10.1金属与合金
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．以下有关铁的说法中，正确的是
A．纯铁较软，生铁比纯铁硬 B．钢比生铁中含碳量高
C．铁的合金属于纯净物 D．自行车支架可以用生铁制造
2．下列有关说法正确的是
A．地壳中含量最高的金属元素是钙
B．合金的硬度一般比组成它们的纯金属的硬度大
C．钢的性能优良，所以钢是纯净的铁
D．银的导电性最好，大多数电线都是用银作材料
3．下列有关金属的描述不正确的是（ ）
A．导电性最好的金属是银
B．熔点最低的金属是汞
C．地壳中含量最高的金属是铁
D．人体中含量最高的金属是钙
4．下列关于资源、能源的叙述错误的是
A．空气是人类生产活动的重要资源
B．燃料充分燃烧，对于节约能源非常重要
C．因为海水淡化已经广泛使用，所以不用担心淡水资源短缺
D．目前钢铁是使用最多的金属材料
5．下列物质属于纯净物的是
A．冰水混合物 B．生铁 C．矿泉水 D．洁净的空气
6．疫情期间我国通过飞机对国外输送物资，飞机外壳使用了钛合金和铝合金。如图为钛的原子结构示意图，下列说法不正确的是
A．x的值为8
B．钛元素位于元素周期表第四周期
C．钛原子在化学反应中容易失去电子
D．制造飞机用铝合金不用铁合金是因为铝的化学性质不活泼
7．下列物质的用途跟其化学性质相关的是
A．干冰用于人工降雨 B．铁粉用于食品保存
C．稀有气体用来制作电光源 D．铜用作电线
8．下列金属中，熔点最低的是
A．铜 B．汞 C．铝 D．钨
9．里约奥运会纪念币由巴西央行发行，纪念币采用双色、双金属制成，浮雕图案细腻逼真。选择铸造纪念币的材料时不需要考虑的因素是
A．金属的导电性
B．金属的耐腐蚀性
C．金属的硬度
D．金属的价格
10．下列说法错误的是
A．门锁不易打开时灌入铅笔芯粉末 B．氧气主要来源于植物的光合作用
C．二氧化锰可以作任何反应的催化剂 D．生铁转化为钢，“千锤百炼”目的是降低生铁中含碳量
二、判断题
11．不锈钢制作餐具利用了它的抗腐蚀性( )
12．黄铜的硬度比纯铜的硬度小( )
13．银的导电性最好，大多数电线都用银作材料( )
14．铜丝能够导电，说明铜丝具有导电性。( )
15．金属是一类重要的材料，人类的生活和生产都离不开金属。( )
三、综合应用题
16．请回答下列问题。
(1)石墨常用于制作高铁上的电刷，利用了它良好的 性和润滑性。
(2)工业上经常用“铝热反应”来焊接钢轨，其原理是8Al＋3Fe3O4 4Al2O3＋9Fe，该反应发生后，不需要再持续加热就可保持高温继续进行，该反应属于 (填“放热”或“吸热”)反应。
(3)水通电分解，其中不发生变化的粒子有 (用化学符号表示)。
(4)除去CO2中混有的少量CO气体，下列方法可行的是______(填字母)。
A．点燃混合气体 B．通入澄清的石灰水中 C．通过灼热的CuO固体
(5)新型陶瓷Si3N4的熔点高，硬度大，化学性质稳定，工业上可以采用化学气相沉积法，在H2的保护下，使SiCl4与N2反应生成Si3N4，沉积在石墨表面，同时生成HCl，请写出图示反应炉中发生的化学方程式： 。
17．金属材料的应用推动了社会的发展。改善了人类生活，在生活中发挥了重大作用。
(1)每年人类使用金属的量越来越大，地壳中含量最高的金属元素是(填符号) ，废旧铜导线、铝锅不要随意丢弃，应回收利用，这样做的意义是(说出一点即可) 。
(2)奥运会组委会计划从废旧电子设备中回收金、银、铜来制作奖牌。选用金、银、铜为奖牌的主要原料，与下列性质无关的是(填字母序号)_____。
A．有金属光泽 B．导电性好 C．化学性质较稳定
(3)某化学兴趣小组准备利用含FeCl2和CuCl2的废水(无其他难溶性杂质)，从中获得FeCl2固体，整个过程不引入其他金属元素，其流程如下图。
①整个流程中，操作a的名称是 。
②金属X是 。
③固体A与稀盐酸发生反应的化学方程式为 。
(4)某锌粉含铜、镁中的一种杂质，取该样品6.5g与足量稀盐酸充分反应，生成氢气0.21g，该锌粉中含有的杂质是 ，另取一定量该样品放入硫酸铜溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。将滤渣洗净，滴入稀硫酸，有气泡产生，则滤液中一定含有的溶质是 。
18．2019年底，徐宿淮盐铁路将建成通车，淮安人可实现高铁出行。
（1）高铁在建造时使用了大量的新材料，下列属于金属材料的是 （填序号）。
A生产高铁车头的玻璃钢
B制造高铁车身的镁铝合金
C制造轨道枕木的聚氨酯材料
D建筑高铁路基的钢筋混凝土
（2）高铁刹车制动盘使用合金锻钢制作，主要利用该合金耐高温、 等特性。
参考答案：
1．A
【详解】A、纯铁较软，生铁为铁合金，硬度比纯铁大，该选项说法正确；
B、钢和生铁均为铁合金，生铁的含碳量为2%~4.3%，钢的含碳量为0.03%~2%，则生铁的含碳量比钢高，该选项说法不正确；
C、合金中含有多种物质，属于混合物，该选项说法不正确；
D、生铁硬而脆，不适合作自行车支架，该选项说法不正确。
故选A。
2．B
【详解】A、地壳中含量最高的金属元素是铝，而不是钙，该选项说法不正确；
B、合金的硬度一般比组成它们的纯金属的硬度大，该选项说法正确；
C、钢为铁合金，该选项说法不正确；
D、银的导电性最好，但银价格较贵，所以大多数电线没有用银作材料，该选项说法不正确。
故选B。
3．C
【详解】A．导电性最好的金属是银，故选项A说法正确，不符合题意；
B．熔点最低的金属是汞，故选项B说法正确，不符合题意；
C．地壳中含量最高的金属是铝，故选项C说法错误，符合题意；
D．人体中含量最高的金属元素是钙，故选项D说法正确，不符合题意。
故选C。
4．C
【详解】A、空气含有氮气、氧气、稀有气体等物质，是人类生产活动的重要资源，叙述正确；
B、燃料充分燃烧可以提供更多能量，对于节约能源非常重要，叙述正确；
C、地球上的淡水资源有限，而海水淡化的成本很高，由于技术和成本等原因，目前尚不能推广，叙述错误；
D、目前钢铁是使用最多的金属材料，叙述正确。
故选：C。
5．A
【详解】A、冰和水是同种物质的不同种状态，属于纯净物，该选项符合题意；
B、生铁属于铁合金，含有铁、碳等物质，属于混合物，该选项不符合题意；
C、矿泉水中含有水和矿物质，属于混合物，该选项不符合题意；
D、洁净的空气中含有氮气、氧气等，属于混合物，该选项不符合题意，
故选A。
6．D
【详解】A、对于原子而言，核电荷数=核外电子数，则22=2+x+10+2，解得x=8，不符合题意；
B、 从钛的原子结构示意图中我们可以看出，其有4层核外电子层，所以其在元素周期表中的第四周期，不符合题意；
C、钛原子的最外层电子数为2<4，因此其在反应中易失去电子，不符合题意；
D、制造飞机用铝合金不用铁合金主要是因为铝的密度更低，而其强度也能满足制造飞机的要求，这有利于飞机节省燃料、顺利升空，符合题意。
故选D。
7．B
【分析】物质在化学变化中表现出来的性质属化学性质，包括氧化性、还原性、可燃性、稳定性等。
【详解】A是利用干冰升华要吸收大量的热，属物理性质；
B是利用铁能与水和氧气反应，属化学性质；
C是利用稀有气体通电时能产生不同的颜色，属物理性质；
D是利用铜的导电性，属物理性质。
故选B。
8．B
【详解】A、铜是一种固态金属单质，熔点较高，选项错误；
B、汞俗称水银，是通常情况下唯一呈液态的金属单质，是所有金属中熔点最低的，选项正确；
C、铝在常温条件下也是固体，熔点较高，选项错误；
D、钨是熔点较高的金属，可做灯泡中的导电丝，选项错误，故选B。
9．A
【详解】根据硬币的流通特点可知：铸造出的纪念币要有较强的耐腐蚀性、硬度较大且硬币价值与面值的吻合度要接近，而金属的导电性、导热性等不是铸造硬币所考虑的因素。故选A。
10．C
【详解】A、铅笔芯的主要成分是石墨，石墨具有滑腻性，起润滑作用，所以门锁不易打开时灌入铅笔芯粉末，能够减小摩擦，便于打开锁，选项正确；
B、空气中的氧气主要来源于植物的光合作用，选项正确；
C、二氧化锰可以作过氧化氢分解的催化剂，但并不能作任何反应的催化剂，选项错误；
D、生铁中的含碳量高于钢中的含碳量，生铁转化为钢的原理就是降低生铁中含碳量，选项正确，故选C。
11．正确
【详解】合金强度大、硬度大、耐腐蚀性好，不锈钢属于合金，不锈钢制作餐具利用了它的抗腐蚀性，故填：正确。
12．错误
【详解】金属制成合金后，硬度变大，所以黄铜的硬度比纯铜的硬度大，说法错误。
13．错误
【详解】银的导电性非常好但是价格比较昂贵，因而大多数电线都不用银作材料，故错误。
14．正确
【详解】铜丝能够导电，说明铜丝具有良好的导电性，故说法正确。
15．正确
【详解】金属是一类重要的材料，人类的日常生活用品，生产工具大都是由金属材料制成的，所以人类的生活和生产都离不开金属的说法正确，故填：正确。
16．(1)导电
(2)放热
(3)H、O
(4)C
(5)
【详解】（1）高铁上的电刷需要能够导电，用石墨做电刷是利用其导电性，故填导电；
（2）由题可知，该反应发生后，不需要再持续加热就可保持高温继续进行，说明该反应过程放热，使其温度能够达到反应条件。故填放热；
（3）电解水的过程中水分子被拆解形成氧原子和氢原子，然后重新组合成新分子氢分子和氧分子，该过程中不发生变化的粒子为氢原子和氧原子，故填H、O；
（4）除去CO2中混有的少量CO气体，因为CO浓度低，无法点燃，故A错误；
二氧化碳能和澄清石灰石反应，一氧化碳不与石灰水反应，和混合气体通入澄清石灰水中时二氧化碳被吸收，和目的相悖，故B错误；
CO具有还原性，能够和氧化铜高温反应生成二氧化碳和铜，二氧化碳和氧化铜不反应，可以除去CO，故C正确，故选C；
（5）由流程图可知，反应物为H2、N2和SiCl4，，生成物为Si3N4和HCl，反应条件为高温，根据化学方程式的书写规则，该反应的化学方程式为。
17．(1) Al 节约金属资源
(2)B
(3) 过滤 铁/Fe Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
(4) 镁/Mg 硫酸镁/MgSO4
【详解】（1）地壳中含量最高的金属元素是是铝元素，元素符号为Al，废旧铜导线、铝锅不要随意丢弃，应回收利用，这样做不仅 节约金属资源，还能减少环境污染。故填：Al；节约金属资源。
（2）由于金、银、铜都有金属光泽，而且化学性质稳定，耐腐蚀。所以选用金、银、铜为奖牌的主要原料。导电性好与制作奖牌无关。故填：B。
（3）①操作a后得到固体A和氯化亚铁溶液，即操作a将固体和液体分开，所以操作a的名称是过滤。
②为除去废水中的氯化铜得到氯化亚铁，应加入过量金属铁，所以金属X是铁。
③固体A是剩余的铁与生成的铜的混合物，铜与盐酸不反应，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。
（4）据化学方程式可知，该样品6.5g与足量稀盐酸充分反应，生成氢气0.21g＞0.2g，由于铜与盐酸不反应，所以6.5g锌、铜混合物与足量稀盐酸充分反应，生成氢气质量小于0.2g，6.5g锌、镁混合物与足量稀盐酸充分反应，生成氢气质量大于0.2g，所以该锌粉中含有的杂质是镁；
锌粉中含有的杂质镁，镁比锌活泼，放入硫酸铜溶液中，镁先与硫酸铜反应，生成硫酸镁和铜。充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。将滤渣洗净，滴入稀硫酸，有气泡产生，说明滤渣中一定含有锌，可能含有镁。则滤液中一定含有的溶质是硫酸镁，可能含有硫酸锌。
故填：镁；硫酸镁。
18． B 耐磨。
【详解】（1）A、生产高铁车头的玻璃钢是复合材料，不符合题意；
B、制造高铁车身的镁铝合金属于金属材料，符合题意；
C、制造轨道枕木的聚氨酯材料属于有机合成材料，不符合题意；
D、建筑高铁路基的钢筋混凝土属于复合材料，不符合题意； 故选B；
（2）高铁刹车制动盘使用合金锻钢制作，刹车是通过摩擦实现，说明该合金具有耐磨性，故主要利用该合金耐高温、耐磨等特性
