2022年第四章第三讲金属材料复合材料.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆第三讲金属材料复合材料一、挑选题1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 , 判 断 其 中 不 能 形 成 合 金 的 是 ；Na Cu Al Fe熔点 /97.5 1 083 660 1 535 沸点 /883 2 595 2 200 3 000 ACu 和 Al BFe 和 Cu CFe 和 Na DAl 和 Na 解析 分析数据得出,铁的熔点 1 535 高于 Na 的沸点 883 ,无法制得合金；答案C 2以下有关金属的

2、工业制法中正确选项A制钛：用金属钠置换氯化钛TiCl 4水溶液中的钛B炼铁：用焦炭和空气反应产生的 CO 在高温下仍原铁矿石中的铁C制钠：以海水为原料制得精盐,再电解纯洁的 NaCl 溶液D炼铜：用黄铜矿经电解精炼得到纯度为 99.9%的铜解析 钠与四氯化钛水溶液中的水优先发生反应,无法得到钛,应当用钠置换熔融状态下四氯化钛中的钛,A 选项错误；工业上电解熔融氯化钠制钠,电解氯化钠水溶液得到的是氢氧化钠、氯气和氢气,C 选项错误；答案B 3合金比纯金属制成的金属材料的优点是合金的硬度一般比它的各成分金属的大一般地,合金的熔点比它的各名师归纳总结 成分金属的更低转变原料的配比、转变生成合金的条件

3、,得到有不同性第 1 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆能的合金合金比纯金属的导电性更强合金比纯金属的应用范畴更广泛A BC D解析 合金的机械性能比各成分金属的大,故 正确；依据教材学问,是正确的；合金的电阻率比纯金属要大,故 应用更广泛,是正确的；答案 A 是错误的；合金由于性能好而4铜锈是一种绿色化合物,它的成分为碱式碳酸铜,兼有氢氧化铜和碳酸铜的性质；试估计：铜锈在高温灼烧条件下充分反应后的固体物质是 A黑色的氧化铜 B红色的氧化亚铜 C蓝色的氢氧化铜和碳酸铜 D黑色的氧化亚铜解析 Cu2OH 2CO3受

4、热分解： Cu2OH2CO2= 2CuOCO2 H2O,而CuO 在高温下分解： 4CuO= 高温 2Cu2OO2答案 B 5某讨论小组通过试验探究Cu 及其化合物的性质,操作正确且能达到目的的是；A将铜丝插入浓硫酸中加热, 反应后把水加入反应器中, 观看硫酸铜溶液的 颜色B常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中,观看 CuCl2的生成 C将 CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干,得到无水 CuCl2 固体 D将表面有铜绿 Cu2OH2CO3的铜器放入盐酸中浸泡,除去铜绿解析A 项反应后应将反应后液体倒入盛水的烧杯中；B 项应将铜丝在空气中加热到红热后伸入盛装氯气的集气瓶中；CuCl2 水解生成的盐酸

5、易挥发, 加名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆热蒸干 CuCl2 溶液得不到无水 CuCl2 固体；答案 D 6硝酸铜是一种重要的工业产品,化学上有许多方法可以制取硝酸铜：将铜 溶于硝酸中、先将铜与 O2反应生成 CuO,再溶于硝酸中、 将铜溶于 N2O4 的乙酸乙酯 溶剂,不参与反应 溶液中生成硝酸铜和一氧化氮；以下熟悉或判定错误选项；A方法是最经济和环保的 B方法中,如从经济和环保的角度考虑,用稀硝酸比用浓硝酸好 C方法需要消耗能源,对环境不产生污染 D方法中 N2O4 既是氧化剂又是仍

6、原剂解析、都生成污染性气体,不生成污染性气体且HNO 3 全部转化为CuNO32；答案 A 7为了比较铁和铜金属活动性强弱,某讨论小组的同学设计了如下一些方案,并将试验结果记录如下：方案 现象或产物将铁片置于 CuSO4 溶液中 将铁丝和铜丝分别在氯气中燃烧 将铁片和铜片分别放入热浓硫酸中 将铁片和铜片分别置于稀硫酸溶液中 将铁片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧 杯中,并用导线连接铁片上有亮红色物质析出 产物分别为 FeCl3 和 CuCl2 产物分别为 Fe2SO43 和 CuSO4 铁片上有气泡,铜片上不产愤怒泡铁片溶解,铜片上有气泡产生能依据以上各种现象或产物证明铁的金属活动性比铜强的方案一

7、共有 ；A2 种 B 3 种 C4 种 D5 种解析 铁能置换出铜,证明铁比铜活泼；不能证明；不能证明；铁能置换出稀硫酸中的氢,铜不能,证明铁比铜活泼；铁与铜形成原电池,名师归纳总结 铁作负极,铜作正极,证明铁比铜活泼,共有3 种方案,选项 B 正确；第 3 页,共 9 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆答案 B 二、非挑选题8美国航天飞机“ 哥伦比亚号” 爆炸,是震动世界的航天惨案；专家估计“ 哥 伦比亚” 航天飞机的失事缘由之一是掩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快速上升而熔化解体；1其

8、中照片显示,在“ 哥伦比亚号” 机翼下方有几片小瓷片脱落,引起了科 学家的留意,这是一种掩盖在航天飞机表面的特别的陶瓷片,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,有效地爱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 Al 2O3、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；以下关于复合材料的说法不正确选项 _；A由两种或两种以上金属 或金属与非金属

9、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,混合匀称,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,不会由于骤冷或骤热而脆裂；试验室有一金属陶瓷制成的容器,可用来盛放以下哪些物质 _；ANaOH 溶液 BKNO 3 溶液 C氢氟酸 D盐酸解析 1从题干信息看出,特别陶瓷片的主要作用是隔热、防止机体与空气

10、摩擦产生高温而熔化；故D 正确； 2复合材料是由基体和增强体组合而成；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆A 项表达的物质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,强度高、密度小、耐高温、耐腐蚀等；故 A、D 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 1D 2AD 3B 9氯化亚铜 CuCl是白色粉末,不溶于水、乙醇及稀硫酸,熔点 422 ,沸点 1366 ,在空气中快速被氧化成绿色,常用作有机合成工业中的催化剂；以粗盐水

11、 含 Ca 2、Mg料合成 CuCl 的工艺流程如下：1A 的化学 式为_；2、SO 24 等杂质 、Cu、稀硫酸、 SO2 等为原2写出反应的化学方程式_ _ _；3写出反应的离子方程式_ _ _；4 本 工 艺 中 可 以 循 环 利 用 的 物 质 是 用 化 学 式 表示_ _ _；5反应后,过滤得到CuCl 沉淀,用无水乙醇洗涤沉淀,在真空干燥机内于 70 干燥 2 小时,冷却,密封包装即得产品；于 70 真空干燥的目的是_ 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆_ _；解析 制备过程

12、会涉及到分别提纯的试验,要留意结合流程综合考虑；为了使杂质尽量除尽,一般加入的除杂试剂需要过量,过量的除杂试剂在后边的操作中被除去；答案 1Na2CO3 22CuO22H2SO4=2CuSO42H2O 32Cu 22ClSO22H2O=2CuCl 4HSO 244NaOH、H2SO45加快乙醇和水的蒸发,防止 CuCl 被空气氧化10随着材料科学的进展, 金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用,并被誉为“ 合金的维生素” ；为回收利用含钒催化剂含有 V 2O5、VOSO4 及不溶性残渣 ,科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,回收率达 91.7%以上；部分含钒物质在水中的溶解性如表所

13、示：物质VOSO4V2O5NH 4VO3VO 22SO4溶解性可溶难溶难溶易溶该工艺的主要流程如下；请回答以下问题：1请写出加入 Na2SO3 溶液发生反应的离子方程式_；2催化氧化所使用的催化剂钒触媒 V 2O5能加快二氧化硫的氧化速率,此过程中产生了一连串的中间体如图 1；其中 a、c 两步的化学方程式可表示为_,_；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆3该工艺中沉钒率是回收钒的关键之一,沉钒率的高低除受溶液 pH 影响外,仍需要掌握氯化铵的系数 NH 4Cl 加入质量与料液中V 2O5

14、的质量比 和温度；依据图 2 和图 3,试建议掌握氯化铵系数和温度的相宜值分别为 _、_；解析 1依据表格信息,V2O5 难溶于水,被亚硫酸钠仍原成可溶于水的VOSO4,离子方程式为 V 2O5 SO3 2 4H =2VO 2 SO4 22H2O；2V 2O5 是催化剂,反应前后质量和化学性质不变；依题意和物质转化图知,a 反应：五氧化二钒与二氧化硫反应生成三氧化硫和四氧化二钒；c 反应：VOSO4在氧气作用下生成 V 2O5 和 SO3；3依据图像知,加氯化铵系数为 4、温度为 80 时沉钒率最大；答案1V 2O5SO324H=2VO2SO422H2O2SO2V 2O5SO3V 2O44VO

15、SO4O22V 2O54SO33480 11埋藏在地下的青铜器锈蚀过程可以表示为：CuO2,Cl CuClH2O Cu2OX,X 由两种物质 X 1 和 X 2 组成,且都由四种元素构成,定性试验说明：X 1热分解的产物能使澄清石灰水变浑浊,而 X 2热分解的产物不能使澄清石灰水变浑浊,但两者均有水珠产生；为了定量测定 X 1 和 X 2 组成,某爱好小组用如图试验装置对 X 1和 X2 分别做热分解试验 夹持装置已省去 ,试验终止后,硬质玻璃管内均残留黑色固体,分别称重,装置B 和 C 中的质量均增加；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 9 页精选学习资料 - - - -

16、 - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆试回答以下问题：1青铜器出土后防止青铜器连续锈蚀的关键是 2利用上述装置进行热分解试验时,对判定_；A 装置中反应是否完全进行带来困难,为解决此问题,要对 B 装置进行改装； B 应改为内装有 _填试剂名称 的洗气瓶,判定反应完全的现象为_；用经改装的装置,某同学进行正确操作,最终得出的测定结果仍有误差,原 因是 _ 回答一点即可 ；3在试验装置和试验操作正确的前提下,重做 X 1 的热分解试验, 测得装置 B和 C 中质量增重之比 mBmC922,_填“ 能” 或“ 否”求出 X1 的化学式,如能求出X 1的化学式,就化学式为 _如不能求出 X

17、 1 的化学式,此空不填 ；4如测得 X 2 中铜元素的质量分数为59.5%铜元素的相对原子质量为63.5,就 X 2的化学式为 _X 2 热分解的化学方程式为 _；解析先通过定性试验判定X 1 和 X 2 的元素组成,加热分解均有水珠生成,说明都是碱式盐, X 1 受热分解产生 CO2 气体,说明 X 1 中含有 CO3 2,因此X 1 的组成可表示为CuzOHxCO3y,X 2由 4 种元素构成 受热分解无 CO2 气体生成,依据题中铜腐蚀过程变化示意图,可估计 X 2 中含有的另一元素为Cl,X2 的组成可表示为 CumOH nClp；3依据 mBmC922mH2OmCO2,推出 nOH

18、nCO3 221,依据化合价代数和等于0 可得出 X 1 的化学式为 Cu2OH 2CO3；4X 2 的 组 成 为 CumOH nClp , 铜 元 素 的 质 量 分 数 的 表 达 式 为 Cu%63.5m 100%59.5%,又依据化合价代数和等于 0 可得 2mn63.5m17n35.5pp,解得 np31,故 X 2 的化学式为 Cu2OH 3Cl；结合题中性质和现象不难写出热分解的化学方程式；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 9 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆答案 1与 H2O 和 O2 隔绝名师归纳总结 2浓硫酸洗气瓶中不再有气泡冒出试验前装置内空气中的某些成分干扰第 9 页,共 9 页了试验或反应终止后装置内的气体没有被B 和 C 完全吸取3能Cu2OH 2CO34Cu2OH 3ClCu2OH 3Cl=2CuOH2O HCl- - - - - - -