8.1金属材料与金属冶炼
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．下列有关化学知识的说法正确的是（ ）
A．质量守恒定律适用于没有气体参加或生成的化学反应
B．一氧化碳能导致温室效应
C．合金是金属材料，至少含有一种金属元素
D．活性炭能吸附水中所有的可溶性物质
2．（2011年广东，12题）下列数据表示正确的是
A． B．
C． D．
3．下列物质的性质和用途对应关系表述不正确的是
A．氮气化学性质不活泼，可用作焊接金属的保护气
B．石墨具有良好的导电性，可用作电极
C．一氧化碳具有可燃性，可用于冶炼金属
D．钛合金与人体具有很好的“相容性”，可用来制造人造骨
4．某合作学习小组讨论辨析以下说法：
①纯净水和矿泉水都是纯净物；
②用活性炭可将硬水进行软化；
③煤、石油和天然气都是不可再生能源；
④干冰不是冰是二氧化碳的固体 ；
⑤一般情况下合金比组成合金的纯金属强度和硬度更高、抗腐蚀性能更好；
其中正确的是（ ）
A．②③⑤ B．③④⑤ C．②④⑤ D．①②④
5．生活中充满了变化，下列过程发生化学变化的是
A．紫铜拉丝制导线 B．海水蒸发制食盐
C．石油分馏制汽油 D．煤炭干馏制焦炭
6．下列区分各种物质的方法错误的是
A．蒸馏水和双氧水——加二氧化锰粉末 B．白酒和白醋——闻气味
C．空气、二氧化碳——带火星的木条 D．铁粉和铝——用磁铁吸引
7．下列有关资源、能源方面叙述正确的是
A．空气是一种宝贵的资源，其中氮气的约占空气质量的78%
B．地球上的水资源是丰富的，淡水资源却很少只约占全球水储量的5.23%
C．稀土金属有“工业的维生素”的美誉，是不可再生的重要战略资源
D．石油分馏能得到汽油、煤油、柴油和煤焦油等燃料
8．2017年3月22日，备受永春人民瞩目的兴泉铁路永春段天马山隧道正式动工建设。这意味着在不久的将来，列车将在永春大地上呼啸奔驰，修建高铁广泛使用金属材料，下列不属于合金的是
A．锰钢 B．生铁 C．氧化铁 D．硬铝
9．下列物质的鉴别方法不正确的是
A．空气与氧气——带火星的木条 B．硬水与软水——观察颜色
C．二氧化碳和氮气——澄清石灰水 D．铜丝与铁丝——用磁铁吸引
10．逻辑推理是重要的思维方式，下列说法正确的是
A．甲烷是一种可燃气体，故点燃前需验纯
B．进入久未开启的地下室前需要灯火实验，故进入沼气池也需要灯火实验
C．生石灰是纯净物，故石灰石也是纯净物
D．合金中一定含有金属，故 Fe2O3是合金
二、判断题
11．金属缺乏延展性，密度较小( )
12．合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能也更好，因此，合金具有更广泛的用途。( )
13．生铁、不锈钢、玻璃钢都是金属材料( )
14．生铁和钢是铁的两种合金，生铁含碳量较高( )
15．所有金属都呈银白色( )
三、综合应用题
16．金属在生产和生活中有着广泛应用。
（1）下列金属制品在应用中，利用金属导热性的是
a．金属硬币 b．铜制火锅 c．铝制导线
（2）铝比铁活泼，但铝在空气中比铁稳定，其原因是
（3）工业上用盐酸除去钢板表面上的锈要严格控制盐酸的用量，用量过多会发生反应而损坏钢板，用化学方程式表示损坏钢板的反应
（4）高铁的迅速发展对钢轨的需求量越来越大，质量要求越来越高。工业上经常用“铝热反应”来焊接钢轨，其原理是：，该反应的基本类型是 反应；若焊接钢轨需要50.4kg铁，理论上需要铝的质量是 kg
17．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： 。
18．“逐梦寰宇问苍穹”，历经三十年，中国从航天大国迈向航天强国。
(1)二苯甲烷二异氰酸酯(C15H10N2O2) 是航天服的生产原料之一， 此物质中碳、氢元素的原子个数比为 ，质量分数最大的元素是 (填元素符号)。
(2)搭载梦天实验舱的运载火箭型号是长征五号B，其发动机点火管用钨合金来制作，该合金具有熔点 (填 “高”或“低”)的性质。
(3)天宫空间站内，宇航员呼出的二氧化碳和电解水生成的氢气在一定条件下反应的微观示意图如下：
该反应涉及 种氧化物， 该反应的化学方程式为 。
(4)返回舱返回时的动力来自液氢和液氧，在即将着陆前，要迅速释放剩余的燃料，这样做的目的是 。
参考答案：
1．C
【详解】A、一切化学反应均遵守质量守恒定律，质量守恒定律适用于所有的化学反应，故A选项说法错误；
B、二氧化碳排放过多会导致温室效应，故B选项说法错误；
C、合金属于金属材料，合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的混合物，至少含有一种金属元素，故C选项说法正确；
D、活性炭具有吸附性，能吸附异味和色素，不能吸附水中的可溶性物质，故D选项说法错误。
故选C。
2．B
【详解】A、铁、酒精、白磷等物质的着火点由低到高的顺序为：白磷＜酒精＜铁，故选项错误；
B、根据单质、化合物中元素化合价的特点可以求出：硫化氢中硫元素的化合价是-2价，硫单质中硫元素的化合价是0价，二氧化硫中硫元素的化合价是+4价，设硫酸中硫元素的化合价是x，x+(+2)+(-8)=0，所以x=6，故选项正确；
C、生铁的含碳量应该比钢的含碳量高，故选项错误；
D、酸奶的PH小于7，食盐的PH等于7，纯碱的PH大于7，故选项错误。
故选B。
3．C
【详解】A、氮气化学性质不活泼，不容易参加反应，可用作焊接金属的保护气，正确；
B、石墨具有良好的导电性，可用作电极，正确；
C、一氧化碳具有还原性，可用于冶炼金属，错误；
D、钛合金与人体具有很好的“相容性”，可用来制造人造骨，正确；
故选C。
4．B
【分析】①根据纯净物中只含有一种物质，混合物中至少还有两种物质进行分析；
②活性炭具有吸附性，通常利用活性炭吸附水中的色素和异味，据此判断；
③非再生能源在自然界中经过亿万年形成，短期内无法恢复且随着大规模开发利用，储量越来越少总有枯竭一天的能源，据此分析。
【详解】①纯净水中只含有一种物质，即水，因此纯净水属于纯净物，而矿泉水中含有水以及多种矿物质等，因此矿泉水属于混合物，不属于纯净物，则该项错误；
②活性炭不能将硬水软化，将硬水软化可通过蒸馏或煮沸的方法实现，则该项错误；
③煤、石油和天然气属于化石燃料，化石燃料属于不可再生能源，则该项正确；
④固体二氧化碳俗称干冰，而冰是水的固态形式，因此干冰不是冰，则该项正确；
⑤一般情况下，合金比组成合金的纯金属的性质更好，例如合金的强度和硬度更高、抗腐蚀性能更好，则该选项正确；
综上所述，③④⑤说法正确，故选B。
【点睛】本题考查了纯净物的概念、活性炭的作用、硬水软化的方法、三大化石燃料的种类、非再生能源的概念、固体二氧化碳的俗称以及合金的性质，据此逐项分析，即可选出正确的选项组合，其中②题可以两个角度进行分析判断，即活性炭在净水中的用途是吸附或常见的软化硬水的方法有蒸馏或煮沸。
5．D
【详解】A、紫铜拉丝制导线，只是形状发生改变，没有新物质生成，属于物理变化，故A错误；
B、海水蒸发制食盐，没有新物质生成，属于物理变化，故B错误；
C、石油分馏制汽油，是利用各成分沸点不同进行分离，没有新物质生成，属于物理变化，故C错误；
D、煤炭干馏制焦炭，生成新物质焦炭，属于化学变化，故D正确。
故选D。
6．C
【详解】A、双氧水在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，则能鉴别，该选项方法正确；
B、白酒和白醋的气味不同，该选项方法正确；
C、带火星的木条在空气、二氧化碳中均不能复燃，该选项方法错误；
D、铁能被磁铁吸引，但铝不能被磁铁吸引，该选项方法正确。
故选C。
7．C
【详解】A、氮气约占空气体积的78%，而不是质量的78%，错误；
B、地球上水资源总量很大，但淡水资源却很少，在全球总储水量中只占2.53%，不是5.23%，错误；
C、稀土金属是储量较少的一类金属的总称，它有“工业的维生素”的美誉，是不可再生的重要战略资源，正确；
D、煤焦油是煤经过干馏得到的，不是石油炼制得到的，错误。
故选C。
8．C
【详解】A、锰钢是钢的一种，是铁的合金，错误；B、生铁是铁的合金，错误；C、氧化铁是铁的氧化物，不是铁的合金，正确；D、硬铝是铝的合金，错误。故选C。
点睛：合金具有以下特点：①一定是混合物；②合金中至少有一种金属等。
9．B
【详解】A、氧气能使带火星的木条复燃，空气不能，可以鉴别，故A正确；
B、硬水与软水不能通过观察颜色来鉴别，常用肥皂水来鉴别，故B错误；
C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，氮气不能，可以鉴别，故C正确；
D、铁丝能被磁铁吸引，铜丝不能，可以鉴别，故D正确。
故选B。
10．A
【详解】A、甲烷为可燃性气体，不纯时点燃会发生爆炸，则点燃前要验纯，该选项说法正确；
B、久未开启的地下室中二氧化碳含量比较高，进入前需要进行灯火实验，但沼气池中甲烷较多，若进行灯火实验会发生爆炸，该选项说法不正确；
C、生石灰为氧化钙的俗称，属于纯净物，石灰石的主要成分为碳酸钙，属于混合物，该选项说法不正确；
D、合金是指在一种金属中加热融合其它金属或非金属形成的具有金属特征的混合物，但氧化铁属于金属氧化物，不属于合金，该选项说法不正确。
故选A。
11．错误
【详解】金属具有良好的延展性，不是所有金属都密度小，错误。
12．√
【详解】合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能也更好，因此，合金具有更广泛的用途，说法正确。
故填：√。
13．错误
【详解】金属材料包括纯金属以及它们的合金，生铁、不锈钢是金属材料，玻璃钢是复合材料，题干说法错误。
14．正确
【详解】生铁和钢都是铁合金，生铁含碳量是2%~4.3%，钢含碳量是0.03%~2%。
故题干说法正确。
15．错误
【详解】不是所有金属都呈银白色，比如铜是紫红色，金是黄色。
故题干说法错误。
16． b 铝和空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，阻碍铝的进一步反应 置换 21.6
【详解】（1）金属硬币利用了金属的光泽，铜制火锅利用了铜的导热性，铝制导线利用了铝的导电性，故选b；
（2）铝和空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，阻碍铝的进一步反应，所以铝比铁活泼，但铝在空气中比铁稳定；
（3）铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为：；
（4）单质和化合物反应生成单质和化合物，该反应的基本类型是置换反应；
设理论上需要铝的质量是x：
x=21.6kg
17．(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。
18．(1) 3:2 C
(2)高
(3) 两/2/二
(4)防止发生爆炸
【详解】（1）由二苯甲烷二异氰酸酯的化学式可知，此物质中碳、氢元素的原子个数比为；
二苯甲烷二异氰酸酯中碳、氢、氮、氧元素的质量比为；故质量分数最大的元素是C；
（2）发动机点火管用钨合金来制作，钨是熔点最高的金属，故该合金具有熔点高的性质；
（3）氧化物是两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物，此反应是氢气和二氧化碳反应生成甲烷和水的过程，故共涉及两种氧化物；
分析微观反应示意图可知，该反应的方程式为；
（4）液氢和液氧在点燃条件下反应生成水，在即将着陆前，要迅速释放剩余的燃料，这样做的目的是防止发生爆炸。
