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苏教版 (2019)必修 第二册第三单元 金属材料的性能及应用习题
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这是一份苏教版 (2019)必修 第二册第三单元 金属材料的性能及应用习题，共10页。试卷主要包含了单选题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。
专题9第3单元金属材料的性能及应用同步练习
2022——2023学年下学期高一化学苏教版（2019）必修第二册
一、单选题（本大题共15小题，共45.0分）
1. 2023年中国计划发射“神舟十六号”、“神舟十七号”载人飞船和“天舟六号”货运飞船。下列有关说法不正确的是
A. 用于制造载人飞船上太阳能电池板的半导体材料主要成分为Si
B. 镁铝合金密度小、强度高，广泛应用于航天领域
C. 飞船船体覆盖的耐高温陶瓷材料属于传统无机非金属材料
D. 运载火箭加注的液氢燃料是高能清洁燃料
2. 现代社会的发展与进步离不开材料，下列有关材料的说法错误的是
A. 国产飞机C919用到的氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料
B. 华为5G手机芯片的主要成分是二氧化硅
C. 中国天眼FAST用到的高性能碳化硅是一种新型的无机非金属材料
D. “蛟龙号”深潜器的外壳是特种钛合金，该钛合金比金属钛硬度高、耐高压、耐腐蚀
3. 下列关于合金说法不正确的是
A. 稀土元素被称为“冶金工业的维生素”
B. 合金的熔点比其成分金属的熔点高
C. Ti−Fe合金和La−Ni合金都是新型储氢合金
D. 生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金，生铁的含碳量比钢的含碳量高
4. 下列有关合金的说法不正确的是( )
A. 多数合金比单一金属有更大的硬度 B. 多数合金比单一金属有更高的熔点
C. 我国早在3000年前就使用合金 D. 新型合金有记忆合金、储氢合金等
5. 化学与生活、生产科技密切相关。下列说法错误的有( )
①传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐
②航母上拦阻索中的钢丝属于金属材料
③工业生产玻璃、水泥、漂白粉，均需要用石灰石为原料
④碳纤维、合成纤维、光导纤维都属于高分子材料
⑤高温下，工业制硅的反应方程式为C+SiO2Si+CO2
⑥单质硅可用于制取通信芯片
⑦“C919”飞机身使用的复合材料——碳纤维和环氧树脂，属于新型无机非金属材料
⑧太阳能发电板的主要材料是SiO2
A. 4个 B. 5个 C. 6个 D. 7个
6. 10月16日凌晨，一道耀眼的光芒划破夜空，神舟十三号载着航天员翟志刚、王亚平、叶光富飞向中国空间站，执行在轨驻留6个月的载人飞行任务，这也是我国航天员首次在太空中过年，标志着我国航天事业又一次进入了新的篇章。下列叙述错误的是
A. 神舟十三号所用的铝合金具有高强度、高韧性、耐腐蚀等特点
B. 载人飞船表面使用的高温结构陶瓷为新型无机非金属材料
C. 钢分为碳素钢和合金钢，其中碳素钢的硬度随着碳含量的增加而逐渐增强
D. 金属材料分为黑色金属材料和有色金属材料两大类，其中有色金属材料是用量最大的金属材料
7. 科技改变生活。下列说法不正确的是
A. 歼20战斗机采用大量先进复合材料、铝锂合金等，铝锂合金属于金属材料
B. 镁、铝、钛等合金广泛应用于航空航天领域，合金熔点通常高于其组成金属
C. “山东舰”航母使用的碳纤维是一种新型无机非金属材料
D. 国家速滑馆“冰丝带”采用CO2超临界制冰，比氟利昂制冰更加环保
8. 新材料的蓬勃发展彰显化学学科的魅力。下列说法不正确的是
A. 太阳能电池光电转换材料的主要成分是二氧化硅 B. 液冷散热技术使用的石墨烯属于无机非金属材料
C. 火星车的热控材料纳米气凝胶能发生丁达尔效应 D. 深海载人潜水器外壳使用的钛合金属于金属材料
9. 祖国“70华诞”阅兵现场展示的航天、军事、天文、电子等科技设备，受到世界瞩目，它们与化学有着密切联系。下列说法错误的是( )
A. “天宫二号”空间实验室的电池板芯片的材料是硅
B. “中国天眼”的“眼眶”是钢铁结成的圈梁，属于金属材料
C. “歼−20”战斗机大量使用的碳纤维是新型有机高分子材料
D. “东风−5”弹道导弹外表面使用的高温结构陶瓷是新型无机非金属材料
10. “蛟龙”号载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金。下列有关合金的说法中正确的是( )
A. 钛合金是一种新型的金属单质 B. 钛合金的熔点比成分金属的低，硬度小
C. 钛合金的化学性质与钛单质相同 D. 青铜、碳素钢、合金钢和硬铝均是合金
11. 我国自主研发的载人潜水器“蛟龙号”进行多次海试，圆满完成深潜任务。潜水器若要潜入海底，潜水器的表面每平方米需承受近万吨的压强，这需要使用特殊材料才能达到要求。下列有关材料的说法正确的是( )
A. 铝合金是应用最广泛的合金材料 B. 目前太阳能电池的主要材料是硅单质
C. 光导纤维的材料是硅单质 D. 合金材料的组成元素一定全部是金属元素
12. 下列各种说法正确的有 ( )
①合金材料可能含有非金属元素
②工业制玻璃和水泥均需要用到石灰石
③高纯度的硅广泛用于制作计算机芯片
④在空气中加热，FeO可以迅速变成Fe2O3
⑤铝用于软包装主要是利用了铝密度小的物理性质
⑥合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料
⑦葡萄酒中通常含有微量SO2，既可以杀菌又可以防止营养成分被氧化
⑧在金属元素和非金属元素的分界线附近可以寻找制备半导体材料的元素
A. 4个 B. 5个 C. 6个 D. 7个
13. 下列各种说法正确的是
①合金材料可能含有非金属元素
②工业制玻璃和水泥均需要用到石灰石
③高纯度的硅广泛用于制作计算机芯片
④在空气中加热，FeO可以迅速变成Fe2O3
⑤铝用于软包装主要是利用了铝密度小的物理性质
⑥合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料
⑦葡萄酒中通常含有微量SO2，既可以杀菌又可以防止营养成分被氧化
⑧在金属元素和非金属元素的分界线附近可以寻找制备半导体材料的元素
A. ①②③④⑦⑧ B. ①②③⑦⑧ C. ①③④⑤⑧ D. ①③⑤⑧
14. “我和我的祖国，一刻也不能分割，无论我走到哪里，都流出一首赞歌”。下列有关我国建国70周年取得的巨大成就的说法中错误的是( )
A. 令世人骄傲的5G麒麟芯片的使用，将开启人类新生活，主要成分二氧化硅功不可没
B. 雪龙2号极地考察船是中国自主建造的首艘破冰船，其中用到大量低合金钢
C. 港珠澳大桥使用的铝材采用了氟碳涂料，该涂料具备耐高温、耐低温、耐腐蚀特性
D. 我国首先研制成功并广泛应用于航天工业材料的尼龙−1010属于高分子材料
15. 下列有关材料的说法不正确的是 ( )
A. 国产大飞机C919用到的铝锂合金属于金属材料 B. 塑料手机贴膜属于合成高分子材料
C. 芯片中的高纯硅属于无机非金属材料 D. 高温结构陶瓷材料氮化硅的化学式为Si4N3
二、实验题（本大题共3小题，共30.0分）
16. 某工厂的工业废水中含有大量的Fe2+、SO42−和较多的Cu2+及少量的Na+.为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜。请根据流程图，在方框和括号内填写物质名称(或主要成分的化学式)或操作方法，完成回收硫酸亚铁和铜的简单实验方案。
(1)实验室中操作②所需要的玻璃仪器为______________________________。
(2)试剂⑤的化学式为______，发生化学反应的离子方程式为__________________________________________。
(3)得到的沉淀⑦洗涤方法__________________________________________________________________________________________。
(4)⑨的实验操作为__________________________________________________________________。
17. 单质硅是信息产业中重要的基础材料．通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度为450℃～ 500℃)，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅．以下是实验室制备四氯化硅的装置图：
相关信息如下：
①四氯化硅遇水极易水解
②硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物
③有关物质的物理常数见下表：
物质
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸点/℃
57.7
12.8
−
315
−
熔点/℃
−70.0
−107.2
−
−
−
升华温度/℃
−
−
180
300
162
请回答下列问题：
(1)装置A中g管的作用是 ，装置C中的试剂是 ；
(2)SiCl4与H2反应的化学方程式为 ；
(3)甲方案：f接装置Ⅰ；乙方案：f接装置Ⅱ；但是装置Ⅰ、Ⅱ都有不足之处，请你评价后填写下表：
方案
优点
缺点
甲
乙
18. 铝镁合金是飞机制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同学，为测定某铝镁合金(不含其他元素)中铝的质量分数，设计了下列两种不同实验方案进行探究。填写下列空白：
[方案一]
[实验方案]将铝镁合金与足量NaOH溶液反应，测定剩余固体质量。
(1)实验中发生反应的离子方程式是__________________________________。
[实验步骤]
(2)称取10.8g铝镁合金粉末样品，溶于体积为V、物质的量浓度为4.0 mol/L NaOH溶液中，充分反应。则NaOH溶液的体积V≥__________mL。
(3)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得铝的质量分数将__
_________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
[方案二]
[实验方案]将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体的体积。
[实验步骤]
(4)在分析其他测量方法存在的问题后，他们设计了如图所示的实验装置。
①装置中导管a的作用是____________________________。
②为了较准确测量氢气的体积，在读反应前后量气管中液面的读数求其差值的过程中，除视线平视外还应注意_______(填字母)。
A.冷却至室温
B.等待片刻，待乙管中液面不再上升时读数
C.读数时应移动右侧量气管，使两端液面相平
D.读数时不一定使两端液面相平
③若实验用铝镁合金的质量为5.1 g，测得氢气体积为5.6 L(标准状况)，则合金中铝的质量分数为______________________(保留两位有效数字)。
三、简答题（本大题共2小题，共16.0分）
19. 硅酸盐具有特殊的性质与应用，回答下列问题：
(1)硅酸盐材料是传统无机非金属材料，下列产品属于硅酸盐的是________(填序号)。
①玻璃 ②陶瓷 ③石英玻璃 ④硅芯片 ⑤光导纤维 ⑥水泥 ⑦砖瓦
(2)在炼铁、水泥、玻璃的制备时，都需要的原料是________。
(3)磷酸钙陶瓷是一种新型无机非金属材料，可用于制造人造骨骼，这是利用了这类材料的________(填字母)。
A.耐高温的特性 B.电学特性
C.光学特性 D.生物功能
(4)向Na2SiO3溶液中通入CO2气体，现象是________，化学方程式为________。
(5)我国成功地发射了嫦娥一号探测卫星，对月球土壤中14种元素的分布及含量进行探测。月球上的主要矿物有辉石[CaMgSi2O6]、斜长石[KAlSi3O8]和橄榄石[Mg2Fe2SiO6])等，则橄榄石中铁为________价，斜长石的氧化物形式可表示为________，辉石CaMgSi2O6________(填“难”或“易”)溶于水。
20. 金属材料在日常生产生活中有着广泛的应用，请回答下列问题：
(1)人类最早使用的合金是______，目前使用量最大的金属是______．
(2)铁和铁合金是日常生活中的常用材料，下列叙述正确的是______．
A.纯铁的硬度比生铁高 B.纯铁耐腐蚀性强，不易生锈
C.不锈钢是铁合金，只含金属元素 D.铁在一定条件下，可与水蒸气反应
E.铁在冷的浓硫酸中会钝化
(3)向沸水中滴入几滴饱和FeCl3溶液，加热至液体呈透明的红褐色，该反应的离子方程式为______，形成的分散系中分散质的微粒直径范围是______．
(4)向硫酸亚铁溶液中加入过氧化钠，有红褐色沉淀生成，如果加入的Na2O2与生成的O2的物质的量之比为3：1，请写出发生的离子反应方程式______．
(5)电子工业需要用30%的FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜，制造印刷电路板．请写出FeCl3 溶液与铜反应的离子方程式：______，向腐蚀后的废液中加入一定量的铁粉充分反应后，无固体剩余，则反应后的溶液中一定含有的离子是______，可能含有的离子是______.如果从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液，现有下列试剂：①氯气②铁粉③浓硝酸④浓盐酸⑤烧碱⑥浓氨水．需要用到的一组试剂是______．
A.①②④B.①③④⑥C.②④⑤D.①④⑥
(6)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型净水剂．高铁酸钠的制备方法之一是：在碱性条件下用NaClO氧化Fe3+，请写出该反应的离子反应方程式______．
(7)有一种铁的氧化物样品，用5mol/L盐酸140mL，恰好完全溶解，所得溶液还能吸收标况下0.56L氯气，恰好使其中Fe2+全部转化成Fe3+，该氧化物的化学式是______．
答案和解析
1.【答案】C
【解析】略
2.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查无机非金属材料、合金、物质的性质及用途，为高频考点，把握物质的性质、材料类型、性质与用途的关系为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意化学与生活的联系，题目难度不大。
【解答】
A.氮化硅陶瓷属于无机物，是新型无机非金属材料，故A正确；
B.手机芯片的主要成分是硅单质，故B错误；
C.碳化硅属于无机物，是一种新型的无机非金属材料，故C正确；
D.合金的硬度高于成分金属，钛合金作“蛟龙号”深潜器的外壳，说明钛合金比金属钛硬度高、耐高压、耐腐蚀，故D正确；
3.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了合金的知识，完成此题，可以依据已有的知识进行，要求同学们熟记常见物质的基本知识，以便灵活应用，题目难度不大。
【解答】
A.在合金中加入适量稀土金属，就能大大改善合金的性能，所以稀土元素被称为冶金工业的维生素，故A正确；
B.合金的熔点比各成分金属的熔点低，故B错误；
C.Ti−Fe合金和La−Ni合金都是新型储氢合金，故C正确；
D.生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳的合金，生铁的含碳量高，钢的含碳量低，故D正确。
4.【答案】B
【解析】
【分析】
本题主要考查合金的性质和分类，难度不大，注意合金的硬度大，熔点低，耐腐蚀。
【解答】
A.合金的性质是：硬度大，熔点低，耐腐蚀，因此合金的硬度一般比各成分金属大，故A正确；
B.合金的熔点比各成分金属的低，故B错误；
C.我国早在3000多年前就掌握了炼铜技术，可以制造青铜，故C正确；
D.新型合金有记忆合金、储氢合金、轻质合金、超耐热合金等，故D正确。
故选：B。
5.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查化学与生活、生产科技的关系，为高频考点，难度不大。掌握传统非金属材料的分类、金属材料以及新型材料的常见分类和性质是解答关键。
【解答】
①传统无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐，而新型无机非金属材料的主要成分不是硅酸盐，故错误；
②钢丝属于铁的合金，属于金属材料，故正确；
③工业生产漂白粉的原料为氯气和石灰乳，故错误；
④光导纤维的主要成分是二氧化硅，不属于高分子材料，故错误；
⑤高温下，工业制硅的反应方程式为2C+SiO2Si+2CO，故错误；
⑥硅单质是良好的半导体材料，可用于制取通信芯片，故正确；
⑦环氧树脂是有机高分子材料，故错误；
⑧太阳能发电板的主要材料是Si，故错误。
综上所述错误的有①③④⑤⑦⑧，共6个，故C正确。
6.【答案】D
【解析】
【分析】
本题以中国航天为背景考查化学材料的应用，意在考查学生的识记能力和辨析能力，解题的关键是了解常用金属的类别。
【解答】
A.根据题意，铝合金可用作神舟十三号的制备材料，具有高强度、高韧性、耐腐蚀等特点，故A正确；
B.高温结构陶瓷为新型无机非金属材料，故B正确；
C.根据化学成分，钢可分为碳素钢和合金钢，其中碳素钢的硬度随着含碳量的增加而逐渐增强，故C正确；
D.金属材料分为黑色金属材料和有色金属材料，黑色金属材料包括铁、锰、铬及其合金，是用量最大的金属材料，故D错误。
7.【答案】B
【解析】
【分析】
本题综合考查元素化合物知识，为高考常见题型和高频考点，侧重于基础知识的理解和运用的考查，有利于培养学生的良好的科学素养，提高学习的积极性，难度不大。
【解答】
A.金属材料包括纯金属以及它们的合金，铝锂合金属于金属材料，故A正确；
B.合金熔点通常低于其组成金属的熔点，故B错误；
C.碳纤维是一种新型的无机非金属材料，故C正确；
D.国家速滑馆“冰丝带”采用CO2超临界制冰，将CO2利用起来，减少了CO2的排放，比氟利昂制冰更加环保，故D正确。
8.【答案】A
【解析】略
9.【答案】C
【解析】
【分析】
本题主要考查新型材料的用途和性质，难度不大，掌握新型材料的性质为解答的关键。
【解答】
A.硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料，利用高纯硅的半导体性能，可以制成光电池，将光能直接转换为电能，故A正确；
B.“中国天眼”的“眼眶”是钢铁结成的圈梁，主要成分是铁合金，属于金属材料，故B正确；
C.碳纤维的主要成分是单质碳，不是有机高分子材料，故C错误；
D.新型无机非金属材料在性能上比传统无机非金属材料有了很大的提高，可适用于不同的要求。如高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷等都属于新型无机非金属材料，故D正确；
故选C。
10.【答案】D
【解析】
【分析】本题考查合金的相关知识，侧重考查常见的合金及合金与成分金属的性质区别，题目难度不大。
【解答】A.合金是指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，不属于单质，A错误；
B.合金的熔点一般比成分金属的熔点低但硬度大，B错误；
C.合金的化学性质与其成分金属的化学性质是相同的，钛合金除具备钛单质的化学性质外，还具有其他成分的化学性质，C错误。
11.【答案】B
【解析】解：A.铁合金应用于建筑等方面，铁合金是应用最广泛的合金材料，故A错误；
B.硅介于金属和非金属之间，其单质属于半导体，太阳能电池的主要材料是硅单质，故B正确；
C.光导纤维的材料是二氧化硅，硅单质是计算机硅芯片的主要材料，故C错误；
D.合金材料的组成元素不一定全部是金属元素，可能含有非金属元素，如生铁中含有C元素，故D错误；
故选：B。
A.铁合金是应用最广泛的合金材料；
B.太阳能电池的主要材料是硅单质，硅属于半导体；
C.光导纤维的材料是二氧化硅；
D.合金材料的组成元素不一定全部是金属元素，可能含有非金属元素。
本题考查了物质的用途及构成，明确物质的性质是解本题关键，性质决定用途，用途体现性质，知道合金的构成元素及性质，题目难度不大。
12.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查元素化合物的性质与用途，意在考查学生的识记能力，侧重于学生的分析能力和元素化合物知识的综合理解和运用的考查，题目贴近高考，难度不大。
【解答】
①合金是由两种或两种以上的金属与金属(或非金属)经一定方法所合成的具有金属特性的物质，所以合金材料中一定有金属，也可能含有非金属元素，故①正确；
②水泥的原料：石灰石、黏土等，玻璃的原料：石英、纯碱、石灰石等，工业制玻璃和水泥均需要用到石灰石，故②正确；
③硅位于金属元素和非金属元素分界线处，有金属和非金属的性质，所以硅属于半导体材料，高纯度的硅广泛用于制作计算机芯片，故③正确；
④在空气中加热，FeO被迅速氧化为Fe3O4，故④错误；
⑤铝用于软包装主要是利用了铝的延展性，故⑤错误；
⑥合成纤维是有机材料，故⑥错误；
⑦二氧化硫具有还原性，则在葡萄酒中添加微量二氧化硫作抗氧化剂，使酒保持良好品质，同时还能抑制细菌生长，故⑦正确；
⑧在金属元素和非金属元素的分界线附近的元素，既有金属性又有非金属性，可以寻找制备半导体材料的元素，故⑧正确。
综上所述，正确的说法有5个。
13.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查元素化合物的性质与用途，侧重于学生的分析能力和元素化合物知识的综合理解和运用的考查，题目贴近高考，难度不大。
【解答】
①合金是由两种或两种以上的金属与金属(或非金属)经一定方法所合成的具有金属特性的物质，所以合金材料中一定有金属，也可能含有非金属元素，故①正确；
②水泥的原料：石灰石、粘土等，玻璃的原料：石英、纯碱、石灰石等，工业制玻璃和水泥均需要用到石灰石，故②正确；
③硅位于金属元素和非金属元素分界线处，有金属和非金属的性质，所以硅属于半导体材料，高纯度的硅广泛用于制作计算机芯片，故③正确；
④在空气中加热，FeO可以缓慢变成Fe2O3，不是迅速转变，故④错误；
⑤铝用于软包装主要是利用了铝的延展性，故⑤错误；
⑥合成纤维是有机非金属材料，光导纤维都是新型无机非金属材料，故⑥错误；
⑦二氧化硫具有还原性，则在葡萄酒中添加微量二氧化硫作抗氧化剂，使酒保持良好品质，同时还能抑制细菌生长，故⑦正确；
⑧在金属元素和非金属元素的分界线附近的元素，既有金属性又有非金属性，可以寻找制备半导体材料的元素，故⑧正确。
14.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查化学与STSE，侧重考查新材料的使用，掌握物质的组成和性质为解题关键，难度不大，注意平时积累。
【解答】
A.制作芯片的材质为晶体硅，不是二氧化硅，故A错误；
B.破冰船需要高强度、高硬度、低密度的材质，其中用到大量低合金钢，故B正确；
C.建造大桥的材质，因所处环境为海洋，涂料需要具备耐高温、耐低温、耐腐蚀特性，故C正确；
D.尼龙1010为有机高分子材料，属于高分子材料，故D正确。
故选A。
15.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查化学材料的分类和性质分析，难度不大。
【解答】
A.国产大飞机C919用到的铝锂合金属于金属材料，故A正确；
B.塑料手机贴膜属于合成高分子材料，故B正确；
C.芯片中的高纯硅属于无机非金属材料，故C正确；
D.高温结构陶瓷材料氮化硅的化学式为Si3N4，故D错误。
故选D。
16.【答案】(1)漏斗、玻璃棒、烧杯；
(2)H2SO4；Fe+2H+=Fe2++H2↑；
(3)在过滤装置用玻璃棒或胶头滴管中引入蒸馏水浸没沉淀，待水流尽后重复操作2到3次；
(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥。
【解析】
【分析】
本题考查了无机物推断及物质的鉴别，根据物质的性质、物质之间的反应来分析解答，题目难度中等。
【解答】
工业废水中含大量硫酸亚铁、Cu2+和少量的Na+，从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜，结合流程可知，①为Fe，操作②为过滤，将溶液中的Cu2+置换出来，则④中主要含硫酸亚铁，③中含Cu、Fe(为了使得置换完全过量的部分)，加入⑤为H2SO4，操作⑥为过滤，得到⑦为Cu，⑧中主要含FeSO4，操作⑨为蒸发、浓缩、结晶、过滤，可得到FeSO4·7H2O，
(1)操作②的名称为过滤，所需要的玻璃仪器为漏斗、玻璃棒、烧杯，
故答案为：漏斗、玻璃棒、烧杯；
(2)试剂⑤的化学式为H2SO4，化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，所以离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，
故答案为：H2SO4；Fe+2H+=Fe2++H2↑；
(3)得到的沉淀⑦洗涤方法：在过滤装置用玻璃棒或胶头滴管中引入蒸馏水浸没沉淀，待水流尽后重复操作2到3次，
故答案为：在过滤装置用玻璃棒或胶头滴管中引入蒸馏水浸没沉淀，待水流尽后重复操作2到3次；
(4)溶液中得到溶质晶体的方法是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥，
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥。
17.【答案】(1)平衡压强，使液体从分液漏斗中顺利流下；浓硫酸
(2)SiCl4+2H2高温= Si+4HCl
(3)
方案
优点
缺点
甲
①收集产品的导管粗，不会堵塞导管
②冷凝产品，减少产品损失
①空气中的水蒸气进入产品收集装置，使四氯化硅水解
②尾气没有处理，污染环境
乙
①有尾气处理装置，注重环保
②避免空气中的水蒸气进入装置
①产品易堵塞导管
②没有冷凝装置，产品易损失
【解析】
【分析】
本题考查制备实验方案的设计，为高频考点，把握制备原理及实验流程中的反应、物质的性质等为解答的关键，侧重分析与实验、计算能力的综合考查，题目难度中等。
【解答】
(1)g管使分液漏斗与烧瓶连通，使浓盐酸顺利滴下．由信息知，四氯化硅与水反应，故需除去氯气中的水．B瓶装饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体，C瓶装浓硫酸干燥氯气，
故答案为：平衡压强，使液体从分液漏斗中顺利流下；浓硫酸；
(2)氢气能与四氯化硅反应生成单质硅和氯化氢，反应的化学方程式：SiCl4+2H2高温= Si+4HCl ，
故答案为：SiCl4+2H2高温= Si+4HCl ；
(3)四氯化硅在常温下易液化，如果收集产品的导管太细易堵塞导管；制取的四氯化硅需要冷凝；由于尾气中含有氯气，要设置尾气处理装置，四氯化硅易水解，要避免空气中的水蒸气进入产品收集装置，
故答案为：
方案
优点
缺点
甲
①收集产品的导管粗，不会堵塞导管
②冷凝产品，减少产品损失
①空气中的水蒸气进入产品收集装置，使四氯化硅水解
②尾气没有处理，污染环境
乙
①有尾气处理装置，注重环保
②避免空气中的水蒸气进入装置
①产品易堵塞导管
②没有冷凝装置，产品易损失
。
18.【答案】(1)2Al+2OH−+2H2O2AlO2−+3H2↑ (2)100 (3)偏低 (4)①平衡分液漏斗与锥形瓶之间的气体压强，使分液漏斗中的稀硫酸能顺利滴下；消除加入稀硫酸的体积对测量氢气体积所带来的误差 ②AC ③53%
【解析】(1)如答案所示
(2)根据2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑可知，反应消耗等物质的量的NaOH与Al，假设合金中Mg的质量分数是0，则10.8 g完全是Al，其物质的量n(Al)= mM = 10.8g27g/mol=0.4 mol，则n(NaOH)=n(Al)=0.4 mol，需NaOH溶液的体积最小值V= 0.4mol4 mol/L =0.1 L=100 mL，故V≥100mL。
(3)该步骤中若未洗涤固体，则金属镁上会附着偏铝酸钠等物质，导致测得的镁的质量偏大，最终使测得的铝的质量分数偏低。
(4)②A项，冷却至室温，这样测定气体体积时不受外界温度的影响，可减小误差，正确；B项，等待片刻，使乙管中液面与左侧甲管中的液面相平时再读数，错误；C项，读数时应移动右侧量气管，使两端液面相平，然后再读数，正确；D项，读数时必须使两端液面相平，这样才可以减少压强对气体体积的影响，以减少实验误差，错误。
③n(H2)= 5.6L22.4L/mol =0.25mol，假设10.8g合金中Al、Mg的物质的量分别是x、y，可得关系式27 g/mol×x+24 g/mol×y=5.1g，1.5x+y=0.25 mol，解得x=0.1 mol，y=0.1 mol，则合金中Al的质量m(Al)=0.1 mol×27 g/mol=2.7 g，所以Al的质量分数为2.7g5.1g×100%≈53%。
19.【答案】(1)①②⑥⑦；
(2)碳酸钙(或CaCO3)；
(3)D；
(4)生成白色沉淀；Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3或Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3；
(5)+2；K2O⋅Al2O3⋅6SiO2；难。
【解析】
【分析】
本题主要考查的是硅酸盐，意在考查学生的识记能力，解题的关键是识记常见的硅酸盐材料和性质。
【解答】
(1)玻璃、陶瓷、水泥、砖瓦都是属于硅酸盐材料，石英玻璃、光导纤维主要成分都是二氧化硅，硅芯片的主要成分是硅单质。
(2)炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气，水泥的主要原料为石灰石和黏土，玻璃的主要原料为石灰石、纯碱、石英，则在炼铁、水泥、玻璃的制备时，都需要的原料是碳酸钙(或CaCO3)。
(3)磷酸钙陶瓷可用于制造人造骨骼，说明该陶瓷具有生物功能，故D正确。
(4)碳酸的酸性比硅酸强，向Na2SiO3溶液中通入CO2气体，现象是生成白色沉淀，化学方程式为Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3或Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3。
(5)橄榄石[Mg2Fe2SiO6]中，Mg的化合价为+2价，Si元素化合价为+4价，O元素的化合价为−2价，根据化合物中各元素化合价代数和为零，可知Fe元素化合价为+2价，斜长石[KAlSi3O8]的氧化物形式可表示为K2O⋅Al2O3⋅6SiO2；辉石[CaMgSi2O6]难溶于水。
20.【答案】(1)青铜；铁；
(2)BDE；
(3)Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+；1～100nm；
(4)3Na2O2+2Fe2++4H2O=2Fe(OH)3+O2↑+6Na++2OH−；
(5)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；Fe2+、Cu2+、Cl−；Fe3+；A；
(6)2Fe(OH)3+3ClO−+4OH−=2FeO42−+3Cl−+5H2O；
(7)Fe5O7
【解析】
【分析】
本题考查金属及化合物的性质，为高频考点，把握物质的性质、发生的氧化还原反应、离子反应的书写、氧化还原反应计算等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意元素化合物知识的应用，综合性较强，题目难度中等．
【解答】
(1)铜的活泼性较弱，比较容易冶炼，所以人类最早使用的合金材料是青铜，目前使用量最大的合金是铁合金，则目前使用量最大的金属是铁，
故答案为：青铜；铁；
(2)A.一般合金的硬度比各成分金属的大，故A错误；
B.纯铁耐腐蚀性强，不易生锈，故B正确；
C.不锈钢是铁合金，含有非金属元素碳，故C错误；
D.铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，故D正确；
E.浓硫酸具有强的氧化性，冷的浓硫酸与铁发生钝化反应，故E正确；
故答案为：BDE；
(3)氢氧化铁胶体制备的离子方程式为：Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+，氢氧化铁胶体的微粒直径范围是1～100nm，
故答案为：Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+；1～100nm；
(4)Na2O2与生成的O2的物质的量之比为3：1，由电子守恒可知，只有1molNa2O2作氧化剂时转移2mol电子，离子反应为3Na2O2+2Fe2++4H2O=2Fe(OH)3+O2↑+6Na++2OH−，
故答案为：3Na2O2+2Fe2++4H2O=2Fe(OH)3+O2↑+6Na++2OH−；
(5)FeCl3溶液与铜反应生成氯化亚铁、氯化铜，离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；腐蚀废液中含有氯化铜、氯化亚铁以及氯化铁，向腐蚀后的废液中加入一定量的铁粉充分反应后，无固体剩余，说明铁只和Fe3+反应，Fe+2Fe3+=3Fe2+，则溶液中一定含Fe2+、Cu2+、Cl−，可能含Fe3+；从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液，加入Fe过滤分离出Cu，加盐酸处理滤渣，滤液中含氯化亚铁，氯气具有氧化性，能将亚铁离子氧化为三价铁，2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl−，再向滤液中通入氯气即可，需要用到的一组试剂是①②④，
故答案为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；Fe2+、Cu2+、Cl−；Fe3+；A；
(6)在碱性条件下用NaClO氧化Fe3+，同时生成Na2FeO4，结合电子、电荷守恒可知离子反应为2Fe(OH)3+3ClO−+4OH−=2FeO42−+3Cl−+5H2O，
故答案为：2Fe(OH)3+3ClO−+4OH−=2FeO42−+3Cl−+5H2O；
(7)n(HCl)=0.14L×5mol/L=0.7mol，n(Cl2)=0.56L22.4L/mol=0.025mol，反应中HCl的H元素与氧化物中O元素全部结合生成H2O，则氧化物中n(O)=12×n(HCl)=12×0.7mol=0.35mol，
反应后溶液成分为FeCl3，
n(Cl−)=0.7mol+0.025mol×2=0.75mol，
则n(Fe)=0.75mol×13=0.25mol，
所以：n(Fe)：n(O)=0.25mol：0.35mol=5：7，
该氧化物的化学式为Fe5O7，
故答案为：Fe5O7．
专题9第3单元金属材料的性能及应用同步练习
2022——2023学年下学期高一化学苏教版（2019）必修第二册
一、单选题（本大题共15小题，共45.0分）
1. 2023年中国计划发射“神舟十六号”、“神舟十七号”载人飞船和“天舟六号”货运飞船。下列有关说法不正确的是
A. 用于制造载人飞船上太阳能电池板的半导体材料主要成分为Si
B. 镁铝合金密度小、强度高，广泛应用于航天领域
C. 飞船船体覆盖的耐高温陶瓷材料属于传统无机非金属材料
D. 运载火箭加注的液氢燃料是高能清洁燃料
2. 现代社会的发展与进步离不开材料，下列有关材料的说法错误的是
A. 国产飞机C919用到的氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料
B. 华为5G手机芯片的主要成分是二氧化硅
C. 中国天眼FAST用到的高性能碳化硅是一种新型的无机非金属材料
D. “蛟龙号”深潜器的外壳是特种钛合金，该钛合金比金属钛硬度高、耐高压、耐腐蚀
3. 下列关于合金说法不正确的是
A. 稀土元素被称为“冶金工业的维生素”
B. 合金的熔点比其成分金属的熔点高
C. Ti−Fe合金和La−Ni合金都是新型储氢合金
D. 生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金，生铁的含碳量比钢的含碳量高
4. 下列有关合金的说法不正确的是( )
A. 多数合金比单一金属有更大的硬度 B. 多数合金比单一金属有更高的熔点
C. 我国早在3000年前就使用合金 D. 新型合金有记忆合金、储氢合金等
5. 化学与生活、生产科技密切相关。下列说法错误的有( )
①传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐
②航母上拦阻索中的钢丝属于金属材料
③工业生产玻璃、水泥、漂白粉，均需要用石灰石为原料
④碳纤维、合成纤维、光导纤维都属于高分子材料
⑤高温下，工业制硅的反应方程式为C+SiO2Si+CO2
⑥单质硅可用于制取通信芯片
⑦“C919”飞机身使用的复合材料——碳纤维和环氧树脂，属于新型无机非金属材料
⑧太阳能发电板的主要材料是SiO2
A. 4个 B. 5个 C. 6个 D. 7个
6. 10月16日凌晨，一道耀眼的光芒划破夜空，神舟十三号载着航天员翟志刚、王亚平、叶光富飞向中国空间站，执行在轨驻留6个月的载人飞行任务，这也是我国航天员首次在太空中过年，标志着我国航天事业又一次进入了新的篇章。下列叙述错误的是
A. 神舟十三号所用的铝合金具有高强度、高韧性、耐腐蚀等特点
B. 载人飞船表面使用的高温结构陶瓷为新型无机非金属材料
C. 钢分为碳素钢和合金钢，其中碳素钢的硬度随着碳含量的增加而逐渐增强
D. 金属材料分为黑色金属材料和有色金属材料两大类，其中有色金属材料是用量最大的金属材料
7. 科技改变生活。下列说法不正确的是
A. 歼20战斗机采用大量先进复合材料、铝锂合金等，铝锂合金属于金属材料
B. 镁、铝、钛等合金广泛应用于航空航天领域，合金熔点通常高于其组成金属
C. “山东舰”航母使用的碳纤维是一种新型无机非金属材料
D. 国家速滑馆“冰丝带”采用CO2超临界制冰，比氟利昂制冰更加环保
8. 新材料的蓬勃发展彰显化学学科的魅力。下列说法不正确的是
A. 太阳能电池光电转换材料的主要成分是二氧化硅 B. 液冷散热技术使用的石墨烯属于无机非金属材料
C. 火星车的热控材料纳米气凝胶能发生丁达尔效应 D. 深海载人潜水器外壳使用的钛合金属于金属材料
9. 祖国“70华诞”阅兵现场展示的航天、军事、天文、电子等科技设备，受到世界瞩目，它们与化学有着密切联系。下列说法错误的是( )
A. “天宫二号”空间实验室的电池板芯片的材料是硅
B. “中国天眼”的“眼眶”是钢铁结成的圈梁，属于金属材料
C. “歼−20”战斗机大量使用的碳纤维是新型有机高分子材料
D. “东风−5”弹道导弹外表面使用的高温结构陶瓷是新型无机非金属材料
10. “蛟龙”号载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金。下列有关合金的说法中正确的是( )
A. 钛合金是一种新型的金属单质 B. 钛合金的熔点比成分金属的低，硬度小
C. 钛合金的化学性质与钛单质相同 D. 青铜、碳素钢、合金钢和硬铝均是合金
11. 我国自主研发的载人潜水器“蛟龙号”进行多次海试，圆满完成深潜任务。潜水器若要潜入海底，潜水器的表面每平方米需承受近万吨的压强，这需要使用特殊材料才能达到要求。下列有关材料的说法正确的是( )
A. 铝合金是应用最广泛的合金材料 B. 目前太阳能电池的主要材料是硅单质
C. 光导纤维的材料是硅单质 D. 合金材料的组成元素一定全部是金属元素
12. 下列各种说法正确的有 ( )
①合金材料可能含有非金属元素
②工业制玻璃和水泥均需要用到石灰石
③高纯度的硅广泛用于制作计算机芯片
④在空气中加热，FeO可以迅速变成Fe2O3
⑤铝用于软包装主要是利用了铝密度小的物理性质
⑥合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料
⑦葡萄酒中通常含有微量SO2，既可以杀菌又可以防止营养成分被氧化
⑧在金属元素和非金属元素的分界线附近可以寻找制备半导体材料的元素
A. 4个 B. 5个 C. 6个 D. 7个
13. 下列各种说法正确的是
①合金材料可能含有非金属元素
②工业制玻璃和水泥均需要用到石灰石
③高纯度的硅广泛用于制作计算机芯片
④在空气中加热，FeO可以迅速变成Fe2O3
⑤铝用于软包装主要是利用了铝密度小的物理性质
⑥合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料
⑦葡萄酒中通常含有微量SO2，既可以杀菌又可以防止营养成分被氧化
⑧在金属元素和非金属元素的分界线附近可以寻找制备半导体材料的元素
A. ①②③④⑦⑧ B. ①②③⑦⑧ C. ①③④⑤⑧ D. ①③⑤⑧
14. “我和我的祖国，一刻也不能分割，无论我走到哪里，都流出一首赞歌”。下列有关我国建国70周年取得的巨大成就的说法中错误的是( )
A. 令世人骄傲的5G麒麟芯片的使用，将开启人类新生活，主要成分二氧化硅功不可没
B. 雪龙2号极地考察船是中国自主建造的首艘破冰船，其中用到大量低合金钢
C. 港珠澳大桥使用的铝材采用了氟碳涂料，该涂料具备耐高温、耐低温、耐腐蚀特性
D. 我国首先研制成功并广泛应用于航天工业材料的尼龙−1010属于高分子材料
15. 下列有关材料的说法不正确的是 ( )
A. 国产大飞机C919用到的铝锂合金属于金属材料 B. 塑料手机贴膜属于合成高分子材料
C. 芯片中的高纯硅属于无机非金属材料 D. 高温结构陶瓷材料氮化硅的化学式为Si4N3
二、实验题（本大题共3小题，共30.0分）
16. 某工厂的工业废水中含有大量的Fe2+、SO42−和较多的Cu2+及少量的Na+.为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜。请根据流程图，在方框和括号内填写物质名称(或主要成分的化学式)或操作方法，完成回收硫酸亚铁和铜的简单实验方案。
(1)实验室中操作②所需要的玻璃仪器为______________________________。
(2)试剂⑤的化学式为______，发生化学反应的离子方程式为__________________________________________。
(3)得到的沉淀⑦洗涤方法__________________________________________________________________________________________。
(4)⑨的实验操作为__________________________________________________________________。
17. 单质硅是信息产业中重要的基础材料．通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度为450℃～ 500℃)，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅．以下是实验室制备四氯化硅的装置图：
相关信息如下：
①四氯化硅遇水极易水解
②硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物
③有关物质的物理常数见下表：
物质
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸点/℃
57.7
12.8
−
315
−
熔点/℃
−70.0
−107.2
−
−
−
升华温度/℃
−
−
180
300
162
请回答下列问题：
(1)装置A中g管的作用是 ，装置C中的试剂是 ；
(2)SiCl4与H2反应的化学方程式为 ；
(3)甲方案：f接装置Ⅰ；乙方案：f接装置Ⅱ；但是装置Ⅰ、Ⅱ都有不足之处，请你评价后填写下表：
方案
优点
缺点
甲
乙
18. 铝镁合金是飞机制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同学，为测定某铝镁合金(不含其他元素)中铝的质量分数，设计了下列两种不同实验方案进行探究。填写下列空白：
[方案一]
[实验方案]将铝镁合金与足量NaOH溶液反应，测定剩余固体质量。
(1)实验中发生反应的离子方程式是__________________________________。
[实验步骤]
(2)称取10.8g铝镁合金粉末样品，溶于体积为V、物质的量浓度为4.0 mol/L NaOH溶液中，充分反应。则NaOH溶液的体积V≥__________mL。
(3)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得铝的质量分数将__
_________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
[方案二]
[实验方案]将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体的体积。
[实验步骤]
(4)在分析其他测量方法存在的问题后，他们设计了如图所示的实验装置。
①装置中导管a的作用是____________________________。
②为了较准确测量氢气的体积，在读反应前后量气管中液面的读数求其差值的过程中，除视线平视外还应注意_______(填字母)。
A.冷却至室温
B.等待片刻，待乙管中液面不再上升时读数
C.读数时应移动右侧量气管，使两端液面相平
D.读数时不一定使两端液面相平
③若实验用铝镁合金的质量为5.1 g，测得氢气体积为5.6 L(标准状况)，则合金中铝的质量分数为______________________(保留两位有效数字)。
三、简答题（本大题共2小题，共16.0分）
19. 硅酸盐具有特殊的性质与应用，回答下列问题：
(1)硅酸盐材料是传统无机非金属材料，下列产品属于硅酸盐的是________(填序号)。
①玻璃 ②陶瓷 ③石英玻璃 ④硅芯片 ⑤光导纤维 ⑥水泥 ⑦砖瓦
(2)在炼铁、水泥、玻璃的制备时，都需要的原料是________。
(3)磷酸钙陶瓷是一种新型无机非金属材料，可用于制造人造骨骼，这是利用了这类材料的________(填字母)。
A.耐高温的特性 B.电学特性
C.光学特性 D.生物功能
(4)向Na2SiO3溶液中通入CO2气体，现象是________，化学方程式为________。
(5)我国成功地发射了嫦娥一号探测卫星，对月球土壤中14种元素的分布及含量进行探测。月球上的主要矿物有辉石[CaMgSi2O6]、斜长石[KAlSi3O8]和橄榄石[Mg2Fe2SiO6])等，则橄榄石中铁为________价，斜长石的氧化物形式可表示为________，辉石CaMgSi2O6________(填“难”或“易”)溶于水。
20. 金属材料在日常生产生活中有着广泛的应用，请回答下列问题：
(1)人类最早使用的合金是______，目前使用量最大的金属是______．
(2)铁和铁合金是日常生活中的常用材料，下列叙述正确的是______．
A.纯铁的硬度比生铁高 B.纯铁耐腐蚀性强，不易生锈
C.不锈钢是铁合金，只含金属元素 D.铁在一定条件下，可与水蒸气反应
E.铁在冷的浓硫酸中会钝化
(3)向沸水中滴入几滴饱和FeCl3溶液，加热至液体呈透明的红褐色，该反应的离子方程式为______，形成的分散系中分散质的微粒直径范围是______．
(4)向硫酸亚铁溶液中加入过氧化钠，有红褐色沉淀生成，如果加入的Na2O2与生成的O2的物质的量之比为3：1，请写出发生的离子反应方程式______．
(5)电子工业需要用30%的FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜，制造印刷电路板．请写出FeCl3 溶液与铜反应的离子方程式：______，向腐蚀后的废液中加入一定量的铁粉充分反应后，无固体剩余，则反应后的溶液中一定含有的离子是______，可能含有的离子是______.如果从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液，现有下列试剂：①氯气②铁粉③浓硝酸④浓盐酸⑤烧碱⑥浓氨水．需要用到的一组试剂是______．
A.①②④B.①③④⑥C.②④⑤D.①④⑥
(6)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型净水剂．高铁酸钠的制备方法之一是：在碱性条件下用NaClO氧化Fe3+，请写出该反应的离子反应方程式______．
(7)有一种铁的氧化物样品，用5mol/L盐酸140mL，恰好完全溶解，所得溶液还能吸收标况下0.56L氯气，恰好使其中Fe2+全部转化成Fe3+，该氧化物的化学式是______．
答案和解析
1.【答案】C
【解析】略
2.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查无机非金属材料、合金、物质的性质及用途，为高频考点，把握物质的性质、材料类型、性质与用途的关系为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意化学与生活的联系，题目难度不大。
【解答】
A.氮化硅陶瓷属于无机物，是新型无机非金属材料，故A正确；
B.手机芯片的主要成分是硅单质，故B错误；
C.碳化硅属于无机物，是一种新型的无机非金属材料，故C正确；
D.合金的硬度高于成分金属，钛合金作“蛟龙号”深潜器的外壳，说明钛合金比金属钛硬度高、耐高压、耐腐蚀，故D正确；
3.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了合金的知识，完成此题，可以依据已有的知识进行，要求同学们熟记常见物质的基本知识，以便灵活应用，题目难度不大。
【解答】
A.在合金中加入适量稀土金属，就能大大改善合金的性能，所以稀土元素被称为冶金工业的维生素，故A正确；
B.合金的熔点比各成分金属的熔点低，故B错误；
C.Ti−Fe合金和La−Ni合金都是新型储氢合金，故C正确；
D.生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳的合金，生铁的含碳量高，钢的含碳量低，故D正确。
4.【答案】B
【解析】
【分析】
本题主要考查合金的性质和分类，难度不大，注意合金的硬度大，熔点低，耐腐蚀。
【解答】
A.合金的性质是：硬度大，熔点低，耐腐蚀，因此合金的硬度一般比各成分金属大，故A正确；
B.合金的熔点比各成分金属的低，故B错误；
C.我国早在3000多年前就掌握了炼铜技术，可以制造青铜，故C正确；
D.新型合金有记忆合金、储氢合金、轻质合金、超耐热合金等，故D正确。
故选：B。
5.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查化学与生活、生产科技的关系，为高频考点，难度不大。掌握传统非金属材料的分类、金属材料以及新型材料的常见分类和性质是解答关键。
【解答】
①传统无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐，而新型无机非金属材料的主要成分不是硅酸盐，故错误；
②钢丝属于铁的合金，属于金属材料，故正确；
③工业生产漂白粉的原料为氯气和石灰乳，故错误；
④光导纤维的主要成分是二氧化硅，不属于高分子材料，故错误；
⑤高温下，工业制硅的反应方程式为2C+SiO2Si+2CO，故错误；
⑥硅单质是良好的半导体材料，可用于制取通信芯片，故正确；
⑦环氧树脂是有机高分子材料，故错误；
⑧太阳能发电板的主要材料是Si，故错误。
综上所述错误的有①③④⑤⑦⑧，共6个，故C正确。
6.【答案】D
【解析】
【分析】
本题以中国航天为背景考查化学材料的应用，意在考查学生的识记能力和辨析能力，解题的关键是了解常用金属的类别。
【解答】
A.根据题意，铝合金可用作神舟十三号的制备材料，具有高强度、高韧性、耐腐蚀等特点，故A正确；
B.高温结构陶瓷为新型无机非金属材料，故B正确；
C.根据化学成分，钢可分为碳素钢和合金钢，其中碳素钢的硬度随着含碳量的增加而逐渐增强，故C正确；
D.金属材料分为黑色金属材料和有色金属材料，黑色金属材料包括铁、锰、铬及其合金，是用量最大的金属材料，故D错误。
7.【答案】B
【解析】
【分析】
本题综合考查元素化合物知识，为高考常见题型和高频考点，侧重于基础知识的理解和运用的考查，有利于培养学生的良好的科学素养，提高学习的积极性，难度不大。
【解答】
A.金属材料包括纯金属以及它们的合金，铝锂合金属于金属材料，故A正确；
B.合金熔点通常低于其组成金属的熔点，故B错误；
C.碳纤维是一种新型的无机非金属材料，故C正确；
D.国家速滑馆“冰丝带”采用CO2超临界制冰，将CO2利用起来，减少了CO2的排放，比氟利昂制冰更加环保，故D正确。
8.【答案】A
【解析】略
9.【答案】C
【解析】
【分析】
本题主要考查新型材料的用途和性质，难度不大，掌握新型材料的性质为解答的关键。
【解答】
A.硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料，利用高纯硅的半导体性能，可以制成光电池，将光能直接转换为电能，故A正确；
B.“中国天眼”的“眼眶”是钢铁结成的圈梁，主要成分是铁合金，属于金属材料，故B正确；
C.碳纤维的主要成分是单质碳，不是有机高分子材料，故C错误；
D.新型无机非金属材料在性能上比传统无机非金属材料有了很大的提高，可适用于不同的要求。如高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷等都属于新型无机非金属材料，故D正确；
故选C。
10.【答案】D
【解析】
【分析】本题考查合金的相关知识，侧重考查常见的合金及合金与成分金属的性质区别，题目难度不大。
【解答】A.合金是指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，不属于单质，A错误；
B.合金的熔点一般比成分金属的熔点低但硬度大，B错误；
C.合金的化学性质与其成分金属的化学性质是相同的，钛合金除具备钛单质的化学性质外，还具有其他成分的化学性质，C错误。
11.【答案】B
【解析】解：A.铁合金应用于建筑等方面，铁合金是应用最广泛的合金材料，故A错误；
B.硅介于金属和非金属之间，其单质属于半导体，太阳能电池的主要材料是硅单质，故B正确；
C.光导纤维的材料是二氧化硅，硅单质是计算机硅芯片的主要材料，故C错误；
D.合金材料的组成元素不一定全部是金属元素，可能含有非金属元素，如生铁中含有C元素，故D错误；
故选：B。
A.铁合金是应用最广泛的合金材料；
B.太阳能电池的主要材料是硅单质，硅属于半导体；
C.光导纤维的材料是二氧化硅；
D.合金材料的组成元素不一定全部是金属元素，可能含有非金属元素。
本题考查了物质的用途及构成，明确物质的性质是解本题关键，性质决定用途，用途体现性质，知道合金的构成元素及性质，题目难度不大。
12.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查元素化合物的性质与用途，意在考查学生的识记能力，侧重于学生的分析能力和元素化合物知识的综合理解和运用的考查，题目贴近高考，难度不大。
【解答】
①合金是由两种或两种以上的金属与金属(或非金属)经一定方法所合成的具有金属特性的物质，所以合金材料中一定有金属，也可能含有非金属元素，故①正确；
②水泥的原料：石灰石、黏土等，玻璃的原料：石英、纯碱、石灰石等，工业制玻璃和水泥均需要用到石灰石，故②正确；
③硅位于金属元素和非金属元素分界线处，有金属和非金属的性质，所以硅属于半导体材料，高纯度的硅广泛用于制作计算机芯片，故③正确；
④在空气中加热，FeO被迅速氧化为Fe3O4，故④错误；
⑤铝用于软包装主要是利用了铝的延展性，故⑤错误；
⑥合成纤维是有机材料，故⑥错误；
⑦二氧化硫具有还原性，则在葡萄酒中添加微量二氧化硫作抗氧化剂，使酒保持良好品质，同时还能抑制细菌生长，故⑦正确；
⑧在金属元素和非金属元素的分界线附近的元素，既有金属性又有非金属性，可以寻找制备半导体材料的元素，故⑧正确。
综上所述，正确的说法有5个。
13.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查元素化合物的性质与用途，侧重于学生的分析能力和元素化合物知识的综合理解和运用的考查，题目贴近高考，难度不大。
【解答】
①合金是由两种或两种以上的金属与金属(或非金属)经一定方法所合成的具有金属特性的物质，所以合金材料中一定有金属，也可能含有非金属元素，故①正确；
②水泥的原料：石灰石、粘土等，玻璃的原料：石英、纯碱、石灰石等，工业制玻璃和水泥均需要用到石灰石，故②正确；
③硅位于金属元素和非金属元素分界线处，有金属和非金属的性质，所以硅属于半导体材料，高纯度的硅广泛用于制作计算机芯片，故③正确；
④在空气中加热，FeO可以缓慢变成Fe2O3，不是迅速转变，故④错误；
⑤铝用于软包装主要是利用了铝的延展性，故⑤错误；
⑥合成纤维是有机非金属材料，光导纤维都是新型无机非金属材料，故⑥错误；
⑦二氧化硫具有还原性，则在葡萄酒中添加微量二氧化硫作抗氧化剂，使酒保持良好品质，同时还能抑制细菌生长，故⑦正确；
⑧在金属元素和非金属元素的分界线附近的元素，既有金属性又有非金属性，可以寻找制备半导体材料的元素，故⑧正确。
14.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查化学与STSE，侧重考查新材料的使用，掌握物质的组成和性质为解题关键，难度不大，注意平时积累。
【解答】
A.制作芯片的材质为晶体硅，不是二氧化硅，故A错误；
B.破冰船需要高强度、高硬度、低密度的材质，其中用到大量低合金钢，故B正确；
C.建造大桥的材质，因所处环境为海洋，涂料需要具备耐高温、耐低温、耐腐蚀特性，故C正确；
D.尼龙1010为有机高分子材料，属于高分子材料，故D正确。
故选A。
15.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查化学材料的分类和性质分析，难度不大。
【解答】
A.国产大飞机C919用到的铝锂合金属于金属材料，故A正确；
B.塑料手机贴膜属于合成高分子材料，故B正确；
C.芯片中的高纯硅属于无机非金属材料，故C正确；
D.高温结构陶瓷材料氮化硅的化学式为Si3N4，故D错误。
故选D。
16.【答案】(1)漏斗、玻璃棒、烧杯；
(2)H2SO4；Fe+2H+=Fe2++H2↑；
(3)在过滤装置用玻璃棒或胶头滴管中引入蒸馏水浸没沉淀，待水流尽后重复操作2到3次；
(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥。
【解析】
【分析】
本题考查了无机物推断及物质的鉴别，根据物质的性质、物质之间的反应来分析解答，题目难度中等。
【解答】
工业废水中含大量硫酸亚铁、Cu2+和少量的Na+，从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜，结合流程可知，①为Fe，操作②为过滤，将溶液中的Cu2+置换出来，则④中主要含硫酸亚铁，③中含Cu、Fe(为了使得置换完全过量的部分)，加入⑤为H2SO4，操作⑥为过滤，得到⑦为Cu，⑧中主要含FeSO4，操作⑨为蒸发、浓缩、结晶、过滤，可得到FeSO4·7H2O，
(1)操作②的名称为过滤，所需要的玻璃仪器为漏斗、玻璃棒、烧杯，
故答案为：漏斗、玻璃棒、烧杯；
(2)试剂⑤的化学式为H2SO4，化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，所以离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，
故答案为：H2SO4；Fe+2H+=Fe2++H2↑；
(3)得到的沉淀⑦洗涤方法：在过滤装置用玻璃棒或胶头滴管中引入蒸馏水浸没沉淀，待水流尽后重复操作2到3次，
故答案为：在过滤装置用玻璃棒或胶头滴管中引入蒸馏水浸没沉淀，待水流尽后重复操作2到3次；
(4)溶液中得到溶质晶体的方法是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥，
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥。
17.【答案】(1)平衡压强，使液体从分液漏斗中顺利流下；浓硫酸
(2)SiCl4+2H2高温= Si+4HCl
(3)
方案
优点
缺点
甲
①收集产品的导管粗，不会堵塞导管
②冷凝产品，减少产品损失
①空气中的水蒸气进入产品收集装置，使四氯化硅水解
②尾气没有处理，污染环境
乙
①有尾气处理装置，注重环保
②避免空气中的水蒸气进入装置
①产品易堵塞导管
②没有冷凝装置，产品易损失
【解析】
【分析】
本题考查制备实验方案的设计，为高频考点，把握制备原理及实验流程中的反应、物质的性质等为解答的关键，侧重分析与实验、计算能力的综合考查，题目难度中等。
【解答】
(1)g管使分液漏斗与烧瓶连通，使浓盐酸顺利滴下．由信息知，四氯化硅与水反应，故需除去氯气中的水．B瓶装饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体，C瓶装浓硫酸干燥氯气，
故答案为：平衡压强，使液体从分液漏斗中顺利流下；浓硫酸；
(2)氢气能与四氯化硅反应生成单质硅和氯化氢，反应的化学方程式：SiCl4+2H2高温= Si+4HCl ，
故答案为：SiCl4+2H2高温= Si+4HCl ；
(3)四氯化硅在常温下易液化，如果收集产品的导管太细易堵塞导管；制取的四氯化硅需要冷凝；由于尾气中含有氯气，要设置尾气处理装置，四氯化硅易水解，要避免空气中的水蒸气进入产品收集装置，
故答案为：
方案
优点
缺点
甲
①收集产品的导管粗，不会堵塞导管
②冷凝产品，减少产品损失
①空气中的水蒸气进入产品收集装置，使四氯化硅水解
②尾气没有处理，污染环境
乙
①有尾气处理装置，注重环保
②避免空气中的水蒸气进入装置
①产品易堵塞导管
②没有冷凝装置，产品易损失
。
18.【答案】(1)2Al+2OH−+2H2O2AlO2−+3H2↑ (2)100 (3)偏低 (4)①平衡分液漏斗与锥形瓶之间的气体压强，使分液漏斗中的稀硫酸能顺利滴下；消除加入稀硫酸的体积对测量氢气体积所带来的误差 ②AC ③53%
【解析】(1)如答案所示
(2)根据2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑可知，反应消耗等物质的量的NaOH与Al，假设合金中Mg的质量分数是0，则10.8 g完全是Al，其物质的量n(Al)= mM = 10.8g27g/mol=0.4 mol，则n(NaOH)=n(Al)=0.4 mol，需NaOH溶液的体积最小值V= 0.4mol4 mol/L =0.1 L=100 mL，故V≥100mL。
(3)该步骤中若未洗涤固体，则金属镁上会附着偏铝酸钠等物质，导致测得的镁的质量偏大，最终使测得的铝的质量分数偏低。
(4)②A项，冷却至室温，这样测定气体体积时不受外界温度的影响，可减小误差，正确；B项，等待片刻，使乙管中液面与左侧甲管中的液面相平时再读数，错误；C项，读数时应移动右侧量气管，使两端液面相平，然后再读数，正确；D项，读数时必须使两端液面相平，这样才可以减少压强对气体体积的影响，以减少实验误差，错误。
③n(H2)= 5.6L22.4L/mol =0.25mol，假设10.8g合金中Al、Mg的物质的量分别是x、y，可得关系式27 g/mol×x+24 g/mol×y=5.1g，1.5x+y=0.25 mol，解得x=0.1 mol，y=0.1 mol，则合金中Al的质量m(Al)=0.1 mol×27 g/mol=2.7 g，所以Al的质量分数为2.7g5.1g×100%≈53%。
19.【答案】(1)①②⑥⑦；
(2)碳酸钙(或CaCO3)；
(3)D；
(4)生成白色沉淀；Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3或Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3；
(5)+2；K2O⋅Al2O3⋅6SiO2；难。
【解析】
【分析】
本题主要考查的是硅酸盐，意在考查学生的识记能力，解题的关键是识记常见的硅酸盐材料和性质。
【解答】
(1)玻璃、陶瓷、水泥、砖瓦都是属于硅酸盐材料，石英玻璃、光导纤维主要成分都是二氧化硅，硅芯片的主要成分是硅单质。
(2)炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气，水泥的主要原料为石灰石和黏土，玻璃的主要原料为石灰石、纯碱、石英，则在炼铁、水泥、玻璃的制备时，都需要的原料是碳酸钙(或CaCO3)。
(3)磷酸钙陶瓷可用于制造人造骨骼，说明该陶瓷具有生物功能，故D正确。
(4)碳酸的酸性比硅酸强，向Na2SiO3溶液中通入CO2气体，现象是生成白色沉淀，化学方程式为Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3或Na2SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3。
(5)橄榄石[Mg2Fe2SiO6]中，Mg的化合价为+2价，Si元素化合价为+4价，O元素的化合价为−2价，根据化合物中各元素化合价代数和为零，可知Fe元素化合价为+2价，斜长石[KAlSi3O8]的氧化物形式可表示为K2O⋅Al2O3⋅6SiO2；辉石[CaMgSi2O6]难溶于水。
20.【答案】(1)青铜；铁；
(2)BDE；
(3)Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+；1～100nm；
(4)3Na2O2+2Fe2++4H2O=2Fe(OH)3+O2↑+6Na++2OH−；
(5)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；Fe2+、Cu2+、Cl−；Fe3+；A；
(6)2Fe(OH)3+3ClO−+4OH−=2FeO42−+3Cl−+5H2O；
(7)Fe5O7
【解析】
【分析】
本题考查金属及化合物的性质，为高频考点，把握物质的性质、发生的氧化还原反应、离子反应的书写、氧化还原反应计算等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意元素化合物知识的应用，综合性较强，题目难度中等．
【解答】
(1)铜的活泼性较弱，比较容易冶炼，所以人类最早使用的合金材料是青铜，目前使用量最大的合金是铁合金，则目前使用量最大的金属是铁，
故答案为：青铜；铁；
(2)A.一般合金的硬度比各成分金属的大，故A错误；
B.纯铁耐腐蚀性强，不易生锈，故B正确；
C.不锈钢是铁合金，含有非金属元素碳，故C错误；
D.铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，故D正确；
E.浓硫酸具有强的氧化性，冷的浓硫酸与铁发生钝化反应，故E正确；
故答案为：BDE；
(3)氢氧化铁胶体制备的离子方程式为：Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+，氢氧化铁胶体的微粒直径范围是1～100nm，
故答案为：Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+；1～100nm；
(4)Na2O2与生成的O2的物质的量之比为3：1，由电子守恒可知，只有1molNa2O2作氧化剂时转移2mol电子，离子反应为3Na2O2+2Fe2++4H2O=2Fe(OH)3+O2↑+6Na++2OH−，
故答案为：3Na2O2+2Fe2++4H2O=2Fe(OH)3+O2↑+6Na++2OH−；
(5)FeCl3溶液与铜反应生成氯化亚铁、氯化铜，离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；腐蚀废液中含有氯化铜、氯化亚铁以及氯化铁，向腐蚀后的废液中加入一定量的铁粉充分反应后，无固体剩余，说明铁只和Fe3+反应，Fe+2Fe3+=3Fe2+，则溶液中一定含Fe2+、Cu2+、Cl−，可能含Fe3+；从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液，加入Fe过滤分离出Cu，加盐酸处理滤渣，滤液中含氯化亚铁，氯气具有氧化性，能将亚铁离子氧化为三价铁，2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl−，再向滤液中通入氯气即可，需要用到的一组试剂是①②④，
故答案为：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；Fe2+、Cu2+、Cl−；Fe3+；A；
(6)在碱性条件下用NaClO氧化Fe3+，同时生成Na2FeO4，结合电子、电荷守恒可知离子反应为2Fe(OH)3+3ClO−+4OH−=2FeO42−+3Cl−+5H2O，
故答案为：2Fe(OH)3+3ClO−+4OH−=2FeO42−+3Cl−+5H2O；
(7)n(HCl)=0.14L×5mol/L=0.7mol，n(Cl2)=0.56L22.4L/mol=0.025mol，反应中HCl的H元素与氧化物中O元素全部结合生成H2O，则氧化物中n(O)=12×n(HCl)=12×0.7mol=0.35mol，
反应后溶液成分为FeCl3，
n(Cl−)=0.7mol+0.025mol×2=0.75mol，
则n(Fe)=0.75mol×13=0.25mol，
所以：n(Fe)：n(O)=0.25mol：0.35mol=5：7，
该氧化物的化学式为Fe5O7，
故答案为：Fe5O7．
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