高中化学必修1第3章第3节课时练习（用途广泛的金属材料） 6页

第三章第三节课时练习（用途广泛的金属材料）‎ 一、选择题：‎ ‎1．合金有许多特点，如Na—K合金为液体，而Na和K的单质均为固体。据此试推测生铁、纯铁、碳三种物质中，熔点最低的是(　　)‎ A．纯铁 B．生铁 C．碳 D．无法确定 ‎2．下列物质中，不属于合金的是(　　)‎ A．硬铝 B．黄铜 C．钢铁 D．水银 ‎3．下列关于合金的叙述正确的是(　　)‎ ‎①具有金属的特性　②通过熔合而成　③含有两种或两种以上金属或金属跟非金属　④一般来说，合金的熔点比各组分的熔点低 A．①② B．③④ C．②③④ D．全部 ‎4．用于飞机制造业的重要材料是(　　)‎ A．Mg—Al合金 B．Cu—Sn合金 C．Al—Si合金 D．不锈钢 ‎5．镁铝合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等，下列与这些用途无关的性质是(　　)‎ A．不易生锈 B．导电性好 C．密度小 D．强度高 ‎6．铝在人体中积累可使人慢性中毒，世界卫生组织将铝确定为食品污染源之一而加以控制。铝在下列使用场合中，不必要加以控制的是(　　)‎ A．制造炊具 B．制儿童玩具油漆 C．制牙膏皮 D．炼铝厂制造铝锭 ‎7．2.1 g镁铝合金完全溶于足量盐酸，生成氢气2.24 L(标准状况下)，再向溶液中加入氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量最大的是(　　)‎ A．2.9 g B．4.6 g C．5.5 g D．6.9 g ‎8．2009年2月25日，流失海外的圆明园兽首鼠首和兔首铜像被中国商人拍得。普通铜器时间长容易出现铜绿，其主要成分是Cu2(OH)2CO3。这两件1760年铜铸的国宝在240年后看上去依然熠熠生辉，最可能的原因是(　　)‎ A．它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金 B．环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去 C．铜的金属活动性比氢小，因此不易被氧化 D．它们是含有一定比例金、银、锡、锌等金属的铜合金 ‎9．由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10 g，与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下的体积为11.2 L，则混合物中一定含有的金属是(　　)‎ A．锌 B．铁 C．铝 D．镁 ‎10．下列各金属的混合物2.5 g和足量的盐酸反应，放出的H2在标准状况下的体积为2.24 L，其中可能是(　　)‎ A．Zn和Fe B．Mg和Zn C．Al和Mg D．Cu和Fe ‎11．在生活、生产中，目前用量最大，用途最广的合金是(　　)‎ A．钛合金 B．铜 C．钢 D．硬铝 ‎12．下列说法正确的是(　　)‎ A．青铜是我国使用最早的合金，也是目前使用最广泛的合金 B．不管哪种铜合金都含有铜元素，所以它们的性质也和金属铜一样 C．我们日常生活中用到的铜合金制品主要是黄铜制的 D．各种铜合金都有良好的导电、导热性 ‎13．合金是不同种金属(也包括非金属)在熔化状态下形成的一种具有金属特性的熔合物，下表中金属难与表中其他金属形成二元合金的元素是(　双选　)‎ Fe Cu Zn Ag Au W 熔点/℃‎ ‎1535‎ ‎1083‎ ‎419.5‎ ‎960.8‎ ‎1063‎ ‎3380‎ 沸点/℃‎ ‎3000‎ ‎2595‎ ‎907‎ ‎2212‎ ‎2707‎ ‎5627‎ A.Fe B．Zn C．Ag D．W ‎14．汞合金是目前使用较多的补牙材料。英国《新科学家》杂志发表了一篇文章，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(　　)‎ A．汞合金是一种具有金属特性的物质 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 ‎15．(2009年高考广东理基卷)下列有关金属及其合金的说法不正确的是(　　)‎ A．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的 B．生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加 C．镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹 D．日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用 二、非选择题：‎ ‎16．金币、银币、铜币等金属货币在我国历史上曾发挥过重要的作用，其中的一些被收藏爱好者珍藏着，在一位收藏家的家中，陈列了很多金属货币。‎ ‎(1)其中有些货币表面是黑色，且有少量的绿色锈状物，则这肯定是________币，黑色物质是________，形成这种物质的化学方程式为____________________________________；‎ 绿色物质是________，形成这种物质的化学方程式为 。‎ 若要除去这些物质应选用________，发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。‎ 充分反应后，这枚金属币的真面目为________色。‎ ‎(2)其中有一枚是闪闪发光的黄色金属币，它肯定是________币，表面一直未被氧化的原因是__________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎17．钛因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注，常温下钛不和非金属、强酸反应，红热时，却可与常见非金属单质反应。钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。地壳中含钛矿石之一为金红石(TiO2)，目前大规模生产Ti的方法是：‎ 第一步：金红石、炭粉混合物在高温条件下通入Cl2制得TiCl4和一种可燃性气体。该反应的化学方程式为____________________，该反应的还原剂为________。‎ 第二步：在氩气的气氛中，用过量的Mg在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛。‎ ‎(1)写出此反应的化学方程式：____________________________。‎ ‎(2)如何由上述所得的产物中获取金属钛？简述实验步骤并写出有关的化学方程式。‎ ‎_________________‎ ‎_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________‎ ‎18．某铝合金(硬铝)中含有镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，有人设计如下方案检验：‎ ‎(1)取样品a g，称取时使用的仪器名称为________。‎ ‎(2)将样品溶于足量的稀盐酸中，过滤，滤液中主要含有________离子，滤渣中含有________，在溶解过滤时使用的仪器有________。‎ ‎(3)在滤液中加入过量的氢氧化钠溶液，过滤，写出该步操作中有关反应的化学方程式为________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎19．根据你的生活经验和表所提供的信息，分析并回答下列问题。‎ 物理性质 物理性质比较 导电性(以银为100)‎ 银　铜　金　铝　锌　铁　铅 ‎100　99　74　61　27　17　7.9‎ 密度 ‎(g/cm3)‎ 金　　铅　　银　　钢　　铁　　锌 　铝 ‎19.3　11.3　10.5　8.92　7.86　7.14　2.70‎ 熔点(℃)‎ 钨　　铁　　铜　金　　银　　铝　 锡 ‎3410　1535　1083　1064962　660　232‎ 硬度(以金刚石为10)‎ 铬　铁　　银　　铜　 　 金　 　铝　　铅 ‎9　4～5　2.5～4　2.5～3　2.5～3　2～2.9　1.5‎ ‎(1)为什么菜刀、锤子等通常用铁制而不用铅制？‎ ‎(2)银的导电性比铜好，为什么导线一般用铜制而不用银制？‎ ‎(3)为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？‎ 解析：在确定金属的用途时，要考虑其硬度、熔点、导电性等多种性质，有时还要考虑价格、资源、是否便利、是否有毒、是否利于回收等因素。正确解答本题还要会读题，充分利用题中所给信息进行比较解题。‎ 化学是来源于生活同时又是服务于生活的一门学科。通过金属性质的学习，要进一步了解金属在实际生活中的运用。‎ ‎16．欲测定某铝铜合金的组成，进行了如下实验：‎ 称取粉末状样品1.0 g，量取某浓度的盐酸20 mL，第一次往样品中加入盐酸10 mL，收集到标准状况下的气体224 mL；然后，再往样品中加入盐酸10 mL，又收集到标准状况下的气体112 mL。试求：‎ ‎(1)所取盐酸的物质的量浓度；‎ ‎(2)样品中铝的质量分数。‎ 第三章第三节课时练习（用途广泛的金属材料）详解 一、选择题：‎ ‎1、解析：选B。合金的熔点一般比组分金属的熔点都要低，生铁是铁碳合金，其熔点应比碳和铁的熔点低。‎ ‎2、解析：选D。硬铝是铝、铜、镁、锰等形成的合金；黄铜是铜锌合金；钢是铁碳合金；而水银是纯净的汞单质。‎ ‎3、解析：选D。合金一般是由两种或两种以上的金属(或金属跟非金属)熔合而成的具有金属特性的物质，其熔点一般低于成分金属，硬度高于成分金属。‎ ‎4、解析：选A。制造飞机所用的材料强度越高、密度越小越好。铝的密度只有2.7 g/cm3，是典型的轻金属。铝合金轻而坚韧可作制造汽车、飞机、火箭的材料。‎ ‎5、解析：选B。由题目的描述可得上述的装潢材料与导电性无关。‎ ‎6、解析：选D。铝是食品污染源之一，所以其主要是从口入，所以只要可能与人口腔有关的就不能，所以A、C都需控制，而儿童玩具经常会放入口中，所以也需控制。‎ ‎7、解析：选C。2.1 g镁铝合金完全溶于足量盐酸，生成氢气2.24 L(标准状况下)，由得到的氯化镁、氯化铝中的氯离子即为0.2 mol，所以全部转变成沉淀时，相当于氯离子全部被OH－代替，所以析出的沉淀中OH－的物质的量为0.2 mol，所以得到的沉淀质量为2.1 g＋0.2 mol×17 g/mol＝5.5 g。‎ ‎8、解析：选D。铜铸国宝是240年前制成的，当时没有使用电，更不可能有电镀工艺，所以A不可能。酸可以与铜绿反应，但文物一般放入室内，也不可能，所以B不正确；铜虽然金属性比氢小，但铜合金中铜在干燥的空气中不易被氧化，应被保护，所以D最有可能。‎ ‎9、解析：选C。设四种金属均为＋2价金属，平均相对原子质量为x，则 ‎　　　R　～　H2↑‎ ‎　　　x g　　　22.4 L ‎　　　10 g　　11.2 L 解得x＝20 g 锌、铁、镁的相对原子质量均大于20，只有铝，若转化为二价金属，其相对原子质量(18)小于20，所以混合物中一定含有的金属是铝。‎ ‎10、解析：选B。此题如果逐个将答案代入计算显然非常繁琐，用摩尔电子质量平均值法极为方便。‎ n(e－)＝×2＝0.2 mol·e－‎ ＝＝12.5 g·mol－1·e－。‎ 则必有一种金属的摩尔电子质量大于12.5 g·mol－1·e－，另一种金属的摩尔电子质量小于12.5 g·mol－1·e－。‎ ‎11、解析：选C。目前在生产、生活中用量最大，用途最广的合金是钢。‎ ‎12、解析：选C。我们目前使用最广泛的合金是铁合金，A错。合金因其构成元素及配比的不同，性质各异，B错。黄铜的性质使其宜于制造日用品，C对。白铜的导电、导热性很差，D错。‎ ‎13、‎ 解析：选BD。形成合金的二种金属必须在某一温度范围时都呈液态，这是熔合的基本条件。表中锌的沸点低于其他金属的熔点，在其他金属熔化时，锌已成气态。而金属W的熔点比其他金属的沸点都高，当W熔化时，其他金属也已成为气态。‎ ‎14、解析：选C。合金是指由两种以上的金属与金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质，所以A正确；合金一般比各成分金属的强度和硬度都大，所以B正确；补牙的结果是得到强度较大的固体，所以汞合金应不是液态，即其熔点不会比汞的低，C不正确；而长期使用中未见中毒现象，说明它比汞的毒性要低。‎ ‎15、解析：选B。普通钢的含碳量比生铁要低，而合金钢是在普通钢中掺入其他金属，故其含碳量比普通钢更低。‎ 二、非选择题：‎ ‎16、解析：铜在铜、银、金中比较活泼，能与空气中氧气发生反应生成氧化铜，也能与空气中氧气、水及CO2一起发生反应而得到铜锈；氧化铜和碱式碳酸铜都可溶于强酸，所以将其放入稀酸中，如稀盐酸或硫酸中即可恢复原貌；而银和金都不活泼，很难与空气中的氧气等反应，所以保持原样。‎ 答案：(1)铜　氧化铜　2Cu＋O22CuO Cu2(OH)2CO3‎ ‎2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3‎ 稀酸　CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O，‎ Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O　红 ‎(2)金　金不活泼，不易与空气中的O2反应 ‎17、解析：由反应物金红石、炭粉及Cl2和产物之一的TiCl4，可知另一产物为碳的氧化物，又知该气体可燃，故为CO。显然Ti元素的化合价不变，而Cl元素的化合价降低，化合价升高的元素为碳元素，因而反应物炭粉为还原剂。利用上述思路可得镁与TiCl4反应的产物为Ti和MgCl2。因反应中镁是过量的，故在反应所得的混合物中提取钛必须除去镁粉和MgCl2，加足量的盐酸可除去镁，之后过滤，将滤渣用水洗涤可得钛。‎ 答案：TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO　炭粉 ‎(1)TiCl4＋2MgTi＋2MgCl2‎ ‎(2)实验步骤：在反应后的混合物中加入足量的盐酸除去剩余的镁，过滤，并用蒸馏水洗涤固体即得金属钛。‎ Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑‎ ‎18、(4)在第(3)步的滤液中通入足量CO2，过滤，将沉淀用蒸馏水洗涤数次后，烘干并灼烧至质量不再减少为止，冷却后称量，质量为b g。计算该样品中铝的质量分数________。‎ 解析：将样品溶于盐酸发生的反应为Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑；铜、硅与盐酸不反应，所以过滤后所得滤液中含有Mg2＋、Al3＋，滤渣中含有铜和硅；滤液中加入过量的NaOH时，发生的反应是MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl；AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O；所以得到的滤液中铝元素以偏铝酸根离子存在，所以可知在通入CO2时会反应而得到Al(OH)3沉淀，然后将Al(OH)3加热灼烧后得到氧化铝。所以氧化铝的质量为b g，其中铝的质量为 g，即为合金中铝的质量，所以合金中铝的质量分数为×100%。‎ 答案：(1)托盘天平 ‎(2)Mg2＋、Al3＋　铜和硅　漏斗、玻璃棒、烧杯、铁架台(带铁圈)、滤纸 ‎(3)MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl；‎ AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O ‎(4)×100%‎ ‎19、答案：(1)因为铁的硬度比铅大，且铅有毒，故常用铁而不用铅做菜刀、锤子。‎ ‎(2)银和铜导电性相近，但银比铜贵得多，且电线用量大，所以用铜不用银。‎ ‎(3)因为钨的熔点高(3410 ℃)，而锡的熔点(232 ℃)太低，通电时锡就熔化了，所以用钨丝而不用锡丝做灯泡的灯丝。‎ ‎20、解析：由题意，当加入10 mL盐酸时，生成224 mL H2(0.01 mol)，此时盐酸完全反应，因此盐酸的浓度为：＝2.0 mol·L－1；当再加10 mL盐酸时，只生成112 mL H2(0.005 mol)，说明铝完全反应，根据反应2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，生成0.015 mol H2，需用n(Al)＝0.01 mol，w(Al)＝×100%＝27%。‎ 答案：(1)2.0 mol·L－1　(2)27%‎