2024-2025學年高中化學第三章金屬及其化合物3用途廣泛的金屬材料課時作業(yè)含解析新人教版必修1

PAGEPAGE8用途廣泛的金屬材料時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每小題4分，共48分)1．《天工開物》中記載：“凡銅供世用，出山與出爐只有赤銅。以爐甘石或倭鉛參合，轉色為黃銅；以砒霜等藥制煉為白銅；礬、硝等藥制煉為青銅。”其中涉及的物質中熔點最高的是(C)A．青銅B．黃銅C．赤銅D．白銅解析：合金的熔點低于其成分金屬，青銅是銅錫合金，熔點比銅低；黃銅是銅鋅合金，熔點比銅低；赤銅是純度較高的銅，熔點比合金高；白銅也是銅的合金，熔點比銅低，故赤銅的熔點最高。2．明代宋應星著的《天工開物》中有關于“火法”冶煉鋅的工藝記載：“爐甘石(主要成分為碳酸鋅)十斤，裝載入一泥罐內……然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發(fā)火煅紅……冷淀，毀罐取出……即倭鉛也。”則下列說法不正確的是(C)A．該冶煉鋅的反應中包含氧化還原反應B．上述高溫煅燒時實質是CO還原ZnOC．古人把鋅稱倭鉛是因為鋅和鉛的化學性質相同D．冶煉Zn的總反應方程式為ZnCO3＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Zn＋3CO↑解析：由題意，碳酸鋅與足量碳在高溫下可能發(fā)生的反應為①ZnCO3eq\o(=,\s\up17(高溫))ZnO＋CO2↑、②CO2＋Ceq\o(=,\s\up17(高溫))2CO、③ZnO＋COeq\o(=,\s\up17(高溫))Zn＋CO2，因為碳是足量的，所以總反應的方程式為ZnCO3＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Zn＋3CO↑，故D正確；反應②和③是氧化還原反應，故A正確；由反應③可得，高溫煅燒時實質是CO還原ZnO，故B正確；鋅和鉛的化學性質不同，故C錯誤。3．現(xiàn)代建筑的門窗框架常用電鍍加工成的古銅色硬鋁制造。取硬鋁樣品進行如圖所示的試驗(每一步試劑均過量)，由此可推知，硬鋁的組成為(已知Si與NaOH溶液反應產(chǎn)生H2)(A)解析：依據(jù)硬鋁樣品反應圖示，硬鋁中存在與稀鹽酸反應的成分(Al，Mg)，反應不溶物能與NaOH溶液反應生成H2(Si)，還有不溶物(Cu)。4．下列有關金屬材料的說法正確的是(C)A．合金中至少含有兩種金屬B．我國流通的硬幣所用材料是金屬單質C．鎂鋁合金的硬度和強度均大于單質鎂和單質鋁的硬度和強度D．組成合金的元素種類相同，合金的性能就肯定相同解析：合金可以由金屬跟非金屬熔合而成，如碳素鋼為鐵和碳的合金，A項錯誤；我國流通的硬幣所用材料是合金，B項錯誤；合金的硬度和強度一般比各成分金屬大，C項正確；組成合金的元素種類相同，假如原料的配比不同，合金的性能就不同，D項錯誤。5．某化學小組為測定肯定質量的某銅鋁混合物中銅的質量分數(shù)，設計了如下試驗方案：方案Ⅰ：銅鋁混合物eq\o(→,\s\up17(足量溶液A),\s\do15(充分反應))測定生成氣體的體積方案Ⅱ：銅鋁混合物eq\o(→,\s\up17(足量溶液B),\s\do15(充分反應))測定剩余固體的質量下列有關推斷中不正確的是(B)A．溶液A和B均可以是鹽酸或NaOH溶液B．溶液A和B均可以選用稀硝酸C．若溶液B選用氯化鐵溶液，則試驗難以實現(xiàn)D．試驗方案Ⅱ更便于實施解析：銅鋁混合物與鹽酸或NaOH溶液反應時，均只有Al參與反應，因此A正確；若A、B均選用稀HNO3，則兩種金屬均可反應，方案Ⅱ中無固體剩余，B錯誤；當B選用FeCl3溶液，與鋁和銅均能發(fā)生反應，試驗難以實現(xiàn)，C正確；方案Ⅰ需收集氣體，并須要將收集的氣體體積轉化為標準狀況下的體積，不如方案Ⅱ稱固體質量便利，D正確。6．下列說法錯誤的是(A)A．CuO是黑色固體，與水反應可生成Cu(OH)2B．Cu2O遇硝酸會被氧化成Cu2＋C．Cu2(OH)2CO3是銅銹的主要成分，在干燥的空氣中不易生成D．利用無水硫酸銅遇水變成藍色這一性質來檢驗水的存在解析：A項，CuO為不溶于水的黑色固體，錯誤；B項，硝酸具有很強的氧化性，可以將Cu2O中＋1價的Cu氧化為＋2價，正確；C項，銅在潮濕的空氣中簡單生成銅銹，在干燥的空氣中不簡單生成銅銹，正確；D項，無水硫酸銅遇少量的水變成藍色的五水硫酸銅，可以檢驗水的存在，正確。7．氫化亞銅(CuH)是難溶物質，用CuSO4溶液和另一種反應物在40～50℃時反應可制得。CuH不穩(wěn)定，易分解；CuH在氯氣中能燃燒，跟鹽酸反應能產(chǎn)生氣體。下列有關推斷中錯誤的是(C)A．這里的“另一種反應物”具有還原性B．CuH可作氧化劑、還原劑C．CuH＋Cl2=CuCl＋HCl(燃燒)D．CuH＋HCl=CuCl＋H2↑(常溫)解析：Cl2具有強氧化性，與多價態(tài)金屬元素反應時，生成最高價態(tài)的金屬化合物，故應生成CuCl2，C項錯誤。8．下列有關金屬或合金的說法正確的是(D)①合金中至少含兩種金屬；②合金中的元素以化合物形式存在；③合金中肯定含有金屬；④黃金具有特別好的延展性，但由于特別稀缺，所以不行能大量應用于產(chǎn)品包裝；⑤合金的強度和硬度一般比組成它的純金屬更高，抗腐蝕性能等也更好；⑥常溫下汞是液體，所以汞應當屬于非金屬。A．①②③⑤B．①②④⑥C．①③④⑤D．③④⑤解析：對合金概念的理解，應留意以下幾點：合金是金屬與金屬(或非金屬)熔合形成的，所以肯定是混合物；合金中至少含有一種金屬，同時也可能含有非金屬；合金具有金屬通性，且合金有很多優(yōu)良的性能，在某些方面優(yōu)于純金屬。由于黃金特別稀缺，故不行能大量應用于產(chǎn)品包裝；常溫下汞雖然為液體，但由于具有金屬的通性，故汞屬于金屬。9．金屬及其制品在腐蝕介質中很簡單被腐蝕，其運用壽命大為降低。因此只有對腐蝕介質中的金屬及其制品實行防護措施，才能保證金屬工藝設備的平安性和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)順當進行。下列對金屬及其制品的防護措施中錯誤的是(A)A．鐵鍋用完后，用水刷去其表面的油污，置潮濕處保存B．通過特別工藝，增加鋁制品表面的氧化膜厚度C．對于易生銹的鐵制品(如防護網(wǎng))要定期涂刷防護漆D．把Cr、Ni等金屬加入到一般鋼里制成不銹鋼10．現(xiàn)有一塊鋁鐵合金，欲測定其鋁的質量分數(shù)，切下Wg合金，溶于鹽酸中，再加入過量NaOH溶液，濾出沉淀，將沉淀在空氣中充分灼燒，最終得到Wg紅棕色粉末。則此合金中鋁的質量分數(shù)約為(B)A．20%B．30%C．70%D．80%解析：將鋁鐵合金粉末溶于足量鹽酸中，加入過量NaOH溶液，沉淀為氫氧化鐵，灼燒后得到的紅棕色固體為氧化鐵，氧化鐵質量等于合金的質量，利用組成可知Fe2O3中O元素的質量等于合金中Al的質量，則合金中Al的質量分數(shù)＝氧化鐵中氧的質量分數(shù)＝eq\f(16×3,160)×100%＝30%。11．國產(chǎn)大型客機C919的機身部分采納第三代新型鋁鋰合金材料。下列關于鋁鋰合金的相識不正確的是(D)A．鋁鋰合金密度較小，強度較大，硬度大于純鋁，熔點低于鋰單質B．變更原料的配比，可以制得性能不同的鋁鋰合金C．鋁鋰合金具有金屬光澤，可導電、導熱D．鋁鋰合金的性質與各成分金屬的性質完全相同解析：合金的熔點比各成分金屬低，硬度大于其成分金屬，故A正確、D錯誤；變更原料的配比，可以制得性能不同的鋁鋰合金，故B正確；鋁鋰合金具有金屬材料的通性，有金屬光澤，可導電、導熱，故C正確。12．燃燒鎂和某種金屬組成的合金時，所形成氧化物的質量是反應前合金質量的2.3倍，則合金中的一種金屬為(A)A．Be B．LiC．Na D．Al二、非選擇題(共52分)13．(10分)為探究工業(yè)含鋁、鐵、銅合金廢料的再利用，某同學設計的回收利用方案如下：(1)操作①的名稱是過濾，濾渣B含有Fe、Cu(填化學式)。(2)反應①的離子方程式是CO2＋AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O=HCOeq\o\al(－,3)＋Al(OH)3↓。(3)若要從濾液D得到綠礬晶體，必需進行的試驗操作步驟：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、自然干燥，在這一系列操作中沒有用到的儀器有B(填序號)。A．漏斗B．坩堝C．燒杯D．玻璃棒(4)試劑Y應當是一種氧化劑(填“氧化劑”或“還原劑”)，它不行能是B、D(填序號)。A．H2O2 B．H2C．O2 D．Fe解析：合金中Fe、Cu不能與NaOH溶液反應，Al可發(fā)生反應2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，則A為NaAlO2和NaOH的混合液，B為Fe、Cu混合物；濾液A中通入過量氣體X生成沉淀C，則X為CO2，C為Al(OH)3，發(fā)生反應為CO2＋AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O=HCOeq\o\al(－,3)＋Al(OH)3↓，F(xiàn)e、Cu混合物B中加稀硫酸，F(xiàn)e溶解，則濾液D為FeSO4溶液，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶等操作可得綠礬；濾渣E為Cu，Cu與稀硫酸不反應，若使Cu溶解，試劑Y應為氧化劑，可以是H2O2或O2。14．(10分)如圖所示是某課外小組從方鉛礦[主要成分為PbS，含少量黃銅礦(CuFeS2)]中提取硫黃、銅、鉛的工藝流程圖。已知：CuFeS2＋4FeCl3=2S＋5FeCl2＋CuCl2PbS＋2FeCl3=S＋PbCl2＋2FeCl2(1)黃銅礦(CuFeS2)中Fe元素的化合價為＋2價；提高方鉛礦酸浸效率的措施有攪拌、適當提高酸的濃度(或加熱、將礦石粉碎、延長浸取時間等)(寫出兩種方法即可)。(2)過濾過程中用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗；單質A是硫黃(或S)；在此工藝操作中可循環(huán)利用的物質有鉛、鹽酸和氯化鐵溶液。(3)在酸性的FeCl2溶液中加入H2O2溶液，其反應的離子方程式為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。(4)PbSO4與PbS加熱條件下反應的化學方程式為PbSO4＋PbSeq\o(=,\s\up17(△))2Pb＋2SO2↑。解析：(1)黃銅礦(CuFeS2)中，S元素顯－2價，Cu元素顯＋2價，故Fe元素顯＋2價；攪拌、適當提高酸的濃度、加熱、將礦石粉碎、延長浸取時間等都可以提高方鉛礦的酸浸效率。(2)過濾用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗；依據(jù)題給已知反應可推斷單質A是S，可循環(huán)利用的物質有鉛、鹽酸和氯化鐵溶液。(3)在酸性的FeCl2溶液中加入H2O2溶液，F(xiàn)e2＋被氧化成Fe3＋，故離子方程式為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。(4)由工藝流程圖中PbSO4與PbS加熱反應生成Pb，可知反應的化學方程式為PbSO4＋PbSeq\o(=,\s\up17(△))2Pb＋2SO2↑。15．(10分)某鋁合金中含有元素鋁、鎂、銅、硅，為了測定該合金中鋁的含量，設計了如下試驗，請回答有關問題：(1)稱取樣品ag(精確到0.1g)，稱量時通常運用的主要儀器的名稱是托盤天平。(2)將樣品溶解于足量的稀鹽酸，過濾并洗滌濾渣。濾液中主要含有MgCl2、AlCl3，濾渣為Cu、Si，溶解、過濾用到的玻璃儀器是燒杯、玻璃棒、漏斗。(3)向濾液中加過量的氫氧化鈉溶液，過濾并洗滌濾渣。有關的離子方程式是Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓，Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。(4)向步驟(3)的濾液中通入足量的二氧化碳氣體，過濾并洗滌濾渣。有關的離子方程式是OH－＋CO2=HCOeq\o\al(－,3)，AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)。(5)將步驟(4)中所得的濾渣烘干并灼燒至恒重、冷卻后稱量，其質量為bg。有關反應的化學方程式是2Al(OH)3eq\o(=,\s\up17(灼燒))Al2O3＋3H2O，原樣品中鋁的質量分數(shù)是eq\f(900b,17a)%。解析：(1)稱取ag樣品運用的主要儀器為托盤天平。(2)合金中Al、Mg可與鹽酸反應生成AlCl3、MgCl2和H2，而Cu、Si不溶于鹽酸，故樣品溶于鹽酸后過濾可得Cu、Si，濾液中主要含AlCl3和MgCl2。(3)向(2)的濾液中加過量NaOH溶液，發(fā)生的反應為Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓、Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，過濾后濾液中含AlOeq\o\al(－,2)、OH－。(4)向含AlOeq\o\al(－,2)、OH－的濾液中通入足量CO2，發(fā)生的反應為OH－＋CO2=HCOeq\o\al(－,3)、AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)，過濾可得Al(OH)3。(5)所得bg固體為Al2O3，故合金中含Al的質量分數(shù)為eq\f(\f(54b,102),a)×100%＝eq\f(900b,17a)%。16．(11分)某課外愛好小組為探究某種鋁合金(組成元素為Mg和Al)是否符合國家質量標準(國家規(guī)定鋁合金中鋁含量不能低于78%)，設計如圖裝置在室溫下進行試驗。(1)檢驗該裝置氣密性的方法是連接好裝置并在量氣管內加入水，向下移動水準管，靜置片刻。若水準管中液面與量氣管中液面維持肯定的高度差，說明裝置氣密性良好(合理即可)。(2)鋁合金樣品與足量氫氧化鈉溶液反應的離子方程式為2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。(3)反應前先第一次讀取量氣管液面刻度，然后傾斜左邊裝置使足量氫氧化鈉溶液與ag鋁合金樣品充分反應，待反應停止后，體系溫度復原到室溫，其次次讀取量氣管液面刻度之前須要進行的一步操作是調整量氣管和水準管的高度，使兩液面相平。計算兩次液面差，并將氣體體積折算成標準狀況下的體積，為VmL。若a＝0.038，V＝44.8，請通過計算說明該合金是否符合國家標準：符合(填“符合”或“不符合”)。(4)若將裝置中的足量氫氧化鈉溶液換為足量鹽酸，則反應停止后量氣管內氣體體積(折算成標準狀況下)>(填“>”“<”或“＝”)VmL。解析：(2)合金中只有Al與NaOH溶液發(fā)生反應。(3)其次次讀取量氣管液面刻度前，要調整量氣管和水準管的高度，使兩液面相平。若V＝44.8，則該鋁合金樣品中Al的質量為eq\f(0.0448L,22.4L·mol－1)×eq\f(2,3)×27g·mol－1＝0.036g，故鋁含量為eq\f(0.036g,0.038g)×100%＝94.7%，則該鋁合金符合國家標準。(4)Mg和Al均能與鹽酸反應生成氫氣，故量氣管內氣體體積(折算成標準狀況下)大于VmL。17．(11分)銀銅合金廣泛用于航空工業(yè)，從切割廢料中回收銀并制備銅化工產(chǎn)品的工藝如圖所示：[注：Al(OH)3和Cu(OH)2起先分解的溫度分