《应用广泛的金属材料》习题3

应用广泛的金属材料应用广泛的金属材料 同步练习同步练习 1 下列事实与电化学腐蚀无关的是 A 埋在潮湿土壤中的铁管比干燥土壤中的更易被腐蚀 B 为保护海轮的船壳 常在船壳外面镶上锌块 C 在空气中金属银的表面生成一层黑色物质 D 镀银的铁制品 镀层破损后 露出的铁更易被腐蚀 解析 选 C 金属在潮湿土壤中易发生电化学腐蚀 而在干燥空气中难发生 A 与电化学腐 蚀有关 B 中所述船壳是钢铁与较活泼的 Zn 组成原电池 Zn 作负极被腐蚀而 Fe 被保护 B 与电化学腐蚀有关 镀银的铁器破损后形成 Fe Ag 原电池 其中 Fe 作负极被腐蚀 C 选项为银被空气中的氧气氧化为氧化银 属于化学腐蚀 D 选项形成原电池 铁作为负极 与电化学腐蚀有关 正确选项为 C 2 下列有关金属腐蚀的叙述正确的是 A 金属化学腐蚀的实质是 M ne Mn 电子直接由氧化剂提供 B 金属在潮湿的空气中腐蚀的实质是 M nH2O M OH n n 2H2 C 金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行 以析出 H2 为主 D 在潮湿的强酸性环境下 金属的电化学腐蚀主要以正极上析出 H2 为主 解析 选 D 金属的化学腐蚀是金属直接与氧化剂接触 金属提供电子 A 项错误 在碱性 或中性环境中 金属主要发生的是吸氧腐蚀 酸性环境中 金属主要发生析氢腐蚀 B C 项错误 3 2010 年北京市海淀区模拟 下列事实不能用电化学理论解释的是 A 镀锌铁比镀锡铁更耐用 B 铝制品不需要采用特殊方法保护 C 轮船吃水线以下的船壳上装有一定数量的锌块 D 钢铁在潮湿空气中比在干燥空气中腐蚀的快 解析 选 B 铝制品表面有一层致密的氧化膜 Al2O3 起保护作用 4 铝硅合金 Si 所占比例为 13 5 在凝固时收缩率很小 因而这种合金适合铸造 有下列 三种晶体 铝 硅 铝硅合金 它们的熔点由低到高的顺序是 A B C D 解析 选 B 合金的熔点低于其组分金属的熔点 而硅是原子晶体 其熔点高于金属铝 5 如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容 为研究铁锈蚀的影响因素 某同学做了如 下探究实验 序号内容实验现象 1 常温下将铁丝放在干燥空气中一个月干燥的铁丝表面依然光亮 2 常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时铁丝表面依然光亮 3 常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月铁丝表面已变得灰暗 4 将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时铁丝表面略显灰暗 5 将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面已变得灰暗 6 将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气 流中一小时 铁丝表面灰暗程度比实验 5 严重 回答以下问题 1 上述实验中发生了电化学腐蚀的是 填实验序号 在电化学腐蚀中 负极反应是 正极反应是 2 由该实验可知 可以影响铁锈蚀速率的因素是 3 为防止铁的锈蚀 工业上普遍采用的方法是 答两种方法 解析 1 上述实验中 3 4 5 6 都发生了吸氧腐蚀 都属于电化学腐蚀 在电化学腐蚀 中 2Fe 4e 2Fe2 正极反应是 O2 2H2O 4e 4OH 2 实验过程中改变的 条件是湿度 温度 O2 的浓度 还有反应介质 故影响铁锈蚀速率的因素是湿度 温度 O2 的浓度 还有电解质 3 为防止铁的锈蚀 工业上普遍采用的方法有 牺牲阳极的阴 极保护法 外加电流的阴极保护法 改变金属的内部结构 使金属性质改变 成为耐 腐蚀金属 如不锈钢等 加保护层 如采用喷油漆 涂油脂 电镀 喷镀或表面钝化等方 法使金属与空气 水等物质隔离 以防金属氧化腐蚀 答案 1 3 4 5 6 2Fe 4e 2Fe2 O2 2H2O 4e 4OH 2 湿度 温度 O2 的浓度 电解质的存在 3 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法 回答制不锈钢 加保护层等符合题意 的都可以 1 下列关于合金与纯金属性质的说法中不正确的是 A 合金是两种金属或多种金属组成的混合物 没有固定的熔点 B 相同的几种金属不同含量组成的几种合金 其性质也可能有所差别 C 合金跟金属一样能导电 导热 具有较好的延展性 D 合金的性能在很多方面比纯金属更加优越 所以应用更加广泛 解析 选 A A 项中由于合金具有特定的结构 所以其熔点也是固定的 A 错 合金具有金 属的特性 所以其导电导热性和延展性也很好 C 正确 合金中不同的金属 及相同的金 属不同的用量都可以形成性质不同的合金 即其性质可以调控 所以我们可以根据需要添 加和控制合金的性质 使它的性能更加优越 因此应用也更加广泛 B D 正确 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 99 999 9 的铁 以下是有关这种铁的叙述 其中不正确的是 双选 A 韧性比生铁好 B 在冷的浓硫酸中钝化 C 不能与盐酸反应 D 可以尽快地大量生产广泛使用 解析 选 CD 从总体上来说 铁合金比纯铁性能更优越 适合使用的范围更广 铁的纯度 越高 冶炼越困难 生产 使用的成本就越高 3 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 510836601535 沸点 883259522003000 其中不能形成合金的是 A Cu 和 Al B Fe 和 Cu C Fe 和 Na D Al 和 Cu 解析 选 C 形成合金的两种金属必须在同一温度都能熔化而且不能达到沸点 只有 C 不 符合 4 下列有关合金性质的叙述中正确的是 A 合金与各成分金属相比 具有很多优良的物理 化学或机械性能 B 相同金属元素组成的合金 元素的含量有可能不同 但其性能是相同的 C 铝与镁铝合金在冷的浓硝酸中的反应相同 D 合金具有各成分金属性质之和 解析 选 A 虽然是由相同元素组成的合金 若各元素的含量不同 则其性质也有差异 B 错 铝在冷的浓硝酸中发生钝化反应 在铝的表面上形成一层致密的氧化膜 而镁铝合金 则是镁和铝依次与浓硝酸发生常规的氧化还原反应 C 错 合金的性质并不是各成分金属 性质的简单加和 D 错 5 建筑用的钢材在出厂之前都要经过 发蓝 处理 使其表面生成一层四氧化三铁 其目 的是 A 增加钢材的硬度 B 增强钢材的抗腐蚀能力 C 使钢材美观 D 增加钢材的韧性 解析 选 B 金属 发蓝 处理后 钢材表面生成一层 四氧化三铁 其目的是在金属表 面覆盖保护层 增强抗腐蚀能力 6 下列关于牺牲保护法的叙述中不正确的是 A 食品包装袋中附加的抗氧化剂小包可能是 FeSO4 因为它是还原性较强的物质 极易与 空气中的氧气反应而确保食品包装袋中始终是无氧环境 B 白铁抗腐蚀能力强 是因为内部结构发生了变化 铁的还原性消失而难以被氧化 C 黄铜中的锌对铜起到了保护作用 D 镁块与输油管道相连可保护管道不受腐蚀 解析 选 B 白铁是镀锌铁 可隔离金属与氧化剂 起到防止化学腐蚀的作用 当镀层破 损后 有水膜存在下 锌的活泼性比铁强 充当原电池的负极而被腐蚀 铁为阴极处于还 原性环境中受到保护 B 不正确 7 金属腐蚀是指金属或合金跟接触的气体或液体发生化学反应 氧化 还原 而腐蚀损耗的 过程 下列说法不正确的是 A 铁制品表面产生的铁锈可以阻止里面的铁与空气进一步接触 B 铁制品生锈的过程是一个缓慢氧化的过程 C 车 船表面涂上一层油漆可以防止铁生锈 D 生锈报废的铁制品可以回收重新炼铁 解析 选 A 铁锈为疏松的结构 不能阻止里面的铁与空气 水进一步接触 直到锈透 8 2011 年郑州市质检 钛被誉为 太空金属 未来金属 它的强度大 密度小 可塑 性好 抗腐蚀性能强 它和它的合金被广泛用于火箭 导弹 航天飞机 船舶 化工和通 讯设备中 室温下 它不与水 稀硫酸 稀硝酸反应 但易溶于氢氟酸 推断其原因是 A 氟离子易与钛离子形成可溶性难电离物质 B 氢氟酸的氧化性比其他酸强 C 氢氟酸的还原性比其他酸强 D 氢氟酸的酸性比其他酸强 解析 选 A 氢氟酸是一种弱酸且还原性极弱 所以 C D 项错误 9 海边的铁制品比较容易生锈 月球上的铁不易腐蚀 钢铁发生腐蚀时 正极上发生的反 应为 A 2Fe 4e 2Fe2 B 2Fe2 4e 2Fe C 2H2O O2 4e 4OH D 2Fe3 2e 2Fe2 解析 选 C 钢铁的腐蚀以电化学为主 电化学中又以吸氧腐蚀为主 正极是 O2 得电子 10 2011 年湖北省八校检测 2009 年 2 月 26 日 中国收藏家蔡铭超 以 3149 万欧元拍得在火烧圆明园时流失的国宝 铜铸的鼠首和兔首 随后蔡铭超发表声明 拒绝付款 从而变相阻止竞拍 普通铜器时 间稍久容易出现铜绿 其主要成分是 Cu2 OH 2CO3 这两件 1760 年铸造的国宝在 250 年后 看上去仍然熠熠生辉 下列对其原因的分析 最可能的是 A 它们的表层都电镀上了一层耐腐蚀的黄金 B 环境污染日趋严重 它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去 C 铜的金属活动性比氢小 因此不易氧化 D 它们是含一定比例金 银 锡 锌的铜合金 解析 选 D 我国冶金工业在古代处于世界科技的领先地位 特别是合金的铸造就是在科 技发展的今日也令人惊叹 A 选项在原理上无可挑剔 但当时我国尚无电镀工业 11 钛 Ti 因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注 是航空 军工 电力等方面的必 需材料 被誉为 空间金属 和 深海金属 1 钛和钛的合金具有很多优良的性能 如熔点高 密度小 可塑性好 易于加工 钛合金 与人体有很好的 相容性 根据它们的主要性能 下列用途不切合实际的是 A 用来做保险丝 B 用于制造航天飞机 C 用来制造人造骨 D 用于制造船舶 2 常温下钛不和非金属 强酸反应 红热时 却可与常见的非金属单质反应 地壳中含钛 矿石之一称金红石 TiO2 目前大规模生产钛的方法是 第一步 金红石 炭粉混合 在高温条件下通入氯气制得 TiCl4 和一种可燃性气体 该反 应的化学方程式 该反应的还原剂是 第二步 在氩气的气氛中 用过量镁在加热条件下与 TiCl4 反应制得金属钛 简述由上述所得产物中获取金属钛的步骤 解析 1 物质的性质决定其用途 应结合题干所给的有关性质的信息来分析 由题干知钛 和钛合金的熔点高 不能用来做保险丝 其密度小 熔点高 可塑性好 可用于制造飞机 及船舶 与人体有很好的 相容性 可制造人造骨 2 第一步得到的可燃性气体应是 CO 结合原子守恒及电子转移守恒 化学方程式应为 TiO2 2C 2Cl2TiCl4 2CO 该反应中 碳元素化合价升高 C 作还原剂 高温 第二步应为镁置换钛的反应 化学方程式为 TiCl4 2MgTi 2MgCl2 所 Ar 得产物含杂质镁 镁过量 MgCl2 利用钛不与强酸反应 应加足量盐酸除去过量杂质镁 MgCl2 过滤即得钛 答案 1 A 2 TiO2 2C 2Cl2TiCl4 2CO 碳 高温 加入足量盐酸 除去过量镁 MgCl2 过滤 洗涤 12 铜是人类最早使用的金属之一 铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影 响 请完成下面的题目 在化学反应中 铜元素可表现为 0 1 2 价 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 2 铜器表面有时会生成铜绿 Cu2 OH 2CO3 Cu2 OH 2CO3 也可写成 Cu OH 2 CuCO3 它有 Cu OH 2 和 CuCO3 的化学性质 这层铜绿可用化学方法除去 试写出除去铜绿而不损伤器 物的反应的化学方程式 解析 1 据信息 铁与 CuSO4 溶液反应生成 Cu 则同时还生成 FeSO4 2 由于 Cu 与非氧化性酸 盐酸 H2SO4 稀 不反应 而 Cu2 OH 2CO3 与盐酸 稀 H2SO4 反 应溶解 故可用稀 H2SO4 或盐酸冲洗 答案 1 CuSO4 Fe FeSO4 Cu 2 Cu2 OH 2CO3 4HCl 2CuCl2 3H2O CO2 或 Cu2 OH 2CO3 2H2SO4 2CuSO4 3H2O CO2 13 某化学兴趣小组用含有铝 铁 铜的合金制取纯净的氯化铝溶液 绿矾晶体和胆矾晶体 以探索工业废料的再利用 其实 验方案如图 试完成下列各题 1 过滤用的器材已有滤纸 铁架台 铁圈和烧杯 还要补充的玻璃仪器是 2 由滤液 A 制得 AlCl3 溶液有途径 和 两条 你认为合理的是 理由是 3 写出合金与烧碱溶液反应的离子方程式 4 写出用滤渣 F 制备胆矾晶体的化学方程式 5 有同学提出可将方案中最初溶解合金的烧碱溶液改用盐酸 重新设计方案 也能制得三 种物质 你认为后者的方案是否更合理 理由是 解析 1 联想过滤装置 可知需补充的玻璃仪器有漏斗和玻璃棒 2 由题意知滤液 A 为 NaAlO2 溶液 若按途径 则发生反应 NaAlO2 4HCl NaCl AlCl3 2H2O 所得 AlCl3 溶液中会含有大量 NaCl 杂质 而按途径 时 NaAlO2 CO2 2H2O Al OH 3 NaHCO3 过滤得纯净 Al OH 3 Al OH 3 3HCl AlCl3 3H2O 所得 AlCl3 不含杂质 故合理的为途径 3 NaOH 只与合金中的 Al 反应 生成 NaAlO2 和 H2 4 滤渣 F 为 Cu 由 Cu 制备胆矾一般经过以下几个反应 2Cu O22CuO CuO H2SO4 CuSO4 H2O CuSO4 5H2O CuSO4 5H2O 5 若按该同学的方案需经如下的转化 Fe Cu AlError Error 足量盐酸 过滤 Error Error 显然操作步骤多 消耗试剂量更大 所需