1、金属材料(建议用时：40分钟)一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1(2020贵阳模拟)铁和铁合金是生活中常见的材料，下列说法正确的是()A纯铁和铁合金都能导电、传热B纯铁的熔点低于铁合金C纯铁的硬度和强度都高于铁合金D纯铁与盐酸反应，铁合金不与盐酸反应A解析：合金的熔点比成分金属的低，所以纯铁的熔点高于铁合金，B项错误；合金的硬度比成分金属的高，所以纯铁的硬度和强度都比铁合金的要低，C项错误；无论是纯铁还是铁合金都能与盐酸反应，D项错误。2C919大型飞机的制造采用了大量新材料铝锂合金。下列关于铝锂合金的说法不正确的是()A铝锂合金是铝与锂形成的混合物B铝锂合金的硬度比锂大C铝锂合金的熔
2、、沸点比铝低D铝锂合金耐酸碱腐蚀D解析：铝锂合金中的铝既能与酸反应，又能与碱反应，锂能与酸反应，故铝锂合金不耐酸碱腐蚀。3现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下实验(每一步试剂均过量)，由此可以推知硬铝的组成可能为(提示：Si2OHH2O=SiO2H2)()样品AAl、Mg、Si、ZnBAl、Fe、Zn、NaCAl、Na、Cu、FeDAl、Cu、Mg、Si、MnD解析：通过反应知合金中必须含有排在金属活动性顺序中H之前的金属和H之后的金属或其他非金属；由反应知合金中必须含有Si及排在金属活动性顺序中H之后的金属或其他非金属。4钢笔的笔头通常由合金钢制成，其笔头尖端
3、是用机器轧出的便于书写的圆珠体。为了改变笔头的耐磨性能，在笔头尖端点上铱金粒，为区别于钢笔，而叫作铱金笔，铱金笔是笔头用黄金的合金制成、笔尖用铱的合金制成的高级自来水笔。下列说法错误的是()A钢笔的笔头不易被氧化，耐腐蚀性能好B铱金笔的耐磨性能比钢笔好C钢笔的笔头只含有碳和铁两种元素D铱金笔书写时弹性好，是一种理想的硬笔C解析：钢笔的笔头通常由合金钢制成，合金钢中除含有铁、碳外，还含有铬、锰等元素，C项错误。5Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应，产生标准状况下的氢气4.48 L。下列推断不正确的是()A参加反应的Mg、Al共0.2 molB参加反应的HCl为0.4 molCMg、Al在反应中
4、共失去0.4 mol电子D若该混合物与足量稀硫酸反应，则能产生 0.2 mol H2A解析：反应的实质为Mg2H=Mg2H2，2Al6H=2Al33H2，n(H2)0.2 mol，则参加反应的n(H)0.4 mol，B项正确；依据得失电子守恒，由2HH2可知，H所得电子的物质的量为0.2 mol20.4 mol，即Mg、Al在反应中共失去0.4 mol电子，C项正确；若将盐酸换成稀硫酸，由于Mg、Al的组成不变，故同样产生0.2 mol H2，D项正确；0.2 mol Mg在反应中失去0.4 mol电子，0.2 mol Al在反应中失去0.6 mol 电子，则0.2 mol Mg、Al混合物在
5、反应中失去的电子多于0.4 mol而少于 0.6 mol，A项不正确。6现有一块已知质量的铝镁合金，欲测定其中镁的质量分数，几位同学设计了以下三种不同的实验方案：铝镁合金测定生成的气体在标准状况下的体积铝镁合金测定生成的气体在标准状况下的体积铝镁合金溶液过滤、洗涤、干燥后测定得到沉淀的质量其中能测定出镁的质量分数的是()AB都不能C仅D仅A解析：已知铝镁合金的质量，中依据氢气的体积可计算出镁的质量、铝的质量，从而可以得出镁的质量分数；中依据氢气的体积可计算出铝的质量，从而计算出镁的质量，进而可以计算出镁的质量分数；中沉淀为氢氧化镁，由元素守恒可知镁的质量，由此可得出镁的质量分数。因此三个实验方
6、案均可测定出Mg的质量分数。二、不定项选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)7某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：方案：铜铝混合物测定生成气体的体积方案：铜铝混合物测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是()A溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液B若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小C溶液A和B均可选用稀硝酸D实验室中方案更便于实施C解析：盐酸和Al反应，剩余Cu，利用产生H2的体积，可求出Al的质量，从而得出Cu的质量分数；若用NaOH溶液和Al反应，根据产生H2的体积，也可求出Cu的质量分数，A正确；浓硝酸和Cu反应，铝与浓硝酸发生钝化，使剩
7、余固体的质量偏大，从而使测得Cu的质量分数偏小，B正确；如果选用稀硝酸，稀硝酸与Cu、Al均反应，就会造成方案中没有固体剩余，C错误；无论选用NaOH溶液还是盐酸，最后剩余的固体都是Cu，利用方案直接测固体的质量比较方便，而方案测气体的体积比较麻烦，方案更便于实施，D正确。8(2020潍坊模拟)我国使用金属的历史可以追溯到4 500年以前。如图是两种金属及其化合物的转化关系。下列说法不正确的是()A金属M、E分别是铜和铁B反应的离子方程式为2Fe2H2O22H=2Fe32H2OC氧化性：H2O2Fe2Cu2D向Y溶液中滴入K3Fe(CN)6溶液，生成特征蓝色沉淀CD解析：由图可知，红色金属M加
8、入稀硫酸、H2O2，得到MSO4蓝色溶液，则M是Cu；金属E与CuSO4溶液反应生成M(Cu)和X，X中加入稀硫酸、H2O2得到Y，Y中加入KSCN溶液，得到红色溶液W，Y中加入氨水，得到红褐色固体Z，则Z为Fe(OH)3，从而推知X是FeSO4，Y是Fe2(SO4)3，E是Fe，A项正确。反应中Fe2与H2O2发生氧化还原反应生成Fe3，离子方程式为2Fe2H2O22H=2Fe32H2O，B项正确。反应中H2O2是氧化剂，Cu2是氧化产物，则氧化性：H2O2Cu2；反应为Cu2Fe=Fe2Cu，则氧化性：Cu2Fe2，从而可得氧化性：H2O2Cu2Fe2，C项错误。向含Fe2的溶液中滴加K3
9、Fe(CN)6溶液，产生特征蓝色沉淀，而Y是Fe2(SO4)3，故Y溶液滴入K3Fe(CN)6溶液，不生成蓝色沉淀，D项错误。9球墨铸铁中含有一种铁碳化合物X。实验室测定化合物X的组成实验如下：下列说法不正确的是()A固体2是氧化铁BX的化学式可以表示为Fe3C2C溶液甲中可能含有Fe3DX与足量的热浓硝酸反应有NO和CO2生成BD解析：A项，溶液乙是FeCl3，FeCl33H2OFe(OH)33HCl，在加热蒸干时HCl挥发，Fe(OH)3在灼烧时分解得到 24.0 g Fe2O3，固体2是氧化铁；B项，24.0 g Fe2O3的物质的量为 0.15 mol，其中含铁0.3 mol，质量为1
10、6.8 g，X含碳1.2 g，其物质的量为0.1 mol，所以X的化学式可以表示为Fe3C；C项，2价铁可被O2氧化，溶液甲中可能含有Fe3；D项，X中含碳，碳与足量的热浓硝酸反应有NO2和CO2生成。三、非选择题10合金是建造航空母舰的主体材料。(1)航母升降机可由铝合金制造。铝元素在周期表中的位置为_。工业炼铝的原料由铝土矿提取而得，提取过程中通入的气体为_。AlMg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜，其化学方程式为_。焊接过程中使用的保护气为_(填化学式)。(2)航母舰体材料为合金钢。舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为_。航母用钢可由低硅生铁冶炼而成，则在炼铁过程中为降低硅含量需加
11、入的物质为_。(3)航母螺旋桨主要用铜合金制造。80.0 g CuAl合金用酸完全溶解后，加入过量氨水，过滤得白色沉淀39.0 g，则合金中Cu的质量分数为_。为分析某铜合金的成分，用酸将其完全溶解后，用NaOH溶液调节pH，当pH3.4时开始出现沉淀，分别在pH为7.0、8.0时过滤出沉淀。结合题图信息推断该合金中除铜外还一定含有_。解析：(1)工业上通过电解熔融Al2O3制得金属铝，从铝土矿中提取Al2O3的过程：使铝土矿与NaOH溶液反应并过滤除去杂质得到NaAlO2溶液，再向溶液中通入CO2，生成Al(OH)3沉淀，加热使沉淀分解可得到Al2O3。镁能与氧气、二氧化碳、氮气等气体发生反
12、应，所以焊接时应使用Ar等稀有气体做保护气。(2)在海水中，合金钢、海水及海水中溶解的氧气构成原电池，发生吸氧腐蚀。在炼铁时加入氧化钙或碳酸钙，发生反应CaOSiO2CaSiO3或CaCO3CaOCO2、CaOSiO2CaSiO3，使SiO2形成炉渣，可以降低硅含量。(3)白色沉淀Al(OH)3的质量为39.0 g，即0.5 mol，故合金中铝的质量为0.5 mol27 g/mol13.5 g，则铜的质量为66.5 g，质量分数为100%83.1%。由于要将Cu溶解，所选用的酸应为氧化性酸，若合金中有铁存在，则Fe将被氧化为Fe3，由图知Fe3在pH1.8时开始沉淀，与题述不符，故合金中不含F
13、e。结合图示可知在pH3.4时出现的沉淀为Al(OH)3，在pH7.08.0时，产生的沉淀为Ni(OH)2，故该合金中除铜外还一定含有Al和Ni。答案：(1)第三周期A族CO2Al2O32NaOH=2NaAlO2H2OAr(其他合理答案均可)(2)吸氧腐蚀CaCO3或CaO(3)83.1%Al、Ni11金属及其化合物用途广泛，研究金属的提取、冶炼意义重大。(1)下列各组金属，冶炼方法一定不同的是_(填标号)。aHg、Ag bNa、MgcAl、Fe dNa、Ca(2)以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3，含有少量Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料重铬酸钠(Na2Cr2O7)并制
14、取铬，其主要工艺流程如下：查阅资料得知：在碱性条件下，某些氧化剂能将Cr3氧化为CrO。工业上可用固体A制取粗硅，写出反应的化学方程式：_。写出溶液D转化为溶液E过程中反应的离子方程式：_。将金属铁和惰性电极浸入重铬酸钠酸性溶液，以铁为阴极就能实现铁上镀铬。电镀过程中阴极反应式为_。阴极上每沉积52 g铬，阳极上放出_L氧气(标准状况下，忽略气体溶解)。解析：(1)a项，Hg、Ag均用热分解法制备；b项，Na、Mg均用电解法制备；c项，Al用电解法制备，Fe用热还原法制备；d项，Na、Ca均用电解法制备。(2)固体A为SiO2，工业上利用焦炭还原SiO2制取粗硅：SiO22CSi2CO。分析流程图可知，操作分离出SiO2，操作除去铁元素、铝元素，故溶液D中含有Cr3，Cr3与H2O2、OH可发生氧化还原反应，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平离子方程式：2Cr33H2O210OH=2CrO8H2O。阴极上Cr2O发生还原反应转化为Cr，电极反应式：Cr2O12e14H=2Cr7H2O。根据原子守恒和得失电子守恒，可得关系式：Cr2O2Cr3O2，n(O2)n(Cr)1.5 mol，故V(O2)22.4 L/mol1.5 mol33.6 L。答案：(1)c(2)SiO22CSi2CO10OH2Cr33H2O2=2CrO8H2OCr2O12e14H=2Cr7H2O33.6
