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课时跟踪检测(二十四) 金属材料的性能及应用
1.(2025·陕、晋、宁、青卷)“国之重器”是我国科技综合实力的结晶。下述材料属于金属材料的是( )
A.“C919”大飞机用的氮化硅涂层
B.“梦想”号钻探船钻头用的合金
C.“望宇”登月服用的聚酰亚胺隔热层
D.“雪龙2”号破冰船制淡水用的反渗透膜
2.(2024·甘肃卷)下列成语涉及金属材料的是 ( )
A.洛阳纸贵 B.聚沙成塔
C.金戈铁马 D.甘之若饴
3.合金的应用极大地促进了人类社会的发展。下列实物中,主要材料不属于合金的是 ( )
A
B
C
D
人面青铜鼎
精美的青花瓷
流通硬币
地铁列车的车体
4.北宋沈括对生铁炼钢有这么一段评价:“世间锻铁所谓钢铁者,用柔铁屈盘之,乃以‘生铁’陷其间,泥封炼之,锻令相入,谓之‘团钢’,亦谓之‘灌钢’。此乃伪钢耳……”,下列说法正确的是 ( )
A.生铁和钢都是铁的含碳合金,钢中碳的含量较高
B.通过炼制和锻打,可以调节生铁中元素的组成、含量等来改变生铁的性能
C.高碳钢的韧性较好,低碳钢的硬度较大
D.不锈钢是一种常见的合金钢,它的合金元素主要是钨(W)和硅(Si)
5.碲锌镉(Te-Zn-Cd)晶体可以用于制造红外探测器的基础材料,下列有关它的叙述不正确的是 ( )
A.它是由Te、Zn、Cd按一定比例混合而成的,无固定的熔、沸点
B.它易导电、导热,具有延展性
C.它的熔、沸点比Zn的低
D.它的硬度和强度比Cd的大
6.制取合金常用的方法是将两种或多种金属(或金属与非金属)加热到某一温度。使其全部熔化再冷却得到合金,根据下表中数据判断(其他条件均满足),下列合金不宜采取这种方法制取的是 ( )
金属
Na
Mg
Al
Fe
熔点/℃
97.5
649
660
1 535
沸点/℃
883
1 090
2 467
2 750
A.Fe⁃Al合金 B.Na⁃Al合金
C.Na⁃Fe合金 D.Mg⁃Al合金
7.我国出土的马踏飞燕是由青铜制成的。下列有关青铜的叙述不正确的是 ( )
A.青铜硬度比纯铜的硬度小
B.青铜的主要成分是Cu、Sn、Pb等
C.历史上铜制品早于铁制品出现
D.青铜是我国使用最早的合金
8.金属材料的性质在很大程度上决定了它们的用途。下列相关说法不正确的是 ( )
A.钛合金具有强度高、耐热性好等特点,主要用来制作飞机发动机部件
B.铁具有良好的导热性,可以用于制造炊具
C.不锈钢抗腐蚀性好,常用于制造医疗器械
D.铅锑合金的熔点较低,常用于制造发热体
9.陶瓷是火与土的结晶,是中华文明的象征之一,其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是 ( )
A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,来自氧化铁
B.闻名世界的秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成
C.陶瓷是应用较早的人造材料,主要化学成分是硅酸盐
D.陶瓷化学性质稳定,具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点
10.金属Ti(钛)是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属,钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。某化学兴趣小组用实验探究Ti、Mg、Cu的活泼性顺序。他们在相同温度下,取大小相同的三种金属薄片,分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸中,观察现象如下:
金属
Ti
Mg
Cu
金属表面现象
放出气泡速度
缓慢
放出气
泡速度快
无变化
下列有关三种金属的说法正确的是 ( )
A.三种金属的活泼性由强到弱的顺序是Ti、Mg、Cu
B.若钛粉中混有Mg,提纯Ti时可用稀盐酸除去Mg
C.用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu是工业制取Cu的很好途径
D.Cu和稀盐酸不发生化学反应
11.(2025·昆明期末检测)易拉罐主要材料为铝合金,其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现取几小块易拉罐碎片进行下列实验,其中实验方案、现象与结论均正确的是 ( )
选项
实验方案
现象与结论
A
加入盐酸中
产生无色气体,含铝、铁、镁三种元素
B
加入NaOH溶液中
有无色气体产生,含有铝元素
C
加入盐酸后,所得溶液中再加入少量NaOH溶液
产生白色沉淀,含有镁元素
D
加入盐酸后,所得溶液中再加入少量KSCN溶液
无红色出现,说明不含铁元素
二、非选择题
12.(11分)合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。一般来说,合金的熔点低于其中任何一个组成金属的熔点。下表是一些金属熔点的数据。
金属
铜
锌
锡
铅
铋
镉
熔点/℃
1 083
419.6
231.9
327.5
271.3
320.9
(1)铅锡合金中某种金属的质量分数与合金的熔点有如图所示的关系,其中横坐标表示的是 的质量分数;当合金熔点最低时,合金中铅与锡的质量比为 。
(2)保险丝由铋、铅、锡、镉等金属组成,其熔点约为 。
A.20~40 ℃ B.60~80 ℃
C.230~250 ℃ D.300~320 ℃
(3)青铜器的主要成分是铜锡合金。崭新的青铜器呈土黄色。当青铜器长期埋在地下,逐渐形成了绿色的铜绿[主要成分Cu2(OH)2CO3],从其化学式可知铜绿是铜与 (填物质的化学式)长期作用的结果。
13.(16分)A、D是生活中常见的金属单质,B、C、E、F、G、H是中学常见的6种化合物,反应①可用于焊接钢轨,相关物质间的转化关系如图所示。
(1)H的化学式是 。
(2)反应①的化学方程式是 。
(3)反应②的离子方程式是 。
(4)检验F溶液中金属阳离子的操作和现象是 。
(5)H转化为G的实验现象是 。
(6)为了更清楚地观察到生成H的现象,使F的溶液与NaOH溶液反应的正确操作是 (填字母)。
课时跟踪检测(二十四)
1. 选B 氮化硅涂层属于无机非金属材料,A不符合题意;合金是金属与其他元素熔合而成的材料,属于金属材料,B符合题意;聚酰亚胺是高分子有机材料,不属于金属材料,C不符合题意;反渗透膜通常由高分子聚合物制成,属于有机材料,D不符合题意。
2.选C 纸的主要成分是纤维素,不是金属材料,A错误;沙的主要成分是二氧化硅,不是金属材料,B错误;金和铁都是金属,C正确;甘之若饴意思是把它看成像糖那样甜,糖类是有机物,不是金属材料,D错误。
3.B 4.B
5.选A 碲锌镉晶体是由Te、Zn、Cd按一定比例熔合而成的具有金属特性的合金,只要比例确定,其组成就固定,因而有固定的熔、沸点;合金具有比成分金属低的熔、沸点,比成分金属高的硬度和强度。
6.选C 两种金属能够通过加热使其全部熔化再冷却得到合金,要求两种金属在某一温度下均为液态。即两种金属的熔点和沸点两个温度差有交集。所以Fe⁃Al、Na⁃Al、Mg⁃Al都可以形成合金。而钠在883 ℃即沸腾,而铁在1 535 ℃才熔化,所以不能形成Na⁃Fe合金。
7.选A 合金的硬度一般大于各组分金属,故青铜比纯铜的硬度大。
8.选D 钛合金强度高、耐热性好,且性质稳定,抗腐蚀性强,所以主要用来制作飞机发动机部件,故A正确;金属铁具有良好的导热性,可以用于制造加热容器、炊具等,故B正确;不锈钢是一种特殊的合金,由于其抗腐蚀性好,所以可用来制造医疗器械,故C正确;铅锑合金由于其熔点低,不适合制造发热体,故D错误。
9.选A 氧化铁为红棕色固体,瓷器的青色不可能来自氧化铁,故A错误;秦兵马俑是陶制品,陶制品是由黏土或含有黏土的混合物经高温煅烧而制成的,故B正确;陶瓷的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物,陶瓷的主要成分是硅酸盐,与水泥、玻璃等同属硅酸盐产品,故C正确;陶瓷的主要成分是硅酸盐,硅酸盐的化学性质不活泼,具有不与酸或碱反应、抗氧化的特点,故D正确。
10.选D 由现象可以看出反应最快的是镁,其次是钛,无明显现象的是铜;根据反应快慢、能否与酸反应与活动性之间的关系可以得出,三种金属活动性顺序为镁>钛>铜,A错误;Ti和Mg都与盐酸反应,在除去Mg的同时,Ti也除掉了,B错误;钛(Ti)是一种昂贵的金属,用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu,成本太高,在工业上是不可取的,C错误;Cu与稀盐酸混合,无明显现象,则Cu与盐酸不反应,D正确。
11.选B 因铝、铁、镁都能和盐酸反应生成气体,其中任意组合都能产生气体,故A错误;铝、铁、镁中只有铝可与NaOH溶液反应生成无色气体,能证明含有铝元素,故B正确;加入盐酸后,所得溶液中再加入少量NaOH溶液产生白色沉淀,也可能含有铝,故C错误;铁单质与酸反应生成亚铁离子,亚铁离子遇KSCN溶液无明显现象,故D错误。
12.解析:(1)根据图及表中数据可知,当质量分数为0时的熔点比质量分数是1时的熔点高,铅的熔点高于锡的熔点,所以质量分数为0的熔点对应的金属是铅,1时的熔点对应的金属是锡,所以横坐标表示的是锡的质量分数;当合金熔点最低时,锡的质量分数是0.6,所以合金中铅与锡的质量比为0.4∶0.6=2∶3。
(2)根据合金的熔点低于其中任何一个组分金属的熔点。铋、铅、锡、镉中熔点最低的是锡231.9 ℃,则合金的熔点低于231.9 ℃,排除C、D;A选项的温度太低,与室温接近,保险丝起不到保险作用,所以答案选B。
(3)根据原子守恒规律,铜绿中除铜元素外,还有H、C、O元素,所以铜绿是铜与空气中的O2、H2O和CO2长期作用的结果。
答案:(1)锡 2∶3 (2)B (3)O2、H2O和CO2
13.解析:A、D是生活中常见的金属单质,反应①可用于焊接钢轨,则反应①为铝热反应,因此A为Al,D为Fe,C为Al2O3,B为铁的氧化物,D与H2SO4反应生成的F为FeSO4,F与NaOH反应生成的H为Fe(OH)2,H被氧化生成的G为Fe(OH)3,因此E为Fe2(SO4)3,则B为Fe2O3。
答案:(1)Fe(OH)2
(2)Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3
(3)2Fe3++Fe3Fe2+
(4)取少许溶液于试管中,加入K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀,则F溶液中含有Fe2+
(5)白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
(6)B
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