金属材料 一、单选题 1.不久前，物理研究所的一名科学家发明了一种“碳纳米管温度计”这种温度计被认定是目前世界上最小的温度计．研究人员在长约 10-6m，直径为 10-7m 的碳纳米管中充入液态的金属镓．当温度升高时，管中镓就会膨胀，通过电子显微镜就能读取温度值．这种温度计测量 的范围可从 30℃到 490℃，并且精确度较高，可用于检查电子线路是否异常、测量毛细血管的温度等许多方面．根据以上信息判断下列推测中正确的是（ ）
A. 碳纳米管的体积在 10℃至 500℃之间随温度变化很小，可忽略不计 B. 金属镓的熔点、沸点都很低 C. 在 30℃到 490℃之间金属镓的体积与温度变化呈反比 D. 金属镓的体积在 30℃到 490℃之间随温度变化很小，可忽略不计 2.金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。下列性质属于金属共性的是( ) A. 硬度很大、熔点很高 B. 有良好的导电性、导热性 C. 是银白色的固体 D. 易与酸反应产生氢气 3.下列实验中会产生红色物质的是（ ）
A. 向CuCl2 溶液中加入铁粉 B. 向CuSO4溶液中加入NaOH溶液 C. 向K2SO4溶液中滴加BaCl2溶液 D. 向Ca(OH)2溶液中加入稀盐酸 4.下图是某学生学习化学知识后进行的归纳，你认为相应图示表示正确的是( ) A. 氮元素的化合价 B. 碳元素的质量分数 C. 含碳量 D. 金属活动性 5.常德石门某地因曾经进行过30多年的雄黄矿生产，导致现在山上光秃秃一片，后经专家确认雄黄矿中的“砷”对植物有严重的毒害作用。这种危机属于（ ）
A. 酸雨 B. 重金属污染 C. 固体废弃物污染 D. 大气污染 6.下列选项中物质的俗名、化学式、类别、用途完全对应的是（ ）
A. 水银 Hg 金属 生产体温计 B. 生石灰 CaO 氧化物 补钙剂 C. 食盐 NaCl 盐 除铁锈 D. 纯碱 Na2CO3 碱 制玻璃 7.推理是化学学习中常用的方法，下列推理正确的是（ ）
A. 金刚石、石墨都是碳原子构成的，它们是同种物质 B. 银的导电性很好，所以导线常用银丝制作 C. 气体溶解度随温度升高而减小，所以夏天鱼池需要增氧 D. 物质燃烧需要三个条件，灭火需要破坏三个条件 8.物质的用途与性质关系完全对应的是（ ）
A B C D 物质 稀盐酸 铅锑合金 石墨 干冰 用途 除铁锈 保险丝 铅笔芯 灭火 性质 能与金属反应 导电性 灰黑色质软润滑 不助燃 A. A B. B C. C D. D 9.下列关于实验现象的描述，正确的是（ ）
A. 黄铜片和铜片互相刻画，黄铜片上会留下清晰的划痕 B. 硫在空气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体 C. 电解水时，电源负极产生的气体能使带火星的木条复燃 D. 将二氧化碳通入燃着高低两支蜡烛的烧杯中，蜡烛自低到高依次熄灭 10.下列对物质的归类正确的是（ ）
选 项 归 类 物 质 A 铜合金 黄铜、青铜、氯化铜 B 氧化物 冰水、氨水、双氧水 C 可燃气体 氢气、氧气、天然气 D 化学肥料 氮肥、磷肥、复合肥 A. A B. B C. C D. D 11.下列对化学知识的归纳不正确的是（ ）
A、物质的俗名 B、物质的分类 氢氧化钠的俗名──烧碱、火碱、苛性钠 氧化钙的俗名──生石灰 氢氧化钙──熟石灰、消石灰 CH3COOH──酸 NH3•H2O──碱 CuSO4──盐 C、物质的用途 D、物质的鉴别 氧化钙、氢氧化钠、浓硫酸──干燥剂 氮气、铁粉──食品保鲜 铜、铝──制导线 稀盐酸和氯化钠溶液──酚酞溶液 氢氧化钠和氢氧化钙──二氧化碳 氢氧化钠和硝酸铵──水 A. A B. B C. C D. D 12.下列说法不正确的是（ ）
A. 工业上采用分离液化空气的方法制备O2 和N2 B. H2 和CH4 在点燃前要检验气体的纯度 C. 一般情况下，合金的熔点和硬度都比组成合金的纯金属高 D. NaOH 固体潮解、变质与空气中的水蒸气和CO2 有关 二、填空题 13.“铁、锌、铜、镁、铝”是生活中常见的金属。请根据所学知识回答下列问题：
（1）铝块常被用作制造铝箔是利用了铝的 性。
（2）黄铜是铜锌合金，其硬度比纯铜 (填“大”或“小”)。
14.我国古代劳动人民在认识、改造和应用物质方面有着很多实践。
（1）战国《吕氏春秋》中记载；
“金柔锡柔，合两柔则刚”(“金”指铜单质，“锡”指锡，单质，“刚”指坚硬)。这句话说明铜锡合金具有的特性是 。
（2）战国《周礼》中记载：“煤饼烧砺房成灰”(“砺房”即牡砺壳，主要成分是碳酸钙)。古代劳动人民将此“灰”溶于水制得碱液，写出该反应的化学方程式 。
三、解答题 15. 2020年11月10日，中国“奋斗者”号载人潜水器在“地球第四极”— —马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米，创造了中国载人深潜的新纪录。本次万米深潜任务成功的一大亮点是采用了许多自主研发的国产新材料 （1）“奋斗者”号采用的钛合金材料强度高、韧性好、耐腐蚀，与下列哪种材料类型相同________? ①塑料 ②不锈钢 ③玻璃 （2）“奋斗者”号下潜时，外部携带了4块压载铁，总质量将近2吨。压载铁被悬挂的模型如右图所示。试计算4块压载铁水下浸没时对“奋斗者”号的作用力约为多少?(压载铁的密度近似为8×103千克/米3 ， 海水的密度近似为水的密度) （3）完成水下作业之后，“奋斗者”号抛去压载铁上浮。为了使“奋斗者”号在深海有足够大的浮力返航，采用了一种新的固体浮力材料，由大量纳米级大小的空气玻璃微珠组成。为了满足设计需求，该材料需要具备怎样的性质?________(答出一点即可) 四、实验探究题 16.市场上有一种自热米饭，其饭盒中有一小包粉末，粉末的主要成分是铁粉、镁粉和氯化钠。小明利用这包粉末，进行了如下的探究实验：
（1）验证并分离铁粉的最简单的物理方法是________。
（2）若要进一步分离镁粉和氯化钠而得到干燥的镁粉，要进行的操作是：溶解、________、洗涤、干燥。在前两步实验操作中都用到的玻璃仪器为________ (填一种)。
（3）在(2)所得镁粉中加入一定量的稀硫酸，使固体完全溶解。对所得溶液中含有的溶质，小明作如下猜想：
猜想1：溶质只有硫酸镁。
猜想2：溶质有硫酸镁和________(填化学式)。
经查阅资料：硫酸镁溶液酸性极弱。若要检验猜想2是否正确，能不能选用无色酚酞试液作为试剂？________(选填“能”或“不能”)。小明选用一种金属单质进行实验，观察到了明显的现象，从而肯定了猜想2是正确的，写出发生反应的化学方程式：________。
答案解析部分 一、单选题 1.【答案】 A 【解析】【分析】本题考查金属的物理性质及用途。根据题意结合金属镓的物理性质分析。
金属镓：淡蓝色金属，在29.76℃时变为银白色液体。液态镓很容易过冷即冷却至0℃而不固化。微溶于汞，形成镓汞齐。受热至熔点时变为液体，再冷却至0℃而不固化，由液体转变为固体时，其体积约增大3.2%。硬度1.5～2.5。常温时镓在干燥空气中稳定，很容易水解。
【解答】A.因纳米碳管的热膨胀率极低，所以纳米碳管的体积在测定温度范围内随温度变化很小，可忽略不计；
符合题意；
B.因液态家用于纳米碳管内制成温度计可知其熔点较低，沸点很高；
故不符合题意；
C.金属家在纳米碳管制成的温度计内受热膨胀，所以金属家在此温度测定范围内变化明显、均匀，但不会成反比例；
故不符合题意；
D.金属家的体积在此温度测定范围内变化很小，但由于其用于温度计测定温度变化情况，并且通过电子显微镜观察变化读取数值，绝对不能忽略不计；
故不符合题意。
2.【答案】 B 【解析】【分析】根据常见金属的性质分析判断。
【解答】A.金属锡的熔点只有232℃，并不是很高，故A错误；
B.常见金属都具有良好的导电性和导热性，故B正确；
C.铜就是红色固体，故C错误；
D.铜和银，都不能与酸反应生成氢气，故D错误。
故选B。
3.【答案】 A 【解析】【分析】根据常见化学物质的颜色分析判断。
【解答】A.铁和氯化铜反应，生成氯化亚铁和红色的铜单质，故A正确；
B.硫酸铜和氢氧化钠反应，生成蓝色的氢氧化铜沉淀和硫酸钠，故B错误；
C.硫酸钾和氯化钡反应，生成白色的硫酸钡沉淀和氯化钾，故C错误；
D.氢氧化钙与稀盐酸反应，生成氯化钙和水，没有颜色变化，故D错误。
故选A。
4.【答案】 B 【解析】【分析】A、根据化合物中元素化合价代数和为0分析；
B、根据元素质量分数＝相对原子质量×原子个数/相对分子质量分析；
C、根据生铁中含碳量高于钢分析；
D、根据金属活动性顺序表分析。
【解答】A、氮气中氮元素化合价为0，氨气中为－3价，二氧化碳中为+4价，不符合题意；
B、二氧化碳、一氧化碳、甲烷中碳元素质量分数由小到大顺序为二氧化碳<一氧化碳<甲烷，符合题意；
C、生铁中含碳量高于钢，不符合题意；
D、金属活动性顺序镁大于铁，不符合题意；
故选B。
5.【答案】 B 【解析】【分析】重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属超标制品等人为因素所致。因人类活动导致环境中的重金属含量增加，超出正常范围，直接危害人体健康，并导致环境质量恶化。 【解答】废电池里含有大量重金属汞、镉、锰、铅等，将废电池随意丢弃，在日晒雨淋之后，废电池的表面皮层会锈蚀，废电池中的成分就会渗透到土壤和地下水，不知情的人们若是食用受污染的土地生产的农作物又或是喝了受污染了的水，那么这些有毒的重金属就会进入人的体内，慢慢的沉积下来，从而对人类健康造成极大的危害，因此这种危机属于重金属污染。
故答案为：B 6.【答案】 A 【解析】【分析】物质的性质决定它的用途，将名称、化学式、分类和用途一一比较，哪个完全对应，哪个就是正确选项。
【解答】A.水银的化学式是Hg，是一种液态金属，通常制作体温计，故A正确；
B.生石灰的化学式是CaO，因为它只由两种元素构成，且一种是氧元素，所以是氧化物；
由于它与水结合时会放出大量的热，对人体造成损伤，因此不能用作补钙剂，故B错误；
C.食盐的化学式是NaCl，由于它由金属粒子和酸根粒子构成，所以是盐类；
由于铁锈是碱性氧化物，因此用酸去除，而食盐溶液呈中性，故C错误；
D.纯碱的化学式是 Na2CO3 ，因为它由金属和酸根离子构成，因此是盐不是碱，故D错误。
故选A。
7.【答案】 C 【解析】【分析】A、金刚石、石墨都是碳原子构成的，但是原子排列不同；
B、物质的用途主要是由物质的性质决定的，但还要考虑原料是否易得、价格、能否保护有限的金属资源、是否美观、是否便利，以及废料是否易于回收和对环境是否有害等多种因素；
C、根据气体溶解度随温度升高而减小，进行分析判断；
D、根据灭火的原理分析解答． 【解答】解：A、金刚石、石墨都是碳原子构成的，但是不是同一种物质，因为它们的碳原子排列不同，故本选项错误；
B、银具有很好的导电性，但银的价格较高，不能用于制电线，故本选项错误；
C、气体溶解度随温度升高而减小，夏天气温高，氧气的溶解度减小，所以夏天鱼池需要增氧，故本选项正确． D、物质燃烧需要同时满足三个条件，因此灭火也需要同时破坏这三个条件中的一个就可以灭火，故本选项错误；
故选：C． 8.【答案】 C 【解析】【分析】物质的性质决定物质的用途，根据已有的物质的性质进行分析解答即可． 【解答】解•：A、稀盐酸能与金属氧化物反应，可除铁锈，错误；
B、铅锑合金熔点低，可做保险丝，错误；
C、石墨灰黑色质软润滑，可做铅笔芯，正确；
D、二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，且密度比空气大，可用于灭火，错误． 故选C． 9.【答案】 D 【解析】【分析】根据已有的实验操作方法、物质的性质以及物质间反应的实验现象进行分析解答即可． 【解答】解：A、黄铜的硬度大于铜片，错误；
B、硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体，错误；
C、电解水时，电源负极产生的气体能燃烧，错误；
D、将二氧化碳通入燃着高低两支蜡烛的烧杯中，蜡烛自低到高依次熄灭，正确；
故选D． 10.【答案】 D 【解析】【分析】A、根据常见的铜合金，进行分析判断． B、氧化物是只含有两种元素且其中一种元素是氧元素的化合物． C、根据常见的可燃气体进行分析判断． D、根据常见的化学肥料，进行分析判断． 【解答】解：A、黄铜、青铜是常见的铜合金，氯化铜是铜的化合物，不属于合金，故选项物质的归类错误． B、冰是固态的水，冰水是由两种元素组成的且有一种是氧元素的化合物，属于氧化物；
氨水是由氮、氢、氧三种元素组成的，不属于氧化物；
双氧水是过氧化氢的水溶液，属于混合物；
故选项物质的归类错误． C、氢气、天然气均具有可燃性，均属于可燃气体；
氧气能支持燃烧，不具有可燃性，故选项说法错误． D、氮肥、磷肥、复合肥均属于常见的化肥，故选项物质的归类正确． 故选：D． 11.【答案】 D 【解析】【分析】A、根据物质的名称、俗称以及化学式解答；
B、根据物质的类别解答；
C、根据物质的性质和用途的关系解答；
D、根据物质的性质差异解答． 【解答】解：A、氢氧化钠的俗名烧碱、火碱、苛性钠，正确；
氧化钙的俗名是生石灰，正确；
氢氧化钙的俗名是熟石灰、消石灰，正确；
B、CH3COOH属于酸，正确；
NH3•H2O属于碱，正确；
CuSO4属于盐，正确；
C、氧化钙、氢氧化钠、浓硫酸能用作干燥剂，正确；
氮气、铁粉可以用作食品保鲜，正确；
铜、铝可以用于制导线，正确；
D、稀盐酸和氯化钠溶液都不能使酚酞溶液变色，不能用酚酞试液鉴别，错误；
氢氧化钠与二氧化碳反应没有现象，氢氧化钙与二氧化碳反应产生沉淀，可以用二氧化碳鉴别，正确；
氢氧化钠溶于水放热，硝酸铵溶于水吸热，可以用水鉴别；
故选D． 12.【答案】 C 【解析】【分析】A、根据工业上制氧气的原理解答；
B、根据可燃性气体点燃时易发生爆炸解答；
C、根据合金的特性解答；
D、根据NaOH 固体潮解、变质的原因解答． 【解答】解：
A、工业上利用液氧和液氮的沸点不同，采用分离液化空气的方法制备O2 和N2故正确；
B、可燃性气体点燃时易发生爆炸，H2 和CH4 在点燃前要检验气体的纯度，故正确；
C、一般情况下，合金的熔点比组成合金的纯金属低，硬度比组成合金的纯金属高，故错误；
D、氧化钠固体具有吸水性，易吸收空气中的水分而潮解，还能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠而变质．故正确． 答案：C 二、填空题 13.【答案】 （1）延展 （2）大 【解析】【分析】根据金属的延展性及合金的硬度比纯金属的大分析。
【解答】（1）铝块被用作制造铝箔是利用铝的延展性；
（2）黄铜是合金，其硬度比其成分的纯金属大；
故答案为：（1）延展；
（2）大。
14.【答案】 （1）铜锡合金的硬度比其组成成分大 （2）CaO+H2O=Ca(OH)2 【解析】【分析】（1）“柔”和“钢”指的是金属的硬度，一般情况下，合金的硬度大于组成它的任何一种金属，据此解答；
（2）碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，而氧化钙溶于水时，与水反应生成氢氧化钙，据此写出反应的方程式。
【解答】（1）“金柔锡柔，合两柔则刚”，这句话说明铜锡合金具有的特性是：铜锡合金的硬度比其组成成分大。
（2）氧化钙溶于水时，与水反应生成氢氧化钙，反应的方程式为：
CaO+H2O=Ca(OH)2 。
三、解答题 15.【答案】 （1）② （2）解：
V=mρ=2000kg8×103kg/m3=0.25m3 F浮=ρ液gV排=1×103kg/m³×10N/kg×0.25m3=2500N G=mg=2000kg×10N/kg=20000N F拉=G-F浮=20000N-2500N=17500N （3）密度小、抗压能力强 【解析】【分析】（1）合金指一种金属与另一种或几种金属或非金属经过混合熔化，冷却凝固后得到的具有金属性质的固体产物，据此分析判断；
（2）首先根据密度公式 V=mρ 计算出压铁的体积，然后根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算出压铁受到的浮力，接下来根据G=mg计算出压铁的重力，最后根据F拉=G-F浮计算出压铁对“奋斗者”号的作用力。
（3）根据该材料的作用和环境特点解答。
【解答】（1）“奋斗者”号采用的钛合金材料为合金，而不锈钢也是合金，故选②。
（2）压铁的体积：
V=mρ=2000kg8×103kg/m3=0.25m3 ；
压铁受到的浮力F浮=ρ液gV排=1×103kg/m³×10N/kg×0.25m3=2500N；
压铁的重力：G=mg=2000kg×10N/kg=20000N；
压铁浸没时对“奋斗者”号的作用力：F拉=G-F浮=20000N-2500N=17500N。
（3）①空气的密度很小，根据m=ρV可知，相同体积的这种材料质量更小，对“奋斗者”产生的浮力越大；
②由于处于深海，因此这种材料的抗压能力要特别强。
四、实验探究题 16.【答案】 （1）用磁铁吸引 （2）过滤；
玻璃棒(或烧杯) （3）H2SO4；
不能；
Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑ 【解析】【分析】（1）根据铁具有铁磁性分析；
（2）根据过滤的原理、溶解和过滤所用仪器分析；
（3）根据反应后溶液中除一定有生成物外反应物还可能有剩余及酸的化学性质分析。
【解答】（1）铁具有铁磁性， 验证并分离铁粉的最简单的物理方法是用磁铁吸引；
（2）镁不溶于水，氯化钠易溶于水， 要进一步分离镁粉和氯化钠而得到干燥的镁粉，可通过溶解、过滤 、洗涤、干燥完成，溶解、过滤时都要用到玻璃棒和烧杯；
（3）镁与硫酸反应生成硫酸镁和氢气，反应后溶液中溶质一定有硫酸镁，可能有硫酸；
因酚酞遇中性和酸性溶液都呈无色，所以用酚酞无法验证溶质中是否有硫酸，若用金属单质验证硫酸的存在，则需选择金属活动性顺序中排在氢前的金属，如铁，反应方程式为 Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑ ；
故答案为：（1）用磁铁吸引；
（2）过滤；
玻璃棒(或烧杯) ；
（3）
H2SO4 ；
不能；
Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑ 。