【增强版】第17讲 金属材料-2024年初升高化学知识衔接卓越讲义(人教版2019)(含解析)

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【增强版】第17讲 金属材料-2024年初升高化学知识衔接卓越讲义(人教版2019)(含解析)

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1.铁合金 2.铝及铝合金 3.新型合金
阅读教材73页——79页,填空。
1、金属材料包括 和它们的 。日常使用的金属材料,大多数属于 。合金具有许多优良的 ,如合金的硬度、熔点不同于其成分金属,可满足不同的需要。合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。
2、在纯金属内加入其他 形成合金以后,结构发生了变化,使合金的性能与纯金属有很大的差异。例如,常见的一些合金的硬度比其成分金属的 ,是因为在纯金属内,所有原子的 都是相同的,原子的排列十分规整;加入或大或小的其他元素的原子 后,改变了金属原子有规则的层状排列,使原子层之间的相对滑动变困难,导致合金的硬度变大。
3、生铁和钢是含碳量不同的两种 合金。生铁的含碳量为 ,钢的含碳量为 。由于含碳量不司,钢和生铁在性能上有很大 。例如,生铁 ,是制造 的重要材料;钢有良好的延展性,机械性能好,可以 ,泛用于制造机械和交通工具等。
4、钢是用量最大、用途最广的合金,根据其化学成分,可分为两大类: 。根据含碳量不同,碳素钢可分为 。
5、合金钢也叫 ,是在碳素钢里适量地加入一种或几种 元素,使钢的组织结构发生变化,从而使钢具有各种特殊性能,如 等。
6、不锈钢是最常见的一种 ,它的合金元素主要是 。常用的不锈钢中含 (有的不锈钢含Cr17%~19%,含Ni8%~13%)。不锈钢在大气中比较稳定,不容易生锈,具有很强的 。生活中常见的医疗器材、厨房用具和餐具等,很多都是用不锈钢制造的;有些地铁列车的车体材质也是不锈钢。
7、近年来,为满足某些尖端技术发展的需要,人们又设计和合成了许多 。例如,氢能是人类未来的理想能源之一,氢能利用存在两大难题: 。H2是种 的气体,要利用H2 ,关键要解决H2 的 。一般情况下,H2 采用气态或液态储存,如在高压下把 H2压入钢瓶,但运送笨重的钢瓶既不方便也不安全。储氢合金是一类能够 ,并与H2结合成 的材料。具有实用价值的储氢合金要求储氢量大,金属氢化物既容易形成,稍稍加热又容易分解,室温下吸放氢的速率快,如Ti-Fe合金和La-Ni合金等。新型储氢合金材料的研究和开发将为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。此外, 和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。
8、纯铝的硬度和强度较小,不适合制造 等。向铝中加入少量的合金元素,如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等,可制成 。铝合金是目前用途广泛的合金之一。例如,硬铝(一种铝合金)中含 ,它的密度小、强度高,具有较强的 ,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。
9、铝是地壳中含量最多的金属元素。铝是一种活泼金属,在常温下就能与空气中的氧气发生反应,表面生成一层 。人们日常用的铝制品通常都是由铝合金制造的,其表面总是覆盖着致密的氧化铝薄膜,这层膜起着保护 的作用。
1.活泼的铝在空气中能稳定存在的原因是表层的铝在空气中反应生成了Al2O3。( )
2.地球上所有的金属元素都以化合态存在于自然界中。_____
3.金属单质只具有还原性,非金属单质只具有氧化性。_____
4.人类历史上使用铝的时间比铁晚,原因是铝的冶炼成本高。(______)
5.能与酸反应的氧化物,一定是碱性氧化物 。(______)
一、铁合金
1、合金:有一种金属跟其他一种或几种金属(或金属和非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。
2、合金的特性:熔点一般比成分金属的低;硬度比成分金属的硬度大。
3、铜合金:青铜(最早的合金)、黄铜、白铜
4、铁合金
1.下列成语不涉及化学变化的是
A.百炼成钢 B.形影不离 C.钻木取火 D.水滴石穿
2.下列物质不属于合金的是
A.不锈钢 B.硬铝 C.黄铜 D.水银
3.生铁、纯铁、碳三种物质中,熔点最低的是
A.纯铁 B.生铁 C.碳 D.无法确定
4.下列关于合金的说法正确的是
①合金只能由两种或两种以上的金属组成 ②合金具有金属特性 ③碳钢和生铁的主要成分相同,故性能相同 ④改变原料的配比及生成合金的条件,可得到具有不同性能的合金
A.②③ B.②④ C.①② D.①④
二、铝及铝合金
(一)铝
1、物理性质:
颜色 状态 硬度 密度 熔点 沸点 导电导热性 延展性
银白色,有金属光泽 固体 较小 2.7g/cm3 660℃ 2467℃ 良好 良好
2、化学性质 结构决定性质:较活泼,较强的还原性,也只有还原性。
(1)与非金属单质反应
与氧气反应 常温 现象:失去金属光泽,在表面生成一层致密的氧化物薄膜,阻止内部的金属继续与氧气反应。
点燃 现象:熔化但不滴落,失去金属光泽。化学方程式 4Al + 3O2 === 2Al2O3 (2)铝与酸(稀HCl、稀H2SO4)反应
2Al + 6H+ == 2Al3+ + 3H2↑
探究实验3-5 在两支试管中分别加入少量的NaOH溶液,然后向其中ー支试管中放入一小块铝片,向另一支试管中放入用砂纸仔细打磨过(除去表面的氧化膜)的一小块铝片。
观察现象。过一段时间后,将点燃的木条分别放在两支试管ロ你观察到什么现象?
实验操作
实验现象 未打磨的铝片逐渐溶解,开始时没有气泡产生,一段时间后才有实验现象气泡产生;打磨过的铝片逐渐溶解,立即产生气泡且速率始终较 快;将点燃的木条分别放在两支试管口,均发出爆鸣声。
实验结论 铝和铝表面的保护膜(氧化铝)都能与强碱反应
化学方程式 Al2O3 + 2NaOH == 2NaAlO2 + H2O 2Al + 2NaOH + 2H2O == 2NaAlO2 + 3H2↑
(3)铝与强碱溶液反应
2Al + 2NaOH + 2H2O ==2NaAlO2 + 3H2↑
应用: 分离Al与其他金属的混合物
(4)与盐溶液反应 2Al + 3CuSO4 == Al2(SO4)3 + 3Cu
(二)氧化铝
(1)物理性质:氧化铝白色固体, 难溶于水,熔点(2050℃) 高, 可制耐高温仪器。
(2)化学性质: 与酸反应:Al2O3 + 6H+ == 2Al3+ + 3H2O
与碱反应:Al2O3 + 2OH == 2AlO2- + H2O
两性氧化物:既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的氧化物。
(3)用途:熔点很高,是一种比较好的耐火材料,还可制作各种宝石及电解冶炼铝的原料。
5.下列关于铝及铝合金的叙述中,不正确的是
A.铝是地壳中含量最多的金属元素
B.在自然界中,既存在游离态,又存在化合态的铝
C.生活中铝制品通常是铝合金制造的,其表面有致密的氧化膜,起保护内部金属的作用
D.纯铝硬度和强度小,硬铝(含Cu、Mg、Mn、Si等)密度小、强度高,是制造航天设备的理想材料
6.铝是地壳中含量最高的金属元素,下列关于铝及其化合物的性质、用途的说法错误的是
A.纯铝的硬度和强度较小,不适合用于制造机器零部件
B.可用溶液除去粉末中少量的
C.铝合金是用来制造飞机和宇宙飞船的理想材料
D.铝制品廉价易得,适用于厨房蒸煮和长期存放碱性食物
7.下列关于金属铝及其化合物的叙述,正确的是。
A.铝在常温下不能与氧气反应
B.铝合金密度小,硬度大,耐腐蚀,是制造飞机的理想材料
C.相同质量的铝分别与足量盐酸和烧碱溶液反应产氢气的质量比为3∶1
D.铝表面有氧化膜保护,铝制器皿可以长时间盛放酸碱性溶液
8.铝的表面容易生成一层稳定的氧化膜,下列关于此氧化膜的叙述不正确的是
A.氧化膜的主要成分为Al2O3
B.氧化膜可以保护金属铝,防止铝继续被氧化
C.铝表面疏松的氧化膜使金属铝具有耐磨性和抗腐蚀性
D.氧化膜使性质活泼的金属铝成为了一种应用广泛的金属
9.在下列物质的溶液不能与Al反应的是
A.CH2CH3OH B.NaOH C.HCl D.H2SO4
10.Al分别与足量盐酸、氢氧化钠溶液反应,产生的在相同状态下体积相等时,消耗Al的质量比为
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.3∶1
(三)铝合金
三、新型合金
1、储氢合金
传统方法 利用高压钢瓶来储氢
(1)储氢方法 储存液态氢
现代方法:储氢合金
(2)含义:储氢合金是一类能够大量吸收H2,并与H2结合成金属氢化物的材料。
(3)要求:具有实用价值的储氢合金要求储氢量大,金属氢化物既容易形成,稍稍加热又容易
分解,室温下吸、放氢的速率快。
(4)实例:Ti-Fe合金、La-Ni合金。
2、几种新球型合金
1.2022年10月,长征五号B运载火箭成功将“梦天”实验舱送入预定轨道。该火箭用到大量铝合金材料,下列性质与铝合金材料的航天应用无关的是
A.低密度 B.耐酸蚀 C.耐磨损 D.强韧性
2.我国铝材工业水平处于世界领先行列。下列说法中,不正确的是
A.常温下,铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼 B.铝制餐具不宜长时间盛放酸性食物
C.铝合金密度小、强度高,广泛应用于航空领域 D.工业上可以用盐酸去除铝表面的氧化膜
3.下列有关金属材料的说法正确的是
A.不锈钢是最常见的一种合金钢,它的合金元素主要是锰和镍
B.储氢合金是一类通过物理方法吸附的新型合金材料
C.生铁和钢都是关于铁的含碳合金,钢中碳的含量较高
D.通过增加原子层之间的相对滑动难度,使合金的硬度变大
4.2022年科技创新结出累累硕果,加快了实现高水平建设科技强国。下列有关说法错误的是
A.“北斗导航”系统应用一体化芯片手机,芯片成分为
B.“奋斗者”号深海载人潜水器采用的Ti62A新型钛合金的硬度比纯钛的高
C.C919大飞机机身采用了第三代铝锂合金,具有密度低、强度高等优良特点
D.问天实验舱太阳翼配置的是三结砷化镓电池,砷化镓喻为“半导体贵族”
5.社会的进步与时代的发展充满了人类智慧的结晶。下列有关说法中错误的是
A.合金为纯净物,具有许多优良的物理、化学或机械性能
B.不锈钢是最常见的一种合金钢,不容易生锈。
C.商朝的“后母戊鼎”是我国较早使用的铜制品之一
D.近年来,人们又设计和合成了许多新型合金。如储氢合金、钛合金等
1.合金的组成及性能
(1)合金中一定含有金属元素,可能含有非金属元素。
(2)合金是混合物,没有固定的熔点。
(3)合金具有金属特性,如导电、传热等。
(4)合金形成后会影响各成分金属的物理性质,如合金的熔点一般比其成分金属低,而硬度、机械强度一般比其成分金属高;但一般来说各成分金属均保持了其原有的化学性质。
2.合金的形成条件
(1)金属与金属形成合金时:合金是金属在熔化状态时相互混合形成的,熔化时的温度需达到成分金属中熔点最高的金属的熔点,但又不能超出成分金属中沸点最低的金属的沸点。一种金属的熔点高于另一种金属的沸点时则不能形成合金。
(2)金属与非金属形成合金时:部分不活泼非金属与金属可形成合金,活泼非金属与活泼金属则不能形成合金。
1.关于铝及其合金的说法正确的是
A.常温下铝具有较强的抗腐蚀性主要原因是铝不活泼
B.镁铝合金的密度大、强度高,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料
C.铝单质在化学反应中容易失去电子,表现出还原性
D.向装有氢氧化钠溶液的试管中放入未打磨的铝片,一直观察不到气泡
2.下列关于金属铝的描述中,不正确的是
A.有银白色金属光泽 B.具有较强的还原性
C.硬度高于硬铝 D.常温下能与空气中的氧气反应
3.下列说法正确的是
A.合金一般由多种元素组成,属于化合物
B.常温下,铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼
C.新型储氢合金因具有较大空隙,通过物理吸附大量而广泛用于新能源汽车行业
D.合金中加入其他元素原子后,使原子层之间的相对滑动变得困难,导致合金的硬度变大
4.下列变化中不可能通过一步反应完成的是
A. B.
C. D.
5.下列化学用语书写正确的是
A.硫酸氢钠在熔融状态下的电离方程式:
B.氨水与稀硫酸反应的离子方程式:
C.钾与水反应的离子方程式:
D.氧化铝溶于氢氧化钠溶液的化学方程式:
6.在给定条件下物质间转化均能实现的是
A.
B.
C.
D.
7.随着气温下降新冠病毒的活性增加,通过戴口罩可以有效阻止新型冠状病毒传播。如图,为增强口罩的密封性,均放了鼻梁条,有的鼻梁条是铝合金做的。下列说法正确的是
A.铝合金属于纯净物
B.铝合金的熔点比金属铝高
C.铝合金可以跟强酸强碱溶液反应
D.鼻梁条使用铝合金,利用其密度大、抗腐蚀性好的优点
8.下列物质的性质与用途不具有对应关系的是
A.单质铝能导电,可用于制作导线
B.NaOH有碱性,可用于治疗胃酸过多
C.镁铝合金密度小,强度高,可用于制造飞机和宇宙飞船
D.Fe3O4具有磁性,可用于制造录音磁带和电讯器材
9.社会的进步与时代的发展充满了人类智慧的结晶。下列有关说法中错误的是
A.合金为纯净物,具有许多优良的物理、化学或机械性能
B.不锈钢是最常见的一种合金钢,不容易生锈。
C.商朝的“后母戊鼎”是我国较早使用的铜制品之一
D.近年来,人们又设计和合成了许多新型合金。如储氢合金、钛合金等
10.下列关于合金的叙述正确的是
A.铝合金硬度比纯铝小
B.生铁是铁碳合金,钢是纯净的铁单质
C.硬铝密度小、强度高,常用于制造飞机外壳
D.不锈钢和钢都是铁合金,性质完全相同
11.室温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.能与铝反应放出氢气的溶液中:、、、
B.使石蕊试液显蓝色的溶液中:、、、
C.溶液:、、、
D.溶液:、、、
12.下列关于除杂试剂的选择不正确的是(括号中的物质为杂质)
A.:溶液 B.:饱和食盐水
C.:澄清石灰水 D.:
13.下列关于金属冶炼的说法中,正确的是
A.金属冶炼的本质是将化合态的金属元素还原为金属单质的过程
B.锈蚀后的铁制品没有回收冶炼价值
C.像钾、钠等活泼金属可以通过热分解法来冶炼
D.金属的冶炼方法与金属离子的氧化性无关
14.合金品种多、应用广泛,很多高品质合金是大国重器的原材料。关于合金的下列叙述,不正确的是
A.“合金材料”中只含金属元素,不含非金属元素
B.生活中大量使用铝合金是因为它的密度小、强度高、抗腐蚀能力强
C.合金和合金都是新型合金,特点是室温下吸、放氢的速率快
D.焊锡(锡铅合金)熔点比金属锡低
15.下列不属于新型合金的是
A.储氢合金 B.钛合金 C.铁合金 D.形状记忆合金
16.一定质量的铝铁合金溶于足量的NaOH溶液中,完全反应后产生3.36L(标准状况下)气体;用同样质量的铝铁合金完全溶于足量的盐酸中,在标准状况下产生6.72L的气体,则该合金中铝、铁的物质的量之比为
A.1 ∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.1 ∶2
2中小学教育资源及组卷应用平台
1.铁合金 2.铝及铝合金 3.新型合金
阅读教材73页——79页,填空。
1、金属材料包括 纯金属和它们的 合金 。日常使用的金属材料,大多数属于合金。合金具有许多优良的 物理、化学或机械性能 ,如合金的硬度、熔点不同于其成分金属,可满足不同的需要。合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。
2、在纯金属内加入其他 元素 形成合金以后,结构发生了变化,使合金的性能与纯金属有很大的差异。例如,常见的一些合金的硬度比其成分金属的 大 ,是因为在纯金属内,所有原子的大小和形状都是相同的,原子的排列十分规整;加入或大或小的其他元素的原子 后,改变了金属原子有规则的层状排列,使原子层之间的相对滑动变困难,导致合金的硬度变大。
3、生铁和钢是含碳量不同的两种 铁碳 合金。生铁的含碳量为 2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2% 。由于含碳量不司,钢和生铁在性能上有很大差异。例如,生铁硬度大、抗压,性脆、可以铸造成型,是制造机座、管道 的重要材料;钢有良好的延展性,机械性能好,可以 锻轧和铸造 ,泛用于制造机械和交通工具等。
4、钢是用量最大、用途最广的合金,根据其化学成分,可分为两大类:碳素钢和合金钢 。根据含碳量不同,碳素钢可分为 高碳钢、中碳钢和低碳钢。
5、合金钢也叫 特种钢 ,是在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素,使钢的组织结构发生变化,从而使钢具有各种特殊性能,如 强度、硬度大,可塑性、韧性好,耐磨耐腐蚀等。
6、不锈钢是最常见的一种 合金钢 ,它的合金元素主要是铬(Cr)和镍(Ni) 。常用的不锈钢中含 (有的不锈钢含Cr17%~19%,含Ni8%~13%)。不锈钢在大气中比较稳定,不容易生锈,具有很强的 抗腐蚀能力 。生活中常见的医疗器材、厨房用具和餐具等,很多都是用不锈钢制造的;有些地铁列车的车体材质也是不锈钢。
7、近年来,为满足某些尖端技术发展的需要,人们又设计和合成了许多 新型合金。例如,氢能是人类未来的理想能源之一,氢能利用存在两大难题: 制取和储存 。H2是种易燃易爆 的气体,要利用H2 ,关键要解决H2 的 安全储存和运输问题 。一般情况下,H2 采用气态或液态储存,如在高压下把 H2压入钢瓶,但运送笨重的钢瓶既不方便也不安全。储氢合金是一类能够大量吸收H2 ,并与H2结合成金属氢化物的材料。具有实用价值的储氢合金要求储氢量大,金属氢化物既容易形成,稍稍加热又容易分解,室温下吸放氢的速率快,如Ti-Fe合金和La-Ni合金等。新型储氢合金材料的研究和开发将为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。此外, 钛合金、耐热合金 和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。
8、纯铝的硬度和强度较小,不适合制造 机器零件 等。向铝中加入少量的合金元素,如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等,可制成 铝合金。铝合金是目前用途广泛的合金之一。例如,硬铝(一种铝合金)中含Cu4%、Mg0.5%、Mn0.5%、Si0.7%,它的密度小、强度高,具有较强的 抗腐蚀能力,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。
9、铝是地壳中含量最多的金属元素。铝是一种活泼金属,在常温下就能与空气中的氧气发生反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜。人们日常用的铝制品通常都是由铝合金制造的,其表面总是覆盖着致密的氧化铝薄膜,这层膜起着保护内部金属的作用。
1.活泼的铝在空气中能稳定存在的原因是表层的铝在空气中反应生成了Al2O3。( )
2.地球上所有的金属元素都以化合态存在于自然界中。_____
3.金属单质只具有还原性,非金属单质只具有氧化性。_____
4.人类历史上使用铝的时间比铁晚,原因是铝的冶炼成本高。(______)
5.能与酸反应的氧化物,一定是碱性氧化物 。(______)
【答案】1.正确2.错误3.错误4.正确5.错误
一、铁合金
1、合金:有一种金属跟其他一种或几种金属(或金属和非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。
2、合金的特性:熔点一般比成分金属的低;硬度比成分金属的硬度大。
3、铜合金:青铜(最早的合金)、黄铜、白铜
4、铁合金
1.下列成语不涉及化学变化的是
A.百炼成钢 B.形影不离 C.钻木取火 D.水滴石穿
【答案】B
【解析】A.炼钢的过程生铁中的碳被氧气氧化,有新物质生成,发生了化学变化,A不符合题意;
B.形影不离说的是光沿直线传播原理,属于物理现象,不涉及化学变化,B符合题意;
C.“钻木取火”涉及燃烧,有新物质生成,发生了化学变化,C项不符合题意;
D.“水滴石穿”说的是碳酸钙与水和空气中二氧化碳发生了化学变化,D项不符合题意;
故选B。
2.下列物质不属于合金的是
A.不锈钢 B.硬铝 C.黄铜 D.水银
【答案】D
【解析】A.不锈钢是铁合金,A错误;
B.硬铝是铝合金,B错误;
C.黄铜是铜锌合金,C错误;
D.水银是金属汞,为金属单质,不是合金,D正确;
答案选D。
3.生铁、纯铁、碳三种物质中,熔点最低的是
A.纯铁 B.生铁 C.碳 D.无法确定
【答案】B
【解析】多数合金的熔点比各成分金属的熔点低,生铁是铁碳合金,其熔点要低于纯铁和碳,故答案选B。
4.下列关于合金的说法正确的是
①合金只能由两种或两种以上的金属组成 ②合金具有金属特性 ③碳钢和生铁的主要成分相同,故性能相同 ④改变原料的配比及生成合金的条件,可得到具有不同性能的合金
A.②③ B.②④ C.①② D.①④
【答案】B
【解析】①合金可由两种或两种以上的金属或者金属与非金属熔合而成,故错误;
②合金是指在一种金属中加热熔合其他金属或非金属而形成的具有金属特性的物质,故正确;
③碳钢和生铁含碳量不同,含碳量越高,硬度越大,因此两者的性能不同,故错误;
④合金的性质与合金的原料配比以及制造工艺有关,所以改变原料的配比、变更制造合金的工艺,可以制得具有不同性能的合金,故正确;
故选:B;
二、铝及铝合金
(一)铝
1、物理性质:
颜色 状态 硬度 密度 熔点 沸点 导电导热性 延展性
银白色,有金属光泽 固体 较小 2.7g/cm3 660℃ 2467℃ 良好 良好
2、化学性质 结构决定性质:较活泼,较强的还原性,也只有还原性。
(1)与非金属单质反应
与氧气反应 常温 现象:失去金属光泽,在表面生成一层致密的氧化物薄膜,阻止内部的金属继续与氧气反应。
点燃 现象:熔化但不滴落,失去金属光泽。化学方程式 4Al + 3O2 === 2Al2O3
(2)铝与酸(稀HCl、稀H2SO4)反应
2Al + 6H+ == 2Al3+ + 3H2↑
探究实验3-5 在两支试管中分别加入少量的NaOH溶液,然后向其中ー支试管中放入一小块铝片,向另一支试管中放入用砂纸仔细打磨过(除去表面的氧化膜)的一小块铝片。
观察现象。过一段时间后,将点燃的木条分别放在两支试管ロ你观察到什么现象?
实验操作
实验现象 未打磨的铝片逐渐溶解,开始时没有气泡产生,一段时间后才有实验现象气泡产生;打磨过的铝片逐渐溶解,立即产生气泡且速率始终较 快;将点燃的木条分别放在两支试管口,均发出爆鸣声。
实验结论 铝和铝表面的保护膜(氧化铝)都能与强碱反应
化学方程式 Al2O3 + 2NaOH == 2NaAlO2 + H2O 2Al + 2NaOH + 2H2O == 2NaAlO2 + 3H2↑
(3)铝与强碱溶液反应
2Al + 2NaOH + 2H2O ==2NaAlO2 + 3H2↑
应用: 分离Al与其他金属的混合物
(4)与盐溶液反应 2Al + 3CuSO4 == Al2(SO4)3 + 3Cu
(二)氧化铝
(1)物理性质:氧化铝白色固体, 难溶于水,熔点(2050℃) 高, 可制耐高温仪器。
(2)化学性质: 与酸反应:Al2O3 + 6H+ == 2Al3+ + 3H2O
与碱反应:Al2O3 + 2OH == 2AlO2- + H2O
两性氧化物:既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的氧化物。
(3)用途:熔点很高,是一种比较好的耐火材料,还可制作各种宝石及电解冶炼铝的原料。
5.下列关于铝及铝合金的叙述中,不正确的是
A.铝是地壳中含量最多的金属元素
B.在自然界中,既存在游离态,又存在化合态的铝
C.生活中铝制品通常是铝合金制造的,其表面有致密的氧化膜,起保护内部金属的作用
D.纯铝硬度和强度小,硬铝(含Cu、Mg、Mn、Si等)密度小、强度高,是制造航天设备的理想材料
【答案】B
【解析】A.铝是地壳中含量最多的金属元素,故A正确;
B.Al是活泼金属,在自然界中以化合态形式存在,故B错误;
C.铝化学性质活泼,铝表面容易生成一层致密的氧化物保护膜,对内部的金属起到了保护作用,使得铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性,故C正确;
D.纯铝硬度和强度小,硬铝(含Cu、Mg、Mn、Si等)密度小、强度高,是制造航天设备的理想材料,故D正确;
故选B。
6.铝是地壳中含量最高的金属元素,下列关于铝及其化合物的性质、用途的说法错误的是
A.纯铝的硬度和强度较小,不适合用于制造机器零部件
B.可用溶液除去粉末中少量的
C.铝合金是用来制造飞机和宇宙飞船的理想材料
D.铝制品廉价易得,适用于厨房蒸煮和长期存放碱性食物
【答案】D
【解析】A.制造机器零部件要求材料硬度高、强度好,而纯铝硬度、强度较小,不适合,A正确;
B.氧化铁不与氢氧化钠溶液反应,氧化铝为两性氧化物,与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,B正确;
C.铝合金硬度高、质量轻,是用来制造飞机和宇宙飞船是理想材料,C正确;
D.铝能与酸、碱发生反应,铝制品不能长期存放酸性或碱性较强的食物,D错误;
答案选D。
7.下列关于金属铝及其化合物的叙述,正确的是。
A.铝在常温下不能与氧气反应
B.铝合金密度小,硬度大,耐腐蚀,是制造飞机的理想材料
C.相同质量的铝分别与足量盐酸和烧碱溶液反应产氢气的质量比为3∶1
D.铝表面有氧化膜保护,铝制器皿可以长时间盛放酸碱性溶液
【答案】B
【解析】A.铝在常温下能与氧气反应生成氧化铝,故A错误;
B.铝合金具有密度小、硬度大、耐腐蚀的特性,是制造飞机的理想材料,故B正确;
C.铝与盐酸反应生成氯化铝和氢气、与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,则相同质量的铝分别与足量盐酸和烧碱溶液反应产氢气的质量比为1∶1,故C错误;
D.氧化铝是两性氧化物,既能与酸反应生成盐和水,也能与碱反应生成盐和水,故D错误;
故选B。
8.铝的表面容易生成一层稳定的氧化膜,下列关于此氧化膜的叙述不正确的是
A.氧化膜的主要成分为Al2O3
B.氧化膜可以保护金属铝,防止铝继续被氧化
C.铝表面疏松的氧化膜使金属铝具有耐磨性和抗腐蚀性
D.氧化膜使性质活泼的金属铝成为了一种应用广泛的金属
【答案】C
【解析】A.铝容易和空气中氧气生成致密的氧化铝薄膜,氧化膜的主要成分为Al2O3,A正确;
B.铝容易和空气中氧气生成致密的氧化铝薄膜,故氧化膜可以保护金属铝,防止铝继续被氧化,B正确;
C.生成致密的氧化铝薄膜,C错误;
D.氧化膜使性质活泼的金属铝具有良好的抗腐蚀性,从而成为了一种应用广泛的金属,D正确。
故选C。
9.在下列物质的溶液不能与Al反应的是
A.CH2CH3OH B.NaOH C.HCl D.H2SO4
【答案】A
【解析】Al具有两性,既能和强碱反应也能和强酸反应,能与Al反应的是NaOH、HCl和H2SO4,Al不能和CH2CH3OH,故选A。
10.Al分别与足量盐酸、氢氧化钠溶液反应,产生的在相同状态下体积相等时,消耗Al的质量比为
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.3∶1
【答案】A
【解析】Al分别与足量盐酸、氢氧化钠溶液反应的化学方程式为2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,根据方程式可知,产生的在相同状态下体积相等(即物质的量相等)时,消耗的Al的物质的量相同,则消耗Al的质量比为1:1,故答案选A。
(三)铝合金
三、新型合金
1、储氢合金
传统方法 利用高压钢瓶来储氢
(1)储氢方法 储存液态氢
现代方法:储氢合金
(2)含义:储氢合金是一类能够大量吸收H2,并与H2结合成金属氢化物的材料。
(3)要求:具有实用价值的储氢合金要求储氢量大,金属氢化物既容易形成,稍稍加热又容易
分解,室温下吸、放氢的速率快。
(4)实例:Ti-Fe合金、La-Ni合金。
2、几种新球型合金
1.2022年10月,长征五号B运载火箭成功将“梦天”实验舱送入预定轨道。该火箭用到大量铝合金材料,下列性质与铝合金材料的航天应用无关的是
A.低密度 B.耐酸蚀 C.耐磨损 D.强韧性
【答案】B
【解析】A.铝合金材料的密度比较小,用于航天应用可以减少能源的使用,因此与其低密度的性质有关,A不符合题意;
B.铝合金与空气及酸接触时,会在金属表面产生一层致密的氧化物保护膜,阻止金属的进一步氧化,因此具有一定的抗腐蚀能力,其用于制航天器与其耐酸蚀的性质无关,B符合题意;
C.铝合金材料比其成分金属具有强的抗腐蚀能力,因此该耐磨损的性质可用于航天事业,C不符合题意;
D.铝合金材料具有一定的韧性,抗应变能力强,其强韧性可应用于作航天器,D不符合题意;
故合理选项是B。
2.我国铝材工业水平处于世界领先行列。下列说法中,不正确的是
A.常温下,铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼 B.铝制餐具不宜长时间盛放酸性食物
C.铝合金密度小、强度高,广泛应用于航空领域 D.工业上可以用盐酸去除铝表面的氧化膜
【答案】A
【解析】A.常温下,铝表面容易与氧气形成一层致密的氧化物薄膜,保护铝不被腐蚀,A错误;
B.铝及其表面的氧化膜氧化铝均能与酸发生反应,所以铝制餐具不宜长时间盛放酸性食物,B正确;
C.铝合金密度小、强度高,具有较强的抗腐蚀能力,广泛应用于航空领域,C正确;
D.铝表面的氧化膜成分为氧化铝,氧化铝可与盐酸反应生成可溶性的氯化铝与水,D正确;
选A。
3.下列有关金属材料的说法正确的是
A.不锈钢是最常见的一种合金钢,它的合金元素主要是锰和镍
B.储氢合金是一类通过物理方法吸附的新型合金材料
C.生铁和钢都是关于铁的含碳合金,钢中碳的含量较高
D.通过增加原子层之间的相对滑动难度,使合金的硬度变大
【答案】D
【解析】A.不锈钢的合金元素主要是铬和镍,A错误;
B.储氢合金储氢过程生成金属氢化物,过程中有新物质生成,是化学变化,故B错误;
C.生铁和钢都是铁的含碳合金,钢中碳的含量在之间,生铁中碳的含量在之间,所以生铁的碳含量高于钢的碳含量,故C错误;
D.合金的硬度大于纯金属的硬度,是通过增加原子层之间的相对滑动难度,导致合金的硬度变大,故D正确;
选D。
4.2022年科技创新结出累累硕果,加快了实现高水平建设科技强国。下列有关说法错误的是
A.“北斗导航”系统应用一体化芯片手机,芯片成分为
B.“奋斗者”号深海载人潜水器采用的Ti62A新型钛合金的硬度比纯钛的高
C.C919大飞机机身采用了第三代铝锂合金,具有密度低、强度高等优良特点
D.问天实验舱太阳翼配置的是三结砷化镓电池,砷化镓喻为“半导体贵族”
【答案】A
【解析】A.芯片的成分为晶体Si,A错误;
B.合金比成分金属硬度高、韧性更好,B正确;
C.铝锂合金具有密度低、强度高等优良特点,适用于制作飞机机身,C正确;
D.砷化镓是良好的半导体材料,D正确;
故选A。
5.社会的进步与时代的发展充满了人类智慧的结晶。下列有关说法中错误的是
A.合金为纯净物,具有许多优良的物理、化学或机械性能
B.不锈钢是最常见的一种合金钢,不容易生锈。
C.商朝的“后母戊鼎”是我国较早使用的铜制品之一
D.近年来,人们又设计和合成了许多新型合金。如储氢合金、钛合金等
【答案】A
【解析】A.合金是混合物,具有许多优良的物理、化学或机械性能,A错误;
B.不锈钢是最常见的一种合金钢且不容易生锈,B正确;
C.后母戊鼎是我国较早使用的铜制品之一,C正确;
D.随着社会的发展,人们设计和合成了许多新型合金,如储氢合金、钛合金等,D正确;
故答案选A。
1.合金的组成及性能
(1)合金中一定含有金属元素,可能含有非金属元素。
(2)合金是混合物,没有固定的熔点。
(3)合金具有金属特性,如导电、传热等。
(4)合金形成后会影响各成分金属的物理性质,如合金的熔点一般比其成分金属低,而硬度、机械强度一般比其成分金属高;但一般来说各成分金属均保持了其原有的化学性质。
2.合金的形成条件
(1)金属与金属形成合金时:合金是金属在熔化状态时相互混合形成的,熔化时的温度需达到成分金属中熔点最高的金属的熔点,但又不能超出成分金属中沸点最低的金属的沸点。一种金属的熔点高于另一种金属的沸点时则不能形成合金。
(2)金属与非金属形成合金时:部分不活泼非金属与金属可形成合金,活泼非金属与活泼金属则不能形成合金。
1.关于铝及其合金的说法正确的是
A.常温下铝具有较强的抗腐蚀性主要原因是铝不活泼
B.镁铝合金的密度大、强度高,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料
C.铝单质在化学反应中容易失去电子,表现出还原性
D.向装有氢氧化钠溶液的试管中放入未打磨的铝片,一直观察不到气泡
【答案】C
【解析】A. 常温下铝具有较强的抗腐蚀性主要原因是铝的化学性质很活泼,极易被空气中的氧气氧化生成致密的氧化物保护膜,阻止内部金属继续反应,A错误;
B. 合金的密度一般比成分金属的小,故镁铝合金的密度小、强度高,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料,B错误;
C. 铝原子最外层上只有3个电子,故铝单质在化学反应中容易失去电子,表现出还原性,C正确;
D. 由反应方程式:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,故向装有氢氧化钠溶液的试管中放入未打磨的铝片,一段时间后可以观察到气泡,D错误;
故答案为:C。
2.下列关于金属铝的描述中,不正确的是
A.有银白色金属光泽 B.具有较强的还原性
C.硬度高于硬铝 D.常温下能与空气中的氧气反应
【答案】C
【解析】A.金属铝也具有金属的通性,故金属铝有银白色金属光泽,A正确;
B.金属铝最外层有3个电子,容易失去电子,故具有较强的还原性,B正确;
C.硬铝是合金,一般合金的硬度都大于纯金属,故硬铝硬度高于铝,C错误;
D.铝单质非常活泼,在常温下能与空气中的氧气反应生成氧化铝,D正确;
故本题选C。
3.下列说法正确的是
A.合金一般由多种元素组成,属于化合物
B.常温下,铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼
C.新型储氢合金因具有较大空隙,通过物理吸附大量而广泛用于新能源汽车行业
D.合金中加入其他元素原子后,使原子层之间的相对滑动变得困难,导致合金的硬度变大
【答案】D
【解析】A.合金是金属与金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质;属于混合物,故A错误;
B.常温下,铝制品耐腐蚀是因为铝和空气中氧气生成一层致密的氧化膜,故B错误;
C.合金具有在吸氢化学反应时放出大量热,而在放氢时吸收大量热,因此新型储氢合金吸氢是化学变化,故C错误;
D.合金内加入了其他元素或大或小的原子,改变了金属原子有规则的层状排列,使原子层之间的相对滑动变得困难。因此,在一般情况下,合金比纯金属硬度更大、更坚固,故D正确。
故选D。
4.下列变化中不可能通过一步反应完成的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A.不溶于水不能直接与水反应生成,故A符合题意;
B.过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠,可一步完成,故B不符合题意;
C.铝单质与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,可一步完成,故C不符合题意;
D.氯气与氢氧化钙反应直接生成次氯酸钙,可一步完成,故D不符合题意;
故选:A。
5.下列化学用语书写正确的是
A.硫酸氢钠在熔融状态下的电离方程式:
B.氨水与稀硫酸反应的离子方程式:
C.钾与水反应的离子方程式:
D.氧化铝溶于氢氧化钠溶液的化学方程式:
【答案】C
【解析】A.硫酸氢钠在熔融状态下电离出钠离子和硫酸氢根离子,电离方程式:,故A错误;
B.氨水为弱碱和硫酸生成硫酸铵和水,离子方程式为:,故B错误;
C.钾与水反应生成氢氧化钾和氢气,反应的离子方程式为:,故C正确;
D.氧化铝溶于氢氧化钠溶液生成偏铝酸钠和水,反应的化学方程式为:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,故D错误;
故选C。
6.在给定条件下物质间转化均能实现的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】A.二氧化锰和浓盐酸加热生成氯气,和稀盐酸不反应,故A不符合题意;
B.氯化钙和二氧化碳不反应不能生成碳酸钙,故B不符合题意;
C.铝和氧气点燃生成氧化铝,氧化铝和氢氧化钠生成偏铝酸钠溶液和水,能实现转化,故C符合题意;
D.铁和氯气反应生成氯化铁而不是氯化亚铁,故D不符合题意;
故选C。
7.随着气温下降新冠病毒的活性增加,通过戴口罩可以有效阻止新型冠状病毒传播。如图,为增强口罩的密封性,均放了鼻梁条,有的鼻梁条是铝合金做的。下列说法正确的是
A.铝合金属于纯净物
B.铝合金的熔点比金属铝高
C.铝合金可以跟强酸强碱溶液反应
D.鼻梁条使用铝合金,利用其密度大、抗腐蚀性好的优点
【答案】C
【解析】A.合金是由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法合成的具有金属特性的混合物,铝合金属于混合物,A错误;
B.合金的优点之一是合金的熔点比组分金属的低,因此铝合金的熔点比铝低,B错误;
C.铝在元素周期表中位于金属与非金属分界线附近,能与强酸、强碱溶液反应,铝合金亦然,C正确;
D.鼻梁条使用铝合金,利用其可塑性好的优点,D错误;
故选C。
8.下列物质的性质与用途不具有对应关系的是
A.单质铝能导电,可用于制作导线
B.NaOH有碱性,可用于治疗胃酸过多
C.镁铝合金密度小,强度高,可用于制造飞机和宇宙飞船
D.Fe3O4具有磁性,可用于制造录音磁带和电讯器材
【答案】B
【解析】A.导线材料需要有良好的导电能力,单质铝的导电性质对应用途,故A不选。
B.氢氧化钠属于强碱,具有强腐蚀性,服用氢氧化钠会造成食管和胃大面积烧灼,因此不可以用于治疗胃酸过多,故B选。
C.制造飞机和宇宙飞船的材料具有强度高,耐高温,耐腐蚀,密度小等特点,镁铝合金性质符合,故C不选。
D.录音磁带需要磁性材料作为信息的载体,因此Fe3O4具有磁性的性质符合,故D不选。
故答案为:B。
9.社会的进步与时代的发展充满了人类智慧的结晶。下列有关说法中错误的是
A.合金为纯净物,具有许多优良的物理、化学或机械性能
B.不锈钢是最常见的一种合金钢,不容易生锈。
C.商朝的“后母戊鼎”是我国较早使用的铜制品之一
D.近年来,人们又设计和合成了许多新型合金。如储氢合金、钛合金等
【答案】A
【解析】A.合金是混合物,具有许多优良的物理、化学或机械性能,A错误;
B.不锈钢是最常见的一种合金钢且不容易生锈,B正确;
C.后母戊鼎是我国较早使用的铜制品之一,C正确;
D.随着社会的发展,人们设计和合成了许多新型合金,如储氢合金、钛合金等,D正确;
故答案选A。
10.下列关于合金的叙述正确的是
A.铝合金硬度比纯铝小
B.生铁是铁碳合金,钢是纯净的铁单质
C.硬铝密度小、强度高,常用于制造飞机外壳
D.不锈钢和钢都是铁合金,性质完全相同
【答案】C
【解析】A.合金的硬度比其任一组分都大,铝合金硬度比纯铝大,A错误;
B.生铁是铁碳合金,钢的含碳量比生铁低,也是铁碳合金,B错误;
C.硬铝密度小、强度高,常用于制造飞机外壳,C正确;
D.不锈钢和钢都是铁合金,但其内部结构和组分不同,性质不相同,D错误;
故选C。
11.室温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.能与铝反应放出氢气的溶液中:、、、
B.使石蕊试液显蓝色的溶液中:、、、
C.溶液:、、、
D.溶液:、、、
【答案】B
【解析】A.能与铝反应放出氢气的溶液,可能是酸溶液,也可能是碱溶液,若是碱溶液,与反应而不共存,故A不符合题意;
B.使石蕊试液显蓝色的溶液,说明是碱性溶液,、、、都大量共存,故B符合题意;
C.溶液,与反应生成沉淀而不能大量共存,故C不符合题意;
D.溶液,与、与都要反应而不能大量共存,故D不符合题意。
综上所述,答案为B。
12.下列关于除杂试剂的选择不正确的是(括号中的物质为杂质)
A.:溶液 B.:饱和食盐水
C.:澄清石灰水 D.:
【答案】C
【解析】A.氧化铝是两性氧化物,氢氧化钠和氧化铝反应得到偏铝酸钠,可以除去杂质,A项正确;
B.饱和食盐水可以吸收HCl,可以除去杂质,B项正确;
C.碳酸钠和碳酸氢钠都会和澄清石灰水反应,不能除去杂质,C项错误;
D.氯气和氯化亚铁反应生成氯化铁,可以除去杂质,D项正确;
答案选C。
13.下列关于金属冶炼的说法中,正确的是
A.金属冶炼的本质是将化合态的金属元素还原为金属单质的过程
B.锈蚀后的铁制品没有回收冶炼价值
C.像钾、钠等活泼金属可以通过热分解法来冶炼
D.金属的冶炼方法与金属离子的氧化性无关
【答案】A
【解析】A.金属冶炼的本质将金属阳离子变为金属单质即将化合态的金属元素还原为金属单质的过程,故A正确;
B.锈蚀后的铁制品也可以将化合态的金属元素变为单质,因此有回收冶炼价值,故B错误;
C.像钾、钠等活泼金属可以通过电解法来冶炼,故C错误;
D.金属的冶炼方法与金属离子的氧化性有关,金属离子氧化性越强,其冶炼方法越简单,比如氧化银采用热分解法,金属离子氧化性越弱,其冶炼方法越难,比如电解熔融氯化钠得到钠,故D错误。
综上所述,答案为A。
14.合金品种多、应用广泛,很多高品质合金是大国重器的原材料。关于合金的下列叙述,不正确的是
A.“合金材料”中只含金属元素,不含非金属元素
B.生活中大量使用铝合金是因为它的密度小、强度高、抗腐蚀能力强
C.合金和合金都是新型合金,特点是室温下吸、放氢的速率快
D.焊锡(锡铅合金)熔点比金属锡低
【答案】A
【解析】A.“合金材料”如钢铁中不仅含金属元素,而且含非金属元素碳,A错误;
B.生活中大量使用铝合金是因为它的密度小、强度高、抗腐蚀能力强,B正确;
C.合金和合金都是新型储氢合金,特点是室温下吸、放氢的速率快,C正确;
D.合金的熔点一般比成分金属的熔点低,焊锡(锡铅合金)熔点比金属锡低,D正确;
故选A。
15.下列不属于新型合金的是
A.储氢合金 B.钛合金 C.铁合金 D.形状记忆合金
【答案】C
【解析】A.为了满足某些尖端技术发展的需要,新型合金材料储氢合金是一类能够大量吸收H2,并与H2结合成金属氢化物的材料,A不符合题意;
B.由于钛合金的硬度大、耐酸碱的腐蚀,因此可用于发展航空飞机的机体材料等,属于新型合金,B不符合题意;
C.铁合金是一种由铁和其它元素形成的传统合金,不属于新型合金,C符合题意;
D.形状记忆合金是一种由两种以上金属元素构成、能够在温度和应力作用下发生相变的新型合金,广泛应用于航空航天、生物医疗、机械电子、汽车工业、建筑工程等领域,D不符合题意;
故本题选C。
16.一定质量的铝铁合金溶于足量的NaOH溶液中,完全反应后产生3.36L(标准状况下)气体;用同样质量的铝铁合金完全溶于足量的盐酸中,在标准状况下产生6.72L的气体,则该合金中铝、铁的物质的量之比为
A.1 ∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.1 ∶2
【答案】B
【解析】合金溶于足量的NaOH溶液中,铝和氢氧化钠反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,产生气体氢气3.36L(标准状况),其物质的量= ,由方程式可知,铁合金溶于足量的盐酸中,Fe、Al都反应产生氢气,Al与足量的氢氧化钠溶液、盐酸反应产生氢气体积相等,则Fe反应生成氢气的物质的量,根据Fe+2HCl=FeCl2+H2↑可知n(Fe)=n′(H2)=0.15mol,故合金中铝、铁的物质的量之比0.1mol:0.15mol=2:3;
故选B。
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