1.下列性质不属于金属通性的是( )
A.延展性 B.导电性
C.导热性 D.硬度大
【答案】 D
2.下列关于金属元素特征的叙述正确的是( )
A.金属元素的原子只有还原性,离子只有氧化性
B.金属元素在化合物中一定显正价
C.金属元素在不同化合物中的化合价均不同
D.金属单质在常温下均是固体
【解析】 金属元素原子只能失电子,不能得电子,所以在化合物中只能显正价,处在中间价态的金属离子既有氧化性,也有还原性,如Fe2+;在不同的化合物中,金属元素的化合价可能相同,金属汞常温下是液体。
【答案】 B
3.将表面已完全钝化的铝条插入下列溶液中,不会发生反应的是( )
A.稀硝酸 B.稀盐酸
C.硝酸铜 D.氢氧化钠
【解析】 A项会发生反应:Al2O3+6HNO3===2Al(NO3)3+3H2O;B项会发生反应:Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O;C项与氧化膜不会发生反应;D项会发生反应:2NaOH+Al2O3===2NaAlO2+H2O。
【答案】 C
4.铝硅合金(含Si 13.5%)在凝固时收缩率很小,因而这种合金适合铸造。有下列三种晶体:①铝;②硅;③铝硅合金,它们的熔点从低到高的顺序是( )
A.①③② B.②①③
C.③②① D.③①②
【解析】 合金的熔点低于各成分的熔点,晶体硅的结构类似于金刚石的结构,熔点比铝高。
【答案】 D
5.除去镁粉中的少量的铝,可选用的溶液是( )
A.盐酸 B.硝酸
C.氨水 D.KOH溶液
【解析】 根据物质的性质选择试剂,Mg不与强碱反应,而Al可以溶于强碱。加入KOH溶液后过滤,即可除去Al。
【答案】 D
6.一种新兴的金属由于其熔点高、密度小、可塑性好、耐腐蚀性强,它和它的合金被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备的制造中,这种金属是( )
A.铜 B.钢
C.钛 D.镁
【解析】 钛合金密度小,强度大,是制造火箭、导弹、航天飞机的金属材料。
【答案】 C
7.用于飞机制造业的重要材料是( )
A.Mg、Al合金 B.Cu、Sn合金
C.Al、Si合金 D.不锈钢
【解析】 飞机制造业所用的材料强度越高、密度越小越好。
【答案】 A
8.现代建筑门窗常用古铜色的硬铝制造,取硬铝样品进行如下实验(每一步所加试剂都是过量的):
样品
由此可以推知,下列各组可能是硬铝组成的是 ( )
A.Al、Cu、Mg、Si B.Al、Mg、Si、Zn
C.Al、Fe、C、Cu D.Al、Si、Zn、Na
【解析】 根据选项所列出的物质及实验过程可知,不溶于盐酸和NaOH的物质为Cu或C,不溶于HCl溶液的物质与NaOH溶液反应生成气体的一定是Si,因此硬铝中含有的成分中一定有Si、Cu或Si、C,又知该硬铝显古铜色,所以A项符合。
【答案】 A
9.所谓合金必须是( )
①通过熔合而成;②由两种或两种以上金属或金属与非金属组成;③耐腐蚀;④耐高温;⑤具有金属的特性;⑥铸造性能良好
A.①②④ B.②⑤⑥
C.①②⑤ D.③④⑥
【解析】 合金是由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。合金一般由各组分熔合成均匀的液体,再经冷凝制得。合金的基本元素是金属,故具有金属的特征。不同的合金其性能不相同,用途也不一样。
【答案】 C
10.有关合金的性质叙述不正确的是( )
A.合金的熔点比它的各成分金属的熔点低
B.合金一定是金属熔合而成的
C.合金的硬度和强度一般比组成该合金成分金属高
D.硬铝、黄铜、钢均为合金
【解析】 合金是由两种或两种以上金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。合金一般硬度和强度比成分金属高,熔点比成分金属低。
【答案】 B
11.铝因其优良的性质决定了它具有重要的用途:①制铝箔;②制易拉罐;③制电线电缆;④制牙膏皮;⑤用明矾净水;⑥制炊具;⑦用明矾和小苏打作食物膨化剂;⑧用氢氧化铝制成药片治胃病;⑨制防锈油漆。根据上述铝的用途,回答下列问题:
(1)由铝的良好延展性决定的用途是________。
(2)由铝的良好导电性和导热性决定的用途是________。
(3)由铝及其化合物的化学性质决定的用途是________。
(4)铝在人体内积累可使人慢性中毒,现在将铝“确定为食品污染源之一”而加以控制。铝在上述的用途中需加以控制的是________。
(5)胃溃疡(胃壁溃烂或穿孔)病人的胃酸过多,医生给其服用氢氧化铝乳胶,而不服用碳酸氢钠,其原因是___________________________________。
【答案】 (1)①②④ (2)③⑥ (3)⑤⑦⑧⑨ (4)②④⑤⑥⑦⑧ (5)碳酸氢钠与胃液中的盐酸反应生成二氧化碳气体,会加速胃壁穿孔
12.钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注,常温下钛不和非金属、强酸反应,红热时,却可与常见非金属单质反应,钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。地壳中含钛矿石之一金红石(TiO2)是目前大规模生产钛的主要原料,其方法是:
第一步:将金红石、炭粉混合,在高温条件下通入Cl2得到TiCl4和一种可燃性气体。该反应的化学方程式为________________。该反应的还原剂是________。
第二步:在氩气的气氛中,用过量的镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛。
(1)写出此反应的化学方程式:________________。
(2)如何由上述所得产物中获取金属钛?简述步骤并写出有关反应的化学方程式。
实验步骤:________________________________________________。
化学方程式:______________________________________________。
【解析】 由题意可知可燃性气体为CO,可得方程式TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO,该反应中氧化剂为Cl2,还原剂为C。(1)由题给信息可直接写出。(2)利用钛不与强酸反应,故可知用过量盐酸除去过量的镁而分离出钛。
【答案】 第一步:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO C
第二步:(1)TiCl4+2MgTi+2MgCl2
(2)加入足量的盐酸,除去过量金属镁,过滤,并用蒸馏水洗涤固体即得金属钛 Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
13.某研究性学习小组选用一种硬铝合金(主要含铝,其次是镁、硅、铜)进行实验探究。向1.500 g样品中加入足量盐酸,待反应完毕后,收集到气体1 736 mL(标准状况下)。将反应混合物过滤,向滤液中加入过量NaOH溶液,充分反应后再过滤;向滤液中通入足量CO2,滤出沉淀。将沉淀加热蒸干、灼烧,得白色固体2.550 g。请计算这种硬铝合金中含镁的质量分数。
【解析】 根据题意分析先计算放出H2的总量。由Al2O3的质量可计算出Al的物质的量,从而算出Al与盐酸反应生成H2的量。
再由放出H2的总量计算出Mg与盐酸反应放出H2的量,最后算出Mg的量,即可求出镁的质量分数。
【答案】 n[H2(Mg、Al)]=1.736 L÷22.4 L·mol-1=0.077 5 mol
n[H2(Al)]=(2.550 g÷102 g·mol-1)×3=
0.075 0 mol
n[H2(Mg)]=0.077 5 mol-0.075 0 mol=
0.002 50 mol
w(Mg)=(0.002 5 mol×24 g·mol-1)÷1.500 g=
0.04=4%
1.金属的腐蚀包括两类——电化学腐蚀和化学腐蚀。下列腐蚀属于电化学腐蚀的是( )
A.钢铁与氯气接触生成氯化铁
B.钢铁与河水接触生锈
C.石灰石被酸雨腐蚀
D.铜受热生成黑色氧化铜
【解析】 石灰石被酸雨腐蚀不属于金属的腐蚀,C项首先被排除。A、D两项是金属与氧化剂直接接触而发生的腐蚀,是化学腐蚀,也被排除。钢铁与河水接触生锈发生的是吸氧腐蚀。
【答案】 B
2.下列说法正确的是( )
A.钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀,所以合金都不耐腐蚀
B.原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因,故不能用来减缓金属的腐蚀
C.在我国每年钢铁因腐蚀而报废的数量占钢铁当年产量的40%左右
D.无论哪种类型的腐蚀,其实质都是金属被氧化
【解析】 金属的腐蚀就是金属失电子而被氧化的过程。因此D是正确的。在我国,钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的25%~30%,C项错误。原电池反应既可以加快金属的腐蚀,也可用以防止金属的腐蚀。例如不锈钢、镀锌铁等中的Fe均不易腐蚀,所以A、B是不正确的。
【答案】 D
3.根据钢铁电化学腐蚀原理,判断下列说法错误的是( )
A.铁在发生原电池反应时,化合价由+2价转化为
+3价
B.O2被还原
C.在锈蚀过程有Fe2O3·xH2O生成
D.在腐蚀过程中铁本身也是导线
【解析】 铁在发生原电池反应时,Fe转化为Fe2+。
【答案】 A
4.下列金属制品的镀层破坏后,金属腐蚀速率最快的是( )
A.镀铝塑料
B.食品罐头盒(镀锡)
C.白铁(镀锌)水桶
D.镀银铜质奖章
【解析】 关键是看镀层损坏后,暴露出的金属和镀层能否形成原电池,因发生原电池反应而形成原电池时金属是否是负极。A项,塑料不被腐蚀。B项,Fe为原电池负极,加速Fe的腐蚀。C项,Zn为原电池负极,Fe被保护。D项,Cu为原电池负极,加速了Cu的腐蚀。但由于Fe比Cu更易失电子,所以腐蚀最快的为B选项中的铁。
【答案】 B
5.为研究金属腐蚀的条件和速率,某课外兴趣活动小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在如图所示的三个装置中,再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间,下列对实验结束时现象的描述不正确的是( )
A.实验结束时,装置Ⅰ左侧的液面一定会下降
B.实验结束时,装置Ⅰ左侧的液面比装置Ⅱ的低
C.实验结束时,装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
D.实验结束时, 装置Ⅲ中的铁钉几乎没有被腐蚀
【解析】 先分析U形管中溶液的性质,再结合连接铁钉的金属丝的性质分析可能发生的腐蚀类型。这是一道将原电池原理应用于判断金属腐蚀快慢的题。装置Ⅰ中的铁钉处于盐酸的蒸气中,发生析氢腐蚀,使左侧液面下降;装置Ⅱ中的铁钉同样处于盐酸的蒸气中,所不同的是悬挂铁钉的金属丝由铁丝换成了铜丝,由于Fe比Cu活泼,在这种氛围中构成的原电池会加快铁钉的腐蚀而放出更多的H2,使左侧液面下降更多;装置Ⅲ中虽然悬挂铁钉的还是铜丝,但由于浓硫酸有吸水性、无挥发性,使铁钉处于一种较为干燥的空气中,因而在短时间内几乎没有被腐蚀。
【答案】 B
6.(2013·镇江高二质检)下列措施不是为了金属防腐的是( )
A.铁质自来水管镀锌
B.汽车本身喷涂油漆
C.刀表面烤蓝
D.把普通钢冶炼为锰钢
【解析】 A、B、C都是为了金属防腐,D是为提高钢的耐磨性和韧性。
【答案】 D
7.下列金属防护的方法不正确的是( )
A.对健身器材刷油漆以防锈
B.对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆方法来防锈
C.用牺牲锌块的方法来保护船身
D.自行车的钢圈镀上一层铬防锈
【答案】 B
8.如图液面上浮着一个空心铁球,数天后可观察到的现象是 ( )
①铁球表面出现红棕色锈斑 ②铁球表面出现黑色锈斑 ③量筒内水位下降 ④量筒内水位上升
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
【解析】 量筒中的空气、溶有O2的食盐水和铁碳合金(铁球)组成原电池,发生了吸氧腐蚀,铁球表面出现红棕色(Fe2O3·nH2O)锈斑,因不断消耗O2导致量筒内气体压强小于外界大气压,量筒内水位上升。
【答案】 B
9.(2013·无锡高二检测)下列关于铁制品腐蚀或保护措施的说法中不正确的是( )
A.在如图所示环境中,铁被腐蚀速率: Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ
B.军事演习期间给坦克的履带上刷上油漆以防止生锈
C.在海轮的外壳上常焊有锌块,且定期更新
D.将不锈钢制成刀具和餐具,有的刀具还进行烤蓝处理
【解析】 A项Ⅰ中铁做原电池负极腐蚀速率加快,Ⅱ中铁做原电池正极被保护,腐蚀速率减慢,所以铁被腐蚀速率: Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ;B项军事演习期间给坦克的履带上刷上油漆,油漆会很快脱落起不到保护作用,B项错误;C项锌做负极保护海轮,正确;D项保护措施正确。
【答案】 B
10.将铁棒插入CuSO4溶液中,如图所示。请回答相关问题:
(1)一段时间后,可观察到的实验现象是____________________________,
发生反应的离子方程式是________________。
(2)要使图中的铁棒逐渐溶解而铜不在铁棒上析出,可以设计的实验是________________________。
(3)要使图中的铁棒上逐渐析出铜,而且铁棒不消耗,可以设计的实验是________________________。
【解析】 (2)将(1)中反应在两极上进行,设计成原电池,且另一电极的活泼性比铁差;(3)设计成原电池,铁的活泼性比另一种金属差。
【答案】 (1)铁棒表面有红色固体析出,溶液颜色变浅 Fe+Cu2+===Fe2++Cu (2)找一种比铁不活泼的金属(如Cu)或非金属(如C)与铁棒用导线相连(或直接接触)插入该溶液中构成原电池 (3)找一种比铁活泼的金属(如Al)与铁棒接触(或用导线连接),插入溶液中构成原电池
11.下表列出了防止钢铁生锈的不同方法和相对费用:
方法
保护作用
相对费用
包塑料层
一般
便宜
涂油漆
一般
便宜
镀锡
优良
中等
镀铬
优良
贵
制成不锈钢
优异
很贵
牺牲锌块
优良
中等
假如你是设计师,正计划用钢材建造一座大桥,并研究防止钢铁生锈的方法。已知这座桥要使用许多年,而且建在风景区内,你有三个选择:
①涂上油漆 ②使用镀铬的钢 ③使用不锈钢
请以小组的形式,就以下问题进行讨论,并选出代表在班上交流。
(1)每种方法的优点和缺点是什么?
(2)你优先选择哪种方法?理由是什么?
【答案】 (1)①涂上油漆,优点是相对费用便宜,缺点是保护作用一般,且美观方面差。②使用镀铬的钢,优点是美观好看,保护作用优良,缺点是相对费用贵。③使用不锈钢,优点是美观好看,保护作用优异,但缺点是费用太贵,造价太高,不经济。(答案合理即可) (2)选用方法②。理由如下:①该桥建在风景区内,需美观好看,与风景能够协调。②该桥使用年限较长,风景区内人多,要保证游客安全,因而大桥需坚固耐用,抗腐蚀能力强。③经济上比较合算,尽管初建桥时花费较多,但桥也算是一道风景,有良好的投入才有更高的收入。(答案合理即可)
12.日常生产、生活用到许多金属制品,从实用美观的角度考虑选择下列合适的金属材料或保护(防腐蚀)方法,将序号填入下表相应空格中。
①不锈钢 ②白铁(镀锌铁皮) ③铝合金 ④镀铬铁管 ⑤涂漆 ⑥镶嵌锌块 ⑦与直流电源负极相连(阴极保护法)
用途
选用材料或保护方法
菜刀
楼梯扶手或阳台护栏
水桶
航海轮船
水闸
吊车塔架
房门窗框
【解析】 解答本题除理论联系实际外,还要结合日常观察,综合分析得出结论。菜刀接触潮湿机会较多,且要求机械强度大,清洁卫生等,故选不锈钢;楼梯扶手、护栏等要求安全美观,故选镀铬铁管;水桶处于潮湿环境,且摩擦碰撞较多,故选镀锌铁皮;航海轮船则采用镶嵌锌块法保护,效果良好;水闸位置固定宜采用牺牲阳极的阴极保护法;吊车塔架只求坚固防锈且经济,故涂漆保护就可以了,房门窗框从轻便美观考虑,可选用铝合金材料。
【答案】 ① ④ ② ⑥ ⑦ ⑤ ③
13.(2013·衡水高二质检)某研究小组对铁生锈进行研究。
(1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如图),探究铁生锈的条件。经过较长时间后,甲同学观察到的现象是:A中铁钉生锈;B中铁钉不生锈;C中铁钉不生锈。
①通过上述实验现象分析,可得出铁生锈的外部条件是
________________________________________________________。
②由于与金属接触的介质不同,金属腐蚀分成不同类型,本实验中铁生锈属于______________________,正极电极反应式为_______________________。
③实验B所用的水要经过________处理;植物油的作用是_____________。
④实验C中碱石灰的作用是______________________________________。
(2)乙同学为了达到同样目的,设计了实验D(如图),发现一段时间后,试管中的液面升高,其原因是__________________,该实验________(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。
【解析】 铁内部一般含有碳,是铁发生电化学腐蚀时的两个电极,如果再有电解质溶液和氧气即可发生腐蚀;A中的铁钉发生的是吸氧腐蚀,所以电极上反应的物质是氧气得到电子;水中往往溶有一定量的氧气,所以做实验前要先将水煮沸。
【答案】 (1)①有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)
②吸氧腐蚀 O2+4e-+2H2O===4OH- ③煮沸(或“除去氧气”) 隔绝空气(或“防止氧气与铁接触”)
④吸收水蒸气(或“干燥”、“保持试管内干燥环境”)
(2)铁的腐蚀要吸收O2,使气体体积减小 不能