8.1金属材料同步练习—2021_2022学年九年级化学人教版下册（word版含解析）

8.1金属材料
一、选择题（共16题）
1．下列有关物质的应用不正确的是
A．氧气炼钢 B．东汉晚期的黄铜奔马
C．钛制人造骨 D．用锡制灯丝
2．《吕氏春秋》记载“金(铜单质)柔锡(锡单质)柔，合两柔则刚(坚硬)”。这句话说明合金具有的特性是
A．熔点一般比其组成金属低
B．抗腐蚀性一般比其组成金属强
C．硬度一般比其组成金属大
D．耐磨性一般比其组成金属耐磨
3．钨用来制造灯丝，因为钨具有导电性且
A．密度大
B．熔点高
C．硬度大
D．延展性好
4．下列物质不属于合金的是（　　）
A．青铜 B．硬铝 C．生铁 D．氧化铜
5．下列物质中，不是合金的是
A．生铁 B．铁锈 C．黄铜 D．不锈钢
6．下列相关说法用微观知识解释正确的是
选项 相关说法 解释
A 一氧化碳和二氧化碳化学性质不同 二氧化碳比一氧化碳多一个氧原子
B 很多宝石绚丽多彩 宝石中含有某些金属单质
C 酒精温度计液柱升高 分子间的间隔随温度升高而增大
D 金刚石坚硬而石墨质地很软 碳原子结构不同
A．A B．B C．C D．D
7．哈尔滨地铁1号线是哈尔滨地铁“十线一环”规划中第一条动工的地铁，全长27.3公里，设25座车站，下列说法不正确的是（ ）
A．地铁车辆的外部装饰上，以冰的颜色为主色，以雪花点缀，与城市环境相融合
B．地铁运行时是电能转化为机械能
C．车体材料为铝合金，具有密度小、抗腐蚀等优点
D．铺设地铁的钢轨用的是不锈钢
8．对物质进行归类整理是化学学习的一种重要方法。下列归类关系不相符的是
A．空气、大理石——混合物 B．氢气、甲烷——可燃性气体
C．不锈钢、铜——金属材料 D．水、高锰酸钾——氧化物
9．焊锡是锡铅合金,把铅加入到锡中制成合金的主要目的是
A．增加硬度
B．降低熔点
C．增加延展性
D．增加耐腐蚀性
10．用100t含氧化铁80%的赤铁矿石，可炼出铁的质量（　　）
A．14t B．20t C．56t D．80t
11．下列有关化学知识的说法正确的是（　　）
A．质量守恒定律适用于没有气体参加或生成的化学反应
B．一氧化碳能导致温室效应
C．合金是金属材料，至少含有一种金属元素
D．活性炭能吸附水中所有的可溶性物质
12．在实验室中鉴别下列各组物质的方法、现象及结论都正确的是
选项 需鉴别的物质 方法、现象及结论
A 保险丝与钨丝 加热，先熔化的是保险丝
B 硬水和软水 加入肥皂水，振荡，泡沫多的是硬水
C 铁粉与碳粉 看颜色，银白色的是铁粉
D 食盐水和蒸馏水 尝味道，有咸味的是食盐水
A．A B．B C．C D．D
13．下列有关物质的鉴别方案错误的是
A．用水鉴别炭粉和二氧化锰
B．用闻气味的方法鉴别白酒和白醋
C．用澄清石灰水鉴别氮气和二氧化碳
D．用相互刻画的方法鉴别黄铜片和铜片
14．“中国高铁，世界第一”。高铁列车车体材料使用了含镍不锈钢，工业上火法炼镍的原理之一是：。下列说法正确的是
A．含镍不锈钢的硬度小于纯铁
B．火法炼镍中无污染环境的气体产生
C．含镍不锈钢属于一种铁合金
D．火法炼镍的反应中Ni元素化合价升高了
15．下列对课外实验现象解释不合理的是
A．铅笔芯能导电是由于里面含有石墨，石墨能导电
B．淬火后的钢再经过回火后，其韧性可部分恢复
C．同样大小的乒乓球碎片和滤纸碎片同时加热，乒乓球碎片先燃烧是由于其着火点比滤纸碎片低
D．利用鸡蛋壳和白醋反应生成的气体可以用带火星的木条检验
16．分类是化学常用的科学方法。下列分类正确的是（　　）
选项 物质（或变化） 归类
A 木炭燃烧、高温下碳与二氧化碳反应 放热反应
B 水、氧化铜、氢氧化钙 氧化物
C 黄铜、焊锡、生铁 常见合金
D 铁生锈、燃气燃烧、光合作用 氧化反应
A．A B．B C．C D．D
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．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_____。
19．绿色出行，美丽冰城!相信同学们最近在街上一定看到了许多“绿车牌”。这是我市正式启用的新能源汽车专用号牌。几年来。哈尔滨市淘汰“黄标车”，引进“绿牌车”，在生态文明建设的路上，我们决不驰于空想，不骛于虚声!请回答：
(1)特斯拉电动车是—类典型的新能源车，其外部车身体板采用碳纤维材料构造，底盘由模压铝合金构成，铝合金属于①_______材料，推测车身体板和底盘共同具有的一个物理性质是_____(填字母)。
A．硬度大 B．熔点低 C．密度大
(2)在特斯拉电动车行驶的过程中，储存在锂离子电池中的①______能转化为电能，最终转化为汽车运行时的②_______能。
(3)二氧化钛(TiO2)也是制备化学电源不可或缺的重要原料，其工业制法是在一定条件下，利用四氯化钛和一种气体单质反应制得，同时生成氯气(Cl2)，此反应的化学方程式为①__________________________，反应前后氯元素的化合价分别为②_________。
20．2020年6月23日，长征三号乙运载火箭将北斗三号最后一颗组网卫星成功送入预定轨道，我国北斗导航地位将进一步提升。从化学视角回答下列问题：
（1）卫星制造使用了黄金、钛合金，其中用作天线的是______。使用黄金制作卫星的电子元件，利用了金的什么化学性质？______填序号。
A．光泽好 B．耐磨、易加工 C．容易导电 D．很难被氧化
（2）卫星的太阳能电池帆板用先进的砷化镓主板和铝合金边框制成，砷（As）原子的结构示意图如图，其中X=______。铝合金比纯铝具有的优势是______（写出1条即可）。
（3）运载火箭用偏二甲肼（C2H8N2）作燃料，N2O4作氧化剂。火箭发射时，燃料与氧化剂剧烈反应放出大量的热，并生成对空气无污染的两种氧化物和一种单质，这种单质的化学式为______，两种氧化物中相对分子质量较大的是______。
21．2019年12月16日，在我国西昌卫星发射中心，以“一箭双星”方式成功将第52、53颗北斗导航卫星送上了太空。随着这两颗卫星的升空，我国北斗三号全球系统核心星座部署完成。
（1）“长征三号乙”火箭发动机在焊接时需要使用氩弧焊。氩弧焊（如图）是在氩气保护下，通过在钨电极与焊件间产生的高压电弧放热，熔化焊丝或焊件的一种焊接技术。
①金属钨作电极是利用了金属钨的导电性和______；用氩气作保护气，是因为氩气的化学性质______。
②如果在没有保护气的情况下焊接金属，可能导致焊接不牢，原因是______。
（2）“长征三号乙”的第一、二级火箭用偏二甲肼（C2H8N2）和四氧化二氮（N2O4）做推进剂，该反应的化学方程式为，则X的化学式是______。
（3）“长征三号乙”的第三级火箭采用液氢、液氧做推进剂。实验室可通过电解水得到氢气和氧气，氢气在与直流电源______极相连的电极上产生。氢能是未来最理想的能源，但目前应用并不广泛的原因是______（答一条即可）。
（4）北斗卫星的光伏发电板的主要构成材料是硅，单质硅由石英固体（SiO2）和碳在高温下反应制得，同时产生一种可燃性气体，该反应的化学方程式是______。
22．2017年5月，国产大飞机C919成功进行首次试飞．请回答下列问题：
（1）图1中标示的材料中，属于有机合成材料的是 _____ ；
（2）飞机机身大量使用了铝合金材料．铝合金具有硬度大、密度小和 _____ 等优点;
（3）以金红石（主要成分是TiO2）为原料生产钛的流程如图2：其中“反应I”需要在高温条件下进行，反应的化学方程式为 _____ ；“反应II”中使用氩气的目的是 _____ ，该反应的基本反应类型属于 _____ 反应；
（4）现代民用飞机上使用的氧气发生器以氯酸钠为产氧剂，氯酸钠（NaClO3）中氯元素的化合价为 _____ ；
（5）C919发动机上的压气机将高密度空气（高压压缩后的空气）压入燃烧室，能使燃油消耗减少16%．使用高密度空气的原因是 _____ ．
参考答案
1．D
【详解】
A、氧气具有氧化性，可用于炼钢，正确；
B、黄铜属于铜合金，铜活动性较弱，不易生锈，可以用于制作奔马，正确；
C、钛金属与人体具有很好的相容性，且具有良好的耐腐蚀性、良好的硬度，可制人造骨，正确；
D、锡熔点较低，不能做灯丝，灯丝一般用钨丝，错误。
故选D。
2．C
【详解】
合金与其组分相比：硬度大、熔点低、抗腐蚀性增强，合两柔则刚(坚硬)”这里说的是硬度大。故选C。
3．B
【详解】
做灯丝的材料不但要求能导电，而且要求熔点高，若熔点不够高则灯丝寿命不长，钨是所有金属中熔点最高的，最适合做灯丝．
故选B．
4．D
【详解】
A、黄铜属于铜的合金，故选项错误；
B、硬铝属于铝的合金，故选项错误；
C、生铁是铁的合金，故选项错误；
D、氧化铜是金属的氧化物，不属于合金，故选项正确。
故选D。
5．B
【详解】
A、生铁是铁的合金，不符合题意；
B、铁锈的主要成分是氧化铁，不属于合金，符合题意；
C、黄铜是铜的合金，不符合题意；
D、不锈钢是铁的合金，不符合题意。
故选B。
6．C
【详解】
A、一氧化碳和二氧化碳组成元素相同，但一氧化碳由一氧化碳分子构成，二氧化碳由二氧化碳分子构成，分子的构成不同，化学性质不同，选项解释不正确；
B、很多宝石绚丽多彩，是因为宝石中含有某些金属离子，选项解释不正确；
C、酒精温度计中的液柱随着温度的升高而上升，是因为温度升高，分子之间的间隔变大，体积膨胀，选项解释正确；
D、金刚石坚硬而石墨质地很软，是因为碳原子的排列方式不同，物理性质存在较大差异，选项解释不正确。
故选C。
7．D
【详解】
A、地铁车辆的外部装饰上，以冰的颜色为主色，以雪花点缀，与城市环境相融合，故A正确；
B、地铁列车是电力牵引的电动列车，其动力是电能，运行时是电能转化为机械能，故B正确；
C、车体材料为铝合金，具有密度小、抗腐蚀等优点，故C正确；
D、地铺设地铁的钢轨一般是用高锰钢，不是不锈钢，故D不正确。故选D。
8．D
【详解】
A．空气是由氮气、氧气、稀有气体等多种物质组成的，属于混合物；大理石的主要成分是碳酸钙，还含有其他杂质，属于混合物，故正确；
B．氢气和甲烷都具有可燃性，属于可燃性气体，故正确；
C．金属材料包括纯金属与合金，所以不锈钢和铜属于金属材料，故正确；
D．氧化物是由两种元素组成的，且其中一种元素是氧元素的化合物，高锰酸钾是由三种元素组成的，不属于氧化物，故错误。
故选：D。
9．B
【详解】
根据题干知，焊锡是合金，根据合金的特性知道，合金的熔点一般要比其组分低、焊锡的熔点要低于锡和铅。所以在焊接金属时，为节约时间，节约能源、节约成本采用锡铅合金。
故选B。
10．C
【详解】
根据质量守恒定律，反应前后铁元素的质量不变；则100t含氧化铁80%的赤铁矿石，可炼出铁的质量为，故选C。
11．C
【解析】
A、一切化学反应均遵守质量守恒定律，质量守恒定律适用于所有的化学反应，故选项说法错误；
B、二氧化碳排放过多会导致温室效应，故选项说法错误；
C、合金属于金属材料，合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，至少含有一种金属元素，故选项说法正确；
D、活性炭具有吸附性，能吸附异味和色素，不能吸附水中的可溶性物质，故选项说法错误。
12．A
【详解】
做保险丝的物质熔点比较低，而钨丝是常见物质中熔点最高的，所以加热，先熔化的是保险丝；加入肥皂水，振荡，泡沫多、浮渣少的是软水，泡沫少、浮渣多的为硬水；铁粉与碳粉都是黑色粉末；实验室的药品严禁品尝，不能用品尝的方法区分食盐水和蒸馏水。 选A
13．A
【详解】
A、炭粉和二氧化锰都不溶于水，故用水无法鉴别炭粉和二氧化锰，错误；
B、白酒有特殊气味，白醋有刺激性气味，故可用闻气味的方法鉴别白酒和白醋，正确；
C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，而氮气不能，故可用澄清石灰水鉴别氮气和二氧化碳，正确；
D、黄铜片是铜锌合金，硬度比铜片大，故可用相互刻画的方法鉴别黄铜片和铜片，正确。
故选A。
14．C
【详解】
A、一般合金的硬度大于其组成中纯金属的硬度，所以含镍不锈钢的硬度大于纯铁，故A错误；
B、由反应物的种类以及质量守恒定律可知，火法炼镍中可能会产生污染环境的一氧化碳气体，故B错误；
C、含镍不锈钢属于一种铁合金，故C正确；
D、NiO中，镍元素显+2价，Ni是一种单质，其中镍元素的化合价为零，镍元素化合价降低，故D错误。
故选C。
15．D
【详解】
A、铅笔芯能导电是由于里面含有石墨，石墨能导电，此选项正确；
B、淬火后的钢再经过回火后，其韧性可部分恢复，此选项正确；
C、同样大小的乒乓球碎片和滤纸碎片同时加热，乒乓球碎片先燃烧是由于其着火点比滤纸碎片低，此选项正确；
D、鸡蛋壳和白醋反应生成的气体是二氧化碳，检验二氧化碳用澄清石灰水，此选项错误。故选D。
16．C
【详解】
A、木炭燃烧，属于放热反应，高温下，碳与二氧化碳反应属于吸热反应，不符合题意；
B、氧化物是有两种元素组成且其中一种是氧元素的化合物。水是由H、O两种元素组成的化合物，属于氧化物；氧化铜是由铜、氧两种元素组成的化合物，属于氧化物；氢氧化钙是由Ca、H、O三种元素组成的化合物，不属于氧化物，不符合题意；
C、黄铜是铜的合金，焊锡是锡的合金，生铁是铁的合金，符合题意；
D、铁生锈是铁与氧气和水发生的反应，属于氧化反应，燃气燃烧是燃气与氧气发生的反应，属于氧化反应，光合作用不属于氧化反应，不符合题意。
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．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%
19．金属 A 化学 机械 TiCl4+O2 =TiO2+2Cl2 -1价、0价
【解析】
(1) 铝合金属于金属材料，车身体板和底盘共同具有的一个物理性质是硬度大，不易变形；(2) 在特斯拉电动车行驶的过程中，储存在锂离子电池中的化学能转化为电能，最终转化为汽车运行时的机械能；(3)根据质量守恒定律可知，反应前还应含有氧元素，故该单质为氧气，即四氯化钛和氧气在一定条件下反应生成二氧化钛和氯气，化学反应方程式为：TiCl4+O2 =TiO2+2Cl2，反应前四氯化钛中氯元素显-1价，反应后生成氯气单质，化合价为0价。
20．钛合金 D 5 耐腐蚀 N2 二氧化碳
【详解】
（1）卫星制造使用了黄金、钛合金，其中用作天线的是钛合金。使用黄金制作卫星的电子元件，利用了金的化学性质稳定，故选D。
（2）原子中质子数=核外电子数，故X=33-2-8-18=5。铝合金比纯铝具有的优势是耐腐蚀。
（3）运载火箭用偏二甲肼（C2H8N2）作燃料，N2O4作氧化剂。火箭发射时，燃料与氧化剂剧烈反应放出大量的热，并生成对空气无污染的两种氧化物和一种单质，根据化学反应前后元素的种类不变，生成物是二氧化碳、水、氮气，这种单质的化学式为N2，两种氧化物中相对分子质量较大的是二氧化碳。
21．熔点高 不活泼 生成金属氧化物 CO2 负 制取成本高（贮存与运输困难等，合理答案答出一条即可）
【详解】
（1）金属钨作电极是利用了金属钨的导电性和熔点高；氩气是惰性气体，用氩气作保护气，是因为氩气的化学性质很不活泼；如果在没有保护气的情况下焊接金属，金属和空气中的氧气反应生成氧化物，可能导致焊接不牢；故①②③分别填：熔点高；不活泼；生成金属氧化物。
（2）在化学方程式中，反应物中C的个数为2，H的个数为8，N 的个数为6，O的个数为8；在生成物中N的个数为6个，H 的个数为8，所以，一个 X 中含有C的个数为1，含有O的个数为2，故X的化学式为CO2，故④填：CO2。
（3）根据“正氧负氢、氢二氧一”进行分析可知，氢气在与直流电源负极相连的电极上产生，因制取氢气是利用水分解得到，但水的分解一般需要电解，则制取成本高，因此目前应用并不广泛，故⑤⑥分别填：负；制取成本高（答案合理即可）。
（4）二氧化硅和碳在高温的条件下生成硅和一氧化碳，其化学方程式为：。
22．合成橡胶 抗腐蚀性好 TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO 作保护气防止金属氧化 置换反应 +5 提供足够的氧气，使燃油燃烧更充分
【详解】
（1）图中标示的材料中，合成橡胶属于有机合成材料；故填：合成橡胶；
（2）合金与组成它的成分相比较，一般情况下是密度小、硬度大、抗腐蚀性好，故答案为抗腐蚀性好；
（3）在高温下，向金红石与焦炭的混合物中通入氯气，得到TiCl4和一种可燃性气体是一氧化碳，反应的化学方程式为：TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO； Mg容易被氧气氧化，使用氩气防止镁被氧化；在稀有气体环境和加热条件下，用Mg和TiCl4反应得到Ti和MgCl2，属于置换反应；故答案为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO；作保护气防止金属氧化；置换反应；
（4）设NaClO3中氯元素的化合价为x，由于钠元素的化合价为+1价，氧元素的化合价为-2价，根据化合价的代数和为零可得（+1）+x+（-2×3）=0，解得x=+5，故答案为+5；
（5）高密度空气能使航空煤油更充分燃烧的微观原因是高密度空气中的氧分子与煤油分子接触更充分，使燃油燃烧更充分；故答案为供足够的氧气，使燃油燃烧更充分。