3.3用途广泛的金属材料（1）1、下列制作铅笔的材料与相应工业不对应的是()A．橡皮擦﹣﹣橡胶工业B．铝合金片﹣﹣冶金工业C．铅笔芯﹣﹣电镀工业D．铅笔漆﹣﹣涂料工业【答案】C【解析】解：A．橡皮擦主要由增塑剂和橡胶合成，橡胶工业，材料与相应工业对应，故A不选；B．冶炼金属铝属于冶金工业，材料与相应工业对应，故B不选；C．铅笔芯的主要成分是石墨，石墨比较软，刻画时容易留下痕迹，铅笔芯生产与电镀工业工业无关，材料与相应工业不对应，故C选；D．铅笔漆属于涂料的一种，材料与相应工业对应，故D不选；故选C．2、某复合材料是由碳纤维为增强体、金属钛为基体复合而成的．估计这种材料（　　）①耐高温　②不耐热　③导电、导热　④不导电、不导热　⑤可用于飞机机翼　⑥可用于导弹的壳体．A．①③⑤⑥B．②③⑤⑥C．②③④D．③④⑤【答案】A【解析】解：碳纤维为增强体、金属钛为基体的复合材料应具有增强体的优点和基体的优点．碳纤维熔点高、硬度大，金属钛熔点高、导电、导热，二者的密度都较小．因此该碳纤维增强金属基复合材料具有：①耐高温；②导电、导热；③密度小的特点，可用于制造飞机和导弹．故选A．3、下列说法不正确的是（　　）A．镁铝合金密度较小、强度高，常用作制造航天器的材料B．能自发进行的化学反应，可能是△H＞0、△S＞0C．CaC2着火时可使用泡沫灭火器灭火D．黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿【答案】C【解析】解：A．合金的性质是：硬度大，熔点低，耐腐蚀等，可用作制造航天器的材料，故A正确；B．化学反应能否自发进行，取决于焓变和熵变的综合判据，当△G=△H﹣T·△S＜0时，反应能自发进行，当△H＜0，△S＞0时，△G=△H﹣T·△S＜0，一定能自发进行．而△H＞0，△S＞0或△H＜0，△S＜0能否自发进行，取决于反应的温度，故B正确；C．泡沫灭火器内有两个容器，分别盛放两种液体，它们是硫酸铝和碳酸氢钠溶液，两种溶液互不接触，不发生任何化学反应，当需要泡沫灭火器时，把灭火器倒立，两种溶液混合在一起，就会产生大量的二氧化碳气体：Al2（SO4）3+6NaHCO3=3Na2SO4+2Al（OH）3↓+6CO2↑，产生的二氧化碳中含有水，水和碳化钙反应CaC2+2H2O=Ca（OH）2+C2H2↑，且放热，乙炔和氧气混合易爆炸，故C错误；D．黄铜（铜锌合金）制作的铜锣中，金属锌为负极，金属铜做正极，Cu被保护，不易腐蚀，故D正确；故选C．4、下列有关说法中，正确的是()①钢较纯铁不易生锈；②冶炼铝和钠都可以用电解法；③KSCN溶液可以检验Fe3＋离子；④缺钙会引起骨质疏松，缺铁会引起贫血；⑤青铜、不锈钢、硬铝都是合金A．①②③④⑤B．②③④⑤C．①③④D．①②④⑤【答案】B5、合金就是不同种金属（也包括一些非金属）在熔化状态下形成的一种熔合物，根据下列四种金属的熔沸点：物质NaCuAlFe熔点（℃）97.510836601535沸点（℃）883259522003000其中不能形成合金的是（　　）A．Cu和AlB．Fe和CuC．Fe和NaD．Al和Na【答案】C【解析】解：A．铜的熔点低于铝的沸点，两种金属能够形成合金，故A错误；B．铁的熔点低于铜的沸点，两种金属能够形成合金，故B错误；C．铁的熔点高于钠的沸点，两种金属不能形成合金，故C正确；D．铝的熔点低于钠的沸点，两种金属能够形成合金，故D错误．故选C．6、“轻轨电车”是近年新兴的一种交通工具（如图所示）当电车开动时，在电车与架空电线的接触点上，由于高速摩擦会产生高温，因此接触点上的材料应该具有现耐高温，能导电的性质，你认为该接触点上材料的应选用较为合适的是（　　）A．金刚石B．铝C．石墨D．铜【答案】C【解析】解：A、金刚石不导电，不能用作接触点上的材料．故A错误；B、铝的熔点低，不耐高温，不能用作接触点上的材料．故B错误；C、石墨具有耐高温，不易氧化，能导电的性质，可以用作接触点上的材料．故C正确；D、铜在受热时容易被空气中的氧气氧化，不能用作接触点上的材料．故D错误；故选C．7、所谓合金，就是不同种金属（也包括一些非金属）在熔化状态下形成的一种熔合物，根据下列四种金属的熔沸点：NaCuAlFe熔点（℃）97.510836601535沸点（℃）883259522003000你判断其中不能形成合金的是（　）A．Cu和AlB．Fe和CuC．Fe和NaD．Al和Na【答案】C【解析】合金是不同种金属在熔化状态下形成的一种熔合物，即两种金属都成为液态时进行混合；A．铜的熔点低于铝的沸点，两种金属能够形成合金，故A错误；B．铁的熔点低于铜的沸点，两种金属能够形成合金，故B错误；C．由于金属钠的沸点较低，铁的熔点高于钠的沸点，在铁熔化时温度达1535℃，而此时金属钠已变成气态，无法完成液态时混合，故钠和铁不能形成合金，故C正确；D．铝的熔点低于钠的沸点，两种金属能够形成合金，故D错误；故选C．8、铜锌合金俗称黄铜．下列不易鉴别黄铜与真金的方法是（　　）A．测密度B．测熔点C．灼烧D．看外观【答案】D【解析】A．黄铜和金的密度不可能相同，所以测密度可行，故A正确；B．合金的熔点较低，所以测熔点可行，故B正确；C．黄铜合金的熔点较低，真金的熔点高，故C正确；D．铜和金的颜色相同，故不可行，故D错误．故选D．9、把生铁冶炼成钢，目的是（　　）A．改善性能，增大用途B．除去硫、磷和过多的碳，调整合金元素的含量C．副产磷肥、水泥等D．用红棕色炉气制取水煤气【答案】A【解析】生铁与钢的主要区别是二者的含碳量不同，炼钢是用氧气将生铁中多余的碳氧化而除去，从而降低含碳量，达到改善性能、增大用途的作用，故A正确，故选A．10、下列物质中，不属于合金的是（）A．水银B．黄铜C．钢铁D．生铁【答案】A【解析】A．水银是单质，不属于合金，故A正确；B．黄铜是铜锌合金，故B错误；C．钢铁是铁与碳的合金，属于合金，故C错误；D．生铁是铁与碳的合金，故D错误．故选A．11、下列有关金属及其化合物的用途中，说法错误的是（）A．目前用量最大的合金是铝合金B．氧化镁用作耐火材料C．有机玻璃不是玻璃，是塑料D．钢化玻璃不是合金，是玻璃【答案】A【解析】A．目前用途最广、用量最大的合金是钢，故A错误；B．氧化镁的熔点高，故常用作耐火材料，故B正确；C．有机玻璃的成分是聚甲基丙烯酸甲酯，是塑料，故C正确；D．钢化玻璃和普通玻璃的组成相同，不是合金，故D正确．故选A．12、“蛟龙”号外壳用特殊的钛合金材料制成，它可以在深海中承受700个大气压的压力．已知金属钛的原子序数为22，化学性质与铝类似．下列说法正确的是（　　）A．钛属于主族元素B．钛合金强度很大C．蒸干TiCl4溶液可得无水钛盐D．在空气中将金属钛、铝混合后熔化可制得合金【答案】B【解析】A、金属钛的原子序数为22，位于第四周期第IIB族，不是主族元素，故A错误；B、钛合金可以在深海中承受700个大气压的压力，钛合金强度很大，故B正确；C、TiCl4是强酸弱碱盐，蒸干水解生成的氯化氢挥发，促进水解，得到氢氧化钛，得不到钛盐，故C错误；D、在空气中加热熔化，金属易与氧气发生反应，所以不能直接在空气中制备钛铝合金，故D错误；故选B．13、从金属利用的历史看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的冶炼是近百年的事．决定金属使用年代先后顺序的关键因素是（　　）A．金属的活动性B．金属的导电性C．金属的延展性D．地壳中金属元素的含量【答案】A【解析】金属的活动性越强，越容易与其它物质反应生成化合物，其化合物越不容易被还原，导致该金属的冶炼越难，所以决定金属使用年代的是金属的活动性，与金属的导电性、延展性、在地壳中的含量无关，故选A．14、下列说法不正确的是（）A．二氧化硅晶体是一种无色透明的固体，常用作光导纤维的材料B．臭氧是一种有特殊臭味、氧化性极强的淡蓝色气体，可用作餐具的消毒剂C．铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料，是因为铝比铁更耐酸、碱的腐蚀D．人造纤维可利用竹子、棉花、麻类的纤维材料制成，而合成纤维是利用自然界的非纤维材料（如石油、煤）通过化学合成方法得到【答案】C【解析】铝的性质比铁活泼，而且铝和氧化铝可与酸、碱反应，即铝比铁更容易被酸、碱腐蚀，C错误。15、化学与人类生产、生活、社会可持续发展密切相关，下列说法正确的是（）A．处理废水时加入明矾作为消毒剂可以除去水中的杂质B．为防止中秋月饼等富脂食品氧化变质，常在包装中放入生石灰C．金属汞一旦洒落在地面或桌面时，必须尽可能收集，并深埋处理D．高铁车厢大部分材料采用铝合金，因铝合金强度大、质量轻、抗腐蚀能力强【答案】D【解析】A、明矾净水的原理是加入水中形成的胶状物，对杂质的吸附使之沉淀，不是作为消毒剂，错误；B、生石灰是干燥剂，能吸水，但是不能吸收氧气，所以加入生石灰不能防止中秋月饼等富脂食品氧化变质，错误；C、金属汞一旦洒落在实验室地面或桌面时，应加入硫磺粉，错误；D、铝常温下能与空气中氧气反应，生成一层致密的氧化物保护膜，从而具有抗腐蚀性，铝合金材料的密度小，用以减轻列车质量，铝合金强度大，所以高铁车厢大部分材料采用铝合金，正确。16、金属钛(Ti)因为具有许多神奇的性能越来越引起人们的关注，被誉为“未来金属”。常温下钛不和非金属、强酸反应，加热至红热时，能与常见的非金属反应。工业上由钒钛磁铁矿经“选矿”得到的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制取金属钛的主要工艺过程如下：(1)从金属矿石中提炼金属一般需要经过三个阶段，上述工艺溶度积中涉及的有矿石中金属元素的还原、矿石的富集、金属的精炼；没有涉及的一个阶段是______________；生铁实际上属于铁______等元素形成的合金。若生产中碳的氧化产物主要为一种可燃性气体，请写出反应②的化学方程式__________________________。(2)生产中碳除了用还原剂还原还原金属矿物外，还有一个重要作用是______________；反应③是在氩气的环境中进行，目的是_____________________，如何从反应③后的固体中获得金属钛_______________________________。(3)已知在氯化过程中还有一种副产物VOCl3生成，实际生产中常在409K时用铜还原VOCl3，得到不溶于TiCl4的VOCl2，当有1molCu参加反应时转移的电子数为NA，试写出该反应的化学方程式为___________________。【答案】(1)碳；TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2CO(2)做燃料提供反应所需要的热能；防止钛、镁被空气氧化；向固体中加入足量盐酸(或稀硫酸)，充分反应后过滤，洗涤，干燥。(3)Cu+VOCl3VOCl2+CuCl【解析】生铁属于铁碳合金；反应①、②中的可燃性气体是CO，①中除CO外还有单质铁、TiO2生成；②中产物只有CO、TiCl4两种；因上述冶炼均需要在高温下进行，故碳的另一个作用就是燃烧，提供反应所需要的热能。反应③结束后，固体物质为钛、镁、MgCl2的混合物，结合题目信息知加盐酸或稀硫酸后就可以溶解镁及MgCl2，然后过滤得到钛。铜在反应中，1molCu失去1mol电子，故得到的是CuCl。【思维拓展】本模块试题通常情况下难度较小，解析中认真阅读题目提供的信息并从中找出有效信息(如变化的途径、类型、特征)是正确解题的知识基础；此外沉着细心、善于摒弃与解题无关的情景信息是正确解题的心理基础。17、铝镁合金已成为轮船制造和化工生产等行业的重要材料。一个研究性学习小组的同学，为了测定某不同品牌铝镁合金（不含其它元素）中镁的质量分数，设计了下列两种不同实验方案来进行探究。填写下列中的空白。[探究一]实验方案：铝镁合金测定生成气体的体积实验装置如下图，问题讨论：（1）反应完毕,每间隔1分钟读取气体体积，气体体积逐渐减小，直至不变。气体体积减小的原因是（仪器和实验操作的影响因素除外）。（2）为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题除了检查装置的气密性、加入足量盐酸使合金完全溶解和按（1）操作外，请再写出两点：①②（3）如果用分析天平准确称取0.51g镁铝合进行实验，测得生成气体体积为560mL（已折算成标况下体积），请计算合金中镁的质量分数。（请写出计算过程）______________________________________________________________________________________________________________________________。[探究二]实验方案：称量Bg另一品牌铝镁合金粉末．放在如下图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。问题讨论：（1）欲计算Mg的质量分数，该实验中还需测定的数据是。（2）用本方案进行实验时，装置中至少要充入O2的物质的量mol（用含B的最简式表示）。[实验拓展]研究小组对某无色透明的溶液进行实验，发现该溶液跟铝反应时放出H2，试判断下列离子：Mg2+、Cu2+、Ba2+、H+、Ag+、SO42－、HCO3－、OH－、NO3－，在下列两种情况下,可能存在于此溶液中的是：①当与铝反应后生成Al3+时，原溶液可能大量存在的离子。②当与铝反应后生成[Al(OH)4]－时，原溶液可能大量存在的离子是。【答案】[探究一]（1）反应放热，气体温度较高，温度降低时，气体体积减小。（2）①调整量气管C的高度，使C中液面与B液面相平；②读数时保证视线与凹液面的最低点相平；（3）47．1%[探究二]（1）灼烧后固体的质量（2）B/36[实验拓展]①Mg2+、SO42－、H+②Ba2+、OH-、NO3－【解析】试题分析：[探究一]（1）活泼金属与酸的反应是放热反应，故气体体积减小的原因是反应放热，气体温度较高，温度降低时，气体体积减小。（2）①要使容器中的压强相等才能计量准确，即调整量气管C的高度，使C中液面与B液面相平；②排除认为的原因，即读数时保证视线与凹液面的最低点相平。（3）560mL即0.025mol，Mg→H2↑、Al→3/2H2↑，24n(Mg)+27n(Al)=0.51、n(Mg)+3/2n(Al)=0.025。解得n(Al)=0.01mol，n(Mg)=0.01mol。m(Mg)=24n(Mg)=0.024(g)。合金中镁的质量分数为0.024g/0.51g*100%=47.1%。[探究二]（1）欲计算镁的质量分数，该实验中还需测定的一种数据是：完全反应后生成的固体的质量。（2）如果合金全是铝，消耗氧气是最少的，关系式为Al→3/4O2,经计算得装置中至少要充入O2的物质的量为B/36mol。[实验拓展](1)生成Al3+，证明体系中存在H+能与H+共同存在的是Ba2+，Cu2+，Mg2+，H+，SO42-，NO3-，Cl-溶液无色，排除Cu2+若存在NO3-，则不与Al反应产生H+，产生NO或者NO2，故而NO3-不存在余下的Ba2+和SO42-不能同时存在故而体系中存在Ba2+，Mg2+，H+，Cl-或者Mg2+，H+，Cl-，SO42-，无论哪种情况Ag+均不能存在，Ag2SO4和AgCl均溶解度不好(2)生成AlO2-，证明体系含OH-2Al+2OH-+2H2O====2AlO2-+3H2↑含有OH-，则不能含有Mg2+（否则Mg(OH)2沉淀），不能有H+，不能有Ag+，不能有Cu2+，不能有HCO3-剩余为Ba2+，SO42-，SO32-，NO3-，OH-和Cl-溶液中必有阳离子，Ba2+所以没有SO32-和SO42-只剩下：Ba2+，NO3-，OH-和Cl-考点：探究物质的组成或测量物质的含量镁的化学性质铝的化学性质点评：主要考查物质含量的测定、对实验原理与装置的理解、实验方案设计等，难度中等，理解实验原理是解题的关键，是对知识的综合考查，需要学生具有知识的基础与综合运用知识分析问题、解决问题的能力。18、镁是一种活泼金属，常用做脱硫剂。在电子工业中利用镁制取Si的反应为：2Mg＋SiO22MgO＋Si，但有副反应：2Mg＋SiMg2Si。现按如下图所示装置进行实验：先关闭K，使A中反应进行；加热玻璃管C，可观察到C管中发出耀眼白光，产生白烟，管壁上附着有淡黄色物质。实验完成后，将C管中固体全部加入盐酸中，生成有臭鸡蛋气味的气体。(1)C中的Mg应放在不锈钢垫片上而不能直接接触管壁，这是因为________________________________________________________________________。(2)停止实验时，先打开K，再停止滴加浓H2SO4并熄灭酒精灯，橡胶气胆B在实验中的作用是____________________________________________________________________。(3)C中全部固体生成物包括________、________、________。(填化学式)【答案】(1)在加热条件下，Mg能与玻璃中的SiO2反应(2)防止C管降温时，因气压减小，而引起D中溶液倒吸(3)MgO　S　MgS【解析】本题主要依托Mg的性质考查新知识新信息的应用。(1)玻璃中含有SiO2，不能直接接触镁，高温下二者之间反应。(2)气胆B起到缓冲的作用，可防倒吸。(3)依据各颜色及现象确定产物中有S、MgS，按元素守恒推断产物中必然还有MgO。19、过氧化钙是一种安全无毒的物质，带有数量不等的结晶水（即其化学式中结晶水的个数可为非整数），通常还含有部分CaO。（1）称取0.542g过氧化钙样品，灼热时发生如下反应：2CaO2·XH2O2CaO＋O2↑＋2XH2O，得到的O2在标准状况下体积为67.2mL，该样品中CaO2的物质的量为。（2）另取同一样品0.542g，溶于适量的稀盐酸中，然后加入足量的Na2CO3溶液，将溶液中Ca2＋全部转化为CaCO3沉淀，得到干燥的CaCO30.70g。①试计算样品中CaO的质量。②试计算样品中CaO2·XH2O的X值。【答案】（1）0.006mol（2）①n(CaO2)＝0.006moln(Ca2＋)＝0.007molm(CaO)＝0.056g②m(H2O)=0.542g-0.006mol×72g/mol-0.056g=0.054gn(H2O)＝0.003mol0.003×2X＝0.003X＝1/2【解析】试题分析：过氧化钙是一种安全无毒的物质，带有数量不等的结晶水（即其化学式中结晶水的个数可为非整数），通常还含有部分CaO。（1）称取0.542g过氧化钙样品，灼热时发生反应，得到的O2在标准状况下体积为67.2mL，2CaO2·XH2O2CaO＋O2↑＋2XH2O222.4Lx0.0672ml所以样品中CaO2的物质的量为0.006mol。另取同一样品0.542g，溶于适量的稀盐酸中，然后加入足量的Na2CO3溶液，将溶液中Ca2＋全部转化为CaCO3沉淀，得到干燥的CaCO30.70g。根据钙原子守恒得：CaCO3中的钙来源于CaO和CaO2，CaCO30.70g，其物质的量是0.007mol，所以同一样品0.542g中CaO2的物质的量为0.006mol所以CaO的物质的量是0.001mol，其质量m=M×n=0.056g。m(H2O)=0.542g-0.006mol×72g/mol-0.056g=0.054gn(H2O)＝0.003mol0.003×2X＝0.003X＝1/2考点：原子守恒物质的量的计算点评：在此题中，依据钙原子守恒，可顺利求出氧化钙的物质的量，从而求出x的值。本题考查混合物的计算，题目难度中等，注意根据反应的化学方程式，从质量守恒的角度计算。20、（16分）铝是用途广泛的金属材料，目前工业上主要用铝土矿(主要成分含氧化铝、氧化铁)来制取铝，其常见的过程如下：沉淀E溶液D操作ⅢCaO通入CO2溶液C沉淀B碱浸A铝土矿粉碎操作Ⅰ操作ⅡNa2CO3溶液Al(OH)3沉淀操作ⅣAl2O3冰晶石Al电解①请回答下列问题：（1）沉淀B的化学式为，溶液C中阴离子主要是。（2）操作Ⅰ是（填操作名称）（3）写出①过程中发生反应的离子方程式。（4）Al(OH)3沉淀必须进行洗涤才能通过操作Ⅳ获得纯净Al2O3，操作Ⅳ是（填操作名称），简述洗涤沉淀的操作方法：。（5）生产过程中，除水、CaO和CO2可以循环使用外，还可循环使用的物质有（填化学式）。（6）电解Al2O3制取金属Al的阳极电极反应式为。【答案】（1）Fe2O3（2分)，AlO2－和OH(2分，写Al(OH)4-也可，OH－不写不扣分)（2）过滤（2分）（3）Al2O3+2OH－=2AlO2－+H2O或Al2O3+2OH－+3H2O=2Al(OH)4-(共2分，配平错、写错化学式不给分)；（4）灼烧（2分)，向过滤器中加水至刚好浸没沉淀，让水自然流尽后重复操作2~3次。（2分）（5）NaOH。(2分)（6）2O2-—4e-==O2↑或6O2-—12e-==3O2↑(2分，漏写气体符号扣1分，写错化学式或配平错不给分)【解析】