高一化学苏教版（2019）必修第二册：9.3　金属材料的性能及应用课时作业

专题 9 金属与人类文明 第三单元 金属材料的性能及应用 1.手工制作工艺在我国有着悠久的历史,是中华民族文化艺术的瑰宝。下列手工艺品用金属材料制成的 是 ( ) A.北京唐人 B.山东面塑 C.芜湖铁画 D.东阳木雕 2.金属材料是人类社会发展的重要物质基础。下列说法正确的是 ( ) A.钛及钛合金是目前使用量最大的金属材料 B.镁是一种国防金属,电解熔融 MgCl2 可得到单质镁 C.港珠澳大桥为了防腐蚀可以在钢铁中增加含碳量 D.稀土(钇、钪及镧系)是战略金属,稀土元素均位于第ⅡA 族 3.下列有关铁及铁合金的说法正确的是 ( ) A.生铁是铁碳合金,而钢则为纯铁 B.生铁的硬度比纯铁的硬度小 C.减少生铁中的碳、硅、锰等元素可得到钢 D.铁的应用,经历了“铁—普通钢—不锈钢等特种钢”的演变过程 4.合金与纯金属制成的金属材料相比,其优点是 ( ) ①合金的硬度一般比它的各组分金属的大 ②一般地,合金的熔点比它的各组分金属的更低 ③改变原料的配比、改变生成合金的条件,得到有不同性能的合金 ④合金比纯金属的导电性更强 ⑤合金比纯金属的机械强度大 A.①②③⑤ B.②③④ C.①②④ D.①②④⑤ 5.京沪高铁是世界上一次性建成的最长高速铁路。高铁车厢大部分采用铝合金材料制造,这是因为铝合 金 ( ) A.比纯铝熔点高 B.具有比较活泼的化学性质 C.各种成分在自然界中含量丰富,容易获取 D.质量轻,强度大,抗腐蚀能力比较强 6.东汉晚期的青铜奔马(马踏飞燕)充分体现了我国光辉灿烂的古代科技,已成为我国的旅游标志。下列 说法错误的是 ( ) A.青铜是我国使用最早的合金、含铜、锡、铅等元素 B.青铜的机械性能优良,硬度和熔点均高于纯铜 C.铜器皿表面的铜绿可用明矾溶液清洗 D.“曾青(CuSO4)得铁则化为铜”的过程发生了置换反应 7.2019 年 12 月 17 日,我国第一艘国产航空母舰“山东舰”在海南三亚某军港交付海军,它宣告了中国 海军的国产航母时代正式来临。据报道,该舰艇的“超级甲板”采用了大量新型铝锂合金和铝镁合金 等航天材料,真正实现了“浴千度火仍无恙”。下列关于两种合金的说法正确的是( ) A.铝锂合金是铝与锂形成的新型化合物 B.铝锂合金的硬度比铝大,熔沸点比铝高 C.铝镁合金不能全部溶解于稀盐酸中 D.铝镁合金焊接前用 NaOH 溶液处理氧化铝膜 8.《天工开物·五金·铁》中记载:“若造熟铁,则生铁流出时,相连数尺内,低下数寸,筑一方塘,短墙抵 之。其铁流入塘内,数人执柳木棍排立墙上……众人柳棍疾搅,即时炒成熟铁。”以下说法不正确的是 ( ) A.金属冶炼方法由金属活动性决定 B.生铁比熟铁质地更硬,延展性稍差 C.炒铁是为了提高铁水中的碳含量 D.该法与近代往生铁水中吹空气炼钢异曲同工 9.下列“中国制造”所用的材料属于无机非金属材料的是 ( ) 宇航服所用聚酯纤维 “天眼”反射面板所用铝合金 A B 港珠澳大桥所用水泥 “蛟龙号”所用钛合金 C D 10.中国近年来取得举世瞩目成就:探索太空,开发深海,建设世界第一流的高铁、桥梁、码头,5G 技术联 通世界等。它们与化学有着密切联系。下列说法正确的是 ( ) A.我国近年来大力发展核电、光电、风电、水电,电能属于一次能源 B.“神舟十一号”宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是硅酸盐 C.我国提出网络强国战略,光缆线路总长超过三千万公里,光缆的主要成分是晶体硅 D.大飞机 C919 采用大量先进复合材料、铝锂合金等,铝锂合金属于金属材料 11.我国外交部发言人就法国佳士得公司拍卖我国圆明园兔首和鼠首两件文物发表严正声明,中国对其 拥有不可置疑的所有权。这两件铜铸国宝在二百多年后看上去仍然熠熠生辉,光彩照人。下列对其原 因的分析,最有可能的是 ( ) A.它们的表面都镀上了一层耐腐蚀的黄金 B.环境污染日趋严重,它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去 C.铜的金属活动性比氢弱,因此不易被氧化 D.它们是含一定比例金、银、锡、锌的铜合金 12.我国超级钢研究居于世界领先地位。下列说法错误的是 ( ) A.钢是用量最大、用途最广的合金 B.根据钢材的含碳量不同,可分为碳素钢和合金钢 C. 合金的硬度可以大于它的纯金属成分 D.超级钢具有强度高,韧性大等特殊性能,常用于汽车、航空和航天等领域 13.下列叙述错误的是 ( ) A.合金材料中可以含有非金属元素 B.三大合成材料是指合成纤维、塑料和橡胶 C.加热能 X 死新型冠状病毒,是因为病毒中的蛋白质受热变性 D.在汽车排气管上加装“催化转化器”是为了减少有害气体的排放 14.下列有关说法不正确的是 ( ) A.大多数金属在自然界以化合态形式存在 B.工业上,一般用热分解法获得 Hg 和 Ag C.铜的金属活动性比铝弱,可用铜罐代替铝罐储运浓硝酸 D.人们常用钢作建造材料而不用纯铁主要原因是钢的机械性能更好 15.假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用,下列关于其有利因素的说法中,你认为不正确的 是 ( ) A.硅便于运输、储存,从安全角度考虑,硅是最佳的燃料 B.自然界中存在大量单质硅 C.硅燃烧放出的热量大,且燃烧产物对环境污染程度低,容易有效控制 D.自然界硅的贮量丰富 16.以色列理工学院的丹尼尔·谢德曼因“发现准晶体”而一人独享了 2011 年度诺贝尔化学奖。某组 成为 Al65Cu23Fe12 的准晶体 W 具有低摩擦系数、高硬度、低表面能以及低传热性,正被开发为炒菜锅的 镀层。下列有关说法中正确的是( ) A.W 的熔点比铝、铁、铜的都高 B.将一定量 W 投入少量的盐酸中,充分反应后溶液中一定有 Fe2+ C.等质量 W 分别与足量 NaOH 溶液、盐酸反应,生成氢气的质量之比为 65∶73 D.W 在氯气中完全燃烧时可形成 AlCl3、FeCl3 两种离子化合物 17.合金是生活中常用的材料,请回答下列问题: (1)现代社会应用最广泛的金属是 。 (2)生铁和钢是含碳量不同的铁碳合金,含碳量在 2%~4.3%的称为 。不锈钢在空气中比较稳定, 不易生锈,有强的抗腐蚀能力,其合金元素主要是 。 (3)钢铁的腐蚀给社会造成的损失是巨大的,所以采取措施防止钢铁的腐蚀是十分必要的,请列举两种防 止钢铁腐蚀的方法: 。 (4)青铜的主要合金元素为 ,黄铜的主要合金元素为 。 18.(1)用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占重要位置,足以显示化学对现代物质文 明发展中所起到的重要作用。例如: ①光导纤维的主要成分是 。 ②目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是 。 ③计算机芯片的主要成分是 。 ④用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类称为 的化合物。 (2)写出工业上制备该元素的单质及提纯的有关化学方程式: ① , ② , ③ 。 答案 1.C 【解析】 北京糖人用的材料是蔗糖与麦芽糖,属于有机非金属,A 项错误;山东面塑的主要原料为 淀粉,为多糖,属于有机非金属,B 项错误;芜湖铁为铁制品,属于金属材料,C 项正确;东阳木雕属于木制品, 主要是纤维素,为多糖,属于有机非金属,D 项错误。 2.B 【解析】 铁以及铁合金是目前使用量最大的金属材料,A 项错误;工业上常用电解熔融 MgCl2 得 到单质镁,B 项正确;在钢铁中增加含碳量,会形成原电池,会加速钢铁的腐蚀,C 项错误;稀土(钇、钪及镧 系)是战略金属,稀土元素均位于第ⅢB 族,D 项错误。 3.D 【解析】 生铁和钢都是合金,A 项错误;生铁的硬度比纯铁的硬度大,B 项错误;炼钢虽减少生铁中 的碳元素,但不减少硅、锰等元素,C 项错误;随着文明和技术的进步,铁的应用,经历了“铁—普通钢— 不锈钢等特种钢”的演变过程,故 D 正确。 4.A 【解析】 与组成合金的纯金属相比,合金的一般硬度更大,①正确;合金为混合物,熔点比它的各组 分金属的熔点低,②正确;不同的合金具有不同的性能,改变原料的配比、改变生成合金的条件,得到有不 同性能的合金,③正确;合金的导电性不一定比纯金属更强,比如铝合金的导电性比纯铝要差,④错误;合 金一般比各组分金属熔点低,硬度大,具有更好的机械强度,⑤正确;A 项正确。 5.D 【解析】 A 项,铝合金的熔点比纯铝低,错误;B 项,作为制造车厢的材料,铝合金抗腐蚀能力较强, 即化学性质比较稳定,错误;C 项,铝的含量较丰富,但却不容易获取,制取金属铝需消耗很多能量,错误;D 项正确。 6.B 【解析】 我国使用最早的合金是青铜,该合金中含铜、锡、铅等元素,故 A 正确;合金的熔点比组 分金属的熔点低,则青铜熔点低于纯铜,故 B 错误;铜器皿表面的铜绿为 Cu2(OH)2CO3,能溶于酸性溶液, 而明矾溶液因 Al3+的水解显酸性,则可用明矾溶液清洗铜器皿表面的铜绿,故 C 正确;“曾青(CuSO4)得 铁则化为铜”的过程发生的反应为 Fe+CuSO4 FeSO4+Cu,此反应为置换反应,故 D 正确。 7.D 【解析】 铝锂合金是金属铝与锂形成的混合物,A 项错误;铝锂合金的熔沸点比铝低,B 项错误;此 合金的主要成分是镁和铝,均能与稀盐酸反应,能全部溶解于稀盐酸中,C 项错误;氧化铝可以与氢氧化 钠溶液发生反应,故可用 NaOH 溶液处理氧化铝膜,D 项正确。 8.C 【解析】 活泼性不同的金属,其冶炼方法不同,即金属冶炼方法由金属活动性决定,A 项正确;熟铁 比生铁质地更软,且延展性好,生铁比熟铁质地更硬,延展性稍差,B 项正确;炒铁过程中降低了铁水中的 碳含量,从而将生铁转化成熟铁,C 项错误;该冶炼方法和近代往生铁水吹空气炼钢相似,都是利用空气 中氧气氧化 C 元素,其原理基本相同,D 项正确。 9.C 【解析】 宇航服所用聚酯纤维为有机合成高分子材料,A 项错误;“天眼”反射面板所用铝合金 为金属材料,B 项错误;港珠澳大桥所用水泥为硅酸盐材料,属无机非金属材料,C 项正确;“蛟龙号”所用 钛合金为金属材料,D 项错误。 10.D 【解析】 我国近年来大量减少化石燃料的燃烧,大力发展核电、光电、风电、水电,电能属于二 次能源,A 项错误;高温结构陶瓷主要是指高温条件下承受静态或动态机械负荷的陶瓷,主要有高温氧化 物(如氧化铝陶瓷)和高温非氧化物(如氧化硅陶瓷)两大类。故其主要成分不是硅酸盐,B 项错误;光缆的 主要成分是二氧化硅,C 项错误;金属材料包括纯金属以及它们的合金,铝锂合金属于金属材料,D 项正确。 11.D 【解析】 根据题干信息,兔首和鼠首是铜铸国宝,他们都属于铜合金,没有进行电镀,形成原电池 时铜作正极被保护,耐腐蚀性好,所以铜铸的国宝仍然熠熠生辉,A 项错误;B 项错误;铜在加热的条件下, 会与氧气反应生成氧化铜,C 项错误;根据 A 项分析,鼠首和兔首铜像是含一定比例金、银、锡、锌的铜 合金,形成原电池时铜作正极被保护,耐腐蚀性好,所以铜铸的国宝仍然熠熠生辉不生锈,D 项正确。 12.B 【解析】 钢铁是用量最大、用途最广的合金,广泛应用于生活的各个方面,A 项正确;根据含碳量 的高低可以将碳素钢分为低碳钢、中碳钢、高碳钢;但合金钢是在普通碳素钢基础上添加适量的一种 或多种合金元素而构成的,不能按含碳量分类,B 项错误;合金的硬度一般大于它的纯金属,如纯铁较软, 而钢铁的硬度较大,C 项正确;超级钢具有强度高,韧性大等特殊性能,汽车、航空和航天由于需要受到高 压的刺激,所以适合使用超级钢,D 项正确。 13.B 【解析】 合金材料中可以含有非金属元素,如铁合金中含有非金属元素 C,A 项正确;橡胶包括天 然橡胶和合成橡胶,三大合成材料是指合成纤维、塑料和合成橡胶,B 项错误;蛋白质受热能够发生变性, 因此加热能 X 死新型冠状病毒,C 项正确;汽车尾气中含有氮氧化物和 CO,在汽车排气管上加装“催化 转化器”可以将氮氧化物和 CO 转化为氮气和二氧化碳,减少有害气体的排放,D 项正确。 14.C 【解析】 金属比较活泼,容易失电子,所以在自然界大多数以化合态形式存在,A 项正确;工业上, 一般用热分解法获得 Hg 和 Ag,B 项正确;铜的金属活动性比铝弱,但不可用铜罐代替铝罐储运浓硝酸, 因为铜与浓硝酸发生氧化还原反应,而常温下铝在浓硝酸中发生钝化,C 项错误;钢的机械性能比纯铁 好,D 项正确。 15.B 【解析】 自然界硅的贮量丰富,大多数是以 SiO2 和硅酸盐的形式存在,无单质硅存在;硅单质是 固体,化学性质不活泼,所以硅便于运输、储存,其燃烧产物 SiO2 对环境污染程度低,容易有效控制,故 A、 C、D 项正确,B 项错。 16.C 【解析】 W 属于合金,合金与组成它的各组分金属相比,其熔点较低,A 项错误;此合金中含有的 金属中,铝的还原性最强,当酸量少时,溶液中一定存在 Al3+,可能存在 Fe2+,B 项错误;W 与足量的 NaOH 溶液、盐酸反应,生成氢气的体积之比为 65 × 3 2 65 × 3 2+12 = 65 73 ,C 项正确;合金与氯气反应产生的 AlCl3 为共价化 合物,不是离子化合物,D 项错误。 17.(1)铁 (2)生铁 铬和镍 (3)在钢铁的表面喷涂油漆;表面涂油;在钢铁的表面镀上铬、锌等金属,对钢铁的表面进行烤蓝处理(增 厚氧化膜);制成不锈钢(答案合理即可) (4)Sn Zn 【解析】 (1)现代社会应用最广泛的金属是铁。(2)钢的含碳量较生铁低,小于 2%,生铁中含碳量在 2%~4.3%,而不锈钢中加入的合金元素主要是铬、镍。(3)钢铁的腐蚀主要是与环境中的化学物质(如空 气、水、酸等)接触而发生化学反应,故防止钢铁的腐蚀,只要使其避免与上述物质接触即可。可采用覆 膜法、改变内部结构等方法。 18.(1)①SiO2 ②Si ③Si ④铝硅酸盐 (2)①SiO2+2C 2CO↑+Si(粗硅) ②Si+2Cl2 SiCl4 ③SiCl4+2H2 4HCl+Si(高纯硅) 【解析】 (1)光导纤维的主要成分是 SiO2;应用于太阳能电池中作光电转化材料的是半导体硅;计算机 芯片的主要成分也是硅;用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类称为铝 硅酸盐的化合物。(2)工业提取纯硅的过程。