高中化学必修1人教版课时练习及章末测试:第三章第三节课时练习(用途广泛的金属材料)

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高中化学必修1人教版课时练习及章末测试:第三章第三节课时练习(用途广泛的金属材料)

第三章第三节课时练习(用途广泛的金属材料)‎ 一、选择题:‎ ‎1.合金有许多特点,如Na—K合金为液体,而Na和K的单质均为固体。据此试推测生铁、纯铁、碳三种物质中,熔点最低的是(  )‎ A.纯铁 B.生铁 C.碳 D.无法确定 ‎2.下列物质中,不属于合金的是(  )‎ A.硬铝 B.黄铜 C.钢铁 D.水银 ‎3.下列关于合金的叙述正确的是(  )‎ ‎①具有金属的特性 ②通过熔合而成 ③含有两种或两种以上金属或金属跟非金属 ④一般来说,合金的熔点比各组分的熔点低 A.①② B.③④ C.②③④ D.全部 ‎4.用于飞机制造业的重要材料是(  )‎ A.Mg—Al合金 B.Cu—Sn合金 C.Al—Si合金 D.不锈钢 ‎5.镁铝合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料,主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等,下列与这些用途无关的性质是(  )‎ A.不易生锈 B.导电性好 C.密度小 D.强度高 ‎6.铝在人体中积累可使人慢性中毒,世界卫生组织将铝确定为食品污染源之一而加以控制。铝在下列使用场合中,不必要加以控制的是(  )‎ A.制造炊具 B.制儿童玩具油漆 C.制牙膏皮 D.炼铝厂制造铝锭 ‎7.2.1 g镁铝合金完全溶于足量盐酸,生成氢气2.24 L(标准状况下),再向溶液中加入氢氧化钠溶液,生成沉淀的质量最大的是(  )‎ A.2.9 g B.4.6 g C.5.5 g D.6.9 g ‎8.2009年2月25日,流失海外的圆明园兽首鼠首和兔首铜像被中国商人拍得。普通铜器时间长容易出现铜绿,其主要成分是Cu2(OH)2CO3。这两件1760年铜铸的国宝在240年后看上去依然熠熠生辉,最可能的原因是(  )‎ A.它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金 B.环境污染日趋严重,它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去 C.铜的金属活动性比氢小,因此不易被氧化 D.它们是含有一定比例金、银、锡、锌等金属的铜合金 ‎9.由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10 g,与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下的体积为11.2 L,则混合物中一定含有的金属是(  )‎ A.锌 B.铁 C.铝 D.镁 ‎10.下列各金属的混合物2.5 g和足量的盐酸反应,放出的H2在标准状况下的体积为2.24 L,其中可能是(  )‎ A.Zn和Fe B.Mg和Zn C.Al和Mg D.Cu和Fe ‎11.在生活、生产中,目前用量最大,用途最广的合金是(  )‎ A.钛合金 B.铜 C.钢 D.硬铝 ‎12.下列说法正确的是(  )‎ A.青铜是我国使用最早的合金,也是目前使用最广泛的合金 B.不管哪种铜合金都含有铜元素,所以它们的性质也和金属铜一样 C.我们日常生活中用到的铜合金制品主要是黄铜制的 D.各种铜合金都有良好的导电、导热性 ‎13.合金是不同种金属(也包括非金属)在熔化状态下形成的一种具有金属特性的熔合物,下表中金属难与表中其他金属形成二元合金的元素是( 双选 )‎ Fe Cu Zn Ag Au W 熔点/℃‎ ‎1535‎ ‎1083‎ ‎419.5‎ ‎960.8‎ ‎1063‎ ‎3380‎ 沸点/℃‎ ‎3000‎ ‎2595‎ ‎907‎ ‎2212‎ ‎2707‎ ‎5627‎ A.Fe B.Zn C.Ag D.W ‎14.汞合金是目前使用较多的补牙材料。英国《新科学家》杂志发表了一篇文章,对汞合金补牙材料的安全性提出了质疑。汞合金补牙材料中除了水银外,还含有锌、锡、铜等金属。下列有关汞合金的说法不正确的是(  )‎ A.汞合金是一种具有金属特性的物质 B.汞合金的强度和硬度比锡的大 C.汞合金的熔点比汞的低 D.汞合金的毒性远低于汞的毒性 ‎15.(2009年高考广东理基卷)下列有关金属及其合金的说法不正确的是(  )‎ A.目前我国流通的硬币是由合金材料制造的 B.生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加 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 二、非选择题:‎ ‎16.金币、银币、铜币等金属货币在我国历史上曾发挥过重要的作用,其中的一些被收藏爱好者珍藏着,在一位收藏家的家中,陈列了很多金属货币。‎ ‎(1)其中有些货币表面是黑色,且有少量的绿色锈状物,则这肯定是________币,黑色物质是________,形成这种物质的化学方程式为____________________________________;‎ 绿色物质是________,形成这种物质的化学方程式为 。‎ 若要除去这些物质应选用________,发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。‎ 充分反应后,这枚金属币的真面目为________色。‎ ‎(2)其中有一枚是闪闪发光的黄色金属币,它肯定是________币,表面一直未被氧化的原因是__________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎17.钛因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注,常温下钛不和非金属、强酸反应,红热时,却可与常见非金属单质反应。钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。地壳中含钛矿石之一为金红石(TiO2),目前大规模生产Ti的方法是:‎ 第一步:金红石、炭粉混合物在高温条件下通入Cl2制得TiCl4和一种可燃性气体。该反应的化学方程式为____________________,该反应的还原剂为________。‎ 第二步:在氩气的气氛中,用过量的Mg在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛。‎ ‎(1)写出此反应的化学方程式:____________________________。‎ ‎(2)如何由上述所得的产物中获取金属钛?简述实验步骤并写出有关的化学方程式。‎ ‎_________________‎ ‎_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________‎ ‎18.某铝合金(硬铝)中含有镁、铜、硅,为了测定该合金中铝的含量,有人设计如下方案检验:‎ ‎(1)取样品a g,称取时使用的仪器名称为________。‎ ‎(2)将样品溶于足量的稀盐酸中,过滤,滤液中主要含有________离子,滤渣中含有________,在溶解过滤时使用的仪器有________。‎ ‎(3)在滤液中加入过量的氢氧化钠溶液,过滤,写出该步操作中有关反应的化学方程式为________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎19.根据你的生活经验和表所提供的信息,分析并回答下列问题。‎ 物理性质 物理性质比较 导电性(以银为100)‎ 银 铜 金 铝 锌 铁 铅 ‎100 99 74 61 27 17 7.9‎ 密度 ‎(g/cm3)‎ 金  铅  银  钢  铁  锌  铝 ‎19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70‎ 熔点(℃)‎ 钨  铁  铜 金  银  铝  锡 ‎3410 1535 1083 1064962 660 232‎ 硬度(以金刚石为10)‎ 铬 铁  银  铜    金   铝  铅 ‎9 4~5 2.5~4 2.5~3 2.5~3 2~2.9 1.5‎ ‎(1)为什么菜刀、锤子等通常用铁制而不用铅制?‎ ‎(2)银的导电性比铜好,为什么导线一般用铜制而不用银制?‎ ‎(3)为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制?‎ 解析:在确定金属的用途时,要考虑其硬度、熔点、导电性等多种性质,有时还要考虑价格、资源、是否便利、是否有毒、是否利于回收等因素。正确解答本题还要会读题,充分利用题中所给信息进行比较解题。‎ 化学是来源于生活同时又是服务于生活的一门学科。通过金属性质的学习,要进一步了解金属在实际生活中的运用。‎ ‎16.欲测定某铝铜合金的组成,进行了如下实验:‎ 称取粉末状样品1.0 g,量取某浓度的盐酸20 mL,第一次往样品中加入盐酸10 mL,收集到标准状况下的气体224 mL;然后,再往样品中加入盐酸10 mL,又收集到标准状况下的气体112 mL。试求:‎ ‎(1)所取盐酸的物质的量浓度;‎ ‎(2)样品中铝的质量分数。‎ 第三章第三节课时练习(用途广泛的金属材料)详解 一、选择题:‎ ‎1、解析:选B。合金的熔点一般比组分金属的熔点都要低,生铁是铁碳合金,其熔点应比碳和铁的熔点低。‎ ‎2、解析:选D。硬铝是铝、铜、镁、锰等形成的合金;黄铜是铜锌合金;钢是铁碳合金;而水银是纯净的汞单质。‎ ‎3、解析:选D。合金一般是由两种或两种以上的金属(或金属跟非金属)熔合而成的具有金属特性的物质,其熔点一般低于成分金属,硬度高于成分金属。‎ ‎4、解析:选A。制造飞机所用的材料强度越高、密度越小越好。铝的密度只有2.7 g/cm3,是典型的轻金属。铝合金轻而坚韧可作制造汽车、飞机、火箭的材料。‎ ‎5、解析:选B。由题目的描述可得上述的装潢材料与导电性无关。‎ ‎6、解析:选D。铝是食品污染源之一,所以其主要是从口入,所以只要可能与人口腔有关的就不能,所以A、C都需控制,而儿童玩具经常会放入口中,所以也需控制。‎ ‎7、解析:选C。2.1 g镁铝合金完全溶于足量盐酸,生成氢气2.24 L(标准状况下),由得到的氯化镁、氯化铝中的氯离子即为0.2 mol,所以全部转变成沉淀时,相当于氯离子全部被OH-代替,所以析出的沉淀中OH-的物质的量为0.2 mol,所以得到的沉淀质量为2.1 g+0.2 mol×17 g/mol=5.5 g。‎ ‎8、解析:选D。铜铸国宝是240年前制成的,当时没有使用电,更不可能有电镀工艺,所以A不可能。酸可以与铜绿反应,但文物一般放入室内,也不可能,所以B不正确;铜虽然金属性比氢小,但铜合金中铜在干燥的空气中不易被氧化,应被保护,所以D最有可能。‎ ‎9、解析:选C。设四种金属均为+2价金属,平均相对原子质量为x,则 ‎   R ~ H2↑‎ ‎   x g   22.4 L ‎   10 g  11.2 L 解得x=20 g 锌、铁、镁的相对原子质量均大于20,只有铝,若转化为二价金属,其相对原子质量(18)小于20,所以混合物中一定含有的金属是铝。‎ ‎10、解析:选B。此题如果逐个将答案代入计算显然非常繁琐,用摩尔电子质量平均值法极为方便。‎ n(e-)=×2=0.2 mol·e-‎ ==12.5 g·mol-1·e-。‎ 则必有一种金属的摩尔电子质量大于12.5 g·mol-1·e-,另一种金属的摩尔电子质量小于12.5 g·mol-1·e-。‎ ‎11、解析:选C。目前在生产、生活中用量最大,用途最广的合金是钢。‎ ‎12、解析:选C。我们目前使用最广泛的合金是铁合金,A错。合金因其构成元素及配比的不同,性质各异,B错。黄铜的性质使其宜于制造日用品,C对。白铜的导电、导热性很差,D错。‎ ‎13、‎ 解析:选BD。形成合金的二种金属必须在某一温度范围时都呈液态,这是熔合的基本条件。表中锌的沸点低于其他金属的熔点,在其他金属熔化时,锌已成气态。而金属W的熔点比其他金属的沸点都高,当W熔化时,其他金属也已成为气态。‎ ‎14、解析:选C。合金是指由两种以上的金属与金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质,所以A正确;合金一般比各成分金属的强度和硬度都大,所以B正确;补牙的结果是得到强度较大的固体,所以汞合金应不是液态,即其熔点不会比汞的低,C不正确;而长期使用中未见中毒现象,说明它比汞的毒性要低。‎ ‎15、解析:选B。普通钢的含碳量比生铁要低,而合金钢是在普通钢中掺入其他金属,故其含碳量比普通钢更低。‎ 二、非选择题:‎ ‎16、解析:铜在铜、银、金中比较活泼,能与空气中氧气发生反应生成氧化铜,也能与空气中氧气、水及CO2一起发生反应而得到铜锈;氧化铜和碱式碳酸铜都可溶于强酸,所以将其放入稀酸中,如稀盐酸或硫酸中即可恢复原貌;而银和金都不活泼,很难与空气中的氧气等反应,所以保持原样。‎ 答案:(1)铜 氧化铜 2Cu+O22CuO Cu2(OH)2CO3‎ ‎2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3‎ 稀酸 CuO+2H+===Cu2++H2O,‎ Cu2(OH)2CO3+4H+===2Cu2++CO2↑+3H2O 红 ‎(2)金 金不活泼,不易与空气中的O2反应 ‎17、解析:由反应物金红石、炭粉及Cl2和产物之一的TiCl4,可知另一产物为碳的氧化物,又知该气体可燃,故为CO。显然Ti元素的化合价不变,而Cl元素的化合价降低,化合价升高的元素为碳元素,因而反应物炭粉为还原剂。利用上述思路可得镁与TiCl4反应的产物为Ti和MgCl2。因反应中镁是过量的,故在反应所得的混合物中提取钛必须除去镁粉和MgCl2,加足量的盐酸可除去镁,之后过滤,将滤渣用水洗涤可得钛。‎ 答案:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO 炭粉 ‎(1)TiCl4+2MgTi+2MgCl2‎ ‎(2)实验步骤:在反应后的混合物中加入足量的盐酸除去剩余的镁,过滤,并用蒸馏水洗涤固体即得金属钛。‎ Mg+2HCl===MgCl2+H2↑‎ ‎18、(4)在第(3)步的滤液中通入足量CO2,过滤,将沉淀用蒸馏水洗涤数次后,烘干并灼烧至质量不再减少为止,冷却后称量,质量为b g。计算该样品中铝的质量分数________。‎ 解析:将样品溶于盐酸发生的反应为Mg+2HCl===MgCl2+H2↑,2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑;铜、硅与盐酸不反应,所以过滤后所得滤液中含有Mg2+、Al3+,滤渣中含有铜和硅;滤液中加入过量的NaOH时,发生的反应是MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl;AlCl3+4NaOH===NaAlO2+3NaCl+2H2O;所以得到的滤液中铝元素以偏铝酸根离子存在,所以可知在通入CO2时会反应而得到Al(OH)3沉淀,然后将Al(OH)3加热灼烧后得到氧化铝。所以氧化铝的质量为b g,其中铝的质量为 g,即为合金中铝的质量,所以合金中铝的质量分数为×100%。‎ 答案:(1)托盘天平 ‎(2)Mg2+、Al3+ 铜和硅 漏斗、玻璃棒、烧杯、铁架台(带铁圈)、滤纸 ‎(3)MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl;‎ AlCl3+4NaOH===NaAlO2+3NaCl+2H2O ‎(4)×100%‎ ‎19、答案:(1)因为铁的硬度比铅大,且铅有毒,故常用铁而不用铅做菜刀、锤子。‎ ‎(2)银和铜导电性相近,但银比铜贵得多,且电线用量大,所以用铜不用银。‎ ‎(3)因为钨的熔点高(3410 ℃),而锡的熔点(232 ℃)太低,通电时锡就熔化了,所以用钨丝而不用锡丝做灯泡的灯丝。‎ ‎20、解析:由题意,当加入10 mL盐酸时,生成224 mL H2(0.01 mol),此时盐酸完全反应,因此盐酸的浓度为:=2.0 mol·L-1;当再加10 mL盐酸时,只生成112 mL H2(0.005 mol),说明铝完全反应,根据反应2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑,生成0.015 mol H2,需用n(Al)=0.01 mol,w(Al)=×100%=27%。‎ 答案:(1)2.0 mol·L-1 (2)27%‎
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