【2021-2022学年】新人教版必修1第三章第三节金属材料同步练习(含解析)

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名称 【2021-2022学年】新人教版必修1第三章第三节金属材料同步练习(含解析)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2021-11-01 10:14:54

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必修1第三章第三节金属材料同步练习
第I卷(选择题)
一、单选题
1.我国最早使用的合金是( )
A.钢铁 B.黄铜 C.白铜 D.青铜
2.合金的应用促进了人类社会的发展。下列应用的材料不属于合金的是( )
A.不锈钢 B.青花瓷
C.硬铝 D.钛合金耐压球壳
3.2021年6月25日,拉萨-林芝铁路开通。至此,“复兴号”高速列车覆盖了我国31个省市,在制造高速列车使用的多种材料中,属于合金的是( )
A.碳纤维 B.塑料 C.玻璃 D.硬铝
4.下列关于铝合金的说法中正确的是( )
A.铝合金是一种混合物,它是用量最大,用途最广的合金
B.高温铝液易被氧化,铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼
C.镁铝合金耐腐蚀,不能被烧碱腐蚀
D.镁铝合金在盐酸中无法溶解
5.某核潜艇上的核反应堆使用了液态铝钠合金作载热介质,有关说法不恰当的是( )
A.铝钠合金的熔点低于铝的熔点
B.钠、铝在常温下都可以与空气中的氧气反应
C.将mg不同组成的铝钠合金分别投入足量盐酸中,若放出H2越多,则合金中铝的质量分数越小
D.将含0.1mol钠和0.2mol铝的合金投入到足量的水中,充分反应,产生氢气4.48L(标准状况)
6.下列有关金属的说法中,错误的是( )
A.人类历史上,重金属的发现和应用较早,而轻金属的发现和应用则较晚
B.自然界中金属元素大多以化合态存在
C.现已发现的金属元素的种类多于非金属元素的种类
D.司母戊方鼎是我国最早使用的铁制品之一
7.氢气可用于冶炼金属,工业冶炼钼的反应为3H2+MoO3Mo+3H2O,该反应的还原剂是( )
A.H2 B.MoO3 C.Mo D.H2O
8.化学与人类的科学技术、生产生活密切相关。下列说法错误的是( )
A.钛合金可应用于火箭和航天飞机 B.头盔缓冲层中的塑料属于合成材料
C.垃圾分类有利于废旧金属的回收利用 D.霉变的花生经冲洗、蒸煮后仍可食用
9.下列有关金属的用途与相应性质不对应的是( )
A.用金做饰物是因为金的化学性质稳定、不褪色
B.用钨做白炽灯灯丝是因为其熔点高、导电性好
C.用镁合金做汽车部件是因为镁的密度小,化学性质活泼
D.用铝做包装用的铝箔是因为其延展性好,表面有钝化膜
10.下列所涉及的材料为金属材料的是( )
A.航天器使用的质量轻、强度高的材料——钛合金
B.导航卫星使用的太阳能电池材料——砷化镓
C.运载火箭使用的高效燃料——液氢
D.月球探测器中使用的材料——碳纤维
11.下列关于金属的说法正确的是( )
A.铝箔在空气中受热可以熔化且会发生剧烈燃烧
B.Na在空气中燃烧,发出黄色火焰,生成白色固体
C.不锈钢是最常见的一种合金钢,它的合金元素主要是铝
D.铝制餐具不宜用来盛装酸性、碱性较强的食物
12.下列说法正确的是( )
A.自然界中金属都是以化合态存在
B.金、铂等在自然界中以游离态存在说明它们性质稳定、不活泼
C.使用最广泛的是铁,因此自然界中存在大量的游离态的铁
D.铝能在空气中稳定存在,说明铝不活泼
13.用于火箭发动机、航天飞机制动闸的金属,要有良好的热学性能,如熔点高、比热高、热导率高、适宜的热膨胀率等优异性能。根据下表数据,用于制造制动闸的最佳金属材料为( )
金属 熔点/℃ 比热容/(J·g-1·K-1) 热导率/(W·m-1·K-1) 热膨胀率(25℃)/×10-6
A 418 0.106 75.37 11.76
B 923 0.243 153.66 24.3
C 933 0.215 221.91 23.6
D 1590 0.436 146.5 11.6
14.嫦娥五号是我国首个实施无人月面取样返回的月球探测器,实现了中国首次月面采样。嫦娥五号中使用了大量合金,下列有关金属或合金的说法中不正确的是( )
A.生铁属于合金
B.通常合金的硬度比成分金属的小
C.一般合金的熔点比各成分金属的更低
D.改变原料的配比、改变生成合金的条件,可以得到具有不同性能的合金
15.金属K与Na金属性相近,用K与钠盐共熔时,很难将Na从混合物中分离。若调整温度到一定程度,则可用Na与KCl反应制取金属K。已知四种物质的熔、沸点如下:
K Na KCl NaCl
熔点/℃ 63.65 97.8 770 801
沸点/℃ 774 882.9 1500(升华) 1431
根据平衡移动原理可推知,用Na与KCl反应制K的适宜温度是( )
A.97.8~770℃ B.770~774℃ C.774~882.9℃ D.1413~1500℃
16.下列说法不正确的是( )
A.工业制备NaOH用Na2O和水反应来制备
B.生产生活中金属冶炼、食物的腐败、钢铁生锈等都发生了氧化还原反应
C.纯金属加入其它元素形成合金后,金属原子层状排列改变,导致硬度变大
D.Fe2O3俗称铁红,常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料
17.下列说法不正确的是( )
A.铝制餐具不宜长时间存放酸性或碱性食物
B.储氢合金是一类能与H2结合成金属氢化物的新型合金
C.常温下,浓硝酸不跟铁发生化学反应,可用铁制容器盛装浓硝酸
D.不锈钢是最常见的一种合金钢,它的合金元素主要是铬(Cr)和镍(Ni)
18.我国自主研发的新一代动车组在京沪高铁上跑出过486.1公里的世界列车最高时速,这得益于全路铺设的优质无缝平滑的超长钢轨,下列有关说法不正确的是( )
A.制造钢轨的材料是钢,钢是用量最大的合金
B.钢的熔点比铁的熔点高,而铁的用途更广泛
C.自然界中的金属元素大部分存在于化合物中,也有少量以游离态形式存在
D.铁元素不是地壳中含量最丰富的金属元素
19.化学与生活密切相关,下列有关说法正确的是( )
A.目前世界上使用量最大的合金是铝合金
B.铝制品不宜长期盛放酸性、碱性食品
C.燃放烟花呈现出多种颜色是由于烟花中添加了Na、Cu、Fe、Pt等金属的单质
D.合金材料的组成元素一定全部是金属元素
20.某合金与铁的物理性质的比较如下表所示:
熔点/℃ 密度/g·cm-3 硬度(金刚石为10) 导电性(银为100)
某合金 2500 7.4 7.4 2.3
铁 1535 4.5 4.5 1.7
还知该合金耐腐蚀、强度大。从以上性能看,该合金不适合作( )
A.炉具 B.门窗框 C.导线 D.飞机外壳
第II卷(非选择题)
二、填空题
21.历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。
(1)金、银、铜常被作为钱币流通,从化学角度来看,主要是利用它们的_______。(填序号)
A.硬度适中 B.密度适中
C.在自然界里都可得到纯净的单质 D.不活泼性
(2)一位收藏者有一枚表面是黑色,且有少量绿色锈状物的铜币,黑色物质是_______,绿色物质是_______,这枚金属币的真面目为_______色。
22.根据你学过的有关金属的知识,回答下列问题(已知:铜、锌能与硝酸反应,而金不反应):
(1)铜钱在我国历史上曾经是一种广泛流通的货币,如图所示,铜常用于制造货币的原因可能是___________(填字母)。
A.铜的熔点不是太高,易于冶炼,易于铸造成型
B.铜的性质不活泼,不易被腐蚀
C.我国较早地掌握了湿法冶炼铜的技术
D.自然界有大量的游离态的铜
(2)铁制品的使用更为广泛,但是铁制品易生锈,铁锈的主要成分是___________(填化学式,下同),常见的铁的氧化物还有___________、___________。
(3)铝制品因为表面易形成致密的氧化铝薄膜而经久耐用,但该氧化膜易被酸、碱破坏,若使氧化铝与氢氧化钠溶液作用,反应的化学方程式为___________。
23.地球上的金属矿物资源是有限的,应合理开发利用。
(1)金属冶炼的实质是金属离子被______(填“氧化”或“还原”)生成金属单质。
(2)铜在自然界存在于多种矿石中,如:
矿石名称 黄铜矿 辉铜矿 孔雀石
主要成分 CuFeS2 Cu2S Cu2(OH)2 CO3
请回答下列问题:
① 上表所列铜化合物中,推断铜的质量百分含量最高的是______。
② CuFeS2其中 Cu 为+1 价、Fe 为+3 价,高温焙烧时发生的反应是CuFeS2 + O2SO2 +FeS +Cu,焙烧过程中被还原的元素有______。
③ 工业上以黄铜矿为原料,采用火法熔炼工艺生产铜,火法炼铜的反应为:Cu2S+O22Cu+SO2,该反应中氧化剂是______。
④ Cu2(OH)2 CO3 与稀硫酸反应的离子方程式为______。
三、计算题
24.一块表面已经被氧化的镁条4.0g,将其投入到100mL稀盐酸中,恰好完全反应,产生氢气的质量为0.3g。计算:
(1)被氧化的镁条中氧化镁的质量=_____。
(2)该稀盐酸的物质的量浓度是______。
(3)若反应后溶液的体积仍然为100mL,此时溶液中溶质的物质的量浓度是_______。
四、实验题
25.某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金(不含其他杂质)中铝的质量分数和铝的相对原子质量。
(1)A中试剂为____。
(2)实验前,先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻,其目的是____。
(3)检查气密性,将药品和水装入各仪器中,连接好装置后,需进行的操作还有:
①记录C的液面位置;
②将B中剩余固体过滤,洗涤,干燥,称重;
③待B中不再有气体产生并恢复至室温后,记录C的液面位置;
④由A向B中滴加足量试剂;
上述操作的顺序是_____(填序号);记录C的液面位置时,除视线平视外,还应______________。
(4)B中发生反应的化学反应方程式___________________。
(5)实验过程中,若未洗涤过滤所得的不溶物,则测得铝的质量分数将_____(填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。
参考答案
1.D
解析:
人类对金属材料的使用、跟金属的活泼性息息相关,金属越不活泼人类越早使用。A.钢铁为铁碳合金、铁比铜活泼;B. 黄铜为铜锌合金;C.白铜中含有锌、铝铁等等;D. 青铜为铜锡合金,锌比锡活泼,则D满足;
答案选D。
2.B
解析:
A.不锈钢为Fe、Cr、Ni等元素构成的合金,A不符合题意;
B.青花瓷为瓷器,属于硅酸盐材料,不是合金,B符合题意;
C.硬铝是以Cu为主要合金元素的一类铝合金,C不符合题意;
D.钛合金耐压球壳是一种钛合金材料,D不符合题意;
综上所述答案为B。
3.D
解析:
合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)经一定方法所合成的具有金属特性的物质。
A.碳纤维为非金属材料,不属于合金,A项错误;
B.塑料属于三大合成材料之一,不属于合金,B项错误;
C.玻璃的主要成分是硅酸盐,属于无机非金属材料,不属于合金,C项错误;
D.硬铝属于铝的合金,D项正确;
答案选D。
4.B
解析:
A.合金均为混合物,铝合金是混合物,但是用量最大,用途最广的合金不是铝合金,而是钢,故A错误;
B.铝易被氧化,铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼,可以隔绝空气,防止高温下铝液被氧气氧化,故B正确;
C.镁铝合金中,铝能够与氢氧化钠溶液反应,能被烧碱腐蚀,故C错误;
D.镁、铝都能与盐酸反应,能够完全溶解,故D错误;
故选B。
5.C
解析:
A.合金的熔点一般低于其成分金属的熔点,铝钠合金的熔点低于铝的熔点,故A不符合题意;
B.铝在常温下与氧气反应生成氧化铝,钠与氧气在常温下反应生成氧化钠,钠、铝在常温下都可以与空气中的氧气反应,故B不符合题意;
C.根据金属钠和金属铝与酸反应生成氢气量的关系可知:2Al~3H2↑,2Na~ H2↑,等质量的金属钠和金属铝,金属铝产生的氢气量多,所以放出的H2越多,铝的质量分数越大,故C符合题意;
D.含0.1mol钠和0.2mol铝的合金投入到足量的水中,钠和水反应生成的氢氧化钠,根据2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,0.1mol钠生成0.1mol氢氧化钠和0.05mol氢气,铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,根据2A1+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,0.2mol铝和0.1mol氢氧化钠反应时,铝会剩余,氢氧化钠完全反应,则生成氢气的物质的量为0.15mol,共产生氢气的物质的量为0.05mol+0.15mol=0.2mol,根据V=nVm可得,V=0.2mol×22.4L/mol=4.48L,故D不符合题意;
答案选C。
6.D
解析:
A.通常,重金属的活动性差,易冶炼,所以发现和应用较早,而轻金属活泼,难冶炼,所以发现和应用则较晚,A正确;
B.金属元素大多比较活泼,通常易与空气中的氧气发生反应,所以自然界中的金属元素大多以化合态存在,B正确;
C.现已发现的金属元素的种类约占所有元素的五分之四,所以金属元素的种类多于非金属元素的种类,C正确;
D.司母戊方鼎属于青铜器,是我国最早使用的青铜制品之一,D不正确;
故选D。
7.A
解析:
由方程式可知,Mo元素的化合价降低,MoO3为氧化剂,Mo为还原产物;反应中氢元素的化合价升高被氧化,氢气是反应的还原剂,水为氧化产物;故选A。
8.D
解析:
A.钛合金具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等优点,主要用于制作飞机发动机压气机部件,其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。A项正确;
B.合成材料是人为地把不同物质经化学方法或聚合作用加工而成的材料,塑料是合成材料的一种,B项正确;
C.废旧金属属于可回收垃圾,通过垃圾分类可以更高效地回收、利用废旧金属,C项正确;
D.霉变花生中含有有毒的黄曲霉毒素,其化学性质稳定,高温也不会分解,所以霉变的花生经冲洗、蒸煮后也不能食用,D项错误;
答案选D。
9.C
解析:
A.用金做饰物是因为金化学性质稳定,不褪色,A正确;
B.钨熔点高、导电性好,所以用作灯丝,B正确;
C.用镁合金做汽车部件是因为合金的密度小,强度高,与镁的化学性质活泼没有关系,C错误;
D.用铝做包装用的铝箔是因为其延展性好,且铝表面易被氧化为一层致密的钝化膜,D正确;
故选C。
10.A
解析:
A.合金都是金属材料,所以钛合金属于金属材料,故A可选;
B.砷化镓是一种半导体材料,不是金属材料,故B不选;
C.液氢是液态的氢气,属于非金属单质,不属于金属材料,故C不选;
D.碳纤维是碳单质,属于非金属材料,不属于金属材料,故D不选;
故答案选A。
11.D
解析:
A.铝箔在空气中受热可以熔化,但在空气中不能燃烧,故A错误;
B.Na在空气中燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色固体过氧化钠,故B错误;
C.不锈钢是最常见的一种合金钢,它的合金元素主要是铁,故C错误;
D.Al、Al2O3和强碱反应生成可溶性偏铝酸盐,和酸反应生成氯化铝,所以酸、碱还有可水解的盐可直接侵蚀铝的保护膜以及铝制品本身,故D正确;
故选D。
12.B
解析:
A.除少数很不活泼的金属如金、铂等以游离态存在外,其余的金属都以化合态存在,故A错误;
B.金、铂等在自然界中以游离态存在,说明它们不活泼、化学性质稳定,故B正确;
C.铁是活泼金属,在自然界中以化合态存在,故C错误;
D.铝是活泼金属,铝能在空气中稳定存在,是由于铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝保护膜,保护内部金属,故D错误;
故选B。
13.D
解析:
根据题目信息应选择具有熔点高、比热容高、热导率高、热膨胀率适宜的金属材料,故D正确;
答案选D。
14.B
解析:
A.生铁中含有铁与碳,属于合金,故A正确;
B.通常合金的硬度比成分金属的大,故B错误;
C.合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低,故C正确;
D.改变原料的配比或生成合金的条件,组分金属的含量不同,影响合金的性质,故D正确;
故选:B。
15.C
解析:
在金属活动性顺序表中,Na排在K的后面,似乎不能从K的熔融盐中置换出K。但将Na与KCl共熔,其共熔体中Na+、K+、Cl-和e-自由移动,如果继续加热,则Na、K、NaCl和KCl先沸腾者先逸出。工业上,就是采用这种原理用Na还原K的,因为K的沸点比Na、NaCl、KCl的沸点都低,且低于NaCl的熔点。所以控制温度高于K的沸点,但是要低于Na、NaCl和KCl的沸点,这样K就可以被先蒸出,然后冷凝就可以了;
故选C。
16.A
解析:
A.工业上常用石灰乳与纯碱反应制备NaOH,而不是Na2O和水反应,故A错误;
B.金属的冶炼、食物的腐败、钢铁的锈蚀等反应中均存在化合价的变化,属于氧化还原反应,故B正确;
C.合金内存在不同大小的金属原子,使得原子层之间的相对滑动变得困难,所以合金的硬度一般比其成分金属更大,故C正确;
D.Fe2O3为红色物质,则常用作红色油漆和涂料,故D正确;
故选:A。
17.C
解析:
A.铝及其氧化物既能与酸反应,又能与碱反应,因此铝制餐具不宜用来长时间存放酸性或碱性食物,A正确;
B.储氢合金能够大量吸收氢气,并与氢气结合成金属氢化物的材料,B正确;
C.常温下,因浓硝酸的强氧化性,能使铁钝化,是化学反应, C错误;
D.不锈钢是最常见的一种合金钢,它的合金元素主要是铬和镍, D正确;
故选C。
18.B
解析:
A.目前世界上用量最大的合金是铁合金,即钢材,故A正确;
B.钢铁是用途最广泛的合金,比铁的用途更广泛,但它的熔点比铁的熔点要低,故B错误;
C.由于大部分金属性质较活泼,在自然界中大部分存在于化合物中,也有少量以游离态形式存在,如Au,故C正确;
D.铝是地壳中含量最丰富的金属元素,故D正确;
故选:B。
19.B
解析:
A.目前世界上使用量最大的合金是铁合金,故A错误;
B.铝制品不宜长期盛放酸性、碱性食品,长期存放酸性碱性食品会腐蚀铝制品,故B正确;
C.燃放烟花呈现出多种颜色是由于金属元素的焰色反应,烟花中添加了Na、Cu、Fe、Pt等金属的化合物,故C错误;
D.合金材料的组成是金属与金属元素或非金属元素与金属元素熔合在一起的,故D错误;
故答案为B。
20.C
解析:
A.铁常作炉具材料,而该合金熔点比铁高,可用作炉具,故A正确;
B.该合金硬度比铁大得多,可以用作门窗框,故B正确;
C.铁常用作导线,该合金导电能力比铁稍强,不适合用作导线,故C错误;
D.该合金耐腐蚀,强度大,可用作飞机外壳,故D正确;
故选C。
21.D CuO 紫红
解析:
(1)金银铜都属于不活泼金属,易加工,因此在历史上都曾经用作货币,故选D;
(2)铜稳定性略微差一些,容易与氧气等物质反应而“生锈”;铜币上的黑色物质是CuO,绿色物质是Cu2(OH)2CO3,铜币本身为紫红色。
22.ABC Fe2O3 FeO Fe3O4 Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O
解析:
根据铜在自然界的存在和性质分析判断;铁常见的化合价有+2价和+3价,据此判断铁的氧化物;氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水,据此分析解答。
(1)A.铜的熔点不是太高,易于冶炼、铸造成型,可应用于制造货币,故A正确;B.铜的性质不活泼,不与空气中的水、氧气等反应,不易被腐蚀,故B正确;C.我国较早的掌握了湿法冶炼铜的技术,利用Fe与硫酸铜反应生成Cu,故C正确;D.自然界有大量铜矿,铜主要以化合态存在与自然界中,开采后提炼Cu,故D错误;故答案为:ABC;
(2)铁制品易生锈,铁锈的主要成分是三氧化二铁;常见铁的氧化物还有FeO、Fe3O4,故答案为:Fe2O3;FeO;Fe3O4;
(3)氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水,反应的化学方程式为Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O,故答案为:Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O。
23.还原 Cu2S O、Cu、Fe Cu2S和O2 Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O
解析:
(1)金属冶炼的实质是金属阳离子转变为单质,金属元素的化合价降低,得电子,被还原,则金属离子被还原生成金属单质;
(2)①铜化合物中,铜的质量百分含量=,黄铜矿中铜的含量=×100%=35%;辉铜矿中铜的含量=×100%=80%;孔雀石中铜的含量=×100%=58%,所以铜的质量百分含量最高的是Cu2S;
②CuFeS2其中 Cu 为+1 价、Fe 为+3 价,根据化合物化合价之和为0,可得S元素的化合价为-2价,则反应CuFeS2 + O2SO2 +FeS +Cu中,S元素由-2价变为+4价,被氧化;O元素的化合价由0价变为-2价,被还原;Cu元素的化合价由+1价变为0价,被还原,Fe元素的化合价由+3价变为+2价,被还原,则焙烧过程中被还原的元素有O、Cu、Fe;
③反应Cu2S+O22Cu+SO2中,Cu元素化合价由+1价降低到0价,S元素化合价由-2价升高到+4价,O元素的化合价由0价降低到-2价,反应中Cu2S和O2为氧化剂,Cu2S为还原剂;
④Cu2(OH)2CO3与稀硫酸反应生成硫酸铜、二氧化碳和水,离子方程式为:Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O。
24.0.4g 5mol/L 2.5mol/L
解析:
表面氧化的镁条会与盐酸发生反应,根据方程式,假设镁的质量为xg,和镁反应的HCl有ymol,生成氯化镁zmol,假设氧化镁的质量为mg,和氧化镁反应的HCl有nmol,生成氯化镁pmol,根据方程式可得
,,则有 ,解得x=3.6,y=0.3,z=0.15,又因为x+m=4,所以m=0.4,带入可得 ,解得n=0.2,p=0.1,所以
(1)氧化镁的质量为0.4g;
(2)因为恰好反应,所以稀盐酸的物质的量浓度
(3)因为反应最后溶液的溶质是氯化镁,所以其浓度
25.NaOH溶液 除去铝镁合金表面的氧化膜 ①④③② 使D和C的液面相平 偏小
解析:
(1)根据铝镁的化学性质,铝镁都能与酸反应放出氢气,但铝还能与碱(如NaOH溶液)反应放出氢气,而镁不能,要测定铝镁合金中铝的质量分数,应选择NaOH溶液,
答案是:NaOH溶液;
(2)铝镁的表面都容易形成一层氧化膜,在实验前必须除去;
答案是:除去铝镁合金表面的氧化膜;
(3)实验时首先要检查气密性,记下量气管中C的液面位置,再加入NaOH溶液开始反应,待反应完毕并冷却至室温后,记录量气管中C的液面位置,最后将B中剩余固体过滤,洗涤,干燥,称重;量气管读数时为使里面气体压强与外界大气压相等,必须使D和C两管中液面相平,
答案是:①④③②;使D和C的液面相平;
(4)B管中发生铝与NaOH溶液的反应:,
答案是:;
(5)铝的质量分数为:,实验过程中,若未洗涤过滤所得的不溶物,c值偏大,铝的质量分数偏小;
答案是:偏小。
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