高中化学人教版（2019）必修1 同步练习 3.2.1 合金

第二节　金属材料第1课时　合金基础过关练题组一　合金　合金的性质1.合金的应用极大地促进了人类社会的发展。下列不属于合金的是(　　)A.狗头兽首铜像B.柔性显示屏(基础材料:石墨烯)C.流通硬币D.潜水器外壳(含钛、铝等)2.(2020北京顺义高一期末)下列说法中不正确的是(　　)A.生铁是铁的一种合金B.合金是混合物C.一般来说,合金的熔点比它的各成分金属的熔点都高D.铝制餐具不宜用来蒸煮或长期存放酸性或碱性食物3.(2020四川绵阳高一期末)某合金与铁的物理性质的比较如下表所示:熔点/℃密度/g·cm-3硬度(金刚石为10)导电性(银为100)某合金25003.007.42.3铁15357.864.517还知该合金耐腐蚀、强度大。从以上性能看,该合金不适合制作(　　)A.导线　　B.门窗框　　C.炉具　　D.飞机外壳4.合金相对于纯金属制成的金属材料来说,优点是(　　)①合金的硬度一般比其成分金属的硬度大②合金的熔点一般比其成分金属的熔点低,③改变原料的配比,改变生成合金的条件,可得到具有不同性能的合金④合金比纯金属的导电性强⑤合金比纯金属的应用范围广泛A.①②③⑤B.②③④C.①②④D.①②④⑤题组二　铁合金、铜合金5.(2019黑龙江大庆高一检测)青铜是我国使用最早的合金。下列关于青铜性质的说法,不正确的是(　　)A.熔点比纯铜低B.能够导电C.能够导热D.硬度比纯铜小6.(2019山西太原高一期末)2018年10月24日,港珠澳大桥正式开通,该桥的建成创下多项世界之最,其中仅大桥主梁使用的钢材就多达42万吨。下列材料中不属于铁合金的是(　　)A.生铁B.铁锈C.不锈钢D.铁锰合金7.(2019湖南长沙一中高一上期末)纯铁的熔点为1535℃,而高炉炼铁时生铁(含碳量较高的铁合金)在1200℃左右就熔化了,这是因为(　　)A.铁的纯度越高熔点越低B.生铁是铁碳合金,熔点比纯铁低C.合金的熔点比其各成分金属的熔点高D.生铁在高炉中熔化时发生了化学反应8.下列关于铁和铁合金的有关说法错误的是(　　)A.工业上用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来,B.不锈钢抗腐蚀性能好,长期使用绝对不会生锈C.制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的合金D.使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素9.(2019河北武邑中学高一月考)我国人民早在商代就已掌握青铜(铜、锡、铅合金)冶铸技术。在商代首都——河南安阳,曾经发现多处炼铜遗址,出土了大量青铜器件,其中有一件后母戊鼎,高133cm、长110cm、宽78cm,重875kg,是迄今为止被发现的我国古代青铜器中最壮观的一件珍品。下列有关说法不正确的是(　　)A.青铜是我国使用最早的合金B.青铜具有比铜单质更好的机械性能C.铜不易生锈是因为铜的性质不活泼D.铜被使用很早是因为铜的性质不活泼,易冶炼题组三　铝合金10.我国高铁技术处于世界领先水平,高铁车厢大部分采用铝合金材料制造,这是因为铝合金(　　)A.质地轻,强度大,抗腐蚀能力比较强B.具有比较活泼的化学性质C.各种成分在自然界中含量丰富,容易获取D.比纯铝熔点高,耐高温11.下列关于铝合金的说法错误的是(　　)A.铝合金是一种混合物,它比纯铝的熔点低B.高温铝液易被氧化,铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼C.镁铝合金耐腐蚀,但能被烧碱(NaOH)腐蚀,D.镁铝合金在盐酸中无法溶解12.(2019四川攀枝花高一期末)镁铝合金质优体轻,又不易锈蚀,大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金性质的叙述中,不正确的是(　　)A.此合金的熔点比镁和铝的熔点都低B.此合金能全部溶解于足量稀盐酸中C.此合金能全部溶解于足量氢氧化钠溶液中D.此合金的硬度比镁和铝的硬度都大题组四　铝、氧化铝的性质13.下列有关厨房铝制品的使用中,你认为合理的是(　　)A.盛放食醋B.烧煮开水C.用金属丝擦洗表面的污垢D.长期盛放腌制食品14.(2020辽宁葫芦岛协作学校高一联考)铝比铁活泼,但在空气中铁制品更易被锈蚀,其原因是(　　)A.铁的密度比铝的密度大B.铝不能与氧气发生反应C.铝在空气中易与氧气形成一层致密的氧化膜D.铁的相对原子质量比铝的大15.下列说法正确的是(　　)A.Al2O3难溶于水,不跟水反应,所以它不是Al(OH)3对应的氧化物B.因为Al2O3是金属氧化物,所以它是碱性氧化物,C.Al2O3能跟所有的酸溶液、碱溶液反应D.Al2O3能跟强酸溶液、强碱溶液反应16.铁、铝的混合物进行如下实验:(1)操作X的名称是　　　　。 (2)气体A是　　　　　。 (3)A与Cl2混合光照可能发生爆炸,生成　(填化学式),A在该反应中作为(填“氧化剂”或“还原剂”)。 (4)溶液B中阴离子除OH-外还有　　,溶液D中存在的金属离子为　　　　。 题组五　新型合金17.(2019安徽六安毛坦厂中学、金安高级中学高一上期末联考)钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”,它们具有很多优良的性能,如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工,尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能,下列用途不切实际的是(　　)A.用来制作保险丝B.用于制造航天飞机C.用来制造人造骨D.用于家庭装修,制作钛合金装饰门18.碲锌镉(Te-Zn-Cd)晶体可以用作制造红外探测器的基础材料,下列有关它的叙述中错误的是(　　)A.它是由Te、Zn、Cd按一定比例混合而成的,无固定的熔、沸点B.它易导电、导热,具有延展性,C.它的熔、沸点比Zn的低D.它的硬度和强度比Cd的大19.储氢合金是一种新型合金。下列关于储氢合金的说法错误的是(　　)A.储氢合金是一类能够大量吸收氢气,并与氢气结合成金属氢化物的新型合金材料B.储氢合金具有储氢量大、能耗低、使用方便的特点C.储氢合金具有很强的捕捉氢的能力,氢分子在合金中先分解成单个的原子,氢原子进入合金原子的缝隙中,并与合金生成金属氢化物D.储氢合金形成的金属氢化物性质稳定,高温条件下也不易分解20.阅读材料,回答下列问题。近年来,科研人员研究得到一种新型材料——泡沫铝。它是把发泡剂加到熔融铝合金中制成的,其优点是硬度大,密度小(为0.16~0.5g/cm3),比木材还轻,可浮于水面,又有很大刚性,且隔音、保温,是一种良好的建筑材料和轻质材料。(1)下列关于泡沫铝的说法中错误的是　　　　(填字母序号,下同)。 A.泡沫铝是铝单质泡沫B.泡沫铝是一种合金C.泡沫铝是一种优质的建筑材料和轻质材料D.泡沫铝可用于飞机制造(2)铝制成铝箔用于食品包装,是利用它的　　　。 A.金属光泽B.延展性C.导电性D.导热性(3)铝在空气中会被氧化生成一层致密的氧化膜而对内部铝起保护作用,但这层氧化膜遇到强酸或强碱溶液都会溶解,请写出:,①氧化膜与盐酸反应的离子方程式: 　　　　　　。 ②氧化膜与氢氧化钠溶液反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　。 能力提升练题组一　合金的组成、性质及应用1.(2019甘肃兰州一中高一上期末,)工业生产中常将两种或多种金属(或金属与非金属)在同一容器中加热使其熔合,冷凝后得到具有金属特性的熔合物——合金。这是制取合金的常用方法之一。根据下表数据判断,不宜用上述方法制取合金的是(　　)金属NaAlCuFe熔点(℃)97.8166010831535沸点(℃)883220025953000A.Fe-Cu合金B.Cu-Al合金C.Al-Na合金D.Cu-Na合金2.(2020安徽芜湖高一期末,)下列有关金属的说法中,正确的是(　　)①可通过焰色试验区分钾和钠②铝制品在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层致密的氧化膜③纯铁比生铁抗腐蚀性更强④青铜、不锈钢、硬铝都是合金⑤在人类对金属材料的使用过程中,性质越活泼的金属单质越早被人们冶炼和使用⑥正常人体缺钙会引起骨质疏松症,缺铁会引起贫血等疾病,A.①②④⑥B.①②③④⑤⑥C.①②③④⑥D.①③④⑤⑥3.(双选)()中国传统文化对人类文明贡献巨大。下列古代文献涉及的化学研究成果,对其说明不合理的是(　　)A.《天工开物·五金》中记载:“若造熟铁,则生铁流出时,相连数尺内……众人柳棍疾搅,即时炒成熟铁。”炒铁是为了降低铁水中的碳含量,且熟铁比生铁质地更硬,延展性稍差B.《抱朴子·黄白》中“曾青涂铁,铁赤色如铜”主要发生了置换反应C.《本草纲目》中“用浓酒和糟入甑,蒸令气上,用器承滴露”,利用到蒸馏D.《梦溪笔谈》中“以剂钢为刃,柔铁为茎干,不尔则多断折”中的柔铁是纯净物4.(2019浙江杭州高一检测,)将5.0g某合金放入足量的稀盐酸中,充分反应后共收集氢气的体积为2.24L(标准状况),则该合金可能是(　　)A.Mg-Al合金B.Fe-Al合金C.Fe-Zn合金D.Cu-Zn合金题组二　铝及其化合物的性质5.(双选)()等物质的量的Na和Al两种金属加入足量的水中,生成26.88L(标准状况下)的气体,则下列描述错误的是(　　)A.金属Na有剩余B.金属Al有剩余C.所得溶液溶质为NaAlO2D.Na的物质的量是0.6mol6.(2019江西南昌八一中学、洪都中学高一上期末,)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下,下列叙述正确的是(　　),A.试剂X是NaOH溶液B.反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁C.图中所示转化反应中包含一个氧化还原反应D.将试剂X和Y进行对换,最终可以达到相同的效果7.(2020湖北十堰高一期末,)下列关于铝和盐酸、NaOH溶液的反应说法不正确的是(　　)A.等体积、等浓度的盐酸、NaOH溶液分别与足量的铝反应消耗Al的物质的量之比为1∶3B.等体积、等浓度的盐酸、NaOH溶液分别与足量的铝反应生成H2的物质的量之比为1∶3C.等质量的铝分别与足量的盐酸、NaOH溶液反应产生H2的物质的量之比为1∶3D.等质量的铝分别与足量的盐酸、NaOH溶液反应消耗酸和碱的物质的量之比为3∶18.(2020山西晋中平遥二中月考,)某学习小组用下图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。(1)A中试剂为　　　　　　　　。 ,(2)实验前,先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻,其目的是　　　　　　　　　　。 (3)检查气密性,将药品和水装入各仪器中,连接好装置后,需进行的操作还有:①记录C的液面位置;②将B中剩余固体过滤,洗涤,干燥,称重;③待B中不再有气体产生并恢复至室温后,记录C的液面位置;④由A向B中滴加足量试剂。上述操作的顺序是　　　　(填序号);记录C的液面位置时,除平视外,还应　　　　　　　　。 (4)B中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)若实验用的铝镁合金的质量为ag,测得氢气体积为bmL(已换算为标准状况),B中剩余固体的质量为cg,则铝的相对原子质量为　　　　　　。 ,答案全解全析基础过关练1.B2.C3.A4.A5.D6.B7.B8.B9.C10.A11.D12.C13.B14.C15.D17.A18.A19.D1.B　合金是由两种或两种以上金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。狗头兽首铜像属于合金;柔性显示屏(基础材料:石墨烯)不属于合金;流通硬币属于合金;潜水器外壳(含钛、铝等)属于合金。2.C　生铁是铁和碳的一种合金,故A正确;合金是金属与其他金属或非金属熔合而成的混合物,故B正确;一般来说合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低,硬度比各成分金属的大,故C错误;铝与酸、碱都能反应放出氢气,铝制餐具不宜用来蒸煮或长期存放酸性或碱性食物,故D正确。3.A　根据表中数据可知该合金的熔点高、硬度大,密度小于铁,导电性差,因此该合金不适合制作导线。4.A　合金具有许多优良的物理、化学性能或机械性能,在许多方面优于其成分金属。例如,合金的硬度一般比其成分金属的硬度大,多数合金的熔点比其成分金属的熔点低。合金的导电性不一定比纯金属强。5.D　青铜是铜的合金,其熔点比纯铜低,具有导电性、导热性,硬度比纯铜大。6.B　生铁是含碳量为2%~4.3%的铁碳合金,A项正确;铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,不是铁合金,B错误;不锈钢、铁锰合金是铁的合金,C、D项正确。,7.B　纯铁的熔点为1535℃,生铁(含碳量较高的铁合金)熔点为1200℃左右,说明铁的纯度越高熔点越高,A错误;多数合金的熔点低于其成分金属的熔点,B正确、C错误;生铁在高炉中熔化时没有发生化学反应,只发生了物理变化,D错误。8.B　一氧化碳具有还原性,可以将铁矿石中的铁还原出来;不锈钢不易生锈,但不是绝对不生锈;碳素钢是铁和碳的合金;铁是人体必需的微量元素,使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素。9.C　铜的化学性质不活泼,易于冶炼,青铜是我国最早使用的合金,A、D项正确;合金比纯金属具有更优良的物理、化学和机械性能,故青铜比铜单质的机械性能好,B项正确;铜易与空气中的CO2、H2O和O2反应生成铜绿,C项错误。10.A　高铁车厢大部分采用铝合金材料制造,这是因为铝合金具有质地轻、强度大、抗腐蚀能力比较强的优点,A正确;铝合金的化学性质比较活泼,但与被用于制造高铁车厢没有必然联系,B错误;铝元素在地壳中含量居第三位,含量比较丰富,但因铝的性质比较活泼,并不容易获得,C错误;铝合金的熔点比纯铝的低,D错误。11.D　A项,合金均为混合物,一般来说,合金的熔点比其成分金属的熔点低,正确;B项,在熔剂层覆盖下熔炼,可隔绝空气,防止高温铝液被O2氧化,正确;C项,镁铝合金中的铝能与NaOH溶液反应,正确;D项,合金中的Mg、Al均能与盐酸反应,错误。12.C　多数合金的熔点比各成分金属的低,A正确;镁和铝均能与稀盐酸反应,此合金能全部溶解于稀盐酸中,B正确;铝能与氢氧化钠溶液反应,但镁不能与氢氧化钠溶液反应,此合金不能全部溶解于氢氧化钠溶液中,C错误;合金的硬度一般比组成它的纯金属的硬度大,D正确。,13.B　食醋中含有的醋酸是弱酸,能与铝和氧化铝发生反应而使其被腐蚀;用金属丝擦洗铝制品表面时会破坏表面覆盖的氧化铝层,使铝裸露在外继续被腐蚀;铝制品不能用来长期盛放腌制食品。14.C　Al在空气中能形成一层致密的氧化膜,而Fe不能,故选C。15.D　Al2O3虽然难溶于水,但是2Al(OH)3Al2O3+3H2O,Al2O3和Al(OH)3中Al的化合价相同,所以Al2O3是Al(OH)3对应的氧化物;金属氧化物与碱性氧化物是两个不同的概念,二者没有必然的联系,Al2O3是两性氧化物;Al2O3与强酸、强碱反应,与弱碱不反应。16.答案　(1)过滤　(2)H2(或氢气)　(3)HCl　还原剂　(4)AlO2-　Fe2+解析　(1)加入足量NaOH溶液,Al溶解,Fe不溶解,操作X为过滤。(2)Al与氢氧化钠溶液反应产生氢气,气体A为H2。(3)H2与Cl2反应生成HCl。(4)溶液B中阴离子有OH-、AlO2-,溶液D中金属离子为Fe2+。17.A　钛合金的熔点高,不适合制作保险丝。18.A　碲锌镉晶体是由Te、Zn、Cd按一定比例熔合而成的具有金属特性的合金,只要Te、Zn、Cd的比例确定,其组成就固定,因而有固定的熔、沸点;合金的熔、沸点一般比各成分金属的熔、沸点低,硬度和强度一般比各成分金属的大。19.D　储氢合金中形成的金属氢化物在高温条件下容易分解,故D错误。20.答案　(1)A　(2)B　(3)①Al2O3+6H+2Al3++3H2O　②Al2O3+2OH-2AlO2-+H2O解析　(1)根据信息可知,泡沫铝是一种合金,是混合物;泡沫铝是一种优质的建筑材料和轻质材料;由于泡沫铝有很大刚性,密度小,且隔音、保温,故泡沫铝可用于飞机制造。(2)铝制成铝箔用于食品包装,利用的是铝的延展性。,(3)Al2O3与盐酸、氢氧化钠溶液反应的离子方程式分别为Al2O3+6H+2Al3++3H2O、Al2O3+2OH-2AlO2-+H2O。能力提升练1.D2.C3.AD4.B5.AB6.A7.C1.D　熔点相差不大的金属可以熔合在一起,而铜的熔点远高于钠的沸点,二者不能熔合形成合金。2.C　①在进行焰色试验时,由于钠元素焰色呈黄色,钾元素的焰色呈紫色,因此可通过焰色试验区分钾元素和钠元素,故①正确;②铝是活泼金属,单质铝在空气中易与氧气发生氧化反应,生成氧化铝,氧化铝可阻止内部的铝进一步反应,故②正确;③生铁比纯铁抗腐蚀性差,故③正确;④青铜、不锈钢、硬铝都是合金,故④正确;⑤金属大规模被使用的先后顺序跟金属的活动性关系很大,金属活动性较弱的金属单质较早被人们冶炼和使用,故⑤错误;⑥骨质疏松症是由人体缺钙引起的,缺铁会引起缺铁性贫血,故⑥正确。3.AD　铁的合金含碳量越低,其硬度越小、延展性越好,故熟铁比生铁硬度小、延展性好,A错;《抱朴子·黄白》中“曾青涂铁,铁赤色如铜”发生的反应是Fe+CuSO4FeSO4+Cu,属于置换反应,B对;“蒸令气上”是利用互溶混合物的沸点差异分离混合物,该法为蒸馏,C对;柔铁是铁的合金,是混合物,D错。4.B　由题意知,n(H2)=2.24L22.4L·mol-1=0.1mol,即产生0.1molH2消耗合金5.0g,则产生1molH2消耗合金50g,即产生1molH2时,消耗一种金属的质量大于50g,消耗另一种金属的质量小于50g。对于选项给出的金属,产生1molH2,时消耗金属的质量分别为m(Mg)=24g,m(Al)=18g,m(Fe)=56g,m(Zn)=65g,Cu与稀盐酸不反应,只有Fe-Al合金符合题意。5.AB　Na与水反应的化学方程式为2Na+2H2O2NaOH+H2↑,Al能与NaOH溶液发生反应:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,Na和Al的物质的量相等,两种金属恰好完全反应,设Na和Al均为xmol,根据信息得:12xmol+32xmol=26.88L÷22.4L·mol-1=1.2mol,解得x=0.6,所得溶液溶质为NaAlO2。6.A　Al2O3、Fe2O3都和强酸反应,要将Al2O3和Fe2O3分离开来,可利用Al2O3的两性,用NaOH溶液溶解铝土矿,Al2O3与NaOH反应生成NaAlO2,则沉淀是Fe2O3,然后向NaAlO2溶液中通入过量CO2制得Al(OH)3沉淀,Al(OH)3受热分解产生Al2O3,电解熔融Al2O3可得Al。试剂X为NaOH溶液,Y是CO2,将试剂X和Y进行对换,不能分离Fe2O3、Al2O3,不能达到相同效果。7.C　等体积、等浓度的盐酸、NaOH溶液中氯化氢、氢氧化钠的物质的量相等,依据反应的化学方程式:2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,可知等物质的量的HCl、NaOH与足量Al反应消耗Al的物质的量之比为2∶6=1∶3,故A正确;由化学方程式可知,等物质的量的HCl、NaOH与足量Al反应消耗Al的物质的量之比为2∶6=1∶3,两个反应中均有2Al~3H2,因此反应生成H2的物质的量之比为1∶3,故B正确;等质量的铝的物质的量相同,设Al均为2mol,由2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑可知,生成气体物质的量之比为1∶1,故C错误;等质量的铝分别与足量的盐酸、NaOH溶液反应,设铝的物质的量为2mol,消耗HCl和NaOH的物质的量分别为6mol和2mol,二者之比为3∶1,故D正确。,8.答案　(1)氢氧化钠溶液(其他合理答案均可)　(2)除去铝镁合金表面的氧化膜　(3)①④③②　使D和C的液面相平　(4)2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑(其他合理答案均可)　(5)33600(a-c)b解析　铝、镁都与酸反应,但铝与强碱反应而镁不与强碱反应,所以A中的试剂应选择氢氧化钠溶液等。铝的相对原子质量可利用产生的氢气的量求解,M=mn=a-cb×10-322.4×23=33600(a-c)b。