2020-2021学年第二节 金属材料第1课时同步达标检测题

第三章　第二节　第1课时

A组·基础达标

1．下列关于铁和铁合金的有关说法错误的是(　　)

A．工业上用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来

B．不锈钢抗腐蚀性能好，长期使用绝对不会生锈

C．制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的合金

D．使用铁锅炒菜能为人体提供微量的铁元素

【答案】B　

【解析】一氧化碳具有还原性，可以将铁矿石中的铁还原出来，A正确；在相同条件和环境下，不锈钢较碳素钢而言不易生锈，并不是“绝对不会生锈”，B错误；碳素钢是铁和碳的合金，C正确；铁是人体需要的微量元素，D正确。

2．哈大齐高铁的通车，标志我国高寒地区高铁技术领先世界。高铁车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金(　　)

A．质地轻，强度大，抗腐蚀能力比较强

B．具有比较活泼的化学性质

C．各种成分在自然界中含量丰富，容易获取

D．比纯铝熔点高，耐高温

【答案】A　

【解析】车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金具有质地轻、强度大、抗腐蚀能力比较强的优点，A正确；铝合金的化学性质的确比较活泼，但与被用于制造高铁车厢没有必然联系，B错误；铝元素在地壳中含量居第三位，含量比较丰富，但因铝性质活泼，只能采用电解法制取，成本较高，并不容易获得，C错误；铝合金的熔点比纯铝的低，D错误。

3．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．历史上铜制品早于铁制品出现

D．青铜是我国使用最早的合金

【答案】A　

【解析】一般合金的硬度比纯金属大，A错误。

4．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，Mg与NaOH溶液不反应，Mg、Al与硫酸均发生反应放出氢气。

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．下列说法正确的是(　　)

A．合金材料中不可能含有非金属元素

B．铁是人类在生产、生活中最早使用的金属

C．合金中的金属元素以化合态的形式存在

D．用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物

【答案】D

7．(2020·广东学业水平)合金材料的制造与使用在我国已有数千年历史。下列文物不是由合金制作的是(　　)

A．秦兵马俑 B．越王勾践剑

C．曾侯乙编钟 D．马踏飞燕青铜器

【答案】A

8．下列反应没有氢气生成的是(　　)

A．单质钠投入水中

B．铝投入氢氧化钠溶液中

C．氧化钠投入水中

D．往铁粉中通入水蒸气，保持高温

【答案】C　

【解析】2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，A错误；2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，B错误；Na2O与H2O反应生成NaOH，C正确；3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，D错误。

9．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。

(1)下列物质不属于合金的是______(填字母，下同)。

A．明矾 B．硬铝

C．生铁 D．青铜

(2)根据下表中四种金属的熔、沸点，回答问题：

其中不能形成合金的是______(填字母序号，下同)。

①Cu与Na　②Fe与Cu　③Fe与Na　④Al与Na

A．①② B．①③

C．①④ D．②④

(3)镁铝合金与盐酸完全反应后，加入过量的氢氧化钠溶液，最后的结果是________。

A．没有沉淀物生成

B．只有氢氧化铝沉淀生成

C．只有氢氧化镁沉淀生成

D．有氢氧化铝和氢氧化镁沉淀生成

【答案】(1)A　(2)B　(3)C

【解析】(1)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]属于化合物；硬铝中含铝、铜、镁、锰、硅等，生铁中主要含铁、碳，青铜中含有铜、锡、铅，它们都属于合金。(2)当一种金属的熔点超过另一种金属的沸点时，它们就不可能熔合在一起形成合金。(3)Mg、Al都与盐酸反应，Mg(OH)2不溶于NaOH溶液，而Al(OH)3溶于NaOH溶液生成NaAlO2和H2O。

10．铜是生命必需的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响。

(1)在化学反应中，铜元素可表现为0、＋1、＋2价。在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜[曾青(CuSO4)跟铁反应就生成铜]。试写出该反应的化学方程式：______________________________。

(2)铜器表面有时会生成铜绿[Cu2(OH)2CO3]。这层铜绿可用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的反应的化学方程式：______________________________________。

(3)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币(铜的熔点是1 183.4 ℃，铁的熔点是1 534.8 ℃)______________________________________________________________。

【答案】(1)CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu

(2)Cu2(OH)2CO3＋4HCl===2CuCl2＋CO2↑＋3H2O

(3)铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀；铜的熔点较低，容易冶炼铸造成型

【解析】(1)由题给信息可得，发生的反应为铁还原CuSO4得到单质铜。

(2)因为铜绿(碱式碳酸铜)能与酸反应，生成可溶性盐和气体，故可用盐酸除之。

(3)铜在古代用于制造货币主要因为其熔点较低，易于铸造，且不易被腐蚀。

B组·能力提升

11．将5.0 g某金属合金放入足量的稀盐酸中，共收集氢气的体积为2.24 L(标准状况)，则该金属合金可能是(　　)

A．Mg­Al合金 B．Fe­Al合金

C．Fe­Zn合金 D．Cu­Zn合金

【答案】B　

【解析】由题意知，n(H2)＝＝0.1 mol，即产生0.2 g H2消耗金属合金5.0 g，满足此条件的要求是产生2 g H2时，消耗一种金属的质量大于50 g，另一种金属的质量小于50 g。对于给出的金属，产生2 g H2时消耗金属的质量分别为m(Mg)＝24 g，m(Al)＝18 g，m(Fe)＝56 g，m(Zn)＝65 g，Cu与稀盐酸不反应，只有Fe­Al合金符合题意。

12．储氢合金是一类新型合金，如铁系储氢合金、钛系储氢合金。储氢合金既能在一定条件下吸收H2，又能在一定条件下放出H2，该循环中发生变化：H22H。下列说法错误的是(　　)

A．储氢合金的吸氢和放氢都是物理变化

B．温度和压强都会影响储氢合金的吸氢和放氢

C．铁系储氢合金可以做成纳米合金

D．铁系储氢合金和钛系储氢合金可以用磁铁进行鉴别

【答案】A　

【解析】由H22H可知，储氢合金的吸氢和放氢都是化学变化。

13．铁、铝的混合物进行如下实验：

(1)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)AlO　Fe2＋

【解析】(1)加入足量NaOH溶解，Al溶解，Fe不溶解，操作X为过滤。(2)Al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－、AlO，溶液D中金属离子为Fe2＋。

14．某化学兴趣小组按照如下流程进行“由镁铝合金制备硫酸铝晶体”的实验。

(1)向镁铝合金中加NaOH溶液反应的离子方程式为____________________________，金属X的原子结构示意图为__________________，固体A的化学式为________。

(2)写出硫酸铝在水中的电离方程式：__________________________________；操作②包含的步骤有蒸发浓缩、____________、过滤、洗涤、干燥。

(3)该兴趣小组为测定镁铝合金中各组分的质量分数，设计如图装置，则需要测定的数据有______________、______________。

【答案】(1)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑　

　Al(OH)3

(2)Al2(SO4)3===2Al3＋＋3SO　冷却结晶(降温结晶)

(3)氢气的体积　镁铝合金的质量(两空顺序可颠倒)

【解析】(1)向镁铝合金中加入足量NaOH溶液，Al和NaOH溶液反应生成可溶性的NaAlO2，镁不反应，发生反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑；镁的原子结构示意图为；向滤液中加入稀硫酸调节溶液的pH，得到Al(OH)3固体。

(2)Al2(SO4)3是强电解质，电离方程式为Al2(SO4)3===2Al3＋＋3SO。操作②包含的步骤有蒸发浓缩、冷却结晶(降温结晶)、过滤、洗涤、干燥。

(3)根据装置图知，需测得氢气体积，根据金属和氢气之间的关系式分析知，还需要测定镁铝合金的质量。

15．无水AlCl3可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等。工业上可由铝土矿(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和焦炭制备，流程如下：

已知：AlCl3、FeCl3分别在183 ℃、315 ℃时升华。

(1)铝离子的结构示意图为________________，氧化铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：________________________________。

(2)氯化炉中Al2O3、Cl2和焦炭在高温下发生反应的化学方程式：______________________________________________________________；

炉气中残余的少量Cl2，可用NaOH溶液吸收，其离子方程式：______________________________________________________________。

(3)700 ℃时，升华器中物质经充分反应后需降温实现FeCl3和AlCl3的分离。请选择合适的温度范围________(填字母序号)。

a．低于183 ℃

b．介于183 ℃和315 ℃之间

c．高于315 ℃

【答案】(1)　Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O

(2)Al2O3＋3Cl2＋3C2AlCl3＋3CO

Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O

(3)b

【解析】(2)氯化炉中Al2O3、Cl2和焦炭在高温下发生反应的化学方程式为Al2O3＋3Cl2＋3C2AlCl3＋3CO；炉气中残余的少量Cl2，可用NaOH溶液吸收，其离子方程式为Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O。(3)AlCl3、FeCl3分别在183 ℃、315 ℃时升华，为实现FeCl3和AlCl3的分离，让温度介于183 ～315 ℃，使氯化铝升华。