6.1金属材料的物质特性
一、选择题(共16题)
1.下列金属材料中属于纯金属的是( )
A.金 B.青铜 C.锰钢 D.硬铝
2.下列物质中不属于金属材料的是
A.青铜 B.铁矿石 C.焊锡 D.铜
3.下列物质不属于合金的是( )
A.黄铜 B.碳酸钙 C.不锈钢 D.生铁
4.2018年10月27日9时许,C919大型客机第二架机从山东东营胜利机场起飞,历经2个小时的飞行,平稳降落在江西南昌瑶湖机场,圆满完成本次转场飞行任务。C919大型客机的研制,使用了大量的铝锂合金、钛合金和复合材料等。下列有关说法错误的是
A.锂的密度应该比较小
B.金属铝质轻、耐腐蚀、延展性好
C.铝锂合金与铝、锂的化学性质不同
D.钛合金是以钛为基础加入其他元素熔合而成的
5.下列物质中,不属于合金的是( )
A.不锈钢 B.黄铜 C.水银 D.硬铝
6.下列物质中,属于纯净物的是
A.生铁
B.空气.
C.硬水
D.酒精
7.关于物质的用途的说法中错误的是
A.在白炽灯泡中充入氮气是利用了氮气的稳定性
B.用活性炭作为净水剂是利用了活性炭的吸附性
C.用炭黑造墨汁是利用了碳的还原性
D.用铝合金造飞机是利用铝合金密度小且强度高
8.下列物质属于纯净物的是
A.空气 B.生铁 C.硬水 D.液氧
9.“分类”可以使人们有序地研究物质,以下分类正确的是
A.合金:生铁、钢、青铜 B.溶液:糖水、油水、蒸馏水
C.氧化物:水、干冰、氯酸钾 D.混合物:石灰石、水银、石灰水
10.下列各选项中,解释与事实不吻合的是
选项 事实 解释
A 打开汽水瓶盖时;汽水自动喷出 气体的溶解度随温度的升高而减小
B 在校园中能闻到花香 分子在做无规则运动
C 生铁硬而脆,钢的韧性好 含碳量不同
D 铁丝在空气中不能燃烧,在氧气中剧烈燃烧 氧气的浓度不同
A.A B.B C.C D.D
11.垃圾是放错了位置的资源,应该分类回收,生活中废弃的铁锅、铝制易拉罐、铜导线等可以归为一类加以回收,它们属于
A.氧化物 B.化合物 C.金属或合金 D.非金属
12.下列互为同素异形体的一组物质是
A.氢气和液氢 B.石墨和焦炭 C.白磷和红磷 D.水银和银
13.下列关于合金的说法正确的是
A.合金不属于金属材料
B.合金的硬度一般比各成分金属大
C.合金属于金属单质
D.多数合金的熔点高于组成它的成分金属
14.下列各组化学方程式及对应的基本反应类型均正确的是
A.Cu + 2HCl = CuCl2 + H2↑ 置换反应
B.SO2 +Ca(OH)2= CaSO3 +H2O 复分解反应
C.2KClO32KCl+ 3O2 分解反应
D.H2O + CO2 H2CO3 化合反应
15.在一定条件下,下列物质间的转化不能一步实现的是
A.Fe3O4→Fe B.CO2→H2O
C.NaNO3→NaCl D.H2SO4→HCl
16.下列有关金属或合金的说法中,正确的是
A.钢是一种化合物 B.生铁和钢的性能完全相同
C.黄铜的硬度比纯铜的硬度大 D.在自然界中所有金属都以化合物的形式存在
二、综合题(共6题)
17.2019年底,徐宿淮盐铁路将建成通车,淮安人可实现高铁出行。
(1)高铁在建造时使用了大量的新材料,下列属于金属材料的是 ______ (填序号)。
A生产高铁车头的玻璃钢
B制造高铁车身的镁铝合金
C制造轨道枕木的聚氨酯材料
D建筑高铁路基的钢筋混凝土
(2)高铁刹车制动盘使用合金锻钢制作,主要利用该合金耐高温、 ______ 等特性。
18.“化学就在我们身边,它与我们生活息息相关”。请你用化学知识回答下列问题。
(1)国家推广使用加铁强化酱油,这里的“铁是指的_____(填“元素”或“单质”);
(2)下列生活用品的主要材料中,属于合金的是_____(填序号);
A 塑料盆
B 紫砂壶
C 不锈钢锅
D 木碗
(3)“84消毒液”的主要成分是次氯酸钠NaClO,其中Cl的化合价是_____。
19.开发利用氢能源是实现可持续发展的需要。根据图示分析,回答问题:
①氢燃料电池汽车模型标示的各部件中,用金属材料制成的是_____(填序号)。
a.涤纶靠垫 b.橡胶轮胎 c.铜质导线 d.铝合金轮毂
②氢燃料电池的工作原理是:将氢气、氧气送到燃料电池中,经过催化剂的作用,发生反应,同时产生电流。请写出氢燃料电池工作原理示意图中反应的化学方程式_____。
③氢气作燃料的优点是_____。
(2)工业上可通过下列工艺流程处理工厂排放的含二氧化硫的尾气并获得氢气。
主反应器中反应的化学方程式是_____。膜反应器中的基本反应类型是_____。该工艺流程中,能被循环利用的物质是_____。
(3)采用电解水的方式制备10Kg氢气,理论上需要水的质量是多少千克?____
20.我们的生活离不开化学。请回答下列问题。
(1)进入新装修的房间会闻到异味,这体现了粒子______的性质。人们常用活性炭来去除异味,这利用了活性炭的_____性。
(2)行外出旅游乘坐的飞机使用的航空煤油是由______炼制的产品。飞机的外壳主要是合金,这利用了镁铝合金的______性质。
A 密度小,材质轻 B 导电性 C 抗腐蚀性能好
21.随着我国深潜器“蛟龙”号考察任务(考察可燃冰的海底出口)顺利完成,我国的“蓝鲸1号”在南海首次试采俗称可燃冰的天然气水合物也获得圆满成功。
(1)蛟龙号的大部分材料由钛合金构成,这是因为它____;(多选)
A.抗腐蚀性优于不锈钢 B.密度小、机械性能好 C.导电性好、硬度大
(2)“蓝鲸1号”钻井平台使用了燃油发电机,则其发电时的能量转化全过程是____;“蓝鲸1号”整体用钢达40000多吨,在钢铁焊接时,常使用焊药(氯化铵)在加热时除去钢铁表面的氧化物(视为氧化铁),使焊接更加牢固,同时生成金属单质、空气中含量最多的气体、一种常见液体和氯化铁,该反应的化学方程式为____,反应前后氮元素的化合价变化为____。
(3)可燃冰被认为是比天然气还要清洁的能源,与煤、汽油、柴油等能源相比,可燃冰燃烧会减少______(至少填两种物质的化学式)等有害气体的排放,可极大限度地减少空气污染。
22.金属与人类的生产、生活密切相关,牢固掌握金属的知识非常重要。
(1)铝和铁都是我们生活中常见的金属,铝耐腐蚀性能比铁好的原因是_____。
(2)如图是一氧化碳还原氧化铁的实验装置,请回答下列问题。
①玻璃管A中的实验现象是_____。
②实验开始时,先通入一氧化碳的原因是_____。
③从环保角度考虑,还需对以上装置进行改进,请简述改进措施_______。
(3)为了验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序,请你写出两种可行方案所需的物质。
方案一:_______
方案二:_______
(4)若除去FeCl2溶液中杂质CuCl2,请写出有关的化学方程式。_____
(5)实验室在高温条件下,用足量一氧化碳还原10g赤铁矿,充分反应后,测得生成的纯铁的质量为5.6g。则该赤铁矿中氧化铁的质量分数是_____。
参考答案
1.A
【详解】
A.金是纯金属黄金,故符合题意;
B.青铜是铜的合金,故不符合题意;
C.锰钢是铁的合金,故不符合题意;
D.硬铝是铝的合金,故不符合题意。故选A。
2.B
【详解】
A、青铜是铜和锡的合金,属于金属材料,选项正确。
B、铁矿石主要成分是氧化铁,不属于合金材料,选项错误。
C、焊锡是锡和铅的合金,属于合金材料,选项正确。
D、铜是纯金属,属于金属材料,选项正确。
故选B。
3.B
【详解】
A.黄铜是铜锌的合金;
B.碳酸钙是化合物,属于纯净物;
C.不锈钢是一种铁合金;
D.生铁是一种铁合金。
故选:B。
4.C
【详解】
A、客机机身采用铝锂合金、钛合金和复合材料等制作,说明这些材料具有硬度大,密度小的特点,可减轻机身质量,选项正确;B、金属铝密度较小,故质轻;铝可与氧气反应生成致密氧化铝薄膜,故具有耐腐蚀;金属铝具有良好的延展性,选项正确;C、铝锂合金是金属铝和金属锂的熔合物,故化学性质不变,选项错误;D、钛合金是以钛为基础加入其他元素熔合而成的,选项正确。故本题选C。
5.C
【详解】
不锈钢、黄铜、硬铝都是合金,水银是纯金属,不是合金,故选:C。
6.D
【详解】
A、生铁是由铁、碳等两种以上物质混合而成,属于混合物,不符合题意;
B、空气是由氮气、氧气等两种以上物质混合而成,属于混合物,不符合题意;
C、硬水是由水、矿物质等两种以上物质混合而成,属于混合物,不符合题意;
D、酒精是由同种物质组成,属于纯净物,符合题意。
故选D。
7.C
【详解】
A、氮气常温下化学性质稳定,不与其它物质反应,在白炽灯泡中充入氮气是利用了氮气的稳定性 ,故A正确;
B、活性炭具有吸附性,可以吸附色素和异味,用活性炭作为净水剂是利用了活性炭的吸附性,故B正确;
C、用炭黑造墨汁是利用了碳的化学性质不活泼,故C不正确;
D、用铝合金造飞机是利用铝合金密度小且强度高,故D正确。故选C。
8.D
【详解】
A、空气中含有氮气、氧气等多种物质,属于混合物,A错误。
B、生铁是铁和碳的合金,属于混合物,B错误。
C、硬水中含有水和一些矿物质,属于混合物,C错误。
D、液氧是由一种物质组成的,属于纯净物,D正确。
故选:D。
9.A
【详解】
A、生铁和钢是铁合金,青铜是铜合金,选项正确,符合题意;
B、糖水是溶液,油水是乳浊液,蒸馏水是纯净物,选项错误,不符合题意;
C、水和干冰是氧化物,氯酸钾是含氧化合物,选项错误,不符合题意;
D、石灰石和石灰水是混合物,水银是金属单质,选项错误,不符合题意。
故选A。
10.A
【详解】
A、打开汽水瓶盖时,汽水自动喷出是因为气体的溶解度随压强减小而减小引起的。错误。
B、在校园中能闻到花香是因为带有花香的分子在做无规则运动,运动到人的鼻子使人闻到了气味。正确。
C、生铁硬而脆,钢的韧性好是因为生铁和钢的含碳量不同导致的。正确。
D、铁丝在空气中不能燃烧,在氧气中剧烈燃烧是因为空气中的氧气含量较低,纯氧中氧气含量高。是因为氧气的浓度不同导致的。正确。
故选A。
11.C
【详解】
金属资源的回收利用是对资源的节约,同时也起到了保护环境的作用,生活中废弃的铁锅、铝制易拉罐、铜导线等可以归为金属或金属的合金加以回收利用。
故选C。
12.C
【详解】
A. 液氢是氢气的液体状态,他们属于同一种物质,故A不符合题意;
B. 石墨的组成元素是碳,焦炭是一种混合物,它的主要成分是碳,故B不符合题意;
C. 白磷和红磷组成元素相同,都是磷元素,但是它们属于两种不同的单质,故C符合题意;
D. 水银是金属汞,银是另一种金属,它们属于两种不同的物质,组成元素分别为汞和银,故D不符合题意。
故选C。
13.B
【详解】
A、根据合金的概念,合金中必须有金属,所以合金属于金属材料,故A错误,
B、合金的硬度一般比组成合金的各成分硬度高,故B正确,
C、金属与金属或金属与非金属的混合物,故C错误,
D、合金的熔点比各成分的熔点低,故D错误。
14.D
【解析】A、金属活动性顺序中,铜位于氢后,不能与稀盐酸反应,错误;B、两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应是复分解反应,错误;C、氧气的化学式后无气体符号,错误;D、两种物质发生反应生成另一种物质的反应属于化合反应,正确。故选D。
15.C
【详解】
A. Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 ,可以Fe3O4→Fe,此选项正确;
B. 2NaOH+CO2===Na2CO3 +H2O,可以CO2→H2O,此选项正确;
C. 硝酸盐都易溶于水,NaNO3→NaCl时,无水或气体或沉淀生成,所以不能转化,此选项错误;
D. H2SO4 +BaCl2==BaSO4↓+2HCl,可以H2SO4→HCl,此选项正确。故选C。
16.C
【详解】
A、钢是铁合金,属于混合物,故错误;
B、生铁硬而脆易断,钢较硬有良好的延展性和弹性,故错误;
C、黄铜是铜合金,其硬度大于纯铜,故正确;
D、在自然界中少数不活泼金属以单质形式存在,如金、银等,故错误;
故选:C。
17.B 耐磨。
【详解】
(1)A、生产高铁车头的玻璃钢是复合材料,不符合题意;
B、制造高铁车身的镁铝合金属于金属材料,符合题意;
C、制造轨道枕木的聚氨酯材料属于有机合成材料,不符合题意;
D、建筑高铁路基的钢筋混凝土属于复合材料,不符合题意; 故选B;
(2)高铁刹车制动盘使用合金锻钢制作,刹车是通过摩擦实现,说明该合金具有耐磨性,故主要利用该合金耐高温、耐磨等特性
18.元素 C +1
【详解】
(1)国家推广使用加铁强化酱油,这里的铁是指的元素;
(2)A、塑料盆的主要材料属于合成有机高分子材料,不符合题意;
B、紫砂壶的主要材料属于无机非金属材料,不符合题意;
C、不锈钢锅的主要材料属于合金,符合题意;
D、木碗的主要材料属于天然有机高分子材料,不符合题意;
故选C。
(3)钠元素的化合价通常为+1价,氧元素的化合价通常为-2价,设氯元素的化合价为x,根据化合物中,正负化合价的代数和为零,1+x+(-2)=0,x=1,故Cl的化合价是+1价。
19.CD 2H2+O22H2O 燃烧产物是水,对环境无污染 2H2O+SO2+I2=H2SO4+2HI 分解反应 I2 90kg
【详解】
(1)①涤纶和合成橡胶属于合成材料;铜和铝合金属于金属材料;故填:CD;
②氢气与氧气在催化剂的作用下生成水;故填:2H2+O22H2O;
③氢气的热值高,氢气燃烧生成水,对环境无污染;故填:燃烧产物是水,对环境无污染;
(2)主反应器中反应是水和二氧化硫以及碘反应生成硫酸和碘化氢,对应的化学方程式是 2H2O+SO2+I2=H2SO4+2HI.膜反应器中是碘化氢分解为氢气和碘,为一变多,符合分解反应特征,属于分解反应。该工艺流程中,开始碘作为反应物,后来是生成物,所以能被循环利用的物质是 I2.故填:2H2O+SO2+I2=H2SO4+2HI;分解反应; I2;
(3)解:设需要水的质量为x,则:
x=90kg
答:理论上需要水90kg。
20.不断运动 吸附 石油 AC
【详解】
(1)新装修的房间里污染气体主要是甲醛,由于甲醛分子的不断运动,使得整个房间充满异味,活性炭可以吸附气体,因此可以吸收有毒的甲醛气体,故答案为不断运动,吸附;
(2)航空煤油是由石油炼制的,由于石油为不可再生资源,因此煤油也是不可再生资源,飞机的外壳是铝镁合金,具有密度小,材质轻,抗腐蚀性能好的优点,故答案为石油,AC.
21.AB 化学能转化为内能转化为机械能再转化为电能 6NH4Cl+4Fe2O3△6Fe +3N2↑+12H2O+2FeCl3 -3价变为0价 SO2、CO、NO2
【解析】
(1)蛟龙号的大部分材料由钛合金构成,这是因为它抗腐蚀性优于不锈钢,密度小、机械性能好;(2)“蓝鲸1号”钻井平台使用了燃油发电机,则其发电时的能量转化全过程是化学能转化为内能转化为机械能再转化为电能,在钢铁焊接时,常使用焊药(氯化铵)在加热时除去钢铁表面的氧化物(视为氧化铁),使焊接更加牢固,同时生成金属单质、空气中含量最多的气体、一种常见液体和氯化铁,根据质量守恒定律可知:氯化铵和氧化铁在加热的条件下反应生成铁、氮气、水和氯化铁,该反应的化学方程式为6NH4Cl+4Fe2O3△6Fe +3N2↑+12H2O+2FeCl3,反应前后氮元素的化合价变化-3价变为0价;(3)可燃冰被认为是比天然气还要清洁的能源,与煤、汽油、柴油等能源相比,可燃冰燃烧会减少SO2、CO、NO2等有害气体的排放,可极大限度地减少空气污染。
22.铝和氧气反应生成一层致密的氧化铝保护膜,阻止了内部的铝被氧化 红色物质变成黑色 一氧化碳气体是可燃性气体,所以在点燃前要先通入一氧化碳气体使装置中的空气排净,然后再加热,防止气体不纯,加热时发生爆炸 一氧化碳能毒不能直接排放到空气中,在装置的最右端放一燃着的酒精灯 把铁丝、银丝分别伸入硫酸铜溶液中时,铁丝表面析出红色固体,是因为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,说明铁比铜活泼,银丝表面无明显现象,说明铜比银活泼,可选用Fe、CuSO4溶液、Ag 把铜丝分别伸入FeSO4溶液、AgNO3溶液中时,伸入硫酸亚铁溶液的铜丝表面无明显现象,说明铁比铜活泼,伸入硝酸银溶液中的铜丝表面析出银白色固体,说明铜比银活泼,可选用FeSO4溶液、Cu、AgNO3溶液 Fe+CuCl2=FeCl2+Cu 80%
【详解】
(1)铝耐腐蚀性能比铁好的原因是:铝和氧气反应生成一层致密的氧化铝保护膜,阻止了内部的铝被氧化;
(2)①一氧化碳和氧化铁反应生成二氧化碳和铁,现象为:红色物质变成黑色;
②由于一氧化碳气体是可燃性气体,所以在点燃前要先通入一氧化碳气体使装置中的空气排净,然后再加热,防止气体不纯,加热时发生爆炸;
③因为一氧化碳能毒不能直接排放到空气中,在装置的最右端放一燃着的酒精灯;
(3)①把铁丝、银丝分别伸入硫酸铜溶液中时,铁丝表面析出红色固体,是因为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,说明铁比铜活泼,银丝表面无明显现象,说明铜比银活泼,可选用Fe、CuSO4溶液、Ag;
②把铜丝分别伸入FeSO4溶液、AgNO3溶液中时,伸入硫酸亚铁溶液的铜丝表面无明显现象,说明铁比铜活泼,伸入硝酸银溶液中的铜丝表面析出银白色固体,说明铜比银活泼,可选用FeSO4溶液、Cu、AgNO3溶液;
(4)铁和氯化铜反应生成氯化亚铁和铜,化学方程式为:Fe+CuCl2=FeCl2+Cu;
(5)设生成5.6g铁需要氧化铁的质量为x。
x=8g
该赤铁矿中氧化铁的质量分数为:
=80%