2019_2020版高中化学第3章金属及其化合物第3节用途广泛的金属材料练习.docx

用途广泛的金属材料基 础 巩 固一、选择题1“神舟八号”与“天宫一号”的成功对接，标志着中国的航空铝材处于领先世界的行列。下面关于铝合金的说法中错误的是(D)A铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点低B高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼C镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱(NaOH)腐蚀D镁铝合金在盐酸中无法溶解解析：合金均为混合物，一般来说，合金的熔点比成分金属的熔点低，故A项正确；在熔剂层覆盖下熔炼，可隔绝空气，防止高温铝液被O2氧化，故B项正确；镁铝合金中的铝能与NaOH溶液反应，故C项正确；合金中的Mg、Al均能与盐酸反应，故D项错误。2将10 g铁碳合金放入氧气中高温灼烧，反应后的气体通入过量石灰水中得到沉淀1.4 g，则此铁碳合金是(B)A生铁B高碳钢C中碳钢D低碳钢解析：得到的沉淀为CaCO3,1.4 g CaCO3的物质的量为1.4102 mol。根据碳原子守恒可知，合金中含C量也为1.4102 mol。w(C)100%1.68%0.6%，故为高碳钢。3自然界里常见金属元素存在最多的是铝，其次是铁，铜的含量较少。然而人类冶炼金属获得成功最早的反而是含量较少的铜，含量最多的铝最迟被冶炼出来。金属是当今社会不可缺少的材料之一。下列有关金属的说法错误的是(C)A铜比铝先获得成功冶炼的原因是铜矿较易被还原，铝矿很难被还原B目前已制得的纯金属只有90多种，但制得的合金已达几千种，大量使用的不是纯金属而是它们的合金C生铁易生锈不耐腐蚀，但纯铁具有耐腐蚀性，所以不锈钢应是最纯的铁D废弃铝质包装既浪费金属材料又造成环境污染解析：不锈钢中除铁以外，还含有抗腐蚀性很强的铬和镍等。4钢材可以用作桥梁的结构材料，是因为它(B)A有良好的导热性B有一定的机械强度C不易受空气和水的作用D有良好的导电性解析：此题考查了铁合金的性能。钢材被大量应用于桥梁的结构材料说明它具有很强的机械强度而不是利用其导电、导热性。5所谓合金，就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物，根据下列四种金属的熔、沸点：NaCuAlFe熔点/97.51 0836601 535沸点/8832 5952 2003 000其中不能形成合金的是(C)ACu和AlBFe和CuCFe和NaDAl和Na6把生铁冶炼成碳素钢要解决的主要问题是(B)A除去生铁中的各种杂质，把生铁提纯B适当降低生铁里的含碳量，除去大部分硫、磷等有害杂质C用还原剂把铁的氧化物还原成铁D加入合金元素改善生铁性能解析：生铁与碳素钢主要差别就是含碳量的不同。7某合金粉末11 g，加入到足量的稀硫酸中，在标准状况下产生的气体体积为11.2 L，此合金可能是(A)AMg、Al合金BCu、Zn合金CZn、Fe合金DMg、Zn合金解析：设混合物的平均摩尔质量为，化合价为2，则：M2H=M2H21 22.4 L 11.2 L22 gmol1则2价金属的摩尔质量：Mg24 gmol1、Al18(27) gmol1、Zn65 gmol1、Fe56 gmol1，Cu不反应，其摩尔质量比大，只有假设的2价Al的摩尔质量小于22 gmol1，故选A。8合金相对纯金属制成的金属材料来说优点是(A)合金的硬度一般比它的各成分金属的大一般合金的熔点比它各成分金属的更低改变原料的配比，改变生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金合金比纯金属的导电性更强合金比纯金属的应用范围更广泛ABCD解析：合金一般比各成分金属熔点低、硬度大，具有更好的机械加工性能，故应用范围更广泛。但合金的导电性却不一定比纯金属更强，比如铝合金的导电性比纯铝要差。二、非选择题9(1)选择填空：将铝的用途与性质搭配起来(每个选项只选用一次)。A密度较小B延展性好C易传热D易导电太阳能热水器：_C_；飞机：_A_；电缆：_D_；铝箔：_B_。(2)佛山是有色金属之乡，其中铝合金材料的产量约占全国的一半。铝合金材料属于_混合物_(填“纯净物”“混合物”或“单质”)。解析：(1)铝在太阳能热水器上的应用是由于它的导热性好；铝合金硬度大、质轻，是制造飞机的良好材料；铝用作电缆和铝箔则分别是由于其导电性和延展性好。(2)合金是由一种金属跟另外一种或几种金属(或非金属)熔合而成的具有金属特性的物质，因此是混合物。10某课外活动小组收集了一种合金进行以下探究(已知铜元素的焰色反应呈绿色)。(1)外观暗灰色，表皮光滑；(2)在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色，合金片熔化，但不滴落；(3)取刮去表皮的合金10 g，放入足量的稀硫酸中，收集到标准状况下的H2 8.96 L；(4)另取刮去表皮的合金10 g，放入足量的NaOH溶液中，也收集到标准状况下的H2 8.96 L。试据此判断，该合金中一定含有的元素是_Cu、Al_(写元素符号)；可能含有的元素是_a_(填选项编号)。aAgbMg cNa dFe如果该合金中只含2种元素，则二者的质量比是_m(Al)m(Cu)187_。解析：火焰呈绿色，说明有铜元素。等质量的合金与足量的稀硫酸或NaOH溶液反应放出H2的体积相同，说明一定含有铝，且不能再含有其他的活泼金属Na、Mg、Fe等。且Na的熔、沸点太低，不能与Cu熔合形成合金，则还可能含有不与稀硫酸和NaOH反应的Ag。该合金如果只含2种元素，则为Cu、Al。2Al3H22 mol 3 mol 0.4 molm(Al) mol27 gmol17.2 gm(Cu)10 g7.2 g2.8 gm(Al)m(Cu)7.22.818711人体中含铜量比含铁量要少得多，可是缺了它，人体的造血功能就会受到影响。各种食物中动物肝脏铜含量最高。铜也是人类最早使用的金属之一。考古资料证实，远在一万年前，在西亚就用铜来制作装饰品。古埃及人在象形文字中，用带圈的十字架表示铜，含义是“永恒的生命”，盛赞它经久耐用和可以重复再生的特性。请完成下列各题。(1)在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜即：曾青(CuSO4)跟铁反应就生成铜。试写出该反应的化学方程式：FeCuSO4=FeSO4Cu。(2)铜器表面有时会生成铜绿，请写出生成铜绿的化学方程式：2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3。这层铜绿可以用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的化学方程式：Cu2(OH)2CO34HCl=2CuCl2CO23H2O。(3)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币(铜的熔点是1 183.4 ，铁的熔点是1 534.8 )。_选择铜作货币是因为铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型；铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀。_12铜和铁作为金属材料一直被广泛应用。(1)利用一氧化碳和氧化铁反应炼铁的化学方程式为3COFe2O32Fe3CO2；实验室模拟该实验结束后应先停止加热，继续通一氧化碳直至玻璃管冷却为止，目的是_防止灼热的铁被进入的空气氧化_。(2)铜先于铁被人类利用的主要原因是_铜的金属活动性比铁弱，更易冶炼_；通过铜、铁与_稀盐酸或稀硫酸(合理均可)_反应可以验证二者的金属活动性顺序，判断的依据是_金属活动性顺序表中氢前金属可与酸反应生成氢气，氢后金属则不能反应_。能 力 提 升一、选择题1新买来的铝壶烧水，凡是水浸到的地方都变成黑色，这与水中含有下列哪种可溶性盐有关(B)A钙盐B铁盐C钠盐D镁盐解析：Ca、Na、Mg的化合物均不是黑色。2中国每年要进口5亿吨左右的铁矿石，占世界海上铁矿石贸易量的一半以上，关于铁矿石的说法正确的是(C)A赤铁矿的主要成分是Fe3O4B铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同C磁铁矿粉末溶于盐酸后，加入KSCN溶液，溶液变红色DFeO俗称铁红解析：A项，赤铁矿的成分为Fe2O3；B项，铁矿石有很多种，不一定与铁锈(含Fe2O3)相同；C项，磁铁矿的主要成分为Fe3O4，其中含3价铁；D项，铁红为Fe2O3。3下列说法正确的是(D)A铜的化学性质活泼，不宜用铜制作盛食品的器皿B铜锈的主要成分为CuOC由于Cu2有氧化性，所以用CuSO4来配制农药D因为Cu2能使蛋白质变性，所以铜盐溶液有毒解析：A项，Cu的化学性质稳定，可以用Cu制作盛食品的器皿；B项，铜锈的主要成分为Cu2(OH)2CO3；C项，Cu2为重金属离子，使蛋白质变性，可用CuSO4配农药。4在Fe2(SO4)3溶液中，加入a g铜，完全溶解后，再加入b g铁，充分反应后得到c g残余固体，已知ac，则下列说法正确的是(B)A残余固体是铜和铁B最后得到的溶液一定含有Cu2C将残余固体加入稀硫酸中一定有气泡产生D最后得到的溶液中可能含有Fe3解析：因为最后c g固体少于开始加的a g铜，所以溶液中一定含有Cu2，B正确；残余固体只能是a g Cu的一部分，A错误；铜能与Fe3反应，不与稀硫酸反应，C、D错误。5将铁粉放入盐酸、MgCl2溶液、FeCl3溶液、CuCl2溶液组成的混合液中，充分反应后，铁粉有剩余，则此时溶液中含有的大量阳离子是(B)ACu2和Fe2BFe2和Mg2CFe3和Fe2DH和Cu2解析：混合溶液中加入铁粉依次发生如下反应：2Fe3Fe=3Fe2、Cu2Fe=Fe2Cu、2HFe=Fe2H2，由于铁粉有剩余，故此时溶液中阳离子主要有Mg2和Fe2。6某溶液中有Mg2、Fe2、Fe3和Al3四种阳离子，若向其中加入过量的NaOH溶液，微热并搅拌，过滤，在滤渣中再加入过量的盐酸，所得溶液中大量增加的阳离子是(C)AMg2BFe2CFe3DAl3解析：7选择合适试剂完成甲、乙两组实验。甲组：检验含Fe3的溶液中是否含有Fe2；乙组：检验含Fe2的溶液中是否含有Fe3。下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是(B)试剂选项甲组乙组A新制氯水、KSCN溶液NaOH溶液B酸性KMnO4溶液KSCN溶液CKOH溶液溴水D溴水酸性KMnO4溶液解析：甲组，在Fe3存在的条件下，检验Fe2，要排除Fe3干扰。所选试剂具备下列条件：一是能与Fe2发生有明显现象的反应；二是Fe3不反应，不干扰现象观察。只有酸性KMnO4溶液符合条件：5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O，现象是紫色变浅(或褪去)。乙组，在Fe2存在的条件下，检验Fe3，用KSCN溶液检验Fe3，Fe2无干扰。8向一定量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 molL1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出标准状况下的气体224 mL，在溶液中加入KSCN溶液无红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同量的此混合物，能得到铁的质量为(C)A11.2 gB5.6 gC2.8 gD无法计算解析：根据题意可得，恰好反应后溶液中只存在FeCl2，根据元素守恒可建立关系式：n(Fe)n(Fe2)n(Cl)n(HCl)0.1 L1 molL10.05 mol，m(Fe)0.05 mol56 gmol12.8 g。9向Fe2O3、CuO、Fe、Cu的混合粉末中加入过量的稀硫酸，充分反应后，仍有红色粉末存在，则关于溶液中阳离子的判断正确的是(C)A只有Fe2和Cu2B一定有Fe2、Cu2，可能有Fe3C一定有Fe2，可能有Cu2D只有Fe2 解析：由于红色粉末是Cu，所以溶液当中肯定没有Fe3；由于氧化性：Fe3Cu2，无论是和Fe反应，还是和Cu反应，溶液中一定存在Fe2；当Fe过量时，不存在Cu2；当Fe不足时，有Cu2，故C正确。二、非选择题10把等物质的量的Cu、Fe粉投入一定量的FeCl3溶液中充分反应，然后取出部分溶液。(1)若滴加一滴KSCN溶液，溶液显红色，则溶液中存在的离子有_Cu2、Fe2、Fe3、Cl_。(2)若滴加一滴KSCN溶液，溶液不显红色，则溶液中一定存在的离子有_Fe2、Cl_，可能存在的金属粉末有_Fe_、Cu或Cu_。(3)若加入的金属全部溶解，则溶液中n(Cu2)n(Fe2)_15_。(4)若(3)反应后的溶液中有三种金属离子，欲从中回收Cu和FeCl3，需要用到的试剂有(按反应顺序填写)_Fe、稀盐酸、新制氯水_。解析：还原性FeCu，故Fe3优先与Fe反应：2Fe3Fe=3Fe2，然后与Cu反应：2Fe3Cu=2Fe2Cu2。(1)若滴加KSCN溶液显红色，说明Fe3过量，则Cu、Fe粉均已溶解，故溶液中的离子有Cu2、Fe2、Fe3、Cl。(2)若滴加KSCN溶液，溶液不显红色，则Fe3已完全反应，溶液中一定存在的离子是Fe2、Cl，金属粉末可能是Fe、Cu的混合物，或只有铜。(3)通过反应方程式看，等物质的量的Cu、Fe粉完全溶解，所产生的n(Cu2)n(Fe2)15。(4)为从溶液中提取Cu，应向溶液中加入过量铁粉：FeCu2=Fe2Cu；然后用盐酸溶解过量铁粉：Fe2HCl=FeCl2H2；过滤后，向滤液中加入新制氯水即可得到FeCl3：2FeCl2Cl2=2FeCl3。11已知A为常见的金属单质，根据如图所示的转化关系回答下列问题。(1)确定A、B、C、D、E、F的化学式：A为_Fe_，B为_Fe3O4_，C为_FeCl2_。D为_FeCl3_，E为_Fe(OH)2_，F为_Fe(OH)3_。(2)写出的化学方程式及、的离子方程式：4Fe(OH)2O22H2O= 4Fe(OH)32Fe2Cl2=2Fe32Cl2Fe3Fe=3Fe2。解析：由题意可知A为Fe，B为Fe3O4，C为FeCl2，D为FeCl3，E为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3。12(1)合成氨工业生产中所用的Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe2O3。某FeO、Fe2O3混合物中，铁原子、氧原子的物质的量之比为45，其中FeO、Fe2O3的物质的量之比为_21_。当催化剂中2