金属材料 步练习 2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

答案第=page66页，共=sectionpages77页3.2.1金属材料同步练习2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册【知识清单】1.合金：⑴定义：由两种或两种以上的金属与金属或（非金属）熔合而形成的具有金属特性的物质。合金一定是混合物，由于合金的形成改变了金属的内部结构，所以对金属的物理性质和化学性质都有影响。(2)性能：合金的种类和性能与成分有关，不同的原料，不同的原料配比，不同的制造工艺，得到不同性能的合金，合金具有各成分金属的优良性能，合金的硬度及机械性能一般大于它的各成分金属、合金的熔点一般低于它的各成分金属。（3）常见的合金①铜合金：②合金钢：钢的分类方法较多，按照品种，划分为普通碳素钢、低合金钢、低硅钢、一般碳素结构钢、合金结构钢、合金弹簧钢、轴承钢等。综合划分为普通钢和优质钢两大类。按照规格，划分为大、中、小三类。我们教材按照化学成分分成两类，即碳素钢和合金钢。名称主要合金元素主要特性主要用途锰钢锰韧性好，硬度大钢轨、轴承、钢模、挖掘机铲斗、坦克装甲不锈钢铬、镍抗腐蚀性好医疗器械、容器、反应釜、炊具硅钢硅导磁性好变压器、发电机和电动机中的铁芯钨钢钨耐高温、硬度大刀具③铝合金：含有硅、铜、锌、锰等元素的铝合金具有质轻、坚韧、机械性能好等许多优良性质，用途极为广泛。如可以用来做飞机、车船材料、机械零件、门窗等。④钛合金：钛的合金具有密度小、强度高、耐腐蚀、耐高温等优点，主要用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船等领域。2.铝与氢氧化钠溶液的反应：实验操作实验现象向盛有2-3ml盐酸溶液的试管A中放入一小块铝片，待观察到明显现象后将点燃的木条放在A试管口铝片放入盐酸溶液中有气泡产生，将点燃的木条放在试管口，可观察到蓝色火焰向盛有2-3mlNaOH溶液的试管中B放入一小块铝片，待观察到明显现象后将点燃的木条放在B试管口铝片放入NaOH溶液中有气泡产生，将点燃的木条放在试管口，可观察到蓝色火焰（1）2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑（2）2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑温馨提示：铝跟氢氧化钠溶液的反应是分步进行的：①2Al＋6H2O=2Al(OH)3＋3H2↑；②Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O；总反应为2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，反应中Al是还原剂，H2O是氧化剂。（3）等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，消耗HCl和NaOH的物质的量之比为3∶1、产生H2的体积比为1∶1；足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生H2的体积比为1∶3。（4）因为酸、碱、盐均能腐蚀铝制品，所以铝制容器不宜蒸煮或长时间盛放酸性、碱性或咸的食物。3.氧化铝：Al2O3为白色粉末，不溶于，熔点2050℃，用作耐火材料，可用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器等。自然界中纯净的Al2O3为无色晶体，俗称刚玉。刚玉硬度仅次于金刚石，通常所说的是红蓝宝石是混有少量不同氧化物杂质的刚玉。Al2O3是既能与强酸反应生成盐和水，又能与强碱反应生成盐和水的两性氧化物。（1）氧化铝与盐酸反应的化学方程式：Al2O3+6HCl＝2AlCl3+3H2O，离子方程式：Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2O。（2）氧化铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，离子方程式：Al2O3＋2OH－＝2AlO2－＋H2O。温馨提示：①酸性氧化物：能跟碱起反应（不是氧化还原反应）生成盐和水的氧化物，叫做酸性氧化物。②碱性氧化物：能够跟酸反应（不是氧化还原反应）生成盐和水的氧化物称为碱性氧化物③两性氧化物：即能跟碱起反应（不是氧化还原反应）生成盐和水的氧化物又能能够跟酸反应（不是氧化还原反应）生成盐和水的氧化物称为两性氧化物。【同步练习】1．下列物质不属于合金的是A．不锈钢 B．生铁 C．青铜 D．氧化铝2．下列关于Al及其化合物的说法中，不正确的是A．Al(OH)3，是两性氢氧化物B．铝合金常用于制造飞机外壳C．AlCl3溶液与氨水反应能生成Al(OH)3沉淀D．Al2O3能与盐酸反应，不能与NaOH溶液反应3．从古至今，材料一直推动着人类社会的进步。下列属于合金材料的是A．泸州龙脑桥石雕B．泸州汉代铜镜C．泸州油纸伞D．泸州竹编筐4．日常使用的金属材料，大多数属于合金。下列关于合金的说法不正确的是A．钛合金的熔点高于单质钛B．钢是用量最大、用途最广的合金C．储氢合金是一类能够吸收，并与结合成金属氢化物的材料D．硬铝具有强度高、密度小、抗腐蚀能力强等优点，常用于制造飞机外壳5．下列关于合金的说法中，正确的是A．合金的熔点一定比各成分金属的低B．在我国使用最早的合金是钢C．生铁的含碳量为0.03%~2%D．稀土金属可以用于生产合金，稀土元素被称为“冶金工业的维生素”6．“中国元素”闪耀卡塔尔世界杯。下列有关解读错误的是选项中国元素解读A场馆——中企建设，主体为钢结构钢的硬度低于纯铁B纪念币——中国铸造，材料为银锌合金银的金属性弱于锌C新能源客车——宇通生产，用储氢合金储能储氢合金能大量吸收并与之结合成金属氢化物D光伏电站——贵州建设，用到半导体材料在周期表中金属与非金属的分界处寻找半导体材料7．第19届亚运会主场馆“大莲花”的建设使用了多种金属材料，下列关于金属材料的说法中正确的是A．钢是含碳量比生铁高的铁碳合金B．不锈钢是一种合金钢C．纯铝抗腐蚀，常用于制造机器零件D．储氢合金的主要用途是与酸反应制备氢气8．下列关于合金材料说法不正确的是A．青铜属于合金B．合金的熔点比其成分金属的熔点高C．生铁和钢是含碳量不同的铁碳合金，故合金均为混合物D．钛合金生物相容性好，强度大，可用作人造骨骼9．下列物质中，常温下既能与NaOH溶液反应，又能与盐酸反应的是A． B． C．MgO D．10．下列说法错误的是①干燥的沙土可用于扑灭着火的金属钠②钠能从硫酸铜溶液中置换出金属铜③Na2O2能与水反应生成NaOH，为碱性氧化物④NaHCO3可作胃酸中和剂和食用碱⑤Fe2O3俗称铁红，常作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料⑥合金因加入其他原子改变了金属原子的层状排列而硬度变大A．①② B．①④ C．②③ D．⑤⑥11．合金具有许多优良的性能。下列物质不属于合金的是A．硬铝 B．生铁 C．铜绿 D．钢12．金属是我们生产和生活中必不可少的物质，下列关于金属及其化合物性质描述正确的是A．金属钠暴露在空气中最终的生成物俗称烧碱、苛性钠B．Na2O2与Na2O固体分别溶于滴加酚酞试液水后，现象完全相同C．活泼金属与液态水以及铁与气态水反应均生成碱和H2D．速滑鞋上的冰刀是特殊的钢材料，属于铁合金，其硬度大，熔点低13．下列有关物质的性质与用途的描述错误的是A．Al具有良好的延展性，故铝可用于制作铝金属制品B．镁铝合金密度小，强度高，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料C．Al、均能与酸、碱反应，因此铝制炊具不宜用来蒸煮酸性或碱性食物D．“蛟龙”号载人潜水器的耐压球壳是用钛合金制造的，合金具有硬度大、熔点高等优点14．某化学兴趣小组按照如下流程进行“由镁铝合金制备硫酸铝晶体[Al2(SO4)3·18H2O]”的实验。下列有关说法正确的是A．镁铝合金不需要密封保存，因为镁铝的化学性质稳定B．镁铝合金因其低密度、高强度等优良性能，广泛应用于航空航天领域C．转化①合金溶解的反应式为Al＋6OH－＝[Al(OH)4]-+H2↑D．转化④的操作为蒸发结晶15．钢铁是目前应用最广泛的金属。钢铁工业的发展状况是衡量一个国家工业化水平的重要标志。(1)早在春秋时期，我国就掌握了炼铁方法，其原理是，反应过程中化合价降低的元素是。(2)如今铁制品应用于生活的方方面面，如用铁锅做饭，主要因为铁具有性。(3)不锈钢不易生锈，铁容易生锈，二者性质不同的原因是。请列举一条生活中防止铁锅生锈的方法。铁制品生锈时应及时除锈，生产中可用盐酸除铁锈(主要成分是)，反应的化学方程式为。(4)随着生产力的发展，我国炼铁技术又有新突破，是少数几个掌握羰基铁粉生产技术的国家之一、羰基铁粉在国防军工领域有重要应用，其制备的简易流程如图所示。制备时，先往设备中通入一段时间再加热的原因是，制备过程中可循环利用的物质是。16．碱式碳酸铜［］俗称铜绿，是一种蓝绿色固体，难溶于水，应用广泛。化学兴趣小组以“碱式碳酸铜的组成、结构、性质、应用和制备”为主题，开展项目式学习。【任务一】认识铜绿的组成与结构(1)铜绿的结构如图1所示，其中“”表示铜离子，“”，表示碳酸根离子，则“”表示(填微粒名称)。【任务二】(2)探究铜绿的性质与转化①铜绿呈蓝绿色，易被发现和识别，这利用的是铜绿的(选填“物理”或“化学”)性质。②。X的化学式为。③兴趣小组基于“结构决定性质”的学科观念，猜想铜绿能与盐酸反应生成气体：猜想的依据是铜绿中含有(填离子符号)。④兴趣小组用图2所示装置进行验证。若猜想正确，能观察到的现象是。【任务三】了解铜绿的应用与制备铜绿是一种农业上常用的杀菌剂，可用硫酸铜和碳酸钠溶液混合加热进行制备：。为了探究适宜反应温度，进行如下三个实验：编号溶液体积/mL溶液体积/mL反应温度℃实验现象12.42.020反应速度慢，得到蓝色沉淀2x2.050反应速度适中，得到蓝绿色沉淀32.42.090反应速度快，得到浅蓝色沉淀，逐渐变为黑褐色【实验分析】(3)实验2中所用溶液的体积x为mL。17．铝镁合金粉是烟花中的常见成分，其中Al的含量与烟花的安全有极大关系。某兴趣小组对某品牌烟花中所用铝镁合金粉中Al的含量进行测定(假设样品中的金属只含有Mg、Al)。Ⅰ．配制溶液(1)需用托盘天平称量固体g，写出一条称量时需注意的事项。(2)配制溶液的操作如下，正确顺序为：称量→溶解→转移并洗涤→_______→_______→_______→_______→装瓶贴标签。(填编号)(3)配制溶液的过程中，玻璃棒的作用有。Ⅱ．测定铝镁合金粉中Al的含量(4)仪器甲的名称是。(5)锥形瓶中反应的化学方程式为。(6)根据国家标准，铝镁合金粉中Al的含量应介于47%～53%。若实验样品质量为0.52g，测得生成气体体积为0.336L(标准状况)，则样品中铝的质量分数为(保留两位有效数字)：该样品标准(填“符合”、“不符合”)。18．小红同学在金店里发现有“750白金”和“999白金”两种“白金”，外观完全一样，单价相差悬殊，出于好奇，她进行了以下探究：【查阅资料】①“750白金”是以金为基材，加入镍、铜、银融熔而成的合金，其中金的质量分数为75%；“999白金”应该是“铂金”，一种银白色的贵重金属单质，元素符号为Pt，用于制作抗腐蚀性能好的金属材料及首饰等。②镍(Ni)在化合物中通常为+2价；硫酸镍的水溶液呈绿色。(1)分析资料，说明铂的化学性质(填“活泼”或“较活泼”“不活泼”)。【实验探究】“750白金”中镍、铜、银三种金属的活动性顺序及各成份的含量(2)猜想1：Cu>Ag>Ni猜想2：Cu>Ni>Ag猜想3：。实验一、取1.160g“750白金”加入试管中，再加入足量的稀硫酸，观察到有气泡产生，充分反应后，溶液变为绿色，试管底部有固体。【实验结论1】(3)猜想3正确，写出实验一中反应的化学方程式：。实验二、将实验一中剩余固体过滤、洗涤、烘干、称量，质量为1.042g；实验三、再将该固体加入到足量的溶液中，充分反应后，过滤、洗涤、干燥、称量，最终得到固体质量为1.194g。【实验结论2】“750白金”中各成分的组成(4)1.160g“750白金”中镍的质量为g，Cu的质量为g，金的质量有0.870g，其余为银。【实验反思与交流】(5)如果让你来鉴别这两种“白金”，方法是。参考答案题号12345678910答案DDBADABBBC题号11121314答案CDDB1．D【详解】A．不锈钢为铁碳合金，还加了少量铬、镍金属，属于合金，A正确；B．生铁是铁碳合金，B正确；C．青铜为铜锌合金，C正确D．合金是混合物，氧化铝是化合物，属于纯净物，不属于合金，D错误；答案选D。2．D【详解】A．Al(OH)3既能与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]，也能与盐酸反应，生成氯化铝和水，故Al(OH)3是两性氢氧化物，故A正确；B．铝合金具有高强度、质量轻、耐腐蚀等特点，常用于制造飞机外壳，故B正确；C．氯化铝与氨水反应方程式为：AlCl3+3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl，故C正确；D．Al2O3能与盐酸反应生成氯化铝和水，也能与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]，故D错误；故选D。3．B【详解】A．石雕的主要成分为碳酸钙和二氧化硅，A不符合题意；B．铜镜材质为铜合金，B符合题意；C．油纸主要成分为纤维素，C不符合题意；D．竹编筐主要成分为纤维素，D不符合题意；故答案选B。4．A【详解】A．合金的熔点一般低于它的各成分金属，钛合金的熔点低于单质钛，故A错误；B．是铁和碳的合金，是目前用量最大、用途最广的合金，故B正确；C．储氢合金能够大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物，故C正确；D．合金的硬度大、抗腐蚀性强，硬铝具有强度大、质量轻、抗腐蚀能力强等优点，常用于制造飞机外壳，故D正确；答案选A。5．D【详解】A．合金的熔点一般比各成分金属的低，但是汞与其他金属形成的合金的熔点高于汞，故A错误；B．在我国使用最早的合金是青铜，故B错误；C．生铁是含碳量（质量分数）为2%～4.3%的铁合金，故C错误；D．合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，在合金中加入适量稀土金属能大大改善合金的性能，稀土元素被称为“冶金工业的维生素”，D正确；故选D。6．A【详解】A．合金的硬度比组成金属硬度大，故钢的硬度大于纯铁，故A错误；B．根据金属活动性可知银的金属性弱于锌，故B正确；C．储氢合金能快速可逆地存储和释放H2，能大量吸收H2并与之结合成金属氢化物，故C正确；D．金属与非金属的分界处的元素具有金属性、非金属性，可作半导体材料，故D正确；答案选A。7．B【详解】A．钢的含碳量比生铁低，故A项错误；B．不锈钢中的合金元素主要是铬和镍，故B项正确；C．纯铝的质地较软，硬度和强度较小，不适合制造高强度机器零件，故C项错误；D．储氢合金是一种新型合金材料，能吸收大量氢气，并与氢气结合成金属氢化物，主要用途是储存氢气便于氢气运输、保存，故D项错误；故本题选B。8．B【详解】A．青铜是铜锡合金，A正确；B．一般来说，合金的熔点比其组成成分金属的熔点低，B错误；C．生铁是含碳量大于2%的铁碳合金，钢是对含碳量在0.02%~2%之间的铁碳合金的统称，则生铁和钢是含碳量不同的铁碳合金，故合金均为混合物，C正确；D．钛合金生物相容性好，强度大，可用作人造骨骼，D正确；故选B。9．B【详解】A．二氧化碳是酸性氧化物，能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，但不能与盐酸反应，故A错误；B．氧化铝是两性氧化物，能与盐酸反应生成氯化铝和水，能与氢氧化钠溶液反应生成Na[Al(OH)4]和水，故B正确；C．氧化镁是碱性氧化物，能与盐酸反应生成氯化镁和水，但不能与氢氧化钠溶液反应，故C错误；D．氧化铁是碱性氧化物，能与盐酸反应生成氯化铁和水，但不能与氢氧化钠溶液反应，故D错误；故答案选B。10．C【详解】①金属钠着火可用干燥的沙土扑灭，①正确；②Na与CuSO4溶液反应时，Na与水反应生成NaOH和H2，NaOH与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀和Na2SO4，钠不能从硫酸铜溶液中置换出铜，②错误；③Na2O2与水反应生成NaOH和O2，Na2O2不是碱性氧化物，③错误；④NaHCO3的水溶液呈碱性，NaHCO3能与胃酸反应，故NaHCO3可作胃酸中和剂和食用碱，④正确；⑤Fe2O3俗称铁红，常作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料，⑤正确；⑥合金因其他原子改变了金属原子的层状排列，使合金硬度变大，⑥正确；错误的有②③，答案选C。11．C【详解】A．合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质；硬铝是铝、铜、镁、锰、硅等形成的铝合金，A不符合题意；B．生铁是铁含有碳的铁合金，B不符合题意；C．铜绿主要成分为碱式碳酸铜，不属于合金，C符合题意；D．钢是含碳量在0.02%至2.11%之间的铁和碳的合金，主要成分是铁，含有碳等杂质，D不符合题意；故选C。12．D【详解】A．金属暴露在空气中最终的生成物是碳酸钠，俗称纯碱、苏打，A错误；B．氧化钠是碱性氧化物，溶于水滴加酚酞试液后变红；过氧化钠除了与水反应生成氢氧化钠，过氧化钠还具有强氧化性而漂白，所以溶于水滴加酚酞试液后先变红后褪色，现象不同，B错误；C．活泼钠与水反应生成NaOH和H2，铁与气态水反应也生成Fe3O4和H2，C错误；D．滑冰鞋上的冰刀是特殊的钢材料，是铁合金，其硬度大，熔点低，D正确；故答案为：D。13．D【详解】A．铝可用于制作铝金属制品，是利用了铝具有良好的延展性，故A正确；B．制造飞机和宇宙飞船的材料具有强度高，耐高温，耐腐蚀，密度小等特点，镁铝合金性质符合，故B正确；C．氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成Na[Al(OH)4]和水，铝和氢氧化钠溶液反应生成Na[Al(OH)4]和氢气，铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性的食物，故C正确；D．一般合金的硬度较大、熔点较低，钛合金硬度大，但熔点低，故D错误；故选：D。14．B【分析】Mg、Al合金中加入足量NaOH，2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，过滤后可得金属Mg（金属X），NaAlO2溶液中加稀硫酸，生成Al(OH)3沉淀（固体A），再加稀硫酸，生成Al2(SO4)3，溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到Al2(SO4)3晶体。【详解】A．镁和铝都是活泼金属，它们在常温下都能被氧气氧化，形成一层致密的氧化膜，这层氧化膜能够稳定存在，保护内部的镁和铝不被进一步氧化，A错误；B．镁铝合金密度小、强度高，性能优良，广泛应用于航空航天领域，B正确；C．由分析可知，转化①合金溶解的反应式为2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，C错误；D．根据分析，操作④包含的步骤有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，D错误；故选B15．(1)铁(2)良好的导热能力(3)成分和结构差异晾干或用食用油均匀涂抹锅内壁(4)排除设备内的空气CO【详解】（1）反应过程中化合价降低，化合价升高，故化合价降低的元素是铁；（2）铁锅做饭考虑的就是导热能力，铁有良好的导热能力；（3）不锈钢不易生锈，而铁容易生锈，二者性质不同的主要原因在于它们的成分和结构差异；洗净后的铁锅务必完全晾干，可以用食用油均匀涂抹锅内壁，形成一层薄薄的保护膜；是碱性氧化物可与酸发生反应，方程式；（4）目的是排除设备内的空气，因一氧化碳具有可燃性，与空气混合后加热可能会发生爆炸，通过先通入一氧化碳，可以确保设备内的空气被一氧化碳置换，从而在加热时避免气体不纯而导致的爆炸风险；结合流程图可知制备过程中可循环利用的物质是CO。16．(1)氢氧根离子(2)物理CuCl2CO澄清石灰水变浑浊(3)2.4【分析】碱式碳酸铜［］俗称铜绿，是一种蓝绿色固体，是一种碱式盐。能与酸反应生成盐、二氧化碳和水，能够加热分解生成氧化铜、二氧化碳和水，依次进行相关探究。【详解】（1）根据碱式碳酸铜的化学式可知，“”表示氢氧根离子；（2）①蓝绿色描述的物质的颜色属于物质的物理性质，故填物理；②反应前有2个铜原子、5个氧原子、6个氢原子、1个碳原子、4个氯原子，反应后除2X外，共含有5个氧原子、6个氢原子、1个碳原子，根据反应前后原子种类和个数不变，所以2X中含有2个铜原子、4个氯原子，故X为CuCl2；③铜绿中含有碳酸根离子()，盐酸与碳酸盐反应产生水和二氧化碳，所以可以作出猜想：铜绿能与盐酸反应生成CO₂气体；④二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以若观察到澄清石灰水变浑浊，证明猜想正确；（3）进行对比实验时要控制变量，根据I、Ⅲ可知，实验Ⅱ中所用Na2CO3溶液的体积为2.4mL；17．(1)4.0g固体氢氧化钠应在表面皿上或在小烧杯中称量，不能在称量纸上称量(2)adcb(3)搅拌、引流(4)分液漏斗(5)(6)52%符合【分析】根据题意，M铝镁合金粉中，铝能与强碱反应：，镁不反应，测量产生H2的体积和物质的量，根据方程式系数关系计算Al的物质的量。【详解】（1）配制溶液，需用托盘天平称量固体0.5L×0.2mol/L×40g/mol=4.0g。NaOH易吸水潮解，称量时需注意固体氢氧化钠应在表面皿上或在小烧杯中称量，不能在称量纸上称量。（2）配制溶液时，首先计算配制溶液所需的质量，再称量所需的，最后进行溶解、转移并洗涤、定容、摇匀、装瓶贴标签，故选adcb。（3）配制溶液的过程中，玻璃棒的作用有：搅拌、引流。（4）仪器甲的名称是分液漏斗。（5）锥形瓶中Al和NaOH溶液反应生成H2和，化学方程式为：。（6）测得生成H2的体积为0.336L