高中化学专题3丰富多彩的生活材料第1单元应用广泛的金属材料第1课时金属材料的性质与应用学业分层测评苏

金属材料的性质与应用

(建议用时：45分钟)

[学业达标]

1．下列性质不属于金属通性的是( )

A．延展性B．导电性

C．导热性D．硬度大

【答案】 D

2．下列关于金属元素特征的叙述正确的是( )

【导学号：00350087】A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性

B．金属元素在化合物中一定显正价

C．金属元素在不同化合物中的化合价均不同

D．金属单质在常温下均是固体

【解析】金属元素原子只能失电子，不能得电子，所以在化合物中只能显正价，处在中间价态的金属离子既有氧化性，也有还原性，如Fe2＋；在不同的化合物中，金属元素的化合价可能相同，金属汞常温下是液体。

【答案】 B

3．将表面已完全钝化的铝条插入下列溶液中，不会发生反应的是( )

A．稀硝酸B．稀盐酸

C．硝酸铜D．氢氧化钠

【解析】A项会发生反应：Al2O3＋6HNO3===2Al(NO3)3＋3H2O；B项会发生反应：Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O；C项与氧化膜不会发生反应；D项会发生反应：2NaOH＋Al2O3===2NaAlO2＋H2O。

【答案】 C

4．下列关于合金与纯金属性质的说法中不．正确的是( )

A．合金是两种金属或多种金属组成的混合物，没有固定的熔点

B．相同的几种金属不同含量组成的几种合金，其性质也可能有所差别

C．合金跟金属一样能导电、导热、具有较好的延展性

D．合金的性能在很多方面比纯金属更加优越，所以应用更加广泛

【解析】A项中由于合金具有特定的结构，所以其熔点也是固定的，A错；合金具有金属的特性，所以其导电、导热性和延展性也很好，C正确；合金中不同的金属，及相同的金属不同的用量都可以形成性质不同的合金，即其性质可以调控，所以我们可以根据需要添加和控制合金的性质，使它的性能更加优越，因此应用也更加广泛，B、D正确。

【答案】 A

5．除去镁粉中的少量的铝，可选用的溶液是( )

A ．盐酸

B ．硝酸

C ．氨水

D ．KOH 溶液

【解析】 根据物质的性质选择试剂，Mg 不与强碱反应，而Al 可以溶于强碱。加入KOH 溶液后过滤，即可除去Al 。

【答案】 D

6．一种新兴的金属由于其熔点高、密度小、可塑性好、耐腐蚀性强，它和它的合金被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备的制造中，这种金属是( )

A ．铜

B ．钢

C ．钛

D ．镁

【解析】 钛合金密度小，强度大，是制造火箭、导弹、航天飞机的金属材料。

【答案】 C

7．用于飞机制造业的重要材料是( )

【导学号：00350088】

A ．Mg 、Al 合金

B ．Cu 、Sn 合金

C ．Al 、Si 合金

D ．不锈钢

【解析】 飞机制造业所用的材料强度越高、密度越小越好。

【答案】 A

8．现代建筑门窗常用古铜色的硬铝制造，取硬铝样品进行如下实验(每一步所加试剂都是过量的)： 样品――→稀盐酸????? 气体不溶物

溶液――――→浓NaOH 溶液????? 气体不溶物溶液

由此可以推知，下列各组可能是硬铝组成的是 ( )

A ．Al 、Cu 、Mg 、Si

B ．Al 、Mg 、Si 、Zn

C ．Al 、Fe 、C 、Cu

D ．Al 、Si 、Zn 、Na

【解析】 根据选项所列出的物质及实验过程可知，不溶于盐酸和NaOH 的物质为Cu 或C ，不溶于HCl 溶液的物质与NaOH 溶液反应生成气体的一定是Si ，因此硬铝中含有的成分中一定有Si 、Cu 或Si 、C ，又知该硬铝显古铜色，所以A 项符合。

【答案】 A

9. 下列有关合金性质的叙述中正确的是( )

A ．合金与各成分金属相比，具有很多优良的物理、化学或机械性能

B ．相同金属元素组成的合金，元素的含量有可能不同，但其性能是相同的

C ．铝与镁铝合金在冷的浓硝酸中的反应相同

D．合金具有各成分金属性质之和

【解析】虽然是由相同元素组成的合金，若各元素的含量不同，则其性质也有差异，B错；铝在冷的浓硝酸中发生钝化反应，在铝的表面上形成一层致密的氧化膜，而镁铝合金则是镁和铝依次与浓硝酸发生常规的氧化还原反应，C错；合金的性质并不是各成分金属性质的简单加和，D错。

【答案】 A

10．有关合金的性质叙述不正确的是( )

A．合金的熔点比它的各成分金属的熔点低

B．合金一定是金属熔合而成的

C．合金的硬度和强度一般比组成该合金成分金属高

D．硬铝、黄铜、钢均为合金

【解析】合金是由两种或两种以上金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。合金一般硬度和强度比成分金属高，熔点比成分金属低。

【答案】 B

[能力提升]

11．铝因其优良的性质决定了它具有重要的用途：①制铝箔；②制易拉罐；③制电线电缆；④制牙膏皮；⑤用明矾净水；⑥制炊具；⑦用明矾和小苏打作食物膨化剂；⑧用氢氧化铝制成药片治胃病；⑨制防锈油漆。根据上述铝的用途，回答下列问题：

(1)由铝的良好延展性决定的用途是________。

(2)由铝的良好导电性和导热性决定的用途是_____________________________________________________________。

(3)由铝及其化合物的化学性质决定的用途是________。

(4)铝在人体内积累可使人慢性中毒，现在将铝“确定为食品污染源之一”而加以控制。铝在上述的用途中需加以控制的是________。

(5)胃溃疡(胃壁溃烂或穿孔)病人的胃酸过多，医生给其服用氢氧化铝乳胶，而不服用碳酸氢钠，其原因是_______________________________________

_____________________________________________________________。

【答案】(1)①②④(2)③⑥(3)⑤⑦⑧⑨(4)②④⑤⑥⑦⑧(5)碳酸氢钠与胃液中的盐酸反应生成二氧化碳气体，会加速胃壁穿孔

12．钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注，常温下钛不和非金属、强酸反应，红热时，却可与常见非金属单质反应，钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。地壳中含钛矿石之一金红石(TiO2)是目前大规模生产钛的主要原料，其方法是：

【导学号：00350089】第一步：将金红石、炭粉混合，在高温条件下通入Cl2得到TiCl4和一种可燃性气体。

(1)该反应的化学方程式为________________。该反应的还原剂是________。

第二步：在氩气的气氛中，用过量的镁在加热条件下与TiCl 4反应制得金属钛。

(2)写出此反应的化学方程式：________________。

(3)如何由上述所得产物中获取金属钛？简述步骤并写出有关反应的化学方程式。 实验步骤：________________________________________________。

化学方程式：______________________________________________。

【解析】 (1)由题意可知可燃性气体为CO ，可得方程式TiO 2＋2C ＋2Cl 2=====高温

TiCl 4＋2CO ，该反应中氧化剂为Cl 2，还原剂为C 。(2)由题给信息可直接写出。(3)利用钛不与强酸反应，故可知用过量盐酸除去过量的镁而分离出钛。

【答案】 (1)TiO 2＋2C ＋2Cl 2=====高温

TiCl 4＋2CO C

(2)TiCl 4＋2Mg=====△

Ti ＋2MgCl 2

(3)加入足量的盐酸，除去过量金属镁，过滤，并用蒸馏水洗涤固体即得金属钛 Mg ＋2HCl===MgCl 2＋H 2↑

13．某化学兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体，以探索工业废料的再利用。其实验方案如图：

试完成下列各题：

(1)过滤用的器材已有滤纸、铁架台、铁圈和烧杯，还要补充的玻璃仪器是_____________________________________________________________。

(2)由滤液A 制得AlCl 3溶液有途径Ⅰ和Ⅱ两条，你认为合理的是________，理由是______________________________________________________________

_____________________________________________________________。

(3)写出合金与烧碱溶液反应的离子方程式_________________________

_____________________________________________________________。

(4)写出用滤渣F 制备胆矾晶体的化学方程式________________________

_____________________________________________________________。

(5)有同学提出可将方案中最初溶解合金的烧碱溶液改用盐酸，重新设计方案，也能制得三种物质，你认为后者的方案是否合理？________，理由是

______________________________________________________________

_____________________________________________________________。

【解析】 (1)联想过滤装置，可知需补充的玻璃仪器有漏斗和玻璃棒。

(2)由题意知滤液A 为NaAlO 2溶液，若按途径Ⅰ，则发生反应NaAlO 2＋4HCl===NaCl ＋AlCl 3＋2H 2O ，所得AlCl 3溶液中会含有大量NaCl 杂质，而按途径Ⅱ时，NaAlO 2＋CO 2＋2H 2O===Al(OH)3↓＋NaHCO 3，过滤得纯净Al(OH)3，Al(OH)3＋3HCl===AlCl 3＋3H 2O ，所得AlCl 3不含杂质，故合理的途径为Ⅱ。

(3)NaOH 只与合金中的Al 反应，生成NaAlO 2和H 2。

(4)滤渣F 为Cu ，由Cu 制备胆矾一般经过以下几个反应：

2Cu ＋O 2=====△

2CuO ，CuO ＋H 2SO 4===CuSO 4＋H 2O ，CuSO 4＋5H 2O===CuSO 4·5H 2O 。

(5)若按该同学的方案需经如下的转化：

显然操作步骤多，消耗试剂量更大，所需时间过长。

【答案】 (1)漏斗、玻璃棒

(2)途径Ⅱ 因为滤液A 是NaAlO 2溶液，按途径Ⅰ直接向A 加入盐酸得到的AlCl 3溶液中含有大量的NaCl 杂质；按途径Ⅱ，通入C(CO 2)气体，得D[Al(OH)3]沉淀，将Al(OH)3溶解于盐酸中得到的是纯净的AlCl 3溶液。所以途径Ⅱ更合理

(3)2Al ＋2OH －＋2H 2O===2AlO －

2＋3H 2↑

(4)2Cu ＋O 2=====△

2CuO ，

CuO ＋H 2SO 4===CuSO 4＋H 2O ，

CuSO 4＋5H 2O===CuSO 4·5H 2O(合并后面两个化学方程式，也可)

(5)不合理 该方案不符合实验方案设计的简约性原则，即操作步骤多、消耗试剂量更大、时间过长