3.用途广泛的金属材料

第页用途广泛的金属材料1．合金具有许多优良的性能，下列物质属于合金的是()A．氧化铜 B．青铜C．硫 D．钠解析：合金是混合物，它是一种具有多种金属特性的物质。根据不同的需要，可进行适当的金属熔合以制得不同性能的材料。青铜属于铜合金，CuO是氧化物，S与Na均为单质。故选B。答案：B2．铁和铁合金是生活中常用的材料，下列说法正确的是()A．一定条件下，铁粉可与水蒸气反应B．不锈钢是铁合金，只含金属元素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解析：铁合金中含有碳等非金属元素，铁合金也能与盐酸反应。镀锌铁板发生电化学腐蚀时，锌为负极，所以镀锌铁板更耐腐蚀。答案：A3．CuS和Cu2S都能溶于硝酸，它们高温灼烧的产物相同，以下鉴别CuS和Cu2S两种黑色粉末的方法合理的是()A．将两种样品分别溶于硝酸，区别所产生的气体B．将两种样品分别溶于硝酸，区别溶液的颜色C．取两种同质量的样品分别高温灼烧，区别残留固体的质量D．取两种同质量的样品分别高温灼烧，区别残留固体的颜色解析：硝酸具有强氧化性，CuS和Cu2S溶于硝酸都生成Cu2＋、SO2、NO或NO2，所以A、B不正确。CuS和Cu2S高温灼烧的产物相同，所以D也不正确。但相同质量的CuS和Cu2S高温灼烧的产物的质量不同，所以选C。答案：C4．所谓合金，就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔融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()A．Cu和Al B．Fe和CuC．Fe和Na D．Al和Na解析：要想形成合金，则必须满足各成分都要有共同的液态温度范围(即一种金属的熔点要高于另一种金属的熔点而低于它的沸点)，这样才能熔合在一起。当铁熔化时，钠已经变成钠蒸气了，所以铁和钠不具备形成合金的条件。答案：C5．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：本题考查合金材料的用途与性能之间的关系，解答关键是读懂题中的信息。解题流程如下：答案：A6．下列物质不能通过化合反应直接制得的是()A．FeCl2 B．NaHSO3C．Cu(OH)2 D．Fe(OH)3解析：氧化铜和水不能反应。注意D项，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。答案：C7．钢笔的笔头是合金钢，钢笔尖端是用机器轧出的便于使用的圆珠体。铱金笔的笔头是用不锈钢制成的，为了改变钢笔头的耐磨性能，在笔头尖端点上安装铱金粒，为与钢笔区别而叫铱金笔。金笔是笔头用黄金的合金，笔尖用铱的合金制成的高级自来水笔。下列说法中错误的是()A．钢笔的笔头不易被氧化，抗腐蚀性能好B．铱金笔的耐磨性能比钢笔好C．金笔的笔头和笔尖都是用纯金制成的D．金笔经久耐磨，是一种很理想的硬笔解析：金笔的笔头是用黄金合金制成的，而笔尖是用铱的合金制成的。答案：C8．2009年8月台风“莫拉克”使台湾遭受重创，通信光缆的损坏造成通讯中断。海峡两岸一家亲，灾情牵动同胞心。大陆各地纷纷慷慨解囊，支援台湾进行灾后重建，重建家园需要大量材料。下列说法正确的是()A．金属材料都是导体，非金属材料都是绝缘体B．制造光导纤维的主要原料是SiC．硬铝(Al­Cu­Mg­Si合金)可用于制造耐高温门窗D．镁的密度大约是铝的2/3，是实用金属中最轻的金属解析：选项A，非金属材料不一定都是绝缘体，如石墨是导体，Si为半导体。选项C，硬铝是几种金属单质按一定比例熔合而成的合金，因为合金的熔点比组成合金的金属单质低，故硬铝不抗高温，不能用于制造耐高温门窗。选项D，镁的密度小，大量用于制造合金，是实用金属中最轻的金属。答案：D9．已知酸性条件下有如下反应：2Cu＋=Cu2＋＋Cu。由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物做了验证，实验操作和实验现象记录如下：加入试剂稀硫酸浓硫酸、加热稀硝酸浓硝酸实验现象红色固体和蓝色溶液无色气体无色气体和蓝色溶液红棕色气体和蓝色溶液由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是()A．CuB．Cu2OC．一定有Cu，可能有Cu2OD．一定有Cu2O，可能有Cu解析：此题是通过实验现象推测反应的本质。H2还原CuO生成红色固体，可能是Cu和Cu2O中的一种或两种，加入稀H2SO4溶液变蓝和得到红色固体，证明原固体中含Cu2O，而Cu不能证明其有无。答案：D10．某化学小组在常温下测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：方案Ⅰ：铜铝混合物eq\o(→,\s\up7(足量溶液A),\s\do5(充分反应))测定生成气体的体积方案Ⅱ：铜铝混合物eq\o(→,\s\up7(足量溶液B),\s\do5(充分反应))测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是()A．溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液B．溶液A和B均可以选用稀硝酸C．若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小D．实验室方案Ⅱ更便于实施解析：因铝具有两性，而铜不能与碱、无氧化性酸反应，所以A和B是盐酸或氢氧化钠时，都与铝反应，故A项正确；又因测固体质量比测气体体积易进行，故D正确；若A和B都是稀硝酸时则方案Ⅰ、Ⅱ均无法实施，故B错；若B是浓硝酸时则铝钝化，导致剩余固体质量增加，所以测得铜的质量分数偏小，故C正确。答案：B11．将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)。试判断下列情况下，溶液中存在的金属离子和金属单质。(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有________________________________________________________________________；(2)若氯化铜有剩余，则容器中可能有________________________________________________________________________；(3)若氯化铁和氯化铜都有剩余，则容器中不可能有__________，可能有__________；(4)若氯化铁有剩余，则容器中不可能有____________。解析：本题属于物质共存问题。考查“铁三角”的转化关系，解答时应首先弄清物质间可能发生的反应，凡相互间能发生反应的物质就不可能大量共存。本题涉及的反应有：①Fe＋2FeCl3=3FeCl2②Fe＋CuCl2=Cu＋FeCl2③Cu＋2FeCl3=2FeCl2＋CuCl2(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有Fe3＋、Cu2＋，因为它们能发生上述①②反应。(2)若CuCl2有剩余，则容器中不可能有Fe，可能有Fe2＋、Fe3＋或Fe2＋、Cu。(3)若FeCl3和CuCl2均有剩余，则容器中不可能有Fe、Cu，可能有Fe2＋。(4)若FeCl3有剩余，则容器中不可能有Fe、Cu。答案：(1)Fe3＋、Cu2＋(2)Fe2＋、Fe3＋或Fe2＋、Cu(3)Fe、CuFe2＋(4)Fe、Cu12．CuCl2溶液中含有少量杂质FeCl2，为制备纯净的CuCl2·2H2O晶体，拟定实验步骤如下图所示：请回答下列问题：(1)步骤Ⅰ中，将Fe2＋转化为Fe3＋最好选用下列氧化剂中的________(填字母)。A．K2Cr2O7B．NaClOC．H2O2该反应的离子方程式为________________________。(2)在步骤Ⅱ中，加入Y的目的是为了调节溶液的酸度以促使Fe3＋沉淀完全，Y可以是下列物质中的______(填字母)。A．NaOHB．CuC．Cu2(OH)2CO3(3)步骤Ⅲ应控制的实验条件是______________________________________________________________________________________。解析：本题是利用Fe3＋与Cu2＋在pH不同范围内水解程度不同，使Fe3＋水解生成沉淀进行实验除杂，从而得到较纯净的CuCl2·2H2O。应先用Cl2氧化Fe2＋→Fe3＋，然后加入CuO、Cu2(OH)2CO3，来调节溶液的pH，让Fe3＋优先水解完成，生成Fe(OH)3沉淀。因Cu2＋易水解，故在加热析出时，要通入HCl以防止水解。答案：(1)C2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O(2)C(3)将溶液在较低温度下加热蒸发析出晶体，同时通以氯化氢气体防止水解13．氮氧化铝(AlON)具有优异的物理、化学性质，具备多晶陶瓷在材料制备方面的优势，是优秀的光学窗口材料，有着广阔的应用前景。工业上采用氧化铝的碳热还原氮化反应制得，其有关工艺流程如下：(1)铝土矿粉酸溶时酸不宜过量太多的原因是__________________________________。(2)试剂Ⅰ的化学式为________，反应的离子方程式为__________________________________。(3)写出制备AlON的化学方程式__________________________________。(4)滤液Ⅱ的一种重要用途是________。解析：酸溶时如果酸用量太多，在后面加入氨水时也需要消耗过多的氨水。(2)试剂Ⅰ应该用氨水，而不能用强碱，反应的离子方程式为：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4＋。(3)制备AlON的化学方程式为：Al2O3＋C＋N2eq\o(=,\s\up7(高温))2AlON＋CO。(4)滤液Ⅱ中含有氨盐，可作化肥。答案：(1)酸越多，后面消耗的碱就越多(2)NH3·H2OAl3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)(3)Al2O3＋C＋N2eq\o(=,\s\up7(高温))2AlON＋CO(4)作化肥14．铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示：回答下列有关问题：(1)Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO4。若用反应所得的酸性溶液，实现上述①的转化，要求产物纯净，可选用的试剂是________(填序号)。a．Cl2b．Fec．HNO3d．H2O2(2)上述转化得到的硫酸铁可用于电化浸出黄铜矿精矿工艺。精矿在阳极浸出的反应比较复杂，其中有一主要反应：CuFeS2＋4Fe3＋=Cu2＋＋5Fe2＋＋2S(CuFeS2中S为－2价)则下列说法正确的是________(填序号)。a．从物质分类的角度看，黄铜矿属于合金b．反应中，所有铁元素均被还原c．反应中，CuFeS2既作氧化剂又作还原剂d．当转移1mol电子时，有46gCuFeS2参加反应(3)下述反应中，若FeSO4和O2的化学计量数比为2∶1，试配平下列方程式：eq\x()FeSO4＋eq\x()K2O2→eq\x()K2FeO4＋eq\x()K2O＋eq\x()K2SO4＋eq\x()O2↑(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效的绿色水处理剂，在水中发生反应生成氢氧化铁胶体。高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是________________。解析：(1)H2O2是“绿色氧化剂”，氧化F