3.2 金属材料 同步练习题2026-2027学年高一上学期人教版（2019）化学必修一

3.2 金属材料 同步练习题 一、单选题 1．在现代社会，钢的用量最大，用途最广。钢不属于以下物质类别中的 A．合金 B．金属材料 C．单质 D．混合物 2．铁合金在生产、生活中的用途广泛。下列物质的主要成分不属于铁合金的是 A．生铁锅 B．不锈钢水槽 C．高碳钢弹簧 D．超细高纯还原铁粉 3．化学在生产和日常生活中有着重要的应用，下表中用途与其性质或原理对应关系正确的是 选项 用途 性质或原理 A 溶液可用于刻制印刷铜电路板 可与Cu发生置换反应 B 84消毒液、臭氧都可作为消毒剂 二者消毒的原理不相同 C 硬铝是制造飞机和宇宙飞船的理想材料 硬铝密度小、强度高具有较强的抗腐蚀能力 D 用小苏打治疗胃酸过多 可与盐酸反应 A．A B．B C．C D．D 4．化学与生活、生产、科技密切相关。下列说法正确的是 A．金属钠着火可使用二氧化碳灭火器灭火 B．储氢合金是一类能大量吸收，并与结合成稳定金属氢化物的材料 C．汽车远光灯照在前方扬尘上有光亮的“通路”，说明混有扬尘的空气属于胶体 D．C919大飞机的机身材料使用了大量铝合金，铝合金具有密度大、耐腐蚀性好等特点 5．化学是源自生活和生产实践的基础自然科学，下列现象或事实的解释错误的是 选项 现象或事实 化学解释 A 月饼的包装袋内加入一小袋铁粉 铁粉能与氧气反应，作为脱氧剂 B 用洁厕灵清洗马桶 含氯化合物具有杀菌消毒功能 C 技术人员开发耐腐蚀镀铝钢板 铝能形成致密的氧化膜 D 过新年燃放烟花焰火五彩缤纷 Li、Na、K、Ba等金属元素的焰色 A．A B．B C．C D．D 6．金属M与溶液反应的化学方程式为：，下列说法不正确的是 A．该反应属于置换反应 B．反应后M的化合价为价 C．M的金属活动性比Ag强 D．金属M可能是铝 7．伴随着87次发射和多型火箭首飞，2025年被称为中国商业航天“加速元年”。制作火箭需要多种合金，下列有关合金的说法正确的是 A．硬铝是一种人工合成的化合物 B．不锈钢中不含碳元素，不易生锈 C．合金的硬度和熔沸点一般低于其成分金属 D．在钢中加入适量稀土金属，可改善其性能 8．下列实验操作、现象能得出相应结论的是 选项 实验操作 现象 结论 A 向某待测液中先滴加稀硫酸酸化，再加入几滴AgNO3溶液 产生白色沉淀 待测液中一定含有Cl- B 将打磨光亮的铝片置于酒精灯外焰加热 铝片熔化但不滴落 金属铝熔点很高 C 在硫酸铜溶液中加入钠块 产生蓝色沉淀 铜比钠活泼 D 加热NaHCO3粉末，并将产生的气体依次通过无水硫酸铜、澄清石灰水 无水硫酸铜变蓝色，澄清石灰水变浑浊 NaHCO3受热分解 A．A B．B C．C D．D 二、填空题 9．储氢合金 ① ②含义 储氢合金是一类能够大量___________，并与H2结合成______________的材料。 ③要求：具有实用价值的储氢合金要求___________，金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室温下吸、放氢的速率快。 ④实例：Ti­Fe合金、La­Ni合金。 10．合金 (1)合金的概念 合金是指由两种或两种以上的_________(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。属于______物。 (2)合金的性质 合金具有许多优良的物理、化学或机械性能。合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。 ①硬度：合金的硬度一般比其成分金属的硬度________。 ②熔点：合金的熔点一般比其成分金属的熔点________。 11．铁合金 (1)生铁 ①生铁的含碳量为2%～4.3%。 ②性能及用途： 生铁硬度大、抗压，性脆，可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料。 (2)钢 ①钢的含碳量为_______________。 ②钢有良好的延展性，机械性能好，可以锻轧和铸造，广泛用于制造机械和交通工具等。 ③钢是用量最大，用途最广的合金，钢的分类如下： 合金钢具有：强度、_______大，可塑性、韧性好，耐磨，_________的特殊性能。 (3)不锈钢 ①合金元素：不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金元素主要是_________。 ②性能：大气中比较稳定，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力。 ③用途：医疗器材、厨房用具和餐具、地铁列车的车体材质等。 (4)超级钢 ①合金元素：Mn、C、Al、V。 ②性能：强度很大，在应用时能够实现钢板的轻薄化。 ③用途：汽车、航空和航天等领域。 三、计算题 12．铝是地壳中含量最多的金属元素，金属铝既能与酸溶液发生反应，也能与强碱溶液发生反应。把5.4g铝放入足量氢氧化钠溶液中，铝完全反应。化学方程式为： 。请计算： (1)标准状况下，生成氢气的体积_______L。（写出计算过程） (2)5.4g铝的物质的量为n =____________mol。（写出公式，并代入数据计算） 13．某研究性学习小组，进行甲、乙、丙三组实验：各取相同浓度的盐酸，加入不同质量的同种镁铝合金颗粒，充分反应，产生气体，有关数据记录如下： 实验序号 甲 乙 丙 合金质量 1.008 1.260 1.512 生成的气体体积标况 1075.2 1344 1344 请回答以下问题： (1)计算合金粉末中镁、铝的物质的量之比为：__________。 (2)实验乙结束后的混合体系中，加入一定量的溶液，充分反应，得到固体沉淀，若沉淀不再减少，消耗的质量至少为__________克。 四、解答题 14．某校学生围绕“易拉罐的奥秘”开展了以下探究活动。 【查阅资料】易拉罐一般用作碳酸饮料和啤酒的包装。可乐易拉罐以铝为主要材料，也有部分其他易拉罐以马口铁为主要材料。 任务一：探究易拉罐的性质 【实验1】在可乐易拉罐罐盖和罐体的金属材料上分别滴一滴稀盐酸，一段时间后，观察到罐体上出现大量气泡，罐盖上无明显现象。 【查阅资料】可乐易拉罐罐体、罐盖金属材料中元素的组成见下表。 某品牌可乐易拉罐罐盖、罐体组成元素的含量 元素含量/% Si Fe Cu Mn Mg Zn Ti Al 罐体 0.3 0.7 0.25 1.0~1.5 0.8~1.3 0.25 - 余量 罐盖 0.2 0.35 0.15 0.50 4.0~5.0 - 0.1 余量 【实验结论】 (1)可乐易拉罐罐盖和罐体是__________（选填“相同”或“不同”）的铝合金。 【实验2】探究易拉罐的化学性质——金属与酸反应 【实验操作】 (2)等质量的铁和铝分别与足量等浓度的稀盐酸反应，借助压强传感器，测得反应过程中压强（p）随时间（t）的变化关系如图1所示，图中表示铝与稀盐酸反应的曲线是______（选填“a”或“b”）。 (3)图2中易拉罐内层薄膜的作用是________。 任务二：追溯易拉罐的形成 【查阅资料】金属冶炼方法的选择与金属的活动性有关。 (4)金属铝的冶炼常用电解法。金属铁的冶炼方法是：高温下用CO将氧化铁中的铁还原出来，写出该反应的化学方程式____________________________。若将CO替换为H2则可实现“氢冶金”，“氢冶金”的优点有______________________（答一点即可）。 【拓展与延伸】Mn不在常见金属活动性顺序中，如何比较易拉罐中Al、Mn、Fe的金属活动性顺序？（已知MnSO4溶液为淡粉色） 探究Al、Mn、Fe的金属活动性顺序 【实验操作】取大小相同的锰片、打磨后分别放入a、b两支试管中，再分别加入等浓度、等体积的FeSO4溶液和溶液，如图3所示。 【实验现象】 (5)a试管中溶液变为淡粉色，锰片表面有灰黑色物质生成，该物质是__________；b试管中无明显现象。 【实验结论】 (6)Al、Mn、Fe三种金属的活动性顺序由强到弱为__________。 参考答案 1．C 【详解】A．钢是铁与碳等元素形成的合金，属于合金类别，A不符合题意； B．金属材料包括纯金属和合金，钢属于金属材料，B不符合题意； C．单质是由同种元素组成的纯净物，钢含有铁、碳等多种物质，不属于单质，C符合题意； D．钢中含有多种成分，属于混合物，D不符合题意； 故选C。 2．D 【详解】A．生铁是含碳量为2%~4.3%的铁碳合金，生铁锅的主要成分属于铁合金，故不选A； B．不锈钢是铁与铬、镍等元素熔合形成的铁合金，不锈钢水槽的主要成分属于铁合金，故不选B； C．高碳钢是含碳量较高的铁碳合金，高碳钢弹簧的主要成分属于铁合金，故不选C； D．超细高纯还原铁粉是高纯度的铁单质，仅由一种物质组成，不属于铁合金，故选D； 选D。 3．C 【详解】A．溶液刻制印刷铜电路板时，将Cu氧化为，自身被还原为，反应为。置换反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，该反应的生成物均为化合物，不属于置换反应，A错误； B．84消毒液的有效成分是，其消毒作用与次氯酸的强氧化性有关；臭氧也具有强氧化性，能杀灭细菌和病毒，二者均利用强氧化性消毒，消毒原理相同，B错误； C．硬铝是一种铝合金，具有密度小、强度高和抗腐蚀能力较强等特点，能满足飞机和宇宙飞船对材料质量轻、强度高等性能的要求，用途与性质对应，C正确； D．小苏打是，而是纯碱，胃酸的主要成分是盐酸，小苏打能与盐酸反应，从而消耗过多的胃酸，反应为，D错误； 故选C。 4．C 【详解】A．金属钠燃烧生成的过氧化钠会与二氧化碳反应生成助燃的氧气，不能用二氧化碳灭火器灭火，A错误； B．储氢合金与结合形成的金属氢化物易分解，便于实现储氢和释氢，并非稳定物质，B错误； C．丁达尔效应是胶体的特有性质，混有扬尘的空气被灯光照射出现光亮“通路”即丁达尔效应，说明该分散系属于胶体，C正确； D．铝合金用于大飞机机身，需要减轻机身负重，具有密度小的特点，D错误； 故选C。 5．B 【详解】A．铁粉具有还原性，可与包装袋内的反应，防止月饼氧化变质，可作脱氧剂，A正确； B．洁厕灵的主要有效成分为，清洗马桶是利用其酸性溶解水垢、尿垢等污垢，并非利用含氯化合物的杀菌消毒功能，B错误； C．铝在空气中易被氧化生成致密的氧化膜，可阻止内部金属继续被腐蚀，因此镀铝钢板耐腐蚀，C正确； D．不同金属元素的焰色反应呈现不同特征颜色，、、、等金属元素的焰色不同，因此燃放的烟花焰火五彩缤纷，D正确； 故答案选B。 6．D 【详解】A．该反应是单质M和化合物AgNO3反应，生成另一种单质Ag和另一种化合物M(NO3)2，符合置换反应的定义，A正确； B．M(NO3)2中硝酸根（）整体显-1价，根据化合物中正负化合价代数和为0，可计算出M的化合价为+2价，B正确； C．根据金属活动性顺序，活动性强的金属能把活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来，M能置换出Ag，说明M的金属活动性比Ag强，C正确； D．铝元素在化合物中显+3价，对应硝酸盐的化学式为Al(NO3)3，而该反应中M生成的是+2价的M(NO3)2，因此M不可能是金属铝，D错误； 故选D。 7．D 【详解】A．合金是金属与金属或非金属熔合而成的混合物，硬铝属于铝的合金，A错误； B．不锈钢是在碳素钢中加入其他合金元素形成的具有特殊性能的特种钢，B错误； C．合金的硬度一般比其成分金属的大，熔沸点一般比其成分金属的低，C错误； D．稀土元素被称为“冶金工业的维生素”，在钢中加入稀土金属，能大大改善其性能，D正确； 故选D。 8．D 【详解】A．酸化时加入稀硫酸会引入，与反应可生成白色沉淀，无法证明待测液中一定含有，A错误； B．铝片加热时，表面铝在空气中会迅速与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，生成的熔点远高于，兜住了熔化的铝导致不滴落，不是金属铝熔点很高，B错误； C．钠加入硫酸铜溶液时先与水发生反应，生成，再与反应生成蓝色沉淀，该实验无法得出铜比钠活泼的结论，C错误； D．受热分解方程式为，无水硫酸铜遇水变蓝，说明反应生成，澄清石灰水变浑浊说明反应生成，可证明受热分解，D正确； 故选D。 9． 吸收 金属氢化物 储氢量大 【详解】②含义：储氢合金的核心功能是储存氢气，首先具备大量吸收的性质；其储氢原理为和结合生成金属氢化物，将氢以化合态形式固定，实现高密度储存； ③要求：实用储氢合金的核心要求为储氢量大，同时配套氢化物易形成、易分解、室温下吸放氢速率快的特性，才能满足实际应用需求。 10．(1) 金属 混合 (2) 大 低 【详解】（1）根据合金的定义，其形成原料为两种及以上金属，或是金属与非金属，经熔合得到具有金属特性的物质； 合金无固定的组成和化学式，由多种物质构成，因此属于混合物； （2）合金中不同原子的半径存在差异，会改变纯金属原有的规整晶体结构，使原子层之间的相对滑动难度升高，因此硬度高于各成分金属； 合金晶体结构的规整性下降，熔化时需要的能量更低，因此熔点低于各成分金属。 11． 硬度 耐腐蚀 Cr、Ni 【详解】【小题1】铁合金根据含碳量分为生铁和钢两类，生铁含碳量为，钢的含碳量为； 【小题2】合金钢也叫特种钢，是在碳素钢中适量地加入一种或几种合金元素，使钢的组织结构发生变化，从而使钢具有各种特殊性能，如强度、硬度大，可塑性、韧性好，耐磨、耐腐蚀等； 【小题3】不锈钢是最常见的合金钢，主要添加的合金元素为铬和镍：铬可在钢材表面形成致密的氧化膜，镍能提升合金的化学稳定性，二者共同作用使不锈钢具备优异的抗腐蚀、不易生锈的性能。 12．(1)6.72L (2)0.2mol 【详解】（1）铝的物质的量；根据反应，与的物质的量之比为，因此，标准状况下气体摩尔体积，故； （2）的摩尔质量，代入数据得。 13．(1)3：2 (2)5.6 【详解】（1）根据表中数据知，甲中合金完全反应，盐酸有剩余，设甲的合金中n(Mg)=xmol、n(Al)=ymol，Mg、Al和氢气的关系式分别为Mg～H2、2Al～3H2，所以得方程组为24x+27y=1.008，x+1.5y=，解得x=0.024，y=0.016，所以合金中Mg、Al的物质的量之比为0.024mol：0.016mol=3：2； （2）合金的质量是1.260g时，根据(1)知，合金中Mg、Al的物质的量之比为0.024mol：0.016mol=3：2，设合金中n(Al)=nmol，则n(Mg)=1.5nmol，27g/mol×nmol+1.5nmol×24g/mol=1.260g，n=0.02mol，则n(Mg)=0.03mol，Mg完全反应生成n(H2)=n(Mg)=0.03mol，Mg生成的V(H2)=0.03mol×22.4L/mol=0.672L，Al完全反应生成n(H2)=1.5n(Al)=1.5×0.02mol=0.03mol，Al生成的V(H2)=0.03mol×22.4L/mol=0.672L，如果合金恰好完全反应，得到总的气体总体积为0.672L×2=1344mL，所以乙中合金恰好完全反应，根据丙中数据知，乙中盐酸恰好完全消耗；实验乙结束后的混合体系中加入一定量的NaOH溶液，充分反应，得到固体M，固体为Mg(OH)2，Al元素完全转化为NaAlO2，溶液中溶质为NaCl和NaAlO2，根据氢原子守恒得n(HCl)=2n(H2)=2×0.06mol=0.12mol,最少消耗的n(NaOH)=n(HCl)+n(Al)=0.12mol+0.02mol=0.14mol，m=nM=0.14mol×40g/mol=5.6g。 14．(1)不同 (2)a (3)防止金属与酸性饮料接触发生反应（合理即可） (4) 产物更环保（合理即可） (5)铁（或Fe） (6) 【详解】（1）对比罐体和罐盖的合金元素组成，各元素的含量差异明显，因此二者是成分不同的铝合金。 （2）铝的金属活动性强于铁，则与等浓度稀盐酸反应，铝的速率更快；等质量的铁和铝中，铝的物质的量更大，根据计量关系Fe~H2、Al~H2，则铝完全反应生成的氢气质量比铁更多，最终体系压强更大，故a表示铝与稀盐酸反应的曲线、b表示铁与稀盐酸反应的曲线。 （3）易拉罐内承装的碳酸饮料呈酸性，内层的环氧树脂薄膜属于惰性有机涂层，可以隔离金属罐体和酸性饮品，既避免金属被腐蚀，也防止金属杂质混入饮料中。 （4）工业上高炉炼铁的核心反应是高温下CO还原氧化铁生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为；氢冶金用H2​作还原剂，反应产物为Fe和H2​O，无碳排放，不会加剧温室效应，对环境无污染，比传统CO炼铁更环保。 （5）a试管中Mn和FeSO4​发生置换反应，生成淡粉色的MnSO4​和单质铁，因此锰片表面析出的灰黑色物质是铁。 （6）Mn能置换出FeSO4​中的Fe，说明活动性Mn>Fe，Mn不能和Al2​(SO4​)3​反应，说明活动性Al>Mn，因此三者活动性顺序为Al>Mn>Fe。 学科网（北京）股份有限公司 $