高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料第1课时综合训练题

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第三章 第二节 第1课时





请同学们认真完成 [练案16]


基 础 达 标


一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)


1．用铜锌合金制成的黄铜制品常被误认为是黄金，下列方法中不能区分其真伪的是( A )


A．观察外观B．放入盐酸中


C．测定密度D．高温灼烧


解析：铜锌合金制成的黄铜放入盐酸中，可以观察到合金熔解并且有气泡冒出，而黄金不溶于盐酸中；黄金密度大，测定密度可以鉴别；高温灼烧，黄金没有变化，而铜锌合金外观上有变化。


2．等量镁铝合金粉末分别与下列四种过量物质充分反应，放出氢气最多的是( B )


A．NaOH溶液B．稀硫酸


C．蔗糖溶液D．NaCl溶液


解析：Mg、Al与蔗糖溶液、NaCl溶液不反应，只有Al与NaOH溶液反应，Mg、Al与稀硫酸均发生反应放出氢气。


3．马踏飞燕是我国的旅游标志，出土的马踏飞燕是由青铜制成的。下列有关该标志的叙述不正确的是( A )


A．青铜硬度比纯铜的硬度小B．青铜的主要成分是Cu、Sn、Pb等


C．历史上铜制品早于铁制品出现D．青铜是我国使用最早的合金


解析：一般合金的硬度大于成分金属，故青铜比纯铜的硬度大。


4．自然界里常见金属元素存在最多的是铝，其次是铁，铜的含量较少。然而人类冶炼金属获得成功最早的反而是含量较少的铜，含量最多的铝最迟被冶炼出来。金属是当今社会社会不可缺少的材料之一。下列有关金属的说法错误的是( C )


A．铜比铝先获得成功冶炼的原因是铜矿较易被还原，铝矿很难被还原


B．目前已制得的纯金属只有90多种，但制得的合金已达几千种，大量使用的不是纯金属而是它们的合金


C．生铁易生锈不耐腐蚀，但纯铁具有耐腐蚀性，所以不锈钢应是最纯的铁


D．废弃铝制包装既浪费金属材料又造成环境污染


解析：不锈钢中除铁以外，还含有抗腐蚀性很强的铬和镍等。


5．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。从以上性能看，该合金不适合作( A )


A．导线B．门窗框


C．炉具D．飞机外壳


解析：该合金与银、铁相比较导电性差，不适合作导线；作门窗主要是利用合金的硬度大和耐腐蚀；作炉具主要利用其熔点高和耐腐蚀；作飞机外壳则是利用硬度大和密度小的性质，B、C、D项与该合金性质相符。


二、非选择题


6．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、铜常被作为货币流通，从化学角度来看，主要是利用它们的__D__。


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．活动性差


(2)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量绿色锈状物的铜币，黑色物质是__CuO__，绿色物质是__Cu2(OH)2CO3__，这枚金属币的真面目为__红__色。


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)铜稳定性稍微差一些，容易与氧气等物质反应而“生锈”。


7．合金是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__(填字母，下同)。


A．明矾B．硬铝


C．生铁D．青铜


(2)根据下表中四种金属的熔、沸点：


其中不能形成合金的是__B__。


①Cu与Na ②Fe与Cu ③Fe与Na ④Al与Na


A．①②B．①③


C．①④D．②④


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而形成合金。


8．某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。





(1)A中试剂为__氢氧化钠溶液__。


(2)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)B中发生反应的化学方程式为__2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑__。


(4)若实验用的铝镁合金的质量为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__eq \f(33 600a－c,b)__。


(5)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__偏小__(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。


解析：铝镁合金中二者都与酸反应，但铝与碱反应而镁不与碱反应，所以A中的试剂应选择氢氧化钠溶液。铝的相对原子质量可利用产生的氢气求解，M＝eq \f(m,n)＝eq \f(a－c,\f(b×10－3,22.4)×\f(2,3))＝eq \f(33 600a－c,b)。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。


能 力 提 升


一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)


1．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( AC )


A．Na＋B．Mg2＋


C．K＋D．COeq \\al(2－,3)


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。


2．为了除去MgO中混有的少量杂质Al2O3，可选用的试剂是( A )


A．KOH溶液B．氨水


C．稀盐酸D．稀醋酸


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。


3．铁是人类较早使用的金属之一。据有关报道，目前已经能冶炼出纯度较高的铁。你估计这种“纯铁”不会具有的性质是( AD )


A．硬度比生铁高B．熔、沸点比生铁高


C．能与Fe2(SO4)3溶液反应D．不能与盐酸反应


解析：依据题目叙述，可认为这种“纯铁”为纯净物，与生铁(合金)相比，硬度小，熔、沸点高。同时它具有单质铁的化学性质。


4．下面关于铝合金的说法中，错误的是( AD )


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，但能被烧碱腐蚀


D．镁铝合金在冷的浓硫酸中钝化


解析：合金的熔点比各成分金属的熔点低；高温时铝很容易被氧化；镁铝合金中的铝能与烧碱反应；Mg在冷的浓硫酸中不钝化。


5．“蛟龙”号载人潜水器成功下潜至西太平洋马里亚纳海沟7 020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中正确的是( AD )


A．钛合金是一种混合物


B．钛合金熔点比成分金属高，硬度大


C．钛合金的化学性质与钛单质相同


D．青铜、碳素钢、合金钢和硬铝都是合金


解析：钛合金是混合物，A项正确；合金熔点一般比成分金属低，硬度比成分金属大，B项错误；钛合金是混合物，其化学性质与钛单质不同，C项错误；D项所给材料均是合金，正确。


6．在天平的左右两个托盘上放有两个烧杯，两个烧杯中分别盛有盐酸和氢氧化钠溶液，天平处于平衡状态，当分别向两烧杯中加入等质量的铝(酸和碱都是足量的)充分反应后( A )


A．天平保持平衡B．左高右低


C．左低右高D．无法确定


解析：等质量的Al与盐酸、NaOH溶液完全反应生成的H2质量相同，两烧杯减少的质量相同。


7．下列说法不正确的是( D )


A．钠和钾的合金可用于快中子反应堆做热交换剂


B．氧化镁(熔点2 800 ℃)是优良的耐高温材料


C．镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可做储氢材料


D．2.4 g镁在足量的氧气中燃烧，转移的电子数为0.1NA


解析：2.4 g镁的物质的量为eq \f(2.4 g,24 g·ml－1)＝0.1 ml，Mgeq \(――→,\s\up7(失去2e－))Mg2＋，故0.1 ml镁反应，转移的电子数为0.2NA。


二、非选择题


8．合金是生活中常用的材料，请回答下列问题。


(1)现代社会应用最广泛的金属是__铁__。


(2)生铁和钢是含碳量不同的铁碳合金，含碳量在2%～4.3%的称为__生铁__。不锈钢在空气中比较稳定，不易生锈，有强的抗腐蚀能力，其合金元素主要是__铬和镍__。


(3)钢铁的腐蚀给社会造成的损失是巨大的，所以采取措施防止钢铁的腐蚀是十分必要的，请列举两种防止钢铁腐蚀的方法__在钢铁的表面喷涂油漆；表面涂油；在钢铁的表面镀上铬、锌等金属；对钢铁的表面进行烤蓝处理(增厚氧化膜)；制成不锈钢(任选两种，其他合理答案也可)__。


(4)青铜的主要合金元素为__Sn__，黄铜的主要合金元素为__Zn__。


解析：(1)现代社会应用最广泛的金属是铁。(2)碳素钢的含碳量较生铁低，小于2%，生铁中含碳量在2%～4.3%，而不锈钢中加入的合金元素主要是铬、镍。(3)钢铁的腐蚀主要是与环境中化学物质(如空气、水、酸等)接触而发生的化学反应，故防止钢铁的腐蚀，只要使其避免与上述物质接触即可，可采用覆膜法、改变内部结构等方法。


9．某课外活动小组收集了一种合金进行以下探究(已知铜元素的焰色试验呈绿色)。


(1)外观暗灰色，表皮光滑；


(2)在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色，合金片熔化，但不滴落；


(3)取刮去表皮的合金10 g，放入足量的稀硫酸中，收集到标准状况下的H2 8.96 L；


(4)另取刮去表面的合金10 g，放入足量的NaOH溶液中，也收集到标准状况下的H2 8.96 L。


试据此判断，该合金中一定含有的元素是__Cu、Al__(写元素符号)；可能含有的元素是__A__(填选项编号)。


A．AgB．Mg


C．NaD．Fe


如果该合金中只含两种元素，则二者的质量比是__m(Al)∶m(Cu)＝18∶7__。


解析：火焰呈绿色，说明有铜元素。等质量的合金与足量的稀硫酸或NaOH溶液反应放出H2的体积相同，说明一定含有铝，且不能再含有其他的活泼金属Na、Mg、Fe等。且Na的熔、沸点太低，不能与Cu熔合形成合金，则还可能含有不与稀硫酸和NaOH反应的Ag。该合金如果只含两种元素，则为Cu、Al。


2Al ～ 3H2


2 ml 3 ml


eq \f(mAl,27 g·ml－1) eq \f(8.96 L,22.4 L·ml－1)＝0.4 ml


m(Al)＝eq \f(0.8,3) ml×27 g·ml－1＝7.2 g


m(Cu)＝10 g－7.2 g＝2.8 g


m(Al)∶m(Cu)＝7.2∶2.8＝18∶7。


10．铜是生命必需的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响。


(1)在化学反应中，铜元素可表现为0、＋1、＋2价。在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜[曾青(CuSO4)跟铁反应就生成铜]。试写出该反应的化学方程式：__CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu__。


(2)铜器表面有时会生成铜绿[Cu2(OH)2CO3]。这层铜绿可用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的反应的化学方程式：__Cu2(OH)2CO3＋4HCl===2CuCl2＋CO2↑＋3H2O__。


(3)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币(铜的熔点是1 183.4 ℃，铁的熔点是1 534.8 ℃)__铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀；铜的熔点较低，容易冶炼铸造成型__。


解析：(1)由题给信息可得，发生的反应为铁还原CuSO4得到单质铜。(2)因为铜绿(碱式碳酸铜)能与酸反应，生成可溶性盐和气体，故可用盐酸除之。(3)铜在古代用于制造货币主要因为其熔点较低，易于铸造，且不易被腐蚀。熔点/℃
eq \f(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
金属
Na
Cu
Al
Fe
熔点/℃
97.8
1 083
660
1 535
沸点/℃
883
2 567
2 467
2 750