6.1金属材料的物理特性
一、单选题,共13小题
1.掌握物质的分类是学好化学的基础,下列物质分类错误的是
A.水银:金属 B.自来水:纯净物
C.空气:混合物 D.过氧化氢:氧化物
2.下列关于金属的说法正确的是
A.目前世界上年产量最多的金属是铝
B.金刚石和不锈钢都是金属材料
C.钛合金与人体具有很好的“相容性”,可用来制造人造骨
D.武德合金的熔点高,可用于制造保险丝
3.《天工开物》中记载“每金七厘造方寸金一千片”,体现了黄金具有良好的
A.磁性 B.延展性 C.导热性 D.导电性
4.下列不属于金属材料的是
A.黄铜 B.不锈钢 C.四氧化三铁 D.黄金
5.下列建设地铁过程中使用的材料属于合金的是
A.锰钢
B.水泥
C.玻璃
D.塑料
6.下列关于金属材料的说法,正确的是
A.因为钢比生铁含碳量高,所以钢比生铁硬度大
B.因为银的导电性最强,所以我们通常用银做导线
C.因为合金比纯金属熔点高,所以焊锡熔点高于组成它的锡和铅的熔点
D.因为钨的熔点很高,所以用钨做灯丝
7.下列不属于合金的是
A.18K黄金 B.黄铜 C.不锈钢 D.紫铜
8.“中国制造”、“一带一路”的基础建设都需要用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是:
A.黄铜片比铜片硬度小
B.多数合金的熔点低于组成它的纯金属
C.生锈的钢铁制品没有回收价值
D.合金中一定不含有非金属
9.物质的组成和结构决定物质的性质,下列解释合理的是
A.H2O和H2O2的化学性质不同的原因是原子个数不同
B.金刚石和石墨物理性质差异大的原因是碳原子的结构不同
C.Na+和Na化学性质不同的原因是质子数不同
D.生铁和钢性能不同的原因是含碳量不同
10.银汞合金是目前广泛使用的一种补牙材料。银汞合金补牙的材料中除了银、汞外,还含有锌、锡、铜等金属。下列有关银汞合金的推测不合理的是( )
A.银汞合金的熔点比汞低
B.银汞合金是一种金属材料
C.银汞合金的硬度比锡的大
D.银汞合金的毒性一定远低于汞的毒性
11.学习化学的目的就是为了从化学的视角来认识、解决并解释生产生活中的化学问题和现象。下列关于金属的说法中,正确的是( )
A.篮球架的表面喷涂油漆,主要是为了美观
B.回收金属饮料罐,只是为了减少环境污染
C.常用铜作电线而不用银,是因为铜的导电性比银好
D.不锈钢常用于制医疗器械、炊具等,是因为不锈钢的抗腐蚀性好
12.下列关于金属材料的认识,正确的是( )
A.常温下,金属都呈固态
B.黄铜(铜与锌的合金)的硬度小于纯铜
C.合金都是由两种或多种金属熔合而成
D.生活中应用最广泛的金属是铁
13.“金银铜铁锡”俗称五金,相关叙述错误的是
A.五种金属中,只有两种金属能和酸发生置换反应生成氢气
B.五种金属中,金属银的导电性最强
C.“金银铜铁锡”是按照金属活泼性由弱到强的顺序排列的
D.焊锡(锡铅合金)比锡的熔点低
二、填空题,共5小题
14.人体中含量最高的金属元素──_____;目前世界年产量最高的金属──_____;地壳中含量最高的金属──_____;导电、导热性最好的金属──_____;硬度最高的金属──_____;熔点最高的金属──_____;熔点最低的金属──_____;密度最大的金属──_____;密度最小的金属──_____。
15.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.
16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_____。
17.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。
18.“嫦娥五号”上使用的钛记忆合金、SiC颗粒增强铝基复合材料、高性能芳纶纤维等材料引起了全世界的关注。
图5
(1)如图5为钛元素在周期表中的信息。下列说法错误的是( )
A.钛元素属于金属元素 B.钛原子核内有22个质子
C.钛的元素符号是Ti D.钛元素的原子质量为47.87
(2)钠钾合金用作快中子反应堆的热交换剂,利用钠钾合金良好的性能是_______性。
(3)硬度非常大的SiC,其结构类似金刚石,则构成SiC的基本粒子为_______(选填“分子”、原子”、“离子”)
(4)现有Fe(CO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3混合废液,目的回收Ag,工业流程如图所示:
①步骤Ⅱ和步骤Ⅳ的操作名称为________。写出步骤Ⅰ的反应化学方程式_______
②滤渣B的物质有______;步骤Ⅲ中加入足量AgNO3溶液的目的是_______。
三、实验题,共1小题
19.实验是学习化学的重要方式,请结合图示回答下列问题。
(1)图一是某同学将外形完全相同的铜片和黄铜片相互刻画,该实验的目的是为了比较纯铜和黄铜______的大小。留下明显划痕的是_________。
(2)图二所示装置是探究铜生锈的部分实验。铜锈的主要成分是碱式碳酸铜,一段时间后,试管①中铜片保持光亮,试管②中铜片儿出现绿色锈渍。对比实验现象得出的结论是________。
(3)如图三所示,探究燃烧的条件。温度升高至 60℃的过程中,仅①燃烧;继续升温至 260℃的过程中,③开始燃烧。对比②③可知燃烧的条件之一是_________;无烟煤的着火点______260℃(填“>”“=”或“<”)。
四、科学探究题,共1小题
20 2020年中国首次火星探测,利用火星车一次实现“环绕、着陆、巡视”三个目标,这是其他国家第一次实施火星探测从未有过的,面临的挑战也是前所未有的。
(1)硅片太阳能电池板是将________能转化_______能。
(2)火星车采用钛合金、铝合金、复合记忆纤维等材料制造。
①钛和钛合金是21世纪重要的金属材料,有很多优良的性能,如________(填写字母)。
A熔点低、易加工 B密度大、强度好 C机械性能好、抗腐蚀性好
②工业制钛的一个反应为:,X的化学式为________。
试卷第2页,共2页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】
A、水银是汞的俗称,属于金属,不符合题意;
B、自来水是由水、可溶性杂质等混合而成,属于混合物,符合题意;
C、空气是由氮气、氧气等混合而成,属于混合物,不符合题意;
D、过氧化氢是由H、O元素组成的化合物,属于氧化物,不符合题意。
故选B。
2.C
【详解】
A、目前世界年产最多的金属是铁,不符合题意;
B、金刚石由碳元素组成,属于非金属材料,不符合题意;
C、钛合金与人体具有很好的“相容性”,可用来制造人造骨,符合题意;
D、武德合金是以铋金属为基础一种合金,熔点低,可用于制造保险丝,不符合题意。
故选C。
3.B
【详解】
“每金七厘造方寸金一千片” 说明黄金具有良好的延展性。
故选:B。
4.C
【详解】
A.黄铜是铜的合金,属于金属材料,不符合题意。
B.不锈钢是铁的合金,属于金属材料,不符合题意。
C.四氧化三铁是铁的化合物,不属于金属材料,符合题意。
D.黄金属于纯金属,属于金属材料,不符合题意。
故选:C。
5.A
【详解】
A.锰钢属于铁的合金,其中含有铁、锰等,属于合金,故符合题意;
B.水泥主要成分:硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙,无金属单质,不属于合金,故不符合题意;
C.玻璃是混合物,不含有金属单质,故不符合题意;
D.塑料是一种人工合成的具有良好的成膜性、绝缘性、耐腐蚀性能特点的高分子材料,不属于合金,故不符合题意。故选A。
6.D
【解析】
【详解】
A、生铁的含碳量2%~4.3%,钢的含碳量0.03%~2%,即钢比生铁含碳量低,故选项说法不正确;
B、银的导电性最强,但银价格高,强度小,且导线用量大,从资源和价格考虑,不能用银做导线,故选项说法不正确;
C、合金比纯金属熔点低,所以焊锡熔点低于组成它的锡和铅的熔点,故选项说法不正确;
D、因为钨的熔点很高,所以用钨做灯丝,故选项说法正确。
故选D。
7.D
【解析】
【分析】
【详解】
合金是由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的混合物。18K黄金、黄铜、不锈钢都是常见的合金。紫铜是纯铜,铜单质,不是合金。
故选D。
8.B
【详解】
A、黄铜是铜锌合金,硬度比纯铜片硬度大,故A错误;
B、多数合金的熔点低于组成它的纯金属,故B正确;
C、生锈的钢铁制品中仍含有铁,有回收价值,故C错误;
D、合金是在金属中熔合其他金属或非金属制成的,可能含有非金属,如生铁中含有碳,故D错误。
故选B。
9.D
【详解】
A、H2O和H2O2的化学性质不同的原因是分子的构成不同,而不是原子个数不同,不符合题意;
B、金刚石和石墨物理性质差异大的原因是碳原子的排列方式不同,而不是结构不同,不符合题意;
C、Na+和Na化学性质不同的原因是最外层电子数不同,不符合题意;
D、生铁和钢性能不同的原因是含碳量不同,符合题意。故选D。
10.A
【详解】
A、汞是唯一一种常温下呈液态的金属,银汞合金可用于补牙,说明银汞合金的熔点比汞高,选项A不正确;
B、金属材料包括纯金属与合金,所以银汞合金是一种金属材料,选项B正确;
C、一般,合金的硬度大于其组成成分中纯金属的硬度,所以银汞合金的硬度比锡的大,选项C正确;
D、银汞合金可用于补牙,说明银汞合金的毒性一定远低于汞的毒性,选项D正确。
故选A。
11.D
【解析】
【详解】
A、篮球架的表面喷涂油漆主要是为了防止金属生锈,不符合题意;
B、回收金属饮料罐不只是为了减少环境污染,还为了回收利用而保护金属资源,不符合题意;
C、银的导电性比铜好,但银的价格比铜贵得多,故常用铜作导线,不符合题意;
D、不锈钢属于合金,比纯金属的抗腐蚀性能好,常用于医疗器械、炊具等,符合题意;
故选D。
12.D
【解析】
【详解】
A、常温下,金属不是都呈固态,如汞常温下汞呈液态,故选项说法错误。
B、合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大,黄铜(铜与锌的合金)的硬度大于纯铜,故选项说法错误。
C、合金是在某种金属中加热熔合某些其它金属(或非金属),而形成的具有金属特性的物质,不一定是由两种或多种金属熔合而成的,故选项说法错误。
D、生活中应用最广泛的金属是铁,故选项说法正确。
故选:D。
【点睛】
本题难度不大,了解合金的性质、金属的物理性质是正确解答本题的关键。
13.C
【解析】
【详解】
试题分析:金银铜铁锡这五种金属中,铁和锡能和酸能发生反应,所以A正确,金属银的导电性最强,所以B正确,这五种金属活泼性由弱到强的顺序排列是:金银铜锡铁,所以C错误,合金的一些性能都优于纯金属,焊锡更容易熔化,常用来焊接金属。故选C.
考点:金属的性质及其活动性顺序
14. 钙##Ca 铁##Fe 铝##Al 银##Ag 铬##Cr 钨##W 汞##Hg 锇##Os 锂##Li
【解析】
【分析】
【详解】
人体中含量最高的金属元素──钙(或Ca);
目前世界年产量最高的金属──铁(或Fe);
地壳中含量最高的金属──铝(或Al);
导电、导热性最好的金属──银(或Ag);
硬度最高的金属──铬(或Cr);
熔点最高的金属──钨(或W);
熔点最低的金属──汞(或Hg);
密度最大的金属──锇(或Os);
密度最小的金属──锂(或Li)。
【点睛】
15 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。
16 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%
17.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。
18.(1)D
(2)导热
(3)原子
(4) 过滤 Cu、Ag 除去过量的Cu,得到纯净的Ag
【解析】
【分析】
(1)
A、钛带“钅”属于金属元素,正确。
B、由元素周期表小方格可知,钛原子核内有22个质子,正确。
C、由元素周期表小方格可知,钛的元素符号是Ti,正确。
D、钛元素的相对原子质量为47.87,错误。
故选:D。
(2)
钠钾合金用作快中子反应堆的热交换剂,利用钠钾合金良好导热性,故填:导热。
(3)
金刚石由原子构成,SiC,其结构类似金刚石,也由原子构成,故填:原子。
(4)
①固液分离操作是过滤,骤Ⅱ和步骤Ⅳ的操作名称为过滤,铜和硝酸银生成硝酸铜和银,故填:过滤;Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag。
②铜和硝酸银生成硝酸铜和银,铜过量,滤渣B为铜和银,步骤Ⅲ中加入足量AgNO3溶液的目的是除去过量的Cu,得到纯净的Ag,故填:Cu、Ag;除去过量的Cu,得到纯净的Ag。
19.
(1) 硬度 纯铜
(2)铜生锈需要有氧气参加
(3) 可燃物需要与氧气接触 >
【分析】
(1)
外形完全相同的铜片和黄铜片相互刻画,硬度低的划痕深,硬度高的划痕浅,这样是为了比较纯铜和黄铜硬度;
黄铜是铜的合金,硬度比纯铜大,所以留下明显划痕的是纯铜;
(2)
试管①比试管②中少了氧气,试管①中铜片保持光亮,试管②中铜片儿出现绿色锈渍,说明铜生锈需要有氧气参加;
(3)
②和③中红磷温度都达到260℃,②中红磷被沙子覆盖,而③中红磷和氧气接触,②中红磷不燃烧,而③中红磷燃烧,说明燃烧的条件之一是可燃物需要与氧气接触;
升温至 260℃无烟煤仍不燃烧,说明无烟煤的着火点大于260℃。
【点睛】
20. A D 吸收A中反应生成的二氧化碳 吸收D中反应生成的二氧化碳,并且收集一氧化碳 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
【解析】
【详解】
解:是可燃性气体,不纯点燃会发生爆炸,所以应先让CO充满整个装置,故实验开始时先加热A处的酒精灯;实验结束时,为防止生产的铁被氧化,要继续通一会CO,所以要先熄灭D处酒精灯;
故答案为A; D.
装置中的氢氧化钠溶液可以吸收A装置中产生的二氧化碳,防止二氧化碳干扰D中的反应;E装置中的氢氧化钠溶液可以吸收D中生成的二氧化碳,并收集一氧化碳一氧化碳还原氧化铁的化学反应式是:.
故答案为吸收A中反应生成的二氧化碳;吸收D中反应生成的二氧化碳,并且收集一氧化碳;.
设样品中氧化铁的质量为X,由提供的数据
解得:
纯度为:
答:其纯度为
【点睛】
不纯,点燃可能会引起爆炸,应让CO充满整个装置,所以要先让A中反应发生,结束时为防止铁被氧化,要继续通一会CO,所以要先停止D加热;
根据B装置中氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳分析;根据反应物、反应条件、生成物写出化学方程式;
根据一氧化碳还原氧化铁的化学反应式和提供的数据进行计算即可.
此题综合性很强,要根据物质的性质和题目要求,结合相应的实验操作进行解答.
试卷第页,共页