高中化学苏教版 (2019)必修 第二册第三单元 金属材料的性能及应用课时练习

9.3.2合金及其作用同步练习-苏教版高中化学必修第二册

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．合金在生产生活中有广泛的用途，下列所用材料不属于合金的是

A．家用的铝窗 B．温度计用的水银

C．铸造用的黄铜 D．建筑用的钢筋

2．我国科技事业成果显著，下列成果所涉及的材料不属于金属材料的是

A．“C919”飞机的主体材料——铝合金

B．航天员宇航服的材料——聚酯纤维

C．我国第一艘航空母舰的主体材料——合金钢

D．“奋斗者”号深潜器载人舱的外壳——钛合金

3．合金在生产和科学研究中发挥着重要作用。下列有关合金的性质与用途不具有对应关系的是

A．生铁容易被腐蚀，可用于炼钢和制造各种铸件

B．钠钾合金常温下呈液态、导热性好，可用于快中子反应堆的热交换剂

C．镁锂合金密度小、硬度和强度大，可用于制造火箭、导弹、航天器等

D．镍铬铝铜合金具有很高的电阻率，可用于制备电路中的精密元件

4．2022年12月2日，《科学》杂志发表了中国科学技术大学潘建伟、赵博团队的重大成果，他们在国际上首次制备了高相空间密度的钠钾超冷三原子分子系综。这是超冷分子研究的里程碑，为超冷化学和量子模拟等研究开辟了新方向。下列关于钠、钾的说法正确的是

A．短周期元素中，原子半径最大的是钾

B．金属钠中的金属键比金属钾中的弱

C．钠钾合金的熔点比钠单质的高

D．在自然界，钠、钾均以化合态存在

5．2021年4月29日，中国空间站核心舱“天和号”成功送入预定轨道，它与化学有着密切联系。下列说法错误的是

A．中国空间站推进器的推进剂氙气(Xe)属于稀有气体

B．空间站太阳能电池板的主要材料属于硅酸盐

C．核心舱使用了铝合金材料，具有密度小，强度大的特点。

D．“天和号”推进器的氮化硼陶瓷基材料属于新型无机非金属材料

6．2021年6月25日，拉萨-林芝铁路开通。至此，“复兴号”高速列车覆盖了我国31个省市，在制造高速列车使用的多种材料中，属于合金的是

A．碳纤维 B．塑料 C．玻璃 D．硬铝

7．随着气温下降新冠病毒的活性增加，通过戴口罩可以有效阻止新型冠状病毒传播。如图，为增强口罩的密封性，均放了鼻梁条，有的鼻梁条是铝合金做的。下列说法正确的是

A．铝合金属于纯净物

B．铝合金的熔点比金属铝高

C．铝合金可以跟强酸强碱溶液反应

D．鼻梁条使用铝合金，利用其密度大、抗腐蚀性好的优点

8．下列说法不正确的是

A．钢是用量最大、用途最广的合金，青铜是我国使用最早的合金

B．储氢合金是一类能大量吸收 H2，并与 H2 结合成金属氢化物的材料

C．一般地，合金的硬度大于它的纯金属成分，熔点高于它的成分金属

D．钛合金，形状记忆合金，耐热合金以及储氢合金都属于新型合金

9．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．锡青铜的熔点比纯铜高

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

10．2022年11月29日，神舟十五号载人飞船入轨后，于11月30日5时42分，成功对接于空间站“天和”核心舱前向端口。化学作为一门传统的理科，在神舟飞船的研制过程中不可缺少。下列说法错误的是

A．运载火箭的轨道舱壳体铝合金因其密度小、抗腐蚀性能好等优点成为关键材料

B．“天和”核心舱配置的霍尔发动机推进剂中含，该原子中子数为77

C．核心舱搭载的柔性太阳能电池，二氧化硅是太阳能电池板的核心材料

D．使用的热控材料是新型保温材料——纳米气凝胶，纳米气凝胶具有丁达尔效应

二、填空题

11．（1）积极保护生态环境可实现人与自然的和谐共处。

①下列做法会加剧温室效应的是    (填字母)。

a.植树造林        b.燃煤供暖        c.风力发电

②下列防治“白色污染”的正确方法是     (填字母)。

a.使用可降解塑料    b.露天焚烧废弃塑料    c.直接填埋废弃塑料

③为减轻大气污染，多个城市已禁止燃放烟花爆竹。“禁止燃放烟花爆竹”的标识是     (填字母)。

（2）合理应用化学知识可提高人们的生活质量。

某品牌牙膏的成分有甘油、山梨酸钾、氟化钠等。

①在上述牙膏成分中，属于防腐剂的是     。

②甘油的结构简式为      ；油脂水解时生成甘油和      。

③氟化钠（NaF）可与牙齿中的羟基磷酸钙［Ca5(PO4)3OH］反应，生成更难溶的氟磷酸钙［Ca5(PO4)3F］，从而达到防治龋齿的目的，写出该反应的化学方程式          。

（3）创新发展材料技术可推动人类社会进步。

①石墨烯（见图）可用作太阳能电池的电极，这里主要利用了石墨烯的       性。

②基础工程建设中常使用水泥、玻璃、钢材等。生产水泥和玻璃都用到得原料是   ；在钢材中添加铬、镍等元素的目的是    。

③新型战斗机常用纳米SiC粉体作为吸收材料，高温下焦炭和石英反应可制得SiC，石英的化学式为      ；高温分解Si(CH3)2Cl2也可制得SiC，同时还生成CH4和一种常见酸性气体，写出该反应的化学方程式     。

12．2022年11月30日神舟十五号载人飞船与空间站组合体成功对接，两个航天员乘组首次实现“太空会师”，彰显了我国航天科技创新探索宇宙的新成就。

(1)运载火箭和载人飞船上使用了大量铝材，铝材属于           (填“纯金属”或“合金”)，其优点是           (写一条)。

(2)在焊接或使用铝材前需要先用氢氧化钠溶液处理表面的氧化膜，发生反应的化学方程式为           。

13．合金是重要的金属材料。

(1)下列物品所使用的主要材料属于合金的是           (填字母)。

A．青花瓷瓶　　　　B．橡胶充气艇　　　　C．不锈钢锅

(2)生铁是常用的合金，生铁属于           (填“纯净物”或“混合物”)。

(3)黄铜是铜锌合金，将纯铜片和黄铜片互相刻划(如图所示)，纯铜片上留下明显的划痕，说明           。

(4)黄铜渣中约含Zn7%、ZnO31%、Cu50%、CuO5%，其余为不溶性杂质。处理黄铜渣可得到硫酸锌，其主要流程如下(杂质不溶于水、不参与反应)：

①Ⅱ中反应的化学方程式为           。

②下列说法正确的是           (填字母)。

a．Ⅰ、Ⅱ中的操作均包含过滤

b．溶液A中ZnSO4的质量大于CuSO4

c．溶液A的质量小于溶液B

d．溶液C中溶质的质量分数小于溶液B

14．材料是现代社会发展的重要支柱。材料分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。

(1)金属材料包括纯金属和它们的合金，常见的一些合金的硬度比其成分金属的           (填“大”或“小”)。钢是用途最广的合金，在钢铁厂的生产中，炽热的铁水或钢水注入模具之前，模具不得留有水，这是因为高温下，铁与水蒸气发生化学反应。其化学方程式为           。

(2)传统的无机非金属多为硅酸盐材料，如制作餐具的           ，窗户上的玻璃、建筑用的水泥等。无机非金属材料突破了传统的硅酸盐体系，如用于制作计算机芯片的半导体材料           (填化学式)；再如用于生产光导纤维的           (填化学式)。

(3)人们很早使用的棉花、羊毛、蚕丝等属于           材料。小青同学想鉴别某衣物的材质为蚕丝还是纯棉的简便方法是           。

(4)           (填物质名称)的产量可以用来衡量一个国家石油化学工业的发展水平。其聚合物可制成薄膜，用于食品、药物的包装材料。

15．请回答有关合金的知识。

（1）电器修理中所用的焊锡是锡铅合金，它的熔点比纯铅的熔点         （填“高”或“低”）；镁铝合金用于飞机制造，其硬度比纯铝的硬度             （填“大”或“小”）。

（2）古代的“药金”外观与金相似，常被误认为是金子。将碳酸锌、木炭、赤铜（Cu2O）混合加热到800℃，就可得到金光闪闪的“药金”。“药金”的主要成分是          。有关的化学方程式是                    ;             ;                。

16．Na、Mg、Al、Fe、Cu、Zn是中学常见的金属率质，其合金在生活中有广泛应用。回答下列问题：

(1)实验室保存在煤油中的金属是           。在潮湿空气中久置会生成绿色锈的金属是           。

(2)铝合金广泛用于门窗，其耐腐蚀的主要原因是           。

(3)一包钠铝合金与水恰好完全反应，收集到8960mLH₂(标准状况)。则这包合金中钠的物质的量为           ，铝的质量为           。写出上述过程中涉及的两个反应的离子方程式：           、           。

(4)现有10g两种金属组成的合金与足量的稀硫酸反应产生11.2LH₂(标准状况)。则合金组成可能是___________(填字母)。

A．Mg和Cu B．Al和Fe C．Mg和Zn D．Al和Cu

(5)等质量的镁、铝、锌与足量相同浓度的盐酸反应，产生H₂体积与时间关系如图所示。根据图像推知a、b、c曲线代表的金属依次是           (填元素符号)。

17．金属是非常有用的材料。以下是四种金属的相关性质：

(1)钛是制造飞机的材料之一、根据表中数据，解释为何用钛来制造飞机     。

(2)钢是主要含铁的合金。汽车车身可以用铝或钢制造。已知铁在潮湿的空气中会迅速腐蚀，而铝不会。

①请解释铝耐腐蚀的原因     。

②根据表中数据，描述用铝来取代钢制造汽车车身的另一项优点及一项缺点     。

18．性能各异的各种材料的广泛应用大大提高了人们的生活水平。回答问题：

（1）家庭中“钢精锅”是由铝合金做成的，在烧菜时能否放大量醋炖煮?      。(填能或否)

（2）下列关于铁制品保护措施的说法中不正确的有           （填序号）

A．在自行车钢圈上镀上一层金属铬，摩擦部位加上润滑油

B．相同条件下，镀层破损时，马口铁（表层镀锡）比白铁（表层镀锌）更耐用

C．在海轮的外壳上常焊有锌块，且定期更新

D．将不锈钢制成刀具和餐具，有的刀具还需进行烤蓝处理

（3）硅酸盐产品在生活中使用广泛，下列不是硅酸盐产品的是               。

A．水泥      B．陶瓷        C．玻璃       D．塑料

（4）钢筋混凝土是重要的建筑材料，钢筋混凝土       (填“是”或“不是”)复合材料。

（5）生产玻璃时，石灰石与石英反应的化学方程式为                              。

（6）SiC是一种新型陶瓷，工业上用石英砂与焦炭高温条件下生成SiC的同时生成CO，该反应的化学方程式                                     。

19．英国皇家航空学会2019年度颁奖典礼于2019年11月25日晚在伦敦举行，嫦娥四号任务团队获得团队金奖，成为2019年度全球唯一获此殊荣的团队。这是英国皇家航空学会成立以来首次向中国项目颁发奖项。中国嫦娥四号探测器于2019年1月3日上午10点26分成功在月球背面软着陆，成为人类首次在月球背面软着陆的探测器。玉兔二号月球车实现了对月球背面的巡视。

(1)月球白天地面温度高达150度，而到了夜晚，温度又跌落到零下180度。嫦娥四号探测器、玉兔二号月球车均使用了大量合金材料，这些合金材料应具有哪些性质         ？

(2)形状记忆合金是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形，恢复其变形前原始形状的合金材料。中国嫦娥四号探测器，使用了记忆合金制作天线，试分析其好处        。

20．（1）2015年11月首架C919大飞机总装下线，标志着我国跻身飞机研制先进国家行列。

①机身蒙皮使用的是第三代铝锂合金材料。下列不属于铝锂合金性质的是   （填字母）。

a．密度大       b．硬度大       c．抗腐蚀

②飞机轮胎属于橡胶制品。下列材料可用来合成橡胶的是    （填字母）。

a．石英砂   b．石灰石     c．异戊二烯

③机体先进复合材料的使用率达12%。下列属于复合材料的是   （填字母）。

a．钛合金       b．玻璃钢         c．普通陶瓷

（2）秋葵是一种大众喜爱的食材，含有蛋白质、维生素A、维生素C、纤维素、阿拉伯果糖和丰富的铁、锌、钙等元素，其中：

①属于人体所需微量元素的是    。

②属于水溶性维生素的是    ，属于糖类的有阿拉伯果糖、   。

③蛋白质在人体内最终的水解产物是     。

（3）化学能帮助我们更好地认识生活、改善生活。

①家用铁锅未洗净晾干，放置一段时间后出现红褐色锈斑，其主要的原因是铁发生了    腐蚀。

②乘车禁止携带物品的部分标识如图所示。在浓硝酸、食盐、汽油、石膏四种物品中，不能携带上车的是     。

③过氧乙酸（  ）易分解为乙酸和氧气，其稀溶常用于餐具、器械的消毒。写出过氧乙酸分解的化学方程式      。某胃药的主要成分是AlbMgc（OH）mCO3，常用于治疗胃酸过多，写出其中与胃酸反应的化学方程式       。

三、实验题

21．分现有某铁碳合金(铁和碳两种单质的混合物)，某化学兴趣小组为了测定铁碳合金中铁的质量分数，并探究浓硫酸的某些性质，设计了如图所示的实验装置(夹持仪器已省略)和实验方案进行实验探究。

(1)A中铁与浓硫酸发生反应的化学方程式是           ，反应中浓硫酸表现出的性质是           、           。

(2)连接好装置后，首先应进行的操作是           。

(3)装置C溶液反应时，体现气体的           性。

(4)称量E的质量，并将a g铁碳合金样品放入装置A中，再加入足量的浓硫酸，待A中不再逸出气体时，停止加热，拆下E并称重，E增重b g。铁碳合金中铁的质量分数为           (写表达式)．

(5)甲同学认为，依据此实验测得的数据，计算合金中铁的质量分数会偏低，原因是空气中CO2、H2O进入E管使b增大．你认为改进的方法是           。

(6)乙同学认为，即使甲同学认为的偏差得到改进，依据此实验测得合金中铁的质量分数还会偏高．你认为其中的原因是           。

22．铝、铁是生产、生活中常见的金属，其合金与盐在各领域都有着广泛的应用。

(1)铝合金是一种建筑装潢材料，它具有坚硬、轻巧、耐用的特性。铝合金的下列性质与这些特性无关的是

A．不易生锈 B．导电性好 C．密度小 D．硬度大

(2)铝元素在周期表中的位置是       。写出与稀硫酸反应的离子方程式       。铁粉与水蒸气在高温条件下反应，生成的固态产物是       。

(3)焊接金属时常用的焊接液为氯化铵，其作用是消除焊接金属表面的铁锈。；上述反应中当生成3.36L氮气(标准状况)时，转移的电子数为       个，有同学认为，该反应产物中不应该有Fe生成，他的理由是(用化学方程式表示原因)       。

(4)现有仪器和药品：试管和胶头滴管，溶液、酸性溶液、溶液、氯水等。请你设计一个简单实验，探究铁与稀硝酸完全反应后铁可能的价态，填写下列实验报告：

23．为探究某液态化合物X(仅含三种短周期元素)的组成和性质，某学习小组进行了如图实验：

已知：白色固体D是光导纤维的主要成分。请回答：

(1)组成X的三种元素的名称是      。

(2)由白色固体D制备的光导纤维作通讯材料时，遇强碱性溶液易造成断路，请用离子方程式解释其原因      。

(3)写出液体X与适量水在一定条件下反应的化学方程式      。

(4)设计实验检验单质气体A      。

参考答案：

1．B

2．B

3．A

4．D

5．B

6．D

7．C

8．C

9．B

10．C

11．     b     a     c     山梨酸钾          高级脂肪酸（或高级脂肪酸盐）     Ca5(PO4)3OH + NaF=Ca5(PO4)3F + NaOH     导电     石灰石     增强钢材的抗腐蚀能力     SiO2     Si(CH3)2Cl2高温 SiC+CH4↑+2HCl↑

12．(1)     合金     密度小

(2)

13．(1)C

(2)混合物

(3)黄铜的硬度比纯铜的硬度大

(4)     Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑、Zn＋CuSO4=ZnSO4＋Cu     abc

14．(1)     大    

(2)     陶瓷     Si     SiO2

(3)     天然有机高分子     灼烧

(4)乙烯

15．     低     大     Zn、Cu     ZnCO3ZnO+CO2↑     C+2Cu2O4Cu+CO2↑     C+2ZnO2Zn+CO2↑（也可写800℃，产物也可写成CO）

16．(1)     Na     Cu

(2)铝合金表面覆盖着一层致密氧化膜

(3)     0.2     5.4g     2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑     2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑

(4)BD

(5)Zn、Mg、Al

17．(1)钛的密度低且强度高

(2)     铝表面有保护层；铝表面的氧化层很致密；铝表面的保护层次不会脱落     优点：铝的密度比钢低，车身会较轻；铝的强度比钢低，容易被塑造成型(任写一点)

缺点：铝的强度比钢低；铝表面有氧化膜，与钢相比，不易进行焊接；铝价格比钢贵(任写一点)

18．     否     B     D     是     CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑     SiO2+3CSiC+2CO

19．(1)密度小、强度大、既耐高温又耐低温等

(2)嫦娥四号探测器使用记忆合金制作天线折叠起来装进探测器内，工作时只需加热升温，折叠的卫星天线因具有“记忆”功能而自然展开，恢复设计形状

20．     a     c     b     铁、锌     维生素C     纤维素     氨基酸     电化学     浓硝酸、汽油     2CH3COOH→2CH3COOH＋O2↑     2AlbMgc（OH）mCO3+(6b+4c)HCl=2bAlCl3＋2cMgCl2＋(3b+2c+m)H2O＋2CO2↑

21．(1)     2Fe+6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O     酸性     氧化性

(2)检查装置气密

(3)还原

(4)×100%

(5)E装置后再连接一个盛碱石灰的干燥管

(6)反应产生的CO2气体未能完全排到装置E中，导致b偏低

22．(1)B

(2)     第3周期第ⅢA族          Fe3O4

(3)     0.9NA    

(4)     若溶液呈血红色，则说明含，Fe3+若不显血红色，证明没有Fe3+     取少量液体装于试管，向试管中滴入几滴酸性KMnO4溶液     若高锰酸钾溶液紫红色褪去，说明含Fe2+

23．(1)硅、氢、氯

(2)SiO2+2OH-=+H2O

(3)SiHCl3+3H2O=H2SiO3↓+3HCl+H2↑

(4)点燃气体，在火焰上方放一个干冷烧杯，有水珠产生，再放一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯，石灰水不变浑浊，从而说明气体是氢气(其他合理答案也得分)