人教版 (新课标)必修1第三节 用途广泛的金属材料习题

这是一份人教版 (新课标)必修1第三节 用途广泛的金属材料习题，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

基 础 巩 固
一、选择题
1．(2016·三亚高一检测)以下关于合金的说法不正确的是eq \x(导学号 81744632)( B )
A．合金的硬度往往大于它的纯金属
B．合金的熔点高于它的成分金属
C．青铜是我国使用最早的合金
D．钢是使用量最大、用途最广的合金
2．两种＋1价金属形成的合金7.8 g，与足量水反应后生成0.2 g氢气，此合金可能是eq \x(导学号 81744633)( D )
A．Li－Na合金 B．Na－K合金
C．Li－K合金D．Li－Rb合金
解析：设此合金为R，其相对原子质量为M。
2R＋2H2O===2ROH＋H2↑
2M 2
7.8 0.2
M＝39，所以此合金中一种成分的相对原子质量大于39，另一种小于39。
3．(2016·四川省遂宁市高—)下列有关金属及其合金的说法不正确的是eq \x(导学号 81744634)( B )
A．生铁和合金钢中都含碳
B．碳素钢中含碳量越高，其硬度越大韧性越好
C．青铜是我国使用最早的合金
D．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的
解析：生铁和合金钢中都含碳，故A正确；碳素钢中含碳量越高，其硬度越大韧性差，故B错误；我国使用最早的合金是青铜，故C正确；目前我国流通的硬币是由合金材料制造的，1角的为不锈钢，5角的为钢芯镀铜，1元的为钢芯镀镍，故D正确。
4．下列用途主要体现铝的物理性质的是eq \x(导学号 81744635)( C )
①家用铝锅 ②制盛浓硝酸的容器 ③制导线 ④焊接钢轨 ⑤制包装铝箔 ⑥做防锈油漆 ⑦制成合金作制造飞机的材料
A．①②③④ B．②⑤⑥⑦
C．①③⑤⑦D．②④⑤⑥
解析：因为金属铝具有良好的导热、导电性，故可制作家用铝锅和输电线路的导线；铝的密度小、延展性好，可制包装铝箔；铝合金的密度小、强度高，可作飞机、火箭等航空制造业的材料；制盛浓硝酸的容器是利用了铝被钝化的化学性质；焊接钢轨是利用了铝热反应，做防锈油漆是利用了铝是活泼金属的化学性质。
5．(2015·湖南省五市十校高三联考)将7.8 g镁铝合金完全溶于适量的稀硫酸，产生标准状况下的气体8.96 L，在所得溶液中加入足量的稀氨水，过滤，洗涤，将滤渣充分灼烧所得固体质量为eq \x(导学号 81744636)( A )
A．14.2 gB．21.4 g
C．5.8 gD．4 g
解析：设合金中Mg、Al的物质的量分别是x、y产生氢气的物质的量是8.96 L/22.4 L/ml＝0.4 ml，根据得失电子守恒，则2x＋3y＝0.4 ml×2＝0.8 ml，所得溶液中加入足量氨水生成沉淀后，再灼烧，最终得到MgO、Al2O3，所以固体增加的质量是O原子的质量，O原子的物质的量是x＋3/2y＝(2x＋3y)/2＝0.4 ml，所以最终得到固体的质量是7.8 g＋0.4 ml×16 g/ml＝14.2 g，答案选A。
6．现有一块铝铁合金，欲测定其铝的质量分数，切下W g合金，溶于盐酸中，再加入过量的NaOH溶液，滤出沉淀，将沉淀在空气中充分灼烧，最后得到W g红棕色粉末。则此合金中铝的质量分数为eq \x(导学号 81744637)( B )
A．20%B．30%
C．70%D．80%
解析：解答本题可按下面的流程图来进行分析，
eq \x(Al、Fe)eq \(――→,\s\up7(溶于),\s\d5(盐酸))eq \x(\a\al(AlCl3,FeCl2))eq \(――→,\s\up7(过量NaOH),\s\d5(溶液))
eq \x(\f(3×16,160)×100%＝30%)
二、非选择题
7．(1)选择填空：将铝的用途与性质搭配起来(每个选项只选用一次)。
A．质轻B．延展性好
C．易导热D．易导电
E．氧化时放热
①太阳能热水器：__C__；②飞机：__A__③焊接铁轨：__E__；④电缆：__D__；⑤铝箔：__B__。
(2)佛山是有色金属之乡，其中铝合金材料的产量约占全国的一半。铝合金材料属于__混合物__(填“纯净物”、“混合物”或“单质”)。eq \x(导学号 81744638)
解析：(1)铝在太阳能热水器上的应用是由于它的导热性好。铝合金硬度大质轻，是制造飞机的良好材料。铝被氧化时放热可作铝热剂，因而可用来焊接铁轨。铝用作电缆和铝箔则分别是由于其导电性和延展性好。
(2)合金是由一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质，是混合物。
8．已知合金A由两种常见金属组成。为测定其组成，某同学的实验流程如图所示：eq \x(导学号 81744639)
请回答：
(1)过程②中分离C和E的化学实验基本操作是__过滤__；
(2)溶液H中所含的阳离子有__Al3＋、H＋__(用离子符号表示)；
(3)已知活泼金属可把比其活泼性差的金属从其氧化物中置换出来，则合金A与D在高温下反应的化学方程式__2Al＋Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))Al2O3＋2Fe__。
解析：(1)分离固体与溶液采用过滤的方法。(2)溶液H中加入过量氨水生成沉淀F，说明F是氢氧化物沉淀，再由E加适量盐酸生成F，F在过量盐酸中不沉淀而生成溶液H，说明F是Al(OH)3，F溶于过量盐酸，所得溶液中的阳离子是Al3＋和H＋。(3)由沉淀C的颜色知C为Fe(OH)3，则D是Fe2O3，则合金是Fe－Al，Al在高温下可置换出Fe。
9．某课外活动小组收集了一种合金进行研究。eq \x(导学号 81744640)
(1)外观暗灰色，表皮光滑。
(2)在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色；合金片熔化，但不滴落。
(3)取刮去表皮的金属10.0 g，放入足量H2SO4中，收集到标准状况下的H2 9.96 L。
(4)另取刮去表皮的金属10.0 g，放入足量NaOH(aq)中，也收集到标准状况下的H2 9.96 L。试据此判断，合金中一定含有的元素是__Cu、Al__(写元素符号)，下列元素可能含有的是__a__(填选项编号)。
a．Ag b．Mg
c．Na d．Fe
如果该合金中只含两种元素，它们的质量比是__m(Cu)﹕m(Al)＝1﹕4__。
解析：焰色反应呈绿色，表明此合金中含有铜。相等质量的合金分别与H2SO4(aq)或NaOH(aq)反应，放出等体积的H2，表明该合金中含有两性金属铝，且不再含有比铜活泼的金属，否则与酸反应放出的H2多。
2Al ～ 3H2↑
54 g 67.2 L
m(Al) 9.96 L
m(Al)＝8.00 g，
则m(Cu)＝10.0 g－8.00 g＝2.0 g，
m(Cu)﹕m(Al)＝1﹕4。
10．(2016·届山西省平遥中学)在标准状况下，进行甲、乙、丙三组实验，三组实验各取30mL同浓度的盐酸，加入同一种镁、铝混合物粉末，产生气体，有关数据列表如下：eq \x(导学号 81744641)
(1)甲、乙两组实验中，哪一组盐酸是过量的？__甲__，理由是__乙组增加镁铝合金粉末的质量，生成的氢气量增加__。
(2)盐酸的物质的量浓度__2 ml/L__。
(3)混合粉末中Mg的物质的量为__0.01 ml__，Mg、Al的物质的量之比为__1﹕1__。
解析：(1)对比甲乙数据，加合金质量为765 mg时生成氢气比甲中多，说明甲中盐酸过量，对比乙丙数据，加1020 mg合金时氢气的体积不变，说明加入765 mg合金时盐酸己完全反应。(2)加入1020 mg镁铝合金时，最多只能生成672 mL的氢气，说明盐酸最多只能产生672 mL的氢气，所以就672 mL来计算盐酸的物质的量，气体的物质的量为：eq \f(0.672 L,22.4 L/ml)＝0.03 ml，根据方程式，可计算出HCl的物质的量为0.03 ml×2＝0.06 ml，盐酸的物质的量浓度为：eq \f(0.06 ml,0.03 L)＝2 ml/L；(3)由于甲组中，盐酸是过量的，所以用甲组来计算，设Mg的物质的量为x，Al的物质的量为y，生成气体的物质的量为：eq \f(0.56 L,22.4 L/ml)＝0.025 ml，依题意得：24x＋27y＝0.510 g；x＋eq \f(3,2)y＝0.025 ml；解方程组得：x＝0.01 ml；y＝0.01 ml，所以物质的量之比为1﹕1。
能 力 提 升
一、选择题
1．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。三种金属被人类开发利用的大致年限如下，之所以有先后，主要取决于eq \x(导学号 81744642)( D )
A．金属的导电性强弱B．金属在地壳中的含量多少
C．金属的化合价高低D．金属的活动性强弱
2．汞合金是目前使用较多的补牙材料。英国《新科学家》杂志最近发表了一篇文章，对汞合金补牙材料的安全性提出了质疑。汞合金补牙材料中除了水银外，还含有锌、锡、铜等金属。下列有关汞合金的说法不正确的是eq \x(导学号 81744643)( C )
A．汞合金是一种具有金属特性的物质，易导热导电
B．汞合金的强度和硬度比锡的大
C．汞合金的熔点比汞的低
D．汞合金的毒性远低于汞的毒性
解析：合金是金属与金属或非金属熔合成的具有金属特性的物质，所以A项正确；合金一般比成分金属的强度和硬度都大，所以B项正确；而长期使用中未见中毒现象，说明了它比汞的毒性要低；只有C项不正确，补牙的结果是得到强度较大的固体，所以汞合金应不是呈液态，即其熔点不会比汞的低。
3．下列关于合金的说法中错误的是eq \x(导学号 81744644)( D )
A．多数合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高
B．多数合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低
C．合金的物理性质一般与其各成分金属的物理性质有所不同
D．合金的化学性质一般与其各成分金属的化学性质完全不同
解析：大多合金具有优良的机械性能，其成分金属仍保持原有的部分化学性质。
4．宋代沉船“南海一号”终于重见天日。随“南海一号”出水的金手镯、鎏金腰带、金戒指等首饰都比较粗大，像鎏金腰带长1.8米，手镯比拇指粗，有四两重等。某同学怀疑“金手镯、鎏金腰带、金戒指”等黄金首饰中含铜锌合金，他设计了如下检验方案，其中不合理的是eq \x(导学号 81744645)( D )
A．灼烧观察是否变色
B．放入盐酸中观察是否产生气泡
C．放入稀硝酸中观察溶液颜色的变化
D．放入王水(浓硝酸和浓盐酸以1：3体积比组成的混合液)中看是否溶解
解析：本题考查金、铜、锌的检验方法。灼烧时只有铜、锌能与O2反应分别生成黑色的CuO、白色的ZnO；锌能与盐酸反应，铜、锌能与稀HNO3反应，而王水具有强氧化性，不仅能溶解铜锌合金，也能溶解真金，因此D项无法检验。
5．所谓合金，一般是指不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物，根据下列四种金属的熔沸点，其中不能形成合金的是eq \x(导学号 81744646)( C )
A．Cu和Al B．Fe和Cu
C．Fe和NaD．Al和Na
解析：铁和钠没有共同的熔、沸点范围。
6．某合金与铁的物理性质的比较如下表，还知该合金耐腐蚀、强度大。从以上性能来看，该合金不适合做eq \x(导学号 81744647)( A )
A．导线B．门窗框
C．炉具D．飞机外壳
解析：导电性远不如铁，铁通常都不做导线，该合金更不适合做导线。
7．某Mg－Al合金放入足量HCl溶液中，生成H2的体积在标准状况下是2 240 mL；同质量该Mg－Al合金放入足量NaOH溶液中，生成H2的体积在标准状况下是2 016 mL，则合金中Mg、Al的质量之比是eq \x(导学号 81744648)( D )
A．1﹕1B．6﹕1
C．1﹕6D．4﹕27
解析：因为Mg、Al均能与盐酸反应放出H2，而只有Al能与NaOH溶液反应放出H2，因此，先根据Al与NaOH溶液的反应：2Al～3H2，求出Al的质量为1.62 g。再根据Mg与HCl溶液的反应，Mg～H2，求出Mg的质量为0.24g，最后求得合金中Mg、Al质量之比为4﹕27。
8．将铝粉与某铁的氧化物FeO·2Fe2O3粉末配制成铝热剂，分成两等份。一份直接放入足量的烧碱溶液中，充分反应后放出气体在标准状况下的体积为7.84 L；另一份在高温下恰好完全反应，反应后的混合物与足量的盐酸反应后，放出的气体在标准状况下的体积为eq \x(导学号 81744649)( A )
A．5.6 LB．7.84 L
C．11.2 LD．15.68 L
解析：将铝热剂放入足量的烧碱溶液中，只有Al发生反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，n(H2)＝0.35 ml，则n(Al)＝eq \f(0.7,3) ml。另一份在高温下恰好完全反应，反应产物是Al2O3和Fe，根据元素守恒可得：n(O)＝eq \f(3nAl,2)＝0.35 ml，据铁的氧化物的化学式FeO·2Fe2O3，得此氧化物的物质的量为0.05 ml，n(Fe)＝0.25 ml。据反应式Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，n(H2)＝n(Fe)＝0.25 ml，V(H2)＝5.6 L。
二、非选择题
9．把铁、氧化铁、氧化铜的混合物粉末放入110 mL 4 ml·L－1盐酸中，充分反应后产生896 mL H2(标准状况)，残留固体1.28 g。过滤，滤液中无Cu2＋。将滤液加水稀释到200 mL，测得其中c(H＋)为0.4 ml·L－1。
试求：eq \x(导学号 81744650)
(1)残留固体1.28g 为__Cu__(填化学式)。
(2)原混合物粉末中，m(CuO)＝__1.6__g。
(3)滤液稀释到200 mL后，c(Fe2＋)＝__0.9__ml·L－1。
(4)滤液加水稀释到200 mL后，加入足量的硝酸银，产生的沉淀的物质的量：n(AgCl)__0.44__ml。
(5)原混合物的总质量m(总)＝__13.6__g。
解析：此题的语言叙述，实验现场记录的味道比较浓。发生的反应有：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O，CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O,2FeCl3＋Fe===3FeCl2，Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2，Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑。涉及的反应比较多，所以计算时多用关系式和守恒法，以快速明确量的关系，简化计算。(1)因滤液中无Cu2＋，所以铜元素肯定全部在固体中。因滤液呈酸性，所以固体中无铁粉。(2)据题意，铜元素共有0.02 ml，所以CuO有0.02 ml，其质量为1.60 g。(3)因残留金属固体，所以溶液中无Fe3＋，溶液中的阳离子为Fe2＋和H＋，阴离子为Cl－，据电荷守恒有2n(Fe2＋)＋n(H＋)＝n(Cl－)，2n(Fe2＋)＝0.11 L×4 ml/L－0.4 ml/L×0.2 L＝0.36 ml，稀释到200 mL时，c(Fe2＋)＝0.9 ml/L。(4)溶液中的氯离子全部由盐酸提供，所以生成AgCl的物质的量就是盐酸的物质的量，n(HCl)＝n(Cl－)＝n(AgCl)＝0.44 ml。(5)生成H2 0.04 ml，需耗铁0.04 ml，生成Fe2＋0.04 ml，CuO有0.02 ml，需消耗铁0.02 ml，生成Fe2＋0.02 ml，所以铁与氧化铁反应生成的Fe2＋为0.18 ml－0.04 ml－0.02 ml＝0.12 ml，所以据2 Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，可知原混合物中有Fe2O3 0.04 ml，所以原混合物中共有铁的物质的量为0.04 ml＋0.02 ml＋0.04 ml＝0.1 ml，原混合物的总质量为5.6 g＋1.6 g＋6.4 g＝13.6 g。
10．某化学兴趣小组为探究镁铝合金样品的组成，取16 g样品，把300 mL氢氧化钠溶液平均分成三份，依次加入样品中，每次充分反应后，均过滤出固体并洗涤、干燥、称量，得实验数据如下：
据此，请回答下列问题：eq \x(导学号 81744651)
(1)该合金样品中，不跟氢氧化钠溶液反应的是__镁__(填物质名称)。
(2)第1次反应生成的H2在标准状况下的体积是__6.72__L。
(3)实验时，所用氢氧化钠溶液的物质的量浓度为__2 ml·L－1__。
解析：第3次加氢氧化钠溶液，固体又减少，说明前两次铝都过量。由于氢氧化钠溶液加入量相同，所以前两次消耗的铝质量应相同，都为5.4 g，而在第3次，只消耗铝1.2 g，说明到第3次时，氢氧化钠已经过量。故(2)(3)两问都用5.4 g数值计算。
实验序号
甲
乙
丙
合金质量/mg
510
765
1020
气体体积/mL
560
672
672
Na
Cu
Al
Fe
熔点/℃
97.5
1 083
660
1 535
沸点/℃
883
2 595
2 200
3 000
熔点/℃
密度/(g/cm3)
硬度(金刚石为10)
导电性(银为100)
某合金
2 500
3.00
7.4
2.3
铁
1 535
7.86
4.5
17
加氢氧化钠溶液的次数
第1次
第2次
第3次
剩余固体的质量/g
10.6
5.2
4.0