10.1金属与合金
一、选择题(共16题)
1.2003年2月1日,美国“哥伦比亚”号航天飞机在空中失事,有专家分析认为,原因可能是航天飞机底部的石墨瓦可以起隔热和保护作用,下列石墨的性质,与此无关的是
A.熔点高 B.传热性差
C.能导电 D.化学性质稳定
2.下列化学实验现象描述不正确的是
A.铁跟盐酸反应,溶液变浅绿
B.打开盛浓盐酸的瓶子的瓶盖,瓶口冒白烟
C.碘溶于汽油,溶液变紫红
D.铜在空中灼烧变黑色
3.打印机使用的碳粉中含有磁性氧化物。这种物质可能是
A.Fe B. C. D.
4.下列关于氧气用途的叙述,错误的是
A.用于钢铁工业,提高钢铁的质量和产量 B.氧炔焰用来焊接或切割金属
C.液氧制成炸药,用来开山采矿 D.液氧可用作宇宙火箭的燃料
5.物质的结构决定物质的性质,下列关于物质结构与性质的说法不正确的是
A.金刚石和石墨的物理性质不同,是由于碳原子的最外层电子数不同
B.金属钠和镁的性质不同,是由于钠和镁的原子结构不同
C.生铁和钢的性质不同,是由于含碳量不同
D.氯化铁溶液和氯化亚铁溶液的颜色不同,是由于它们所含阳离子不同
6.金属的物理性质有通性也有个性,下列金属物品在使用时所利用的性质对应正确的是
A.铝箔:延展性 B.军号:密度大
C.导线:有光泽 D.铁壶:能导电
7.下列选项符合图示从属关系的是
A B C D
X 金属 溶液 纯净物 合金
Y 单质 乳浊液 化合物 生铁
A.A B.B C.C D.D
8.下列反应属于置换反应的是
A.Mg+H2SO4= MgSO4+H2↑ B.4P+5O22P2O5
C.H2CO3 = H2O+CO2↑ D.HNO3+NaOH = NaNO3+H2O
9.建立模型是学习化学的重要方法下列建立的化学模型中不正确的是
A.充分燃烧模型
B.铝离子模型
C.氧化反应和化合反应关系
D.铁合金含碳量
10.下列有关合金的叙述:①合金中至少含有两种金属;②生铁是含碳量较多的铁合金(比钢多);③合金中一定含有金属;④合金一定是混合物;⑤合金中的元素以化合物的形式存在。其中正确的是
A.①②③ B.②③④ C.⑤ D.③④
11.铝锂合金是航空飞行器较理想的结构材料之一。铝锂合金具有的以下性质中,与该应用无关的是
A.硬度大 B.耐腐蚀 C.密度小 D.易导电
12.下列关于物质的组成、结构与性质的说法不正确的是
A.生铁和钢的性质不同,是由于含碳量不同
B.金属钠和镁的化学性质不同,是由于它们的原子结构中最外层电子数不同
C.金刚石和石墨的物理性质不同,是由于所含元素不同
D.CO和CO2的性质不同,是由于它们的分子构成不同
13.下列说法正确的是
A.铁是人类最早利用的金属
B.物质的用途完全由其性质决定,与其他因素无关
C.金刚石、石墨的化学式都为C,所以金刚石转化成石墨是物理变化
D.合金中至少含有一种金属元素,不一定含有非金属元素
14.分类是学习化学常用的方法。下列物质分类不正确的是
A.氧化物:冰、干冰、氧化钙 B.混合物:空气、盐酸、石灰水
C.单质:金刚石、液氧、水银 D.合金:钢、铝合金、氧化铁
15.归纳和推理是化学学习常用的思维方法,下列说法正确的是
A.氧化物中含有氧元素,所以含有氧元素的化合物一定是氧化物
B.分子和原子都是不显电性的粒子,所以不显电性的粒子一定是分子或原子
C.某物质在氧气中燃烧有水和二氧化碳生成,则该物质一定含有碳、氢、氧三种元素
D.合金是由一种金属跟其他金属(或非金属)熔合而成的具有金属特性的物质,所以合金一定是混合物
16.按一定的特点或规律对物质进行分类是学习化学的重要方法之一。下列各组物质分类不正确的是
A.合金:不锈钢、铜片、保险丝 B.单质:C60、金刚石、水银
C.可燃物:天然气、酒精、一氧化碳 D.清洁能源:太阳能、氢能、风能
二、综合题(共8题)
17.请分析制水杯的金属应具有的性质(答2点即可)________、_______
18.从化学的视角和认识厨房中蕴含的丰富化学知识.
(1)下列食物中富含蛋白质的是 (填字母序号,下同);
(2)下列厨房用品所使用的主要材料,属于金属材料的是 ;
(3)天然气是主要的家用燃气.天然气的主要成分是 ;
(4)炒菜时油锅着火,盖上锅盖即可灭火,原因是 ;
(5)洗涤剂可清洗餐具上的油污,这是因为洗涤剂具有 功能.
19.哈尔滨地铁是中国首个高寒地铁系统。请回答下列问题:
(1)地铁列车的车体材料是铝合金,因其具有的优点是__________(填序号)
a.密度小 硬度大 b.强度高 密度大 c.导电性好
(2)地铁的开通既缓解了地面交通拥堵、又减少了空气污染。地铁通常都是靠电力来驱动,地铁运行过程中的能量转化是_______能转化为______能。
(3)地铁中的某些部件是金属钛(Ti)制成的,钛的治炼方法是利用二氧化钛和金属铝在高温下发生置换反应制得的,此反应的化学方程式为__________,其中化合价没发生变化的元素是_________ (写元素符号)。
20.一些金属的特性:
①铁、铝等大多数金属都呈_______色,铜呈_______色,金呈_______色;
②常温下大多数金属都是_______体,汞却是_______体;
③地壳中含量最多的金属元素是_________,人体中含量最多的金属元素是_____,目前世界年产量最高的金属是_____.
21.“见著知微,见微知著”是化学的思维方法。
(1)铜是生活中常见的一种金属
①铜可用以制作导线,体现了金属铜的_____性。
(2)固态的二氧化碳俗称“干冰”
①请写出干冰的一种用途_______;
②镁条在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和一种黑色粉末,写出反应的化学方程式_____;
③通过这个反应,谈谈你对物质燃烧的新认识________。
(3)物质的性质决定用途,用途反映物质的性质。
①金刚石硬度很大、石墨硬度很小,两者物理性质有较大差异的原因_____。
②下列关于足球烯(C60)的说法正确的是______。
a 它的一个分子中含有60个碳原子
b 相对分子质量是720
c 它是一种化合物
22.某同学将打磨过的铝箔加入到氢氧化钠(NaOH)溶液中,结果发现也有气泡产生,为了解该气体的成分,实验小组进行了以下探究活动:
(作出猜想)猜想一:氧气;猜想二:氢气;猜想三:氮气。
(1)其他同学认为猜想三是错误的,理由是___________。
(进行实验)分别进行实验:
(2)利用图①装置进行实验:反应一段时间后,观察到___________,则猜想一错误。
(3)利用图②装置进行实验:反应一段时间气体验纯后,在尖嘴处点火观察到___________,___________,则猜想二正确。
(得出结论)
(4)氢氧化钠、水、铝能反应生成偏铝酸钠(NaAlO2)和氢气,请写出此反应的化学方程式___________。
(交流与表达)
(5)铝分别与稀硫酸、氢氧化钠溶液反应,若生成等质量的氢气,则消耗掉硫酸与氢氧化钠的质量比为___________。
23.材料是人类社会物质文明进步的重要标志之一,材料研制与化学科学的发展密切相关。
(1)2019年4月23日,庆祝人民海军成立70周年海上阅兵活动在青岛附近海空域举行。现代航母、军舰的外壳和结构框架,基本都是用高强度钢板材料焊接而成,航母的飞行甲板、指挥中心、弹药库等重要部位,常使用一种叫作“凯夫拉”的新型芳纶纤维复合材料……
在下列材料中,属于无机非金属材料的是 _______ 。
A 高强度钢板 B 凯夫拉 C 合成橡胶 D 普通玻璃
(2)中国高铁发展日新月异,2018年底运营里程超过2.9万里,占全球高铁运营里程的三分之二以上,超过其他国家总和。铝热剂是修建铁路时常用的焊接材料,其中一个反应的原理是铝粉在一定条件下与氧化铁发生反应生成铁和氧化铝。请根据上述信息,请写出该反应的化学方程式: ____________ 。
(3)纯碱是一种重要的化工原料,广泛应用于建材、化工、食品、冶金、纺织、石油、国防、医药等领域,玻璃工业是纯碱的最大消费部门。侯氏制碱法制得的纯碱中常含有少量氯化钠。Na2CO3和NaCl的溶解度曲线如右图所示,试回答下列问题:
①t1℃时,Na2CO3的溶解度 _______ NaCl的溶解度(填“大于”“等于”“小于”之一)。
②把40g的Na2CO3加入200g水中,经充分搅拌溶解后,得到t1℃的Na2CO3溶液的质量是 ________ g.
③室温时,一小试管内盛有Na2CO3的饱和溶液,试管底部还存有少许Na2CO3固体;将小试管放入盛有水的烧杯中,再将较多量的NaOH固体加入烧杯内的水中溶解,观察到小试管内Na2CO3固体逐渐减少。请解释Na2CO3固体减少的原因: ____________________ 。
24.下图是家用豆浆机,请根据图回答下列问题:
(1)制作材料中属于金属或合金的是 ______ (选填一种 物质编号),
(2)合金与组成它的纯金属相比,硬度 ______、熔点______。
(3)属于单质的是 ______ (选填一种物质编号)
(4)传统的生豆浆是用石磨来打磨的,打磨的过程是 ______变化 ;
(5)用操作将黄豆渣分离的方法类似于我们实验中的 ______ 操作.
参考答案
1.C
【详解】
航天飞机与空气的磨擦过程中会产生高温,覆盖的物质应该具有的性质是:熔点高、耐高温,传热性差、化学性质稳定,这样才能对航天飞机起到保护作用,与是否具有导电性无关。故选C。
2.B
【详解】
A、铁跟盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,溶液变浅绿色,故A正确;
B、浓盐酸具有挥发性,打开装有浓盐酸试剂瓶的瓶塞,瓶口上方有白雾产生,故B错误;
C、碘是紫黑色晶体,可以溶解在汽油中,形成紫红色溶液,故C正确;
D、铜在空中灼烧,生成氧化铜,氧化铜呈黑色,铜在空中灼烧变黑色,故D正确。故选B。
3.B
【详解】
A、Fe具有磁性,不是氧化物,属于单质,故A错误;
B、Fe3O4具有磁性,是由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物,属于氧化物,故B正确;
C、Fe2O3没有磁性,故C错误;
D、FeCO3没有磁性,故D错误。故选B。
4.D
【详解】
A、因为氧气能支持燃烧,可以用于钢铁工业,提高钢铁的质量和产量,叙述正确;B、氧炔焰的温度很高,可以用来焊接或切割金属,叙述正确;C、液氧可以制成炸药,用来开山采矿,叙述正确;D、氧气不具有可燃性,不能用作燃料,叙述错误。故选D。
5.A
【详解】
A、金刚石和石墨的物理性质不同,是由于碳原子的构成方式不同,选项错误,符合题意。
B、金属钠和镁的性质不同,是由于钠和镁的原子结构不同,故选项正确,不符合题意。
C、生铁和钢的性质不同,是由于含碳量不同,故选项正确,不符合题意。
D、氯化铜溶液中所含的微粒是铜离子、氯离子、水分子,氯化铁溶液中所含的微粒是铁离子、氯离子、水分子,所以氯化铜溶液和氯化铁溶液中只有阳离子不同,氯化铜溶液和氯化铁溶液的颜色不同,是因为这两种溶液所含阳离子不同,故选项正确,但不符合题意。
故选:A。
6.A
【详解】
A、铝能制成铝箔,这是利用了铝的延展性,A正确;
B、金属制成军号是利用了金属的密度小,B错误;
C、金属制成导线是利用了金属的导电性,C错误;
D、铁壶能用于烧水是利用了铁的导热性,D错误。故选A。
7.A
【解析】
A、单质包括金属单质、非金属单质、稀有气体单质,正确;B、溶液与乳浊液是并列关系,错误;C、纯净物中包括化合物,错误;D、合金包括生铁,错误。故选A。
8.A
【解析】
置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。故选A。
9.C
【详解】
A、充分燃烧,需要足量的氧气、足够的温度以及充分的接触面积;故选项正确,但不符合题意;
B、铝原子最外层有3个电子,在形成化合物时容易失去3个电子变为铝离子;故选项正确,但不符合题意;
C、氧化反应与化合反应属于交叉关系,有些氧化反应不是化合反应,例如:甲烷燃烧;故选项错误,但符合题意;
D、碳的含碳量为0.03%-2%,生铁的含碳量为2%-4.3%;故选项正确,但不符合题意;
故选:C。
10.B
【详解】
由合金的定义可知:①合金中至少有一种金属,故①不正确;
②生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%,故②正确;
③合金中各成分都是以单质形式存在,合金中至少有一种金属,故③正确;
④由分析知,合金一定是混合物,故④正确;
⑤合金中各成分都是以单质形式存在,故⑤不正确。
故选B。
11.D
【详解】
铝锂合金是航空飞行器较理想的结构材料之一,说明其耐腐蚀强、密度小、硬度大、强度高,和其易导电性无关。
故选:D。
12.C
【详解】
A.含碳量越高,硬度越大,生铁含碳量高,表现出硬而脆;由于生铁和钢的含碳量不同,而表现出性质差异;故正确;
B.元素的化学性质主要决定于原子最外层电子数,由于金属镁原子最外层有2个电子,而钠原子最外层1个电子,因此是由于它们的原子结构中最外层电子数不同,故正确;
C.金刚石与石墨均是由碳元素组成的单质,但是金刚石的碳原子呈正八面体结构,因而金刚石硬度大;而石墨中的碳原子为平面层状结构,因而表现出很软,所以金刚石和石墨的物理性质不同,是由于构成的碳原子排列方式不同;故错误;
D.二氧化碳是由二氧化碳分子构成,而一氧化碳是由一氧化碳分子构成,所以一氧化碳和二氧化碳的化学性质不同,是由于构成它们的分子不同,故正确。故选C
13.D
【详解】
A、由于铜的活动性比较弱,以单质形式存在的比较多,在我国,距今4000年前的夏朝已经开始使用红铜,即天然铜.故A错误;
B、物质的用途由其性质决定,有时也要考虑其它因素,比如价格,故B错误;
C、金刚石和石墨是碳元素形成的不同单质,在一定条件下,石墨转化成金刚石是化学变化,故C错误;
D、根据合金的概念知道,合金中至少含有一种金属元素,不一定含有非金属元素,故D正确.
14.D
【详解】
冰(H2O)、干冰(CO2)、氧化钙(CaO)均属于氧化物,A选项正确;空气、盐酸、石灰石都含有两种或两种以上的物质,属于混合物,B选项正确;金刚石(C),液氧(O2)、水银(Hg)均属于单质,C选项正确;氧化铁属于金属氧化物,不属于合金,D选项错误;故选择D项。
15.D
【详解】
A、氧化物中含有氧元素,含有氧元素的化合物不一定是氧化物,例如氢氧化钠,选项A错误;
B、分子和原子都是不显电性的粒子,不显电性的粒子不一定是分子或原子,例如中子,选项B错误;
C、反应前后元素种类不变,某物质在氧气中燃烧有水和二氧化碳生成,则该物质一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素,选项C错误;
D、合金是由一种金属跟其他金属(或非金属)熔合而成的具有金属特性的物质,是由多种物质混合而成的物质,所以合金一定是混合物,选项D正确。
故选D。
16.A
【详解】
A. 不锈钢是铁的合金,铜片是金属单质,保险丝是一种合金,此选项错误;
B. 由同种元素组成的纯净物是单质,C60、金刚石的是碳的单质,水银是汞的俗称,是一种单质,此选项正确;
C. 天然气、酒精、一氧化碳都具有可燃性,是可燃物,此选项正确;
D. 太阳能、氢能、风能无污染,是清洁能源,此选项正确。故选A。
17.延展性 无毒
【详解】
水杯的金属应具有:延展性好,(可以制作各种形状),无毒(饮用与水杯接触后的水没有危害);
18.(1)C;(2)C;(3)甲烷;(4)隔绝空气;(5)乳化.
【解析】
(1)根据营养素的食物来源进行分析解答;
(2)金属材料包括金属和合金;
(3)天然气的主要成分是甲烷;
(4)根据灭火的方法考虑;
(5)洗涤剂可以除去餐具上的油污,是因为具有乳化功能.
解:(1)A、馒头主要成分是淀粉,属于糖类;
B、西红柿中含有丰富的维生素;
C、牛肉中含有富含蛋白质;
D、花生油主要成分是油脂.
(2)A、紫砂锅都是用泥土烧制而成的,属于无机非金属材料;
B、陶瓷碗都是用泥土烧制而成的,属于无机非金属材料;
C、不锈钢炒勺是用金属材料制成的;
D、塑料盆属于有机合成材料;
(3)天然气的主要成分是甲烷.
(4)灭火的方法有:隔绝空气、降低温度、隔离可燃物;炒菜时油锅着火了,赶紧盖上锅盖隔绝了空气,缺少了氧气,火就会熄灭了.
(5)洗涤剂可以除去餐具上的油污,是因为具有乳化功能.
故答案为:(1)C;(2)C;(3)甲烷;(4)隔绝空气;(5)乳化.
19.a 电能 机械能 3TiO2+4Al3Ti+2Al2O3 O
【详解】
(1)合金较之于纯金属的优点是硬度大熔点低,铝合金就有硬度大,密度小的优点,选a;
(2)地铁通常都是靠电力来驱动,地铁运行过程中的能量转化是电能转化为机械能;
(3)二氧化钛和金属铝在高温下发生置换反应制得的钛和氧化铝,此反应的化学方程式为3TiO2+4Al3Ti+2Al2O3;
其中化合价发生变化的元素是钛元素、铝元素,化合价没发生变化的元素是氧元素;
20.银白 紫红 金黄 固 液 铝 钙 铁
【详解】
①铁、铝等大多数金属都呈银白色,铜呈紫红色,金呈金黄色;
②常温下大多数金属都是固体,汞却是液体;
③地壳中含量最多的金属元素是铝,人体中含量最多的金属元素是钙,目前世界年产量最高的金属是铁。
21.延展性和导电性 人工降雨 燃烧不一定需要氧气参加,一般情况下不支持燃烧的气体,在特殊情况下,也能参加燃烧 碳原子的排列方式不同 ab
【详解】
(1)①铜可用于制作导线,体现了金属铜的导电性和延展性;
(2)①干冰升华吸热,可用于人工降雨或做制冷剂;
②镁条在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和一种黑色固体,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类、数量不变,故黑色固体为碳,反应的化学方程式是:;
③镁可以在二氧化碳中燃烧,说明燃烧不一定需要氧气参加,再者,二氧化碳一般情况下不支持燃烧,但在特殊情况下,也能参加燃烧;故填:燃烧不一定需要氧气参加,一般情况下不支持燃烧的气体,在特殊情况下,也能参加燃烧;
(3)①金刚石硬度很大、石墨硬度很小,是因为碳原子的排列方式不同,故物理性质有很大差异;
②a、C60由C60分子构成,1个C60分子由60个碳原子构成,符合题意;
b、C60的相对分子质量为:12×60=720,符合题意;
c、C60只由碳一种元素组成,属于单质,不符合题意。
故选ab。
22.反应物中不含有氮元素 带火星的木条不能复燃 气体燃烧 发出淡蓝色火焰 147:40
【详解】
(1)化学反应前后元素种类守恒,则猜想三错误的理由是反应物中不含有氮元素,故填:反应物中不含有氮元素;
(2)氧气能使帯火星的木条复燃,若猜想一错误,即产生的气体不是氧气,则观察到的实验现象为带火星的木条不复燃,故填:带火星木条不复燃;
(3)氢气燃烧的实验现象是放热,产生淡蓝色火焰,若猜想二正确,即产生的气体是氢气,反应一段时间气体验纯后,在尖嘴处点火会观察到淡蓝色火焰,故填:淡蓝色火焰;
(4)氢氧化钠、水、铝能反应生成偏铝酸钠(NaAlO2)和氢气,化学反应方程式为: ,故填:;
(5)分析, 可知,若生成等质量的氢气,则消耗掉硫酸与氢氧化钠的质量比为: ,故填147:40。
23.D 小于 236 NaOH固体溶解放热使温度升高,Na2CO3的溶解度随温度升高而增加,所以小试管内的固体物质逐渐溶解。
【详解】
(1)高强度钢板是金属材料, 凯夫拉是新型芳纶纤维复合材料, 合成橡胶是合成材料,普通玻璃是无机非金属材料。在这些材料中,属于无机非金属材料的是普通玻璃。故选D。
(2)根据信息,铝粉在一定条件下与氧化铁发生反应生成铁和氧化铝,该反应的化学方程式: 。
(3)①根据溶解度曲线图,t1℃时,Na2CO3的溶解度小于NaCl的溶解度;②因为t1℃时Na2CO3的溶解度为18g,把40g的Na2CO3加入200g水中,经充分搅拌溶解后,只能溶解36g,因此得到t1℃的Na2CO3溶液的质量是:236g;③因为NaOH固体溶解于水时放热,使烧杯内水的温度升高,Na2CO3的溶解度随温度升高而增加,所以小试管内的固体物质逐渐减少。
24.c或e 增大 降低 e 物理 过滤
【详解】
(1)合金是指金属与其他金属或非金属熔合一起得到的具有金属性能的一类材料,故选c或e;(2)合金与组成它的纯金属相比,硬度增大、熔点降低;(3)单质是指只含一种元素的纯净物。故选e;(4) 传统的生豆浆是用石磨来打磨的,打磨的过程是没有新物质生成,属于物理变化;(5)把不溶于液体的固体物质与液体分离开来的方法叫作过滤。