9.1常见的金属材料随堂练习 （含解析） 鲁教版化学九年级下册

9.1常见的金属材料
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．化学学习旨认识物质的性质与用途，形成合理利用物质的意识。下列物质的性质和用途没有对应关系的是
A．活性炭吸附性，用作防毒面具 B．钛合金耐腐蚀性，人造骨
C．铜有良好的导电性，用于制作导线 D．氧气具有可燃性，作燃料
2．2025年，中国首飞新版货运飞船将推动中国航天发展的新进程。铌和钽的热强合金具有良好的热强性能、抗热性能和加工性能，广泛用于制造航空发动机的零部件、燃气轮机的叶片。铌和钽在元素周期表中的信息及原子结构如图所示。下列说法不正确的是
A．铌和钽形成的热强合金属于混合物 B．铌元素和钽元素位于同一周期
C．铌和钽在化合物中可分别显示+1、+2价 D．铌的原子核内中子数为52
3．物质的性质决定物质的用途。下列物质的用途主要应用其化学性质的是
A．活性炭作冰箱除味剂 B．稀有气体用于制作霓虹灯
C．铜丝作导线 D．双氧水用于消毒
4．下列实验设计能达到目的的是
实验 A B
实验设计
实验目的 验证质量守恒定律 比较合金与其组分金属的硬度
实验 C D
实验设计
实验目的 探究二氧化碳与水反应 验证石墨的导电性
A．A B．B C．C D．D
5．碳是给人类社会提供能源和材料的主要元素。下列关于碳和碳的氧化物说法正确的是
A．CO有毒，煤炉上放一壶水能防止煤气中毒
B．金刚石薄膜可用于集成电路基板散热
C．焦炭在工业上用于冶炼金属，在反应中表现氧化性
D．二氧化碳与一氧化碳不能相互转化
6．下列物质的鉴别方法不正确的是
A．用看颜色的方法鉴别铁丝和铜丝 B．用闻气味的方法鉴别白醋和酒精
C．用燃烧的木条鉴别二氧化碳和氮气 D．用水鉴别蔗糖和面粉
7．化学使世界丰富多彩。人类利用化学科学与技术在一个“纯天然”的地球上搭建了一个五彩缤纷的人造世界。以下对自然资源利用的过程只发生物理变化的是
A．液化气燃烧 B．海水“制镁”
C．铝土矿炼铝 D．稀有气体通电发光
8．下列各组常见物质属于同种物质的是
A．金刚石和石墨 B．冰和干冰 C．钢和铁 D．氧气和液氧
9．你认为下列实验不能成功的是
A．探究分子的运动 B．证明的密度比空气的大
C．比较合金和纯金属的硬度 D．探究石蜡是否含有氧元素
A．A B．B C．C D．D
10．下列有关实验的操作不正确的是
A．为了除去中少量，加热固体混合物即可
B．鉴别铜丝和银丝，通过观察颜色就能区分
C．加热氧化汞时，试管口略向上倾斜
D．水电解时为了增强导电性，可加入硫酸
二、非选择题
11．铁是生活生产中重要的金属材料。请完成下列问题：
实验1硬质玻璃管中的现象为 。
12．世界上年产量前两位的金属是铁和铝。铁和铝可用来制造炊具，是因为它们都具有良好的 性，炼铁的主要原理是一氧化碳和氧化铁反应，其化学方程式为 ，铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密 （填化学式）薄膜，阻止铝进一步氧化，因此铝有良好的抗腐蚀性能。
13．选择下列适当物质填空(填序号)：
①金刚石 ②干冰 ③氦气 ④钛合金
(1)可用于填充探空气球的是 。
(2)可用于制造航天飞机的是 。
(3)可用于食品冷藏保鲜的是 。
(4)可用于切割玻璃的是 。
14．浩如烟海的中国古代典籍中记录了许多化学知识，展示了中国古代人民的智慧。
(1)《考工记》中记载了青铜的成分，青铜的硬度比纯铜 （填“大”或“小”）。
(2)《天工开物》记载了锡的冶炼方法：入砂（指锡砂）数百斤，从架木炭亦数百斤，鼓（指鼓入空气）熔化，用铅少许，（锡）沛然流注。其反应原理为C+SnO2Sn+CO2↑，则SnO2中Sn元素的化合价为 ，该化学反应属于 （填基本反应类型）。
15．阅读分析，解决问题：
动力电池2024年9月1日，以“新质动力·创绿未来”为主题的2024世界动力电池大会在万里长江第一城、中国动力电池之都——四川宜宾开幕。 含磷酸亚铁锂(LiFePO4)的锂电池具有轻便、比能量高的突出优点，是目前使用广泛的一种电池。生产该电池时，在电池材料中添加适量的石墨烯(单层石墨)作导电剂，可以有效提高电池的性能，但过多的石墨烯会阻碍电池中锂离子的迁移，导致电池内阻增加，性能下降。 在电池产品寻求更高的能量密度和更安全的过程中，能够满足以上条件的全固态电池被寄予了厚望。全固态锂电池用到的原材料有金属锂。金属锂的熔点低、密度小、质地软，能与水反应生成氢氧化锂和氢气。全固态电池的研究对开发新型储能体系等具有重要意义。
(1)请从原子结构的角度分析锂元素在自然界中都以化合物的形式存在的原因： 。写出锂离子的符号： 。
(2)在电池材料中添加适量的石墨烯是利用了石墨烯的 性。金刚石没有这样的性质，两者物理性质差异较大的原因是 。
(3)写出锂与水反应的文字表达式： 。
(4)使用锂电池需要注意的安全问题有 (写一种)。
16．炼铁的主要原理是一氧化碳与氧化铁反应。某同学利用该原理设计了一个实验，实验装置如下图所示：
对实验进行分析并回答问题。
(1)实验中A处的现象是 ，B处的现象是 。
(2)实验前“通入CO”与“开始加热”的顺序是 。实验后“停止通入CO”与“停止加热”的顺序是 。
(3)C处酒精灯的作用是 。
17．化学与生活密切相关，厨房中蕴含着许多化学知识。
(1)家里蒸馒头用的碱面，主要成分是碳酸钠，其俗名为_______(填字母)。
A．烧碱 B．苏打 C．熟石灰 D．小苏打
(2)用铁锅作炊具主要利用铁的 性；炒菜时铁锅中的油着火可用锅盖盖灭，其原理是 。
(3)食盐是重要的调味品。某粗盐水中可能含、、中的一种或几种杂质，为了探究该粗盐水中所含的杂质并将其除去，某兴趣小组设计了如下实验方案。
①写出加入溶液时一定发生的反应的化学方程式 。
②通过上述探究，可判断该粗盐水中一定含有的杂质是 。
(4)碳酸氢钠常用于焙制糕点。碳酸氢钠受热分解会生成二氧化碳、水和一种白色固体。对于白色固体的成分，有下列猜想：I．氢氧化钠；II．碳酸钠；III．氢氧化钠和碳酸钠的混合物。
①某同学取少量白色固体并滴加足量的溶液后，排除了猜想的可能性。请推测该同学所加的试剂和观察到的现象 。
②若猜想II正确，请写出碳酸氢钠受热分解反应的化学方程式 。
(5)为测定鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数，某化学小组的同学做了如下实验：将鸡蛋壳洗净、干燥并捣碎后，称取放入烧杯中，向其中加入稀盐酸，二者恰好完全反应。反应结束后称量烧杯中剩余物质的总质量为(气体的溶解忽略不计)。请计算该鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数。
18．2025年4月24日，神舟二十号载人发射成功，标志着我国载人航天进入新的发展阶段。航空航天技术是一个国家科技，工业和国防实力的重要体现。我国研究成功的“PST高温TiAl合金单晶”大幅度提高了耐高温性能，“PST TiAl单晶”实现了高强高塑的优异结合，持久寿命优于已经成功应用于GEnx发动机的4822合金1-2个数量级，有望将目前TiAl合金的使用温度从650-750℃提高到900°C以上，其抗压能力是第四代单晶合金的3倍，有了这种材料技术，中国也能够制造出世界一流的航空发动机。
(1)①关于TiAl合金单晶的说法正确的是 。
A．TiAl合金属于单质
B．“PST TiAl单晶”密度小，耐高温、强度大，可塑性强
C．“ PST TiAl单晶”持久寿命明显优于4822合金
D．钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料，医疗上可用来制造人造骨等
②TiAl合金属于 材料（填“合成材料”、“金属材料”或“无机非金属材料”）。
(2)工业上常用铝土矿（主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质）为原料冶炼铝，工艺流程如下，请回答下列问题。已知：氧化铝与酸，碱都能发生反应；氧化铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O。
①试剂X是 （填“氢氧化钠溶液”或“盐酸”），反应Ⅰ后过滤所得的沉是 。
②Ⅱ中反应的化学方程式是 。
③产物NaHCO3能治疗胃酸过多，该反应的基本类型是 。反应中能产生一种可循环利用的物质是 （填化学式）。
④电解氧化铝的化学方程式是 ，反应中电能转化成 能，铝元素的化合价 （填“升高”、降低）。
19．阅读下面科普短文并回答问题。
碳元素是人类接触和利用最早的元素之一，由碳元素组成的单质可分为无定形碳和晶形碳两大类。木炭和活性炭属于无定形碳，金刚石和石墨属于晶形碳。
(1)金刚石和石墨在现代具有广泛的应用，这与他们的性质息息相关，将下列物质与对应的性质和用途用线段连接起来。 。
物质 性质 用途
石墨 ·导电性 ·天然存在的最硬物质 ·深灰色、质软 ·有润滑性 ·润滑剂 ·电极 ·钻头 ·铅笔芯
金刚石 ·导电性 ·天然存在的最硬物质 ·深灰色、质软 ·有润滑性 ·润滑剂 ·电极 ·钻头 ·铅笔芯
如图所示是金刚石和石墨的结构模型，下列说法哪些是正确 (填选项)。
A．构成金刚石和石墨的原子相同
B．金刚石和石墨的化学性质完全不同
C．金刚石和石墨的相互转化为物理变化
D．金刚石和石墨的原子排列方式不同导致物理性质不同
(2)木炭是古人最早接触含碳元素的物质之一，它是一种重要的燃料，木炭在充足的氧气中燃烧的现象为 ，其化学方程式为 。若氧气不充足，会生成有毒的 (填物质名称)，造成空气污染。木炭经过活化处理得到的活性炭质地疏松多孔，具有优异的 性，可以除去食品或工业产品里的色素和异味，木炭和活性炭都属于 物(选填“纯净”或“混合”)。
(3)某实验小组探究碳与氧化铜的反应，进行了如下实验：
①实验开始时：搭建装置
写出相应仪器名称：A： 、B： 。
②实验过程中：观察到试管中黑色固体 ，说明产生的物质是 。可以观察到澄清石灰水 ，此处发生的化学方程式为 。
③实验结束时：应先 (选填“将导管撤出石灰水”或“移开酒精喷灯”)。
以下操作中可能会导致试管破裂的是 (填选项)。
A．碳和氧化铜未混合均匀　　　　　　　　　　B．装置A向上倾斜
C．酒精喷灯未预热直接加热　　　　　　　　　D．使用酒精灯代替酒精喷灯
实验结论：C+2CuO 。
④实验反思：探究氧化铜粉末与碳粉按照不同比例混合时，产生的气体成分。
实验小组将氧化铜粉末与碳粉按照不同的比例混合后，分别置于充满氮气的密闭容器中进行高温加热，并用CO 和CO传感器测定实验过程中两种气体的浓度变化(见下图)。
I．通过实验，小组同学发现实验中除了CO 同时还有 产生，观察图一后发现CO 的浓度达到一定峰值会下降，可能的原因是 。
II．通过两组实验对照，从环保角度考虑，氧化铜粉末和碳粉在高温下进行反应，选择氧化铜与碳质量比那一组更合适？并说明原因。 。
《9.1常见的金属材料》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B D D B C D D D A
1．D
【详解】A、活性炭具有吸附性，能吸附有毒气体，可用作防毒面具，故选项正确；
B、钛合金与人体具有很好的相容性，可用于制造人造骨，故选项正确；
C、铜具有良好的导电性，可用于制作导线，故选项正确；
D、氧气具有助燃性，没有可燃性，不能作燃料，故选项错误。
故选：D。
2．B
【详解】A、合金是在某种金属中熔合一种或多种金属或非金属形成的混合物，A选项正确。
B、铌和钼的电子层数不同，二者不在同一周期，B选项错误。
C、铌的最外层电子数是1，容易失去1个电子，在化合物中可显+1价，钽的最外层电子数为2，容易失去2个电子，在化合物中可显+2价，故C选项正确。
D、根据质子数+中子数≈相对原子质量可得，铌的原子核内中子数，D选项正确。
故选B。
3．D
【详解】A、活性炭作冰箱除味剂是利用活性炭的吸附性，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故A错误；
B、稀有气体用于制作霓虹灯是利用稀有气体通电时能发出不同颜色的光，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故B错误；
C、铜丝作导线是利用铜的导电性，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故C错误；
D、双氧水用于消毒是利用双氧水的强氧化性，需要通过化学变化表现出来，属于化学性质，故D正确；
故选：D。
4．D
【详解】A、蔗糖溶于水，无新物质生成，属于物理变化，无法验证质量守恒定律，不符合题意；
B、不锈钢是铁的合金，不是铝的合金，用不锈钢和铝片相互刻划，无法比较合金和其组分金属的硬度，不符合题意；
C、将二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，溶液变红，不能说明二氧化碳与水发生了反应，因为缺乏对比实验，不能排除二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红的情况，不符合题意；
D、该实验中关闭开关，灯泡发亮，说明石墨具有良好的导电性，符合题意。
故选D。
5．B
【详解】A、CO难溶于水，煤炉上放一壶水不能吸收CO，也就不能防止煤气中毒，错误。
B、金刚石具有良好的导热性，所以金刚石薄膜可用于集成电路基板散热，正确。
C、焦炭在工业上用于冶炼金属，例如焦炭与金属氧化物反应，焦炭夺取金属氧化物中的氧，在反应中表现还原性，而不是氧化性，错误。
D、二氧化碳与一氧化碳能相互转化，二氧化碳与碳在高温下反应可生成一氧化碳，一氧化碳燃烧能生成二氧化碳，错误。
故选B。
6．C
【详解】A、铁丝呈银白色，铜丝呈紫红色，通过观察颜色可以鉴别，方法正确。
B、白醋有刺激性酸味，酒精有特殊香味，通过闻气味可以鉴别，方法正确。
C、二氧化碳和氮气都不支持燃烧，都能使燃烧的木条熄灭，因此用燃烧的木条无法鉴别二者，方法不正确。
D、蔗糖易溶于水，形成无色透明溶液；面粉难溶于水，会形成悬浊液，通过加水可以鉴别，方法正确。
故选C。
7．D
【详解】A、液化气燃烧过程中有新物质二氧化碳和水等生成，属于化学变化，该选项错误；
B、海水 “制镁” 过程中，海水中的镁离子转化为单质镁，有新物质生成，属于化学变化，该选项错误；
C、铝土矿炼铝过程中，从铝土矿中提炼出铝，有新物质生成，属于化学变化，该选项错误；
D、稀有气体通电发光，是因为电子跃迁释放能量以光的形式表现出来，没有新物质生成，属于物理变化，该选项正确。
故选D。
8．D
【详解】A. 金刚石和石墨都是由碳元素组成的同素异形体，但它们的原子排列方式不同（金刚石是立体网状结构，石墨是层状结构），属于不同物质。 选项错误；
B. 冰是固态的水，而干冰是固态的二氧化碳，不是同种物质。选项错误；
C. 铁是纯金属，而钢是铁的合金，属于混合物，不是同种物质。选项错误；
D. 液氧是氧气的液态形式，两者属于同种物质。选项正确；
故选D。
9．D
【详解】A、大烧杯罩住两个小烧杯，②中浓氨水挥发出的氨分子不断运动，进入①中使酚酞溶液变红，③为对照实验，能探究分子的运动，实验能成功。
B、向烧杯中倾倒二氧化碳，下层的蜡烛先熄灭，上层的后熄灭，说明二氧化碳密度比空气大且不燃烧、不支持燃烧，能证明CO2的密度比空气大，实验能成功。
C、将黄铜片和纯铜片相互刻画，纯铜片上会留下划痕，说明合金的硬度大于其组成纯金属的硬度，能比较合金和纯金属的硬度，实验能成功。
D、干冷的烧杯罩在石蜡燃烧的火焰上方，烧杯内壁出现水雾，只能证明石蜡燃烧生成水，说明石蜡中含有氢元素；但氧元素可能来自氧气，无法证明石蜡本身含有氧元素，实验不能成功。
故选D。
10．A
【详解】A、加热KMnO4会分解生成K2MnO4、MnO2和O2 ，但会引入新杂质K2 MnO4，无法除去MnO2中少量KMnO4，操作不正确。
B、铜丝呈紫红色，银丝呈银白色，通过观察颜色可区分二者，操作正确。
C、加热氧化汞时会生成液态汞和氧气，试管口应略向上倾斜，防止液态汞流出试管，操作正确。
D、硫酸在水中能解离出自由移动的离子，可增强水的导电性，且电解时硫酸不参与反应（仅增强导电性），操作正确。
故选A。
11．红棕色粉末变为黑色
【详解】实验1硬质玻璃管中发生的反应为氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，该反应的现象为红棕色粉末变为黑色。
12． 导热 Al2O3
【详解】铁和铝可用于制造炊具，是因为它们具有良好的导热性，能高效传递热量；
炼铁时，一氧化碳在高温下还原氧化铁，生成铁和二氧化碳，化学方程式为；
铝在空气中与氧气反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，化学式为Al2O3，这层薄膜能阻止内部铝进一步被氧化，因此铝具有良好的抗腐蚀性能。
13．(1)③
(2)④
(3)②
(4)①
【详解】（1）氦气密度小于空气的密度，并且化学性质稳定，可用于填充探空气球；
（2）钛合金密度小且抗腐蚀性强，可用于制造航天飞机；
（3）干冰升华吸热，会使环境温度降低，可用于食品冷藏保鲜；
（4）金刚石硬度大，可用于切割玻璃。
14．(1)
大
(2)
+4
置换反应
【详解】（1）合金的硬度一般比其组成金属的硬度大，青铜是铜的合金，所以青铜的硬度比纯铜大。 故本问答案为：大。
（2）在化合物中，氧元素通常显-2 价，设SnO2中Sn元素的化合价为x，根据化合物中正负化合价代数和为零，则x+(-2)×2 = 0，解得x =+4，即SnO2中Sn元素的化合价为+4。
C+SnO2Sn+CO2↑，该反应是一种单质（碳C）和一种化合物（SnO2）反应生成另一种单质（锡Sn）和另一种化合物（CO2），符合置换反应的特征（单质 + 化合物 = 新单质 + 新化合物），所以该化学反应属于置换反应。 故本问答案为：+4；置换反应。
15．(1) 锂原子最外层只有一个电子，在化学反应中易失去电子 Li+
(2) 导电 碳原子排列方式不同
(3)锂+水→氢氧化锂+氢气
(4)不过度充电、放电(或不在温度过高的环境下使用)
【详解】（1）锂的这种电子排布特点导致其在自然界中通常以化合物的形式存在。因为锂原子容易失去一个电子，形成Li 离子，这使得它与其他元素形成化合物时，通常以+1价的形式存在。
（2）在电池材料中添加适量的石墨烯可以显著提高电池的性能，例如在锂电池中，石墨烯可以作为导电剂，提高电池的导电性能，从而提升电池的充放电效率和容量 。金刚石和石墨都是由碳元素组成的单质，但它们的物理性质差异显著，主要是因为碳原子的排列方式不同。金刚石中的碳原子以四面体的形式紧密排列，形成了非常坚硬的晶体结构，这使得金刚石具有极高的硬度和耐磨性。而石墨中的碳原子则以层状结构排列，层与层之间通过较弱的范德华力连接，这使得石墨具有较好的润滑性和导电性 。
（3）锂与水发生氧化还原反应，生成氢气和氢氧化锂。在这个反应中，锂作为还原剂，水作为氧化剂，反应过程中锂失去电子，水得到电子，生成氢气和氢氧化锂 沉淀。
（4）使用锂电池需要注意的安全问题主要包括以下几点：避免私自改装锂电池 、 避免过度充电和放电、 防止短路和震动 等。
16．(1) 红棕色粉末逐渐变成黑色 澄清石灰水变浑浊
(2) 先通入CO，再开始加热 先停止加热，再停止通入CO
(3)除去反应剩余的CO，防止CO污染空气
【详解】（1）A处一氧化碳在高温下还原氧化铁生成铁和二氧化碳，反应现象是红棕色粉末逐渐变成黑色；
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，B处的现象是澄清石灰水变浑浊；
（2）实验前“通入”与“开始加热”的顺序是先通入，再开始加热，目的是排尽玻璃管中的空气，防止一氧化碳与空气混合加热时发生爆炸；
实验后“停止通入”与“停止加热”的顺序是先停止加热再停止通入，防止石灰水倒吸入玻璃管，引起试管炸裂，防止空气进入，生成的铁又被氧化；
（3）一氧化碳有毒，不能向空气中排放，C处酒精灯的作用是除去反应剩余的一氧化碳，防止一氧化碳污染空气。
17．(1)B
(2) 导热（或良好的导热） 隔绝氧气(或空气)
(3) 硫酸钠/
(4) 所加试剂是稀盐酸等，观察到的现象是产生大量气泡
(5)根据质量守恒定律， 化学反应前后物质的总质量不变，则生成二氧化碳的质量为：8g+50g-55.8g=2.2g
解：设该鸡蛋壳中的质量分数为
x=62.5%
答：该鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数为62.5%
【详解】（1）A、烧碱是氢氧化钠的俗称，不符合题意；
B、碳酸钠俗称苏打、纯碱，符合题意；
C、熟石灰是氢氧化钙的俗称，不符合题意；
D、小苏打是碳酸氢钠的俗称，不符合题意。
故选B；
（2）铁锅作炊具主要是利用铁的导热性；
炒菜时铁锅中的油着火可用锅盖盖灭，主要利用了隔绝氧气（或空气）的灭火原理；
（3）①某粗盐水中可能含有氯化钙、氯化镁、硫酸钠中的一种或几种杂质，加入过量的氢氧化钠溶液，氢氧化钠能与氯化镁反应生成氢氧化镁和氯化钠，无明显现象，说明不含氯化镁，加入过量的氯化钡溶液，氯化钡能与硫酸钠反应生成硫酸钡和氯化钠，产生白色沉淀，说明含硫酸钠，加入过量的碳酸钠溶液，碳酸钠能与氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠，碳酸钠能与过量的氯化钡反应生成碳酸钡和氯化钠，故有白色沉淀产生，不能说明含氯化钙，因为过量的氯化钡一定与碳酸钠反应生成了碳酸钡和氯化钠，也会产生白色沉淀，该反应的化学方程式为：；
②由以上分析可知，该粗盐中一定含有的杂质是硫酸钠；
（4）①碳酸钠能与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水，故所加试剂可选择稀盐酸，现象是产生大量气泡，说明含碳酸钠，说明猜想I不正确；
②若猜想II正确，即白色固体为碳酸钠，则碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：；
（5）见答案。
18．(1) BCD 金属材料
(2) 氢氧化钠溶液 Fe2O3/氧化铁 复分解反应 CO2 化学 降低
【详解】（1）①A、TiAl合金是Ti-Al合金，由两种以上物质组成，属于混合物，不属于单质，故A错误；
B、根据“实现了高强高塑的优异结合”，可知“PST TiAl单晶”密度小，耐高温、强度大，可塑性强，故B正确；
C、根据“持久寿命优于已经成功应用于GEnx发动机的4822合金1-2个数量级”，可知“PST TiAl单晶”持久寿命明显优于4822合金，故C正确；
D、钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料，医疗上可用来制造人造骨等，故D正确。
故选BCD；
②纯金属和合金都属于金属材料，TiAl合金属于金属材料，故填：金属材料；
（2）①根据流程图可知，步骤Ⅱ中，过量的二氧化碳与NaAlO2溶液反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液。氧化铝与酸、碱都能发生反应，但氧化铁与氢氧化钠不能反应。根据质量守恒定律可知，试剂X是氢氧化钠溶液，反应Ⅰ后过滤所得的沉淀是Fe2O3（或氧化铁），故填：氢氧化钠溶液；Fe2O3（或者氧化铁）；
②氧化铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为，步骤I后的溶液为NaAlO2溶液，步骤Ⅱ中，过量的二氧化碳与NaAlO2溶液反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液，反应的化学方程式是，故填：；
③碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，属于复分解反应，二氧化碳可以通入步骤Ⅱ中循环利用，化学式为CO2，故填：复分解反应；CO2；
④电解氧化铝生成铝和氧气，反应的化学方程式，反应中电能转化成化学能，铝元素的化合价由+3价变为0价，化合价降低，故填：；化学；降低。
19．(1) AD/DA
(2) 发出白光，放出热量 C+O2CO2 一氧化碳 吸附 混合
(3) 试管 铁架台 变红 铜/Cu 变浑浊 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 将导管撤出石灰水 BC/CB 2Cu+CO2↑ CO/一氧化碳 在高温条件下，生成的CO2会与过量的碳粉发生反应，导致CO2浓度下降 氧化铜与碳质量比为13.3：1这一组更合适，因为在该比例下，反应生成的CO较少，CO是有毒气体，生成CO越少越环保。
【详解】（1）
金刚石是天然存在最硬物质，可用作钻头，石墨是深灰色、质软的物质，可用于制铅笔芯，石墨具有导电性，可用作电极，石墨与润滑性，可用作润滑剂，则将下列物质与对应的性质和用途用线段连接如图：；
A、金刚石和石墨都是由碳原子构成的，构成它们的原子相同，正确；
B、因为金刚石和石墨都是由碳元素组成，同种元素组成的物质化学性质相似，所以它们的化学性质并非完全不同，错误；
C、金刚石和石墨是两种不同的物质，它们之间的相互转化有新物质生成，属于化学变化，错误；
D、金刚石和石墨的原子排列方式不同，这是导致它们物理性质不同的重要原因，正确。
故选AD；
（2）木炭在充足的氧气中燃烧，现象为发出白光，放出热量，化学方程式为，若氧气不充足，木炭燃烧会生成有毒的一氧化碳，活性炭疏松多孔，具有优异的吸附性，可以除去食品工业产品里的色素和异味，木炭和活性炭主要成分是碳，其中都含有多种物质，都属于混合物；
（3）①由图可知，仪器A的名称是试管，仪器B的名称是铁架台；
②碳和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，实验过程中观察到试管中黑色固体变红，是因为生成了红色的铜（Cu），生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，可以观察到澄清石灰水变浑浊，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；
③实验结束时，应先将导管撤出石灰水，再移开酒精喷灯，防止因温度降低，试管内气压降低，而导致石灰水倒吸进入试管使试管破裂；
A、碳和氧化铜未混合均匀，只会影响反应的进行程度，不会导致试管破裂，不符合题意；
B、装置A应略向下倾斜，若向上倾斜，冷凝水倒流可能会导致试管破裂，符合题意；
C、酒精喷灯未预热直接加热，会使试管受热不均，可能导致试管破裂，符合题意；
D、使用酒精灯代替酒精喷灯，只是反应条件可能达不到，不会导致试管破裂，不符合题意；
故选BC；
碳和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为C+2CuO2Cu+CO2↑；
④Ⅰ、通过观察实验图像可知，实验中除了CO2时还有一氧化碳（或CO）产生，观察图一后发现CO2的浓度达到一定峰值会下降，可能的原因是在高温条件下，生成的CO2会与过量的碳粉发生反应，导致CO2浓度下降；
Ⅱ、从环保角度考虑，选择氧化铜与碳质量比为13.3：1这一组更合适，原因是在该比例下，反应生成的CO较少，CO是一种有毒气体，会污染环境，生成CO越少越环保。