专题11-金属材料-铝及其化合物-(知识串讲+专题过关)(解析版).docx

专题11 金属材料 铝及其化合物
【知识梳理】
【归纳总结】
一、铁合金
铁合金：生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金。
1.生铁
①生铁的含碳量为2%～4.3%。 ②性能及用途
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。
2.钢
①钢的含碳量为0.03%～2%。 ②性能及用途
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。
③分类
钢
碳素钢
合金钢
低碳钢
中碳钢
高碳钢
组成元素
Fe和C
Fe、C、Cr、Mn、W、Ni、Mo、Co、Si
含碳量
低于0.3%
0.3%-0.6%
高于0.6%

性能
韧性、焊接性好，
但强度低
强度高、韧性及
加工性好
硬而脆，热处理后弹性好
种类多，性能差别大

用途
用于制造钢板、钢丝、钢管等
用于制造钢轨、车轮、建材等
用于制造器械、弹簧、刀具等

④常用合金钢
a．不锈钢
合金元素主要是铬(Cr)和镍(Ni)。
性能：大气中比较稳定，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力。
用途：医疗器材、厨房用具和餐具、地铁列车的车体材质等。
b．超级钢
合金元素：Mn、C、Al、V。
性能：强度很大，在应用时能够实现钢板的轻薄化。
用途：汽车、航空和航天等领域。

二、新型合金
新型储氢合金材料的研究和开发将为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。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、铝及其化合物的性质
(一)铝的结构与性质
1．铝的结构和存在
铝位于元素周期表的第三周期第ⅢA族，原子结构示意图：，是活泼金属，在自然界中以化合态的形式存在，铝是地壳中含量最多的金属元素。
2．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、硬度均较小。
3．铝的化学性质
(1)与非金属单质的反应
①与空气中的氧气形成致密的氧化膜。
②与氯气加热反应的化学方程式：2Al＋3Cl22AlCl3。
(2)与水的反应
金属铝与水反应很困难。
(3)与酸的反应
①与H＋反应的离子方程式：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑。
②在冷的浓硫酸、浓硝酸中钝化。
(4)与碱的反应
写出Al与NaOH溶液反应的离子方程式：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。
(5)与某些金属氧化物的反应
①写出铝与Fe2O3反应的化学方程式：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3。该反应称作铝热反应，反应时放出大量的热。
②铝热反应实验中的有关问题

实验
装置

实验
现象
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
原理
应用
①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等；
②金属焊接，如野外焊接钢轨等

(6)铝的冶炼
2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。
(二)Al2O3的性质
1．物理性质
白色粉末，不溶于水，熔点高，是优良的耐火材料。
2．化学性质
(1)与H2O不反应。
(2)两性氧化物
分别写出Al2O3与盐酸、NaOH溶液反应的离子方程式：
①与盐酸反应：Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O。
②与NaOH溶液反应：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。
(三)Al(OH)3的性质
1．物理性质
不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性。
2．不稳定性
加热时，氢氧化铝易分解，反应的化学方程式：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。
3．两性——溶于强酸、强碱
分别写出Al(OH)3与稀硫酸、NaOH溶液反应的离子方程式。
(1)与稀硫酸反应
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。
(2)与NaOH溶液反应
Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。
4．Al(OH)3的制备
写出下列反应的离子方程式
(1)Al3＋与氨水反应(不用强碱)
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。
(2)AlO溶液中通入过量的CO2
AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。
(3)Al3＋与AlO相互促进水解反应
Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓。
(四)明矾
1．化学式为KAl(SO4)2·12H2O，它是无色晶体，可溶于水。
2．明矾净水的原理
电离方程式为KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO，其中Al3＋发生水解反应，产生Al(OH)3(胶体)，能吸附水中悬浮物形成沉淀，使水澄清。
四、铝及其化合物的相互转化及应用
1. Al3+、Al(OH)3、之间的转化关系

（1）Al3+―→Al(OH)3
①可溶性铝盐与少量NaOH溶液反应：Al3++3OH− (少量)===Al(OH)3↓。
②可溶性铝盐与氨水反应：Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3。
（2）Al(OH)3―→Al3+
Al(OH)3溶于强酸溶液：Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。
（3）Al3+―→
可溶性铝盐与过量的强碱反应：Al3++4OH−(过量)===+2H2O。
（4）―→Al3+
偏铝酸盐溶液与足量的盐酸反应：+4H+===Al3++2H2O。
（5）―→Al(OH)3
①偏铝酸盐溶液中加入少量盐酸：+H+(少量)+H2O===Al(OH)3↓。
②偏铝酸盐溶液中通入CO2：+CO2(过量)+2H2O===Al(OH)3↓+。
（6）Al(OH)3―→
Al(OH)3溶于强碱溶液：Al(OH)3+OH−===+2H2O。
2．“铝三角”关系的应用
（1）制取Al(OH)3
①Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3；
②+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+。
（2）判断离子共存问题
Al3+与OH−等离子不能大量共存；与H+、等离子不能大量共存。
（3）鉴别(利用滴加试剂顺序不同，现象不同)
①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。
②向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。
（4）分离提纯
①利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。
②利用Al2O3能与强碱溶液反应，分离Al2O3与其他金属氧化物。
③利用Al(OH)3能与强碱溶液反应，分离Al3+与其他金属阳离子。
【方法探究】
一、合金的相关判断
1．合金的组成及性质
(1)合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。
(2)合金是混合物，没有固定的熔点。
(3)合金具有金属特性，如导电、传热等。
(4)合金形成后会影响各成分金属的物质性质，如合金的熔点一般比成分金属低，而硬度、机械强度一般比成分金属高；但一般来说各成分金属均保持了其原有的化学性质。
2．合金的形成条件
(1)金属与金属形成合金时：合金是金属在熔化状态时相互混合形成的，熔化时的温度需达到成分金属中熔点最高的金属的熔点，但又不能超出成分金属中沸点最低的金属的沸点。一种金属的熔点高于另一种金属的沸点时则不能形成合金。
(2)金属与非金属形成合金时：部分不活泼非金属与金属可形成合金，活泼非金属与活泼金属则不能形成合金。
3．金属材料选择的依据
某种金属能不能成为一种应用广泛的材料主要取决于该金属的储量、冶炼成本、市场价格以及所具有的性能和是否易于加工等。
(1)物理性质：密度、硬度、强度、导电性和导热性等，这些性质决定金属材料的加工难易程度。
(2)化学性质：对水的作用、耐腐蚀性等，这些性质决定金属材料的日常维护和环境对其的影响。
二． 铝与盐酸、NaOH溶液反应的定量关系
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑　(1)
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑　(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VHCl(H2)∶VNaOH(H2)＝1∶1。
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VHCl(H2)∶VNaOH(H2)＝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<VHCl(H2)∶VNaOH(H2)<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。
三、Al3+、和Al(OH)3间的相互转化及量的关系
（1）在氯化铝溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，开始时观察到的现象是产生白色沉淀，并不断增多，反应的离子方程式是Al3++3OH−===Al(OH)3↓；继续加入氢氧化钠溶液至足量，观察到的现象是白色沉淀不断减少，最后完全消失，反应的离子方程式是Al(OH)3+OH−===+2H2O，最终得到的溶液是NaAlO2、NaCl混合溶液。可用图像表示如下：

（2）在偏铝酸钠溶液中逐滴加入盐酸，开始时观察到的现象是产生白色沉淀，并不断增多，反应的离子方程式是+H++H2O===Al(OH)3↓；继续加入盐酸至足量，观察到的现象是白色沉淀不断减少，最后完全消失，反应的离子方程式是Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O，最终得到的溶液是AlCl3、NaCl混合溶液。
可用图像表示如下：

（3）向偏铝酸钠溶液中，持续不断地通入CO2，观察到的现象是产生白色沉淀，并不断增多，反应的离子方程式：+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+，最终得到的溶液NaHCO3溶液。可用图像表示如下：

（4）向AlCl3、MgCl2的酸性溶液中滴加NaOH溶液，反应的离子方程式依次为：H++OH−===H2O、Mg2++2OH−===Mg(OH)2↓、AlCl3+3OH−===Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH−===+2H2O。出现的现象是先产生沉淀，到沉淀最大值，继续滴加NaOH，沉淀部分溶解，最后剩余的为氢氧化镁沉淀，消失的是氢氧化铝沉淀。

【专题过关】
1．判断正误。
（1）合金材料中不可能含有非金属元素(　　)
（2）合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属(　　)
（3）MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂(　　)
（4）Al2O3的熔点高，可作耐高温材料，实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3固体等(　　)
（5）铝和酸反应时，氧化剂是酸，铝和碱反应时，氧化剂是碱(　　)
（6）氢氧化铝可作胃酸的中和剂(　　)
（7）明矾可作净水剂，起到杀菌消毒的作用(　　)
（8）蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液，制备无水AlCl3(　　)
（9）除去Fe2O3中的Al2O3，加入足量NaOH溶液，然后过滤(　　)
【答案】1.×　2.√ 3.×　4.×　5.×　6.√　7.×　8．× 9.√
2．铁是人类较早使用的金属之一、据有关报道，目前已能冶炼出纯度高达的铁。纯铁的实际使用范围有限，人们大量使用的是铁的合金。钢铁是铁碳合金的总称，其强度高、价格便宜、应用广泛。以下关于不锈钢和普通钢的认识中，你认为正确的是
A．它们的组成元素是相同的
B．耐腐蚀的性能不同
C．都属于钢，物理性质相同
D．构成普通钢和不锈钢的主要元素都是铁，因此它们的化学性质完全相同
【答案】B
【详解】
A．普碳钢主要成分是Fe、C，不锈钢则是由普碳钢与Cr、Ni、Mo等融合而成，因此二者组成元素是不同的，A错误；
B．不锈钢抗腐蚀能力比普通钢强，B正确；
C．不锈钢和普通钢尽管都属于钢，但由于组成成分不同，物理及机械性能都存在较大的差异，C错误；
D．不锈钢中含有Ni、Cr、Mo等元素，使不锈钢的化学性质有别于普碳钢，D错误；
故合理选项是B。
3．C919大型飞机的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
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。
4．下列说法不正确的是
A．派克钢笔尖采用含有铱元素的合金钢制作，因为其性能极其耐磨损
B．储氢合金是一类能大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料
C．硬铝密度小强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和飞船的理想材料
D．合金中各组分不变，添加比例改变，合金的性能不变
【答案】D
【详解】
A．含有铱元素的合金，硬度高，耐腐蚀，极其耐磨损，最早应用是作笔尖材料，则A说法正确；
B．储氢合金是指利用合金与氢气反应，制成金属氢化物，能大量吸收氢气，则B说法正确；
C．硬铝合金密度小，硬度大，强度高，具有较强的抗腐蚀性能，是制造飞机、飞船等理想材料，则C说法正确；
D．合金的性能不仅取决于成分，还于成分比例有关，则D说法不正确；
本题答案D。
5．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(　　)
A．铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品
B．氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料
C．氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸
D．明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水
答案　D
解析　铝的金属活泼性强与可用于制作铝金属制品无对应关系，A项错误；氧化铝熔点高，可用作耐高温材料；铝是活泼金属，用电解法冶炼，选择氧化铝作原料，是因为氧化铝是离子化合物，B项错误；氢氧化铝具有弱碱性，可以中和过多的胃酸，C项错误；明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，Al3＋发生水解生成Al(OH)3胶体，可以吸附水中悬浮的颗粒物，从而起到净水的作用，D项正确。
6．下列关于铝单质的叙述中，正确的是有
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．铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定
C．铝与少量NaOH溶液反应得到铝盐，与足量NaOH溶液反应生成偏铝酸盐
D．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝会滴落下来，是因为金属铝的熔点较低
【答案】A
【详解】A．铝能和酸或碱反应，故不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水，A项正确；
B．铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝表面形成致密的氧化膜，B项错误；
C．铝不管和多少的氢氧化钠反应都会生成偏铝酸钠和氢气，C项错误；
D．打磨后的铝箔在酒精灯上加热，其表面会生成Al2O3，高熔点的Al2O3兜住了熔融的液态铝，不会滴落，D项错误；
答案选A。
7．某同学通过系列实验探究Al及其化合物的性质，下列操作正确且能达到目的的是(　　)
A．将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，将铝条置于其中探究Al的活泼性
B．将NaOH溶液缓慢滴入Al2(SO4)3溶液中至过量，最终观察到有沉淀生成
C．将Al(OH)3浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀
D．将Al(OH)3沉淀转入蒸发皿中，加足量稀硫酸，加热蒸干得无水Al2(SO4)3固体
答案　D
解析　A项，稀释浓硫酸时应将浓硫酸加入水中并不断搅拌；B项，将过量的NaOH溶液滴入Al2(SO4)3溶液中，最终生成NaAlO2溶液，无沉淀。
8．下列变化不可能通过一步反应直接完成的是
A． B． C． D．
【答案】B
【详解】A．Al与氢氧化钠溶液反应可以一步生成，其方程式为，A不符合题意；
B．Al无法一步生成氢氧化铝，B符合题意；
C．氢氧化铝受热分解即可生成氧化铝，其方程式为，C不符合题意；
D．铝离子和过量的氢氧根离子反应可一步反应生成偏铝酸根离子，其方程式为，D不符合题意；
故选B。
9．易拉罐的主要成分为铝合金，其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。为确定铝合金中金属的成分，现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案、现象与结论均正确的是
选项
实验方案
现象与结论
A
加入盐酸
产生无色气体，含铝、铁、镁三种金属
B
加入NaOH溶液
有无色气体产生，含有镁、铝两种金属
C
加入盐酸后，向所得溶液中再加入少量NaOH溶液
产生白色沉淀，一定只含有镁
D
用盐酸溶解并放置一会儿后，加入KSCN溶液
溶液呈血红色，含有铁
【答案】D
【详解】
A．因铝、铁、镁都能和盐酸反应产生气体，故不能确定含有铝、铁、镁三种金属，A项错误；
B．铝、铁镁中只有铝可与溶液反应生成无色气体，不能证明含有，B项错误；
C．加入盐酸后，向所得溶液中再加入少量溶液产生白色沉淀，则合金中可能含有镁，也可能含有铝，C项错误；
D．铁单质与盐酸反应生成亚铁离子，在空气中放置一会儿，亚铁离子易被氧化为铁离子，在溶液中滴加溶液，溶液呈血红色，D项正确；
综上所述，答案为D。
10．下列叙述中正确的是
A．Al、Fe、Cu三者对应的氧化物均为碱性氧化物
B．向污水中投放明矾，能生成凝聚悬浮物的Al(OH)3胶体，起到净水的作用
C．向NaAlO2溶液中通入过量CO2：2AlO+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO
D．加入铝粉能产生H2的溶液中，一定存在大量的Na+、Ba2+、AlO、Cl-
【答案】B
【详解】
A．氧化铝能和酸、碱反应生成盐和水，为两性氧化物，A错误；
B．明矾溶于水电离产生铝离子，铝离子水解可以生成凝聚悬浮物的Al(OH)3胶体，起到净水的作用，B正确；
C．二氧化碳过量会生成碳酸氢钠，离子方程式为AlO+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO，C错误；
D．加入Al能放出H2的溶液，为强酸或强碱溶液，强酸性条件下AlO不会大量存在，D错误；
综上所述答案为B。
11．某溶液与Al反应能放出H2，下列离子在该溶液中一定能大量共存的是
A．、Fe2+、Cl-、 B．Na+、K+、Cl-、
C．Mg2+、H+、Cl-、 D．K+、Ca2+、、Cl-
【答案】B
【分析】
某溶液与Al反应能放出H2，说明该溶液中含大量氢离子或氢氧根离子，据此根据离子反应的条件分析离子共存问题。
【详解】
根据上述分析可知，
A．、Fe2+在碱性条件下会与氢氧根离子发生离子反应，不能大量共存，A不符合题意；
B．该组离子在酸性和碱性条件下均不发生反应，能大量共存，B符合题意；
C．Mg2+、H+在碱性条件下会与氢氧根离子发生离子反应，不能大量共存，C不符合题意；
D．在酸性或碱性条件下均能发生离子反应，不能大量共存，D不符合题意；
故选B。
12．现有MgO、Al2O3、Fe2O3、CuO混合物，如果只用一种试剂把Al2O3分离出来，应选用试剂
A．氨水 B．浓NaOH溶液 C．NaCl溶液 D．稀H2SO4
【答案】B
【详解】
A．MgO、Al2O3、Fe2O3、CuO与氨水都不反应，故A不符合题意；
B．Al2O3能与浓NaOH溶液反应溶解，MgO、Fe2O3、CuO与NaOH溶液都不反应，可以把Al2O3分离出来，故B符合题意；
C．MgO、Al2O3、Fe2O3、CuO与NaCl溶液都不反应，故C不符合题意；
D．MgO、Al2O3、Fe2O3、CuO与稀H2SO4都反应，故D不符合题意；
故答案为B。
13．两份铝屑，第一份与盐酸反应，第二份与NaOH溶液反应，产生的氢气的体积比为1∶1，两份铝屑中参加反应的Al的质量比为
A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．2∶1
【答案】A
【详解】铝与盐酸反应生成氯化铝和氢气，反应的方程式为2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，由方程式可知，反应产生的氢气的体积比为1∶1时，两份铝屑中参加反应的铝的质量比为1∶1，故答案选A。
14．Na、Mg、Al分别与足量的稀盐酸反应，同温同压下，产生气体的体积相等，则Na、Mg、Al物质的量之比为
A．1:2:3 B．3:2:1 C．6:3:2 D．1:1:1
【答案】C
【详解】
由化合价升降守恒知有关系式2Na~H2、Mg~H2、2Al~3H2，假设生成1molH2，Na消耗2mol，Mg消耗1mol，Al消耗mol，则三者比例关系=2:1:=6:3:2；
答案选C。
15．将4.6 g Na和2.7 g Al同时加入足量的水中充分反应，将反应后的溶液稀释为500 mL。下列说法中不正确的是
A．所得溶液中NaOH的物质的量浓度为0.2 mol·L-1
B．反应中消耗的水的质量是加入的Al的质量的2倍
C．所得溶液中的物质的量浓度为0.2 mol·L-1
D．反应中放出的气体在标准状况下的体积为2.24 L
【答案】D
【分析】可理解为先发生2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑，消耗钠的物质的量为0.2mol，消耗水的物质的量为0.2mol，生成0.2molNaOH和0.1molH2；再发生2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑，消耗Al的物质的量为0.1mol，消耗0.1molNaOH和0.1molH2O，生成0.1mol和0.15molH2；综上，消耗水的物质的量为0.3mol，NaOH剩余0.1mol，生成0.25molH2。
【详解】A．所得溶液中NaOH的物质的量浓度=0.1mol÷0.5L=0.2 mol·L-1，A正确；
B．消耗水的质量为：0.3mol×18g/mol=5.4g，是加入的铝的质量的2倍，B正确；
C．所得溶液中的物质的量浓度为=0.2mol/L，C正确；
D．共放出气体体积(标况下)为0.25mol×22.4L/mol=5.6L，D错误；
故答案为D。
16．将15.6 g Na2O2和5.4 g Al同时放入一定量的水中，充分反应后得到200 mL溶液，再向该溶液中缓慢通入标准状况下的HCl气体6.72 L，若反应过程中溶液的体积保持不变，则下列说法正确的是
A．最终溶液：c(Na+)=1.5 mol·L-1
B．标准状况下，通HCl气体前得到6.72 L气体
C．最终得到7.8 g沉淀
D．最终溶液：c(Na＋)=c(Cl-)
【答案】C
【分析】15.6gNa2O2的物质的量为：=0.2mol，5.4gAl的物质的量为：=0.2mol，首先发生反应2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑，生成NaOH为0.4mol，再发生2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑，由方程式可知Al完全反应，剩余NaOH为0.4mol-0.2mol=0.2mol，生成NaAlO2为0.2mol，通入标准状况下的HCl气体6.72L，物质的量为：=0.3mol，首先发生反应NaOH+HCl═NaCl+H2O，剩余HCl为0.3mol-0.2mol=0.1mol，再发生反应NaAlO2+HCl+H2O═Al(OH)3↓+NaCl，由方程式可知，NaAlO2有剩余，HCl完全反应，生成Al(OH)3为0.1mol，最终溶液中溶质为NaAlO2、NaCl，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，反应后溶液的成分是0.3molNaCl和0.1molNaAlO2，根据质量守恒定律可知钠离子物质的量为0.4mol，则钠离子的浓度为：=2mol/L，A错误；
B．由分析可知，过氧化钠与水反应生成氧气为0.2mol×=0.1mol，铝与氢氧化钠反应生成氢气为0.2mol×=0.3mol，故生成气体的体积为(0.1mol+0.3mol)×22.4L/mol=8.96L，B错误；
C．由分析可知，最终生成Al(OH)3为0.1mol，质量为：0.1mol×78g/mol=7.8g，C正确；
D．由分析可知，最终溶液中溶质为NaAlO2、NaCl，则钠离子浓度大于氯离子浓度，D错误；
故答案为：C。
17．A是一种红棕色金属氧化物，B、D是金属单质，J是一种难溶于水的白色化合物，受热后容易发生分解。

(1)写出下列物质的化学式：A_______、E_______、J_______、G_______。
(2)按要求写方程式：
①A＋B→C＋D的化学方程式：_______；
②F→G的化学方程式：_______；
③C→I的离子方程式：_______；
④B与过量NaOH溶液反应的离子方程式：_______；
⑤向E溶液中通入Cl2的离子方程式：_______
【答案】Fe2O3 FeCl2 Al(OH)3 Fe(OH)3 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 Al2O3+2OH-=2+H2O 2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑ 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
【分析】
是一种红棕色金属氧化物，所以是三氧化二铁，和金属B在高温下发生铝热反应，生成的C为铝的氧化物，既能和酸反应又能和碱反应，白色沉淀在空气中变成红褐色沉淀，一定是氢氧化亚铁和氢氧化铁之间的转换，所以G是氢氧化铁，F是氢氧化亚铁，根据物质的性质可推断得，E是氯化亚铁，D是金属铁，J是一种难溶于水的白色化合物为氢氧化铝，则金属B是铝，H是氯化铝，I是偏铝酸钠，E在酸性条件与双氧水反应得K为氯化铁，根据铁及化合物以及铝及化合物的有关性质来回答。
【详解】
(1)由分析可知，A为Fe2O3，E为FeCl2，J为Al(OH)3，G为Fe(OH)3，故答案为：Fe2O3；FeCl2；Al(OH)3；Fe(OH)3；
(2)①Fe2O3和铝发生铝热反应生成Fe和Al2O3，方程式为：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；故答案为：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；
②氢氧化亚铁可以被氧气氧化生成氢氧化铁，方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故答案为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；
③氧化铝能够和NaOH反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为：Al2O3+2OH-=2+H2O，故答案为：Al2O3+2OH-=2+H2O；
④铝与过量NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑，故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑；
⑤FeCl2可以被氯气氧化成FeCl3，离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，故答案为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。
18．将一定质量的镁铝合金投入一定浓度的200mL盐酸中，使金属全部溶解，向所得溶液中滴加3.0 mol·L-1的NaOH溶液至过量，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系如图所示。

计算：
(1)原合金中镁和铝的物质的量_______。
(2)反应中生成的H2在标况下的体积_______。
(3)盐酸中HCl的物质的量浓度_______。
【答案】(1)Mg为0.2mol；Al为0.4mol
(2)17.92L
(3)9.0mol/L
【解析】(1)由图示可知，镁铝合金与盐酸反应后的镁离子、铝离子与氢氧根结合生成沉淀，其中0.2mol为氢氧化镁的物质的量，氢氧化铝的物质的量为0.6mol-0.2mol=0.4mol；
(2)由以上可知，金属镁的物质的量为0.2mol，根据方程式Mg+2HCl=MgCl2+H2 ，生成氢气的物质的量为0.2mol，金属铝的物质的量为0.4mol，2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 ，生成氢气的物质的量为0.6mol，故氢气的物质的量为0.2mol+0.6mol=0.8mol，在标况下的体积为 ；
(3)当加入600mL氢氧化钠时，沉淀达到最大值，溶液中溶质为NaCl，HCl与NaOH恰好完全反应，设盐酸中HCl的物质的量浓度为x，则有 ，解得x=9.0mol/L。