化学必修 第一册第三章 铁 金属材料第二节 金属材料第1课时课后作业题

第二节　金属材料

第1课时　金属材料

课后训练巩固提升

双基巩固　学考突破

1.下列关于氧化铝的叙述正确的是(　　)。

A.氧化铝与酸溶液、碱溶液都能反应生成铝盐和水

B.氧化铝既是碱性氧化物又是酸性氧化物

C.氧化铝既不是碱性氧化物也不是酸性氧化物

D.氧化铝溶于水可得到氢氧化铝

答案:C

解析:氧化铝既不是碱性氧化物也不是酸性氧化物,而是两性氧化物;能与酸溶液反应生成铝盐和水,能与碱溶液反应生成偏铝酸盐和水,氧化铝难溶于水,不能与水反应。

2.下列物质中,不属于合金的是(　　)。

A.硬铝 

B.水银

C.黄铜 

D.钢铁

答案:B

解析:硬铝是由铝、铜、镁、锰和硅等组成的合金;黄铜是由铜、锌等形成的合金;钢铁是由铁、碳等形成的铁合金;水银是金属汞的俗称,为纯金属,不属于合金。

3.纯铁的熔点为1 535 ℃,而高炉中炼铁时生铁在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金属的熔点高

C.因为形成了铁碳合金,所以熔点降低

D.生铁在高炉内熔化的过程中发生了化学反应

答案:C

解析:生铁是铁与碳形成的合金,合金的熔点、沸点一般比成分金属要低,所以生铁的熔点比纯铁低,并不是发生化学变化的原因。

4.下列用途主要体现铝的物理性质的是(　　)。

①家用铝锅　②制导线　③制包装铝箔　④做防锈油漆    ⑤制成合金作制造飞机的材料

A.①②③ B.②③⑤ C.①②③⑤ 　D.④⑤

答案:C

解析:因为金属铝具有良好的导热、导电性,故可制作铝锅和输电线路的导线;铝的密度小、延展性好,可制包装铝箔;铝合金的密度小、强度高,可用作飞机、火箭等航空制造业的材料;做防锈油漆是利用了铝与氧气反应生成Al2O3,Al2O3覆盖在铝的表面,阻止铝和空气接触,进而起到防锈的功能。

5.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.用钢丝球擦洗铝锅表面的污垢

D.用碱水洗涤

答案:B

解析:食醋呈酸性,能与铝反应而使其腐蚀;用钢丝球擦洗时会破坏铝表面的氧化铝层,使铝裸露在外继续被腐蚀;不能用碱水洗涤,因为铝能与碱水反应而被腐蚀。

6.合金有许多特点,例如常温下钠钾合金为液体,而钠和钾的单质均为固体。据此,试推测:锡铅合金、纯锡、纯铅三种物质中,熔点最低的是(　　)。

A.纯锡 B.锡铅合金 

C.纯铅 D.无法确定

答案:B

解析:合金的熔点一般低于组成它的各成分金属的熔点。

7.下列离子方程式书写正确的是(　　)。

A.铝粉投入NaOH溶液中:2Al+2OH-2Al+H2↑

B.铝粉投入盐酸中:Al+2H+Al3++H2↑

C.Al2O3与NaOH溶液反应:Al2O3+2OH-2Al+H2O

D.Fe与稀硫酸反应:2Fe+6H+2Fe3++3H2↑

答案:C

解析:A项氧原子不守恒,应为2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑;B项电荷不守恒,应为2Al+6H+2Al3++3H2↑;D项Fe与稀硫酸反应生成Fe2+,应为Fe+2H+Fe2++H2↑。

8.有关铝和它的化合物的说法正确的是(　　)。

A.Al2O3难溶于水,不与水反应,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Al2O3是碱性氧化物

C.Al2O3能与NaOH溶液反应生成盐和水,所以Al2O3是酸性氧化物

D.铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层保护膜

答案:D

解析:Al2O3虽难溶于水,但却是Al(OH)3对应的氧化物,可以根据Al2O3与Al(OH)3中Al的化合价相同判断;金属氧化物多数是碱性氧化物,但有些高价态的氧化物如Mn2O7却是酸性氧化物,Al2O3为两性氧化物。

9.铝、氧化铝分别与过量NaOH溶液反应,下列对其生成物的说法中正确的是(　　)。

A.都有H2O生成 B.都有H2生成

C.都有Al生成 D.都有Al3+生成

答案:C

解析:Al与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,氧化铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和水,显然均生成偏铝酸盐,都有Al生成。

10.1989年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一而加以控制。铝在下列应用中应加以控制的是(　　)。

①制铝合金　②制电线　③制炊具　④制银色漆颜料　⑤制易拉罐　⑥用铝箔包装糖果和食品

A.③④⑤⑥ B.①②⑥ 

C.①②③⑤ D.③⑤⑥

答案:D

解析:与食品加工和食品包装有关的应用均应加以控制。

11.足量下列物质与相同质量的铝反应,放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是(　　)。

A.盐酸 B.稀硫酸

C.氢氧化钠溶液 D.氯化钠溶液

答案:C

解析:铝与氯化钠溶液不反应,由2Al+6H+2Al3++3H2↑,2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑可知,Al~3H+~H2,Al~OH-~H2,即1 mol 铝消耗1 mol NaOH、1.5 mol H2SO4 、3 mol HCl。

12.所谓合金,就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物,参考下列四种金属的熔点、沸点数据:

其中不能形成合金的是(　　)。

A.Cu和Al B.Fe和Cu

C.Fe和Na D.Al和Na

答案:C

解析:钠的沸点低于铁的熔点,两者不能形成合金。

13.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)。 

答案:(1)D

(2)Fe+Cu2+Fe2++Cu,Fe+2H+Fe2++H2↑　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、HCl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+表明,不溶物W是金属铜,每份试样中氧化铜的质量为m×m。

选考奠基　素养提升

1.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,下列用途不切合实际的是(　　)。

A.用作保险丝

B.用于制造航天飞机

C.用于制造人造骨

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项正确;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,因此可以用于制造人造骨,C项正确;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项正确;由于其熔点高,不适合用作保险丝,A项错误。

2.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,通常叫做铱金笔。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普通钢笔要好

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

答案:C

解析:铱金笔的笔头是合金钢,而不是用纯金属制成。

3.(双选)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 ℃仍不凝固;在常温下几乎不与氧气和水反应,但能溶于强酸和强碱;与其他金属熔合可改善合金性能;与硫、硒等非金属化合可生成优良的半导体材料。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.镓与盐酸反应,但不能与氢氧化钠溶液反应

D.镓与多种金属形成合金

答案:AC

解析:从题给信息可知镓的熔点低但沸点很高,这说明它很易与其他金属熔合在一起形成合金。根据“能溶于强酸和强碱”可知C项错误。

4.某合金与铁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,该合金不适合用作(　　)。

A.导线 B.门窗框 

C.炉具 D.飞机外壳

答案:A

解析:由于该合金的强度和硬度均较大且耐腐蚀,所以可以用作门窗框、炉具和制造飞机的材料,但由于其导电性差,所以不用作导线。

5.现有一块铝铁合金,欲测定其中铝的质量分数,切下W g合金,溶于盐酸中,再加入过量的NaOH溶液,滤出沉淀,将沉淀在空气中充分灼烧,最后得到W g红棕色粉末。则此合金中铝的质量分数为(　　)。

A.20% B.30% C.70% D.80%

答案:B

解析:解答本题可按下面的流程图来进行分析,

Al、FeAlCl3

FeCl2NaAlO2

Fe(OH)3Fe(OH)3Fe2O3

合金中Al的质量等于Fe2O3中氧的质量×100%=30%

6.某课外活动小组收集了一种合金进行以下探究(已知焰色试验中铜元素的火焰呈绿色)。

(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)另取刮去表皮的合金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　　　　(写元素符号);可能含有的元素是　　　　(填选项编号)。 

A.Ag 　B.Mg 　C.Na 　D.Fe

如果该合金中只含2种元素,则两者的质量比是　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:Cu、Al　A　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的熔点、沸点很低,不能与Cu熔合形成合金,则还可能含有不与稀硫酸和NaOH溶液反应的Ag。该合金如果只含2种元素,则为Cu、Al。

2Al　　~　　3H2

2 mol 3 mol

=0.4 mol

m(Al)= mol×27 g·mol-1=7.2 g

m(Cu)=10 g-7.2 g=2.8 g

m(Al)∶m(Cu)=7.2∶2.8=18∶7。

7.下表是某种常见金属M的部分性质。

将该金属M投入稀盐酸或氢氧化钠溶液中,都有大量无色气体产生。回答下列问题。

(1)金属M是　　　　(填名称)。 

(2)试推断金属M的一种用途:　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)M的金属活动性比铜的金属活动性　　　(填“强”或“弱”),判断的事实依据是　                                  　。 

(4)请写出金属M与氢氧化钠溶液反应的化学方程式:　                               。

答案:(1)铝

(2)制导线(其他合理答案均可)

(3)强　M能与稀盐酸反应放出氢气,而铜不能

(4)2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑

解析:(1)根据表中给出的部分性质知,能与稀盐酸和氢氧化钠溶液反应生成无色气体的金属M是铝。(2)铝的导电性好,可用于制导线;导热性好,可用于制炊具;延展性好,可用于包装糖果等。(3)在金属活动性顺序中,铝是排在氢前面的金属,能与盐酸或稀硫酸反应生成氢气;铜是排在氢后面的金属,不能与盐酸或稀硫酸反应。