第3章 铁 金属材料 第2节 第1课时 合金 金属材料-2024-2025高一化学必修第一册（人教版）课后练习

第二节金属材料第1课时合金金属材料课后·训练提升合格考过关检验1.合金与纯金属制成的金属材料相比,优点是()。①合金的硬度一般比它的各成分金属的大②一般地,合金的熔点比它的各成分金属的更低③改变原料的配比、改变生成合金的条件,可以得到具有不同性能的合金④合金比纯金属的导电性能更强⑤合金比纯金属的应用范围更广泛A.①②③⑤ B.②③④C.①②④ D.①④⑤答案:A2.下列关于合金的说法正确的是()。A.合金中可能含有非金属元素B.合金中至少含有两种金属元素C.铜合金是纯净物D.合金中的金属元素以化合态的形式存在答案:A3.下列叙述错误的是()。A.不锈钢是最常见的一种合金钢B.不锈钢中常添加镍(Ni)和铬(Cr)元素,从而使其具有特殊性能C.不锈钢中只含有金属元素,不含有非金属元素D.不锈钢是通过增加原子层之间的相对滑动难度,导致合金的硬度变大答案:C4.如图所示的实验中,投入铝片后()。A.①中产生气泡,②中不产生气泡B.①和②中都不产生气泡C.①和②中都产生气泡,①中是H2,②中是O2D.①和②中都产生气泡,且都是H2答案:D5.经研究发现,含有95%的铝和5%的镓、铟及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气,整个反应中只消耗铝,而反应生成的Al2O3可回收再利用,这样不仅降低了制氢气的成本,而且方便快捷,这一发现为以H2作燃料的汽车的研发树立新的里程碑。下列有关说法不正确的是()。A.此合金一定比纯铝柔软B.铝作为还原剂,有资源丰富的优势C.合金与水反应的总反应式为2Al+3H2OAl2O3+3H2↑D.合金中的镓、铟及锡对铝与水的反应可能起催化作用答案:A解析:合金的硬度一般比其成分金属的硬度大,A错误;铝是地壳中含量最高的金属元素,B正确;由题中信息和纯铝在常温下与水不反应知C、D均正确。6.某同学将一块铝箔用砂纸仔细打磨,除去表面的保护膜,用坩埚钳夹住放在酒精灯火焰上加热至熔化,发现熔化的铝并不滴落,而是好像被一层膜兜着。下列对该现象的说法错误的是()。A.兜着液体的这层膜是氧化铝B.该实验说明了氧化铝的熔点高于铝的熔点C.铝极易与空气中的氧气反应而在表面形成氧化物保护膜D.铝的化学性质较稳定,即使加热到熔化也不与空气中的氧气反应答案:D解析:将打磨过的铝箔用坩埚钳夹住放在酒精灯火焰上加热,铝和氧气反应生成了氧化铝,因氧化铝的熔点高于铝的熔点,所以在加热铝箔时,铝熔化但不会滴落,D错误。7.要除去Fe2O3中混有的Al2O3,最好的方法是()。A.用盐酸洗涤过滤B.加热用H2还原C.加热用CO还原D.用NaOH溶液洗涤、过滤答案:D解析:Fe2O3和Al2O3均难溶于水,但Fe2O3和Al2O3都能与盐酸反应,反应后不能起到除杂的目的,A不符合题意;根据Fe2O3和Al2O3的化学性质,氧化铁能被氢气或一氧化碳还原得到铁,故B、C不符合题意;Fe2O3不与氢氧化钠溶液反应,而Al2O3能与氢氧化钠溶液发生反应Al2O3+2OH-+3H2O2[Al(OH)4]-,过滤得到Fe2O3,D符合题意。8.下列变化不可能通过一步实验直接完成的是()。A.Al(OH)3→Al2O3B.Al2O3→Al(OH)3C.Al→[Al(OH)4]-D.AlCl3→Al(OH)3答案:B解析:Al(OH)3加热分解可直接得Al2O3,Al与强碱溶液反应可得[Al(OH)4]-,AlCl3溶液与NaOH溶液反应可直接得Al(OH)3,Al2O3难溶于水,不能通过一步反应得Al(OH)3。9.铁、铝的混合物进行如下实验:(1)操作X的名称是。

(2)气体A是。

(3)A与Cl2混合光照可能发生爆炸,生成(填化学式),A在该反应中作为(填“氧化剂”或“还原剂”)。

(4)溶液B中阴离子除OH-外还有,溶液D中存在的金属离子为。

答案:(1)过滤(2)H2(3)HCl还原剂(4)[Al(OH)4]-Fe2+解析:(1)加入足量NaOH溶液,Al溶解,Fe不溶解,操作X为过滤。(2)Al与氢氧化钠溶液反应产生氢气,气体A为H2。(3)H2与Cl2反应生成HCl。(4)溶液B中阴离子有OH-、[Al(OH)4]-,溶液D中金属离子为Fe2+。10.历史上金、银、铜主要是作为金属货币或装饰品被应用。(1)金、银、铜常被作为钱币流通,从化学角度来看,主要是利用它们的(填字母)。

A.硬度适中B.密度适中C.在自然界里都可得到纯净的单质D.不活泼性(2)试样X由氧化亚铁和氧化铜组成,取质量相等的两份试样,按如图所示进行实验:请写出步骤③中所发生的全部反应的离子方程式:

。

若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反应后,生成的不溶物W的质量是m,则每份试样X中氧化铜的质量为(用m表示)。

答案:(1)D(2)Fe+Cu2+Fe2++Cu,Fe+2H+Fe2++H2↑58m解析:(1)金、银、铜都属于不活泼金属,易加工,因此,在历史上都曾经用作货币。(2)试样与过量盐酸反应所得溶液Y为FeCl2、CuCl2、HCl混合溶液,粉末Z为Fe、Cu混合物,将Y和Z混合,发生反应:Fe+Cu2+Fe2++Cu,Fe+2H+Fe2++H2↑,由生成的溶液呈强酸性且溶液中不含Cu2+表明,不溶物W是金属铜,每份试样中氧化铜的质量为m×8064×12等级考素养提升1.铁铝合金是一种新型高温结构材料,取一定量的铁铝合金完全溶于盐酸中,然后通入过量的氯气,再加入过量的烧碱溶液,溶液中能够存在较多的阳离子为()。A.Na+、Fe3+、Al3+、H+B.Na+、Fe2+、Al3+C.Na+、Fe3+D.Na+答案:D2.形状记忆合金是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形,恢复其变形前原始形状的合金材料,即拥有“记忆”效应的合金。下列变化不是利用合金“记忆”效应的是()。A.脊柱侧弯矫形采用的哈伦顿棒,如果矫形棒的矫正力有变化,把温度升高到比体温高约5℃,就能恢复足够的矫正力B.合金在高温环境下制做好天线,再在低温下把它压缩成一个小铁球,运上太空中,太阳的强烈的辐射使它恢复原来的形状C.用于制造精密仪器或精密车床,一旦由于震动、碰撞等原因变形,只需加热即可排除故障D.汽车受损变形后,利用钣金喷漆整形答案:D3.某铝锂合金成分(质量百分比)如下(Bal指剩余的百分含量):成分SiFeCuMnMgZnTiLiAl含量/%0.080.12.9~3.50.50.25~0.80.250.10.8~1.1Bal为了使合金具有高耐腐蚀性能,通常先用酸腐蚀除去铝锂合金表面的氧化层,再进行氧化处理,并进行适当封闭,以提高合金表面耐腐蚀性能。仔细阅读上述信息,回答下列问题。(1)铝锂合金可用于制造飞机,你认为铝锂合金材料的主要特点是。(2)铝锂合金组成元素中含量最高的是。

(3)先用酸腐蚀除去铝锂合金表面的氧化层,请你写出发生酸腐蚀反应的化学方程式:

(写一个即可)。

(4)合金后期也采用碱腐蚀工艺,具体做法是采用40~60g·L-1的NaOH溶液,在40~55℃下处理0.5~2min。写出碱腐蚀主要反应的化学方程式(写一个即可)。

(5)钢铁、铝合金、铜合金三种合金具有广泛的用途,下列说法正确的是(填字母)。

A.碳钢与生铁的主要成分相同,所以性能相同B.镁铝合金可用于制造飞机、汽车等部件C.铜合金具有优良的导电、导热性能,但耐腐蚀能力较差D.铝铁合金具有很高的熔点,能用于制造火箭外层材料答案:(1)轻、坚固(或硬)(2)铜(3)CuO+2HClCuCl2+H2O(合理即可)(4)2NaOH+Al2O3+3H2O2Na[Al(OH)4](5)B解析:(1)铝锂合金可用于制造飞机,其特点是轻、坚固(或硬)。(2)由信息可知,除Al外铜的含量最高。(3)酸可以溶解氧化铜、氧化铁等。(4)碱可溶解氧化铝,其化学方程式为2NaOH+Al2O3+3H2O2Na[Al(OH)4]。(5)碳钢和生铁都是铁碳合金,二者含碳量不同,所以性能差异很大,A错误;镁铝合金具有质地轻、硬度大、耐腐蚀等性能,决定了其能用于制造飞机、汽车等部件,B正确;铜是不活泼金属,其合金性质稳定、耐腐蚀能力很强,C错误;一般合金的熔点比成分金属的低,铝铁合金的熔点低于单质铁的熔点,不能用于制造火箭外层材料,D错误。4.把10.2g镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中,得到6.72L标准状况下的H2。试计算:(1)该合金中铝的质量分数为;

(2)该合金中镁与铝的物质的量之比为;

(3)该合金溶于足量的盐酸中,产生H2的体积(标准状况下)为。

答案:(1)52.9%(2)1∶1(3)11.2L解析:(1)把镁铝合金的粉末放入过量的烧碱溶液中,镁不反应,只有Al能与NaOH溶液反应,则:2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑2mol 3×22.4Ln(Al) 6.72L2moln解得:n(Al)=0.2mol,m(Al)=0.2mol×27g·mol-1=5.4g,铝的质量分数为5.4g10(2)m(Mg)=10.2g-5.4g=4.8g,n(Mg)=4.8g24n(Mg)∶n(Al)=0.2mol∶0.2mol=1∶1。(3)设由铝生成的氢气为V1(H2),由镁生成的氢气为V2(H2),由镁和铝与盐酸的反应可知:2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑2mol 3×22.4L0.2mol V1(H2)2mol0解得:V1(H2)=6.72L。Mg+2HClMgCl2+H2↑1mol 22.4L0.2mol V2(H2)1mol0解得:V2(H2)=4.48L。V总(H2)=V1(H2)+V2(H2)=6.72L+4.48L=11.2L。5.某学习小组用下图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。(1)A中试剂为。

(2)B中发生反应的化学方程式为

。

(3)若实验所用铝镁合金的质量为ag,测得氢气体积为bmL(已换算为标准状况),B中剩余固体的质量为cg,则铝的相对原子质量为