1、金属材料的性能及应用(30分钟50分)一、选择题(本题包括2小题，每小题8分，共16分)1.(2020杭州高一检测)五年来，我国在探索太空，开发深海，建设世界第一流的高铁、桥梁、码头，5G技术联通世界等领域取得了举世瞩目的成就。这些项目与化学有着密切联系。下列说法正确的是()A.大飞机C919采用大量先进复合材料、铝锂合金等，铝锂合金属于金属材料B.为打造生态文明建设，我国近年来大力发展核电、光电、风电、水电，电能属于一次能源C.我国提出网络强国战略，光缆线路总长超过三千万公里，光缆的主要成分是晶体硅D.“神舟十一号”宇宙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【解析】选A。铝锂合
2、金属于金属材料，A正确；电能属于二次能源，B错误；光缆的主要成分是二氧化硅，C错误；常见的高温结构陶瓷有氧化铝、SiC陶瓷等，均不是硅酸盐陶瓷，D错误。【加固训练】 (2020衢州高一检测)碲锌镉(Te-Zn-Cd)晶体可以用于制造红外探测器的基础材料，下列有关它的叙述中不正确的是()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【解析】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
3、属高的硬度和强度。2.(教材二次开发原创题)铁是人类较早使用的金属之一。据有关报道，目前已能冶炼出纯度高达99.9999%的铁。纯铁的实际使用范围有限，人们大量使用的是铁的合金。钢铁是铁碳合金的总称，其强度高、价格便宜、应用广泛。以下关于不锈钢和普通钢的认识中，你认为正确的是()A.它们的组成元素是相同的B.耐腐蚀的性能不同C.它们都属于钢，因此物理性质是一样的D.构成普通钢和不锈钢的主要元素都是铁，因此它们的化学性质完全相同【解析】选B。不锈钢是在普通钢的基础上，加入Ni、Cr等多种元素炼制成的钢材，它在空气中能保持金属光泽，也就是具有不生锈的特性。铬元素的加入使不锈钢具有较强的抗氧化性。镍
4、元素的加入，使不锈钢在多种酸、碱、盐的水溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。综上所述，不锈钢具有优良的性能，在很多方面不同于普通钢，故B正确。【加固训练】 (2020北京市朝阳区高一检测)钢笔的笔头是合金钢，其笔头尖端是用机器轧出的便于使用的圆珠体。为了改变笔头的耐磨性能，在笔头尖端点上铱金粒，为区别钢笔而叫铱金笔，铱金笔是笔头用黄金的合金、笔尖用铱的合金制成的高级自来水笔。下列说法中错误的是()A.钢笔的笔头不易被氧化，抗腐蚀性能好B.铱金笔的耐磨性能比钢笔要好C.铱金笔的笔头和笔尖都是用纯金属制成的D.铱金笔经久耐磨，书写时弹性特别好，是一种理想的硬笔【解析】选C。钢笔的笔头是合金钢
5、，不易被氧化，抗腐蚀性能好，A正确；为了改变笔头的耐磨性，在笔头尖端点上铱金粒的铱金笔更耐磨，B、D正确；铱金笔笔尖上的铱金粒和笔头上的黄金合金都不是纯金属，C错误。二、非选择题(本题包括1小题，共14分)3.(2020湖州高一检测)我国高铁、航空航天、手机制造等都已经跻身世界一流水平，根据下列材料的应用回答问题。应用“复兴号”高铁车轮“鲲龙”水陆两栖飞机零部件华为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)上述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
6、件下反应生成熔融状态下的铁和另一种氧化物。写出该反应的化学方程式为_，反应基本类型是_。【解析】(1)上述材料中属于有机合成材料的是聚酰亚胺塑料。属于金属材料的是高速钢或钛合金或铝合金。(2)飞机外壳用钛合金、铝合金的优点是耐腐蚀、密度小、硬度大等。(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下的铁和另一种氧化物。该反应的化学方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe ，反应基本类型是置换反应。答案：(1)聚酰亚胺塑料高速钢或钛合金或铝合金(2)耐腐蚀、轻、硬度大等(3)2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe置换反应一、选择题(本题包括1小题，共5分)4.(
7、双选)(2020北京市昌平区高一检测)平昌冬奥会“北京8 分钟”主创团队用石墨烯制作了-20能发热4 h 的智能服饰； 用铝合金管材和碳纤维制作了高2.35 m、重量仅为10 kg 的熊猫木偶，向世界展现了新时代的中国形象。下列说法中，不正确的是()A.石墨烯是能导热的金属材料B.铝合金是密度较低的金属材料C.碳纤维是耐低温新型化合物D.新型材料种类多、用途广【解析】选A、C。石墨烯不属于金属材料，属于非金属材料，故A错误；铝的密度较小，因此铝合金是密度较低的金属材料，故B说法正确；根据信息，用石墨烯制作了-20能发热4 h 的智能服饰，碳纤维是由碳单质构成的，碳纤维是耐低温的无机非金属材料，
8、故C错误；新型材料包括合金材料、合成材料、无机非金属材料等，用途广泛，如涉及军事、信息等领域，故D正确。二、非选择题(本题包括1小题，共15分)5.(2020常州高一检测)含镁3%5%的铝镁合金是轮船制造、化工生产、机械制造等行业的重要原料。现有一块质量为m g的铝镁合金，欲测定其中镁的质量分数，几位同学设计了以下不同的实验方案：方案1：铝镁合金与足量盐酸反应，测定气体在标准状况下的体积(V1 L)。方案2：铝镁合金与足量氢氧化钠溶液反应，过滤、洗涤、烘干，测定剩余固体质量(W1 g)。方案3：铝镁合金与过量的盐酸反应，在溶液中加入过量的氢氧化钠溶液，过滤、洗涤、灼烧，测定固体的质量(W2 g
9、)。(1)某化学实验小组利用如图所示装置，按照方案1进行了实验。装置中仪器a、b的名称分别是_、_； 实验装置中有两处明显错误，请指出，并绘出正确的装置图。(2)方案2中的离子方程式为_。(3)方案3中“过滤”操作中用到玻璃棒，玻璃棒的作用是_，若按方案3进行实验，测得的镁的质量分数为_。(4)请你设计一个不同于上述方案的实验方案，简述实验原理并绘制实验装置图。【解析】测定镁铝合金中镁的质量分数，可以利用金属与酸或碱反应产生氢气，测定氢气体积，进而计算镁的质量，也可以测定镁铝转化成沉淀的质量，计算镁的质量分数。选择化学原理不同，实验方案不同。(1)a、b仪器名称分别是分液漏斗、圆底烧瓶；方案1
10、利用排液法收集气体，故进气管短，排液管插到集气瓶下部；测定气体体积时，要使集气瓶与量筒里液面相平，导管应插到量筒中下部，图中导管在刻度线以上，不能调平液面。(2)镁不能与氢氧化钠溶液反应，只有铝与氢氧化钠溶液反应。化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2。(3)在过滤操作中玻璃棒起引流作用，避免液体外溅。根据题意，方案3最终得到氧化镁，m(Mg)=W2 g= gw(Mg)=100%=100%(4)上述方案分别测定氢气体积和固体质量，可以设计另一种方案：测定反应前后装置(含药品)总质量，利用质量差计算氢气质量，由氢气质量计算镁的质量分数。答案：(1)分液漏斗圆底烧瓶收集气体的集气瓶中进气管插入液面下，出气管在液面以上；导管末端在量筒刻度线以上。正确装置如图所示。(2)2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2(3)引流，避免液体外溅w(Mg)=100%(4)实验原理：镁铝合金与足量的氢氧化钠溶液反应，测定反应前后装置与药品总质量，质量之差等于铝与氢氧化钠产生的氢气质量，根据氢气质量计算铝的质量，进而计算镁的质量分数。装置如图所示。
