3.3.1用途广泛的金属材料基础巩固训练
1．纯铁的熔点为1 535 ℃，而高炉中炼铁时生铁(含碳量较高的铁合金)在1 200 ℃左右就熔化了，这是因为( )
A．铁的纯度越高，熔点越低
B．合金的熔点比其成分物质的熔点高
C．形成了铁碳合金，所以熔点变低
D．在高炉中熔化的过程发生了化学反应
解析：铁合金的熔点比成分金属或非金属的熔点都要低。合金的性质、用途在过去的高考中考得较少。随着教学改革的深入推进，高考命题将趋向于重点考查与生产、生活贴近的知识内容。合金的性能优良、用途广泛，在将来的高考中会重点加以考查，值得同学们认真对待。
答案：C
2．下列说法正确的是( )
A．青铜是我国使用最早的合金，也是目前使用最广泛的合金
B．不管哪种铜合金都含有铜元素，所以它们的性质也和金属铜一样
C．我们日常生活中用到的铜合金制品主要是黄铜制的
D．各种铜合金都有良好的导电、导热性
解析：我们目前使用最广泛的合金是铁合金，A错。合金因其构成元素及配比的不同，性质各异，B错。黄铜的性质使其宜于制造日用品，C对。白铜的导电、导热性很差，D错。
答案：C
3．钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的生物相容性。根据它们的主要性能，下列用途中不符合实际的是( )
A．用于做保险丝
B．用于制造航天飞机
C．用于制造人造骨
D．用于家庭装修，做钛合金装饰门
解析：仔细审题，从字里行间挖掘出对解题有用的信息。由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；由于钛和钛的合金与人体器官具有很好的生物相容性，和人体的组织相容，不引起排异反应，可以用于制造人造骨，C正确；由于其密度小、可塑性好、易于加工，用于家庭装修，做钛合金装饰门，推拉轻便，D正确；只有A错误，由于其熔点高，因此不适合做保险丝。
答案：A
4．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具有金属特征 ⑥铸造性能好
A．①②④ B．①②③④⑤⑥
C．①②⑤ D．②③⑥
答案：C
5．不锈钢餐具光亮如新，长期使用不会生锈，原因是在炼钢过程中加入了下列物质中的( )
A．铬、锰 B．铬、铁 C．铬、镍 D．铬、碳
答案：C
6．合金与纯金属制成的金属材料相比，优点是( )
①合金的硬度一般比它的各成分金属的大；
②一般地，合金的熔点比它的各成分金属的更低；
③改变原料的配比、改变生成合金的条件，可以得到具有不同性能的合金；
④合金比纯金属的导电性能更强；
⑤合金比纯金属的应用范围更广泛
A．①②③⑤ B．②③④
C．①②④ D．①②④⑤
答案：A
7．铁和铁合金是生活中常用的材料，下列说法正确的是( )
A．不锈钢是铁合金，只含金属元素
B．一定条件下，铁粉可与水蒸气反应
C．铁与盐酸反应，铁合金不与盐酸反应
D．在空气中，铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
答案：B
8．将10 g铁碳合金放入氧气中高温灼烧，反应后的气体通入过量石灰水中得到沉淀1.4 g，则此铁碳合金是( )
A．生铁 B．高碳钢
C．中碳钢 D．低碳钢
解析：沉淀为CaCO3,1.4 g为1.4×10－2 mol。根据碳原子守恒，合金中含C也为1.4×10－2 mol。w(C)＝×100%＝1.68%，所以为高碳钢。
答案：B3.3用途广泛的金属材料课时作业
一、选择题(每小题4分，共48分)
1．铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑、装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等，下列与这些用途无关的性质是( )
A．不易生锈 B．导电导热性好
C．密度小 D．强度高
解析：题目中所提到的用途与导电导热性无关。镁铝合金具有性质稳定、质地轻，硬度大等特点，且外观漂亮，适合于作装潢材料，而金属的导电性用于制作电线电缆。
答案：B
2．合金在推动人类文明中起到了重要的作用。下列说法正确的是( )
A．战国时期的青铜器由铜锌合金铸造而成
B．所有合金材料都具有较强的抗腐蚀能力
C．生铁的硬度大于钢的硬度，常用于锻造各种零件
D．改变原料的配比、改变生成合金的条件，可得到有不同性能的合金
解析：铜锌合金是黄铜，青铜一般是铜锡合金，A错误；不锈钢等合金具有较强的抗腐蚀能力，但有些合金的抗腐蚀能力弱，如碳素钢，B错误；生铁硬度大、抗压、性脆，可用于铸造，但不能用于锻造，C错误；合金配比不同其性能不同，D正确。
答案：D
3．现代建筑的门窗框架常用电镀加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下图所示的实验(每一步试剂均过量)，由此可推知，硬铝的组成为( )
样品
A．Al，Cu，Mg，Si B．Al，Mg，Si，Zn
C．Al，Fe，C，Cu D．Al，Si，Zn，Na
解析：根据硬铝样品反应图示，硬铝中存在与稀盐酸反应的成分(Al，Mg)，反应不溶物能与NaOH溶液反应生成H2(Si)，还有不溶物(Cu)。
答案：A
4．某金属与盐酸反应时，生成H2的质量与消耗金属质量的关系如下图所示，此金属可能是( )
A．纯锌 B．纯铁
C．镁铝合金 D．铜铁合金
解析：首先由图可知，消耗金属质量为30 g时，产生氢气的质量为1 g，即0.5 mol。用极值法：假设每一种金属都与酸反应产生0.5 mol H2，然后分别计算出消耗金属的质量。A项需32.5 g，B项需28 g，C项需12～9 g，D项大于28 g。故选D。
答案：D
5．某合金与铁的物理性质的比较如下表所示：
某合金 铁
熔点(℃) 2 500 1 535
密度(g/cm3) 3.00 7.86
硬度(金刚石为10) 7.4 4.5
导电性(银为100) 2.3 17
还知该合金耐腐蚀，从以上性能看，该合金不适合做( )
A．导线 B．门窗框
C．炉具 D．飞机外壳
解析：综合考虑各参数，该合金的密度大、导电性差，不宜做导线。
答案：A
6．钢铁、铝合金、铜合金三种合金具有广泛的用途，下列说法正确的是( )
A．碳钢与生铁的主要成分相同，所以性能相同
B．镁铝合金可用于制造飞机、汽车等部件
C．铜合金具有优良的导电、导热性能，但耐腐蚀能力较差
D．铝铁合金具有很高的熔点，能用于制造火箭外层材料
解析：碳钢和生铁都是铁碳合金，二者含碳量不同，所以性能差异很大，A错误；镁铝合金具有质地轻、硬度大、耐腐蚀等性能，决定了其能用于制造飞机、汽车等部件，B正确；铜是不活泼金属，其合金性质稳定、耐腐蚀能力很强，C错误；一般合金的熔点比成分金属的低，铝铁合金的熔点低于单质铁的熔点，不能用于制造火箭外层材料，D错误。
答案：B
7．世界上一次性建成的最长高速铁路——京沪高铁，计划于2011年6月底通车。列车时速高达380公里，车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金( )
A．比纯铝熔点高
B．具有比较活泼的化学性质
C．各种成分在自然界中含量丰富，容易获取
D．质量轻，强度大，抗腐蚀能力比较强
解析：车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金具有质量轻，强度大，抗腐蚀能力比较强等优点。
答案：D
8．下列有关金属或合金的说法正确的是( )
①合金中至少含两种金属；②合金中的元素以化合物形式存在；③合金中一定含有金属；④黄金具有非常好的延展性，但由于非常稀缺，所以不可能大量应用于产品包装；⑤合金的强度和硬度一般比组成它的纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好；⑥常温下汞是液体，所以汞应该属于非金属。
A．①②③⑤ B．①②④⑥
C．①③④⑤ D．③④⑤
解析：对合金概念的理解，应注意以下几点：合金是金属与金属(或非金属)熔合形成的，所以一定是混合物；合金中至少含有一种金属，同时也可能含有非金属；合金具有金属通性，且合金有许多优良的性能，在某些方面优于纯金属。由于黄金非常稀缺，故不可能大量应用于产品包装；常温下汞虽然为液体，但由于汞的化学性质非常活泼，具有金属的通性，故汞属于金属。
答案：D
9．金属及其制品在腐蚀介质中很容易被腐蚀，其使用寿命大为降低。因此只有对腐蚀介质中的金属及其制品采取防护措施，才能保证金属工艺设备的安全性和工农业生产顺利进行。下列对金属及其制品的防护措施中错误的是( )
A．铁锅用完后，用水刷去其表面的油污，置潮湿处保存
B．通过特殊工艺，增加铝制品表面的氧化膜厚度
C．对于易生锈的铁制品(如防护网)要定期涂刷防护漆
D．把Cr、Ni等金属加入到普通钢里制成不锈钢
解析：本题考查防止或减缓金属材料腐蚀的措施。
答案：A
10．现有一块铝铁合金，欲测定其铝的质量分数，切下Wg合金，溶于盐酸中，再加入过量NaOH溶液，滤出沉淀，将沉淀在空气中充分灼烧，最后得到Wg红棕色粉末。则此合金中铝的质量分数约为( )
A．20% B．30%
C．70% D．80%
解析：铝铁合金的转化，最终以Fe2O3形式存在，即m(Al、Fe)＝m(Fe2O3)。
答案：B
11．某Mg—Al合金，放入足量HCl溶液中，生成H2的体积在标准状况下是2 240 mL；同质量该Mg—Al合金放入足量NaOH溶液中，生成H2的体积在标准状况下是2 016 mL。则合金中Mg、Al质量之比是( )
A．1:1 B．6:1
C．1:6 D．4:27
答案：D
12．燃烧镁和某种金属组成的合金时，所形成氧化物的质量是反应前合金质量的2.3倍，则合金中的一种金属为( )
A．Be B．Li
C．Na D．Al
答案：A
二、非选择题(共52分)
13．(10分)物质的性质决定了物质的用途，下面列出了金属的几种性质：①导热性 ②导电性 ③还原性 ④延展性 ⑤具有金属光泽。请在下面金属用途后的横线上填上金属性质对应的序号。
(1)用铝锭制成包装用的铝箔。________
(2)用铝制成的高压铝锅。________
(3)用铁粉回收照相业废液中的银。________
(4)电信业中大量使用的铜丝、金属电缆。______
答案：(1)④ (2)① (3)③ (4)②
14．(10分)近年来，我国某些地区出现了私自开采黄金的现象。试回答下列问题：
(1)提炼黄金的过程一般要使用化学药品氰化物，其直接后果是( )
①污染水体；②破坏臭氧层；③危害工人的生命与健康；④破坏植被
A．①② B．①②③
C．②④ D．①③④
(2)古代的“药金”外观与金相似，常被误认为金子。它的冶炼方法如下：将ZnCO3、赤铜(Cu2O)、木炭混合加热到800℃，得到金光闪闪的“药金”，则药金的主要成分是________，有关化学方程式为______________________。
(3)用“药金”制成的假金元宝欺骗人的事件屡有发生。下列能区别其真伪的方法是( )
A．测定密度 B．放入硝酸中
C．放入盐酸中 D．观察外表
解析：(1)提炼黄金所使用的氰化物为剧毒物质，危害工人的身体健康，排入环境会污染水体，破坏植被。(2)由题中所给信息可知，发生的反应为ZnCO3的分解，碳还原氧化锌和氧化亚铜，所得“药金”为铜锌合金。(3)利用金的不活泼性和铜锌合金中的锌较为活泼的性质，可用酸对其进行鉴别，能部分溶解的为“药金”， 也可用密度的大小对其进行鉴别。
答案：(1)D (2)铜锌合金 ZnCO3ZnO＋CO2↑，C＋2Cu2O4Cu＋CO2↑，C＋2ZnO2Zn＋CO2↑ (3)ABC
15．(10分)某铝合金中含有元素铝、镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，设计了如下实验，请回答有关问题：
(1)称取样品a g(精确到0.1 g)，称量时通常使用的主要仪器的名称是________。
(2)将样品溶解于足量的稀盐酸，过滤并洗涤滤渣。滤液中主要含有________，滤渣为________，溶解、过滤用到的玻璃仪器是____________________________________。
(3)向滤液中加过量的氢氧化钠溶液，过滤并洗涤滤渣。有关的离子方程式是________________________________________________。
(4)向步骤(3)的滤液中通入足量的二氧化碳气体，过滤并洗涤滤渣。有关的离子方程式是____________________________。
(5)将步骤(4)中所得的滤渣烘干并灼烧至恒重、冷却后称量，其质量为b g。有关反应的化学方程式是________，原样品中铝的质量分数是________。
解析：(1)称取a g样品使用的主要仪器为托盘天平。
(2)合金中Al、Mg可与盐酸反应生成AlCl3、MgCl2和H2，而Cu、Si不溶于盐酸，故样品溶于盐酸后过滤可得Cu、Si，滤液中主要含AlCl3和MgCl2。
(3)向(2)的滤液中加过量NaOH溶液，发生的反应为Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，过滤后滤液中含AlO、OH－。
(4)向含AlO、OH－的滤液中通入足量CO2，发生的反应为OH－＋CO2===HCO、AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，过滤可得Al(OH)3。
(5)所得b g固体为Al2O3，故合金中含Al的质量分数为×100%＝%。
答案：(1)托盘天平 (2)MgCl2、AlCl3 Cu、Si 烧杯、玻璃棒、漏斗
(3)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O
(4)OH－＋CO2===HCO，AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
(5)2Al(OH)3灼烧,Al2O3＋3H2O %
16．(11分)有一镁铝合金共21 g，把其加入到1 L 5 mol/L的盐酸中，共收集到标准状况下的气体22.4 L。
(1)关于合金的下列说法正确的有________。
a．合金只能由两种或两种以上的金属组成
b．合金的硬度一般比其组成成分金属的硬度大
c．镁铝熔成合金的过程是一个化学过程
d．合金的熔点一般比其组成成分的熔点低
e．合金具备金属的特性
(2)该合金中镁铝的质量分别为________、________。
(3)反应中共消耗5 mol/L的盐酸________L。
(4)向反应后的溶液中逐滴加入5 mol/L的NaOH溶液，若要使沉淀恰好达到最大值，需要加入NaOH________L。
(5)再加入NaOH溶液至足量，沉淀减少________g。最后剩余的沉淀是________，其质量是________ g。
答案：(1)bde (2)12 g 9 g (3)0.4 (4)1 (5)26 Mg(OH)2 29
17．(11分)某课外活动小组收集了一种合金进行以下探究(已知铜元素的焰色反应呈绿色)。
(1)外观暗灰色，表皮光滑；
(2)在酒精灯外焰上灼烧，火焰呈绿色，合金片熔化，但不滴落；
(3)取刮去表皮的合金10 g，放入足量的稀硫酸中，收集到标准状况下的H2 8.96 L；
(4)另取刮去表皮的合金10 g，放入足量的NaOH溶液中，也收集到标准状况下的H2 8.96 L。
试据此判断，该合金中一定含有的元素是________(写元素符号)；可能含有的元素是________(填选项编号)。
a．Ag b．Mg
c．Na d．Fe
如果该合金中只含2种元素，则二者的质量比是________。
解析：火焰呈绿色，说明有铜元素。等质量的合金与足量的稀硫酸或NaOH溶液反应放出H2的体积相同，说明一定含有铝，且不能再含有其他的活泼金属Na、Mg、Fe等。另外Na的熔沸点太低，不能与Cu熔合形成合金，则还可能含有不与稀硫酸和NaOH反应的Ag。该合金如果只含2种元素，则为Cu、Al。
2Al ～ 3H2
2 mol 3 mol
＝0.4 mol
m(Al)＝ mol×27 g·mol－1＝7.2 g
m(Cu)＝10 g－7.2 g＝2.8 g
m(Al)?m(Cu)＝7.2?2.8＝18?7
答案：Cu、Al a m(Al)?m(Cu)＝18?7
