3.2 金属材料 针对练习
一、选择题
1.下列有关金属及其合金的说法错误的是( )
A.目前我国流通的硬币是由合金材料制成的
B.低碳钢硬而脆，处理后弹性好，可用于制器械、弹簧、刀具等
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
2.下列与合金相关的叙述正确的有( )
①合金的硬度一般比它的成分金属的硬度都大
②合金的熔点一般比它的成分金属的熔点都低
③改变原料的配比、变更制造合金的工艺，可得到不同性能的合金
④合金的导电性比纯金属的更强
⑤合金的应用范围比纯金属更广
A.仅①②⑤ B.仅①②③⑤ C.仅②③④ D.仅①②④
3.某合金与铁的物理性质的比 较如下表所示，还知该合金耐腐蚀、强度大，从以上性能看， 该合金不适合做（ ）
物理性质 熔点/℃ 密度（） 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
A.导线 B.门窗框 C.炉具 D.飞机外壳
4.下列有关铁及铁合金的说法正确的是( )
A.生铁是铁碳合金,而钢则为纯铁
B.生铁的硬度比纯铁的硬度小
C.减少生铁中的碳、硅、锰等元素可得到钢
D.铁的应用,经历了“铁一普通钢一不锈钢等特种钢”的演变过程
5.金属Ti(钛)是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属,钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。某化学兴趣小组用实验探究Ti、Mg、Cu的活泼性顺序。他们在相同温度下,取大小相同的三种金属薄片,分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸中,观察现象如下:
金属 Ti Mg Cu
金属表面现象 放出气泡速度缓慢 放出气泡速度快 无变化
下列有关三种金属的说法正确的是( )
A.三种金属的活泼性由强到弱的顺序是Ti、Mg、Cu
B.若钛粉中混有Mg,提纯Ti时可用稀盐酸除去Mg
C.用Ti从溶液中置换出Cu是工业制取Cu的良好途径
D.Cu和稀盐酸不发生化学反应
6.日常生活中常用铝制炊具，它质轻且坚固耐用，其原因是( )
A.铝制品表面涂有一层油，可以保护铝不受腐蚀
B.铝很不活泼，不易与其他物质反应
C.铝制品表面有一层致密的氧化物薄膜，起保护作用
D.铝虽然很活泼，但只有在高温下才能反应
7. 下列关于金属铝的说法不正确的是（ ）
A.与Al反应产生的溶液不一定呈酸性
B.铝是比较活泼的金属，在化学反应中容易失去电子，表现出还原性
C.铝箔在空气中受热可以熔化，且发生剧烈燃烧
D.铝箔在空气中受热可以熔化，但由于氧化膜的存在，熔化的铝并不滴落
8.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,当两个反应放出的气体在相同状况下的体积相等时,反应中消耗的氯化氢和氢氧化钠的物质的量之比为( )
A.1:1 B.2:1 C.3:1 D.1:3
9.将四份相同的铝镁合金粉末分别放入下列四种过量的溶液中充分反应，放出氢气最多的是( )
A.溶液 B.溶液
C.溶液 D.溶液
10. 欲除去氯化镁固体中的少量氯化铝，应进行下列哪些操作（ ）
①加入过量氨水②加入过量氢氧化钠溶液③加入过量盐酸④加入过量硫酸
⑤溶解⑥过滤⑦蒸发结晶
A.⑤①⑥③⑦ B.⑤②⑥③⑦
C.⑤②⑥④⑦ D.⑤①⑥④⑦
11.已知铝与氢氧化钠溶液反 应的化学方程式:。 下列说法正确的是（ ）
A.铝在反应中失去电子被氧化
B.水和氢氧化钠中的氢元素得到电子被还原
C.由水还原生成的氢气与氢氧化钠还原生成的氢气质量 比为2:1
D.此反应说明铝具有两性，铝的活泼性比只具有金属性的金属弱
12. 某无色透明的溶液，能与铝反应放出H2，此溶液中可以大量共存的离子组是( )
A．H＋、Mg2＋、CO、Ba2＋
B．K＋、H＋、SO、HCO
C．Ba2＋、NO、Cl－、OH－
D．Fe2＋、Na＋、Cl－、SO
13、将铝投入到一定量的NaOH溶液中，充分反应后，有2 mol 的电子发生转移，则参加反应的铝的物质的量为 ( )
A. mol B．1 mol
C．2 mol D. mol
14、在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡。然后将两球分别浸没在溶液质量相等的稀烧碱溶液和硫酸铜溶液中一段时间，如图所示。下列说法正确的是( )
A．铝球表面有气泡产生，且有白色沉淀生成，杠杆不平衡
B．铝球表面有气泡产生，溶液澄清；铁球表面有红色物质析出，溶液蓝色变浅，杠杆右端下沉
C．反应后去掉两烧杯，杠杆仍平衡
D．右端的球上出现红色，左端溶液的碱性增强
15、将23 g钠、18 g铝、56 g铁分别投入盛有200 g 7.3%的盐酸中(气体体积均在相同状况下测定)，下列分析正确的是( )
A．产生的气体体积之比为5∶2∶2
B．铝和盐酸的反应速率仅次于钠，但产生的气体最多
C．铁和盐酸反应产生的气体比钠产生的多
D．钠和盐酸反应最剧烈，反应结束时产生的气体一样多
二、非选择题
16、合金是重要的金属材料。
（1）下列物品所使用的主要材料属于合金的是 (填字母)。
A.青花瓷瓶 B.橡胶充气艇 C.不锈钢锅
（2）生铁是常用的合金，生铁属于 (填“纯净物” 或“混合物”)。
（3）黄铜是铜锌合金，将纯铜片和黄铜片互相刻画(如图所示),纯铜片上留下明显的划痕，说明 。
（4）黄铜渣中约含，其余为杂质．处理黄铜渣可得到硫酸锌，其主要流程如下（杂质不溶于水、不参与反应）：
已知:；。
①II中反应的化学方程式为 。
②下列说法正确的是 (填序号)。
a.I、II中的操作均包含过滤
b.溶液A中的质量大于
c.溶液A的质量小于溶液B
d.溶液C中溶质的质量分数小于溶液B
17、铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。某研究性学习小组的三位同学为测定某含镁3%~5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计下列三种不同实验方案进行探究。填写下列空白。
探究一
实验方案:铝镁合金测定剩余固体质量。实验中发生反应的化学方程式是_______________________________。
实验步骤:
(1)称取5.4g铝镁合金粉末样品，投入体积为V浓度为2.0的NaOH溶液中，充分反应。为保证合金充分反应,NaOH溶液的体积_________。
(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将_______(填“偏大”或“偏小”)。
探究二
实验方案:铝镁合金测定生成气体的体积(实验装置如图所示)。
(1)某同学提出该实验装置不够完善，应在A、B之间添加一个除酸雾的装置。你的意见是________(填“需要”或“不需要”）。
(2)为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题有(写出两点):
①________________________________，
②________________________________。
探究三
实验方案:称量x g铝镁合金粉末，放入装有足量氧气的容器中使其充分灼烧。
(1)欲计算镁的质量分数，该实验中还需测定的数据是______________________________。
(2)若用空气代替进行实验，对测定结果是否有影响？__________(填“是”或“否”）
18、将19.2 g Cu和Fe2O3的混合物完全溶解在400 mL稀硫酸中，然后向溶液中加铁粉，剩余固体质量与加入铁粉质量的关系如图所示。
(1)混合物中n(Cu)∶n(Fe2O3)为________。
(2)计算稀硫酸的物质的量浓度。
答案以及解析
1.答案：B
解析：高碳钢硬而脆，热处理后弹性好，可用于制器械、弹簧、刀具等，B项错误。
2.答案：B
解析：合金的硬度一般比其各成分金属的硬度大，①正确;合金的熔点一般低于各成分金属的熔点，合金的导电性一般比纯金属的弱，故②正确，④错误;改变原料的配比和工艺，可以得到不同性能的合金，③正确;合金的应用更广泛,⑤正确。
3.答案：A
解析：根据表中数据可知该合金的熔点髙、硬度大、 密度小于铁、导电性差，因此该合金不适合做导线，A项正确。
4.答案：D
解析：A项,钢也是合金,A项错误。B项,生铁的硬度比纯铁的硬度高,B项错误。C项,炼钢是减少生铁中的碳元素,增加硅、锰等元素,C项错误。
5.答案：D
解析：Ti在盐酸中比Mg放出气泡的速率慢，说明Ti的金属活动性比Mg的弱，A项错误；Ti和Mg均能与稀盐酸反应，所以不能用此法提纯金属Ti，B项错误；由于Ti是较为昂贵的金属，用Ti来制取Cu，成本上不合算，C项错误；活泼金属与酸发生反应时一般伴随着固体质量的减少和气体的产生，Cu加入到稀盐酸中没有发生明显变化，说明二者之间没有发生化学反应，D项正确。
6.答案：C
解析：铝的化学性质很活泼，易和空气中的氧气反应形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止内部的铝继续反应，故铝质炊具坚固耐用。
7. 答案：C
解析：与Al反应产生的溶液可能呈酸性，也可能呈碱性，A项正确，B项正确；铝箔在空气中受热可以熔化，但形成的氧化膜使得铝与氧气不再反应，因而也就不会燃烧，C 项错误，D项正确。
8.答案：C
解析：设生成氢气的物质的量为3mol，则
所以消耗的HCl、NaOH的物质的量之比为6mol:2mol=3:1。
9.答案：A
解析：溶液即为浓硫酸，常温下Al遇浓硫酸发生钝化；溶液时稀硝酸，Mg、Al均不与溶液反应；Mg能与稀硫酸反应产生、与NaOH溶液不反应，Al与稀硫酸和NaOH溶液反应都能产生。综上所述，产生最多的是A项。
10. 答案：B
解析：除杂的原则是不增、不减、易分离和易复原。先将固体物质溶解，再用过量NaOH将Mg2+和Al3+分别转化为Mg（OH）2沉淀和，过滤分离，接着用盐酸将Mg（OH）2沉淀转化为MgCl2 溶液，最后通过蒸发结晶得到MgCl2固体。
11.答案：A
解析：分析反应中化合价的升降，可知Al在反应中作还原剂，故铝在反应中失去电子被氧化，A正确；水在反应中作氧化剂，氢元素被还原，而氢氧化钠只提供了碱性环境.氢氧化钠中的氢元素没有发生还原反应，B错误，C错误;该反应说明Al区别于其他金属的特殊性质，不能说明铝的活泼性比只具有金属性的金属弱，如铁只有金属性，但铝比铁活泼， D错误。
12、答案：C
解析：A项，溶液中的H＋和CO，Ba2＋和CO均不能大量共存；B项，H＋与HCO可发生反应：H＋＋HCO===H2O＋CO2↑，D项，Fe2＋溶液显浅绿色。
13、答案：D
解析：铝在参加反应时，1 mol Al可失去3 mol电子，因此有2 mol电子转移时需Al的物质的量为 mol。
14、答案：B
解析：左端的Al球与NaOH溶液反应，产生H2，但没有白色沉淀生成，A项错误；铁球与CuSO4反应，在铁球表面生成红色Cu，由于右边烧杯总质量不变，左边总质量减小，所以杠杆右端下沉，B项正确，C项错误；由于NaOH被消耗，左边碱性减弱，D项错误。
15、答案：A
解析：n(Na)＝＝1 mol，n(Al)＝＝ mol，n(Fe)＝＝1 mol，n(HCl)＝＝0.4 mol，反应关系式依次为Na～HCl，Al～3HCl、Fe～2HCl，由此可知盐酸不足，HCl完全反应，Na、Al、Fe分别与HCl反应，均生成0.2 mol H2。A.Na不仅与HCl反应，而且还与H2O反应生成H2，所以Na与盐酸反应共生成0.5 mol H2，故产生的气体体积比为5∶2∶2，故A正确；B.Al和盐酸的反应速率仅次于钠，产生的H2没钠多，故B错误；C.由以上分析知，C错误，D错误。
16、答案：（1）C （2）混合物（3）黄铜的硬度比纯铜的硬度大
（4）①，
②abc
解析：(1)青花瓷瓶使用的主要材料属于无机非金属材料; 橡胶充气艇使用的主要材料属于有机高分子材料；不锈钢 锅使用的主要材料属于合金。（2）生铁是常用的合金，合金 属于混合物。（3）将纯铜片和黄铜片互相刻画，纯铜片上留下明显的划痕，说明黄铜的硬度比纯铜大。（4)①由于锌排 在氢和铜的前面，故锌既可以与酸反应，也可以与硫酸铜反 应，反应的化学方程式分别为, Z。②由题中流程可知，操作I过 滤除去铜和杂质，操作n过滤是除去锌和置换出的铜。因 氧化锌的质量大于氧化铜，且锌也能和硫酸反应生成硫 酸锌，而铜和硫酸不反应，故溶液A中硫酸锌的质量大于 硫酸铜3溶液A中加入锌后，反应的化学方程式分别为，;对反应分析可知，每65份质量的锌进入溶液，从溶液中出来2份质量的氢气，使得溶液质量增 加，对于反应来说，每65份质量的锌进入溶液，从溶液中析出64份质量的铜，也使得溶液质量增加；故溶液A的质量小于溶液B溶液C为饱和溶液，质量分数达到同温度下的最大值。
17、答案：探究一:
(1)97mL;(2)偏大
探究二:(1)不需要;(2)①冷却至室温再读数;②读数时，使量气管左右液面相平
探究三:充分灼烧后固体粉末的质量;是
解析：探究一(1)铝镁合金中镁的质量分数为3%时，5.4g铝镁合金粉末样品中铝的质量为，则：
所以n(NaOH)=0.194mol,需要NaOH溶液的体积；为保证合金充分反应，NaOH溶液的体积。
(2)镁上会附着等物质，未洗涤导致测定的镁的质量偏大，镁的质量分数将偏大。
探究二(1)因为氯化氢极易溶于水，挥发的氯化氢不影响氢气体积的测定结果，所以不需要加除酸雾装置。
(2)反应中装置的气密性、合金是否完全溶解、量气装置的使用都会影响测定结果。因此为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题有：检查装置的气密性，加入足量盐酸，调整量气管C的高度，使C中液面与B中液面相平，待冷却至室温再读体积等。
探究三(1)Mg、Al均与氧气反应生成金属氧化物，则还需测定生成物的质量，才能计算出Mg的质量分数。
(2)若用空气代替进行实验，会发生反应：，，会影响测定生成固体的质量，对测定结果会有影响。
18、解析：(1)由图像可知，生成的3.2 g固体为金属铜，说明19.2 g Cu和Fe2O3的混合物中含有3.2 g Cu，则含有Fe2O3的质量为19.2 g－3.2 g＝16.0 g，则n(Cu)∶n(Fe2O3)＝∶＝1∶2。(2)图像中加入11.2 g Fe时，溶质为FeSO4，根据铁元素守恒可知n(FeSO4)＝n(Fe)＋2n(Fe2O3)＝＋×2＝0.4 mol，可知400 mL稀硫酸中含有硫酸的物质的量为n(H2SO4)＝n(FeSO4)＝0.4 mol，该稀硫酸的物质的量浓度为c(H2SO4)＝＝1 mol·L－1。
答案：(1)1∶2 (2)1 mol·L－1
