高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料学案设计

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料学案设计，共16页。学案主要包含了核心素养发展目标，主干知识梳理，对点训练1，对点训练2，对点训练3，对点训练4，课时跟踪检测，金属材料等内容，欢迎下载使用。
1．能从合金结构与组成的角度理解合金的特殊性能，培养宏观辨识与微观探析的能力
2．列举常见合金的组成和性能，能科学、合理的选择和使用金属材料，培养学生的科学态度和社会责任感
【主干知识梳理】
一、合金
1．合金的形成：合金是指由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
2．合金的化学性质：合金是混合物，具有各成分金属的化学性质
3．合金的结构与特性
(1)结构：纯金属内加入其他元素，结构发生变化
(2)特性：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能
①熔点：合金的熔点一般低于各成分金属或非金属单质的熔点
②硬度：常见的一些合金的硬度比其成分金属的大，原因是形成合金后，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
【微点拨】
①构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素
②合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加合；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质
③并非所有的金属都能形成合金，两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金
④合金一定是混合物，没有固定的熔点
⑤常温下，多数合金是固体，但钠钾合金是液体
【对点训练1】
1．下列所用的材料不属于合金的是( )
A．家用的铝窗 B．建筑用的钢筋
C．铸造用的黄铜 D．温度计用的水银
2．制取合金常用的方法是将两种或多种金属(或金属与非金属)加热到某一温度，使其全部熔化，再冷却得到合金。根据表中数据判断(其他条件均满足)，下列合金不易采取这种方法制取的是( )
A．Fe－Al合金 B．Na－Al合金 C．Na－Fe合金 D．Mg－Al合金
3．工业生产中常将两种金属在同一容器中加热使其熔化，冷却后得到具有金属特性的熔合物——合金。下表为一些金属元素单质的熔点和沸点的数据(其他条件均已满足)，判断哪些金属不易跟其他金属制得合金( )
A．Zn、Fe B．Fe、W C．W、Zn D．Ag、Fe
4．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、改变形成合金的条件，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．②③④ C．①②④ D．①②④⑤
二、铁合金：生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金
1．生铁
(1)生铁的含碳量：2%～4.3%
(2)性能及用途：生铁硬度大、抗压，性脆、可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料
2．钢：钢是用量最大，用途最广的合金
(1)钢的含碳量：0.03%～2%
(2)性能及用途：钢有良好的延展性，机械性能好，可以锻轧和铸造，广泛用于制造机械和交通工具等
(3)钢根据化学成分，可分为两大类：碳素钢和合金钢
①碳素钢根据含碳量不同可分为高碳钢、中碳钢和低碳钢，其性能和用途如下
②合金钢也叫特种钢，是在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素，使钢的组织结构发生变化，从而使钢具有各种特殊性能，如强度、硬度大，可塑性、韧性好，耐磨，耐腐蚀等
【对点训练2】
1．铁和不锈钢(铁合金)都是生活中常见的材料，下列说法中不正确的是( )
A．铁和不锈钢都能与盐酸反应 B．铁是纯净物，不锈钢是混合物
C．铁和不锈钢都只含有金属元素 D．不锈钢比铁更耐腐蚀
2．不锈钢通常不与酸、碱、盐反应，是因为加入了( )
A．Ni和Cr B．Ni和Au C．Cr和 Au D．Cr和Pt
3．将10 g铁碳合金放入氧气中高温灼烧，反应后的气体通入过量石灰水中得到沉淀1.4 g。则此铁碳合金是( )
A．生铁 B．高碳钢 C．中碳钢 D．低碳钢
4．下列关于钢的说法不正确的是( )
A．根据含碳量不同，碳素钢可分为高碳钢、中碳钢和低碳钢
B．含碳量低的钢，硬度较大，韧性较弱
C．向钢中加入一定量的一种或几种其他元素，可得到具有各种不同性能的合金钢
D．不锈钢中主要加入了铬、镍两种元素
5．钢笔的笔头是合金钢，其笔头尖端是用机器轧出的便于使用的圆珠体。为了改变笔头的耐磨性能，在笔头尖端点上铱金粒，为区别钢笔而叫铱金笔，铱金笔是笔头用黄金的合金、笔尖用铱的合金制成的高级自来水笔。下列说法中错误的是( )
A．钢笔的笔头不易被氧化，抗腐蚀性能好
B．铱金笔的耐磨性能比钢笔要好
C．铱金笔的笔头和笔尖都是用纯金属制成的
D．铱金笔经久耐磨，书写时弹性特别好，是一种理想的硬笔
三、铝和铝合金
1．铝、氧化铝的性质
(1)铝的存在：铝是地壳中含量最多的金属元素
(2)铝与O2的反应
①铝是一种活泼金属，在常温下就能与空气中的氧气发生反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜并牢固地覆盖在铝表面，防止铝进一步被氧化，因此铝在空气中表现出良好的抗腐蚀性
②热时，铝粉可在空气中燃烧，放出大量热，化学方程式：4Al＋3O2eq \(=====,\s\up7(△))2Al2O3
(3)铝、氧化铝与酸反应
(4)铝、氧化铝与NaOH溶液反应
【微点拨】
①常温下，铝遇冷的浓硝酸、浓H2SO4时，在表面生成致密的氧化膜而发生钝化
②两性氧化物：既可以与酸反应又可以与碱反应生成盐和水的氧化物
2．铝及其合金的用途
(1)铝合金是目前用途广泛的合金之一，硬铝是一种铝合金，含Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%。它密度小、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
(2)与其他金属(或非金属)熔合形成铝合金，铝的合金具有密度小、强度高、塑性好、制造工艺简单、成本低、抗腐蚀能力强等特点，主要用于建筑业、交通运输业以及电子行业。铝合金可做建筑外墙材料及房屋的门窗，可制成汽车车轮骨架和飞机构件，还可用于制造电子元件等
(3)利用其导电性，制造电线、电器元件等
(4)利用其强的还原性，冶炼熔点高的金属、焊接钢轨等
3．使用铝制品应注意的问题
(1)铝制品耐用是因为表面有致密的氧化铝保护膜，Al2O3是两性氧化物，既可以与酸反应又可以与碱反应，所以铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物
(2)含氯化钠的物质不能用铝制品盛放。这是因为铝制品表面虽然有致密的氧化膜保护层，但若遇到氯化钠溶液，其中的氯离子会破坏氧化膜的结构，加速铝制品的腐蚀。因此，铝制品不宜用来长时间盛放咸菜等腌制食品
【对点训练3】
1．镁铝合金质优体轻，又不易锈蚀，大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金性质的叙述中，不正确的是( )
A．此合金的熔点比镁和铝的熔点都低 B．此合金能全部溶解于足量稀盐酸中
C．此合金能全部溶解于足量氢氧化钠溶液中 D．此合金的硬度比镁和铝的硬度都大
2．下列金属材料中，最适合用于制造飞机部件的是( )
A．镁铝合金 B．铜合金 C．不锈钢 D．铅锡合金
3．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。铝镁合金的下列性质与以上用途无关的是( )
A．不易生锈 B．导电性好 C．密度小 D．强度高
4．下列有关厨房铝制品的使用中，你认为合理的是( )
A．盛放食醋 B．烧煮开水 C．用金属丝擦洗表面的污垢 D．用碱水洗涤
5．在空气中铝制品比铁制品耐腐蚀的原因是( )
A．铝的金属活动性比铁弱 B．铝不与氧气发生化学反应
C．铝在空气中易与氧气反应形成一层致密的氧化膜 D．铝的密度比铁的密度小
6．铝既能与稀硫酸反应，又能与烧碱溶液反应，下列说法不正确的是( )
A．两个反应都是氧化还原反应 B．铝与硫酸反应时，硫酸做氧化剂
C．铝与烧碱溶液反应时，氢氧化钠做氧化剂 D．两个反应都有气体生成
7．某无色溶液放入铝片后有氢气产生，则在该溶液中下列离子一定可以大量存在的是( )
A．Na＋ B．Mg2＋ C．H＋ D．COeq \\al(2－,3)
8．C919大型飞机的主结构材料大量使用了铝锂合金，铝锂合金的优点是( )
A．高强度、导热性 B．低密度、高强度
C．低密度、导电性 D．导热性、导电性
9．“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
10．甲、乙两个烧杯中分别盛有100 mL 4.0 ml·L－1的盐酸和100 mL 4.0 ml·L－1 NaOH溶液，向两个烧杯中均加入5.4 g铝粉，在相同状况下产生气体的体积比为( )
A．1∶1 B．2∶3 C．3∶2 D．3∶1
11．质量之比为2∶3的金属铝分别与足量稀硫酸和NaOH溶液反应，则产生H2的体积之比是( )
A．1∶2 B．1∶3 C．2∶3 D．3∶2
12．合金是由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。
(1)下列物质不属于合金的是_______
A．明矾 B．硬铝 C．生铁 D．青铜
(2)已知下表中四种金属的熔、沸点：
其中不能形成合金的是_______
①Cu与Na ②Fe与Cu ③Fe与Na ④Al与Na
A．①② B．①③ C．①④ D．②④
四、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)稀土元素
①镧系元素(57～71号元素)及钇和钪，共17种元素为稀土元素
②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)用途
①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
②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
【对点训练4】
1．我国“蛟龙”号载人潜水器已成功下潜至海中7 062.68米处。“蛟龙”号载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金，下面有关合金的说法正确的是( )
A．钛合金是一种新型金属单质
B．钛合金熔点比钛金属高
C．钛合金的硬度与钛单质相同
D．青铜、合金钢和硬铝都是合金
2．下列关于新型合金材料说法不正确的是( )
A．镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料
B．钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼
C．形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状
D．利用合金的熔点低于成分金属这一特点可制得耐热合金
3．下列说法中不正确的是( )
A．我国有丰富的稀土资源，要合理开采
B．稀土金属在自然界含量很少，只能用于生产合金
C．稀土金属用途广泛，被称为冶金工业的维生素
D．稀土金属元素的化学性质极为相似
4．下列不属于新型合金材料的是( )
A．储氢合金 B．形状记忆合金 C．不锈钢 D．镍钴耐热合金
5．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”飞机机身使用的复合材料——碳纤维和环氧树脂
6．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5 ℃，就能恢复足够的矫正力
B．合金在高温环境下制作好天线，再在低温下把它压缩成一个小铁球，运上太空中，太阳的强烈的辐射使它恢复原来的形状
C．用合金制造的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
【课时跟踪检测】
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
2．只含有下列成分的物质一定不是合金的是( )
A．Fe、C B．Cu、Zn C．Al、Cu D．C、Si
3．下列物质中，可称为合金的是( )
A．钠和氯气熔合而成的物质 B．铝粉和铁粉的混合物
C．铁的表面镀上了锌 D．铁和少量石墨熔合而成的物质
4．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青铜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．①③④ B．①③ C．①② D．①②③④
5．下列关于金属元素特征的叙述正确的是( )
A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性 B．金属元素在化合物中一定显正价
C．金属单质都可以和酸反应置换出氢气 D．金属元素的单质在常温下均为固体
6．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．生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加
C．镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹
D．日用铝制品表面的氧化膜对内部金属起保护作用
7．下列关于合金的说法正确的是( )
①合金至少含有两种金属 ②合金中元素以化合物形式存在 ③合金的熔点一般比其各成分金属的低
④合金一定是混合物 ⑤铁锈是一种铁合金
A．①② B．②③⑤ C．③④ D．③
8．下列关于铁和铁合金的有关说法错误的是( )
A．工业上用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来
B．不锈钢抗腐蚀性能好，长期使用绝对不会生锈
C．制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的合金
D．使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素
9．汞合金是目前使用较多的补牙材料，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
10．下列金属用途和有关性质的对应关系错误的是( )
11．宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然，其中绿色来自孔雀石颜料[主要成分为Cu(OH)2·CuCO3]，青色来自蓝铜矿颜料[主要成分为Cu(OH)2·2CuCO3]。下列说法错误的是( )
A．保存《千里江山图》需控制温度和湿度
B．孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化
C．孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱
D．Cu(OH)2·CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)2·2CuCO3
12．金属单质四兄弟W、X、Y、Z不小心掉到稀盐酸池中，反应如图所示，则它们的活动性由强到弱的顺序是( )
A．X>W>Z>Y B．Z>X>W>Y C．W>X>Y>Z D．Y>Z>X>W
13．合金有许多特点，如Na­K合金为液体，而Na和K的单质均为固体。据此，试推测生铁、纯铁、碳三种物质中，熔点最低的是( )
A．纯铁 B．生铁 C．碳 D．无法确定
14．某合金与铁的物理性质的比较如下表所示，还知该合金耐腐蚀、强度大，从其性能看，该合金不适合做( )
A．导线 B．门窗框 C．炉具 D．飞机外壳
15．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
16．钢材可以用作桥梁的结构材料是因为它( )
A．有良好的导热性 B．有一定的机械强度
C．不易受空气和水的作用 D．有良好的导电性
17．铝制器皿能够盛放的物质是( )
A．KOH溶液 B．浓硫酸 C．NaOH溶液 D．稀硫酸
18．后母戊鼎是迄今世界上出土最大、最重的铜制礼器，享有“镇国之宝”的美誉。下列相关说法错误的是( )
A．后母戊鼎由铜合金制成 B．后母戊鼎的熔点高于纯铜
C．碱式碳酸铜可用于干法炼铜 D．废弃铜制品属于可回收垃圾
19．储氢合金是一种新型合金。下列关于储氢合金的说法错误的是( )
A．储氢合金是一类能够大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物的新型合金材料
B．储氢合金具有储氢量大、能耗低、使用方便的特点
C．储氢合金具有很强的捕捉氢的能力，氢分子在合金中先分解成单个的原子，氢原子进入合金原子的缝隙中，并与合金生成金属氢化物
D．储氢合金形成的金属氢化物性质稳定，高温条件下也不易分解
20．放在手心就能熔化的稀有金属镓，其沸点为2 403 ℃，更奇妙的是镓熔化后在－120 ℃仍不易凝固。镓在常温下几乎不与氧气和水反应，但能溶于强酸和强碱。镓与其他金属熔合可改善合金性能。镓与硫、硒等非金属化合可生成优质的半导体材料。下列有关镓的性质和用途叙述错误的是( )
A．镓的熔点高 B．镓的性质与铝类似
C．镓能够与盐酸反应生成气体 D．镓可与多种金属形成合金
21．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_______________________________________
22．近年来，金属钛越来越受到人们的关注。钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。常温下钛不和非金属、强酸反应，加热时却可与常见的非金属单质反应。地壳中有一种含钛的矿石称为金红石(主要成分为TiO2)，工业上以金红石为原料大规模生产钛的方法如图所示
(1)写出金红石和焦炭粉在高温下与氯气反应的化学方程式：_______________________________________，该反应的还原剂是________
(2)写出四氯化钛与镁粉反应的化学方程式：____________________________________________，四氯化钛与镁粉反应时氩气的作用是____________________________________________________
(3)分离提纯过程中加入试剂时发生反应的离子方程式是_______________________________
23．历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。
(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，按下图所示进行实验：
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)
24．钼是一种过渡金属元素，通常用作合金及不锈钢的添加剂，这种元素可增强合金的强度、硬度、可焊性及韧性，还可增强其耐高温及耐腐蚀性能。如图是化工生产中制备金属钼的主要流程图
(1)写出在高温下发生反应①的化学方程式：___________________________________________
(2)如果在实验室模拟操作1和操作2，则需要使用的主要玻璃仪器有___________________________
(3)某同学利用如图所示装置来制备氢气，利用氢气还原三氧化钼，根据要求回答问题：
①请设计一个实验方案验证H2的还原性并检验其氧化产物，装置连接顺序是______DD
②两次使用D装置，其中所盛的药品依次是______、________
(4)工业上制备还原性气体CO和H2的反应原理为CO2＋CH4eq \(=====,\s\up7(高温))2CO＋2H2、CH4＋H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))CO＋3H2，含甲烷体积分数为80%的a L(标准状况)天然气与足量二氧化碳和水蒸气的混合物在高温下反应，甲烷转化率为90%，用产生的还原性气体(CO和H2)还原MO3制钼，理论上能生产钼的质量为________(保留两位小数，钼的相对原子质量为96)
【金属材料】答案
【对点训练1】
1．D。解析：水银是汞，是金属单质，不是合金，故D符合。
2．C。解析：要形成合金，必须满足各成分都要有共同的液态温度范围，即合金中一种金属的熔点要高于另一种金属的熔点而低于它的沸点，这样才能熔合在一起。当铁熔化时，钠已变为气态，所以铁和钠用加热熔化的方法不能形成合金。
3．C。解析：分析表中熔、沸点数据可得出，6种金属中锌的沸点较低(907 ℃)，钨的熔点特别高(3 380 ℃)。当锌达到沸点气化时，其他金属还不能熔化；而当钨达到熔化温度时，其他金属都已气化。由此可估计这两种金属较难跟其他金属形成合金。
4．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。
【对点训练2】
1．C。解析：铁和不锈钢(铁合金)都能与盐酸反应；不锈钢含有碳、硅等非金属，属于混合物；不锈钢的抗腐蚀性能比铁好。
2．A。解析：A 不锈钢中Ni、Cr元素的加入使其具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。
3．B。解析：铁碳合金中碳的物质的量＝eq \f(1.4 g,100 g·ml－1)＝0.014 ml，碳的质量＝0.014 ml×12 g·ml－1＝0.168 g，铁碳合金中碳的质量分数＝eq \f(0.168 g,10 g)×100%＝1.68%，属于高碳钢。
4．B。解析：钢的分类有多种，以含碳量的多少可分为高碳钢、中碳钢和低碳钢，故A正确；钢中含碳量多时，硬度大，韧性弱，含碳量少时，硬度小，韧性强，故B错误；合金就是几种金属或金属与非金属熔合在一起形成的具有金属特性的物质，故C正确；普通钢中加入铬元素使钢的表面形成了致密而坚硬的氧化膜，加入镍元素使钢不能被多种酸、碱、盐溶液腐蚀，故D正确。
5．C。解析：钢笔的笔头是合金钢，不易被氧化，抗腐蚀性能好，A正确；为了改变笔头的耐磨性，在笔头尖端点上铱金粒的铱金笔更耐磨，B、D正确；铱金笔笔尖上的铱金粒和笔头上的黄金合金都不是纯金属，C错误。
【对点训练3】
1．C。解析：A对，合金的熔点比各成分金属的低；B对，此合金的主要成分是镁和铝，均能与稀盐酸反应，能全部溶解于稀盐酸中；C错，此合金属于镁和铝的混合物，铝能与氢氧化钠反应，但镁不能与氢氧化钠反应，此合金不能全部溶解于氢氧化钠溶液中；D对，根据合金的特点：合金的硬度比它的成分金属的硬度大，可知此合金的硬度比镁和铝的硬度都大。
2．A
3．B。解析：铝镁合金作为现代装饰材料与其导电性无关。
4．B。解析：食醋中含有的醋酸呈酸性，能与铝发生反应而使其腐蚀；用金属丝擦洗时会破坏铝表面覆盖的氧化铝层，使铝裸露在外继续被腐蚀；而用碱水洗涤也同样不行，因为铝能跟碱反应而被腐蚀。
5．C。解析：铝在空气中易与氧气反应形成一层致密的氧化膜，对内部金属起到保护作用，因此在空气中铝制品比铁制品耐腐蚀。
6．C。解析：铝与硫酸溶液反应生成硫酸铝和氢气，铝是还原剂，硫酸是氧化剂；铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，铝是还原剂，水是氧化剂。
7．A。解析：该溶液能与铝反应放出氢气，说明该溶液可能呈酸性，也可能呈碱性。Mg2＋、H＋不能在碱性溶液中大量存在，COeq \\al(2－,3)不能在酸性溶液中大量存在。
8．B。解析：制造飞机材料要求密度低、强度高，铝和锂都是轻金属，所以制成的铝锂合金密度低、强度高，适合用作制造飞机的材料，与其导电和导热性无关。
9．D。解析：镁铝合金可溶于盐酸、NaOH溶液，所以D项错误。
10．B。解析：甲、乙两烧杯中含HCl、NaOH的物质的量都为0.4 ml，根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，5.4 g(即0.2 ml)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H2 0.2 ml，与NaOH溶液反应生成H2 0.3 ml，其体积比为2∶3。
11．C。解析：因为稀硫酸和NaOH溶液是足量的，因此铝无论是与H2SO4反应生成H2，还是与NaOH溶液反应生成H2，H2的量都是由铝的量决定的。
12．(1)A
(2)B
解析：(1)A属于化合物；硬铝中含铝、铜、镁等，生铁中主要含铁、碳，青铜中含有铜、锡等，它们都属于合金。(2)当一种金属的熔点超过另一种金属的沸点时，它们就不可能熔合在一起形成合金。
【对点训练4】
1．D。解析：合金含有两种或者两种以上元素，不是单质，故A错误；合金熔点一般比其组分中任一金属的熔点低，故B错误；合金硬度一般比其组分中任一金属的硬度大，故C错误；青铜、合金钢和硬铝都是合金，故D正确。
2．D。解析：储氢材料是一类能可逆地吸收和释放氢气的材料，镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，是目前解决氢气的储存和运输问题的材料，故A正确；钛合金与人体有很好的相容性，且性质稳定，抗腐蚀性强，所以可用来制造人造骨骼，故B正确；形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状，故C正确；耐热合金的熔点很高，与合金的特性无关，故D错误。
3．B。解析：稀土金属用途广泛，它既可以单独使用，也可用于生产合金。
4．C
5．A。解析：钛合金是合金材料，属于金属材料，A项符合题意；砷化镓是一种半导体材料，不是金属材料，B项不符合题意；液氢是液态氢气单质，氢元素是非金属，不是金属材料，C项不符合题意；碳纤维是碳元素组成的一种单质，是无机非金属材料，环氧树脂是有机高分子合成材料，都不是金属材料，D项不符合题意。
6．D
【课时跟踪检测】
1．D。解析：硬铝是铝、铜、镁、锰、硅形成的合金；黄铜是铜锌合金；钢是铁碳合金；而水银是纯净的汞单质。
2．D。解析：合金中必须含金属元素，只含C、Si的物质中不含金属，不是合金，D项符合题意。
3．D。解析：合金是由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。
4．B。解析：合金的熔点一般比各成分金属熔点低，合金的物理性质与各成分金属不同。
5．B。解析：金属单质在反应中只能失去电子，但处于中间价态的金属离子既有氧化性又有还原性，如亚铁离子既有氧化性又有还原性，A错误；金属元素在反应中失去电子，则化合价一定升高，所以金属元素在化合物中一定显正价，B正确；金属活动性顺序中，排在氢后面的金属与稀硫酸等非氧化性的酸不反应，无法置换出氢气，C错误；金属单质Hg在常温下为液体，D错误。
6．B。解析：生铁的含碳量比钢的高，B项不正确。
7．C。解析：①合金可以由金属单质和非金属单质制得，如碳素钢为铁和碳的合金，错误；②合金中元素以单质形式存在，错误；⑤铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，错误。
8．B。解析：一氧化碳具有还原性，可以将铁矿石中的铁还原出来；在相同条件和环境下，不锈钢较碳素钢而言不易生锈；碳素钢是铁和碳的合金；铁是人体需要的微量元素，使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素。
9．C。解析：合金是指由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，A项正确；合金一般比其成分金属的强度和硬度都要大，B项正确；汞合金不是液态，即其熔点不会比汞的低，C项错误；汞合金补牙材料在长期使用过程中未见中毒现象，说明它比汞的毒性要低，D项正确。
10．C。解析：A项，金做成金箔，说明有延展性，正确；B项，炒菜用的铁锅，利用其导热性，正确；C项，铁回收银，利用其还原性，错误；D项，铜能做印刷电路，说明其有导电性，正确。
11．C。解析：Cu(OH)2和CuCO3在高温时均易分解，在潮湿的空气中会有微量溶解，因此保存《千里江山图》需控制温度和湿度，A项正确；孔雀石和蓝铜矿颜料中的Cu元素均为＋2价，处于Cu元素的最高价态，因此孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化，B项正确；Cu(OH)2和CuCO3均能与强酸发生反应，C项错误；Cu(OH)2中Cu的质量分数为65.3%，CuCO3中Cu的质量分数为51.6%，因此Cu(OH)2·CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)2·2CuCO3中铜的质量分数，D项正确。
12．B。解析：Y没有发生反应，Y的活动性最弱。其他三个可以根据反应的剧烈程度来判断，Z最剧烈，最活泼；X比W反应剧烈些，故X的活动性大于W，则活动性：Z>X>W>Y，故选B。
13．B。解析：合金的硬度一般比其成分金属的大，多数合金的熔点比其成分金属的低。生铁是铁碳合金，其熔点要低于纯铁和碳。
14．A。解析：根据表中数据可知该合金的熔点高、硬度大，密度小于铁，导电性差，因此该合金不适合做导线。
15．A。解析：生铁为铁的合金，其硬度比铁的大。
16．B。解析：钢材具有一定的机械强度，可用作桥梁的结构材料。
17．B。解析：铝制器皿表面含有氧化膜能阻止铝继续被氧化，这层氧化膜能溶解在强碱和强酸中，但不溶于浓硫酸和浓硝酸，所以答案是B。
18．B。解析：后母戊鼎由青铜制成，青铜是铜锡合金，A正确；合金的特点是熔点较组成合金的单一金属更低，硬度更大，所以后母戊鼎的熔点低于纯铜，B错误；碱式碳酸铜可以发生反应：Cu2(OH)2CO3eq \(=====,\s\up7(△))2CuO＋CO2↑＋H2O，氧化铜可用于干法炼铜：CuO＋H2eq \(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O，所以碱式碳酸铜可用于干法炼铜，C正确；废弃铜制品可回收利用，属于可回收垃圾，D正确。
19．D。解析：储氢合金中形成的金属氢化物既容易形成，加热又容易分解，室温下吸、放氢的速率快，故D错误。
20．A。解析：由信息可知，镓的熔点很低，A项错误。
21．(1)Al Al2O3 NaAlO2 AlCl3
(2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑ Al2O3＋2OH－===2AlOeq \\al(－,2)＋H2O
解析：金属单质中既可和酸反应，又可和碱反应的只有Al，X是Al，则A是Al2O3，B是NaAlO2，C是AlCl3。
22．(1)TiO2＋2Cl2＋2Ceq \(=====,\s\up7(高温))TiCl4＋2CO C
(2)TiCl4＋2Mgeq \(=====,\s\up7(800 ℃))Ti＋2MgCl2 做保护气，防止高温下Mg、Ti与氧气等非金属单质反应
(3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
解析：(1)根据C还原CuO可类推TiO2与C的反应：TiO2＋2Ceq \(=====,\s\up7(高温))Ti＋2CO↑，生成的Ti与Cl2的反应为Ti＋2Cl2eq \(=====,\s\up7(高温))TiCl4，两个反应方程式相加即得总反应方程式。(2)如不用氩气，则Mg、Ti会与空气中的O2等反应。(3)固体混合物中含有Ti、Mg，利用两种金属与酸反应的性质差异进行分离。
23．(1)D
(2)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ eq \f(5,8)m
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＋，则不溶物W全部是金属铜，氧化铜的质量为0.5m×eq \f(80,64)＝eq \f(5,8)m。
24．(1)2MS2＋7O2eq \(=====,\s\up7(高温))2MO3＋4SO2
(2)烧杯、漏斗、玻璃棒
(3)①ACB ②无水硫酸铜 碱石灰
(4)4.11a g
解析：(1)根据流程图找出反应①的反应物、生成物，并用化合价升降法配平，得2MS2＋7O2eq \(=====,\s\up7(高温))2MO3＋4SO2。(2)步骤②得固体和溶液，操作1为过滤。步骤③复分解反应能进行，则钼酸难溶于水，操作2为过滤。过滤需要使用的主要玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。(3)①制备H2并还原MO3可证明H2的还原性，用无水硫酸铜检验氧化产物水。这个实验中必须对氢气进行干燥，并防止空气中水蒸气的干扰。②第一次使用D装置，所盛药品为无水硫酸铜，用于检验氧化产物水。第二次使用D装置，所盛药品为碱石灰，防止空气中的水蒸气使无水硫酸铜变蓝。(4)CO2＋CH4eq \(=====,\s\up7(高温))2CO＋2H2、CH4＋H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))CO＋3H2，当二氧化碳和水蒸气足量时，CH4～4(CO＋H2)；MO3＋3COeq \(=====,\s\up7(△))M＋3CO2、MO3＋3H2eq \(=====,\s\up7(△))M＋3H2O，有3(CO＋H2)～M，故3CH4～4M，则m(M)＝eq \f(a L,22.4 L·ml－1)×80%×90%×eq \f(4,3)×96 g·ml－1≈4.11a g。金属
Na
Mg
Al
Fe
熔点/℃
97.5
649
660
1 535
沸点/℃
883
1 090
2 467
2 750
金属
Fe
Cu
Zn
Ag
Au
W
熔点/℃
1 535
1 083
419.5
960.8
1 063
3 380
沸点/℃
2 750
2 567
907
2 212
2 707
5 637
名称
含碳量
性能及用途
低碳钢
低于0.3%
韧性、焊接性好，但强度低，用于制造钢板，钢丝和钢管等
中碳钢
0.3%～0.6%
强度高，韧性及加工性好，用于制造钢轨、车轮和建材等
高碳钢
高于0.6%
硬而脆，热处理后弹性好，用于制造器械、弹簧和刀具等
名称
主要合金元素
主要特性
主要用途
不锈钢
铬、镍
大气中比较稳定，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力
医疗器材、厨房用具和餐具、地铁列车的车体材质等
超级钢
Mn、C、Al、V
强度很大，在应用时能够实现钢板的轻薄化
汽车、航空和航天等领域
锰钢
锰
韧性好，硬度大
钢轨、轴承、钢模、挖掘机铲斗、坦克装甲
硅钢
硅
导磁性好
变压器、发电机和电动机中的铁芯
钨钢
钨
耐高温、硬度大
刀具
实验过程
在一支试管中加入5 mL盐酸，再向试管中放入一小块铝片。观察现象。过一段时间后，将点燃的木条放在试管口，你观察到什么现象？
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
化学(离子)方程式
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑
Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O Al2O3＋2OH－===2AlOeq \\al(－,2)＋H2O
实验过程
在两支试管中分别加入少量的NaOH溶液，然后向其中一支试管中放入一小块铝片，向另一支试管中放入用砂纸仔细打磨过(除去表面的氧化膜)的一小块铝片。观察现象。过一段时间后，将点燃的木条放在两支试管口，你观察到什么现象？
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
化学(离子)方程式
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑
Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O Al2O3＋2OH－===2AlOeq \\al(－,2)＋H2O
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
金 属
Na
Cu
Al
Fe
熔点/℃
97.8
1 083
660
1 535
沸点/℃
883
2 567
2 467
2 750
选项
金属用途
金属的有关性质
A
金可以制成比纸还薄的金箔
延展性
B
炒菜用的铁锅
导热性
C
用铁回收照相定影废液中的银
氧化性
D
用铜制作印刷电路
导电性
性质
熔点/℃
密度/(g·cm－3)
硬度(金刚石为10)
导电性(银为100)
某合金
2 500
3.00
7.4
2.3
铁
1 535
7.86
4.5
17