课时梯级训练(16) 铁合金 铝和铝合金 新型合金（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学必修第一册（人教版2019 单选版）

课时梯级训练(16)　铁合金　铝和铝合金　新型合金 1．2022年10月31日，中国空间站梦天实验舱在海南文昌航天发射场由长征五号B运载火箭发射升空。中科院金属所钛合金氢泵涡轮、高温合金管材和锻件、镁合金表面处理技术应用于此次梦天实验舱任务中。下列关于合金的说法错误的是(　　) A．合金具有许多优良的物理、化学和机械性能 B．一般来说，合金的熔点比它的成分金属的低 C．钛合金、镁合金硬度大，耐酸碱 D．钢是用量最大、用途最广的合金 C　解析：镁合金在酸性溶液中易被腐蚀，C错误。 2．合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，广泛应用于工业、农业、交通和日常生活等领域，下列应用主要由铝合金材料制成的是(　　) 　　　 A．下水井盖　　　　 B．深潜器耐压球壳 　　　 C．飞机的外壳 D．飞机发动机叶片 C　解析：下水井盖是由生铁制成，属于铁碳合金，A错误；深潜器耐压球壳需要强度高、耐超压，是由钛合金制成，B错误；飞机的外壳是由硬铝制成，属于铝合金材料，C正确；飞机发动机叶片是由镍钴合金制成的，D错误。 3．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 A　解析：钛和钛的合金熔点高，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；由于钛合金密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，制作钛合金装饰门，D正确。 4．“天问一号”火星探测器应用了新型镁锂合金，它是世界上目前最轻的金属结构材料。下列关于合金的说法错误的是(　　) A．目前使用量最大的合金是铝合金 B．合金的熔点一般比其各成分金属的低 C．稀土金属能大大改善合金的性能 D．储氢合金、钛合金、耐热合金和形状记忆合金都是新型合金 A　解析：目前使用量最大的合金是钢，A错误。 5．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．青铜的机械性能优良，硬度和熔点均高于纯铜 B．铜器表面的铜绿是盐 C．青铜是我国使用最早的合金，含铜、锡、铅等元素 D．“曾青(CuSO4)得铁则化为铜”的过程发生了置换反应 A　解析：青铜属于合金，其硬度大于纯铜，但熔点低于纯铜，A错误；铜器表面的铜绿是Cu2(OH)2CO3，属于碱式碳酸盐，B正确；“曾青(CuSO4)得铁则化为铜”发生反应：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，属于置换反应，D正确。 6．除去镁粉中的少量铝粉，可以选用的试剂是(　　) A．氢氧化钠溶液 B．稀盐酸 C．蒸馏水 D．硫酸镁溶液 A　解析：铝可以和氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，而镁不和氢氧化钠溶液反应，因此可用氢氧化钠溶液除去镁粉中少量的铝粉，A正确；镁和铝均能和稀盐酸反应，B错误；镁和铝均不和蒸馏水反应，C错误；镁的金属性比铝的金属性强，因此Al不能从硫酸镁溶液中置换出Mg，D错误。 7．(2023·钦州高一检测)有关铝及其化合物的说法正确的是(　　) A．Al2O3难溶于水，不与水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物 B．因为Al2O3是金属氧化物，所以Al2O3是碱性氧化物 C．铝不与酸反应，也不与碱反应 D．铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层致密的保护膜 D　解析：Al2O3是Al(OH)3对应的氧化物，A错误；Al2O3既能与酸反应又能与碱反应，为两性氧化物，B错误；铝既能与酸反应又能与碱反应，C错误；铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层致密的氧化铝保护膜，能防止内部金属被氧化，D正确。 8．将铝片投入下列溶液，铝片不溶解的是(　　) A．NaOH溶液 B．NaCl溶液 C．CuSO4溶液 D．HCl溶液 B　解析：铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠与氢气，铝片可以溶解，A错误；NaCl溶液与铝不反应，铝片不溶解，B正确；CuSO4溶液与铝反应生成硫酸铝和铜，C错误；铝与盐酸反应生成氯化铝和氢气，铝片可以溶解，D错误。 9．明代宋应星著《天工开物》记载：“凡铜供世用，出山与出炉止有赤铜。以炉甘石或倭铅掺和，转色为黄铜，以砒霜等药制炼为白铜；矾、硝等药制炼为青铜；广锡掺和为响铜；倭铅和写为铸铜。初质则一味红铜而已”。下列说法错误的是(　　) A．青铜的硬度大于纯铜 B．黄铜为铜铅合金，制造锣类乐器一般用黄铜 C．在炉甘石(主要成分ZnCO3)上滴加稀盐酸有气体放出 D．CuSO4·5H2O 失去结晶水变为CuSO4的过程是化学变化 B　解析：青铜为铜的合金，合金的硬度一般大于其金属单质，A正确；黄铜是铜、锌合金，B错误；ZnCO3与稀盐酸反应可以生成二氧化碳气体，C正确；CuSO4·5H2O和CuSO4为两种不同的纯净物，所以CuSO4·5H2O 失去结晶水变为CuSO4的过程是化学变化，D正确。 10．下列关于Na、Al、Fe三种金属单质的叙述正确的是(　　) A．常温下，钠能被O2氧化，Al、Fe则不能 B．钠能与冷水剧烈反应，Al、Fe能与沸水反应 C．将三种金属单质分别投入CuSO4溶液中，均能置换出单质铜 D．等质量的三种金属与足量稀硫酸反应，铝放出H2最多 D　解析：常温下，Al能被空气中O2氧化生成Al2O3，A错误；Fe与沸水不反应，与水蒸气在高温下反应，B错误；Al、Fe能与CuSO4溶液发生置换反应生成Cu，Na不能，C错误；三种金属与稀硫酸反应生成1 mol H2需要Na、Al、Fe的质量分别为46 g、18 g、56 g，故等质量的三种金属与足量稀硫酸反应，铝放出H2最多，D正确。 11．(2024·贵州“三新”改革联盟联考)钢铁和铝合金已经成为大量使用的金属材料，下列说法不正确的是(　　) A．铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应 B．铝表面容易生成一层致密的氧化铝保护膜 C.等物质的量的两份铝粉，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出的H2在同温同压下的体积之比为1∶1 D．赤铁矿的主要成分是Fe3O4，磁铁矿的主要成分是Fe2O3，FeO俗称铁红 D　解析：铁的氧化物有Fe2O3、Fe3O4、FeO，都不溶于水，也不与水反应，A正确；铝是活泼金属，铝表面容易生成一层致密的氧化铝保护膜，B正确；等物质的量的两份铝粉，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，铝元素化合价都由0升高为＋3，都是2 mol Al生成3 mol氢气，所以放出的H2在同温同压下的体积之比为1∶1，C正确；赤铁矿主要成分是Fe2O3，磁铁矿的主要成分是Fe3O4，Fe2O3俗称铁红，D错误。 12．(2024·湖南郴州“十校联盟”期末)下列除杂方式不可行的是(　　) A．FeCl2溶液中混有FeCl3：加入足量的铁粉后，过滤 B．Na2CO3固体中混有NaHCO3：加热至恒重 C．CO2气体中混有HCl：将混合气体通过饱和碳酸钠溶液 D．Fe2O3中混有Al2O3：加入足量的NaOH溶液后，过滤、洗涤 C　解析：加入足量铁粉，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，过滤除去过量铁粉得到氯化亚铁溶液，A正确；加热碳酸氢钠分解为碳酸钠、二氧化碳和水，能除去混有的碳酸氢钠，B正确；饱和碳酸钠溶液也会吸收二氧化碳，C错误；氢氧化钠和氧化铁不反应、和氧化铝反应生成四羟基合铝酸钠，过滤分离出氧化铁，D正确。 13．我国首艘使用了钛合金材料的国产航母已成功下水，钛(Ti)常温下与酸、碱均不反应，但高温下能被空气氧化，由钛铁矿(主要成分是FeO和TiO2)提取金属钛的主要工艺流程如图。下列说法错误的是(　　) A.步骤Ⅰ、Ⅱ中均发生氧化还原反应 B．步骤Ⅰ、Ⅱ中碳元素的化合价均升高 C．步骤Ⅲ中反应可在氩气环境中进行，也可在空气中进行 D．可用稀硫酸除去金属钛中的少量镁杂质 C　解析： 步骤Ⅰ为钛铁矿(主要成分是FeO和TiO2)和碳在高温下发生氧化还原反应，生成铁、二氧化钛和一氧化碳，步骤Ⅱ为二氧化钛与碳、氯气在高温下反应生成四氯化钛和一氧化碳，步骤Ⅰ、Ⅱ中均发生氧化还原反应，碳元素的化合价均升高，A、B正确；步骤Ⅲ为四氯化钛和足量镁粉在高温下发生置换反应生成氯化镁和钛，镁是活泼的金属，钛在高温下能被空气氧化，所以步骤Ⅲ需在氩气环境中进行，为防止金属被空气氧化，不能在空气中进行，C错误；钛在常温下与酸、碱均不反应，镁与稀硫酸反应，可用稀硫酸除去金属钛中的少量镁杂质，D正确。 14．(2024·辽宁辽南协作体期末)Ⅰ.钠、铝、铁是三种重要的金属，它们的单质及其化合物在生活生产中有重要的作用。请回答下列问题： (1)钠着火不能用二氧化碳来灭火，已知钠在足量二氧化碳中燃烧生成炭黑和一种白色固体。根据实验现象写出化学方程式：__________________________________，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为______。 Ⅱ.一些活泼金属也可作还原剂，将相对不活泼的金属从其化合物中置换出来。例如“铝热反应”的原理是Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3。其反应装置如下图所示，已知镁条与氯酸钾反应产生高温可引发“铝热反应”。某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”；“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入装有沙子的蒸发皿中”。由化学手册查阅得有关物质的熔、沸点数据如下表。 物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3 熔点/℃ 660 2 054 1 535 1 460 沸点/℃ 2 467 2 980 2 750 (2)该同学推测，铝热反应所得到的熔融物可能是铁铝合金。理由是该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁的低，此时液态的铁和铝熔合成铁铝合金，设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是____________(填化学式)，该试剂与金属铝反应的离子方程式为_______________________________________。 (3)另一同学推测铝热反应得到的熔融物中还含有Fe2O3，他设计了如下方案来验证熔融物是否有Fe2O3剩余：取一块该熔融物冷却后投入稍过量稀硫酸中，向反应后的混合液中滴加物质甲的溶液，观察到溶液颜色未变红，证明该熔融物中不含有Fe2O3。则物质甲是__________(填化学式)。该同学的实验方案是否合理？________(填“合理”或“不合理”)。理由：____________________________________________________(用离子方程式说明)。 答案：(1)4Na＋3CO22Na2CO3＋C　1∶4 (2)NaOH　2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ (3)KSCN　不合理　Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ 解析：(1)钠在足量二氧化碳中燃烧生成炭黑(C)和一种白色固体即碳酸钠，反应的化学方程式为4Na＋3CO22Na2CO3＋C，该反应中碳元素化合价降低，二氧化碳是氧化剂，且3个CO2中只有1个二氧化碳表现氧化性，钠元素化合价升高，钠是还原剂，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶4。 (2)铝与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]和氢气，反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑，所以可用NaOH溶液检验所得的块状熔融物中含有金属铝。 (3)氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁，铁离子用硫氰化钾溶液检验；取一块该熔融物投入少量稀硫酸中，向反应后的混合液中滴加硫氰化钾溶液，Fe3＋可能被Fe全部还原为Fe2＋而不能使KSCN溶液变红，离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，所以无法证明熔融物中不含有Fe2O3，所以该同学的实验方案不合理。 学科网（北京）股份有限公司 $$