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2021-2022学年高中化学 第3章 金属及其化合物 第3节 用途广泛的金属材料作业新人教版必修1

2021-2022学年高中化学 第3章 金属及其化合物 第3节 用途广泛的金属材料作业新人教版必修1

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第3节 用途广泛的金属材料
(建议用时：25分钟)

1．中国传统文化对人类文明贡献巨大。下列古代文献涉及的化学研究成果，对其说明不合理的是(　　)
A．《天工开物·五金》中记载：“若造熟铁，则生铁流出时相连数尺内……众人柳棍疾搅，即时炒成熟铁。”炒铁是为了降低铁水中的碳含量，且熟铁比生铁质地更硬，延展性稍差
B．《抱朴子内篇·黄白》中“曾青涂铁，铁赤色如铜”主要发生了置换反应
C．《本草纲目》中“用浓酒和糟入甑，蒸令气上”，利用到蒸馏
D．《梦溪笔谈》中“以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”中的剂钢是指铁的合金
A　[A错，铁的合金含碳量越低，其硬度越小、延展性越好，故熟铁比生铁硬度小、延展性好；B对，《抱朴子内篇·黄白》中“曾青涂铁，铁赤色如铜”主要发生铁与硫酸铜反应生成铜与硫酸亚铁的反应，属于置换反应；C对，蒸令气上，是利用互溶混合物的沸点差异分离混合物，则该法为蒸馏；D对，合金的硬度比其成分金属大，剑刃硬度要大，所以剂钢为铁的合金。]
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世界领先的行列。下列关于铝合金的说法中错误的是(　　)
A．铝合金是一种混合物，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
D　[Mg­Al合金与盐酸可以反应，在盐酸中能溶解。]
3．下列用途主要体现铝的物理性质的是(　　)
①家用铝锅　②制盛浓硝酸的容器　③制导线　④制包装铝箔　⑤做防锈油漆　⑥制成合金作制造飞机的材料
A．①②③④　　　　 B．②③⑤⑥
C．①③④⑥ D．②④⑤⑥
C　[因为金属铝具有良好的导热、导电性，故可制作家用铝锅和输电线路的导线；铝的密度小、延展性好，可制包装铝箔；铝合金的密度小、强度高，可作飞机、火箭等航空制造业的材料；制盛浓硝酸的容器是利用了铝被钝化的化学性质；做防锈油漆也是利用了铝的化学性质。]
4．镁铝合金质优体轻，又不易锈蚀，大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金性质的叙述中，不正确的是(　　)
A．此合金的熔点比镁和铝的熔点都低
B．此合金能全部溶解于足量稀盐酸中
C．此合金能全部溶解于足量氢氧化钠溶液中
D．此合金的硬度比镁和铝的硬度都大
C　[A对，合金的熔点比各成分金属的低；B对，此合金的主要成分是镁和铝，均能与稀盐酸反应，能全部溶解于稀盐酸中；C错，此合金的主要成分是镁和铝，铝能与氢氧化钠反应，但镁不能与氢氧化钠反应，此合金不能全部溶解于氢氧化钠溶液中；D对，根据合金的特点：合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大，可知此合金的硬度比镁和铝的硬度都大。]
5．下表中金属难与其他金属形成二元合金的是(　　)

Fe
Cu
Zn
Ag
Au
W
熔点/℃
1 535
1 083
419.5
962
1 064
3 410
沸点/℃
3 000
2 595
907
2 212
2 707
5 627
A．Cu、Fe B．Fe、Au
C．Zn、W D．Cu、Ag
C　[合金是在熔化状态下形成的一种熔合物。熔点之间相差过大不易形成熔合物。Zn熔点较低，419.5 ℃时，其他金属还未熔化；其他金属熔化时，Zn已汽化。W熔点过高，同样不易与表中其他金属形成合金。]
6．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
C　[汞合金为固体，而汞为液体。]
7．下列关于金属材料用途的说法中正确的是(　　)
A．铅的密度比铁大，用铅做菜刀、锤子会比铁好
B．银的导电性比铜好，所以通常用银做电线
C．钛合金与人体有很好的“相容性”，可用来制造人造骨等
D．焊锡和铝熔点较低，都可用于焊接各种金属
C　[A项，铅有毒；B项，银比铜价格高；D项，铝易形成致密的保护膜，一般不作焊接金属。]
8．(1)铜器表面有时会生成铜绿[Cu2(OH)2CO3]。这层铜绿可用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的反应的化学方程式：__________________________________________________________________________________________________________。
(2)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币(铜的熔点是1 183.4 ℃，铁的熔点是1 534.8 ℃)____________________________________。
[解析]　(1)因为铜绿(碱式碳酸铜)能与酸反应，生成可溶性盐和气体，故可用盐酸除之。
(2)铜在古代用于制造货币主要因为其熔点较低，易于铸造，且不易被腐蚀。
[答案]　(1)Cu2(OH)2CO3＋4HCl===2CuCl2＋CO2↑＋3H2O
(2)铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀；铜的熔点较低，容易冶炼铸造成型

9．将5.0 g某金属合金放入足量的稀盐酸中，在标准状况下共收集氢气的体积为2.24 L，则该金属合金可能是(　　)
A．Mg­Al合金　　　 B．Fe­Al合金
C．Fe­Zn合金 D．Cu­Zn合金
B　[由题意知，n(H2)＝＝0.1 mol，即产生0.1 mol H2消耗的金属合金为5.0 g，产生1 mol H2消耗的金属合金为50 g，满足此条件的要求是产生1 mol H2时消耗一种金属质量大于50 g，消耗另一种金属质量小于50 g。对于给出的金属，产生1 mol H2时消耗金属的质量分别为m(Mg)＝24 g，m(Al)＝18 g，m(Fe)＝56 g，m(Zn)＝65 g。Cu与稀盐酸不反应，故选B。]
10．某化学兴趣小组按照如下流程进行“由镁铝合金制备硫酸铝晶体”的实验。

(1)向镁铝合金中加NaOH溶液反应的离子方程式为__________________，金属X的原子结构示意图为________，固体A的化学式为________。
(2)写出硫酸铝在水中的电离方程式：________________________________；
操作②包含的步骤有蒸发浓缩、________、过滤、洗涤、干燥。
(3)该兴趣小组为测定镁铝合金中各组分的质量分数，设计如图装置，则需要测定的数据有_______________________________、__________________。

[解析]　(1)向镁铝合金中加入足量NaOH溶液，Al和NaOH溶液反应生成可溶性的NaAlO2，镁不反应，发生反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑；镁的原子结构示意图为；向滤液中加入稀硫酸调节溶液的pH，得到Al(OH)3固体。
(2)Al2(SO4)3是强电解质，电离方程式为Al2(SO4)3===2Al3＋＋3SO。操作②包含的步骤有蒸发浓缩、冷却结晶(降温结晶)、过滤、洗涤、干燥。
(3)根据装置图知，需测得氢气体积，根据金属和氢气之间的关系式分析知，还需要测定镁铝合金的质量。
[答案]　(1)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
　Al(OH)3
(2)Al2(SO4)3===2Al3＋＋3SO　冷却结晶(降温结晶)
(3)氢气的体积　镁铝合金的质量(两空顺序可颠倒)