《金版新学案》高三化学一轮复习 第四章 第3讲 金属材料 复合材料随堂检测 鲁科版

1．某新型“防盗玻璃”为多层结构，每层

中间嵌有极细的金属丝，当玻璃被击碎时，与金属相连的警报系统就会立刻报警。“防盗玻璃”能报警，这利用了金属的( )

A ．延展性

B ．导电性

C ．弹性

D ．导热性

【答案】 A

2．下列有关材料的说法不正确的是( )

A ．金属材料是指金属及其合金，且合金的

某些性能优于纯金属

B ．传统无机非金属材料和新型无机非金属

材料的主要成分都是硅酸盐

C ．复合材料由基体和增强体两部分组成

D ．C 60也是一种材料

【解析】 新型无机非金属材料如高温结构

陶瓷(Si 3N 4陶瓷、SiC 陶瓷)的主要成分不是硅酸

盐。

【答案】 B

3．我国古代“药金”的冶炼方法是：将炉

甘石(ZnCO 3)和赤铜矿(Cu 2O)与木炭按一定的比

例混合后加热至800 ℃，即可炼出闪烁着金子般光泽的“药金”，则下列说法中不正确的是(多选)( )

A ．“药金”实质上是铜锌合金

B ．冶炼炉中炉甘石直接被碳还原为锌

C ．用王水或硝酸均可区别黄金和“药金”

D ．用火焰灼烧法不能区别黄金和“药金”

【解析】 联想CaCO 3高温分解，可知ZnCO 3

在高温下可分解为ZnO 和CO 2；联想到CuO 可被

木炭还原，可知Cu 2O 、ZnO 也可被木炭还原，生

成铜锌合金。黄金溶于王水得无色溶液，而“药金”溶于王水后由于Cu 2＋的存在而使溶液显蓝色；黄金不溶于硝酸，“药金”溶解，所以王水或硝酸均可区别黄金和“药金”。黄金用火焰灼烧时无变化，而“药金”中由于铜的存在，用火焰灼烧时会变黑，所以用火焰灼烧法也可区别黄金和“药金”。

【答案】 BD

4．现有CuO 和Fe 2O 3组成的混合物a g ，向

其中加入2 mol·L －1的硫酸溶液50 mL ，恰好完全反应。若将a g 该混合物在足量H 2中加热，使

其充分反应，冷却后剩余固体质量为( )

A ．1.6a g

B ．(a －1.6)g

C ．(a －3.2)g

D ．1.6 g

【解析】 金属氧化物与硫酸恰好完全反应

生成硫酸盐和水，根据氧原子守恒知，n(H 2SO 4)＝50×10－3L×2 mol·L －1＝0.1 mol 。H 2SO 4→H 2O ，生成的n(H 2O)＝0.1 mol ，n(O)＝0.1 mol ，m(O)

＝1.6 g ，a g 金属氧化物中金属质量为(a －

1.6)g 。

【答案】 B

5．把①钢铁，②Cu，③陶瓷，④光纤，⑤氮化硅陶瓷，⑥金，⑦水泥，⑧合成纤维，⑨玻璃钢，⑩塑料等材料按分类填写在下列横线上(填写序号)：

(1)黑色金属材料_________________________________________ _______________________________。

(2)有色金属材料_________________________________________ _______________________________。

(3)传统无机非金属材料_________________________________________ _______________________________。

(4)新型无机非金属材料_________________________________________ _______________________________。

(5)复合材料_________________________________________ _______________________________。

(6)有机合成材料_________________________________________ _______________________________。

【答案】(1)①(2)②⑥(3)③⑦(4)④⑤

10

(5)⑨(6)⑧○

6．合金就是两种或两种以上的金属(或金属

跟非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。回答下列问题：

(1)下列物质属于合金的是________。

A ．明矾

B ．硬铝

C ．生铁

D ．铁粉和铝粉混合物

(2)下列为四种金属的熔、沸点：

金属

Na Cu Al Fe 熔点/℃

97.5 1 083 660 1 535 沸点/℃ 883 2 595 2 200 3 000

其中不能形成合金的是________。

A ．Cu 与Na

B ．Fe 与Cu

C ．Fe 与Na

D ．Al 与Na

【解析】 (1)根据概念，结合俗名与化学

式。明矾是KAl(SO 4)2·12H 2O ，硬铝(含铜4%、镁

0.5%、锰0.5%、硅0.7%)可结合铝质软判断，生铁是含碳量在2%～4.3%的铁的合金，而铁粉与铝粉混合物不是合金。(2)根据概念，合金是熔合而成，则熔合时温度须达到两种金属中最高的金属的熔点，但又不能达到或超出成分中的最低沸点。

【答案】 (1)BC (2)AC

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一、选择题

1．下列有关金属元素特征的叙述正确的是

( )

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相同

D．金属元素的单质在常温下均为固态

【解析】A不正确，对于变价金属离子，较低价态的金属离子既有氧化性又有还原性，如Fe2＋；B正确，因为金属元素的原子只具有还原性，故在化合物中只显正价；C不正确，有变价金属元素；D不正确，少数金属在常温下为液态，如Hg。

【答案】 B

2．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或冷却后的固体。下表中金属难与表中其他金属形成二元合金的元素是(多选)( )

A.Fe B．Zn

C．Ag D．W

【解析】若形成合金则需要两种金属有共同的熔化状态。而B的熔点过低，D的熔点过高，难以与其他金属形成共熔物(即合金)。

【答案】 BD

3．现代建筑的门窗架常用电解加工成的古

铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下实验(每一步试剂均过量)，由此可以推知硬铝的组成可能

为(提示：Si ＋2OH －＋H 2O===SiO 32－＋

2H 2↑)( )

A ．Al 、Mg 、Si 、Zn

B ．Al 、

Fe 、Zn 、Na

C ．Al 、Na 、Cu 、Fe

D ．Al 、Cu 、Mg 、Si 、

Mn

【解析】 通过反应①知合金中必须含有排

在金属顺序中H 之前的金属和H 之后的金属；由反应②知合金中必须含有Si 及排在金属活动顺序表H 之后的金属或其他非金属。

【答案】 D

4．下列事实能说明金属甲比金属乙的活动

性强的是( )

A ．在发生化学反应时，甲原子失电子数比

乙原子多

B ．甲的阳离子的氧化性比乙离子强

C ．甲的氢氧化物只有碱性，乙的氢氧化物

为两性

D ．在甲、乙、硫酸组成的原电池中，甲为

负极

【解析】A不正确，金属活动性越强，则金属原子的失电子能力越强，失电子能力和失电子数目无关；B不正确，阳离子的氧化性越强，则其原子的还原性越弱；C不正确，如Cu(OH)

2

具有两性，但显然铜的金以碱性为主而Al(OH)

3

属活动性小于铝；D正确，在原电池反应中，活泼金属作负极，被氧化腐蚀。

【答案】 D

5．工业上冶炼金属一般用热分解法、热还原法和电解法。由于金属的化学活动性不同，因此选用的冶炼方法也就不同。你认为这些方法的选择主要是依据( )

A．金属在自然界里存在的形式

B．金属元素在地壳中的含量

C．金属阳离子得电子的能力

D．金属熔点的高低

【解析】金属冶炼的一般原理是利用还原剂将金属从其矿物中还原出来。根据金属阳离子得电子的能力不同，而用不同的方法，如不活泼的金属一般采用热分解法(如Hg的冶炼)、活泼金属采用电解法(如Na、Mg、Al的冶炼)、介于活泼金属与不活泼金属之间采用热还原法(如Fe 的冶炼)等。

【答案】 C

6．下列金属冶炼的反应原理，错误的是( )

A ．MgCl 2(熔融)=====

通电Mg ＋Cl 2↑ B ．Al 2O 3＋3H 2=====

△2Al ＋3H 2O C ．Fe 3O 4＋4CO=====

高温3Fe ＋4CO 2 D ．2HgO=====

△2Hg ＋O 2↑ 【解析】 Al 应该用电解法冶炼。

【答案】 B

7．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 ．①③⑤⑥ B．②③⑤⑥

C ．②③④ D．③④⑤

【解析】 以碳纤维为增强体、金属钛为基

体的复合材料具有耐高温、强度高、导电性好、导热性好、不吸湿和不易老化等优点。

【答案】 A

8．当三份Cu 粉分别与过量的稀硝酸、浓硝

酸、热的浓硫酸反应后，收集到的气体在相同状况下体积相等时，三份Cu 粉的质量比为(不考虑NO 2转化成N 2O 4和反应生成气体的溶解)( )

A ．3∶1∶2 B．3∶2∶2

C ．1∶1∶2 D．2∶6∶3

【解析】 由3Cu ――→稀HNO 32NO ，Cu ――→浓HNO 32NO 2，

Cu ――→浓H 2SO 4SO 2知，当生成气体的体积相等时，稀

HNO 3、浓HNO 3、浓硫酸消耗铜的物质的量之比(即

质量之比)为3∶1∶2。

【答案】 A

9．某化学小组为测定一定质量的某铜铝混

合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：

方案Ⅰ：铜铝混合物――→足量溶液A 充分反应

测定生成气体的体积

方案Ⅱ：铜铝混合物――→足量溶液B 充分反应

测定剩余固体的质量

下列有关判断中不正确的是( )

A ．溶液A 和

B 均可以是盐酸或NaOH 溶液

B ．若溶液B 选用浓硝酸，则测得铜的质量

分数偏小

C ．溶液A 和B 均可选用稀硝酸

D ．实验室中方案Ⅱ更便于实施

【解析】 铜和铝组成的混合物遇到盐酸或

NaOH 溶液时，有铝与二者都发生反应，生成氢气，铜都不反应，故A 项正确。当B 项选用浓硝酸时，铝常温下遇浓HNO 3发生钝化，表面氧化成一薄层

致密的氧化膜，故称剩余固体铝的质量时，使铝的质量偏大，因此铜的质量偏小，故质量分数偏小，则B 正确。当C 项选用稀HNO 3时，二者都与

HNO 3反应，方案Ⅰ可以，而方案Ⅱ不行，故C 错。

D 从操作性判断，方案Ⅱ实施性更好。故不正确的选C 。

【答案】 C

10．将Mg 、Cu 组成的2.64 g 混合物投入到

适量稀硝酸中恰好完全反应，固体完全溶解时收集到还原产物NO 气体0.896 L(标准状况)，向反

应后溶液中加入2 mol·L －1 NaOH 溶液60 mL 时

金属离子恰好沉淀完全。则形成沉淀的质量为

( )

A ．4.32 g

B ．4.68 g

C ．5.36 g

D ．6.38 g

【解析】 由题意知2.64 g 混合物与稀硝

酸恰好完全反应生成Mg(NO 3)2和Cu(NO 3)2，加入

NaOH 后，金属离子恰好完全沉淀。

设Mg 和Cu 的物质的量分别为x 、y ，

则x ＋y ＝2 mol·L －1×0.06 L 2

＝0.06 mol 24x ＋64y ＝2.64 g

解得x ＝y ＝0.03 mol

形成沉淀的质量为：0.03 mol×58 g·mol

－1＋0.03 mol×98 g·mol －1＝4.68 g 。

【答案】 B

二、非选择题

11．冶炼金属一般有下列方法：①焦炭法，

②水煤气(或氢气或一氧化碳)法，③活泼金属置换法，④电解法；四种方法在工业上均有应用。

(1)请对下表中的金属冶炼方法进行分析，

从上述四种方法中选择相应的序号填入下表中

空格：

火烧孔雀石炼铜所发生反应的化学方程式(写主要的两个)：

_____________________________________ ___________________________________、_____________________________________ ___________________________________。

(2)写出以下化学方程式

①用焦炭法炼铁_________________________________________ _______________________________

②用水煤气法炼钨_________________________________________ _______________________________

③用铝热法炼锰_________________________________________ _______________________________

④用电解法冶炼钠_________________________________________ _______________________________

【解析】选择金属的冶炼方法，要依据金属的活动性及金属在自然界中的存在状态。孔雀

石的主要成分是Cu 2(OH)2CO 3，火烧时易分解，木

柴或煤炭中有碳，能还原出Cu 。

【答案】 (1)① ③ ③ ④

Cu 2(OH)2CO 3=====

△2CuO ＋CO 2↑＋H 2O C ＋2CuO=====

△2Cu ＋CO 2↑ (2)①3C＋2Fe 2O 3=====

高温4Fe ＋3CO 2↑ ②3H 2＋WO 3=====

高温W ＋3H 2O ③4Al＋3MnO 2=====

高温3Mn ＋2Al 2O 3 ④2NaCl(熔融)=====

通电2Na ＋Cl 2↑ 12．铜是生命必需的元素，也是人类最早使

用的金属之一，铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响，请完成(1)～(3)题：

(1)在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化

为铜〔即曾青

(CuSO 4)跟铁反应生成铜〕。试写出该反应的

化学方程式：________________________________________________________________________

____________________________。

(2)铜器表面有时会生成铜绿，请写出生成

铜绿的化学方程式：________________________________________________________________________，

这层铜绿可以用化学方法除去。试写出除去

铜绿而不损伤器物的化学方程式：

________________________________________________________________________。

(3)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货

币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币。(铜的熔点是1 183.4 ℃，铁的熔点是1 534.8 ℃)

【解析】 (1)Fe ＋CuSO 4===FeSO 4＋Cu

(2)2Cu ＋O 2＋H 2O ＋CO 2===Cu 2(OH)2CO 3；要除

去铜器表面的铜绿，考虑选择酸，强氧化性酸能和裸露的铜继续反应，而盐酸不和铜继续反应，并且盐酸具有挥发性。有关方程式如下：Cu 2(OH)2CO 3＋4HCl===2CuCl 2＋CO 2↑＋3H 2O 。

(3)根据题给信息以及作货币的实际，选择

铜作货币是因为铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型；铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀。

【答案】 (1)Fe ＋CuSO 4===FeSO 4＋Cu

(2)2Cu ＋O 2＋H 2O ＋CO 2===Cu 2(OH)2CO 3

Cu 2(OH)2CO 3＋4HCl===2CuCl 2＋CO 2↑＋3H 2O

(3)选择铜作货币是因为铜的熔点比较低，

容易冶炼铸造成型；铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀。

13．实验室有CuO 和Cu 粉的混合物，请你

利用给出的实验仪器及试剂，设计两种测定该样品(已称得其质量为m 克)中氧化铜质量分数的方法，并填写表格中的有关内容。

实验可能用到的主要仪器：

①托盘天平 ②启普发生器 ③硬质玻璃

管 ④泥三角

⑤烧杯 ⑥坩埚 ⑦酒精灯 ⑧玻璃棒 ⑨漏斗 ⑩干燥管

实验可能用到的试剂：

a ．锌粒

b ．稀硫酸

c ．氯化钠溶液 d

．浓硫酸

【答案】

14.氧化铜有多种用途，如用做玻璃着色剂、油类的脱硫剂等。为获得纯净的氧化铜以探究其性质，某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)进行如下实验：

(1)制备氧化铜

工业CuSO 4――→Ⅰ――

→ⅡCuSO 4·5H 2O ―→……CuO

①步骤Ⅰ的目的是除不溶性杂质。操作是

________________________________________________________________________。

②步骤Ⅱ的目的是除铁。操作是：滴加H 2O 2

溶液，稍加热；当Fe 2＋转化完全后，慢慢加入

Cu 2(OH)2CO 3粉末，搅拌，以控制溶液pH ＝3.5；

加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH ＝1。控制溶液pH ＝3.5的原因是______________________________________________________。

③步骤Ⅲ的目的是得到CuSO 4·5H 2O 晶体。

操作是__________________，过滤，水浴加热烘干。水浴加热的特点是________________________________________________________________________

_____________________________________

___________________________________。

(2)探究氧化铜性质

①取A 、B 两支试管，往A 中先加入适量CuO

粉末，再分别向A 和B 中加入等体积的3%H 2O 2溶

液，只观察到A 中有大量气泡。结论是________________________________________________________________________。

②为探究试管A 中反应的速率，收集气体并

测定其体积必需的实验仪器有__________________________。

【解析】 (1)①除去沉淀，必须要先溶解，

再进行过滤，才能得到可溶性的盐溶液。②除去

CuSO

4中的FeSO

4

，直接采用沉淀法会除去Cu2＋，

所以采用H

2O

2

将Fe2＋氧化为Fe3＋，再加热，使Fe3

＋水解完全，可以得到纯CuSO

4

溶液。③由溶液得

到晶体，采用蒸发浓缩，冷却结晶的方法。

【答案】(1)①加蒸馏水溶解，过滤②

既促进Fe3＋转化为Fe(OH)

3

沉淀，又阻止Cu2＋的水解③蒸发浓缩、冷却结晶可以控制加热温度，且温度不超过100 ℃，加热均匀

(2)①CuO对H

2O

2

的分解有催化作用

②量筒、水槽(或集气瓶)、秒表(计时器)、导管

15．已知某混合金属粉末中，除铝外还含有铁、铜中的一种或两种，所含金属的量都在5%以上。请设计合理实验探究该混合金属粉末中铁、铜元素的存在。

仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙；1 mol·L－1硫酸、2 mol·L－1硝酸、2 mol·L－1NaOH溶液、20%KSCN溶液。

完成以下实验探究过程：

(1)提出假设

假设1：该混合金属粉末中除铝外还含有________元素；

假设2：该混合金属粉末中除铝外还含有________元素；

假设3：该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu元素。

(2)设计实验方案

基于假设3，设计出实验方案。

(3)实验过程

根据(2)的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论。

【提示】Ⅰ.注意前后内容对应；

Ⅱ.注意文字简洁。

【解析】(3)检验合金中除铝外还有铁、铜，可根据Al溶于NaOH溶液，而Fe、Cu不溶，将合金溶解于足量NaOH溶液，过滤，向滤出的固体上加足量的稀硫酸，Fe溶解而Cu不溶解，过滤，向溶液中加稀硝酸和KSCN溶液进一步检验Fe3＋，将滤出的固体溶解于稀硝酸，向反应后的溶液中加足量NaOH溶液来检验Cu2＋。

【答案】(1)Cu Fe(答案的顺序可交换)

(3)