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材料科学基础习题07
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第1章 原子结构与键合
原子中一个电子的空间位置和能量可用哪四个量子数来决定？
在多电子的原子中，核外电子的排布应遵循哪些原则？
在元素周期表中，同一周期或同一主族元素原子结构有什么共同特
点？从左到右或从上到下元素结构有什么区别？性质如何递变？
何谓同位素？为什么元素的相对原子质量不总为正整数？
铬的原子序数为24，它共有四种同位素：4.31%的Cr原子含有26个
中子，83.76%含有28个中子，9.55%含有29个中子，且2.38%含有30个中子。试求铬的相对原子质量。
铜的原子序数为29，相对原子质量为63.54，它共有两种同位素Cu63
和Cu65，试求两种铜的同位素之含量百分比。
锡的原子序数为50，除了4f亚层之外其它内部电子亚层均已填满。
试从原子结构角度来确定锡的价电子数。
铂的原子序数为78，它在5d亚层中只有9个电子，并且在5f层中没
有电子，请问在Pt的6s亚层中有几个电子？
已知某元素原子序数为32，根据原子的电子结构知识，试指出它属
于哪个周期？哪个族？并判断其金属性强弱。
S的化学行为有时象6价的元素，而有时却象4价元素。试解释S这种
行为的原因？
Al2O3的密度为3.8g/cm3，试计算a)1mm3中存在多少原子？b)1g中含有
多少原子？
尽管HF的相对分子质量较低，请解释为什么HF的沸腾温度(19.4℃)要
比HCl的沸腾温度(-85℃)高？
高分子材料按受热的表现可分为热塑性和热固性两大类，试从高分子链结构角度加以解释之。
高密度的聚乙烯可以通过氯化处理即用氯原子来取代结构单元中氢原子的方法实现。若用氯取代聚乙烯中8%的氢原子，试计算需添加氯的质量分数。
第2章 固体结构
1. 标出面心立方晶胞中（111）面上各点的坐标，并判断[-110]是否位于(111)面上，然后计算[-110]方向上的线密度。
2. 在立方晶系中画出[001]为晶带轴的所有晶面。
3. 由标准的（001）极射赤面投影图指出在立方晶体中属于[110]晶带轴的晶带，在下列晶面中那些属于[110]晶带?(1-12),(0-12),(-113),
(1-32),(-221)。
Ni的晶体结构为面心立方结构，其原子半径为r=0.1243nm，试求Ni的晶格常数和密度。
Mo的晶体结构为体心立方结构，其晶格常数a=0.3147nm，试求Mo的原子半径r。
Cr的晶格常数a=0.2884nm，密度为ρ=7.19g/cm3，试确定此时Cr的晶体结构。
In具有四方结构，其相对原子质量Ar=114.82，原子半径r=0.1625nm，晶格常数a=0.3252nm，c=0.4946nm，密度ρ=7.286g/cm3，试问In的单位晶
胞内有多少个原子? In致密度为多少？
Mn的同素异构体有一为立方结构，其晶格常数为0.632nm，ρ为
7.26g/cm3，r为0.112nm，问Mn晶胞中有几个原子，其致密度为多少？
a)按晶体的钢球模型，若球的直径不变，当Fe从fcc转变为bcc时，计算其体积膨胀多少？b)经x射线衍射测定在912℃时，α-Fe的a=0.2892nm，
γ-Fe的a=0.3633nm, 计算从γ-Fe转变为α-Fe时，其体积膨胀为多少？与a)相比，说明其差别原因。
a) 根据下表所给之值，确定哪一种金属可作为溶质与钛形成溶解度较大的固溶体：
b) 计算固溶体中此溶质原子数分数为10%时，相应质量分数为多少？
11. Cu-Zn和Cu-Sn组成固溶体最多可溶入多少原子数分数的Zn或Sn？若Cu晶体中固溶入Zn的原子数分数为10%，最多还能溶入多少原子数分数的Sn?
12. 含w(Mo)为12.3% ，w(C)为1.34%的奥氏体钢，点阵常数为0.3624nm，密度为7.83g/cm3，C，Fe，Mn的相对原子质量分别为12.01，55.85，54.94，试判断此固溶体的类型。
13. 渗碳体（Fe3C）是一种间隙化合物，它具有正交点阵结构，其点阵常数a=0.4514nm，b=0.508nm，c=0.6734nm，其密度??=7.66g/cm3，试求Fe3C每单位晶胞中含Fe原子与C原子的数目。
14. 铯与氯的离子半径分别为0.167nm，0.181nm,试问a)在氯化铯内离子在&100&或&111&方向是否相接触？b)每个单位晶胞内有几个离子？c)各离子的配位数是多少？d) ρ和K？
15. K+和Cl-的离子半径分别为0.133nm，0.181nm，KCl具有CsCl型结构，试求其ρ和K？
试计算金刚石结构的致密度。
第3章 晶体缺陷
Nb的晶体结构为bcc，其晶格常数为0.3294nm，密度为8.57g/cm3, 试求每
106Nb中所含空位数目。
Pt的晶体结构为fcc，其晶格常数为0.3923nm，密度为21.45g/cm3，试计
算其空位粒子数分数。
若fcc的Cu中每500个原子会失去一个，其晶格常数为0.3615nm，试求
Cu的密度。
由于H原子可填入?-Fe的间隙位置，若每200个铁原子伴随着一个H原子，
试求?-Fe理论的和实际的密度与致密度（已知?-Fe a=0.286nm，rFe=0.1241nm， rH=0.036nm）。
MgO的密度为3.58g/cm3,其晶格常数为0.42nm，试求每个MgO单位晶胞
内所含的Schottky缺陷之数目。
若在MgF2中溶入LiF，则必须向MgF2中引入何种形式的空位（阴离子或阳离子）？相反，若欲使LiF中溶入MgF2，则需向LiF中引入何种形式的空位（阴离子或阳离子）？
某晶体的扩散实验中发现，在500℃时，1010个原子中有一个原子具有足够的激活能可以跳出其平衡位置而进入间隙位置；在600℃时，此比例会增加到109。a) 求此跳跃所需要的激活能？b) 在700℃时，具有足够能量的原子所占的比例为多少？
某晶体中形成一个空位所需要的激活能为0.32×10-18J。在800℃时，
1×104个原子中有一个空位，在何种温度时，103个原子中含有一个空位？
已知Al为fcc晶体结构，其点阵常数a=0.405nm，在550℃式的空位浓度
为2×10-6，计算这些空位平均分布在晶体中的平均间距。
在Fe中形成1mol空位的能量为104.675kJ，试计算从20℃升温至 850℃
时空位数目增加多少倍？
11. 由600℃降至300℃时，Ge晶体中的空位平衡浓度降低了六个数量级，试计
算Ge晶体中的空位形成能。
12. Al的空位形成能(EV)和间隙原子形成能(Ei)分别为0.76eV和3.0eV,求在室温
（20℃）及500℃时Al空位平衡浓度与间隙原子平衡浓度的比值。
假定有一个b在[0-10]晶向的刃型位错沿着（100）晶面滑动，a)如果有另
一个柏氏矢量在[010]方向，沿着（001）晶面上运动的刃型位错，通过上述位错时该位错将发生扭折还是割阶？b)如果有一个b方向为[100]，并在（001）晶面上滑动的螺型位错通过上述位错，试问它将发生扭折还是割阶？
有一截面积为1mm2，长度为10mm的圆柱状晶体在拉应力作用下，a)与
圆柱体轴线成45°的晶面上若有一个位错线运动，它穿过试样从另一面穿出，问试样将发生多大的伸长量（设b=2?10-10m）？b)若晶体中位错密度为1014m-2，当这些位错在应力作用下，全部运动并走出晶体，试计算由此而发生的总变形量（假定没有新的位错产生）。c)求相应的正应变。
铜单晶的点阵常数a=0.36nm，当铜单晶样品以恒应变速率进行拉伸变形
时，3秒后，试样的真应变为6%，若位错运动的平均速度为4?10-3cm/s，求晶体中的平均位错密度。
铜单晶中相互缠结的三维位错网络结点间平均距离为D，a)计算位错增
殖所需的应力?；b)如果此应力决定了材料的剪切强度,为达到G/100的强度值，且已知G=50GPa，a=0.36nm，D应为何值？c)计算当剪切强度为42MPa时的位错密度?。
试描述位错增殖的双交滑移机制。如果进行双交滑移的那段螺型位错长度
为100nm，而位错的柏氏矢量为0.2nm，试求实现位错增殖所必需的切应力（G=40GPa）。
若由于嵌入一额外的（111）面，使得?-Fe内产生一个倾斜1°的小角度
晶界，试求错排间的平均距离。
19. 设有两个?晶粒与一个β相晶粒相交于一公共晶棱，并形成三叉晶界，已知β君，已阅读到文档的结尾了呢~~
《材料科学基础》各章习题
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铝是一种重要的金属
范文一：铝是一种轻金属铝是一种轻金属铝是一种轻金属，其化合物在自然界中分布极广，地壳中铝的含量约为8%(重量)，仅次于氧和硅，居第三位。在金属品种中，仅次于钢铁，为第二大类金属。铝的导电性、延展性良好，应用范围十分广泛，涉及轻工、电力、电气、电子、汽车、机械制造、建筑、包装等行业，是国民经济发展的重要基础原材料。铝及铝合金其它金属材料相比，具有以下一些特点：1、密度小铝及铝合金的密度接近2.7g/,约为铁或铜的1/3。2、强度高铝及铝合金的强度高。经过一定程度的冷加工可强化基体强度,部分牌号的铝合金还可以通过热处理进行强化处理。3、导电导热性好铝的导电导热性能仅次于银、铜和金。4、耐蚀性好铝的表面易自然生产一层致密牢固的AL2O3保护膜，能很好的保护基体不受腐蚀。通过人工阳极氧化和着色，可获得良好性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合金。5、易加工添加一定的合金元素后，可获得良好铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合金。影响铝价格变动的主要因素：(1)产量及进出口量;(2)库存量;(3)电费的高低;(4)相关替代产品的应用程度;(5)生产工艺的改进与革新。铝中杂质对性能的影响1.合金元素影响铜元素铝铜合金富铝部分548时，铜在铝中的最大溶解度为5.65%,温度降到302时，铜的溶解度为0.45%。铜是重要的合金元素，有一定的固溶强化效果，此外时效析出的CuAl2有着明显的时效强化效果。铝合金中铜含量通常在2.5%~5%，铜含量在4%~6.8%时强化效果最好，所以大部分硬铝合金的含铜量处于这范围。铝铜合金中可以含有较少的硅、镁、锰、铬、锌、铁等元素。硅元素Al—Si合金系富铝部分在共晶温度577时，硅在固溶体中的最大溶解度为1.65%。尽管溶解度随温度降低而减少，介这类合金一般是不能热处理强化的。铝硅合金具有极好的铸造性能和抗蚀性。若镁和硅同时加入铝中形成铝镁硅系合金，强化相为MgSi。镁和硅的质量比为1.73:1。设计Al-Mg-Si系合金成分时，基体上按此比例配置镁和硅的含量。有的Al-Mg-Si合金，为了提高强度，加入适量的铜，同时加入适量的铬以抵消铜对抗蚀性的不利影响。Al-Mg2Si合金系合金平衡相图富铝部分Mg2Si在铝中的最大溶解度为1.85%，且随温度的降低而减速小。变形铝合金中，硅单独加入铝中只限于焊接材料，硅加入铝中亦有一定的强化作用。镁元素Al-Mg合金系平衡相图富铝部分尽管溶解度曲线表明，镁在铝中的溶解度随温度下降而大大地变小，但是在大部分工业用变形铝合金中，镁的含量均小于6%，而硅含量也低，这类合金是不能热处理强化的，但是可焊性良好，抗蚀性也好，并有中等强度。镁对铝的强化是明显的，每增加1%镁，抗拉强度大约升高瞻远34MPa。如果加入1%以下的锰，可能补充强化作用。因此加锰后可降低镁含量，同时可降低热裂倾向，另外锰还可以使Mg5Al8化合物均匀沉淀，改善抗蚀性和焊接性能。锰元素Al-Mn合金系平平衡相图部分在共晶温度658时，锰在固溶体中的最大溶解度为1.82%。合金强度随溶解度增加不断增加，锰含量为0.8%时，延伸率达最大值。Al-Mn合金是非时效硬化合金，即不可热处理强化。锰能阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，并能显着细化再结晶晶粒。再结晶晶粒的细化主要是通过MnAl6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用。MnAl6的另一作用是能溶解杂质铁，形成(Fe、Mn)Al6，减小铁的有害影响。锰是铝合金的重要元素，可以单独加入形成Al-Mn二元合金，更多的是和其它合金元素一同加入，因此大多铝合金中均含有锰。锌元素Al-Zn合金系平衡相图富铝部分275时锌在铝中的溶解度为31.6%，而在125时其溶解度则下降到5.6%。锌单独加入铝中，在变形条件下对铝合金强度的提高十分有限，同时存在应力腐蚀开裂、倾向，因而限制了它的应用。在铝中同时加入锌和镁，形成强化相Mg/Zn2，对合金产生明显的强化作用。Mg/Zn2含量从0.5%提高到12%时，可明显增加抗拉强度和屈服强度。镁的含量超过形成Mg/Zn2相所需超硬铝合金中，锌和镁的比例控制在2.7左右时，应力腐蚀开裂抗力最大。如在Al-Zn-Mg基础上加入铜元素，形成Al-Zn-Mg-Cu系合金，基强化效果在所有铝合金中最大，也是航天、航空工业、电力工业上的重要的铝合金材料。2.微量元素的影响铁和硅铁在Al-Cu-Mg-Ni-Fe系锻铝合金中，硅在Al-Mg-Si系锻铝中和在Al-Si系焊条及铝硅铸造合金中，均作为合金元素加的，在基它铝合金中，硅和铁是常见的杂质元素，对合金性能有明显的影响。它们主要以FeCl3和游离硅存在。在硅大于铁时，形成β-FeSiAl3(或Fe2Si2Al9)相，而铁大于硅时，形成α-Fe2SiAl8(或Fe3Si2Al12)。当铁和硅比例不当时，会引起铸件产生裂纹，铸铝中铁含量过高时会使铸件产生脆性。钛和硼钛是铝合金中常用的添加元素，以Al-Ti或Al-Ti-B中间合金形式加入。钛与铝形成TiAl2相，成为结晶时的非自发核心，起细化铸造组织和焊缝组织的作用。Al-Ti系合金产生包反应时，钛的临界含量约为0.15%，如果有硼存在则减速小到0.01%。铬铬在Al-Mg-Si系、Al-Mg-Zn系、Al-Mg系合金中常见的添加元素。600℃时，铬在铝中溶解度为0.8%，室温时基本上不溶解。铬在铝中形成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金属间化合物，阻碍再结晶的形核和长大过程，对合金有一定的强化作用，还能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。但会场增加淬火敏感性，使阳极氧化膜呈黄色。铬在铝合金中的添加量一般不超过0.35%，并随合金中过渡元素的增加而降低。锶锶是表面活性元素，在结晶学上锶能改变金属间化合物相的行为。因此用锶元素进行变质处理能改善合金的塑性加工性和最终产品质量。由于锶的变质有效时间长、效果和再现性好等优点，近年来在Al-Si铸造合金中取代了钠的使用。对挤压用铝合金中加入0.015%~0.03%锶，使铸锭中β-AlFeSi相变成汉字形α-AlFeSi相，减少了铸锭均匀化时间60%~70%，提高材料力学性能和塑性加工性;改善制品表面粗糙度。对于高硅(10%~13%)变形铝合金中加入0.02%~0.07%锶元素，可使初晶减少至最低限度，力学性能也显着提高，抗拉强度бb由233MPa提高到236MPa，屈服强度б0.2由204MPa提高到210MPa，延伸率б5由9%增至12%。在过共晶Al-Si合金中加入锶，能减小初晶硅粒子尺寸，改善塑性加工性能，可顺利地热轧和冷轧。锆元素锆也是铝合金的常用添加剂。一般在铝合金中加入量为0.1%~0.3%，锆和铝形成ZrAl3化合物，可阻碍再结晶过程，细化再结晶晶粒。锆亦能细化铸造组织，但比钛的效果小。有锆存在时，会降低钛和硼细化晶粒的效果。在Al-Zn-Mg-Cu系合金中，由于锆对淬火敏感性的影响比铬和锰的小，因此宜用锆来代替铬和锰细化再结晶组织。杂质元素稀土元素加入铝合金中，使铝合金熔铸时增加成分过冷，细化晶粒，减少二次晶间距，减少合金中的气体和夹杂，并使夹杂相趋于球化。还可降低熔体表面张力，增加流动性，有利于浇注成锭，对工艺性能有着明显的影响。各种稀土加入量约为0.1%at%为好。混合稀土(La-Ce-Pr-Nd等混合)的添加，使Al-0.65%Mg-0.61%Si合金时效G?P区形成的临界温度降低。含镁的铝合金，能激发稀土元素的变质作用。3.杂质元素的影响钒在铝合金中形成VAl11难熔化合物，在熔铸过程中起细化晶粒作用，但比钛和锆的作用小。钒也有细化再结晶组织、提高再结晶温度的作用。钙在铝合金中固溶度极低，与铝形成CaAl4化合物，钙又是铝合金的超塑性元素，大约5%钙和5%锰的铝合金具有超塑性。钙和硅形成CaSi，不溶于铝，由于减小了硅的固溶量，可稍微提高工业纯铝的导电性能。钙能改善铝合金切削性能。CaSi2不能使铝合金热处理强化。微量钙有利于去除铝液中的氢。铅、锡、铋元素是低熔点金属，它们在铝中固溶度不大，略降低合金强度，但能改善切削性能。铋在凝固过程中膨胀，对补缩有利。高镁合金中加入铋可防止钠脆。锑主要用作铸造铝合金中的变质剂，变形铝合金很少使用。仅在Al-Mg变形铝合金中代替铋防止钠脆。锑元素加入某些Al-Zn-Mg-Cu系合金中，改善热压与冷压工艺性能。铍在变形铝合金中可改善氧化膜的结构，减少熔铸时的烧损和夹杂。铍是有毒元素，能使人产生过敏性中毒。因此，接触食品和饮料的铝合金中不能含有铍。焊接材料中的铍含量通常控制在8μg/ml以下。用作焊接基体的铝合金也应控制铍的含量。钠在铝中几乎不溶解，最大固溶度小于0.0025%，钠的熔点低(97.8℃),合金中存在钠时，在凝固过程中吸附在枝晶表面或晶界，热加工时，晶界上的钠形成液态吸附层，产生脆性开裂时，形成NaAlSi化合物，无游离钠存在，不产生“钠脆”。当镁含量超2%时，镁夺取硅，析出游离钠，产生“钠脆”。因此高镁铝合金不允许使用钠盐熔剂。防止“钠脆”的方法有氯化法，使钠形成NaCl排入渣中，加铋使之生成Na2Bi进入金属基体;加锑生成Na3Sb或加入稀土亦可起到相同的作用。原文地址：
范文二：金属例1黄金是一种重要的贵金属金属例1黄金是一种重要的贵金属金属例1黄金是一种重要的贵金属黄金是一种贵重金属，是人类最早发现和开发利用的金属之一。它是制作首饰和钱币的重要原料，又是国家的重要储备物资，素以"金属之王"著称。它不仅被视为美好和富有的象征，而且还以其特有的价值，造福于人类的生活。随着科学技术和现代工业的发展，黄金在宇宙航行、医学、电子学和其他工业部门，日益发挥着重要的作用。黄金的用途越来越广，消耗量也越来越大，因而引起世界各国对黄金的格外关切和浓厚的兴趣。黄金在化学元素周期表中的原子序号为79，原子量为197。黄金很重，但轻于铂。黄金的密度为19．32克／厘米?，即直径仅为46毫米的金球，其重就有1公斤。纯金为金黄色，但在自然界中，纯金是极少见的。黄金的颜色随杂质的含量而改变：银与铂能使金的颜色变淡；铜能使金的颜色变深。胶体状的金根据其分散程度及微粘结构的不同而显现出不同的颜色。黄金的延展性好，一两纯金能锤成万分之一毫米厚的金叶，可以贴满九平方米的面积。金叶呈现透明，阳光通过时，可呈现绿光。50克纯金可抽丝八千米，比毛发还细(∮1．6道，人发7道)。黄金的挥发性小，一般情况下熔化挥发量微不足道，在煤气中蒸发金的损失量为在空气中的六倍，在一氧化碳中金的损失量为在空气中的两倍，黄金的挥发速度与其杂质含量有很大关系。黄金具有良好的导电及导热性能。黄金的导电率仅次于银和铜，在金属中居第三位，导热率为银的74%。金的化学性质非常稳定。黄金在低温或高温时都不会被氧直接氧化。常温下，黄金与单独的无机酸(如盐酸、硝酸、硫酸)均不起作用，但混酸，如王水(三份盐酸和一份硝酸)以及氰化物溶液都能很好地溶解金。金的熔点为1063℃。如果将黄金加热到近于溶点，黄金就可以象铁一样熔接，细细的金粒可熔结成块，而金粉在温度较低的情况下，必须加压力方能熔接在一起。
黄金可与其他金属组成合金，如金银合金、金铜合金、金银铜合金。此外，还有所谓的金汞合金。黄金常以自然金的状态存在。含有银和铜杂质的自然金与这些金属的合金有本质上的不同，合金是金属熔化后又凝固的产物，故具有均质的结构，自然金则是从水溶液中析出的。自然金有时会复盖一层铁的氧化物薄膜。在这种情况下，黄金的颜色可能呈褐色、深褐色，甚至是黄色。这种金一般都有一个包裹层，这种包裹层不只是铁的氧化物，有时可能是一些附着在金粒表面的细粒脉石。这种包裹层不仅影响对金的识别，而且还使其在选矿(混汞或氰化)处理时比较困难。阅读详情：
范文三：06-1第四章几种重要的金属第一节镁和铝第四章 几种重要的金属
第一节 镁和铝一、金属通性 1. 金属分类有色金属又可以分为九大类：（1）重金属：铜、铅、锌等；（2）轻金属：铝、镁等；（3）轻 稀有金属：锂、铍等；（4）难熔稀有金属：钨、钛、钒等；（5）稀散金属：镓、锗等；（6）稀土金属：钪、钇及镧系元素等；（7）放射性金属：镭、锕等；（8）贵金属：金、银、铂等；（9）碱金属：钾、钠等。 2. 金属晶体及物理通性金属键：金属晶体内自由电子与金属离子间的较强作用。决定金属键强弱的三个主要因素：①核电荷数大小；②离子半径大小；③价电子多少。金属晶体: 金属离子跟自由电子之间存在着较强的作用，使金属离子相互结合成金属晶体。
金属物理通性：就元素周期表公布的112种元素中，有非金属22种，金属元素90种。其中除汞常温为液态外，其余均为固态。（1）导电性； （2）导热性； （3）延展性：外力作用下使金属变形。 3. 金属主要的化学通性——还原性部分金属化学性质和冶炼方法可用下图表示：4. 合金几种金属（或金属与非金属）熔合而成具有金属特性的混合物（合金中存在有金属键）。 通常：一般情况下有以下规律：（1）熔点：合金低于单组分金属。（2）硬度、强度及机械加工性能：合金高于单组分金属。（3）导电性：合金低于单组分金属。 二、镁、铝原子结构与单质性质镁、铝具有较活泼金属的通性，其主要性质见下表：三、镁、铝的重要化合物有氧化物，氢氧化物和镁盐、铝盐等，其主要性质见下表： 1.注有少量其它氧化物杂质而呈现不同颜色，称兰宝石、红宝石等。注意宝石和钻石在化学组成与性质上的区别。2.3. 几种重要盐（1）光卤石（复盐）：KCl·MgCl2·6H2O，味苦、易溶于水、易潮解，是提炼镁的重要原料。 （2） 明矾（复盐）：KAl(SO4)2·12H2O，味酸涩，易溶于水的无色晶体，可用作净水剂。 净水原理为：明矾溶于水，完全电离产生的铝离子，与水反应生成胶状氢氧化铝。Al3++3H23+3H+胶状氢氧化铝有较强吸附性，能吸附水中泥砂等杂质形成沉淀而使澄清。 [例题解析]例1. 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
） （1）NaHCO3
（2）(NH4)2S
（4）Al2O3
（5）Al(OH)3A. 仅（4）（5）
B. 仅（3）（4）（5）
C. 仅（1）（3）（4）（5）
D. 全部例2. 有MgCl2和Al2(SO4)3组成的混合溶液，向其中不断滴加 KOH溶液，得到沉淀（纵座标）与加入KOH溶液体积（横座标）?关系如下图所示，求原混合溶液中c(Cl?)与c(SO2)之比。
4例3. 向10 mL 0.5 mol/L Al2(SO4)3溶液中加入10 mLNaOH溶液，充分反应后得到沉淀0.39 g沉淀，试通过计算确定NaOH溶液物质的量浓度。例4. 金属钾和金属铝共0.05 mol，放入水中加热后变成无色透明溶液，同时生成氢气0.784 L（标准状况），求钾和铝的物质的量之比。练
习一、选择题（每小题只有1～2个选项符合题意。）1. 用于飞机制造业的重要材料
A. Mg-Al合金
B. Cu-Sn合金
C. Al-Si合金
D. 不锈钢2. 下列物质能跟镁反应并生成氢气的是
A. 甲酸溶液
B. 氢氧化钠溶液
C. 氯化铵溶液
D. 碳酸钠溶液3. 0.1 mol 镁粉分别再足量O2、CO2、N2中燃烧，生成固体的质量依次为W1、W2、W3，下列关系正确的是
A. W2＞W1＞W3
B. W2＝W1＞W3
C. W1＝W2＝W3
D. W3＞W2＞ W14. 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 HCl
B. 4 mol/L HNO3
C. 8 mol/L NaOH
D. 18 mol/L H2SO45. 下列各组离子，在碱性溶液中共存，且再加入盐酸过程中会产生气体和沉淀的是 (
)++2???2?SO4
Na、NO3、SiO3、K
Na+、NO3、AlO?2、－－?2?+2?C.
K+、Cl、AlO? 2、CO3
Na、Cl、HCO3、Ca6. 下列各组溶液，只要用试管和胶头滴管，不用任何试剂就可以鉴别的是
）A. KOH和Al2(SO4)3
B. 稀H2SO4和NaHCO3 C. CaCl2和Na2CO3
D. Ba(OH)2和NaHCO3 7. 将0.1 mol下列物质置于1 L水中充分搅拌后，溶液中阴离子数最多的是
B. Mg(OH)2
D. MgSO48. 下列物质中，可用于治疗胃酸过多的是
?A. 碳酸钠
B. 氢氧化铝
D. 碳酸钡9. 甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol / L的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为甲∶乙＝1∶2，则加入铝粉的质量为?
D. 1.6 g10. 第二主族元素R的单质及其相应氧化物的混合物12 g，加足量水经完全反应后蒸干，得固体16 g，试推测该元素可能为
D. Ba11. 向下列溶液滴加稀硫酸，生成白色沉淀，继续滴加稀硫酸，沉淀又溶解的是
)A. Na2SiO3
D. NaAlO212. 由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10 g，与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2 L，则混合物中一定含有的金属是
D. 镁 13. 下列各组稀溶液，不用其它试剂或试纸，仅利用溶液间的相互反应，就可以将它们区别 ．．开的是
)A. 硝酸钾
氢氧化钠 C. 盐酸
D. 硫酸氢钠
14. 一种可能含有MgSO4、Al2(SO4)3、H2SO4中的一种或几种物质组成的溶液。取此溶液10 mL，向其中滴加1 mol / L 的NaOH溶液至过量，充分振荡后有沉淀生成，生成沉淀的 质量与加入NaOH溶液的体积关系如右图所示。则下列推断中，正确的是
)A. 原溶液中阳离子只含有Mg2+、Al3+，其浓度均为1 mol / LB. 原溶液除Mg2+、Al3+ 外，含有浓度为0.5 mol / L的硫酸C. 原溶液中所含Mg2+、Al3+、H+ 的浓度分别为2 mol / L、3 mol / L、1 mol / L D. 原溶液中所含Mg2+、Al3+、H+ 的浓度均为1 mol / L二、填空题15. 哥伦亚号航天飞机曾用金属铝粉和高氯酸铵混合物作为固体燃料。加热铝粉使其氧化并放出大量热量，促使混合物中另一种燃料分解。m mol高氯酸铵分解时除产生2m mol水蒸气和m mol氧气外，其它组成元素均以单质形式放出，因而产生巨大的推动力。试写出其中涉及的化学方程式：（1）
。根据此反应原理，1 mol高氯酸铵分解所产生的气体有
mol。 16. 在一定条件下可实现下图所示物质 之间的变化：请填写以下空白：(1) 孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2，受热易分解。上图中的F是_____________。
(2) 写出明矾溶液与过量NaOH溶液反应的 离子方程式：。(3) 图中所得G和D都为固体，混合后在高温下可发生反应，写出该反应的化学方程式： 。
(4) 每生成1 mol D，同时生成_____________ mol E。17. 超细氮化铝粉末被广泛应用于大规模集成电路生产等领域。其制取原理为：Al2O3＋N2＋3C2AlN＋3CO由于反应不完全，氮化铝产品中往往含有炭和氧化铝杂质。为测定该产品中有关成分的含量，进行了以下两个实验：（1）称取10.00 g样品，将其加入过量的NaOH浓溶液中共热并蒸干，AlN跟NaOH溶液反应生成NaAlO2，并放出氨气3.36 L（标准状况）。①上述反应的化学方程式为
； ②该样品中的A1N的质量分数为
。（2）另取10.00 g样品置于反应器中，通入2.016 L（标准状况）O2，在高温下充分反应后测－1得气体的密度为1.34 g·L（已折算成标况，AIN不跟O2反应）。该样品中含杂质炭
g。阅读详情：
范文四：金属——镁铝的重要化合物(一)附答案镁铝的重要化合物（一）一．选择题（共30小题）7．（2014o莆田模拟）甲、乙、丙、丁均为中学化学常见的物质，它们之间的转化关系如图（反应条件及其它产物已略去）．下列说法不正确的是（
）3+8．（2014o江苏模拟）铝是一种很重要的金属，可以发生一系列反应制备物质，如图所示．下列说法错误的是（
）110．（2014o闸北区二模）在给定条件下，下列物质转化能实现的是（
） ①Al2O3②S③Fe2O3④MgCl2（aq）SO3NaAlO2（aq）H2SO4 FeCl3（aq）无水FeCl3MgO． Al（OH）3Mg（OH）213．（2013o洛阳模拟）下列物质的转化在给定条件下能实现的是（
） ①NaAlO2（aq）②NH3③NaCl（饱和）④FeS2AlCl3NOAl HNO3NaHCO3H2SO4．Na2CO3SO3214．（2014o上海模拟）已知Ba【Al（OH）4】2可溶于水．如图表示的是向A12（SO4）3溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液时，生成沉淀的物质的量y与加入Ba（OH）2的物质的量x的关系．下列有关叙述正确的是（
）W的一组化合物是（
）16．（2014o陕西三模）已知HCO3+AlO2+H2O═CO3+Al（OH）3↓；将足量的KHCO3溶液不断滴入含等物质的3溶液体积的关系可表示为（
）﹣﹣2﹣17．（2014o邯郸县二模）1L某混合溶液中，溶质X、Y的浓度都为0.1moloL，向混合溶液中滴加某溶液Z（0.1moloL﹣1氢氧化钠或硫酸溶液）至溶液呈中性，所得沉淀的物质的量如图所示，则X、Y、Z分别是（
）﹣118．（2014o上海模拟）取三份不同组成的镁铝混合物分别加入1mol/L的盐酸，待混合物完全溶解后，往溶液中加入1mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系如下所示．下列说法中错误的是（
）319．（2014o金山区一模）近年来，科学家合成了一系列具有独特化学特性的氢铝化合物（AlH3）n．已知，最简单的氢铝化合物Al2H6的球棍模型如图所示，它的熔点为150℃，燃烧热极高．下列说法肯定错误的是（
）21．（2013o厦门一模）含同种元素的甲、乙、丙三种物质，通过一步反应可实现如图转化，其中乙是单质，甲、丙都是氧化物，则下列各组中的两种物质都不可能是乙的是（
）22．（2013o上海二模）蛇纹石由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3组成．现取一份蛇纹石试样进行实验，首先将其溶于） 23．（2013o普陀区二模）向FeCl3、Al2（SO4）3的混和溶液中逐滴加入Ba（OH）2（aq），形成沉淀的情况如图所示．425．（2013o静安区一模）在含1mol复盐NH4Al（SO4）2的溶液中加入Ba（OH）2溶液，若生成0.2mol NH3oH2O，26．（2013o安徽模拟）对溶液中的反应，如图图象中m表示生成沉淀的物质的量，n表示参加反应的某一种反应物的物质的量，则下列叙述中错误的是（
）27．（2013o东至县一模）LiAlH4、、LiH遇水均能剧烈反应释放出H2，LiAlH4在125℃时分解为LiH、H2和Al．下列说法不正确的是529．（2012o安徽）已知室温下，Al（OH）3的Ksp或溶解度远大于Fe（OH）3．向浓度均为0.1moloL的Fe（NO3）3和Al（NO3）3混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液．下列示意图表示生成Al（OH）3的物质的量与加入NaOH溶﹣167镁铝的重要化合物（一）参考答案与试题解析一．选择题（共30小题）3+86．（2014o河北模拟）向溶液X中持续通入过量气体Y，会产生“先浑浊，后澄清”现象的是（
）97．（2014o莆田模拟）甲、乙、丙、丁均为中学化学常见的物质，它们之间的转化关系如图（反应条件及其它产物已略去）．下列说法不正确的是（
）108．（2014o江苏模拟）铝是一种很重要的金属，可以发生一系列反应制备物质，如图所示．1110．（2014o闸北区二模）在给定条件下，下列物质转化能实现的是（
） ①Al2O3②S③Fe2O3④MgCl2（aq）SO3NaAlO2（aq）H2SO4 FeCl3（aq）无水FeCl3MgO．Al（OH）3Mg（OH）21213．（2013o洛阳模拟）下列物质的转化在给定条件下能实现的是（
） ①NaAlO2（aq）②NH3③NaCl（饱和）④FeS2AlCl3NOAl HNO3NaHCO3H2SO4．Na2CO3SO31314．（2014o上海模拟）已知Ba【Al（OH）4】2可溶于水．如图表示的是向A12（SO4）3溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液时，生成沉淀的物质的量y与加入Ba（OH）2的物质的量x的关系．下列有关叙述正确的是（）14W的一组化合物是（
）16．（2014o陕西三模）已知HCO3+AlO2+H2O═CO3+Al（OH）3↓；将足量的KHCO3溶液不断滴入含等物质的3溶液体积的关系可表示为（
）﹣﹣2﹣1517．（2014o邯郸县二模）1L某混合溶液中，溶质X、Y的浓度都为0.1moloL，向混合溶液中滴加某溶液Z（0.1moloL﹣1氢氧化钠或硫酸溶液）至溶液呈中性，所得沉淀的物质的量如图所示，则X、Y、Z分别是（
）﹣118．（2014o上海模拟）取三份不同组成的镁铝混合物分别加入1mol/L的盐酸，待混合物完全溶解后，往溶液中加入1mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系如下所示．下列说法中错误的是（
）161719．（2014o金山区一模）近年来，科学家合成了一系列具有独特化学特性的氢铝化合物（AlH3）n．已知，最简单的氢铝化合物Al2H6的球棍模型如图所示，它的熔点为150℃，燃烧热极高．下列说法肯定错误的是（
）1821．（2013o厦门一模）含同种元素的甲、乙、丙三种物质，通过一步反应可实现如图转化，其中乙是单质，甲、丙都是氧化物，则下列各组中的两种物质都不可能是乙的是（
）22．（2013o上海二模）蛇纹石由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3组成．现取一份蛇纹石试样进行实验，首先将其溶于1923．（2013o普陀区二模）向FeCl3、Al2（SO4）3的混和溶液中逐滴加入Ba（OH）2（aq），形成沉淀的情况如图所示．2025．（2013o静安区一模）在含1mol复盐NH4Al（SO4）2的溶液中加入Ba（OH）2溶液，若生成0.2mol NH3oH2O，2126．（2013o安徽模拟）对溶液中的反应，如图图象中m表示生成沉淀的物质的量，n表示参加反应的某一种反应物的物质的量，则下列叙述中错误的是（
）2227．（2013o东至县一模）LiAlH4、、LiH遇水均能剧烈反应释放出H2，LiAlH4在125℃时分解为LiH、H2和Al．下列说法不正确的是2329．（2012o安徽）已知室温下，Al（OH）3的Ksp或溶解度远大于Fe（OH）3．向浓度均为0.1moloL的Fe（NO3）3和Al（NO3）3混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液．下列示意图表示生成Al（OH）3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系，合理的是（
）﹣1242526阅读详情：
范文五：金属是一类重要的材料金属是一类重要的材料金属是一类重要的材料，其应用十分广泛．（1）铝的利用比铜和铁晚．金属大规模开发和利用的先后顺序与下列 甲有关（填序号）．甲．金属的活动性
乙．金属的导电性
丙．金属在地壳中的含量（2）人们大量使用的是合金而不是纯金属，这是因为合金具有更多优良性能，例如钢比纯铁硬度大（填“大”或“小”）．（3）我国早在春秋战国时期就开始炼铁、应用金属铁．请你用化学方程式表示用一氧化碳还原氧化铁的化学反应原理Fe2O3+3CO高温.2Fe+3CO2．（4）小思实验操作考试的题目是探究金属的化学性质5，内容包括：铜在空气中灼烧_、锌与稀硫酸反应、铝丝与硫酸铜溶液反应．如图是他实验操作考试中的部分情景．①图中有一处错误的操作，该操作是C（填序号）；②他将铝丝插入到硫酸铜溶液中，未出现任何现象，其原因是铝丝表面的氧化膜未处理．（5）印刷铜制电路版的“腐蚀液“为FeCl3溶液．已知铜、铁均能与FeCl3溶液反应，反应的化学方程式分别为：①Cu+2FeCl3═FeCl2+CuCl2，②Fe+2FeCl3═3X．①写出化学方程式②中x的化学式：FeCl2．②现有一包铜、铁的混合粉末加入到盛有一定量FeCl3溶液的烧杯中，充分反应后烧杯中仍有少量固体剩余，那么烧杯内的固体中一定含有的物质是Cu（填化学式）．考点：金属活动性顺序及其应用；合金与合金的性质；金属的化学性质；一氧化碳还原氧化铁；质量守恒定律及其应用． 专题：金属与金属材料．分析：（1）从人类大规模开发、利用金属的年限可以看出，越活泼的金属，开发利用的越晚，说明主要和金属的活动性有关．（2）根据合金的性质进行分析．（3）根据反应物和生成物及其质量守恒定律可以书写化学方程式；（4）依据实验基本操作对错误操作进行查找分析；从金属铝存在氧化膜分析不出现现象的原因；（5）根据质量守恒定律化学反应前后原子种类、原子个数相等；在金属活动性顺序中，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来．解答：解：（1）铝的活动性大于铜与铁，从人类大规模开发、利用金属限可以看出，越活泼的金属，开发利用的越晚，说明主要和金属的活动性有关．（2）合金的硬度比纯金属要大，钢是铁的合金所以比纯铁硬度大的多，（3）一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为：Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2；（4）①分析铜在空气中灼烧、锌与稀硫酸反应、铝丝与硫酸铜溶液反应的操作可知，错误的操作为C，因为加锌粒，取用块状固体时，不能直接如图放入，将会砸裂试管底部； ②他将铝丝插入到硫酸铜溶液中，未出现任何现象，其原因是铝丝表面被氧化，氧化膜（Al2O3）不和硫酸铜反应．（5）①根据质量守恒定律化学反应前后原子种类、原子个数相等可得X的化学式为：FeCl2 ．②将一包铜、铁的混合粉末加入到盛有FeCl3溶液的烧杯中，能发生的反应有①Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2，②Fe+2FeCl3=3FeCl2，③Fe+CuCl2═FeCl2+Cu，铜和铁都能与氯化铁反应生成氯化亚铁，故所得溶液中一定含有氯化亚铁，充分反应后仍有少量固体，根据反应的方程式可知一定含有铜，由于铁的量不确定，故可能含有铁，有铜存在，则不可能含有氯化铁；故答案为：（1）甲；（2）大；（3）Fe2O3+3CO高温.2Fe+3CO2；（4）①C②铝丝表面的氧化膜未处理；（5）FeCl2；Cu．点评：此题是一道与金属相关的考查题，解题的关键是对常见金属的性质的了解及掌握，重点是利用金属的活动性顺序解决相关的问题．阅读详情：
范文六：几种重要的金属新课标高一化学同步测试（A）第二节 几种重要的金属化合物一、选择题：（本题共6小题，每小题3分，共18分，每小题只有一个正确答案）1．对氧化铝的分类中正确的是A．酸性氧化物C．两性氧化物
B．碱性氧化物
D．不成盐氧化物（像CO一样）
）2．氢氧化铝可作为治疗某种胃病的内服药，这是利用了氢氧化铝的哪个性质
D．氧化性3．下列物质露置在空气中，质量会减轻的是
）A．NaOH B．Na 2O2 C．无水CaCl2 D．Na2CO3·10H2O4．随着人们生活节奏的加快，方便的小包装食品已被广泛接受。为了延长食品的保质期，防止食品氧化变质，在包装袋中可以放入的化学物质是A．无水硫酸铜
B．硫酸亚铁
D． 生石灰（
） 5．下列操作中，溶液的颜色不发生变化的是A．碳酸氢钠溶液中滴加稀盐酸C．碘水中滴加淀粉碘化钾溶液
B．硫酸铁溶液中滴加硫氰化钾溶液 D．氯化铁溶液中加入还原性铁粉（
） 6．下列关于“焰色反应”的理解正确的是A．只有金属单质才有焰色反应B．只有金属化合物才有焰色反应C．只有某些金属或其化合物才有焰色反应D．只有金属离子才有焰色反应7．下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较中，正确的是A .二者在水中的溶解度不同，碳酸氢钠的溶解度大于碳酸钠的溶解度B .二者热稳定性不同，碳酸钠的热稳定性大于碳酸氢钠的热稳定性C.二者都能与盐酸反应放出二氧化碳气体，但产气量和反应快慢不同D .二者在一定的条件下可以相互转化（
）8．近期《美国化学会志》报道，中国科学家以二氧化碳为碳源，金属钠为还原剂，在470℃、80Mpa下合成出了金刚石，具有深远的意义。下列说法错误的是A．由二氧化碳合成金刚石是氧化还原反应 B．该反应中二氧化碳完全被还原为金刚石
C．钠被氧化最终生成碳酸钠 D．金刚石是碳的一种同素异形体（
） 9．下列化合物与小苏打溶液反应，没有气体或沉淀生成的是A．烧碱
B．硫酸氢钠
C．氢氧化钡
D．过氧化钠10．硫酸亚铁溶液含有杂质硫酸铜和硫酸铁，为除去杂质，提纯硫酸亚铁，应该加入下列哪种物质A．锌粉
D． 铝粉（
） 11．在某溶液中酚酞呈红色。下列离子在该溶液中不能大量存在的是A．Fe3+ B．Na+
C．Ba2+ D．Al3+?12．把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中，使SO2此时铝元素的主要存在形4全部转化成BaSO4沉淀，式是A．Al3+
） B．Al(OH)3
D．Al3+和Al(OH)3－ 13．下列离子方程式书写正确的是
） A．FeCl2溶液中通入Cl2：Fe2+＋Cl2→Fe3+＋2Cl－B．Ba(OH) 2溶液与盐酸的反应
OH＋H+ ＝ H2OC．Al(OH) 3沉淀中滴加盐酸
Al(OH) 3＋3H+ ＝ Al3+＋3H2OD． AlCl3溶液中加入过量氨水：Al3+＋4OH→AlO?2＋2H2O14．过量的NaHCO3和Na2O2混合，在密闭容器中充分混合加热后，最后排出气体，残留的固体是A． Na2O
） －C．Na2O2和Na2CO3
D．Na2O2和Na2O15．将氯化钠、氯化铝、氯化亚铁、氯化铁、氯化镁五种溶液，通过一步实验就能加以区别，并只用一种试剂，这种试剂是A．KSCN
）16．wg铁粉和铝粉的混合物，和过量的 NaOH反应，然后过滤，将沉淀完全收集后，放蒸发皿中加热，直至被加热的物质质量不再变化，取出蒸发皿中的物质称量仍为wg。求原混合物中铝粉的质量分数是A．30％
） B．50％
D．90％17．下列各组离子在强酸性、无色透明溶液中能大量共存的是A、K+、Fe3+、SO42-、Cu2+
B、K+、NO3、AlO2、Na+
－－C、NH4、Al3+、SO42-、NO3
D、Fe3+、SO32、Na+、S2- ＋—－18．在相同条件下，一定量的镁、铝、铁分别投入到等体积等物质的量浓度且均过量的稀硫酸中，充分反应，三溶液质量仍相等，则镁铝铁的质量关系是A、相等
B、Mg>Al>Fe
C、Mg＜Al＜Fe
D、Al>Mg>Fe19．向含1mol KAl（SO4）2的溶液中加入适量的Ba（OH）2溶液，使溶液中的SO42- 恰好完全沉淀，则最后生成Al（OH）3的物质的量是A、1mol
B、1.33mol
C、0.667mol
D、0mol20．将5.6g铁粉加入0.3mol销酸铁的溶液中，充分反应后A、Fe3+全部被还原
B、Fe3+部分被还原，Fe全部被氧化C、Fe部分被氧化
D、溶液中只有Fe2+二、填空题
(42分)21．（8分）有两包白色粉末，只知分别是K2CO3和NaHCO3，请你写出鉴别方法（可以少于2种，也可以多于2种，写出2种方法可得6分，3种以上方法得8分）？（1）
。22．（13分）2004年2月３日，美国“机遇”号火星车向地球传回了火星土壤的显微照片，显示的是“机遇”号火星车的着陆区域——“梅里迪亚尼平面”，从照片上可以看出该地为红色和桔色（两种颜色近乎红棕色），所以可能存在赤铁矿（主要成分是Fe2O3）。试回答下列问题。（1）人们从“机遇”号火星车所发回的实物照片的红色和桔色，来推断火星上可能存在着赤铁矿，这是利用了物质的颜色这一_________性质对物质的存在进行推测的。如果要进一步确定这种推测是否正确，必须通过实验验证。（2）假设有一块火星矿物样品，请同学们用学过的知识设计化学实验来证明该火星矿物中是否有三价铁元素。实验原理：
。实验用品：锤头、研钵（研杵）、烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台、滤纸、试管、滴管、稀盐酸、KCNS溶液实验步骤及方法：①
。实验结果分析及结论：
。23．（8分）A、B、C、D四种化合物，其中A、C、D焰色反应均为黄色，而B的焰色反应为紫色，A、C和盐酸反应均得到D，将固体C加热可得到A，若在A的溶液中通入一种无色无味气体，又可制得C，若B的溶液滴加到硫酸亚铁溶液会先后出现白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀E。试推断A：________、B：________、C：_________、D：_________、E：24．（13分）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
。（2）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
。（3）写出①、②、③、④四个反应方程式①
。25．有A、B、C、D、E、F、G七种物质，它们的变化关系如下图所示：（1）写出下列物质化学式:A
；（2）写出下列变化的化学方程式：A→
C→；26．草酸（H2C2O4）和浓硫酸混合缓慢加热时，可发生如下反应：H2C2O4 CO2↑+CO↑+H2O某课外活动小组的学生设计了如下实验装置，用来制取干燥纯净的CO气体，并用生成的CO气体还原FexOy制取铁粉.（1）装置B的作用是
,装置E中的现象是
（2）装置C的作用是
,装置F的作用是
（3）装置D中玻璃管中发生反应的化学方程式为
,若FexOy为0.4g，生成的气体与过量澄清石灰水反应生成0.75g白色沉淀，则FexOy的化学式为
参 考 答 案一、选择题1．C
6．C 7．BD
12．C13．BC
15．C 16．A17．C 18．D 19．D 20．B三、填空题21． (1) 加热分解法：取两种少许待检粉末于试管中，分别加热，有CO2气体产生的是NaHCO3。（2）盐酸产气法：取两种少许待检粉末于试管中，同时分别在两支试管中加入1mL稀盐酸，产气速度快的是NaHCO3。（3）焰色反应法：取两种粉末进行焰色反应实验，透过钴玻璃能够观察到紫色火焰的是K2CO3 。22．（1）物理（2）实验原理：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O ，Fe3+遇到KCNS溶液变为红色。实验步骤及方法：①样品处理：将样品用锤头敲碎，放置在研钵中研细备用。②溶解：将研磨好的样品粉末倒入烧杯，加10mL稀盐酸，用玻璃棒搅拌片刻。③过滤：取②中混合物液体过滤。④检验：取2mL滤液加入到试管中，然后向试管中滴加2滴KCNS溶液。观察溶液的颜色变化。实验结果分析及结论：若溶液变为红色，则原火星矿物样品中含有三价铁元素；如果溶液不变色，则原火星矿物样品中不含三价铁元素。23．A：Na2CO3、B：KOH、C：NaHCO3
D：NaCl、E：Fe(OH)324．（1）过滤（2）Al2O3；Al2O3和Fe2O3； Fe2O3；K2SO4和（NH4）2SO4（3）①Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O②Al3+＋3NH3·H2O＝Al(OH) 3↓＋3NH4+③NaAlO2＋HCl＋H2O＝Al(OH) 3↓＋NaCl④2Al(OH) 3Al2O3＋3H2O25．FeS H2S FeCl3 Fe（OH）3 Fe2O3FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑ 2FeCl2+Cl2=2FeCl326．（1）吸收CO2 变混浊 （2）吸水 （3）尾气处理（3）FexOy+xCOxFe+yCO2； Fe2O3阅读详情：
范文七：3.2几种重要的金属化合物_教案(第二课时)铝的重要化合物教案（第二课时） 3.2 几种重要的金属化合物 教案（第二课时）一、教学目标： 教学目标： 知识与技能 ： 1. 掌握氧化铝的两性。 2. 预期氢氧化铝的两性并设计实验证明。 3. 掌握实验室制取氢氧化铝的方法。 4. 思考铝离子的实验室鉴定方法。 过程与方法： 过程与方法： 1. 学习判断两性化合物的方法，并运用到设计实验中去。 2. 掌握正确的制取氢氧化铝的方法。 3. 自主-探究-实验，对问题的过程进行理性思考。 情感态度与价值观： 情感态度与价值观： 1. 以实践问题的解决创设实验，体验通过实验发现物质性质的过程。 2. 从氧化铝的两性到预期氢氧化铝两性并验证， 加深对化学的元素观和分类观的认识。 3. 分析铝的存在形式之间的转化，学会辨证和发展地认识事物。 二、教学重点：掌握氧化铝的两性和氢氧化铝的两性。 教学重点： 三、教学难点：氧化铝的两性概念的建立；引导学生探究氢氧化铝是否具有两性。 教学难点： 四、教学过程： 教学过程： 师： 今天我们接着上节课 《几种重要的金属化合物》 的学习， 来学习铝的重要化合物。 那么同学们都知道有那些铝的化合物吗？他们在我们日常生活中都有什么作用呢。 【板书】 ：几种重要的金属化合物——铝的重要化合物 生：思考讨论并给出答案：氧化铝、氢氧化铝、明矾等。 【展示】 ：天然宝石图片的，引出今天教学内容的主角之一氧化铝。 师：大家可以思考一下，氧化铝是否溶于水？ 【板书】 一、氧化铝 ：一 生：思考讨论并给出答案：氧化铝难溶于水。 师：的确如此，因为我们日常见到的一些铝制器具如厨房用具等，其实他们的表面都 有一层氧化铝保护膜，如果氧化铝溶于水的话，那就不能起到保护的作用了，所 以同学们可以用化学的思想来分析我们日常生活中常见到的现象。既然知道氧化 铝难溶于水，那么接下来就应该研究它与酸和碱的反应。 【板书】 、氧化铝的物理性质 ：1、氧化铝的物理性质：难溶于水、熔点高、坚硬 用途：是冶炼金属铝的原料；耐火材料，可以用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的 实验仪器等。 【板书】 、氧化铝的化学性质——两性氧化物 ：2、氧化铝的化学性质——两性 的化学性质——两性氧化物-1-（）师：根据实验研究氧化铝难溶于水，却能溶于酸或强碱溶液中，氧化铝是一种两性氧 化物。同学们可以在练习本上试着写一下它分别与盐酸和氢氧化钠溶液反应的化 学方程式。 生：思考并写出相应反应方程式。 【板书】 2O3 + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2O ：Al Al2O3 + 2NaOH == 2NaAlO2 + H2O 师：其实生活中我们常见的铝的化合物除了氧化铝，还有氢氧化铝。 【板书】 二、氢氧化铝 ： 【展示】 ：某些药物和食物 师：可能我们同学们中也有接触到一些治疗胃的药如胃舒平，其实它的主要成分就是 氢氧化铝， 还有一些油炸食品， 如油条中加入了明矾作为膨化剂， 也含有铝元素。 虽然铝是人体必需的元素之一，但物极必反，如果大量摄入的话，容易导致老年 痴呆，所以同学们还是要适当的控制一下对油炸食品以及一些其他含铝较多的食 物的食用。前面我们已经了解到氧化铝具有两性，那么氢氧化铝是否也具有两性 呢？同学们可以想一下我们该如何用实验探究呢？ 生：思考讨论。 生：得出结论：使用氢氧化铝分别与盐酸和氢氧化钠反应。 师：实用所用的氢氧化铝怎样制备？ 【板书】 、Al(OH)3 制取 ：1、 方案一：使用氢氧化钠与铝盐反应 方案二：使用氨水与铝盐反应 【实验演示】 ：氢氧化铝与氢氧化钠溶液和氨水分别的反应 生：认真观察实验现象。 【师生互动】 ：完成表格内容。 师：提出问题，通过实验现象说明了什么问题。 生 ： 氢 氧 化 铝 能 与 强 碱 反 应 ， 不 能 和 弱 碱 反 应 ， 所 以 选 取 氨 水 制 取 Al(OH)3 。【板书】 Al2(SO4)3 +6NH3·H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4) 2SO4 ： H 化学性质——两性氢氧化物 性质—— 【板书】 ：2、 Al(OH)3 的化学性质——两性氢氧化物-2-（）【板书】（1） ： 、与强碱的反应 NaOH＝ 【板书】 Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2＋2H2O ： 【实验演示】 ：Al(OH)3 与 HCl 的反应 现象：氢氧化铝沉淀消失 【板书】 Al(OH)3+3HCl＝AlCl3+3H2O ： 师：两性氢氧化物：既能跟酸反应生成盐和水， 两性氢氧化物： 两性氢氧化物 既能跟酸反应生成盐和水，又能跟碱反应生成盐和水的氢氧化物。 又能跟碱反应生成盐和水的氢氧化物。 【拓展】 ： 1、金属氧化物一定是碱性氧化物吗？ 2、碱性氧化物一定是金属氧化物吗？ 生：金属氧化物不一定是碱性氧化物（如 Al2O3 是两性氧化物，Mn2O7 是酸性氧化物）, 碱性氧化物一定是金属氧化物。 3、下列是关于氢氧化铝沉淀的生成过程，请分析对应的反应。ABCAlCl3 中加 NaOH ( C) AlCl3 中加氨水 中加氨水(A)【板书】 ：氢氧化铝加热分解 2Al(OH)3NaOH 中加 AlCl3(B) 酸化的 AlCl3 中加 NaOH(B)氢氧化铝除了具有“两性”外，其加热时不稳定，能分解。Al2O3+3H2O师：哪些金属氢氧化物热稳定性差？ 有何规律吗？ 生：难溶的金属氢氧化物热稳定性差，受热易分解。 难溶的金属氢氧化物热稳定性差，受热易分解。 师：阅读课本 P59 【板书】 三、铝的其他化合物——硫酸铝钾 ： 铝的其他化合物——硫酸铝钾 —— 【板书】 电离方程式： ： KAl(SO4)2+K Al(SO4 )2 = K+ A l 3+ + 2 S O 4 2 -师：十二水合硫酸铝钾〔KAl(SO4)2·12H2O〕俗名：明矾。 明矾是无色晶体，易溶于 水。溶于水时，其水溶液显酸性。 五、小结： 小结：-3-（）附：板书设计 几种重要的金属化合物 ——铝的重要化合物 一、氧化铝： 1、 氧化铝的物理性质 、 氧化铝的物理性质：难溶于水、熔点高、坚硬 2、 氧化铝的化学性质——两性氧化物 、 氧化铝的化学性质——两性氧化物 ——两性 Al2O3 + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2O Al2O3 + 2NaOH == 2NaAlO2 + H2O 二、 氢氧化铝1、 Al(OH)3 制取 、 Al2(SO4)3 +6NH3·H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4) 2SO4 H 的化学性质—— ——两性氢氧化物 2、Al(OH)3 的化学性质——两性氢氧化物 、 Al(OH)3 + NaOH == NaAlO2 + 2H2O Al(OH)3 + 3HCl == AlCl3 + 3H2O、2、 氢氧化铝加热分解 2Al(OH)3 三、 Al2O3+3H2O KAl(SO4)2铝的其他化合物——硫酸铝钾 铝的其他化合物——硫酸铝钾 —— 电离方程式：K A l ( S O 4 ) 2= K++ A l 3+ + 2 S O 4 2 -四、小结：-4-阅读详情：
范文八：《几种重要的金属化合物——铝的重要化合物》教学设计新课程强调教学过程要以教师为主导、学生为主体，充分发挥学生的主观能动性，激发学习兴趣和内驱力，培养学生创新意识和团队精神，使学生树立终身学习的理念，为将来的发展奠基。化学教学要贴近学生的生活、联系社会实际，从学生熟悉的身边现象入手，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手。引导他们发现问题，培养学生收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作能力，发展学生的科学素养。这样学生的学习过程是主动建构的过程，而不是被动地接受外在信息，而是根据自己的经验背景，对外部信息进行主动选择、加工和处理，使学生成为学习活动的主体。一、教材分析本节课的知识内容属于新课标人教版必修1第三章第二节第二课时。在第一章从实验学习化学和第二章化学物质及其变化的基础上，从第三章开始介绍具体的元素化合物的知识。第一节介绍了金属钠、铝、铁的性质，铝的重要化合物是金属铝的化学知识的延伸和发展，学生既了解金属单质的性质，又了解了它们化合物的性质，才是比较全面地了解金属。本节课主要介绍了铝元素的重要化合物，根据课标的要求，对铝的化合物性质的介绍仍以化学性质为主，对它们的物理性质没有详细描述。本节知识以铝元素为线索，按照“金属氧化物→氢氧化物→盐”的纵向知识结构进行编排。本节课内容在呈现方式上有以下特点：2个实验，有利于培养学生动手能力和合作意识；硫酸铝钾是以“资料卡片”和图片的形式出现有利于引起学生的学习兴趣；“学与问”有利于培养学生分析问题和解决问题的能力，增强学生的团队意识。这样教学内容多种形式呈现，为学生的个性发展提供了机会和空间。本节知识既可以为前面的实验和理论知识补充感性认识材料，又可以为将来化学必修2的物质结构等理论知识奠定基础；同时可以帮助学生逐步掌握学习化学的一些基本方法；还能使学生真正认识化学在促进社会发展、改善人类的生活条件等方面起到的重要作用。二、学情分析学生通过初中的学习和生活常识已经了解了铝的物理性质和部分化学性质，对铝及其重要化合物的某些性质已有感性认识。进入高中后学生又学习了物质分类、离子反应和铝与氢氧化钠溶液的反应，为本节课学习Al2O3和Al(OH)3的性质、形成两性氢氧化物的概念做了铺垫。因学生学习元素化合物的数量有限，对离子反应方程式的书写并不熟练，两性氧化物和两性氢氧化物概念同时出现，实验室制取氢氧化铝药品的选择还要与其两性有关，本节课知识容量和思维容量都比较大，对学生要求较高。基于以上分析，确立本节课的教学目标和教学重点、难点。三、教学目标和教学重点、难点（一）教学目标通过本节课的学习，学生能说出氧化铝和氢氧化铝的主要物理性质，认识它们的两性，掌握它们与盐酸和氢氧化钠溶液反应的化学方程式和离子方程式，掌握氢氧化铝的实验室制备原理。通过实验，学生增强学习化学的兴趣，树立合作学习的意识，并体会对比实验、控制变量等科学研究方法的应用。（二）教学重点和难点1.教学重点：氧化铝和氢氧化铝的两性。2.教学难点：氢氧化铝的制备及两性探究。四、教学方法“问题教学法”“实验探究法”“交流探讨法”五、实验用品铝片、0.5mol/L硫酸铝溶液、2mol/L稀盐酸、2mol/L氢氧化钠溶液、氨水、试管架、试管8只六、教学过程七、教学反思本节课从日常生活现象引入，通过对现象的分析提出氧化铝和氢氧化铝可能具有的性质，培养学生发现问题和提出问题、分析问题和解决问题的能力，提高探究学习的深刻性和有效性，培养学生探究能力和合作能力。通过Al(OH)3的制备，解决了本节课的重点、难点。这是本节课最大的亮点。本节课从问题的发现和提出、方案的设计和实施、实验现象的观察分析、得出结论，到最后抽象概念的形成，每个环节都是学生在积极主动参与，充分体现了学生为主体的新课程理念。阅读详情：
范文九：第三章第二节几种重要金属化合物学案(铝的重要化合物)第二节
几种重要的金属化合物第二课时 铝的重要化合物【学习目标】1、使学生掌握氧化铝和氢氧化铝的化学性质。 2、使学生了解明矾的性质和用途。 【学习重、难点】 氧化铝、氢氧化铝的两性 【学习过程】 旧知回顾： 1、铝与盐酸反应化学方程式：
离子方程式：
2、铝与氢氧化钠反应化学方程式：
离子方程式：新知探究：一、.氧化铝 1.物理性质Al2O3溶于水；熔点，可用来制造耐火材料；硬度 2.化学性质写出下列反应的化学方程式，并改成离子方程式。 （1）Al2O3和HCl化学方程式：
离子方程式：
（2）Al2O3和NaOH化学方程式：离子方程式：结论：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物，叫做
氧化物。Al2O3为
氧化物。第1页
共4页二、.氢氧化铝1.物理性质：Al(OH)3几乎
溶于水，但能凝聚水中的
，并能吸附
。 2.制备及化学性质： （1）Al(OH)3的制备P58实验3-7：向试管中加入10mL 0.5mol/LAl2(SO4)3溶液，滴加氨水。 现象：生成
状沉淀 ，继续滴加氨水，
。 化学方程式：
离子方程式:
结论：在实验里，常常用铝盐溶液与氨水反应来制取氢氧化铝。 （2）Al(OH)3的两性Al(OH)3为
氢氧化物。思考：为什么常用氨水与硫酸铝溶液反应制取氢氧化铝，而不用氢氧化钠溶液呢？（3）Al(OH)3的不稳定性Al(OH)3受热分解的化学方程式
（4）应用医用上可作胃酸中和剂 。
化学方程式：离子方程式：
三、硫酸铝钾
KAl(SO4)2KAl(SO4)2电离方程式
十二水合硫酸铝钾: 俗名_______ , 化学式 _______________ , 无色晶体，可溶于水。明矾净水：明矾在天然水中生成Al(OH)3（胶体），Al(OH)3可以和悬浮于水中的泥沙形成絮状不溶物沉降下来，使水澄清，所以明矾可用作______。第2页
共4页【课后作业】1.氢氧化铝可作为治疗某种胃病的内服药，这是利用了氢氧化铝的哪种性质（
D.氧化性2.下列物质既能与稀盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的是（
） ①NaHCO3
④Al A.②③
D.全部 3.关于焰色反应的说法正确的是（
）A.焰色反应仅是单质的性质
B.焰色反应仅是化合物的性质 C.焰色反应是元素的性质
D.焰色反应是化学变化 4.下列关于Al2O3的说法不正确的是（
）A.可制耐火材料
B.铝制品耐用的原因是表面被氧化为Al2O3 C.Al2O3易溶于氨水中
D.Al2O3易溶于KOH溶液中 5.不能用NaOH溶液除去括号中杂质的是（
） A.Mg（Al2O3）
B.MgCl2（AlCl3）
C.Fe（Al）
D.Fe2O3（Al2O3）6.向硫酸铝溶液中滴加下列试剂，有沉淀产生，且沉淀不会因加入试剂过量而消失的是（A.NaOH
B.NH3·H2O
D.MgCl27.把少量金属钠投入到足量的氯化铝溶液中,下列叙述正确的是（
A析出金属铝
B产生白色沉淀
C产生红褐色沉淀
D 无气体生成 8.下列反应的离子方程式中，有错误的是（
） A.氢氧化铝和盐酸：Al(OH)＋＋3＋3H=Al3＋3H2OB.氧化铝溶于氢氧化钠：Al－－2O3＋2OH=2AlO2＋2H2O C.铁溶于稀硫酸：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑D.氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液：Al(OH)－－3＋3OH=AlO2＋3H2O9.Al2O3常用于制造耐火坩埚，但氧化铝坩埚不可以用于熔融下列化合物中的
) A．NaClB．NaNO3C．NaOHD．Na2SO410.下列关于氢氧化铝性质的叙述错误的是（
） A.Al(OH)3是两性氢氧化物B.Al(OH)3是难溶于水的白色胶状物质第3页
C.Al(OH)3 能凝聚水中悬浮物，也能吸附色素D.Al(OH)3既能溶于NaOH 溶液、氨水，又能溶于盐酸11.除去CuO中的Al2O3 ,可选用的试剂是
）A. 稀盐酸
B.NaOH溶液
D.稀硫酸12.镁、铝、铜三种金属粉末混合物, 加入过量盐酸充分反应, 过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液, 再过滤, 滤液中存在的离子有（
） A.Mg2+B.Al3+C.Cu2+D. AlO－213.某无色透明溶液能与铝作用放出氢气, 此溶液中一定能大量共存的离子组是（
）A. NO3-、Ba2+、Cl-、NH4+
B. K+、CO－32、Na+、NO3-C. HCO3-、Na+、NO3-、K+
D. Cl-、SO42-、Na+、K+14在明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶液中滴入Ba(OH)2溶液，当硫酸根离子恰好完全沉淀时，铝元素的存在形式为（
）A.一部分为Al(OH)＋3，一部分为Al3
B.全部为Al(OH)3C.一部分为Al(OH)－－3，一部分为AlO2
D.全部为AlO2 15.下列变化不可能通过一步操作直接完成的是（
） ） A.Al(OH)3→Al2O3
B.Al2O3→Al(OH)3 C.Al→AlO2-
D.Al3+ →Al(OH)316.一块镁铝合金溶于稀盐酸后，加入过量氢氧化钠溶液，此时溶液中存在（
） A. MgCl2
B. AlCl3C. NaAlO2和NaCl
D. Mg(OH)2和Al(OH)317.胃液中含有盐酸，胃酸过多的人常有胃疼烧心的感觉，易吐酸水，服用适量的小苏打（NaHCO3 ），能治疗胃酸过多，请写出其反应的离子方程式：________________________；如果病人同时患胃溃疡，为防胃壁穿孔，不能服用小苏打，最好用含氢氧化稆的胃药（如胃舒平），请写出其反应的离子方程式：_________________________ 。18某无色透明溶液能与铝反应放出氢气,但不与镁反应,该溶液中可能大量存在H+、Ba2+、Cu2+、OH－、SO－－－－42、Cl、CO32、NO3，根据上述性质推断,该溶液中一定存在离子是
,可能存在的离子是
, 一定不存在的离子是
，相应的离子方程式为______________________________________。第4页
共4页阅读详情：
范文十：铝合金阳极氧化电解着色是铝合金表面处理中重要的方法之一铝合金阳极氧化电解着色是铝合金表面处理中重要的方法之一。将铝合金置于适当的电解液中作为阳极通电处理，表面会生成厚度为几个至几十个微米的阳极氧化膜，氧化膜的表面是多孔蜂窝状的。上世纪60年代，人们开始利用氧化膜的多孔性，将阳极氧化和电沉积技术相结合发明了电解着色技术。铝合金阳极氧化电解着色技术最初起源于欧洲，由于该工艺操作简便、工艺简单、成本低廉，广泛应用于汽车、航空、造船、机械、建筑和日常生活等多方面。我国的电解着色技术开始于上世纪80年代，一直以来都是镍盐、锡盐电解着色工艺，由于颜色单一、着色液的稳定性和分散性差等问题一直没有得到很好解决，而且随着时代的进步，工业上对电解着色的工艺条件和应用要求越来越高，为了满足市场的需要，研究人员一直在做着不懈的努力。1.1铝的性能和用途铝(Afuminum)是自然界中分布最广，储量最多的元素之一，广泛分布于岩 石、泥土和动、植物体内，其含量约占地壳总质量的8.2%，仅次于氧和硅，比铁(约占2.1%)、镁(约占2.1%)和钛(约占0.6%)的总和还要多川。1854年，法国化学家德维尔把铝矾土、木炭、食盐混合，通人氯气后加热得到NaCI，AIC13复盐，再将此复盐与过量的钠熔融，得到了金属铝。这时的铝生产工艺复杂，成本高，应用非常有限，直到1886年，美国的豪尔和法国的海朗特，分别独立地电解熔融的铝矾土和冰晶石的混合物制得了金属铝，奠定了今天大规模生产铝的基础。一个世纪的历史进程中，铝的产量急剧上升，到了20世纪60年代，铝在全世界有色金属产量上超过了铜而位居首位，它的用途涉及到许多领域，大至国防、航天、电力、通讯等，小到锅碗瓢盆等生活用品。它的化合物用途非常广泛，不同的含铝化合物在医药、有机合成、石油精炼等方面发挥着重要的作用[2]。纯的铝很软，强度不大，有着良好的延展性，可拉成细丝和轧成箔片，大量 用于制造电线、电缆、无线电工业以及包装业。它的导电能力约为铜的三分之二， 但由于其密度仅为铜的三分之一。铝的导热能力比铁大三倍，工业上常用铝制造 各种热交换器、散热材料等，家庭使用的许多炊具也由铝制成。与铁相比，它还 不易锈蚀，延长了使用寿命。铝粉具有银白色的光泽，常和其它物质混合用作涂 料，刷在铁制品的表面，保护铁制品免遭腐蚀，而且美观。在纯铝中添加Cu、 Mg、Mn、Zn、Si、Ni、Ti、Cr等元素，能生产出满足各种性能和用途要求的铝 合金[3-4]。与其它金属相比，铝具有一系列比其他有色金属、钢铁、塑料和木材等更加优良的特性，如密度小、仅为2.7g/L，约为铜或钢的1/3;良好的耐蚀性和耐候性;良好的塑性和加工性能;良好的导热性和导电性;良好的耐温性能，对光热电波的反射率高、表面性能好;无磁性;基本无毒;有吸音性;耐酸性好;防核辐射性能好;弹性系数小;良好的力学性能;良好的铸造性能和焊接性能;良好的撞击性等。因此，铝材在航天、航海、航空、汽车、交通运输、桥梁、建筑、电气电子、能源动力、冶金化工、农业排灌、机械制造、包装防腐、电器家具、日用文体等各个领域都获得了十分广泛的应用[5-8]。铝是电负性很强的金属，对氧原子有着很强的亲和力，铝在空气中会生成一 层薄而致密的氧化膜，这层氧化膜具有一定的保护作用，同时这层自然氧化膜对 其它任何形式的表面处理和装饰性加工都具有重大意义。随着社会经济的发展和 各种新技术的不断涌现，铝及其合金材料应用领域不断拓展，其应用的环境变得 越来越苛刻，在防腐蚀、耐磨损、耐强度以及耐高温高压等方面提出了愈来愈高 的要求。传统的铝表面处理技术己经很大程度上不能满足这些要求。因此，研究 开发铝表面保护和表面强化技术对扩宽铝的应用领域，提高其应用价值具有重大 意义。目前铝及其合金表面处理方法主要有化学转化膜处理、阳极氧化、电镀、 有机涂层、激光加工技术和离子注入技术等[9-16]。阳极氧化是最常见的铝表面处理方法之一，得到了广泛的应用，成为目前铝表面处理领域中最为重要的处理方法，它是利用电化学方法在铝表面形成一层转化膜[17]。这种转化膜具有一定的硬度、耐磨性和耐蚀性，而且还具有一定装饰性，能够满足许多应用领域的技术要求。1.6阳极氧化膜的电解着色如前面所述，铝阳极氧化膜具有多孔性和可吸附性，是最理想的着色载体。 通过着色不仅可以提高产品的装饰性和耐蚀性，同时给铝制品表面以各种功能特 征，增加商业价值。目前已经开发出很多氧化膜着色技术，大体上可以分为化学 着色和电解着色。电解着色法按其发色特点，可分为一步电解着色法、二步电解着色法和其他着色新技术等[37－38]。1.6.1一步电解着色法一步电解着色法也称为溶液着色法。是工件在特定的电解液中电解处理，直接得到有颜色的氧化膜，即氧化和着色同步完成的方法。按照着色原因不同，又可分为合金发色法和特殊电解液氧化着色。该法着色范围窄，操作工艺严格而复杂，膜层颜色受材料成分、加工方法等因素影响很大，因此在应用上受到一定限制。目前，一步电解着色法应用最广的有:草酸钦钾法、铬酸法、混酸法、卡尔考拉法、雷诺法等等[39－4l]。1.6.2二步电解着色技术二步电解着色法是以硫酸一次电解的透明阳极氧化膜为基础，在含有金属盐 的溶液中用直流或交流进行电解处理而使氧化膜着色的方法[4243]。该方法按电源波形分类，可分为直流法和交流法;按着色溶液分类，可分为单一金属盐、多种金属盐和二种着色液着色法。这种工艺的优点是操作简单、投资较小、成本低廉，存在不足是色差较大、校色和补色操作难度大，产品颜色单一。1.6.3其它着色新技术由于电解着色氧化膜的色彩比较单调，局很于香槟色一古铜色一黑色。20世纪80年代开始，欧洲和日本相继研究利用干涉光效应实现多色彩阳极氧化膜的目的[44]。多色彩电解着色技术，又称为三次多色电解着色技术，其着色原理完全不同于普通电解着色，其不是依靠散射光显色，而是依靠干涉光显色，得到所谓太阳光的彩虹色系。多色彩电解着色技术是当前最先进的电解着色技[45]。它是在二次电解着色工艺基础上开发出的一种利用光干涉原理，达到改变被处理材料表面颜色的技术，即在电解着色处理前，增加一次磷酸阳极氧化扩孔工序,以改变氧化膜的结构和几何尺寸，达到改变光的反射路径，从而使铝表面颜色由青铜色系列调变为黄色、金黄色、橙色、红褐色等多种鲜艳色调的电解着色法[46]。前言铝和铝合金具有密度小、质量轻、耐腐蚀、易加工成型等优良性能，作为型材已广泛应用于许多产业部门及人们的日常生活中，随着科学技术的进步，近年来逐步向汽车工业、宇航、海洋应用等方面拓展。改善和提高其表面特性，集装饰性和艺术性于一体，已成为铝合金型材产品发展的又一个趋势。我们运用铝及铝合金电解着色新技术、工艺，进行实际生产，结果着色均匀、色膜平滑、牢固，取得了较好效果。2工艺流程及筋方为了获得表面装饰效果，在铝合金型材电解着色之前，必须进行表面预处理。预处理的好坏，直接影响电解着色的质量。其一般工艺流程如下:除油~水洗一酸蚀~水洗~碱蚀~水洗~活化处理~阳极-氧化~水洗~电解着色~水洗~封闭~干燥。2.1化学除油化学除油是借助化学反应和物理化学作用，除去铝合金型材表面的油污，并将其表面均匀地腐蚀，以消除铝型材表面的不均匀状况。溶液的组成及操作条件为:NaOH
6一109/LNa3PO4.12H2O
30-45g/LNa2CO3
10~12g/L海鸥洗涤剂 0.5~1.0g/L温度
25~35 C时间
30~40s经以上酸蚀之后的铝合金制件，必须立即用流动的温水或冷水清洗掉其表面的残液。2.3碱蚀碱蚀的目的是利用碱性清洗剂将铝合金制件表面的各种污物除去。其溶液的组成与工艺条件为:NaOH10~20g/LNS一101(碱蚀剂)20一30g/L十二烷基硫酸钠1~2g/L温度50一65C时间l一3min处理后立即用清水清洗。2.4活化处理经前处理的制件表面必须再活化处理，以防其表面生成自然氧化膜，影响电解着色。其活化溶液配方及工艺条件为:KMnO4
l一4g/LH2SO4(95%一98%)
10一1g/L温度
20~30s2.5阳极氛化为了获得一定的孔隙率和膜厚的均匀的氧化膜以便于着色，根据生产条件，本工艺选用快速阳极氧化法，其溶液稳定、操作简单、成本低。为了拓宽阳极氧化的电流密度、工作温度和降低溶液中杂质的影响，添加了缓蚀剂。其配方和工艺条件为:H2SO4 (95%一98%)
160一180g/L缓蚀剂10一12g/L磺基水杨酸20g/L电流密度1.0~2.0A/dm2电压(交流)18一25V温度15~35℃时间15~20min阳极氧化后的铝合金制件，需经二次水洗，要严格控制掌握水洗槽的pH值，pH值一般控制在4~5，严禁超标。2.6电解着色(古铜色)在参考先进配方的基础上，结合生产实际选定硫酸镍、硼酸为主的电解着色溶液，其配方和工艺条件姐下:NiSO4.7H2O
20一25g/LH3BO3
25一30g/LNS一201
8g/L电压14~20V温度
2~10min该电解着色溶液添加了适量的NS一201电解着色稳定剂，使着色速度高于未添加稳定剂溶液的着色速度。这样可相应地降低Ni2+浓度，从而降低溶液的成本，同时也提高了溶液的分散能力，改善了着色的均匀性。电解着色时，随着温度的升高，离子扩散速度加快，色调加深，为使着色均匀，采用槽液循环搅拌法，在液面下进行搅拌。铝合金制件在阳极氧化后，需经二次水洗，第一个水洗槽pH值要在2以上，第二个水洗槽pH值要在4以上。料架进入着色槽内需静溃1min，使型材凹角内气泡逸出，电压升压要缓慢，控制在205左右，开始电流密度控制在1.0一1.2A/dm2，着色时间应从最大电压达到之后开始计算。着色结束后，所得颜色与标准色板进行比较，若颜色深，重新入槽静渍退色;若颜色浅要重新入槽进行补色。2.7封闭较为常用的封闭工艺采用高温和常温两种方法。我们将着色后的工作放在30‘C的NS一301常温快速封闭剂水溶液中进行封闭。这种封闭剂封孔速度快，且抗50;“一污染能力强，一般其含量在12g/L时仍能正常生产。工艺流程中每一步骤，都要求用流动水清洗到铝合金型材表面不挂有水珠为佳。2.8干燥该工序将着色封闭后的铝合金型材放在远红外烘干室内进行烘干干燥处理，其温度控制在50一60C，且不能将未烘干的铝合金型材堆放在一起。3结果与讨论3.1电解溶液中杂质的影响铝合金型材着色好坏程度，绝大部分取决于氧化膜的形成质量。因此，在硫酸阳极氧化溶液中，杂质对氧化膜的影响不容忽视。其杂质主要是铜、铁、铝等金属离子及有机杂质污染物，要及时清除掉，保持溶液的正常使用范围。(l)铜离子会因置换作用沉积到铝合金表面上，造成氧化膜疏松，降低防蚀能力，其含量不能超过0.029/L。(2)铁离子超过0.29/L，将出现暗色条纹成斑点。(3)铝离子含量大于259/L时，电解液导电性能下降，铝合金型材表面出现白点或块状白斑等，造成着色困难。(4)有机杂质会阻碍氧化膜的生成，膜吸附油污后，使着色不均匀，出现花斑。3.2影响电解着色的主要因素(l)若前处理除油过程进行得不彻底，会造成膜层出现明显的白花斑，给着色带来困难。(2)电解溶液中Ni盐浓度过低时，上色速度慢，低于1g/L时，完全不上色。(3)着色液温度对着色有很大影响，温度低于15C时，上色速度慢，过高则着色膜发雾。(4)着色电压较低时，着色速度慢，颜色变化慢，容易产生色调不均，当电压较高时，着色速度快，着色膜易剥落。(5)无论在阳极氧化成膜或电解着色中，都要添加以表面活性剂为主的添加剂和稳定剂，其目的在于稳定成膜速度与膜厚，抑制氧化膜的溶解和改善着色的均匀性。4结论(l)本工艺适用于批量铝合金型材表面的装饰着色，具有设备简单、成本低、容易操作等特点。(2)本工艺在几个主要工序溶液中添加了以表面活性剂为主的添加剂、稳定剂，可有效地提高其工序质量。铝阳极氧化膜电解着色的研究四川轻化工学院化工系王克武摘要
研究确定了铝阳极氧化膜于镍一锡混合盐和镍一锰混合盐中电解着色的最佳配方，分析了各种因素对着色膜的影响，确定了镍一锰体系的着色工艺。实验表明，镍一锰体系所得着色膜性能优良，该工艺一旦推广应用于生产，将带来较大的经济效益。关键词:铝 电解着色 古铜色1引言2实验方法用电解方法在铝表面上形成古铜色外观，既具有典雅、庄重的色感，又使铝的耐蚀性、耐磨性，耐候性大大地改善。因而被广泛地用于建筑、装饰行业。目前常用的铝阳极氧化膜电解着色液有镍盐、钻盐、锡盐、镍一钻盐、镍一锡盐等。镍锡盐混合液着色比起单纯的镍盐或锡盐着色，具有色差小，抗杂质干扰能力强，着色速度快，易上深色等特点，但往往色层颜色不均，二价锡离子不稳定，易被氧化，在酸性较弱的着色液中易水解，使水溶液产生浑浊，因此有人致力于非锡盐电解着色液体系的研究，以改善旧体系的分散能力，获得良好的实验结果。本文研究L2铝经硫酸、草酸、酒石酸、San-I混合溶液阳极氧化后，分别用镍一锡混合盐系和镍一锰混合盐体系进行电解着色，确定了两种体系各自的最佳配方，并就镍-锰体系着色新工艺进行了实验，得出了获得良好色膜的电压范围和温度范围。2实验方法2.1实验材料L:工业纯铝板规格60mm火30mm火3mm2.2实验仪器及装置YS26E型直流稳压器、791型磁力搅拌器、TDGC一2/0.5自藕变压器、DT一830数字万用表显微硬度计。2.3实验装置原理图铝板阳极氧化装置及交流电解着色装置如图1和图2所示。2.4工艺流程及工艺条件铝合金及工业纯铝表面阳极氧化及交流电解着色工艺流程如下:试样~机械研磨~除油~冷水洗~碱腐蚀~热水洗~冷水洗~化学抛光~冷水洗~出光~冷水洗~蒸馏水洗~阳极氧化~冷水洗~蒸馏水洗~电解着色~冷水洗~封闭~吹干。主要工艺流程的溶液组成及工艺条件：电解着色在铝表面阳极氧化后进行，本试验进行镍一锡体系和镍一锰体系交流电解着色，其中镍一锡体系和镍一锰体系交流电解着色溶液组成及工艺规程分别如表2、3所示。2.5电解着色溶液配方优选(正交试验)电解着色溶液配方用正交试验L9（34）分别进行。其试验因素与水平表如表4(1)、(2)。2.6性能试验耐蚀性测定采用点滴试验法.点滴用溶液成份如下:盐酸(1.19化学纯)25mL重铬酸钾(化学纯)3g蒸馏水、75mL滴定液在着色膜上渗透到基体金属表面与其相互作用，溶液颜色由橙色变为绿色，所需时间为耐蚀时间，时间愈长.耐蚀性愈好。3 实验结果3.1镍一锡体系电解着色正交试验结果(略)镍一锡体系最佳配方为A:B尤:，即硫酸亚锡169/L，硫酸镍6g/L，硫酸按为409/L，Liu-I为39/L。3.2镍一锰体系电解着色正交试验结果(表5)由表(6)，(7)分析，镍一锰系最佳配方为AIB工:即硫酸镍l馆/IJ，硫酸锰为109/L，硼酸209/L，查F分布表A因素C因素影响显著，B因素影响较小。 4讨论4.1铝表面阳极氧化膜形成条件根据铝的电位(E)pH图(见图3)，铝作为阳极在各种pH溶液电解时可能发生以下过程:(1)金属铝的阳极溶解（2）金属铝的表面形成极薄的钝化膜(3)铝表面形成氧化膜的同时，伴随膜的化学溶解。铝表面氧化物生成反应及电极电位公式:2Al+3H2O-Al2O3+6H++6e
y2~-1.55一0.059pH从上式可知铝表面氧化膜的生成与电位及溶液的pH值有关。处于(E)一pH图所示直线②上方和pH值范围4.45~8.38之间，是氧化膜可以稳定生成区域该区域生成的氧化膜实际上不被溶解，当氧化膜连续地附着在阳极表面上达到几个原子层厚度时，阳极表面钝化，以致氧化膜停止生成，这样薄的钝化膜在工业上应用价值有限。在铝的防护和其他应用上真正希望得到的是具有一定厚度(大致5.0~35.0um)氧化膜层。要获得上述氧化膜层往往要超出(E)一pH图所示钝化区的限制条件，当溶液的pH值溶液对氧化膜有限溶解是铝表面形成一定厚度的阳化膜的条件。但溶液对氧化膜溶解能力的强弱往往影响膜成长速度、结构和性能，通常把铝的阳极氧化的电解液分成三类：(l)强溶解能力的如盐酸，苛性碱溶液等，这些溶液一般不能用作铝阳极氧化溶液，只在特定介质和工作条件下应用，如抛光表面等。(2)中等溶解能力的如硫酸、草酸、铬酸和磷酸等溶液，在此类溶液中铝表面能够得到厚度和性能都满足应用要求的氧化膜层。(3)弱溶解能力的如硼酸和硼酸按等溶液，这类溶液阳极氧化所得到膜的厚度十分薄，且结构是致密无孔的，通常只应用于某种特殊的目的，例如电解电容器的制造。本实验应用硫酸、草酸，酒石酸等混合液为电解液，属于中等溶解能力的溶液，阳极氧化后铝表面得到一定厚度氧化膜层(含致密层和多孔层)。4.2镍-锡体系着色液中Ni2+和Sn2+的影响从正交实验结果分析表可以看出，镍离子极差较小对试样外观和性能的综合评分影响不大，其作用就是提供沉积金属，文献认为镍离子稳定性好，使色层抗蚀性、耐热性提高。由于Sn2+不稳定，易水解为Sn4+而显著影响色膜的颜色深浅及均匀性。锡离子为169/L时，试样综合性能评分最高，而达到309/L时，则显著下降。单独的镍盐和单独的亚锡盐电解着色困难，当镍盐和亚锡盐混合后发生共析，才能使试样上色快且均匀。文献认为该离子使着色均匀性和重现性好。但亚锡离子浓度太高易发生水解反应，使着色液不稳定。4.3镍一锰体系着色液各影响因素的分析4.3.1 Ni3+和Mn2+离子的影响Ni2+离子对实验结果综合性能影响显著，而Mn2+的加入又进一步改善了其分散能力，促进了Ni2+离子的沉积，使其综合性能进一步提高，据文献报道:仅有Ni2+或仅有Mn2+氧化膜着色困难。Ni2+、Mn2+共存则发生共析，使着色容易。根据文献硼酸主要做为缓冲剂，以避免由于氧化膜上析氢反应的产生，使pH值升高引起氧化膜溶解剥落。4.3.2电压的影响为获取最佳电压值，在确定了最佳配方、最佳着色温度和着色时间的条件下，在一定的电压值范围内对试样进行着色并评分，在实验中随着电压值从3V增加到20V可依次获得浅黄色、古铜色、咖啡色、黑褐色的试片。电压小于3v时，几乎没有反应，可能是达不到金属的析出电位，着不上色。电压为7V时，试片上有微小反应，由于金属析出电位刚好等于或略低于击穿电压，开始生成了一层很浅的着色膜，但膜层的生成提高了着色膜的表面阻值，使该电位下电流强度减少，以至于趋于零电阻反应，时间延长也达不到着色效果。电位继续升高，金属离子越来越容易析出。电压升高至20V时，试片上已能很快获得黑褐色了。实验评定结果如表8所示。从图4中可以确定获得外观较好的电压范围为14~17V，最佳为16V。4.3.3着色温度的影响着色温度是控制色泽一致的重要参数，在确定体系最佳配方，着色电压，时间的条件下，控制着色温度，进行着色并评分。评定结果见表9，根据表9可以确定着色液适用的温度范围为45一55℃。见图5常温下着色液温度较低，铝在 低温下氧化层活化能较高，金属离子反应慢;随着温度升高，铝氧化膜表面活化能降低;金属离子在其表面沉积反应活跃，着色速度快，金属离子在氧化膜的松孔中沉积量增多，颜色变深较快，但温度升高至78℃时，着色困难，这可能与着色液发生分解有关。5结论(1)镍一锡体系采用如下配方，获得均匀性好，耐蚀性好，显微硬度高的着色膜。硫酸亚锡16g/L
硫酸镍6g/L
硫酸铵40g/
对极 石墨(或镍板)
电压13V(2)镍一锰体系着色液采用如下工艺能获得最佳效果。硫酸镍10g/L
硫酸锰10g/L
交流电压16V 温度45℃~55℃
石墨(或镍板)(3)用Ni一Mn体系代Ni一Sn体系着色由于锰盐较亚锡盐价廉，着色效果相当，所以Ni-Mn盐着色在工业上应用有一定经济效益。(4)对极材料选取、封闭处理及硫酸镍在Ni一Sn盐中影响仍需进一步研究。[can][can]王克武.铝阳极氧化膜电解着色的研究.表面技术.)25-30阅读详情：