2021学年第二节 金属材料精练

这是一份2021学年第二节 金属材料精练，共14页。试卷主要包含了单选题，填空题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．2022年世界冬奥会和冬残奥会在北京举行，其中短道速滑项目队员所穿的速滑冰刀采用合金材料——不锈钢制成。
下列关于合金的叙述，错误的是（）
A．通过增加原子层之间的相对滑动难度，使合金的硬度变大
B．不锈钢中添加镍(Ni)和铬(Cr)等元素，因此不含非金属元素
C．储氢合金属于新型合金，可用于以氢气为燃料的汽车
D．硬铝具有强度高、密度小、抗腐蚀能力强等优点，常用于制造飞机外壳
2．下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是（）
A．铝在常温下不能与氧气反应B．铝不能与氯气反应
C．氧化铝只能与酸反应，不能与碱反应D．铝既能溶于酸，又能溶于强碱
3．下列物质不属于合金的是（）
A．不锈钢B．硬铝C．黄铜D．水银
4．下列关于合金的叙述正确的是（）
A．铝合金硬度比纯铝小
B．生铁是铁碳合金，钢是纯净的铁单质
C．硬铝密度小、强度高，常用于制造飞机外壳
D．不锈钢和钢都是铁合金，性质完全相同
5．北宋沈括对生铁炼钢有这么一段评价：“世间锻铁所谓钢铁者，用柔铁屈盘之，乃以生铁陷其间，泥封炼之，锻令相入，谓之“团钢”，亦谓之“灌钢”。此乃伪钢耳……”，下列说法正确的是（）
A．生铁和钢都是关于铁的含碳合金，钢中碳的含量较高
B．通过炼制和锻打，可以调节铁中元素的组成、元素的含量等来改变铁的性能
C．高碳钢的韧性较好，低碳钢的硬度较大
D．不锈钢是一种常见的合金钢，它的合金元素主要是钨(W)和硅(Si)
6．将铝条插入NaOH溶液中，开始没有H2生成的原因是（）
A．铝与NaOH溶液不反应
B．铝条表面钝化生成Al2O3
C．铝条不纯含有杂质Mg
D．NaOH溶液中含有NaAlO2
7．用砂纸仔细打磨铝片后，称取质量均为2.7g的两块铝片，将其中一铝片迅速放入120mL2ml/LNaOH溶液中，另一铝片在空气中放置一段时间后，再放入等浓度等体积的NaOH溶液中。下列说法不正确的是（）
A．均有氧化还原反应发生
B．消耗NaOH的物质的量相同
C．均有气体生成，且体积相同
D．均有NaAlO2生成，且质量相同
8．利用传感器探究在密闭环境中铝片和少量稀盐酸反应过程中温度和压强的变化，结果如图。下列说法错误的是（）
A．50~100s，压强变大是反应放出热量导致的
B．100s时，容器内温度最高
C．100s之后，溶液中溶质为AlCl3
D．100s之后，压强减小是因为温度降低导致的
9．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．储氢合金是一类能大量吸收，并与结合成金属氢化物的材料
B．储氢合金吸收的过程属于物理变化
C．储氢合金中氢元素的化合价为-1
D．具有实用价值的储氢合金在室温下吸、放氢的速率快
10．下列有关氧化铝的说法错误的是（）
A．可用材料制成的坩埚熔融烧碱
B．铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝保护膜，能防止内部金属被氧化
C．空气中自然形成的氧化铝薄膜耐磨性较差，可采用化学方法增加膜的厚度
D．氧化铝是一种两性氧化物，既能与强酸反应，也能与强碱反应
11．下列有关物质的性质与用途的描述错误的是（）
A．Al具有良好的延展性，故铝可用于制作铝金属制品
B．镁铝合金的密度大、强度高，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料
C．Al、Al2O3均能与酸、碱反应，因此铝制炊具不宜用来蒸煮酸性或碱性食物
D．“蛟龙号”载人潜水器的耐压球壳是用钛合金制造的，合金具有硬度大等优点
12．下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是（）
A．无色透明溶液中：、、、
B．碱性溶液中：、、、
C．能溶解的溶液中：、、、
D．含有的溶液中：、、、
13．“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，它比纯铝的硬度大
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
14．合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，广泛应用于交通工具、航空航天等领域。下列有关合金的说法不正确的是（）
A．硬铝可用于制造飞机的外壳
B．钛合金可用于制造“蛟龙”号的耐压球壳
C．不锈钢可用于制造地铁列车的车体
D．钠钾合金可用于制造飞机的发动机叶片
15．蛟龙号载人潜水器外壳用特殊的钛合金材料制成，它可以在深海中承受 700 个大气压的压力。 已知金属钛的原子序数为 22，化学性质与铝类似。下列说法不正确的是（）
A．在空气中将金属钛、铝混合后熔化可制得合金
B．钛合金硬度比单质钛大
C．TiO2一定条件下可能会溶于强酸或强碱
D．钛合金的熔点低于单质钛
16．我国自主研发的C919大飞机采用了大量铝锂合金。下列说法不正确的是（）
A．铝锂合金耐酸碱腐蚀B．铝锂合金的硬度比锂大
C．铝锂合金的熔点比铝低D．原料配比不同，铝锂合金的性能不同
17．新材料问世常常带动新科技、新技术的应用和发展，下列有关说法不正确的（）
A．中国的航空铝材处于世界领先的行列，该铝材是纯度很高的铝，密度小，强度高
B．稀土元素被称为“冶金工业的维生素”，其加入钢中后可增加钢的韧性、抗氧化性
C．“神舟”六号载人飞船表面覆盖某种特殊材料，这种材料强度高，耐高温
D．2017年8月我国宣布成功完成了某超级钢的研制，超级钢从组成看上是混合物
18．工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图∶
对上述流程中的判断正确的是（）
A．沉淀成分为 Fe(OH)3
B．试剂X可以为氨水
C．反应I的离子方程式为
D．反应Ⅱ中的离子方程式为
19．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能与所有的酸碱溶液反应
D．Al2O3常用于制造耐火坩埚，但氧化铝坩埚不可以用于熔融NaOH
20．在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡，将两球分别浸没在溶液质量相等的稀溶液和溶液中一段时间，如图所示。下列说法正确的是（）
A．铝球表面有气泡产生，且有白色沉淀生成，杠杆不平衡
B．铝球表面有气泡产生，盛有稀溶液的烧杯中溶液澄清
C．反应后去掉两烧杯，杠杆仍平衡
D．铁球表面有红色物质析出，盛有溶液的烧杯中溶液蓝色变浅，杠杆右边上升
二、填空题
21．Al和FeO的混合物在隔绝空气的条件下加热可发生反应，反应的化学方程式为。取4份质量均为mg的Al和FeO的混合物(混合物中Al和FeO的物质的量之比均为2：3)，进行如下实验。
(1)将第一份加入过量NaOH溶液中，发生反应的化学方程式为___________。
(2)将第二份在隔绝空气的条件下加热充分反应。
①向反应后的混合物中先加入足量稀硫酸，固体全部溶解，并产生气体，写出产生气体的化学方程式：___________。
②向①中所得溶液中滴加NaOH溶液至过量，按反应的先后顺序写出该过程中铝元素参与的两个反应的离子方程式：___________、___________。
(3)将第三份在隔绝空气的条件下加热充分反应后，加入足量稀盐酸，产生标准状况下的气体体积为V1L；将第四份直接加入足量稀盐酸中，产生标准状况下的气体体积为V2L，则V1_______V2(填“>”“＜”“=”)
22．2021年10月16日，载有三名航天员的神舟十三号载人飞船顺利进入太空。运载火箭和载人飞船使用了大量铝材，实现了多项科技创新。
(1)运载火箭和载人飞船上使用的铝材属于___________(填“纯铝”或“铝合金”)，其优点是___________(写一条)。
(2)生产铝材时，可用NaOH溶液除去铝材表面的天然氧化膜，反应的化学方程式是___________。
(3)区分铝合金与铁合金的一种简单方法是___________。
23．根据你学过的有关金属的知识，回答下列问题(已知：铜、锌能与硝酸反应，而金不反应)：
(1)铜钱在我国历史上曾经是一种广泛流通的货币，如图所示，铜常用于制造货币的原因可能是___________(填字母)。
A．铜的熔点不是太高，易于冶炼，易于铸造成型
B．铜的性质不活泼，不易被腐蚀
C．我国较早地掌握了湿法治炼铜的技术
D．自然界有大量的游离态的铜
(2)铁制品的使用更为广泛，但是铁制品易生锈，铁锈的主要成分是___________(填化学式，下同)，常见的铁的氧化物还有___________、___________。
(3)铝制品因为表面易形成致密的氧化铝薄膜而经久耐用，但该氧化膜易被酸、碱破坏，若使氧化铝与氢氧化钠溶液作用，反应的化学方程式为___________。
24．某混合物A，含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，实验小组利用A制备Al(OH)3的操作流程如下：
据此回答下列问题：
（1）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中分离溶液和沉淀所采取的操作名称是______，该实验操作所用到的玻璃仪器有_____________。
（2）根据上述流程，写出D、E所含物质的化学式：沉淀D________；溶液E________、_______。
（3）写出②、③反应的离子方程式：
②______________________；③_________________。
参考答案：
1．B【详解】A．合金的硬度大于纯金属的硬度，不锈钢是通过增加原子层之间的相对滑动难度，导致合金的硬度变大，故A正确；
B．钢是铁和碳的合金，不锈钢中含有金属元素，还含有非金属元素碳，故B错误；
C．储氢合金与水反应释放的氢气具有可燃性，可作汽车的燃料，故C正确；
D．合金的硬度大、抗腐蚀性强，则飞机外壳大部分材料是铝合金，铝合金材料具有强度大、质量轻、抗腐蚀能力强等优点，故D正确；
故选：B。
2．D【详解】A．铝在常温下能与氧气缓慢反应，A错误；
B．铝能与氯气一定条件下反应，B错误；
C．氧化铝是两性氧化物，既能与酸反应，又能与碱反应，C错误；
D．铝为两性金属，既能与酸反应，又能与强碱反应，D正确；
故答案为：D。
3．D【详解】A．不锈钢是铁合金，A错误；
B．硬铝是铝合金，B错误；
C．黄铜是铜锌合金，C错误；
D．水银是金属汞，为金属单质，不是合金，D正确；
答案选D。
4．C【详解】A．合金的硬度比其任一组分都大，铝合金硬度比纯铝大，A错误；
B．生铁是铁碳合金，钢的含碳量比生铁低，也是铁碳合金，B错误；
C．硬铝密度小、强度高，常用于制造飞机外壳，C正确；
D．不锈钢和钢都是铁合金，但其内部结构和组分不同，性质不相同，D错误；
故选C。
5．B【详解】A．生铁和钢都是铁的含碳合金，钢中碳的含量在0.03%～2.0%之间，生铁中碳的含量在2.0%～4.3%之间，所以生铁的碳含量高于钢的碳含量，故A错误；
B．通过炼制和锻打，可以降低生铁中含碳量，除去生铁中有害元素P、S，调整生铁中Si、Mn的含量，这样的铁有韧性、可锻轧、可延压，故B正确；
C．根据含碳量的不同，碳素钢可分为高碳钢、中碳钢、低碳钢，其中高碳钢硬度较大，韧性较差，低碳钢，硬度较小，韧性较强，故C错误；
D．不锈钢是一种常见的合金钢，它的合金元素主要是铬(Cr)、镍(Ni)，常用来制造医疗器械、餐具等，故D错误；
答案为B。
6．B【详解】A．铝能与NaOH溶液反应生成氢气：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，故A错误；
B．铝很活泼，在空气中易被氧化，表面生成氧化铝，或为了更好地保护铝，用某种方法使其表面覆盖钝化膜，所以铝条插入NaOH溶液中，开始没有H2生成，故B正确；
C．Mg的存在不影响铝和NaOH溶液生成氢气，故C错误；
D．NaOH溶液中含有NaAlO2不影响铝和NaOH溶液反应生成氢气，故D错误；
故选B。
【点睛】铝条中含有杂质镁，可以形成原电池，反而能加快铝和碱溶液的反应速率。
7．C【详解】A．铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，元素铝和氢的化合价发生变化，是氧化还原反应，铝可以和空气中的氧气反应生成氧化铝，元素铝和氧的化合价发生变化，是氧化还原反应，A正确；
B．第二种方案中，氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，无论是哪种方案，最终都是生成偏铝酸钠，根据铝元素守恒，最终生成的偏铝酸钠的物质的量相同，则消耗NaOH的物质的量相同，B正确；
C．第二种方案中铝生成氧化铝，氧化铝生成偏铝酸钠，都没有气体生成，C错误；
D．由选项B可知均有NaAlO2生成，且质量相同，D正确；
故选C。
8．A【详解】A．50～100s，压强变大是反应放出热量、生成氢气共同导致的，故A错误；
B．100s时，容器内温度最高，故B正确；
C．100s之后盐酸完全反应，溶液中溶质为AlCl3，故C正确；
D．100s之后反应停止，压强减小是因为温度降低导致的，故D正确；
故选：A。
9．B【详解】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材料．如镧镍合金，它吸收氢气可结合成金属氢化物，故A正确；
B．氢气在储存过程中与金属反应生成其他物质，是化学变化，故B错误；
C．中Na是+1价，Al是+3价，则H为-1价，故C正确；
D．储氢合金储氢量大、吸放氢速率快，所以可用于氢燃料汽车，故D正确；
故选：B。
10．A【详解】A．氧化铝与烧碱在加热时会发生反应，故不能用氧化铝材料制成的坩埚熔融烧碱，否则会损坏坩埚，A错误；
B．铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝保护膜，氧化膜比较致密，能防止内部金属被氧化，B正确；
C．空气中自然形成的氧化铝薄膜耐磨性较差，可采用化学方法增加膜的厚度，如电化学氧化法，可在铝表面生成坚硬的氧化膜，C正确；
D．氧化铝是一种两性氧化物，既能与强酸反应，也能与强碱反应，D正确；
故选A。
11．B【详解】A．铝常用于制作铝金属制品，主要是Al具有良好的延展性，故A正确；
B．镁铝合金的密度小、强度高，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料，故B错误；
C．Al、Al2O3均能与酸、碱反应，因此铝制炊具不宜用来蒸煮和长时间盛放酸性或碱性食物，故C正确；
D．“蛟龙号”载人潜水器的耐压球壳是用钛合金制造的，说明钛合金具有硬度大等优点，故D正确。
综上所述，答案为B。
12．B【详解】A．含有溶液显紫红色，不符合无色要求，A不符合题意；
B．选项涉及四种离子与OH-均能大量共存，B符合题意；
C．能溶解Al2O3的溶液可能是酸溶液或碱溶液，若为酸性条件，由+H+=CO2↑+H2O，知不能大量存在，若为碱性条件，由Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓、，知Mg2+、Cu2+、不能大量存在，C不符合题意；
D．Fe2+具有强还原性，ClO-具有强氧化性，两者因发生氧化还原反应而不能大量共存，D不符合题意；
故答案选B。
13．D【详解】A．合金是混合物，合金要比组成其纯金属的熔点低、硬度大，铝合金是一种混合物，它比纯铝的硬度大，A正确；
B．铝易被氧化，铝合金应在溶剂层覆盖下熔炼，可隔绝空气，防止高温铝液被氧化，B正确；
C．镁铝合金中的铝能与氢氧化钠溶液反应，C正确；
D．镁、铝都能与盐酸反应，镁铝合金在盐酸中能溶解，D错误；
答案选D。
14．D【详解】A．硬铝为铝合金，密度小，硬度大，可用于制造飞机的外壳，A正确；
B．钛合金硬度大，我国“蛟龙”号载人潜水器的耐压球壳是用钛合金制造的，B正确；
C．不锈钢硬度大，耐腐蚀，可用于制造地铁列车的车体，C正确；
D．钠钾合金常温下液体，不能用于制造飞机的发动机叶片，D错误；
综上所述答案为D。
15．A【详解】A． 在空气中将金属钛、铝混合后熔化时会生成氧化物，不可制得合金，A不正确；
B．蛟龙号载人潜水器外壳用特殊的钛合金材料制成，它可以在深海中承受 700 个大气压的压力，故钛合金硬度比单质钛大，B正确；
C． 钛化学性质与铝类似，则TiO2化学性质与氧化铝类似，故一定条件下可能会溶于强酸或强碱，C正确；
D．一般来说，合金的熔点低于组分的熔点，钛合金的熔点低于单质钛，D正确；
答案选A。
16．A【详解】A．Al与酸碱均反应，锂与酸反应，铝锂合金不耐酸碱腐蚀，故A错误；
B．合金的硬度一般大于成分金属的硬度，铝锂合金的硬度比锂大，故B正确；
C．合金的熔点一般低于成分金属的熔点，铝锂合金的熔沸点比铝低，故C正确；
D．合金的性质与成分的含量有关，所以改变原料的配比，可以制得性能不同的铝锂合金，故D正确；
故选A。
17．A【详解】A．中国的航空铝材处于世界领先的行列，该铝材是一种铝合金，铝合金的密度小，强度高，故A错误；
B．稀土元素被称为“冶金工业的维生素”，在钢中加入铬、镍等元素后可制成不锈钢，增加钢的韧性和抗氧化性，故B正确；
C．“神舟”六号载人飞船表面覆盖某种特殊材料，这种材料是为了防止飞船与大气摩擦时产生高温而起火燃烧，所以飞船表面的材料应符合强度高、耐高温、密度小、耐腐蚀等优异性能，故C正确；
D．2017年8月我国宣布成功完成了某超级钢的研制，超级钢是通过各种工艺方法将普通的碳素结构钢的铁素体晶粒细化，进而使其强度有大幅度提高的钢材，超级钢主要是由铁、碳等元素构成的合金，合金从组成看上是混合物，故D正确；
答案选A。
18．C【分析】由流程图可知，试剂X是氢氧化钠溶液，Al2O3溶于氢氧化钠溶液得到NaAlO2溶液，Fe2O3与氢氧化钠溶液不反应，所以反应Ⅰ过滤出沉淀为Fe2O3，所得溶液乙为NaAlO2溶液；向NaAlO2溶液中通入过量CO2，化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3，所以Y为NaHCO3溶液，Al(OH)3加热分解生成Al2O3，电解熔融Al2O3得到Al，据此分析解答。
【详解】A．根据上述分析，沉淀为Fe2O3，故A错误；
B．氧化铝和氧化铁与氨水都不反应，无法分离，因此试剂X一定不是氨水，故B错误；
C．反应Ⅰ氧化铝溶于氢氧化钠溶液，离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO+H2O，故C正确；
D．反应Ⅱ中过量的二氧化碳与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢钠，反应的化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3，离子方程式为CO2+AlO+2H2O=Al(OH)3↓+HCO，故D错误；
故选C。
19．D【详解】A．氢氧化铝对应的氧化物是铝元素对应的氧化物为Al2O3，故A错误；
B．氧化铝和强酸强碱反应，是两性氧化物，故B错误；
C．氧化铝和强酸、强碱反应，不能和弱酸弱碱反应，故C错误；
D．氧化铝和强酸、强碱反应，则氧化铝坩埚不可以用于熔融NaOH，故D正确；
故选D。
20．B【分析】左侧烧杯中Al和溶液反应生成H2使铝球质量减小，右侧烧杯中Fe与CuSO4溶液反应，铁球表面析出铜，即铁球质量增加，反应一段时间后杠杆不再平衡。
【详解】A．左侧烧杯中Al和溶液反应生成偏铝酸钠和H2使铝球质量减小，但不会生成沉淀，A错误；
B．左侧烧杯中Al和溶液反应生成偏铝酸钠和H2，溶液澄清，B正确；
C．根据分析，左侧铝球质量减少，右侧铁球质量增加，C错误；
D．右侧铁球质量增加，而使杠杆左边上升，D错误；
故选B。
21．(1)
(2)
(3)=
【解析】(1)
反应前的混合物为Al和FeO，加入NaOH溶液中后，Al与NaOH溶液发生反应，反应的化学方程式为；
(2)
向反应后的混合物中先加入稀硫酸，再加入NaOH溶液，铁元素参与反应的化学方程式有、、，铝元素参与的反应共3个，依次是、、；
(3)
由反应的化学方程式可以得出关系2Al～3Fe，即2ml Al可以生成3ml Fe，2ml Al和3ml Fe分别与足量盐酸反应时产生的物质的量相等，因此。
22．(1) 铝合金 密度小
(2)
(3)用磁铁吸引
【解析】(1)
铝材属于铝合金，具有密度小、质量轻、强度高、抗腐蚀等优点(任写一条)。
(2)
铝的氧化膜为氧化铝，故反应方程式为。
(3)
简单区分铝合金与铁合金的方法是用磁铁吸引。
23． ABC Fe2O3 FeO Fe3O4 Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O【分析】根据铜在自然界的存在和性质分析判断；铁常见的化合价有+2价和+3价，据此判断铁的氧化物；氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，据此分析解答。
【详解】(1)A．铜的熔点不是太高，易于冶炼、铸造成型，可应用于制造货币，故A正确；B．铜的性质不活泼，不与空气中的水、氧气等反应，不易被腐蚀，故B正确；C．我国较早的掌握了湿法治炼铜的技术，利用Fe与硫酸铜反应生成Cu，故C正确；D．自然界有大量铜矿，铜主要以化合态存在与自然界中，开采后提炼Cu，故D错误；故答案为：ABC；
(2)铁制品易生锈，铁锈的主要成分是三氧化二铁；常见铁的氧化物还有FeO、Fe3O4，故答案为：Fe2O3；FeO；Fe3O4；
(3)氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，反应的化学方程式为Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O，故答案为：Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O。
24． 过滤 玻璃棒、烧杯、漏斗 【详解】试题分析：Al2O3和Fe2O3不溶于水，则沉淀C为Al2O3和Fe2O3，氧化铁与碱不反应，则沉淀D为Fe2O3，反应②③中生成的沉淀为Al（OH）3，受热分解生成Al2O3，反应②为KAl（SO4）2、氨水的反应，则溶液E为K2SO4、（NH4）2SO4，（1）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离方法为过滤；（2）由上述分析可知， D为Fe2O3，E为K2SO4、（NH4）2SO4；（3）反应②为Al3++3NH3．H2O=Al（OH）3↓+3NH4+，反应③为AlO2—+ CO2+2H2O="=" Al(OH)3↓+ HCO3-。
考点：考查镁铝的重要化合物。