8.1金属材料随堂同步练习 （含解析）人教版（2024）化学九年级下册

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8.1金属材料
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列物质的性质和用途具有对应关系且符合客观事实的是
A．水能降低物质的着火点，常用来灭火
B．武德合金熔点低且导电性好，可用作保险丝
C．氮气化学性质稳定，可用于冷冻麻醉条件下做手术
D．CO具有可燃性，可用于冶炼金属
2．下列对有关事实的解释中，错误的是
A．水和过氧氢的化学性质不同 氧原子个数不同
B．硫和磷的元素种类不同 质子数不同
C．生铁和钢的性能不同 含碳量不同
D．夏季在校回里闻到阵阵花香 分子在不断地运动
3．下列物质的用途既体现物质的化学性质又体现物质的物理性质的是
A．焊锡用于焊接金属 B．干冰用于人工降雨
C．二氧化碳用于灭火 D．氮气用于磁悬浮列车
4．下列物质的性质和用途对应关系正确的是
A．氧气支持燃烧，用作燃料
B．氢气具有可燃性，用于填充气球
C．干冰升华吸热，用作制冷剂
D．铜具有导热性，用于制作导线
5．白炽灯泡的结构如图，通电后钨丝在高温下发光。生产时灯泡内可能会混入少量氧气。下列说法正确的是
A．钨丝的熔点低
B．两侧的金属丝不导电
C．灯泡内填充氮气是因为其化学性质活泼
D．白炽灯工作时，红磷能消耗残留氧气
6．钛被誉为“太空金属”，冶炼钛的其中一步反应为：2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO，下列表述正确的是
A．2个氯原子：Cl2 B．FeCl3的名称：氯化铁
C．钛合金属于复合材料 D．钛酸亚铁中钛元素的化合价：
7．载人潜水器“蛟龙号”的外壳采用钛合金制造。钛合金属于
A．金属材料 B．合成材料 C．无机非金属材料 D．天然纤维
8．物质的性质决定用途。下列关于物质的性质与用途对应不正确的是
A．金属铜具有导电性，可用作导线
B．油罐着火时用水喷淋的目的是降低油的着火点
C．水变成水蒸气时体积变大，是因为受热时水分子之间的间隙变大
D．活性炭具有疏松多孔的结构，吸附性强，可用做冰箱除味剂
9．下列有关合金的说法正确的是
A．合金中至少含有两种金属
B．氧化铜属于合金
C．钢铁是使用最多的合金材料
D．合金比组成它的金属硬度更大、熔点更高
10．通常用作飞机外壳的合金材料是
A．生铁 B．硬铝 C．黄铜 D．碳素钢
二、非选择题
11．唐代陆羽《茶经》记载：“风炉以铜铁铸之……底一窗以为通飚漏烬之所”……“风能兴火，火能熟水。漉水囊”……“其格以生铜铸之”。“其水，用山水上，江水中，井水下”。
(1)“风炉以铜铁铸之”是因为金属（铜铁）具有 性。
(2)“隨”（即风）提供燃烧所需的 。
(3)“火能熟水”说明燃烧 （填“吸收”或“放出”）热量。
(4)“漉水囊”可将茶叶与茶水分离，类似于基本实验操作中的 。
(5)茶香四溢，从分子角度解释其原因是 。
(6)山泉水为硬水，生活中可通过 将硬水转化为软水。
12．铝是目前世界上使用量居第二位的金属。
(1)认识铝：从宏观看，铝由 组成；从微观看，铝由 构成。
(2)生活中：常用铝制导线，是利用了铝的延展性和 性。
13．人类文明进步与金属材料的发展关系十分密切，金属在生活和生产中有着非常广泛的应用。请回答下列问题。
(1)根据如图的金属应用实例推断，金属具有的物理性质有 （答一点）。
(2)厨房中的下列物品所使用的主要材料属于有机合成材料的是 。日常生活中多用合金的原因 （答一点）。
14．曲酿酒术是中国古代科学技术的一大发明。明朝李时珍在《本草纲目》里记载：“烧酒非古法也，自元始创。其法用浓酒和糟入甑，蒸令气上，用器承取滴露……其清如水，味极浓烈，盖酒露也。”
(1)粮食酿酒属于 （填“物理变化”或“化学变化”）。
(2)“其清如水，味极浓烈”从分子角度解释能闻到酒的浓烈香味的原因是 。
(3)酒中主要成分酒精（），酒精分子由 个原子构成；酒精中碳元素与氢元素的质量比是 。
(4)“用浓酒和糟入甑，蒸令气上，用器承取滴露”，这种制“酒”的操作方法是 （填“蒸发”或“蒸馏”）。
(5)铁锅用作炊具是利用了铁的 性。
15．我们知道，物质的结构决定性质，性质决定用途，用途体现性质，请据此填空：
(1)因为木炭和活性炭具有疏松多孔的结构，所以具有 性；
(2)因为石墨具有 性，所以能做电极、电刷；
(3)因为金属钨的 高，所以用作电灯泡的灯丝。
16．金属钛(Ti)是航空、军工电力等方面的必需材料，具有奇特的性能，被誉为“未来金属”。如图是以金红石(主要成分TiO2)为原料制备金属钛的工业流程，请回答：
(1)金红石属于 (选填“纯净物”或“混合物”)。
(2)电解槽中发生反应的化学方程式为 。
(3)氯化炉中反应的化学方程式为，X的化学式为 ，氯元素的化合价 (选填“升高”“降低”或“不变”)。
(4)还原炉中发生置换反应，条件是高温和氩气氛围，反应的化学方程式为 ，氩气的作用是 。
17．从1992年9月21日开始，中国载人航天工程沿着“三步走”的战略规划朝着更深远的星辰大海阔步前行，中国航天事业正在为人类和平利用太空，拓展人类文明边界不断作出更新、更大的贡献。结合相关信息，完成下列小题的问题。
(1)图1是长征二号F运载火箭。长征系列运载火箭的发动机壳体、燃料泵叶轮等关键部件多采用钛合金(主要成分是钛，还含有铝和锡等金属)，该金属材料能够更好适应燃烧环境下火箭结构的完整性，由此推测钛合金具有的一条性质是 ，钛合金所属的物质类别是 。钛的元素符号Ti可表示的微观意义是 。
(2)图2是天宫一号。在天宫一号的资源舱中，动力主要由推进系统通过燃烧推进剂产生推力，该过程属于 变化；在天宫一号实验舱中的生活区为航天员提供了 等必要的生活保障设施。
(3)图3是天和核心舱内。天和核心舱环控生保系统保障航天员长期驻留空间站。“氧再生组件”将水在通电的条件下生成氢气和氧气，该反应的基本类型是 ，舱内氧气的体积分数约为 %。“二氧化碳去除系统”可将产生的氢气与人呼出的二氧化碳反应生成水和燃料，该技术的优点在于 。
(4)能源、资源、材料等航天工程的发展与化学学科密切相关。航天技术也在不断探索环境友好发展新技术。液体燃料火箭采用液氢(H2)作为燃料，具有热值高，产物是水，无污染的优点，工作时液氢在氧气中燃烧的文字表达式为 。
18．化学在我国工业发展中发挥着重要作用。
I．化学与航天
(1)火箭的动力来源(以液氧液氢为例)
①利用沸点不同，从液态空气中获得液氧，属于 (填“物理”或“化学”)变化。
②氢气燃烧时，氢分子和氧分子发生了变化，生成了 分子。氢气被认为是理想的燃料，理由为 (写出一条即可)。
(2)航天器的材料
①石墨是常用的润滑材料，从微观角度分析，它是由 构成的。
②某航天器燃烧室壁承受温度需达1100℃。从熔点角度判断，下表中最适宜作该燃烧室壁材料的是 (填标号)。
三种合金材料的熔点表
标号 A B C
材料 镍合金GH3030 铝合金7A04 镁合金
熔点/℃ 1374～1420 477～638 430～600
Ⅱ．化学与化工
甲烷(CH4)可作为清洁燃料和化工原料。煤综合利用获得甲烷的一种简化工艺流程图如下所示。
(3)煤属于 (填“纯净物”或“混合物”)，在进入“反应室1”前，通常进行粉碎处理，目的是 。
(4)“反应室1”中产生的氢气经净化后，可通入反应室 (填“2”或“3”)直接参与反应。
(5)在“反应室2”中，一氧化碳和水在催化剂、加热条件下生成二氧化碳和氢气，该反应的化学方程式为 。
(6)“反应室3”中发生的反应为：CO+3H2CH4+H2O，已知CH4中H的化合价为+1，则CH4中C的化合价为 。
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 。
《8.1金属材料》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B A C C D B A B C B
1．B
【详解】 A、着火点是物质的固有属性，无法被降低；水灭火的原理是 “降低温度至可燃物的着火点以下”，并非降低着火点，该对应关系错误。
B、武德合金熔点低（温度过高时易熔化）、导电性好（保证电路正常导通），因此可用作保险丝（电路过载时熔化切断电路），该对应关系正确。
C、氮气化学性质稳定，对应的用途是作保护气（如食品防腐），该对应关系错误。
D、用于冶炼金属是利用其 “还原性（夺取金属氧化物中的氧）”，而非可燃性，该对应关系错误。
故选：B。
2．A
【详解】A、水和过氧化氢的化学性质不同是因为二者的分子结构不同，故A错误；
B、原子的质子数决定元素种类，则硫和磷的元素种类不同是因为二者原子的质子数不同，故B正确；
C、生铁含碳量为2.3%-4%，钢的含碳量为0.03%-2%，二者含碳量不同，故C正确；
D、夏季在校回里闻到阵阵花香是由于花香分子在不停的做无规则运动，运动到人的鼻腔内，使人闻到花香，故D正确；
故选A。
3．C
【详解】A、焊锡用于焊接金属，因为焊锡熔点较低，不需要通过化学变化表现出来，利用了物理性质，故A错误；
B、干冰用于人工降雨，是利用干冰升华吸热，使周围温度降低，不需要通过化学才不会就能表现出来，利用了物理性质，故B错误；
C、二氧化碳用于灭火，既利用了二氧化碳密度比空气大的物理性质，又利用了不燃烧、不支持燃烧的化学性质，故C正确；
D、氮气用于磁悬浮列车，是利用液氮汽化会吸收大量的热，在低温下制造超导环境，不需要通过化学才不会就能表现出来，利用了物理性质，故D错误；
故选：C。
4．C
【详解】A、氧气支持燃烧，具有助燃性，没有可燃性，不能用作燃料，说法错误；
B、氢气具有可燃性，用作高能燃料，用于填充气球是因为其密度小，说法错误；
C、干冰升华吸热，可用作制冷剂，说法正确；
D、铜具有导热性，用于制作铜锅，用于制作导线是因为其具有导电性，说法错误。
故选：C。
5．D
【详解】A、钨丝能在高温下发光而不熔化，说明钨丝的熔点高，而不是低，A 错误；
B、两侧的金属丝起到导电作用，使电流能够通过钨丝，若不导电则无法形成回路，灯泡不能发光，B 错误；
C、灯泡内填充氮气是因为氮气的化学性质不活泼，可作保护气，防止钨丝被氧化，而不是化学性质活泼，C 错误；
D、红磷能与氧气反应，白炽灯工作时，残留氧气会与钨丝反应影响灯泡寿命，红磷可消耗残留氧气，保护钨丝，D 正确。
故选D。
6．B
【详解】A、2个氯原子用2Cl表示。A不正确；
B、在化合物中铁元素的化合价有+2价和+3价，在化学中，+3价的称为铁，+2价的称为亚铁， 在FeCl3中，由于氯元素的化合价为－1，根据化合物中各元素正负化合价代数和为0的规则，可求出铁元素的化合价为+3价，所以FeCl3的名称叫做氯化铁。B正确；
C、钛合金属于金属材料。C不正确；
D、钛酸亚铁中铁元素的化合价为+2，氧元素的化合价－2，根据化合物中各元素正负化合价代数和为0的规则，可求出钛元素的化合价为+4价，即。D不正确。
综上所述：选择B。
7．A
【详解】钛合金是金属材料，故选A。
8．B
【详解】A、导线需要导电，金属铜具有导电性，可用作导线，正确；
B、油罐着火时用水喷淋的目的是水蒸发吸热，降低环境温度到油的着火点以下，错误；
C、分子间有间隔。水变成水蒸气时体积变大，是因为受热时水分子之间的间隙变大，正确；
D、性炭具有疏松多孔的结构，吸附性强，可吸附色素和异味，可用做冰箱除味剂，正确；
故选B。
9．C
【详解】A、合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，合金中至少含有一种金属，故选项说法错误；
B、合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，合金属于混合物，氧化铜是由一种物质组成的，属于纯净物，不属于合金，故选项说法错误；
C、钢铁由于其优异的力学性能和相对低廉的成本，在建筑、交通、机械等多个领域都有广泛应用，是当前使用最多的合金材料，故选项说法正确；
D、合金比组成它的纯金属硬度大，熔点低，故选项说法错误；
故选C。
10．B
【详解】A、生铁机械强度好，但密度大，不能用作飞机外壳，该选项不符合题意；
B、硬铝强度和硬度好，且密度小，可用作飞机外壳，该选项符合题意；
C、黄铜为铜和锌的混合物，主要用作机器零件、仪表等，该选项不符合题意；
D、碳素钢抗腐蚀性好，主要用作自行车架等，该选项不符合题意。
故选B。
11．(1)导热
(2)氧气
(3)放出
(4)过滤
(5)分子是不断运动的
(6)煮沸
【详解】（1）金属具有良好的导热性，“风炉以铜铁铸之”是因为金属（铜铁）具有导热性， 故填：导热。
（2）燃烧需要氧气，因此“飚”（即风）提供燃烧所需的氧气，故填：氧气。
（3）火能熟水说明燃烧放出热量；故填：放出。
（4） “漉水囊”可将茶叶与茶水分离，实现了不溶物与液体的分类，类似于基本实验操作中的过滤；故填：过滤。
（5）茶香四溢，从分子角度解释其原因是分子在不停的运动，茶香分子不断地运动，被人的鼻子捕捉到，就闻到了茶香；故填：分子是不断运动的。
（6）生活中可通过煮沸降低水的硬度，将硬水转化为软水，故填：煮沸。
12．(1) 铝元素 铝原子
(2)导电
【详解】（1）从宏观上看，物质是由元素组成的，从微观上看，物质是由粒子构成的，铝是由铝元素组成的，是由铝原子构成的；
（2）铝制导线，是利用了铝的延展性和导电性。
13．(1)延展性（导电性或导热性）
(2) 塑料 硬度大（耐腐蚀性强）
【详解】（1）金属制成电缆是利用了金属的导电性，制成电水壶是利用了金属的导热性，制成金属丝是利用了金属的延展性；
（2）玻璃属于无机非金属材料，铸铁属于金属材料，塑料属于有机合成材料；与纯金属相比，合金的优点是：强度和硬度一般比组成它们的纯金属更大、抗腐蚀更强。
14．(1)化学变化
(2)分子在不断运动
(3) 9 4：1
(4)蒸馏
(5)导热
【详解】（1）粮食酿酒会生成乙醇，生成新物质，属于化学变化，故填：化学变化；
（2）能闻到酒的浓烈香味的原因是分子在不断运动，从而使人闻到，故填：分子在不断运动；
（3）由化学式可知酒精化学式为C2H5OH，一个酒精分子由两个碳原子、六个氢原子、一个氧原子，共9个原子构成，酒精中碳元素与氢元素的质量比=(12×2)：(6×1)=4：1，故填：4：1；
（4）由信息可知，蒸令气上，应是利用互溶混合物的沸点差异分离，则该法为蒸馏，故填：蒸馏；
（5）铁锅用作炊具是利用了铁具有良好的导热性，故填：导热。
15．(1)吸附
(2)导电
(3)熔点
【详解】（1）木炭和活性炭具有疏松多孔的结构，所以具有吸附性；
（2）因为石墨具有导电性，所以能做电极、电刷；
（3）因为金属钨的熔点高，所以用作电灯泡的灯丝。
16．(1)混合物
(2)
(3) CO 降低
(4)
作保护气
【详解】（1）金红石的主要成分是TiO2，其中还含有其他物质，所以金红石属于混合物，故填：混合物；
（2）氯化镁在通电的条件下分解为镁和氯气，化学方程式为：，故填：；
（3）1、由质量守恒定律可知，化学反应前后，原子的种类与数目不变，反应前有4个氯原子，1个钛原子，2个氧原子，2个碳原子，反应后有1个钛原子，4个氯原子，所以在X中有2个碳原子，2个氧原子，即X的化学式为CO，故填：CO；
2、从化学方程中可知反应前氯元素化合价为“0”，反应后氯元素化合价为-1价，所以氯元素的化合价降低，故填：降低；
（4）1、由图可知加入到还原炉的反应物有四氯化钛和镁，根据质量守恒定律，生成物除了钛，还有氯化镁，所以化学反应方程式为，故填：；
2、氩气是一种稀有气体，化学性质很稳定，该反应在Ar 氛围中进行的理由是：氩气作保护气，防止镁、钛在高温的条件下被氧化，故填：作保护气。
17．(1) 耐腐蚀（或耐高温等合理性质） 混合物 一个钛原子
(2) 化学 供水供氧
(3) 分解反应 21 能实现资源的循环利用（或减少空间站的物资补给压力等）
(4)氢气+氧气水
【详解】（1）钛合金能更好地适应航天器从长征二号运载火箭整流罩内的高真空、温差大等复杂环境，由此推测钛合金具有的一条性质是耐腐蚀（或耐高温等合理性质）。
钛合金是由钛和其他金属（如铝、钒等）组成的混合物，所以钛合金所属物质类别是混合物。
元素符号可表示一种元素、一个原子，所以钛的元素符号Ti可表示的微观意义是一个钛原子。
（2）动力主要由推进系统通过燃烧推进剂产生推力，燃烧过程中有新物质生成，该过程属于化学变化。
在天宫一号实验舱中的生活区为航天员提供供水、供氧等必须的生活保障设施。
（3）“氧再生组件”将水在通电的条件下生成氢气和氧气，该反应是由一种物质生成两种物质，反应的基本类型是分解反应。
航天舱中的气体含量与空气相似，舱内氧气的体积分数约为21%；
“二氧化碳去除系统”可将产生的氢气与人呼出的二氧化碳反应生成水和燃料，该技术的优点在于能实现资源的循环利用（或减少空间站的物资补给压力等合理答案）
（4）液氢在氧气中燃烧生成水，反应的文字表达式为：。
18．(1) 物理 水/H2O 氢气燃烧的产物是水，对环境无污染
(2) 碳原子 A
(3) 混合物 增大与反应物的接触面积，使反应更快、更充分
(4)3
(5)
(6)-4
【详解】（1）①利用沸点不同，从液态空气中获得液氧，该过程中没有新物质生成，属于物理变化；
②氢气燃烧时，氢分子和氧分子发生了变化，生成了水分子；氢气被认为是理想的燃料，是因为氢气燃烧的产物是水，对环境无污染；
（2）①石墨属于碳单质，是由碳原子构成的；
②某航天器燃烧室壁承受温度需达1100℃，从熔点角度判断，最适宜作该燃烧室壁材料的是镍合金GH3030，故选：A；
（3） 煤由多种物质组成，属于混合物；在进入“反应室1”前，通常进行粉碎处理，目的是增大与反应物的接触面积，使反应更快、更充分；
（4）由流程图可知，“反应室1”中产生的氢气经净化后，可通入反应室3直接参与反应；
（5）在“反应室2”中，一氧化碳和水在催化剂、加热条件下生成二氧化碳和氢气，该反应的化学方程式为：；
（6）已知CH4中H的化合价为+1价，设碳元素的化合价为，根据在化合物中各元素化合价的代数和为零，则，解得，则CH4中C的化合价为-4价。
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。
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