高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料第1课时精练

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第二节　金属材料第1课时　合金　金属材料课后·训练提升合格考过关检验1.合金与纯金属制成的金属材料相比,优点是(　　)。①合金的硬度一般比它的各成分金属的大　②一般地,合金的熔点比它的各成分金属的更低　③改变原料的配比、改变生成合金的条件,可以得到具有不同性能的合金　④合金比纯金属的导电性能更强　⑤合金比纯金属的应用范围更广泛A.①②③⑤ B.②③④C.①②④ D.①④⑤答案:A解析:一般情况下纯金属的导电性比合金的导电性好,④错误。2.在生活、生产中,目前用量最大、用途最广的合金是(　　)。A.钛合金 B.铜 C.钢 D.硬铝答案:C3.镁铝合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料,主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列性质与这些用途无关的是(　　)。A.不易生锈 B.导电性好C.密度小 D.强度高答案:B解析:根据镁铝合金的特点:坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工,所以主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等;A、C、D项都符合这些特点,只有B项不符合。4.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”。关于钛和钛的合金的用途中,不切合实际的是(　　)。A.用来作保险丝B.用于制造航天飞机C.用来制造人造骨D.用于家庭装修,作钛合金装饰门答案:A解析:根据题给信息,钛和钛的合金熔点高,故不能作保险丝;密度小、可塑性好、易加工,故为制造飞机及家居装饰的好材料;钛合金具有很好的“生物相容性”说明人体对钛排异性小,是制造人造骨的好材料。5.如图所示的实验中,投入铝片后(　　)。A.①中产生气泡,②中不产生气泡B.①和②中都不产生气泡C.①和②中都产生气泡,①中是H2,②中是O2D.①和②中都产生气泡,且都是H2答案:D解析:Al与NaOH溶液、盐酸均反应生成H2。6.经研究发现,含有95%的铝和5%的镓、铟及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气,整个反应中只消耗铝,而反应生成的Al2O3可回收再利用,这样不仅降低了制氢气的成本,而且方便快捷,这一发现为以H2作燃料的汽车的研发树立新的里程碑。下列有关说法不正确的是(　　)。A.此合金一定比纯铝柔软B.铝作为还原剂,有资源丰富的优势C.合金与水反应的总反应式为2Al+3H2OAl2O3+3H2↑D.合金中的镓、铟及锡对铝与水的反应可能起催化作用答案:A解析:合金的硬度一般比其成分金属的硬度大,A项错误。铝是地壳中含量最高的金属元素,B项正确。由题中信息和纯铝在常温下与水不反应知C、D项正确。7.某同学将一块铝箔用砂纸仔细打磨,除去表面的保护膜,用坩埚钳夹住放在酒精灯火焰上加热至熔化,发现熔化的铝并不滴落,而是好像被一层膜兜着。下列对该现象的说法错误的是(　　)。A.兜着液体的这层膜是氧化铝B.该实验说明了氧化铝的熔点高于铝的熔点C.铝极易与空气中的氧气反应而在表面形成氧化物保护膜D.铝的化学性质较稳定,即使加热到熔化也不与空气中的氧气反应答案:D解析:将打磨过的铝箔用坩埚钳夹住放在酒精灯火焰上加热,铝和氧气反应生成了氧化铝,因氧化铝的熔点高于铝的熔点,所以在加热铝箔时,铝熔化但不会滴落,D项错误。8.要除去Fe2O3中混有的Al2O3,最好的方法是(　　)。A.用盐酸洗涤过滤B.加热用H2还原C.加热用CO还原D.用NaOH溶液洗涤、过滤答案:D解析:Fe2O3和Al2O3均难溶于水,但Fe2O3和Al2O3都能与盐酸反应,反应后不能起到除杂的目的,A项不符合题意;根据Fe2O3和Al2O3的化学性质,氧化铁能被氢气或一氧化碳还原得到铁,故B、C项不符合题意;Fe2O3不与氢氧化钠溶液反应,而Al2O3能与氢氧化钠溶液发生反应Al2O3+2OH-2Al+H2O,过滤得到Fe2O3,D项符合题意。9.下列变化不可能通过一步实验直接完成的是(　　)。A.Al(OH)3→Al2O3B.Al2O3→Al(OH)3C.Al→AlD.AlCl3→Al(OH)3答案:B解析:Al(OH)3加热分解可直接得Al2O3,Al与强碱溶液反应可得Al,AlCl3溶液与NaOH溶液反应可直接得Al(OH)3,Al2O3难溶于水,不能通过一步反应得Al(OH)3。10.历史上金、银、铜主要是作为金属货币或装饰品被应用。(1)金、银、铜常被作为钱币流通,从化学角度来看,主要是利用它们的　　　(填字母)。 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.不活泼性(2)试样X由氧化亚铁和氧化铜组成,取质量相等的两份试样,按如图所示进行实验:请写出步骤③中所发生的全部反应的离子方程式: 　　　　　　　　　。 若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反应后,生成的不溶物W的质量是m,则每份试样X中氧化铜的质量为　　　　　(用m表示)。 答案:(1)D　(2)Fe+Cu2+Fe2++Cu,Fe+2H+Fe2++H2↑　m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)试样与过量盐酸反应所得溶液Y为FeCl2、CuCl2、HCl混合溶液,粉末Z为Fe、Cu混合物,将Y和Z混合,发生反应:Fe+Cu2+Fe2++Cu,Fe+2H+Fe2++H2↑,由生成的溶液呈强酸性且溶液中不含Cu2+表明,不溶物W是金属铜,每份试样中氧化铜的质量为m×m。等级考素养提升1.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正确的是(　　)。A.铝合金是一种混合物,它比纯铝的熔点高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,不能被NaOH溶液腐蚀D.镁铝合金在盐酸中无法溶解答案:B解析:合金均为混合物,一般来说,合金的熔点比其成分金属的熔点低,A项错误。在熔剂层覆盖下熔炼,可隔绝空气,防止高温铝液被氧气氧化,B项正确。镁和铝均能与盐酸反应,且铝与NaOH溶液反应,C、D项错误。2.铁铝合金是一种新型高温结构材料,取一定量的铁铝合金完全溶于盐酸中,然后通入过量的氯气,再加入过量的烧碱溶液,溶液中能够存在较多的阳离子为(　　)。A.Na+、Fe3+、Al3+、H+B.Na+、Fe2+、Al3+C.Na+、Fe3+D.Na+答案:D解析:由“加入过量的烧碱溶液”可以排除Al3+,也可以排除Fe3+,本题选D。3.金属Ti(钛)是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属,钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。某化学兴趣小组在实验室探究Ti、Mg、Cu的活动性顺序。他们在相同温度下,取大小相同的三种金属薄片,分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸中,观察现象如下:金属TiMgCu金属表面现象放出气泡缓慢放出气泡快无明显变化下列有关三种金属的说法正确的是(　　)。A.三种金属的活动性由强到弱的顺序是Ti、Mg、CuB.若钛粉中混有Mg,提纯Ti时可用稀盐酸除去MgC.用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu是工业制取Cu的很好途径D.Cu与稀盐酸不发生化学反应答案:D解析:Ti在盐酸中比Mg放出气泡慢,说明Ti的金属活动性比Mg弱,A项不正确。由于Ti、Mg均能与稀盐酸反应,故不能用此法提纯金属钛,B项不正确。Ti是较为昂贵的金属,用Ti制取Cu成本太高,C项不正确。Cu在金属活动性顺序中排在H的后面,所以Cu不与稀盐酸发生反应,D项正确。4.某无色溶液中加入铝粉可以生成H2,则在该溶液中一定能大量存在的离子组是(　　)。A.K+、Cu2+、N、Cl-B.K+、Na+、S、Cl-C.K+、Ca2+、HC、Cl-D.Na+、Mg2+、Br-、S答案:B解析:该无色溶液中可能存在大量H+,也可能存在大量OH-。A项,无色溶液中Cu2+不能大量存在,不符合题意;B项,所有离子与H+和OH-均不反应,符合题意;C项,HC与H+和OH-均反应,不符合题意;D项,Mg2+与OH-不能大量共存,不符合题意。5.金属钛(Ti)和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”,它们具有很多优良性能,如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、耐腐蚀等。常温下钛不和非金属、强酸反应,加热至红热时,能与常见的非金属反应。工业上由钒钛磁铁矿经“选矿”得到的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制取金属钛的主要工艺过程如图:(1)生铁实际上属于铁、　　等元素形成的合金。若生产中碳的氧化产物主要为一种可燃性气体,请写出反应②的化学方程式:　。 (2)生产中碳除了用作还原剂还原金属矿物外,还有一个重要作用是                                  　; 反应③是在氩气的环境中进行,目的是　　　　　　　　　　　　　　,如何从反应③后的固体中获得金属钛:                          　。 (3)已知在氯化过程中还有一种副产物VOCl3生成,实际生产中常在409 K时用铜还原VOCl3,得到不溶于TiCl4的VOCl2,当有1 mol Cu参加反应时转移的电子数为NA,试写出该反应的化学方程式: 　　　　　　　　　　。 答案:(1)碳　TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO(2)做燃料,提供反应所需要的热能　防止钛、镁被空气氧化　向固体中加入足量盐酸(或稀硫酸),充分反应后过滤、洗涤、干燥(3)Cu+VOCl3VOCl2+CuCl解析:(1)生铁属于铁碳合金;反应①②中的可燃性气体是CO,①中除CO外还有单质铁、TiO2生成;②中产物只有CO、TiCl4两种。(2)因题述冶炼均需要在高温下进行,故碳的另一个作用就是燃烧,提供反应所需要的热能。反应③结束后,固体物质为钛、镁、MgCl2的混合物,结合题目信息可知,加盐酸或稀硫酸后就可以溶解镁及MgCl2,然后过滤得到钛。(3)在反应中,1molCu失去1mol电子,故得到的是CuCl。6.把10.2 g镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中,得到6.72 L标准状况下的H2。试计算:(1)该合金中铝的质量分数为　　　　; (2)该合金中镁与铝的物质的量之比为　　　　; (3)该合金溶于足量的盐酸中,产生H2的体积(标准状况下)为　　　　。 答案:(1)52.9%(2)1∶1(3)11.2 L解析:(1)把镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中,镁不反应,只有Al能与NaOH溶液反应,则:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑2mol 3×22.4Ln(Al) 6.72L解得:n(Al)=0.2mol,m(Al)=0.2mol×27g·mol-1=5.4g,铝的质量分数为×100%=52.9%。(2)m(Mg)=10.2g-5.4g=4.8g,n(Mg)==0.2mol,n(Mg)∶n(Al)=0.2mol∶0.2mol=1∶1。(3)设由铝生成的氢气为V1(H2),由镁生成的氢气为V2(H2),由镁和铝与盐酸的反应可知:2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑2mol 3×22.4L0.2mol V1(H2)解得:V1(H2)=6.72L。Mg+2HClMgCl2+H2↑1mol 22.4L0.2mol V2(H2)解得:V2(H2)=4.48L。V总(H2)=V1(H2)+V2(H2)=6.72L+4.48L=11.2L。7.某学习小组用下图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。(1)A中试剂为　　　　　。 (2)B中发生反应的化学方程式为 　　　　　　　。 (3)若实验所用铝镁合金的质量为a g,测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况),B中剩余固体的质量为c g,则铝的相对原子质量为　　　　　　　　　。 答案:(1)NaOH溶液(2)2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑(3)解析:(1)Mg、Al均可以与酸反应,因此A中试剂不能为酸溶液,由于Al可以与碱溶液反应而Mg不可以,则可以用NaOH溶液与Al反应制得H2,然后用排水法收集H2,以计算Al的物质的量。(2)B中发生的是Al与碱溶液的反应。(3)(a-c)g即为铝的质量,再除以Al的物质的量即为铝的摩尔质量。而n(Al)可以由产生的H2的量求得。