考點(diǎn)18金屬材料合金

考點(diǎn)18金屬材料合金【知識(shí)梳理】一、合金與鐵合金1．合金的定義與性質(zhì)(1)定義：由兩種或兩種以上的金屬與金屬(或非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。屬于混合物。(2)性能：合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能，在許多方面不同于各成分金屬。合金的性能可通過(guò)所添加的合金元素的種類、含量和生成合金的條件等加以調(diào)節(jié)。(3)純金屬與合金結(jié)構(gòu)的差異：純金屬內(nèi)，所有原子的大小和形狀都是相同的，原子的排列十分規(guī)整；純金屬形成合金后，改變了金屬原子有規(guī)則的層狀排列，使原子層之間的相對(duì)滑動(dòng)變得困難，導(dǎo)致合金的硬度變大。2．鐵合金(1)生鐵和鋼是含碳量不同的兩種鐵碳合金。(2)生鐵的含碳量比鋼的高。生鐵的硬度大，鋼具有良好的延展性。(3)鋼是用量最大，用途最廣的合金【核心歸納】鋼的分類如下：碳素鋼低碳鋼：韌性、焊接性好，強(qiáng)度低中碳鋼：強(qiáng)度高，韌性及加工性好高碳鋼：硬而脆，熱處理后彈性好合金鋼具有各種不同的優(yōu)良性能，用于制不銹鋼及各種特種鋼二、新型合金1．儲(chǔ)氫合金①儲(chǔ)氫方法eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(傳統(tǒng)方法\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(利用高壓鋼瓶來(lái)儲(chǔ)氫,儲(chǔ)存液態(tài)氫)),現(xiàn)代方法：儲(chǔ)氫合金))②含義儲(chǔ)氫合金是一類能夠大量吸收H2，并與H2結(jié)合成金屬氫化物的材料。③要求：具有實(shí)用價(jià)值的儲(chǔ)氫合金要求儲(chǔ)氫量大，金屬氫化物既容易形成，稍稍加熱又容易分解，室溫下吸、放氫的速率快。④實(shí)例：Ti-Fe合金、La-Ni合金。2．其他新型合金：①鈦合金、耐熱合金和形狀記憶合金等新型合金廣泛應(yīng)用于航空航天、生物工程和電子工業(yè)等領(lǐng)域。②噴氣式飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)葉片是由鎳、鐵、碳和鈷組成的鎳鈷合金制造的，能承受1100℃的高溫。③我國(guó)“蛟龍”號(hào)載人潛水器最關(guān)鍵的部件——供人活動(dòng)的耐壓球殼是由鈦合金制造的?！緦?duì)點(diǎn)例題】例1．（2022·遼寧大連·高一期末）合金的應(yīng)用極大地促進(jìn)了人類社會(huì)的發(fā)展。下列不屬于合金的是()A．狗頭獸首銅像B．柔性顯示屏(基礎(chǔ)材料：石墨烯)C．流通硬幣D．潛水器外殼(鈦、鋁等)【答案】B【解析】合金是由兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬熔合而成具有金屬特性的物質(zhì)，據(jù)此解答。A．狗頭獸首銅像屬于合金，A錯(cuò)誤；B．柔性顯示屏(基礎(chǔ)材料：石墨烯)不屬于合金，B正確；C．流通硬幣屬于合金，C錯(cuò)誤；D．潛水器外殼(鈦、鋁等)屬于合金，D正確。答案選B。例2．（2022·全國(guó)·高一課時(shí)練習(xí)）氫能是最理想的能源，科學(xué)家們研制出一種能方便地儲(chǔ)存、釋放氫氣的儲(chǔ)氫材料，這種儲(chǔ)氫材料是A．合金 B．無(wú)機(jī)非金屬 C．合成材料 D．復(fù)合材料【答案】A【解析】鑭鎳合金是金屬金屬和金屬形成的合金材料，目前可以解決氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸問(wèn)題，故選A。例3．（2022·安徽阜陽(yáng)·高一期末）將一個(gè)預(yù)先做好的“ICE”形狀的鎳鈦合金，破壞形狀后，只要在熱水中浸泡，其便會(huì)恢復(fù)原來(lái)形狀。下列說(shuō)法正確的是()A．記憶合金的形狀變化屬于化學(xué)變化B．合金的熔點(diǎn)一般比各組分金屬高，硬度比各組分金屬小C．形狀記憶合金在醫(yī)療上可用來(lái)接斷骨等，在日常生活中可制眼鏡框架等D．鈦合金的化學(xué)性質(zhì)與鈦單質(zhì)完全相同【答案】C【解析】記憶合金的形狀變化沒(méi)有生成新物質(zhì)，屬于物理變化，A不正確；合金的熔點(diǎn)一般比組分金屬的低，但硬度要比組分金屬的大，B不正確；形狀記憶合金在醫(yī)療上可用來(lái)接斷骨等，在日常生活中可制眼鏡框架等，C正確；鈦合金中因?yàn)榧尤肓似渌饘?，化學(xué)性質(zhì)與鈦單質(zhì)不完全相同，D不正確?！具_(dá)標(biāo)檢測(cè)】1．（2023秋·湖南郴州·高一統(tǒng)考期末）化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)，下列生活中常見(jiàn)物品的主要成分屬于金屬材料的是A．電源插座盒 B．和諧號(hào)列車的車廂 C．家用實(shí)木筷子 D．汽車輪胎【答案】B【解析】A．電源插座盒主要成分是塑料，A不選；B．和諧號(hào)列車的車廂主要成分是合金材料，B選；C．家用實(shí)木筷子主要成分是木材，C不選；D．汽車輪胎主要成分是橡膠，D不選；故選B。2．（2023·上海寶山·統(tǒng)考二模）關(guān)于生鐵和鋼的區(qū)別正確的是A．生鐵屬于純凈物，鋼屬于混合物 B．生鐵比鋼的含碳量更高C．生鐵比鋼彈性更好 D．生鐵屬于鐵-碳合金，鋼也是合金但不含碳【答案】B【解析】A．生鐵也是混合物，且含碳量更高，A錯(cuò)誤；B．生鐵比鋼的含碳量更高(生鐵：>2%，鋼：0.03-2%)，B正確；C．鋼彈性更好，C錯(cuò)誤；D．鋼中含碳，D錯(cuò)誤。故答案：B。3．（2022秋·云南玉溪·高一云南省玉溪第一中學(xué)?？茧A段練習(xí)）化學(xué)在生產(chǎn)和日常生活中有重要的應(yīng)用。下列說(shuō)法不正確的是A．目前我國(guó)流通的硬幣是由合金材料制造的B．合金的熔點(diǎn)一般比其成分金屬的熔點(diǎn)高C．青銅是我國(guó)使用最早的合金材料，目前世界上使用量最大的合金材料是鋼鐵D．鋁比鐵活潑，但在空氣中鋁制品比鐵制品耐腐蝕【答案】B【解析】A．硬幣是由不銹鋼、鐵芯鍍銅、鐵芯鍍鎳等合金材料制造的，A正確；B．合金的熔點(diǎn)一般比其成分金屬的熔點(diǎn)低，硬度大，B錯(cuò)誤；C．青銅是我國(guó)使用最早的合金材料，商朝的司馬鼎等，目前世界上使用量最大的合金材料是鋼鐵，C正確；D．雖然鋁的金屬活動(dòng)性大于鐵的，但鋁表面容易被空氣氧化為致密的氧化物薄膜，從而使其更耐腐蝕，D正確；故選B。4．（2023春·高一課時(shí)練習(xí)）隨著氣溫下降新冠病毒的活性增加，通過(guò)戴口罩可以有效阻止新型冠狀病毒傳播。如圖，為增強(qiáng)口罩的密封性，均放了鼻梁條，有的鼻梁條是鋁合金做的。下列說(shuō)法正確的是A．鋁合金屬于純凈物B．鋁合金的熔點(diǎn)比金屬鋁高C．鋁合金可以跟強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液反應(yīng)D．鼻梁條使用鋁合金，利用其密度大、抗腐蝕性好的優(yōu)點(diǎn)【答案】C【解析】A．合金是由兩種或兩種以上的金屬與金屬或非金屬經(jīng)一定方法合成的具有金屬特性的混合物，鋁合金屬于混合物，A錯(cuò)誤；B．合金的優(yōu)點(diǎn)之一是合金的熔點(diǎn)比組分金屬的低，因此鋁合金的熔點(diǎn)比鋁低，B錯(cuò)誤；C．鋁在元素周期表中位于金屬與非金屬分界線附近，能與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，鋁合金亦然，C正確；D．鼻梁條使用鋁合金，利用其可塑性好的優(yōu)點(diǎn)，D錯(cuò)誤；故選C。5．（2022·北京海淀·高三統(tǒng)考專題練習(xí)）新材料問(wèn)世常常帶動(dòng)新科技、新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的A．中國(guó)航空鋁材處于世界領(lǐng)先行列，該鋁材是一種鋁合金，鋁合金的密度小，強(qiáng)度高B．稀土元素被稱為“冶金工業(yè)的維生素”，其加入鋼中后可增加鋼的韌性、抗氧化性C．我國(guó)自主研發(fā)的新一代動(dòng)車組在京滬高鐵上跑出公里的世界列車最高時(shí)速，得益全路鋪設(shè)的優(yōu)質(zhì)無(wú)縫平滑的超長(zhǎng)鋼軌，鋼的熔點(diǎn)比鐵的熔點(diǎn)高，比鐵用途更廣泛D．2017年8月我國(guó)成功完成某超級(jí)鋼的研制，該超級(jí)鋼強(qiáng)度大，能夠?qū)崿F(xiàn)鋼板輕薄化【答案】C【解析】A．鋁合金的密度小，強(qiáng)度高，抗腐蝕能力強(qiáng)，A正確；B．稀土元素加入鋼中有多種作用，例如可改變合金的結(jié)構(gòu)增加鋼的韌性、抗氧化性；B正確；C．鋼是由鐵、碳等元素構(gòu)成的合金，合金的熔點(diǎn)比鐵的熔點(diǎn)低，C錯(cuò)誤；D．超級(jí)鋼是通過(guò)各種工藝方法將普通的碳素結(jié)構(gòu)鋼的鐵素體晶粒細(xì)化，進(jìn)而使其強(qiáng)度有大幅度提高，能夠?qū)崿F(xiàn)鋼板輕薄化，D正確；答案選C。6．（2023秋·山東淄博·高一統(tǒng)考期末）化學(xué)與生產(chǎn)、生活聯(lián)系密切。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．還原鐵粉可用作食品干燥劑B．硬鋁是制造飛機(jī)和宇宙飛船的理想材料C．侯氏制堿法的工藝過(guò)程中應(yīng)用了物質(zhì)溶解度的差異D．“天問(wèn)一號(hào)”火星車的熱控保溫材料——納米氣凝膠，可產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)【答案】A【解析】A．還原性鐵粉能吸收氧氣，作為食品的抗氧化劑，A錯(cuò)誤；B．硬鋁具有密度小、硬度大的特點(diǎn)，是制造飛機(jī)的理想材料，B正確；C．侯氏制堿法工藝中利用了碳酸氫鈉的溶解度比其他物質(zhì)小，C正確；D．納米氣凝膠屬于膠體，能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)，D正確；故選A。7．（2023秋·湖南婁底·高一統(tǒng)考期末）下列敘述中，不正確的是A．碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶液均顯堿性，可用作食用堿B．將氯氣通入冷的石灰乳中，即可制得有效成分為氯化鈣的漂白粉C．氧化亞鐵不穩(wěn)定，在空氣中受熱，能迅速被氧化成Fe3O4D．硬鋁具有較強(qiáng)的抗腐蝕性能，是制造飛機(jī)的理想材料【答案】B【解析】A．碳酸鈉和碳酸氫鈉的溶液均顯堿性，在廚房做面點(diǎn)，一般用小蘇打作為面點(diǎn)的蓬松劑，也可用純堿代替小蘇打，故A正確；B．將氯氣通入冷的石灰乳中，即可制得漂白粉，其有效成分為次氯酸鈣，故B錯(cuò)誤；C．氧化亞鐵不穩(wěn)定，具有還原性，在空氣中受熱，能迅速被氧化成Fe3O4，故C正確；D．硬鋁密度小、硬度大，具有較強(qiáng)的抗腐蝕性能，是制造飛機(jī)的理想材料，故D正確；選B。8．（2023秋·四川廣安·高一統(tǒng)考期末）社會(huì)的進(jìn)步與時(shí)代的發(fā)展充滿了人類智慧的結(jié)晶。下列有關(guān)說(shuō)法中錯(cuò)誤的是A．合金為純凈物，具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能B．不銹鋼是最常見(jiàn)的一種合金鋼，不容易生銹。C．商朝的“后母戊鼎”是我國(guó)較早使用的銅制品之一D．近年來(lái)，人們又設(shè)計(jì)和合成了許多新型合金。如儲(chǔ)氫合金、鈦合金等【答案】A【解析】A．合金是混合物，具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能，A錯(cuò)誤；B．不銹鋼是最常見(jiàn)的一種合金鋼且不容易生銹，B正確；C．后母戊鼎是我國(guó)較早使用的銅制品之一，C正確；D．隨著社會(huì)的發(fā)展，人們?cè)O(shè)計(jì)和合成了許多新型合金，如儲(chǔ)氫合金、鈦合金等，D正確；故答案選A。9．（2023·上?！じ呷龑ｎ}練習(xí)）化學(xué)在生產(chǎn)和日常生活中有著重要的應(yīng)用，下表中用途與其性質(zhì)或原理對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是選項(xiàng)用途性質(zhì)或原理A硬鋁是制造飛機(jī)和宇宙飛船的理想材料硬鋁密度小、強(qiáng)度高具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力B抗擊新冠疫情時(shí)，84消毒液、75%酒精都可作為環(huán)境消毒劑二者都有較強(qiáng)的氧化性C工業(yè)上常用綠礬(FeSO4?7H2O)處理廢水中含有的重鉻酸根離子(Cr2O)Fe2+具有還原性D用小蘇打治療胃酸過(guò)多NaHCO3可中和胃酸A．A B．B C．C D．D【答案】B【解析】A．硬鋁密度小、強(qiáng)度高具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力，所以硬鋁是制造飛機(jī)和宇宙飛船的理想材料，故不選A；B．84消毒液具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒；酒精能殺菌消毒的原因是能使蛋白質(zhì)變性，故選B；C．Fe2+具有還原性，F(xiàn)e2+能還原Cr2O，所以用綠礬(FeSO4?7H2O)處理廢水中含有的重鉻酸根離子，故不選C；D．NaHCO3可以和胃酸反應(yīng)生成氯化鈉、二氧化碳、水，所以可用NaHCO3治療胃酸過(guò)多，故不選D；選B。10．（2023秋·遼寧鞍山·高一統(tǒng)考期末）下列敘述正確的是A．鋁合金抗蝕能力強(qiáng)，但不適合長(zhǎng)期盛放酸性或堿性食品B．鐵與水不發(fā)生反應(yīng)，因此鋼水注入模具前模具無(wú)需干燥C．進(jìn)行焰色試驗(yàn)前，需用硫酸洗凈鉑絲D．胃酸過(guò)多時(shí)，可用蘇打中和胃酸【答案】A【解析】A．鋁合金抗蝕能力強(qiáng)，但不適合長(zhǎng)期盛放酸性或堿性食品，A正確；B．鐵與水蒸氣在高溫時(shí)反應(yīng)生成Fe3O4和H2，鋼水注入模具前模具需干燥，B錯(cuò)誤；C．焰色試驗(yàn)前，需用鹽酸洗凈鉑絲，C錯(cuò)誤；D．胃酸過(guò)多時(shí)，不能用蘇打中和胃酸，否則會(huì)生成過(guò)多氣體，D錯(cuò)誤；故選A。11．（2023春·廣東江門·高一新會(huì)陳經(jīng)綸中學(xué)校考期中）2022年10月，長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭成功將“夢(mèng)天”實(shí)驗(yàn)艙送入預(yù)定軌道。該火箭用到大量鋁合金材料，下列性質(zhì)與鋁合金材料的航天應(yīng)用無(wú)關(guān)的是A．低密度 B．耐酸蝕 C．耐磨損 D．強(qiáng)韌性【答案】B【解析】A．鋁合金材料的密度比較小，用于航天應(yīng)用可以減少能源的使用，因此與其低密度的性質(zhì)有關(guān)，A不符合題意；B．鋁合金與空氣及酸接觸時(shí)，會(huì)在金屬表面產(chǎn)生一層致密的氧化物保護(hù)膜，阻止金屬的進(jìn)一步氧化，因此具有一定的抗腐蝕能力，其用于制航天器與其耐酸蝕的性質(zhì)無(wú)關(guān)，B符合題意；C．鋁合金材料比其成分金屬具有強(qiáng)的抗腐蝕能力，因此該耐磨損的性質(zhì)可用于航天事業(yè)，C不符合題意；D．鋁合金材料具有一定的韌性，抗應(yīng)變能力強(qiáng)，其強(qiáng)韌性可應(yīng)用于作航天器，D不符合題意；故合理選項(xiàng)是B。12．（2023秋·新疆昌吉·高一校考期末）2022年北京冬奧會(huì)上，我國(guó)短道速滑隊(duì)所用冰刀材料是特殊的鋼材料。下列說(shuō)法中正確的是A．該合金熔點(diǎn)比純鐵熔點(diǎn)高 B．該合金硬度比純鐵高C．該合金碳含量比生鐵高 D．該合金含碳量為2%~4.3%【答案】B【解析】A．合金的熔點(diǎn)通常比成分金屬低，A錯(cuò)誤；B．該鋼材料合金硬度比純鐵高，B正確；C．鋼材料的含碳量小于生鐵，C錯(cuò)誤；D．鋼的含碳量通常為0.02%~2.11%，D錯(cuò)誤；故答案選B。13．（2023春·上海奉賢·高一?？计谥校┫铝嘘P(guān)于合金的說(shuō)法中，正確的是A．在我國(guó)最早使用的合金是鋼 B．稀土金屬可以用于生產(chǎn)合金C．合金的熔點(diǎn)比各成分金屬的高 D．鋼是含碳量高于生鐵的鐵碳合金【答案】B【解析】A．我國(guó)最早使用的合金是銅合金，A錯(cuò)誤；B．稀土金屬可添加至鎂、鋁、銅等有色金屬中，改善合金的物理、化學(xué)性能，故稀土金屬可用于生產(chǎn)合金，B正確；C．合金的熔點(diǎn)低于成分金屬，C錯(cuò)誤；D．鋼是含碳量低于生鐵的鐵碳合金，D錯(cuò)誤；故答案選B。14．（2020·高一課時(shí)練習(xí)）球墨鑄鐵是生鐵的一種，它具有優(yōu)良的鑄造、切削加工和耐磨性能，有一定的彈性，廣泛用于制造曲軸、齒輪、活塞等高級(jí)鑄件以及多種機(jī)械零件。(1)生鐵屬于_____________（填材料類型）。(2)用鐵制容器不能盛放波爾多液，用方程式解釋原因______，該反應(yīng)的類型為_(kāi)___?！敬鸢浮拷饘俨牧螰e+CuSO4=FeSO4+Cu置換反應(yīng)【分析】根據(jù)生鐵的成分結(jié)合材料的分類分析判斷；鐵能與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，據(jù)此解答。【解析】(1)生鐵是鐵和碳的