第3讲金属材料复合材料

1第3讲金属材料复合材料(15)(45分钟100分)一、选择题(本大题包括12小题，每小题4分，共48分。每小题只有一个选项符合题意。)1．“轻轨电车”是近年新兴的一种交通工具(如右图所示)，当电车开动时，在电车与架空电线的接触点上，由于高速摩擦会产生高温，因此接触点上的材料应该具有耐高温，能导电的性质，你认为该接触点上的材料选用较为合适的是()A．金刚石B．铝C．石墨D．铜2．某复合材料是以人工碳纤维为增强体、金属钛为基体复合而成。估计这种材料具有的性质或用途是()①耐高温②不耐热③导电、导热④不导电、不导热⑤可用于飞机机翼⑥可用于导弹的壳体A．①③⑤⑥B．②③⑤⑥C．②③④D．③④⑤3．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．广东正在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4．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．司母戊鼎是我国目前已发现的最重的青铜器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合金是钢5．合金比纯金属制成的金属材料的优点是()①合金的硬度一般比它的各成分金属的大②一般地，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．①②④⑤6．所谓合金，就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔融状态下形成的一种熔合物，根据下列四种金属的熔沸点：金属NaAlCuFe熔点(℃)97.8166010381535沸点(℃)883246725672750A.Fe—Cu合金B．Cu—Al合金C．Al—Na合金D．Cu—Na合金7．某工厂排放的酸性废水中含有较多的Cu2＋，对农作物和人畜都有害，欲采用化学法除去有害成分，最好是加入下列物质中的()A．食盐、硫酸B．胆矾、石灰水C．铁粉、生石灰D．苏打、盐酸8．出土的锡青铜(铜锡合金)文物常用Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是()A．锡青铜的熔点比纯铜高B．在自然环境中，锡青铜中的锡可加速对铜的腐蚀C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程9．下列有关金属的叙述正确的是()2A．金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性B．金属元素在化合物中一定显正价C．金属元素在不同化合物中的化合价均相同D．酸根离子中一定不含金属原子10．下列事实能说明金属甲比金属乙的活动性强的是()A．在发生化学反应时，甲原子失电子数比乙原子多B．甲的阳离子的氧化性比乙离子强C．甲的氢氧化物只有碱性，乙的氢氧化物为两性D．在甲、乙、硫酸组成的原电池中，甲为负极11．镁、铝、铜三种金属粉末混合物，加入过量盐酸充分反应，过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液，再过滤，滤液中存在的离子有()A．Mg2＋B．Cu2＋C．Al3＋D．[Al(OH)4]－12．现代建筑的门窗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：Si＋2OH－＋H2O===SiO32－＋2H2↑)()A．Al、Mg、Si、ZnB．Al、Fe、Zn、NaC．Al、Na、Cu、FeD．Al、Cu、Mg、Si、Mn二、非选择题(本大题包括4小题，共52分)13．(12分)2009年2月10日，美俄卫星在西伯利亚上空的太空中相撞，产生了大量太空垃圾，可能会对国际空间站造成威胁，这使人们又想起美国航天飞机“哥伦比亚号”爆炸震惊世界的航天惨案。专家推测“哥伦比亚号”航天飞机的失事原因之一是覆盖在航天飞机外层的一片微不足道的隔热瓦脱离，引起飞机外表金属温度迅速升高而熔化解体。(1)照片显示，在“哥伦比亚号”机翼下方有几片小瓷片脱落，引起了科学家的注意，这是一种覆盖在航天飞机表面的特殊的陶瓷片，其主要作用是________。A．增加航天飞机的强度，防止流星和太空垃圾撞击而损坏航天飞机B．将太阳能转化为电能供航天飞机使用C．便于雷达跟踪，接受地面指挥中心的指令D．在返回大气层时，陶瓷耐高温隔热，有效地保护航天飞机平安返回地面(2)隔热瓦是一种金属陶瓷，金属陶瓷是由陶瓷和黏结金属组成的非匀质的复合材料。陶瓷主要是Al2O3、ZrO2等耐高温氧化物，黏结金属主要是Cr、Mo、W、Ti等高熔点金属。下列关于复合材料的说法不正确的是________。A．由两种或两种以上金属(或金属与非金属)熔合而成的物质叫复合材料B．复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能，在综合性能上超过了单一材料C．玻璃钢是以玻璃纤维和树脂组成的复合材料，它可做船体、汽车车身等，也可做印刷电路板D．复合材料的熔沸点一般比它的各组成成分的熔沸点低(3)将陶瓷和黏结金属研磨，混合均匀，成型后在不活泼气氛中烧结，就可制得金属陶瓷。金属陶瓷兼有金属和陶瓷的优点，其密度小、硬度高、耐磨、导热性好，不会因为骤冷或骤热而脆裂。实验室有一金属陶瓷制成的容器，可用来盛放下列哪些物质________。A．NaOH溶液B．KNO3溶液C．氢氟酸D．盐酸14．(12分)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)跟铁反应生成铜]。试写出该反应的化学方程式：__________________________3__________________________________________________________________________。(2)铜器表面有时会生成铜绿，请写出生成铜绿的化学方程式：________________________________________________________________________，这层铜绿可以用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的化学方程式：______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(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℃)15．(12分)某化学兴趣小组为探索工业废料的再利用，在实验室中用含有铝、铁、铜的合金制取氯化铝溶液、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体。其实验方案如下：(1)所加试剂①、②分别是__________________。(2)从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是______________________________________________________________________________________________________________________________________________；从滤渣F制取胆矾的第一步操作最好采用_____________________________________。(3)上述实验方案中，有一步设计明显不合理，请你予以指出，并说明理由________________________________________________________________________。你认为正确的设计方案是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。16．(16分)铜器久置，表面会生成一层绿色固体，为了解铜在空气中的腐蚀情况，某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。查阅相关资料后，猜想该绿色物质可能是铜的碳酸盐。该小组同学利用如下图装置进行实验。①对试管内的绿色固体进行加热，至完全分解，观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色，B装置中无水硫酸铜变成蓝色，C装置中澄清石灰水变浑浊。②取少量加热后生成的黑色固体于试管中，加入稀硫酸。观察到黑色固体逐渐溶解，溶液变成蓝色。③取少量上述蓝色溶液于试管中，浸入一根洁净的铁丝。观察到铁丝表面有红色物质析出。请回答下列问题：(1)绿色固体中含有的元素是________________。(2)加热后试管中剩余的黑色物质是________。(3)假设该绿色物质是一种纯净物，则其化学式可能是________，加热分解的化学方程式为________________________________________________________________________。(4)上述实验步骤③中的反应的离子方程式为____________________。(5)实验装置最后的干燥管的作用是_________________________________________。(6)如果将B、C两装置对调，能否达到实验目的________，为什么______________________________________________________________________。4参考答案：1、答案：C2、答案：A3、答案：D4、解析：目前使用量最大的合金为铁合金。答案：C5、答案：A6、解析：要形成合金，各成分都要有共同的液态温度范围，即合金中一种金属的熔点要高于另一种金属的熔点而低于它的沸点，而Cu—Na不具备。答案：D7、答案：C8、解析：A项，合金的熔点低于各成分金属的熔点。B项，活泼金属作负极，活泼金属锡易腐蚀，而Cu被保护。D项，电化学腐蚀过程一定是化学反应过程。答案：C9、解析：金属元素的原子只有还原性，显正价，但金属离子不一定只有氧化性，如Fe2＋既有氧化性又有还原性，故A项错误，B项正确；Fe、Cu等金属为变价金属，Fe有＋2、＋3价，Cu有＋1、＋2价，C项错误；AlO2－、MnO4－等酸根离子中含有金属离子，D项错误。答案：B10、解析：A不正确，金属活动性越强，则金属原子的失电子能力越强，失电子能力和失电子数目无关；B不正确，阳离子的氧化性越强，则其原子的还原性越弱；C不正确，如Cu(OH)2以碱性为主而Al(OH)3具有两性，但显然铜的金属活动性小于铝；D正确，在原电池反应中，活泼金属作负极，被氧化腐蚀。答案：D11、解析：MgAlCu――→过量盐酸――→过滤滤液：Al3＋和Mg2＋等滤渣：Cu―――――――→过量NaOH―――――→过滤滤液：[AlOH4]－等滤渣：MgOH2。答案：D12、解析：通过反应①知合金中必须含有排在金属顺序中H之前的金属和H之后的金属；由反应②知合金中必须含有Si及排在金属活动顺序表H之后的金属或其他非金属。答案：D13、解析：(1)从题干信息看出，特殊陶瓷片的主要作用是隔热、防止机体与空气摩擦产生高温而熔化。故D项正确。(2)复合材料由基体和增强体组合而成。A项叙述的是合金而不是复合材料。复合材料一般具有各成分的性质，又比各成分的性能优良，强度大、密度小、耐高温、耐腐蚀等。故A、D两项错。(3)金属陶瓷具有金属的性质和硅酸盐的性质，所以不能用来盛放酸性或碱性物质。答案：(1)D(2)AD(3)B14、解析：(1)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu(2)2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3；要除去铜器表面的铜绿，考虑选择酸，强氧化性酸能和裸露