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课题1 金属材料
题型01 判断是否属于金属材料
1.金属材料的种类
①含有金属元素的物质 是金属材料，如氧化铁(Fe2O3)、氧化铜(CuO)等，它们既不是纯金属，也不是合金。②金属材料包括纯金属和合金，金属材料中至少含有一种 单质。
2.金属材料的发展史
人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，就是以金属材料的使用作为标志的。人类使用最早的金属材料是 ，使用最多的金属材料是 。
应用最广泛的三大金属在人类使用金属的历史中，由早到晚的顺序是铜、铁、铝。目前世界年产量最高的金属是 ，居第二位的是 ，居第三位的是铜。
【典例1】安徽博物院收藏了大量珍贵文物，下列代表性文物主要由金属材料制成的是
A．心形活环玉坠 B．铸客大鼎
C．青白釉注子注碗 D．象牙朝板
【变式1-1】2023年5月28日，国产大型客机C919成功完成首次商业飞行。下列C919应用的材料中，不属于金属材料的是
A．橡胶轮胎 B．第三代铝锂合金
C．铁合金 D．不锈钢
【变式1-2】2018年3月9日，特朗普正式签署关税令“对进口钢铁和铝分别征收25%的关税”，严重损害我国利益。下列选项中属于金属材料的是
A．汞 B．金刚石 C．赤铁矿 D．磁铁
【变式1-3】“高山流水觅知音。”下列中国古乐器中，主要由金属材料制成的是
A．曾侯乙青铜编钟 B．裴李岗文化骨笛 C．商朝后期陶埙 D．九霄环佩木古琴
题型02 常见金属的物理性质
1.大多数金属具有一些共同的物理性质
2.金属具有各自的物理特性
金属之最地壳中含量最高的金属元素 人体中含量最高的金属元素 目前世界年产量最高的金属铁导电、导热性最好的金属 硬度最高的金属铬熔点最高的金属 熔点最低的金属汞密度最大的金属锇密度最小的金属锂
【典例2】中国文化遗产标志图案，取材于金沙遗址出土的“太阳神鸟”箔片。该金饰由整块黄金经反复的锤揲、刻画、切割而成，说明其具有良好的
A．延展性 B．导热性
C．导电性 D．硬度
【变式2-1】下列金属中，熔点最高的是
A．汞 B．钨 C．银 D．铁
【变式2-2】用有关金属的性质填空。
（1）油罐车的尾部经常有一条铁链拖到地上，这是利用了铁的 。
（2）用铜作火锅，利用了铜的延展性和 性。
（3）用金属钨做白炽灯的灯丝，这是利用了钨的 。
（4）铝能制成很薄的铝箔，这是利用了铝的 。
【变式2-3】下列有关金属的说法正确的是
A．金属都是银白色的 B．导电性最好的金属是铜
C．合金的硬度比相应的纯金属大 D．钢的含碳量比生铁的含碳量高
题型03 金属物理性质与用途的关系
物质的性质与用途的关系
（1）金属的物理性质和用途之间的关系
金属的物理性质 金属的用途
内容 有金属光泽 用金、银等制装饰品(项链、戒指等)
能够导电 用铜、铝等制电线、电缆
能够导热 用铁等制炊具
有良好的延展性 拉成丝、压成薄片
有一定的机械强度 制造车辆、门窗等
关系
（2）决定和影响金属用途的因素
【典例3】下列物品的用途，主要利用金属导热性的是
A．铝合金门窗 B．保险丝 C．铜导线 D．铁锅
【变式3-1】铜能被加工成导线，主要利用铜具有良好的延展性和
A．导电性 B．金属光泽 C．导热性 D．抗腐蚀性
【变式3-2】下列有关金属用途的说法，错误的是
A．用钨制灯丝 B．用铜制高压电缆
C．用纯铁制铁轨 D．用不锈钢制医疗器械
【变式3-3】铝合金是生语中常见、常用的一种材料，作为家用橱柜或窗户时，我们考虑的它的优点是
A．耐用性 B．可回收 C．导热性 D．导电性
题型04 判断物质是否为合金
1.合金的概念
合金是指在金属中加热熔合某些金属或非金属制得的具有金属特征的物质。
①合金都是 物，其中至少含有一种金属单质，合金可由金属与金属熔合而成，也可以由金属与非金属熔合而成。②形成合金的熔合过程中不生成新物质，发生 变化，组成合金的各成分保持着它们各自的化学性质。③金属氧化物（如Fe2O3） 合金，因为它们既不是混合物，也没有金属特征（导电性等）。
【典例4】下列物质中不属于合金的是
A．硬铝 B．氧化铜 C．黄铜 D．生铁
【变式4-1】下列物质中不属于合金的是
A．不锈钢 B．氧化铁 C．焊锡 D．18K黄金
【变式4-2】端午节划龙舟是传统民俗。龙舟中的下列物质属于合金的是
A．涤纶红旗 B．不锈钢船体 C．皮制鼓面 D．木质船桨
【变式4-3】下列物质中属于合金的是
A．四氧化三铁 B．黄铜 C．磁铁矿 D．铁和碳的混合物
题型05 合金的特性
合金与组成它们的纯金属的比较
（1）实验探究：比较合金与纯金属的光泽、颜色和硬度
①比较合金和纯金属的光泽与颜色；
②将合金和纯金属相互刻画，比较它们的硬度。
性质比较 现象 结论
黄铜 铜 硬铝 铝 合金与其组成金属的物理性质有差异，合金的硬度一般大于其组成金属的硬度
光泽和颜色 有光泽，呈黄色 有光泽，呈红色 有光泽，呈银白色 有光泽，呈银白色
硬度 黄铜的硬度比铜的大 硬铝的硬度比铝的大
（2）比较某些合金与组成它们的纯金属的熔点
（3）合金的性能
纯金属在熔合某些金属或非金属后，组成发生改变，合金性能也随之发生改变，更适合于不同的用途。因此，金属材料中合金的使用更加广泛。
【典例5】《吕氏春秋》中记载“金（铜单质）柔锡（锡单质）柔，合两柔则刚”。这句话说明合金具有的特性是
A．硬度一般比其组成金属的大
B．熔点一般比其组成金属的低
C．抗腐蚀性一般比其组成金属的强
D．化学性质一般比其组成金属的更稳定
【变式5-1】下列有关金属和合金的说法正确的是
A．金属的物理特性都一样
B．焊锡的熔点比锡的熔点低，常用于焊接金属
C．不锈钢的抗腐蚀性强于纯铁，硬度小于纯铁
D．银的导电性最好，大多数电线都用银作材料
【变式5-2】化学助力科技强国。请根据你所学的化学知识回答下列问题。
（1）“天问一号”探测器应用了目前世界上最轻的金属结构材料——新型镁锂合金，镁锂合金属于 (填“金属材料”或“合成材料”)。同样大小的新型镁锂合金重量仅是铝合金的一半，说明该合金具有 的特性。
（2）中国高铁，世界第一。修建铁路需要大量的钢铁，生铁与钢的性能不同的原因是 ；工业炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁的反应，该反应的化学方程式为 。
【变式5-3】回答下列小题。
（1）人类在生产和生活中广泛使用金属和合金。
①用铜制品电线主要是利用铜具有良好的 性。
②合金性能优于单一金属，因而被广泛应用。常被用做焊料的焊锡（主要含锡、铅）与组成金属相比具有 的特性，可用于焊接电子元件。
（2）焊接铁制品时，通常先用稀盐酸除去铁表面的锈，请补充完整该反应的化学方程式： 。
题型06 常见合金的成分、性能与用途
常见合金
（1）铁合金
生铁 钢
含碳量
所含元素 铁、碳、硅、锰等 铁、碳、铬、镍等
性能 质硬而脆，无韧性 坚硬，有韧性
机械加工 可铸，不可锻压 可铸、可锻压、可压延
用途 制铁锅、暖气片、机床等 制交通工具、炊具等
①不锈钢并不是绝对不会生锈，只是其“自我保护能力”较强。②生铁与钢性能差异的主要原因是它们的 。
（2）钛合金
性质 熔点高、密度小(钛的密度仅为4.5 g/cm )、可塑性好、易加工、机械性能好、抗腐蚀性能非常好； 与人体具有很好的相容性。
用途 广泛用于火箭、导弹、航天器、船舶、化工设备、通信设备和医疗等
（3）其他常见的合金
合金 主要成分 主要性能 主要用途
不锈钢 铁、铬、镍 抗腐蚀性好 医疗器械、炊具、容器、反应釜
锰钢 铁、锰、碳 韧性好、硬度大 钢轨、挖掘机铲斗、坦克装甲、自行车架
黄铜 铜、锌 强度高、可塑性好易加工、耐腐蚀 机器零件、仪表、日用品
青铜 铜、锡 强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀 机器零件如轴承、齿轮等
白铜 铜、镍 光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工 钱币、代替银做饰品
焊锡 锡、铅 熔点低 焊接金属
硬铝 铝、铜、镁、硅 强度和硬度好 火箭、飞机、轮船等制造业
18K黄金 金、银、铜 光泽好、耐磨、易加工 金饰品、钱币、电子元件
【典例6】金属及其合金的用途很大程度上取决于它们的特性。下列对钛及其合金性质与用途对应关系的描述，错误的是
A．钛的韧性强——做导线
B．钛合金强度高、耐腐蚀——做医疗器械
C．钛合金具有良好的生物相容性——制造人造骨骼
D．钛合金密度小、强度高、耐高温——用作航空航天材料
【变式6-1】下列有关金属和合金的说法中，正确的是
A．合金中只含金属元素
B．钢的性能优良，是很纯的铁
C．钛用于制造火箭、导弹，其熔点低、密度大
D．合金的硬度一般比其组成金属的大
【变式6-2】人类使用金属材料的历史十分悠久。明代科学著作《天工开物》中记载“其器冶铁锥，其尖使极刚利”，“铁锥”为开挖盐并的工具。所取盐井水“入于釜中煎炼顷刻结盐”，“釜”指生铁制作的铁锅。
（1）生铁属于 材料，上述描述中主要利用了铁的 （填字母）。
a.导热性 b.导电性 c.硬度大
《天工开物》中记载的“炒钢法”的生产过程可用下图表示。
资料：潮泥灰主要成分是石灰石。请根据图文回答下列问题：
（2）不断翻炒液态生铁，是为了降低 元素的含量。与纯铁相比，钢具有的优良性能有 （填字母）等。
A．强度高、硬度大 B．熔点高、密度小
（3）哈尔滨街头的共享电动车采用汽车工业级别锂电池，在一定条件下锂和硫化亚铁（FeS）反应生成硫化锂和铁，锂原子在化学反应中 电子（填“得到”或“失去”），反应后锂元素的化合价为 ，写出该反应的化学方程式 。
【变式6-3】阅读下列科技短文。
超级钢
超级钢的开发与应用已成为国际上钢铁领域的研究热点，是钢铁领域的一次重大革命。2017年8月24日，我国宣布已经成功完成某种性能优异的超级钢的研制，这一突破性的科技成绩随即登上了全球著名学术期刊《科学》杂志，在世界上引起了不小的轰动，这标志着我国的超级钢研究居于世界领先地位。
我国研制的这种超级钢具有优异的强度和延展性的结合。这种超级钢中含Mn 10%、C 0.47%、Al 2%、V 0.7%，这种合金配方价格低廉，可以降低生产成本。此外，这种超级钢强度很大，在应用时能够实现钢板的轻薄化。这对于汽车、航空和航天等领域的轻量化发展具有重要意义，不仅可以节约材料，还可以降低能源消耗和减少环境污染等。
（1）这种超级钢中含有的非金属元素是 。
（2）超级钢应用在汽车、航空和航天领域的优点是 。
（3）钢的硬度比纯铁的硬度 （填“大”或“小”）。
（4）炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁的反应，请写出反应的化学方程式 。
题型07 根据金属材料的性质推断用途
【典例7】人类文明进步与金属材料的发展关系十分密切，金属在生活生产中有着非常广泛的应用，请回答下列问题：
（1）根据如图金属应用实例推断，金属具有的物理性质：电线电缆主要应用金属的 性，热水壶主要应用金属的 性，金属丝主要应用金属的 性。
（2）厨房刀具不使用纯金属而大多使用合金，利用了合金的特性是 。
（3）银可以形成多种合金，补牙常用到银汞合金，它塑形期柔软、成型后坚韧，为牙医提供了一种极好的镶牙材质。下列物质中属于合金且成分中含银的是______。
A．青铜 B．水银 C．不锈钢 D．18K黄金
【变式7-1】下列物质的用途主要与化学性质有关的是
A．铜丝用于做电线电缆 B．金刚石用于切割玻璃
C．氧炔焰用于切割金属 D．用活性炭除污水颜色
【变式7-2】阅读下列材料并回答问题。
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，无毒、质轻、强度高且具有优良的生物相容性，是非常理想的医用材料，可用作植入人体的植入物等。钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。钛合金的密度一般在4.51g/cm3左右，仅为钢的60%，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作，其抗蚀性远优于不锈钢；使用温度比铝合金高几百度，钛合金的工作温度可达500℃，铝合金则200℃以下。我国于1956年开始钛和钛合金研究：60年代中期开始钛材的工业化生产，现在依旧在研究。
（1）钛合金属于 (填“金属”或“合成”)材料
（2）根据材料中的信息写出一条钛合金的化学性质 ，推断钛合金的用途 (写出一条即可)。
（3）生铁和钢是铁合金，是根据其中的 来进行区分，请写出钢和盐酸反应的化学方程式 。
【变式7-3】人类文明进步与化学学科关系十分密切，如金属、非金属在生活生产中有着非常广泛的应用。请回答下列问题：
（1）根据上图金属应用实例推断，金属具有的物理性质有 （答一点则可）。
（2）生铁和钢都是 （填写金属名称）的合金，二者性能差异很大。
（3）厨房中的下列物品所使用的主要材料属于金属材料的是 （填字母序号）。
A 陶瓷碗 B 不锈钢炊具 C 橡胶手套 D 铜质水龙头
（4）碳元素组成的不同碳单质有广泛的用途。制玻璃刀用到的碳单质是 （填写名称，下同），制铅笔芯用到的碳单质是 。
题型08 合金中某元素含量的计算
【典例8】铝在生产生活中应用广泛。回答下列问题：
（1）铝具有良好的 性，可作炊具。
（2）铝易与空气中氧气反应生成致密的氧化膜，具有很好的抗腐蚀性能。中铝元素的化合价为 。
（3）若用某铝制品与足量的稀盐酸完全反应，生成，则该铝制品中铝单质的质量是多少？(铝制品中其他成分不与盐酸反应，根据化学方程式进行计算，写出计算步骤)
【变式8-1】《天工开物》记载了锡的冶炼方法：入砂(指锡砂)数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞲(指鼓入空气)熔化，用铅少许，(锡)沛然流注。其反应原理为C+SnO2Sn+CO2↑。
（1）炼锡时加入少许铅形成合金，产物更易熔化流出，原因是 。
（2）现有151kg含SnO210%的锡砂，理论上可以炼出锡的质量是多少？(写出计算过程)
【变式8-2】中国已全面进入“高铁时代”，出行更方便，更快捷。
（1）高铁用锰钢做钢轨，不用纯铁是因为 。
（2）焊接钢轨是毫米级的精细作业，钢轨接头必须严丝合缝，否则就无法达到列车运行标准。野外作业常用铝热反应来焊接钢轨，反应原理是：。请计算要制得56t铁所需要铝的质量。
【变式8-3】2024年2月李强总理在山西调研;参观太钢生产线、集控室和实验室，并察看手撕钢等产品展示。工业上采用生铁炼钢，可以从铁矿石中提炼生铁，请回答下列问题：
（1）钢和生铁在性能上有差异，原因是 。
（2）若用100t含氧化铁80%的赤铁矿石炼铁，理论上可以炼出铁的质量是多少
答案和解析
题型01 判断是否属于金属材料
1.金属材料的种类
①含有金属元素的物质不一定是金属材料，如氧化铁(Fe2O3)、氧化铜(CuO)等，它们既不是纯金属，也不是合金。②金属材料包括纯金属和合金，金属材料中至少含有一种金属单质。
2.金属材料的发展史
人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，就是以金属材料的使用作为标志的。人类使用最早的金属材料是青铜，使用最多的金属材料是钢铁。
应用最广泛的三大金属在人类使用金属的历史中，由早到晚的顺序是铜、铁、铝。目前世界年产量最高的金属是铁，居第二位的是铝，居第三位的是铜。
【典例1】安徽博物院收藏了大量珍贵文物，下列代表性文物主要由金属材料制成的是
A．心形活环玉坠 B．铸客大鼎
C．青白釉注子注碗 D．象牙朝板
【答案】B
【解析】A、心形活环玉坠主要由玉石制成，玉石属于无机非金属材料，不是金属材料，该选项错误。
B、铸客大鼎属于青铜器，青铜是铜的合金，合金属于金属材料，该文物主要由金属材料制成，该选项正确。
C、青白釉注子注碗属于陶瓷制品，陶瓷属于无机非金属材料，不是金属材料，该选项错误。
D、象牙朝板主要由象牙制成，象牙属于天然有机材料，不是金属材料，该选项错误。
故选B。
【变式1-1】2023年5月28日，国产大型客机C919成功完成首次商业飞行。下列C919应用的材料中，不属于金属材料的是
A．橡胶轮胎 B．第三代铝锂合金
C．铁合金 D．不锈钢
【答案】A
【解析】A、橡胶是一种高分子有机材料，它不具有金属特性（如导电性、延展性），常用于轮胎以提供弹性和减震。因此，不属于金属材料。
B、铝锂合金是以铝（金属元素）和锂（金属元素）为主要成分的合金，通过熔合金属制成，具有金属特性（如高强度、轻量化）。它属于合金，属于金属材料。
C、铁合金是以铁（金属元素）为主要成分，与其他金属或非金属（如碳）熔合而成的物质，例如钢或铸铁。它具有金属特性（如硬度高、可锻造），属于金属材料。
D、不锈钢是铁合金的一种，主要成分为铁、铬、镍等金属元素，通过添加铬等元素提高耐腐蚀性。它属于合金，属于金属材料。
故选A。
【变式1-2】2018年3月9日，特朗普正式签署关税令“对进口钢铁和铝分别征收25%的关税”，严重损害我国利益。下列选项中属于金属材料的是
A．汞 B．金刚石 C．赤铁矿 D．磁铁
【答案】A
【解析】A、汞是纯金属，属于金属材料，符合题意；
B、金刚石是由碳元素组成的碳单质，属于非金属材料，不符合题意；
C、赤铁矿主要成分是氧化铁，属于混合物，不属于金属材料，不符合题意；
D、磁铁通常指磁铁矿或人造磁性材料，不属于金属材料，不符合题意。
故选：A。
【变式1-3】“高山流水觅知音。”下列中国古乐器中，主要由金属材料制成的是
A．曾侯乙青铜编钟 B．裴李岗文化骨笛 C．商朝后期陶埙 D．九霄环佩木古琴
【答案】A
【解析】A、青铜是一种合金，主要成分是铜和锡，属于金属材料。编钟整体由青铜铸造而成，因此主要由金属材料制成，符合题意；
B、骨笛是用动物骨头（如兽骨）加工而成，骨头属于天然材料，不是金属材料，不符合题意；
C、陶埙是用陶土（主要成分是硅酸盐矿物）烧制而成，属于无机非金属材料，不是金属材料，不符合题意；
D、木古琴的主体材料是木材（如桐木或梓木），木材属于天然有机材料（植物来源），不是金属材料，不符合题意。
故选A。
题型02 常见金属的物理性质
1.大多数金属具有一些共同的物理性质
2.金属具有各自的物理特性
金属之最地壳中含量最高的金属元素铝人体中含量最高的金属元素钙目前世界年产量最高的金属铁导电、导热性最好的金属银硬度最高的金属铬熔点最高的金属钨熔点最低的金属汞密度最大的金属锇密度最小的金属锂
【典例2】中国文化遗产标志图案，取材于金沙遗址出土的“太阳神鸟”箔片。该金饰由整块黄金经反复的锤揲、刻画、切割而成，说明其具有良好的
A．延展性 B．导热性
C．导电性 D．硬度
【答案】A
【解析】该金饰由整块黄金经反复的锤揲、刻画、切割而成，即黄金可以制成极薄的金箔，说明其具有良好的延展性；
故选：A。
【变式2-1】下列金属中，熔点最高的是
A．汞 B．钨 C．银 D．铁
【答案】B
【解析】A、汞俗称水银，是通常情况下唯一呈液态的金属单质，是所有金属中熔点最低的，选项错误；
B、钨是熔点较高的金属，大概在3400℃，选项正确；
C、银的熔点为962℃，选项错误；
D、铁的熔点大概为1535℃，选项错误；
故答案为：B
【变式2-2】用有关金属的性质填空。
（1）油罐车的尾部经常有一条铁链拖到地上，这是利用了铁的 。
（2）用铜作火锅，利用了铜的延展性和 性。
（3）用金属钨做白炽灯的灯丝，这是利用了钨的 。
（4）铝能制成很薄的铝箔，这是利用了铝的 。
【答案】（1）导电性
（2）导热
（3）熔点高
（4）延展性
【解析】（1）铁具有良好的导电性，可以把运输过程中振荡、摩擦产生的静电导入大地，防止发生燃烧或爆炸，故油罐车的尾部经常有一条铁链拖到地上，这是利用了铁的导电性。
（2）用铜作火锅，铜块制成火锅的过程利用了铜的延展性，火锅的使用过程需要加热，利用了铜的导热性。
（3）白炽灯的灯丝要耐高温，不易熔化，所以要求灯丝的熔点要高，用金属钨做白炽灯的灯丝，这是利用了钨的熔点高。
（4）铝能制成很薄的铝箔，这是利用了铝的延展性。
【变式2-3】下列有关金属的说法正确的是
A．金属都是银白色的 B．导电性最好的金属是铜
C．合金的硬度比相应的纯金属大 D．钢的含碳量比生铁的含碳量高
【答案】C
【解析】A、金属不一定都是银白色的，铜是红色的，金是黄色的，故A不正确；
B、导电性最好的金属是银，故B不正确；
C、合金与组成它的纯金属相比，硬度大、熔点低、抗腐蚀性能好，故C正确；
D、钢的含碳量是0.03%-2%，生铁的含碳量是2%-4.3%，钢的含碳量比生铁的含碳量低，故D不正确。
故选：C。
题型03 金属物理性质与用途的关系
物质的性质与用途的关系
（1）金属的物理性质和用途之间的关系
金属的物理性质 金属的用途
内容 有金属光泽 用金、银等制装饰品(项链、戒指等)
能够导电 用铜、铝等制电线、电缆
能够导热 用铁等制炊具
有良好的延展性 拉成丝、压成薄片
有一定的机械强度 制造车辆、门窗等
关系
（2）决定和影响金属用途的因素
【典例3】下列物品的用途，主要利用金属导热性的是
A．铝合金门窗 B．保险丝 C．铜导线 D．铁锅
【答案】D
【解析】A、铝合金门窗利用质轻、耐腐蚀等性质。A不符合题意；
B、保险丝利用熔点低的性质。B不符合题意；
C、铜导线利用铜的导电性。C不符合题意；
D、铁锅利用铁的导热性。D符合题意。
综上所述：选择D。
【变式3-1】铜能被加工成导线，主要利用铜具有良好的延展性和
A．导电性 B．金属光泽 C．导热性 D．抗腐蚀性
【答案】A
【解析】铜能被加工成导线，主要利用铜具有良好的延展性和导电性；
故选：A。
【变式3-2】下列有关金属用途的说法，错误的是
A．用钨制灯丝 B．用铜制高压电缆
C．用纯铁制铁轨 D．用不锈钢制医疗器械
【答案】C
【解析】A、金属钨的熔点高，可用钨制灯丝，故选项说法正确。
B、铜具有良好的导电性，可用铜制高压电缆，故选项说法正确。
C、纯铁的硬度小，不用纯铁制铁轨，故选项说法错误。
D、用不锈钢制医疗器械，是因为不锈钢的抗腐蚀能力强，故选项说法正确。
故选：C。
【变式3-3】铝合金是生语中常见、常用的一种材料，作为家用橱柜或窗户时，我们考虑的它的优点是
A．耐用性 B．可回收 C．导热性 D．导电性
【答案】A
【解析】铝合金是生语中常见、常用的一种材料，作为家用橱柜或窗户时，我们考虑的它的优点是耐用性，可回收、导热性和导电性与用作橱柜和窗户无关。
题型04 判断物质是否为合金
1.合金的概念
合金是指在金属中加热熔合某些金属或非金属制得的具有金属特征的物质。
①合金都是混合物，其中至少含有一种金属单质，合金可由金属与金属熔合而成，也可以由金属与非金属熔合而成。②形成合金的熔合过程中不生成新物质，发生物理变化，组成合金的各成分保持着它们各自的化学性质。③金属氧化物（如Fe2O3）不是合金，因为它们既不是混合物，也没有金属特征（导电性等）。
【典例4】下列物质中不属于合金的是
A．硬铝 B．氧化铜 C．黄铜 D．生铁
【答案】B
【分析】合金是一种金属与另一种或几种金属或非金属经过混合熔化，冷却凝固后得到的具有金属性质的固体产物。
【解析】A、硬铝是铝的合金，故A不符合题意；
B、氧化铜是金属氧化物，不是合金，故B符合题意；
C、黄铜是铜锌合金，故C不符合题意；
D、生铁是铁碳合金，故D不符合题意。
故选B。
【变式4-1】下列物质中不属于合金的是
A．不锈钢 B．氧化铁 C．焊锡 D．18K黄金
【答案】B
【解析】A、不锈钢是铁与铬、镍等金属元素熔合而成的合金，具有耐腐蚀性。结论：属于合金。
B、氧化铁，属于氧化物，不是金属混合物。结论：不属于合金。
C、焊锡是锡与铅（或其他金属）熔合而成的合金，用于焊接。结论：属于合金。
D、18K黄金是黄金（Au）与其他金属（如铜或银）熔合而成的合金，黄金含量为75%。结论：属于合金。
故选B。
【变式4-2】端午节划龙舟是传统民俗。龙舟中的下列物质属于合金的是
A．涤纶红旗 B．不锈钢船体 C．皮制鼓面 D．木质船桨
【答案】B
【解析】A、涤纶红旗由涤纶制成，涤纶属于合成纤维，属于合成材料，不符合题意；
B、不锈钢船体由不锈钢制成，不锈钢是铁的合金，符合题意；
C、皮制鼓面由动物皮革制成，动物皮革属于天然材料，不符合题意；
D、木质船桨由木头制成，木头属于天然材料，不符合题意。
故选B。
【变式4-3】下列物质中属于合金的是
A．四氧化三铁 B．黄铜 C．磁铁矿 D．铁和碳的混合物
【答案】B
【解析】A、四氧化三铁（Fe3O4）是铁的氧化物，属于纯净物，而非合金，故A错误；
B、黄铜是铜（Cu）和锌（Zn）的合金，属于合金，故B正确；
C、磁铁矿主要成分是Fe3O4，属于天然矿石（混合物），并非合金，故C错误；
D、 铁与碳的混合物若未熔合（如简单混合粉末），则不属于合金；若熔合（如生铁、钢），则为合金。但题目未明确“熔合”，描述不严谨，故D错误。
故选B。
题型05 合金的特性
合金与组成它们的纯金属的比较
（1）实验探究：比较合金与纯金属的光泽、颜色和硬度
①比较合金和纯金属的光泽与颜色；
②将合金和纯金属相互刻画，比较它们的硬度。
性质比较 现象 结论
黄铜 铜 硬铝 铝 合金与其组成金属的物理性质有差异，合金的硬度一般大于其组成金属的硬度
光泽和颜色 有光泽，呈黄色 有光泽，呈红色 有光泽，呈银白色 有光泽，呈银白色
硬度 黄铜的硬度比铜的大 硬铝的硬度比铝的大
（2）比较某些合金与组成它们的纯金属的熔点
（3）合金的性能
纯金属在熔合某些金属或非金属后，组成发生改变，合金性能也随之发生改变，更适合于不同的用途。因此，金属材料中合金的使用更加广泛。
【典例5】《吕氏春秋》中记载“金（铜单质）柔锡（锡单质）柔，合两柔则刚”。这句话说明合金具有的特性是
A．硬度一般比其组成金属的大
B．熔点一般比其组成金属的低
C．抗腐蚀性一般比其组成金属的强
D．化学性质一般比其组成金属的更稳定
【答案】A
【解析】合金与其组分相比：硬度大、熔点低和抗腐蚀性增强，“金（铜单质）柔锡（锡单质）柔，合两柔则刚”，这句话说明合金具有的特性是硬度一般比其组成金属的大，故选A。
【变式5-1】下列有关金属和合金的说法正确的是
A．金属的物理特性都一样
B．焊锡的熔点比锡的熔点低，常用于焊接金属
C．不锈钢的抗腐蚀性强于纯铁，硬度小于纯铁
D．银的导电性最好，大多数电线都用银作材料
【答案】B
【解析】A、金属的物理特性各有不同，比如大多数金属在室温下是固体，但汞是液体，说法错误，故不符合题意；
B、焊锡属于合金，比组成它的纯金属锡的熔点低，常用于焊接金属，说法正确，故符合题意；
C、不锈钢的抗腐蚀性强于纯铁，硬度大于纯铁，说法错误，故不符合题意；
D、银的导电性最好，但价格高，大多数电线不用银作材料，常用铜，说法错误，故不符合题意。
故选：B。
【变式5-2】化学助力科技强国。请根据你所学的化学知识回答下列问题。
（1）“天问一号”探测器应用了目前世界上最轻的金属结构材料——新型镁锂合金，镁锂合金属于 (填“金属材料”或“合成材料”)。同样大小的新型镁锂合金重量仅是铝合金的一半，说明该合金具有 的特性。
（2）中国高铁，世界第一。修建铁路需要大量的钢铁，生铁与钢的性能不同的原因是 ；工业炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁的反应，该反应的化学方程式为 。
【答案】（1）金属材料 密度小
（2）含碳量不同 3CO+Fe2O32Fe+3CO2
【解析】（1）金属材料包括纯金属和合金，镁锂合金属于金属材料，同样大小的新型镁锂合金重量仅是铝合金的一半，说明该合金具有密度小的特性。
（2）生铁是含碳量为2%～4.3%的铁合金，钢是含碳量为0.03%～2%的铁合金，则生铁与钢的性能不同的原因是含碳量不同；工业炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁高温反应生成铁和二氧化碳，则该反应的化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
【变式5-3】回答下列小题。
（1）人类在生产和生活中广泛使用金属和合金。
①用铜制品电线主要是利用铜具有良好的 性。
②合金性能优于单一金属，因而被广泛应用。常被用做焊料的焊锡（主要含锡、铅）与组成金属相比具有 的特性，可用于焊接电子元件。
（2）焊接铁制品时，通常先用稀盐酸除去铁表面的锈，请补充完整该反应的化学方程式： 。
【答案】（1）导电 熔点低
（2）3H2O
【解析】（1）①物质的性质决定物质的用途，所以用铜制电线主要是利用铜具有良好的导电性，故填：导电；
②合金的性质比组成它的纯金属的性质优良，焊锡（主要含锡、铅）与其组成金属相比具有熔点低的特性，可用于焊接电子元件，故填：熔点低；
（2）根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类个数不变，由题可知，方程式左边Fe：2、O：3、H：6、Cl：6，方程式右边Fe：2、Cl：6，则横线上的物质应有O：3、H：6，故为3H2O，故填：3H2O。
题型06 常见合金的成分、性能与用途
常见合金
（1）铁合金
生铁 钢
含碳量 2% ~ 4.3% 0.03% ~ 2%
所含元素 铁、碳、硅、锰等 铁、碳、铬、镍等
性能 质硬而脆，无韧性 坚硬，有韧性
机械加工 可铸，不可锻压 可铸、可锻压、可压延
用途 制铁锅、暖气片、机床等 制交通工具、炊具等
①不锈钢并不是绝对不会生锈，只是其“自我保护能力”较强。②生铁与钢性能差异的主要原因是它们的含碳量不同。
（2）钛合金
性质 熔点高、密度小(钛的密度仅为4.5 g/cm )、可塑性好、易加工、机械性能好、抗腐蚀性能非常好；钛合金与人体具有很好的相容性。
用途 广泛用于火箭、导弹、航天器、船舶、化工设备、通信设备和医疗等
（3）其他常见的合金
合金 主要成分 主要性能 主要用途
不锈钢 铁、铬、镍 抗腐蚀性好 医疗器械、炊具、容器、反应釜
锰钢 铁、锰、碳 韧性好、硬度大 钢轨、挖掘机铲斗、坦克装甲、自行车架
黄铜 铜、锌 强度高、可塑性好易加工、耐腐蚀 机器零件、仪表、日用品
青铜 铜、锡 强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀 机器零件如轴承、齿轮等
白铜 铜、镍 光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工 钱币、代替银做饰品
焊锡 锡、铅 熔点低 焊接金属
硬铝 铝、铜、镁、硅 强度和硬度好 火箭、飞机、轮船等制造业
18K黄金 金、银、铜 光泽好、耐磨、易加工 金饰品、钱币、电子元件
【典例6】金属及其合金的用途很大程度上取决于它们的特性。下列对钛及其合金性质与用途对应关系的描述，错误的是
A．钛的韧性强——做导线
B．钛合金强度高、耐腐蚀——做医疗器械
C．钛合金具有良好的生物相容性——制造人造骨骼
D．钛合金密度小、强度高、耐高温——用作航空航天材料
【答案】A
【解析】A、钛具有导电性，可做导线，故错误，符合题意；
B、钛合金具有强度高、耐腐蚀的性质，可用于制作医疗器械，故正确，不符合题意；
C、钛合金与人体具有良好的生物相容性，可用于制造人造骨骼，故正确，不符合题意；
D、钛合金密度小（轻）、强度高、耐高温，适合用作航天航空材料，故正确，不符合题意；
故选：A。
【变式6-1】下列有关金属和合金的说法中，正确的是
A．合金中只含金属元素
B．钢的性能优良，是很纯的铁
C．钛用于制造火箭、导弹，其熔点低、密度大
D．合金的硬度一般比其组成金属的大
【答案】D
【解析】A、合金是由一种金属跟其他金属（或金属与非金属）熔合形成的有金属特性的物质，则合金中不一定只含金属元素，可能含有非金属元素，例如生铁和钢都是铁的合金，其中含有碳元素，故A错误；
B、钢是铁的合金，不是很纯的铁，钢中含有碳等杂质，故B错误；
C、钛用于制造火箭、导弹，是因为其熔点高、密度小、强度高、抗腐蚀性能好等，故C错误；
D、合金的硬度一般比其组成中纯金属的硬度大，这是合金的重要性质之一，故D正确；
故选：D。
【变式6-2】人类使用金属材料的历史十分悠久。明代科学著作《天工开物》中记载“其器冶铁锥，其尖使极刚利”，“铁锥”为开挖盐并的工具。所取盐井水“入于釜中煎炼顷刻结盐”，“釜”指生铁制作的铁锅。
（1）生铁属于 材料，上述描述中主要利用了铁的 （填字母）。
a.导热性 b.导电性 c.硬度大
《天工开物》中记载的“炒钢法”的生产过程可用下图表示。
资料：潮泥灰主要成分是石灰石。请根据图文回答下列问题：
（2）不断翻炒液态生铁，是为了降低 元素的含量。与纯铁相比，钢具有的优良性能有 （填字母）等。
A．强度高、硬度大 B．熔点高、密度小
（3）哈尔滨街头的共享电动车采用汽车工业级别锂电池，在一定条件下锂和硫化亚铁（FeS）反应生成硫化锂和铁，锂原子在化学反应中 电子（填“得到”或“失去”），反应后锂元素的化合价为 ，写出该反应的化学方程式 。
【答案】（1）金属 ac/ca
（2）碳/C A
（3）失去 +1
【解析】（1）生铁是铁合金，属于金属材料。题干的描述中“其器冶铁锥，其尖使极刚利”主要利用了铁的硬度大；“釜”为生铁制作的铁锅，主要利用了铁的导热性。故填：金属；ac。
（2）生铁的含碳量为2%~4.3%，钢的含碳量为0.03%~2%。不断翻炒液态生铁的目的是使生铁中的碳与空气中的氧气反应，以降低生铁中的含碳量。合金与纯金属相比，具有熔点低，硬度大，抗腐蚀性好等特点。钢是铁合金，与纯铁相比，钢具有的优良性能是强度高、硬度大。故填：碳；A。
（3）锂原子的最外层有1个电子，在化学反应中容易失去1个电子，所以反应后硫化锂中锂元素的化合价为+1。故填：失去；+1。在一定条件下，锂和硫化亚铁反应生成硫化锂和铁，故该反应的化学方程式为：。
【变式6-3】阅读下列科技短文。
超级钢
超级钢的开发与应用已成为国际上钢铁领域的研究热点，是钢铁领域的一次重大革命。2017年8月24日，我国宣布已经成功完成某种性能优异的超级钢的研制，这一突破性的科技成绩随即登上了全球著名学术期刊《科学》杂志，在世界上引起了不小的轰动，这标志着我国的超级钢研究居于世界领先地位。
我国研制的这种超级钢具有优异的强度和延展性的结合。这种超级钢中含Mn 10%、C 0.47%、Al 2%、V 0.7%，这种合金配方价格低廉，可以降低生产成本。此外，这种超级钢强度很大，在应用时能够实现钢板的轻薄化。这对于汽车、航空和航天等领域的轻量化发展具有重要意义，不仅可以节约材料，还可以降低能源消耗和减少环境污染等。
（1）这种超级钢中含有的非金属元素是 。
（2）超级钢应用在汽车、航空和航天领域的优点是 。
（3）钢的硬度比纯铁的硬度 （填“大”或“小”）。
（4）炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁的反应，请写出反应的化学方程式 。
【答案】（1）碳/C
（2）不仅可以节约材料，还可以降低能源消耗和减少环境污染
（3）大
（4）
【解析】（1）根据短文，超级钢的成分包括 Mn（锰，金属元素）、C（碳，非金属元素）、Al（铝，金属元素）、V（钒，金属元素），故这种超级钢中含有的非金属元素是碳或 C。
（2）从短文可知，超级钢强度大，能实现钢板轻薄化，这对汽车、航空等领域的轻量化发展有重要意义，具体优点包括：节约材料、降低能源消耗、减少环境污染等。
（3）钢是铁的合金，合金的硬度通常比其成分纯金属更大，所以钢的硬度比纯铁的硬度大。
（4）炼铁原理是一氧化碳高温条件下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应方程式为。
题型07 根据金属材料的性质推断用途
【典例7】人类文明进步与金属材料的发展关系十分密切，金属在生活生产中有着非常广泛的应用，请回答下列问题：
（1）根据如图金属应用实例推断，金属具有的物理性质：电线电缆主要应用金属的 性，热水壶主要应用金属的 性，金属丝主要应用金属的 性。
（2）厨房刀具不使用纯金属而大多使用合金，利用了合金的特性是 。
（3）银可以形成多种合金，补牙常用到银汞合金，它塑形期柔软、成型后坚韧，为牙医提供了一种极好的镶牙材质。下列物质中属于合金且成分中含银的是______。
A．青铜 B．水银 C．不锈钢 D．18K黄金
【答案】（1）导电（或良好的导电） 导热（或良好的导热） 延展（或良好的延展）
（2）硬度大，抗腐蚀性好
（3）D
【解析】（1）电线电缆主要应用金属的导电性，热水壶主要应用金属的导热性，金属丝主要应用金属的延展性；
（2）合金比组成它的纯金属熔点低、硬度大， 抗腐蚀性好，故厨房刀具不使用纯金属而大多使用合金，利用了合金的特性是：抗腐蚀性好，硬度大；
（3）A、青铜是铜的合金，不含银，不符合题意；
B、水银是汞的俗称，属于纯金属，不是合金，不符合题意；
C、不锈钢是铁的合金，不含银，不符合题意；
D、18K黄金中含金、银、铜等，属于合金，且含银，符合题意。
故选D。
【变式7-1】下列物质的用途主要与化学性质有关的是
A．铜丝用于做电线电缆 B．金刚石用于切割玻璃
C．氧炔焰用于切割金属 D．用活性炭除污水颜色
【答案】C
【解析】A、铜丝导电利用其导电性（物理性质），未生成新物质，错误。
B、金刚石切割玻璃利用其硬度大（物理性质），仅改变形状，错误。
C、氧炔焰是乙炔燃烧产生高温，燃烧属于化学变化（可燃性），生成二氧化碳和水，符合化学性质，正确。
D、活性炭吸附色素依赖多孔结构（物理吸附），无新物质生成，错误。
故填：C。
【变式7-2】阅读下列材料并回答问题。
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，无毒、质轻、强度高且具有优良的生物相容性，是非常理想的医用材料，可用作植入人体的植入物等。钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。钛合金的密度一般在4.51g/cm3左右，仅为钢的60%，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。钛合金在潮湿的大气和海水介质中工作，其抗蚀性远优于不锈钢；使用温度比铝合金高几百度，钛合金的工作温度可达500℃，铝合金则200℃以下。我国于1956年开始钛和钛合金研究：60年代中期开始钛材的工业化生产，现在依旧在研究。
（1）钛合金属于 (填“金属”或“合成”)材料
（2）根据材料中的信息写出一条钛合金的化学性质 ，推断钛合金的用途 (写出一条即可)。
（3）生铁和钢是铁合金，是根据其中的 来进行区分，请写出钢和盐酸反应的化学方程式 。
【答案】 金属 耐腐蚀 做轮船船体的材料 含碳量
【解析】（1）钛合金属于金属材料；
（2）根据材料中的信息可知钛合金的化学性质有耐腐蚀等，钛合金的用途：用作制造船舶的材料等，故填：耐腐蚀；用作制造船舶的材料等；
（3）生铁和钢是铁合金，是根据其中的含碳量来进行区分，即钢中的含碳量是0. 03%-2%，生铁含碳量是2%-4. 3%，钢中的铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式：，故填：含碳量； 。
【变式7-3】人类文明进步与化学学科关系十分密切，如金属、非金属在生活生产中有着非常广泛的应用。请回答下列问题：
（1）根据上图金属应用实例推断，金属具有的物理性质有 （答一点则可）。
（2）生铁和钢都是 （填写金属名称）的合金，二者性能差异很大。
（3）厨房中的下列物品所使用的主要材料属于金属材料的是 （填字母序号）。
A 陶瓷碗 B 不锈钢炊具 C 橡胶手套 D 铜质水龙头
（4）碳元素组成的不同碳单质有广泛的用途。制玻璃刀用到的碳单质是 （填写名称，下同），制铅笔芯用到的碳单质是 。
【答案】 导电性或导热性或延展性等 铁 BD 金刚石 石墨
【解析】（1）金属制成电缆，利用了金属的导电性，金属制成热水壶，利用了金属的导热性，金属制成金属丝利用了金属的延展性，而金属的导电性、导热性和延展性均属于物理性质，故填导电性或导热性或延展性等，
（2）生铁和钢都是铁与碳形成的合金，属于铁合金，故填铁。
（3）A 陶瓷碗的材料是陶瓷，属于无机非金属材料，选项错误；
B 不锈钢炊具的材料是铁合金，属于金属材料，选项正确；
C 橡胶手套的材料是合成橡胶，属于有机合成材料，选项错误；
D 铜质水龙头的材料是铜合金，属于金属材料，选项正确，故填BD。
（4）金刚石是一种碳单质，其硬度较大，可用来制玻璃刀，故填金刚石；
石墨是一种碳单质，在纸上划过留下痕迹，可用来做铅笔芯，故填石墨。
题型08 合金中某元素含量的计算
【典例8】铝在生产生活中应用广泛。回答下列问题：
（1）铝具有良好的 性，可作炊具。
（2）铝易与空气中氧气反应生成致密的氧化膜，具有很好的抗腐蚀性能。中铝元素的化合价为 。
（3）若用某铝制品与足量的稀盐酸完全反应，生成，则该铝制品中铝单质的质量是多少？(铝制品中其他成分不与盐酸反应，根据化学方程式进行计算，写出计算步骤)
【答案】（1）导热
（2）+3
（3）设该铝制品中铝单质的质量为x，
x=162g，
答：该铝制品中铝单质的质量为162g。
【解析】（1）铝作炊具是利用了铝的导热性；
（2）氧元素的化合价为-2，设铝元素的化合价为x，根据在化合物中各元素化合价的代数和为零，则x×2+（-2）×3=0，解得x=+3；
（3）见答案。
【变式8-1】《天工开物》记载了锡的冶炼方法：入砂(指锡砂)数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞲(指鼓入空气)熔化，用铅少许，(锡)沛然流注。其反应原理为C+SnO2Sn+CO2↑。
（1）炼锡时加入少许铅形成合金，产物更易熔化流出，原因是 。
（2）现有151kg含SnO210%的锡砂，理论上可以炼出锡的质量是多少？(写出计算过程)
【答案】（1）合金的熔点降低
（2）解：设理论上可以炼出锡的质量是x。
x=11.9kg
答：理论上可以炼出锡的质量是11.9kg。
【解析】（1）一般情况下，合金的熔点比组成它的纯金属的熔点低，则炼锡时加入少许铅形成合金，产物更易熔化流出，原因是合金的熔点降低；
（2）计算过程见答案。
【变式8-2】中国已全面进入“高铁时代”，出行更方便，更快捷。
（1）高铁用锰钢做钢轨，不用纯铁是因为 。
（2）焊接钢轨是毫米级的精细作业，钢轨接头必须严丝合缝，否则就无法达到列车运行标准。野外作业常用铝热反应来焊接钢轨，反应原理是：。请计算要制得56t铁所需要铝的质量。
【答案】（1）强度大、抗腐蚀能力强等（合理即可）
（2）解：设制得56t铁所需要铝的质量为x。
x=24t
答：制得56t铁所需要铝的质量为24t。
【解析】（1）锰钢属于合金，相比纯铁，具有强度大、抗腐蚀能力强等的优点，故答案为强度大或抗腐蚀能力强（其他答案合理也可）。
（2）见答案。
【变式8-3】2024年2月李强总理在山西调研;参观太钢生产线、集控室和实验室，并察看手撕钢等产品展示。工业上采用生铁炼钢，可以从铁矿石中提炼生铁，请回答下列问题：
（1）钢和生铁在性能上有差异，原因是 。
（2）若用100t含氧化铁80%的赤铁矿石炼铁，理论上可以炼出铁的质量是多少
【答案】（1）含碳量不同
（2）解：设理论上可以炼出铁的质量为x。
解得：x=56t
答：理论上可以炼出铁的质量是56t。
【解析】（1）钢和生铁在性能上有差异，原因是含碳量不同。故填：含碳量不同。
（2）见答案。
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