《应用广泛的金属材料》习题3.doc

应用广泛的金属材料同步练习1下列事实与电化学腐蚀无关的是()A埋在潮湿土壤中的铁管比干燥土壤中的更易被腐蚀B为保护海轮的船壳，常在船壳外面镶上锌块C在空气中金属银的表面生成一层黑色物质D镀银的铁制品，镀层破损后，露出的铁更易被腐蚀解析：选C。金属在潮湿土壤中易发生电化学腐蚀，而在干燥空气中难发生，A与电化学腐蚀有关。B中所述船壳是钢铁与较活泼的Zn组成原电池，Zn作负极被腐蚀而Fe被保护，B与电化学腐蚀有关。镀银的铁器破损后形成“FeAg”原电池，其中Fe作负极被腐蚀。C选项为银被空气中的氧气氧化为氧化银，属于化学腐蚀。D选项形成原电池，铁作为负极，与电化学腐蚀有关。正确选项为C。2下列有关金属腐蚀的叙述正确的是()A金属化学腐蚀的实质是Mne=Mn，电子直接由氧化剂提供B金属在潮湿的空气中腐蚀的实质是MnH2O=M(OH)nn/2H2C金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行，以析出H2为主D在潮湿的强酸性环境下，金属的电化学腐蚀主要以正极上析出H2为主解析：选D。金属的化学腐蚀是金属直接与氧化剂接触，金属提供电子，A项错误；在碱性或中性环境中，金属主要发生的是吸氧腐蚀，酸性环境中，金属主要发生析氢腐蚀，B、C项错误。3(2010年北京市海淀区模拟)下列事实不能用电化学理论解释的是()A镀锌铁比镀锡铁更耐用B铝制品不需要采用特殊方法保护C轮船吃水线以下的船壳上装有一定数量的锌块D钢铁在潮湿空气中比在干燥空气中腐蚀的快解析：选B。铝制品表面有一层致密的氧化膜(Al2O3)起保护作用。4铝硅合金(Si所占比例为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：铝；硅；铝硅合金，它们的熔点由低到高的顺序是()A BC D解析：选B。合金的熔点低于其组分金属的熔点，而硅是原子晶体，其熔点高于金属铝。5如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：序号内容实验现象1常温下将铁丝放在干燥空气中一个月干燥的铁丝表面依然光亮2常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时铁丝表面依然光亮3常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月铁丝表面已变得灰暗4将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时铁丝表面略显灰暗5将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面已变得灰暗6将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面灰暗程度比实验5严重回答以下问题：(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)_；在电化学腐蚀中，负极反应是_；正极反应是_；(2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是_；(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是_。(答两种方法)解析：(1)上述实验中3、4、5、6都发生了吸氧腐蚀，都属于电化学腐蚀，在电化学腐蚀中，2Fe4e=2Fe2；正极反应是O22H2O4e=4OH；(2)实验过程中改变的条件是湿度、温度、O2的浓度，还有反应介质，故影响铁锈蚀速率的因素是湿度、温度、O2的浓度，还有电解质。(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法有牺牲阳极的阴极保护法；外加电流的阴极保护法；改变金属的内部结构，使金属性质改变，成为耐腐蚀金属，如不锈钢等、加保护层，如采用喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法使金属与空气、水等物质隔离，以防金属氧化腐蚀。答案：(1)3、4、5、62Fe4e=2Fe2O22H2O4e=4OH(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质的存在(3)牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法(回答制不锈钢、加保护层等符合题意的都可以)1下列关于合金与纯金属性质的说法中不正确的是 ()A合金是两种金属或多种金属组成的混合物，没有固定的熔点B相同的几种金属不同含量组成的几种合金，其性质也可能有所差别C合金跟金属一样能导电、导热、具有较好的延展性D合金的性能在很多方面比纯金属更加优越，所以应用更加广泛解析：选A。A项中由于合金具有特定的结构，所以其熔点也是固定的，A错；合金具有金属的特性，所以其导电导热性和延展性也很好，C正确；合金中不同的金属，及相同的金属不同的用量都可以形成性质不同的合金，即其性质可以调控，所以我们可以根据需要添加和控制合金的性质，使它的性能更加优越，因此应用也更加广泛，B、D正确。2铁是人类较早使用的金属之一。据有关报道，目前已能冶炼出纯度高达99.999 9%的铁。以下是有关这种铁的叙述，其中不正确的是(双选)()A韧性比生铁好B在冷的浓硫酸中钝化C不能与盐酸反应D可以尽快地大量生产广泛使用解析：选CD。从总体上来说，铁合金比纯铁性能更优越，适合使用的范围更广。铁的纯度越高，冶炼越困难，生产、使用的成本就越高。3所谓合金，就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物，根据下列四种金属的熔沸点：NaCuAlFe熔点()97.510836601535沸点()883259522003000 其中不能形成合金的是()ACu和Al BFe和CuCFe和Na DAl和Cu解析：选C。形成合金的两种金属必须在同一温度都能熔化而且不能达到沸点。只有C不符合。4下列有关合金性质的叙述中正确的是()A合金与各成分金属相比，具有很多优良的物理、化学或机械性能B相同金属元素组成的合金，元素的含量有可能不同，但其性能是相同的C铝与镁铝合金在冷的浓硝酸中的反应相同D合金具有各成分金属性质之和解析：选A。虽然是由相同元素组成的合金，若各元素的含量不同，则其性质也有差异，B错；铝在冷的浓硝酸中发生钝化反应，在铝的表面上形成一层致密的氧化膜，而镁铝合金则是镁和铝依次与浓硝酸发生常规的氧化还原反应，C错；合金的性质并不是各成分金属性质的简单加和，D错。5建筑用的钢材在出厂之前都要经过“发蓝”处理，使其表面生成一层四氧化三铁，其目的是()A增加钢材的硬度B增强钢材的抗腐蚀能力C使钢材美观D增加钢材的韧性解析：选B。金属“发蓝”处理后，钢材表面生成一层“四氧化三铁”，其目的是在金属表面覆盖保护层，增强抗腐蚀能力。6下列关于牺牲保护法的叙述中不正确的是()A食品包装袋中附加的抗氧化剂小包可能是FeSO4，因为它是还原性较强的物质，极易与空气中的氧气反应而确保食品包装袋中始终是无氧环境B白铁抗腐蚀能力强，是因为内部结构发生了变化，铁的还原性消失而难以被氧化C黄铜中的锌对铜起到了保护作用D镁块与输油管道相连可保护管道不受腐蚀解析：选B。白铁是镀锌铁，可隔离金属与氧化剂，起到防止化学腐蚀的作用；当镀层破损后，有水膜存在下，锌的活泼性比铁强，充当原电池的负极而被腐蚀，铁为阴极处于还原性环境中受到保护，B不正确。7金属腐蚀是指金属或合金跟接触的气体或液体发生化学反应(氧化还原)而腐蚀损耗的过程。下列说法不正确的是()A铁制品表面产生的铁锈可以阻止里面的铁与空气进一步接触B铁制品生锈的过程是一个缓慢氧化的过程C车、船表面涂上一层油漆可以防止铁生锈D生锈报废的铁制品可以回收重新炼铁解析：选A。铁锈为疏松的结构，不能阻止里面的铁与空气、水进一步接触，直到锈透。8(2011年郑州市质检)钛被誉为“太空金属”、“未来金属”。它的强度大、密度小、可塑性好、抗腐蚀性能强。它和它的合金被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通讯设备中。室温下，它不与水、稀硫酸、稀硝酸反应，但易溶于氢氟酸，推断其原因是()A氟离子易与钛离子形成可溶性难电离物质B氢氟酸的氧化性比其他酸强C氢氟酸的还原性比其他酸强D氢氟酸的酸性比其他酸强解析：选A。氢氟酸是一种弱酸且还原性极弱，所以C、D项错误。9海边的铁制品比较容易生锈，月球上的铁不易腐蚀。钢铁发生腐蚀时，正极上发生的反应为()A2Fe4e=2Fe2B2Fe24e=2FeC2H2OO24e=4OHD2Fe32e=2Fe2解析：选C。钢铁的腐蚀以电化学为主，电化学中又以吸氧腐蚀为主，正极是O2得电子。10.(2011年湖北省八校检测)2009年2月26日，中国收藏家蔡铭超以3149万欧元拍得在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的鼠首和兔首，随后蔡铭超发表声明，拒绝付款，从而变相阻止竞拍。普通铜器时间稍久容易出现铜绿其主要成分是Cu2(OH)2CO3，这两件1760年铸造的国宝在250年后看上去仍然熠熠生辉，下列对其原因的分析，最可能的是()A它们的表层都电镀上了一层耐腐蚀的黄金B环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去C铜的金属活动性比氢小，因此不易氧化D它们是含一定比例金、银、锡、锌的铜合金解析：选D。我国冶金工业在古代处于世界科技的领先地位，特别是合金的铸造就是在科技发展的今日也令人惊叹。A选项在原理上无可挑剔，但当时我国尚无电镀工业。11钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注，是航空、军工、电力等方面的必需材料，被誉为“空间金属”和“深海金属”。(1)钛和钛的合金具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，钛合金与人体有很好的“相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是_。A用来做保险丝 B用于制造航天飞机C用来制造人造骨 D用于制造船舶(2)常温下钛不和非金属、强酸反应。红热时，却可与常见的非金属单质反应。地壳中含钛矿石之一称金红石(TiO2)，目前大规模生产钛的方法是：第一步：金红石、炭粉混合，在高温条件下通入氯气制得TiCl4和一种可燃性气体。该反应的化学方程式：_，该反应的还原剂是 _。第二步：在氩气的气氛中，用过量镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛。简述由上述所得产物中获取金属钛的步骤_。解析：(1)物质的性质决定其用途，应结合题干所给的有关性质的信息来分析。由题干知钛和钛合金的熔点高，不能用来做保险丝；其密度小、熔点高，可塑性好，可用于制造飞机及船舶，与人体有很好的“相容性”可制造人造骨。(2)第一步得到的可燃性气体应是CO，结合原子守恒及电子转移守恒，化学方程式应为TiO22C2Cl2TiCl42CO，该反应中，碳元素化合价升高，C作还原剂；第二步应为镁置换钛的反应，化学方程式为TiCl42MgTi2MgCl2，所得产物含杂质镁(镁过量)、MgCl2，利用钛不与强酸反应，应加足量盐酸除去过量杂质镁、MgCl2，过滤即得钛。答案：(1)A(2)TiO22C2Cl2TiCl42CO碳加入足量盐酸，除去过量镁、MgCl2，过滤，洗涤12铜是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响，请完成下面的题目。在化学反应中，铜元素可表现为0、1、2价。(1)在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜即曾青(CuSO4)跟铁反应就生成铜。试写出该反应的化学方程式： _。(2)铜器表面有时会生成铜绿Cu2(OH)2CO3，Cu2(OH)2CO3也可写成Cu(OH)2CuCO3，它有Cu(OH)2和CuCO3的化学性质，这层铜绿可用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的反应的化学方程式： _。解析：(1)据信息：铁与CuSO4溶液反应生成Cu，则同时还生成FeSO4。(2)由于Cu与非氧化性酸盐酸、H2SO4(稀)不反应，而Cu2(OH)2CO3与盐酸、稀H2SO4反应溶解，故可用稀H2SO4或盐酸冲洗。答案：(1)CuSO4Fe=FeSO4Cu(2)Cu2(OH)2CO34HCl=2CuCl23H2OCO2或Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO43H2OCO2 13某化学兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体，以探索工业废料的再利用。其实验方案如图：试完成下列各题：(1)过滤用的器材已有滤纸、铁架台、铁圈和烧杯，还要补充的玻璃仪器是_。(2)由滤液A制得AlCl3溶液有途径和两条，你认为合理的是_，理由是_。(3)写出合金与烧碱溶液反应的离子方程式_。(4)写出用滤渣F制备胆矾晶体的化学方程式_。(5)有同学提出可将方案中最初溶解合金的烧碱溶液改用盐酸，重新设计方案，也能制得三种物质，你认为后者的方案是否更合理？_，理由是 _。解析：(1)联想过滤装置，可知需补充的玻璃仪器有漏斗和玻璃棒。(2)由题意知滤液A为NaAlO2溶液，若按途径，则发生反应NaAlO24HCl=NaClAlCl32H2O，所得AlCl3溶液中会含有大量NaCl杂质，而按途径时，NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3，过滤得纯净Al(OH)3，Al(OH)33HCl=AlCl33H2O，所得AlCl3不含杂质，故合理的为途径。(3)NaOH只与合金中的Al反应，生成NaAlO2和H2。(4)滤渣F为Cu，由Cu制备胆矾一般经过以下几个反应：2CuO22CuO，CuOH2SO4=CuSO4H2O，CuSO45H2O=CuSO45H2O。(5)若按该同学的方案需经如下的转化：Fe、Cu、Al显然操作步骤