高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料一课一练

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1．下列物质不属于合金的是( )
A．青铜器 B．不锈钢 C．合金钢 D．金刚石
【答案】D
【解析】合金是由金属与金属或金属与非金属熔合而成具有金属特性的混合物，青铜器、不锈钢、合金钢均属于合金，金刚石是碳的单质，不属于合金，故选D。
2．铁的下列性质中不属于纯铁的物理性质是( )
A．质软 B．银白色C．能导电D．易生锈
【答案】D
【解析】物理性质通常包括：颜色、状态、气味、密度、硬度、熔沸点、导电性、导热性、溶解性等，所以铁质软、银白色、能导电，均为物理性质，而易生锈是指易被氧化，为化学性质；故选D。
3．下列物质属于铁合金的是( )
A．铁水B．氧化铁C．钢D．赤铁矿
【答案】C
【解析】A项，铁水是液态的铁，属于铁单质，不是合金，故A不选；B项，氧化铁是铁的氧化物，是纯净物，不属于合金，故B不选；C项，钢是铁、碳形成的铁合金，属于合金，故C选；D项，赤铁矿的主要成分是氧化铁，不是合金，故D不选；故选C。
4．下列所用材料不属于合金的是( )
A． 家用的铝窗 B． 建筑用的钢筋 C． 铸造用的黄铜 D． 温度计用的水银
【答案】D
【解析】A项，家用的铝窗含有的元素有铝、铜、硅、镁、锌、锰等，所以是合金，故A不选；B项，钢筋中含有铁、碳等元素，所以建筑用的钢筋是合金，故B不选；C项，黄铜中含有铜和锌，所以铸造用的黄铜是合金，故C不选；D项，水银是单质，所以温度计用的水银不是合金，故D选；故选D。
5．合金是一类用途广泛的金属材料。下列物质不属于合金的是( )
A．不锈钢 B．青铜 C．生铁 D．水银
【答案】D
【解析】不锈钢、生铁属于铁合金，青铜是铜锡合金，水银属于单质，故选D。
6．下列铝合金的性质与其用于国产C919飞机外壳无关的是( )
A．导电性B．密度小C．抗腐蚀性强D．硬度大
【答案】A
【解析】硬铝属于铝合金，制造飞机外壳是因为有密度较小、硬度较大、耐腐蚀性较强等特点，与导电性无关。故选A。
7．生活中常用来固定房门的“门吸”，它由磁铁和金属块两部分组成。该金属块能被磁铁所吸引，是因为可能含有以下材料中的( )
A．银 B．铁 C．铝 D．锌
【答案】B
【解析】铁、钴、镍等物质容易被磁铁吸引。而银、铝和锌都不会被磁铁吸引。因此只有铁符合题意，故选B。
8．下列金属在常温下能形成致密的氧化物薄膜，从而能保护内层金属的是( )
A．铜 B．铝 C．铁 D．钠
【答案】B
【解析】铝在空气中易形成一层稳定的致密氧化膜，可保护内层金属不再被空气氧化。
9．铝是重要的金属材料之一，下列关于铝的叙述中，不正确的是( )
A．铝原子最外层有3个电子 B．铝是地壳中含量最多的金属元素
C．在常温下，铝不能与氧气反应 D．铝易被氧化，而Al3＋则很难被还原
【答案】C
【解析】A项，铝的原子结构示意图为，最外层有3个电子，故A正确，但不符合题意；B项，铝原子是地壳中含量最高的金属元素，仅次于地壳中非金属元素氧、硅的含量，故B正确，但不符合题意；C项，在常温下，铝易被氧气氧化为氧化铝，故C错误，但符合题意；D项，铝最外层有3个电子易失去，即具有还原性，而Al3＋相对稳定，不易被还原，故D正确，但不符合题意。故选C。
10．对氧化铝的分类中正确的是( )
A．酸性氧化物 B．碱性氧化物 C．两性氧化物 D．非金属氧化物
【答案】C
【解析】由于氧化铝既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水，所以氧化铝属于两性氧化物。
11．下列有关金属及合金的说法错误的是( )
A．常温下所有的金属都是固体 B．铁制品在潮湿的空气中易生锈
C．生铁和不锈钢都是金属材料 D．铝片表面易生成致密的氧化膜
【答案】A
【解析】常温下汞是液体，A项错误。
12．下列关于铝的叙述中正确的是( )
A．由于铝在空气中不会锈蚀，所以铝制品的使用寿命都很长
B．由于铝具有强还原性，所以常用铝来冶炼某些高熔点金属
C．常温下，铝被浓硫酸钝化，所以可用浓硫酸除去铝表面的铜镀层
D．由于铝的导电性能比铜强，所以常用铝制造电线、电缆
【答案】B
【解析】铝在空气中与O2反应，生成致密的氧化物薄膜，Al本身易于锈蚀，A错误；由于铝具有强还原性，可利用铝热反应来冶炼难熔金属，B正确；铜与浓硫酸常温下不反应，C错误；铝的导电性能比铜差，但价格相对低廉且密度较小，故常用铝制造电线、电缆，D错误。
13．铝、氧化铝、氢氧化铝和可溶性铝盐与过量强碱溶液的反应，其生成物有一定的规律，下列说法中正确的是 ( )
A．都有H2O生成 B．都有H2生成 C．都有AlOeq \\al(－,2)生成 D．都有Al3＋生成
【答案】C
【解析】依据“铝三角”中铝及其化合物的转化关系可知：四种物质均能与过量强碱溶液反应，生成AlOeq \\al(－,2)(偏铝酸盐)。
14．铁和铁合金是生活中常用的材料，下列说法正确的是( )
A．不锈钢是只含金属元素的铁合金 B．铁合金的硬度比纯铁的硬度小
C．镀锌铁板中的铁比铁板更易腐蚀 D．常温下可用铁制容器盛装浓硫酸
【答案】D
【解析】A项，不锈钢除了铁外，还有铬、镍、铝、硅等，并不都是金属，A错误；B项，铁合金的硬度比纯铁的硬度大，B错误；C项，锌比铁活泼，形成原电池时锌为负极，铁不易生锈，属于电极保护法，C错误；D项，常温下，铁和浓硫酸反应生成一层致密的氧化膜阻止反应的进一步进行，即可用铁器盛放浓硫酸，D正确；故选D。
15．有关Al与NaOH溶液反应的说法中，正确的是( )
A．铝是还原剂，其氧化产物是H2 B．NaOH是氧化剂，其还原产物是H2
C．铝是还原剂，H2O和NaOH都是氧化剂 D．H2O是氧化剂，Al被氧化
【答案】D
【解析】Al与NaOH溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。H2O中的氢元素由+1价变为0价，H2O得电子，是氧化剂，H2是还原产物；Al元素的化合价由0价变为+3价，化合价升高被氧化，Al是还原剂，NaAlO2是氧化产物。
16．同温同压下，相同质量的铝片分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，下列说法正确的是( )
A．盐酸产生气体的体积大 B．盐酸产生气体的体积小
C．产生气体的体积相等 D．消耗氢氧化钠的物质的量多
【答案】C
【解析】由2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑、2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑可知。酸、碱均过量，则铝完全反应，同等质量的铝，物质的量也相等，从方程式中可以看到铝与氢气的比例都是2：3，因此产生的氢气是相等的。故C正确，A、B错误；从方程式中可以看到Al与HCl的比例是1：3，Al与NaOH的比例是1：1，故消耗氢氧化钠的物质的量少，故D错误；故选C。
17．下列离子方程式书写正确的是( )
A．向硝酸铝溶液中通入过量氨气：4NH3＋Al3＋＋2H2O===AlOeq \\al(－,2)＋4NHeq \\al(＋,4)
B．将铝片打磨后置于NaOH溶液中：2Al＋2OH－===2AlOeq \\al(－,2)＋H2↑
C．向明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液：Al3＋＋2SOeq \\al(2－,4)＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlOeq \\al(－,2)＋2H2O
D．向NaAlO2溶液中通入足量CO2：2AlOeq \\al(－,2)＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋COeq \\al(2－,3)
【答案】C
【解析】A项，氨水不能溶解Al(OH)3；B项，氧元素不守恒；D项，通入足量CO2时，应生成HCOeq \\al(－,3)。
18．下列制取CO2、通过CO2和NaAlO2溶液制取Al(OH)3、分离并加热Al(OH)3制Al2O3的装置和原理能达到实验目的的是( )

【答案】D
【解析】A项，浓硫酸与CaCO3反应生成CaSO4，CaSO4微溶于水，覆盖在CaCO3表面阻止反应进行，应选用稀盐酸，错误；B项，通CO2的导管应长进短出，错误；C项，过滤时漏斗下端应贴着烧杯内壁，错误。
19．铝热反应的本质是利用铝的还原性，将难熔金属从其氧化物中置换出来，利用铝热反应解答下列问题：
(1)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有________(填字母)。
A．KCl B．KClO3 C．MnO2 D．Mg
(2)用等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物在一定条件下与Al粉进行铝热反应。
①引发铝热反应的操作是_______________________________________。
②产物中单质是________(填名称)。
(3)取少量(1)中铝热反应所得的固体混合物，将其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液无明显现象，________(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3，理由是________________________________(用离子方程式说明)。
【答案】(1)BD (2)①加少量KClO3，插上镁条并将其点燃 ②铁
(3)不能 Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
【解析】(1)做铝热反应的实验时，需要KClO3作助燃剂，且用镁条引燃。(2)在混合物上加少量KClO3固体并插上Mg条，点燃Mg条后放出热量，使KClO3固体分解放出O2，进一步加剧Mg的燃烧，可在短时间内使混合物温度迅速升高，引发反应。MgO不能与铝发生铝热反应，所以产物中单质为Fe。(3)反应后固体混合物中若有Fe2O3，因发生反应：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，Fe3＋转化为Fe2＋，加KSCN溶液不会变血红色。
【能力提升】
20．混合物M中可能含有A12O3、Fe2O3、Al、Cu，为确定其组成，某同学设计如图所示分析方案。下列分析正确的是( )
A．已知m1>m2，则混合物M中一定含有A12O3
B．生成蓝绿色溶液的离子方程式为Cu+Fe3+=Cu2+ +Fe2+
C．固体P既可能是纯净物，又可能是混合物
D．要确定混合物M中是否含有A1，可取M加入过量NaOH溶液
【答案】D
【解析】A项，若m1>m2，则混合物M中可能含有Al2O3或Al或者是两者均有，不一定含有Al2O3，A错误；B项，离子方程式电荷不守恒，故B错误；C项，由于加了过量的盐酸，因此固体P只能是铜，不可能是混合物，故C错误；D项，要确定混合物M中是否含有Al，可取M加入过量NaOH溶液，若产生气体，则一定含铝，否则不含铝，故D正确。故选D。
21．碳素钢是近代工业中使用最早、用量最大的金属材料。世界各工业国家在努力增加低合金高强度钢和合金钢产量的同时，也非常注意改进碳素钢质量，扩大品种和使用范围。
(1)低碳钢含碳量低于0.3%，碳在钢中主要以Fe3C形式存在，则低碳钢中Fe3C的质量分数应该低于______。
(2)某兴趣小组同学为探究碳素钢与浓硫酸的反应，称取一定质量碳素钢样品放入一定体积浓硫酸中，加热使碳素钢完全溶解，得到溶液M。某同学认为M中除Fe3+之外还可能含有Fe2+，若要确认其中的Fe2+，可选用______(选填序号)
A．氯水 B．硫氰化钾溶液 C．浓氨水 D．酸性KMnO4溶液
【答案】(1)4.5% (2)D
【解析】(1)低碳钢含碳量低于0.3%，碳在钢中主要以Fe3C形式存在，假设100g低碳钢，则含碳0.3g，根据C元素守恒计算得到低碳钢中Fe3C的质量分数=0.3g12g/ml×180g/ml100g×100%=4.5%，低碳钢中Fe3C的质量分数应该低于4.5%；(2)亚铁离子能使酸性高锰酸钾褪色，溶液中已经有三价铁离子。A项，氯水会氧化亚铁离子，但无明显的反应现象，A错误；B项，硫氰化钾溶液结合铁离子生成血红色溶液，但不能确定亚铁离子，B错误；C项，浓氨水和铁离子、亚铁离子反应生成沉淀，受氢氧化铁沉淀颜色的影响无法分辨，不能确定是否含亚铁离子，C错误；D项，酸性KMnO4溶液具有氧化性，和亚铁离子发生氧化还原反应，溶液褪色，可以验证亚铁离子的存在，D正确；故选D。
22．铁合金有下列数据：
取15 g某碳素钢样品，按下列实验流程进行操作：
请回答：
(1)A、B的作用分别为________，________。
(2)D中的发生反应的离子方程式为__________________。
(3)充分加热完全反应后，D装置质量增加0.022 g，该样品含碳量为________，属于________钢。
(4)没有A、B装置，实验结果________(填“偏高”、“偏低”或“不影响”)
【答案】(1)吸收空气中的CO2 干燥空气
(2)CO2＋2OH－===COeq \\al(2－,3)＋H2O (3)0.04% 低碳 (4)偏高
【解析】(1)空气中含有CO2，干扰C的检验，应吸收(2)CO2被NaOH吸收，测量CO2的质量(3)由关系：C——CO2可知，m(C)＝eq \f(0.022 g,44 g·ml－1)×12 g·ml－1＝0.006 g，w(C)＝eq \f(0.006 g,15 g)×100%＝0.04%＜0.3%属于低碳钢(4)没有A、B装置，D装置增加的量偏高。
钢
碳素钢(Fe、C、Mn、Si)
合金钢
低碳钢
中碳钢
高碳钢
碳素钢(Cr、Mn、W、Ni、C等)
含碳量＜0.3%
含碳量0.3%~0.6%
含碳量＞0.6%
韧性好、强度低
韧性好、强度好
硬而脆
具有特殊性能