2020_2021学年新教材高中化学第三章铁金属材料2_1铁合金铝和铝合金新型合金课时作业含解析新人教版必修第一册

2020_2021学年新教材高中化学第三章铁金属材料2_1铁合金铝和铝合金新型合金课时作业含解析新人教版必修第一册

铁合金　铝和铝合金　新型合金 时间：45分钟 ‎1．纯铁的熔点为1 535 ℃，而高炉炼铁时生铁(含碳量较高的铁合金)在1 200 ℃左右就熔化了，这是因为(　B　)‎ 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 解析：纯铁的熔点为1 535 ℃，生铁(含碳量较高的铁合金)熔点为1 200 ℃左右，纯铁的纯度较高，熔点较高，A错误；合金的熔点低于其各成分金属的熔点，生铁的熔点低是因为Fe和C形成了合金，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。‎ ‎2．“神八”与“天宫”一号的成功对接，标志着中国的航空铝材处于领先世界的行列。下面关于铝合金的说法中，错误的是(　D　)‎ 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 解析：A项，合金均为混合物，一般来说，合金的熔点比成分金属的熔点低；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；C项，镁铝合金中的铝能与NaOH溶液反应；D项，合金中的Mg、Al均能与盐酸反应。‎ ‎3．化学行业把材料分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料等。金属材料在现实生活中有极为重要的作用。下列金属材料的用途与金属所具有的性质不相符的是(　C　)‎ A．制造白炽灯灯丝——熔点高 B．制造飞机——硬度大而密度小 C．制造保险丝——硬度大 D．制造盛装化工原料的容器——耐腐蚀 解析：制造保险丝的材料要求熔点低。‎ ‎4．将一定量的钠铝合金置于水中，合金全部溶解，得到20 mL浓度为1 mol/L的NaAlO2溶液，然后用1 mol/L的盐酸滴定，至沉淀量最大时消耗盐酸40 mL，原合金中钠的质量为(　A　)‎ A．0.92 g B．0.69 g C．0.46 g D．0.23 g 8‎ 解析：‎ 由上述关系知：n(Na＋)＝n(Cl－)＝n(HCl)＝40 mL×10－3 L/mL×1 mol/L＝0.04 mol，所以m(Na)＝0.04 mol×23 g/mol＝0.92 g。‎ ‎5．下列有关金属或合金的说法正确的是(　D　)‎ ‎①合金中至少含两种金属；②合金中的元素以化合物形式存在；③合金中一定含有金属；④黄金具有非常好的延展性，但由于非常稀缺，所以不可能大量应用于产品包装；⑤合金的强度和硬度一般比组成它的纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好；⑥常温下汞是液体，所以汞应该属于非金属。‎ A．①②③⑤ B．①②④⑥‎ C．①③④⑤ D．③④⑤‎ 解析：对合金概念的理解，应注意以下几点：合金是金属与金属(或非金属)熔合形成的，所以一定是混合物；合金中至少含有一种金属，同时也可能含有非金属；合金具有金属通性，且合金有许多优良的性能，在某些方面优于纯金属。由于黄金非常稀缺，故不可能大量应用于产品包装；常温下汞虽然为液体，但由于具有金属的通性，故汞属于金属。‎ ‎6．国产大型客机C919的机身部分采用第三代新型铝锂合金材料。下列关于铝锂合金的认识不正确的是(　D　)‎ A．铝锂合金密度较小，强度较大，硬度大于纯铝，熔点低于锂单质 B．改变原料的配比，可以制得性能不同的铝锂合金 C．铝锂合金具有金属光泽，可导电、导热 D．铝锂合金的性质与各成分金属的性质完全相同 解析：合金的熔点比各成分金属低，硬度大于其成分金属，故A正确、D错误；改变原料的配比，可以制得性能不同的铝锂合金，故B正确；铝锂合金具有金属材料的通性，有金属光泽，可导电、导热，故C正确。‎ ‎7．明代宋应星著的《天工开物》中有关于“火法”冶炼锌的工艺记载：“炉甘石(主要成分为碳酸锌)十斤，装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷淀，毁罐取出……即倭铅也。”则下列说法不正确的是(　C　)‎ A．该冶炼锌的反应中包含氧化还原反应 B．上述高温煅烧时实质是CO还原ZnO C．古人把锌称倭铅是因为锌和铅的化学性质相同 D．冶炼Zn的总反应方程式为ZnCO3＋2CZn＋3CO↑‎ 8‎ 解析：由题意，碳酸锌与足量碳在高温下可能发生的反应为①ZnCO3ZnO＋CO2↑、②CO2＋C2CO、③ZnO＋COZn＋CO2，因为碳是足量的，所以总反应的方程式为ZnCO3＋2CZn＋3CO↑，故D正确；反应②和③是氧化还原反应，故A正确；由反应③可得，高温煅烧时实质是CO还原ZnO，故B正确；锌和铅的化学性质不同，故C错误。‎ ‎8．据报道，某核潜艇上的核反应堆使用了液态铝钠合金作载热介质，下列有关说法不恰当的是(　C　)‎ A．铝钠合金的熔点低于铝的熔点 B．若将铝钠合金投入一定量的水中可得到无色澄清溶液，则合金中n(Al)≤n(Na)‎ C．将m g不同组成的铝钠合金分别投入足量盐酸中，若放出H2越多，则合金中铝的质量分数越小 D．将铝钠合金投入足量CuCl2溶液中，肯定有Cu(OH)2沉淀生成，也可能有铜析出 解析：合金的熔点低于成分金属的熔点，所以铝钠合金的熔点低于铝的熔点，故A正确；铝钠合金若投入一定量的水中可得无色溶液，说明钠和水反应生成的氢氧化钠足以将金属铝溶解，根据2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，则n(Al)≤n(Na)，故B正确；根据金属钠和金属铝与酸反应生成氢气量的关系：2Al～3H2↑，2Na～H2↑，等质量的金属钠和金属铝，金属铝产生的氢气量多，所以放出的H2越多，则铝的质量分数越大，故C错误；铝钠合金投入到足量氯化铜溶液中，钠和水反应生成的氢氧化钠可以和氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀，金属铝也可能会置换出金属铜，故D正确。‎ ‎9．某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：‎ 方案Ⅰ：铜铝混合物测定生成气体的体积 方案Ⅱ：铜铝混合物测定剩余固体的质量 下列有关判断中不正确的是(　B　)‎ A．溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液 B．溶液A和B均可以选用稀硝酸 C．若溶液B选用氯化铁溶液，则实验难以实现 D．实验方案Ⅱ更便于实施 解析：铜铝混合物与盐酸或NaOH溶液反应时，均只有Al参加反应，因此A正确；若A、B均选用稀HNO3，则两种金属均可反应，方案Ⅱ中无固体剩余，B错误；当B选用FeCl3溶液，与铝和铜均能发生反应，实验难以实现，C正确；方案Ⅰ需收集气体，并需要将收集的气体体积转化为标准状况下的体积，不如方案Ⅱ称固体质量方便，D正确。‎ 8‎ ‎10．镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积(V)与时间(t)的关系如图所示。反应中镁和铝的(　A　)‎ A．物质的量之比为32　　 B．质量之比为32‎ C．摩尔质量之比为23 D．失去的电子数之比为89‎ 解析：根据题图，Mg、Al产生H2的体积相等，则Mg、Al失去的电子数相等，2×n(Mg)＝3×n(Al)，故n(Mg)n(Al)＝32，Mg、Al的摩尔质量之比为89，则Mg、Al的质量之比为43。‎ ‎11．等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为56，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是(　B　)‎ A．甲、乙中都是铝过量 B．甲中铝过量，乙中碱过量 C．甲中酸过量，乙中铝过量 D．甲中酸过量，乙中碱过量 解析：生成氢气的体积比即物质的量之比为n(甲)n(乙)＝56，设甲中产生H2 5 mol，则乙中产生H2 6 mol。‎ 甲：2Al ＋ 3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑‎ ‎ 2 3 3‎ ‎ mol 5 mol 5 mol 乙：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑‎ ‎ 2 2 3‎ ‎ 4 mol 4 mol 6 mol 甲、乙中加入的铝是等量的，甲中n(H2SO4)和乙中n(NaOH)相等，故甲中铝过量4 mol－ mol＝ mol，乙中氢氧化钠过量5 mol－4 mol＝1 mol。‎ ‎12．将a mol钠和a mol铝一同投入m g足量水中，所得溶液密度为d g·mL－1，该溶液中溶质的质量分数为(　C　)‎ 8‎ A.%　 B.%‎ C.% D.%‎ 解析：由于2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑‎ ‎ a mol a mol mol ‎2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑‎ a mol a mol a mol a mol 即a mol钠与水反应生成的NaOH恰好被a mol Al消耗掉，所得溶液为NaAlO2溶液。‎ 则w(NaAlO2)＝×100%‎ ‎＝%。‎ ‎13．托盘天平两边各放一个盛有等质量稀盐酸(各含n mol HCl)的甲、乙两个烧杯，调节天平，天平达平衡。然后在甲、乙烧杯中分别投入a mol Mg和b mol Al，充分反应后，天平仍保持平衡。‎ ‎(1)若天平两边酸均过量，则甲、乙两边净增量分别为22a g,24b g。‎ ‎(2)若天平两边酸均用完，金属均过量，则甲、乙两边产生的H2的质量相等(填“相等”或“不相等”)，由此推出ab＝98。‎ 解析：设a mol Mg完全反应后增重x。‎ Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑　增重 ‎24 2 22‎ ‎24a x ＝　 x＝22a。‎ 同理，b mol Al完全反应后增重24b。‎ 因为产生的H2质量相等，且天平平衡，则加入的Mg、Al质量相等24a＝27b，所以ab＝98。‎ ‎14．合金是一种金属与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质。‎ ‎(1)下列物质不属于合金的是(　A　)‎ A．明矾　　　　 B．硬铝 C．生铁 D．青铜 ‎(2)根据下表中四种金属的熔、沸点判断，不能形成合金的是(　B　)‎ ‎①Cu与Na　②Fe与Cu　③Fe与Na　④Al与Na 8‎ 金属 Na Cu Al Fe 熔点/℃‎ ‎97.8‎ ‎1 083‎ ‎660‎ ‎1 535‎ 沸点/℃‎ ‎883‎ ‎2 567‎ ‎2 467‎ ‎2 750‎ A.①② B．①③‎ C．①④ D．②④‎ ‎(3)镁铝合金与盐酸完全反应后，加入过量的氢氧化钠溶液，最后的结果是(　C　)‎ A．没有沉淀物生成 B．只有氢氧化铝沉淀生成 C．只有氢氧化镁沉淀生成 D．有氢氧化铝和氢氧化镁沉淀生成 解析：(1)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]属于化合物；硬铝中含有铝、镁、硅等，生铁中含有铁、碳，青铜中含有铜、锡等，它们都属于合金。‎ ‎(2)当一种金属的熔点高于另一种金属的沸点时，二者不可能熔合在一起形成合金。‎ ‎(3)Mg、Al都与盐酸反应，Mg(OH)2不溶于NaOH溶液，而Al(OH)3溶于NaOH溶液生成NaAlO2和H2O，故最后只有Mg(OH)2沉淀生成。‎ ‎15．(1)铝是以“贵族的身份”作为金属材料开始使用的。一百多年前，为了表彰门捷列夫对化学作出的杰出贡献，英国皇家学会不惜重金制作了一个比黄金还要贵重的奖杯——铝杯，赠送给门捷列夫。铝开始作为金属材料时其价格贵于黄金的原因是C(填序号，下同)。‎ A．铝是稀有金属 B．铝矿开采困难 C．缺乏廉价的铝冶炼技术 D．铝熔点高，作为材料不易加工 ‎(2)铝在轿车上的应用已经大获成功，这是无可争辩的事实。相比钢而言，再生铝(回收利用)作为金属材料在汽车上应用的优点是AC(填序号，多选)。‎ A．汽车重量减轻 B．铝的导电性能好 C．降低成本 D．铝的冶炼比铁容易 ‎(3)目前市场上某些品牌笔记本电脑的外壳一改以往的有机合成材料，而使用铝合金材料(钛铝合金、镁铝合金等)，有些甚至还掺入碳纤维材料，使整体硬度得到进一步加强。铝合金材料在电脑上代替有机合成材料的目的是BC(填序号，多选)。‎ A．增强导电性 B．增强美观 C．增加强度 D．增加运算速度 解析：铝是一种较活泼的金属，很难被还原，现代工业采用电解法冶炼铝，铝与其他金属形成的合金具有密度小、强度高的优点，被广泛应用于生产、生活中。‎ 8‎ ‎16．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，设计下列两种实验方案进行探究。‎ 实验方案一：铝镁合金测定剩余固体的质量 ‎(1)实验中发生反应的化学方程式是2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。‎ ‎(2)称取5.4 g铝镁合金粉末样品，投入V mL 2.0 mol·L－1 NaOH溶液中，充分反应，NaOH溶液的体积V≥97_mL。‎ ‎(3)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤滤渣，则测得镁的质量分数将偏高(填“偏高”或“偏低”)。‎ 实验方案二：铝镁合金测定生成气体的体积，实验装置如图所示。‎ ‎(4)某同学提出该实验装置不够完善，应在A、B之间添加一个干燥、除酸雾的装置。你认为不需要(填“需要”或“不需要”)。‎ ‎(5)检查该装置气密性的方法是关闭分液漏斗活塞，向量器管C中注入水，片刻记下液面的高度，一段时间后，液面不再发生变化说明装置气密性良好(其他合理方法也可)。‎ ‎(6)为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题(写出两点)：①检查装置的气密性；②合金完全溶解(或加入足量盐酸或调整量气管C的高度，使C中液面与B中液面相平)。‎ 解析：实验方案一：铝镁合金中金属铝的最大含量≥97%，在5.4 g合金中铝质量的最大值为5.4 g×97%＝5.238 g，根据反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，可得n(NaOH)＝n(Al)＝＝0.194 mol，NaOH溶液的体积为＝0.097 L＝97 mL。若未对滤渣进行洗涤，金属镁吸附的物质没有除去，金属镁的质量偏大，从而引起测定值偏高。‎ 实验方案二：生成的H2不溶于水，同时挥发的HCl被水吸收，水蒸气和HCl气体对测定结果没有影响，故在A、B之间没有必要添加一个干燥、除酸雾的装置。检查该装置的气密性，可以通过加水或微热的方法来实现。本实验属于定性定量实验，要保证测定结果的准确性，一要装置气密性良好，二要合金完全溶解，三要测定H2体积准确。‎ 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