高中化学必修一 专题3.2.1合金解析版）

第三章  铁  金属材料 

第二节 金属材料

第1课时  合金

1．高铁、移动支付、共享单车、网购，被称为中国“新四大发明”。用于高铁和共享单车制造业的重要金属材料是(　　)

A．Na﹣K合金 B．Cu﹣Sn合金 C．Sn﹣Pb合金 D．Mg﹣Al合金

【答案】D

【解析】

A.Na﹣K合金作熔点低，导热性好，所以用Na﹣K合金作原子反应堆的导热剂，不是用于高铁和共享单车制造业的重要金属材料，故A错误；

B.铜锡合金密度较大，不适宜于用于高铁和共享单车制造业，故B错误；

C.Sn﹣Pb合金密度较大，不适宜于用于高铁和共享单车制造业，故C错误；

D.镁铝合金(如硬铝，成分为0.5% Mg、0.5% Mn、0.7% Si、4% Cu其余为Al)由于强度和硬度大，几乎相当于钢材，且密度小被广泛应用于汽车、船舶、飞机、高铁和共享单车等制造业，故D正确；

故选D。

2．下列有关铁及铁合金的说法正确的是（    ）

A．生铁是铁碳合金，而钢则为纯铁

B．生铁的硬度比纯铁的硬度小

C．减少生铁中的碳、硅、锰等元素可得到钢

D．铁的应用，经历了“铁—普通钢—不锈钢等特种钢”的演变过程

【答案】D

【解析】

A．生铁和钢都是合金，A项错误；

B．生铁的硬度比纯铁的硬度大，B项错误；

C．炼钢虽减少生铁中的碳元素，增加硅、锰等元素，C项错误；

D．随着文明和技术的进步，铁的应用，经历了“铁—普通钢—不锈钢等特种钢”的演变过程，故D正确。

答案选D。

3．下列有关金属及其合金的说法错误的是（    ）

A．目前我国流通的硬币是由合金材料制成的

B．低碳钢硬而脆，处理后弹性好，可用于制器械、弹簧、刀具等

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，对内部金属起保护作用

【答案】B

【解析】

A．目前我国流通的硬币是由合金材料制成：1角的为不锈钢，5角的为钢芯镀铜，1元的为钢芯镀镍，故A正确；

B．高碳钢硬而脆，处理后弹性好，可用于制器械、弹簧、刀具等，故B错误；

C．制造照明弹是利用了镁燃烧发出耀眼的白光，故C正确；

D．铝与氧气反应生成致密的氧化铝保护膜，对内部金属起保护作用，故D正确；

故选B。

4．（2020·深圳市龙岗区科城实验学校高一月考）下列关于铝的叙述中，不正确的是(    )

A．铝是地壳里含量最多的金属元素 B．铝是一种比较活泼的金属

C．在常温下，铝不能与氧气反应 D．在化学反应中，铝易失去电子，是还原剂

【答案】C

【解析】

A、地壳中元素含量由高至低依次为：氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁，铝为是地壳里含量最多的金属元素，故A不符合题意；

B、铝原子最外层电子数为3，较易失去，因此铝是一种比较活泼的金属，故B不符合题意；

C、铝的化学性质较为活泼，易被氧化，在空气中易被氧气氧化生成氧化铝，故C符合题意；

D、铝原子最外层电子易失去而被氧化，在氧化还原中作还原剂，故D不符合题意。

5．合金相对于纯金属制成的金属材料来说优点是

①合金的硬度一般比它的各成分金属的大  ②一般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，可得到具有不同性能的合金  ④合金比纯金属的导电性更强  ⑤合金比纯金属的应用范围更广泛

A．①②③⑤ B．②③④ C．①②④ D．①④⑤

【答案】A

【解析】

①合金的硬度一般比它的各成分金属的大，故①正确；

②一般合金的熔点比它的各成分金属的更低，故②正确；

③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，故③正确；

④一般情况下，合金的导电性和导热性低于任一组分金属，故④错误；

⑤由于合金的许多性能优于纯金属，所以在应用材料中大多使用合金，故⑤正确；

综上所述，题目中①②③⑤正确，故本题应选A。

6．（2020·辽河油田第二高级中学高一期末）下列材料中所涉及的合金不属于新型合金的是（    ）

A．飞机窝扇用的是耐高温的合金材料

B．蛟龙号载人舱是用钛合金制的

C．不锈钢盆

D．新能源汽车储氢材料

【答案】C

【解析】

A.飞机窝扇用的耐高温的合金材料是钛合金，属于新型合金，A不合题意；

B．由于钛合金的硬度大、耐酸碱的腐蚀，因此可用于蛟龙号载人舱的舱体材料等，属于新型合金，B不合题意；

C．不锈钢在19世纪末20世纪初的研制、投产，是一种由铁和碳元素形成的传统合金，还添加了少量的铬、镍等金属，不属于新型合金，C符合题意；

D．新能源汽车储氢材料，有LaNi5、Mg2Cu、Mg2Ni等，属于新型合金，D不合题意。

故选C。

7.下列说法不正确的是（   ）

A．我国最早使用的合金是由铜锌合金制成的青铜器

B．储氢合金是一类能大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料

C．一般汽车配件中的发动机使用的是密度小、强度大且耐腐蚀的铝合金材料

D．钛合金，形状记忆合金，耐热合金以及储氢合金都属于新型合金

【答案】A

【解析】

A．青铜是铜锡合金，是我国使用最早的合金，选项A错误；

B．储氢合金能够大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物的材料，选项B正确；

C．铝合金材料密度小、强度大且耐腐蚀，适合制造发动机，选项C正确；

D．钛合金，形状记忆合金，耐热合金以及储氢合金都属于新型合金，选项D正确。

答案选A。

【点睛】本题考查合金的概念及其重要应用，掌握新型合金材料特有的特性是解答的关键，易错点为选项D：D．由于钛合金的硬度大、耐酸碱的腐蚀，因此可用于发展航空飞机的机体材料等；耐热合金在高温下具有良好的机械性能和化学稳定性，属于新型合金，广泛应用于卫星、航空航天，镍和钛混合成为合金，叫记忆合金．有自己独特的物理特性，就是温度变化会引起外形变化，同时有记忆能力，能恢复原来形状，广泛应用于生物工程和电子工程等领域。

8．与纯金属相比，合金具有很多优点，常用于建造桥梁、房屋的合金是（     ）

A．硬铝    B．钛合金    C．钢    D．镁合金

【答案】C

【解析】合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质．合金概念有三个特点：①一定是混合物；②合金中各成分都是以单质形式存在；③合金中至少有一种金属。用于建军造桥梁、房屋的合金一定是强度高、韧性好、产量大的合金，符合这一要求的是钢。答案选C。

9．（2020·鲁甸县第二中学高一期末）汞合金是目前使用较广泛的补牙材料，汞合金除含有汞外，还含有锌、锡铜等金属。下列有关汞合金说法不正确的是（     ）

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大

C．汞合金的熔点比汞低 D．汞合金的毒性远低于汞的毒性

【答案】C

A．合金是指由两种以上的金属与金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质，选项A正确；

B．合金一般比各成分金属的强度和硬度都大，选项B正确；

C．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，选项C不正确；

D．而长期使用中未见中毒现象，说明它比汞的毒性要低，选项D正确。

答案选C。

【点睛】

本题考查合金的性质。根据合金的概念：金属与金属或金属于非金属的混合物。合金的熔点比各成分的熔点低，但硬度比各成分硬度高。合金的性能比组成它的纯金属的性能优良。

10．制取合金常用的方法是将两种或多种金属(也可为金属和非金属)加热到某一温度使其全部熔化，再冷却成为合金。试据下表数据判断(其他条件均满足)，下列合金不宜采用上述方法制取的是（      ）

A．铁铜合金 B．镁铁合金 C．钠铝合金 D．铁铝合金

【答案】B

【解析】

A．根据表中数据，铁、铜的熔沸点有交集，则可形成铁铜合金，A与题意不符；

B．根据表中数据，镁、铁的熔沸点无交集，则不能形成镁铁合金，B符合题意；

C．根据表中数据，钠、铝的熔沸点有交集，则可形成钠铝合金，C与题意不符；

D．根据表中数据，铁、铝的熔沸点有交集，则可形成铁铝合金，D与题意不符；

答案为B。

11．中国载人潜水器“蛟龙”号在西太平洋的马里亚纳海沟试验海域成功创造了载人深潜新的历史纪录，首次突破7 000米，最深达到7 020米海底。“蛟龙”号载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金，下列有关合金的说法中正确的是(　　)

A．钛合金是一种新型的金属单质

B．钛合金的熔点比成分金属的低，硬度小

C．钛合金的化学性质与钛单质相同

D．青铜、碳素钢、合金钢和硬铝均是合金

【答案】D

【解析】

A.合金是指两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质，不属于新型金属单质，A项错误；

B.合金的熔点一般比成分金属的熔点低，但硬度大，B项错误；

C.合金的化学性质与其成分金属的化学性质是相同的，钛合金除具备钛单质的性质外，还具有其他成分的性质，C项错误；

D. 青铜是铜锌的合金，碳素钢是铁碳的合金，合金钢是铁、碳、铬、镍等的合金，硬铝是铝、镁、硅、铜、锰的合金，D正确；

故选D。

【点睛】

合金钢的分类：(1)按合金元素的含量分：①低合金钢——合金元素总含量小于等于5%；②中合金钢——合金元素总含量在5%~10%之间；③高合金钢——合金元素总含量大于等于10%；(2)按合金元素的种类分：有铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢、铬镍钼钢、硅锰钼钒钢等。

(3)按主要用途分：①结构钢：建筑及工程用结构钢、机械制造用结构钢；②工具钢；③特殊性能钢。

12．（2019·山东微山县第二中学高一月考）“嫦娥四号”月球探测器于2019年1月3日实现人类首次月背登陆。“嫦娥四号”中使用了大量合金。下列有关金属或合金的说法中不正确的是(　 　)

A．生铁属于合金

B．合金的化学性质与其成分金属的化学性质不同

C．一般合金的熔点比各成分金属的低

D．改变原料的配比、生成合金的条件，可以得到具有不同性能的合金

【答案】B

【解析】

A、生铁是含碳量大于2%的铁碳合金，故A正确；

B、合金的化学性质一般与各成分金属的化学性质相同，故B错误；

C、一般地，合金的熔点比它的各成分金属的熔点低，故C正确；

D、不同的合金具有不同的性能，改变原料的配比、改变生成合金的条件，得到有不同性能的合金，故D正确；

故答案选B。

【点睛】

制作合金时，没有发生化学反应，只是将它们混熔在一起；合金相对于组成它的金属来说，一般具有密度较小、熔点较低、耐腐蚀性强、硬度大、机械强度大等方面的特点。

13．（2020·勐腊县第二中学高一期末）“神八”与“天宫一号”的成功对接，标志着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中错误的是(　　)

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

【答案】D

【解析】

A、合金的熔点都会比其中的单一的一种金属的熔点低，A正确；

B、铝是一种比较活泼的金属，尤其是在熔融状态下会非常容易与空气中的氧气发生氧化还原反应，所以必须采取相应的保护措施，B正确；

C、由于镁铝合金在空气中会和氧气反应在其表面生成氧化膜，阻止反应的进一步进行，所以比较耐腐蚀。但铝是一种特殊的金属，铝、氧化铝都会与烧碱溶液发生反应，所以镁铝合金会被烧碱溶液腐蚀，C正确；

D、镁或铝均能与盐酸反应，因此镁铝合金在盐酸中能被溶解，D错误。

答案选D。

14．发展大飞机项目是我国的重要举措，C919大型飞机的制造采用了大量新材料铝锂合金。下列关于铝锂合金的说法不正确的是(　　)

A．铝锂合金是铝与锂形成的混合物

B．铝锂合金的硬度比锂大

C．铝锂合金的熔、沸点比铝低

D．铝锂合金耐酸碱腐蚀

【答案】D

【解析】

A．合金是混合物，故A正确；

B．铝锂合金的硬度比单一成分金属锂的大，故B正确；

C．铝锂合金的熔沸点比单一成分金属铝低，故C正确；

D．铝锂合金具有金属铝和锂的性质，不能耐酸碱腐蚀，故D错误；

故答案为D。

15．（2020·北京高一期末）合金的应用促进了人类社会的发展。下列不属于合金的是（    ）

【答案】B

【解析】合金是两种或两种以上的金属（或金属和非金属）熔合而成的混合物，具有金属的性质和良好的性能。

A.为了满足某些尖端技术发展的需要,新型合金材料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，属于合金，故A不符合题意

B.瓷器属于硅酸盐产品，不属于合金，故B符合题意；

C. 钢属于合金，是金属材料，故C不符合题意；

D.由于钛合金的硬度大、耐酸碱的腐蚀，因此可用于发展航空飞机的机体材料等，属于合金，故D不符合题意；

答案选B。

【点睛】合金中可以加入金属或非金属，一定是具有金属特性的混合物。

16．中国是最早生产和研究合金的国家之一。春秋战国时期的名剑“干将”、“莫邪”性能远优于当时普遍使用的青铜剑，它们的合金成分可能是(　　)

A．钠合金 B．硬铝 C．生铁 D．钛合金

【答案】C

【解析】人们利用金属最早的合金是青铜器，是铜锡合金，春秋战国时期的名剑“干将”、“莫邪”性能远优于当时普遍使用的青铜剑，根据当时的技术水平，结合金属活动性顺序，可以推断它们的合金成分可能是生铁，不可能是其他三种活泼金属的合金，故答案选C。

【点睛】

人类利用金属的先后和金属的活动性和在地壳中的含量有关，金属越不活泼，利用的越早，金属越活泼，提炼工艺较复杂，故利用的越晚。

17．（2020·禄丰县教育局高一月考）化学对人类社会进步和发展的贡献之一是发现和研制了各种材料，例如，金属就是我们生活中不可或缺的重要材料，根据你学过的有关金属的知识，回答下列问题：

(1)铜钱在我国历史上曾经是一种广泛流通的货币，铜常用于制造货币的原因可能是________(填序号)。

A．铜的熔点不是太高，易于冶炼，铸造成型

B．铜的性质不活泼，不易被腐蚀

C．我国较早的掌握了湿法冶炼铜的技术

D．自然界有大量的游离态的铜

(2)钢铁制品的使用更为广泛，但是铁制品易生锈，铁锈的主要成分是____________(填名称)，铁的氧化物常见的还有_____________、___________(填化学式)。

(3)铝制品因为表面易形成致密的氧化铝薄膜而经久耐用，但是该氧化膜易被酸碱破坏，若使氧化铝与氧氧化钠溶液作用，反应的离子方程式为：___________________。

【答案】ABC    三氧化二铁    FeO    Fe3O4    Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O   

【解析】(1)A．铜的熔点不是太高，易于冶炼、铸造成型，可应用于制造货币，A正确；

B．铜的性质不活泼，不与空气中的水氧气等反应，不易被腐蚀，B正确；

C．我国较早的掌握了湿法冶炼铜的技术，利用Fe与硫酸铜反应生成Cu，C正确；

D．自然界有大量铜矿，开采后提炼Cu，D错误；

故合理选项是ABC；

(2)铁制品易生锈，铁锈的主要成分是三氧化二铁；常见铁的氧化物有FeO、Fe3O4；

(3)氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O。

【点睛】

本题考查氧化铝和铜的性质，把握氧化铝的两性及金属铜的活泼性与使用历史的关系为解答的关键，侧重基础知识的考查。

18．铜、铁、铝是应用最广泛的三种金属。

（1）它们在人类的金属使用历史中，由早到晚的顺序为__________________________。

（2）铝制成铝箔用于食品包装，是利用它的__________(填序号)。

A．金属光泽    B．延展性    C．导电性       D．导热性

（3）表面破损的铝制品，放久了破损处会有一层“白毛”产生，“白毛”既能溶于酸又能溶于碱溶液，写出形成“白毛”的化学方程式_____________________________。

(4)向一个铝质易拉罐中充满CO2，然后往罐中注人足量的浓NaOH溶液,立即用胶布封严罐口。一会儿听到罐内发出 “咔、咔”的响声,且易拉罐变瘪;再过一会儿易拉罐又鼓起来恢复原样。请完成下列空白。

a、易拉罐变瘪的原因_______________________________________________________,反应的离子方程式为_______________________________________________________。

b、易拉罐又鼓起来的原因是________________________________________________，反应的离子方程式为________________________________________________________。

【答案】（1）铜、铁、铝

（2）  B

（3）  4Al+3O2═2Al2O3  

（4）  CO2和NaOH溶液反应，导致易拉罐内压强变小；CO2+2OH－====CO32－+H2O

  Al和NaOH溶液反应产生H2，导致易拉罐内压强又变大；2Al+2OH－+2H2O===2AlO2－+3H2↑  

【解析】

（1）活动性弱的金属不易发生化学反应，能以单质形式存在，并比较容易冶炼，故人类使用金属的顺序正好和金属的活动性相反，所以，人类开始使用这三种金属的先后排序为：铜、铁、铝，故答案为：铜、铁、铝；

（2）铝制成铝箔用于食品包装利用其良好的延展性

（3）铝在常温下可以和氧气反应在其表面形成一层致密的氧化铝薄膜，反应的化学方程式为：4Al+3O2═2Al2O3，故答案为：4Al+3O2═2Al2O3。

（4）a、易拉罐变瘪的原因是易拉罐内气体体积减少，导致压强减小，发生反应CO2+2OH－====CO32－+H2O

 b、一会儿后易拉罐又鼓起来恢复原样说明易拉罐内又充满气体，压强变大，发生反应

2Al+2OH－+2H2O===2AlO2－+3H2↑