高中化学步步高必修1第三章 第三节Word文件下载.docx
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主要特性
锰钢
锰
韧性好，硬度大
钢轨、轴承、钢模、挖掘机铲斗、坦克装甲
不锈钢
铬、镍
抗腐蚀性好
医疗器械、容器、反应釜、炊具
硅钢
硅
导磁性好
变压器、发电机和电动机中的铁芯
钨钢
钨
耐高温、硬度大
刀具
③铝合金
成分元素
Al、Mg、Cu、Si等
密度小，强度大
用于汽车、飞机、火箭、船舶制造等
④钛合金
钛的合金具有密度小、强度高、耐腐蚀、耐高温等优点，主要用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船等领域。
1.下列对合金的说法正确的是（ ）
A.合金中至少含有两种金属元素
B.合金中的金属元素以化合物的形式存在
C.黄铜是纯净物
D.合金中也可含非金属元素
答案 D
解析 掌握合金的概念要把握几个重点：
①组成元素：
金属与金属或金属与非金属，一定含有金属元素，可能含有非金属元素；
②特性：
具有金属特性；
③合金为混合物。
A项错，合金未必含有两种或两种以上的金属元素；
B项合金是熔合而成的，保持着金属特性，金属元素一般以单质形式存在；
C项中的黄铜是一种铜合金，是混合物。
2.合金相对于纯金属制成的金属材料来说优点是（ ）
①合金的硬度一般比它的各成分金属的大 ②一般合金的熔点比它的各成分金属的更低 ③改变原料的配比，改变生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金 ④合金比纯金属的导电性更强 ⑤合金比纯金属的应用范围更广泛
A.①②③⑤B.②③④C.①②④D.①②④⑤
答案 A
解析 合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面优于它的各成分金属。
例如，合金的硬度一般比各成分金属的硬度大，多数合金的熔点比各成分金属的熔点低，但合金的导电性比纯金属弱。
二 正确选用金属材料
1.金属材料的分类：
若根据组成，金属材料可分为纯金属和合金；
若根据性能特点，可分为黑色金属（包括铁、铬、锰以及它们的合金）和有色金属（除黑色金属以外的其他金属及合金）。
2.根据你的生活经验和下表所提供的信息，分析并回答下列问题。
物理性质
银
铜
金
铝
铁
铅
锡
导电性（以银的导电性为100作标准）
100
99
74
61
17
7.9
密度（g·
cm－3）
10.5
8.92
19.3
2.7
7.86
11.3
19.35
5.75～7.28
熔点（℃）
962
1083
1064
660
1535
3410
232
硬度（以金刚石的硬度为10作标准）
2.5～4
2.5～3
2～2.9
4～5
1.5
（1）为什么菜刀、锤子等通常用铁制而不用铅制？
（2）银的导电性比铜好，为什么导线一般用铜制而不用银制？
（3）为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？
答案
（1）因为铁的硬度比铅大，且铅有毒，故常用铁而不用铅制菜刀、锤子等。
（2）银和铜的导电性相近，但银比铜贵得多，且电线用量大，所以用铜不用银。
（3）因为钨的熔点高（3410℃），而锡的熔点（232℃）太低，通电时锡制的灯丝就熔断了，所以用钨丝而不用锡丝作灯泡的灯丝。
正确选用金属材料
（1）金属的分类标准有组成元素、密度大小、性能特点等。
（2）选用金属材料的基本依据：
①金属的用途、外观、价格等；
②物理性质（密度、硬度、强度、导电性、导热性等）决定金属材料的加工难易程度；
③化学性质（对水的作用、耐腐蚀性等）决定金属材料的日常维护和对环境的影响。
3.用于火箭发动机、航天飞机制动闸的金属，要有良好的热学性能，如熔点高、比热高、热导率高、适宜的热膨胀率等优异性能。
根据下表数据，用于制造制动闸的最佳金属材料为（ ）
金属
比热（J·
g－1·
K－1）
热导率（W·
m－1·
热膨胀率（25℃）α（×
106）
A
418
0.106
75.37
11.76
B
923
0.243
153.66
24.3
C
933
0.215
221.91
23.6
D
1550
0.436
146.5
11.6
4.
（1）选择填空，将铝的用途与性质对应起来（每个选项只能用一次）。
A.质轻 B.延展性好 C.易传热 D.易导电
E.氧化时放热
①太阳能热水器：
________；
②飞机：
③焊接铁轨：
④电缆：
⑤铝箔：
________。
（2）佛山是有色金属之乡，其中铝合金材料的产量约占全国的一半。
铝合金材料属于________（填“纯净物”、“混合物”或“单质”）。
答案
（1）①C ②A ③E ④D ⑤B
（2）混合物
解析
（1）铝在太阳能热水器上的应用是由于它的导热性好。
铝合金硬度大质量轻，是制造飞机的良好材料，铝被氧化时放热可作铝热剂，因而可用来焊接铁轨。
铝用作电缆和铝箔则分别是由于其导电性和延展性。
（2）合金是由一种金属跟其他一种或几种金属（或非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质，因此肯定是混合物。
合金是由两种或两种以上的金属（或非金属）熔合而成的，具有金属特性的物质。
合金的熔点比成分金属熔点低，具有更大的硬度、强度和良好的机械性能，种类繁多，应用极其广泛。
1.纯铁的熔点为1535℃，而高炉中炼铁时生铁（含碳量较高的铁的合金）在1200℃左右就熔化了，这是因为（ ）
A.铁的纯度越高，熔点越低
B.合金的熔点一般比其成分物质的熔点低
C.因为形成了铁碳合金，所以熔点变高
D.在高炉内熔化的过程中发生了化学反应
答案 B
解析 多数合金的熔点比其各成分金属的熔点低。
2.下列说法中不正确的是（ ）
A.人类历史上使用最早的合金是青铜
B.钢属于铁合金
C.目前世界上使用量最大的合金是铝合金
D.目前世界上用途最广的是合金钢
答案 C
解析 目前世界上使用量最大的合金是铁合金。
3.用于制造飞机的材料应具备高比强度（断裂强度/密度），还应具备密度小、质地轻的特点。
以波音747为例，机身每减轻1kg，因耗油减少，一年可获利2000美元。
你认为下列材料中可用于飞机制造业的是（ ）
A.MgAl合金B.黄铜（CuZn合金）
C.NaK合金D.生铁（FeC合金）
解析 黄铜、生铁密度较大，且生铁易断裂；
NaK合金熔点低，常温下为液体，选项B、C、D不正确。
4.不锈钢通常不与酸、碱、盐反应，是因为加入了（ ）
A.Ni和CrB.Ni和AuC.Cr和AuD.Cr和Pt
解析 不锈钢中添加的合金元素主要是Ni和Cr，Ni、Cr元素的加入使不锈钢在多种酸、碱、盐溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。
5.根据你学过的有关金属的知识，回答下列问题：
（1）铜钱在我国历史上曾经是一种广泛流通的货币，铜常用于制造货币的原因可能是________（填序号）。
A.铜的熔点不是太高，易于冶炼，易于铸造成型
B.铜的性质不活泼，不易被腐蚀
C.我国较早的掌握了湿法冶炼铜的技术
D.自然界有大量的游离态的铜
（2）钢铁制品的使用更为广泛，但是铁制品易生锈，铁锈的主要成分是________（填名称），铁的氧化物常见的还有________、________。
（填化学式）
（3）铝制品因为表面易形成致密的氧化铝薄膜而经久耐用，但是该氧化膜易被酸、碱破坏，若使氧化铝与氢氧化钠溶液作用，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
（4）一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量绿色锈状物的货币，这肯定是________币，黑色物质是________（填名称），形成这种物质的化学方程式为________________________________________________________________________，
绿色物质是________（填化学式），这枚金属币的真面目为________色。
另外一枚是闪闪发光的黄色金属币，它肯定是________币，表面一直未被氧化的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（5）不法分子有时用铜锌合金制成假金币行骗。
下列方法中能有效鉴别其真假的是________（填序号）。
A.观察颜色
B.查看图案
C.用手掂量轻重
D.滴一滴硝酸在币的表面，观察现象
答案
（1）ABC
（2）氧化铁 FeO Fe3O4
（3）Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O
（4）铜 氧化铜 2Cu＋O2===2CuO
Cu2（OH）2CO3 紫红 金 金不活泼，不易被氧化 （5）D
解析
（1）铜钱作为货币，首先应易得，再者不容易被腐蚀。
（2）铁锈主要成分为Fe2O3，常见铁的氧化物还有FeO和Fe3O4。
（3）Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O。
（4）铜与氧气反应生成黑色CuO，铜在空气中“生锈”的反应为2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2（OH）2CO3（绿色）；
金的化学性质不活泼，空气中不与O2反应。
（5）有些假金币外形图案、颜色与金相近，密度与真金币相当，用手掂量不出来，假金币中的Zn、Cu均可与HNO3反应产生大量气泡，而Au不与HNO3反应。
6.已知合金A由两种常见金属组成。
为测定其组成，某同学的实验流程如图所示：
请回答：
（1）过程②中分离C和E的化学实验基本操作是____________________。
（2）溶液H中所含的阳离子有____________________________________（用离子符号表示）。
（3）为测定合金的组成，需要称量沉淀F的质量，则F需要洗涤，如何证明沉淀F是否洗涤干净？
（4）根据实验流程图中的数据计算合金A中两种金属的质量分数分别是____________、____________。
答案
（1）过滤
（2）Al3＋、H＋
（3）取最后一次洗涤液，加入少量AgNO3溶液，若产生白色沉淀，则沉淀没有洗涤干净，若无沉淀产生，则表明沉淀已经洗涤干净。
（4）Al：
30% Fe：
70%
解析
（1）分离固体与溶液采用过滤的方法。
（2）溶液H中加入过量氨水生成沉淀F，说明F是氢氧化物沉淀，再由E加适量盐酸生成F，F在过量盐酸中不沉淀而生成溶液H，说明F是Al（OH）3，F溶于过量盐酸，所得溶液中的阳离子是Al3＋和H＋。
（3）若沉淀F未洗涤干净，则表明会有沾附的氯离子，可向最后一次洗涤液中加入少量硝酸银溶液进行检验。
（4）两种金属分别为Fe和Al
40分钟课时作业
题组一 合金及其性质
1.嫦娥三号是中国国家航天局嫦娥工程第二阶段的登月探测器，它携带中国第一艘月球车，实现了中国首次月面软着陆。
嫦娥三号中使用了大量合金。
下列有关金属或合金的说法中不正确的是（ ）
A.生铁属于合金
B.一般地，合金的熔点比它的各成分金属的更低
C.合金的化学性质与成分金属的化学性质不同
D.改变原料的配比、改变生成合金的条件，可以得到具有不同性能的合金
2.下列关于合金的叙述中正确的是（ ）
A.合金是由两种或多种金属熔合而成的
B.日常生活中用到的5角硬币属于铜合金
C.合金在任何情况下都比单一金属性能优良
D.钢不属于合金
3.有关合金的叙述正确的是（ ）
A.合金的密度比其各成分金属小
B.合金的抗腐蚀性能都很好
C.合金的导电性能比其各成分金属强
D.多数合金比其各成分金属熔点低，硬度大
解析 合金与其各成分金属相比，某些性能增强，某些性能减弱。
多数合金的熔点比其各成分金属低。
4.选用金属材料时，以下方面需要考虑的是（ ）
①主要用途 ②物理性质、化学性质 ③价格 ④加工难度 ⑤日常维护 ⑥对环境的影响
A.①②③B.③④⑤
C.①⑤⑥D.①②③④⑤⑥
解析 本题错选A、B、C的原因是对金属材料的选用要考虑的问题了解不全面。
在选用材料时要综合考虑所选材料的性能、价格、加工难度、日常维护、对环境的影响等因素，从众多材料中选取合适者。
5.下列有关金属及其合金的说法不正确的是（ ）
A.目前我国流通的硬币是由合金材料制造的
B.钢是用途最广、用量最大的合金
C.镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹
D.日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用
6.下列说法正确的是（ ）
A.所有不锈钢都只含有金属元素
B.我国流通的硬币材质是金属单质
C.广东打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具
D.镁合金的硬度和强度均高于纯镁
解析 不锈钢中含有非金属碳，A项不正确；
我国流通的硬币材质是合金，B项不正确；
铝的冶炼方法在十九世纪才被发现，明朝时不可能有大量铝制餐具，C项不正确；
合金的机械加工性能一般优于其成分金属，D项正确。
7.碲锌镉（TeZnCd）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 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；
合金具有比其各成分金属低的熔、沸点，具有较高的硬度和强度。
题组二 正确选用合金
8.某合金与铁的物理性质比较如下：
熔点/℃
密度/g·
cm－3
硬度（金刚石为100）
导电性（银为100）
其他性质
某合金
2500
3.00
7.4
2.3
耐腐蚀
4.5
纯铁耐腐蚀
从以上性能看，该合金不适合制成（ ）
A.导线B.门窗
C.炉具D.飞机外壳
解析 从表格中总结，该合金具有密度小、机械性能好的特点，所以适合制作飞机外壳、门窗框；
由于熔点较高，所以适合制作炉具；
但是导电性不好，所以不适宜制作导线。
9.钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。
根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是（ ）
A.用来做保险丝
B.用于制造航天飞机
C.用来制造人造骨
D.用于家庭装修，做钛合金装饰门
解析 由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；
由于钛和钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排异反应，因此可以用来制造人造骨，C正确；
由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，做钛合金装饰门，D正确；
只有A错误，由于其熔点高，不适合做保险丝。
10.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所示的实验（各试剂均过量）：
（硅可与氢氧化钠溶液反应：
Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑）由此推知硬铝的组成是（ ）
A.Al、Mg、Si、ZnB.Al、Cu、Mg、Si
C.Al、Fe、C、CuD.Al、Si、Zn、Na
[能力提升题]
11.铜是生命必需的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响，请完成
（1）～（3）题。
（1）在化学反应中，铜元素可表现为0、＋1、＋2价。
在西汉古籍中曾有记载：
曾青得铁则化为铜[即：
曾青（CuSO4）跟铁反应就生成铜]。
试写出该反应的化学方程式：
（2）铜器表面有时会生成铜绿[Cu2（OH）2CO3]，这层铜绿可用化学方法除去。
试写出除去铜绿而不损伤器物的反应的化学方程式：
（3）铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。
试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币（铜的熔点是1183.4℃，铁的熔点是1534.8℃）
答案
（1）CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu
（2）Cu2（OH）2CO3＋4HCl===2CuCl2＋3H2O＋CO2↑
[或Cu2（OH）2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋3H2O＋CO2↑]
（3）铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀，铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型
解析
（1）中实际上是用铁还原CuSO4得到单质铜。
（2）中因为铜绿（碱式碳酸铜）能与酸反应，生成可溶性盐和气体，故可用酸除之。
（3）铜在古代作为货币主要因为其熔点低，易于铸造，且不易腐蚀。
12.物质A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K存在下图转化关系，其中气体D、E为单质，试回答：
（1）写出下列物质的化学式：
A是________，D是________，K是________。
（2）写出反应“C→F”的离子方程式：
________________________________________________________________________
（3）写出反应“F→G”的化学方程式：
（4）在溶液I中滴入NaOH溶液，可观察到的现象：
（5）实验室检验溶液B中阴离子的方法：
____________________________。
答案
（1）Al H2 Fe（OH）3
（2）Al3＋＋3NH3·
H2O===Al（OH）3↓＋3NH
（3）Al（OH）3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O
（4）先生成白色絮状沉淀，而后迅速变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀
（5）取少量溶液B于试管中，先滴入少量稀硝酸，再滴加硝酸银溶液
解析 突破口有：
E为氯气、K为氢氧化铁、F为氢氧化铝，然后可以推导出A为铝、C为氯化铝、D为氢气、B为HCl、H为铁、I为氯化亚铁、J为氯化铁、G为偏铝酸钠。
13.历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。
（1）金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是利用它们的________（填序号）。
A.硬度适中
B.密度适中
C.在自然界里都可得到纯净的单质
D.不活泼性
（2）试样X由氧化亚铁和氧化铜组成，取质量相等的两份试样，按下图所示进行实验：
请写出步骤③中所发生的全部反应的离子方程式：
__________________。
若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反应后，生成的不溶物W的质量是m，则每份试样X中氧化铜的质量为__________________（用m表示）。
答案
（1）D
（2）Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
m
解析
（1）金、银、铜都属于不活泼金属，易加工，因此，在历史上都曾经用作货币。
（2）试样与过量盐酸反应所得溶液Y为FeCl2、CuCl2混合溶液，粉末Z为Fe、Cu混合物，将Y和Z混合，发生反应：
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，由生成的溶液呈强酸性表明：
溶液中不含Cu2＋离子，不溶物W全部是金属铜，氧化铜的质量为0.5m×
＝
m。
14.某铝合金中含有合金元素镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，设计了如下实验，请回答有关问题：
（1）称取样品ag，将其溶解于足量的稀盐酸中，过滤。
滤液中主要含有________，溶解、过滤用到的玻璃仪器是________。
（2）滤液中加过量氢氧化钠溶液、过滤，有关的离子方程式是________________________________________________________________________。
（3）向步骤
（2）的滤液中通入足量二氧化碳气体，过滤，有关的离子方程式是
（4）步骤（3）过滤后的滤渣用蒸馏水洗涤2～3次，烘干并灼烧至恒重，冷却后称重，其质量为bg，有关的化学方程式是
________________________________________________________________________，
原样品中铝的质量分数是________。
（5）若步骤
（2）中加入氢氧化钠的量不足，则实验结果_______
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