10.1金属与合金
一、选择题(共16题)
1.从如图可知金属具有导热性的是( )
A.铁锅 B.铜导线 C.铝箔
2.下列物质中硬度最大的是
A.金刚石 B.钢 C.石墨 D.钨
3.联合国卫生组织经过严密的科学分析,认为我国的铁锅是最理想的炊具,并向全世界大力推广,其主要原因是( )
A.价格便宜
B.熔点高
C.烹饪的食物中留有铁元素
D.导热性好
4.下列物品所使用的主要材料为金属材料的是( )
A. 陶瓷花瓶 B. 纯棉帽子 C. 黄金首饰 D. 塑料油瓶
5.下列金属材料的运用与金属所具有的性质不一致的是
A.制造白炽灯灯丝——熔点高 B.制造飞机——坚硬而质轻
C.制造保险丝——导电性好 D.制造装化工原料的容器——耐腐蚀
6.下列物质的用途是利用其化学性质的是( )
A.稀有气体用于霓虹灯 B.金属铝制易拉罐
C.盐酸除水垢 D.铜线制电缆
7.下列属于金属材料的是
A.磁铁矿 B.武德合金 C.铜绿 D.铁锈
8.下列物质性质和用途的对应关系中,不正确的是
A.氧气有助燃性,可支持燃烧
B.氮气性质稳定,可用作食品保护气
C.铜具有导电性,可用作电线
D.Ca(OH)2是白色固体,可用于检验CO2
9.对下列成语或俗语的有关化学原理解释不合理的是
A.墙里开花墙外香——分子在不断的运动
B.火上浇油——隔绝空气
C.真金不怕火炼——金的化学性质不活泼
D.没有金刚钻,不揽瓷器活——金刚石硬度很大
10.生活中处处有化学,下列说法不正确的是
A.启用闲置的地窖前先进行灯火实验
B.将肥皂水涂抹在蚊虫叮咬处可减轻痛痒
C.黄金经锻打、镂刻制成三星堆黄金面具,只发生了物理变化
D.生活中常用的铁制品都是纯铁——Fe
11.人类每年使用最多的金属是
A.Fe B.Al C.Mg D.Cu
12.下列物质的性质与所对应的用途错误的是
A.铜能导电——可作电线 B.稀有气体通电时发出不同颜色的光——作霓虹灯
C.氧气具有可燃性——可作燃料 D.氮气的化学性质稳定——作保护气
13.白炽灯是生活中常用的照明工具,在白炽灯的制造和使用过程中包含了许多知识,下列说法不正确的是:
A.白炽灯的玻璃泡和泡内的玻璃芯柱都是绝缘体
B.用久了的灯泡内壁会交黑,是由于钨丝发生化学变化所致
C.白炽灯的灯丝用金属钨制成,是因为金属钨的熔点高
D.白炽灯的灯丝熔断再搭接后,重新接入电路实际功率会变大
14.要除去下列各组物质中的少量杂质,所选试剂和方法正确的是
选项 物质 杂质 试剂方法
A CO2 CO 点燃混合气体
B Cu CuO 加入过量的木炭粉,加热
C CO CO2 将混合气通过灼热的氧化铜
D 锌粉 铁粉 用磁铁吸引
A.A B.B C.C D.D
15.下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是
A.石墨能导电,可用作电池的电极
B.浓硫酸有强脱水性,可用作干燥剂
C.铁粉氧化放热,可用于制作“暖宝宝”
D.武德合金熔点低,可用于制作电路保险丝
16.下列实验的现象和结论不合理的是( )
A.①铜片上有划痕,黄铜的硬度比铜大
B.②试管中黑色粉末变成红色,澄清石灰水变浑浊,木炭具有还原性
C.③烧杯内壁上有无色液滴出现,生成物是水
D.④将稀盐酸倒入烧杯后,有气泡产生,天平失去平衡,质量不守恒
二、综合题(共6题)
17.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: ____________________ 。
18.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
19.2020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______。
20.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_____。
21.金属及金属材料和我们密切相关。
I、世界上最常见、应用很广泛的合金材料是_______和_________。
II、将镁铝合金与铝片相互刻划,在铝片表面留下了明显划痕,说明镁铝合金的硬度______铝的硬度(填“大于”或“小于”)。
Ⅲ、许多金属与酸反应都能生成氢气。
(1)仪器的名称a__________________b______________________
(2)适合于实验室制取氢气的发生装置是__________(填序号,下同),收集装置是___________
(3)请写出一个用于实验室制备氢气的化学反应方程式___________________________
IV、黄铜(铜锌合金)是我们生活中一种常见的金属材料,常被用于制造阀门、水管、空调内外机连接管和散热器等。
(1)黄铜外观和黄金很像,下列方法不可用于区分黄铜和黄金的是________(填序号)
A.比硬度B.灼烧C.用磁铁吸引D.放入稀盐酸中
(2)为了测定某黄铜样品中铜的质量分数,取10g该黄铜样品加入到稀硫酸中,恰好完全反应,产生氢气0.1g。该黄铜样品中铜的质量分数为________(计算结果保留一位小数)
22.锌锰电池材料中含铜,构造如图。请回答下列问题:
(1)下列铜制品中,利用金属导热性的是_________(填字母序号);
A.铜质奖牌 B.铜导线 C.铜火锅
(2)图中所示物质属于非金属单质的化学式是____________;
(3)氯化铵中氮元素的化合价是____________;
(4)电池铜帽为铜锌合金。某课外活动小组为测定铜帽中铜的质量分数,设计实验如下:
取铜帽样品10g放入烧杯,加入50g稀硫酸,恰好完全反应,烧杯内剩余物的总质量为59.8g。计算:
①产生氢气的质量为__________g;
②样品中铜的质量分数____;
③所用稀硫酸中溶质的质量分数____(②、③写出计算过程)。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【详解】
A利用铁锅炒菜、做饭是利用了铁的传热性,B选项主要应用铜的导电性,C选项主要应用铝的可延展性。故选A。
2.A
【详解】
金刚石是天然物质中硬度最大的物质,钢的硬度很大,石墨是天然物质中最软物质之一,钨的硬度较大,所以四种物质中硬度最大的是金刚石,故选A。
3.C
【详解】
A、铁锅价格便宜,不是向全世界大力推广的主要原因;
B、熔点高是铁的物理性质,从有益于人类健康方面来考虑,不是向全世界大力推广的主要原因;
C、使用铁锅烹调的食物中留有人体需要的铁元素,可以预防缺铁性贫血,是向全世界大力推广的主要原因;
D、导热性好是铁的物理性质,从有益于人类健康方面来考虑,不是向全世界大力推广的主要原因;
故选C。
4.C
【详解】
陶瓷花瓶属于无机非金属材料,纯棉帽子天然有机高分子材料,黄金首饰属于金属材料,塑料油瓶属于合成材料。
故选C。
5.C
【详解】
A、白炽灯灯丝通电后放出大量的热,所以熔点必须高,故说法正确;
B、飞机是在天上飞的所以需要质量轻,为了安全必须材料坚硬,故说法正确;
C、保险丝是在短路是断开的,所以熔点要低,故说法错误;
D、化工原料有很多具有腐蚀性的,所以制造装化工原料的容器必须耐腐蚀,故说法正确。
故选C。
6.C
【详解】
A、稀有气体通电会发光,可以用来作电光源,利用的是稀有气体的物理性质,故A不符合题意;
B、金属铝具有延展性,因此可以制作易拉罐,利用铝的物理性质,故B不符合题意;
C、盐酸除水垢,是盐酸和碳酸钙反应,利用盐酸的化学性质,故C符合题意;
D、铜具有良好的导电性,可以用作电缆,利用的物理性质,故D不符合题意;
故选C。
7.B
【详解】
A、磁铁矿的主要成分是四氧化三铁,四氧化三铁属于金属氧化物,所以磁铁矿不属于金属材料,选项错误;
B、武德合金是一种合金,属于金属材料,选项正确;
C、铜绿的主要成分是碱式碳酸铜,碱式碳酸铜属于盐,所以铜绿不属于金属材料,选项错误;
D、铁锈的主要成分是三氧化二铁,三氧化二铁属于金属氧化物,所以铁锈不属于金属材料,选项错误,故选B。
8.D
【详解】
A、氧气有助燃性,可做助燃剂,支持燃烧,说法正确;
B、氮气化学性质稳定,可用作食品保护气,说法正确;
C、铜具有导电性,可用作电线,说法正确;
D、氢氧化钙能与二氧化碳反应生成碳酸钙白色沉淀,所以澄清的石灰水可用于检验二氧化碳,说法错误。
故选:D。
9.B
【详解】
A、墙里开花墙外香,是因为花香中含有的分子是在不断运动的,向四周扩散,使人们闻到花香,故选项解释正确;
B、火上浇油,意思是添加可燃物,使燃烧更旺,不是隔绝空气,故选项解释错误;
C、真金不怕火炼的意思是金在高温条件下也不与氧气发生化学反应,说明化学性质不活泼,故选项解释正确;
D、瓷器的硬度很高,要想在瓷器的上面打眼、修复,需要使用比瓷器硬度更高的材料;金刚石是天然存在的最硬的物质,可以用来修复瓷器等,故选项解释正确。故选B。
10.D
【详解】
A、闲置的地窖中可能含有大量的不能供给呼吸的二氧化碳,入前可以先做灯火实验以检验二氧化碳含量是否过高,故选项说法正确;
B、蚊虫叮咬后产生蚁酸,需要涂抹碱性物质,所以可以将肥皂水涂抹在蚊虫叮咬处可减轻痛痒,故选项说法正确;
C、黄金经锻打、镂刻制成三星堆黄金面具,只是形状发生改变,没有新物质生成,属于物理变化,故选项说法正确;
D、生铁硬度小易生锈,生活中使用的铁制品大多是铁合金,故选项说法错误;
故选:D
11.A
【详解】
人类每年使用最多的金属是铁(钢铁)。
故选A。
12.C
【详解】
A、铜能导电一一可作电线,正确;
B、稀有气体通电时发出不同颜色的光一一作霓虹灯,正确;
C、氧气具有助燃性但不能燃烧一一不可作燃料,错误;
D、氮气的化学性质稳定一一作保护气,正确;
故选C。
13.B
【详解】
A、玻璃是绝缘体,不符合题意;
B、在一定的温度时,金属钨会升华成钨蒸气,在灯泡内壁凝华为钨,时间久了就会变黑,只是状态发生了改变,没有新物质生成,属于物理变化,符合题意。
C、金属钨的熔点高,能用于制白炽灯的灯丝,不符合题意;
D、把断了的白炽灯灯丝搭接起来时,灯丝的材料、横截面积和温度不变,长度变短,所以灯丝的电阻变小;家庭电路的电压220V不变,由P=可知,重新接入家庭电路中后,灯泡的实际功率变大,不符合题意。
故选B。
14.D
【详解】
A、二氧化碳没有助燃性,CO在二氧化碳中不能被点燃,选项A错误;
B、氧化铜与木炭粉加热时生成氧化铜和二氧化碳,铜不能与木炭粉反应,混合物加入过量的木炭加热,能除去氧化铜,但会引入木炭粉(过量),选项B错误;
C、CO与灼热氧化铜反应生成铜和二氧化碳,会将主要物质除去,不符合除杂原则,选项C错误;
D、锌不能被磁铁吸引,铁能被磁铁吸引,能除去杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则,选项D正确。故选D。
15.B
【详解】
A.石墨能导电,可用作电池的电极,故正确;
B.浓硫酸具有吸水性,可用作干燥剂,故B错误;
C. 铁粉氧化放热,可用于制作“暖宝宝”,故正确;
D. 武德合金熔点低,可用于制作电路保险丝,故正确;
故选B。
16.D
【详解】
A、黄铜能在铜的表面刻划痕迹,说明黄铜的硬度比铜的硬度大,合金要比组成成分金属的硬度大,此选项正确;
B、碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,所以实验现象是试管中黑色粉末变成红色,澄清石灰水变浑浊,碳能使氧化铜还原成铜,说明碳具有还原性,此说法正确;
C、氢气燃烧生成水,所以验证氢气燃烧的产物时,将干燥的烧杯罩在燃烧的氢气火焰上方,如果烧杯内壁有水雾,说明有水生成,此说法正确;
D、化学反应都遵守质量守恒定律,稀盐酸倒入烧杯后,有气体产生,天平失去平衡,是因为气体逸散到空气中去了,所以质量减少,此选项错误。故选D。
17. 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。
18. 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.
19. 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。
20. 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%
21. 钢 生铁 大于 长颈漏斗 集气瓶 B或C D或F Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑ C 【答题空10】67.5%
【详解】
I、世界上最常见、应用很广泛的合金材料是钢和生铁;
II、将镁铝合金与铝片相互刻划,在铝片表面留下了明显划痕,说明镁铝合金的硬度大于铝的硬度;
Ⅲ、(1)仪器a是长颈漏斗;仪器b是集气瓶;
(2)实验室用金属锌与稀硫酸反应制取氢气不需要加热,应该用B或C装置作为发生装置;氢气不溶于水,可以用排水法收集,即用D装置收集,密度比空气小,可以用向下排空气法收集,即用F装置收集;
(3)锌与稀硫酸生成硫酸锌和氢气,化学方程式为:Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑;
IV、(1)A、合金的硬度大于纯金属,所以相互刻划,比较硬度的方法可以区分,正确;B、灼烧时铜能与氧气反应所以灼烧时能变黑色的是假黄金,不变色的是真黄金,正确;C、黄铜和黄金都不会被磁铁吸引,错误;D、金不会与酸反应,而锌能与酸反应生成氢气,所以加酸时能生成气体的是假黄金,没有现象的是真黄金,正确。故选C。
(2)解:设锌的质量为x
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
65 2
x 0.1g
x=3.25g
黄铜样品中铜的质量分数为×100%=67.5%。
答:黄铜样品中铜的质量分数为67.5%。
22. C C -3 0.2 35% 19.6%
【详解】
利用金属导热性是铜火锅;图中所示物质属于非金属单质的化学式是C,其余单质属于金属,设氯化铵中氮元素的化合价是X,则X+(+1)*4+(-1)=0,则X=-3,;根据质量守恒定律知道产生氢气的质量为 =10克+60克-59.8克=0.2克g;设样品中锌的质量为X;所用稀硫酸中溶质的质量为Y,
Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑
65 98 2
X Y 0.2克
列比例式得:65:X=98:Y=2:0.2克
求得X=6.5克 Y=9.8克
样品中铜的质量分数=(10克-6.5克)/10克*100%=35%,
所用稀硫酸中溶质的质量分数=9.8克/50克*100%=19.6%。答案第1页,共2页