2020-2021学年高中化学选修1-1达标检测：3.1合金.docx

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课时达标·效果检测
一、选择题
1.(2022·通化高二检测)铁和铁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.确定条件下，铁粉可与水蒸气反应
C.铁与盐酸反应，铁合金不与盐酸反应
D.铁合金的硬度和强度均低于铁
【解析】选B。铁合金中含非金属元素碳；铁粉与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2；铁形成铁合金后其化学性质几乎不变，铁合金中的铁仍能与盐酸反应；合金的性能一般优于其纯金属。
2.(2022·玉树高二检测)下列物质不属于合金的是(　　)
A.不锈钢　　　 B.高碳钢　　　 C.金刚石　　　 D.白铜
【解析】选C。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物质。不锈钢、高碳钢、白铜都属于合金，而金刚石是单质，故选C。
【补偿训练】(2022·天水高二检测)下列物质属于纯洁物的是(　　)
A.铁锈 B.氧化铁 C.石灰石 D.硬铝
【解析】选B。A项中铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，属于混合物；B项中Fe2O3为纯洁物；C项中石灰石的主要成分是CaCO3，属于混合物；D项中硬铝是合金，属于混合物
3.下列关于合金的说法中错误的是(　　)
A.铝合金中除Al外，还含有Cu、Mg、Si、Zn等
B.生铁和钢都是铁碳合金
C.我国在商代就已制造和使用的青铜器其成分主要是Cu-Zn合金
D.金首饰中常加入确定量的Cu或Ag以增大硬度
【解析】选C。可依据常见合金的成分来进行推断，A、B项正确；C中青铜应为Cu-Sn合金，Cu-Zn合金是黄铜的成分，C错误；纯金较软，为了增加其硬度和强度，常加入Cu、Ag等金属，D项正确。
4.(2022·武昌高二检测)某男子用铜锌合金制成的假金元宝进行诈骗，下列不易区分其真伪的方法是(　　)
A.测定密度 B.放入硝酸中
C.放入盐酸中 D.观看外观
【解析】选D。铜锌合金制成的假金元宝和金的颜色很相像，不易区分才使人受骗，因此D项错误；锌可与酸反应，因此B、C可区分真伪；因铜锌合金的密度与金明显不同，A也可区分真伪。
5.(2021·南京高二检测)某合金与铁的物理性质的比较如表所示：

熔　点
密　度
硬度
导电性
某合金
32 000℃
3.20 g·cm-3
7.5
3.5
铁
15 350℃
7.86 g·cm-3
4.5
17
(注：硬度以金刚石为10作标准，导电性以银的导电性100为标准)
已知该合金耐腐蚀、强度大，从性能看，该合金不适合制作(　　)
A.门窗框 B.炉具 C.电源线 D.飞机外壳
【解析】选C。由表可知，该合金的熔点高，密度小，硬度大，导电性差，故不适合制电源线。
【补偿训练】与纯金属相比，合金具有很多优点，常用于建筑桥梁、房屋的合金是(　　)
A.硬铝 B.钛合金 C.钢 D.镁合金
【解析】选C。用于建筑桥梁、房屋的合金确定是强度高、韧性好、产量大的合金，符合这一要求的是钢。
6.(2022·中山高二检测)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、一般钢和不锈钢中的碳含量依次增加
C.镁在空气中燃烧发出刺眼的白光，可用于制作照明弹
D.日用铝制品表面掩盖着氧化膜，对内部金属起疼惜作用
【解析】选B。硬币的材料是合金；生铁的含碳量比钢高；镁燃烧发出刺眼的白光；铝制品表面有一层致密的氧化膜，能疼惜内部金属不被氧化。
7.铝硅合金(含Si 13.5%)，它在凝固时收缩率很小，因而这种合金适合铸造。在下列三种晶体①铝，②硅，③铝硅合金中，它们的熔点从低到高的挨次是
(　　)
A.①②③　　 　B.①③②　　　 C.②①③　　　 D.③①②
【解析】选D。由合金的特征可知，合金的熔点比各成分金属的熔点低，故熔点③<①，又知硅为原子晶体，熔点比铝的熔点高，故熔点由低到高为③<①<②。
【补偿训练】(2022·青岛高二检测)合金有很多特点，如Na-K合金为液体，而Na和K的单质均为固体。据此，试推想：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
【解析】选B。一般来说，合金的性质并不是各成分金属(或非金属)性质的“平均值”。合金的性能在很多方面优于各成分金属(或非金属)。例如，合金的硬度一般比它的各成分金属的大，多数合金的熔点一般比它的各成分金属的低。生铁是铁碳合金，其熔点要低于纯铁和碳。
8.(2022·阳泉高二检测)下面关于铝合金的说法中，错误的是(　　)
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，铝合金应在熔剂层掩盖下熔炼
C.镁铝合金在冷的浓硫酸中钝化
D.镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱(NaOH)腐蚀
【解析】选C。合金的熔点比组分金属的低，硬度比组分金属的高；铝在空气中极易被氧化，铝合金应在熔剂层掩盖下熔炼；镁在冷的浓硫酸中反应，不钝化；铝能同烧碱(NaOH)发生反应。
9.(2022·上饶高二检测)把ag铝铁合金粉末溶于足量盐酸中，再加入过量氢氧化钠溶液后过滤，将沉淀洗涤、干燥、灼烧，得到红棕色粉末的质量仍为ag，则此合金中铝的质量分数为(　　)
A.20% B.30% C.70% D.80%
【解析】选B。由铝铁合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液后过滤，沉淀为氢氧化铁，则经洗涤、干燥、灼烧，得到的固体粉末是氧化铁，氧化铁质量等于合金的质量，利用组成可知氧化铁中氧元素的质量等于合金中铝的质量，则合金中Al的质量分数等于氧化铁中氧的质量分数=16×3160×100%=30%。
【补偿训练】(2022·上饶高二检测)已知：Al(OH)3可与NaOH溶液反应生成能溶于水的NaAlO2，即Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O，而Mg(OH)2不与NaOH溶液反应。现将ag镁铝合金粉末溶于足量盐酸中，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀进行洗涤、干燥、灼烧，得到白色粉末的质量还是ag，则原合金中镁的质量分数为(　　)
A.40% B.60% C.80% D.无法确定
【解析】选B。镁、铝先和盐酸反应生成氯化镁和氯化铝，然后氯化铝再和过量的氢氧化钠反应生成能溶于水的NaAlO2，而氢氧化镁和氢氧化钠不反应，故沉淀为氢氧化镁，灼烧后的白色粉末为氧化镁，且白色粉末的质量还是ag。从反应的整个过程依据元素守恒，所以原合金中镁的质量分数就是氧化镁中镁元素的质量分数，即原合金中镁的质量分数=2424+16×100%=60%。
10.(2022·淄博高二检测)某化学小组在常温下测定确定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下试验方案：
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
下列有关推断中不正确的是(　　)
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选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小
D.试验室方案Ⅱ更便于实施
【解析】选B。铜与盐酸或NaOH溶液不反应，铝与盐酸或NaOH溶液反应，剩余的固体为铜，依据生成的氢气可以计算混合物中铝的质量，故溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液，A正确；铜和铝都均可以与稀硝酸反应，通过测量气体的体积，可以计算出混合物中铜、铝的质量，反应最终没有固体剩余，不能通过测定剩余固体的质量进行，B错误；铝在浓硝酸中生成一层致密的氧化物疼惜膜，发生钝化，剩余固体的质量大于混合物中铝的质量，实际测量铜的质量削减，铜的含量降低，C正确；测量气体的体积不如测量固体的质量简洁易操作，故D正确。
二、非选择题
11.(2022·黄冈高二检测)已知合金A由两种常见金属组成。为测定其组成，某同学的试验流程如图所示：

请回答：
(1)过程②中分别C和E的化学试验基本操作是__________；(2)溶液H中所含的阳离子有________________(用离子符号表示)；
(3)为测定合金的组成，若需要称量沉淀F的质量，则对F需要洗涤，如何证明沉淀F是否洗涤洁净________________。
【解析】(1)分别固体与溶液接受过滤的方法。
(2)溶液H中加入过量氨水生成沉淀F，说明F是氢氧化物沉淀，再由E加适量盐酸生成F，F在过量盐酸中溶解而生成溶液H，说明F是Al(OH)3，F溶于过量盐酸，所得溶液中的阳离子是Al3+和H+。
(3)若沉淀F未洗涤洁净，则表明会有沾附的氯离子，可向最终一次洗涤液中加入少量硝酸银溶液进行检验。
答案：(1)过滤　(2)Al3+、H+　(3)取最终一次洗涤液，向其中加入少量硝酸银溶液，若产生白色沉淀，则沉淀没有洗涤洁净，若无沉淀产生，则表明沉淀已经洗涤洁净
【方法规律】沉淀的洗涤
(1)沉淀洗涤目的：除去沉淀中沾附的杂质离子。
(2)沉淀洗涤的方法：向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，使水自然流出，重复操作2～3次。
(3)检验沉淀洗涤是否洁净的方法：取最终一次洗涤液，向其中加入少量沉淀试剂，若产生沉淀，则沉淀没有洗涤洁净，若无沉淀产生，则表明沉淀已经洗涤洁净。
12.(2022·锦州高二检测)在标准状况下进行甲、乙、丙三次试验，每次试验均取30 mL相同浓度的盐酸，并加入同一种镁、铝合金粉末，产生气体。有关数据列表如下：
试验序号
合金质量/mg
气体体积/mL
甲
255
280
乙
385
336
丙
459
336

依据表中数据计算：
(1)盐酸的物质的量浓度为________。
(2)合金中，镁与铝物质的量之比为________。
(3)在丙试验后，向容器中加入确定量的1 mol·L-1NaOH溶液，合金中铝粉恰好完全溶解，则NaOH溶液的体积为________。
【解析】解答本题时应首先依据表中数据推断每一次试验中金属和盐酸的相对量的状况，然后确定计算，依据化学方程式进行计算。3次试验中盐酸的量相同，由表中数据可知，甲中盐酸过量，丙中金属过量。
(1)用丙组计算c(HCl)
n(HCl)=2n(H2)=0.336 L22.4 L·mol-1×2=0.03 mol
c(HCl)=0.03mol0.03 L=1 mol·L-1；
(2)由甲组计算Mg、Al的物质的量
n(Mg)+32n(Al)=0.28 L22.4 L·mol-1=0.012 5 mol
24 g·mol-1×n(Mg)+27 g·mol-1×n(Al)=0.255 g。
联立两式可得：n(Mg)=n(Al)=0.005 mol
n(Mg)∶n(Al)=1∶1；
(3)丙中n(合金)=459 mg×2×0.005mol255 mg=0.018 mol，
n(Mg)=n(Al)=0.009 mol
与0.03 mol HCl反应后生成n(Mg2+)=0.009 mol，
n(Al3+)=0.004 mol
向丙中加NaOH溶液，据元素守恒分析，反应完全后，溶液中存在的物质为NaAlO2、NaCl、Mg(OH)2，物质中的钠元素完全来源于NaOH，n(Na+)=n(NaAlO2)+n(NaCl)=
n(Al)+n(HCl)=0.009+0.03=0.039(mol)，n(NaOH)=0.039 mol，V(NaOH)=39 mL。
答案：(1)1 mol·L-1　(2)1∶1　(3)39 mL
13.(力气挑战题)含镁3%～5%的铝镁合金，现已成为轮船制造、化工生产、机械制造等行业的重要原材料。现有一块已知质量的铝镁合金，欲测定其中镁的质量分数，几位同学设计了不同的试验方案。
试验设计1：
铝镁合金测定生成气体的体积
试验设计2：
铝镁合金充分反应后测定剩余固体的质量
试验设计3：
铝镁合金溶液过滤，测定沉淀的质量
(1)上述试验方案中，各发生了哪些化学反应？请尝试写出有关反应的化学方程式。这些反应体现了铝、镁单质的哪些性质？
(2)上述各试验方案能否测出合金中镁的质量分数？
【解析】

答案：(1)Mg+2HClMgCl2+H2↑
2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑
2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
MgCl2+2NaOH2NaCl+Mg(OH)2↓
AlCl3+4NaOHNaAlO2+3NaCl+2H2O
体现了Mg、Al单质的还原性和Al既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应的性质。
(2)上述三个方案都可测出镁的质量分数。
【补偿训练】学校课外活动小组为了测定某钢铁厂生铁样品中铁的质量分数，在试验室称取生铁样品5.8 g放入烧杯中(烧杯的质量为30 g)。然后再加入
50 g稀硫酸，使之充分反应后，称量，烧杯及烧杯中物质的总质量为85.6 g(已知该反应中稀硫酸恰好反应完，杂质不参与反应)。请计算：
(1)产生氢气的质量是________g。
(2)该生铁样品中铁的质量分数为________(精确到0.1%)。
(3)样品中杂质的质量为________，反应后的溶液中溶质的质量分数为________(精确到0.1%)。
【解析】(1)由于产生的氢气是气体，依据质量守恒定律，反应前后烧杯中削减的质量就是生成的氢气的质量，所以产生氢气的质量是5.8 g+30 g+50 g-
85.6 g=0.2 g。
(2)设生铁样品中铁的质量为x，生成FeSO4的质量为y
Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
56 152 2
x y 0.2 g
56x=152y=20.2 g，解得x=5.6 g，y=15.2 g
生铁样品中铁的质量分数为5.6 g5.8 g×100%≈96.6%。
(3)样品中杂质的质量为5.8 g-5.6 g=0.2 g，反应后溶液的质量为85.6 g-
30 g-0.2 g=55.4 g，所以溶液中溶质的质量分数为15.2 g55.4 g×100%≈27.4%。
答案：(1)0.2　(2)96.6%　(3)0.2 g　27.4%
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