高中化学第二节 金属材料第1课时课时作业

这是一份高中化学第二节 金属材料第1课时课时作业，共13页。试卷主要包含了6 L，7 g，2 L，00等内容，欢迎下载使用。
第1课时 金属材料





必备知识基础练


1.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合金比纯金属的应用范围更广泛


④合金比纯金属的导电性更强


⑤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


A．①②④ B．①②③⑤


C．①②④⑤ D．②③④


2．下列关于金属材料的说法中正确的是( )


A．合金都是由不同金属单质组成的混合物


B．金属材料有合金材料也有纯金属材料


C．古代留下大量的青铜器文物是由于青铜比纯铜柔软，容易制成各种器皿


D．飞机机身使用的是镁铝合金而不是钢材，是因为钢材价格高


3．纯铁的熔点为1 535 ℃，而高炉中炼铁时生铁(含碳量较高的铁的合金)在1 200 ℃左右就熔化了，这是因为( )


A．铁的纯度越高，熔点越低


B．合金的熔点一般比其成分物质的熔点低


C．形成了铁碳合金，所以熔点变高


D．在高炉内熔化的过程中发生了化学反应


4．2018年10月21日，港珠澳大桥正式开通，该桥的建成创下多项世界之最，其中大桥主梁使用的钢材达42万吨。下列材料中不属于铁合金的是( )


A．生铁 B．铁锈


C．不锈钢 D．铁锰合金


5．合金与铁的物理性质的比较如表所示





( )


该合金耐腐蚀、强度大。从以上信息分析，该合金不适合用于制( )


A．导线 B．炉具


C．门窗框 D．飞机外壳


6．(多选)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，但能被盐酸腐蚀


D．镁铝合金在NaOH溶液中不会被腐蚀


7．哈大齐高铁的通车，标志我国高寒地区高铁技术领先世界，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，耐高温


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．质地轻，强度大，抗腐蚀能力比较强


8．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”。根据它们的主要性能，下列用途不切实际的是( )


A．用来做保险丝


B．用于制造航天飞机


C．用来制造人造骨


D．用于家庭装修，制作钛合金装饰门


9．(多选)储氢合金是一类新型合金，如铁系储氢合金、钛系储氢合金。储氢合金既能在一定条件下吸收H2，又能在一定条件下放出H2，该循环中发生变化：H22H。下列说法错误的是( )


A．储氢合金的吸氢和放氢都是物理变化


B．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


C．铁系储氢合金和钛系储氢合金可以用磁铁进行鉴别


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





10.下列有关厨房中铝制品的使用，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


11．下列说法正确的是( )


A．Al2O3难溶于水，不跟水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物


B．因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物


C．Al2O3能跟所有的酸碱溶液反应


D．Al2O3能跟强的酸碱溶液反应


12．某同学将一块铝箔用砂纸仔细打磨，除去表面的保护膜，用坩埚钳夹住放在酒精灯火焰上加热至熔化，发现熔化的铝并不滴落，而是好像有一层膜兜着。下列有关该现象的说法错误的是( )


A．兜着液体的这层膜是氧化铝


B．该实验说明了氧化铝的熔点高于铝的熔点


C．铝极易与空气中的氧气反应在表面形成氧化物保护膜


D．铝的化学性质较稳定，即使加热到熔化也不与空气中的氧气反应





13．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O2


D．①和②中都产生气泡，且都是H2


14．为了除去MgO中混有的少量杂质Al2O3，可选用的试剂是( )


A．氨水 B．KOH溶液


C．稀醋酸 D．稀盐酸


15．(多选)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．K＋ D．COeq \\al(2－,3)


16．已知铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。下列说法正确的是( )


A．铝在反应中失去电子被氧化


B．水和氢氧化钠中的氢元素得到电子被还原


C．由水还原生成的氢气与氢氧化钠还原生成的氢气质量比为2:1


D．此反应说明铝具有两性，铝的活泼性比只具有金属性的金属弱








关键能力综合练


一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。


1．合金相对于金属单质具有许多优良的物理、化学与机械性能。下列有关合金的叙述错误的是( )


A．目前我国使用量最大的合金是铝合金


B．我国最早使用的合金是青铜


C．合金的熔点一般比其成分金属的熔点低


D．合金中也可能含有非金属元素


2．中国传统文化对人类文明贡献巨大。下列古代文献涉及的化学研究成果，对其说明不合理的是( )


A．《天工开物·五金》中记载：“若造熟铁，则生铁流出时，相连数尺内……众人柳棍疾搅，即时炒成熟铁。”炒铁是为了降低铁水中的碳含量，且熟铁比生铁质地更硬，延展性稍差


B．《抱朴子·黄白》中“曾青涂铁，铁赤色如铜”主要发生了置换反应


C．《本草纲目》中“用浓酒和糟入甑，蒸令气上，用器承滴露”，利用到蒸馏


D．《梦溪笔谈》中“以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”中的剂钢是指铁的合金


3．将已完全覆盖氧化膜的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是( )


A．稀硫酸 B．稀盐酸


C．硝酸铜 D．氢氧化钠


4．用于制造飞机的材料应具备高比强度(断裂强度/密度)，还应具备密度小、质地轻的特点。以波音747为例，机身每减轻1 kg，因耗油减少，一年可获利2 000美元。你认为下列材料中可用于飞机制造业的是( )


A．Mg－Al合金 B．黄铜(Cu－Zn合金)


C．Na－K合金 D．生铁(Fe－C合金)


5．铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为( )


A．1:1 B．1:3


C．2:1 D．3:1


二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。


6．氢氧化铝受热易分解，产生水并吸收热量，可用作阻燃剂；氢氧化铝能与盐酸、氢氧化钠溶液反应，是药物“胃舒平”的主要成分之一。下列判断不正确的是( )


A．氢氧化铝具有很好的热稳定性


B．复方胃舒平可用于治疗胃酸过多


C．氢氧化铝灭火的原因之一是降低了可燃物的温度


D．氢氧化铝是一种两性氢氧化物


7．工业生产中常将两种或多种金属(或金属与非金属)在同一容器中加热使其熔合，冷凝后得到具有金属特性的熔合物——合金。这是制取合金的常用方法之一。根据下表数据判断，不宜用上述方法制取合金的是( )


A.Fe－Cu合金 B．Cu－Al合金


C．Al－Na合金 D．Cu－Na合金


8．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中探究Ti、Mg、Cu的活动性顺序。他们在相同的温度下，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：


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、Cu


B．用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu是工业制取Cu的很好途径


C．若钛粉中混有Mg，提纯Ti时可用稀盐酸除去Mg


D．Cu和MgCl2溶液不发生化学反应


9．(易错题)用铝箔包裹0.2ml金属钠，用针扎若干个小孔，放入 100mL水中，完全反应后NaOH溶液的浓度为1ml·L－1(忽略反应前后溶液的体积变化)，下列说法正确的是( )


A．反应中转移的电子数为 0.05 NA


B．反应中只有Na作为还原剂


C．放出的气体体积(标准状况)为 5.6 L


D．反应后铝箔减轻的质量为2.7 g


三、非选择题


10．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)某同学利用下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，其装置连接顺序是________→D→D。


②两次使用D装置，其中所盛的药品依次是________、________。








学科素养升级练


1．下列成语或谚语中蕴含着一定的化学知识或原理，下列有关说法错误的是( )


A．百炼成钢——通过反复锤炼，除去铁中部分杂质，使其转化为钢


B．水滴石穿——CO2＋H2O＋CaCO3===Ca(HCO3)2(以大理石为例)


C．恨铁不成钢——钢的性能远优于铁


D．真金不怕火炼——单质金的熔点很高


2．(素养题—科学精神与社会责任)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


3．现代建筑的门窗框架常用电镀加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如图所示的实验(每一步试剂均过量)，由此可推知，硬铝的组成可能为( )


(已知：Si＋2OH－＋H2O===SiOeq \\al(2－,3)＋2H2↑)





A．Al、Cu、Mg、Si B．Al、Mg、Si、Zn


C．Al、Fe、C、Cu D．Al、Si、Zn、Na


4．某学习小组用图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。





(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滴加足量试剂。


上述操作的顺序是________________(填序号)。


(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a 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”)。












































第二节 金属材料


第1课时 金属材料


必备知识基础练


1．解析：合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面优于各成分金属。例如，合金的硬度一般比其各成分金属的硬度大，多数合金的熔点比其各成分金属的熔点低，但合金的导电性比纯金属弱。


答案：B


2．解析：合金是将两种或两种以上的金属(或金属与非金属)经一定方法所合成的具有金属特性的物质，一般通过熔合成均匀液体和凝固而得，不一定是由不同的金属单质组成，也可以是金属与非金属组成，A错误；金属材料包括合金材料和金属材料，所以金属材料有合金材料也有纯金属材料，B正确；青铜是铜的合金，合金的特点是硬度大，青铜比纯铜的硬度要高，C错误；飞机机身体积不变，要求机身材料的密度越小越好，所以使用镁铝合金而不是钢材，是因为镁铝合金的密度更小，D错误。


答案：B


3．解析：合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低。


答案：B


4．解析：生铁属于铁合金，A错误；铁锈的主要成分是氧化铁，不是铁合金，B正确；不锈钢属于铁合金，C错误；铁锰合金属于铁合金，D错误。


答案：B


5．解析：该合金导电性差，不适合做导线，A符合题意；该合金的熔点高，可做炉具，B不符合题意；该合金硬度大，密度小，可以做门窗框，C不符合题意；该合金硬度大，密度小，可以做飞机外壳，D不符合题意。


答案：A


6．解析：合金均为混合物，一般来说，合金的熔点比成分金属的熔点低，A错误；在熔剂层覆盖下熔炼，可隔绝空气，防止高温铝液被O2氧化，B正确；合金中的Mg、Al均能与盐酸反应，C正确；镁铝合金中的铝能与NaOH溶液反应而被腐蚀，D错误。


答案：AD


7．解析：铝合金的熔点比纯铝的低，A错误；铝合金的化学性质的确比较活泼，但与被用于制造高铁车厢没有必然联系，B错误；铝元素在地壳中含量居第三位，含量比较丰富，但因铝性质活泼，只能采用电解法制取，成本较高，并不容易获得，C错误；车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金具有质地轻、强度大、抗腐蚀能力比较强的优点，D正确。


答案：D


8．解析：由于其熔点高，不适合做保险丝，A符合题意；由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域；由于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，不引起排斥反应，因此可以用来制造人造骨；由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，制作钛合金装饰门。


答案：A


9．解析：由H22H可知，储氢合金的吸氢和放氢都是化学变化，A错误；储氢合金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，D错误。


答案：AD


10．解析：食醋的主要成分是CH3COOH(显酸性)，它能与铝及铝表面覆盖的氧化铝保护膜发生反应，使铝制品被腐蚀；用金属丝擦洗时会破坏铝表面覆盖的氧化铝保护膜，使铝制品容易被腐蚀；用碱水洗涤也会腐蚀铝及铝表面的保护膜。


答案：B


11．解析：Al2O3虽然难溶于水，但是2Al(OH)3eq \(=====,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O，Al2O3和Al(OH)3中Al的化合价相同，所以Al2O3是Al(OH)3对应的氧化物，A错误；金属氧化物与碱性氧化物是两个不同的概念，二者没有必然的联系，B错误；Al2O3是两性氧化物，Al2O3与强酸、强碱反应，与弱碱不反应，C错误，D正确。


答案：D


12．解析：铝极易与氧气反应，在表面形成氧化铝薄膜，氧化铝的熔点高于铝，故加热时，铝熔化但不会滴落，D错误。


答案：D


13．解析：Al与NaOH溶液和盐酸均反应生成H2。


答案：D


14．解析：要除去MgO中混有的少量杂质Al2O3，所加试剂只能与Al2O3反应而不能与MgO反应，反应完全后过滤即可。氨水与Al2O3不反应，稀盐酸、稀醋酸均能与MgO反应，只有KOH溶液能与Al2O3反应而与MgO不反应。


答案：B


15．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＋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。


答案：AC


16．解析：分析反应中化合价的升降，可知Al在反应中作还原剂，故铝在反应中失去电子被氧化，A正确；水在反应中作氧化剂，氢元素被还原，而氢氧化钠只提供了碱性环境，氢氧化钠中的氢元素没有发生还原反应，B错误，C错误；该反应说明Al区别于其他金属的特殊性质，不能说明铝的活泼性比只具有金属性的金属弱，如铁只有金属性，但铝比铁活泼，D错误。


答案：A


关键能力综合练


1．解析：目前我国使用量最大的合金是钢铁，A错误；中国是世界最早应用湿法冶金的国家，铜活泼性比Fe和Al弱，容易冶炼，由于青铜是铜锡的合金，其耐腐蚀性强，且易铸造成型，所以我国使用最早的合金是青铜合金，B正确；合金由金属和金属或金属与非金属熔合而成，一般硬度较大，熔点较低，合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低，C正确；合金可以由金属与金属熔合而成，也可以由金属和非金属熔合而成，D正确。


答案：A


2．解析：铁的合金含碳量越低，其硬度越小、延展性越好，故熟铁比生铁硬度小、延展性好，A错误；《抱朴子·黄白》中“曾青涂铁，铁赤色如铜”发生的反应是Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，属于置换反应，B正确；“蒸令气上”是利用互溶混合物的沸点差异分离混合物，该法为蒸馏，C正确；合金的硬度比其成分金属大，剑刃硬度要大，剂钢为铁的合金，D正确。


答案：A


3．解析：由于铝的氧化物Al2O3是一种两性氧化物，既可与强酸反应，又可与强碱反应，故A、B、D三项皆不符合题意，只有C选项中的Cu(NO3)2不与Al2O3反应，故不可能与已完全覆盖氧化膜的铝条发生反应。


答案：C


4．解析：黄铜、生铁密度较大，且生铁易断裂，Na－K合金熔点低，常温下为液体，B、C、D不符合题意。


答案：A


5．解析：由铝与盐酸反应的化学方程式2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑和铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，生成等量氢气需要两者物质的量之比为n(HCl):n(NaOH)＝3:1。


答案：D


6．解析：氢氧化铝很不稳定，受热易分解，产生水并吸收热量，能降低可燃物的温度，可用于灭火；氢氧化铝具有两性，能与盐酸、氢氧化钠溶液反应；“胃舒平”中含有氢氧化铝，可用于治疗胃酸过多。


答案：A


7．解析：熔点相差不大的金属可以熔合在一起，而铜的熔点远高于钠的沸点，二者不能熔合形成合金。


答案：D


8．解析：可根据金属与同浓度的同种酸反应时，反应剧烈程度的不同判断金属的活动性，反应剧烈的金属其活动性较强，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弱，A错误；由于Ti是较为昂贵的金属，用Ti制造Cu经济成本上不划算，B错误；由于Ti、Mg均能与稀盐酸反应，故不能用此法提纯金属钛，C错误；由于Cu不如Mg活泼，因此Cu不与MgCl2溶液发生反应，D正确。


答案：D


9．解析：根据2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑可知，0.2 ml金属钠和水反应生成氢气的物质的量为0.1 ml，NaOH的物质的量为0.2 ml，又完全反应后NaOH溶液的浓度为1 ml·L－1，即NaOH为1×0.1＝0.1 ml，所以根据2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，消耗的NaOH的物质的量为0.2－0.1＝0.1 ml，所以又生成0.15 ml氢气，则最终得到氢气的物质的量为0.1＋0.15＝0.25 ml，标准状况下体积为0.25×22.4＝5.6 L，反应中转移的电子数为0.25×2＝0.5 NA，铝箔减轻的质量为0.1×27＝2.7 g，反应中Na、铝都作为还原剂，CD正确。


答案：CD


10．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可证明其还原性，用无水硫酸铜检验氧化产物水，必须对氢气干燥，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，所盛药品为碱石灰等，防止空气中的水蒸气使无水硫酸铜变蓝。


答案：(1)2MS2＋7O2eq \(=====,\s\up7(高温))2MO3＋4SO2


(2)烧杯、漏斗、玻璃棒


(3)①A→C→B ②无水硫酸铜 碱石灰


学科素养升级练


1．解析：锤炼过程中可除去一部分碳等杂质，A项正确；空气中的CO2可与CaCO3在水中缓慢反应，B项正确；钢的性能比铁好，C项正确；真金不怕火炼是指在高温下金也很难发生反应，D项错误。


答案：D


2．解析：汽车受损变形后，利用钣金喷漆整形，不是利用了记忆合金的记忆效应，A、B、C项均是利用了记忆合金的记忆效应。


答案：D


3．解析：根据题图所示，硬铝中存在与稀盐酸反应的成分(Al、Mg)，反应后的不溶物(Si)能与NaOH溶液反应生成H2，还有不溶物(Cu)。


答案：A


4．解析：(1)A中试剂让铝反应，而镁不反应，因此用氢氧化钠溶液。


(2)实验前，金属表面有氧化膜，因此先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是除去表面的氧化膜便于后续反应。


(3)先记录液面，再加入氢氧化钠溶液充分反应，直到不再产生气体后再将固体过滤，洗涤干燥，因此上述操作的顺序是①④③②。


(4)B是铝和氢氧化钠反应，发生反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 。





(5) 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑


2x g 67.2 L


(a－c) g b×10－3 L


2x g(a－c)g＝67.2 Lb×10－3 L，


解得x＝eq \f(33 600a－c,b)，则Al的相对原子质量为eq \f(33 600a－c,b)。


(6)如果在实验过程中未洗涤固体，则残留物质量偏大，铝的质量偏小，则测得铝的质量分数结果偏小。


答案：(1)NaOH溶液


(2) 除去表面的氧化膜便于后续反应


(3)①④③②


(4)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑


(5)eq \f(33 600a－c,b) (6)偏小


知识点一
合金及其应用
熔点


(℃)
密度


(g/cm3)
硬度


(金刚石为10)
导电性


(银为100)
铁
1 535
7.86
4.5
17
某合金
2 500
3.00
7.4
2.3
知识点二
铝、氧化铝的化学性质
金属
Na
Al
Cu
Fe
熔点(℃)
97.81
660
1 083
1 535
沸点(℃)
883
2 200
2 595
3 000
金属
Ti
Mg
Cu
金属表面现象
放出气泡速率慢
放出气泡速率快
无明显变化