2024-2025版高中化學(xué)第3章金屬及其化合物第3節(jié)用途廣泛的金屬材料練習(xí)含解析新人教版必修1

PAGEPAGE1用途廣泛的金屬材料基礎(chǔ)鞏固一、選擇題1．“神舟八號(hào)”與“天宮一號(hào)”的勝利對(duì)接，標(biāo)記著中國(guó)的航空鋁材處于領(lǐng)先世界的行列。下面關(guān)于鋁合金的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(D)A．鋁合金是一種混合物，它比純鋁的熔點(diǎn)低B．高溫鋁液易被氧化，鋁合金應(yīng)在熔劑層覆蓋下熔煉C．鎂鋁合金耐腐蝕，但能被燒堿(NaOH)腐蝕D．鎂鋁合金在鹽酸中無(wú)法溶解解析：合金均為混合物，一般來(lái)說(shuō)，合金的熔點(diǎn)比成分金屬的熔點(diǎn)低，故A項(xiàng)正確；在熔劑層覆蓋下熔煉，可隔絕空氣，防止高溫鋁液被O2氧化，故B項(xiàng)正確；鎂鋁合金中的鋁能與NaOH溶液反應(yīng)，故C項(xiàng)正確；合金中的Mg、Al均能與鹽酸反應(yīng)，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．將10g鐵碳合金放入氧氣中高溫灼燒，反應(yīng)后的氣體通入過(guò)量石灰水中得到沉淀1.4g，則此鐵碳合金是(B)A．生鐵 B．高碳鋼C．中碳鋼 D．低碳鋼解析：得到的沉淀為CaCO3,1.4gCaCO3的物質(zhì)的量為1.4×10－2mol。依據(jù)碳原子守恒可知，合金中含C量也為1.4×10－2mol。w(C)＝eq\f(1.4×10－2×12g,10g)×100%＝1.68%>0.6%，故為高碳鋼。3．自然界里常見(jiàn)金屬元素存在最多的是鋁，其次是鐵，銅的含量較少。然而人類冶煉金屬獲得勝利最早的反而是含量較少的銅，含量最多的鋁最遲被冶煉出來(lái)。金屬是當(dāng)今社會(huì)不行缺少的材料之一。下列有關(guān)金屬的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(C)A．銅比鋁先獲得勝利冶煉的緣由是銅礦較易被還原，鋁礦很難被還原B．目前已制得的純金屬只有90多種，但制得的合金已達(dá)幾千種，大量運(yùn)用的不是純金屬而是它們的合金C．生鐵易生銹不耐腐蝕，但純鐵具有耐腐蝕性，所以不銹鋼應(yīng)是最純的鐵D．廢棄鋁質(zhì)包裝既奢侈金屬材料又造成環(huán)境污染解析：不銹鋼中除鐵以外，還含有抗腐蝕性很強(qiáng)的鉻和鎳等。4．鋼材可以用作橋梁的結(jié)構(gòu)材料，是因?yàn)樗?B)A．有良好的導(dǎo)熱性 B．有確定的機(jī)械強(qiáng)度C．不易受空氣和水的作用 D．有良好的導(dǎo)電性解析：此題考查了鐵合金的性能。鋼材被大量應(yīng)用于橋梁的結(jié)構(gòu)材料說(shuō)明它具有很強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度而不是利用其導(dǎo)電、導(dǎo)熱性。5．所謂合金，就是不同種金屬(也包括一些非金屬)在熔化狀態(tài)下形成的一種熔合物，依據(jù)下列四種金屬的熔、沸點(diǎn)：NaCuAlFe熔點(diǎn)/℃97.510836601535沸點(diǎn)/℃883259522003000其中不能形成合金的是(C)A．Cu和Al B．Fe和CuC．Fe和Na D．Al和Na6．把生鐵冶煉成碳素鋼要解決的主要問(wèn)題是(B)A．除去生鐵中的各種雜質(zhì)，把生鐵提純B．適當(dāng)降低生鐵里的含碳量，除去大部分硫、磷等有害雜質(zhì)C．用還原劑把鐵的氧化物還原成鐵D．加入合金元素改善生鐵性能解析：生鐵與碳素鋼主要差別就是含碳量的不同。7．某合金粉末11g，加入到足量的稀硫酸中，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生的氣體體積為11.2L，此合金可能是(A)A．Mg、Al合金 B．Cu、Zn合金C．Zn、Fe合金 D．Mg、Zn合金解析：設(shè)混合物的平均摩爾質(zhì)量為eq\x\to(M)，化合價(jià)為＋2，則：M＋2H＋=M2＋＋H2↑122.4Leq\f(11,M)11.2Leq\x\to(M)＝22g·mol－1則＋2價(jià)金屬的摩爾質(zhì)量：Mg－24g·mol－1、Al－18(eq\f(2,3)×27)g·mol－1、Zn－65g·mol－1、Fe－56g·mol－1，Cu不反應(yīng)，其摩爾質(zhì)量比eq\x\to(M)大，只有假設(shè)的＋2價(jià)Al的摩爾質(zhì)量小于22g·mol－1，故選A。8．合金相對(duì)純金屬制成的金屬材料來(lái)說(shuō)優(yōu)點(diǎn)是(A)①合金的硬度一般比它的各成分金屬的大②一般合金的熔點(diǎn)比它各成分金屬的更低③變更原料的配比，變更生成合金的條件，可得到具有不同性能的合金④合金比純金屬的導(dǎo)電性更強(qiáng)⑤合金比純金屬的應(yīng)用范圍更廣泛A．①②③⑤ B．②③④C．①②④ D．①②④⑤解析：合金一般比各成分金屬熔點(diǎn)低、硬度大，具有更好的機(jī)械加工性能，故應(yīng)用范圍更廣泛。但合金的導(dǎo)電性卻不確定比純金屬更強(qiáng)，比如鋁合金的導(dǎo)電性比純鋁要差。二、非選擇題9．(1)選擇填空：將鋁的用途與性質(zhì)搭配起來(lái)(每個(gè)選項(xiàng)只選用一次)。A．密度較小 B．延展性好C．易傳熱 D．易導(dǎo)電①太陽(yáng)能熱水器：__C__；②飛機(jī)：__A__；③電纜：__D__；④鋁箔：__B__。(2)佛山是有色金屬之鄉(xiāng)，其中鋁合金材料的產(chǎn)量約占全國(guó)的一半。鋁合金材料屬于__混合物__(填“純凈物”“混合物”或“單質(zhì)”)。解析：(1)鋁在太陽(yáng)能熱水器上的應(yīng)用是由于它的導(dǎo)熱性好；鋁合金硬度大、質(zhì)輕，是制造飛機(jī)的良好材料；鋁用作電纜和鋁箔則分別是由于其導(dǎo)電性和延展性好。(2)合金是由一種金屬跟另外一種或幾種金屬(或非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)，因此是混合物。10．某課外活動(dòng)小組收集了一種合金進(jìn)行以下探究(已知銅元素的焰色反應(yīng)呈綠色)。(1)外觀暗灰色，表皮光滑；(2)在酒精燈上灼燒，火焰呈綠色，合金片熔化，但不滴落；(3)取刮去表皮的合金10g，放入足量的稀硫酸中，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的H28.96L；(4)另取刮去表皮的合金10g，放入足量的NaOH溶液中，也收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的H28.96L。試據(jù)此推斷，該合金中確定含有的元素是__Cu、Al__(寫元素符號(hào))；可能含有的元素是__a__(填選項(xiàng)編號(hào))。a．Ag b．Mgc．Na d．Fe假如該合金中只含2種元素，則二者的質(zhì)量比是__m(Al)∶m(Cu)＝18∶7__。解析：火焰呈綠色，說(shuō)明有銅元素。等質(zhì)量的合金與足量的稀硫酸或NaOH溶液反應(yīng)放出H2的體積相同，說(shuō)明確定含有鋁，且不能再含有其他的活潑金屬Na、Mg、Fe等。且Na的熔、沸點(diǎn)太低，不能與Cu熔合形成合金，則還可能含有不與稀硫酸和NaOH反應(yīng)的Ag。該合金假如只含2種元素，則為Cu、Al。2Al～3H22mol3moleq\f(mAl,27g·mol－1)eq\f(8.96L,22.4L·mol－1)＝0.4molm(Al)＝eq\f(0.8,3)mol×27g·mol－1＝7.2gm(Cu)＝10g－7.2g＝2.8gm(Al)∶m(Cu)＝7.2∶2.8＝18∶711．人體中含銅量比含鐵量要少得多，可是缺了它，人體的造血功能就會(huì)受到影響。各種食物中動(dòng)物肝臟銅含量最高。銅也是人類最早運(yùn)用的金屬之一?？脊刨Y料證明，遠(yuǎn)在一萬(wàn)年前，在西亞就用銅來(lái)制作裝飾品。古埃及人在象形文字中，用帶圈的十字架表示銅，含義是“永恒的生命”，盛贊它經(jīng)久耐用和可以重復(fù)再生的特性。請(qǐng)完成下列各題。(1)在西漢古籍中曾有記載：曾青得鐵則化為銅[即：曾青(CuSO4)跟鐵反應(yīng)就生成銅]。試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu。(2)銅器表面有時(shí)會(huì)生成銅綠，請(qǐng)寫誕生成銅綠的化學(xué)方程式：2Cu＋O2＋H2O＋CO2=Cu2(OH)2CO3。這層銅綠可以用化學(xué)方法除去。試寫出除去銅綠而不損傷器物的化學(xué)方程式：Cu2(OH)2CO3＋4HCl=2CuCl2＋CO2↑＋3H2O。(3)銅錢在歷史上曾經(jīng)是一種廣泛流通的貨幣。試從物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的角度分析為什么銅常用于制造貨幣(銅的熔點(diǎn)是1183.4℃，鐵的熔點(diǎn)是1534.8℃)。__選擇銅作貨幣是因?yàn)殂~的熔點(diǎn)比較低，簡(jiǎn)單冶煉鑄造成型；銅的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不易被腐蝕。__12．銅和鐵作為金屬材料始終被廣泛應(yīng)用。(1)利用一氧化碳和氧化鐵反應(yīng)煉鐵的化學(xué)方程式為3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2；試驗(yàn)室模擬該試驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)先停止加熱，接著通一氧化碳直至玻璃管冷卻為止，目的是__防止灼熱的鐵被進(jìn)入的空氣氧化__。(2)銅先于鐵被人類利用的主要緣由是__銅的金屬活動(dòng)性比鐵弱，更易冶煉__；通過(guò)銅、鐵與__稀鹽酸或稀硫酸(合理均可)__反應(yīng)可以驗(yàn)證二者的金屬活動(dòng)性依次，推斷的依據(jù)是__金屬活動(dòng)性依次表中氫前金屬可與酸反應(yīng)生成氫氣，氫后金屬則不能反應(yīng)__。能力提升一、選擇題1．新買來(lái)的鋁壺?zé)?，凡是水浸到的地方都變成黑色，這與水中含有下列哪種可溶性鹽有關(guān)(B)A．鈣鹽 B．鐵鹽C．鈉鹽 D．鎂鹽解析：Ca、Na、Mg的化合物均不是黑色。2．中國(guó)每年要進(jìn)口5億噸左右的鐵礦石，占世界海上鐵礦石貿(mào)易量的一半以上，關(guān)于鐵礦石的說(shuō)法正確的是(C)A．赤鐵礦的主要成分是Fe3O4B．鐵礦石的主要成分與鐵銹的主要成分相同C．磁鐵礦粉末溶于鹽酸后，加入KSCN溶液，溶液變紅色D．FeO俗稱鐵紅解析：A項(xiàng)，赤鐵礦的成分為Fe2O3；B項(xiàng)，鐵礦石有許多種，不確定與鐵銹(含F(xiàn)e2O3)相同；C項(xiàng)，磁鐵礦的主要成分為Fe3O4，其中含＋3價(jià)鐵；D項(xiàng)，鐵紅為Fe2O3。3．下列說(shuō)法正確的是(D)A．銅的化學(xué)性質(zhì)活潑，不宜用銅制作盛食品的器皿B．銅銹的主要成分為CuOC．由于Cu2＋有氧化性，所以用CuSO4來(lái)配制農(nóng)藥D．因?yàn)镃u2＋能使蛋白質(zhì)變性，所以銅鹽溶液有毒解析：A項(xiàng)，Cu的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可以用Cu制作盛食品的器皿；B項(xiàng)，銅銹的主要成分為Cu2(OH)2CO3；C項(xiàng)，Cu2＋為重金屬離子，使蛋白質(zhì)變性，可用CuSO4配農(nóng)藥。4．在Fe2(SO4)3溶液中，加入ag銅，完全溶解后，再加入bg鐵，充分反應(yīng)后得到cg殘余固體，已知a>c，則下列說(shuō)法正確的是(B)A．殘余固體是銅和鐵B．最終得到的溶液確定含有Cu2＋C．將殘余固體加入稀硫酸中確定有氣泡產(chǎn)生D．最終得到的溶液中可能含有Fe3＋解析：因?yàn)樽罱Kcg固體少于起先加的ag銅，所以溶液中確定含有Cu2＋，B正確；殘余固體只能是agCu的一部分，A錯(cuò)誤；銅能與Fe3＋反應(yīng)，不與稀硫酸反應(yīng)，C、D錯(cuò)誤。5．將鐵粉放入鹽酸、MgCl2溶液、FeCl3溶液、CuCl2溶液組成的混合液中，充分反應(yīng)后，鐵粉有剩余，則此時(shí)溶液中含有的大量陽(yáng)離子是(B)A．Cu2＋和Fe2＋ B．Fe2＋和Mg2＋C．Fe3＋和Fe2＋ D．H＋和Cu2＋解析：混合溶液中加入鐵粉依次發(fā)生如下反應(yīng)：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋、Cu2＋＋Fe=Fe2＋＋Cu、2H＋＋Fe=Fe2＋＋H2↑，由于鐵粉有剩余，故此時(shí)溶液中陽(yáng)離子主要有Mg2＋和Fe2＋。6．某溶液中有Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋和Al3＋四種陽(yáng)離子，若向其中加入過(guò)量的NaOH溶液，微熱并攪拌，過(guò)濾，在濾渣中再加入過(guò)量的鹽酸，所得溶液中大量增加的陽(yáng)離子是(C)A．Mg2＋ B．Fe2＋C．Fe3＋ D．Al3＋解析：eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(Mg2＋,Fe2＋,Fe3＋,Al3＋))eq\o(→,\s\up7(過(guò)量),\s\do5(NaOH))eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(MgOH2↓,FeOH2↓\f(微熱,)\a\vs4\al(\f(攪拌,))FeOH3↓,AlO\o\al(－,2)))eq\o(→,\s\up7(過(guò)量),\s\do5(鹽酸))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(Mg2＋,Fe3＋))7．選擇合適試劑完成甲、乙兩組試驗(yàn)。甲組：檢驗(yàn)含F(xiàn)e3＋的溶液中是否含有Fe2＋；乙組：檢驗(yàn)含F(xiàn)e2＋的溶液中是否含有Fe3＋。下列試劑及加入試劑依次能達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康牡氖?B)試劑選項(xiàng)甲組乙組A新制氯水、KSCN溶液NaOH溶液B酸性KMnO4溶液KSCN溶液CKOH溶液溴水D溴水酸性KMnO4溶液解析：甲組，在Fe3＋存在的條件下，檢驗(yàn)Fe2＋，要解除Fe3＋干擾。所選試劑具備下列條件：一是能與Fe2＋發(fā)生有明顯現(xiàn)象的反應(yīng)；二是Fe3＋不反應(yīng)，不干擾現(xiàn)象視察。只有酸性KMnO4溶液符合條件：5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，現(xiàn)象是紫色變淺(或褪去)。乙組，在Fe2＋存在的條件下，檢驗(yàn)Fe3＋，用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3＋，F(xiàn)e2＋無(wú)干擾。8．向確定量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物中加入100mL1mol·L－1的鹽酸，恰好使混合物完全溶解，放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體224mL，在溶液中加入KSCN溶液無(wú)紅色出現(xiàn)。若用足量的CO在高溫下還原相同量的此混合物，能得到鐵的質(zhì)量為(C)A．11.2g B．5.6gC．2.8g D．無(wú)法計(jì)算解析：依據(jù)題意可得，恰好反應(yīng)后溶液中只存在FeCl2，依據(jù)元素守恒可建立關(guān)系式：n(Fe)＝n(Fe2＋)＝eq\f(1,2)n(Cl－)＝eq\f(1,2)n(HCl)＝eq\f(1,2)×0.1L×1mol·L－1＝0.05mol，m(Fe)＝0.05mol×56g·mol－1＝2.8g。9．向Fe2O3、CuO、Fe、Cu的混合粉末中加入過(guò)量的稀硫酸，充分反應(yīng)后，仍有紅色粉末存在，則關(guān)于溶液中陽(yáng)離子的推斷正確的是(C)A．只有Fe2＋和Cu2＋ B．確定有Fe2＋、Cu2＋，可能有Fe3＋C．確定有Fe2＋，可能有Cu2＋ D．只有Fe2＋解析：由于紅色粉末是Cu，所以溶液當(dāng)中確定沒(méi)有Fe3＋；由于氧化性：Fe3＋>Cu2＋，無(wú)論是和Fe反應(yīng)，還是和Cu反應(yīng)，溶液中確定存在Fe2＋；當(dāng)Fe過(guò)量時(shí)，不存在Cu2＋；當(dāng)Fe不足時(shí)，有Cu2＋，故C正確。二、非選擇題10．把等物質(zhì)的量的Cu、Fe粉投入確定量的FeCl3溶液中充分反應(yīng)，然后取出部分溶液。(1)若滴加一滴KSCN溶液，溶液顯紅色，則溶液中存在的離子有__Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、Cl－__。(2)若滴加一滴KSCN溶液，溶液不顯紅色，則溶液中確定存在的離子有__Fe2＋、Cl－__，可能存在的金屬粉末有__Fe_、Cu或Cu__。(3)若加入的金屬全部溶解，則溶液中n(Cu2＋)∶n(Fe2＋)＝__1∶5__。(4)若(3)反應(yīng)后的溶液中有三種金屬離子，欲從中回收Cu和FeCl3，須要用到的試劑有(按反應(yīng)依次填寫)__Fe、稀鹽酸、新制氯水__。解析：還原性Fe>Cu，故Fe3＋優(yōu)先與Fe反應(yīng)：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，然后與Cu反應(yīng)：2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋。(1)若滴加KSCN溶液顯紅色，說(shuō)明Fe3＋過(guò)量，則Cu、Fe粉均已溶解，故溶液中的離子有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋、Cl－。(2)若滴加KSCN溶液，溶液不顯紅色，則Fe3＋已完全反應(yīng)，溶液中確定存在的離子是Fe2＋、Cl－，金屬粉末可能是Fe、Cu的混合物，或只有銅。(3)通過(guò)反應(yīng)方程式看，等物質(zhì)的量的Cu、Fe粉完全溶解，所產(chǎn)生的n(Cu2＋)∶n(Fe2＋)＝1∶5。(4)為從溶液中提取Cu，應(yīng)向溶液中加入過(guò)量鐵粉：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu；然后用鹽酸溶解過(guò)量鐵粉：Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑；過(guò)濾后，向?yàn)V液中加入新制氯水即可得到FeCl3：2FeCl2＋Cl2=2FeCl3。11．已知A為常見(jiàn)的金屬單質(zhì)，依據(jù)如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系回答下列問(wèn)題。(1)確定A、B、C、D、E、F的化學(xué)式：A為_(kāi)_Fe__，B為_(kāi)_Fe3O4__，C為_(kāi)_FeCl2__。D為_(kāi)_FeCl3__，E為_(kāi)_Fe(OH)2__，F(xiàn)為_(kāi)_Fe(OH)3__。(2)寫出⑧的化學(xué)方程式及④、⑤的離子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)32Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。解析：由題意可知A為Fe，B為Fe3O4，C為FeCl2，D為FeCl3，E為Fe(OH)2，F(xiàn)為Fe(OH)3。12．(1)合成氨工業(yè)生產(chǎn)中所用的α-Fe催化劑的主要成分是FeO、Fe2O3。①某FeO、Fe2O3混合物中，鐵原子、氧原子的物質(zhì)的量之比為4∶5，其中FeO、Fe2O3的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_2∶1__。②當(dāng)催化劑中＋2價(jià)鐵與＋3價(jià)鐵的物質(zhì)的量之比為1∶2時(shí)，其催化活性最高，此時(shí)鐵的氧化物的混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_0.72__