3.2 金属材料 课后练习（含解析）2021-2022学年高中化学人教版2019必修第一册

第三章铁、金属材料第二节金属材料课后练习2021-2022学年高中化学人教版2019必修第一册
一、单选题（共15题）
1.下列物质中，不属于合金的是（???
）
A.?硬铝??????????????????????????????????????B.?黄铜??????????????????????????????????????C.?钢铁??????????????????????????????????????D.?金
2.《汉书·货殖列传》中记载：“章山之铜，所谓丹阳铜也。今世有白铜，盖点化为之，非其本质。”已知白铜中含有锡元素，下列说法错误的是(???
)
A.?纯铜比白铜硬度小，熔点高????????????????????????????????B.?纯铜和白铜都可耐强酸、强碱腐蚀
C.?白铜置于潮湿的空气中，Cu受到保护?????????????????D.?铜和锡都可用于制作生活中的器皿
3.有些物质既能够与酸反应，又能够与碱反应。以下不符合的是（
??）
A.?氧化铝???????????????????????????????B.?氯化铝???????????????????????????????C.?碳酸铵???????????????????????????????D.?碳酸氢钠
4.下列关于合金的说法中，正确的是（
??）
A.合金的熔点一定比各成分金属的低
B.钢是目前用量最大、用途最广的合金
C.在我国使用最早的合金是生铁
D.储氢合金能大量吸收H2
，
但不与H2反应
5.甲、乙两只烧杯中各盛有100
mL
6
mol/L的盐酸和NaOH溶液，向两只烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体的体积比为V(甲)∶V(乙)=1∶2，则加入铝粉的质量为(?
?)
A.?10.8
g???????????????????????????????????B.?3.6
g???????????????????????????????????C.?5.4
g???????????????????????????????????D.?1.8
g
6.制取合金常用的方法是将两种或多种金属（或金属与非金属）加热到某一温度。使其全部熔化再冷却得到合金，根据下表中数据判断（其他条件均满足），下列合金不易采取这种方法制取的是（???
）
金属
熔点/
97.5
649
660
1535
沸点/
883
1090
2467
2750
A.?
合金??????????????????B.?
合金??????????????????C.?
合金??????????????????D.?
合金
7.在杠杆的两端分别挂着质量和体积相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡。然后将两球分别浸没在溶液质量相等的稀烧碱溶液和硫酸铜溶液中一段时间，如图所示。下列说法正确的是(?
)
A.?右边铁球实心，左边铝球是空心的
B.?铝球表面有气泡产生，溶液澄清；铁球表面有红色物质析出，溶液蓝色变浅，杠杆右边下沉
C.?反应后去掉两烧杯，杠杆仍平衡
D.?铝球表面有气泡产生，且有白色沉淀生成
8.下图表示在某溶液中滴加Ba(OH)2溶液时，沉淀的物质的量随Ba(OH)2的物质的量的变化关系。该溶液的成分可能是
(???
)
A.?MgSO4???????????????????????????B.?KAl(SO4)2???????????????????????????C.?Al2(SO4)3???????????????????????????D.?NaAlO2
9.下列关于金属元素的叙述正确的是(??
)
A.?金属元素的单质只有还原性，其离子只有氧化性?????B.?金属元素的单质在常温下均为固体
C.?金属元素在不同化合物中化合价均相同???????????????????D.?大多数金属元素的单质为电的良导体
10.金属单质中不存在（???
）
A.?自由电子?????????????????????????????B.?金属阳离子?????????????????????????????C.?金属键?????????????????????????????D.?离子键
11.金属材料在日常生活中应用广泛，下列描述错误的是(?
)
A.?日常生活中的
金中金的含量接近100%
B.?随含碳量升高，碳钢的硬度增加、韧性下降
C.?铝合金可制作飞机零件和承受载重的高级运动器材
D.?钾钠合金的熔点很低
12.在含有FeCl3、FeCl2、AlCl3、NaCl的混合溶液中，加入足量的Na2O2固体，搅拌充分反应后，再加入过量盐酸，溶液中离子数目无变化的是(?
??)
A.?Na+????????????????????????????????????B.?Al3+????????????????????????????????????C.?Fe2+????????????????????????????????????D.?Fe3+
13.向100mL
0.5
mol·L-1的硫酸铝溶液中加入
1.5
mol·L-1
的KOH溶液，得到3.12
g氢氧化铝白色沉淀。加入KOH溶液的体积是（???
）
A.?80
mL或240
mL??????????????????B.?150
mL??????????????????C.?80mL
或150mL??????????????????D.?60mL或150mL
14.用坩埚钳夹住一小块刚用酸处理过的铝箔，在酒精灯上加热至熔化，发现熔化的铝并不滴落。下列关于上述实验现象的解释错误的是(??
)
A.?铝在空气中能很快形成氧化膜
B.?铝箔表面温度低，未熔化
C.?氧化铝的熔点比铝高
D.?氧化铝薄膜包住了熔化的铝
15.汞合金是目前使用较广泛的补牙材料，汞合金含有汞、锌、锡、铜等金属。下列有关汞合金说法正确的是（???
）
A.?汞合金是一种具有耐高温陶瓷特性的物质
B.?汞合金的强度和硬度比锡小，便于造形
C.?汞合金的熔点比汞低
D.?汞合金的毒性远低于汞的毒性
二、综合题（共3题）
16.铝和铝合金是一类重要的金属材料。回答下列问题：
（1）除去镁粉中混有少量铝粉，应加入的试剂为________，然后经过滤、洗涤、干燥。
（2）等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得
H2在同温同压下的体积之比是________。
（3）现有
AlCl3和
MgSO4混合溶液，向其中不断加入
NaOH
溶液，得到沉淀的物质的量与加入
NaOH
溶液的体积之间的关系如图所示。原溶液中
Cl-
与SO42-?
的物质的量之比为________。
（4）某同学在实验室用铝土矿(含有
Al2O3和SiO2
，
不考虑其他杂质)制取金属铝的流程如下：
?①Al2O3与稀硫酸反应的离子方程式为
________。
②滤液II中溶质的用途之一是
________。
③电解熔融的
Al2O3除得到金属铝之外，还可得到的气体产物是
________(填化学式)。工业上在电解熔融的
Al2O3
时，还加入了冰晶石(Na3AlF6)作熔剂，其作用是降低
Al2O3的熔点。冰晶石在物质的分类中属于________(填字母)。
a.酸?
b.碱??
c.盐?
d.氧化物
17.下图中的甲、乙、丙、丁代表化学中常见的四种物质，相互转化的关系如下所示。其中甲、乙、丙为均含有同一种金属元素的无机化合物，常温下0.1
mol/L的丁溶液pH为13，其焰色反应为黄色。
（1）请写出甲中加入过量的丁直接生成丙的离子方程式：________。
（2）请写出反应(Ⅲ)的离子方程式为________。
18.四氧化三锰（Mn3O4）广泛应用于生产软磁材料、催化材料制备领域。一种以低品位锰矿（含MnCO3、Mn2O3、MnOOH及少量Fe2O3、Al2O3、SiO2）为原料生产Mn3O4的工艺流程如图：
已知：(NH4)2SO4
NH3↑+NH4HSO4
回答下列问题：
（1）MnOOH中Mn的化合价为________。
（2）“溶浸”中H2O2的作用是________。
（3）“滤渣2”的主要成分有________。
（4）“母液”溶质的主要成分是________，循环利用该物质的方案是________。
（5）氧化”时，将固体加入水中，70℃水浴加热，通空气氧化，将固体全部转化为Mn3O4。Mn(OH)2生成Mn3O4的化学方程式为________。反应后溶液pH________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
D
【解析】【解答】A.
硬铝属于铝合金，是指以Cu为主要合金元素的铝合金；???
B.
黄铜属于铜锌合金；???
C.
钢铁属于铁的合金，有很多种，分为碳素钢和合金钢；???
D.
金属于单质，不属于合金。
综上所述，不属于合金的是金，
故答案为：D。
【分析】合金是在指再金属加热融合时加入某种金属或者非金属形成的具有金属特性的物质，是混合物，硬铝、黄铜、钢铁均是混合物，而黄金是单质
2.【答案】
B
【解析】【解答】A．白铜是铜和锡的合金，其硬度大于纯铜，熔点低于纯铜，A不符合题意；
B．锡属于氢前面的金属，不耐强酸腐蚀，B符合题意；
C．锡比铜活泼，白铜置于潮湿的空气中发生吸氧腐蚀，锡做负极，被腐蚀，铜做正极，被保护，C不符合题意；
D．铜和锡性质相对稳定，在古代就出现了铜器和锡器，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据题目信息白铜中含有锡元素判断，含有金属锡，利用金属活动性判断是否与酸发生反应。
3.【答案】
B
【解析】【解答】A.氧化铝两性氧化物，不符合题意
B.氯化铝不能酸反应，符合题意
C.碳酸铵中铵根离子何以和氢氧根反应，碳酸根可以和氢离子反应，不符合题意
D.碳酸氢钠属于酸式盐，碳酸氢根即和氢离子也和氢氧根反应，不符合题意
故答案为：B
【分析】能和酸又能和碱反应的物质大致有：酸式盐、两性物质（蛋白质、氨基酸）、金属铝
4.【答案】
B
【解析】【解答】A.
合金的熔点一般比各成分金属的低，但某些汞合金的熔点比汞的熔点高，A错误；
B.
钢是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.11%之间的铁碳合金的统称，是目前用量最大、用途最广的合金，B正确；
C.
我国最早使用的合金是青铜，而非生铁，C错误；
D.
贮氢合金是一类能在一定条件下吸释氢的功能材料，一般是和H2发生化合反应生成金属氢化物储存氢，D错误；
故答案为：B
【分析】
A.
合金熔点一般低于成分金属，Hg例外；
B.
钢是对含碳量质量百分比0.02%至2.11%之间的铁碳合金，是目前世界上用量最大的合金；
C.
我国使用最早的合金是青铜；
D.
储氢合金是一类能够大量吸收H2
，
并与H2结合成金属氢化物的材料。
5.【答案】
A
【解析】【解答】根据反应的方程式可知，n(Al)∶n(HCl)=1∶3，n(Al)∶n(NaOH)=1∶1，盐酸和NaOH的物质的量相等，与Al反应时，则盐酸少量，NaOH过量，100mL6mol/L的盐酸生成0.3mol的氢气，V(甲)∶V(乙)=1∶2，则于NaOH反应生成氢气的物质的量为0.6mol，则n(Al)=0.4mol，质量为10.8g，
故答案为：A。
【分析】根据反应的方程式可知，n(Al)∶n(HCl)=1∶3，n(Al)∶n(NaOH)=1∶1，酸碱足量时生成氢气的量相同，酸碱不足时生成氢气为1∶3，则加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成气体的体积比为1:2，可知酸不足、碱过量，以此来解答。
6.【答案】
C
【解析】【解答】两种金属能够通过加热使其全部熔化再冷却得到合金，要求两种金属在某一温度下均为液态。即两种金属的熔点和沸点两个温度差有交集。所以
、
、
都可以形成合金。而钠在883℃即沸腾，而铁在1535℃才熔化，所以不能形成
合金。
故答案为：C。
【分析】制作合金必须是一种金属的沸点不能低于另外一种金属的熔点，给出的几种合金，钠的沸点低于铁的熔点
7.【答案】
B
【解析】【解答】A．铁的密度比铝大，二者质量、体积相同，说明铁为空心球，故A不符合题意；
B．左烧杯中发生2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，所以铝球表面有气泡产生，溶液澄清，右烧杯中发生Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
，
铁球表面有红色物质析出，溶液蓝色变浅，由反应可知左烧杯中Al的质量变小，右烧杯中Fe球上生成Cu质量变大，杠杆右边下沉，故B符合题意；
C．由选项B的分析可知，反应后去掉两烧杯，杠杆不能平衡，故C不符合题意；
D．由选项B的分析可知，左侧烧瓶得到的是澄清溶液，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】质量和体积相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡，然后左烧杯中发生2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，右烧杯中发生Fe+CuSO4=Cu+FeSO4，则左烧杯中溶液质量增大，右烧杯中溶液质量减少，以此来解答。
8.【答案】
C
【解析】【解答】该图像可知，当沉淀达到最大时，沉淀开始溶解，但仍然有剩余的，这说明选项A、D是不符合题意；根据图像可知，氢氧化铝是2mol，而硫酸钡是3mol，即硫酸根离子和铝离子的个数之比是3︰2，因此选项C符合题意，B不符合题意，
故答案为：C。
【分析】A、氢氧化镁不溶于氢氧化钡溶液；
B、由图可知溶解氢氧化铝需要1mol氢氧化钡，由Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O可知沉淀中Al（OH）3为2mol，加入3mol氢氧化钡沉淀最大，再加入氢氧化钡，又生成硫酸钡，且氢氧化铝会逐渐溶解，最终沉淀为4mol；
C、先发生反应Ba2++SO42-=BaSO4↓、Al3++3OH-═Al（OH）3↓，然后发生Al（OH）3+NaOH═NaAlO2+2H2O，由图可知溶解氢氧化铝需要1mol氢氧化钡，由Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O可知沉淀中Al（OH）3为2mol，结合加入3mol氢氧化钡沉淀最大判断；
D、偏铝酸钠与氢氧化钡不反应。
9.【答案】
D
【解析】【解答】A.金属离子中的中间价态离子，比如Fe2＋
，
既有氧化性又有还原性，A错；
B.常温下金属汞呈液态，B错；
C.有的金属元素存在变价，比如Fe、Cu等，C错；
D.大多数金属单质有良好的导电性，是电的良导体，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A、金属单质在反应中只能失去电子，但处于中间价态的金属离子既有氧化性又有还原性；
B、金属单质Hg在常温下为液体；
C、变价金属在不同的化合物中，化合价不相同；
D、金属是电和热的良导体。
10.【答案】
D
【解析】【解答】金属晶体存在金属离子和自由电子间的作用，故存在自由电子、金属阳离子、金属键，不存在离子键，
故答案为：D。
【分析】金属晶体金属阳离子和自由电子构成，据此分析解答。
11.【答案】
A
【解析】【解答】A.
18k金属于黄金的一种，黄金含量较低，属于合成金属，
金中金的含量接近75%，故A符合题意；
B.
碳越高越脆，但是硬度上去了，韧性下降了，故B不符合题意；
C.
铝合金的突出特点是密度小、强度高，可制作飞机零件和承受载重的高级运动器材，故C不符合题意；
D.
形成钾钠合金后，熔点变低，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】
A.日常的18L黄金是含金量75%，24K黄金近似100%
B.碳含量越高，强度越高，韧性下降
C.日常生活中合金应用广泛，铝合金密度小/强度高等可用来做高级运动器材
D.合金的熔点低于纯金属的熔点，而钠的熔点本身很低
12.【答案】
B
【解析】【解答】因为加入的过氧化钠具有强氧化性，所以二价铁会被氧化为三价铁，两者变化均较大，过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，钠离子增加，铝离子加过量过氧化钠时生成偏铝酸钠，再加过量盐酸又反应生成铝离子，即Al3+数目无变化，
故答案为：B。
【分析】过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，过氧化钠具有强氧化性，亚铁离子具有还原性，氢氧化钠与
FeCl3、FeCl2、AlCl3反应，最后产物再与过量的盐酸反应，以此解答该题。
13.【答案】
A
【解析】【解答】本题分两种情况讨论：
①当硫酸铝溶液过量时，硫酸铝溶液未完全反应，此时发生的反应为Al3++3OH-=Al(OH)3↓，生成氢氧化铝沉淀的质量m=3.12g，则氢氧化铝的物质的量n=0.04mol，根据反应，共消耗氢氧根的物质的量n=3×0.04mol=0.12mol，故消耗KOH的体积V=
=0.08L=80mL；
②当KOH过量时，铝离子先完全转化为氢氧化铝沉淀，后氢氧化铝沉淀再与剩余的KOH反应得到剩余的3.21g固体，当铝完全沉淀时，消耗KOH的物质的量n=0.1L×0.5mol/L×2×3=0.3mol，氢氧化铝沉淀溶解过程中消耗的KOH的物质的量n=0.1-0.04mol=0.06mol，此时，共消耗KOH的物质的量n=0.3mol+0.06mol=0.36mol，故消耗KOH的体积V=
=0.24L=240mL；
故答案为：A。
【分析】本题分两种情况讨论：
n（Al3+）=0.1L×0.5mol/L×2=0.1mol，n[Al(OH）3]==0.04mol，若铝离子完全转化成沉淀，应生成沉淀0.1mol，则
①KOH
不足，此时发生的反应为Al3++3OH-=Al(OH)3↓；②KOH?过量，发生Al3++3OH-=Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O，以此计算。
14.【答案】
B
【解析】【解答】将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，形成氧化膜，三氧化二铝的熔点高于铝的熔点，包住了熔化的铝，所以加热铝箔的时候铝熔化了但是不会滴落，
故答案为：B。
【分析】考查的是铝的熔点和氧化铝的熔点高低问题，铝的化学性质很活泼，在空气中很容易形成致密的氧化铝薄膜，加热时由于氧化铝的熔点高，铝的熔点低，铝先熔化，氧化铝不熔化，就出现了氧化铝包住了熔化的铝。
15.【答案】
D
【解析】【解答】A.合金是指由两种以上的金属与金属(或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质，不属于陶瓷材料，故A不符合题意；
B.汞合金一般比各成分金属的强度和硬度都大，故B不符合题意；
C.补牙的结果是得到强度较大的固体，所以汞合金应不是液态，而汞常温下是液态，所以汞合金的熔点比汞高，故C不符合题意；
D.汞合金是目前使用较广泛的补牙材料，汞合金中汞的含量较低，通过长期使用中见中毒现象，说明它比汞的毒性要低，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据合金的概念和特征分析.
A.?
汞合金是一种具有金属特性的混合物，不属于陶瓷材料；
B.??合金的强度和硬度都比其成分金属大，因此汞合金的强度和硬度比锡的大；
C.?
尽管合金的熔点一般比各成分的熔点低，但根据题意汞合金是目前使用较多的补牙材料，补牙的结果是得到强度大的固体，所以常温下汞合金应为固体，而汞为液体，其熔点不会比汞的熔点低;
二、综合题
16.【答案】
（1）氢氧化钠溶液(或其他合理答案）
（2）1:1
（3）6:1
（4）Al2O3+6H+
=2Al3+
+3H2O；用作肥料；O2；c
【解析】【解答】（1）可加NaOH，由于铝能与NaOH反应，而Mg不行，故可用NaOH除Mg中的Al
（2）根据转移电子数目相等，可知产生氢气之比为1：1
（3）AB段为Al（OH）3参加反应，故Al消耗NaOH总量为0.4L，则Mg消耗氢氧化钠的量为0.1L，故物质的量Mg：Al=1:2，从而得出
原溶液中
Cl-?与SO42-?
的物质的量之比为6:1
（4）①方程式如下：
Al2O3+6H+?=2Al3+?+3H2O
②滤液二的成分为硫酸铵，可做氮肥
③氧化铝电解得到铝单质和氧气。有金属阳离子，和非金属阴离子属于盐类。
【分析】本题主要考察的是铝及铝的化合物的两性，（2）中，解决此类问题，只要抓住，只有氢氧化铝能与氢氧化钠反应，从而计算铝的量，可解答。
17.【答案】
（1）Al3++
4OH-=
+
2H2O
（2）Al3++3
+6H2O=4Al(OH)3↓
【解析】【解答】由以上分析知，甲为可溶性铝盐，乙为Al(OH)3
，
丙为偏铝酸盐，丁为NaOH，
?
(1)甲为可溶性铝盐，丁应为NaOH，则甲中加入过量的丁直接生成丙的离子方程式Al3++
4OH-=
+
2H2O；
(2)反应(Ⅲ)可溶性铝盐与偏铝酸盐发生双水解反应，离子方程式为Al3++3
+6H2O=4Al(OH)3↓。
【分析】甲、乙、丙、丁代表化学中常见的四种物质，常温下0.1
mol/L的丁溶液pH为13，其焰色反应为黄色，则丁应为NaOH，其中甲、乙、丙为均含有同一种金属元素的无机化合物，由流程图可知，甲与NaOH可以反应生成乙，乙与NaOH可以反应生成丙，甲和丙可以反应生成乙，则甲为可溶性铝盐，乙为Al(OH)3
，
丙为偏铝酸盐，
?
18.【答案】
（1）+3
（2）将+3价Mn元素还原成Mn2+
（3）Fe(OH)3、Al(OH)3
（4）(NH4)2SO4；加热到213~308℃分解生成氨气和NH4HSO4
，
分别循环到沉锰和溶浸中，或加H2SO4生成NH4HSO4循环到溶浸中
（5）6Mn(OH)2+O2
2Mn3O4+6H2O；减小
【解析】【解答】(1)MnOOH中O显-2价，H显+1价，依据化合价的代数为0，可求出Mn的化合价为+3。答案为：+3；(2)
“溶浸”中，有一部分Mn由+3价降为+2价，所以H2O2的作用是将+3价Mn元素还原成Mn2+。答案为：将+3价Mn元素还原成Mn2+；(3)
由以上分析知，“滤渣2”的主要成分有Fe(OH)3、Al(OH)3。答案为：Fe(OH)3、Al(OH)3；(4)
由以上分析知，“母液”溶质的主要成分是(NH4)2SO4
，
循环利用该物质的方案是加热到213~308℃分解生成氨气和NH4HSO4
，
分别循环到沉锰和溶浸中，或加H2SO4生成NH4HSO4循环到溶浸中。答案为：(NH4)2SO4；加热到213~308℃分解生成氨气和NH4HSO4
，
分别循环到沉锰和溶浸中，或加H2SO4生成NH4HSO4循环到溶浸中；(5)氧化”时，Mn(OH)2利用70℃水浴加热，通空气氧化，生成Mn3O4
，
化学方程式为6Mn(OH)2+O2
2Mn3O4+6H2O。Mn(OH)2呈碱性，Mn3O4难溶于水，所以反应后溶液pH减小。答案为：6Mn(OH)2+O2
2Mn3O4+6H2O；减小。
【分析】锰矿粉(含MnCO3、Mn2O3、MnOOH及少量Fe2O3、Al2O3、SiO2)加NH4HSO4、H2O2溶浸，MnCO3、Mn2O3、MnOOH转化为Mn2+
，
Fe2O3、Al2O3转化为Fe2+、Al3+
，
SiO2不溶而成滤渣1；加入Mn(OH)2调pH=5，此时Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3
，
成为滤渣2的成分；加入氨水沉锰，此时锰转化为Mn(OH)2、Mn2(OH)2SO4
，
通空气氧化，70℃水浴加热，即得Mn3O4。