合金(习题精炼)(解析版)(人教2019必修第一册).docx

第3章 铁 金属材料
3.2.1 合金

一、选择题
1．我国高铁列车的车厢大部分采用铝合金材料，其原因是铝合金( )
A．化学性质活泼
B．比纯铝熔点高，耐高温
C．质量轻、强度大、有较好的抗腐蚀能力
D．在自然界的含量丰富，容易获得
【答案】C
【解析】A．化学性质活泼，容易发生化学反应，不能做高铁车厢，A不合题意；
B．比纯铝熔点高、耐高温的性质，与做高铁车厢不相干，B不合题意；
C．质量轻、强度大、有较好的抗腐蚀能力，适宜做高铁车厢，C符合题意；
D．在自然界的含量丰富，但需采用电解法获得，所以获得困难，D不合题意；
2．珠港澳大桥设计寿命120年，对桥体钢构件用多种防腐方法。下列分析错误的是（ ）
A．防腐原理主要是避免发生反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
B．钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，是为了隔绝空气、水等防止形成原电池
C．采用外加电流的阴极保护时需直接在钢构件上绑上锌块
D．钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀
【答案】C
【解析】A. 大桥在海水中发生吸氧腐蚀，负极上铁失电子变成二价铁离子，Fe-2e-=Fe2+，正极上氧气得电子变成氢氧根离子，O2+4e-+2H2O=4OH-，总反应为2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2，A项正确；
B. 钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，能隔绝空气和水，B项正确；
C. 直接在钢构架上榜上锌块，采用的是牺牲阳极的阴极保护法，C项错误；
D. 不锈钢材料，耐腐蚀性比较好，可以减缓电化学腐蚀，D项正确；
3．我国古代“药金”的冶炼方法是：将炉甘石（ZnCO3）和赤铜矿（Cu2O）与木炭按一定的比例混合后加热至800℃，即可炼出闪烁似金子般光泽的“药金”。下列叙述正确的是（ ）
A．“药金”实质上是铜锌合金
B．冶炼炉中炉甘石直接被木炭还原为锌
C．用王水可区别黄金和“药金”
D．用火焰灼烧不能区别黄金和药金
【答案】A
【解析】A、冶炼“药金”的相关反应方程式为：ZnCO3ZnO＋CO2↑，2ZnO＋C2Zn＋CO2↑，2Cu2O＋C4Cu＋CO2↑，A项正确；
B、根据A中分析可知B项错误；
C、王水可以溶解黄金和“药金”，故C项错误；
D、用火焰灼烧可以区别黄金和“药金”，因为高温下黄金跟空气不反应，而“药金”可以与空气反应，生成的CuO是黑色的，ZnO是白色的，总之，灼烧后的“药金”颜色有变化，故D项错误。
4．下列常见金属的冶炼原理中不合理的是( )
选项
金属
冶炼原理
A
Fe
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
B
Hg
2HgO2Hg＋O2↑
C
Al
2AlCl32Al＋3Cl2↑
D
Mg
MgCl2Mg＋Cl2↑
【答案】C
【解析】A．铁性质较不活泼，用热还原法冶炼，故A正确；
B．汞性质稳定，用加热分解氧化物的方法制备，故B正确；
C．氯化铝是分子晶体，通电时不能电离出阴阳离子，所以其熔融态不导电，工业上用电解熔融氧化铝的方法制得，故C错误；
D．镁为活泼金属，用电解熔融氯化镁的方法冶炼，故D正确；
5．下图表示人类使用不同金属的大致年代。这个先后顺序跟下列有关的是（ ）

①地壳中金属元素的含量；②金属活动性顺序；③金属的导电性；④金属冶炼的难易程度；
⑤金属的延展性；
A．①③ B．②⑤ C．③⑤ D．②④
【答案】D
【解析】金属越活泼，金属性越强，金属就越难冶炼。由于铜的金属性弱于铁的，而铁的金属性又弱于铝的，因此最先是青铜器时代，而后是铁器时代，所以答案选D。
6．金属和合金是生活中常用的材料。下列说法正确的是（ ）
A．不锈钢是铁合金，只含金属元素
B．镧镍（La-Ni）合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料
C．目前世界上使用量最大的合金是铝合金
D．常温下，铁粉可以和水发生置换反应得到氢气
【答案】B
【解析】A.不锈钢中含碳元素，所以A选项错误；
B.镧合金能大量吸收H2形成金属氢化物，将这些金属氢化物加热，它们又会分解，将储存在其中的氢释放出来，可作储氢材料，B选项正确；
C.目前世界上使用量最大的合金是钢铁，C选项错误；
D.铁粉和水在高温条件下才能发生置换反应得到氢气，D选项错误；
7．中华优秀传统文化涉及很多化学知识。下列有关说法不正确的是( )
A．“火树银花合，星桥铁锁开”中的“火树银花”涉及金属元素的焰色
B．古剑沈卢“以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”中的“剂钢”是铁的合金
C．“以曾青涂铁，铁赤色如铜”中的“曾青”是铜盐
D．《天工开物》中有“至于矾现五金色之形，硫为群石之将，皆变化于烈火”，其中的“矾”指的是金属硫化物
【答案】D
【解析】A．焰色是某些金属元素的特征性质，不同金属元素的焰色不同，“火树银花”中的焰火颜色实质上是金属元素的焰色的体现，故A正确；
B．合金的硬度一般大于其成分金属的硬度，剑刃硬度较大，所以“剂钢”为铁碳合金，故B正确；
C．“曾青涂铁”是可溶性铜盐溶液与金属铁发生置换反应得到金属铜的过程，“曾青”是可溶性铜盐，故C正确；
D．矾是各种金属(如铜、铁、锌)的硫酸盐，不是金属硫化物，故D错误；
8．下列说法正确的是( )
A．合金只能由金属和金属熔合而成 B．生石灰与水混合的过程只发生物理变化
C．燃烧一定是氧化还原反应 D．是一种混合物
【答案】C
【解析】A．合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的混合物，即合金中一定有金属，可能含有非金属，A错误；
B．生石灰是CaO，CaO与H2O反应生成新物质Ca(OH)2，CaO与Ca(OH)2是两种不同的物质，因此在此过程中发生了化学变化，B错误；
C．燃烧是具有放热、发光现象的剧烈的氧化还原反应，反应过程中有元素化合价的变化，因此燃烧反应一定是氧化还原反应，C正确；
D．CuSO4·5H2O是化合物，属于纯净物，不属于混合物，D错误；
9．某合金与铁的物理性质比较如下：

硬度(金
刚石为100)
导电性
(银为100)
其他性质
某合金
2 500
3.00
7.4
2.3
耐腐蚀
铁
1 535
7.86
4.5
17
纯铁耐腐蚀
从以上性能看，该合金不适合制成（ ）
A．导线 B．门窗
C．炉具 D．飞机外壳
【答案】A
【解析】从表格中总结，该合金具有密度小、机械性能好的特点，所以适合制作飞机外壳、门窗框。由于熔点较高，所以适合制作炉具。但是导电性不好，所以不适宜制作导线。综上所述答案选A。
10．下列说法不正确的是（ ）
A．铝合金的硬度和强度均比铝单质的大
B．铝制器皿可长期盛放酸梅汤和碱水等
C．铝合金可用于制造汽车车轮的骨架等
D．硬铝是含有Al、Cu、Mg、Si、Mn等元素的铝合金
【答案】B
【解析】A．根据合金的特性可知，铝合金的硬度和强度均比纯铝的大，故A正确；
B．因铝和氧化铝均能与酸或碱发生反应，若用铝制器皿长期盛放酸梅汤和碱水等会因发生反应而使其腐蚀，故B错误；
C．铝合金质轻，强度大且热变形小，可广泛用于制造汽车车轮的骨架和飞机骨架等，故C正确；
D．硬铝是含有Al、Cu、Mg、Si、Mn等元素的铝合金，故D正确；
11．下列说法正确的是（ ）
A．用来制造储存氢气所用钢瓶的合金是储氢合金
B．不锈钢是最常见的新型合金
C．新型合金主要应用于航天航空﹑生物工程等领域
D．碳纤维复合材料属于新型合金材料
【答案】C
【解析】A．储氢合金是指一类能够大量吸收，并与结合成金属氢化物的材料，故A错误；
B．不锈钢属于铁合金，故B错误；
C．新型合金有质量轻、耐腐蚀、强度高等优点，是用于航空和舰艇的理想材料主要应用于航天航空﹑生物工程等领域，故C正确；
D．合金是由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的混合物，碳是非金属元素，碳纤维主要由碳元素组成，不属于合金，故D错误；
12．下列关于铁和铁合金的有关说法错误的是（ ）
A．工业上用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来
B．不锈钢抗腐蚀性能好，长期使用绝对不会生锈
C．制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的合金
D．使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素
【答案】B
【解析】A、一氧化碳具有还原性，可以用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来，A正确；
B、不锈钢不容易生锈，但不是绝对不生锈，只是在相同条件和环境中，较碳钢而言不容易被腐蚀和生锈，B错误；
C、制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的合金，C正确；
D、铁在人体中属于微量元素，使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素，D正确；
13．钛和钛的合金具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是（ ）
A．用来做保险丝 B．用于制造航天飞机
C．用来制造人造骨 D．用于家庭装修，做钛合金装饰门
【答案】A
【解析】A．保险丝应该用熔点比较低的金属材料做，而钛及其合金熔点高，不适合做保险丝，故A错误；
B．因为钛和钛的合金密度小、可塑性好、易于加工，所以可用于制造航天飞机，故B正确；
C．因为钛合金与人体有很好的“相容性”，所以可用来制造人造骨，故C正确；
D．因为钛和钛的合金密度小、可塑性好、易于加工，所以可用于家庭装修，做钛合金装饰门，故D正确；
14．下列有关合金的叙述正确的是（ ）
A．合金的机械强度比各成分金属的小 B．合金的抗腐蚀性能都很好
C．合金没有固定的熔点 D．多数合金比各成分金属的熔点低，硬度大
【答案】D
【解析】A．合金具有良好的物理、化学或机械性能，硬度一般比它的各成分金属大，故A错误；
B．不是所有合金抗腐蚀能力都强，如生铁抗腐蚀能力弱于纯铁，是因为生铁合金中形成了原电池，加快了腐蚀，故B错误；
C．不同于纯净金属的是，多数合金没有固定的熔点，温度处在熔化温度范围间时，混合物为固液并存状态，由此可知，少数合金是有固定的熔点，故C错误；
D．合金具有良好的物理、化学或机械性能，硬度一般比它的各成分金属大，熔点一般比它的各成分金属低，故D正确；
二、非选择题
15．合金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。
（1）下列物质不属于合金的是_____(填字母)。
A．明矾 B．硬铝 C．生铁 D．青铜
（2）Na、Cu、Al、Fe四种金属的熔、沸点如下：
金属
Na
Cu
Al
Fe
熔点/℃
97.8
1083
660
1535
沸点/℃
883
2567
2467
2750
其中不能形成合金的是______(填字母)。
①Cu与Na ②Fe与Cu ③Fe与Na ④Al与Na
A．①② B．①③ C．①④ D．②④
【答案】A B
【解析】 （1） A．明矾是KAl(SO4)2·12H2O，是盐，属于化合物，不属于合金，A符合题意；
B．硬铝中含铝、镁、铜等，属于铝合金，B不符合题意；
C．生铁中主要含铁、碳等元素，属于铁合金，C不符合题意；
D．青铜属于铜合金，含有铜、锡、铅等，D不符合题意；
故答案为A。
（2）当一种金属的熔点超过另一种金属的沸点时，它们就不可能熔合在一起形成合金。
①Na的沸点低于Cu的熔点，当Na变为蒸气时，Cu还没有熔化，因此Cu与Na不能形成合金，①符合题意；
②Fe的熔点低于Cu的沸点，二者能够形成合金，②不符合题意；
③Na的沸点低于Fe的熔点，当Na变为蒸气时，Fe还没有熔化，因此Fe与Na不能形成合金，③符合题意；
④Al的熔点低于Na的沸点Na与Al能形成合金，④不符合题意；
综上所述可知：不能形成合金的物质组合是①③，故答案为B。
16．地球上的金属矿物资源是有限的，应合理开发利用。
（1）金属冶炼的实质是金属离子被______(填“氧化”或“还原”)生成金属单质。
（2）铜在自然界存在于多种矿石中，如：
矿石名称
黄铜矿
辉铜矿
孔雀石
主要成分
CuFeS2
Cu2S
Cu2(OH)2 CO3
请回答下列问题：
① 上表所列铜化合物中，推断铜的质量百分含量最高的是______。
② CuFeS2其中 Cu 为+1 价、Fe 为+3 价，高温焙烧时发生的反应是CuFeS2 + O2SO2 +FeS +Cu，焙烧过程中被还原的元素有______。
③ 工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜，火法炼铜的反应为：Cu2S+O22Cu+SO2，该反应中氧化剂是______。
④ Cu2(OH)2 CO3 与稀硫酸反应的离子方程式为______。
【答案】（1）还原 （2）① Cu2S ②O、Cu、Fe ③ Cu2S和O2 ④ C Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O
【解析】 （1）金属冶炼的实质是金属阳离子转变为单质，金属元素的化合价降低，得电子，被还原，则金属离子被还原生成金属单质；
（2）①铜化合物中，铜的质量百分含量=，黄铜矿中铜的含量=×100%=35%；辉铜矿中铜的含量=×100%=80%；孔雀石中铜的含量=×100%=58%，所以铜的质量百分含量最高的是Cu2S；
②CuFeS2其中 Cu 为+1 价、Fe 为+3 价，根据化合物化合价之和为0，可得S元素的化合价为-2价，则反应CuFeS2 + O2SO2 +FeS +Cu中，S元素由-2价变为+4价，被氧化；O元素的化合价由0价变为-2价，被还原；Cu元素的化合价由+1价变为0价，被还原，Fe元素的化合价由+3价变为+2价，被还原，则焙烧过程中被还原的元素有O、Cu、Fe；
③反应Cu2S+O22Cu+SO2中，Cu元素化合价由+1价降低到0价，S元素化合价由-2价升高到+4价，O元素的化合价由0价降低到-2价，反应中Cu2S和O2为氧化剂，Cu2S为还原剂；
④Cu2(OH)2CO3与稀硫酸反应生成硫酸铜、二氧化碳和水，离子方程式为：Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O。