3.2金屬材料-高一化學(xué)講義習(xí)題（原卷版）

3.2.1金屬材料1.能從合金結(jié)構(gòu)與組成的角度理解合金的特殊性能，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的能力；2.能列舉常見合金的組成和性能，能科學(xué)、合理的選擇和使用金屬材料，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任感。一、鐵合金1．合金(1)概念：合金是指由兩種或兩種以上的(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。屬于物。(2)合金的特性及原因①合金的性能可以通過所添加的合金元素的種類、含量和生成合金的條件等來加以調(diào)節(jié)。②合金的物理、化學(xué)及機械性能各成分金屬。硬度：合金的硬度一般比其成分金屬的硬度。熔點：合金的熔點一般比其成分金屬的熔點。③原因：純金屬內(nèi)所有原子的大小和形狀相同，原子排列十分規(guī)整；加入或大或小的其他元素的原子后，改變了金屬原子有規(guī)則的層狀排列，使原子層之間的相對滑動變得困難，導(dǎo)致合金的硬度變大。2．鐵合金(1)生鐵和鋼是含碳量不同的兩種鐵碳合金。(2)生鐵的含碳量2%～4.3%，鋼的含碳量0.03%～2%。生鐵的大，鋼具有良好的性。(3)鋼是用量最大，用途最廣的合金，鋼的分類如下：合金鋼具有：強度、大，可塑性、韌性好，，的特殊性能。(4)不銹鋼是最常見的一種合金鋼，它的合金元素主要是，在大氣中比較穩(wěn)定，不易生銹，抗腐蝕能力強。【深度思考】已知銅的熔點為1083℃，鈉的沸點為883℃，試問銅與鈉能否形成合金？【例1】“灌鋼法”是我國古代勞動人民對鋼鐵冶煉技術(shù)的重大貢獻，陶弘景在其《本草經(jīng)集注》中提到“鋼鐵是雜煉生鍒作刀鐮者”。“灌鋼法”主要是將生鐵和熟鐵(含碳量約0.1%)混合加熱，生鐵熔化灌入熟鐵，再鍛打成鋼。下列說法錯誤的是()A．鋼是以鐵為主的含碳合金B(yǎng)．鋼的含碳量越高，硬度和脆性越大C．生鐵由于含碳量高，熔點比熟鐵高D．冶煉鐵的原料之一赤鐵礦的主要成分為Fe2O3【例2】下列關(guān)于鐵和鐵合金的有關(guān)說法錯誤的是()A．工業(yè)上用一氧化碳將鐵礦石中的鐵還原出來B．不銹鋼抗腐蝕性能好，長期使用絕對不會生銹C．制造鐵軌、船舶、橋梁的碳素鋼是鐵和碳的合金D．使用鐵鍋燒飯菜能為人體提供微量的鐵元素【例3】鐵和鐵合金是生活中常見的材料，下列說法正確的是()A.純鐵的熔點低于鐵合金B(yǎng).純鐵和鐵合金都能導(dǎo)電、傳熱C.純鐵的硬度和強度都高于鐵合金D.不銹鋼是鐵合金，只含金屬元素二、鋁和鋁合金1．鋁和鋁合金(1)鋁是地殼中含量的金屬元素，常溫下就能與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，表面生成一層致密的薄膜，保護內(nèi)部金屬，其化學(xué)方程式為：。(2)鋁合金鋁合金是目前用途廣泛的合金之一，硬鋁是在鋁中添加了一定比例的Cu、Mg、Mn、Si，它的密度，強度，具有較強抗腐蝕能力，是制造飛機和宇宙飛船的理想材料。2．鋁、氧化鋁的性質(zhì)(1)①鋁、氧化鋁與稀鹽酸反應(yīng)實驗操作實驗現(xiàn)象鋁片，開始，后來，將點燃的木條放在試管口有化學(xué)方程式離子方程式②鋁、氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)實驗操作實驗現(xiàn)象試管①中一開始無氣泡產(chǎn)生，一段時間后，鋁片，有，試管②中鋁片溶解，產(chǎn)生無色氣泡，將點燃的木條放在試管口，都有化學(xué)方程式離子方程式(2)兩性氧化物既能與反應(yīng)生成鹽和水，又能與反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，如Al2O3等，其與強酸、強堿反應(yīng)的離子方程式為：Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2OAl2O3＋2OH－===2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O【例1】鋁是地殼中含量最高的金屬元素，下列關(guān)于鋁及其化合物的性質(zhì)、用途的說法錯誤的是()A．純鋁的硬度和強度較小，不適合用于制造機器零部件B．可用NaOH溶液除去Fe2O3粉末中少量的Al2O3C．鋁合金是用來制造飛機和宇宙飛船的理想材料D．鋁制品廉價易得，適用于廚房蒸煮和長期存放堿性食物【例2】向某溶液中加入鋁粉能放出H2，下列各組離子一定不能在該溶液中大量共存的是()A．Na＋、Fe3＋、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－B．Ba2＋、Mg2＋、HCOeq\o\al(－,3)、NOeq\o\al(－,3)C．Na＋、K＋、NOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)D．K＋、NOeq\o\al(－,3)、Na＋、SOeq\o\al(2－,4)【例3】下列反應(yīng)的離子方程式書寫不正確的是()A.氧化鋁溶于鹽酸：Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2OB.鋁溶于NaOH溶液：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑C.鋁溶于鹽酸：Al＋2H＋=Al3＋＋H2↑D.氧化鋁溶于NaOH溶液：Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O三、新型合金1．儲氫合金：一類能夠大量吸收H2，并與H2結(jié)合成的材料。如TiFe合金、LaNi合金等，為氫氣作為能源的實際應(yīng)用起到重要的推動作用。2．其他新型合金：、和等新型合金廣泛應(yīng)用于航空航天、生物工程和電子工業(yè)等領(lǐng)域?！練w納總結(jié)】合金中的“四最”(1)使用“最早”的合金是青銅；(2)用量“最大”、用途“最廣”的合金是鋼；(3)航空、航天“最理想”的材料是鋁合金；(4)未來能源“最前沿”的材料是儲氫合金?！纠?】我國“蛟龍”號載人潛水器已成功下潛至海里7062.68米處?！膀札垺碧栞d人潛水器的外殼是耐超高壓的鈦合金，下面有關(guān)合金的說法正確的是()A．鈦合金是一種新型金屬單質(zhì)B．鈦合金熔點比鈦金屬高C．鈦合金的硬度與鈦單質(zhì)相同D．青銅、合金鋼和硬鋁都是合金【例2】下列關(guān)于新型合金材料說法不正確的是()A．鑭鎳合金能大量吸收H2形成金屬氫化物，可作儲氫材料B．鈦合金生物相容性好，強度大，可作人造骨骼C．形狀記憶合金可在使合金發(fā)生形變的作用力消失后恢復(fù)原狀D．利用合金的熔點低于成分金屬這一特點可制得耐熱合金四、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計算中的應(yīng)用1．以物質(zhì)的量為中心的轉(zhuǎn)化2．化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)與相關(guān)物理量的關(guān)系2CO＋O2eq\o(=====,\s\up7(點燃))2CO2化學(xué)計量數(shù)212分子個數(shù)212擴大NA倍物質(zhì)的量2mol質(zhì)量56g標況下氣體體積44.8L

結(jié)論：(1)同一個化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比等于其之比。(2)對于有氣體參加的反應(yīng)，在同溫同壓下各氣體的化學(xué)計量數(shù)之比也等于其之比。3．物質(zhì)的量應(yīng)用于化學(xué)方程式計算中的基本步驟【例1】5.4g鋁與足量NaOH溶液反應(yīng)生成的氫氣在標準狀況下的體積是多少？【例2】醫(yī)療上頗為流行的“理療特效熱”，就是利用鐵緩慢氧化放出均勻、穩(wěn)定的熱，使患處保持溫?zé)釥顟B(tài)。若56g鐵粉完全氧化成氧化鐵，則需要消耗標準狀況下氧氣的體積為多少？【特別提醒】1.書寫格式規(guī)范化——在根據(jù)化學(xué)方程式計算的過程中，各物理量、物質(zhì)名稱、公式等盡量用符號表示，且數(shù)據(jù)的運算要公式化并帶單位。2.單位運用對應(yīng)化——根據(jù)化學(xué)方程式計算時，如果題目所給的兩個量單位不一致，要注意兩個量的單位要“上下一致，左右相當(dāng)”。3.過量判斷簡捷化——如果兩種反應(yīng)物的量都是已知的，用已知量與對應(yīng)計量數(shù)比值(比值大過量)先判斷哪種物質(zhì)過量，然后根據(jù)不足量的物質(zhì)求解某種產(chǎn)物的量。五、化學(xué)計算中的其他常用方法1.化學(xué)計算中常用方法①守恒法(質(zhì)量守恒、電荷守恒、電子守恒)②差量法(質(zhì)量差值法、體積差值法)③關(guān)系式法(利用元素守恒建立關(guān)系式、利用方程式建立關(guān)系式、利用電子守恒建立關(guān)系式)④方程組法(兩個已知量求解混合物中兩種物質(zhì)的未知量)【例1】把一定量的CO還原Fe2O3生成的CO2通入到澄清石灰水中，得10g沉淀，那么參加反應(yīng)的CO的質(zhì)量是________g?！纠?】4.6g鈉在空氣中久置，最終得到Na2CO3的質(zhì)量是________g?！纠?】把鐵棒插入CuSO4溶液，一段時間后取出，鐵棒質(zhì)量增加了4g，參加反應(yīng)的Fe的質(zhì)量為________。1．(2021·廣東)今年五一假期，人文考古游持續(xù)成為熱點。很多珍貴文物都記載著中華文明的燦爛成就，具有深邃的文化寓意和極高的學(xué)術(shù)價值。下列國寶級文物主要由合金材料制成的是()選項ABCD文物名稱鑄客大銅鼎河姆渡出土陶灶獸首瑪瑙杯角形玉杯2．下列材料不屬于合金的是?(

)A.鑄造下水井蓋的生鐵B.儲氫用的LaNi合金C.可用于機器人“皮膚”的橡膠D.可用于軍用車輛的超級鋼3．儲氫合金是一種新型合金。下列關(guān)于儲氫合金的說法錯誤的是()A．儲氫合金是一類能大量吸收H2，并與H2結(jié)合成金屬氫化物的材料B．儲氫合金吸收H2的過程屬于物理變化C．儲氫合金NaAlH4中氫元素的化合價為－1價D．具有實用價值的儲氫合金在室溫下吸、放氫的速率快4.標準狀況下，3.25g鋅與足量的鹽酸反應(yīng)生成xL氫氣，下列比例式正確的是()A．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑1mol1mol3.25gxLB．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑65g1L3.25gxLC．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑1mol22.4L0.05molxLD．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑65g1mol3.25gxL5．將3.9g鎂鋁合金投入足量的NaOH溶液中,共產(chǎn)生標準狀況下3.36LH2。原合金中鎂和鋁的物質(zhì)的量之比是(

)A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.2∶36．合金是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。(1)下列物質(zhì)不屬于合金的是__________(填字母，下同)。A．明礬 B．硬鋁C．生鐵 D．青銅(2)已知下表中四種金屬的熔、沸點：金屬NaCuAlFe熔點/℃97.810836601535沸點/℃883256724672750其中不能形成合金的是________。①Cu與Na②Fe與Cu③Fe與Na④Al與NaA．①② B．①③C．①④ D．②④7.向500mLNaOH溶液中投入10.8gAl，二者恰好完全反應(yīng)，試計算：(1)Al的物質(zhì)的量；(2)參加反應(yīng)的NaOH的物質(zhì)的量和溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度；(3)在標準狀況下生成H2的體積。1．生鐵、純鐵、碳三種物質(zhì)中,熔點最低的是?(

)A.純鐵B.生鐵C.碳D.無法確定2．2020年11月24日4時30分，我國在中國文昌航天發(fā)射場，用長征五號遙五運載火箭成功發(fā)射探月工程“嫦娥五號”探測器，開啟我國首次地外天體采樣返回之旅?！版隙鹞逄枴敝惺褂昧舜罅亢辖?。下列有關(guān)金屬或合金的說法中不正確的是()A．生鐵屬于合金B(yǎng)．一般合金的熔點比各成分金屬的低C．合金的化學(xué)性質(zhì)與其成分金屬的化學(xué)性質(zhì)不同D．改變原料的配比、生成合金的條件，可以得到具有不同性能的合金3．家庭的廚衛(wèi)管道內(nèi)常因留有油脂、毛發(fā)、菜渣等造成堵塞,此時可以用主要成分為NaOH和鋁粉的固體管道疏通劑進行疏通。下列說法中錯誤的是?(

)A.鋁表面的氧化膜和鋁均能與NaOH反應(yīng)B.取用該固體管道疏通劑時可以用手抓取C.使用該固體管道疏通劑時應(yīng)遠離明火D.該反應(yīng)原理為2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑4．下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途的描述錯誤的是?(

)A.Al具有良好的延展性,且表面形成的氧化膜有一定的防腐作用,故鋁可用于制

作鋁金屬制品B.鎂鋁合金的密度大、強度高,是制造飛機和宇宙飛船的理想材料C.Al、Al2O3均能與酸、堿反應(yīng),因此鋁制炊具不宜用來蒸煮酸性或堿性食物D.“蛟龍”號載人潛水器的耐壓球殼是用鈦合金制造的,合金具有硬度大等優(yōu)點5．為了除去MgO中混有的少量雜質(zhì)Al2O3，可選用的試劑是()A．KOH溶液 B．氨水C．稀鹽酸 D．稀醋酸6．(2022·綿陽南山中學(xué)雙語學(xué)校高一開學(xué)考試)若在加入Al能放出H2的溶液中分別加入下列各組離子，可能大量共存的是()A．NHeq\o\al(＋,4)、NOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)、Na＋B．Na＋、Ba2＋、Mg2＋、OH－C．NOeq\o\al(－,3)、Na＋、K＋、Cl－D．Mg2＋、K＋、HCOeq\o\al(－,3)、NOeq\o\al(－,3)7．為除去鐵粉中少量的鋁粉,最適宜的試劑是?(

)A.稀硫酸B.稀鹽酸C.氫氧化鈉溶液D.硫酸銅溶液8．某潛艇上的核反應(yīng)堆內(nèi)使用了液體鋁鈉合金(單質(zhì)鈉和單質(zhì)鋁熔合而成)作載熱介質(zhì),下列有關(guān)說法不正確的是?(

)A.鋁鈉合金是混合物B.將鋁鈉合金投入一定量的水中得到無色溶液,則合金中n(Al)≤n(Na)C.將鋁鈉合金投入足量氯化銅溶液中,肯定有氫氧化銅沉淀和銅析出D.若將mg不同組成的鋁鈉合金投入足量鹽酸中,放出的H2越多,則鋁的質(zhì)量分數(shù)越小9．社會的進步與時代的發(fā)展充滿了人類智慧的結(jié)晶。下列有關(guān)說法中錯誤的是(

)A.硬鋁即鋁單質(zhì),其強度高,具有較強的抗腐蝕能力,可用于制炊具B.“司南之杓,投之于地,其柢指南”中“杓”的材質(zhì)具有磁性C.商朝的“后母戊鼎”是我國較早使用的銅制品之一D.TiFe合金能大量吸收H2并形成金屬氫化物,可用于制儲氫材料10．(2022·張家口高一檢測)下列離子方程式正確的是()A．鐵與稀硫酸的反應(yīng)：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑B．將碳酸氫鈉溶液與NaOH溶液混合：HCOeq\o\al(－,3)＋OH－===CO2↑＋H2OC．氧化鋁與燒堿溶液反應(yīng)：Al2O3＋2OH－===2Al3＋＋4O2－＋H2OD．鋁與NaOH溶液反應(yīng)：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑11．下列關(guān)于新型合金材料的說法不正確的是?(

)A.鑭鎳合金能大量吸收H2形成金屬氫化物,可作儲氫材料B.鈦合金生物相容性好,強度大,可作人造骨骼C.生鐵和鋼是含碳量不同的兩種鐵碳合金,生鐵的含碳量比鋼的含碳量高D.合金的熔點比其成分金屬的熔點高12．鋁鎂合金是飛機制造、建筑等行業(yè)的重要材料。研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué),為測定某鋁鎂合金(不含其他元素)中鋁的質(zhì)量分數(shù),設(shè)計了如下實驗方案進行探究。稱取10.8g鋁鎂合金粉末樣品,溶于體積為V、濃度為4.0mol·L1的NaOH溶液中,過濾、洗滌、干燥、稱量固體。下列敘述不正確的是?(

)A.實驗中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH+2H2O=2Al+3H2↑B.為了保證鋁鎂合金粉末能充分反應(yīng),NaOH溶液的體積V≥100mLC.步驟中若未洗滌固體,測得鋁的質(zhì)量分數(shù)將偏高D.擬選用如圖實驗裝置完成實驗:將一定量鋁鎂合金與足量稀硫酸反應(yīng),測定生成氣體的體積。最簡易的裝置連接順序是AEDF13．把1000mL含有BaCl2、KCl的混合溶液分成10等份,取一份加入含amol硫酸鈉的溶液,恰好使鋇離子完全沉淀;另取一份加入含bmol硝酸銀的溶液,恰好使氯離子完全沉淀,則該混合溶液中鉀離子的濃度為?(

)A.10(2ab)mol/L

B.10(b2a)mol/LC.10(ba)mol/L

D.(b2a)mol/L14．(2021·河南范縣第一中學(xué)高一月考)將1.12g鐵粉加入25mL2mol·L－1氯化鐵溶液中充分反應(yīng)(忽略溶液體積變化)，下列分析正確的是()A．鐵粉有剩余B．Cl－濃度減小C．向溶液中滴入無色KSCN溶液，溶液變紅色D．反應(yīng)液質(zhì)量增加5.6g15．利用反應(yīng)2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑可疏通下水管道。下列說法錯誤的是?(

)A.Al是還原劑,發(fā)生氧化反應(yīng)B.每生成1molH2,轉(zhuǎn)移2mol電子C.可用NaOH溶液除去鎂粉中混有的少量Al粉D.在相同條件下,等量的鋁與足量NaOH溶液反應(yīng)生成的H2比與足量鹽酸多16．等量的鋁分別與100mL2mol·L1鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣體積比為6∶7,則反應(yīng)物的量的關(guān)系為?(

)A.均恰好反應(yīng)B.酸過量C.堿過量