（同温同压）的氢气，两份铝粉的质量比为( )
A．1：2 B．1：3
C．3：2 D．1：1
8.（选用）在使溶液中的【Al（OH）4】-完全转化成Al(OH)3，应选择的最好试剂是 （ ）
A.H2SO4 B.HCl
C.CO2 D.NH3·H2O
9．（选用）将等物质的量的镁和铝混合，取等质量该混合物四份，分别加到足量的下列溶
液中，充分反应后放出氢气最多的是（ ）
A．3 mol·L－1 HCl B．4 mol·L－1 HNO3
C．8 mol·L－1 NaOH
D．18 mol·L－1 H2SO4
10.由锌、铁、铝、镁四种金属中的两
种组成的混合物10g，与足量的盐酸
反应产生的氢气在标准状况下为
11.2L，则混合物中一定含有的金属是( )
A. 锌 B.铁
C.铝 D.镁
11.（原创）下列离子方程式正确的是（ ）
A.稀硫酸与氢氧化钡溶液反应
H++SO42-+Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O
B.硫酸铝溶液中滴入氨水
Al3++3OH-=Al(OH)3 ↓
C. 硝酸铝溶液中滴加过量的氢氧化钠溶液 Al3++3OH-=Al(OH)3 ↓
D.硝酸铝溶液中滴加少量的氢氧化钠溶液 Al3++3OH-=Al(OH)3 ↓
12.物质的性质决定了物质的用途，下面列出了金属的几种性质：①导热性、②导电性、③还原性、④延展性、⑤具有金属光泽。请在下面金属用途后的横线上填上金属性质对应的序号。
（1）用铝定制成包装用的铝箔 ；
（2）用铝制成的高压铝锅 ；
（3）用铁粉回收照相业废液中的银 ；
（4）电信业中大量使用的铜丝、金属电缆 。
思维升华
13.(原创)现有100mL 只含MgCl2和AlCl3两种溶质的混合溶液， 其中c(Cl－)＝1.0
mol·L－1,c(Mg2＋)＝0.2mol·L-要使其中的Mg2＋全部转化为Mg(OH)2沉淀而分离出来，至少需
要4mol·L－1的NaOH溶液的体积是( )
A．25mL B．30mL
C．5mL D．100mL
14．向m g镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标准状况下的气体b L。向反应后的溶液中加入c mol/L氢氧化钾溶液V mL，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为n g。再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为
止，得到固体p g。则下列关系不正确的是（ ）
A．B．
C．n=m+17Vc D．m＜p＜
15某混合物A，含有KAl（SO4）2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现
下图所示的物质之间的变化：
据此回答下列问题：
（1）I、II、III、IV四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是 。
⑵为使沉淀C充分分离，所加氢氧化钠溶液必须 (填“过量”或“少量”)
（3）根据上述框图反应关系，写出下列B、C、D、E所含物质的化学式
沉淀固体B ；C ；沉淀D ；
溶液E 。
（4）写出①、②、③、④四个反应方程式
① ；② ；
③ ；④ 。
创新探究
16.. 在m mL b mol·L－1 AlCl3溶液
中，加入等体积a mol·L－1的NaOH溶液。
（1）当a≤3b时，生成Al(OH)3沉淀的物质的量是________mol。
（2）当a、b满足________条件时，无沉淀生成。
（3）当a、b分别满足______________条件时，有沉淀生成且溶液中无Al3＋存在，生成Al(OH)3沉淀的物质的量是________。
附：答案
课时达标
1．B 题目中已指出铝镁合金坚硬（强度较高）、轻巧（密度较小）、洁净（不易生锈）等性质，即可分析判断“导电性好”与这些性质无关。
2. C ①制铝锭、③制电线电缆、⑨制防锈油漆，铝在这些场合使用不会进入人体内，不会在人体中积累，不用加以控制。
3.D 铝热反应的原理是置换反应，是活泼金属铝和不活泼金属氧化物在高温下的置换反应。C中铝的活泼性弱于镁，不能发生铝热反应。
4.A 硝酸、盐酸都和主体物质镁反应；氨水和镁、铝都不反应；NaOH溶液只与铝反应，反应后铝转化为【Al（OH）4】-。
5.D 碳酸氢盐与强酸反应是强酸制取弱酸，和强碱反应是中和反应；(NH4)2S与强酸反应生成弱酸H2S，和
强碱反应生成氨气；Al2O3是两性氧化物、Al(OH)3是两性氢氧化物都既能与强酸反应，又能与强碱反应；
Al和酸反应是活泼金属的通性，Al也能与强碱溶液反应（2Al+ 6H2O +2NaOH= 3H2↑+2Na【Al（OH）4】。
6. B A 项中的Ba2+和 SO42- 反应生成BaSO4沉淀，不能大量共存；C项中的Al3+会和加入的氨水反应生成Al(OH)3沉淀；D项中的H+ 和CH3COO- 反应生成弱酸 CH3COOH，不能大量共存。
7. D 铝分别和氢氧化钠、盐酸反应的方程式如下：2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑，2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
由化学方程式可知，只要在酸、碱用量足够的情况下，生成H2的多少决定于参加反应的铝的多少。生成相同体积（同温同压）的H2, 消耗掉铝的质量相同。
8.C Al(OH)3是两性氢氧化物，与强酸、强碱反应，所以要使【Al（OH）4】-完全转化
成Al(OH)3应通入过量的CO2。
9. A HNO3、浓硫酸都是强氧化性酸，与活泼金属反应时不产生氢气, 18 mol·L－1 H2SO4是浓硫酸；同质量的铝与足量的非氧化性酸反应产生的氢气量和与强碱溶液反应产生的氢气量相等，而镁与碱不反应，所以等质量该混合物与稀盐酸反应产生的氢气的量最多，答案为A。
10. C 10g金属混合物与足量的盐酸反应生成氢气的物质的量是：n=11.2L/22.4L·mol-1=0.5mol,则生成1mol氢气需要金属混合物的质量为：10 g /0.5=20 g。锌、铁、铝、镁分别与足量的盐酸反应生成1mol氢气，需要金属的质量分别为：65g、56g、18g 、24g，产生1mol氢气需要锌、铁、镁的质量都大于20g，而生成1mol氢气需要的金属铝的小于20g，由平均值规律可推断出混合物中一定含有的金属是铝。
11.D A项不符合物质组成的配比原则，H+和SO42-的个数比应为2：1，Ba2+和OH-的个数比应为1:2；B项中的NH3·H2O不能写成OH-的形式；C项的离子反应方程式应为：Al3＋+4OH-=【Al（OH）4】-。
12.(1) ④ (2) ① (3) ③ (4) ②
物质的性质决定物质的用途, 铝定能被制成铝箔是因为金属铝有延展性；利用铝的导热性，金属铝可以制
成铝锅；铁的还原性比银的强，用铁粉回收照相业废液中的银是利用铁的还原性；利用金属的导电性，金
属可被制成金属电缆。
思维升华
13. B由溶液呈电中性得关系式：
2×c(Mg2＋)+3×c(Al3＋)= c(Cl－)，c(Al3＋)= （1.0 mol·L－1-2×0.2mol·L－1）÷3=0.2mol·L－1，使MgCl2
和AlCl3混合溶液中的Mg2＋全部转化为Mg(OH)2沉淀而分离出来，则加入的NaOH溶液必须使Al3＋完全转
化为【Al（OH）4】-，反应方程式如下：Mg2++2OH-= Mg(OH)2↓，Al3＋+4OH-=【Al（OH）4】-，则使
Mg2全部转化为Mg(OH)2沉淀而分离出来，至少需要4mol·L－1的NaOH溶液的体积是：V=（0.1 L×0.2mol·L-1
×2+0.1 L×0.2mol·L-1×4）÷4mol·L－1=0.03 L=30mL。
14 C Mg到氢氧化镁的转化过程为：Mg+2H+=Mg2++H2↑、
Mg2++2OH-= Mg(OH)2↓,即H2～2 OH-；Al到氢氧化铝的转化过程为：2Al +6H+= 2Al3++3H2↑、Al3++3OH-= Al (OH)3↓,即H2～2 OH-，氢氧化钾的物质的量是产生氢气物质的量的2倍，氢氧化钾溶液的物质的量浓度为：2b ÷22.4/0.001V=，A正确。向mg Mg、Al的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应，溶液中只有MgSO4、Al2(SO4)3两种物质，且Mg2+、Al3+的质量之和为mg；向反应后的溶液中加入c mol/L氢氧化钾溶液V mL，使金属离子恰好完全沉淀，发生 的反应是：Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、Al3++3OH-= Al (OH)3↓,则得到沉淀的质量是Mg2+、Al3+的质量与氢氧化钾溶液中OH-的质量之和，所以n=m+ V×10-3×c×17= m+1.7×10-2Vc,C错误。将得到的沉淀灼烧至质量不再改变，即生成的Mg(OH)2、Al (OH)3完全分解，得到的固体是MgO、Al2O3的混合物，Mg(OH)2、Al (OH)3转化为MgO、Al2O3时，每2个OH-失去1分子水，即失去水的物质的量等于氢氧化钾溶液中所含OH-物质的量的，其质量为p= m+1.7×10-2Vc－ V×10-3×c××18=m+，B正确。若氧化物全为MgO，则p=×40=m，若氧化物全为Al2O3，则p=××102=，由于所得固体是MgO、Al2O3的混合物，所以m＜p＜，D正确。
15.（1）过滤 ⑵过量
（3）Al2O3；Al2O3和Fe2O3； Fe2O3；K2SO4和（NH4）2SO4
（4）①Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O
②Al3+＋3NH3·H2O＝Al(OH) 3↓＋3NH4+
Na【Al（OH）4】+HCl= Al(OH) 3↓＋
NaCl＋H2O，HCl+NaOH= H2O＋NaCl
④2Al(OH) 3Al2O3＋3H2O
KAl（SO4）2能溶于水，Al2O3和Fe2O3都不溶于水；在A中加水溶解后，过滤，则所得沉淀C是Al2O3和Fe2O3组成的混合物，所得溶液是KAl（SO4）2溶液。Al2O3属于两性氧化物，Fe2O3属于碱性氧化物，在Al2O3和Fe2O3中加入过量的氢氧化钠溶液可使Al2O3完全溶解（Al2O3＋2NaOH＋3H2O=2【Al（OH）4】-；过滤，所得溶液是Na【Al（OH）4】、NaOH的混合溶液，所得沉淀D是Al2O3。在Na【Al（OH）4】、NaOH的混合溶液加入适量的盐酸反应为：Na【Al（OH）4】+HCl= Al(OH) 3↓＋NaCl＋H2O，HCl+NaOH= H2O＋NaCl；过滤，所得沉淀是Al(OH) 3，所得溶液是NaCl溶液。加热Al(OH) 3发生反应为：2Al(OH) 3Al2O3＋3H2O，固体B是Al2O3。
创新探究
11. (1) (2) a≥4b
(3) 3b＜a＜4b；(4mb－ma)×10－3 mol（1）(1)当a≤3b时，AlCl3足量，生成Al(OH)3的量由NaOH溶液确定。
Al3＋ ＋ 3OH－＝ Al(OH)3↓
3 1
m×10－3×a mol x
x= mol
(2) Al3＋ ＋ 4OH－＝【Al（OH）4】1 4
mb×10－3 mol ma×10－3 mol
所以4mb≤1ma，a≥4b
(3)当3b＜a＜4b,Al(OH)3沉淀达到最大值后，又溶解，溶液中无Al3＋存在。n〔Al(OH)3〕=［mb－(ma－3mb)］×10－3 mol=(4mb－ma)×10－3 mol
