高中化学第三章金属及其化合物3.3用途广泛的非金属材料同步测试2

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第3节 用途广泛的金属材料

一、选择题

1.只含有下列成分的物质一定不是合金的是( ) A.Fe、C B.Cu、Zn C.Al、Cu D.C、Si

2.铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料,主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是( )

A.不易生锈 B.导电性好 C.密度小 D.强度高

3.“垃圾是放错了位置的资源”,应该分类回收,生活中废弃的不锈钢刀、铝质易拉罐、铜导线等可以归为一类加以回收,它们属于( )

A.碱 B.金属或合金 C.氧化物 D.盐

4.下列物质不属于铁合金的是( ) A.不锈钢 B.碳素钢 C.生铁 D.氧化铁

5.(2016·洛阳高一检测)下列有关金属或合金的说法中不正确的是( ) A.生铁属于合金

B.一般地,合金的熔点比它的各成分金属的更低 C.合金的化学性质与成分金属的化学性质不同

D.改变原料的配比、改变生成合金的条件,可以得到具有不同性能的合金 6.下列说法正确的是( ) A.所有不锈钢都只含有金属元素 B.我国流通的硬币材质是金属单质 C.打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具 D.镁合金的硬度和强度均高于纯镁

7.有人要用金属材料做一个匾额的边框挂在墙上,从美观、经济、轻便的角度考虑,最好选用( )

A.钢铁 B.铝合金

C.银合金 D.金

8.(2016·长沙高一检测)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

9.金属及其制品在腐蚀介质中很容易被腐蚀,其使用寿命大为降低。因此只有对腐蚀介质中的金属及其制品采取防护措施,才能保证金属工艺设备的安全性和工农业生产顺利进行。下列对金属及其制品的防护措施中错误的是( )

A.铁锅用完后,用水刷去其表面的油污,置潮湿处保存 B.通过特殊工艺,增加铝制品表面的氧化膜厚度 C.对于易生锈的铁制品(如防护网)要定期涂刷防护漆 D.把Cr、Ni等金属加入到普通钢里制成不锈钢

10.(2016·杭州高一检测)将5.0 g某金属合金放入足量的稀盐酸中,共收集氢气在标准状况下的体积为2.24 L,则该金属合金可能是( )

A.Mg-Al合金 B.Fe-Al合金 C.Fe-Zn合金 D.Cu-Zn合金

11.由中国社会科学院考古研究所、成都文物考古研究所、成都金沙遗址博物馆共同举办的《殷墟宝藏展览》展出了“司母辛鼎”,它是中国出土的第二大鼎。至今为止出土的国宝级青铜器中有些看上去仍然熠熠生辉。下列对其原因的分析中最可能的是( )

A.它们的表面电镀上了一层耐磨的黄金

B.环境污染日趋严重,它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去 C.铜属于金属活动性较弱的金属,因此不被氧化 D.它们是由含有一定比例金、银、锡、锌的铜合金制成的

12.(2016·珠海高一检测)某化学小组在常温下测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数,设计了如下实验方案:

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

下列有关判断中不正确的是( )

测定剩余固体的质量。

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.实验室方案Ⅱ更便于实施 二、非选择题

13.铜是生命必需的元素,也是人类最早使用的金属之一,铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响,请回答下列问题。

(1)在化学反应中,铜元素可表现为0、+1、+2价。在西汉古籍中曾有记载:曾青得铁则化为铜[曾青(CuSO4)跟铁反应就生成铜]。试写出该反应的化学方程式:______________。

(2)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:__________________。

(3)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 ℃): __________。

14.某铝合金(硬铝)中含有铝、镁、铜、硅,为了测定该合金中铝的含量,有人设计了如下方案:

(1)取样品a g,称取时使用的仪器名称为________。

(2)将样品溶于足量的稀盐酸中,过滤,滤液中主要含有__________(填离子符号),滤渣中含有__________,在溶解过滤时使用的仪器有__________。

(3)在滤液中加入过量的氢氧化钠溶液,过滤。写出该步操作中有关反应的化学方程式:________________。

(4)在第(3)步的滤液中通入足量CO2,过滤,将沉淀用蒸馏水洗涤数次后,烘干并灼烧至质量不再减小为止,冷却后称量,质量为b g。该样品中铝的质量分数为________________。

15.已知合金A由两种常见金属组成。为测定其组成,某同学的实验流程如图所示:

请回答:

(1)过程②中分离C和E的化学实验基本操作是________;

(2)溶液H中所含的阳离子有________________(用离子符号表示);

(3)已知活泼金属可把比其活泼性差的金属从其氧化物中置换出来,则合金A与D在高温下反应的化学方程式__________。

[能力提升]

16.已知某合金中除铝外还可能含有铁和铜中的一种或两种,所含金属的质量分数都在5%以上。请设计合理的实验探究该合金中铁、铜的存在。

限选择的仪器和试剂:烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、胶头滴管、药匙、酒精灯、坩埚、坩埚钳、1 mol/L 硫酸、新制氯水、2 mol/L NaOH溶液、KSCN溶液。

完成以下实验探究过程: (1)提出假设

假设1 该合金中除Al外还含有________元素; 假设2 该合金中除Al外还含有________元素; 假设3 该合金中除Al外还含有Fe、Cu元素。 (2)实验过程

基于假设3,完成下列实验操作、预期现象与结论。 编号 ① ② ③ ④ 实验操作 预期现象与结论 17.欲测定某铝铜合金的组成,进行了如下实验:称取粉末状样品1.0 g,量取某浓度

的盐酸20 mL,第一次往样品中加入盐酸10 mL,收集到标准状况下的气体224 mL;再往样品中加入盐酸10 mL,又收集到标准状况下的气体112 mL。试求:

(1)所取盐酸的物质的量浓度为________。 (2)样品中铝的质量分数为________。

课时达标训练(十九)

1.解析:选D C、Si均为非金属元素,根据合金的定义,合金中必然含有金属元素。 2.解析:选B 窗框、卷帘门、防护栏与导电性无关。

3.解析:选B 不锈钢刀、铝质易拉罐、铜导线均是由金属材料制成的,应将它们归为金属或合金一类。

4.解析:选D 氧化铁是氧化物,不具有金属的性能。

5.解析:选C 因为制作合金时,没有发生化学反应,只是将它们混熔在一起了,所以各成分金属都保持各自的化学性质。

6.解析:选D A项,不锈钢亦可含有非金属元素;B项,我国流通的硬币为合金,含有锡等金属;C项,明代没有发现冶炼铝的方法,不可能有铝制餐具;D项,合金的硬度一般比其成分金属的硬度大。

7.解析:选B 铝合金既经济又轻便,也很美观,是符合要求的材料。

8.解析:选C 合金是金属与金属(或非金属)熔合成的具有金属特性的物质,所以A正确;合金一般比其成分金属的强度和硬度都大,所以B正确;因为补牙的结果是得到强度较大的固体,所以汞合金应不呈液态,即其熔点不会比汞的低,所以C错误、D正确。

9.解析:选A 本题考查防止或减缓金属材料腐蚀的措施。 10.解析:选B 由题意知,n(H2)=

2.24 L

=0.1 mol,即产生0.1 mol H2消耗金

22.4 L/mol

属合金为5.0 g,产生1 mol H2消耗金属合金为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。

11.解析:选D 古代没有电镀技术,有些国家级青铜器至今看上去仍然熠熠生辉,其材料应是抗腐蚀性强的铜合金。

12.解析:选B 因铝具有两性,而铜不能与碱、无氧化性酸反应,所以A和B是盐酸或氢氧化钠时,都与铝反应,故A正确;又因测固体质量比测气体体积易进行,故D正确;

若A和B都选用稀硝酸时则方案Ⅱ无法实施,故B错;若B是浓硝酸时则铝钝化生成Al2O3,导致剩余固体质量增加,所以测得铜的质量分数偏小,故C正确。

13.解析:(1)中实际上是用铁还原CuSO4得到单质铜。(2)中因为铜绿(碱式碳酸铜)能与酸反应,生成可溶性盐和气体,故可用盐酸除去。(3)铜在古代作为货币主要因为其熔点低,易于铸造,且不易腐蚀。

答案:(1)CuSO4+Fe===FeSO4+Cu

(2)Cu2(OH)2CO3+4HCl===2CuCl2+CO2↑+3H2O

(3)铜的化学性质比较稳定,不易被腐蚀;铜的熔点低,容易冶炼铸造成形

14.解析:将样品溶于盐酸发生的反应为Mg+2HCl===MgCl2+H2↑,2Al+6HCl===2AlCl3

+3H2↑;铜、硅与盐酸不反应,所以过滤后所得滤液中含有Mg、Al,滤渣中含有铜和硅;滤液中加入过量的NaOH时,发生的反应是MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl,AlCl3+4NaOH===NaAlO2+3NaCl+2H2O,所以得到的滤液中铝元素以AlO2存在,所以可知在通入CO2时会反应而得到Al(OH)3沉淀,然后将Al(OH)3加热灼烧后得到氧化铝。所以氧化铝的质9b9b量为b g,其中铝的质量为 g,即为合金中铝的质量,所以合金中铝的质量分数为

1717a×100%。

答案:(1)托盘天平

(2)Mg、Al 铜和硅 漏斗、玻璃棒、烧杯、铁架台(带铁圈)、滤纸 (3)MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl, AlCl3+4NaOH===NaAlO2+3NaCl+2H2O (4)

9b×100% 17a2+

3+

-2+

3+

15.解析:(1)分离固体与溶液采用过滤的方法。(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在过量盐酸中不沉淀而生成溶液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Al和H。(3)由沉淀C的颜色知C为Fe(OH)3,则D是Fe2O3,则合金是Fe-Al,Al在高温下可置换出Fe。

答案:(1)过滤 (2)Al、H 高温

(3)2Al+Fe2O3=====Al2O3+2Fe

16.解析:(1)因该合金中除Al外还可能含有Fe和Cu中的一种或两种,故只有三种可能:除Al外,只含有Cu,只含有Fe或Cu和Fe都存在。(2)因题目明确提出,按照假设3进行实验。该合金中的三种金属中Al和Fe都可以和稀硫酸反应生成H2,Cu不与稀硫酸

3+

3+

反应;Fe与Cu都不与NaOH溶液反应,只有Al与NaOH溶液反应。所以可先用NaOH溶液使Al溶解,再使不溶物与稀硫酸反应使Fe溶解为Fe,然后用新制氯水将Fe氧化为 Fe

3+

2+

2+

3

,并用KSCN溶液证明含有Fe,最后将不溶物在坩埚中加热使Cu变为CuO,并用稀硫酸

2+

使之溶解,得到蓝色溶液证明含有Cu即可证明Cu的存在。

答案:(1)Cu Fe(答案的顺序可交换)

(2)①用药匙取少许样品,加入试管A中,再用胶头滴管滴加NaOH溶液到试管A中至过量,充分反应后,静置,弃去上层清液,剩余固体备用 样品部分溶解,并有气体放出,可能含Cu ②往试管A的剩余固体中加入过量稀硫酸,充分反应后,静置,取上层清液于试管B中,剩余固体备用 固体部分溶解,并有气体放出,溶液呈浅绿色,可能含Fe ③往试管B中加入少许新制氯水,再滴加KSCN溶液 溶液先变成棕黄色,加KSCN后显红色,结合②可知,一定含Fe ④取出②剩余固体在坩埚中加热,将加热后的固体移入试管C中,再滴加稀硫酸 滴加稀硫酸后试管C中的固体溶解,溶液显蓝色,说明一定含Cu

17.解析:由题意得,当加入10 mL盐酸时生成224 mL H2(即0.01 mol),此时盐酸完0.01 mol×2全反应,因此盐酸的物质的量浓度为 =2 mol/L;当再加入10 mL盐酸时,只

0.01 L生成112 mL H2(即0.005 mol),说明铝完全反应,根据反应2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑可知,生成0.015 mol H2,需用n(Al)=0.01 mol,w(Al)=

答案:(1)2 mol/L (2)27%

0.01 mol×27 g/mol

×100%=27%。

1.0 g

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