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课时达标测试

第三章分层作业16　铁合金　铝和铝合金　新型合金

A级  必备知识基础练

1.[2023辽宁抚顺六校高一联考]下列关于合金的说法错误的是(　　)

A.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

B.镁铝合金的熔点比镁和铝都高

C.在合金中加入适量的稀土金属能大大改善合金的性能

D.特种钢是具有特殊性能的合金钢

2.我国“蛟龙”号载人潜水器已成功下潜至海中7 062.68 m处。“蛟龙”号载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金,有关钛合金的说法正确的是(　　)

A.钛合金是纯净物

B.钛合金是混合物

C.钛合金的硬度与钛单质相同

D.钛合金熔点比钛单质高

3.东汉晚期的青铜奔马(马踏飞燕)充分体现了我国光辉灿烂的古代科技,已成为我国的旅游标志。下列说法错误的是(　　)

A.青铜的机械性能优良,硬度和熔点均高于纯铜

B.铜器表面的铜绿是盐

C.青铜是我国使用最早的合金,含铜、锡、铅等元素

D.“曾青(CuSO4)得铁则化为铜”的过程发生了置换反应

4.[2023湖北大学附中高一期末]中国对于铁合金的记载很早,在《天工开物》中“凡铁分生、熟,出炉未炒则生,既炒则熟。生熟相和,炼成则钢。”体现了我国很早就已将不同碳含量的铁合金进行了区分,下列叙述正确的是              (　　)

A.生铁的含碳量比熟铁低

B.生铁变为熟铁是物理变化

C.钢的含碳量越高,硬度越小

D.合金钢与碳素钢的组织结构不同

5.我国科学家参与研制的镁-镍-钛新型合金材料可提高阻尼减震性能,广泛应用在航空航天领域。下列有关叙述不正确的是(　　)

A.形成合金,其结构发生改变,使合金的性能与纯金属相比有很大差异

B.具有延展性

C.熔点比镁低

D.强度和硬度比镁小

6.[2023山西吕梁高一期末]有两份铝屑,第一份与足量的稀盐酸反应,第二份与足量的NaOH溶液反应,产生氢气的体积(相同温度和压强)之比为1∶2,第一份铝屑与第二份铝屑的质量之比为(　　)

A.1∶2 B.1∶1

C.1∶3 D.2∶1

7.[教材改编题]用铝制易拉罐收集满CO2后快速加入过量浓NaOH溶液,并立即把口封闭。结果发现易拉罐“咔咔”作响,并变瘪了,过一段时间后,易拉罐又鼓起来了。下列说法正确的是(　　)

A.使易拉罐变瘪的反应是CO2+OH-HC

B.使易拉罐又鼓起来的反应是2Al+2OH-+6H2O 2[Al(OH)4] -+3H2↑

C.若将CO2换为NH3,浓NaOH溶液换为水,则易拉罐也会出现先瘪后鼓的现象

D.反应结束后,易拉罐内溶液中的溶质只有Na[Al(OH)4]

8.将0.5 mol金属钠、镁、铝分别放入100 mL 1 mol·L-1稀硫酸中,产生的气体在相同条件下体积最大的是              (　　)

A.钠 B.镁

C.铝 D.无法确定

9.[2023广东梅州高一期末]易拉罐的主要成分为铝合金,其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。为确定铝合金中金属的成分,现取几小块易拉罐碎片进行下列实验,其中实验方案、现象与结论均正确的是(　　)

10.[2023湖南邵阳高一期末]根据下图的转化关系判断,下列说法正确的是(反应条件已略去)(　　)

A.生成等质量H2时,①和②反应消耗n(HCl)=n(NaOH)

B.反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2

C.反应③和④消耗等量的Al时,生成的n(Cu)∶n(Fe)=2∶3

D.反应⑤的离子方程式为Al3++3OH-Al(OH)3↓

B级  关键能力提升练

11.下列关于Na、Al、Fe三种金属单质的叙述正确的是 (　　)

A.常温下,钠能被O2氧化,Al、Fe则不能

B.钠能与冷水剧烈反应,Al、Fe能与沸水反应

C.将三种金属单质分别投入CuSO4溶液中,Al、Fe能置换出单质铜

D.等质量的三种金属与足量稀硫酸反应,铝放出H2最少

12.将铝粉与FeO粉末配制成铝热剂,分成三等份(气体体积均已折算成标准状况下)。

①一份直接放入足量烧碱溶液中,充分反应后放出的气体的体积为V1;

②一份直接放入足量盐酸中,充分反应后放出的气体的体积为V2;

③一份在高温下反应(2Al+3FeO3Fe+Al2O3)恰好完全,反应后的混合物与足量盐酸反应,放出的气体的体积为V3。

下列说法正确的是(　　)

A.V2>V1=V3 

B.V1=V3>V2

C.V1=V2>V3 

D.V1=V2=V3

13.某课外兴趣小组为探究某种铝合金(合金元素Mg、Al)是否符合国家质量标准(国家规定其中铝含量不能低于78%),设计如图装置进行实验。

(1)检验该装置气密性的方法是  　　　　　　　　　　　　。 

(2)合金样品固体M与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。 

(3)倾斜左边装置使氢氧化钠溶液(足量)与质量为a的合金粉末充分反应,待反应停止后,读取量气管液面刻度之前进行的操作是 　　　　　　　　　　　　　。 

进入量气管气体的体积为V(已折算成标准状况),若量气管最大量程为50 mL,则固体M中铝的质量范围为　　　　　　　　。此实验所采用的氢氧化钠溶液为0.1 mol·L-1,若要配制450 mL氢氧化钠溶液,称量氢氧化钠的操作是先　　　　　　　　　　　　　　　　　,待天平平衡后,再　　　　　　　　　2 g砝码,在左盘慢慢加入氢氧化钠固体直至天平平衡。 

(4)若将装置中的氢氧化钠溶液替换为足量的盐酸,则反应停止后量气管内气体体积　　　(填“>”“<”或“=”)V。 

(5)若a=38 mg,V=44.8 mL(标准状况),该合金　　　　　　　　　　(填“符合”或“不符合”)国家标准。 

参考答案

分层作业16　铁合金　铝和铝合金　新型合金

1.B　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,A正确;镁铝合金的熔点比镁和铝都低,B错误;在合金中加入适量稀土金属或稀土金属的化合物,就能大大改善合金的性能,C正确;碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素,使钢的组织结构发生变化,具有特殊性能,D正确。

2.B　解析 钛合金是钛与其他金属形成的合金,属于混合物,A错误,B正确;钛合金的硬度比组分金属钛的硬度大,但其熔点比钛的熔点低,C、D错误。

3.A　解析 青铜属于合金,其硬度大于纯铜,但熔点低于纯铜,A错误;铜器表面的铜绿是Cu2(OH)2CO3,属于碱式碳酸盐,B正确;“曾青(CuSO4)得铁则化为铜”发生反应:Fe+CuSO4FeSO4+Cu,属于置换反应,D正确。

4.D　解析 生铁的含碳量比熟铁高,A错误;生铁变为熟铁涉及炼钢过程的一系列化学变化,B错误;钢的含碳量越高,硬度越大,C错误;合金钢也叫特种钢,是在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素,使钢的组织结构发生变化,从而使钢具有各种特殊性能,D正确。

5.D　解析 镁-镍-钛新型合金材料,其结构发生改变,使合金的性能与纯金属相比有很大差异,在阻尼减震性能、硬度等方面均有提高,A正确,D错误;合金的熔点一般比其组分金属的熔点低,C正确;镁-镍-钛新型合金由三种金属形成,具有延展性,B正确。

6.A　解析 涉及反应:2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4] +3H2↑,可得关系式:2Al~3H2↑。两份铝屑反应产生氢气的体积(相同温度和压强)之比为1∶2,则n(H2)之比为1∶2,故第一份铝屑与第二份铝屑的质量之比为1∶2。

7.B　解析 题述过程中发生的主要化学反应为CO2+2NaOHNa2CO3+H2O,2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4] +3H2↑。由于氢氧化钠溶液过量,故使易拉罐变瘪的反应是CO2+2OH-C+H2O,A错误。使易拉罐又鼓起来的反应是2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4] -+3H2↑,B正确。若将CO2换为NH3,浓NaOH溶液换为水,则易拉罐也会变瘪,但不会再鼓起来,C错误。反应结束后的溶液中含有NaAlO2、Na2CO3,D错误。

8.A　解析 0.5 mol金属Na、Mg、Al分别与硫酸完全反应,消耗n(H2SO4)分别为0.25 mol、0.5 mol、0.75 mol。100 mL 1 mol·L-1稀硫酸中含有0.1 mol H2SO4,与三种金属反应时,H2SO4均不足量,Mg、Al均剩余,均生成0.1 mol H2,但剩余的Na还能与水反应生成H2,故钠产生的氢气最多。

9.D　解析 加入盐酸,产生无色气体,该气体是H2,说明铝、镁、铁三种金属中至少有1种,A错误;加入NaOH溶液,有无色气体产生,该气体是H2,则含有铝,B错误;加入盐酸后,向所得溶液中加入少量NaOH溶液,Mg2+、Al3+均可生成白色氢氧化物沉淀,故至少含铝、镁中的一种,C错误;用盐酸溶解后放置一会儿,加入KSCN溶液,溶液呈红色,说明该溶液中含Fe3+,从而推知易拉罐中含铁,D正确。

10.B　解析 反应①:2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑,反应②:2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4] +3H2↑,故生成等质量H2时,①和②反应消耗n(HCl)=3n(NaOH),A错误。反应③:2Al+3CuSO43Cu+Al2(SO4)3,氧化剂是CuSO4,还原剂是Al,二者的物质的量之比为3∶2,B正确。反应④:2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,消耗2 mol Al生成2 mol Fe,而反应③中消耗2 mol Al生成3 mol Cu,故生成的n(Cu)∶n(Fe)=3∶2,C错误。NH3·H2O是弱碱,反应⑤的离子方程式为Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N,D错误。

11.C　解析 常温下,Al、Fe能被空气中O2氧化分别生成Al2O3、Fe2O3,A错误;Fe与沸水不反应,与水蒸气在高温下反应,B错误;Al、Fe能与CuSO4溶液发生置换反应生成Cu,Na不能,C正确;三种金属与稀硫酸反应生成1 mol H2需要Na、Al、Fe的质量分别为46 g、18 g、56 g,故等质量的三种金属与足量稀硫酸反应,铝放出H2最多,D错误。

12.D　解析 ③中Al和FeO恰好完全反应,可假设有2 mol Al和3 mol FeO参与反应。①中2 mol Al与足量NaOH溶液反应生成3 mol H2,②中2 mol Al与6 mol HCl反应生成3 mol H2;③中2 mol Al和3 mol FeO恰好完全反应生成3 mol Fe,3 mol Fe与足量盐酸反应生成3 mol H2,故①~③中均生成3 mol H2,在相同温度和压强下,生成氢气的体积相等。

13.答案 (1)连接好装置,向水准管中注水,上下移动水准管,静置片刻。若水准管中液面与量气管中液面维持一定的高度差,说明装置气密性良好

(2)2Al+2OH-+6H2O 2[Al(OH)4]- +3H2↑

(3)冷却至室温,上下移动水准管,使量气管与水准管中液面相平　小于等于0.04 g　在托盘天平左盘上放置一个小烧杯,称量小烧杯的质量　在托盘天平右盘上放置

(4)>　(5)符合

解析 (1)采用“压强差法”检验装置的气密性:向水准管中注入水,上下移动水准管,静置片刻,若水准管中液面与量气管中液面维持一定的高度差,说明装置的气密性良好。

(2)铝合金中合金元素为Mg、Al,合金样品中Al与NaOH溶液反应,离子方程式为2Al+2OH-+6H2O 2[Al(OH)4]- +3H2↑。

(3)Al与NaOH溶液反应生成H2并放出热量,故读取量气管液面刻度前要冷却至室温,上下移动水准管,使量气管和水准管中液面相平。

(4)合金中Mg、Al均能与盐酸反应,且都产生H2,故量气管内气体的体积大于V。

(5)若a=38 mg,V=44.8 mL(标准状况),则有n(H2)=2×10-3 mol,结合反应可知,n(Al)=×10-3 mol,m(Al)=×10-3 mol×27 g·mol-1=0.036 g=36 mg,从而可得该铝合金中铝的含量为×100%≈94.7%>78%,故符合国家标准。