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第 8 讲 金属材料（不锈钢、铝合金、合金）
【练基础】
1．2019年，我国第一艘国产航空母舰山东舰正式列装。优质钢材是建造航空母舰的基础材料，钢材
中含量最高的元素是
A．碳 B．铁 C．硅 D．氧
【答案】B
【解析】钢材为铁和碳的合金，在铁中掺杂少量的碳可以增强铁强度、硬度等物理性质，因此，钢材
中含量最多的是铁，答案选B。
2．我国科技事业成果显著，下列成果所涉及的材料不属于金属材料的是
A．“C919”飞机的主体材料——铝合金
B．航天员宇航服的材料——聚酯纤维
C．我国第一艘航空母舰的主体材料——合金钢
D．“奋斗者”号深潜器载人舱的外壳——钛合金
【答案】B
【解析】“C919”飞机的主体材料——铝合金，铝合金为金属铝、镁形成的合金，属于金属材料，A
与题意不符；航天员宇航服的材料——聚酯纤维为由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合
成纤维，属于有机高分子材料，B符合题意；我国第一艘航空母舰的主体材料——合金钢，为铁、碳合
金，属于金属材料，C与题意不符；“奋斗者”号深潜器载人舱的外壳——钛合金，为钛与其他金属制成
的合金金属，属于金属材料，D与题意不符；答案为B。
3．下列所用的材料不属于合金的是
A．家用的铝窗 B．建筑用的钢筋
C．铸造用的黄铜 D．温度计用的水银
【答案】D
【解析】铝窗框为硬铝制成，硬铝属于铝的合金，故A不符合；钢铁是铁与碳的合金，故B不符合；
黄铜是铜锌合金，故C不符合；水银是汞，是金属单质，所以不是合金，故D符合；故选D。
4． ，可用来疏通下水管道。下列说法错误的是
A．Al是还原剂，发生氧化反应
B．每生成1molH ，转移2mol电子
2
C．可用NaOH溶液除去镁粉中混有的少量Al粉
D．等量的铝与足量NaOH溶液反应生成的H 比与足量盐酸的多
2【答案】D
【解析】铝失去电子，做还原剂，发生氧化反应，A正确，不符合题意；氢元素化合价从+1降低到
0，所以每生成1molH ，转移2mol电子，B正确，不符合题意；铝能溶于氢氧化钠，而镁不能，所以可以
2
用氢氧化钠溶液除去镁粉中混有的少量Al粉，C正确，不符合题意；等量的铝与足量NaOH溶液反应或与
足量盐酸反应，因为铝失去电子数相同，所以生成的H 相同，D错误，符合题意；故选D。
2
5．下列有关物质用途的说法中，不正确的是
A．三氧化二铁常用作红色油漆和涂料
B．强化木地板表面的氧化铝具有耐磨与阻燃的作用
C．我国提出网络强国战略，光缆线路总长超过三千万公里，光缆的主要成分是晶体硅
D．过氧化钠可用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源
【答案】C
【解析】三氧化二铁是红棕色粉末，常用作红色油漆和涂料，故A正确；氧化铝是熔沸点高、硬度大
的不易燃烧的金属氧化物，则强化木地板表面的氧化铝具有耐磨与阻燃的作用，故B正确；光缆的主要成
分是二氧化硅，不是晶体硅，故C错误；过氧化钠能与人呼吸出的二氧化碳和水蒸气反应生成氧气，可用
于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源，故D正确；故选C。
6．2021年3月1日，东方航空公司与中国商飞公司在上海正式签署了C919购机合同。东航将成为全
球首家运营C919大型客机的航空公司。大飞机 C919其主结构材料大量使用了铝锂合金，铝锂合金的优点
是
A．高强度、导热性 B．低密度、高强度
B．C．低密度、导电性 D．导热性、导电性
【答案】B
【解析】制造飞机材料要求密度低，强度高，铝和锂都是轻金属，所以制成的铝锂合金密度低，强度
高，适合用作制造飞机的材料，与其导电和导热性无关。故选B。
7．2021年5月15日，“天问一号”探测器成功软着陆于火星。这是中国火星探测史上的历史性事
件。新型铝基碳化硅复合材料被大量应用于火星车的车身。下列关于该复合材料可能的性质描述不正确的
是
A．密度小 B．硬度大 C．熔点低 D．抗氧化
【答案】C
【解析】火星车材料要求轻量化、高强韧性、高稳定性、耐冲击，火星车行走于火星表面，温度几千度，所以选择火星车车身材料要具备密度小，硬度大，熔点高的性质，故选项C不符合要求，故答案为
C。
8．“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到
“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入
熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是
A．钢是以铁为主的含碳合金
B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大
C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高
D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe O
2 3
【答案】C
【解析】钢是含碳量低的铁合金，故A正确；钢的硬度和脆性与含碳量有关，随着含碳量的增大而增
大，故正确；由题意可知，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，说明生铁的熔点低于熟铁，故C错误；赤铁
矿的主要成分是Fe O，可用于冶炼铁，故D正确；故选C。
2 3
【练提升】
9．有关铝及其化合物的说法错误的是
A．氧化铝熔点较高，是一种优良的耐火材料
B．可用铝壶烧开水，不可用其长期存放食醋、碱水
C．铁易生锈，而铝在空气中较稳定，所以铁比铝活泼
D．氢氧化铝能中和胃酸，可用于制胃药
【答案】C
【解析】氧化铝是离子化合物，其晶体中离子键很强，故熔点很高，可用作耐火材料，选项A正确；
铝具有导热性，所以可用铝壶烧开水，但铝既可以酸反应又可以与碱反应，所以不能用铝壶长期存放食
醋、碱水，选项B正确；Al比Fe活泼，氧化铝为致密的氧化膜可保护内部的Al，则铁易生锈，而铝在空
气中较稳定，选项C错误；氢氧化铝为弱碱，与盐酸反应，则氢氧化铝能中和胃酸，可用于制胃药，选项
D正确。答案选C。
10．下列离子方程式正确的是
A．氯化铁溶液腐蚀铜箔：Fe3++ Cu ═ Fe2+ + Cu2+
B．用氢氧化铝治疗胃酸过多：Al(OH) +3H+ = Al3++3H O
3 2
C．氢氧化钠溶液吸收氯气制漂白液：Cl + OH﹣═ Cl﹣+ HClO
2
D．用氢氧化钠溶液去除铝条表面的氧化膜：Al O+2OH- ═ 2Al3++H O
2 3 2
【答案】B【解析】电荷不守恒，正确的离子方程式为2Fe3++ Cu ═ 2Fe2+ + Cu2+，A错误；用氢氧化铝治疗胃酸过
多时氢氧化铝与HCl反应生成氯化铝和水，反应的离子方程式为Al(OH) +3H+ = Al3++3H O，B正确；氢
3 2
氧化钠溶液吸收氯气制漂白液时，氢氧化钠与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的离子方程式为
Cl + 2OH﹣═ Cl﹣+ ClO-+H O，C错误；氢氧化钠与氧化铝反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为
2 2
Al O+2OH-═2AlO -+H O，D错误；答案选B。
2 3 2 2
11．工业上用铝土矿(主要成分为Al O，含Fe O 杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图所示：
2 3 2 3
下列叙述正确的是
A．试剂X可以是NaOH溶液，也可以是盐酸
B．反应①过滤后所得沉淀为Fe(OH)
3
C．图中所有转化反应都不是氧化还原反应
D．反应②的化学方程式为NaAlO ＋CO＋2HO=Al(OH) ↓＋NaHCO
2 2 2 3 3
【答案】D
【解析】铝土矿加入试剂X，氧化铝溶解，说明试剂X为氢氧化钠，沉淀为氧化铁。溶液为偏铝酸
钠，过量的二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠。据此回答。从后面通入Y生成碳酸氢钠分析，Y 应为
二氧化碳，则试剂X只能是NaOH溶液，不可以是盐酸，A错误；反应①过滤后所得沉淀为氧化铁不是氢
氧化铁，B错误；氧化铝变成铝为氧化还原反应，C错误；反应②为偏铝酸钠和过量的二氧化碳反应生成
碳酸氢钠和氢氧化铝，化学方程式为NaAlO ＋CO＋2HO=Al(OH) ↓＋NaHCO ，D正确；故选D。
2 2 2 3 3
12．工业上可从铜沉淀渣（主要成分为Cu、Cu Te和少量Pt）中回收粗碲，其工艺流程如下：
2
下列说法错误的是
A．Cu Te中Te的化合价为-2价
2
B．气体X为SO ，可在“还原”中替代NaSO
2 2 3
C．“酸浸”过程发生反应：TeO +6HCl＝HTeCl +2H O
2 2 6 2
D．“还原”反应中：2n(Na SO )=n(Te)
2 3【答案】D
【解析】分析工艺流程过程，铜沉淀渣中的Cu与浓硫酸在加热条件下反应生成SO 和CuSO ，气体X
2 4
为SO 。由流程图可知Cu Te与浓硫酸反应生成TeO 。通过水浸，将不溶的TeO 、Pt与可溶的CuSO 等分
2 2 2 2 4
离出来，由此可知滤液中含有CuSO 。再用盐酸进行酸浸，Pt与盐酸不反应，以滤渣形式除去。TeO 与盐
4 2
酸反应后生成HTeCl ，再加入NaSO 发生还原反应得到粗碲。Cu Te中Cu的化合价为+1价，Te的化合价
2 6 2 3 2
为-2价，A项正确；由分析可知，气体X为SO ，还原过程中，HTeCl 中的Te4+被NaSO 还原为Te，SO
2 2 6 2 3 2
也具有还原性，可以在“还原”中替代NaSO 与HTeCl 发生氧化还原反应，B项正确；根据题给信息，
2 3 2 6
可知“酸浸”过程发生反应：TeO +6HCl＝HTeCl +2H O，C项正确；“还原”反应中发生的离子方程式
2 2 6 2
为：2HO+Te4++2SO ＝Te↓+2SO +4H+。由此可知， n(Na SO )= 2n(Te)，D项错误；答案选D。
2 2 3
13．金属材料的发展极大地促进了人类社会的文明程度。如图是两种金属及其化合物的转化关系。下
列说法不正确的是
A．根据反应③可知氧化性：Fe3＋>H O
2 2
B．向X溶液中滴入K[Fe(CN) ]溶液，生成蓝色沉淀
3 6
C．反应③中稀硫酸仅表现酸性
D．反应①的离子方程式为Cu＋HO＋2H＋=Cu2＋＋2HO
2 2 2
【答案】A
【解析】由题干中两种金属及其化合物的转化关系图分析可知，物质M为Cu，E为Fe，X为FeSO ，
4
Y为Fe (SO ),W为Fe(SCN) ，Z为Fe(OH) ，据此分析解题。由分析可知，反应③的离子方程式为：2Fe2+
2 4 3 3 3
+2H O+2H+=2Fe3++2H O，可知氧化性：HO > Fe3＋，A错误；由分析可知，X溶液中含有Fe2+，故向X
2 2 2 2 2
溶液中滴入K[Fe(CN) ]溶液，生成蓝色沉淀，B正确；根据反应③的离子方程式为：2Fe2+
3 6
+2H O+2H+=2Fe3++2H O可知反应③中稀硫酸仅表现酸性，C正确；由分析可知，反应①的离子方程式为
2 2 2
Cu＋HO＋2H＋=Cu2＋＋2HO，D正确；故答案为A。
2 2 2
14．中国青铜器在世界上享有极高声誉。所谓青铜是铜与锡或铅等元素按一定比例熔铸而成的，颜色
呈青，故名青铜。青铜器在外界环境影响下所形成的腐蚀产物，由内向外为CuCl、Cu O，再向外是
2
CuCO·3Cu(OH) 或CuCl ·3Cu(OH) ，或两者都有的层叠状结构。下列说法中错误的是
3 2 2 2
A．青铜属于铜的一种合金，具有较高硬度 B．加入锡或铅可以降低“熔铸”时所需温度C．青铜的主要成分为铜，铜通常呈现青色 D．青铜器外层的腐蚀物与空气中的氧气有关
【答案】C
【解析】青铜是铜与锡或铅等元素按一定比例熔铸而成的，因此青铜属于铜的一种合金，具有较高硬
度，A正确；合金的熔点一般低于各成分金属的熔点，因此加入锡或铅可以降低“熔铸”时所需温度，B
正确；
青铜的主要成分为铜，铜通常呈现红色，C错误；在潮湿的空气中铜易被氧气氧化，因此青铜器外层的腐
蚀物与空气中的氧气有关，D正确；答案选C。
15．《五金·铁》中记载：“若造熟铁，则生铁流出时，相连数尺内，低下数寸，筑一方塘，短墙抵
之。其铁流入塘内，数人执柳木排立墙上……众人柳棍疾搅，即时炒成熟铁。”以下说法不正确的是(
)
A．金属冶炼方法由金属活动性决定
B．生铁比熟铁质地更硬，延展性稍差
C．炒铁是为了提高铁水中的碳含量
D．该法与近代往生铁水中吹空气炼钢异曲同工
【答案】C
【解析】活泼性不同的金属，其冶炼方法不同，即金属冶炼方法由金属活动性决定，故 A正确；熟铁
比生铁质地更软，且延展性好，生铁比熟铁质地更硬，延展性稍差，故 B正确；炒铁过程中降低了铁水中
的碳含量，从而将生铁转化成熟铁，故C错误；该冶炼方法和近代往生铁水中吹空气炼钢，都是利用空气
中的氧气氧化C元素，其原理基本相同，故D正确。
16．无水氯化铝是常用的有机化工试剂，易水解、易升华。实验室用以下装置制取少量氯化铝，反应
原理为 。下列说法正确的是A．圆底烧瓶中发生反应：NaCl+H
2
SO
4
(浓)===== HCl↑+NaHSO
4
B．粗导管d也可换成细导管
C．e中试剂可选用碱石灰、无水氯化钙或五氧化二磷
D．为了减少HCl的浪费，实验开始时先点燃b处酒精灯
【答案】A
【解析】实验室中，HCl的制备可采用NaCl固体与浓HSO 在加热下制取，反应还可以为
2 4
2NaCl+H
2
SO
4
(浓)===== 2HCl↑+Na
2
SO
4
，A说法正确；AlCl
3
易升华，同样也容易凝华，可能在导管d处重新
凝华为固体，产生堵塞现象，故应选用大导管，B说法错误；e处干燥管的作用有二，其一为防止多余的
HCl气体进入空气而污染环境，其二为防止空气中的水蒸气进入收集装置而使氯化铝水解，C说法错误；
装置内部的空气会与Al反应，产生杂质，故应先制取HCl并利用其排尽装置内的空气，D说法错误；答案
为A。
17．Na、Al、Fe、Cu是中学化学中重要的金属元素。它们的单质及其化合物之间有很多转化关系。
下表所列物质不能按如图(“→”表示一步完成)关系相互转化的是( )
选项 A B C D
a Na Al Fe Cu
b NaOH Al O FeCl CuSO
2 3 3 4
c NaCl Al(OH) FeCl CuCl
3 2 2
【答案】B
【解析】Na与水反应生成NaOH，NaOH与盐酸反应生成NaCl，电解熔融的NaCl可得金属钠，A
正确；Al与氧气反应生成Al O，而Al O 不能一步转化为Al(OH) ，B错误；Fe在氯气中燃烧生成FeCl ，
2 3 2 3 3 3
FeCl 溶液与Fe反应生成FeCl ，FeCl 溶液与Zn反应可得Fe，C正确；Cu与浓硫酸加热反应生成CuSO ，
3 2 2 4
CuSO 溶液与BaCl 溶液反应生成CuCl ，CuCl 溶液与Zn反应可得Cu，D正确。
4 2 2 2
18．铜及其化合物在生产生活中有广泛应用，铜在化合物中的常见化合价有＋1、＋2。已知Cu O与
2
稀硫酸反应，溶液呈蓝色。
(1)工业上可用Cu S＋O 2Cu＋SO 反应制取粗铜，该反应中________元素被还原。
2 2===== 2
(2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中，温度控制在50 ℃，加入HO 溶液，一段时间后，升温到60 ℃，
2 2
再反应一段时间后可制得硫酸铜，该反应的离子方程式为______________。温度控制在50～60 ℃的原因
除了加快反应速率外，还有___________________。在CuSO 溶液中加入一定量的NaSO 和NaCl溶液，加
4 2 3
热 ， 生 成 CuCl 沉 淀 ， 写 出 生 成 CuCl 的 离 子 方 程 式 ：
__________________________________________________。
(3)现向Cu、Cu O和CuO组成的混合物中，加入2 L 0.6 mol·L－1 HNO 溶液恰好使混合物溶解，同时
2 3收集到4 480 mL NO气体(标准状况)。Cu O跟稀硝酸反应的离子方程式为____________________________
2
_________________________________________________________________________。
若将上述混合物用足量的H 加热还原，所得到固体的质量为__________g。若混合物中含0.2 mol
2
Cu，将该混合物与稀硫酸充分反应，消耗HSO 的物质的量为________mol。
2 4
【解析】(1)在该反应中铜、氧元素的化合价降低，得到电子，被还原。(3)Cu O 跟稀硝酸反应的离子
2
方程式为3Cu O＋2NO＋14H＋===6Cu2＋＋2NO↑＋7HO。硝酸发生反应后氮元素的存在形式是Cu(NO ) 和
2 2 3 2
NO，由2 L×0.6 mol·L－1＝2n[Cu(NO )]＋ 4.480 L÷22.4 L·mol－1，得n[Cu(NO )]＝0.5 mol，n(Cu2＋)＝0.5
3 2 3 2
mol，所以若将上述混合物用足量的H 加热还原，所得到固体的质量为0.5 mol×64 g·mol－1＝32 g。若混合
2
物中含 0.2 mol Cu，则根据铜原子守恒可得：2n(Cu O)＋n(CuO)＝0.3 mol，根据得失电子守恒可得：
2
2n(Cu)＋2n(Cu O)＝3×(4.480 L÷22.4 L·mol－1)，解得n(CuO)＝0.1 mol，n(Cu O)＝0.1 mol，消耗HSO 的物
2 2 2 4
质的量为 0.1 mol＋0.1 mol＝0.2 mol。
【答案】(1)铜、氧
(2)Cu＋HO＋2H＋===Cu2＋＋2HO 防止HO 分解 2Cu2＋＋2Cl－＋SO＋HO===2CuCl↓＋SO＋2H＋
2 2 2 2 2 2
(3)3Cu O＋2NO＋14H＋===6Cu2＋＋2NO↑＋7HO 32 0.2
2 2
