第三章　第二节　第1课时　合金　金属材料

第二节金属材料第1课时合金金属材料课后·训练提升合格考过关检验1.合金与纯金属制成的金属材料相比,优点是()。①合金的硬度一般比它的各成分金属的大②一般地,合金的熔点比它的各成分金属的更低③改变原料的配比、改变生成合金的条件,可以得到具有不同性能的合金④合金比纯金属的导电性能更强⑤合金比纯金属的应用范围更广泛A.①②③⑤ B.②③④C.①②④ D.①④⑤答案:A解析:一般情况下纯金属的导电性比合金的导电性好,④错误。2.在生活、生产中,目前用量最大、用途最广的合金是()。A.钛合金 B.铜 C.钢 D.硬铝答案:C3.下列说法不正确的是()。A.青铜是我国使用最早的合金B.生铁是合金,钢是纯铁C.生铁的熔点比纯铁的熔点低D.合金的硬度一般比它各成分金属的硬度大答案:B解析:钢是铁的合金。4.钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”,它们具有很多优良的性能,如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工,尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。关于钛和钛的合金的用途中,不切合实际的是()。A.用来作保险丝B.用于制造航天飞机C.用来制造人造骨D.用于家庭装修,作钛合金装饰门答案:A解析:根据题给信息,钛和钛的合金熔点高,故不能作保险丝;密度小、可塑性好、易加工,故为制造飞机及家居装饰的好材料;钛合金具有很好的“生物相容性”说明人体对钛排异性小,是制造人造骨的好材料。5.如图所示的实验中,投入铝片后()。A.①中产生气泡,②中不产生气泡B.①和②中都不产生气泡C.①和②中都产生气泡,①中是H2,②中是O2D.①和②中都产生气泡,且都是H2答案:D解析:Al与NaOH溶液、盐酸均反应生成H2。6.经研究发现,含有95%的铝和5%的镓、铟及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气,整个反应中只消耗铝,而反应生成的Al2O3可回收再利用,这样不仅降低了制氢气的成本,而且方便快捷,这一发现为以H2作燃料的汽车的研发树立新的里程碑。下列有关说法不正确的是()。A.此合金一定比纯铝柔软B.铝作为还原剂,有资源丰富的优势C.合金与水反应的总反应式为2Al+3H2OAl2O3+3H2↑D.合金中的镓、铟及锡对铝与水的反应可能起催化作用答案:A解析:合金的硬度一般比其成分金属的硬度大,A项错误。铝是地壳中含量最高的金属元素,B项正确。由题中信息和纯铝在常温下与水不反应知C、D项正确。7.下列关于Al2O3的说法正确的是()。A.Al2O3是金属氧化物,也是两性氧化物B.Al2O3加热分解为铝和氧气C.Al2O3结构致密,所以可用铝制容器盛盐酸和NaOH溶液等D.擦去表面氧化铝的铝条,在酒精灯上灼烧时,熔化的铝滴落下来答案:A解析:Al2O3属于两性氧化物,A项正确。Al2O3性质稳定,加热也不分解,B项错误。Al2O3既可以与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应,C项错误。铝会很快与O2反应生成Al2O3,Al2O3熔点很高,使熔化的铝不会滴落下来,D项错误。8.要除去Fe2O3中混有的Al2O3,最好的方法是()。A.用盐酸洗涤过滤B.加热用H2还原C.加热用CO还原D.用NaOH溶液洗涤、过滤答案:D解析:Fe2O3和Al2O3难溶于水,但Fe2O3和Al2O3都能与盐酸反应,反应后不能起到除杂的目的,A项不符合题意;根据Fe2O3和Al2O3的化学性质,氧化铁能被氢气或一氧化碳还原得到铁,故B、C项不符合题意;Fe2O3不与氢氧化钠溶液反应,而Al2O3能与氢氧化钠溶液发生反应Al2O3+2OH-2AlO2-+H2O,过滤得到Fe2O3,D9.下列变化不可能通过一步实验直接完成的是()。A.Al(OH)3→Al2O3B.Al2O3→Al(OH)3C.Al→AlOD.AlCl3→Al(OH)3答案:B解析:Al(OH)3加热分解可直接得Al2O3,Al与强碱溶液反应可得AlO2-,AlCl3溶液与NaOH溶液反应可直接得Al(OH)3,Al2O3难溶于水,不能通过一步反应得Al(OH)10.历史上金、银、铜主要是作为金属货币或装饰品被应用。(1)金、银、铜常被作为钱币流通,从化学角度来看,主要是利用它们的(填字母)。

A.硬度适中B.密度适中C.在自然界里都可得到纯净的单质D.不活泼性(2)试样X由氧化亚铁和氧化铜组成,取质量相等的两份试样,按如图所示进行实验:请写出步骤③中所发生的全部反应的离子方程式:

。

若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反应后,生成的不溶物W的质量是m,则每份试样X中氧化铜的质量为(用m表示)。

答案:(1)D(2)Fe+Cu2+Fe2++Cu,Fe+2H+Fe2++H2↑58m解析:(1)金、银、铜都属于不活泼金属,易加工,因此,在历史上都曾经用作货币。(2)试样与过量盐酸反应所得溶液Y为FeCl2、CuCl2、HCl混合溶液,粉末Z为Fe、Cu混合物,将Y和Z混合,发生反应:Fe+Cu2+Fe2++Cu,Fe+2H+Fe2++H2↑,由生成的溶液呈强酸性且溶液中不含Cu2+表明,不溶物W是金属铜,每份试样中氧化铜的质量为m×8064×12等级考素养提升1.中国的航空铝材处于世界领先的行列。下列关于铝合金的说法正确的是()。A.铝合金是一种混合物,它比纯铝的熔点高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,不能被NaOH溶液腐蚀D.镁铝合金在盐酸中无法溶解答案:B解析:合金均为混合物,一般来说,合金的熔点比其成分金属的熔点低,A项错误。在熔剂层覆盖下熔炼,可隔绝空气,防止高温铝液被氧气氧化,B项正确。镁和铝均能与盐酸反应,且铝与NaOH溶液反应,C、D项错误。2.甲、乙两个烧杯中分别盛有100mL4.0mol·L-1的盐酸和100mL4.0mol·L-1的NaOH溶液,向两个烧杯中均加入5.4g铝粉,在相同状况下产生气体的体积比为()。A.1∶1 B.2∶3C.3∶2 D.3∶1答案:B解析:甲、乙两烧杯中含HCl、NaOH的物质的量都为0.4mol,根据化学方程式2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑可知,5.4g(即0.2mol)Al分别与盐酸和NaOH溶液反应时,盐酸不足量而NaOH过量,故Al与盐酸反应生成H20.2mol,与NaOH溶液反应生成H20.3mol,其体积比为2∶3。3.金属Ti(钛)是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属,钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。某化学兴趣小组在实验室探究Ti、Mg、Cu的活动性顺序。他们在相同温度下,取大小相同的三种金属薄片,分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸中,观察现象如下:金属TiMgCu金属表面现象放出气泡缓慢放出气泡快无明显变化下列有关三种金属的说法正确的是()。A.三种金属的活动性由强到弱的顺序是Ti、Mg、CuB.若钛粉中混有Mg,提纯Ti时可用稀盐酸除去MgC.用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu是工业制取Cu的很好途径D.Cu与稀盐酸不发生化学反应答案:D解析:Ti在盐酸中比Mg放出气泡慢,说明Ti的金属活动性比Mg弱,A项不正确。由于Ti、Mg均能与稀盐酸反应,故不能用此法提纯金属钛,B项不正确。Ti是较为昂贵的金属,用Ti制取Cu成本太高,C项不正确。Cu在金属活动性顺序中排在H的后面,所以Cu不与稀盐酸发生反应,D项正确。4.某无色溶液中加入铝粉可以生成H2,则在该溶液中一定能大量存在的离子组是()。A.K+、Cu2+、NO3-B.K+、Na+、SO42C.K+、Ca2+、HCO3-D.Na+、Mg2+、Br-、SO答案:B解析:该无色溶液中可能存在大量H+,也可能存在大量OH-。A项,无色溶液中Cu2+不能大量存在,不符合题意;B项,所有离子与H+和OH-均不反应,符合题意;C项,HCO3-与H+和OH-均反应,不符合题意;D项,Mg2+与OH-不能大量共存5.已知X是某金属单质,X、A、B、C含同一种元素,可发生如下转化:(1)写出下列物质的化学式:X,A,B,C。(2)写出以下反应的离子方程式:②。

④。

答案:(1)AlAl2O3NaAlO2AlCl3(2)2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑Al2O3+2OH-2AlO2-+H解析:X可与酸碱反应且其为金属,则X为Al。6.把10.2g镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中,得到6.72L标准状况下的H2。试计算:(1)该合金中铝的质量分数为;

(2)该合金中镁与铝的物质的量之比为;

(3)该合金溶于足量的盐酸中,产生H2的体积(标准状况下)为。

答案:(1)52.9%(2)1∶1(3)11.2L解析:(1)把镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中,镁不反应,只有Al能与NaOH溶液反应,则:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑2mol 3×22.4Ln(Al) 6.72L2moln解得:n(Al)=0.2mol,m(Al)=0.2mol×27g·mol-1=5.4g,铝的质量分数为5.4g10(2)m(Mg)=10.2g-5.4g=4.8g,n(Mg)=4.8g24n(Mg)∶n(Al)=0.2mol∶0.2mol=1∶1。(3)设由铝生成的氢气为V1(H2),由镁生成的氢气为V2(H2),由镁和铝与盐酸的反应可知:2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑2mol 3×22.4L0.2mol V1(H2)2mol0解得:V1(H2)=6.72L。Mg+2HClMgCl2+H2↑1mol 22.4L0.2mol V2(H2)1mol0解得:V2(H2)=4.48L。V总(H2)=V1(H2)+V2(H2)=6.72L+4.48L=11.2L。7.某学习小组用下图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。(1)A中试剂为。

(2)B中发生反应的化学方程式为

。

(3)若实验所用铝镁合金的质量为ag,测得氢气体积为bmL(已换算为标准状况),B中剩余固体的质量为cg,则铝的相对原子质量为。

答案:(1)NaOH溶液(2)2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑(3)33解析:(1)Mg、Al均可以与酸反应,因此A中试剂不能为酸溶液,由于Al可以与碱溶液反应而Mg不可以,则可以用NaOH溶液与Al反应制得H2,然后用排水法收集H2,以计算Al的物质的量。(2)B中发生的是Al与碱溶液的反应。(3)(a-c)g即为铝的质量,再除以Al的物质的量即为铝的摩尔质量。而n(Al)可以由产生的H2的量求得。第三章铁金属材料(时间：45分钟满分：100分)一、选择题(本大题共12个小题，每小题3分，共36分，在每小题给出的四个选项中，有一项是符合题目要求的)1．Fe3＋在反应中主要表现的化学性质是()A．氧化性 B．还原性C．既有氧化性又有还原性 D．可燃性【答案】A2．下列溶液长期暴露在空气中会变质的是()A.CuSO4溶液 B.KCl溶液C.FeSO4溶液 D.NaCl溶液【答案】C3．下列物质能与含Fe3＋的溶液大量共存的是() A.铁粉 B.氢氧化钠溶液 C.硫酸铜溶液 D.铜粉【答案】C4．下列生活用品用金属材料制作而成的是() A.陶瓷杯 B.不锈钢碗 C.塑料盆 D.玻璃茶壶【答案】B5．下列说法正确的是()A．Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2B．向CuSO4溶液中加入铁粉，有红色固体析出，Fe2＋的氧化性强于Cu2＋的氧化性C．稀硫酸和铜粉反应可制备硫酸铜D．将铜粉加入1.0mol·L－1Fe2(SO4)3溶液中，现象是溶液变蓝，有黑色固体出现【答案】A【解析】向CuSO4溶液中加入铁粉发生反应：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，Cu2＋是氧化剂、Fe2＋是氧化产物，氧化剂的氧化性大于氧化产物，说明Cu2＋的氧化性强于Fe2＋的氧化性，B错误；稀硫酸和铜粉不反应，应该用氧化铜与稀硫酸反应制取硫酸铜，C错误；将铜粉加入1.0mol·L－1Fe2(SO4)3溶液中发生反应：2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，现象是溶液变蓝，没有黑色固体出现，D错误。6．下列反应中符合该卡通情境的是()=A．C＋2CuOeq\o(=,\s\up7(高温))2Cu＋CO2↑B．Cu＋2AgNO3=Cu(NO3)2＋2AgC．Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2D．BaCl2＋Na2SO4=BaSO4↓＋2NaCl【答案】B7．下列有关金属及其合金的说法不正确的是()A．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的B．所有合金材料都具有较强的抗腐蚀能力C．镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹D．日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对金属起保护作用【答案】B8．下列叙述正确的是()A．明矾用作净水剂不涉及化学变化B．只滴加NaOH溶液能鉴别NaCl、CuCl2、MgCl2、Na2SO4四种溶液C．氢氧化铝具有弱碱性，故可用于制胃酸中和剂D．氧化铁能与酸反应，故可用于制作红色涂料【答案】C9．汞合金是目前使用较多的补牙材料。英国《新科学家》杂志发表了一篇文章，对汞合金补牙材料的安全性提出了质疑。汞合金补牙材料中除了水银外，还含有锌、锡、铜等金属。下列有关汞合金的说法不正确的是()A．汞合金是一种具有金属特性的物质B．汞合金的强度和硬度比锡的大C．汞合金的熔点比汞的低D．汞合金的毒性远低于汞的毒性【答案】C【解析】补牙的结果是得到强度较大的固体，所以汞合金应不是液态，即其熔点不会比汞的低，C不正确。10．在500mLNaOH溶液中加入足量铝粉，反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6L，该NaOH溶液的浓度为()A．1mol·L－1 B．2mol·L－1C．1.5mol·L－1 D．3mol·L－1【答案】B【解析】2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2mol67.2Ln(NaOH)33.6Ln(NaOH)＝eq\f(2mol×33.6L,67.2L)＝1mol，c(NaOH)＝eq\f(1mol,0.5L)＝2mol·L－1。11．下表中对离子方程式书写的评价正确的是()选项离子方程式评价A将铜屑加入含Fe3＋的溶液中：Fe3＋＋Cu=Fe2＋＋Cu2＋正确BNa2O2与H2O反应：Na2O2＋H2O=2Na＋＋2OH－＋O2↑错误，氧元素质量不守恒CNaOH溶液与氧化铝反应：Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O错误，产物应该是Al(OH)3D向Fe(OH)3中加入足量稀盐酸：OH－＋H＋=H2O正确【答案】B12．下列各物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是除杂试剂，其中所加试剂正确的一组是()选项ABCDXCO2FeCl3溶液Fe2O3Na2SO4溶液YCOCuCl2AlNa2CO3ZNaOH溶液FeNaOH溶液BaCl2溶液【答案】C二、选择题(本大题共4个小题，每小题5分，共20分，在每小题给出的四个选项中，有一项是符合题目要求的)13．太空舱中可利用NiFe2O4作催化剂将航天员呼出的二氧化碳转化为氧气。已知Fe元素的化合价为＋3价，则Ni元素的化合价为()A．＋1 B．＋2C．＋3 D．＋4【答案】B14．室温时，向四份各1L0.01mol·L－1的盐酸中分别加入0.02mol下表中的金属，反应完成后再加入0.01mol的另一种金属，在全过程中，放出气体最多的是()选项ABCD第一次加入AlAlZnMg第二次加入NaMgAlCu【答案】A15．等量的铁粉分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的物质的量之比是()A．1∶1 B．3∶4C．2∶3 D．4∶3【答案】B【解析】令Fe的物质的量为1mol，则：Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑1mol1mol3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H21moleq\f(4,3)mol相同条件下体积之比等于物质的量之比，则两反应中生成氢气体积之比为1mol∶eq\f(4,3)mol＝3∶4。16．下列操作中，溶液的颜色不发生变化的是()A．氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸B．硫酸铁溶液中滴加硫氰化钾溶液C．硫酸铜溶液中加入铁粉D．氯化铁溶液中加入铁粉【答案】A三、非选择题(本大题共3个小题，共44分，请按要求作答)17．(14分)为确定某铝热剂(含氧化铁和铝)的组成，分别进行下列实验：(1)若取ag样品，向其中加入足量的NaOH溶液，测得生成的气体(标准状况，下同)体积为bL。反应的化学方程式是_______________________________________________；样品中铝的质量为________g。(2)另取ag样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3，氧化铁与铝的质量比是________。(3)待(2)中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为cL，该气体与(1)中所得气体的体积比c∶b＝________。【答案】(14分)(1)2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑(3分)eq\f(9b,11.2)(3分)(2)80∶27(4分)(3)2∶3(4分)【解析】(1)铝热剂中的铝与NaOH反应，铝与氢气的关系式为2Al～3H22×27g3×22.4Lm(Al)bL所以：m(Al)＝eq\f(54b,67.2)g＝eq\f(9b,11.2)g。(2)根据反应：2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3，氧化铁与铝的质量比为m(Fe2O3)∶m(Al)＝160∶54＝80∶27。(3)根据2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3可知，Fe和Al的物质的量相等，则产生的H2体积比为2∶3。18．(16分)已知X为Fe2O3和CuO的混合物，且氧化性强弱顺序：Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Fe2＋。X样品可发生如图所示的转化关系：(1)写出步骤③可能发生反应的离子方程式(共有3个)：____________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若溶液E中只有一种金属离子，则一定是____________________；若溶液E中含有两种金属离子，则一定是________________________。(3)若D固体是纯净物，该固体是______(填化学式)。(4)印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成的，可用FeCl3溶液作“腐蚀剂”刻制印刷电路板，该过程发生反应的离子方程式为___________________________________。【答案】(16分)(1)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋、Cu2＋＋Fe=Fe2＋＋Cu、2H＋＋Fe