【课时培优】浙教版科学九上 2.1金属材料

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九年级上册科学第2章 物质转化与材料利用
第1节 金属材料
一、基础达标
1．中华文明源远流长，文物承载着文明的记忆。浙江省博物馆馆藏的下列文物中主要由金属材料制成的是（　　）
A．河姆渡象牙蝶形器 B．良渚玉琮王
C．春秋伎乐铜屋 D．北宋彩望泥菩萨立像
2．今年5月，某市研发出7μm超薄铜箔，该项技术全国领先。铜能加工成铜箔是利用铜的（　　）
A．导电性 B．延展性 C．可燃性 D．抗腐蚀性
3．小科正通过微信公众号“胜哥课程”观看科学实验视频，只见“胜哥”将纸条分别卷在木棒和铁棒上，加热条（如图），木捧上的纸条立即燃烧，而铁棒上的纸条不会立即燃烧。据此推测木棒和铁棒具有不同的是（　　）
A．密度 B．硬度 C．导热性 D．延展性
4．记忆合金这种神奇材料的出现，使得金属的应用又向前跨进了一步。下列关于记忆合金的叙述，错误的是（　　）
A．记忆合金恢复形状后再次变形，将失去复原能力
B．记忆合金可用于制造卫星天线
C．记忆合金可用于制作镜架
D．记忆合金可应用于牙齿整形
5．创造了10909m深潜新纪录的“奋斗者号”载人潜水器的外壳由钛合金制造。钛合金属于（　　）
A．金属材料 B．无机非金属材料
C．合成材料 D．复合材料
6．无人机的用途越来越广泛，可以用于航拍、喷洒农药等。制作无人机框架宜选用密度小、强度高、硬度大、化学稳定性好的金属材料，下列材料中最适合做无人机框架的是（　　）
A．生铁 B．黄铜 C．铝合金 D．纯铝
7．椒江正全面推进“撤桶并点、两定四分” 模式， 提倡垃圾分类。喝完饮料的铝制易拉罐，应投放到印有以下哪种标志的垃圾桶？（　　）
A． B．C． D．
8．以下四种物品属于垃圾分类中的可回收物，其中主要成分属于金属材料的是（　　）
A．塑料盒 B．一次性纸杯 C．玻璃瓶 D．易拉罐
9．如图为U盘的外观和内部结构示意图。
（1）图中含有的金属材料是　 　（填1种）。
（2）将铜加工成铜箔基板利用的铜的性质是　 　。
10．物质性质决定用途，请把相关性质(①硬度很大；②延展性很好；③导电性好；④导热性好)的序号填入下表，使之与用途相对应。
物质 用途 　
金 拉成金丝 　 　
铝 电线 　 　
铁 铁锅 　 　
金刚石 钻头 　 　
石墨 石墨炸弹(造成电线短路) 　 　
二、巩固提升
11． 《天工开物》中记载“凡黄金…熔化成形之后，往世永无变更”，意思是“黄金一旦熔化成形，永远不会发生变化”。这体现了黄金的
A．延展性 B．稳定性 C．导热性 D．还原性
12．如图是生活中常用来固定房门的“门吸”，它由磁铁和金属块两部分组成．该金属块能被磁铁所吸引，是因为可能含有以下材料中的（　　）
A．银 B．铁 C．铝 D．锌
13．选用金、银、铜等金属来制作钱币，从科学角度分析 ，其主要原因是（　　）
A．硬度大 B．化学性质比较稳定
C．密度大 D．有比较漂亮的色泽
14．下列有关金属及合金的说法中正确的是（　　）
A．合金是由两种或两种以上金属熔合而成的具有金属特性的物质
B．“真金不怕火炼”说明黄金的熔点非常大
C．铝的化学性质很活泼，所以铝质器皿很容易锈蚀
D．在日常生活中，大量使用的常常不是纯金属，而是它们的合金
15．纯钛是银白色的金属，具有如下特性：①钛的密度比钢小，仅为4.54克/厘米，但机械强度可与钢媲美；②钛在常温下，表面易生成一层极薄的致密的氧化物保护膜，可以抵抗强酸强碱的腐蚀，表现出较强的抗腐蚀性；③钛可以和多种金属形成合金，钛加入钢中制得的钛钢坚韧而富有弹性，能抗深层压力；④钛无磁性；⑤钛具有“亲生物”性，一般不会使人体产生不良反应。下列钛的应用中，跟①②⑤三条特性都有关的是（　　）。
A．钛合金制成的飞机比其他金属制成同样重的飞机可多载旅客100多人
B．广泛用于制造医疗用品，如制各种头盖骨、人造关节、骨骼固定夹等
C．制成的潜艇，既能抗海水腐蚀，其下潜深度又能比不锈钢潜艇增加80%
D．外壳用钛制成的潜艇不易被水雷发现，具有很好的反监控作用
16．合金是由金属与其他物质熔合形成的“新型金属”。下列说法正确的是（　　）
A．合金属于纯净物 B．合金中只含金属元素
C．合金的硬度比其成分金属小 D．废旧合金需回收利用
17．将两种或多种金属(或金属与非金属)在同一容器中加热使其熔合，冷凝后得到具有金属特性的熔合物——合金。这是制取合金的常用方法之一。仅根据下表数据判断，适宜采用上述方法制取的合金是（　　）
金属 Na Mg Al Cu Fe
熔点/℃ 97.5 640 660 1083 1535
沸点/℃ 883 1090 2467 2567 2750
A．Fe—Na合金 B．Al—Na合金 C．Mg—Fe合金 D．Cu—Na合金
18．2020年11月10日，我国全海深载人潜水器“奋斗者”号在马里亚纳海沟深度10909米处成功坐底，并进行一系列的深海探测科考活动。如图是研究团队研发的钛合金深海潜水器球舱。以下说法不正确的是（　　）
A． 合金的熔点一般比其纯金属低
B．合金的硬度一般比其纯金属大
C．合金的抗腐蚀性一般比其纯金属强
D．所用的主要材料有钛合金，合金至少含两种金属元素
19．《天工开物》中钢铁冶炼过程有如下记载有关说法正确的是（　　）
A．“垦土拾锭”：铁元素是地壳中含量最高的金属元素
B．“淘洗铁砂”：铁矿石(主要成分方Fe2O3)能溶于水
C．“生熟炼铁”：冶炼铁过程中发生了物理变化
D．“锤锻成钢”：生铁高温打成钢，钢属于合金
20．两包粉末，一包铁粉、一包氧化铜粉末，快速鉴别开的方法是（　　）
A．观察颜色，加以鉴别
B．加水溶解，再鉴别
C．用磁铁吸引，加以鉴别
D．通入氢气后加热，观察加以鉴别
21．金属、金属材料的性质在很大程度上决定了它们的用途．下列相关说法中不正确的是（　　）
A．钛合金与人体具有很好的“相容性”，可以用来制造人造骨骼
B．铁具有良好的导热性，可以用于制造炊具
C．不锈钢抗腐蚀性好，常用于制造医疗器械
D．铅锑合金的熔点较低、电阻率较大，常用于制成发热体
22．锂、钠、钾等金属原子很容易失去电子， 所以常被用作电池材料。从镍氢电池到锂电池， 再到钠电池、钾电池， 科学家在不断提升新能源电池的性能。
（1） 已知锂元素和钠元素的化学性质相似， 锂离子和 离子也可形成相应的化合物， 其化学式为　 　。
（2）研究表明， 半径越大的金属离子越容易在电池正负极之间移动， 充电速度越快。如图是锂、钠、钾三种金属的离子半径大小， 这三种电池容量相同的电池， 充满电的时间最短的是　 　电池。
23．某工业废水含有大量的硫酸亚铁、少量硫酸制和污泥。为了从工业废水中制备硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)并回收铜，“胜哥”设计了如图所示方案，已知硫酸亚铁晶体受热易分解。
（1）步骤②和步骤③加入的药品依次为　 　。
（2）写出步骤④的操作　 　 。
24．我国建设高铁在促进“一带一路”建设中发挥独特的作用．试回答：
（1）铺设火车道轨，一般用的合金钢是　 　 钢材；
（2）连接导线的电刷多采用石墨板，是利用其三个优点是　 　 ；
（3）高铁车体采用大量的铝合金，其应用的重要目的是（答三点）　 　 ，运行时，其能量转化是　 　 ；
（4）乘坐高铁在不超重的前提下，下列哪些物品不能带上列车　　 　 （填序号）
①面粉； ②硝酸钾化肥； ③浓硫酸； ④酒精； ⑤红磷．
25．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。查阅资料可知合金的熔点低于其中任何一种金属的熔点。下表是几种金属熔点的数据。
金属 锡 铅 锑
熔点/℃ 232 327 630
（1）铅锡合金具有导电性，该性质属于合金的　 　性质。
（2）下图表示铅锡合金的熔点随其中一种金属的质量分数变化的图象，则该图中横坐标表示　 　金属的质量分数。
（3）一般家用保险丝大都是用铅(不少于98%)和锑(0.3~1.5%)制成的合金，根据以上信息及生活经验判断该合金的熔点可能为____。
A．20~40℃ B．232~300℃ C．327~600℃ D．630~900℃
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】常见金属与金属的物理性质及用途
【解析】【分析】根据金属材料包括纯金属和合金分析。
【解答】A、 河姆渡象牙蝶形器由天然材料制成，不符合题意；
B、 良渚玉琮王由天然材料制成 ，不符合题意；
C、 春秋伎乐铜屋由金属材料制成，符合题意；
D、 北宋彩望泥菩萨立像由天然材料制成，不符合题意；
故选C。
2．【答案】B
【知识点】常见金属与金属的物理性质及用途
【解析】【分析】根据铜的性质进行分析解答。
【解答】铜具有良好的延展性，在力的作用下可以被压成薄片或被抽成细丝，因此该市今年5月研发出来的7μm超薄铜箔是利用了铜的延展性。
故答案为：B。
3．【答案】C
【知识点】常见金属与金属的物理性质及用途
【解析】【分析】物质在化学变化中表现出来的性质叫化学性质，如可燃性、助燃性、氧化性、还原性、酸碱性、稳定性等；
物质不需要发生化学变化就表现出来的性质，叫物理性质；物理性质经常表现为：颜色、状态、气味、密度、硬度、熔点、沸点、导电性、导热性、溶解性、挥发性、吸附性、延展性等。
【解答】加热纸条（如图），木棒上的纸条立即燃烧，而铁棒上的纸条不会立即燃烧。据此推测木棒和铁棒具有不同的导热性；
故答案为：C。
4．【答案】A
【知识点】合金与合金的性质
【解析】【分析】根据记忆合金的特点分析。
【解答】 记忆合金恢复形状后再次变形，不会失去复原能力 ，A符合题意；
故选A。
5．【答案】A
【知识点】合金与合金的性质
【解析】【分析】根据合金的定义判断。
【解答】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，因此它属于金属材料，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
6．【答案】C
【知识点】合金与合金的性质
【解析】【分析】根据所给各金属材料的性质分析。
【解答】A、生铁的密度大，且强度不高，化学性质稳定不好，不符合题意；
B、黄铜密度大，不符合题意；
C、铝合金密度小、强度高、硬度大、化学稳定性好 ，符合题意；
D、纯铝硬度小，不符合题意；
故选C。
7．【答案】C
【知识点】金属的污染和回收利用
【解析】【分析】根据铝制易拉罐 属于废旧金属材料可回收利用分析。
【解答】 喝完饮料的铝制易拉罐， 属于废旧金属材料，可回收再利用，应投放到可回收物垃圾桶内；
故选C。
8．【答案】D
【知识点】金属的污染和回收利用
【解析】【分析】根据金属和合金属于金属材料分析。
【解答】A、塑料属于有机合成材料，不符合题意；
B、纸杯属于天然纤维，不符合题意；
C、玻璃属于无机非金属材料，不符合题意；
D、易拉罐所用材料属于金属材料，符合题意；
故选D。
9．【答案】（1）铝合金保护套
（2）延展性
【知识点】常见金属与金属的物理性质及用途；合金与合金的性质
【解析】【分析】（1）根据金属材料包括纯金属和合金分析；
（2）根据金属的延展性分析。
【解答】（1）金属材料包括纯金属和合金，图中铝合金保护套属于金属材料；
（2） 将铜加工成铜箔基板利用的铜的延展性；
故答案为：（1）铝合金保护套 ；（2）延展性。
10．【答案】②；③；④；①；③
【知识点】常见金属与金属的物理性质及用途
【解析】【分析】根据所给各物质应用确定相关性质分析。
【解答】金拉成金丝利用其延展性好；铝制电线利用其导电性；铁作铁锅利用导热性；金刚石做钻头利用硬度大；石墨作炸弹造成电线短路利用导电性。
故答案为：②；③；④；①；③。
11．【答案】B
【知识点】常见金属与金属的物理性质及用途
【解析】【分析】根据黄金具有稳定性分析。
【解答】 《天工开物》中记载“凡黄金…熔化成形之后，往世永无变更”，这体现了黄金具有良好的稳定性，
故答案为：B。
12．【答案】B
【知识点】常见金属与金属的物理性质及用途
【解析】【解答】铁、钴、镍等物质容易被磁铁吸引，而银、铝和锌都不会被磁铁吸引，故只有铁符合题意．
故选B．
【分析】磁铁能够吸引铁、钴、镍等物质，不是所有物质都能被吸引．
13．【答案】B
【知识点】常见金属与金属的物理性质及用途
【解析】【分析】根据金属的性质，金、银、铜的化学性质很稳定分析。
【解答】金、银、铜在金属活动性顺序中位于氢后，化学性质很稳定，一般不与其他物质发生化学反应，
故答案为：B。
14．【答案】D
【知识点】常见金属与金属的物理性质及用途；合金与合金的性质
【解析】【分析】合金特点：①与组成合金的纯金属相比，合金的优点一般硬度更大；
②合金的熔点比它的各成分金属的熔点低；
③不同的合金具有不同的性能，改变原料的配比、改变生成合金的条件，得到有不同
性能的合金；
④合金的导电性不一定比纯金属更强，比如铝合金的导电性比纯铝要差；
⑤合金一般比成分金属熔点低，硬度大，具有更好的机械加工性能。
【解答】A.合金是由两种或两种以上的金属或非金属经过混合熔化、冷却凝固后所合成的具有金属特性的物质，A错误；
B.“真金不怕火炼”主要是指黄金化学性质比较稳定，不易氧化变质， B错误；
C. 铝化学性质很活泼，通常铝制品却很耐腐蚀，原因是铝与氧气反应形成致密的氧化铝薄膜，C错误；
D. 在日常生活中，大量使用的常常不是纯金属，而是它们的合金 ，D正确；
故答案为：D。
15．【答案】B
【知识点】常见金属与金属的物理性质及用途；合金与合金的性质
【解析】【分析】根据所给钛合金的性质及各应用的特点分析。
【解答】A、 钛合金制成的飞机比其他金属制成同样重的飞机可多载旅客100多人只与①有关，与 ②⑤无关，不符合题意；
B、 广泛用于制造医疗用品，如制各种头盖骨、人造关节、骨骼固定夹等 ①②⑤ 都有关，符合题意；
C、 制成的潜艇，既能抗海水腐蚀，其下潜深度又能比不锈钢潜艇增加80%与 ①②有关，与⑤无关 ，不符合题意；
D、 外壳用钛制成的潜艇不易被水雷发现，具有很好的反监控作用与 ①②④有关，与 ⑤ 无关 ，不符合题意；
故选B。
16．【答案】D
【知识点】合金与合金的性质
【解析】【分析】根据合金的概念，合金的性质、用途分析。
【解答】A. 合金属于混合物，故错误；
B. 合金中不只含金属元素，可能含有非金属盐酸，故错误；
C. 合金的硬度比其成分金属大，故错误；
D. 废旧合金需回收利用，故正确；
故答案为：D。
17．【答案】B
【知识点】合金与合金的性质
【解析】【分析】组成合金的两种金属，必须保证熔化时二者都是液态才行，即熔点较低的金属的沸点一定要高于另一种金属的熔点。
【解答】 A.铁的熔点高于钠的沸点，故A不合题意；
B.铝的熔点低于钠的沸点，可以熔合，故B符合题意；
C.铁的熔点高于镁的沸点，故C不合题意；
D.铜的熔点高于钠的沸点，故D不合题意。
故选B。
18．【答案】D
【知识点】合金与合金的性质
【解析】【分析】根据合金的定义及特点分析。
【解答】A、合金的熔点一般比纯金属的低，不符合题意；
B、合金的硬度一般比纯金属的大，不符合题意；
C、合金的性能比纯金属的强，抗腐蚀性一般比其纯金属强，不符合题意；
D、合金至少含有一种金属，符合题意；
故选D。
19．【答案】D
【知识点】化学变化与物理变化的判别；元素的种类与分布；合金与合金的性质
【解析】【分析】A、根据 铁元素是地壳中含量居第二位的金属元素分析；
B、根据铁矿石难溶分析；
C、根据有新物质生成的变化为化学变化分析；
D、根据钢为铁合金分析。
【解答】A、 铁元素是地壳中含量居第二位的金属元素 ，不符合题意；
B、 铁矿石(主要成分方Fe2O3)不能溶于水 ，不符合题意；
C、 冶炼铁过程有新物质生成，发生了化学变化 ，不符合题意；
D、 生铁高温除去过多的碳，打成钢，钢属于铁合金 ，符合题意；
故选D。
20．【答案】C
【知识点】常见金属与金属的物理性质及用途
【解析】【解答】A、铁粉和氧化铜都是黑色粉末，观察颜色无法鉴别，故A错误；
B、铁粉和氧化铜都不溶于水，故不能鉴别，故B错误；
C、铁能被磁铁吸引，氧化铜不可以，可以使用磁铁快速鉴别，故C正确；
D、通入氢气后加热氧化铜被还原为铜，铜为紫红色，铁为黑色，能鉴别但不能快速将铁粉和铜粉鉴别出来，故D错误；
故选C．
【分析】根据物质的性质差异进行分析，铁粉和氧化铜都是黑色粉末，铁能被磁铁吸引，氧化铜不可以进行解答．
21．【答案】D
【知识点】常见金属与金属的物理性质及用途；合金与合金的性质
【解析】【解答】A、钛合金与人体有很好的相容性，且性质稳定，抗腐蚀性强，所以可用来制造人造骨骼，故选项Ａ正确；
B、金属具有导热性，可用来制造加热容器，故选项Ｂ正确；
C、不锈钢是一种特殊的合金，由于其抗腐蚀性好，所以可用来制造医疗器械．故选项Ｃ正确；
D、由于其熔点低，不适合制造发热体．故选项Ｄ不正确；
故选D．
【分析】可根据的合金的特性来分析，合金具有高强度、硬度，抗腐蚀性的特点．
22．【答案】（1）LiOH
（2）钾
【知识点】化学式的书写及意义；常见金属与金属的物理性质及用途
【解析】【分析】（1）根据在化合物中元素的正负化合价代数和为零分析。
（2）根据题意可知，半径越大的金属离子越容易在电池正负极之间移动，充电速度越快分析。
【解答】（1）锂离子的化合价是+1，氢氧根离子的化合价是-1，根据在化合物中元素的正负化合价代数和为零可知，锂离子和氢氧根离子形成化合物的化学式为LiOH。
（2）由题意可知，半径越大的金属离子越容易在电池正负极之间移动，充电速度越快，由锂、钠、钾三种金属的离子半径大小，钾离子的半径最大，电池容量相同的这三种电池，满电的时间最短的是钾电池。
23．【答案】（1）Fe、稀硫酸
（2）先将溶液蒸发浓缩、然后冷却结晶、最后过滤可得硫酸亚铁晶体(合理即可)。
【知识点】蒸发操作与粗盐提纯；金属的污染和回收利用
【解析】【分析】过滤可分离不溶性固体与液体，将废水中的污泥和溶液过滤分离，得到溶液1中含有硫酸亚铁和硫酸铜，加入过量的铁置换出铜，溶液2和3中含有硫酸亚铁。
【解答】（1）步骤②要将硫酸铜与硫酸亚铁的混合溶液中回收铜，同时得到硫酸亚铁溶液，只能加入过量的铁置换出硫酸铜溶液中的铜；步骤③加入适量的稀硫酸与过量的铁反应生成硫酸亚铁。
（2）步骤④是蒸发浓缩、降温结晶、过滤得到晶体。
故答案为：（1） Fe、稀硫酸；（2） 先将溶液蒸发浓缩、然后冷却结晶、最后过滤可得硫酸亚铁晶体
24．【答案】（1）锰
（2）具有良好的导电性；耐高温；熔点高等
（3）密度小（轻）、强度大、耐腐蚀；电能转化成机械能
（4）②③④⑤
【知识点】化学反应中能量的变化；合金与合金的性质
【解析】【解答】（1）锰钢的主要成分是铁、锰、碳，其韧性好，硬度大，主要用于钢轨、挖掘机铲斗、坦克装甲、自行车架．故填：锰；
（2）当有轨电车开动时，有轨电车与架空电线的接触点由于高速摩擦，会产生高温，因此接触点上的材料石墨应该具有耐高温、不易氧化、熔点高、能导电等性质．故填：具有良好的导电性；耐高温；熔点高等；
（3）铝合金具有密度小（轻）、强度大、耐腐蚀的特点；动车运行时是电能转化成机械能；故填：密度小（轻）、强度大、耐腐蚀；电能转化成机械能；
（4）乘坐高铁不能携带易燃、易爆物和腐蚀品等危险品，故填：②③④⑤．
【分析】（1）根据不同钢的成分性能及主要用途解答；
（2）物质的性质决定物质的用途，根据题意，用石墨制成的电刷，它是电车与架空电线的接触点，有轨电车与架空电线的接触点由于高速摩擦，会产生高温，据此进行分析解答；
（3）根据铝合金的特点和能量转化形式来分析；
（4）题考查防爆炸的安全知识，由题意：铁路部门规定了严禁携带易燃物、易爆物、腐蚀品和危险品等进站，进行分析判断即可．
25．【答案】（1）物理
（2）锡
（3）B
【知识点】化学性质与物理性质的差别及应用；合金与合金的性质
【解析】【分析】（1）根据物理性质的特点分析。
（2）根据横坐标质量分数为零时熔点要比质量分数为100%时熔点高分析。
（3）根据合金的特性，熔点比它的组成成分熔点要低分析。
【解答】（1）铅锡合金具有导电性，不需要通过化学变化表现出来，属于物理性质。
（2）横坐标质量分数为零时熔点要比质量分数为100%时熔点高，因为铅的熔点比锡的熔点高，所以横坐标表示锡的质量分数。
（3）合金的熔点比它的组成成分熔点要低，铅、锑这两种物质熔点最低的是327℃，最高是630℃，所以保险丝应该选择熔点比327℃低，且必须要高于室温，
故B符合题意。
故答案为：B。
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