人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料第1课时复习练习题

第二节　金属材料

第1课时　合金

基础过关练

题组一　合金及其性质

1.(2021辽宁沈阳期末)合金的应用极大地促进了人类社会的发展。下列实物中,主要材料不属于合金的是(　　)

2.下列关于合金的说法正确的是(　　)

①合金只能由两种或两种以上的金属组成

②合金具有金属特性

③碳钢和生铁的主要成分相同,故性能相同

④改变原料的配比及生成合金的条件,可得到具有不同性能的合金

A.②③　　B.②④　　C.①②　　D.①④

3.(2020四川绵阳期末)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,该合金不适合制作(　　)

A.导线　B.门窗框　C.炉具　D.飞机外壳

题组二　铁合金

4.(2021湖北荆州期末)下列叙述正确的是(　　)

A.生铁的含碳量低于钢

B.碳素钢不含非金属元素

C.钢的强度比纯铁的高

D.锌铜合金不与稀盐酸反应

5.(2021吉林吉化一中月考)钢铁是铁碳合金的总称,其强度高、价格便宜、应用广泛。在以下关于不锈钢和碳素钢的认识中,你认为正确的是(　　)

A.它们的组成元素是相同的

B.耐腐蚀的性能不同

C.它们都属于钢,因此物理性质相同

D.碳素钢比生铁易生锈,不锈钢不易生锈

6.下列关于铁和铁合金的有关说法错误的是(　　)

A.工业上用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来

B.不锈钢抗腐蚀性能好,长期使用绝对不会生锈

C.制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的合金

D.使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素

题组三　铝和氧化铝的性质

7.(2022福建泉州月考)下列关于金属铝的叙述中,不正确的是(　　)

A.铝的化学性质很活泼,但在空气中不易锈蚀

B.铝箔在空气中受热可以熔化,且发生剧烈燃烧

C.铝是比较活泼的金属,常温下能与盐酸、NaOH溶液等发生反应

D.相同质量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠反应,产生氢气的量相同

8.(2021四川成都名校联盟期末)在加入Al粉产生H2的溶液中,一定能大量共存的离子组是(　　)

A.Ba2+、HC、Ca2+、Cl-

B.C、Na+、OH-、K+

C.Cl-、N、S、Fe3+

D.Cl-、Na+、S、K+

9.下列有关氧化铝的说法错误的是(　　)

A.可用Al2O3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

10.用铁、铝的混合物进行如下实验:

(1)操作X的名称是　　　　。 

(2)气体A是　　　　　。 

(3)A与Cl2混合光照可能发生爆炸,生成　　　(填化学式),A在该反应中作为　　　　(填“氧化剂”或“还原剂”)。 

(4)溶液B中阴离子除OH-外还有　　　　　,溶液D中存在的金属离子为　　　　　。 

题组四　铝合金

11.(2022河北百校大联考)下列有关物质的性质与用途的描述错误的是(　　)

A.镁铝合金能全部溶解于稀盐酸中

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.硬铝具有较强的抗腐蚀能力

12.(2021河南洛阳一中月考)我国自主研制的大型客机C919的机身大量使用铝锂合金材料。这是利用了铝锂合金性质中的(　　)

A.高强度、低密度　　　　B.高强度、导热性

C.低密度、导电性　　　　D.导电性、导热性

题组五　新型合金

13.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.用来制作保险丝

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

14.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,再在低温下把天线压缩成一个小球,运上太空中,太阳光的辐射使小球恢复原来的形状

C.将某合金用于制造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

能力提升练

题组　铝和氧化铝性质的综合应用

1.据报道,某核潜艇上的核反应堆使用了液态铝钠合金作热介质。下列有关说法不恰当的是(　　)

A.铝钠合金的熔点低于铝的熔点

B.若将铝钠合金投入一定量的水中可得到无色澄清溶液,则合金中n(Al)≤n(Na)

C.将m g不同组成的铝钠合金分别投入足量盐酸中,若放出H2越多,则合金中铝的质量分数越大

D.将铝钠合金投入足量CuCl2溶液中肯定有Cu(OH)2沉淀生成,不可能有铜析出

2.(2021辽宁沈阳期末)家庭的厨卫管道内常因留有油脂、毛发、菜渣等造成堵塞,此时可以用主要成分为NaOH和铝粉的固体管道疏通剂进行疏通。下列说法中错误的是(　　)

A.铝表面的氧化膜和铝均能与NaOH溶液反应

B.取用该固体管道疏通剂时可以用手抓取

C.使用该固体管道疏通剂时应远离明火

D.该反应原理为2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑

3.(2022湖南雅礼中学月考)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NaOH溶液和CuSO4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NaOH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CuSO4溶液的烧杯中溶液蓝色变浅,杠杆右边上升

4.一位同学在复习时遇到这样一道习题:某无色溶液中可能含有H+、OH-、Na+、N,加入铝粉后,只产生H2,问该无色溶液中能大量存在哪几种离子。已知:铝与稀硝酸反应时,生成的气体为NO,NO在空气中会进一步被氧化为红棕色气体NO2。

(1)未开始实验前,　　　　(填“能”或“不能”)确定溶液的酸碱性;加入铝粉产生H2,说明铝具有　　　　(填“氧化性”或“还原性”)。 

(2)该同学分析:若H+大量存在,则N不能大量存在。设计实验证实如下:

①盐酸溶解Al2O3薄膜的离子方程式是　　　　　　　　　　。 

②根据现象ⅱ,推测溶液中产生了NO,将生成NO的离子方程式补充完整:

　　Al+　　N+　　　  　　Al3++　　NO↑+　　　　。 

(3)再假设:若OH-大量存在,N也可能大量存在。重新设计实验证实如下:

(4)在NaOH溶液中加入铝粉,结果只检验出有H2生成,其化学方程式是　　　　　　　　　　　　　,该反应的氧化剂为　　　　。 

(5)由上述实验得出:该溶液的溶质为　　　。 

答案全解全析

基础过关练

1.B　青铜属于合金,A不符合题意;青花瓷的主要成分不是合金,B符合题意;流通硬币是由合金制成的,C不符合题意;地铁列车的车体是由合金制成的,D不符合题意。

2.B　合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成具有金属特性的物质,①错误、②正确;碳钢和生铁含碳量不同,两者的性能也不同,③错误;改变合金中原料的配比和生成合金的条件等,可得到性能不同的合金,④正确。综上可知,B项正确。

3.A　根据表中数据可知该合金的熔点高、硬度大,密度小于铁,导电性差,因此该合金不适合制作导线。

4.C　生铁的含碳量比钢高,A项错误;碳素钢中含碳元素,碳元素属于非金属元素,B项错误;钢属于合金,其强度和硬度均比纯铁高,C项正确;锌铜合金中锌能与稀盐酸反应,D项错误。

5.B　碳素钢是铁碳合金,不锈钢中含铁、铬、镍等,它们的组成元素不同,A错误;不锈钢比碳素钢耐腐蚀,B正确;不锈钢和碳素钢组成元素不同,物理性质不相同,C错误;生铁中碳含量比碳素钢中的高,生铁比碳素钢易生锈,D错误。

6.B　一氧化碳具有还原性,可以将铁矿石中的铁还原出来;不锈钢不易生锈,但不是绝对不生锈;碳素钢是铁和碳的合金;铁是人体必需的微量元素,使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素。

7.B　铝的化学性质很活泼,但在空气中易形成氧化膜而不易锈蚀,A项正确;铝箔在空气中受热可熔化,但不会剧烈燃烧,B项错误;常温下,Al能与盐酸、NaOH溶液等反应生成H2,C项正确;相同质量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠反应转移的电子数相同,则产生氢气的量相同,D项正确。

8.D　加入Al粉产生H2的溶液可能呈酸性或碱性。HC在酸性或碱性条件下均不能大量存在,A项错误;C、OH-在酸性条件下均不能大量存在,B项错误;N、Fe3+在碱性条件下均不能大量存在,C项错误;Cl-、Na+、S、K+在酸性或碱性条件下均能大量存在,D项正确。

9.A　氧化铝与烧碱在加热时会发生反应,故不能用Al2O3材料制成的坩埚熔融烧碱,否则会损坏坩埚。

10.答案　(1)过滤　(2)H2(或氢气)

(3)HCl　还原剂　(4)Al　Fe2+

解析　(1)加入足量NaOH溶液,Al溶解,Fe不溶解,操作X为过滤。(2)Al与氢氧化钠溶液反应产生氢气,气体A为H2。(3)H2与Cl2反应生成HCl。(4)溶液B中阴离子有OH-、Al,溶液D中金属离子为Fe2+。

11.B　镁铝合金具有密度小、强度高等特点,B项错误。

12.A　铝锂合金的密度较小,强度较大,能够实现飞机减重的目标,因此使用铝锂合金是利用铝锂合金的高强度、低密度的特点。

13.A　钛合金的熔点高,不适合制作保险丝。

14.D　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。

能力提升练

1.D　合金的熔点一般低于其成分金属的熔点,故A正确;铝钠合金若投入一定量的水中可得无色溶液,说明钠和水反应生成的氢氧化钠足以将金属铝溶解,根据2Na+2H2O 2NaOH+H2↑、2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑,则n(Al)≤n(Na),故B正确;根据金属钠和金属铝与酸反应生成氢气量的关系:2Al~3H2,2Na~H2,等质量的金属钠和金属铝,金属铝产生的氢气多,所以放出的H2越多,铝的质量分数越大,故C正确;铝钠合金投入足量氯化铜溶液中,钠和水反应生成的氢氧化钠可以和氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀,若n(Al)>n(Na),金属铝也可能会置换出金属铜,故D错误。

2.B　铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,氧化铝为两性氧化物,能与NaOH反应,A正确;氢氧化钠与铝反应放热,且NaOH具有腐蚀性,取用该固体管道疏通剂时不能用手抓取,B错误;铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,氢气遇到明火可能发生爆炸,则使用该固体管道疏通剂时应远离明火,C、D正确。

3.B　左侧烧杯中Al和NaOH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,A、C项错误,B项正确;右侧铁球质量增加,而使杠杆左边上升,D项错误。

4.答案　(1)能　还原性

(2)①Al2O3+6H+ 2Al3++3H2O　②1　1　4H+　1　1　2H2O

(4)2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑　H2O

(5)NaOH

解析　(1)无色溶液中可能含有H+、OH-、Na+、N,加入铝粉后,只产生H2,因硝酸具有强氧化性,若有硝酸则会观察到红棕色气体,则无色溶液中不含H+,一定含有OH-,实验前能确定溶液呈碱性;加入铝粉产生H2,Al失去电子,则Al为还原剂,具有还原性。

(2)①盐酸与氧化铝反应生成氯化铝和水,离子方程式为6H++Al2O3 2Al3++3H2O;②Al与H+、N发生氧化还原反应生成硝酸铝、NO和水,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平得到反应的离子方程式为Al+N+4H+ Al3++NO↑+2H2O。

(4)NaOH溶液中加入铝粉,结果只检验出有H2生成,即反应生成偏铝酸钠和氢气,反应为2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑;反应中H2O中H元素化合价降低,得电子为氧化剂。

(5)若同时存在OH-和N,则会生成氨气,题述实验中只检验出H2,说明是铝和氢氧化钠溶液反应,则溶质为NaOH。