2024-2025學年高中化學第三章金屬及其化合物3用途廣泛的金屬材料課時作業(yè)含解析新人教版必修1

PAGEPAGE8用途廣泛的金屬材料時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每小題4分，共48分)1．《天工開物》中記載：“凡銅供世用，出山與出爐只有赤銅。以爐甘石或倭鉛參合，轉(zhuǎn)色為黃銅；以砒霜等藥制煉為白銅；礬、硝等藥制煉為青銅?！逼渲猩婕暗奈镔|(zhì)中熔點最高的是(C)A．青銅B．黃銅C．赤銅D．白銅解析：合金的熔點低于其成分金屬，青銅是銅錫合金，熔點比銅低；黃銅是銅鋅合金，熔點比銅低；赤銅是純度較高的銅，熔點比合金高；白銅也是銅的合金，熔點比銅低，故赤銅的熔點最高。2．明代宋應(yīng)星著的《天工開物》中有關(guān)于“火法”冶煉鋅的工藝記載：“爐甘石(主要成分為碳酸鋅)十斤，裝載入一泥罐內(nèi)……然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發(fā)火煅紅……冷淀，毀罐取出……即倭鉛也。”則下列說法不正確的是(C)A．該冶煉鋅的反應(yīng)中包含氧化還原反應(yīng)B．上述高溫煅燒時實質(zhì)是CO還原ZnOC．古人把鋅稱倭鉛是因為鋅和鉛的化學性質(zhì)相同D．冶煉Zn的總反應(yīng)方程式為ZnCO3＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Zn＋3CO↑解析：由題意，碳酸鋅與足量碳在高溫下可能發(fā)生的反應(yīng)為①ZnCO3eq\o(=,\s\up17(高溫))ZnO＋CO2↑、②CO2＋Ceq\o(=,\s\up17(高溫))2CO、③ZnO＋COeq\o(=,\s\up17(高溫))Zn＋CO2，因為碳是足量的，所以總反應(yīng)的方程式為ZnCO3＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Zn＋3CO↑，故D正確；反應(yīng)②和③是氧化還原反應(yīng)，故A正確；由反應(yīng)③可得，高溫煅燒時實質(zhì)是CO還原ZnO，故B正確；鋅和鉛的化學性質(zhì)不同，故C錯誤。3．現(xiàn)代建筑的門窗框架常用電鍍加工成的古銅色硬鋁制造。取硬鋁樣品進行如圖所示的試驗(每一步試劑均過量)，由此可推知，硬鋁的組成為(已知Si與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2)(A)解析：依據(jù)硬鋁樣品反應(yīng)圖示，硬鋁中存在與稀鹽酸反應(yīng)的成分(Al，Mg)，反應(yīng)不溶物能與NaOH溶液反應(yīng)生成H2(Si)，還有不溶物(Cu)。4．下列有關(guān)金屬材料的說法正確的是(C)A．合金中至少含有兩種金屬B．我國流通的硬幣所用材料是金屬單質(zhì)C．鎂鋁合金的硬度和強度均大于單質(zhì)鎂和單質(zhì)鋁的硬度和強度D．組成合金的元素種類相同，合金的性能就肯定相同解析：合金可以由金屬跟非金屬熔合而成，如碳素鋼為鐵和碳的合金，A項錯誤；我國流通的硬幣所用材料是合金，B項錯誤；合金的硬度和強度一般比各成分金屬大，C項正確；組成合金的元素種類相同，假如原料的配比不同，合金的性能就不同，D項錯誤。5．某化學小組為測定肯定質(zhì)量的某銅鋁混合物中銅的質(zhì)量分數(shù)，設(shè)計了如下試驗方案：方案Ⅰ：銅鋁混合物eq\o(→,\s\up17(足量溶液A),\s\do15(充分反應(yīng)))測定生成氣體的體積方案Ⅱ：銅鋁混合物eq\o(→,\s\up17(足量溶液B),\s\do15(充分反應(yīng)))測定剩余固體的質(zhì)量下列有關(guān)推斷中不正確的是(B)A．溶液A和B均可以是鹽酸或NaOH溶液B．溶液A和B均可以選用稀硝酸C．若溶液B選用氯化鐵溶液，則試驗難以實現(xiàn)D．試驗方案Ⅱ更便于實施解析：銅鋁混合物與鹽酸或NaOH溶液反應(yīng)時，均只有Al參與反應(yīng)，因此A正確；若A、B均選用稀HNO3，則兩種金屬均可反應(yīng)，方案Ⅱ中無固體剩余，B錯誤；當B選用FeCl3溶液，與鋁和銅均能發(fā)生反應(yīng)，試驗難以實現(xiàn)，C正確；方案Ⅰ需收集氣體，并須要將收集的氣體體積轉(zhuǎn)化為標準狀況下的體積，不如方案Ⅱ稱固體質(zhì)量便利，D正確。6．下列說法錯誤的是(A)A．CuO是黑色固體，與水反應(yīng)可生成Cu(OH)2B．Cu2O遇硝酸會被氧化成Cu2＋C．Cu2(OH)2CO3是銅銹的主要成分，在干燥的空氣中不易生成D．利用無水硫酸銅遇水變成藍色這一性質(zhì)來檢驗水的存在解析：A項，CuO為不溶于水的黑色固體，錯誤；B項，硝酸具有很強的氧化性，可以將Cu2O中＋1價的Cu氧化為＋2價，正確；C項，銅在潮濕的空氣中簡單生成銅銹，在干燥的空氣中不簡單生成銅銹，正確；D項，無水硫酸銅遇少量的水變成藍色的五水硫酸銅，可以檢驗水的存在，正確。7．氫化亞銅(CuH)是難溶物質(zhì)，用CuSO4溶液和另一種反應(yīng)物在40～50℃時反應(yīng)可制得。CuH不穩(wěn)定，易分解；CuH在氯氣中能燃燒，跟鹽酸反應(yīng)能產(chǎn)生氣體。下列有關(guān)推斷中錯誤的是(C)A．這里的“另一種反應(yīng)物”具有還原性B．CuH可作氧化劑、還原劑C．CuH＋Cl2=CuCl＋HCl(燃燒)D．CuH＋HCl=CuCl＋H2↑(常溫)解析：Cl2具有強氧化性，與多價態(tài)金屬元素反應(yīng)時，生成最高價態(tài)的金屬化合物，故應(yīng)生成CuCl2，C項錯誤。8．下列有關(guān)金屬或合金的說法正確的是(D)①合金中至少含兩種金屬；②合金中的元素以化合物形式存在；③合金中肯定含有金屬；④黃金具有特別好的延展性，但由于特別稀缺，所以不行能大量應(yīng)用于產(chǎn)品包裝；⑤合金的強度和硬度一般比組成它的純金屬更高，抗腐蝕性能等也更好；⑥常溫下汞是液體，所以汞應(yīng)當屬于非金屬。A．①②③⑤B．①②④⑥C．①③④⑤D．③④⑤解析：對合金概念的理解，應(yīng)留意以下幾點：合金是金屬與金屬(或非金屬)熔合形成的，所以肯定是混合物；合金中至少含有一種金屬，同時也可能含有非金屬；合金具有金屬通性，且合金有很多優(yōu)良的性能，在某些方面優(yōu)于純金屬。由于黃金特別稀缺，故不行能大量應(yīng)用于產(chǎn)品包裝；常溫下汞雖然為液體，但由于具有金屬的通性，故汞屬于金屬。9．金屬及其制品在腐蝕介質(zhì)中很簡單被腐蝕，其運用壽命大為降低。因此只有對腐蝕介質(zhì)中的金屬及其制品實行防護措施，才能保證金屬工藝設(shè)備的平安性和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)順當進行。下列對金屬及其制品的防護措施中錯誤的是(A)A．鐵鍋用完后，用水刷去其表面的油污，置潮濕處保存B．通過特別工藝，增加鋁制品表面的氧化膜厚度C．對于易生銹的鐵制品(如防護網(wǎng))要定期涂刷防護漆D．把Cr、Ni等金屬加入到一般鋼里制成不銹鋼10．現(xiàn)有一塊鋁鐵合金，欲測定其鋁的質(zhì)量分數(shù)，切下Wg合金，溶于鹽酸中，再加入過量NaOH溶液，濾出沉淀，將沉淀在空氣中充分灼燒，最終得到Wg紅棕色粉末。則此合金中鋁的質(zhì)量分數(shù)約為(B)A．20%B．30%C．70%D．80%解析：將鋁鐵合金粉末溶于足量鹽酸中，加入過量NaOH溶液，沉淀為氫氧化鐵，灼燒后得到的紅棕色固體為氧化鐵，氧化鐵質(zhì)量等于合金的質(zhì)量，利用組成可知Fe2O3中O元素的質(zhì)量等于合金中Al的質(zhì)量，則合金中Al的質(zhì)量分數(shù)＝氧化鐵中氧的質(zhì)量分數(shù)＝eq\f(16×3,160)×100%＝30%。11．國產(chǎn)大型客機C919的機身部分采納第三代新型鋁鋰合金材料。下列關(guān)于鋁鋰合金的相識不正確的是(D)A．鋁鋰合金密度較小，強度較大，硬度大于純鋁，熔點低于鋰單質(zhì)B．變更原料的配比，可以制得性能不同的鋁鋰合金C．鋁鋰合金具有金屬光澤，可導電、導熱D．鋁鋰合金的性質(zhì)與各成分金屬的性質(zhì)完全相同解析：合金的熔點比各成分金屬低，硬度大于其成分金屬，故A正確、D錯誤；變更原料的配比，可以制得性能不同的鋁鋰合金，故B正確；鋁鋰合金具有金屬材料的通性，有金屬光澤，可導電、導熱，故C正確。12．燃燒鎂和某種金屬組成的合金時，所形成氧化物的質(zhì)量是反應(yīng)前合金質(zhì)量的2.3倍，則合金中的一種金屬為(A)A．Be B．LiC．Na D．Al二、非選擇題(共52分)13．(10分)為探究工業(yè)含鋁、鐵、銅合金廢料的再利用，某同學設(shè)計的回收利用方案如下：(1)操作①的名稱是過濾，濾渣B含有Fe、Cu(填化學式)。(2)反應(yīng)①的離子方程式是CO2＋AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O=HCOeq\o\al(－,3)＋Al(OH)3↓。(3)若要從濾液D得到綠礬晶體，必需進行的試驗操作步驟：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、自然干燥，在這一系列操作中沒有用到的儀器有B(填序號)。A．漏斗B．坩堝C．燒杯D．玻璃棒(4)試劑Y應(yīng)當是一種氧化劑(填“氧化劑”或“還原劑”)，它不行能是B、D(填序號)。A．H2O2 B．H2C．O2 D．Fe解析：合金中Fe、Cu不能與NaOH溶液反應(yīng)，Al可發(fā)生反應(yīng)2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，則A為NaAlO2和NaOH的混合液，B為Fe、Cu混合物；濾液A中通入過量氣體X生成沉淀C，則X為CO2，C為Al(OH)3，發(fā)生反應(yīng)為CO2＋AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O=HCOeq\o\al(－,3)＋Al(OH)3↓，F(xiàn)e、Cu混合物B中加稀硫酸，F(xiàn)e溶解，則濾液D為FeSO4溶液，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶等操作可得綠礬；濾渣E為Cu，Cu與稀硫酸不反應(yīng)，若使Cu溶解，試劑Y應(yīng)為氧化劑，可以是H2O2或O2。14．(10分)如圖所示是某課外小組從方鉛礦[主要成分為PbS，含少量黃銅礦(CuFeS2)]中提取硫黃、銅、鉛的工藝流程圖。已知：CuFeS2＋4FeCl3=2S＋5FeCl2＋CuCl2PbS＋2FeCl3=S＋PbCl2＋2FeCl2(1)黃銅礦(CuFeS2)中Fe元素的化合價為＋2價；提高方鉛礦酸浸效率的措施有攪拌、適當提高酸的濃度(或加熱、將礦石粉碎、延長浸取時間等)(寫出兩種方法即可)。(2)過濾過程中用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗；單質(zhì)A是硫黃(或S)；在此工藝操作中可循環(huán)利用的物質(zhì)有鉛、鹽酸和氯化鐵溶液。(3)在酸性的FeCl2溶液中加入H2O2溶液，其反應(yīng)的離子方程式為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。(4)PbSO4與PbS加熱條件下反應(yīng)的化學方程式為PbSO4＋PbSeq\o(=,\s\up17(△))2Pb＋2SO2↑。解析：(1)黃銅礦(CuFeS2)中，S元素顯－2價，Cu元素顯＋2價，故Fe元素顯＋2價；攪拌、適當提高酸的濃度、加熱、將礦石粉碎、延長浸取時間等都可以提高方鉛礦的酸浸效率。(2)過濾用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗；依據(jù)題給已知反應(yīng)可推斷單質(zhì)A是S，可循環(huán)利用的物質(zhì)有鉛、鹽酸和氯化鐵溶液。(3)在酸性的FeCl2溶液中加入H2O2溶液，F(xiàn)e2＋被氧化成Fe3＋，故離子方程式為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。(4)由工藝流程圖中PbSO4與PbS加熱反應(yīng)生成Pb，可知反應(yīng)的化學方程式為PbSO4＋PbSeq\o(=,\s\up17(△))2Pb＋2SO2↑。15．(10分)某鋁合金中含有元素鋁、鎂、銅、硅，為了測定該合金中鋁的含量，設(shè)計了如下試驗，請回答有關(guān)問題：(1)稱取樣品ag(精確到0.1g)，稱量時通常運用的主要儀器的名稱是托盤天平。(2)將樣品溶解于足量的稀鹽酸，過濾并洗滌濾渣。濾液中主要含有MgCl2、AlCl3，濾渣為Cu、Si，溶解、過濾用到的玻璃儀器是燒杯、玻璃棒、漏斗。(3)向濾液中加過量的氫氧化鈉溶液，過濾并洗滌濾渣。有關(guān)的離子方程式是Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓，Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。(4)向步驟(3)的濾液中通入足量的二氧化碳氣體，過濾并洗滌濾渣。有關(guān)的離子方程式是OH－＋CO2=HCOeq\o\al(－,3)，AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)。(5)將步驟(4)中所得的濾渣烘干并灼燒至恒重、冷卻后稱量，其質(zhì)量為bg。有關(guān)反應(yīng)的化學方程式是2Al(OH)3eq\o(=,\s\up17(灼燒))Al2O3＋3H2O，原樣品中鋁的質(zhì)量分數(shù)是eq\f(900b,17a)%。解析：(1)稱取ag樣品運用的主要儀器為托盤天平。(2)合金中Al、Mg可與鹽酸反應(yīng)生成AlCl3、MgCl2和H2，而Cu、Si不溶于鹽酸，故樣品溶于鹽酸后過濾可得Cu、Si，濾液中主要含AlCl3和MgCl2。(3)向(2)的濾液中加過量NaOH溶液，發(fā)生的反應(yīng)為Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓、Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，過濾后濾液中含AlOeq\o\al(－,2)、OH－。(4)向含AlOeq\o\al(－,2)、OH－的濾液中通入足量CO2，發(fā)生的反應(yīng)為OH－＋CO2=HCOeq\o\al(－,3)、AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)，過濾可得Al(OH)3。(5)所得bg固體為Al2O3，故合金中含Al的質(zhì)量分數(shù)為eq\f(\f(54b,102),a)×100%＝eq\f(900b,17a)%。16．(11分)某課外愛好小組為探究某種鋁合金(組成元素為Mg和Al)是否符合國家質(zhì)量標準(國家規(guī)定鋁合金中鋁含量不能低于78%)，設(shè)計如圖裝置在室溫下進行試驗。(1)檢驗該裝置氣密性的方法是連接好裝置并在量氣管內(nèi)加入水，向下移動水準管，靜置片刻。若水準管中液面與量氣管中液面維持肯定的高度差，說明裝置氣密性良好(合理即可)。(2)鋁合金樣品與足量氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。(3)反應(yīng)前先第一次讀取量氣管液面刻度，然后傾斜左邊裝置使足量氫氧化鈉溶液與ag鋁合金樣品充分反應(yīng)，待反應(yīng)停止后，體系溫度復原到室溫，其次次讀取量氣管液面刻度之前須要進行的一步操作是調(diào)整量氣管和水準管的高度，使兩液面相平。計算兩次液面差，并將氣體體積折算成標準狀況下的體積，為VmL。若a＝0.038，V＝44.8，請通過計算說明該合金是否符合國家標準：符合(填“符合”或“不符合”)。(4)若將裝置中的足量氫氧化鈉溶液換為足量鹽酸，則反應(yīng)停止后量氣管內(nèi)氣體體積(折算成標準狀況下)>(填“>”“<”或“＝”)VmL。解析：(2)合金中只有Al與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)。(3)其次次讀取量氣管液面刻度前，要調(diào)整量氣管和水準管的高度，使兩液面相平。若V＝44.8，則該鋁合金樣品中Al的質(zhì)量為eq\f(0.0448L,22.4L·mol－1)×eq\f(2,3)×27g·mol－1＝0.036g，故鋁含量為eq\f(0.036g,0.038g)×100%＝94.7%，則該鋁合金符合國家標準。(4)Mg和Al均能與鹽酸反應(yīng)生成氫氣，故量氣管內(nèi)氣體體積(折算成標準狀況下)大于VmL。17．(11分)銀銅合金廣泛用于航空工業(yè)，從切割廢料中回收銀并制備銅化工產(chǎn)品的工藝如圖所示：[注：Al(OH)3和Cu(OH)2起先分解的溫度分