2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第三章鐵金屬材料2-1鐵合金鋁和鋁合金新型合金課時(shí)作業(yè)含解析新人教版必修第一冊

PAGEPAGE7鐵合金鋁和鋁合金新型合金時(shí)間：45分鐘eq\a\vs4\al(一、選擇題)1．純鐵的熔點(diǎn)為1535℃，而高爐煉鐵時(shí)生鐵(含碳量較高的鐵合金)在1200℃左右就熔化了，這是因?yàn)?B)A．鐵的純度越高熔點(diǎn)越低B．生鐵是鐵碳合金，熔點(diǎn)比純鐵低C．合金的熔點(diǎn)比其各成分金屬的熔點(diǎn)高D．生鐵在高爐中熔化時(shí)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)解析：純鐵的熔點(diǎn)為1535℃，生鐵(含碳量較高的鐵合金)熔點(diǎn)為1200℃左右，純鐵的純度較高，熔點(diǎn)較高，A錯誤；合金的熔點(diǎn)低于其各成分金屬的熔點(diǎn)，生鐵的熔點(diǎn)低是因?yàn)镕e和C形成了合金，B正確，C錯誤；生鐵在高爐中熔化時(shí)沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，只發(fā)生了物理變更，D錯誤。2．“神八”與“天宮”一號的勝利對接，標(biāo)記著中國的航空鋁材處于領(lǐng)先世界的行列。下面關(guān)于鋁合金的說法中，錯誤的是(D)A．鋁合金是一種混合物，它比純鋁的熔點(diǎn)低B．高溫鋁液易被氧化，鋁合金應(yīng)在熔劑層覆蓋下熔煉C．鎂鋁合金耐腐蝕，但能被燒堿(NaOH)腐蝕D．鎂鋁合金在鹽酸中無法溶解解析：A項(xiàng)，合金均為混合物，一般來說，合金的熔點(diǎn)比成分金屬的熔點(diǎn)低；B項(xiàng)，在熔劑層覆蓋下熔煉，可隔絕空氣，防止高溫鋁液被O2氧化；C項(xiàng)，鎂鋁合金中的鋁能與NaOH溶液反應(yīng)；D項(xiàng)，合金中的Mg、Al均能與鹽酸反應(yīng)。3．化學(xué)行業(yè)把材料分為金屬材料、無機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料等。金屬材料在現(xiàn)實(shí)生活中有極為重要的作用。下列金屬材料的用途與金屬所具有的性質(zhì)不相符的是(C)A．制造白熾燈燈絲——熔點(diǎn)高B．制造飛機(jī)——硬度大而密度小C．制造保險(xiǎn)絲——硬度大D．制造盛裝化工原料的容器——耐腐蝕解析：制造保險(xiǎn)絲的材料要求熔點(diǎn)低。4．將確定量的鈉鋁合金置于水中，合金全部溶解，得到20mL濃度為1mol/L的NaAlO2溶液，然后用1mol/L的鹽酸滴定，至沉淀量最大時(shí)消耗鹽酸40mL，原合金中鈉的質(zhì)量為(A)A．0.92gB．0.69gC．0.46gD．0.23g解析：由上述關(guān)系知：n(Na＋)＝n(Cl－)＝n(HCl)＝40mL×10－3L/mL×1mol/L＝0.04mol，所以m(Na)＝0.04mol×23g/mol＝0.92g。5．下列有關(guān)金屬或合金的說法正確的是(D)①合金中至少含兩種金屬；②合金中的元素以化合物形式存在；③合金中確定含有金屬；④黃金具有特別好的延展性，但由于特別稀缺，所以不行能大量應(yīng)用于產(chǎn)品包裝；⑤合金的強(qiáng)度和硬度一般比組成它的純金屬更高，抗腐蝕性能等也更好；⑥常溫下汞是液體，所以汞應(yīng)當(dāng)屬于非金屬。A．①②③⑤B．①②④⑥C．①③④⑤D．③④⑤解析：對合金概念的理解，應(yīng)留意以下幾點(diǎn)：合金是金屬與金屬(或非金屬)熔合形成的，所以確定是混合物；合金中至少含有一種金屬，同時(shí)也可能含有非金屬；合金具有金屬通性，且合金有很多優(yōu)良的性能，在某些方面優(yōu)于純金屬。由于黃金特別稀缺，故不行能大量應(yīng)用于產(chǎn)品包裝；常溫下汞雖然為液體，但由于具有金屬的通性，故汞屬于金屬。6．國產(chǎn)大型客機(jī)C919的機(jī)身部分采納第三代新型鋁鋰合金材料。下列關(guān)于鋁鋰合金的相識不正確的是(D)A．鋁鋰合金密度較小，強(qiáng)度較大，硬度大于純鋁，熔點(diǎn)低于鋰單質(zhì)B．變更原料的配比，可以制得性能不同的鋁鋰合金C．鋁鋰合金具有金屬光澤，可導(dǎo)電、導(dǎo)熱D．鋁鋰合金的性質(zhì)與各成分金屬的性質(zhì)完全相同解析：合金的熔點(diǎn)比各成分金屬低，硬度大于其成分金屬，故A正確、D錯誤；變更原料的配比，可以制得性能不同的鋁鋰合金，故B正確；鋁鋰合金具有金屬材料的通性，有金屬光澤，可導(dǎo)電、導(dǎo)熱，故C正確。7．明代宋應(yīng)星著的《天工開物》中有關(guān)于“火法”冶煉鋅的工藝記載：“爐甘石(主要成分為碳酸鋅)十斤，裝載入一泥罐內(nèi)……然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發(fā)火煅紅……冷淀，毀罐取出……即倭鉛也?！眲t下列說法不正確的是(C)A．該冶煉鋅的反應(yīng)中包含氧化還原反應(yīng)B．上述高溫煅燒時(shí)實(shí)質(zhì)是CO還原ZnOC．古人把鋅稱倭鉛是因?yàn)殇\和鉛的化學(xué)性質(zhì)相同D．冶煉Zn的總反應(yīng)方程式為ZnCO3＋2Ceq\o(=,\s\up15(高溫))Zn＋3CO↑解析：由題意，碳酸鋅與足量碳在高溫下可能發(fā)生的反應(yīng)為①ZnCO3eq\o(=,\s\up15(高溫))ZnO＋CO2↑、②CO2＋Ceq\o(=,\s\up15(高溫))2CO、③ZnO＋COeq\o(=,\s\up15(高溫))Zn＋CO2，因?yàn)樘际亲懔康?，所以總反?yīng)的方程式為ZnCO3＋2Ceq\o(=,\s\up15(高溫))Zn＋3CO↑，故D正確；反應(yīng)②和③是氧化還原反應(yīng)，故A正確；由反應(yīng)③可得，高溫煅燒時(shí)實(shí)質(zhì)是CO還原ZnO，故B正確；鋅和鉛的化學(xué)性質(zhì)不同，故C錯誤。8．據(jù)報(bào)道，某核潛艇上的核反應(yīng)堆運(yùn)用了液態(tài)鋁鈉合金作載熱介質(zhì)，下列有關(guān)說法不恰當(dāng)?shù)氖?C)A．鋁鈉合金的熔點(diǎn)低于鋁的熔點(diǎn)B．若將鋁鈉合金投入確定量的水中可得到無色澄清溶液，則合金中n(Al)≤n(Na)C．將mg不同組成的鋁鈉合金分別投入足量鹽酸中，若放出H2越多，則合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越小D．將鋁鈉合金投入足量CuCl2溶液中，確定有Cu(OH)2沉淀生成，也可能有銅析出解析：合金的熔點(diǎn)低于成分金屬的熔點(diǎn)，所以鋁鈉合金的熔點(diǎn)低于鋁的熔點(diǎn)，故A正確；鋁鈉合金若投入確定量的水中可得無色溶液，說明鈉和水反應(yīng)生成的氫氧化鈉足以將金屬鋁溶解，依據(jù)2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，則n(Al)≤n(Na)，故B正確；依據(jù)金屬鈉和金屬鋁與酸反應(yīng)生成氫氣量的關(guān)系：2Al～3H2↑，2Na～H2↑，等質(zhì)量的金屬鈉和金屬鋁，金屬鋁產(chǎn)生的氫氣量多，所以放出的H2越多，則鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，故C錯誤；鋁鈉合金投入到足量氯化銅溶液中，鈉和水反應(yīng)生成的氫氧化鈉可以和氯化銅反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀，金屬鋁也可能會置換出金屬銅，故D正確。9．某化學(xué)小組為測定確定質(zhì)量的某銅鋁混合物中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了如下試驗(yàn)方案：方案Ⅰ：銅鋁混合物eq\o(→,\s\up15(足量溶液A),\s\do15(充分反應(yīng)))測定生成氣體的體積方案Ⅱ：銅鋁混合物eq\o(→,\s\up15(足量溶液B),\s\do15(充分反應(yīng)))測定剩余固體的質(zhì)量下列有關(guān)推斷中不正確的是(B)A．溶液A和B均可以是鹽酸或NaOH溶液B．溶液A和B均可以選用稀硝酸C．若溶液B選用氯化鐵溶液，則試驗(yàn)難以實(shí)現(xiàn)D．試驗(yàn)方案Ⅱ更便于實(shí)施解析：銅鋁混合物與鹽酸或NaOH溶液反應(yīng)時(shí)，均只有Al參與反應(yīng)，因此A正確；若A、B均選用稀HNO3，則兩種金屬均可反應(yīng)，方案Ⅱ中無固體剩余，B錯誤；當(dāng)B選用FeCl3溶液，與鋁和銅均能發(fā)生反應(yīng)，試驗(yàn)難以實(shí)現(xiàn)，C正確；方案Ⅰ需收集氣體，并須要將收集的氣體體積轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積，不如方案Ⅱ稱固體質(zhì)量便利，D正確。10．鎂和鋁分別與等濃度、等體積的過量稀硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生氣體的體積(V)與時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示。反應(yīng)中鎂和鋁的(A)A．物質(zhì)的量之比為32 B．質(zhì)量之比為32C．摩爾質(zhì)量之比為23 D．失去的電子數(shù)之比為89解析：依據(jù)題圖，Mg、Al產(chǎn)生H2的體積相等，則Mg、Al失去的電子數(shù)相等，2×n(Mg)＝3×n(Al)，故n(Mg)n(Al)＝32，Mg、Al的摩爾質(zhì)量之比為89，則Mg、Al的質(zhì)量之比為43。11．等體積、等物質(zhì)的量濃度的硫酸、氫氧化鈉溶液分別放在甲、乙兩燒杯中，各加等質(zhì)量的鋁，生成氫氣的體積比為56，則甲、乙兩燒杯中的反應(yīng)狀況可能分別是(B)A．甲、乙中都是鋁過量B．甲中鋁過量，乙中堿過量C．甲中酸過量，乙中鋁過量D．甲中酸過量，乙中堿過量解析：生成氫氣的體積比即物質(zhì)的量之比為n(甲)n(乙)＝56，設(shè)甲中產(chǎn)生H25mol，則乙中產(chǎn)生H26mol。甲：2Al＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2↑233eq\f(10,3)mol5mol5mol乙：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2234mol4mol6mol甲、乙中加入的鋁是等量的，甲中n(H2SO4)和乙中n(NaOH)相等，故甲中鋁過量4mol－eq\f(10,3)mol＝eq\f(2,3)mol，乙中氫氧化鈉過量5mol－4mol＝1mol。12．將amol鈉和amol鋁一同投入mg足量水中，所得溶液密度為dg·mL－1，該溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(C)A.eq\f(82a,46a＋m)% B.eq\f(8200a,46a＋2m)%C.eq\f(8200a,46a＋m)% D.eq\f(8200a,69a＋m)%解析：由于2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑amolamoleq\f(a,2)mol2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑amolamolamoleq\f(3,2)amol即amol鈉與水反應(yīng)生成的NaOH恰好被amolAl消耗掉，所得溶液為NaAlO2溶液。則w(NaAlO2)＝eq\f(82a,23a＋27a＋m－2a×2)×100%＝eq\f(8200a,46a＋m)%。eq\a\vs4\al(二、填空題)13．托盤天平兩邊各放一個(gè)盛有等質(zhì)量稀鹽酸(各含nmolHCl)的甲、乙兩個(gè)燒杯，調(diào)整天平，天平達(dá)平衡。然后在甲、乙燒杯中分別投入amolMg和bmolAl，充分反應(yīng)后，天平仍保持平衡。(1)若天平兩邊酸均過量，則甲、乙兩邊凈增量分別為22ag,24bg。(2)若天平兩邊酸均用完，金屬均過量，則甲、乙兩邊產(chǎn)生的H2的質(zhì)量相等(填“相等”或“不相等”)，由此推出ab＝98。解析：設(shè)amolMg完全反應(yīng)后增重x。Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑增重2422224axeq\f(24,22)＝eq\f(24a,x)x＝22a。同理，bmolAl完全反應(yīng)后增重24b。因?yàn)楫a(chǎn)生的H2質(zhì)量相等，且天平平衡，則加入的Mg、Al質(zhì)量相等24a＝27b，所以ab＝98。14．合金是一種金屬與其他金屬或非金屬熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。(1)下列物質(zhì)不屬于合金的是(A)A．明礬 B．硬鋁C．生鐵 D．青銅(2)依據(jù)下表中四種金屬的熔、沸點(diǎn)推斷，不能形成合金的是(B)①Cu與Na②Fe與Cu③Fe與Na④Al與Na金屬NaCuAlFe熔點(diǎn)/℃97.810836601535沸點(diǎn)/℃883256724672750A.①② B．①③C．①④ D．②④(3)鎂鋁合金與鹽酸完全反應(yīng)后，加入過量的氫氧化鈉溶液，最終的結(jié)果是(C)A．沒有沉淀物生成B．只有氫氧化鋁沉淀生成C．只有氫氧化鎂沉淀生成D．有氫氧化鋁和氫氧化鎂沉淀生成解析：(1)明礬[KAl(SO4)2·12H2O]屬于化合物；硬鋁中含有鋁、鎂、硅等，生鐵中含有鐵、碳，青銅中含有銅、錫等，它們都屬于合金。(2)當(dāng)一種金屬的熔點(diǎn)高于另一種金屬的沸點(diǎn)時(shí)，二者不行能熔合在一起形成合金。(3)Mg、Al都與鹽酸反應(yīng)，Mg(OH)2不溶于NaOH溶液，而Al(OH)3溶于NaOH溶液生成NaAlO2和H2O，故最終只有Mg(OH)2沉淀生成。15．(1)鋁是以“貴族的身份”作為金屬材料起先運(yùn)用的。一百多年前，為了表彰門捷列夫?qū)瘜W(xué)作出的杰出貢獻(xiàn)，英國皇家學(xué)會不惜重金制作了一個(gè)比黃金還要珍貴的獎杯——鋁杯，贈送給門捷列夫。鋁起先作為金屬材料時(shí)其價(jià)格貴于黃金的緣由是C(填序號，下同)。A．鋁是稀有金屬B．鋁礦開采困難C．缺乏廉價(jià)的鋁冶煉技術(shù)D．鋁熔點(diǎn)高，作為材料不易加工(2)鋁在轎車上的應(yīng)用已經(jīng)大獲勝利，這是無可爭論的事實(shí)。相比鋼而言，再生鋁(回收利用)作為金屬材料在汽車上應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)是AC(填序號，多選)。A．汽車重量減輕 B．鋁的導(dǎo)電性能好C．降低成本 D．鋁的冶煉比鐵簡單(3)目前市場上某些品牌筆記本電腦的外殼一改以往的有機(jī)合成材料，而運(yùn)用鋁合金材料(鈦鋁合金、鎂鋁合金等)，有些甚至還摻入碳纖維材料，使整體硬度得到進(jìn)一步加強(qiáng)。鋁合金材料在電腦上代替有機(jī)合成材料的目的是BC(填序號，多選)。A．增加導(dǎo)電性 B．增加美觀C．增加強(qiáng)度 D．增加運(yùn)算速度解析：鋁是一種較活潑的金屬，很難被還原，現(xiàn)代工業(yè)采納電解法冶煉鋁，鋁與其他金屬形成的合金具有密度小、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活中。16．鋁鎂合金已成為輪船制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料。某探討性學(xué)習(xí)小組的三位同學(xué)，為測定某含鎂3%～5%的鋁鎂合金(不含其他元素)中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)下列兩種試驗(yàn)方案進(jìn)行探究。試驗(yàn)方案一：鋁鎂合金eq\o(→,\s\up15(NaOH溶液))測定剩余固體的質(zhì)量(1)試驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。(2)稱取5.4g鋁鎂合金粉末樣品，投入VmL2.0mol·L－1NaOH溶液中，充分反應(yīng)，NaOH溶液的體積V≥97_mL。(3)過濾、洗滌、干燥、稱量固體。該步驟中若未洗滌濾渣，則測得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏高(填“偏高”或“偏低”)。試驗(yàn)方案二：鋁鎂合金eq\o(→,\s\up15(鹽酸))測