专题9 第3单元 金属材料的性能及应用-【学霸黑白题】2025-2026学年高中化学必修第二册（苏教版）

第三单元 金属材料的性能及应用 错题 白题 限时：15min 题型1合金的性质及用途 A.此合金的熔点、硬度比镁和铝的熔点、硬度 1.*(2025·黑龙江鹤岗高一月考)合金比纯 都高 金属制成的金属材料的优点是 B.此合金能全部溶解于稀盐酸中 ①合金的硬度一般比它的各成分金属的大 C.此合金能全部溶解于氢氧化钠溶液中 ②改变原料的配比，改变生成合金的条件，得 D.此合金不能全部溶解于过量FeCl,溶液中 到不同性能的合金 题型2无机非金属材料 ③合金比纯金属的导电性更强 5.**(2025·广东茂名高一期末)2025年央视 ④合金比纯金属的应用范围更广泛 春晚节目《秧BOT》中人形机器人的表演精彩 A.①②③④ B.①②④ 绝伦，制造机器人的材料中，主要成分属于无 C.①③ D.②③ 机非金属材料的是 () 2.*(2025·湖南衡阳高一期末)我国某研究 A.芯片材料硅 B.关节材料聚醚醚酮 团队研发的“高亮不锈镁”荣获国际镁 C.机身材料铝合金 D.电机材料钕铁硼 协2024年度“优秀变形镁合金产品奖”。下 6.*现代社会的发展与进步离不开材料，下 列说法正确的是 ( 列说法不正确的是 A.Mg3N2是一种新型合金 A.神舟飞船使用的氮化硅陶瓷是新型无机非 B.镁合金的熔点比纯镁的高 金属材料 C.“高亮不锈镁”具有优异的耐腐蚀性 B.高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 D.合金中只含金属元素，不含非金属元素 C.碳纳米管有优良的电学性能，可用于生产 3.*某合金与铁的物理性质比较如下： 电池 熔点 密度 硬度 导电性 D.“中国制造”港珠澳大桥所用水泥属于无 某合金 3200℃ 3.20g·cm-3 7.5 3.5 机非金属材料 铁 1535℃ 7.86g·cm3 4.5 17 7.*2023年5月30日9时 (注：硬度以金刚石为10作标准，导电性以银 31分，搭载神舟十六号载人 的导电性为100作标准) 飞船的长征二号F遥十六 已知上表中某合金耐腐蚀、强度大。从以上 运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。我 性能看，该合金不适合制成 ( 国科学家研制出了新型“连续纤维增韧”航天 A.门窗框 B.炉具 服材料，该材料由碳化硅陶瓷和碳纤维复合 C.导线 D.飞机外壳 而成。下列说法正确的是 ) 4.**(2024·海南海口高一期末)镁铝合金质 A.该材料的主要成分是碳化硅和纤维素 优体轻，又不易锈蚀，大量用于航空工业、造 B.该材料硬度大，且有固定的熔点 船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合 C.该材料抗氧化、耐高温、易脆 金性质的叙述中正确的是 D.碳化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料 专题9黑白题103 黑题 应用提优 限时：20min *“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶4.**氨化硅(Si,N4)是一种优良的高温结构 炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集 陶瓷。 注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。 I.工业上有多种方法来制备氮化硅，下面是 “灌钢法”主要是将生铁和熟铁（含碳量约 几种常见的方法： 0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打 (1)方法一：直接氮化法。在1300~1400℃ 成钢。下列说法错误的是 时，高纯粉状硅与纯氮气化合，其化学方程式 A.生铁的含碳量比熟铁高 为3Si+2N,130-1400℃ SigN40 B.钢的含碳量越高，硬度和脆性越大 (2)方法二：可以用NH,和SiH,(硅烷)在一定 C.生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高 条件下反应，并在600℃的加热基板上生成 D.合金钢与碳素钢的组织结构不同 氮化硅膜，其化学方程式为 2.(2024·江苏南京高一期中)不断进步的 材料逐渐构筑了我们现代社会的文明。下列 (3)方法三：化学气相沉积法。在高温条件 说法不正确的是 下利用四氯化硅气体、纯氨气、氢气反应 ( A.青铜比纯铜熔点低、硬度大，古代用青铜 生成氮化硅和HC1。与方法一相比，用此 俦剑 法制得的氮化硅纯度较高，其原因是 B.硬铝密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能 (4)方法四：Si(NH2)4热分解法。先用四氯化 力，是制造飞机的理想材料 硅与氨气反应生成Si(NH2)4和一种气体 C.以高纯硅制成的光导纤维内窥镜可直接窥 (填分子式)；然后使Si(NH2)4受热 视有关器官部位的变化 分解，分解后的另一种产物的分子式 D.碳纳米管比表面积大，强度高电学性能好， 为 可用于生产复合材料、电池和传感器等 Ⅱ.工业上制取高纯硅和四氯化硅的生产流 3.*(2024·四川绵阳高一期末)据报道，某 程如下： 核潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金 A的水溶液 (单质钠和单质铝熔合而成)作载热介质。下 列有关说法中不正确的是 ( 四氯化硅 原料B +焦炭 1600-1800粗产品 (沸点57.6℃) A.铝钠合金是混合物 高纯硅 B.若将适量铝钠合金投入一定量水中得到无 已知：X、高纯硅、原料B的主要成分都可与Z 色澄清溶液，则合金中n(Al)≤n(Na)》 反应，Y与X在光照或点燃条件下可反应，Z C.若将mg组成不同的铝钠合金分别投人足 的焰色呈黄色。 量盐酸中，放出H,越多，则合金中铝的质 (1)写出焦炭与原料B中的主要成分反应的 量分数越小 化学方程式： D.将铝钠合金投人足量氯化铜溶液中，一定 (2)写出制备高纯硅的化学方程式： 有氢氧化铜沉淀析出，可能有铜析出 必修第二册·SJ黑白题104第二单元 阶段综合 黑题 阶段强化 题号12345 答案CBB DC 1.C解析：Fe与H,0(g)高温下生成四氧化三铁和氢气，C错误。 2.B解析：试管I中应当加入稀硫酸和铁粉，产生氢气的同时也产生 F2+,利用产生的氢气再配合止水夹适当地开闭，就可以实现对整套 装置内残留空气的排气及使F2+和OH接触反应，试管Ⅱ中加入的 为NaOH溶液，NaOH与Fes04在试管Ⅱ中反应生成Fe(OH)2。由上 述分析可知，Ⅱ中的试剂是NaOH溶液，A正确；I中发生的离子反 应为Fe+2Ht一Fe2++H2↑，B错误：实验过程中应先打开止水夹， 利用氢气排尽装置中残留的空气，C正确：试管I中生成的硫酸亚铁 被氢气压人盛有NaOH溶液的试管Ⅱ中，两者反应生成Fe(OH)2沉 淀，D正确。 3.B解析：Zn和FeCl,溶液反应生成FeCl,和ZnCl2,溶液由棕黄色变 成浅绿色，离子方程式为2Fe3++Zn一2Fe2++Zm2+,A正确：步骤② 改为滴入少量氨水，对应的现象是立即产生白色沉淀F(OH)2,B错 误；若步骤①中FCL3溶液与锌粉反应后还有锌粉剩余，Zn会继续和 FeCl2反应生成Fe和ZnCl2,则对应的现象是溶液由棕黄色变成无 色，C正确；由I中现象可知，Zn和FeCl,溶液反应生成FeCl2和 ZnCl,,则还原性：Zn>Fe2+,D正确。 4.D解析：铁与水蒸气反应生成的气体是H2,该反应中H由+1价变 成0价，被还原，体现了H20的氧化性，A错误；滴加新制氯水，F2 可被氧化产生Fe3+,再加入KSCN溶液，变成血红色，无法说明待测 液中一定有Fe3+,B错误；NO3+H具有强氧化性，而Fe2+具有还原 性，二者发生氧化还原反应，有Fe3+生成，遇KSCN溶液呈血红色，不 能证明样品是否变质，C错误；CO还原Fe20,得到单质Fe(若还原 不完全，即有Fe3O4),其溶于盐酸后产生的Fe3+与Fe发生反应： Fe+2Fe3+一3Fe2+,加入KSCN溶液也不显血红色，D正确。 5.C解析：向滤液中滴加2mol·L1的Na0H溶液，直至40mL时开 始出现沉淀，说明与混合物反应后硫酸过量，则得到的1.28g固体中 不存在Fe、Fe,0,和Cu0,只含Cu,其物质的量为128g 64g·mol-1 0.02mol,反应前硫酸的物质的量为0.1L×2.2mol·L-1=0.22mol, 利余的硫酸的物质的量为了2ml·Lx0,04L=04m,由滤液 中的金属离子只有F2+可知，混合物中铁元素的总物质的量为 0.22mol-0.04mol=0.18mol。n(Cu0)=0.02mol,其消耗的n(H)= 0.04mol,其生成的Cu2+消耗的n(Fc)=0.02mol,Fe、Cu0、Fe203共 消耗n(H2S04)=0.18mol,n(H)=0.18mol×2=0.36mol,由 V(H2)=896mL(标准状况下)，n(H2)=0.04mol,该反应中消耗的 n(Fe)=0.04mol,该部分消耗的n(H+)=0.08mol,则氧化铁消耗的 n(H+)=0.36mol-0.04mol-0.08mol=0.24mol,则由化学方程式 Fe203+3H2S04—fe2(S04)3+3H20可知，n(Fe203)=0.04mol,所 以其生成的Fe3+消耗的n(Fe)=0.04mol,故溶液中Cu2+和Fe3+消耗 铁的物质的量之比为1：2，C错误。 6.(1)+6H20(2)2Fe3++3Cl0+100H=2Fe02+3Cl+5H20 必修第二册·SJ (3)C(4)C、0H(5)①<②随溶液的酸性增强，K2Fe04的氧 化性增强 解析：(1)K,F0,中K元素的化合价为+1、0元素的化合价为-2，根 据化合物中各元素正负化合价代数和等于0，铁元素的化合价为+6： “氧化I"是用H202把Fe2+氧化为Fe3+,H202发生还原反应生成 水，反应的还原产物为H20。(2)“转化”为复分解反应，可知“氧化 Ⅱ”中Fe3+被氧化为Na2FeO4,NaCl0被还原为NaCl,反应中氯元素 的化合价由+1变为-1、铁元素的化合价由+6变为+3，结合电子守 恒，写出“氧化Ⅱ”反应的离子方程式。(3)K2F04在强碱性溶液中 稳定，易溶于水，微溶于浓KOH溶液，难溶于异丙醇，为减少损失， K2F04晶体“洗涤”时，洗涤剂最好选用异丙醇。(4)根据流程图， 若K,FO,晶体未洗涤干净，含有的杂质阴离子为生成的CI、加入 氢氧化钾引人的0H。 7.(1)4Fe(0H)2+02+2H204Fe(0H)3(2)①Fe(0H)2FeC03 ②b(3)控制溶液为酸性环境、使Fe2+以碳酸盐的形式沉淀 解析：将氯化铁溶液加入过量铁粉中，氯化铁全部转化为氯化亚铁， 过滤，将氯化亚铁溶液平均分成2份，一份滴人NaOH溶液，生成白 色沉淀为Fe(0OH)2,Fe(OH)2具有较强的还原性，易被氧气氧化为 红褐色Fe(OH)3;另一份滴人NaHC0,溶液，反应生成FeCO3白色 沉淀。(1)“现象Ⅱ”中白色沉淀为Fe(OH)2,Fe(OH)2具有较强的 还原性，易被氧气氧化为红褐色的(OH)3,反应的化学方程式为 4Fe(0H)2+02+2H20=4Fe(0H)3。(2)①假设a:NaHC03为小 苏打，溶液显碱性，故可推测沉淀可能为Fe(OH)2;假设b:HCO;可 电离得到氢离子和C0},故可推测沉淀还可能为FeC03。②由于白 色沉淀溶于稀硫酸后产生无色气泡，滴人KSCN溶液不变血红色，滴 入少量新制氯水，溶液立即变为血红色，则证明白色沉淀中一定含有 Fe2+和C0?,说明假设b正确。(3)实验V的现象说明，在酸性条件 下，Fe2+不易被氧化；由实验Ⅲ知，Fe2+转化为FeC0,后不易被氧化； 因此为避免F2+被空气氧化，可采取的措施是控制溶液为酸性环境 或使Fe+以碳酸盐的形式沉淀。 第三单元金属材料的性能及应用 白题 基础过关 题号1234567 答案BC C BABD 1.B解析：③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。 四归纳总结 合金是指在一种金属中加热熔合其他金属或非金属而形成的具 有金属特性的物质。因此合金概念有三个要素：一定是混合物； 合金中各成分都是以单质形式存在：合金中至少有一种金属。 2.C解析：MgN2是化合物，不是合金，A错误；合金的熔点一般低于 各成分金属，镁合金的熔点比纯镁的低，B错误；合金一般具有良好 的耐腐蚀性，C正确；合金中也可能含非金属元素，比如生铁和钢都 含有碳元素，D错误。 3.C解析：该合金的硬度大、密度小，可用作门窗框，故A选项错误； 该合金的熔点高，可用作炉具，故B选项错误：该合金的导电性差，不 能用作导线，故C选项正确：该合金的硬度大、密度小、熔点高，可用 作飞机外壳，故D选项错误。 黑白题42 4.B解析：合金的熔点比各成分金属的低，A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，B正确；此合 金属于镁和铝的混合物，铝能与氢氧化钠溶液反应，但镁不能与氢氧 化钠溶液反应，此合金不能全部溶解于氢氧化钠溶液中，C错误：镁 铝均能与FeCl3溶液反应，则此合金能全部溶解于过量FeCl3溶液 中，D错误。 5.A解析：硅是半导体，属于无机非金属材料，A正确；聚醚醚酮为有 机高分子，属于有机材料，B错误：铝合金是金属材料，C错误：钕铁 硼是合金，属于金属材料，D错误。 6.B解析：氨化硅陶瓷耐高温、强度高，属于新型无机非金属材 料，A正确；光导纤维的主要成分是二氧化硅，而高纯硅广泛应用于 半导体和太阳能电池，B错误；碳纳米管导电性优异，可用于电池生 产，C正确；水泥是传统硅酸盐材料，属于无机非金属材料，D正确。 7.D解析：该材料由碳化硅陶瓷和碳纤维复合而成，碳纤维的主要成 分是碳单质，A错误：该材料为混合物，无固定成分配比，无固定熔 点，B错误；由题干可知航天服韧性较好，“易脆”不合题意，C错误； 碳化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料，D正确。 黑题 应用提优 题号123 答案CCC 1.C解析：生铁含碳量约2%~4.3%，熟铁含碳量约0.1%，故A正确； 钢的硬度和脆性与含碳量有关，随着含碳量的增大而增大，故B正 确；由题意可知，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，说明生铁的熔点低 于熟铁，故C错误；合金钢是在碳素钢中适量加入一种或几种金属元 素，使钢的结构发生变化，所以合金钢与碳素钢的组织结构不同，故 D正确。 2.C解析：光导纤维的主要成分是Si0,C错误。 3.C解析：该铝钠合金是混合物，A正确：将适量铝钠合金投入一定量 水中发生反应：2Na+2H20一2Na0H+H2↑，2A1+2NaOH+6H20 一2Na[A1(OH)4]+3H2↑，得到无色澄清溶液，则溶液中溶质 为Na[Al(OH)4]或Na[Al(OH)4]与NaOH,结合反应的化学方程式 可知，合金中n(Al)≤n(Na),B正确；由关系式2Na~H2、2Al-3H2 可知，与盐酸反应产生1molH2需要18gA1或46gNa,则铝钠合金 质量一定时，A1的质量分数越大，与盐酸反应产生的H2越多，C错 误：钠溶于水生成氢氧化钠和氢气，因此将铝钠合金投入足量氯化铜 溶液中可以生成氢氧化铜沉淀，如果铝过量，铝还可能和氯化铜发生 置换反应生成铜，D正确。 4.1.(2)3SH4+4N,-定条件5，N4+12H,(3)方法一所得到的产 品中混有单质硅(4)HCI NH3 Ⅱ.(1)5i0,+20160-180℃si+200↑(2)siC,+2H, 450-500℃Si+4HCl 解析：I.(2)方法二中用NH,和SiH(硅烷)在一定条件下反应，并 在600℃的加热基板上生成氮化硅膜，其反应的化学方程式为 3SiH,+4NH,一定条件5i,N,+12H2。（3)方法一所得到的产品中混 有单质硅，而方法三除产品是固体，其他物质均为气体，故方法三得 到的氮化硅纯度较高。(4)依据化学反应中原子个数守恒可知，四 氯化硅与氨气反应：SiCL4+4NH3=Si(NH2)4+4HCl,依据化学反应 正本参考答案 中原子个数守恒可知，Si(NH,)4受热分解：3Si(NH,)4△Si,N+ 8NH3。Ⅱ，原料B与焦炭反应得到的粗产品与X反应生成SiCl4,则 X为氯气，原料B与焦炭得到的粗产品为Si,故B为Si02;Y与氯气 在光照或点燃条件下可反应，且与SiCl4反应得到高纯Si,则Y为氢 气；Z的焰色呈黄色，含有Na元素，电解A得到氢气、氯气与Z,则Z 为NaOH,A为NaCl。(1)焦炭具有还原性，与Si02发生氧化还原反 应生成si与C0,反应的化学方程式为si0,+2C160-1800℃ Si+2C0↑。（2)制备高纯硅的化学方程式为SiCl4+2H2 450-500℃Si+4HCl。 专题9章末检测 题号123456789101112131415 答案DDABDBABBB DDB A C 1.D2.D 3.A解析：A1的还原性大于氢气，氢气不能与氧化铝反应制A1,故A 不合理；Hg为不活泼金属，通常直接加热其化合物治炼Hg,故B正 确；Al的还原性大于Fe,可利用铝热反应将Fe从其氧化物中还原出 来，故C正确；Cu为不活泼金属，Cu2S与氧气在高温条件下反应可 制得Cu,故D正确。 4.B 5.D解析：Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出，可防止生 成的氢氧化亚铁被氧化，①符合题意：F与稀硫酸反应生成的氢气 将装置内空气排出，且利用氢气的压力使硫酸亚铁溶液与NaOH接 触而反应，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，②符合题意；生成的氢 氧化亚铁能够与空气中的氧气发生反应4Fe(0H)2+02+2H20一 4Fe(OH)3,导致不能长时间观察到氢氧化亚铁，③不符题意：苯隔绝 空气，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，④符合题意。 6.B解析：生铁的含碳量比钢高，质地比钢硬，A错误；“但取精铁，锻 之百余火”的目的是使精铁中的碳转化为碳的氧化物，从而降低碳的 含量，B正确：炼钢的器具需保持干燥，否则会发生反应3F+4H20 (g)商温心，0，+4H,C错误；精铁中的碳不可能完全转化为C02, D错误。 7.A解析：Fe3+具有强氧化性，能够氧化单质Cu,但Cu不能将Fe3+还 原为Fe单质，正确的离子方程式为2Fe3++Cu一2Fe2++Cu2+,A错 误；加入BaCl2溶液产生白色沉淀，是铁铵矾中电离出的SO}与 Ba2+生成了BaS04,B正确；因为溶液中含有Fe3+,加入KSCN溶液后 会产生血红色溶液，C正确：因为溶液中含有Fe3+,加人Na0H溶液 后会产生红褐色的Fe(OH)3沉淀，D正确。 8.B 9.B解析：溶液变为棕黄色，再滴加淀粉溶液后，溶液变蓝，只能证明 有L2生成，但不能证明是Fe3+氧化厂生成的L2,B错误。 10.B解析：若a在沸水中可生成e,则a为Mg,与沸水反应生成 Mg(OH)2(即e),那么f为镁盐，a→f可以是Mg与酸发生置换反应 生成镁盐，也可以是Mg与氯气发生化合反应生成镁盐，故a→f的 变化不一定是化合反应，A错误；g一→f→e→d转化过程为Fe0(黑 色)→Fe2+(浅绿色)→Fe(0H)2(白色)→Fe(0H)3(红褐色)，一定 存在物质颜色的变化，B正确；c可能是铝盐或铁盐，加热都能水解 黑白题43