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第 08 讲 金属材料
【化学学科素养】
1.宏观辨识与微观探析：认识金属材料的性能和应用，根据金属及其化合物的性质理解常见金属的冶
炼原理。
2.科学态度与社会责任：根据金属的冶炼原理及方法，认识开发利用金属矿物应具有可持续性，培养
绿色环保意识。
3.科学探究与创新意识：科学领悟铜、铝及其化合物的性质及探究方案并进行实验探究，得出其主要
性质。
【必备知识解读】
一、铝镁的性质及应用
1．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。
2．金属铝的化学性质
①4Al＋3O=====2Al O
2 2 3
②2Al＋Fe O=====2Fe＋Al O
2 3 2 3
③2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H↑
2
④2Al＋2OH－＋6HO===2[Al(OH) ]－＋3H↑
2 4 2
3．铝热反应
实验装置
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
实验现象
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
高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热：Fe O＋2Al=====2Fe＋
实验结论 2 3
Al O
2 3
①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等，
原理应用 3MnO ＋4Al=====3Mn＋2Al O；
2 2 3
②金属焊接，如野外焊接钢轨等
4.铝的制备和用途
(1)制备原理电解熔融Al O：2Al O(熔融)=====4Al＋3O↑。
2 3 2 3 2
【特别提醒】工业上冶炼Al用电解熔融Al O 而不用AlCl 的原因是AlCl 是共价化合物，熔融态不导
2 3 3 3
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。
二、铝的重要化合物
1．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
与H+反应Al O+6H+＝2Al3++3H O
2 3 2
与强碱反应Al O+2OH-＝2AlO-+H O
2 3 2 2
2．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(用化学方程式表示)
Al(OH) 的电离方程式为
3
酸式电离：Al(OH) ＋HO [Al(OH) ]－＋H＋
3 2 4
碱式电离：Al(OH) Al3＋＋3OH－
3
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①Al(OH) ＋3H＋===Al3＋＋3HO。
3 2
②Al(OH) ＋OH－===[Al(OH) ]－。
3 4
③2Al(OH) =====Al O＋3HO。
3 2 3 2
(3)制备
①向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al3＋＋3NH ·H O ===Al(OH) ↓＋3NH。
3 2 3
②Na[Al(OH) ]溶液中通入足量CO，离子方程式为
4 2
[Al(OH) ]－＋CO===Al(OH) ↓＋HCO。
4 2 3
③Na[Al(OH) ]溶液与AlCl 溶液混合：3[Al(OH) ]－＋Al3＋===4Al(OH) ↓。
4 3 4 3
3．常见的铝盐
(1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。
(2)明矾的化学式为KAl(SO )·12H O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH＜(填“＜”“>”或
4 2 2“＝”)7。明矾可以净水，其净水的原理是Al3＋＋3HO Al(OH) (胶体)＋3H＋，Al(OH) 胶体吸附水中
2 3 3
的杂质形成沉淀而净水。
三、铜及其化合物
1．铜
(1)物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。
(2)化学性质
反应物 化学方程式
①潮湿的空气中：2Cu＋O＋CO＋HO===Cu (OH) CO(碱式碳
2 2 2 2 2 3
O
酸铜，绿色)
2
非金属 ② 2Cu＋O 2 =====2CuO (黑色固体)
Cl Cu＋Cl=====CuCl (棕黄色烟)
2 2 2
S 2Cu＋S=====Cu S
2
浓硫酸 Cu＋2HSO (浓)=====CuSO ＋SO ↑＋2HO
2 4 4 2 2
氧化
浓硝酸 Cu＋4HNO(浓)===Cu(NO )＋2NO ↑＋2HO
3 3 2 2 2
性酸
稀硝酸 3Cu＋8HNO(稀)===3Cu(NO )＋2NO↑＋4HO
3 3 2 2
AgNO、 Cu＋2AgNO===Cu(NO )＋2Ag 、
3 3 3 2
盐
FeCl Cu＋2FeCl ===CuCl ＋2FeCl
3 3 2 2
2.铜的氧化物和氢氧化物
氧化铜 氧化亚铜 氢氧化铜
化学式 CuO Cu O Cu(OH)
2 2
状态 不溶于水的黑色固体(粉末) 不溶于水的红色固体 不溶于水的蓝色固体
①CuO＋2H＋===Cu2＋＋HO ①Cu 2 O＋2H＋ ①Cu(OH) 2 ＋2H＋
化学 2 ===Cu2＋＋Cu＋H 2 O ===Cu2＋＋2H 2 O
②CuO＋H=====Cu＋HO
性质 2 2 ②Cu O＋H=====2Cu ②Cu(OH) 2 =====
2 2
③CuO＋CO=====Cu＋CO
2 ＋H 2 O CuO＋H 2 O
3.铜盐
(1)Cu (OH) CO 的名称为碱式碳酸铜，是铜绿的成分，它是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，它受热
2 2 3
易分解：Cu (OH) CO=====2CuO＋HO＋CO↑ 。
2 2 3 2 2
(2)无水CuSO 是白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO ·5H O)，可作为反应产物中是否含水的检验依据，
4 4 2
但不适于作干燥剂。CuSO ·5H O为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾，受热易分解：CuSO ·5H O=====CuSO ＋
4 2 4 2 4
5HO↑，蓝色晶体受热转化为白色粉末。
2
(3)铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子作为一种重金属离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活
性，因此人们利用了它的这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的害虫。
四、合金和金属材料1．合金
(1)概念：合金是指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。
(2)性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。
①熔点：一般比它的各成分金属的低；
②硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。
2．常见金属材料及应用
金属材料—
(1)重要的黑色金属材料——钢
钢是用量最大、用途最广的合金。
钢
(2)几种有色金属材料
铝及铝合金
铜及铜合金
【归纳总结】合金的组成与性质
(1)构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元
素。合金一定是混合物。
(2)常温下，多数合金是固态，但钾、钠合金呈液态。
(3)合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面
不同于各成分金属，不是简单加和；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。
3．应用金属活动顺序表整合金属的性质
Fe、Sn、
金属活动性顺序 K、Ca、Na Mg Al、Zn Cu、Hg、Ag Pt、Au
Pb(H)
常温下易被氧
常温下一般生成致密的氧
化，点燃生成
与O 反应 化膜(铁在潮湿的空气中生成疏 加热化合
2 过氧化物或其
松的铁锈，不能保护内部金属)
他复杂氧化物
与
热 有碱存 不反应
常温下生 与高温水蒸气
与HO反应 水 在与水 不反应
2 成碱和氢气 反应
反 反应
应
与非氧化性酸反
生成盐和氢气 生成盐和氢气 不反应
应
先与水反应，
与盐溶液反应 生成的碱再与 排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来
盐反应
【关键能力拓展】一、铝、镁的化学性质
铝 镁
2Mg＋O=====2MgO
2
与非金属反应 能被Cl、O 氧化
2 2
3Mg＋N=====MgN
2 3 2
能与沸水反应
与水反应 反应很困难
Mg＋2HO=====Mg(OH) ＋H↑
2 2 2
与碱反应 能溶于强碱溶液 不反应
与某些氧化物 能与Fe O、MnO 、Cr O 等金
能在CO
2
中燃烧：
2 3 2 2 3
反应 属氧化物发生铝热反应 2Mg＋CO=====2MgO＋C
2
二、铝与酸或碱反应生成H 的量的关系
2
2Al＋6HCl===2AlCl ＋3H↑
3 2
2Al＋2NaOH＋6HO===2Na[Al(OH) ]＋3H↑
2 4 2
(1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应：
①产生H 的物质的量相等。
2
②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。
(2)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应：
①消耗Al的物质的量之比为1∶3。
②生成H 的物质的量之比为1∶3。
2
(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应：
若产生氢气的体积比为＜＜1，则必定
①铝与盐酸反应时，铝过量而HCl不足。
②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而NaOH过量。
三、数形结合与“铝三角”
1．Al3＋、Al(OH) 、[Al(OH) ]－之间的转化关系
3 4
(1)①Al3＋＋3NH ·H O===Al(OH) ↓＋3NH
3 2 3
②Al3＋＋3[Al(OH) ]－===4Al(OH) ↓
4 3
③Al3＋＋3OH－===Al(OH) ↓
3(2)Al(OH) ＋3H＋===Al3＋＋3HO
3 2
(3)Al3＋＋4OH－===[Al(OH) ]－
4
(4)[Al(OH)]－＋4H＋===Al3＋＋4HO
4 2
(5)①[Al(OH) ]－＋CO===Al(OH) ↓＋HCO
4 2 3
②[Al(OH)]－＋H＋===Al(OH) ↓＋HO
4 3 2
(6)Al(OH) ＋OH－===[Al(OH) ]－
3 4
2．铝三角的应用
(1)选择制备Al(OH) 的最佳途径
3
①由Al3＋制备Al(OH) ，宜用Al3＋与氨水反应：
3
Al3＋＋3NH ·H O===Al(OH) ↓＋3NH
3 2 3
②由NaAlO 制备Al(OH) 宜用CO 与AlO反应：
2 3 2
2HO＋AlO＋CO===Al(OH) ↓＋HCO
2 2 3
③从节约原料角度，由Al制备Al(OH) ，宜用Al制备Al3＋，Al制备AlO，然后将二者混合：
3
Al3＋＋3AlO＋6HO===4Al(OH) ↓
2 3
(2)有关离子共存问题
①与Al3＋不能大量共存的(阴)离子有：OH－、AlO、HS－、SiO、CO、HCO、SO等。
②与AlO不能大量共存的(阳)离子有：H＋、Al3＋、NH、Fe2＋、Fe3＋等。
③AlO与HCO因发生(相对)强酸制弱酸的反应而不能共存。
(3)分析离子反应顺序
①向含有Al3＋、NH、H＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，反应顺序是：Ⅰ.H＋＋OH－===HO；
2
Ⅱ.Al3＋＋3OH－===Al(OH) ↓(若先与NH反应，则生成的NH ·H O又使Al3＋沉淀且生成NH)；Ⅲ.NH＋OH－
3 3 2
===NH ·H O[若先溶解Al(OH) ，则产生的AlO又与NH反应生成沉淀]；Ⅳ.Al(OH) ＋OH－===AlO＋
3 2 3 3
2HO。
2
②向含有AlO、CO、OH－的混合溶液中逐滴加入盐酸，反应顺序是：Ⅰ.OH－＋H＋===HO；Ⅱ.AlO＋
2
H＋＋HO===Al(OH) ↓(AlO比CO先反应)；Ⅲ.CO＋H＋===HCO；Ⅳ.HCO＋H＋===CO ↑＋HO[HCO比
2 3 2 2
Al(OH) 先反应]；Ⅴ.Al(OH) ＋3H＋===Al3＋＋3HO。
3 3 2
四、金属活动顺序与金属冶炼的关系
①热分解法：适用于不活泼的金属，如Hg和Ag。由HgO冶炼Hg的化学方程式：2HgO=====2Hg＋
O↑；由Ag O冶炼Ag的化学方程式：2Ag O=====4Ag＋O↑。
2 2 2 2②热还原法：用还原剂(C、CO、H、Al等)还原金属氧化物，适合较活泼的金属。
2
完成冶炼铁、锌、钨的化学方程式：
a．CO还原Fe O：Fe O＋4CO=====3Fe＋4CO；
3 4 3 4 2
b．C还原ZnO：ZnO＋C=====Zn＋CO↑；
c．H 还原WO：WO＋3H=====W＋3HO。
2 3 3 2 2
③电解法：适合冶炼金属活动性很强的金属(一般指在金属活动性顺序中排在锌前面的金属)。
工业上用电解法冶炼Na、Mg、Al的化学方程式分别为2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl↑、
2
MgCl (熔融)=====Mg＋Cl↑、2Al O=====4Al＋3O↑。
2 2 2 3 2
【方法技巧】有些很活泼的金属也可以用还原法来冶炼，如
Na＋KCl=====K↑＋NaCl
2RbCl＋Mg========MgCl ＋2Rb↑等，
2
主要运用了化学平衡移动原理，利用K、Rb沸点低，汽化离开反应体系，使化学反应得以向正反应方
向进行。
五、铝与盐酸、NaOH溶液反应的应用与定量关系
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H↑
2
2Al＋2OH－＋2HO===2AlO＋3H↑
2 2
（1）等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，消耗HCl和NaOH的物质的量之比为3∶1。
（2）等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为V (H )∶V (H )＝1∶1。
HCl 2 NaOH 2
（3）足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为V (H )∶V (H )
HCl 2 NaOH 2
＝1∶3。
（4）一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，若产生氢气的体积比为
1∶3<V (H )∶V (H )<1∶1，则必定是①铝与盐酸反应，铝过量而盐酸不足；②铝与氢氧化钠溶液反应，铝
HCl 2 NaOH 2
不足而氢氧化钠溶液过量。
（5）铝既能与非氧化性酸反应产生氢气，也能与碱反应产生氢气，前者是置换反应，后者不是置换
反应。
（6）铝与盐酸、氢氧化钠的反应中，还原剂都是铝，还原产物都是氢气，故铝与产生氢气的关系式
是相同的。
六、化学计算方法技巧
1．关系式法
当已知物和未知物之间是通过多个反应联系时，只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系即“关
系式”，就可求得未知量。例如，把CO还原Fe O 生成的CO 通入足量澄清石灰水中，求生成沉淀的量。根据化学方程式3CO
2 3 2
＋Fe O=====2Fe＋3CO、CO＋Ca(OH) ===CaCO ↓＋HO得关系式3CO～3CO～3CaCO ，由此建立CO
2 3 2 2 2 3 2 2 3
与CaCO 之间的直接关系3CO～3CaCO ，一步算出未知量。
3 3
2．差量法
化学反应前后物质的量发生变化时均可用差量法。解题的一般步骤为
(1)准确写出有关反应的化学方程式。
(2)深入细致地分析题意，关键在于有针对性地找出产生差量的“对象”及“理论差量”。该“理论差
量”可以是质量、物质的量、气体体积、压强等，且该差量的大小与参加反应的物质的有关量成正比。
(3)根据反应方程式，从“实际差量”寻找比例关系，列比例式求解。
如：2NaO＋2CO===2Na CO＋ O 固体差值
2 2 2 2 3 2
2 mol 2×106 g 1 mol 2×28 g
n(Na O) m(Na CO) n(O ) 5.6 g
2 2 2 3 2
则：＝＝＝
3．平均值法——判断合金成分
平均值法就是根据两组分物质的某种平均值，来推断两物质某种量的范围的方法。即X(a)<X(平
均)<X(b)。如利用平均摩尔电子质量(金属失去1 mol e－的质量)判断合金的成分。
如：两种金属形成的合金23 g与足量盐酸反应，放出1 mol H ，则平均摩尔电子质量为＝11.5 g·mol－
2
1，可判断合金可能为Al与Fe形成合金。
4．守恒法
方法 原理 步骤
质量 反应前后有关 根据各步反应的方程式或追踪整个反应过程中某个粒子，确定反应物和
守恒 原子数不变 生成物之间有关量的关系
①找出所有的阳离子及阴离子
电荷 电解质溶液呈 ②离子浓度乘以其化合价（1价可不写，2价、3价不能省略！）
守恒 电中性 ③列等式，计算：
n(M＋)×1＋n(M2＋)×2＋n(M3＋)×3＝n(R－)×1＋n(R2－)×2＋n(R3－)×3
①一找物质：氧化剂―→还原产物 还原剂―→氧化产物
氧化剂得电子
电子 ②二定得失：确定1个粒子得失电子数(化合价变化值×变价原子数)
总数等于还原
守恒 ③三列关系
剂失电子总数
n(氧化剂)×1个粒子得电子数＝n(还原剂)×1个粒子失电子数
【核心题型例解】
高频考点一 铝及其化合物性质
例1.下列物质的性质和用途具有对应关系的是
A． 熔点高，可用作电解制铝 B． 不稳定，可用于治疗胃酸过多C．明矾水解生成胶体，可用做絮凝剂 D．铝具有导热性，可用于制备铝热剂
【答案】C
【解析】 熔融可以电解生成铝单质，可用作电解制铝，而不是因为其熔点高，物质的性质和用
途不具有对应关系，A不符合题意； 能和胃酸盐酸反应，可用于治疗胃酸过多，物质的性质和用
途不具有对应关系，B不符合题意； 明矾水解生成胶体从而吸附水中悬浮物加速沉降用于净水，可用做混
凝剂，物质的性质和用途具有对应关系，C符合题意；铝具有还原性能还原一些金属氧化物，可用于制备
铝热剂，物质的性质和用途不具有对应关系，D不符合题意；故选C。
【变式探究】下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A． 熔点高，可用于做耐高温材料 B． 显碱性，可用作制冷剂
C． 受热易分解，可用作氮肥 D． 具有氧化性，可用于自来水的杀菌消毒
【答案】A
【解析】Al O 是离子化合物，熔点高耐高温，可用于做耐高温材料，性质与用途具有对应关系， A
2 3
符合题意；NH 加压易液化，气化时吸收大量的热使环境温度降低，可用作制冷剂，性质与用途不具有对
3
应关系，B不符合题意；NH HCO 作氮肥，是利用其溶解后的铵根离子可被植物吸收，性质与用途不具有
4 3
对应关系，C不符合题意；ClO 具有强氧化性，可用于自来水的杀菌消毒， 有毒性且也不能用于自来
2
水的杀菌消毒，性质与用途不具有对应关系，D不符合题意；故选A。
高频考点二 有关金属及其化合物的工艺流程
例2.碱式碳酸铜[Cu (OH) CO]是一种用途广泛的化工原料，实验室中以废铜屑为原料，制取碱式碳酸
2 2 3
铜的流程如下。下列说法错误的是
A．“加热”步骤可选用水浴加热
B．“酸浸”产生的气体可用NaOH溶液吸收C．“滤液”中溶质的主要成分为
D．可用盐酸和 溶液检验“滤液”中是否有
【答案】B
【分析】废铜屑与稀硝酸反应，产生的气体为一氧化氮；过滤除去难溶性滤渣，滤液中含硝酸铜和硝
酸，加入碳酸钠溶液加热，与硝酸、硝酸铜反应，生成硝酸钠和铜盐，再加氢氧化钠溶液调节适当pH
值，经过一系列反应得到碱式碳酸铜。
【解析】加热的温度为70oC，可选用水浴加热，A正确；酸浸产生的气体为NO，与NaOH溶液不反
应，不能用NaOH 溶液吸收，B错误；由分析可知，“滤液”中溶质的主要成分为 等，C正确；
的检验是先加氯化钡溶液，产生白色沉淀，再往白色沉淀中加入盐酸，沉淀完全溶解，且产生无色无
味气体，D正确；故选B。
【变式探究】明矾 可用作净水剂。某同学设计利用废铝箔(主要成分为 ，含少
量 等)制备明矾的流程如下图所示。
下列说法不正确的是
A．①中反应的离子方程式是
B．③中反应的离子方程式是
C．操作a是蒸发结晶，用到的仪器有蒸发皿、酒精灯、玻璃棒等
D．明矾净水的原理： 水解生成的 胶体能吸附水中的悬浮颗粒物
【答案】C
【解析】铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，通入二氧化碳反应生成碳酸氢钠和氢氧化铝沉
淀，过滤后滤渣为氢氧化铝，氢氧化铝和硫酸反应生成硫酸铝，加入硫酸钾饱和溶液，蒸发浓缩，冷却结
晶得到明矾，据此解答。铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为：，A正确；③为氢氧化铝和硫酸反应生成硫酸铝和水，反应的离子方程式
是 ，B正确；混合溶液蒸发结晶不能得到带结晶水的物质，该操作为蒸发浓
缩，冷却结晶得到明矾，C错误；明矾中的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体有较大的表面积，能吸附
水中的悬浮颗粒物，从而达到净水目的，D正确；故选C。
高频考点三 铜及其化合物
例3. 铜及含铜微粒的价荷图如图所示。下列推断不合理的是
A．要使Cu变成a可以加入稀盐酸和过氧化氢的混合溶液
B． 转化成 需要加碱
C．在酸性环境中，c可以反应生成a和Cu
D．b具有还原性
【答案】D
【解析】根据铜及含铜微粒的价荷图判断，a是Cu2+、b是 、c是 、d是 。a中Cu
元素为+2价，在酸性条件下，HO 氧化Cu变为Cu2+，A正确；由图可知， 转化为 需要
2 2
碱性条件，B正确； 中Cu元素为+1价，在酸性条件下可以发生歧化反应生成+2价的铜和单质铜，C
正确； 中铜元素为+3价具有强氧化性，D错误；故选D。
【变式探究】小组同学探究 和物质A的反应，实验如下。
序
装置 物质A 实验现象
号溶液（调 铜粉溶解，溶液变为深棕色［经
①
检验含 ]
）
② 溶液 铜粉溶解，溶液变为蓝绿色
溶液（调
③ 无明显变化
）
下列分析不正确的是
A．②中铜粉溶解的原因：
B．①中产生 的原因： 时直接将 还原为
C．若向③中加入 固体，推测铜粉会溶解
D．①②③现象的差异不仅与物质氧化性(或还原性)强弱有关，也与反应速率有关
【答案】B
【解析】实验②中，铜与铁离子反应生成蓝色铜离子和绿色亚铁离子，A正确；经检验含 ，
说明加入铜粉后铜与铁离子反应生成蓝色铜离子和绿色亚铁离子，酸性条件下亚铁离子与硝酸根离子反应
产生NO，选项B不正确；若向③中加入 固体，因酸性条件下亚铁离子与硝酸根离子发生氧化还原
反应生成铁离子，产生了硝酸铁，根据实验①的条件，推测铜粉会溶解，选项C正确；①②③现象的差异
不仅与物质氧化性(或还原性)强弱有关，如铁离子、硝酸根离子等氧化性强弱，亚铁离子还原性等；也与
反应速率有关，也氯离子、硝酸根离子，氢离子浓度等对反应速率的影响有关，选项D正确；答案选B。
高频考点四、考查有关的离子方程式
例4．下列过程对应的离子方程式或化学方程式书写正确的是
A．向稀硝酸中加入少量铜粉：
B．锂在氧气中燃烧：
C．向 溶液中滴几滴NaClO溶液：
D．用烧碱溶液除去铁粉中的少量铝粉：【答案】D
【解析】向稀硝酸中加入少量铜粉发生反应生成NO和硝酸铜，离子方程式为：
，故A错误；锂在氧气中燃烧生成LiO，故B错误；向
2
溶液和少量NaClO溶液会发生氧化还原反应生成硫酸钠和二氧化硫，离子方程式为：
，故C错误；Fe不和NaOH溶液反应，Al和NaOH溶液反应生成偏
铝酸钠和氢气，离子方程式为： ，故D正确；故选D。
【变式探究】能正确表示下列反应的离子方程式的是
A．将少量氯气通入NaHSO 溶液中：HSO +H O+Cl =2Cl-+3H++SO
3 2 2
B．将少量NaAlO 溶液滴入Ca(HCO ) 溶液中：AlO +HCO +H O=Al(OH) ↓+CO
2 3 2 2 3
C．将Ba(OH) 溶液滴入明矾[KAl(SO)•12H O]溶液中至沉淀质量最大：Al3++2SO +2Ba2++4OH-
2 4 2 2
=2BaSO ↓+AlO +2H O
4 2
D．同物质的量浓度同体积的NH HPO 溶液与NaOH溶液混合：NH +OH-=NH•H O
4 2 4 3 2
【答案】C
【解析】Cl 有强氧化性， 具有还原性，Cl 能将 氧化为 ，而Cl 是少量的，则生成
2 2 2
的 能与 反应生成 ，反应的离子方程式为 ，A错误；
将少量 溶液滴入 溶液中，反应的离子方程式为
，B错误；将 溶液滴入明矾溶液中至沉淀质量最大，
反应的离子方程式为 ，C正确； 电离出的 优先和氢氧化钠溶液反应，同物质的量浓度同体积的 溶液与氢氧化钠溶液混合，OH-
只与 反应，反应的离子方程式为 ，D错误；故选C。
高频考点五、考查有关的离子共存
例5．室温下，下列各组微粒在指定溶液中可能大量共存的是
A．无色透明的水溶液中： 、 、
B．硝酸型酸雨的雨水中： 、 、
C．加入金属Al产生 的水溶液中： 、 、
D．水电离的 浓度为 mol/L的水溶液中： 、 、
【答案】C
【解析】 为橙红色，不符合无色条件，故A错误；硝酸型酸雨具有强氧化性，能氧化还原性的
离子 ，所以不能大量共存，故B错误；加入金属Al生成的氢气的水溶液为弱氧化性酸或强碱溶液，
如果溶液呈强碱性，这几种离子之间不反应且和OH−不反应，能大量共存，故C正确；水电离的H＋浓度
为1×10−12mol/L的水溶液中，水的电离被抑制，溶液呈酸性或碱性，高锰酸根离子氧化甲醇而不能大量共
存，故D错误；故选C。
【变式探究】在下列溶液中，离子一定能大量共存的是
A．室温下，pH=1的溶液中：Na+、Fe3+、NO 、SO
B．含有0.1mol•L-1FeCl 的溶液中：K+、Mg2+、I-、NO
3
C．加入铝粉有气泡产生的溶液中：Na+、NH 、Fe2+、NO
D．室温下，水电离出的c(H+)=1×10-10mol•L-1的溶液中：K+、Na+、[Al(OH) ]-、SO
4
【答案】A
【解析】室温下，pH=1的溶液中c(H+)=0.1mol•L-1，与Na+、Fe3+、NO 、SO 都能共存，A正确；Fe3+与I-发生氧化还原反应，不能共存，B错误；加入铝粉有气泡产生的溶液可能呈酸性或碱性，NH +与
4
OH-反应生成一水合氨，Fe2+与OH-反应生成沉淀，不能共存，含H+的溶液中NO 与Fe2+发生氧化还原反
应，不能共存，C错误；水电离出的c(H+)=1×10-10mol•L-1<10-7mol•L-1的溶液，可能呈酸性或碱性，
[Al(OH) ]-与H+反应生成Al(OH) 沉淀或Al3+，不能共存，D错误； 故选A。
4 3
高频考点六、考查有关的金属的计算
例6．2.28 g铜镁合金完全溶解于75 mL密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到 和
的混合气体1680 mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入l.0 mol/L NaOH溶液，当金属离子全部沉淀
时，得到3.81 g沉淀，下列说法正确的是
A．该合金中，镁的物质的量为0.03 mol
B． 和 混合气体的平均相对分子质量约为55.2
C．得到3.81 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积为900 mL
D．该浓硝酸中 的物质的量浓度为12.0 mol/L
【答案】B
【分析】设铜、镁的物质的量分别为x、y，则①64x+24y=2.28，②98x+58y=3.81，解得x=0.03mol，
y=0.015 mol，混合气体的物质的量= ，设NO、NO 的物质的量分别为a、b，根据
2 4 2
氧化还原反应中得失电子数相等：2×(0.03+0.015)=2a+b，a+b=0.075，则a=0.015mol，b=0.06mol，
c(HNO )= ，硝酸的物质的量n(HNO)=14.0
3 3
mol/L×75mL÷1000=1.05mol。
【解析】由分析可知，该合金中，镁的物质的量为0.015 mol，A错误； 和 混合气体的摩尔
质量约= ，其平均相对分子质量约为55.2，B正确；沉淀达最大时，溶液
中只有硝酸钠，根据原子守恒：n(NaOH)=n(HNO )-（2a+b）=1.05mol-0.09mol=0.96mol，氢氧化钠溶液体
3积为960mL，C错误；c(HNO )= ，D错误；故选B。
3
【变式探究】将 铜镁合金完全溶解于 、密度为 、质量分数为63%的浓硝酸中，得
到 (标准状况) 气体，向反应后的溶液中加入一定量 ，使溶液中的金属离子
恰好全部沉淀。下列说法不正确的是
A．该浓硝酸物质的量浓度是 B．加入 的体积是
C． D．得到的金属氢氧化物的沉淀为
【答案】B
【解析】浓硝酸的物质的量浓度c= mol/L= = ，A正确；当加入氢氧
化钠后，溶液中的金属离子恰好全部沉淀，即铜离子变为氢氧化铜，镁离子变为氢氧化镁，此时溶液中只
有硝酸钠，依据氮元素守恒n(HNO)=n(NaNO )+n(NO )，n(HNO)=cV=14mol/L 0.05L=0.7mol，标准状况
3 3 2 3
下n(NO )= =0.08mol，n(NaNO )=n(HNO )-n(NO )=0.7mol-0.08mol=0.62mol，硝酸钠中的钠离子
2 3 3 2
全部来自于氢氧化钠，则n(NaOH)=n(NaNO )=0.62mol，氢氧化钠溶液体积V= =0.31L=310mL，B
3
错误；假设mg合金全部为铜，Cu+4HNO (浓)=Cu(NO)+2NO↑+2H O，n(Cu)= n(NO )=
3 3 2 2 2 2
0.08mol=0.04mol，m =0.04mol 64g/mol=2.56g，假设mg合金全部为镁，
Cu
Mg+4HNO (浓)=Mg(NO )+2NO↑+2H O，n(Mg)= n(NO )= 0.08mol=0.04mol，m =0.04mol 24g/
3 3 2 2 2 2 Mg
mol=0.96g，所以 ，C正确；硝酸中的氮元素由+5价降到了+4价，n(NO )=0.08mol，所以金属
2
与浓硝酸反应转移电子0.08mol 1=0.08mol，而铜和镁均变为+2价的阳离子，依据得失电子守恒，镁铜合
金的物质的量为 =0.04mol，沉淀中氢氧根离子的物质的量为2 0.04mol=0.08mol，氢氧根离子的质
量为0.08mol 17g/mol=1.36g，则沉淀的质量为 ，D正确；答案选B。
