2022年高一化学人教版必修1暑假练习练（含答案）：18用途广泛的金属材料

18用途广泛的金属材料

A组

1.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。金属是当今社会不可缺少的材料之一。下列有关金属的说法错误的是(　　)

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。

答案:C

2.钢材可以用作桥梁的结构材料,是因为它(　　)

A.有良好的导热性 B.有一定的机械强度

C.不易受空气和水的作用 D.有良好的导电性

解析:此题考查了铁合金的性能。钢材被大量应用于桥梁的结构材料说明它具有很强的机械强度而不是利用其导电、导热性。

答案:B

3.下列关于合金的叙述正确的是(　　)

A.合金的熔点一般比组分金属高

B.合金中只含金属元素

C.合金的机械性能一般比组分金属好

D.生铁是含杂质较多的铁合金

解析:合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。合金的性质:①多数合金熔点低于其组分中任一种组成金属的熔点;②硬度比其组分中任一金属的硬度大;③合金的导电性和导热性低于任一组分金属;④有的抗腐蚀能力强(如不锈钢)。

答案:C

4.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(　　)

A.硬度比生铁低

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。

答案:D

5.下面关于铝合金的说法中,错误的是(　　)

A.铝合金是一种混合物,它比纯铝的熔点低

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。

答案:D

6.“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(　　)

A.钛合金是一种新型金属单质

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项错误;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。

答案:D

7.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　　　　。 

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　　　　,绿色物质是　　　　　　　　,这枚金属币的真面目为　　　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”。

答案:(1)D

(2)CuO　Cu2(OH)2CO3　红

8.(1)选择填空:将铝的用途与性质搭配起来(每个选项只选用一次)。

A.密度较小 B.延展性好

C.易传热 D.易导电

①太阳能热水器:　　　　　;②飞机:　　　　　;③电缆:　　　　　;④铝箔:　　　　　。 

(2)佛山是有色金属之乡,其中铝合金材料的产量约占全国的一半。铝合金材料属于　　　　　　(填“纯净物”“混合物”或“单质”)。 

解析:(1)铝在太阳能热水器上的应用是由于它的导热性好;铝合金硬度大,是制造飞机的良好材料;铝用作电缆和铝箔则分别是由于其导电性和延展性好。(2)合金是由一种金属跟另外一种或几种金属(或非金属)熔合而成的具有金属特性的物质,因此是混合物。

答案:(1)①C　②A　③D　④B

(2)混合物

B组

1.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,根据下列四种金属的熔、沸点:

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

2.把生铁冶炼成碳素钢要解决的主要问题是(　　)

A.除去生铁中的各种杂质,把生铁提纯

B.适当降低生铁里的含碳量,除去大部分硫、磷等有害杂质

C.用还原剂把铁的氧化物还原成铁

D.加入合金元素改善生铁性能

解析:把握关键:生铁与碳素钢主要差别就是含碳量的不同。

答案:B

3.某合金粉末11 g,加入到足量的稀硫酸中,在标准状况下产生的气体体积为11.2 L,此合金可能是(　　)

A.Mg-Al合金 B.Cu-Zn合金

C.Zn-Fe合金 D.Mg-Zn合金

解析:设混合物的平均摩尔质量为,化合价为+2价,则:

M+2H+M2++H2↑

1 mol　　　　　　22.4 L

　　　　　　 11.2 L

=22 g·mol-1

则+2价金属的摩尔质量:Mg—24 g·mol-1、Al—×27 g·mol-1、Zn—65 g·mol-1、Fe—56 g·mol-1,Cu不反应,其摩尔质量比大,只有假设的+2价Al的摩尔质量小于22 g·mol-1。

答案:A

4.合金相对纯金属制成的金属材料来说优点是(　　)

①合金的硬度一般比它的各成分金属的大　②一般合金的熔点比它各成分金属的更低　③改变原料的配比,改变生成合金的条件,可得到具有不同性能的合金　④合金比纯金属的导电性更强　⑤合金比纯金属的应用范围更广泛

A.①②③⑤ B.②③④

C.①②④ D.①②④⑤

解析:合金一般比各成分金属熔点低、硬度大,具有更好的机械加工性能,故应用范围更广泛。但合金的导电性却不一定比纯金属更强,比如铝合金的导电性比纯铝要差。

答案:A

5.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　　　　。 

(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　　　　。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　　　　　　。 

(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 

　。 

(4)青铜的主要合金元素为　　　　　,黄铜的主要合金元素为　　　　。 

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的化学物质(如空气、水、酸等)接触而发生化学反应,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。

答案:(1)铁　(2)生铁　铬和镍

(3)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(答案合理即可)

(4)Sn　Zn

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

(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

如果该合金中只含两种元素,则二者的质量比是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

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 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

答案:Cu、Al　A　m(Al)∶m(Cu)=18∶7

7.人体中含铜量比含铁量要少得多,可是缺了它,人体的造血功能就会受到影响。各种食物中动物肝脏铜含量最高。铜也是人类最早使用的金属之一。考古资料证实,远在一万年前,在西亚就用铜来制作装饰品。古埃及人在象形文字中,用带圈的十字架表示铜,含义是“永恒的生命”,盛赞它经久耐用和可以重复再生的特性。请完成下列各题。

(1)在西汉古籍中曾有记载:曾青得铁则化为铜[即:曾青(CuSO4)跟铁反应就生成铜]。试写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)铜器表面有时会生成铜绿,请写出生成铜绿的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

这层铜绿可以用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(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 ℃)。

答案:(1)Fe+CuSO4FeSO4+Cu

(2)2Cu+O2+H2O+CO2Cu2(OH)2CO3

Cu2(OH)2CO3+4HCl2CuCl2+CO2↑+3H2O

(3)选择铜作货币是因为铜的熔点比较低,容易冶炼铸造成型;铜的化学性质比较稳定,不易被腐蚀。