2013高一化学人教版必修一推荐作业2：用途广泛的金属材料（有答案）
文档属性
| 名称 | 2013高一化学人教版必修一推荐作业2：用途广泛的金属材料（有答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 41.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2012-10-26 12:32:29 | ||
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文档简介
用途广泛的金属材料
一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)
1．(2011·东莞高一期末)合金相对纯金属制成的金属材料来说优点是( )
①合金的硬度一般比它的各成分金属的大 ②一般合金的熔点比它各成分金属的更低 ③改变原料的配比，改变生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金 ④合金比纯金属的导电性更强 ⑤合金比纯金属的应用范围更广泛
A．①②③⑤ B．②③④
C．①②④ D．①②④⑤
2．下列关于合金的叙述中正确的是( )
A．合金是由两种或多种金属熔合而成的
B．日常生活中用到的五角硬币属于铜合金
C．合金在任何情况都比单一金属性能优良
D．商代的司母戊鼎是纯铜打造而成的
3．(2009·广东理基)下列有关金属及其合金的说法不正确的是( )
A．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的
B．生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加
C．镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹
D．日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用
4．[双选题]根据下列金属的熔沸点：
金属
Na
Cu
Al
Fe
熔点(℃)
97.5
1083
660
1535
沸点(℃)
883
2595
2200
3000
其中不能形成合金的是( )
A．Cu与Na B．Fe与Cu
C．Fe与Na D．Al与Na
5．拟晶(Al65Cu23Fe12)是一种具有凸多面体规则外形但不同于晶体的固态物质，具有合金的某些优良物理性能．下列有关该拟晶的说法错误的是( )
A．Al65Cu23Fe12的硬度比金属Al、Cu、Fe的大
B．Al65Cu23Fe12中三种金属的化合价均可视作0
C．Al65Cu23Fe12不可用作长期浸泡在海水中的材料
D．1 mol Al65Cu23Fe12溶于过量的盐酸时共失去265 mol电子
6．某Mg—Al合金放入足量盐酸中，生成H2的体积在标准状况下是2 240 mL；同质量该Mg—Al合金放入足量NaOH溶液中，生成H2的体积在标准状况下是2 016 mL，则合金中Mg、Al的质量之比是( )
A．1∶1 B．6∶1
C．1∶6 D．4∶27
7．单质钛的机械强度高，抗腐蚀能力强，有“未来金属”之称．工业上常用硫酸分解钛铁矿(FeTiO3)的方法来制取TiO2，再由TiO2制金属钛，主要反应有(未注明反应条件)：①FeTiO3＋3H2SO4===Ti(SO4)2＋FeSO4＋3H2O
②Ti(SO4)2＋3H2O===H2TiO3＋2H2SO4
③H2TiO3===TiO2＋H2O
④TiO2＋2C＋2Cl2===TiCl4＋2CO
⑤TiCl4＋2Mg===2MgCl2＋Ti
下列叙述不正确的是( )
A．反应①③是非氧化还原反应
B．反应⑤是置换反应
C．反应④中TiO2是氧化剂
D．反应⑤表现了金属镁的还原性比金属钛强
二、非选择题(本题包括4小题，共39分)
8．(9分)近年来，我国某些地区出现了私自采黄金的现象．试回答下列问题：
(1)提炼黄金的过程一般要使用化学药品氰化物，其直接后果是( )
①污染水体 ②破坏臭氧层 ③危害工人的生命与健康 ④破坏植被
A．①② B．①②③
C．②④ D．①③④
(2)古代的“药金”外观与金相似，常被误认为金子．它的冶炼方法如下：将ZnCO3、赤铜(Cu2O)、木炭混合加热至800 ℃，得到金光闪闪的“药金”，则药金的主要成分是______________________，有关化学方程式为____________________________________
________________________________________________________________________.
9．(8分)某课外活动小组，收集了一种合金进行探究(已知铜的焰色反应为绿色)：
(1)外观暗灰色，表皮光滑；
(2)在酒精灯上灼烧，火焰绿色，合金片熔化，但不滴落；
(3)取刮去表皮的金属10.0 g，放入足量H2SO4，收集到标准状况下的H2 8.96 L；
(4)另取刮去表皮的金属10.0 g，放入足量NaOH(aq)中，也收集到标准状况下的H2
8.96 L.
试据此判断，合金中一定含有的元素是________(写元素符号)；下列元素可能含有的是________(填选项编号)．
a．Ag b．Mg c．Na d．Fe
如果该合金中，只含2种元素，它们的质量比是________．
10．(10分)(2011·汕头调研)某课外兴趣小组为探究某种铝合金(合金元素为Mg、Al)是否符合国家质量标准(国家规定其中铝含量不能低于78%)，设计下图装置进行实验．
(1)如何检验该装置的气密性_____________________________________________．
(2)合金样品固体M与氢氧化钠溶液反应的离子方程式_______________________．
(3)倾斜左边装置使氢氧化钠溶液(足量)与质量为a的合金粉末(固体M)充分反应，待反应停止后，进入量
气管气体的体积为V(已折算成标准状况)．若量气管最大量为50 mL，则固体M中铝的质量[m(Al)]范围为____________________________________________________________．
(4)若将装置中的氢氧化钠溶液替换为足量的盐酸，则反应停止后量气管内气体体积________(填“＞”“＜”或“＝”)V.
(5)若a＝38 mg，V＝44.8 mL(标准状况)，请通过计算说明该合金是否符合国家标准(不写计算过程)________．(填“符合”或“不符合”)．
11．(12分)已知某合金中除铝外还可能含有铁和铜中的一种或两种，所含金属的量都在5%以上．请设计合理的实验探究该合金中铁、铜的存在．
仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙、酒精灯、坩埚、坩埚钳、1 mol/L硫酸、氯水、2 mol/L NaOH溶液、20%KSCN溶液．
完成以下实验探究过程：
(1)提出假设
假设1 该合金中除Al外还含有________元素；
假设2 该合金中除Al外还含有________元素；
假设3 该合金中除Al外还含有Fe、Cu元素．
(2)设计实验方案
基于假设3，设计出合理的实验方案．
(3)实验过程
根据(2)的实验方案，叙述实验操作、预期现象与结论.
编号
实验操作
预期现象与结论
①
②
③
④
详解答案
1．选A 一般情况下纯金属的导电性比合金的导电性好．
2．选B 合金是金属与金属或金属与非金属熔合形成的，A项错误；在机械加工时，合金的性能一般较单一金属优良，但并不是任何情况下都是，如纯铝导电性比铝合金要强等，C项错误；司母戊鼎是铜合金制成的，D项错误．
3．选B 生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次降低，故B项符合题意．
4．选AC 合金是金属在熔化状态时相互溶解或相互混合形成的，熔化时的温度需达到两种金属中最高的金属的熔点，但又不能超出成分金属中的最低沸点的温度，选项中的Cu与Na 、Fe与Na不符合合金要求．
5．选D 拟晶具有合金的某些优良物理性能，其硬度比金属Al、Cu、Fe大，三种金属的化合价均可视为0；海水中含有多种电解质溶液，拟晶中的金属与之反应，不可用作长期浸泡在海水中的材料；1 mol Al65Cu23Fe12溶于过量盐酸、Al、Fe共失去219 mol电子．
6．选D 因为Mg、Al均能与盐酸反应放出H2，而只有Al能与NaOH溶液反应放出H2，因此，先根据Al与NaOH溶液的反应：2Al～3H2，求出Al的质量为1.62 g．再根据Mg与HCl溶液的反应，Mg～H2，求出Mg的质量为0.24 g，最后求得合金中Mg、Al质量之比为4∶27.
7．选C ①②③反应中均无元素化合价的变化，都属于非氧化还原反应，④中Cl2是氧化剂，TiO2中无元素化合价的升降，TiO2既不是氧化剂也不是还原剂，故C项错误．⑤中Mg将Ti从其化合物中置换出来，故Mg的还原性强于钛．
8．解析：(1)提炼黄金所使用的氰化物为剧毒物质，能危害工人的身体健康，排入环境会污染水体．私自开采则会破坏植被．(2)由题中所给信息可知，发生的反应为：ZnCO3ZnO＋CO2↑，C＋2ZnO高温,Ｆ2Zn＋CO2↑，C＋2Cu2O4Cu＋CO2↑，可见所得的金光闪闪的“药金”即为铜锌合金．
答案：(1)D (2)铜锌合金 ZnCO3ZnO＋CO2↑，C＋2Cu2O4Cu＋CO2↑，C＋2ZnO2Zn＋CO2↑
9．解析：(1)火焰呈绿色，说明有Cu元素．
(2)等质量的金属与足量H2SO4或NaOH反应放出H2的体积相同，说明一定含有铝，且不能再含有其他的活泼金属Mg、Fe.
(3)Na的熔沸点太低，不能与Cu熔合．
(4)该合金至少含有Cu、Al.
2Al ～ 3H2
2 mol 3 mol
mol
m (Al)＝ mol×27 g/mol＝7.2 g，
m(Cu)＝10.0 g－7.2 g＝2.8 g，
m (Al)∶m(Cu)＝7.2∶2.8＝18∶7.
答案：Cu、Al a 18∶7
10．解析：(1)利用压强差法检验装置的气密性．
(2)Mg、Al中Al可与NaOH反应2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(3)2Al ～ 3H2↑
54 g 3 mol
x
＝
x＝0.04 g
产生气体不能超过量气管的最大量程，故0＜m(Al)＜0.04 g
(4)若换为盐酸，Mg也产生H2，所以大于原来产生的气体量．
(5)w(Al)＝×100%
＝94.7 %＞78%
故符合标准．
答案：(1)安装好装置并在量气管内加入水，向下或上移动水准管，静置片刻．若水准管中液面与量气管液面维持一定的高度差，说明装置气密性良好
(2)2OH－＋2Al＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(3)0＜m(Al)＜0.04 g[或m(Al)＜0.04 g]
(4)＞
(5)符合
11．解析：(1)因该合金中除Al外还可能含有Fe和Cu中的一种或两种，故只有三种可能：只含有Cu，只含有Fe或Cu和Fe都存在．(3)因题目明确提出，按照假设3进行实验．该合金中的三种金属中Al和Fe都可以和稀硫酸反应生成H2，Cu不与稀硫酸反应；Fe与Cu都不与NaOH溶液反应，只有Al与NaOH溶液反应．所以可先用NaOH溶液使Al溶解，再使不溶物与稀硫酸反应使Fe溶解为Fe2＋，然后用氯水将Fe2＋氧化为Fe3＋，并用KSCN溶液证明含有Fe3＋，最后将不溶物在坩埚中加热使Cu变为CuO，并用稀硫酸使之溶解，得到蓝色溶液证明含有Cu2＋即可证明Cu的存在．
答案：(1)Cu Fe(答案的顺序可交换)(3)①用药匙取少许样品，加入试管A中，再用滴管取过量NaOH溶液并滴加到试管A中，充分反应后，静置，弃去上层清液，剩余固体备用 样品部分溶解，并有气体放出 ②往试管A的剩余固体中加入过量稀硫酸，充分反应后，静置．取上层清液于试管B中，剩余固体备用 固体部分溶解，并有气体放出，溶液呈浅绿色，可能含Fe ③往试管B中加入少许氯水，再滴加KSCN溶液 溶液先变成棕黄色，加KSCN后显红色，结合②可知，一定含Fe ④取出②剩余固体在坩埚中加热，将加热后的固体移入试管C中，再滴加稀硫酸 滴加稀硫酸后试管C中的固体溶解，溶液显蓝色，说明一定含Cu
一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)
1．(2011·东莞高一期末)合金相对纯金属制成的金属材料来说优点是( )
①合金的硬度一般比它的各成分金属的大 ②一般合金的熔点比它各成分金属的更低 ③改变原料的配比，改变生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金 ④合金比纯金属的导电性更强 ⑤合金比纯金属的应用范围更广泛
A．①②③⑤ B．②③④
C．①②④ D．①②④⑤
2．下列关于合金的叙述中正确的是( )
A．合金是由两种或多种金属熔合而成的
B．日常生活中用到的五角硬币属于铜合金
C．合金在任何情况都比单一金属性能优良
D．商代的司母戊鼎是纯铜打造而成的
3．(2009·广东理基)下列有关金属及其合金的说法不正确的是( )
A．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的
B．生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加
C．镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹
D．日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用
4．[双选题]根据下列金属的熔沸点：
金属
Na
Cu
Al
Fe
熔点(℃)
97.5
1083
660
1535
沸点(℃)
883
2595
2200
3000
其中不能形成合金的是( )
A．Cu与Na B．Fe与Cu
C．Fe与Na D．Al与Na
5．拟晶(Al65Cu23Fe12)是一种具有凸多面体规则外形但不同于晶体的固态物质，具有合金的某些优良物理性能．下列有关该拟晶的说法错误的是( )
A．Al65Cu23Fe12的硬度比金属Al、Cu、Fe的大
B．Al65Cu23Fe12中三种金属的化合价均可视作0
C．Al65Cu23Fe12不可用作长期浸泡在海水中的材料
D．1 mol Al65Cu23Fe12溶于过量的盐酸时共失去265 mol电子
6．某Mg—Al合金放入足量盐酸中，生成H2的体积在标准状况下是2 240 mL；同质量该Mg—Al合金放入足量NaOH溶液中，生成H2的体积在标准状况下是2 016 mL，则合金中Mg、Al的质量之比是( )
A．1∶1 B．6∶1
C．1∶6 D．4∶27
7．单质钛的机械强度高，抗腐蚀能力强，有“未来金属”之称．工业上常用硫酸分解钛铁矿(FeTiO3)的方法来制取TiO2，再由TiO2制金属钛，主要反应有(未注明反应条件)：①FeTiO3＋3H2SO4===Ti(SO4)2＋FeSO4＋3H2O
②Ti(SO4)2＋3H2O===H2TiO3＋2H2SO4
③H2TiO3===TiO2＋H2O
④TiO2＋2C＋2Cl2===TiCl4＋2CO
⑤TiCl4＋2Mg===2MgCl2＋Ti
下列叙述不正确的是( )
A．反应①③是非氧化还原反应
B．反应⑤是置换反应
C．反应④中TiO2是氧化剂
D．反应⑤表现了金属镁的还原性比金属钛强
二、非选择题(本题包括4小题，共39分)
8．(9分)近年来，我国某些地区出现了私自采黄金的现象．试回答下列问题：
(1)提炼黄金的过程一般要使用化学药品氰化物，其直接后果是( )
①污染水体 ②破坏臭氧层 ③危害工人的生命与健康 ④破坏植被
A．①② B．①②③
C．②④ D．①③④
(2)古代的“药金”外观与金相似，常被误认为金子．它的冶炼方法如下：将ZnCO3、赤铜(Cu2O)、木炭混合加热至800 ℃，得到金光闪闪的“药金”，则药金的主要成分是______________________，有关化学方程式为____________________________________
________________________________________________________________________.
9．(8分)某课外活动小组，收集了一种合金进行探究(已知铜的焰色反应为绿色)：
(1)外观暗灰色，表皮光滑；
(2)在酒精灯上灼烧，火焰绿色，合金片熔化，但不滴落；
(3)取刮去表皮的金属10.0 g，放入足量H2SO4，收集到标准状况下的H2 8.96 L；
(4)另取刮去表皮的金属10.0 g，放入足量NaOH(aq)中，也收集到标准状况下的H2
8.96 L.
试据此判断，合金中一定含有的元素是________(写元素符号)；下列元素可能含有的是________(填选项编号)．
a．Ag b．Mg c．Na d．Fe
如果该合金中，只含2种元素，它们的质量比是________．
10．(10分)(2011·汕头调研)某课外兴趣小组为探究某种铝合金(合金元素为Mg、Al)是否符合国家质量标准(国家规定其中铝含量不能低于78%)，设计下图装置进行实验．
(1)如何检验该装置的气密性_____________________________________________．
(2)合金样品固体M与氢氧化钠溶液反应的离子方程式_______________________．
(3)倾斜左边装置使氢氧化钠溶液(足量)与质量为a的合金粉末(固体M)充分反应，待反应停止后，进入量
气管气体的体积为V(已折算成标准状况)．若量气管最大量为50 mL，则固体M中铝的质量[m(Al)]范围为____________________________________________________________．
(4)若将装置中的氢氧化钠溶液替换为足量的盐酸，则反应停止后量气管内气体体积________(填“＞”“＜”或“＝”)V.
(5)若a＝38 mg，V＝44.8 mL(标准状况)，请通过计算说明该合金是否符合国家标准(不写计算过程)________．(填“符合”或“不符合”)．
11．(12分)已知某合金中除铝外还可能含有铁和铜中的一种或两种，所含金属的量都在5%以上．请设计合理的实验探究该合金中铁、铜的存在．
仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙、酒精灯、坩埚、坩埚钳、1 mol/L硫酸、氯水、2 mol/L NaOH溶液、20%KSCN溶液．
完成以下实验探究过程：
(1)提出假设
假设1 该合金中除Al外还含有________元素；
假设2 该合金中除Al外还含有________元素；
假设3 该合金中除Al外还含有Fe、Cu元素．
(2)设计实验方案
基于假设3，设计出合理的实验方案．
(3)实验过程
根据(2)的实验方案，叙述实验操作、预期现象与结论.
编号
实验操作
预期现象与结论
①
②
③
④
详解答案
1．选A 一般情况下纯金属的导电性比合金的导电性好．
2．选B 合金是金属与金属或金属与非金属熔合形成的，A项错误；在机械加工时，合金的性能一般较单一金属优良，但并不是任何情况下都是，如纯铝导电性比铝合金要强等，C项错误；司母戊鼎是铜合金制成的，D项错误．
3．选B 生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次降低，故B项符合题意．
4．选AC 合金是金属在熔化状态时相互溶解或相互混合形成的，熔化时的温度需达到两种金属中最高的金属的熔点，但又不能超出成分金属中的最低沸点的温度，选项中的Cu与Na 、Fe与Na不符合合金要求．
5．选D 拟晶具有合金的某些优良物理性能，其硬度比金属Al、Cu、Fe大，三种金属的化合价均可视为0；海水中含有多种电解质溶液，拟晶中的金属与之反应，不可用作长期浸泡在海水中的材料；1 mol Al65Cu23Fe12溶于过量盐酸、Al、Fe共失去219 mol电子．
6．选D 因为Mg、Al均能与盐酸反应放出H2，而只有Al能与NaOH溶液反应放出H2，因此，先根据Al与NaOH溶液的反应：2Al～3H2，求出Al的质量为1.62 g．再根据Mg与HCl溶液的反应，Mg～H2，求出Mg的质量为0.24 g，最后求得合金中Mg、Al质量之比为4∶27.
7．选C ①②③反应中均无元素化合价的变化，都属于非氧化还原反应，④中Cl2是氧化剂，TiO2中无元素化合价的升降，TiO2既不是氧化剂也不是还原剂，故C项错误．⑤中Mg将Ti从其化合物中置换出来，故Mg的还原性强于钛．
8．解析：(1)提炼黄金所使用的氰化物为剧毒物质，能危害工人的身体健康，排入环境会污染水体．私自开采则会破坏植被．(2)由题中所给信息可知，发生的反应为：ZnCO3ZnO＋CO2↑，C＋2ZnO高温,Ｆ2Zn＋CO2↑，C＋2Cu2O4Cu＋CO2↑，可见所得的金光闪闪的“药金”即为铜锌合金．
答案：(1)D (2)铜锌合金 ZnCO3ZnO＋CO2↑，C＋2Cu2O4Cu＋CO2↑，C＋2ZnO2Zn＋CO2↑
9．解析：(1)火焰呈绿色，说明有Cu元素．
(2)等质量的金属与足量H2SO4或NaOH反应放出H2的体积相同，说明一定含有铝，且不能再含有其他的活泼金属Mg、Fe.
(3)Na的熔沸点太低，不能与Cu熔合．
(4)该合金至少含有Cu、Al.
2Al ～ 3H2
2 mol 3 mol
mol
m (Al)＝ mol×27 g/mol＝7.2 g，
m(Cu)＝10.0 g－7.2 g＝2.8 g，
m (Al)∶m(Cu)＝7.2∶2.8＝18∶7.
答案：Cu、Al a 18∶7
10．解析：(1)利用压强差法检验装置的气密性．
(2)Mg、Al中Al可与NaOH反应2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(3)2Al ～ 3H2↑
54 g 3 mol
x
＝
x＝0.04 g
产生气体不能超过量气管的最大量程，故0＜m(Al)＜0.04 g
(4)若换为盐酸，Mg也产生H2，所以大于原来产生的气体量．
(5)w(Al)＝×100%
＝94.7 %＞78%
故符合标准．
答案：(1)安装好装置并在量气管内加入水，向下或上移动水准管，静置片刻．若水准管中液面与量气管液面维持一定的高度差，说明装置气密性良好
(2)2OH－＋2Al＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(3)0＜m(Al)＜0.04 g[或m(Al)＜0.04 g]
(4)＞
(5)符合
11．解析：(1)因该合金中除Al外还可能含有Fe和Cu中的一种或两种，故只有三种可能：只含有Cu，只含有Fe或Cu和Fe都存在．(3)因题目明确提出，按照假设3进行实验．该合金中的三种金属中Al和Fe都可以和稀硫酸反应生成H2，Cu不与稀硫酸反应；Fe与Cu都不与NaOH溶液反应，只有Al与NaOH溶液反应．所以可先用NaOH溶液使Al溶解，再使不溶物与稀硫酸反应使Fe溶解为Fe2＋，然后用氯水将Fe2＋氧化为Fe3＋，并用KSCN溶液证明含有Fe3＋，最后将不溶物在坩埚中加热使Cu变为CuO，并用稀硫酸使之溶解，得到蓝色溶液证明含有Cu2＋即可证明Cu的存在．
答案：(1)Cu Fe(答案的顺序可交换)(3)①用药匙取少许样品，加入试管A中，再用滴管取过量NaOH溶液并滴加到试管A中，充分反应后，静置，弃去上层清液，剩余固体备用 样品部分溶解，并有气体放出 ②往试管A的剩余固体中加入过量稀硫酸，充分反应后，静置．取上层清液于试管B中，剩余固体备用 固体部分溶解，并有气体放出，溶液呈浅绿色，可能含Fe ③往试管B中加入少许氯水，再滴加KSCN溶液 溶液先变成棕黄色，加KSCN后显红色，结合②可知，一定含Fe ④取出②剩余固体在坩埚中加热，将加热后的固体移入试管C中，再滴加稀硫酸 滴加稀硫酸后试管C中的固体溶解，溶液显蓝色，说明一定含Cu