金属材料 铝及其化合物-2024年高中化学学业水平考试考点（解析版）

第08讲金属材料铝及其化合物

目录

学业要求

.............................................................................................................................................................1

.............................................................................................................................................................1

考点一铁合金、铝合金、新型合金.........................................................1

考点二铝和铝的化合物....................................................................3

学业要求

1.了解常见铁合金的种类、性能及其在生产、生活中的应用。

2.掌握铝及其氧化物的性质，了解铝合金的性能及其在生产、生活中的应用。

3.了解一些新型合金的应用。

考点输理

考点一铁合金'铝合金、新型合金

1.合金

(1)概念：由两种或两种以上的金属与金属(或非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。

(2)性能特征：合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面不同于各成分金属。

①合金的硬度及机械性能一般大上成分金属。

②合金的熔.点多数低于成分金属。

⑶影响性能的因素

由于所添加合金元素的独类、含量和形成合金的条件不同,则使合金的组成结构不同,进而使合金具有的

性能不同。

2.铁合金

⑴生铁和钢的比较

生铁钢

含碳量2%〜4.3%0.03%〜2%

有良好的延展性、机械性能好、可以锻

性能特征硬度大、抗压、性脆、可铸造成型

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

(2)钢的分类

-生铁化学成分钱、碳(含碳量2%~4.3%)

铁「低碳钢一韧性好，强度低

厂碳素钢釜-中碳钢—器馨企性及

t化学u"灯

L钢畦1高碳钢-鹦蹙热处理后

弹性好

在碳素钢中加入铝、镒、鸨、银、铝、

「合金钢一钻、硅等合金元素(种类多，性能

差别大)

其中不锈钢是一种重要的合金钢，合金元素主要是错和锲，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。

3.铝合金

(1)形成：铝中加入其他元素(如铜、镁、硅、铳、锌及稀土元素等)经熔合形成铝合金。

(2)性能：密度小、强度高、塑性好、易于成型、具有较强的抗腐蚀能力等。

(3)应用：是制造炊具、门窗、飞机和宇宙飞船外壳的原料。

4.新型合金

(1)储氢合金：一类能够大量吸收H2,并与H?结合成金属氢化物的材料。如Ti-Fe合金、La-Ni合金，为

氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。

(2)其他新型合金：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。

【典例分析】

【例1】(2022年7月辽宁省普通高中学业水平合格性考试)下列图示物体的主要构成材料不属于合金的是

ABc

闩

生铁铸造的井盖飞机外壳超轻海绵潜水器耐压球壳

【答案】c

【解析】A.生铁为铁合金，故A不符合题意；

B.飞机外壳为铝合金，故B不符合题意；

C.超轻海绵属于有机物，不属于合金，故C符合题意；

D.潜水器耐压球壳为钛合金，故D不符合题意；

故选Co

【例2】(内蒙古自治区2022年普通高中学业水平考试)下列有关金属及其化合物的说法正确的是

A.青铜是我国使用最早的合金材料，目前世界上用量最大的合金材料是钢

B.过氧化钠不能作潜水艇的供氧剂

C.水蒸气通过灼热的铁粉有红棕色固体生成

D.镁比铝活泼，更易与氢氧化钠溶液反应生成氢气

【答案】A

【解析】A.青铜时我国使用最早的合金，钢铁使用广泛，是世界上使用量最大的合金材料，故A正确；

B.过氧化钠作潜水艇的供氧剂，O元素的化合价发生变化，发生氧化还原反应，故B错误；

C.高温下水蒸气与Fe反应生成四氧化三铁和氢气，四氧化三铁为黑色固体，故C错误；

D.Mg与NaOH溶液不反应，只有A1与NaOH溶液反应生成H2,故D错误；

故选Ao

考点二铝和铝的化合物

一、铝的存在、制备和性质

1.铝的存在及制备

(1)铝是地壳中食量最多的金属元素，主要是以化合态存在。

(2)工业上主要从铝土矿中获取金属铝,铝土矿主要成分是A12O3O工业制铝的反应为：2Abe)3(熔融)4Al

+3021。

2.铝的性质

⑴铝与氧气的反应为4Al+3O2=2AbO3。铝的性质活泼，但是铝在空气中却能稳定存在，是因为铝和氧气

反应生成的致密的氧化铝薄膜,可阻止内部金属继续与氧气接触反应。

(2)铝与非氧化性强酸(如稀H2SO4)溶液反应的离子方程式为：2A1+6H+=2AF++3H2T。

(3)常温下，铝遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化现象。

(4)铝与强碱溶液反应的化学方程式为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAQ+3H2T。

离子方程式为：2A1+2OIT+2H2O=2A1O丁+3也3

(5)铝热反应(铝与氧化铁)的化学方程式：2Al+Fe2O3^^AbO3+2Fe,可用于焊接铁轨。

二、重要的含铝化合物的性质

1.氧化铝

氧化铝是两性氧化物(既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水)。

⑴与盐酸溶液反应的化学方程式为：A12O3+6HC1=2A1C13+3H2OO

离子方程式为：A12<)3+6H+=2A13++3理0。

⑵与NaOH溶液反应的化学方程式为：AI2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O0

离子方程式为：AI2O3+2OH=2A10亍+丹0。

2.氢氧化铝

A1(OH)3是两性氢氧化物。

⑴与盐酸溶液反应的化学方程式为：A1(OH)3+3HC1=A1C13+3H2OO

离子方程式为：A1(OH)3+3H+=A13++3H2。。

⑵与NaOH溶液反应的化学方程式为：A1(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O0

离子方程式为：AKOHb+OlT=AlO0+2H2O。

(3)受热分解的反应方程式为：2A1(OH)3^^A12O3+3H2OO

(4)制备：实验室常用铝盐与足量氨水反应制A1(OH)3O

其化学方程式为：A12(SO4)3+6NH3-H2O=2A1(OH)31+3(NH4)2SO4。

离子方程式为：AF++3NHhH2O=Al(OH)31+3NH丸

【典例分析】

【例1】(2022年西藏自治区普通高中学业水平考试)有关铝及其化合物的说法中，正确的是

A.A1(OH)3可治疗胃酸过多B.明研可作消毒剂

C.AbCh不可作耐火材料D.铝锅可长时间存放酸性食物

【答案】A

【解析】A.A1(OH)3可与胃酸的主要成分盐酸反应，且其碱性较弱，故可治疗胃酸过多，A正确;

B.明研溶于水，能够形成氢氧化铝胶体，可用作净水剂，但不可作消毒剂，B错误；

c.AI2O3的熔点很高，故可作耐火材料，C错误；

D.Al、AI2O3均能与酸反应，故铝锅不可长时间存放酸性食物，D错误；

故选A„

【例2】（2023年四川省高中学业水平考试）工业上常用电解法冶炼的金属是

A.AlB.FeC.PtD.Ag

【答案】A

【分析】根据金属的活泼性不同采用不同的方法，电解法用于冶炼活泼金属，如K、Ca、Na、Mg、Al等;

热还原法：冶炼较不活泼的金属Zn、Fe、Sn,Pb、Cu,常用还原剂有（C、CO、H2等）；热分解法：Hg、

Ag用加热分解氧化物的方法制得；物理分离法：Pt、Au用物理分离的方法制得；据此分析。

【解析】A.A1属于活泼金属，工业上采用电解熔融氧化铝的方法冶炼，故A正确；

B.Fe属于较不活泼，工业上采用热还原法冶炼，故B错误；

C.Pt的活泼性差，可用物理分离的方法制得，故C错误；

D.Ag的活泼性比较差，工业上采用热分解法冶炼，故D错误；

故选A„

【例3】（贵州省普通高中2022年7月学业水平考试）下列关于铝及其化合物的性质描述不无理的是

A.铝只与盐酸反应B.AbCh可以与NaOH溶液反应

C.AbCh可以与盐酸反应D.A1（OH）3可以与NaOH溶液反应

【答案】A

【解析】A.铝为两性金属，能和强酸强碱反应，A项错误；

B.AI2O3为两性氧化物，可以与NaOH溶液反应，B项正确；

C.ALCh为两性氧化物，可以与盐酸反应，C项正确；

D.A1（OH）3为两性氢氧化物，可以与NaOH溶液反应，D项正确；

故选Ao

1.（2021年辽宁省普通高中合格性考试）下列物质中既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的是

A.铝片B.铁粉C.NaCl溶液D.AIC^溶液

【答案】A

【解析】A.2A1+6HC1=2A1C13+3H2T,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2T,故A符合题意；

B.Fe只能与酸发生反应：Fe+2HCl=FeCl2+H2T，故B不符合题意；

C.NaCl溶液与盐酸、氢氧化钠溶液都不反应，故C不符合题意；

D.AlCb只能与碱发生反应：AlCl3+4NaOH=NaAlO2+3NaCl+2H2O,故D不符合题意；

故选A„

2.（2022年辽宁省普通高中合格性考试）工业冶炼铝的方法是

A.热分解法B.电解法C.热还原法D.物理方法

【答案】B

【解析】铝的化学性质非常活泼，工业上采用电解熔融氧化铝的方法制备，故选B。

3.（贵州省普通高中2022年7月学业水平考试）常温下，可盛放在铁制或铝制容器中的是

A.浓盐酸B,稀盐酸C.浓硫酸D.稀硫酸

【答案】C

【解析】A.铁与浓盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铝与浓盐酸反应生成氯化铝和氢气，因此浓盐酸不能盛

放在铁制或铝制容器中，A错误；

B.铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，因此稀盐酸不能盛放在铁制

或铝制容器中，B错误；

C.常温下，铁、铝遇浓硫酸都会发生钝化，因此浓硫酸可盛放在铁制或铝制容器中，C正确；

D.铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，因此稀硫酸不能盛放在铁制

或铝制容器中，D错误；

故选C。

4.（云南省2022年1月普通高中学业水平考试）下列反应的离子方程式中，正确的是

+3+

A.氧化亚铁与稀盐酸反应：FeO+2H=Fe+H2O

B.钠与水反应：Na+2H2。=Na++OH-+H2T

+2+

C.碳酸钙与稀盐酸反应：CaCO3+2H=Ca+H2CO3

D.铝与氢氧化钠溶液反应：2A1+2OH+2H2O=2A1O；+3H2?

【答案】D

【解析】A.氧化亚铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和水，反应的离子方程式为：FeO+2H+=Fe2++H?O,A错

误；

B.钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，反应的离子方程式为：2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2f,B错误；

+2+

C.碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的离子方程式为：CaCO3+2H=Ca+H2O+CO2t，

C错误；

D.铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为：2A1+2OH+2H2O=2AK）2+3H2T，D

正确；故选D。

5.（2021年天津市普通高中学业水平考试）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，若放出等物质的量的气体，则两份铝粉的质量比

A.1:2B.1:3C.2:3D.1:1

【答案】D

【解析】由2A/+2M+2H2。=2乂74/。2+3112个和24/+6/767=24/。3+31^1可知，生成等物质的量的

七，消耗两份铝粉的质量相等，其质量比为1:1,故选D。

6.（2023年黑龙江省春季普通高中学业合格考试）工业冶炼铝的原理是2A1,C（3（熔融）、器4A1+3O,T,

冰晶石

据此原理可知工业上冶炼铝的方法是

A.热还原法B.热分解法C.沉淀法D.电解法

【答案】D

【解析】由方程式可知，工业上冶炼较活泼金属铝的方法为电解法，故选D。

过关检测

1.（山东省济南市2023年高一下学期学业水平合格性考试模拟）下列金属中，通常采用热还原法冶炼的是

A.NaB.CuC.HgD.Ag

【答案】B

【解析】A.Na属于非常活泼的金属，通常采用电解法冶炼，反应的原理为2NaCl（熔融）典2Na+CLT，A

项不符合题意；

B.Cu属于中等活泼的金属，通常采用热还原法冶炼，如用CO或C高温还原CuO等，B项符合题意；

A

C.Hg属于不活泼的金属，通常采用热分解法冶炼，如2HgO=2Hg+O2f,C项不符合题意；

一A

D.Ag属于不活泼的金属，通常采用热分解法冶炼，如2Ag2O=4Ag+O2f,D项不符合题意；

故选B。

2.（2023年湖北省武汉市普通高中学业水平合格性考试模拟）下列关于铝及其化合物的说法中，不正丽的

是

A.铝是地壳中含量最多的金属元素B.铝表面容易生成一层致密的氧化铝保护膜

C.氧化铝属于两性氧化物D.氧化铝与水反应生成氢氧化铝

【答案】D

【解析】A.铝是地壳中含量最多的金属元素，故A正确；

B.铝是活泼金属，铝表面容易生成一层致密的氧化铝保护膜，故B正确；

C.氧化铝与强酸、强碱都能反应，属于两性氧化物，故C正确；

D.氧化铝与水不反应，故D错误；故选D。

3.（2023年天津市河北区普通高中学业水平合格性考试模拟）下列金属冶炼的化学反应原理不口理的是

A小

A.MgCl2=Mg+Cl2T

A人

B.2Ag2O=4Ag+O2T

C.2Aia（熔融）、甲4加+3。2个

冰晶石

高温

D.Fe2O3+3CO-----2Fe+3CO2

【答案】A

【分析】金属冶炼的方法与金属的活泼性相关，金属越是活泼，越难冶炼，其中活泼金属Na、Mg、Al要

用电解法来冶炼，而Fe、Cu可用还原法来冶炼，Ag是不活泼金属，用加热分解法。

【解析】A.Mg是活泼金属，利用电解熔融的氯化镁获得金属Mg,MgCb（熔融）通电Mg+CbT,A错误；

A

B.Ag是不活泼金属，用加热分解法，直接加热氧化银分解得到金属银，2Ag2O=4Ag+O2f,B正确；

电解

C.Al是活泼金属，利用电解熔融的氧化铝获得金属AL2Al2。3（熔融）、胃4A1+3O2T，C正确；

冰晶石

D.Fe是较活泼金属，利用热还原法来获得Fe,可以使用的还原剂CO,Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,D正

确；故选A。

4.（四川省雅安市2022-2023学年高一学业水平考试模拟）下列离子方程式中正确的是

A.氢氧化钢溶液与稀硫酸反应：OIT+H+=H2。

B.将铜片插入硝酸银溶液中：Cu+Ag+=Cu2++Ag

C.氧化铝与氢氧化钠溶液反应：A12O3+2OH-=2A1O-+2H2O

2+

D.氯化亚铁溶液与氢氧化钠溶液反应：Fe+2OH=Fe（OH）2^

【答案】D

【解析】A.二者还反应生成硫酸/沉淀，离子方程式为Ba2++SO：+2OH-+2H+=2H2O+BaSO41，故A错误；

B.电荷不守恒，离子方程式为Cu+2Ag+=Cu2++2Ag,故B错误；

C.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：A12O3+2OH=2A1O2+H2O,故C错误;

D.氯化亚铁溶液与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀，离子方程式为：Fe"+2OJT=Fe（OH）2故

D正确；故选D。

5.（湖南省株洲市2023年高中学业水平合格考试模拟）下列物质中，既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶

液反应的是

A.MgOB.A12O3C.Fe203D.CuO

【答案】B

【解析】MgO、Fe203,CuO都为碱性氧化物，都能与盐酸反应，不与氢氧化钠反应，ALO3是两性氧化物，

既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，故B符合题意。

综上所述，故选B。

6.（河北省衡水市2023年高中学业水平合格考试模拟）北京冬奥会火炬“飞扬”以铝合金为点火段材料。有

关铝合金说法第送的是

A,密度小B,硬度比纯铝大C.耐腐蚀D.熔点比纯铝高

【答案】D

【解析】合金具有许多优良性能，如合金密度小，硬度大，熔沸点低，抗腐蚀能力强，各组分仍然保持原有

的化学性质。故铝合金熔点比纯铝高是错误的，故选D。

7.（广东省汕头市2023年普通高中学业水平考试模拟）物质的性质与用途说法正确，且有因果关系的是

选项性质用途

AA1与浓硫酸不反应用铝槽盛放浓硫酸

BSiO2与NaOH溶液不反应用磨砂玻璃瓶长期存放NaOH溶液

CFeCb在沸水中能形成胶体用FeCb溶液作为铜电路板刻蚀液

DNazOz与CO2反应生成。2用Na2C>2作防毒面具供氧剂

【答案】D

【解析】A.Al与浓硫酸发生钝化，在铝表面形成致密的氧化膜，钝化是化学反应，A不符题意；

B.SiCh与NaOH溶液能反应，反应的化学方程式为：SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,反应生成的硅酸钠有粘

性，能粘住磨砂玻璃瓶口，不能长期存放NaOH溶液，B不符题意；

C.FeCb溶液可作为铜电路刻蚀液，发生反应为；2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,FeCb溶液可作为铜电路刻蚀液与

FeCb在沸水中能形成胶体无关，C不符题意；

D.过氧化钠与二氧化碳反应生成氧气，反应的化学方程式为：2Na2Ch+2CO2=2Na2co3+O2,可作为防毒面

具供氧剂，D符合题意。故选D。

8.（广东省2023年普通高中学业水平考试模拟）关于铝的性质和用途的下列叙述，错误的是（）

A.铝可作导线和电缆

B.铝箔可以作食品、饮料的包装

C.铝制容器可用来盛装冷的浓硫酸

D.铝的硬度很大，可用作制造汽车、船舶、飞机等

【答案】D

【解析】A.铝有良好的导电性，可以作导线和电缆，故A正确；

B.金属铝具有良好的延展性，可用作食品、饮料的包装，故B正确；

C.常温下铝在浓硫酸中钝化，可用于盛装浓硫酸，故C正确；

D.铝的硬度不大，故D错误；故选D。

9.（上海市长宁区2022-2023学年学业水平合格性考试模拟）常温下能用铁罐或铝罐贮存的是

A.浓H2SO4B.浓HC1C.稀H2s。4D.稀HC1

【答案】A

【解析】A.常温下，铁、铝遇浓H2s04发生钝化，则可用铁罐或铝罐贮存浓H2sCU,A正确；

B.常温下，铁与浓HC1反应生成氯化亚铁和氢气，铝与浓HC1反应生成氯化铝和氢气，不能用铁罐或铝

罐贮存浓HC1,B错误；

C.常温下，铁与稀H2s04反应生成硫酸亚铁和氢气，铝与稀H2s04反应生成硫酸铝和氢气，不能用铁罐或

铝罐贮存稀H2so4,C错误；

D.常温下，铁与稀HC1反应生成氯化亚铁和氢气，铝与稀HC1反应生成氯化铝和氢气，不能用铁罐或铝

罐贮存稀HCLD错误；

故选A。

10.（2023年黑龙江省普通高中学业水平合格性考试模拟）下列叙述正确的是

A.不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应

B.常温下，铁片不能与浓硝酸发生反应

C.氯水久置后，漂白性和酸性均减弱

D.高炉炼铁的主要原理是Fe2O3与H2在高温下反应制备金属铁

【答案】A

【解析】A.铝及其氧化物都能与酸或碱反应，因此不能用铝制器皿长期存放酸性或碱性物质，故A项正

确；

B.常温下，铁片与浓硝酸发生钝化生成致密的氧化膜，钝化属于化学变化，故B