3.3 用途广泛的金属材料 练习 2021-2022学年高一上学期化学人教版必修1

用途广泛的金属材料练习
一、单选题
1.下列关于合金的说法中，正确的是()
A. 在我国使用最早的合金是钢
B. 生铁的含碳量为0.03～0.2%
C. 储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成具有广阔前景的金属氢化物的材料
D. 稀土金属不能用于生产合金
2.“蛟龙”号载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金。

下列有关合金的说法中正确的是
()
A. 钛合金是一种新型的金属单质
B. 钛合金的熔点比成分金属的低，硬度小
C. 钛合金的化学性质与钛单质相同
D. 青铜、碳素钢、合金钢和硬铝均是合金
3.下列关于新型合金材料说法不正确的是()
A. 镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料
B. 钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼
C. 形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状
D. 利用合金的熔点低于成分金属这一特点可制得耐热合金
4.下列有关合金的说法不正确的是()
A. 多数合金比单一金属有更大的硬度
B. 多数合金比单一金属有更高的熔点
C. 我国早在3000年前就使用合金
D. 新型合金有记忆合金、储氢合金等
5.纯铁的熔点为1535℃，而高炉炼铁时生铁(含碳量较高的铁合金)在1200℃左右就熔化
了，这是因为()
A. 铁的纯度越高熔点越低
B. 生铁是铁碳合金，熔点比纯铁低
C. 合金的熔点比其各成分金属的熔点高
D. 生铁在高炉中熔化时发生了化学反应
6.不锈钢在大气中比较稳定，不容易生锈，可能是因为加入了()
A. Ni和Cr
B. Ni和Au
C. Cr和Au
D. Cr和Pt
7.下列说法中正确的是()
A. 合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物
B. 生铁的熔点比纯铁低，但机械强度和硬度比纯铁高
C. 青铜比纯铜的硬度低
D. 生铁中的铁与纯铁的化学性质不同
8.武德合金(由50%铋、25%铅、12.5%锡和12.5%镉制成，熔点为70℃)常用于制作电器
保险丝，是因为它具有下列性质中的()
①熔点低②延展性好③不易氧化④硬度大
A. ①
B. ①②③
C. ①②
D. 全部
9.我国的古代文物呈现了瑰丽的历史文化。

下列文物中，主要成分属于合金的是()
A.颜真卿祭侄文稿
B.西汉素纱禅衣
C.唐兽首玛瑙杯
D.三星堆青铜面具
10.化学对提高人类生活质量和促进社会发展具有重要作用。

下列说法不正确的是()
A. 强化木地板表面的氧化铝具有耐磨与阻燃的作用
B. 预防新冠病毒用95%的酒精比用75%的酒精效果好
C. 高铁和城铁所用镁合金具有密度小、强度高、耐腐蚀等特点
D. 用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土吸收水果产生的乙烯以保鲜
11.历史文物本身蕴含着许多化学知识，下列说法错误的是()
A. 我国古老的马家窑青铜刀属于青铜制品，青铜是一种合金
B. 范宽的《溪山行旅图》属于绢本水墨画，其中作画用的墨的主要成分为炭黑
C. 中国古代专为皇宫烧制的细料方砖，质地密实，敲之作金石之声，称之“金砖”，
属于硅酸盐产品
D. 享誉世界的中国丝绸，其主要成分为天然纤维，在元素组成上与纤维素完全相同
二、填空题
12.钢和生铁都是铁合金，炼钢的主要原料是生铁。

在古代，人们把烧红的生铁放在铁砧上
反复捶打，最终可使生铁转化为钢，这也就是成语“百炼成钢”和“千锤百炼”的来历。

请你根据所学知识，写出上述最主要一步反应的化学方程式：
___________________________________________________________________________ _______。

13.创新发展材料推动人类社会的进步。

2017年9月，歼−20飞机正式列装部队，标志着空
军向着空天一体、攻防兼备的目标迈出了新的步伐。

(1)歼−20机体采用大量CFRP(碳纤维增强塑料)。

CFRP属于________(填字母)。

a.金属材料
b.无机非金属材料
c.复合材料
(2)歼−20的承力梁采用轻质钛合金构件。

下列属于钛合金性质的是________(填字母)。

a.高强度
b.高密度
c.高韧性
(3)歼−20的飞行仪表板多采用有机玻璃材料。

有机玻璃受热易熔化，易于加工成型，
属于________(填“热固性”或“热塑性”)塑料。

(4)歼−20的信息系统上大量使用光导纤维，光导纤维的成分是________(填字母)。

a.3CaO·SiO2
b.SiO2
c.聚异戊二烯
(5)在国产第五代战机研制中，提出了在高功率器件封装中采用高导热氮化铝基板构想。

写出氮化铝化学式________。

氮化铝可以由氧化铝、氮气和碳粉(过量)混合在一定条件下制得，写出反应的化学方程式________。

三、实验题
14.某工厂的工业废水中含有大量的Fe2+、SO42−和较多的Cu2+及少量的Na+.为了减少污染
并变废为宝，工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜。

请根据流程图，在方框和括号内填写物质名称(或主要成分的化学式)或操作方法，完成回收硫酸亚铁和铜的简单实验方案。

(1)实验室中操作②所需要的玻璃仪器为______________________________。

(2)试剂⑤的化学式为______，发生化学反应的离子方程式为
__________________________________________。

(3)得到的沉淀⑦洗涤方法
___________________________________________________________________________ _______________。

(4)⑨的实验操作为
__________________________________________________________________。

15.某大型化工厂产生的酸性废液中含有两种金属离子：Fe3+、Cu2+，化学小组设计了如
图所示的方案对废液进行处理，以回收金属，保护环境。

(1)操作①的名称是______ 。

(2)写出操作①过程中，Fe3+与铁屑反应的离子方程式______ 。

(3)溶液A中加入足量H2O2溶液的目的是将溶液A中的Fe2+完全转化为Fe3+，在此过程
中H2O2所起的作用是______ (A.氧化剂B.还原剂)。

写出该过程的离子方程式：______ 。

(4)检验溶液B中含有的金属阳离子的实验方法为：取少量溶液B于洁净的小试管中，
加入______ 试剂，溶液迅速转变为红色，即可检验。

(5)H2O2、乙醇、NaClO等水溶液可用于灭活新型冠状病毒，H2O2灭菌原理与______ 相
同。

A.乙醇
B.NaClO
答案和解析
1.【答案】C
【解答】
A.铜的活泼性较差，比较容易冶炼，我国最早使用的合金是青铜，不是钢，故A错误；
B.生铁的含碳量为2%～4%，钢的含碳量为0.03%～0.2%，故B错误；
C.储氢合金是一类能够大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物的材料，如镧镍合金，它吸收氢气可结合成金属氢化物，故C正确；
D.稀土金属可以用于生产合金，提高合金的性能，故D错误。

故选C。

2.【答案】D
【解答】A.合金是指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，不属于单质，A错误；
B.合金的熔点一般比成分金属的熔点低但硬度大，B错误；
C.合金的化学性质与其成分金属的化学性质是相同的，钛合金除具备钛单质的化学性质外，还具有其他成分的化学性质，C错误。

3.【答案】D
【解答】
A.镍和镧组成的一种合金LaNi x是较好的储氢材料，能快速可逆地存储和释放H2，其储氢原理为：镧镍合金吸附H2，H2解离为原子，H储存在其中形成LaNi x H6，故A正确；
B.钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼，故B正确；
C.形状记忆合金具有记忆功能，可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状，故C正确；
D.多数合金的熔点低，但耐热合金熔点高，故D错误。

4.【答案】B
【解析】解：A.合金的性质是：合金的硬度大，熔点低，耐腐蚀，因此合金的硬度一般比各成分金属大，故A正确；
B.合金的熔点比各成分金属的低，故B错误；
C.我国早在3000多年前就掌握了炼铜技术，可以制造青铜，故C正确；
D.新型合金有记忆合金、储氢合金、轻质合金、超耐热合金等，故D正确。

故选：B。

本题主要考查合金与合金的性质，难度不大，注意合金的硬度大，熔点低，耐腐蚀．
【解答】A.纯铁的熔点为1535℃，生铁(含碳量较高的铁合金)的熔点为1200℃左右，不能说明铁的纯度越高熔点越低，故A错误；
BC.合金的熔点低于其成分金属的熔点，生铁的熔点低是因为其是铁碳合金，故B正确，C 错误；
D.生铁在高炉中熔化时没有发生化学反应，只发生了物理变化，故D错误。

6.【答案】A
【解答】不锈钢中添加的元素主要是Ni和Cr。

7.【答案】B
【解答】
A.合金是由一种金属跟其他金属(或非金属)熔合而成的具有金属特性的物质，所以合金一定是混合物，故A错误；
B.合金的熔点通常比成分金属低，硬度通常比成分金属高，故生铁的熔点比纯铁低，但机械强度和硬度比纯铁高，故B正确；
C.合金的熔点通常比成分金属低，硬度通常比成分金属高，青铜是铜锡合金，故青铜比纯铜的硬度大，故C错误；
D.生铁中的铁与纯铁的化学性质相同，故D错误。

故选B。

8.【答案】A
9.【答案】D
【解答】
A.颜真卿祭侄文稿是纤维素的一种，主要成分不属于合金，故A错误；
B.西汉“素纱禅衣”是丝绸的一种，主要成分不属于合金，故B错误；
C.唐兽首玛瑙杯，主要成分是二氧化硅，主要成分不属于合金，故C错误；
D.三星堆青铜面具，是铜合金，主要成分属于合金，故D正确。

10.【答案】B
【解答】
A.氧化铝熔点高，不易燃烧，并且很稳定，所以强化木地板表面的氧化铝具有耐磨与阻燃的作用，故A 正确；
B.医学上常用75%酒精溶液消毒杀菌，75%的酒精溶液消毒杀菌效最好，故B错误；
C.镁合金具有密度小、强度高、耐腐蚀等特点，常用于高铁和城铁的设备制造，故C正确；
D.乙烯是一种植物生长调节剂，对水果蔬菜具有催熟的作用，为了延长水果的保鲜期，应除掉乙烯，将浸泡有酸性高锰酸钾溶液的硅藻土放置在盛放水果的容器中可除去乙烯，故D 正确。

【解答】
A.我国古老的马家窑青铜刀属于青铜制品，青铜实际是一种合金，故A正确；
B.范宽的《溪山行旅图》属于绢本水墨画，其中作画用的墨的主要成分为炭黑，碳单质常温下比较稳定，所以水墨画可以长时间保存，故B正确；
C.中国古代专为皇宫烧制的细料方砖，质地密实，敲之作金石之声，称之“金砖”，材料实际上并不是黄金，而是属于硅酸盐产品，故C正确；
D.享誉世界的中国丝绸，其主要成分为蛋白质，在元素组成上与纤维素不完全相同，故D 错误。

12.【答案】C+O2CO2
【解答】
生铁的含碳量比钢的含碳量高，炼钢就是设法降低生铁中的含碳量；把烧红的生铁放在铁砧上反复捶打，可以使生铁中的碳和氧气反应生成二氧化碳，从而降低含碳量；碳和氧气反应的化学方程式为：C+O2CO2，故答案为：C+O2CO2。

13.【答案】(1)c；
(2)a、c；
(3)热塑性；
(4)b；
(5)AlN；Al2O3+N2+3C2AlN+3CO。

【解答】
(1)碳纤维增强塑料属于复合材料，故选c；
(2)轻质钛合金构件具备高强度、低密度和高韧性的性质，故选a、c；
(3)有机玻璃受热易熔化，易于加工成型，属于热塑性；
(4)光导纤维的成分是二氧化硅，故选b；
(5)氮化铝化学式为AlN，氧化铝、氮气和碳单质高温下反应，生成氮化铝和CO，化学方程式为：Al2O3+N2+3C2AlN+3CO。

14.【答案】(1)漏斗、玻璃棒、烧杯；
(2)H2SO4；Fe+2H+=Fe2++H2↑；
(3)在过滤装置用玻璃棒或胶头滴管中引入蒸馏水浸没沉淀，待水流尽后重复操作2到3次；
(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥。

【解答】
工业废水中含大量硫酸亚铁、Cu2+和少量的Na+，从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜，结合流程可知，①为Fe，操作②为过滤，将溶液中的Cu2+置换出来，则④中主要含硫酸亚铁，
③中含Cu、Fe(为了使得置换完全过量的部分)，加入⑤为H2SO4，操作⑥为过滤，得到⑦为Cu，⑧中主要含FeSO4，操作⑨为蒸发、浓缩、结晶、过滤，可得到，(1)操作②的名称为过滤，所需要的玻璃仪器为漏斗、玻璃棒、烧杯，
故答案为：漏斗、玻璃棒、烧杯；
(2)试剂⑤的化学式为H2SO4，化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，所以离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，
故答案为：H2SO4；Fe+2H+=Fe2++H2↑；
(3)得到的沉淀⑦洗涤方法：在过滤装置用玻璃棒或胶头滴管中引入蒸馏水浸没沉淀，待水流尽后重复操作2到3次，
故答案为：在过滤装置用玻璃棒或胶头滴管中引入蒸馏水浸没沉淀，待水流尽后重复操作2到3次；
(4)溶液中得到溶质晶体的方法是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥，
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥。

15.【答案】过滤Fe+2Fe3+=3Fe2+ A 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O KSCN或硫氰化钾 B
【解析】解：(1)操作①分离不溶性固体与溶液，名称是过滤，沉淀A中含有金属单质Fe、Cu，
故答案为：过滤；
(2)操作①过程中，Fe3+与铁屑发生反应的离子方程式为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，
故答案为：Fe+2Fe3+=3Fe2+；
(3)溶液A中加入H2O2溶液，其作用是将Fe2+氧化成Fe3+，所以在此过程中H2O2所起的作
用是氧化剂，故选A，发生的反应为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，
故答案为：A；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
(4)检验溶液B中含有的金属阳离子的实验方法为：取少量溶液B于洁净的小试管中，加入硫氰化钾溶液试剂，溶液迅速转变为血红色，即可检验，
故答案为：KSCN或硫氰化钾；
(5)A.乙醇为有机物，能使蛋白质凝固，丧失生物活性，从而达到杀菌的目的，和H2O2不一样，故A错误；
B.NaClO和H2O2一样，具有强氧化性，不同强氧化性使菌体和病毒的蛋白质发生改变，从
而使病源微生物致死，故B正确；
故答案为：B。

由流程可知，酸性废液中含Fe3+、Cu2+，加入过量铁发生2Fe3++Fe=3Fe2+、Cu2++Fe= Fe2++Cu，操作①为过滤，沉淀A为Cu、Fe，②中发生2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，
③中加氨水发生Fe3++3NH3⋅H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+，沉淀C为Fe(OH)3，废水通过处理不含Fe3+、Cu2+，可以排放。

(1)操作①分离不溶性固体与溶液；
(2)操作①过程中，Fe3+与铁屑发生氧化还原反应生成Fe2+；
(3)溶液A中加入H2O2溶液，H2O2将Fe2+氧化成Fe3+，本身被还原生成水；
(4)Fe3+用硫氰化钾溶液检验；
(5)A.乙醇为有机物，能使蛋白质凝固，丧失生物活性；
B.NaClO和H2O2一样，具有强氧化性。