化学人教版 (2019)第二节 金属材料第1课时课后练习题

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第三章铁 金属材料


第二节 金属材料


第1课时 合金材料


课后篇素养形成


夯实基础轻松达标


1.(2020浙江宁波镇海中学高一检测)马踏飞燕是我国的旅游标志,出土的马踏飞燕是由青铜制成的。下列有关该标志的叙述不正确的是( )


A.青铜硬度比纯铜的硬度小


B.青铜的主要成分是Cu、Sn、Pb等


C.青铜的熔点比纯铜的熔点低


D.青铜是我国使用最早的合金


答案A


解析一般合金的硬度大于成分金属,故青铜比纯铜的硬度大。


2.等量镁铝合金粉末分别与下列四种过量物质充分反应,放出氢气最多的是( )


A.NaOH溶液B.稀硫酸


C.蔗糖溶液D.NaCl溶液


答案B


解析Mg、Al与蔗糖溶液、NaCl溶液不反应,只有Al与NaOH溶液反应,Mg、Al与稀硫酸均发生反应放出氢气。


3.用铜锌合金制成的黄铜制品常被误认为是黄金,下列方法中不能区分其真伪的是( )


A.观察外观B.放入盐酸中


C.测定密度D.高温灼烧


答案A


解析铜锌合金制成的黄铜放入盐酸中,质量减小,可以观察到合金溶解并且有气泡冒出,而黄金不溶于盐酸中;黄金密度大,测定密度可以鉴别;高温灼烧,黄金没有变化,而铜锌合金外观上有变化。


4.自然界里常见金属元素存在最多的是铝,其次是铁,铜的含量较少。然而人类冶炼金属获得成功最早的反而是含量较少的铜,含量最多的铝最迟被冶炼出来。金属是当今社会不可缺少的材料之一。下列有关金属的说法错误的是( )


A.铜比铝先获得成功冶炼的原因是铜矿较易被还原,铝矿很难被还原


B.目前已制得的纯金属只有几十种,但制得的合金已达几千种,大量使用的不是纯金属而是它们的合金


C.生铁易生锈不耐腐蚀,但纯铁具有耐腐蚀性,所以不锈钢应是最纯的铁


D.废弃铝制包装既浪费金属材料又造成环境污染


答案C


解析不锈钢中除铁以外,还含有抗腐蚀性很强的铬和镍等。


5.除去MgO中的Al2O3可选用的试剂是( )


A.NaOH溶液B.硝酸


C.浓硫酸D.稀盐酸


答案A


解析Al2O3为两性氧化物,可溶于NaOH溶液中,而MgO不溶解,过滤即可得到MgO。


6.某合金与铁的物理性质的比较如下表所示:





还知该合金耐腐蚀、强度大。从以上性能看,该合金不适合做( )


A.导线B.门窗框


C.炉具D.飞机外壳


答案A


解析该合金与铁相比导电性差,不适合做导线;做门窗主要是利用合金的硬度大和耐腐蚀;做炉具主要利用其熔点高和耐腐蚀;做飞机外壳则主要是利用其硬度大和密度小的性质,B、C、D项与该合金性质相符。


7.铁和铝是生产、生活中应用最广泛的金属材料。





现有铁、铝的混合物进行如下实验:





(l)操作X的名称是 。


(2)气体A是 。


(3)A与Cl2混合光照可能发生爆炸,生成 (填化学式),A在该反应中作为 (填“氧化剂”或“还原剂”)。


(4)溶液B中阴离子除OH-外还有 ,溶液D中存在的金属离子为 。


答案(1)过滤 (2)H2(或氢气)


(3)HCl 还原剂 (4)Al Fe2+


解析(1)加入足量NaOH溶液,Al溶解,操作X为过滤。(2)铝与氢氧化钠溶液反应产生氢气,气体A为H2。(3)H2与Cl2反应生成HCl。(4)溶液B中阴离子有OH-、Al,溶液D中金属离子为Fe2+。


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1.(双选)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:





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Mg、Ti、Cu


B.若钛粉中混有Mg,提纯Ti时可用稀盐酸除去Mg


C.用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu是工业制取Cu的很好途径


D.Cu和稀盐酸不发生化学反应


答案AD


解析Ti在盐酸中比Mg放出气泡的速率小,说明Ti的金属活动性比Mg弱,Cu在盐酸中无变化,故Cu的金属活动性最弱,A正确;由于Ti、Mg均能与稀盐酸反应,故不能用此法提纯混有Mg的金属钛,B不正确;Ti是较为昂贵的金属,用Ti制取Cu成本太高,C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正确。


2.铁是人类较早使用的金属之一。据有关报道,目前已经能冶炼出纯度较高的铁。你估计这种“纯铁”不会具有的性质是( )


A.硬度比生铁小


B.熔、沸点比生铁高


C.能与Fe2(SO4)3溶液反应


D.不能与盐酸反应


答案D


解析依据题目叙述,可认为这种“纯铁”为纯净物,与生铁(合金)相比,硬度小,熔、沸点高。同时它具有单质铁的化学性质。


3.在500 mL NaOH溶液中加入足量铝粉,反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6 L,该NaOH溶液的浓度为( )


A.1 ml·L-1B.2 ml·L-1


C.1.5 ml·L-1D.3 ml·L-1


答案B


解析2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑


2ml67.2L


n(NaOH)33.6L


n(NaOH)==1ml;


c(NaOH)==2ml·L-1。


4.下列说法不正确的是( )


A.钠和钾的合金可用于快中子反应堆做热交换剂


B.氧化镁(熔点2 800 ℃)是优良的耐高温材料


C.镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物,可做储氢材料


D.2.4 g镁在足量的氧气中燃烧,转移的电子数为0.1NA


答案D


解析2.4g镁的物质的量为=0.1ml,MgMg2+,故0.1ml镁与O2反应,转移的电子数为0.2NA。


5.所谓合金,就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物,根据下列四种金属的熔、沸点:





其中不能形成合金的是( )


A.Cu和AlB.Fe和Cu


C.Fe和NaD.Al和Na


答案C


6.在天平的左右两个托盘上放有两个烧杯,两个烧杯中分别盛有盐酸和氢氧化钠溶液,天平处于平衡状态,当分别向两烧杯中加入等质量的铝(酸和碱都是足量的)充分反应后,天平( )


A.保持平衡B.左高右低


C.左低右高D.无法确定


答案A


解析等质量的Al与盐酸、NaOH溶液完全反应生成的H2质量相同,故反应后两烧杯的质量仍然相等。


7.在一个铝制的易拉罐内充满CO2气体,然后往罐内注入足量的NaOH溶液,立即用胶布密封罐口。经过一段时间后,罐壁内凹而瘪,再过一段时间后,瘪了的罐壁重新鼓起来。


(1)罐壁内凹而瘪的原因是 ,离子方程式为 。


(2)罐再鼓起来的原因是 ,离子方程式为 。


答案(1)CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3、H2O,使得罐内气体压强小于外界大气压强 2OH-+CO2C+H2O


(2)过量的NaOH与铝罐反应生成H2,使罐内气体压强增大 2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑


解析在易拉罐内充入CO2后加入足量NaOH溶液,会发生反应2NaOH+CO2Na2CO3+H2O,而使罐内气体压强减小,所以易拉罐在外界大气压强的作用下变瘪;而后过量的NaOH溶液会与易拉罐中的铝发生反应生成H2:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,所以罐内气体压强变大,易拉罐又会重新鼓起来。


8.某课外活动小组收集了一种合金进行以下探究(已知铜元素的焰色试验呈绿色)。


(1)外观暗灰色,表皮光滑;


(2)在酒精灯上灼烧,火焰呈绿色,合金片熔化,但不滴落;


(3)取刮去表皮的合金10 g,放入足量的稀硫酸中,收集到标准状况下的H2 8.96 L;


(4)另取刮去表皮的合金10 g,放入足量的NaOH溶液中,也收集到标准状况下的H2 8.96 L。


试据此判断,该合金中一定含有的元素是 (写元素符号),可能含有的元素是 (填选项编号)。


A.AgB.MgC.NaD.Fe


如果该合金中只含两种元素,则二者的质量比是 。


答案Cu、Al A m(Al)∶m(Cu)=18∶7


解析焰色试验中火焰呈绿色,说明有铜元素。等质量的合金与足量的稀硫酸、NaOH溶液反应放出H2的体积相同,说明一定含有铝,而不含有其他的活泼金属Na、Mg、Fe等,且Na的熔、沸点太低,不能与Cu熔合形成合金,则还可能含有不与稀硫酸和NaOH反应的Ag。该合金如果只含两种元素,则为Cu、Al。标准状况下8.96LH2的物质的量为=0.4ml,则


2Al ~ 3H2↑


23


0.4ml


m(Al)=ml×27g·ml-1=7.2g,


m(Cu)=10g-7.2g=2.8g,


m(Al)∶m(Cu)=7.2∶2.8=18∶7。


贴近生活拓展创新


★合金是重要的金属材料。


(1)下列物品所使用的主要材料属于合金的是 (填字母)。


A.青花瓷瓶


B.橡胶充气艇


C.不锈钢锅


(2)生铁是常用的合金,生铁属于 (填“纯净物”或“混合物”)。





(3)黄铜是铜锌合金,将纯铜片和黄铜片互相刻划(如图所示),纯铜片上留下明显的划痕,说明 。


(4)黄铜渣中约含Zn 7%、ZnO 31%、Cu 50%、CuO 5%,其余为不溶性杂质。处理黄铜渣可得到硫酸锌,其主要流程如下(杂质不溶于水、不参与反应):





①Ⅱ中反应的化学方程式为 。


②下列说法正确的是 (填序号)。


a.Ⅰ、Ⅱ中的操作均包含过滤


b.溶液A中ZnSO4的质量大于CuSO4


c.溶液A的质量小于溶液B


d.溶液C中溶质的质量分数小于溶液B


答案(1)C (2)混合物


(3)黄铜的硬度比纯铜的硬度大


(4)①Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑、Zn+CuSO4ZnSO4+Cu ②a、b、c


解析(1)青花瓷瓶使用的主要材料属于无机非金属材料,橡胶充气艇使用的主要材料属于有机高分子材料,不锈钢锅使用的主要材料属于合金。(2)生铁是常用的合金,合金属于混合物。(3)将纯铜片和黄铜片互相刻画,纯铜片上留下明显的划痕,说明黄铜的硬度比纯铜大。(4)①Ⅱ中,加入的Zn与过量的稀硫酸和生成的CuSO4反应,化学方程式分别为Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑、Zn+CuSO4ZnSO4+Cu。②由题中流程可知,操作Ⅰ中过滤是为了除去铜和其余杂质,操作Ⅱ中过滤是为了除去锌和置换出的铜。因氧化锌的质量大于氧化铜,且锌也能和稀硫酸反应生成硫酸锌,而铜和稀硫酸不反应,故溶液A中硫酸锌的质量大于硫酸铜。溶液A中加入锌后,反应的化学方程式分别为Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑、Zn+CuSO4ZnSO4+Cu;对反应Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑分析可知,每65份质量的锌进入溶液,从溶液中逸出2份质量的氢气,使得溶液质量增加;对于反应Zn+CuSO4ZnSO4+Cu来说,每65份质量的锌进入溶液,从溶液中析出64份质量的铜,也使得溶液质量增加;故溶液A的质量小于溶液B。溶液C为ZnSO4的饱和溶液,溶质质量分数达到同温度下的最大值。熔点/℃
硬度(金刚


石为10)
导电性


(银为100)
某合金
2 500
3.00
7.4
2.3
铁
1 535
7.86
4.5
17
金属
Ti
Mg
Cu
金属表


面现象
放出气泡


速率缓慢
放出气


泡速率快
无变化
Na
Cu
Al
Fe
熔点/℃
97.5
1 083
660
1 535
沸点/℃
883
2 595
2 200
3 000