第三章第二节 金属材料 第一课时 合金 课后巩固训练（含合格过关练+素养培优练 解析版）

第二节　金属材料 第一课时　合金 课后巩固训练
1.2022年世界冬奥会和冬残奥会在北京和张家口举行，其中短道速滑项目队员所穿的速滑冰刀可用不锈钢制成。下列叙述错误的是(　　)
A.不锈钢是最常见的一种合金钢
B.不锈钢中常添加镍(Ni)和铬(Cr)元素，从而使其具有特殊性能
C.不锈钢中只含有金属元素，不含有非金属元素
D.不锈钢是通过增加原子层之间的相对滑动难度，导致合金的硬度变大
2.下列说法错误的是(　　)
A.铁易生锈，而铝在空气中较稳定，所以铁比铝活泼
B.可用铝壶烧开水，不可用其长期存放食醋、碱水
C.氧化铝是一种较好的耐火材料，但不可用氧化铝坩埚熔化NaOH
D.NaHCO3能中和胃酸，可用于制胃药
3.下列不属于新型合金材料的是(　　)
A.储氢合金 B.形状记忆合金
C.不锈钢 D.镍钴耐热合金
4.合金有许多特点，如Na－K合金为液体，而Na和K的单质均为固体。据此，试推测生铁、纯铁、碳三种物质中，熔点最低的是(　　)
A.纯铁 B.生铁
C.碳 D.无法确定
5.金属材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥了巨大作用，金属材料包括纯金属和它们的合金。下列关于纯金属和它们的合金的描述正确的是(　　)
A.铁的化学性质较活泼，在自然界中只能以化合态存在
B.常见的一些合金的硬度比其成分金属的大，是因为合金中原子的排列比纯金属中更规整
C.储氢合金是一类能够大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物的材料
D.不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金元素主要是铅(Pd)和锡(Sn)
6.下列有关金属的用途与相应性质不对应的是(　　)
A.用金做饰物是因为金的化学性质稳定、不褪色
B.用钨做白炽灯灯丝是因为其熔点高、导电性好
C.用镁合金做汽车部件是因为镁的密度小，化学性质活泼
D.用铝做包装用的铝箔是因为其延展性好，表面有钝化膜
7.下列物质中，既溶于氢氧化钠溶液，又溶于盐酸的化合物是(　　)
A.铝 B.镁
C.氧化镁 D.氧化铝
8.用铝制易拉罐收集满CO2后快速加入过量浓NaOH溶液，并立即把口封闭。结果发现易拉罐“咔咔”作响，并变瘪了，过一段时间后，易拉罐又鼓起来了。下列说法正确的是(　　)
A.使易拉罐变瘪的反应是CO2＋OH－===HCO
B.使易拉罐又鼓起来的反应是2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
C.若将CO2换为NH3，浓NaOH溶液换为水，则易拉罐也会出现先瘪后鼓的现象
D.反应结束后，易拉罐内溶液中的溶质只有NaAlO2
9.碲锌镉(Te－Zn－Cd)晶体可以用于制造红外探测器的基础材料，下列有关它的叙述中错误的是(　　)
A.它是由Te、Zn、Cd按一定比例熔合而成的，无固定的熔、沸点
B.它易导电、导热，具有延展性
C.它的熔、沸点比Zn的低
D.它的硬度和强度比Cd的大
10.下列关于铝锂合金和铝镁合金的说法正确的是(　　)
A.铝锂合金是铝与锂形成的新型化合物
B.铝锂合金的硬度比铝大，熔、沸点比铝高
C.铝镁合金不能全部溶解于稀盐酸中
D.铝镁合金焊接前用NaOH溶液处理氧化铝薄膜
11.合金是两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
(1)下列物质不属于合金的是________(填字母，下同)。
A.明矾 B.硬铝
C.生铁 D.青铜
(2)根据下表中四种金属的熔、沸点：
金 属 Na Cu Al Fe
熔点/℃ 97.8 1 083 660 1 535
沸点/℃ 883 2 567 2 467 2 750
其中不能形成合金的是________。
①Cu与Na　②Fe与Cu　③Fe与Na
④Al与Na
A.①② B.①③
C.①④ D.②④
(3)镁铝合金与盐酸完全反应后，加入过量的氢氧化钠溶液，最后的结果是________(填字母)。
A.没有沉淀物生成
B.只有氢氧化铝沉淀生成
C.只有氢氧化镁沉淀生成
D.有氢氧化铝和氢氧化镁沉淀生成
12.(2021·贵州瓮安二中高一月考)明矾晶体[KAl(SO4)2·12H2O]在生产、生活中有广泛用途，如饮用水的净化、造纸工业的施胶剂、食品工业的发酵剂等。利用炼铝厂的废料——铝灰(含Al、Al2O3及少量SiO2和FeO·xFe2O3)可制备明矾，工艺流程如图：
回答下列问题：
(1)“滤渣①”的主要成分是________(填化学式)。
(2)加入稀硫酸酸化后，再经“一系列操作”可得到明矾晶体[KAl(SO4)2·12H2O]，则“一系列操作”是________、________、________、洗涤、干燥。
(3)流程中加入H2O2的作用是___________________________________，
写出反应的离子方程式：______________________________________
___________________________________________________________。
(4)若将铝灰投入过量的氢氧化钠溶液中，所得溶液的溶质除NaOH和NaAlO2外，还含有________(填化学式)。写出生成气体的该反应的化学方程式：___________________________________________________________
___________________________________________________________。
13.根据表中提供的数据，判断可以形成合金的是(　　)
金属或非金属 钠 铝 铁 硅 硫
熔点/℃ 97.8 660.4 1 535 1 410 112.8
沸点/℃ 883 2 467 2 750 2 353 444.6
A.铝与硅 B.铝与硫
C.钠与硫 D.钠与硅
14.现有铝、铁组成的混合物，分为等质量的两份，分别投入足量的稀盐酸和稀氢氧化钠溶液中，放出氢气的体积比为2∶1(相同条件下)。则该混合物中铝和铁的关系正确的是(　　)
A.物质的量之比为1∶1
B.物质的量之比为2∶3
C.质量之比为27∶28
D.条件不足，无法计算
15.已知某合金的粉末中，含有铁、铝中的一种或者两种，所含金属的量都在5%以上。请设计合理的实验来探究该混合金属粉末中铁、铝元素的存在。
仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙；
1 mol·L－1硫酸、2 mol·L－1的硝酸、2 mol·L－1 NaOH溶液、20%KSCN溶液。
[已知：稀硝酸有强氧化性，能将Fe2＋氧化成Fe3＋]
完成以下实验探究过程：
(1)提出假设
假设1：该合金粉末中可能含有________元素；
假设2：该合金粉末中可能含有________元素；
假设3：该合金粉末中含有Fe、Al元素。
(2)设计实验方案
基于假设3，设计出实验方案。
(3)实验过程
根据(2)的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论。
[提示]　Ⅰ.注意前后内容对应；
Ⅱ.注意文字简洁。
编号 实验操作 预期现象与结论
① 用药匙取少许样品，加入试管A中，再用滴管取过量NaOH溶液并滴加到试管A中，充分反应后，静置，弃去上层清液，剩余固体备用
② 往试管A的剩余固体中加过量稀硫酸，充分反应后，静置；取上层清液于试管B中，加入少许稀硝酸，再滴加KSCN溶液
(4)实验①中反应的离子方程式__________________________________
___________________________________________________________，
实验②中Fe3＋与SCN－反应的离子方程式
___________________________________________________________。
第二节　金属材料 第一课时　合金 课后巩固训练
1.2022年世界冬奥会和冬残奥会在北京和张家口举行，其中短道速滑项目队员所穿的速滑冰刀可用不锈钢制成。下列叙述错误的是(　　)
A.不锈钢是最常见的一种合金钢
B.不锈钢中常添加镍(Ni)和铬(Cr)元素，从而使其具有特殊性能
C.不锈钢中只含有金属元素，不含有非金属元素
D.不锈钢是通过增加原子层之间的相对滑动难度，导致合金的硬度变大
答案　C
解析　不锈钢属于合金，是铁、铬、镍熔合而成具有金属特性的合金，故A正确；不锈钢中常添加镍(Ni)和铬(Cr)元素，使其具有抗腐蚀的性能，故B正确；钢是铁和碳的合金，不锈钢中含有金属元素，还含有非金属元素碳，故C错误；合金的硬度大于纯金属的硬度，不锈钢是通过增加原子层之间的相对滑动难度，导致合金的硬度变大，故D正确。
2.下列说法错误的是(　　)
A.铁易生锈，而铝在空气中较稳定，所以铁比铝活泼
B.可用铝壶烧开水，不可用其长期存放食醋、碱水
C.氧化铝是一种较好的耐火材料，但不可用氧化铝坩埚熔化NaOH
D.NaHCO3能中和胃酸，可用于制胃药
答案　A
解析　铝在空气中稳定存在是由于其表面生成的氧化膜抗腐蚀能力比较强，起到了保护内部金属的作用。
3.下列不属于新型合金材料的是(　　)
A.储氢合金 B.形状记忆合金
C.不锈钢 D.镍钴耐热合金
答案　C
4.合金有许多特点，如Na－K合金为液体，而Na和K的单质均为固体。据此，试推测生铁、纯铁、碳三种物质中，熔点最低的是(　　)
A.纯铁 B.生铁
C.碳 D.无法确定
答案　B
解析　合金的硬度一般比其成分金属的大，多数合金的熔点比其成分金属的低。生铁是铁碳合金，其熔点要低于纯铁和碳。
5.金属材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥了巨大作用，金属材料包括纯金属和它们的合金。下列关于纯金属和它们的合金的描述正确的是(　　)
A.铁的化学性质较活泼，在自然界中只能以化合态存在
B.常见的一些合金的硬度比其成分金属的大，是因为合金中原子的排列比纯金属中更规整
C.储氢合金是一类能够大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物的材料
D.不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金元素主要是铅(Pd)和锡(Sn)
答案　C
解析　自然界中，有的陨石中含有铁单质，则铁在自然界中能以单质和化合态存在，故A错误；纯金属的原子排列比合金规整，合金中原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度大，故B错误；某些合金能够大量吸收氢气，并与H2结合成金属氢化物的材料，这类金属材料属于储氢合金，故C正确；不锈钢的主要元素是铁，另外含有少量的铬和镍等元素，故D错误。
6.下列有关金属的用途与相应性质不对应的是(　　)
A.用金做饰物是因为金的化学性质稳定、不褪色
B.用钨做白炽灯灯丝是因为其熔点高、导电性好
C.用镁合金做汽车部件是因为镁的密度小，化学性质活泼
D.用铝做包装用的铝箔是因为其延展性好，表面有钝化膜
答案　C
解析　用金做饰物是因为金化学性质稳定，不褪色，A正确；钨熔点高、导电性好，所以用作灯丝，B正确；用镁合金做汽车部件是因为合金的密度小，强度高，与镁的化学性质活泼没有关系，C错误；用铝做包装用的铝箔是因为其延展性好，且铝表面易被氧化为一层致密的钝化膜，D正确。
7.下列物质中，既溶于氢氧化钠溶液，又溶于盐酸的化合物是(　　)
A.铝 B.镁
C.氧化镁 D.氧化铝
答案　D
解析　铝、氧化铝既能溶于氢氧化钠溶液，又能溶于盐酸，但铝是单质，不是化合物。
8.用铝制易拉罐收集满CO2后快速加入过量浓NaOH溶液，并立即把口封闭。结果发现易拉罐“咔咔”作响，并变瘪了，过一段时间后，易拉罐又鼓起来了。下列说法正确的是(　　)
A.使易拉罐变瘪的反应是CO2＋OH－===HCO
B.使易拉罐又鼓起来的反应是2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
C.若将CO2换为NH3，浓NaOH溶液换为水，则易拉罐也会出现先瘪后鼓的现象
D.反应结束后，易拉罐内溶液中的溶质只有NaAlO2
答案　B
解析　题述过程中发生的主要化学反应为CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。由于氢氧化钠溶液过量，故使易拉罐变瘪的反应是CO2＋2OH－===CO＋H2O，A项错误。使易拉罐又鼓起来的反应是2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，B项正确；若将CO2换为NH3，浓NaOH溶液换为水，则易拉罐也会变瘪，但不会再鼓起来，C项错误。反应结束后的溶液中含有NaAlO2、Na2CO3，D项错误。
9.碲锌镉(Te－Zn－Cd)晶体可以用于制造红外探测器的基础材料，下列有关它的叙述中错误的是(　　)
A.它是由Te、Zn、Cd按一定比例熔合而成的，无固定的熔、沸点
B.它易导电、导热，具有延展性
C.它的熔、沸点比Zn的低
D.它的硬度和强度比Cd的大
答案　A
解析　碲锌镉晶体是由Te、Zn、Cd按一定比例熔合而成的具有金属特性的合金，只要比例确定，其组成就固定，因而有固定的熔、沸点；合金一般具有比成分金属低的熔、沸点，高的硬度和强度。
10.下列关于铝锂合金和铝镁合金的说法正确的是(　　)
A.铝锂合金是铝与锂形成的新型化合物
B.铝锂合金的硬度比铝大，熔、沸点比铝高
C.铝镁合金不能全部溶解于稀盐酸中
D.铝镁合金焊接前用NaOH溶液处理氧化铝薄膜
答案　D
解析　铝锂合金是铝与锂在高温下熔合而形成的一种混合物，并未发生化学反应，不是化合物，A错误。铝锂合金的硬度比铝大，但其熔、沸点比组分金属铝的低，B错误。铝镁合金中Mg、Al都能与稀盐酸反应，故能全部溶解于稀盐酸中，C错误。Al2O3是两性氧化物，可与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2O，故铝镁合金焊接前用NaOH溶液处理氧化铝薄膜，D正确。
11.合金是两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
(1)下列物质不属于合金的是________(填字母，下同)。
A.明矾 B.硬铝
C.生铁 D.青铜
(2)根据下表中四种金属的熔、沸点：
金 属 Na Cu Al Fe
熔点/℃ 97.8 1 083 660 1 535
沸点/℃ 883 2 567 2 467 2 750
其中不能形成合金的是________。
①Cu与Na　②Fe与Cu　③Fe与Na
④Al与Na
A.①② B.①③
C.①④ D.②④
(3)镁铝合金与盐酸完全反应后，加入过量的氢氧化钠溶液，最后的结果是________(填字母)。
A.没有沉淀物生成
B.只有氢氧化铝沉淀生成
C.只有氢氧化镁沉淀生成
D.有氢氧化铝和氢氧化镁沉淀生成
答案　(1)A　(2)B　(3)C
解析　(1)A属于化合物；硬铝中含铝、铜、镁等，生铁中主要含铁、碳，青铜中含有铜、锡等，它们都属于合金。(2)当一种金属的熔点超过另一种金属的沸点时，它们就不可能熔合在一起而形成合金。(3)Mg、Al都与盐酸反应，Mg(OH)2不溶于NaOH溶液；而Al(OH)3溶于NaOH溶液生成NaAlO2和H2O。
12.(2021·贵州瓮安二中高一月考)明矾晶体[KAl(SO4)2·12H2O]在生产、生活中有广泛用途，如饮用水的净化、造纸工业的施胶剂、食品工业的发酵剂等。利用炼铝厂的废料——铝灰(含Al、Al2O3及少量SiO2和FeO·xFe2O3)可制备明矾，工艺流程如图：
回答下列问题：
(1)“滤渣①”的主要成分是________(填化学式)。
(2)加入稀硫酸酸化后，再经“一系列操作”可得到明矾晶体[KAl(SO4)2·12H2O]，则“一系列操作”是________、________、________、洗涤、干燥。
(3)流程中加入H2O2的作用是___________________________________，
写出反应的离子方程式：______________________________________
___________________________________________________________。
(4)若将铝灰投入过量的氢氧化钠溶液中，所得溶液的溶质除NaOH和NaAlO2外，还含有________(填化学式)。写出生成气体的该反应的化学方程式：___________________________________________________________
___________________________________________________________。
答案　(1)SiO2　(2)蒸发浓缩　冷却结晶　过滤　(3)将Fe2＋氧化为Fe3＋　2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(4)Na2SiO3　2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
解析　(1)二氧化硅不溶于稀硫酸，可知“滤渣①”的主要成分是SiO2。(2)加入稀硫酸酸化后，再经“一系列操作”可得到明矾晶体[KAl(SO4)2·12H2O]，由于明矾来自于无色滤液B，滤液主要是硫酸铝溶液，加入硫酸钾和稀硫酸酸化蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤得到硫酸铝钾晶体，则“一系列操作”是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。(3)溶液中含有亚铁离子，由于氢氧化铁更难溶，则流程中加入H2O2的作用是将Fe2＋氧化为Fe3＋，该反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。(4)若将铝灰投入过量的氢氧化钠溶液中，由于二氧化硅能溶于氢氧化钠溶液中，因此所得溶液的溶质除NaOH和NaAlO2外，还含有Na2SiO3。生成的气体是氢气，该反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。
13.根据表中提供的数据，判断可以形成合金的是(　　)
金属或非金属 钠 铝 铁 硅 硫
熔点/℃ 97.8 660.4 1 535 1 410 112.8
沸点/℃ 883 2 467 2 750 2 353 444.6
A.铝与硅 B.铝与硫
C.钠与硫 D.钠与硅
答案　A
解析　合金是不同种金属或金属与非金属在熔化状态下形成的一种熔合物，即两种物质都成为液态时进行熔合；硅的熔点低于铝的沸点，两种金属能够形成合金，故A正确；铝的熔点高于硫的沸点，两种物质不能够形成合金，故B错误；虽然硫的熔点低于钠的沸点，但钠和硫能化合形成化合物，故C不正确；硅的熔点大于钠的沸点，硅熔融后钠变化为气体，两种物质不能够形成合金，故D错误。
14.现有铝、铁组成的混合物，分为等质量的两份，分别投入足量的稀盐酸和稀氢氧化钠溶液中，放出氢气的体积比为2∶1(相同条件下)。则该混合物中铝和铁的关系正确的是(　　)
A.物质的量之比为1∶1
B.物质的量之比为2∶3
C.质量之比为27∶28
D.条件不足，无法计算
答案　B
解析　根据题意，可以判断出铝与NaOH溶液(或稀盐酸)反应产生的氢气体积和铁与稀盐酸反应产生的氢气体积相等，由关系式2Al～3H2、Fe～H2，可知n(Al)∶n(Fe)＝2∶3，m(Al)∶m(Fe)＝(27×2)∶(56×3)＝9∶28。
15.已知某合金的粉末中，含有铁、铝中的一种或者两种，所含金属的量都在5%以上。请设计合理的实验来探究该混合金属粉末中铁、铝元素的存在。
仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙；
1 mol·L－1硫酸、2 mol·L－1的硝酸、2 mol·L－1 NaOH溶液、20%KSCN溶液。
[已知：稀硝酸有强氧化性，能将Fe2＋氧化成Fe3＋]
完成以下实验探究过程：
(1)提出假设
假设1：该合金粉末中可能含有________元素；
假设2：该合金粉末中可能含有________元素；
假设3：该合金粉末中含有Fe、Al元素。
(2)设计实验方案
基于假设3，设计出实验方案。
(3)实验过程
根据(2)的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论。
[提示]　Ⅰ.注意前后内容对应；
Ⅱ.注意文字简洁。
编号 实验操作 预期现象与结论
① 用药匙取少许样品，加入试管A中，再用滴管取过量NaOH溶液并滴加到试管A中，充分反应后，静置，弃去上层清液，剩余固体备用
② 往试管A的剩余固体中加过量稀硫酸，充分反应后，静置；取上层清液于试管B中，加入少许稀硝酸，再滴加KSCN溶液
(4)实验①中反应的离子方程式__________________________________
___________________________________________________________，
实验②中Fe3＋与SCN－反应的离子方程式
___________________________________________________________。
答案　(1)Al　Fe(答案的顺序可交换)
(3)
编号 实验操作 预期现象与结论
① 样品部分溶解，并有气体放出证明合金中一定含铝
② 固体溶解，并有气体放出，溶液呈浅绿色；加KSCN溶液后显红色，合金中一定含铁
(4)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑　Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
解析　(3)检验合金中含有铝、铁，可根据Al溶于NaOH溶液，而Fe不溶解，将合金溶解于足量NaOH溶液，过滤，向滤出的固体上加足量的稀硫酸，Fe溶解生成Fe2＋，因稀硝酸有强氧化性，能将Fe2＋氧化成Fe3＋，故向溶液中加稀硝酸，再加入KSCN溶液检验Fe3＋。