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化学必修 第一册第二节 金属材料随堂练习题
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这是一份化学必修 第一册第二节 金属材料随堂练习题，文件包含高中化学新版必修一第15讲常见的合金及应用教师提升版docx、高中化学新版必修一第15讲常见的合金及应用学生提升版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共43页， 欢迎下载使用。
第二节 金属材料
第1课时 常见的合金及应用
一、铁合金
1．合金的概述
(1)合金是由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
(2)特征
①合金是混合物，其有各成分金属的化学性质。
②合金的熔点一般低于各成分金属的熔点。
③合金的硬度一般高于各成分金属的硬度。
④合金的性能可通过所添加的合金元素的种类、含量及生成合金的条件等加以调节。
2．铁合金
生铁
铁、碳(C%：2%～4.3%)
硬度大、抗压、性脆
制造机座、管道
钢
碳素钢
高碳钢
铁、碳(C%：＞0.6%)[来源:Z*xx*k.Com]
硬而脆，热处理后弹性好
制造器械、弹簧和刀具等[来源:学。科。网][来源:学.科.网]
中碳钢
铁、碳(C%：0.3%～0.6%)
强度高，韧性及加工性好
制造钢轨、车轮和建材等
低碳钢
铁、碳(C%：＜0.3%)
韧性、焊接性好，但强度低
制造钢板、钢丝和钢管等
合金钢
不锈钢
Fe、Cr、Ni
抗腐蚀性好
制造医疗器械、炊具、反应釜和容器、地铁列车的车体
(1)合金一定是由金属组成的混合物吗？
提示 不一定，合金中一定含有金属元素，也可能含有非金属元素。
(2)合金比成分金属的硬度大，原因是什么？
提示 纯金属内所有原子的大小和形状相同，原子的排列十分齐整，合成合金后，改变了原来有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度变大。
二、铝和铝合金
1．铝、氧化铝的性质
(1)铝、氧化铝与稀盐酸反应
实验操作
实验现象
铝片逐渐溶解，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声
离子方程式
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
(2)铝、氧化铝与NaOH溶液反应
实验操作
实验现象
试管①中一开始无气泡产生，一段时间后，铝片溶解，有无色气泡冒出，试管②中铝片立即溶解，产生无色气泡，将点燃的木条放在试管口，都有爆鸣声
离子方程式
Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(3)实验结论：
①铝既能与稀盐酸反应又能与NaOH溶液反应，都生成盐和氢气。
②氧化铝既能与稀盐酸反应又能与NaOH溶液反应，都生成盐和水。
2．铝合金
铝合金是目前用途广泛的合金之一，硬铝是在铝中添加了一定比例的Cu、Mg、Mn、Si，密度小，强度高，具有较强抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。
(1)硬铝、钢铁、水银均属于合金( )
(2)镁铝熔合成合金的过程发生了化学变化( )
(3)铝与盐酸、NaOH溶液反应的产物相同( )
(4)等量的铝分别与足量盐酸和NaOH溶液反应时，产生H2的量相同( )
(5)铝与NaOH溶液反应，氧化剂是NaOH和H2O( )
(6)Al2O3溶于过量的氨水生成NH4AlO2( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
(1)铝是活泼金属，但在日常生活中铝制品却能稳定存在，原因是什么？
提示 常温下铝与氧气反应，在铝制品表面形成致密的氧化铝薄膜，保护铝不被腐蚀。
(2)结合Al2O3的性质，说明什么是两性氧化物。
提示 Al2O3与稀盐酸反应生成AlCl3和水，与NaOH溶液反应生成NaAlO2和水，反应过程中只生成盐和水，像这样既能与酸反应又能与碱反应，只生成盐和水的氧化物为两性氧化物。
三、新型合金
1．储氢合金：一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。如Ti－Fe合金、La－Ni合金，为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。
2．其他新型合金：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。
3．用途广泛的稀土金属
(1)镧系元素(57～71号元素)及钇和钪，共17种元素为稀土元素。
我国拥有丰富的稀土资源，现已查明的世界稀土资源中，80%分布在我国，并且品种齐全。
(2)稀土金属有着广泛的用途，它既可以单独使用，也可用于生产合金。在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被称为冶金工业的维生素。
(3)稀土金属可用于制造引火合金、永磁材料、超导材料和发光材料等。稀土金属除广泛应用在冶金、石油化工、材料工业、医药及农业领域外，还逐渐深入到许多现代科技领域。
随堂练习：
1．下列物质中，不属于合金的是( )
A．硬铝 B．黄铜 C．钢铁 D．水银
答案 D
解析 硬铝是以铜为主要合金元素的铝合金，属于合金。黄铜是以锌为主要合金元素的铜合金，属于合金。钢铁属于合金。水银是金属汞，属于单质。
2．下列有关铁和铁合金的说法错误的是( )
A．生铁比铁软
B．铁有良好的导热性
C．钢是铁的合金
D．生铁在潮湿的空气中容易生锈
答案 A
解析 合金的硬度一般大于各成分金属，生铁比铁的硬度大；铁具有良好的导热性；钢是铁的合金；铁在潮湿的空气中容易生锈。
(1)含碳量是生铁和钢区别的主要标志。
(2)碳素钢又称普通钢，含碳量越低，钢的韧性越大；含碳量越大，钢的硬度越大。
3．下列与合金相关的叙述正确的有( )
①合金的硬度一般比它的成分金属的硬度都大 ②合金的熔点一般比它的成分金属的熔点都低 ③改变原料的配比、变更制造合金的工艺，可得到不同性能的合金
④合金的导电性比纯金属更强 ⑤合金的应用范围比纯金属更广
A．①②④⑤ B．①②③⑤ C．②③④ D．①②④
答案 B
解析 合金的硬度一般比其各成分金属的硬度大，①正确；合金的熔点一般低于各成分金属的熔点，一般而言，合金的导电性比纯金属弱，故②正确，④错误；改变原料配比和工艺，可以得到不同性能的合金，③正确；合金的应用更广泛，⑤正确。
(1)并非所有金属都能形成合金，因为两种金属必须熔合在一起才能形成合金。
(2)合金拥有各成分的共性，各成分的含量也会影响合金的性质。
(3)形成合金的各成分熔点相近，即一种成分的沸点不能低于另一种成分的熔点。
(4)合金的两个特点：合金的熔点一般比成分金属低，硬度比成分金属大。
4．世界上一次性建成的最长高速铁路——京沪高铁，列车时速高达380公里，车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金( )
A．比纯铝熔点高
B．具有比较活泼的化学性质
C．各种成分在自然界中含量丰富，容易获取
D．质量轻、强度大、抗腐蚀能力比较强
答案 D
解析 车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金具有质量轻、强度大、抗腐蚀能力比较强等优点。
5．我国发行的第五套人民币，1元硬币的材质为钢芯镀镍合金。下列关于1元硬币的说法不正确的是( )
A．有一定硬度，耐磨损，但硬度不能过大，否则文字和图案很难压印上去
B．化学性质稳定，耐腐蚀
C．每枚硬币的材料实际价值远远高于面值1元
D．每枚硬币的材料实际价值低于面值1元
答案 C
解析 硬币材料的实际价值应低于面值。
6．钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、耐腐蚀等，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。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 由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；由于钛和钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排异反应，因此可以用来制造人造骨，C正确；由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，作钛合金装饰门，D正确；由于其熔点高，不适合作保险丝，A错误。
7．下列有关金属的说法中，错误的是( )
A．钠应保存在煤油中
B．钠与氧气反应的产物与反应条件有关
C．铝抗腐蚀能力较强的主要原因是铝与氧气反应使表面生成一层致密的氧化物薄膜
D．自然界中金属都是以化合态形式存在
答案 D
解析 绝大多数金属化学性质活泼，以化合态形式存在于自然界中，少数不活泼金属，如金、铂等以游离态存在。
(1)活泼金属钠在常温下即被氧化，加热或点燃所得的产物为Na2O2。
(2)较活泼金属镁在空气中加热能剧烈燃烧，而铝则不能燃烧。
(3)较活泼金属铁在纯氧气中能剧烈燃烧，在潮湿的空气中易形成铁锈。
(4)不活泼的金属(如金、铂等)一般不与氧气反应。
8．(原创题)下列关于铝与NaOH溶液反应的叙述正确的是( )
A．该反应中NaAlO2是还原产物
B．该反应的氧化剂是NaOH和H2O
C．该反应的氧化剂是H2O
D．该反应中2 mol Al完全反应，生成氢气的体积为67.2 L
答案 C
解析 铝与NaOH反应的化学方程式为：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。该反应中Al是还原剂，H2O是氧化剂，NaAlO2为氧化产物，故A、B错误，C正确；当有2 mol Al完全反应时，生成H2为3 mol，在标准状况下为67.2 L，D项未指明状况，故错误。
Al与强碱溶液反应的实质
Al与强碱溶液反应的实质是Al先与溶液中的水发生置换反应：2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑，因此，Al是还原剂，H2O是氧化剂，OH－的作用是把Al表面生成的Al(OH)3除去(生成AlO溶于水)，使Al继续与水接触发生反应，所以NaOH既不作氧化剂，又不作还原剂。
9．将a mol Na和a mol Al投入m g水(足量)中，得到的溶液密度为d g/cm3，则该溶液中溶质的质量分数为( )
A.×100% B.×100%
C.×100% D.×100%
答案 A
解析 根据化学方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，Na和Al最终转化为NaAlO2，根据原子守恒，a mol Na和a mol Al恰好完全反应生成a mol NaAlO2。再根据化学方程式，a mol Na和a mol Al共放出2a mol H2。然后根据公式w＝×100%＝×100%＝×100%，故A正确。
10．等体积、等物质的量浓度的硫酸溶液、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加入等质量的铝，生成氢气的体积比为5∶6(相同条件下)，则可能是( )
A．甲、乙中都是铝过量
B．甲中铝过量，乙中碱过量
C．甲中酸过量，乙中铝过量
D．甲中酸过量，乙中碱过量
答案 B
解析 若酸、碱均过量，生成H2的体积比为1∶1，若铝均过量，甲、乙两烧杯中生成H2的体积比为2∶3。则反应情况可能为甲中铝过量，乙中碱过量。
铝与酸和强碱反应的一般规律
(1)金属铝无论是与酸还是与强碱反应，铝与氢气的关系式均为2Al～3H2↑，利用此式可以很方便地进行有关计算。
(2)一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应时，若产生的氢气的体积比为1∶3
A．铝是稀有金属
B．铝矿开采困难
C．缺乏廉价的铝冶炼技术
D．铝熔点高，作为材料不易加工
(2)铝在轿车上的应用已经大获成功，这是无可争辩的事实。比较钢而言，再生铝(回收利用)作为金属材料在汽车上应用的优点是________(双选)。
A．汽车重量减轻 B．铝的导电性能好
C．降低成本 D．铝的冶炼比铁容易
(3)目前市场上某些品牌笔记本电脑(如神舟电脑、IBM电脑等)的外壳一改以往的有机合成材料，而使用铝合金材料(有钛铝合金、镁铝合金等)，有些甚至还渗入碳纤维材料，使整体硬度得到进一步加强。铝合金材料在电脑上代替有机合成材料的目的是________(双选)。
A．增强导电性 B．增强美观
C．增加强度 D．增加运算速度
答案 (1)C (2)AC (3)BC
解析 铝是一种较活泼的金属，很难被还原，当电解法冶炼铝技术被应用于生产时，生产成本降低，且铝又具有密度小、易形成性能优良的合金等特点，使铝被广泛应用。
12．在铝制易拉罐中收集满CO2气体，然后向其中倒入足量浓NaOH溶液，并迅速用胶带将易拉罐口封住，观察到易拉罐突然变瘪了，经过一段时间后，又可以观察到的现象是________________。试解释易拉罐变瘪的原因：__________________；并解释后一现象的原因：______________。写出该过程中发生的两个反应的离子方程式：________________、______________。
答案 易拉罐又鼓起来 易拉罐中的CO2与浓NaOH溶液反应，导致易拉罐内气压降低，从而使易拉罐被大气压压瘪 浓NaOH溶液与易拉罐(Al)反应产生H2，随着易拉罐内H2量的增多，易拉罐内气压增大，又会鼓起 CO2＋2OH－===CO＋H2O 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
解析 易拉罐变瘪和变鼓与易拉罐中的气压有关，开始时NaOH溶液吸收了CO2气体，易拉罐变瘪，后来Al与NaOH溶液反应产生H2，气体压强增大，又会鼓起。
课后作业：
1.下列金属材料不属于合金的是( )
A.硬铝 B.黄铜 C.碳素钢 D.水银
2.铝镁合金材料在现代装饰材料中占有极为重要的地位,这种材料常用于制作门窗框、防护栏等。下列铝镁合金的性质与这些用途无关的是( )
A.不易生锈 B.导电性好 C.密度小 D.强度高
3.下列关于合金的认识正确的是( )
A.目前已经制得的合金的种类远远多于纯金属的种类
B.合金是化合物
C.构成合金的都是金属
D.合金具有许多优良的理化性能和机械性能,如硬度、溶沸点比纯金属高
4.下列关于氧化铝的叙述正确的是( )
A.氧化铝是金属氧化物,故为碱性氧化物
B.氧化铝溶于氢氧化钠溶液生成铝盐
C.铝表面形成的致密氧化铝薄膜能够抵御酸碱腐蚀
D.氧化铝熔点高,可作耐火材料
5.武德合金(由50%铋、25%铅、12.5%锡和12.5%镉制成，熔点为70℃)常用于制作电器保险丝，是因为它具有下列性质中的( )
①熔点低 ②延展性好 ③不易氧化 ④硬度大
A.① B.①②③ C.①② D.全部
6.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“铁一普通钢一不锈钢等特种钢”的演变过程
7.下列与合金相关的叙述正确的有( )
①合金的硬度一般比它的成分金属的硬度都大
②合金的熔点一般比它的成分金属的熔点都低
③改变原料的配比、变更制造合金的工艺，可得到不同性能的合金
④合金的导电性比纯金属的更强
⑤合金的应用范围比纯金属更广
A.仅①②⑤ B.仅①②③⑤ C.仅②③④ D.仅①②④
8.足量的两份铝粉分别与等体积的盐酸和NaOH溶液反应,同温同压下产生的气体体积比为1:1,则盐酸和NaOH溶液的物质的量浓度之比为( )
A.2:3 B.3:1 C.1:2 D.1:1
9.近年来,科学家正在研制利用铝粉作为新能源的可能性,以期望铝能成为一种石油的取代物。假如铝作为一种普遍使用的新型能源被开发利用,关于其有利因素的下列说法,你认为错误的是( )
A.铝质轻,便于运输、贮存,且安全
B.铝燃烧时放出的热量大,且燃烧后产物对环境的污染容易得到有效的控制
C.在地球上,铝矿资源比较丰富
D.现代电冶炼铝的工业技术已为铝作为新能源奠定了重要基础
10.小明家收藏了一尊铝制佛像,至今保存完好。其未被腐蚀的主要原因是( )
A.铝不易发生化学反应
B.铝的氧化物易发生还原反应
C.铝不易被氧化
D.铝易被氧化,且氧化铝膜具有保护内部铝的作用
11.下列说法中正确的是（ ）
A.黑色金属是指铁、铬、锰这三种金属
B.生铁、普通钢、不锈钢中的含碳量依次增加
C.目前用量最大、用途最广的合金是铝合金
D.地壳中含量最多的金属元素是铝元素
12.比较某合金与铁的相关物理性质,有关数据如表所示:
熔点/℃
密度/()
硬度(金刚石为10)
导电性(银为100)
某合金
2500
3.00
7.4
2.3
铁
1535
7.86
4.5
17
已知该合金耐腐蚀。由以上性质可以看出该合金不适合作( )
A.导线 B.门窗框 C.炉具 D.飞机外壳
13.碲锌镉(Te-Zn-Cd)晶体可以用于制造红外探测器的基础材料，下列有关它的叙述错误的是( )
A.它是由Te、Zn、Cd按一定比例熔合而成的，无固定的熔、沸点
B.它的硬度比Cd的大
C.它的熔沸点比Zn的低
D.它的硬度比Zn的大
14.下列说法正确的是( )
A.金属氧化物都能与水反应生成碱
B.非金属氧化物都能与水反应生成酸
C.氧化铝既能与酸反应又能与氨水反应
D.氧化铝坩埚不能用于熔融烧碱
15.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。某化学兴趣小组用实验探究Ti、Mg、Cu的活泼性顺序。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
Ti
Mg
Cu
金属表面现象
放出气泡速度缓慢
放出气泡速度快
无变化
下列有关三种金属的说法正确的是( )
A.三种金属的活泼性由强到弱的顺序是Ti、Mg、Cu
B.若钛粉中混有Mg,提纯Ti时可用稀盐酸除去Mg
C.用Ti从溶液中置换出Cu是工业制取Cu的良好途径
D.Cu和稀盐酸不发生化学反应
16.日常生活中使用的钥匙是由铝合金制成的,而不是由纯铝所制,这主要是因为铝合金的( )
A.熔点低 B.耐腐蚀性强 C.硬度大 D.密度小
17.将四份相同的铝镁合金粉末分别放入下列四种过量的溶液中充分反应，放出氢气最多的是( )
A.溶液 B.溶液
C.溶液 D.溶液
18.已知锡的熔点为231.9℃，铅的熔点为327.5℃，锡和铅按2：1组成的合金熔点为180℃，这种合金就是通常用的焊锡。作保险丝材料的“伍德合金”是锡、铋、镉、铅按1：4：1：2的质量比组成的合金，熔点为67℃，常用作电路上的保险丝。现在使用相当广泛的高压锅易熔片（熔点200℃），也是一种低熔点材料。当高压锅压力阀通路被堵，锅内压力增加，温度升高到易熔片的熔点时，易熔片熔化，通路打开，于是锅内减压、降温，从而保证了使用安全。下列材料中符合高压锅易熔片要求的是（ ）
A.Pb
B.Sn
C.K-Na合金
D.Pb-Sn合金
19.第二架国产大型客机C919将在本月底实现首飞。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
20.下列有关铝制品的应用合理的是( )
A.用铝壶盛放食醋 B.用铝罐储运浓硫酸
C.用金属丝球擦铝锅表面的污垢 D.用强碱溶液洗涤铝制餐具
21.下列关于的说法正确的是( )
A.也可以通过分解反应制得
B.加热分解为铝和氧气
C.结构致密,所以可用铝制容器盛盐酸和NaOH溶液等
D.擦去表面氧化膜的铝条,在酒精灯上灼烧时,熔化的铝滴落下来
22.最近科学家冶炼出纯度高达99.9999%的铁。你估计它不会具有的性质是( )
A.硬度比生铁低
B.与4的反应时速率比生铁快
C.在冷的浓硫酸中可钝化
D.在潮湿的空气中不易生锈
23.部分氧化的Fe-Cu合金样品(氧化物为Fe2O3、CuO)共5.76g,经如下处理:
下列说法正确的是( )
A.V=448
B.V=224
C.样品中CuO的质量为4.0g
D.滤液A中的阳离子为Fe 2+ 、Fe 3+ 、H+
24.某无色溶液含有下列离子中的若干种:、、、、、、、、。向该溶液中加入铝粉，只放出，则溶液中能大量存在的离子最多有( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
25.某校化学兴趣小组用如图所示流程除去溶液中含有的杂质离子并尽可能减少的损失[已知能与NaOH反应生成和,不能溶于弱碱]。
请回答下列问题:
(1)写出加入足量NaOH溶液时,溶液中发生反应的离子方程式:______________________________、______________________________。
(2)氢氧化钠溶液能否用氨水代替,为什么?_________________________________________。
(3)在溶液a中加入盐酸时需控制盐酸的量,原因是___________________________________,改进的方法是_____________________________________。
26.A、B、C、D、E五种物质均含有某种常见的金属元素，易溶于水。
（1）请写出下列物质的化学式。
A:________、B: ________、C: ________、D: ________。
（2）写出下列反应的化学方程式。
B→C: ________________。
B→D: ________________。
（3）写出下列反应的离子方程式。
A→D: ________________。
C→D: ________________。
27.某小组同学利用下列实验探究金属铝与不同铜盐溶液的反应:
实验
实验方案
现象
1
向溶液中加入用砂纸打磨过的铝片
铝片表面无明显现象，20min后铝片表面有极少气泡，且有很少量红色物质生成
2
向溶液中加入用砂纸打磨过的铝片
铝片表面有气泡产生，同时有红色物质析出，1min后反应进一步加快，放出大量的热，有少量黑色固体生成。一段时间后烧杯底部出现白色沉淀
（1）.打磨铝片的目的是___________________________________________。
（2）.实验中出现的红色物质是__________________________。
（3）.实验2中“1min后反应进一步加快”的原因是______________________________________________。
（4）.经检验,实验1、2中产生的无色气体是,黑色固体为CuO,试用离子方程式解释产生的原因:__________________________________________________，用文字简述黑色固体产生的原因:___________________________________________________。
（5）.依据上述实验1、2的现象推测并判断,用砂纸打磨后的铝片分别与浓度均为0.2的盐酸和硫酸溶液反应,反应速率:前者比后者__________(填“快”或“慢”)。
（6）.经证明,实验2中白色沉淀的化学成分为CuCl。某同学猜测可能是Cu与溶液反应生成了CuCl,因为Cu具有__________。依据猜测他进行了如下实验:取Cu粉与适量溶液混合,一段时间后观察无白色沉淀产生。该同学再次分析Al与溶液反应的实验现象,改进实验方案,证明了Cu与溶液反应生成了CuCl,他的改进方法为_________________________________________________。
28.学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。
请回答下列问题：
（1）A中试剂为_________。
（2）实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是__________________。
（3）检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：
①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤、洗涤、干燥、称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B中滴加足量试剂。上述操作的顺序是_________（填序号）；记录C的液面位置时，除平视外，还应_________。
（4）B中发生反应的化学方程式为__________________。
（5）若实验用铝镁合金的质量为 g，测得氢气体积为b mL（已换算为标准状况），B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为_________。
（6）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将_________（填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。
29.某课外兴趣小组为探究某种铝合金(合金元素为Mg、Al)是否符合国家质量标准(国家规定其中铝含量不能低于78%),设计如图所示装置进行实验。
（1）.如何检验该装置的气密性?_______________________________________________。
（2）.合金样品固体M与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是________________________________。
（3）.倾斜左边的装置使氢氧化钠溶液(足量)与质量为的合金粉末(固体M)充分反应,待反应停止后,进入量气管的气体的体积为(已折算成标准状况)。若量气管的最大量为50mL,则固体M中铝的质量范围为_______________________。
（4）.若将装置中的氢氧化钠溶液替换为足量的盐酸,则反应停止后量气管内气体的体积__________V(填“>”“<”或“=”)。
（5）.若,V=44.8mL(标准状况),通过计算可知,该合金__________(填“符合”或“不符合”)国家标准。
参考答案
1.答案：D
解析：A项,硬铝为铝和铜等的合金;B项,黄铜为铜和锌等的合金;C项,碳素钢为铁和碳的合金;D项,水银为单质汞,不属于合金。
2.答案：B
解析：铝镁合金作为现代装饰材料与其导电性无关。
3.答案：A
解析：B项,合金不是化合物,B项错误。C项,非金属与金属也可以制成合金,如碳素钢是铁与碳的合金,C项错误。D项,合金的熔沸点一般比纯金属的熔沸点低,D项错误。
4.答案：D
解析：A项,氧化铝是两性氧化物,A项错误。B项,氧化铝与足量氢氧化钠溶液反应生成的四羟基合铝酸钠不是铝盐,B项错误。C项,氧化铝可与酸、碱反应,C项错误。
5.答案：A
解析：当电流突然增大时电路温度升高，瞬间保险丝熔断，保护用电器的安全，所以要求保险丝的熔点低，易于熔断。武德合金常用于制作电器保险丝是因为它的熔点低。
6.答案：D
解析：A项,钢也是合金,A项错误。B项,生铁的硬度比纯铁的硬度高,B项错误。C项,炼钢是减少生铁中的碳元素,增加硅、锰等元素,C项错误。
7.答案：B
解析：合金的硬度一般比其各成分金属的硬度大，①正确;合金的熔点一般低于各成分金属的熔点，合金的导电性一般比纯金属的弱，故②正确，④错误;改变原料的配比和工艺，可以得到不同性能的合金，③正确;合金的应用更广泛,⑤正确。
8.答案：B
解析：由2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O =2NaAlO2+3H2↑,可知,参加反应的铝与酸、碱反 应生成的氢气的物质的量关系为2Al〜6HCl〜3H2,2Al〜2NaOH〜3H2,则设在相同条件下产生相同体积的氢气为3mol,需盐酸为6mol,需氢氧化钠为2mol,因盐酸和氢氧化钠溶液的体积相等,根据n=cV,则盐酸和氢氧化钠溶液物质的量浓度之比为6:2=3:1。
9.答案：D
解析：铝密度小,性质稳定,A对;铝燃烧放出大量热量,生成稳定的Al2O3,B对;铝是地壳中含量最多的金属元素,C对;电冶炼铝需耗费大量的电能,D错。
10.答案：D
解析：铝是活泼金属.易与空气中的氧气反应,在铝制品表面形成一层致密的氧化铝膜,可阻止内部的铝进一步被氧化。
11.答案：D
解析：黑色金属包括铁、铬、锰及其合金，A项错误；生铁、普通钢、不锈钢中的含碳量依次降低，B项错误；目前用量最大、用途最广的合金是钢，C项错误；地壳中含量居于前三位的元素是氧元素、硅元素、铝元素，含量最多的金属元素是铝元素，D项正确。
12.答案：A
解析：根据表中数据可知，该合金的熔点高、硬度大、导电性差，故不适合作导线。
13.答案：A
解析：碲锌镉晶体是由Te、Zn、Cd按一定比例熔合而成的具有金属特性的合金，只要比例确定，其组成就固定，因而有固定的溶、沸点；合金具有比成分金属低的熔沸点和比成分金属高的硬度，答案选A。
14.答案：D
解析：多数金属氧化物和非金属氧化物不溶于水，如CuO、、CO等。是两性氧化物，能与强酸和强碱反应，不与氨水反应，D项正确。
15.答案：D
解析：Ti在盐酸中比Mg放出气泡的速率慢，说明Ti的金属活动性比Mg的弱，A项错误；Ti和Mg均能与稀盐酸反应，所以不能用此法提纯金属Ti，B项错误；由于Ti是较为昂贵的金属，用Ti来制取Cu，成本上不合算，C项错误；活泼金属与酸发生反应时一般伴随着固体质量的减少和气体的产生，Cu加入到稀盐酸中没有发生明显变化，说明二者之间没有发生化学反应，D项正确。
16.答案：C
解析：铝合金代替纯铝制作钥匙是因为铝合金的硬度大。
17.答案：A
解析：溶液即为浓硫酸，常温下Al遇浓硫酸发生钝化；溶液时稀硝酸，Mg、Al均不与溶液反应；Mg能与稀硫酸反应产生、与NaOH溶液不反应，Al与稀硫酸和NaOH溶液反应都能产生。综上所述，产生最多的是A项。
18.答案：D
解析：纯金属Sn和Pb的熔点都超过了材料的熔点要求，A、B错；K-Na合金在常温下为液态，C错。
19.答案：D
解析：合金的熔点一般比各成分金属的低，硬度一般大于各成分金属，A项正确、D项错误；改变原料的配比，可以制得性能不同的铝锂合金，B项正确；铝锂合金具有金属的通性，有金属光泽，可导电、导热，C项正确。
20.答案：B
解析：食醋中的醋酸、强碱溶液中的碱都能与铝发生反应；用金属丝球擦拭铝制品会导致铝制品表面的氧化膜被破坏，从而使铝易被腐蚀；浓硫酸能使铝发生钝化，B项合理。
21.答案：A
解析：A项;是不溶性碱,所以受热分解也可制取,;B项:加热不分解,用电解法可制得铝;C项:能与HCl、NaOH溶液反应,所以HCl、NaOH溶液不能盛放在铝制容器中;D项:擦去氧化膜的铝条,在酒精灯上加热时,由于铝很活泼,接着与反应又生成一层氧化铝,包在熔化的铝的外层,使得Al不会滴落下来。
22.答案：B
解析：
23.答案：A
解析：A、根据最后溶液中溶质为过量H2SO4和FeSO4,而铁元素物质的量为0.04mol,说明参加反应硫酸物质的量为0.04mol,含氢离子0.08mol,其中部分氢离子生成氢气,另外的H+和合金中的氧结合成水了,由于合金中氧物质的量=0.02mol,它结合氢离子0.04mol,所以硫酸中有0.08-0.04=0.04molH+生成氢气,即生成0.02mol氢气,标况体积为448ml,故A正确;
B、依据A的计算判断,即生成0.02mol氢气,标况体积为448ml,故B错误;
C、根据B的答案知道铁元素质量=2.24g,而原来固体才5.76g,所以CuO质量不超过5.76-2.24=3.52g,故C错误;
D、生成的滤渣3.2g是铜,金属铜可以和三价铁反应,所以一定不含有三价铁离子,故D错误;
故选A.
24.答案：C
解析：溶液无色，则一定不存在；加入铝粉能放出氢气的溶液可能显酸性，也可能显碱性。若溶液显酸性，与反应生成水，与会发生反应，在酸性条件下与Al反应不放出氢气，所以可以大量存在的离子有；若溶液显碱性，与反应生成水，与反应生成，与反应可生成，由电荷守恒知阳离子必为，与反应生成，所以可以大量存在的离子有。综上所述，溶液中能大量存在的离子最多有5种。
25.答案：(1);
(2)不能;因为与氨水反应生成后，不能与氨水继续反应，从而不能将与分开。
(3)氢氧化铝能与强酸反应，所以在加入盐酸沉淀时，需要控制盐酸的量，以防止转化成通入过量二氧化碳气体
解析：(1)混合物中的在碱性条件下生成沉淀，在强碱性条件下先生成沉淀，由已知得可与NaOH反应。
(2)只能溶解在强碱溶液中，不能溶解在弱碱溶液中，故除去中含有的不能用弱碱。
(3)能溶解在强酸溶液中，故加盐酸时要控制用量，但不溶解在这种弱酸的溶液中，所以可用代替盐酸。
26.答案：（1）Al（OH）3； Al2O3；Al ；AlCl3
（2）；
（3）；
解析：
27.答案：（1）.除去表面的氧化膜
（2）.Cu(或铜)
（3）.Cu和Al在酸性条件下形成原电池，加快反应速率
（4）.、; 水解生成的受热分解生成黑色的CuO
（5）.快
（6）.还原性; 加热后观察
解析：（1）.打磨铝片可以除去其表面的氧化物薄膜。
（2）.铝的活泼性比铜强，能够置换出硫酸铜、氯化铜溶液中的铜，因此实验中出现的红色物质是铜。
（3）.反应进行1min后，置换出来的Cu和Al在酸性条件下形成原电池，加快反应速率。
（4）.、是强酸弱碱盐，水解后溶液显酸性，金属铝能够与酸反应放出氢气，反应过程中放出的热量使水解生成的氢氧化铜分解为黑色的氧化铜。
（5）.实验1的溶液中硫酸铜水解生成硫酸，反应速率慢，实验2的溶液中氯化铜水解生成盐酸，反应速率快，因此用砂纸打磨后的铝片分别与浓度均为0.2的盐酸和硫酸溶液反应，前者反应速率快。
（6）.Cu与溶液反应生成了CuCl，说明铜具有还原性。Al与溶液反应放出大量热，故要证明Cu与溶液反应生成CuCl，可以在加热后观察溶液中是否生成白色沉淀，若加热后溶液中出现沉淀，说明Cu与溶液反应生成了CuCl，若不出现沉淀，说明Cu与溶液不能反应生成CuCl。
28.答案：（1）NaOH 溶液
（2）除去铝镁合金表面的氧化膜
（3）①④③②；使D和C的液面相平
（4）
（5）
（6）偏小
解析： （1）要测定铝镁合金中铝的质量分数，应使铝反应而镁不反应，则加入的试剂不是酸溶液而应是碱溶液，常用氢氧化钠溶液。（2）镁、铝均是活泼金属，在空气中易被氧化，在其表面形成氧化膜，实验前先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是除去铝镁合金表面的氧化膜。（3）实验前首先记录C中液面位置，然后加入氢氧化钠溶液，当不再有气体产生且恢复至室温时再记下C中液面位置，最后将B中剩余固体过滤、洗涤、干燥、称重，所以题述操作的顺序是①④③②。由于气体的体积会受压强的影响，所以记录液面位置时还需要使D和C的液面相平。（4）氢氧化钠溶液与铝反应，与镁不反应，则B中反应的化学方程式为。（5）氢气的物质的量是mol，根据反应方程式可知需要金属铝的物质的量是mol。合金中铝的质量是（a-c）g，则铝的相对原子质量=。（6）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则剩余固体质量偏大，即c偏大，所以测得铝的质量分数将偏小。
29.答案：（1）.安装好装置并在量气管内加入水,向下或向上移动水准管,静置片刻.若水准管的液面与量气管的液面维持一定的高度差,说明装置气密性良好
（2）.
（3）.[或]
（4）.>; （5）.符合
解析：（1）.利用压强差法检验装置的气密性。
（2）.Mg、Al中Al可与NaOH反应
（3）.
, x=0.04g
产生气体不能超过量气管的最大量程,故0
（5）.
故符合国家标准。
第二节 金属材料
第1课时 常见的合金及应用
一、铁合金
1．合金的概述
(1)合金是由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
(2)特征
①合金是混合物，其有各成分金属的化学性质。
②合金的熔点一般低于各成分金属的熔点。
③合金的硬度一般高于各成分金属的硬度。
④合金的性能可通过所添加的合金元素的种类、含量及生成合金的条件等加以调节。
2．铁合金
生铁
铁、碳(C%：2%～4.3%)
硬度大、抗压、性脆
制造机座、管道
钢
碳素钢
高碳钢
铁、碳(C%：＞0.6%)[来源:Z*xx*k.Com]
硬而脆，热处理后弹性好
制造器械、弹簧和刀具等[来源:学。科。网][来源:学.科.网]
中碳钢
铁、碳(C%：0.3%～0.6%)
强度高，韧性及加工性好
制造钢轨、车轮和建材等
低碳钢
铁、碳(C%：＜0.3%)
韧性、焊接性好，但强度低
制造钢板、钢丝和钢管等
合金钢
不锈钢
Fe、Cr、Ni
抗腐蚀性好
制造医疗器械、炊具、反应釜和容器、地铁列车的车体
(1)合金一定是由金属组成的混合物吗？
提示 不一定，合金中一定含有金属元素，也可能含有非金属元素。
(2)合金比成分金属的硬度大，原因是什么？
提示 纯金属内所有原子的大小和形状相同，原子的排列十分齐整，合成合金后，改变了原来有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度变大。
二、铝和铝合金
1．铝、氧化铝的性质
(1)铝、氧化铝与稀盐酸反应
实验操作
实验现象
铝片逐渐溶解，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声
离子方程式
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
(2)铝、氧化铝与NaOH溶液反应
实验操作
实验现象
试管①中一开始无气泡产生，一段时间后，铝片溶解，有无色气泡冒出，试管②中铝片立即溶解，产生无色气泡，将点燃的木条放在试管口，都有爆鸣声
离子方程式
Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(3)实验结论：
①铝既能与稀盐酸反应又能与NaOH溶液反应，都生成盐和氢气。
②氧化铝既能与稀盐酸反应又能与NaOH溶液反应，都生成盐和水。
2．铝合金
铝合金是目前用途广泛的合金之一，硬铝是在铝中添加了一定比例的Cu、Mg、Mn、Si，密度小，强度高，具有较强抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。
(1)硬铝、钢铁、水银均属于合金( )
(2)镁铝熔合成合金的过程发生了化学变化( )
(3)铝与盐酸、NaOH溶液反应的产物相同( )
(4)等量的铝分别与足量盐酸和NaOH溶液反应时，产生H2的量相同( )
(5)铝与NaOH溶液反应，氧化剂是NaOH和H2O( )
(6)Al2O3溶于过量的氨水生成NH4AlO2( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
(1)铝是活泼金属，但在日常生活中铝制品却能稳定存在，原因是什么？
提示 常温下铝与氧气反应，在铝制品表面形成致密的氧化铝薄膜，保护铝不被腐蚀。
(2)结合Al2O3的性质，说明什么是两性氧化物。
提示 Al2O3与稀盐酸反应生成AlCl3和水，与NaOH溶液反应生成NaAlO2和水，反应过程中只生成盐和水，像这样既能与酸反应又能与碱反应，只生成盐和水的氧化物为两性氧化物。
三、新型合金
1．储氢合金：一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。如Ti－Fe合金、La－Ni合金，为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。
2．其他新型合金：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。
3．用途广泛的稀土金属
(1)镧系元素(57～71号元素)及钇和钪，共17种元素为稀土元素。
我国拥有丰富的稀土资源，现已查明的世界稀土资源中，80%分布在我国，并且品种齐全。
(2)稀土金属有着广泛的用途，它既可以单独使用，也可用于生产合金。在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被称为冶金工业的维生素。
(3)稀土金属可用于制造引火合金、永磁材料、超导材料和发光材料等。稀土金属除广泛应用在冶金、石油化工、材料工业、医药及农业领域外，还逐渐深入到许多现代科技领域。
随堂练习：
1．下列物质中，不属于合金的是( )
A．硬铝 B．黄铜 C．钢铁 D．水银
答案 D
解析 硬铝是以铜为主要合金元素的铝合金，属于合金。黄铜是以锌为主要合金元素的铜合金，属于合金。钢铁属于合金。水银是金属汞，属于单质。
2．下列有关铁和铁合金的说法错误的是( )
A．生铁比铁软
B．铁有良好的导热性
C．钢是铁的合金
D．生铁在潮湿的空气中容易生锈
答案 A
解析 合金的硬度一般大于各成分金属，生铁比铁的硬度大；铁具有良好的导热性；钢是铁的合金；铁在潮湿的空气中容易生锈。
(1)含碳量是生铁和钢区别的主要标志。
(2)碳素钢又称普通钢，含碳量越低，钢的韧性越大；含碳量越大，钢的硬度越大。
3．下列与合金相关的叙述正确的有( )
①合金的硬度一般比它的成分金属的硬度都大 ②合金的熔点一般比它的成分金属的熔点都低 ③改变原料的配比、变更制造合金的工艺，可得到不同性能的合金
④合金的导电性比纯金属更强 ⑤合金的应用范围比纯金属更广
A．①②④⑤ B．①②③⑤ C．②③④ D．①②④
答案 B
解析 合金的硬度一般比其各成分金属的硬度大，①正确；合金的熔点一般低于各成分金属的熔点，一般而言，合金的导电性比纯金属弱，故②正确，④错误；改变原料配比和工艺，可以得到不同性能的合金，③正确；合金的应用更广泛，⑤正确。
(1)并非所有金属都能形成合金，因为两种金属必须熔合在一起才能形成合金。
(2)合金拥有各成分的共性，各成分的含量也会影响合金的性质。
(3)形成合金的各成分熔点相近，即一种成分的沸点不能低于另一种成分的熔点。
(4)合金的两个特点：合金的熔点一般比成分金属低，硬度比成分金属大。
4．世界上一次性建成的最长高速铁路——京沪高铁，列车时速高达380公里，车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金( )
A．比纯铝熔点高
B．具有比较活泼的化学性质
C．各种成分在自然界中含量丰富，容易获取
D．质量轻、强度大、抗腐蚀能力比较强
答案 D
解析 车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金具有质量轻、强度大、抗腐蚀能力比较强等优点。
5．我国发行的第五套人民币，1元硬币的材质为钢芯镀镍合金。下列关于1元硬币的说法不正确的是( )
A．有一定硬度，耐磨损，但硬度不能过大，否则文字和图案很难压印上去
B．化学性质稳定，耐腐蚀
C．每枚硬币的材料实际价值远远高于面值1元
D．每枚硬币的材料实际价值低于面值1元
答案 C
解析 硬币材料的实际价值应低于面值。
6．钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、耐腐蚀等，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。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 由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；由于钛和钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排异反应，因此可以用来制造人造骨，C正确；由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，作钛合金装饰门，D正确；由于其熔点高，不适合作保险丝，A错误。
7．下列有关金属的说法中，错误的是( )
A．钠应保存在煤油中
B．钠与氧气反应的产物与反应条件有关
C．铝抗腐蚀能力较强的主要原因是铝与氧气反应使表面生成一层致密的氧化物薄膜
D．自然界中金属都是以化合态形式存在
答案 D
解析 绝大多数金属化学性质活泼，以化合态形式存在于自然界中，少数不活泼金属，如金、铂等以游离态存在。
(1)活泼金属钠在常温下即被氧化，加热或点燃所得的产物为Na2O2。
(2)较活泼金属镁在空气中加热能剧烈燃烧，而铝则不能燃烧。
(3)较活泼金属铁在纯氧气中能剧烈燃烧，在潮湿的空气中易形成铁锈。
(4)不活泼的金属(如金、铂等)一般不与氧气反应。
8．(原创题)下列关于铝与NaOH溶液反应的叙述正确的是( )
A．该反应中NaAlO2是还原产物
B．该反应的氧化剂是NaOH和H2O
C．该反应的氧化剂是H2O
D．该反应中2 mol Al完全反应，生成氢气的体积为67.2 L
答案 C
解析 铝与NaOH反应的化学方程式为：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。该反应中Al是还原剂，H2O是氧化剂，NaAlO2为氧化产物，故A、B错误，C正确；当有2 mol Al完全反应时，生成H2为3 mol，在标准状况下为67.2 L，D项未指明状况，故错误。
Al与强碱溶液反应的实质
Al与强碱溶液反应的实质是Al先与溶液中的水发生置换反应：2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑，因此，Al是还原剂，H2O是氧化剂，OH－的作用是把Al表面生成的Al(OH)3除去(生成AlO溶于水)，使Al继续与水接触发生反应，所以NaOH既不作氧化剂，又不作还原剂。
9．将a mol Na和a mol Al投入m g水(足量)中，得到的溶液密度为d g/cm3，则该溶液中溶质的质量分数为( )
A.×100% B.×100%
C.×100% D.×100%
答案 A
解析 根据化学方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，Na和Al最终转化为NaAlO2，根据原子守恒，a mol Na和a mol Al恰好完全反应生成a mol NaAlO2。再根据化学方程式，a mol Na和a mol Al共放出2a mol H2。然后根据公式w＝×100%＝×100%＝×100%，故A正确。
10．等体积、等物质的量浓度的硫酸溶液、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加入等质量的铝，生成氢气的体积比为5∶6(相同条件下)，则可能是( )
A．甲、乙中都是铝过量
B．甲中铝过量，乙中碱过量
C．甲中酸过量，乙中铝过量
D．甲中酸过量，乙中碱过量
答案 B
解析 若酸、碱均过量，生成H2的体积比为1∶1，若铝均过量，甲、乙两烧杯中生成H2的体积比为2∶3。则反应情况可能为甲中铝过量，乙中碱过量。
铝与酸和强碱反应的一般规律
(1)金属铝无论是与酸还是与强碱反应，铝与氢气的关系式均为2Al～3H2↑，利用此式可以很方便地进行有关计算。
(2)一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应时，若产生的氢气的体积比为1∶3
A．铝是稀有金属
B．铝矿开采困难
C．缺乏廉价的铝冶炼技术
D．铝熔点高，作为材料不易加工
(2)铝在轿车上的应用已经大获成功，这是无可争辩的事实。比较钢而言，再生铝(回收利用)作为金属材料在汽车上应用的优点是________(双选)。
A．汽车重量减轻 B．铝的导电性能好
C．降低成本 D．铝的冶炼比铁容易
(3)目前市场上某些品牌笔记本电脑(如神舟电脑、IBM电脑等)的外壳一改以往的有机合成材料，而使用铝合金材料(有钛铝合金、镁铝合金等)，有些甚至还渗入碳纤维材料，使整体硬度得到进一步加强。铝合金材料在电脑上代替有机合成材料的目的是________(双选)。
A．增强导电性 B．增强美观
C．增加强度 D．增加运算速度
答案 (1)C (2)AC (3)BC
解析 铝是一种较活泼的金属，很难被还原，当电解法冶炼铝技术被应用于生产时，生产成本降低，且铝又具有密度小、易形成性能优良的合金等特点，使铝被广泛应用。
12．在铝制易拉罐中收集满CO2气体，然后向其中倒入足量浓NaOH溶液，并迅速用胶带将易拉罐口封住，观察到易拉罐突然变瘪了，经过一段时间后，又可以观察到的现象是________________。试解释易拉罐变瘪的原因：__________________；并解释后一现象的原因：______________。写出该过程中发生的两个反应的离子方程式：________________、______________。
答案 易拉罐又鼓起来 易拉罐中的CO2与浓NaOH溶液反应，导致易拉罐内气压降低，从而使易拉罐被大气压压瘪 浓NaOH溶液与易拉罐(Al)反应产生H2，随着易拉罐内H2量的增多，易拉罐内气压增大，又会鼓起 CO2＋2OH－===CO＋H2O 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
解析 易拉罐变瘪和变鼓与易拉罐中的气压有关，开始时NaOH溶液吸收了CO2气体，易拉罐变瘪，后来Al与NaOH溶液反应产生H2，气体压强增大，又会鼓起。
课后作业：
1.下列金属材料不属于合金的是( )
A.硬铝 B.黄铜 C.碳素钢 D.水银
2.铝镁合金材料在现代装饰材料中占有极为重要的地位,这种材料常用于制作门窗框、防护栏等。下列铝镁合金的性质与这些用途无关的是( )
A.不易生锈 B.导电性好 C.密度小 D.强度高
3.下列关于合金的认识正确的是( )
A.目前已经制得的合金的种类远远多于纯金属的种类
B.合金是化合物
C.构成合金的都是金属
D.合金具有许多优良的理化性能和机械性能,如硬度、溶沸点比纯金属高
4.下列关于氧化铝的叙述正确的是( )
A.氧化铝是金属氧化物,故为碱性氧化物
B.氧化铝溶于氢氧化钠溶液生成铝盐
C.铝表面形成的致密氧化铝薄膜能够抵御酸碱腐蚀
D.氧化铝熔点高,可作耐火材料
5.武德合金(由50%铋、25%铅、12.5%锡和12.5%镉制成，熔点为70℃)常用于制作电器保险丝，是因为它具有下列性质中的( )
①熔点低 ②延展性好 ③不易氧化 ④硬度大
A.① B.①②③ C.①② D.全部
6.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“铁一普通钢一不锈钢等特种钢”的演变过程
7.下列与合金相关的叙述正确的有( )
①合金的硬度一般比它的成分金属的硬度都大
②合金的熔点一般比它的成分金属的熔点都低
③改变原料的配比、变更制造合金的工艺，可得到不同性能的合金
④合金的导电性比纯金属的更强
⑤合金的应用范围比纯金属更广
A.仅①②⑤ B.仅①②③⑤ C.仅②③④ D.仅①②④
8.足量的两份铝粉分别与等体积的盐酸和NaOH溶液反应,同温同压下产生的气体体积比为1:1,则盐酸和NaOH溶液的物质的量浓度之比为( )
A.2:3 B.3:1 C.1:2 D.1:1
9.近年来,科学家正在研制利用铝粉作为新能源的可能性,以期望铝能成为一种石油的取代物。假如铝作为一种普遍使用的新型能源被开发利用,关于其有利因素的下列说法,你认为错误的是( )
A.铝质轻,便于运输、贮存,且安全
B.铝燃烧时放出的热量大,且燃烧后产物对环境的污染容易得到有效的控制
C.在地球上,铝矿资源比较丰富
D.现代电冶炼铝的工业技术已为铝作为新能源奠定了重要基础
10.小明家收藏了一尊铝制佛像,至今保存完好。其未被腐蚀的主要原因是( )
A.铝不易发生化学反应
B.铝的氧化物易发生还原反应
C.铝不易被氧化
D.铝易被氧化,且氧化铝膜具有保护内部铝的作用
11.下列说法中正确的是（ ）
A.黑色金属是指铁、铬、锰这三种金属
B.生铁、普通钢、不锈钢中的含碳量依次增加
C.目前用量最大、用途最广的合金是铝合金
D.地壳中含量最多的金属元素是铝元素
12.比较某合金与铁的相关物理性质,有关数据如表所示:
熔点/℃
密度/()
硬度(金刚石为10)
导电性(银为100)
某合金
2500
3.00
7.4
2.3
铁
1535
7.86
4.5
17
已知该合金耐腐蚀。由以上性质可以看出该合金不适合作( )
A.导线 B.门窗框 C.炉具 D.飞机外壳
13.碲锌镉(Te-Zn-Cd)晶体可以用于制造红外探测器的基础材料，下列有关它的叙述错误的是( )
A.它是由Te、Zn、Cd按一定比例熔合而成的，无固定的熔、沸点
B.它的硬度比Cd的大
C.它的熔沸点比Zn的低
D.它的硬度比Zn的大
14.下列说法正确的是( )
A.金属氧化物都能与水反应生成碱
B.非金属氧化物都能与水反应生成酸
C.氧化铝既能与酸反应又能与氨水反应
D.氧化铝坩埚不能用于熔融烧碱
15.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。某化学兴趣小组用实验探究Ti、Mg、Cu的活泼性顺序。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
Ti
Mg
Cu
金属表面现象
放出气泡速度缓慢
放出气泡速度快
无变化
下列有关三种金属的说法正确的是( )
A.三种金属的活泼性由强到弱的顺序是Ti、Mg、Cu
B.若钛粉中混有Mg,提纯Ti时可用稀盐酸除去Mg
C.用Ti从溶液中置换出Cu是工业制取Cu的良好途径
D.Cu和稀盐酸不发生化学反应
16.日常生活中使用的钥匙是由铝合金制成的,而不是由纯铝所制,这主要是因为铝合金的( )
A.熔点低 B.耐腐蚀性强 C.硬度大 D.密度小
17.将四份相同的铝镁合金粉末分别放入下列四种过量的溶液中充分反应，放出氢气最多的是( )
A.溶液 B.溶液
C.溶液 D.溶液
18.已知锡的熔点为231.9℃，铅的熔点为327.5℃，锡和铅按2：1组成的合金熔点为180℃，这种合金就是通常用的焊锡。作保险丝材料的“伍德合金”是锡、铋、镉、铅按1：4：1：2的质量比组成的合金，熔点为67℃，常用作电路上的保险丝。现在使用相当广泛的高压锅易熔片（熔点200℃），也是一种低熔点材料。当高压锅压力阀通路被堵，锅内压力增加，温度升高到易熔片的熔点时，易熔片熔化，通路打开，于是锅内减压、降温，从而保证了使用安全。下列材料中符合高压锅易熔片要求的是（ ）
A.Pb
B.Sn
C.K-Na合金
D.Pb-Sn合金
19.第二架国产大型客机C919将在本月底实现首飞。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
20.下列有关铝制品的应用合理的是( )
A.用铝壶盛放食醋 B.用铝罐储运浓硫酸
C.用金属丝球擦铝锅表面的污垢 D.用强碱溶液洗涤铝制餐具
21.下列关于的说法正确的是( )
A.也可以通过分解反应制得
B.加热分解为铝和氧气
C.结构致密,所以可用铝制容器盛盐酸和NaOH溶液等
D.擦去表面氧化膜的铝条,在酒精灯上灼烧时,熔化的铝滴落下来
22.最近科学家冶炼出纯度高达99.9999%的铁。你估计它不会具有的性质是( )
A.硬度比生铁低
B.与4的反应时速率比生铁快
C.在冷的浓硫酸中可钝化
D.在潮湿的空气中不易生锈
23.部分氧化的Fe-Cu合金样品(氧化物为Fe2O3、CuO)共5.76g,经如下处理:
下列说法正确的是( )
A.V=448
B.V=224
C.样品中CuO的质量为4.0g
D.滤液A中的阳离子为Fe 2+ 、Fe 3+ 、H+
24.某无色溶液含有下列离子中的若干种:、、、、、、、、。向该溶液中加入铝粉，只放出，则溶液中能大量存在的离子最多有( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
25.某校化学兴趣小组用如图所示流程除去溶液中含有的杂质离子并尽可能减少的损失[已知能与NaOH反应生成和,不能溶于弱碱]。
请回答下列问题:
(1)写出加入足量NaOH溶液时,溶液中发生反应的离子方程式:______________________________、______________________________。
(2)氢氧化钠溶液能否用氨水代替,为什么?_________________________________________。
(3)在溶液a中加入盐酸时需控制盐酸的量,原因是___________________________________,改进的方法是_____________________________________。
26.A、B、C、D、E五种物质均含有某种常见的金属元素，易溶于水。
（1）请写出下列物质的化学式。
A:________、B: ________、C: ________、D: ________。
（2）写出下列反应的化学方程式。
B→C: ________________。
B→D: ________________。
（3）写出下列反应的离子方程式。
A→D: ________________。
C→D: ________________。
27.某小组同学利用下列实验探究金属铝与不同铜盐溶液的反应:
实验
实验方案
现象
1
向溶液中加入用砂纸打磨过的铝片
铝片表面无明显现象，20min后铝片表面有极少气泡，且有很少量红色物质生成
2
向溶液中加入用砂纸打磨过的铝片
铝片表面有气泡产生，同时有红色物质析出，1min后反应进一步加快，放出大量的热，有少量黑色固体生成。一段时间后烧杯底部出现白色沉淀
（1）.打磨铝片的目的是___________________________________________。
（2）.实验中出现的红色物质是__________________________。
（3）.实验2中“1min后反应进一步加快”的原因是______________________________________________。
（4）.经检验,实验1、2中产生的无色气体是,黑色固体为CuO,试用离子方程式解释产生的原因:__________________________________________________，用文字简述黑色固体产生的原因:___________________________________________________。
（5）.依据上述实验1、2的现象推测并判断,用砂纸打磨后的铝片分别与浓度均为0.2的盐酸和硫酸溶液反应,反应速率:前者比后者__________(填“快”或“慢”)。
（6）.经证明,实验2中白色沉淀的化学成分为CuCl。某同学猜测可能是Cu与溶液反应生成了CuCl,因为Cu具有__________。依据猜测他进行了如下实验:取Cu粉与适量溶液混合,一段时间后观察无白色沉淀产生。该同学再次分析Al与溶液反应的实验现象,改进实验方案,证明了Cu与溶液反应生成了CuCl,他的改进方法为_________________________________________________。
28.学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。
请回答下列问题：
（1）A中试剂为_________。
（2）实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是__________________。
（3）检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：
①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤、洗涤、干燥、称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B中滴加足量试剂。上述操作的顺序是_________（填序号）；记录C的液面位置时，除平视外，还应_________。
（4）B中发生反应的化学方程式为__________________。
（5）若实验用铝镁合金的质量为 g，测得氢气体积为b mL（已换算为标准状况），B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为_________。
（6）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将_________（填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。
29.某课外兴趣小组为探究某种铝合金(合金元素为Mg、Al)是否符合国家质量标准(国家规定其中铝含量不能低于78%),设计如图所示装置进行实验。
（1）.如何检验该装置的气密性?_______________________________________________。
（2）.合金样品固体M与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是________________________________。
（3）.倾斜左边的装置使氢氧化钠溶液(足量)与质量为的合金粉末(固体M)充分反应,待反应停止后,进入量气管的气体的体积为(已折算成标准状况)。若量气管的最大量为50mL,则固体M中铝的质量范围为_______________________。
（4）.若将装置中的氢氧化钠溶液替换为足量的盐酸,则反应停止后量气管内气体的体积__________V(填“>”“<”或“=”)。
（5）.若,V=44.8mL(标准状况),通过计算可知,该合金__________(填“符合”或“不符合”)国家标准。
参考答案
1.答案：D
解析：A项,硬铝为铝和铜等的合金;B项,黄铜为铜和锌等的合金;C项,碳素钢为铁和碳的合金;D项,水银为单质汞,不属于合金。
2.答案：B
解析：铝镁合金作为现代装饰材料与其导电性无关。
3.答案：A
解析：B项,合金不是化合物,B项错误。C项,非金属与金属也可以制成合金,如碳素钢是铁与碳的合金,C项错误。D项,合金的熔沸点一般比纯金属的熔沸点低,D项错误。
4.答案：D
解析：A项,氧化铝是两性氧化物,A项错误。B项,氧化铝与足量氢氧化钠溶液反应生成的四羟基合铝酸钠不是铝盐,B项错误。C项,氧化铝可与酸、碱反应,C项错误。
5.答案：A
解析：当电流突然增大时电路温度升高，瞬间保险丝熔断，保护用电器的安全，所以要求保险丝的熔点低，易于熔断。武德合金常用于制作电器保险丝是因为它的熔点低。
6.答案：D
解析：A项,钢也是合金,A项错误。B项,生铁的硬度比纯铁的硬度高,B项错误。C项,炼钢是减少生铁中的碳元素,增加硅、锰等元素,C项错误。
7.答案：B
解析：合金的硬度一般比其各成分金属的硬度大，①正确;合金的熔点一般低于各成分金属的熔点，合金的导电性一般比纯金属的弱，故②正确，④错误;改变原料的配比和工艺，可以得到不同性能的合金，③正确;合金的应用更广泛,⑤正确。
8.答案：B
解析：由2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O =2NaAlO2+3H2↑,可知,参加反应的铝与酸、碱反 应生成的氢气的物质的量关系为2Al〜6HCl〜3H2,2Al〜2NaOH〜3H2,则设在相同条件下产生相同体积的氢气为3mol,需盐酸为6mol,需氢氧化钠为2mol,因盐酸和氢氧化钠溶液的体积相等,根据n=cV,则盐酸和氢氧化钠溶液物质的量浓度之比为6:2=3:1。
9.答案：D
解析：铝密度小,性质稳定,A对;铝燃烧放出大量热量,生成稳定的Al2O3,B对;铝是地壳中含量最多的金属元素,C对;电冶炼铝需耗费大量的电能,D错。
10.答案：D
解析：铝是活泼金属.易与空气中的氧气反应,在铝制品表面形成一层致密的氧化铝膜,可阻止内部的铝进一步被氧化。
11.答案：D
解析：黑色金属包括铁、铬、锰及其合金，A项错误；生铁、普通钢、不锈钢中的含碳量依次降低，B项错误；目前用量最大、用途最广的合金是钢，C项错误；地壳中含量居于前三位的元素是氧元素、硅元素、铝元素，含量最多的金属元素是铝元素，D项正确。
12.答案：A
解析：根据表中数据可知，该合金的熔点高、硬度大、导电性差，故不适合作导线。
13.答案：A
解析：碲锌镉晶体是由Te、Zn、Cd按一定比例熔合而成的具有金属特性的合金，只要比例确定，其组成就固定，因而有固定的溶、沸点；合金具有比成分金属低的熔沸点和比成分金属高的硬度，答案选A。
14.答案：D
解析：多数金属氧化物和非金属氧化物不溶于水，如CuO、、CO等。是两性氧化物，能与强酸和强碱反应，不与氨水反应，D项正确。
15.答案：D
解析：Ti在盐酸中比Mg放出气泡的速率慢，说明Ti的金属活动性比Mg的弱，A项错误；Ti和Mg均能与稀盐酸反应，所以不能用此法提纯金属Ti，B项错误；由于Ti是较为昂贵的金属，用Ti来制取Cu，成本上不合算，C项错误；活泼金属与酸发生反应时一般伴随着固体质量的减少和气体的产生，Cu加入到稀盐酸中没有发生明显变化，说明二者之间没有发生化学反应，D项正确。
16.答案：C
解析：铝合金代替纯铝制作钥匙是因为铝合金的硬度大。
17.答案：A
解析：溶液即为浓硫酸，常温下Al遇浓硫酸发生钝化；溶液时稀硝酸，Mg、Al均不与溶液反应；Mg能与稀硫酸反应产生、与NaOH溶液不反应，Al与稀硫酸和NaOH溶液反应都能产生。综上所述，产生最多的是A项。
18.答案：D
解析：纯金属Sn和Pb的熔点都超过了材料的熔点要求，A、B错；K-Na合金在常温下为液态，C错。
19.答案：D
解析：合金的熔点一般比各成分金属的低，硬度一般大于各成分金属，A项正确、D项错误；改变原料的配比，可以制得性能不同的铝锂合金，B项正确；铝锂合金具有金属的通性，有金属光泽，可导电、导热，C项正确。
20.答案：B
解析：食醋中的醋酸、强碱溶液中的碱都能与铝发生反应；用金属丝球擦拭铝制品会导致铝制品表面的氧化膜被破坏，从而使铝易被腐蚀；浓硫酸能使铝发生钝化，B项合理。
21.答案：A
解析：A项;是不溶性碱,所以受热分解也可制取,;B项:加热不分解,用电解法可制得铝;C项:能与HCl、NaOH溶液反应,所以HCl、NaOH溶液不能盛放在铝制容器中;D项:擦去氧化膜的铝条,在酒精灯上加热时,由于铝很活泼,接着与反应又生成一层氧化铝,包在熔化的铝的外层,使得Al不会滴落下来。
22.答案：B
解析：
23.答案：A
解析：A、根据最后溶液中溶质为过量H2SO4和FeSO4,而铁元素物质的量为0.04mol,说明参加反应硫酸物质的量为0.04mol,含氢离子0.08mol,其中部分氢离子生成氢气,另外的H+和合金中的氧结合成水了,由于合金中氧物质的量=0.02mol,它结合氢离子0.04mol,所以硫酸中有0.08-0.04=0.04molH+生成氢气,即生成0.02mol氢气,标况体积为448ml,故A正确;
B、依据A的计算判断,即生成0.02mol氢气,标况体积为448ml,故B错误;
C、根据B的答案知道铁元素质量=2.24g,而原来固体才5.76g,所以CuO质量不超过5.76-2.24=3.52g,故C错误;
D、生成的滤渣3.2g是铜,金属铜可以和三价铁反应,所以一定不含有三价铁离子,故D错误;
故选A.
24.答案：C
解析：溶液无色，则一定不存在；加入铝粉能放出氢气的溶液可能显酸性，也可能显碱性。若溶液显酸性，与反应生成水，与会发生反应，在酸性条件下与Al反应不放出氢气，所以可以大量存在的离子有；若溶液显碱性，与反应生成水，与反应生成，与反应可生成，由电荷守恒知阳离子必为，与反应生成，所以可以大量存在的离子有。综上所述，溶液中能大量存在的离子最多有5种。
25.答案：(1);
(2)不能;因为与氨水反应生成后，不能与氨水继续反应，从而不能将与分开。
(3)氢氧化铝能与强酸反应，所以在加入盐酸沉淀时，需要控制盐酸的量，以防止转化成通入过量二氧化碳气体
解析：(1)混合物中的在碱性条件下生成沉淀，在强碱性条件下先生成沉淀，由已知得可与NaOH反应。
(2)只能溶解在强碱溶液中，不能溶解在弱碱溶液中，故除去中含有的不能用弱碱。
(3)能溶解在强酸溶液中，故加盐酸时要控制用量，但不溶解在这种弱酸的溶液中，所以可用代替盐酸。
26.答案：（1）Al（OH）3； Al2O3；Al ；AlCl3
（2）；
（3）；
解析：
27.答案：（1）.除去表面的氧化膜
（2）.Cu(或铜)
（3）.Cu和Al在酸性条件下形成原电池，加快反应速率
（4）.、; 水解生成的受热分解生成黑色的CuO
（5）.快
（6）.还原性; 加热后观察
解析：（1）.打磨铝片可以除去其表面的氧化物薄膜。
（2）.铝的活泼性比铜强，能够置换出硫酸铜、氯化铜溶液中的铜，因此实验中出现的红色物质是铜。
（3）.反应进行1min后，置换出来的Cu和Al在酸性条件下形成原电池，加快反应速率。
（4）.、是强酸弱碱盐，水解后溶液显酸性，金属铝能够与酸反应放出氢气，反应过程中放出的热量使水解生成的氢氧化铜分解为黑色的氧化铜。
（5）.实验1的溶液中硫酸铜水解生成硫酸，反应速率慢，实验2的溶液中氯化铜水解生成盐酸，反应速率快，因此用砂纸打磨后的铝片分别与浓度均为0.2的盐酸和硫酸溶液反应，前者反应速率快。
（6）.Cu与溶液反应生成了CuCl，说明铜具有还原性。Al与溶液反应放出大量热，故要证明Cu与溶液反应生成CuCl，可以在加热后观察溶液中是否生成白色沉淀，若加热后溶液中出现沉淀，说明Cu与溶液反应生成了CuCl，若不出现沉淀，说明Cu与溶液不能反应生成CuCl。
28.答案：（1）NaOH 溶液
（2）除去铝镁合金表面的氧化膜
（3）①④③②；使D和C的液面相平
（4）
（5）
（6）偏小
解析： （1）要测定铝镁合金中铝的质量分数，应使铝反应而镁不反应，则加入的试剂不是酸溶液而应是碱溶液，常用氢氧化钠溶液。（2）镁、铝均是活泼金属，在空气中易被氧化，在其表面形成氧化膜，实验前先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是除去铝镁合金表面的氧化膜。（3）实验前首先记录C中液面位置，然后加入氢氧化钠溶液，当不再有气体产生且恢复至室温时再记下C中液面位置，最后将B中剩余固体过滤、洗涤、干燥、称重，所以题述操作的顺序是①④③②。由于气体的体积会受压强的影响，所以记录液面位置时还需要使D和C的液面相平。（4）氢氧化钠溶液与铝反应，与镁不反应，则B中反应的化学方程式为。（5）氢气的物质的量是mol，根据反应方程式可知需要金属铝的物质的量是mol。合金中铝的质量是（a-c）g，则铝的相对原子质量=。（6）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则剩余固体质量偏大，即c偏大，所以测得铝的质量分数将偏小。
29.答案：（1）.安装好装置并在量气管内加入水,向下或向上移动水准管,静置片刻.若水准管的液面与量气管的液面维持一定的高度差,说明装置气密性良好
（2）.
（3）.[或]
（4）.>; （5）.符合
解析：（1）.利用压强差法检验装置的气密性。
（2）.Mg、Al中Al可与NaOH反应
（3）.
, x=0.04g
产生气体不能超过量气管的最大量程,故0
（5）.
故符合国家标准。
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