第3章第3节用途广泛的金属材料作业

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第3节用途广泛的金属材料一、选择题1．下列说法中不正确的是（)A．人类历史上使用最早的合金是青铜B．钢属于铁合金C．目前世界上使用量最大的合金是铝合金D．目前世界上用途最广的是合金钢【解析】目前世界上使用量最大的合金是铁合金。【答案】C2．纯铁的熔点为1535℃，而高炉中炼铁时生铁（含碳量较高的铁合金）在1200℃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】合金的熔点比成分金属的低.【答案】C3．铝硅合金（Si的质量分数为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：①铝,②硅,③铝硅合金,它们的熔点由低到高的顺序是（)A．①③②B．③①②C．③②①D．②①③【解析】合金的熔点一般比其各成分金属的熔点都要低，所以最低的是铝硅合金。硅晶体是熔点极高的晶体.【答案】B4．为了避免青铜器生成铜绿，下列说法中不正确的是（)A．将青铜器密封在玻璃容器中B．将青铜器保存在干燥的环境中C．将青铜器保存在潮湿的空气中D．在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜【解析】铜绿是生活中的常见现象，其反应原理为2Cu＋O2＋CO2＋H2O=Cu2(OH）2CO3，故青铜器生成铜绿需要与空气接触、有水参与.【答案】C5．不锈钢通常不与酸、碱、盐反应，是因为加入了（）A．Ni和CrB．Ni和AuC．Cr和AuD．Cr和Pt【解析】不锈钢中添加的合金元素主要是Ni和Cr，Ni、Cr元素的加入使不锈钢在多种酸、碱、盐溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。【答案】A6．将10g铁碳合金放入O2中高温灼烧，反应后的气体通入到过量石灰水中得沉淀1。4g。则此铁碳合金是（)A．生铁B．高碳钢C．中碳钢D．低碳钢【解析】n(CaCO3）＝eq\f（1.4g，100g·mol－1)＝0.014mol，由碳元素守恒，得铁碳合金中碳单质的物质的量也为0.014mol，m（C)＝0.014mol×12g·mol－1＝0.168g，故w（C）＝eq\f(0.168g,10g)×100％＝1。68%，所以该铁碳合金属于高碳钢。【答案】B7．制取合金常用的方法是将两种或两种以上的金属（或金属与非金属）加热到某一温度,使其全部熔化，再冷却成为合金。根据表中数据判断（其他条件均满足)，下列合金不宜采用这种方法制取的是（)金属NaMgAlFe熔点/℃97.56496601535沸点/℃883109022003000A。Fe－Al合金B．Na－Al合金C．Mg－Fe合金D．Mg－Al合金【解析】由题意知，C项的合金不宜采用题给方法制取，原因是镁的沸点(1090℃）比铁的熔点(1535℃）低,当温度升高到大于1090℃而小于1535℃时，镁已经变成气体,而铁还没有熔化.【答案】C8．将5.0g某金属合金放入足量的稀盐酸中，共收集氢气在标准状况下的体积为2.24L，则该金属合金可能是()A．Mg－Al合金B．Fe－Al合金C．Fe－Zn合金D．Cu－Zn合金【解析】由题意知,n（H2）＝eq\f(2。24L,22。4L·mol－1）＝0。1mol，即产生0。1molH2消耗金属合金为5.0g，产生1molH2消耗金属合金为50g，满足此条件的要求是产生1molH2时消耗一种金属质量大于50g，一种金属质量小于50g。对于给出的金属,产生1molH2时消耗金属的质量分别为m（Mg)＝24g，m(Al)＝18g,m（Fe）＝56g，m（Zn）＝65g。Cu与稀盐酸不反应，故选B。【答案】B9．某金属（或合金)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】由题图可知，金属质量为30g时，产生氢气的质量为1g。用极值法:假设每一种金属的质量都为30g，然后分别计算出产生氢气的质量。A项纯锌产生氢气的质量小于1g；B项纯铁产生氢气的质量大于1g；C项镁产生氢气的质量大于1g，铝产生氢气的质量大于1g，所以镁、铝按一定比例组成的合金产生氢气的质量不可能为1g；D项铁产生氢气的质量大于1g，铜不产生氢气,所以铜、铁按一定比例组成的合金产生氢气的质量可能为1g。【答案】D10．选用金属材料时,以下方面需要考虑的是（）①主要用途②物理性质、化学性质③价格④加工难度⑤日常维护⑥对环境的影响A．①②③B．③④⑤C．①⑤⑥D．①②③④⑤⑥【解析】本题错选A、B、C的原因是对金属材料的选用要考虑的问题了解不全面.在选用材料时要综合考虑所选材料的性能、价格、加工难度、日常维护、对环境的影响等因素，从众多材料中选取合适者。【答案】C11．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．用于家庭装修,做钛合金装饰门【解析】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；由于钛和钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排异反应,因此可以用来制造人造骨，C正确；由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，做钛合金装饰门，D正确；只有A错误，由于其熔点高,不适合做保险丝。【答案】A二、非选择题12．某课外活动小组,收集了一种合金进行研究。（1)外观暗灰色,表面光滑；(2)在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色；合金片熔化,但不滴落；(3）取刮去表皮的金属10。0g，放入足量H2SO4中,收集到标准状况下的H29。96L；（4)另取刮去表皮的金属10.0g,放入足量NaOH溶液中，也收集到标准状况下的H29.96L.试据此判断，合金中一定含有的元素是________(写元素符号）;下列元素可能含有的是________（填选项编号)。a。Agb.Mgc.Nad.Fe如果该合金中，只含两种元素，它们的质量比是________。【解析】焰色反应呈绿色,表明此合金中含有铜。相等质量的合金分别与H2SO4溶液、NaOH溶液反应，放出等体积的H2，表明该合金中含有铝,且不含其他比铜活泼的金属，否则与酸反应放出H2多.2Al~3H254g67.2Lm（Al)9.96Lm(Al)≈8。0g，则m(Cu)＝10。0g－8。0g＝2.0gm（Cu）:m（Al）＝1:4【答案】（4)Cu、Alam（Cu)：m(Al)＝1：413．已知合金A由两种常见金属组成。为测定其组成，某同学的实验流程如图所示请回答：（1)过程②中分离C和E的化学实验基本操作是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2)溶液H中所含的阳离子有________________________________________________________________________________________________________________________________________________(用离子符号表示)。(3）为测定合金的组成，若需要称量沉淀F的质量，则F需要洗涤，如何证明沉淀F是否洗涤干净？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【解析】(1)分离固体与溶液采用过滤的方法。（2)溶液H中加入过量氨水生成沉淀F,说明F是氢氧化物沉淀，再由E加适量盐酸生成F，F在过量盐酸中不沉淀而生成溶液H，说明F是Al（OH）3，F溶于过量盐酸，所得溶液中的阳离子是Al3＋和H＋。（3)若沉淀F未洗涤干净，则表明会有沾附的氯离子，可向最后一次洗涤液中加入少量硝酸银溶液进行检验.【答案】（1）过滤（2)Al3＋、H＋(3）取最后一次洗涤液，加入少量硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则沉淀没有洗涤干净,若无沉淀产生，则表明沉淀已经洗涤干净14．某铝合金中含有合金元素镁、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ag，将其溶解于足量的稀盐酸中，过滤。滤液中主要含有________，滤渣中含有________，溶解、过滤用到的玻璃仪器是________。(2）滤液中加过量氢氧化钠溶液、过滤，有关的离子方程式是________________________________________________________________________.（3)向步骤（2)的滤液中通入足量二氧化碳气体，过滤，有关的离子方程式是________________________________________________。（4）步骤（3)过滤后的滤渣用蒸馏水洗涤2~3次,烘干并灼烧至恒重，冷却后称重，其质量为bg，有关的化学方程式是_______________________________________________________________________________________________，原样品中铝的质量分数是_______________________________。(5）若步骤(2）中加入氢氧化钠的量不足，则实验结果________（填“偏高”、“偏低”或“不影响”，下同）;若步骤(4)中滤渣没有洗涤,则实验结果__________________________________________；若滤渣灼烧不充分，则实验结果_____________________________________________________________________________________________。【解析】（1）合金中能与盐酸反应的只有Mg、Al,Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑。（2)据滤液中主要含有的溶质，即可写出相应的离子方程式。（3)通入CO2时，CO2可与AlOeq\o\al(－,2）反应，因CO2过量必须写成HCOeq\o\al(－,3）的形式.(4)氢氧化铝灼烧：2Al（OH)3eq\o(=,\s\up7（△))Al2O3＋3H2O。做实验取样品ag,实验后得氧化铝bg，设bg氧化铝中含铝的质量为x。Al2O3~2Al10254bgx102：54＝bg:x，x＝eq\f(54×b，102）g＝eq\f(9b,17）g样品中铝的质量分数：eq\f（\f（9b,17）g,ag)×100％＝eq\f（9b,17a）×100％。(5)当加入NaOH不足时，有一部分Al(OH)3未转化为AlOeq\o\al(－,2）而被过滤除去，使Al的质量减少，所以测定结果偏低；若（4）中未洗涤滤渣,则滤渣中附有溶液中的溶质的质量被当作Al2O3的质量，使Al2O3的质量增大，即Al的质量增大,因而测得的结果偏高;若滤渣灼烧不充分,则使Al2O3的质量增大,即Al的质量增大,因而实验结果偏高。【答案】（1)MgCl2、AlCl3、HClCu、Si烧杯、玻璃棒、普通漏斗（2）H＋＋OH－=H2O，Mg2＋＋2OH－=Mg(OH）2↓,Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O（3)CO2＋OH－=HCOeq\o\al（－，3)，AlOeq\o\al（－,2）＋CO2＋2H2O=Al(OH）3↓＋HCOeq\o\al(－,3）（4)2Al（OH）3eq\o(=，\s\up7（△））Al2O3＋3H2Oeq\f(900b,17a）％(5）偏低偏高偏高[教材习题解答］1．物理化学机械大低原料配比工艺2．青铜3．答案钢碳素钢合金钢提示钢是一种铁合金，可分为碳素钢和合金钢。4．某种金属能否成为一种应用广泛的材料，往往取决于下列因素：储量是否丰富，开采、冶炼的难易程度和成本，金属的物理、化