训练(13) 金属的冶炼方法 金属材料的性能及应用-2024年高一化学暑假作业（江苏专版）

训练(十三)　金属的冶炼方法　金属材料的性能及应用 知识点一 金属的冶炼方法 　 知识点二 金属材料的性能及应用 1.金属材料的性能 2.合金及其应用 概念 将两种或两种以上的____(或________)共熔，可制备出特殊的金属材料，这种材料叫作合金 性能 硬度 硬度一般____它的成分金属 熔点 熔点一般____它的成分金属 与纯金属材料相比，合金具有优良的物理、化学或机械性能 举例 在焊接电子元件中使用的____是锡和铅的合金，生铁和钢都是铁和碳的合金 知识点三 无机材料 1．冶炼是一种提炼技术，是指用焙烧、熔炼、电解以及使用化学药剂等方法把矿石中的金属提取出来；减少金属中所含的杂质或增加金属中某种成分，炼成所需要的金属。下列说法正确的是(　　) A．加热HgO制取Hg B．电解熔融氯化铝制取铝 C．电解饱和食盐水来制取金属钠 D．能利用铝热反应制取镁 2．下表中金属冶炼的原理与方法错误的是(　　) 选项 冶炼原理 方法 A 2HgO2Hg＋O2↑ 热分解法 B 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 电解法 C Cu2S＋O22Cu＋SO2 热分解法 D Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 高温还原法 3.铝热反应(2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe)的实验装置如图所示，有关该反应的下列说法正确的是(　　) A．a为镁条 B．b为氧化铁与铝粉的混合物 C．2 mol氧化剂参与反应转移电子的数目为6NA D．还原剂与氧化产物的物质的量之比为1∶2 4．生物炼铜是利用某些具有特殊本领的微生物帮助我们从矿石中提取铜，这些“吃岩石的细菌”能利用空气中的氧气将不溶性的 CuS转化为可溶性的铜的化合物，这种可溶性的铜的化合物是(　　) A．碳酸铜　　　　　　　B．硝酸铜 C．硫酸铜 D．氢氧化铜 5．钛是一种活泼金属，具有密度小、熔点高、可塑性强、机械强度高等性能。工业上常用硫酸分解铁钛矿石来制备二氧化钛，用来冶炼钛，主要有以下五个反应： ①FeTiO3＋2H2SO4===TiOSO4＋FeSO4＋2H2O ②TiOSO4＋2H2O===H2TiO3↓＋H2SO4 ③H2TiO3TiO2＋H2O ④TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO ⑤TiCl4＋2Mg2MgCl2＋Ti 针对以上五个反应，下列叙述错误的是(　　) A．反应①是非氧化还原反应 B．反应②生成了两种酸 C．反应④中的TiO2是氧化剂 D．反应⑤表现了金属镁比金属钛的还原性强 6．在高温下用足量一氧化碳还原m g四氧化三铁得到n g铁。已知氧的相对原子质量为16，则铁的相对原子质量为(　　) A. B. C. D. 7．用足量的CO还原32.0 g某种氧化物，将生成的气体通入足量澄清石灰水中，得到60 g沉淀，则该氧化物是(　　) A．FeO B．Fe2O3 C．CuO D．Cu2O 8．下列历史器物由合金材料制成的是(　　) 选项 A B C D 历史 器物 名称 信宜铜盉 (西周) 青玉镂雕龙穿 牡丹钮(元) 木雕罗汉像 (北宋) 金漆木雕(清) 9.钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切实际的是(　　) A．用来作保险丝 B．用于制造航天飞机 C．用来制造人造骨 D．用于家庭装修，制作钛合金装饰门 10．纯铁的熔点为1 535 ℃，而高炉炼铁时生铁(含碳量较高的铁合金)在1 200 ℃左右就熔化了，这是因为(　　) A．铁的纯度越高熔点越低 B．合金的熔点比其各组分金属的熔点高 C．生铁是铁碳合金，熔点比纯铁低 D．生铁在高炉中熔化时发生了化学反应 11．我国已跨入“互联网＋”时代，而“互联网＋”的建设离不开无机非金属材料硅。下列物品中用到硅单质的是(　　) A．陶瓷餐具　　　　　B．石英钟表 C．计算机芯片 D．光导纤维 12．改革开放以来，我国取得了很多世界瞩目的科技成果，下列说法不正确的是(　　) A．蛟龙号潜水器用到钛合金，22号钛元素属于过渡元素 B．港珠澳大桥用到的合金材料，具有强度大、密度小、耐腐蚀等性能 C．国产C919用到的氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料 D．中国天眼传输信息用的光纤材料是高纯硅 13．根据不同部位工作条件的不同，航天飞机使用了多种防热材料。例如，机身和机翼下表面使用高温陶瓷瓦。下列对新型陶瓷材料的有关叙述中，错误的是(　　) A．高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料，可以作为高级耐火材料 B．氧化铝陶瓷属于新型无机非金属材料，它是结构陶瓷 C．氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，可用于制造陶瓷发动机的受热面 D．新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的缺点，但是强度比较差 14．阅读下列材料回答问题。 材料一　考古出土的吴王夫差剑为春秋末期制造的青铜剑，历经2 500余年，剑的表面虽有一层蓝色薄锈，但仍寒光逼人，剑刃锋利。 材料二　我国高铁、航空航天、手机制造等都已经达到世界一流水平。 应用 “复兴号”高铁车轮 “鲲龙”水陆两栖飞机零部件 折叠手机屏幕 用到的 材料 高速钢 钛合金、铝合金 聚酰亚胺塑料 (1)根据材料一回答： ①青铜是一种金属材料，该合金的主要成分是________(填元素符号)。 ②从上述信息可以看出，青铜具有的性质有________(填字母)。 A．强度高 B．可塑性好 C．耐腐蚀 D．易加工 ③青铜剑表面的蓝色薄锈，其主要成分为碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]，这层蓝色薄锈形成的可能原因是__________________________________________________________________ (用文字和化学方程式说明)。 (2)根据材料二回答： ①材料中属于有机合成材料的是________，属于金属材料的是________(写一种即可)。 ②飞机外壳用钛合金、铝合金的优点是___________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③在对高铁钢轨中的缝隙进行焊接时，常用铝和氧化铁在高温条件下反应生成熔融状态的铁和另一种氧化物。该反应的化学方程式为______________________________________ ________________________________________________________________________， 反应类型是________。 1．铝是一种很重要的金属，可以发生一系列反应制备物质，如图所示： 下列说法错误的是(　　) A．反应①又称铝热反应，可用于野外焊接铁轨 B．反应②③都有氢气生成，产生等量的氢气时转移的电子数相等 C．常用反应⑥制备Al(OH)3，方法是向Al2(SO4)3溶液中滴加足量的NaOH溶液 D．工业上用反应⑦制备铝时，常加入冰晶石以降低氧化铝的熔融温度 2．近年来我国在航天、航空领域取得巨大成就。下列有关说法错误的是(　　) A．C919机身采用了第三代铝锂合金，具有密度低、强度高等优良特点 B．C919的平垂尾使用的T800级高强度碳纤维，属于无机非金属材料 C．问天实验舱太阳翼配置的是三结砷化镓电池，砷化镓喻为“半导体贵族” D．神舟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 答案 训练(十三)　金属的冶炼方法 金属材料的性能及应用 [知识巩固] 知识点一 2Ag2O4Ag＋O2↑　Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2　2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3　2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 知识点二 1．力学性能　导热和导电　密度　熔点　导电性抗氧化性　耐酸碱性　可铸性　可锻性 切削加工性 2．金属　金属与非金属　高于　低于　焊锡 [知能训练] 1．A　工业上常用电解熔融的Al2O3、NaCl分别制取铝、钠，Mg活动性比Al强，不能利用铝热反应制取镁，故B、C、D错误。 2．C　活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al等用电解法冶炼，中等活泼金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用高温还原法冶炼，不活泼金属Hg、Ag等用热分解法冶炼，故A、B、D三项正确，C项错误。 3．A　a为镁条，起引燃作用，A项正确；b为氯酸钾，B项错误；该反应中的氧化剂是氧化铁，2 mol氧化铁参与反应转移电子的数目为12NA，C项错误；该反应中还原剂是铝，氧化产物是氧化铝，还原剂和氧化产物的物质的量之比为2∶1，D项错误。 4．C　生物炼铜是一项成本低、污染小、反应简单、前景广阔的新兴炼铜技术，其利用“吃岩石的细菌”将不溶性的硫化铜转化为可溶性的硫酸铜，而使铜的冶炼变得简单。 5．C　在反应①中没有元素化合价的变化；反应④中钛元素和氧元素的化合价不变，Cl2是氧化剂；反应⑤中，镁是还原剂，钛是还原产物，所以镁的还原性强于钛。 6．B　设铁的相对原子质量为x，则 ＝，x＝。 7．B　n(CaCO3)＝＝0.6 mol，由于1 mol CO与氧化物反应后变成1 mol CO2，夺取了氧化物中的1 mol O，故可知32.0 g氧化物中含氧原子0.6 mol，氧元素的质量为9.6 g，则氧化物中金属元素的质量为22.4 g，若金属元素为Fe，则两元素的物质的量之比为＝，若金属元素为Cu，则两元素的物质的量之比为＝，故B正确。 8．A　合金是指一种金属与其他金属或非金属元素共熔而成的，具有金属特性的物质。信宜铜盉属于青铜器，由合金材料制成，故A符合题意；青玉镂雕龙穿牡丹钮材质为玉，主要成分为二氧化硅，不是由合金材料制成的，故B不符合题意；木雕罗汉像的材质为木材，故C不符合题意；金漆木雕由木料雕制而成，加以生漆和金箔，不是由合金材料制成的，故D不符合题意。 9．A　由于其熔点高，不适合作保险丝，A错误；由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；由于钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排斥反应，因此可以用来制造人造骨，C正确；由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，作钛合金装饰门，D正确。 10．C　合金的熔点一般低于其成分金属的熔点，生铁的熔点比纯铁低是因为生铁是铁碳合金，C项正确。 11．C　陶瓷餐具是硅酸盐产品，石英钟表和光导纤维用到SiO2，计算机芯片用到单质硅。 12．D　A对，蛟龙号潜水器用到钛合金，22号钛元素位于第四周期ⅣB族，属于过渡元素；B对，合金材料一般具有强度大、密度小、耐腐蚀等性能；C对，氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料；D错，中国天眼传输信息用的光纤材料是二氧化硅。 13．D　新型无机非金属材料具有耐高温、耐冲击、电学特性、光学特性、生物功能等优点，克服了传统无机非金属材料的缺点，具有较高的强度和耐磨性，D错误。 14．解析　(1)①青铜是铜锡合金，主要成分是Cu、Sn。②时隔2 500余年，青铜剑表面只有一层蓝色薄锈，说明耐腐蚀，但仍寒光逼人，剑刃锋利，说明强度高。③青铜剑表面的蓝色薄锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3，形成的可能原因是铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物质发生反应：2Cu＋H2O＋O2＋CO2===Cu2(OH)2CO3。(2)①聚酰亚胺塑料是一种有机合成材料。②合金相对于其组分金属往往硬度更大，更耐腐蚀。 答案　(1)①Cu、Sn　②AC　③铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物质发生反应：2Cu＋H2O＋O2＋CO2===Cu2(OH)2CO3 (2)①聚酰亚胺塑料　高速钢(或钛合金或铝合金) ②密度小、耐腐蚀、硬度大等　③2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3　置换反应(或氧化还原反应) [提升演练] 1．C　反应①为铝热反应，因反应剧烈放热，生成熔融的铁水，可用于野外焊接铁轨，A正确；Al既能与酸反应放出氢气又能与碱反应放出氢气，根据化合价的变化，产生等量的氢气时转移的电子数相等，B正确；Al(OH)3具有两性，因此制备时不使用强酸、强碱，用Al2(SO4)3溶液制备Al(OH)3沉淀应选用氨水，C错误；Al2O3熔点高，电解时要耗费更多的能源，加入冰晶石与氧化铝形成共熔物，可降低氧化铝的熔融温度，D正确。 2．D　铝锂合金具有密度低、强度高等优良特点，适用于制作飞机机身，A正确；碳纤维属于无机非金属材料，B正确；砷化镓是良好的半导体材料，C正确；高温结构陶瓷是新型无机非金属材料，不是传统的硅酸盐材料，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$