考点10金属材料-2022-2023学年高一化学核心考点归纳与测试（人教版2019必修第一册）（原卷版）

考点10金属材料【核心考点梳理】一、合金与铁合金1．合金的定义与性质(1)定义：由两种或两种以上的金属与金属(或非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。属于混合物。(2)性能合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面不同于各成分金属。合金的性能可通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等加以调节。(3)纯金属与合金结构的差异纯金属内，所有原子的大小和形状都是相同的，原子的排列十分规整；纯金属形成合金后，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度变大。2．铁合金(1)生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金。(2)生铁的含碳量比钢的高。生铁的硬度大，钢具有良好的延展性。(3)钢是用量最大，用途最广的合金【核心归纳】钢的分类如下：碳素钢低碳钢：韧性、焊接性好，强度低中碳钢：强度高，韧性及加工性好高碳钢：硬而脆，热处理后弹性好合金钢具有各种不同的优良性能，用于制不锈钢及各种特种钢【典型例题】例1．（2022·江苏·沛县高一阶段练习）关于合金的叙述，不正确的是()A．合金的熔沸点一般比组成它们的各成分金属要高B．合金的硬度可以比原金属更高，化学性质也可能和原成分金属不同C．非金属和金属之间也可以形成合金D．合金的用途比纯金属的用途更广例2．（2022·河南南阳高一阶段练习）人类的日常生活中离不开合金，下列物质中不属于合金的是()A．用于门窗框架上的硬铝B．用于冶炼金属铁的赤铁矿C．用于生产铁锅的生铁D．用于制造手术刀的不锈钢例3．（2022·甘肃·高台县高一期中）硫酸亚铁缓释片可以补铁、防治贫血，但存放不当很容易变质，药片中的Fe2＋被氧化生成Fe3＋。若将药片配成溶液，需使用刚刚煮沸过又冷却的蒸馏水，原因是。实验室检验Fe3＋，除了可以用碱外，常用的试剂是(填化学式)，若，则证明有Fe3＋。二、铝和铝合金1．Al、Al2O3的主要反应及转化(1)Al与O2反应：常温下能与空气中的O2发生反应，表面形成一层致密的氧化铝薄膜。其反应方程式为4Al＋3O2=2Al2O3。(2)Al、Al2O3与酸反应将一铝片放入盐酸中，开始没有气泡，一段时间后才产生气泡，有关反应的化学方程式为Al2O3＋6HCl=2AlCl3＋3H2O、2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑。(3)Al、Al2O3与强碱的反应将一铝片放入NaOH溶液中，开始没有气泡，一段时间后才产生气泡，有关的化学方程式为Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O、2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。(4)两性氧化物：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两性氧化物，如Al2O3。2．铝合金铝合金——目前用途广泛的合金之一硬铝：一种铝合金，含Cu、Mg、Mn、Si等合金元素。密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。【核心归纳】铝与盐酸、NaOH溶液反应的应用与定量关系2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑(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。【典型例题】例1．（2022·甘肃·岷县高一期中）两份铝屑，一份与过量HCl反应，另一份与过量NaOH溶液反应，产生的H2体积(同等条件下)比为1∶2，则两份铝屑的质量比为()A．1∶2B．1∶1C．1∶3D．2∶1例2．（2022·福建·仙游高一期末）下列物质中，既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的是()①NaHCO3②Al③Al2O3④Na2CO3⑤(NH4)2SO3A．①②③⑤B．②③④C．①③④⑤D．①②④例3．（2022·甘肃·高台县第一中学高一期中）中国国产大型客机C919机身部分采用第三代新型铝锂合金材料。下列关于铝锂合金的认识不正确的是()A．铝锂合金密度较小，强度较大，硬度大于纯铝，熔点低于锂单质B．改变原料的配比，可以制得性能不同的铝锂合金C．铝锂合金具有金属光泽，可导电导热D．铝锂合金的性质与各成分金属的性质完全相同三、新型合金1．储氢合金①储氢方法eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(传统方法\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(利用高压钢瓶来储氢,储存液态氢)),现代方法：储氢合金))②含义储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。③要求：具有实用价值的储氢合金要求储氢量大，金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室温下吸、放氢的速率快。④实例：Ti­Fe合金、La­Ni合金。2．其他新型合金①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。②喷气式飞机的发动机叶片是由镍、铁、碳和钴组成的镍钴合金制造的，能承受1100℃的高温。③我国“蛟龙”号载人潜水器最关键的部件——供人活动的耐压球壳是由钛合金制造的。【核心归纳】【典型例题】例1．（2022·辽宁大连·高一期末）合金的应用极大地促进了人类社会的发展。下列不属于合金的是()A．狗头兽首铜像B．柔性显示屏(基础材料：石墨烯)C．流通硬币D．潜水器外壳(钛、铝等)例2．（2022·全国·高一课时练习）氢能是最理想的能源，科学家们研制出一种能方便地储存、释放氢气的储氢材料，这种储氢材料是A．合金 B．无机非金属 C．合成材料 D．复合材料例3．（2022·安徽阜阳·高一期末）将一个预先做好的“ICE”形状的镍钛合金，破坏形状后，只要在热水中浸泡，其便会恢复原来形状。下列说法正确的是()A．记忆合金的形状变化属于化学变化B．合金的熔点一般比各组分金属高，硬度比各组分金属小C．形状记忆合金在医疗上可用来接断骨等，在日常生活中可制眼镜框架等D．钛合金的化学性质与钛单质完全相同【考点达标针对练】1．（2022·江苏常州·高一期末）近年来，我国航空航天事业成果显著。下列成果所涉及的材料为金属材料的是()A．“天宫二号”航天器使用的质量轻强度高的材料——钛合金B．“北斗三号”导航卫星使用的太阳能电池材料——砷化镓C．“长征五号”运载火箭使用的高效燃料——液氢D．“C919”飞机身使用的复合材料——碳纤维和环氧树脂2．（2022·云南·瑞丽市第一民族中学高一阶段练习）在日常生活中人们经常使用的金属材料大多数属于合金，以下关于合金的叙述正确的是①生铁是中国历史上使用最早的合金②合金的熔点一般比各成分金属熔点高③合金往往比各成分金属的物理、化学或机械性能好④合金的性质是各成分金属性质之和A．③④ B．③ C．①② D．①②③④3．（2022·上海交大附中高一期末）将固体投入足量水中，继续向该溶液中投入已除去表面氧化膜的铝片，下列说法正确的是A．通入反应后溶液可全吸收 B．在两个反应中，水均发生化合价变化C．该过程共放出气体 D．铝片不能完全溶解在该溶液中4．（2022·全国·高一专题练习）2022年北京冬奥会上，我国短道速滑队所用冰刀材料是特殊的钢材料。下列说法中正确的是A．该合金熔点比纯铁熔点高 B．该合金硬度比纯铁高C．该合金碳含量比生铁高 D．该合金属于共价晶体5．（2022·全国·高一课时练习）形状记忆合金是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形，恢复其变形前原始形状的合金材料，即拥有“记忆”效应的合金。下列变化不是利用合金记忆效应的是A．脊柱侧弯矫形采用的哈伦顿棒，如果矫形棒的矫正力有变化，把温度升高到比体温约高，就能恢复足够的矫正力B．合金在高温环境下制作好天线，再在低温下把天线压缩成一个小球，运上太空中，太阳光的辐射使小球恢复原来的形状C．将某合金用于制造精密仪器或精密车床，一旦由于震动、碰撞等原因变形，只需加热即可排除故障D．汽车受损变形后，利用钣金喷漆整形6．（2022·全国·高一专题练习）铝合金是目前用途广泛的合金之一，下列说法错误的是A．铝合金具有硬度大，密度小特点B．合金材料的熔点一般低于其成分金属C．铝的化学性质不活泼，常温下纯铝不与氧气反应D．可以使用铝制槽罐储存浓硫酸7．（2022·上海交大附中高一期末）下列关于金属的说法不正确的是A．有显著导电性 B．熔点高于合金C．硬度强于合金 D．表面易被氧化成一层致密氧化膜8．（2022·浙江·舟山中学高一阶段练习）新材料问世常常会带动新科技、新技术的应用和发展。下列有关说法错误的是A．航空硬铝7075的强度高，且具有较强的抗腐蚀性能B．冶金工业的维生素稀土元素，不能用于生产合金C．我国研制出了一种超级钢，超级钢是一种合金D．“神舟”载人飞船表面覆盖了一种特殊材料，该材料需具有耐高温的特性9．（2022·全国·高一课时练习）歼-20飞机某铁铝合金零件取8.0g，溶于足量的稀硝酸中，金属无剩余。产生的气体在标准状况下为4.23L。向溶液中加过量的氢氧化钠溶液出现红褐色沉淀，且部分溶解，小心收集沉淀洗涤干净称重10.7g，加热分解至衡重，得固体质量为8.0g。求合金中Fe与Al的物质的量之比A．10∶9 B．9∶8 C．8∶7 D．7∶610．（2022·上海·高一专题练习）利用传感器探究在密闭环境中铝片和少量稀盐酸反应过程中温度和压强的变化，结果如图。下列说法错误的是A．50~100s，压强变大是反应放出热量导致的B．100s时，容器内温度最高C．100s之后，溶液中溶质为AlCl3D．100s之后，压强减小是因为温度降低导致的11．（2022·四川省内江市第六中学高一开学考试）如图是铝及其化合物的转化关系图(说明：NaAlO2即Na[Al(OH)4])，下列说法正确的是A．图中所有的反应均为氧化还原反应B．反应①②均为离子反应C．反应②③都能产生氢气，且产生等量氢气消耗Al的质量和转移电子数分别相等D．反应①②⑦中铝均作还原剂12．（2022·全国·高一课时练习）下列有关氧化铝的说法错误的是A．可用材料制成的坩埚熔融烧碱B．铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝保护膜，能防止内部金属被氧化C．空气中自然形成的氧化铝薄膜耐磨性较差，可采用化学方法增加膜的厚度D．氧化铝是一种两性氧化物，既能与强酸反应，也能与强碱反应13．（2022·广东珠海·高一期末）下列说法不正确的是A．铝合金广泛用于航空航天等设备的制造，不仅因为它合适的价格，更重要的是它的机械性能和密度适用于这些设备B．无论是在空气中加热FeO，还是高温下铁与水蒸汽反应，均有Fe(OH)3生成C．配制FeSO4溶液时，为防药品在存放过程中已经部分变质，可向溶液中加入少量铁粉D．铁的合金包括生铁和钢，钢又分为碳素钢和合金钢，不锈钢就是一种常见的合金钢14．（2022·安徽师范大学附属中学高一开学考试）用铝屑、稀硫酸、氢氧化钠溶液制备Al(OH)3有如下三种方案：方案一：2A1+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3↓+3Na2SO4方案二：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑2NaAlO2+H2SO4+2H2O=2Al(OH)3↓+Na2SO4方案三：2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑2A1+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O=8Al(OH)3↓+3Na2SO4欲制取相同质量的Al(OH)3(假设原料的利用率为100%)，有关说法正确的是A．方案二中消耗硫酸的质量最小.B．方案三中消耗的氢氧化钠质量最小C．三种方案中消耗铝屑的质量不相等D．三种方案中产生氢气的质量不相等15．（2022·安徽·安庆市教育教学研究室高一期末）表述Ⅰ与表述Ⅱ中，两者之间因果关系错误的是选项表述Ⅰ表述ⅡA金属钠保存在煤油中，以隔绝空气常温下，金属钠在空气中会发生反应B用溶液腐蚀印刷电路板溶液能与反应C将干燥的氯气通入盛有红色鲜花的集气瓶中，鲜花褪色干燥的氯气具有漂白性D氢氧化铝可用于治疗胃酸过多氢氧化铝可与盐酸反应A．A B．B C．C D．D16．（2022·浙江台州·高一期末）下列说法正确的是A．生铁中的含碳量比钢低B．储氢合金吸收、放出氢气的过程是物理变化C．铁是人体必需微量元素中含量最多的一种D．和都能与酸发生反应，均属于碱性氧化物17．（2022·北京平谷·高一期末）探究铝的性质实验ⅠⅡ现象：立即产生气泡现象：开始没气泡一段时间后产生气泡下列说法不正确的A．从元素化合价角度看，产生的气体只能是B．实验Ⅰ证明是氧化剂C．实验Ⅱ说明具有酸性氧化物的性质D．实验Ⅰ和Ⅱ反应后的溶液中微粒种类完全相同18．（2022·陕西省安康中学高一期末）钠、铝、铁是三种重要的金属。请回答下列问题：(1)钠元素的金属活动性比铝的___________(填“强”或“弱”)。(2)将一小块金属钠投入水中，发生反应的离子方程式为___________。(3)实验室中可用适量烧碱溶液除去中的少量，写出反应的化学方程式：___________。(4)溶液一直作为传统的铜电路板蚀刻液。①蚀刻过程中的离子方程式为___________。②蚀刻结束后，可以通过两步先分离出铜，再实现溶液的再生。ⅰ．分离铜时所加试剂和操作分别为___________。ⅱ．为实现溶液的再生可加入的物质是___________(填一种即可)。19．（2022·四川省绵阳南山中学高一开学考试）明矾[，摩尔质量为：474g/mol]常用于净水，实验室可用废易拉罐(主要含Al，还含有少量的Fe、Mg等杂质)制备明矾，其实验过程为：取12g废易拉罐加入足量NaOH溶液，生成标况下13.44L，充分反应后通入一定量，过滤后，在所得固体中加入适量和溶液，再将溶液进行适当操作制得明矾。(1)明矾属于复盐，写出在水中的电离方程式：______。(2)废易拉罐溶于NaOH溶液反应的离子方程式：______，要使溶液中铝元素完全转化为沉淀，至少通入标况下_____L。(3)若要从溶液中得到明矾晶体，请实验操作有：_____、______、过滤、洗涤、干燥。(4)若Al在转化过程中转化率为90%，则可生产___克含90%明矾粗品？(无解题过程不给分)。20．（2022·广东佛山·高一期末）用废易拉罐(主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾[]有如下两条途径。途径Ⅰ途径Ⅱ回答下列问题：(1)Al元素在周期表中的位置为___________。(2)