高中化学人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料第二节 金属材料第1课时测试题

第三章　第二节　第1课时

对点训练

题组一　合金及铁合金

1．合金相对纯金属制成的金属材料来说优点是( A )

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。

2．2020年11月24日4时30分，我国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程“嫦娥五号”探测器，开启我国首次地外天体采样返回之旅。“嫦娥五号”中使用了大量合金。下列有关金属或合金的说法中不正确的是( C )

A．生铁属于合金

B．一般合金的熔点比各成分金属的低

C．合金的化学性质与其成分金属的化学性质不同

D．改变原料的配比、生成合金的条件，可以得到具有不同性能的合金

3．下列关于钢的说法不正确的是( B )

A．根据含碳量不同，碳素钢可分为高碳钢、中碳钢和低碳钢

B．含碳量低的钢，硬度较大，韧性较弱

C．向钢中加入一定量的一种或几种其他元素，可得到具有各种不同性能的合金钢

D．不锈钢中主要加入了铬、镍两种元素

题组二　铝和铝合金

4．甲、乙两个烧杯中分别盛有100 mL 4.0 mol·L－1的盐酸和100 mL 4.0 mol·L－1的NaOH溶液，向两个烧杯中均加入5.4 g铝粉，在相同状况下产生气体的体积比为( B )

A．11  B．23

C．32  D．31

解析：甲、乙两烧杯中含有HCl、NaOH的物质的量都为0.4 mol，根据化学方程式2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可知，5.4 g(即0.2 mol)Al分别与盐酸和NaOH溶液反应时，盐酸不足量而NaOH过量，故Al与盐酸反应生成 0.2 mol H2，与NaOH溶液反应生成 0.3 mol H2，其体积比为23。

5．“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( D )

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(NaOH)腐蚀

D．镁铝合金在盐酸中无法溶解

6．为了除去MgO中混有的少量杂质Al2O3，可选用的试剂是( A )

A．KOH溶液  B．氨水

C．稀盐酸  D．稀醋酸

解析：MgO和Al2O3都可与酸反应，则不能用盐酸和醋酸除杂，Al2O3为两性氧化物，可与强碱溶液反应，则可用KOH溶液分离，Al2O3与氨水不反应，不能用氨水分离，故选A。

题组三　新型合金

7．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( D )

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高约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，再在低温下把它压缩成一个小铁球，运上太空中，太阳的强烈的辐射使它恢复原来的形状

C．用合金制造的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

8．钛和钛合金被誉为“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 )

A．用来做保险丝

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

解析： 由于其熔点高，不适合做保险丝，A错误；由于钛和钛合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；由于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，不引起排斥反应，因此可以用来制造人造骨，C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，做钛合金装饰门，D正确。

 综合强化

9．合金从古代到现代，从生活领域到工业领域都有着广泛应用。下列说法错误的是( B )

A．铝合金大量用于高铁建设

B．“玉兔二号”钛合金筛网轮的主要成分是非金属材料

C．制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢是合金

D．商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎，该鼎属于铜合金制品

10．我国首艘使用了钛合金材料的国产航母已成功下水，钛(Ti)常温下与酸、碱均不反应，但高温下能被空气氧化，由钛铁矿(主要成分是FeO和TiO2)提取金属钛的主要工艺流程如图。下列说法错误的是( C )

A．步骤Ⅰ、Ⅱ中均发生氧化还原反应

B．步骤Ⅰ、Ⅱ中碳元素的化合价均升高

C．步骤Ⅲ中反应可在氩气环境中进行，也可在空气中进行

D．可用稀硫酸除去金属钛中的少量镁杂质

解析：步骤Ⅰ中C元素化合价升高，碳做还原剂，步骤Ⅱ中氯元素化合价降低，Ⅰ、Ⅱ中均发生氧化还原反应，A项正确；Ⅰ、Ⅱ中碳元素在高温条件下转化为CO，化合价均升高，B项正确；高温下钛能被空气氧化，则步骤Ⅲ需在氩气环境中进行，C项错误；钛与酸不反应，镁与稀硫酸反应，可用稀硫酸除去金属钛中的少量镁杂质，D项正确。

11．把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液。过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红色粉末的质量仍为a g，则原合金中铁的质量分数为( A )

A．70%　　　　　　 B．52.4%

C．47.6%  D．30%

解析：由铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液，沉淀为氢氧化铁，则经洗涤、干燥、灼烧，得到红色粉末为氧化铁，则a g Fe、Al合金→a g Fe2O3，合金中铝的质量等于氧化铁中氧元素的质量，则合金中铁的质量分数等于氧化铁中铁的质量分数，原合金中铁的质量分数为×100%＝70%，故选A。

12．马踏飞燕是我国的旅游标志，出土的马踏飞燕是由青铜制成的。下列有关该标志的叙述不正确的是( A )

A．青铜硬度比纯铜的硬度小

B．青铜的主要成分是Cu、Sn、Pb等

C．历史上铜制品早于铁制品出现

D．青铜是我国使用最早的合金

解析：一般合金的硬度大于成分金属，故青铜比纯铜的硬度大。

13．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。一般来说，合金的熔点低于其中任何一个组成金属的熔点。下表是一些金属熔点的数据。

(1)铅锡合金中某种金属的质量分数与合金的熔点有如图所示的关系，其中横坐标表示的是_锡__的质量分数；当合金熔点最低时，合金中铅与锡的质量比为_23__。

(2)保险丝由铋、铅、锡、镉等金属组成，其熔点约为_B__。

A．20～40 ℃  B．60～80 ℃

C．230～250 ℃  D．300～320 ℃

(3)青铜器的主要成分是铜锡合金。崭新的青铜器呈土黄色。当青铜器长期埋在地下，逐渐形成了绿色的铜绿[主要成分Cu2(OH)2CO3]，从其化学式可知铜绿是铜与_O2、H2O和CO2__(填物质的化学式)长期作用的结果。

解析：(1)根据图及表中数据可知，当质量分数为0时的熔点比质量分数是1时的熔点高，铅的熔点高于锡的熔点，所以质量分数为0的熔点对应的金属是铅，质量分数为1时的熔点对应的金属是锡，所以横坐标表示的是锡的质量分数；当合金熔点最低时，锡的质量分数是0.6，所以合金中铅与锡的质量比为0.40.6＝23。

(2)根据合金的熔点低于其中任何一种组成金属的熔点。铋、铅、锡、镉中熔点最低的是锡231.9 ℃，则合金的熔点低于231.9 ℃，排除C、D；A选项的温度太低，与室温接近，保险丝起不到保险作用，所以答案选B。

(3)根据元素守恒规律，铜绿中除铜元素外，还有H、C、O元素，所以铜绿是铜与空气中的O2、H2O和CO2长期作用的结果。

14．含镁3%～5%的铝镁合金是轮船制造、化工生产、机械制造等行业的重要原料。现有一块质量为m g的铝镁合金，欲测定其中镁的质量分数，几位同学设计了以下不同的实验方案：

方案1：铝镁合金与足量盐酸反应，测定气体在标准状况下的体积(V1 L)。

方案2：铝镁合金与足量氢氧化钠溶液反应，过滤、洗涤、烘干，测定剩余固体质量(ω1 g)。

方案3：铝镁合金与过量的盐酸反应，在溶液中加入过量的氢氧化钠溶液，过滤、洗涤、灼烧，测定固体的质量(ω2 g)。

(1)某化学实验小组利用如图所示装置，按照方案1进行了实验。

①装置中仪器a、b的名称分别是_分液漏斗__、_圆底烧瓶__；

②实验装置中有两处明显错误，请指出，并绘出正确的装置图。

_收集气体的集气瓶中进气管插入液面下，排液管在液面以上；导管末端在量筒刻度线以上__。正确装置如图所示

(2)方案2中的离子方程式为 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑　。

(3)方案3中“过滤”操作中用到玻璃棒，玻璃棒的作用是_引流，避免液体外溅__，若按方案3进行实验，测得的镁的质量分数为 %　。

(4)请你设计一个不同于上述方案的实验方案，简述实验原理并绘制实验装置图。

_实验原理：镁铝合金与足量的氢氧化钠溶液反应，测定反应前后装置与药品总质量，质量之差等于铝与氢氧化钠产生的氢气质量，根据氢气质量计算铝的质量，进而计算镁的质量分数。装置如图所示。__

解析：测定镁铝合金中镁的质量分数，可以利用金属与酸或碱反应产生氢气，测定氢气体积，进而计算镁的质量，也可以测定镁铝转化成沉淀的质量，计算镁的质量分数。选择化学原理不同，实验方案不同。

(1)①a、b仪器名称分别是分液漏斗、圆底烧瓶；②方案1利用排液法收集气体，故进气管短，排液管插到集气瓶下部；测定气体体积时，要使集气瓶与量筒里液面相平，导管应插到量筒中下部，图中导管在刻度线以上，不能调平液面。

(2)镁不能与氢氧化钠溶液反应，只有铝与氢氧化钠溶液反应。化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。

(3)在过滤操作中玻璃棒起引流作用，避免液体外溅。根据题意，方案3最终得到氧化镁，m(Mg)＝m(MgO)，镁的质量为ω2g×＝，则镁的质量分数＝×100%＝×100%＝%。

(4)上述方案分别测定氢气体积和固体质量，可以设计另一种方案：测定反应前后装置(含药品)总质量，利用质量差计算氢气质量，由氢气质量计算镁的质量分数。