推荐学习高中化学用途广泛的金属材料习题新人教版必修.docx
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推荐学习高中化学用途广泛的金属材料习题新人教版必修
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ﻩ
用途广泛的金属材料
(1)
1、下列制作铅笔的材料与相应工业不对应的是( )
A.橡皮擦﹣﹣橡胶工业
B.铝合金片﹣﹣冶金工业
C.铅笔芯﹣﹣电镀工业
D.铅笔漆﹣﹣涂料工业
【答案】C
【解析】解:
A.橡皮擦主要由增塑剂和橡胶合成,橡胶工业,材料与相应工业对应,故A不选;
B.冶炼金属铝属于冶金工业,材料与相应工业对应,故B不选;
C.铅笔芯的主要成分是石墨,石墨比较软,刻画时容易留下痕迹,铅笔芯生产与电镀工业工业无关,材料与相应工业不对应,故C选;
D.铅笔漆属于涂料的一种,材料与相应工业对应,故D不选;
故选C.
2、某复合材料是由碳纤维为增强体、金属钛为基体复合而成的.估计这种材料()
①耐高温 ②不耐热 ③导电、导热④不导电、不导热 ⑤可用于飞机机翼 ⑥可用于导弹的壳体.
A.①③⑤⑥ B.②③⑤⑥
C.②③④ D.③④⑤
【答案】A
【解析】解:
碳纤维为增强体、金属钛为基体的复合材料应具有增强体的优点和基体的优点.碳纤维熔点高、硬度大,金属钛熔点高、导电、导热,二者的密度都较小.因此该碳纤维增强金属基复合材料具有:
①耐高温;②导电、导热;③密度小的特点,可用于制造飞机和导弹.
故选A.
3、下列说法不正确的是( )
A.镁铝合金密度较小、强度高,常用作制造航天器的材料
B.能自发进行的化学反应,可能是△H>0、△S>0
C.CaC2着火时可使用泡沫灭火器灭火
D.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
【答案】C
【解析】解:
A.合金的性质是:
硬度大,熔点低,耐腐蚀等,可用作制造航天器的材料,故A正确;
B.化学反应能否自发进行,取决于焓变和熵变的综合判据,当△G=△H﹣T·△S<0时,反应能自发进行,当△H<0,△S>0时,△G=△H﹣T·△S<0,一定能自发进行.而△H>0,△S>0或△H<0,△S<0能否自发进行,取决于反应的温度,故B正确;
C.泡沫灭火器内有两个容器,分别盛放两种液体,它们是硫酸铝和碳酸氢钠溶液,两种溶液互不接触,不发生任何化学反应,当需要泡沫灭火器时,把灭火器倒立,两种溶液混合在一起,就会产生大量的二氧化碳气体:
Al2(SO4)3+6NaHCO3=3Na2SO4+2Al(OH)3↓+6CO2↑,产生的二氧化碳中含有水,水和碳化钙反应CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑,且放热,乙炔和氧气混合易爆炸,故C错误;
D.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣中,金属锌为负极,金属铜做正极,Cu被保护,不易腐蚀,故D正确;
故选C.
4、下列有关说法中,正确的是()
①钢较纯铁不易生锈;②冶炼铝和钠都可以用电解法;③KSCN溶液可以检验Fe3+离子;④缺钙会引起骨质疏松,缺铁会引起贫血;⑤青铜、不锈钢、硬铝都是合金
A.①②③④⑤ B.②③④⑤
C.①③④ D.①②④⑤
【答案】B
5、合金就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物,根据下列四种金属的熔沸点:
物质
Na
Cu
Al
Fe
熔点(℃)
97.5
1083
660
1535
沸点(℃)
883
2595
2200
3000
其中不能形成合金的是( )
A.Cu和Al B.Fe和Cu
C.Fe和Na D.Al和Na
【答案】C
【解析】解:
A.铜的熔点低于铝的沸点,两种金属能够形成合金,故A错误;
B.铁的熔点低于铜的沸点,两种金属能够形成合金,故B错误;
C.铁的熔点高于钠的沸点,两种金属不能形成合金,故C正确;
D.铝的熔点低于钠的沸点,两种金属能够形成合金,故D错误.
故选C.
6、“轻轨电车”是近年新兴的一种交通工具(如图所示)当电车开动时,在电车与架空电线的接触点上,由于高速摩擦会产生高温,因此接触点上的材料应该具有现耐高温,能导电的性质,你认为该接触点上材料的应选用较为合适的是( )
A.金刚石 B.铝
C.石墨
D.铜
【答案】C
【解析】解:
A、金刚石不导电,不能用作接触点上的材料.故A错误;
B、铝的熔点低,不耐高温,不能用作接触点上的材料.故B错误;
C、石墨具有耐高温,不易氧化,能导电的性质,可以用作接触点上的材料.故C正确;
D、铜在受热时容易被空
气中的氧气氧化,不能用作接触点上的材料.故D错误;
故选C.
7、所谓合金,就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物,根据下列四种金属的熔沸点:
Na
Cu
Al
Fe
熔点(℃)
97.5
1083
660
1535
沸点(℃)
883
2595
2200
3000
你判断其中不能形成合金的是( )
A.Cu和Al B.Fe和Cu
C.Fe和Na D.Al和Na
【答案】C
【解析】合金是不同种金属在熔化状态下形成的一种熔合物,即两种金属都成为液态时进行混合;
A.铜的熔点低于铝的沸点,两种金属能够形成合金,故A错误;
B.铁的熔点低于铜的沸点,两种金属能够形成合金,故B错误;
C.由于金属钠的沸点较低,铁的熔点高于钠的沸点,在铁熔化时温度达1535℃,而此时金属钠已变成气态,无法完成液态时混合,故钠和铁不能形成合金,故C正确;
D.铝的熔点低于钠的沸点,两种金属能够形成合金,故D错误;
故选C.
8、铜锌合金俗称黄铜.下列不易鉴别黄铜与真金的方法是( )
A.测密度 B.测熔点
C.灼烧 D.看外观
【答案】D
【解析】A.黄铜和金的密度不可能相同,所以测密度可行,故A正确;
B.合金的熔点较低,所以测熔点可行,故B正确;
C.黄铜合金的熔点较低,真金的熔点高,故C正确;
D.铜和金的颜色相同,故不可行
故D错误.
故选D.
9、把生铁冶炼成钢,目的是( )
A.改善性能,增大用途
B.除去硫、磷和过多的碳,调整合金元素的含量
C.副产磷肥、水泥等
D.用红棕色炉气制取水煤气
【答案】A
【解析】生铁与钢的主要区别是二者的含碳量不同,炼钢是用氧气将生铁中多余的碳氧化而除去,从而降低含碳量,达到改善性能、增大用途的作用,故A正确,
故选A.
10、下列物质中,不属于合金的是()
A.水银 B.黄铜
C.钢铁 D.生铁
【答案】A
【解析】A.水银是单质,不属于合金,故A正确;
B.黄铜是铜锌合金,故B错误;
C.钢铁是铁与碳的合金,属于合金
,故C错误;
D.生铁是铁与碳的合金,故D错误.
故选A.
11、下列有关金属及其化合物的用途中,说法错误的是( )
A.目前用量最大的合金是铝合金
B.氧化镁用作耐火材料
C.有机玻璃不是玻璃,是塑料
D.钢化玻璃不是合金,是玻璃
【答案】A
【解析】A.目前用途最广、用量最大的合金是钢,故A错误;
B.氧化镁的熔点高,故常用作耐火材料,故B正确;
C.有机玻璃的成分是聚甲基丙烯酸甲酯,是塑料,故C正确;
D.钢化玻璃和普通玻璃的组成相同,不是合金,故D正确.
故选A.
12、“蛟龙”号外壳用特殊的钛合金材料制成,它可以在深海中承受700个大气压的压力.已知金属
钛的原子序数为22,化学性质与铝类似.下列说法正确的是( )
A.钛属于主族元素
B.钛合金强度很大
C.蒸干TiCl4溶液可得无水钛盐
D.在空气中将金属钛、铝混合后熔化可制得合金
【答案】B
【解析】A、金属钛的原子序数为22,位于第四周期第IIB族,不是主族元素,故A错误;
B、钛合金可以在深海中承受700个大气压的
压力,钛合金强度很大,故B正确;
C、TiCl4是强酸弱碱盐,蒸干水解生成的氯化氢挥发,促进水解,得到氢氧化钛,得不到钛盐,故C错误;
D、在空气中加热熔化,金属易与氧气发生反应,所以不能直接在空气中制备钛铝合金,故D错误;
故选B.
13、从金属利用的历史看,先是青铜器时代,而后是铁器时代,铝的冶炼是近百年的事.决定金属使用年代先后顺序的关键因素是()
A.金属的活动性ﻩ
B.金属的导电性
C.金属的延展性ﻩ
D.地壳中金属元素的含量
【答案】A
【解析】金属的活动性越强,越容易与其它物质反应生成化合物,其化合物越不容易被还原,导致该金属的冶炼越难,所以决定金属使用年代的是金属的活动性,与金属的导电性、延展性、在地壳中的含量无关,故选A.
14、下列说法不正确的是()
A.二氧化硅晶体是一种无色透明的固体,常用作光导纤维的材料
B.臭氧是一种有特殊臭味、氧化性极强的淡蓝色气体,可用作餐具的消毒剂
C.铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料,是因为铝比铁更耐酸、碱的腐蚀
D.人造纤维可利用竹子、棉花、麻类的纤维材料制成,而合成纤维是利用自然界的非纤维材料(如石油、煤)通过化学合成方法得到
【答案】C
【解析】铝的性质比铁活泼,而且铝和氧化铝可与酸、碱反应,即铝比铁更容易被酸、碱腐蚀,C错误。
15、化学与人类生产、生活、社会可持续发展密切相关,下列说法正确的是( )
A.处理废水时加入明矾作为消毒剂可以除去水中的杂质
B.为防止中秋月饼等富脂食品氧化变质,常在包装中放入生石灰
C.金属汞一旦洒落在地面或桌面时,必须尽可能收集,并深埋处理
D.高铁车
厢大部分材料采用铝合金,因铝合金强度大、质量轻、抗腐蚀能力强
【答案】D
【解析】A、明矾净水的原理是加入水中形成的胶状物,对杂质的吸附使之沉淀,不是作为消毒剂,错误;B、生石灰是干燥剂,能吸水,但是不能吸收氧气,所以加入生石灰不能防止中秋月饼等富脂食品氧化变质,错误;C、金属汞一旦洒落在实验室地面或桌面时,应加入硫磺粉,错误;
D、铝常温下能与空气中氧气反应,生成一层致密的氧化物保护膜,从而具有抗腐蚀性,铝合金材料的密度小,用以减轻列车质量,铝合金强度大,所以高铁车厢大部分材料采用铝合金,正确。
16、金属钛(Ti)因为具有许多神奇的性能越来越引起人们的关注,被誉为“未来金属”。
常温下钛不和非金属、强酸反应,加热至红热时,能与常见的非金属反应。
工业上由钒钛磁铁矿经“选矿”得到的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制取金属钛的主要工艺过程如下:
(1)从金属矿石中提炼金属一般需要经过三个阶段,上述工艺溶度积中涉及的有矿石中金属元素的还原、矿石的富集、金属的精炼;没有涉及的一个阶段是______________;生铁实际上属于铁______等元素形成的合金。
若生产中碳的氧化产物主要为一种可燃性气体,请写出反应②的化学方程式__________________________。
(2)生产中碳除了用还原剂还原还原金属矿物外,还有一个重要作用是______________;反应③是在氩气的环境中进行,目的是_____________________,如何从反应③后的固体中获得金属钛_______________________________。
(3)已知在氯化过程中还有一种副产物VOCl3生成,实际生产中常在409K时用铜还原VOCl3,得到不溶于TiCl4的VOCl2,当有1molCu参加反应时转移的电子数为NA,试写出该反应
的化学方程式为___________________。
【答案】(1)碳;TiO2+2Cl2+2C
TiCl4+2CO
(2)做燃料提供反应所需要的热能;防止钛、镁被空气氧化;向固体中加入足量盐酸(或稀硫酸),充分反应后过滤,洗涤,干燥。
(3)Cu+VOCl3
VOCl2+CuCl
【解析】生铁属于铁碳合金;反应①、②中的可燃性气体是CO,①中除CO外还有单质铁、TiO2生成;②中产物只有CO、TiCl4两种;因上述冶炼均需要在高温下进行,故碳的另一个作用就是燃烧,提供反应所需要的热能。
反应③结束后,固体物质为钛、镁、MgCl2的混合物,结合题目信息知加盐酸或稀硫酸后就可以溶解镁及MgCl2,然后过滤得到钛。
铜在反应中,1molCu失去1mol电子,故得到的是CuCl。
【思维拓展】本模块试题通常情况下难度较小,解析中认真阅读题目提供的信息并从中找出有效信息(如变化的途径、类型、特征)是正确解题的知识基础;此外沉着细心、善于摒弃与解题无关的情景信息是正确解题的心理基础。
17、铝镁合金已成为轮船制造和化工生产等行业的重要材料。
一个研究性学习小组的同学,为了测定某不同品牌铝镁合金(不含其它元素)中镁的质量分数,设计了下列两种不同实验方案来进行探究。
填写下列中的空白。
[探究一]实验方案:
铝镁合金
测定生成气体的体积
实验装置如下图,问题讨论:
ﻩ
(1)反应完毕,每间隔1分钟读取气体体积,气体体积逐渐减小,直至不变。
气体体积减小的原因是
(仪器和实验操作的影响因素除外)。
(2)为使测定结果尽可能精确,实验中应注意的问题除了检查装置的气密性、加入足量盐酸使合金完全溶解和按(1)操作外,请再写出两点:
①
②
(3)如果用分析天平准确称取0.51g镁铝合进行实验,测得生成气体体积为560 mL(已折算成标况下体积),请计算合金中镁的质量分数。
(请写出计算过程)______________________________________________________________________________________________________________________________。
[探究二]实验方案:
称量Bg另一品牌铝镁合金粉末.放在如下图所示装置的惰性电热板上,通电使其充分灼烧。
问题讨论:
(1)欲计算Mg的质量分数,该实验中还需测定的数据是 。
(2)用本方案进行实验时,装置中至少要充入O2的物质的量 mol(用含B的最简式表示)。
[实验拓展]研究小组对某无色透明的溶液进行实验,发现该溶液跟铝反应时放出H2,试判断下列离子:
Mg2+、Cu2+、Ba2+、H+、Ag+、S
O42-、HCO3-、OH-、NO3-,在下列两种情况下,可能存在于此溶液中的是:
①当与铝反应后生成Al3+时,原溶液可能大量存在的离子 。
②当与铝反应后生成[Al(OH)4]-时,原溶液可能大量存在的离子是 。
【答案】[探究一]
(1)反应放热,气体温度较高,温度降低时,气体体积减小。
(2)①调整量气管C的高度,使C中液面与B液面相平;②读数时保证视线与凹液面的最低点相平;
(3)47.1%
[探究二](1)灼烧后固体的质量
(2)B/36
[实验拓展]①Mg2+、SO42-、H+②Ba2+、OH-、NO3-
【解析】试题分析:
[探究一]
(1)活泼金属与酸的反应是放热反应,故气体体积减小的原因是反应放热,气体温度较高,温度降低时,气体体积减小。
(2)①要使容器中的压强相等才能计量准确,即调整量气管C的高度,使C中液面与B液面相平;②排除认为的原因,即读数时保证视线与凹液面的最低点相平。
(3)560mL即0.025mol,Mg→H2↑、Al→3/2H2↑,
24n(Mg)+27n(Al)=0.51、n(Mg)+3/2n(Al)=0.025。
解得n(Al)=0.01mol,n(Mg)=0.01mol。
m(Mg)=24n(Mg)=0.024(g)。
合金中镁的质量分数为0.024g/0.51g*100%=47.1%。
[探究二]
(1)欲计算镁的质量分数,该实验中还需测定的一种数据是:
完全反应后生成的固体的质量。
(2)如果合金全是铝,消耗氧气是最少的,关系式为Al→3/4O2,经计算得装置中至少要充入O2的物质的量为B/36mol。
[实验拓展](1)生成Al3+,证明体系中存在H+
能与H+共同存在的是Ba2+,Cu2+,Mg2+,H+,SO42-,NO3-,Cl-
溶液无色,排除Cu2+ﻫ若存在NO3-,则不与Al反应产生H+,产生NO或者NO2,故而NO3-不存在ﻫ余下的Ba2+和SO42-不能同时存在ﻫ故而体系中存在Ba2+,Mg2+,H+,Cl-或者Mg2+,H+,Cl-,SO42-,无论哪种情况Ag+均不能存在,Ag2SO4和AgCl均溶解度不好ﻫ
(2)生成AlO2-,证明体系含OH-
2Al +2OH- + 2H2O====2AlO2-+ 3H2↑ﻫ含有OH-,则不能含有Mg2+(否则Mg(OH)2
沉淀),不能有H+,不能有Ag+,不能有Cu2+,不能有HCO3-
剩余为Ba2+,SO42-,SO32-,NO3-,OH-和Cl-ﻫ溶液中必有阳离子,Ba2+
所以没有SO32-和SO42-
只剩下:
Ba2+,NO3-,OH-和Cl-
考点:
探究物质的组成或测量物质的含量镁的化学性质铝的化学性质
点评:
主要考查物质含量的测定、对实验原理与装置的理解、实验方案设计等,难度中等,理解实验原理是解题的关键,是对知识的综合考查,需要学生具有知识的基础与综合运用知识分析问题、解决问题的能力。
18、镁是一种活泼金属,常用做脱硫剂。
在电子工业中利用镁制取Si的反应为:
2Mg+SiO2
2MgO+Si,但有副反应:
2Mg+Si
Mg2S
i。
现按如下图所示装置进行实验:
先关闭K,使A中反应进行;加热玻璃管C,可观察到C管中发出耀眼白光,产生白烟,管壁上附着有淡黄色物质。
实验完成后,将C管中固体全部加入盐酸中,生成有臭鸡蛋气味的气体。
(1)C中的Mg应放在不锈钢垫片上而不能直接接触管壁,这是因为________________________________________________________________________。
(2)停止实验时,先打开K,再停止滴加浓H2SO4并熄灭酒精灯,橡胶气胆B在实验中的作用是____________________________________________________________________。
(3)C中全部固体生成物包括________、________、________。
(填化学式)
【答案】
(1)在加热条件下,Mg能与玻璃中的SiO2反应
(2)防止C管降温时,因气压减小,而引起D中溶液倒吸
(3)MgO S MgS
【解析】本题主要依托Mg的性质考查新知识新信息的应用。
(1)玻璃中含有SiO2,不能直接接触镁,高温下二者之间反应。
(2)气胆B起到缓冲的作用,可防倒吸。
(3)依据各颜色及现象确定产物中有S、MgS,按元素守恒推断产物中必然还有MgO。
19、过氧化钙是一种安全无毒的物质,带有数量不等的结晶水(即其化学式中结晶水的个数可为非整数),通常还含有部分CaO。
(1)称取0.542g过氧化钙样品,灼热时发生如下反应:
2CaO2·XH2O
2CaO+O2↑+2XH2O,得到的O2在标准状况下体积为67.2mL,该样品中CaO2的物质的量为 。
(2)另取同一样品0.542g,溶于适量的稀盐酸中,然后加入足量的Na2CO3溶液,将溶液中Ca2+ 全部转化为CaCO3沉淀,得到干燥的CaCO30.70g。
①试计算样品中CaO的质量。
②试计算样品中CaO2·XH2O的X值。
【答案】(1)0.006mol
(2)①n(CaO2)=0.006mol n(Ca2+)=0.007mol
m(CaO)=0.056g
②m(H2O)=0.542g-0.006mol×72g/mol-0.056g=0.054g
n(H2O)=0.003mol 0.003×2X=0.003X=1/2
【解析】试题分析:
过氧化钙是一种安全无毒的物质,带有数量不等的结晶水(即其化学式中结晶水的个数可为非整数),通常还含有部分CaO。
(1)称取0.542g过氧化钙样品,灼热时发生反应,得到的O2在标准状况下体积为67.2mL,
2CaO2·XH2O
2CaO+ O2↑ + 2XH2O
2 22.4L
x 0.0672ml
所以样品中CaO2的物质的量为0.006mol。
另取同一样品0.542g,溶于适量的稀盐酸中,然后加入足量的Na2CO3溶液,将溶液中Ca2+全部转化为CaCO3沉淀,得到干燥的CaCO30.70g。
根据钙原子守恒得:
CaCO3中的钙来源于CaO和CaO2,CaCO3 0.70g,其物质的量是0.007mol,所以同一样品0.542g中CaO2的物质的量为0.006mol所以CaO的物质的量是0.001mol,其质量m=M×n=0.056g。
m(H2O)=0.542g-0.006mol×72g/mol-0.056g=0.054g
n(H2O)=0.003mol 0.003×2X=0.003 X=1/2
考点:
原子守恒物质的量的计算
点评:
在此题中,依据钙原子守恒,可顺利求出氧化钙的物质的量,从而求出x的值。
本题考查混合物的计算,题目难度中等,注意根据反应的化学方程式,从质量守恒的角度计算。
20、(16分)铝是用途广泛的金属材料,目前工业上主要用铝
土矿(主要成分含氧化铝、氧化铁)来制取铝,其常见的过程如下:
沉淀E
溶液D
操作Ⅲ
CaO
通入CO2
溶液C
沉淀B
碱浸
A
铝土矿
粉碎
操作Ⅰ
操作Ⅱ
Na2CO3溶液
Al(OH)3沉淀
操作Ⅳ
Al2O3
冰晶石
Al
电解
①
请回答下列问题:
(1)沉淀B的化学式为 ,溶液C中阴离子主要是 。
(2)操作Ⅰ是 (填操作名称)
(3)写出①过程中发生反应的离子方程式 。
(4)Al(OH)3沉淀必须进行洗涤才能通过操作Ⅳ获得纯净Al2O3,操作Ⅳ是 (填操作名称),简述洗涤沉淀的操作方法:
。
(5)生产过程中,除水、CaO和CO2可以循环使用外,还可循环使用的物质有 (填化学式)。
(6)电解Al2O3制取金属Al的阳极电极反应式为 。
【答案】
(1)Fe2O3(2分),AlO2-和OH(2分,写Al(OH)4-也可,OH-不写不扣分)
(2)过滤(2分)
(3)Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O或Al2O3+2OH-+ 3H2O=2Al(OH)4-(共2分,配平错、写错化学式不给分);
(4)灼烧(2分),向过滤器中加水至刚好浸没沉淀,让水自然流尽后重复操作2~3次。
(2分)
(5)NaOH。
(2分)
(6)2O2-