第3章 鐵 金屬材料 第2節(jié) 第1課時 合金 金屬材料-2024-2025高一化學(xué)必修第一冊（人教版）課后練習(xí)

第二節(jié)金屬材料第1課時合金金屬材料課后·訓(xùn)練提升合格考過關(guān)檢驗1.合金與純金屬制成的金屬材料相比,優(yōu)點是()。①合金的硬度一般比它的各成分金屬的大②一般地,合金的熔點比它的各成分金屬的更低③改變原料的配比、改變生成合金的條件,可以得到具有不同性能的合金④合金比純金屬的導(dǎo)電性能更強⑤合金比純金屬的應(yīng)用范圍更廣泛A.①②③⑤ B.②③④C.①②④ D.①④⑤答案:A2.下列關(guān)于合金的說法正確的是()。A.合金中可能含有非金屬元素B.合金中至少含有兩種金屬元素C.銅合金是純凈物D.合金中的金屬元素以化合態(tài)的形式存在答案:A3.下列敘述錯誤的是()。A.不銹鋼是最常見的一種合金鋼B.不銹鋼中常添加鎳(Ni)和鉻(Cr)元素,從而使其具有特殊性能C.不銹鋼中只含有金屬元素,不含有非金屬元素D.不銹鋼是通過增加原子層之間的相對滑動難度,導(dǎo)致合金的硬度變大答案:C4.如圖所示的實驗中,投入鋁片后()。A.①中產(chǎn)生氣泡,②中不產(chǎn)生氣泡B.①和②中都不產(chǎn)生氣泡C.①和②中都產(chǎn)生氣泡,①中是H2,②中是O2D.①和②中都產(chǎn)生氣泡,且都是H2答案:D5.經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),含有95%的鋁和5%的鎵、銦及錫組成的新型合金與水能快速反應(yīng)制得氫氣,整個反應(yīng)中只消耗鋁,而反應(yīng)生成的Al2O3可回收再利用,這樣不僅降低了制氫氣的成本,而且方便快捷,這一發(fā)現(xiàn)為以H2作燃料的汽車的研發(fā)樹立新的里程碑。下列有關(guān)說法不正確的是()。A.此合金一定比純鋁柔軟B.鋁作為還原劑,有資源豐富的優(yōu)勢C.合金與水反應(yīng)的總反應(yīng)式為2Al+3H2OAl2O3+3H2↑D.合金中的鎵、銦及錫對鋁與水的反應(yīng)可能起催化作用答案:A解析:合金的硬度一般比其成分金屬的硬度大,A錯誤;鋁是地殼中含量最高的金屬元素,B正確;由題中信息和純鋁在常溫下與水不反應(yīng)知C、D均正確。6.某同學(xué)將一塊鋁箔用砂紙仔細打磨,除去表面的保護膜,用坩堝鉗夾住放在酒精燈火焰上加熱至熔化,發(fā)現(xiàn)熔化的鋁并不滴落,而是好像被一層膜兜著。下列對該現(xiàn)象的說法錯誤的是()。A.兜著液體的這層膜是氧化鋁B.該實驗說明了氧化鋁的熔點高于鋁的熔點C.鋁極易與空氣中的氧氣反應(yīng)而在表面形成氧化物保護膜D.鋁的化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定,即使加熱到熔化也不與空氣中的氧氣反應(yīng)答案:D解析:將打磨過的鋁箔用坩堝鉗夾住放在酒精燈火焰上加熱,鋁和氧氣反應(yīng)生成了氧化鋁,因氧化鋁的熔點高于鋁的熔點,所以在加熱鋁箔時,鋁熔化但不會滴落,D錯誤。7.要除去Fe2O3中混有的Al2O3,最好的方法是()。A.用鹽酸洗滌過濾B.加熱用H2還原C.加熱用CO還原D.用NaOH溶液洗滌、過濾答案:D解析:Fe2O3和Al2O3均難溶于水,但Fe2O3和Al2O3都能與鹽酸反應(yīng),反應(yīng)后不能起到除雜的目的,A不符合題意;根據(jù)Fe2O3和Al2O3的化學(xué)性質(zhì),氧化鐵能被氫氣或一氧化碳還原得到鐵,故B、C不符合題意;Fe2O3不與氫氧化鈉溶液反應(yīng),而Al2O3能與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)Al2O3+2OH-+3H2O2[Al(OH)4]-,過濾得到Fe2O3,D符合題意。8.下列變化不可能通過一步實驗直接完成的是()。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加熱分解可直接得Al2O3,Al與強堿溶液反應(yīng)可得[Al(OH)4]-,AlCl3溶液與NaOH溶液反應(yīng)可直接得Al(OH)3,Al2O3難溶于水,不能通過一步反應(yīng)得Al(OH)3。9.鐵、鋁的混合物進行如下實驗:(1)操作X的名稱是。

(2)氣體A是。

(3)A與Cl2混合光照可能發(fā)生爆炸,生成(填化學(xué)式),A在該反應(yīng)中作為(填“氧化劑”或“還原劑”)。

(4)溶液B中陰離子除OH-外還有,溶液D中存在的金屬離子為。

答案:(1)過濾(2)H2(3)HCl還原劑(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為過濾。(2)Al與氫氧化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,氣體A為H2。(3)H2與Cl2反應(yīng)生成HCl。(4)溶液B中陰離子有OH-、[Al(OH)4]-,溶液D中金屬離子為Fe2+。10.歷史上金、銀、銅主要是作為金屬貨幣或裝飾品被應(yīng)用。(1)金、銀、銅常被作為錢幣流通,從化學(xué)角度來看,主要是利用它們的(填字母)。

A.硬度適中B.密度適中C.在自然界里都可得到純凈的單質(zhì)D.不活潑性(2)試樣X由氧化亞鐵和氧化銅組成,取質(zhì)量相等的兩份試樣,按如圖所示進行實驗:請寫出步驟③中所發(fā)生的全部反應(yīng)的離子方程式:

。

若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反應(yīng)后,生成的不溶物W的質(zhì)量是m,則每份試樣X中氧化銅的質(zhì)量為(用m表示)。

答案:(1)D(2)Fe+Cu2+Fe2++Cu,Fe+2H+Fe2++H2↑58m解析:(1)金、銀、銅都屬于不活潑金屬,易加工,因此,在歷史上都曾經(jīng)用作貨幣。(2)試樣與過量鹽酸反應(yīng)所得溶液Y為FeCl2、CuCl2、HCl混合溶液,粉末Z為Fe、Cu混合物,將Y和Z混合,發(fā)生反應(yīng):Fe+Cu2+Fe2++Cu,Fe+2H+Fe2++H2↑,由生成的溶液呈強酸性且溶液中不含Cu2+表明,不溶物W是金屬銅,每份試樣中氧化銅的質(zhì)量為m×8064×12等級考素養(yǎng)提升1.鐵鋁合金是一種新型高溫結(jié)構(gòu)材料,取一定量的鐵鋁合金完全溶于鹽酸中,然后通入過量的氯氣,再加入過量的燒堿溶液,溶液中能夠存在較多的陽離子為()。A.Na+、Fe3+、Al3+、H+B.Na+、Fe2+、Al3+C.Na+、Fe3+D.Na+答案:D2.形狀記憶合金是一種在加熱升溫后能完全消除其在較低的溫度下發(fā)生的變形,恢復(fù)其變形前原始形狀的合金材料,即擁有“記憶”效應(yīng)的合金。下列變化不是利用合金“記憶”效應(yīng)的是()。A.脊柱側(cè)彎矯形采用的哈倫頓棒,如果矯形棒的矯正力有變化,把溫度升高到比體溫高約5℃,就能恢復(fù)足夠的矯正力B.合金在高溫環(huán)境下制做好天線,再在低溫下把它壓縮成一個小鐵球,運上太空中,太陽的強烈的輻射使它恢復(fù)原來的形狀C.用于制造精密儀器或精密車床,一旦由于震動、碰撞等原因變形,只需加熱即可排除故障D.汽車受損變形后,利用鈑金噴漆整形答案:D3.某鋁鋰合金成分(質(zhì)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為了使合金具有高耐腐蝕性能,通常先用酸腐蝕除去鋁鋰合金表面的氧化層,再進行氧化處理,并進行適當封閉,以提高合金表面耐腐蝕性能。仔細閱讀上述信息,回答下列問題。(1)鋁鋰合金可用于制造飛機,你認為鋁鋰合金材料的主要特點是。(2)鋁鋰合金組成元素中含量最高的是。

(3)先用酸腐蝕除去鋁鋰合金表面的氧化層,請你寫出發(fā)生酸腐蝕反應(yīng)的化學(xué)方程式:

(寫一個即可)。

(4)合金后期也采用堿腐蝕工藝,具體做法是采用40~60g·L-1的NaOH溶液,在40~55℃下處理0.5~2min。寫出堿腐蝕主要反應(yīng)的化學(xué)方程式(寫一個即可)。

(5)鋼鐵、鋁合金、銅合金三種合金具有廣泛的用途,下列說法正確的是(填字母)。

A.碳鋼與生鐵的主要成分相同,所以性能相同B.鎂鋁合金可用于制造飛機、汽車等部件C.銅合金具有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能,但耐腐蝕能力較差D.鋁鐵合金具有很高的熔點,能用于制造火箭外層材料答案:(1)輕、堅固(或硬)(2)銅(3)CuO+2HClCuCl2+H2O(合理即可)(4)2NaOH+Al2O3+3H2O2Na[Al(OH)4](5)B解析:(1)鋁鋰合金可用于制造飛機,其特點是輕、堅固(或硬)。(2)由信息可知,除Al外銅的含量最高。(3)酸可以溶解氧化銅、氧化鐵等。(4)堿可溶解氧化鋁,其化學(xué)方程式為2NaOH+Al2O3+3H2O2Na[Al(OH)4]。(5)碳鋼和生鐵都是鐵碳合金,二者含碳量不同,所以性能差異很大,A錯誤;鎂鋁合金具有質(zhì)地輕、硬度大、耐腐蝕等性能,決定了其能用于制造飛機、汽車等部件,B正確;銅是不活潑金屬,其合金性質(zhì)穩(wěn)定、耐腐蝕能力很強,C錯誤;一般合金的熔點比成分金屬的低,鋁鐵合金的熔點低于單質(zhì)鐵的熔點,不能用于制造火箭外層材料,D錯誤。4.把10.2g鎂鋁合金的粉末放入過量的燒堿溶液中,得到6.72L標準狀況下的H2。試計算:(1)該合金中鋁的質(zhì)量分數(shù)為;

(2)該合金中鎂與鋁的物質(zhì)的量之比為;

(3)該合金溶于足量的鹽酸中,產(chǎn)生H2的體積(標準狀況下)為。

答案:(1)52.9%(2)1∶1(3)11.2L解析:(1)把鎂鋁合金的粉末放入過量的燒堿溶液中,鎂不反應(yīng),只有Al能與NaOH溶液反應(yīng),則: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,鋁的質(zhì)量分數(shù)為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)設(shè)由鋁生成的氫氣為V1(H2),由鎂生成的氫氣為V2(H2),由鎂和鋁與鹽酸的反應(yīng)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總(H2)=V1(H2)+V2(H2)=6.72L+4.48L=11.2L。5.某學(xué)習(xí)小組用下圖裝置測定鋁鎂合金中鋁的質(zhì)量分數(shù)和鋁的相對原子質(zhì)量。(1)A中試劑為。

(2)B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

(3)若實驗所用鋁鎂合金的質(zhì)量為ag,測得氫氣體積為bmL(已換算為標準狀況),B中剩余固體的質(zhì)量為cg,則鋁的相對原子質(zhì)量為