2024新教材高中化學第三章鐵金屬材料2.1第1課時金屬材料層級練含解析新人教版必修第一冊

PAGE12-第1課時金屬材料必備學問基礎練學問點一合金及其應用1.合金相對于純金屬制成的金屬材料來說優(yōu)點是()①合金的硬度一般比它的各成分金屬的大②一般合金的熔點比它的各成分金屬的更低③合金比純金屬的應用范圍更廣泛④合金比純金屬的導電性更強⑤變更原料的配比，變更生成合金的條件，可得到具有不同性能的合金A．①②④B．①②③⑤C．①②④⑤D．②③④2．下列關于金屬材料的說法中正確的是()A．合金都是由不同金屬單質組成的混合物B．金屬材料有合金材料也有純金屬材料C．古代留下大量的青銅器文物是由于青銅比純銅松軟，簡單制成各種器皿D．飛機機身運用的是鎂鋁合金而不是鋼材，是因為鋼材價格高3．純鐵的熔點為1535℃，而高爐中煉鐵時生鐵(含碳量較高的鐵的合金)在1200℃左右就熔化了，這是因為()A．鐵的純度越高，熔點越低B．合金的熔點一般比其成分物質的熔點低C．形成了鐵碳合金，所以熔點變高D．在高爐內熔化的過程中發(fā)生了化學反應4．2018年10月21日，港珠澳大橋正式開通，該橋的建成創(chuàng)下多項世界之最，其中大橋主梁運用的鋼材達42萬噸。下列材料中不屬于鐵合金的是()A．生鐵B．鐵銹C．不銹鋼D．鐵錳合金5．合金與鐵的物理性質的比較如表所示熔點(℃)密度(g/cm3)硬度(金剛石為10)導電性(銀為100)鐵15357.864.517某合金25003.007.42.3()該合金耐腐蝕、強度大。從以上信息分析，該合金不適合用于制()A．導線B．爐具C．門窗框D．飛機外殼6．(多選)下列關于鋁合金的說法中錯誤的是()A．鋁合金是一種混合物，它比純鋁的熔點高B．高溫鋁液易被氧化，鋁合金應在熔劑層覆蓋下熔煉C．鎂鋁合金耐腐蝕，但能被鹽酸腐蝕D．鎂鋁合金在NaOH溶液中不會被腐蝕7．哈大齊高鐵的通車，標記我國高寒地區(qū)高鐵技術領先世界，車廂大部分采納鋁合金材料制造，這是因為鋁合金()A．比純鋁熔點高，耐高溫B．具有比較活潑的化學性質C．各種成分在自然界中含量豐富，簡單獲得D．質地輕，強度大，抗腐蝕實力比較強8．鈦和鈦的合金被譽為“21世紀最有發(fā)展前景的金屬材料”，它們具有很多優(yōu)良的性能，如熔點高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是鈦合金與人體器官具有很好的“生物相容性”。依據(jù)它們的主要性能，下列用途不切實際的是()A．用來做保險絲B．用于制造航天飛機C．用來制造人造骨D．用于家庭裝修，制作鈦合金裝飾門9．(多選)儲氫合金是一類新型合金，如鐵系儲氫合金、鈦系儲氫合金。儲氫合金既能在肯定條件下汲取H2，又能在肯定條件下放出H2，該循環(huán)中發(fā)生變更：H22H。下列說法錯誤的是()A．儲氫合金的吸氫和放氫都是物理變更B．儲氫合金具有很強的捕獲氫的實力，氫分子在合金中先分解成單個的原子，氫原子進入合金原子的縫隙中，并與合金生成金屬氫化物C．鐵系儲氫合金和鈦系儲氫合金可以用磁鐵進行鑒別D．儲氫合金形成的金屬氫化物性質穩(wěn)定，高溫條件下也不易分解學問點二鋁、氧化鋁的化學性質10.下列有關廚房中鋁制品的運用，你認為合理的是()A．盛放食醋B．燒煮開水C．用金屬絲擦洗表面的污垢D．用堿水洗滌11．下列說法正確的是()A．Al2O3難溶于水，不跟水反應，所以它不是Al(OH)3對應的氧化物B．因為Al2O3是金屬氧化物，所以它是堿性氧化物C．Al2O3能跟全部的酸堿溶液反應D．Al2O3能跟強的酸堿溶液反應12．某同學將一塊鋁箔用砂紙細致打磨，除去表面的愛護膜，用坩堝鉗夾住放在酒精燈火焰上加熱至熔化，發(fā)覺熔化的鋁并不滴落，而是似乎有一層膜兜著。下列有關該現(xiàn)象的說法錯誤的是()A．兜著液體的這層膜是氧化鋁B．該試驗說明白氧化鋁的熔點高于鋁的熔點C．鋁極易與空氣中的氧氣反應在表面形成氧化物愛護膜D．鋁的化學性質較穩(wěn)定，即使加熱到熔化也不與空氣中的氧氣反應13．如圖所示的試驗中，投入鋁片后()A．①中產生氣泡，②中不產生氣泡B．①和②中都不產生氣泡C．①和②中都產生氣泡，①中是H2，②中是O2D．①和②中都產生氣泡，且都是H214．為了除去MgO中混有的少量雜質Al2O3，可選用的試劑是()A．氨水B．KOH溶液C．稀醋酸D．稀鹽酸15．(多選)某無色溶液放入鋁片后有氫氣產生，則在該溶液中下列離子肯定可以大量存在的是()A．Na＋B．Mg2＋C．K＋D．COeq\o\al(2－,3)16．已知鋁與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。下列說法正確的是()A．鋁在反應中失去電子被氧化B．水和氫氧化鈉中的氫元素得到電子被還原C．由水還原生成的氫氣與氫氧化鈉還原生成的氫氣質量比為2:1D．此反應說明鋁具有兩性，鋁的活潑性比只具有金屬性的金屬弱關鍵實力綜合練一、選擇題：每小題只有一個選項符合題意。1．合金相對于金屬單質具有很多優(yōu)良的物理、化學與機械性能。下列有關合金的敘述錯誤的是()A．目前我國運用量最大的合金是鋁合金B(yǎng)．我國最早運用的合金是青銅C．合金的熔點一般比其成分金屬的熔點低D．合金中也可能含有非金屬元素2．中國傳統(tǒng)文化對人類文明貢獻巨大。下列古代文獻涉及的化學探討成果，對其說明不合理的是()A．《天工開物·五金》中記載：“若造熟鐵，則生鐵流出時，相連數(shù)尺內……眾人柳棍疾攪，即時炒成熟鐵?！背磋F是為了降低鐵水中的碳含量，且熟鐵比生鐵質地更硬，延展性稍差B．《抱樸子·黃白》中“曾青涂鐵，鐵赤色如銅”主要發(fā)生了置換反應C．《本草綱目》中“用濃酒和糟入甑，蒸令氣上，用器承滴露”，利用到蒸餾D．《夢溪筆談》中“以劑鋼為刃，柔鐵為莖干，不爾則多斷折”中的劑鋼是指鐵的合金3．將已完全覆蓋氧化膜的鋁條，插入下列溶液中，不會發(fā)生反應的是()A．稀硫酸B．稀鹽酸C．硝酸銅D．氫氧化鈉4．用于制造飛機的材料應具備高比強度(斷裂強度/密度)，還應具備密度小、質地輕的特點。以波音747為例，機身每減輕1kg，因耗油削減，一年可獲利2000美元。你認為下列材料中可用于飛機制造業(yè)的是()A．Mg－Al合金B(yǎng)．黃銅(Cu－Zn合金)C．Na－K合金D．生鐵(Fe－C合金)5．鋁分別與足量的稀鹽酸和氫氧化鈉溶液反應，當兩個反應放出的氣體在相同狀況下體積相等時，反應中消耗的HCl和NaOH的物質的量之比為()A．1:1B．1:3C．2:1D．3:1二、選擇題：每小題有一個或兩個選項符合題意。6．氫氧化鋁受熱易分解，產生水并汲取熱量，可用作阻燃劑；氫氧化鋁能與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應，是藥物“胃舒平”的主要成分之一。下列推斷不正確的是()A．氫氧化鋁具有很好的熱穩(wěn)定性B．復方胃舒平可用于治療胃酸過多C．氫氧化鋁滅火的緣由之一是降低了可燃物的溫度D．氫氧化鋁是一種兩性氫氧化物7．工業(yè)生產中常將兩種或多種金屬(或金屬與非金屬)在同一容器中加熱使其熔合，冷凝后得到具有金屬特性的熔合物——合金。這是制取合金的常用方法之一。依據(jù)下表數(shù)據(jù)推斷，不宜用上述方法制取合金的是()金屬NaAlCuFe熔點(℃)97.8166010831535沸點(℃)883220025953000A.Fe－Cu合金B(yǎng)．Cu－Al合金C．Al－Na合金D．Cu－Na合金8．金屬Ti(鈦)是一種具有很多優(yōu)良性能的較為昂貴的金屬，鈦和鈦合金被認為是21世紀的重要金屬材料。某化學愛好小組在試驗室中探究Ti、Mg、Cu的活動性依次。他們在相同的溫度下，取大小相同的三種金屬薄片，分別投入等體積、等濃度的足量稀鹽酸中，視察現(xiàn)象如下：金屬TiMgCu金屬表面現(xiàn)象放出氣泡速率慢放出氣泡速率快無明顯變更下列有關三種金屬的說法正確的是()A．三種金屬的活動性由強到弱的依次是Ti、Mg、CuB．用Ti從CuSO4溶液中置換出Cu是工業(yè)制取Cu的很好途徑C．若鈦粉中混有Mg，提純Ti時可用稀鹽酸除去MgD．Cu和MgCl2溶液不發(fā)生化學反應9．(易錯題)用鋁箔包袱0.2mol金屬鈉，用針扎若干個小孔，放入100mL水中，完全反應后NaOH溶液的濃度為1mol·L－1(忽視反應前后溶液的體積變更)，下列說法正確的是()A．反應中轉移的電子數(shù)為0.05NAB．反應中只有Na作為還原劑C．放出的氣體體積(標準狀況)為5.6LD．反應后鋁箔減輕的質量為2.7g三、非選擇題10．鉬是一種過渡金屬元素，通常用作合金及不銹鋼的添加劑，這種元素可增加合金的強度、硬度、可焊性及韌性，還可增加其耐高溫及耐腐蝕性能。如圖是化工生產中制備金屬鉬的主要流程圖。(1)寫出在高溫下發(fā)生反應①的化學方程式：________________。(2)假如在試驗室模擬操作1和操作2，則須要運用的主要玻璃儀器有________________。(3)某同學利用下圖所示裝置來制備氫氣，利用氫氣還原三氧化鉬，依據(jù)要求回答問題：①請設計一個試驗方案驗證H2的還原性并檢驗其氧化產物，其裝置連接依次是________→D→D。②兩次運用D裝置，其中所盛的藥品依次是________、________。學科素養(yǎng)升級練1．下列成語或諺語中蘊含著肯定的化學學問或原理，下列有關說法錯誤的是()A．百煉成鋼——通過反復錘煉，除去鐵中部分雜質，使其轉化為鋼B．水滴石穿——CO2＋H2O＋CaCO3=Ca(HCO3)2(以大理石為例)C．恨鐵不成鋼——鋼的性能遠優(yōu)于鐵D．真金不怕火煉——單質金的熔點很高2．(素養(yǎng)題—科學精神與社會責任)形態(tài)記憶合金是一種在加熱升溫后能完全消退其在較低的溫度下發(fā)生的變形，復原其變形前原始形態(tài)的合金材料，即擁有“記憶”效應的合金。下列變更不是利用合金記憶效應的是()A．脊柱側彎矯形采納的哈倫頓棒，假如矯形棒的矯正力有變更，把溫度上升到比體溫約高5℃，就能復原足夠的矯正力B．合金在高溫環(huán)境下制作好天線，再在低溫下把它壓縮成一個小鐵球，運上太空中，太陽的猛烈的輻射使它復原原來的形態(tài)C．用合金制造的精密儀器或精密車床，一旦由于振動、碰撞等緣由變形，只需加熱即可解除故障D．汽車受損變形后，利用鈑金噴漆整形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，硬鋁的組成可能為()(已知：Si＋2OH－＋H2O=SiOeq\o\al(2－,3)＋2H2↑)A．Al、Cu、Mg、SiB．Al、Mg、Si、ZnC．Al、Fe、C、CuD．Al、Si、Zn、Na4．某學習小組用圖示裝置測定鋁鎂合金中鋁的質量分數(shù)和鋁的相對原子質量。(1)A中試劑為________________。(2)試驗前，先將鋁鎂合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是________________。(3)檢查氣密性，將藥品和水裝入各儀器中，連接好裝置后，需進行的操作還有：①記錄C的液面位置；②將B中剩余固體過濾，洗滌，干燥，稱重；③待B中不再有氣體產生并復原至室溫后，記錄C的液面位置；④由A向B滴加足量試劑。上述操作的依次是________________(填序號)。(4)B中發(fā)生反應的化學方程式為________________。(5)若試驗用鋁鎂合金的質量為ag，測得氫氣體積為bmL(已換算為標準狀況)，B中剩余固體的質量為cg，則鋁的相對原子質量為________________。(6)試驗過程中，若未洗滌過濾所得的不溶物，則測得鋁的質量分數(shù)將________(填“偏大”“偏小”或“不受影響”)。其次節(jié)金屬材料第1課時金屬材料必備學問基礎練1．解析：合金具有很多優(yōu)良的物理、化學或機械性能，在很多方面優(yōu)于各成分金屬。例如，合金的硬度一般比其各成分金屬的硬度大，多數(shù)合金的熔點比其各成分金屬的熔點低，但合金的導電性比純金屬弱。答案：B2．解析：合金是將兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)經肯定方法所合成的具有金屬特性的物質，一般通過熔合成勻稱液體和凝固而得，不肯定是由不同的金屬單質組成，也可以是金屬與非金屬組成，A錯誤；金屬材料包括合金材料和金屬材料，所以金屬材料有合金材料也有純金屬材料，B正確；青銅是銅的合金，合金的特點是硬度大，青銅比純銅的硬度要高，C錯誤；飛機機身體積不變，要求機身材料的密度越小越好，所以運用鎂鋁合金而不是鋼材，是因為鎂鋁合金的密度更小，D錯誤。答案：B3．解析：合金的熔點一般比其各成分金屬的熔點低。答案：B4．解析：生鐵屬于鐵合金，A錯誤；鐵銹的主要成分是氧化鐵，不是鐵合金，B正確；不銹鋼屬于鐵合金，C錯誤；鐵錳合金屬于鐵合金，D錯誤。答案：B5．解析：該合金導電性差，不適合做導線，A符合題意；該合金的熔點高，可做爐具，B不符合題意；該合金硬度大，密度小，可以做門窗框，C不符合題意；該合金硬度大，密度小，可以做飛機外殼，D不符合題意。答案：A6．解析：合金均為混合物，一般來說，合金的熔點比成分金屬的熔點低，A錯誤；在熔劑層覆蓋下熔煉，可隔絕空氣，防止高溫鋁液被O2氧化，B正確；合金中的Mg、Al均能與鹽酸反應，C正確；鎂鋁合金中的鋁能與NaOH溶液反應而被腐蝕，D錯誤。答案：AD7．解析：鋁合金的熔點比純鋁的低，A錯誤；鋁合金的化學性質的確比較活潑，但與被用于制造高鐵車廂沒有必定聯(lián)系，B錯誤；鋁元素在地殼中含量居第三位，含量比較豐富，但因鋁性質活潑，只能采納電解法制取，成本較高，并不簡單獲得，C錯誤；車廂大部分采納鋁合金材料制造，這是因為鋁合金具有質地輕、強度大、抗腐蝕實力比較強的優(yōu)點，D正確。答案：D8．解析：由于其熔點高，不適合做保險絲，A符合題意；由于鈦和鈦的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天領域；由于鈦合金與人體器官具有很好的“生物相容性”，可與人體的組織相容，不引起排斥反應，因此可以用來制造人造骨；由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭裝修，制作鈦合金裝飾門。答案：A9．解析：由H22H可知，儲氫合金的吸氫和放氫都是化學變更，A錯誤；儲氫合金形成的金屬氫化物既簡單形成，加熱又簡單分解，室溫下吸、放氫的速率快，D錯誤。答案：AD10．解析：食醋的主要成分是CH3COOH(顯酸性)，它能與鋁及鋁表面覆蓋的氧化鋁愛護膜發(fā)生反應，使鋁制品被腐蝕；用金屬絲擦洗時會破壞鋁表面覆蓋的氧化鋁愛護膜，使鋁制品簡單被腐蝕；用堿水洗滌也會腐蝕鋁及鋁表面的愛護膜。答案：B11．解析：Al2O3雖然難溶于水，但是2Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O，Al2O3和Al(OH)3中Al的化合價相同，所以Al2O3是Al(OH)3對應的氧化物，A錯誤；金屬氧化物與堿性氧化物是兩個不同的概念，二者沒有必定的聯(lián)系，B錯誤；Al2O3是兩性氧化物，Al2O3與強酸、強堿反應，與弱堿不反應，C錯誤，D正確。答案：D12．解析：鋁極易與氧氣反應，在表面形成氧化鋁薄膜，氧化鋁的熔點高于鋁，故加熱時，鋁熔化但不會滴落，D錯誤。答案：D13．解析：Al與NaOH溶液和鹽酸均反應生成H2。答案：D14．解析：要除去MgO中混有的少量雜質Al2O3，所加試劑只能與Al2O3反應而不能與MgO反應，反應完全后過濾即可。氨水與Al2O3不反應，稀鹽酸、稀醋酸均能與MgO反應，只有KOH溶液能與Al2O3反應而與MgO不反應。答案：B15．解析：該溶液能與鋁反應放出氫氣，說明該溶液可能呈酸性，也可能呈堿性。Mg2＋不能在堿性溶液中大量存在，COeq\o\al(2－,3)不能在酸性溶液中大量存在。答案：AC16．解析：分析反應中化合價的升降，可知Al在反應中作還原劑，故鋁在反應中失去電子被氧化，A正確；水在反應中作氧化劑，氫元素被還原，而氫氧化鈉只供應了堿性環(huán)境，氫氧化鈉中的氫元素沒有發(fā)生還原反應，B錯誤，C錯誤；該反應說明Al區(qū)分于其他金屬的特別性質，不能說明鋁的活潑性比只具有金屬性的金屬弱，如鐵只有金屬性，但鋁比鐵活潑，D錯誤。答案：A關鍵實力綜合練1．解析：目前我國運用量最大的合金是鋼鐵，A錯誤；中國是世界最早應用濕法冶金的國家，銅活潑性比Fe和Al弱，簡單冶煉，由于青銅是銅錫的合金，其耐腐蝕性強，且易鑄造成型，所以我國運用最早的合金是青銅合金，B正確；合金由金屬和金屬或金屬與非金屬熔合而成，一般硬度較大，熔點較低，合金的熔點一般比其各成分金屬的熔點低，C正確；合金可以由金屬與金屬熔合而成，也可以由金屬和非金屬熔合而成，D正確。答案：A2．解析：鐵的合金含碳量越低，其硬度越小、延展性越好，故熟鐵比生鐵硬度小、延展性好，A錯誤；《抱樸子·黃白》中“曾青涂鐵，鐵赤色如銅”發(fā)生的反應是Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu，屬于置換反應，B正確；“蒸令氣上”是利用互溶混合物的沸點差異分別混合物，該法為蒸餾，C正確；合金的硬度比其成分金屬大，劍刃硬度要大，劑鋼為鐵的合金，D正確。答案：A3．解析：由于鋁的氧化物Al2O3是一種兩性氧化物，既可與強酸反應，又可與強堿反應，故A、B、D三項皆不符合題意，只有C選項中的Cu(NO3)2不與Al2O3反應，故不行能與已完全覆蓋氧化膜的鋁條發(fā)生反應。答案：C4．解析：黃銅、生鐵密度較大，且生鐵易斷裂，Na－K合金熔點低，常溫下為液體，B、C、D不符合題意。答案：A5．解析：由鋁與鹽酸反應的化學方程式2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑和鋁與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑可知，生成等量氫氣須要兩者物質的量之比為n(HCl):n(NaOH)＝3:1。答案：D6．解析：氫氧化鋁很不穩(wěn)定，受熱易分解，產生水并汲取熱量，能降低可燃物的溫度，可用于滅火；氫氧化鋁具有兩性，能與鹽酸、氫氧化鈉溶液反應；“胃舒平”中含有氫氧化鋁，可用于治療胃酸過多。答案：A7．解析：熔點相差不大的金屬可以熔合在一起，而銅的熔點遠高于鈉的沸點，二者不能熔合形成合金。答案：D8．解析：可依據(jù)金屬與同濃度的同種酸反應時，反應猛烈程度的不同推斷金屬的活動性，反應猛烈的金屬其活動性較強，Ti在鹽酸中比Mg放出氣泡的速率慢，說明Ti的金屬活動性比Mg弱，A錯誤；由于Ti是較為昂貴的金屬，用Ti制造Cu經濟成本上不劃算，B錯誤；由于Ti、Mg均能與稀鹽酸反應，故不能用此法提純金屬鈦，C錯誤；由于Cu不如Mg活潑，因此Cu不與MgCl2溶液發(fā)生反應，D正確。答案：D9．解析：依據(jù)2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑可知，0.2mol金屬鈉和水反應生成氫氣的物質的量為0.1mol，NaOH的物質的量為0.2mol，又完全反應后NaOH溶液的濃度為1mol·L－1，即NaOH為1×0.1＝0.1mol，所以依據(jù)2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑可知，消耗的NaOH的物質的量為0.2－0.1＝0.1mol，所以又生成0.15mol氫氣，則最終得到氫氣的物質的量為0.1＋0.15＝0.25mol，標準狀況下體積為0.25×22.4＝5.6L，反應中轉移的電子數(shù)為0.25×2＝0.5NA，鋁箔減輕的質量為0.1×27＝2.7g，反應中Na、鋁都作為還原劑，CD正確。答案：CD10．解析：(1)依據(jù)流程圖找出反應①的反應物、生成物，并用化合價升降法配平，得2MoS2＋7O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2MoO3＋4SO2。(2)步驟②得固體和溶液，操作1為過濾。步驟③復分解反應能進行，則鉬酸難溶于水，操作2為過濾。過濾須要運用的主要玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒。(3)①制備H2并還原MoO3可證明其還原性，用無水硫酸銅檢驗氧化產物水