3.1應用廣泛的金屬材料一、選擇題1.所謂合金必須是()通過熔合而成；由兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬組成；耐腐蝕；耐高溫；具有金屬的特性；鑄造性能良好a.b.c.d.【解析】選c。合金是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質。合金一般由各組分熔合成均勻的液體，再經冷凝制得。合金的基本元素是金屬，故具有金屬的特征。不同的合金其性能不相同，用途也不一樣。2.某合金與鐵的物理性質的比較如下表所示：熔點密度硬度導電性某合金3 2003.20 gcm-37.53.5鐵1 5357.86 gcm-34.517(注：硬度以金剛石為10作標準，導電性以銀的100為標準)已知該合金耐腐蝕、強度大，從性能看，該合金不適合制作()a.門窗框b.爐具c.電源線d.飛機外殼【解析】選c。該合金耐腐蝕、強度大、熔點高、密度小、硬度大所以可以用來制作門窗框、爐具、飛機外殼，但該合金導電性差，不適合制作電源線。3.高功率ni/mh(m表示儲氫合金材料)電池已經用于混合動力汽車，其放電時的反應為niooh+mhm+ni(oh)2，下列有關說法不正確的是()a.儲氫合金是一種新型合金b.儲氫合金的一大重要特點是吸收h2的能力強c.此電池工作時，儲氫合金中的h2釋放出來參與反應d.此電池工作時，釋放出的h2在原電池的負極上發生失電子的還原反應【解析】選d。工作時儲氫合金釋放出的h2在負極上發生失電子的氧化反應。4.高溫合金是一種能夠在600以上及一定應力條件下長期工作的金屬材料，是渦輪發動機熱端部件下不可替代的關鍵材料。下列有關高溫合金的說法錯誤的是()a.高溫合金可能由多種金屬(或金屬與非金屬)組成b.高溫合金耐腐蝕、耐高溫，具有金屬特性c.高溫合金的熔點比其成分金屬熔點更高d.高溫合金硬度大、密度小，適合制造發動機【解析】選c。合金是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質。合金的硬度大，但熔點比其成分金屬低。結合題目信息a項、b項、d項正確，c項錯誤。【易錯提醒】(1)合金物理性質、機械性能等優于成分金屬，但合金中各成分金屬的化學性質并未改變。(2)合金是混合物，但其成分均一，性質穩定具有固定的熔點、沸點。【補償訓練】有關合金的性質敘述不正確的是()a.合金的熔點比它的各成分金屬的熔點低b.合金一定是金屬熔合而成的c.合金的硬度和強度一般比組成該合金成分金屬高d.硬鋁、黃銅、鋼均為合金【解析】選b。合金是由兩種或兩種以上金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質。合金一般硬度和強度比成分金屬高，熔點比成分金屬低。5.關于化學腐蝕與電化學腐蝕的比較正確的是()a.金屬的化學腐蝕和電化學腐蝕都是金屬與電解質溶液直接接觸b.化學腐蝕時無電子轉移，電化學腐蝕時，有電子轉移c.化學腐蝕與電化學腐蝕都是失電子被氧化的過程d.化學腐蝕反應速率快，電化學腐蝕反應速率慢【解析】選c。a項金屬發生化學腐蝕是金屬與氧化劑直接反應，電化學腐蝕是與電解質溶液接觸形成原電池，a錯；b項化學腐蝕與電化學腐蝕都有電子轉移，b錯；c項金屬腐蝕的實質是金屬失電子被氧化的過程，c正確；d項電化學腐蝕的反應速率大于化學腐蝕的反應速率，d錯。6.下列做法不利于金屬防護的是()a.菜刀切咸菜后不洗凈就放回刀架b.將鋼鐵制成不銹鋼c.在鐵塔的表面噴油漆d.埋在地下的鋼管與鋅塊連接【解析】選a。菜刀是鐵、碳合金，如果用菜刀切咸菜后不洗凈，則在菜刀的表面會覆蓋一層電解質，容易發生電化學腐蝕，a錯；將鋼鐵制成不銹鋼，則金屬不易生銹，b對；在鐵塔的表面噴油漆，則可防止金屬發生腐蝕，c對；埋在地下的鋼管與鋅塊相連，因為鋅比鐵活潑，鋅腐蝕而鋼管不被腐蝕，d對。【方法規律】金屬的防護措施7.下列事實與電化學腐蝕無關的是()a.埋在潮濕土壤中的鐵管比干燥土壤中的更易被腐蝕b.為保護海輪的船殼，常在船殼外面鑲上鋅塊c.在空氣中金屬銀的表面生成一層黑色物質d.鍍銀的鐵制品，鍍層破損后，露出的鐵更易被腐蝕【解析】選c。金屬在潮濕土壤中易發生電化學腐蝕，而在干燥土壤中難發生，a與電化學腐蝕有關。b中所述船殼是鋼鐵與較活潑的zn組成原電池，zn作負極被腐蝕而fe被保護，b與電化學腐蝕有關。鍍銀的鐵制品，鍍層破損后形成“fe-ag”原電池，其中fe作負極被腐蝕。c選項為銀被空氣中的氧氣氧化為氧化銀，屬于化學腐蝕。8.如圖液面上浮著一個空心鐵球，數天后可觀察到的現象是()鐵球表面出現紅棕色銹斑鐵球表面出現黑色銹斑量筒內水位下降量筒內水位上升a.b.c.d.【解析】選b。量筒中的空氣、食鹽溶液和鐵碳合金(鐵球)組成原電池，發生了吸氧腐蝕，鐵球表面出現紅棕色(fe2o3nh2o)銹斑，因不斷消耗o2導致量筒內氣體壓強小于外界大氣壓，量筒內水位上升。9.下列有關金屬腐蝕的敘述正確的是()a.金屬化學腐蝕的實質是m-ne-mn+，電子直接由氧化劑提供b.金屬在潮濕的空氣中腐蝕的實質是m+nh2om(oh)n+n/2h2c.金屬的化學腐蝕必須在酸性條件下進行，以析出h2為主d.在潮濕的強酸性環境下，金屬的電化學腐蝕主要以正極上析出h2為主【解析】選d。金屬的化學腐蝕是金屬直接與氧化劑接觸，金屬提供電子，a項錯誤；在堿性或中性環境中，金屬主要發生的是吸氧腐蝕，酸性環境中，金屬主要發生析氫腐蝕，b、c項錯誤。10.下列關于鐵制品腐蝕或保護措施的說法中不正確的是()a.在如圖所示環境，鐵被腐蝕速率：b.軍事演習期間給坦克的履帶上刷上油漆以防止生銹c.在海輪的外殼上常焊有鋅塊，且定期更新d.將不銹鋼制成刀具和餐具，有的刀具還進行燒藍處理【解析】選b。a項中鐵作原電池負極，腐蝕速率加快，中鐵作原電池正極被保護。腐蝕速率減慢，所以鐵被腐蝕速率：；b項軍事演習期間給坦克的履帶上刷上油漆，油漆會很快脫落起不到保護作用，b項錯誤；c項鋅作負極保護海輪，正確；d項保護措施正確。【補償訓練】下列事實不能用原電池原理解釋的是()a.鋁片不需要特殊的保護方法b.炒過菜的鐵鍋未清洗易生銹c.輪船吃水線以下的船殼上鑲鋅塊d.鍍鋅鐵比鍍錫鐵更耐腐蝕【解析】選a。鋁片不需要特殊的保護是因為鋁的表面形成一層致密的氧化膜，阻止鋁與氧氣進一步反應，發生了化學腐蝕，未發生原電池反應，a錯；炒過菜的鐵鍋未清洗易生銹、在輪船吃水線以下的船殼上鑲鋅塊和鍍鋅鐵比鍍錫鐵更耐腐蝕都是發生了原電池反應，腐蝕或保護金屬，b、c、d對。二、非選擇題11.某研究小組對鐵生銹進行研究。(1)甲同學設計了a、b、c一組實驗(如圖)，探究鐵生銹的條件。經過較長時間后，甲同學觀察到的現象是a中鐵釘生銹；b中鐵釘不生銹；c中鐵釘不生銹。通過上述實驗現象分析，可得出鐵生銹的外部條件是 。由于與金屬接觸的介質不同，金屬腐蝕分成不同類型，本實驗中鐵生銹屬于，正極電極反應式為 。實驗b所用的水要經過處理；植物油的作用是。實驗c中堿石灰的作用是 。(2)乙同學為了達到同樣目的，設計了實驗d(如圖)，發現一段時間后，試管中的液面升高，其原因是，該實驗(填“能”或“不能”)說明水對鐵釘生銹產生影響。【解析】鐵內部一般含有碳，鐵和碳是鐵發生電化學腐蝕時的兩個電極，如果再有電解質溶液和氧氣即可發生腐蝕；a中的鐵釘發生的是吸氧腐蝕，所以正極上是氧氣得到電子；水中往往溶有一定量的氧氣，所以做實驗前要先將水煮沸。答案：(1)有水(或電解質溶液)和氧氣(或空氣)吸氧腐蝕o2+4e-+2h2o4oh-煮沸(或“除去氧氣”)隔絕空氣(或“防止氧氣與鐵接觸”)吸收水蒸氣(或“干燥”“保持試管內干燥環境”)(2)鐵的腐蝕要吸收o2，使氣體體積減小不能12.合金是生活中常用的材料，請回答下列問題：(1)生鐵和鋼是含碳量不同的鐵碳合金，含碳量在2%4%的稱為。不銹鋼在空氣中比較穩定，不易生銹，有較強的抗腐蝕能力，其合金元素主要是。(2)金屬的腐蝕給社會造成的損失是巨大的，所以采取各種措施防止金屬的腐蝕是十分必要的。現有汽車機器上的齒輪門把手鋸條鐵洗臉盆等常見鐵制品，為了防止它們生銹，通常適合采用下面哪一種方法。(填序號)a.在表面噴漆；b.在表面涂油；c.在表面鍍一層其他金屬；d.在表面燒制搪瓷；e.使其表面形成致密的氧化物保護膜。(3)青銅的主要合金元素為，黃銅的主要合金元素為。(4)電工操作中規定，不能把銅線和鋁線擰在一起連接線路，原因是。【解析】 (1)含碳量在2%4%的鐵碳合金稱為生鐵；不銹鋼主要是在鋼中加入了鉻、鎳。(2)根據生活常識可知，汽車表面可采用噴漆的方法防止生銹；機器上的齒輪可以涂抹潤滑油防止生銹；門把手上通常采用電鍍的方法在表面鍍一層其他金屬；鋸條通常采用烤藍的方法防腐；鐵洗臉盆通常采用在表面燒制搪瓷進行保護。(3)青銅主要是銅、錫合金，所以主要合金元素是錫；黃銅主要是銅、鋅合金，故主要合金元素是鋅。(4)因為銅線和鋁線擰在一起，在潮濕的環境中易形成原電池，加速鋁線的腐蝕。答案：(1)生鐵鉻、鎳(2)a.b.c.d.e.(3)sn(錫)zn(鋅)(4)鋁線與銅線在潮濕的環境中易形成原電池，加速鋁線的腐蝕13.全世界每年因生銹損失的鋼鐵約占世界鋼鐵年產量的1/4。某學生想探究鐵生銹的條件，他將干凈的鐵釘分別同時放入a、b、c三支試管中進行研究。(1)請你幫助該學生完成下列實驗設計的內容：編號操作方法實驗目的a探究鐵在干燥空氣中的生銹情況b放入鐵釘，注入蒸餾水浸沒鐵釘，并用植物油液封c探究鐵在有空氣和水時的生銹情況(2)一周后，編號為的試管中的鐵釘最易生銹。(3)用相同材料制作，經過相同時間防銹處理的鐵欄桿，安裝在南方比安裝在北方更易生銹，其原因是 。(4)在焊接鐵管時，為了使接口更加牢固，常用稀鹽酸清洗接口處的鐵銹，該反應的化學方程式為 。下列物質的用途，利用氧化還原反應原理解釋的是。a.用明礬凈水b.用稀鹽酸除去熱水瓶膽壁上的水垢c.水廠用氯氣消毒自來水d.用酵母蒸饅頭【解析】通過對比實驗，探究鐵生銹的條件：(1)與空氣接觸；(2)與電解質溶液接觸。南方空氣濕度大且雨水多，故鋼鐵比干燥的北方更易生銹。用鹽酸清洗鐵銹是fe2o3與鹽酸的反應。自來水消毒過程是cl2與水反應生成的hclo具有強氧化性可消毒、殺菌。答案：(1)把鐵釘放入干燥環境中探究鐵釘在有水無空氣時的生銹情況放入鐵釘，注入少量蒸餾水(2)c(3)南方多雨，潮濕空氣里鐵更易生銹(4)fe2o3+6hcl2fecl3+3h2oc【方法規律】金屬的其他防護方法：(1)改變金屬的內部結構例如：把鉻、鎳等加入普