中考题原创：中国“高温合金之父”师昌绪院士 答案和解析
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中考题原创：中国“高温合金之父”师昌绪院士学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．镍金属被大量用于制造合金，用镍钛合金制成的宇宙飞船自展天线，在低温下被折叠，进入太空后，在阳光照射下可重新展开，恢复成原状。
镍钛合金被人们称为“形状记忆合金”，关于此天线制作材料的描述错误的是（）
A．具有形状记忆功能
B．具有很低的熔点
C．具有良好的延展性
D．具有良好的导电性
二、填空题
2．国家最高科技奖获得者中国科学院院士师昌绪，成功开发研制出代替镍基合金的我
国第一个铁基高温合金，还组织生产镍基高温合金空心涡轮叶片，装备到先进的发动机，被我国材料学界尊称为“材料医生”。
请回答下问题：
（1）镍基合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金，则高温合金属于___（填“混合物”或“纯净物”）。
（2）镍基高温合金是以镍为基体（含镍50%以上），在650～1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金。
镍基合金中溶解较多的合金元素，镍与合金元素之间具有______的物理性质。
其中合金元素铬Cr在高温条件下起到____
和____等作用。
3．我国著名材料科学家师昌绪院士积极推动碳纤维研制计划列为国家“863”研究计划，我国航天航空产业所需碳纤维可完全自主研制生产。
则回答下列问题：
（1）碳纤维是纤维状的碳材料，其含碳量在90%以上，则碳纤维属于下列材料中的是（____）
A 合成材料
B 复合材料
C 天然材料
D 金属材料
（2）碳纤维是现代航天、航空的基础原材料，可广泛用于制造电脑、卫星和火箭等方面，这是由于碳纤维具有______、________等优良性能（至少两点）。
（3）制作碳纤维目前只能采用一些尼龙丝等含碳的有机纤维做原料，将有机纤维跟塑
料树脂结合在一起，放在稀有气体中，在一定压强下强热炭化而成，则稀有气体的化学性质____（是否）非常稳定，碳纤维制作过程发生_____变化。
4．我国第一个目标飞行器“天宫一号”与“神州九号”载人飞船两种方式对接成功，
这意味着我国完整掌握空间交会对接技术，具备了建设空间站的基本能力。
（1）“天宫一号”资源舱舱段使用了新材料铝锂合金代替目前我国航天普遍采用的常规铝合金材料，不但使舱段减重10%，而且增加了舱段的强度。
则航天工程制作材料中的铝锂合金外壳属于______（填“金属”、“无机非金属”或“有机合成”）材料。
这种性能上的改变是由于合金内部的_______发生了改变。
铝制品在空气中具有很好的抗腐蚀性能，这是因为铝制品表面能形成________，可以阻止铝进一步氧化。
（2）飞船两翼的折叠式太阳能帆板在飞行过程中会自动顺利展开，将太阳能转化为___能，太阳能帆板采用超薄高精铝合板材制成，这种制作材料应具有哪些特殊性能
_____________。
（3）如果将铝片投入稀硫酸中，当片刻之后才能有气泡产生，请用化学方程式准确表示这一过程与原因_________________ 、_________________________。
5．我国西南铝锻造厂采用物理冶金新技术代替了现行化学冶金，成功研制出性能更优越的航空航天工程的关键铝合金材料，将用于未来的空间站、新型运载火箭以及高速列车铝合金板。
则回答：
（1）在地壳中，铝是含量最多的金属元素。
下图是铝的原子结构示意图，铝原子的核电荷数为______，在化学反应中容易____（填“得到”或“失去”）电子，形成铝离子____（填符号）．
（2）炼制时以氧化铝为原料，在熔融状态下电解生成铝和一种常见的气体，则反应的化学方程式为______________，该反应的基本类型为__________。
（3）金属矿物的储量有限，而且不能再生，据估计铝矿资源可供开采年限大概只有257年。
下面几种做法中，可有效保护金属资源的是______（填序号）。
A 回收利用废旧金属制品
B 任意开采金属矿产资源
C 铝制品因抗腐蚀则可随意处置
D 寻找、开发金属的代用品
参考答案
1．B
【详解】
A、用镍钛合金制成的宇宙飞船自展天线，在低温下被折叠，进入太空后，在阳光照射下可重新展开，恢复成原状，具有形状记忆功能；故选项正确，但不符合题意；
B、镍钛合金制成的宇宙飞船自展天线，具有较高的熔点，否则在阳光强烈照射下容易熔化，不能正常工作；故选项错误，但符合题意；
C、在低温下被折叠，进入太空后，在阳光照射下可重新展开，具有良好的延展性；故选项正确，但不符合题意；
D、镍钛合金制成的宇宙飞船自展天线，需要将光能转化为电能，具有良好的导电性；故选项正确，但不符合题意；
故选：B。
2．混合物相容性稳定抗氧化、抗腐蚀等
【详解】
（1）镍基合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金，则高温合金属于混合物，合金都属于混合物。
（2）镍基高温合金是以镍为基体，在650～1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金。
镍基合金中溶解较多的合金元素，镍与合金元素之间具有相容性的物理性质。
其中合金元素铬Cr在高温条件下起到稳定性（强度高）和抗氧化、抗腐蚀等作用。
3．B 强度大密度小、耐腐蚀、耐高温、能导电等是化学变化
【详解】
（1）复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料；碳纤维是纤维状的碳材料，其含碳量在90%以上，即碳纤维属于复合材料；
故选：B。
（2）碳纤维是现代航天、航空的基础原材料，可广泛用于制造电脑、卫星和火箭等方面，这是由于碳纤维具有强度大、密度小、耐腐蚀、耐高温、能导电等优良性能。
（3）稀有气体的化学性质是非常稳定，不易与其他物质发生反应；碳纤维制作过程中有新物质产生，发生化学变化。
4．金属结构一层致密的氧化膜电形状记忆功能、延展性和导电性等
Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O 2Al+3H2SO4= Al2(SO4)3+3H2↑
【详解】
（1）金属材料包括：合金和纯金属材料；航天工程制作材料中的铝锂合金外壳属于金属材料。
这种性能上的改变是由于合金内部的结构发生了改变。
铝的化学性质活泼，能与空气中的氧气反应，铝制品在空气中具有很好的抗腐蚀性能，这是因为铝制品表面能形成一层致密的氧化物薄膜，可以阻止铝进一步氧化。
（2）飞船两翼的折叠式太阳能帆板在飞行过程中会自动顺利展开，将太阳能转化为电能，太阳能帆板采用超薄高精铝合板材制成，这种制作材料应具有的特殊性能：形状记忆功能（能恢复原状）、延展性和导电性等；
（3）如果将铝片投入稀硫酸中，稀硫酸先与合金表面的氧化铝反应产生硫酸铝和水：
Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O；然后硫酸和铝反应生成硫酸铝和氢气，化学方程式：
2Al+3H2SO4= Al2(SO4)3+3H2↑。
5．13 失去Al3+2Al2O3通电
4Al+3O2↑分解反应AD
【详解】
（1）铝原子的核电荷数为13，最外层有3个电子，在化学反应中容易失去电子，形成带3个单位正电荷的铝离子：Al3＋；
（2）炼制时以氧化铝为原料，在熔融状态下电解氧化铝产生铝和氧气的化学方程式为：
2Al2O3通电
4Al+3O2↑，该反应符合“一变多”属于分解反应；
（3）
A、回收利用废旧金属制品，减少金属资源的浪费；故选项正确；
B、应该合理、高效的开采金属矿产资源，否则会造成金属资源的浪费；故选项错误；
C、铝制品虽然有抗腐蚀性，但需要归类存放，不得可随意处置；故选项错误；
D、寻找、开发金属的代用品，减少金属资源的浪费；故选项正确；
故选：AD。
