人教版（2024）课题1 金属材料巩固练习

这是一份人教版（2024）课题1 金属材料巩固练习，共14页。
1.(2024江西一模)用纳米材料制成的用品具有很多奇特的性质，如纳米铜在室温下可以拉长50多倍而不出现裂痕。该过程体现了金属的性质是( )
A.导热性B.延展性C.导电性D.有金属光泽
2.【新原创】2024年5月28日，搭载“蛟龙号”载人潜水器的“深海一号”科考船回到位于青岛的国家深海基地码头，标志着我国首个大西洋载人深潜科考航次任务圆满完成。潜水器采用了新型钛合金作为舱壳材料，下列物质中不属于合金的是( )
A.不锈钢B.氧化铁C.黄铜D.生铁
3.【学科素养·化学观念】(2024江苏扬州江都模拟)对反应进行分类有助于认识与研究。下列属于置换反应的是( )
A.H2CO3=CO2↑+H2OB.2C+O2(不足) eq \(\s\up4(点燃),\s\d4(＝)) 2CO
C.KOH+HNO3=KNO3+H2OD.Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
4.(2024陕西中考A卷)关于铝、铁、银三种金属，下列有关说法正确的是( )
A.三种金属在空气中均易锈蚀
B.用稀硫酸可以区分三种金属
C.用铁、银和硝酸铝溶液可以验证三种金属的活动性顺序
D.三种金属均是生活中常用导线的制作材料
5.【情境素材·航空航天】(2024湖南邵阳邵东一模)中国空间站建造已进入收官阶段，空间站的建设过程中使用了大量的金属材料，下列关于金属材料的说法正确的是( )
A.纯金属的硬度比它们组成的合金的硬度大B.金属单质在常温下都是银白色的
C.合金中至少含两种金属D.合金的熔点一般低于其组分金属的熔点
6.【跨物理·杠杆】(2024陕西西安雁塔三模)如图所示，在杠杆的两端分别挂着打磨干净、质量相同的铁块和铜块，开始时杠杆处于平衡状态。下列说法不正确的是( )
A.铁块逐渐溶解，铁块上有气泡冒出
B.烧杯甲中溶液由无色变为浅绿色
C.烧杯乙中溶液由无色变为蓝色
D.杠杆最终失去平衡，左边低右边高
7.(2024湖南衡阳期末)钢铁厂购进含四氧化三铁80%的磁铁矿石870t,理论上可炼得含杂质4%的生铁的质量为( )
B.525tD.696t
8.(2024江苏南通海安一模)《天工开物》中记载的“生铁、熟铁连续生成工艺”是现代冶金工艺的雏形，其流程图如图所示。下列说法不正确的是( )
A.熔炼过程中氧化铁被一氧化碳夺去氧
B.选择足量的稀硫酸可证明生铁是混合物
C.生铁中通入氧气的主要目的是将铁氧化
D.因表面有油隔绝空气，所以切肉的钢刀不易生锈
9.【数字化实验】(2024广东深圳龙岗二模)铁生锈的原理能用于制作“暖宝宝”。某“暖宝宝”的成分为铁粉、蛭石(起保温作用)和吸水性树脂、食盐、活性炭。探究小组利用图1装置进行探究，实验结果如图2所示。下列说法错误的是( )
图2
A.“暖宝宝”发热原理是Fe粉与H2O、O2反应
B.由O2浓度变化推测，Fe粉可用作食品脱氧剂
C.封装“暖宝宝”的外包装袋应选透水、透气的材料
D.“暖宝宝”能快速放热，而铁钉生锈需较长时间，说明反应物状态是影响反应速率的因素之一
10.(2022湖南衡阳中考改编)向一定质量的Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中逐渐加入锌粉。反应过程中Cu2的质量随加入锌粉质量的变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.a点时，溶液的总质量与反应前相比减小
B.b点时，溶液为Zn2和Cu2的混合溶液
C.c点时，溶液呈无色
D.d点时，过滤所得滤渣为Cu和Ag的混合物
二、填空与简答题(共34分)
11.(2024河南周口郸城二模)(6分)金属在人类历史发展中起着重要的作用，其用途与性质密切相关。
铜丝导线 不锈钢锅
(1)根据上图实例，写出一条金属的物理性质：____________________________。
(2)我国关于湿法炼铜有记载：“曾青(即硫酸铜溶液)得铁则化为铜”，请写出该过程中发生反应的化学方程式：____________________________。该反应前后，溶液的质量_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
12.(2022湖南衡阳中考改编)(6分)炼铁的主要原料是赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、焦炭、空气、石灰石，转化过程如图：
(1)在此转化过程中体现了焦炭的化学性质有______________(写一条即可)。
(2)③中发生反应的化学方程式是___________________________________。
(3)世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于其年产量的20%～40%，请你写出铁制品锈蚀的原因：_________________________________________________。
13.【情境素材·时事热点】(2024山东青岛市南一模)(8分)我国自主设计的大型客机成功试飞，首艘国产航母正式下水，标志着我国的合金制造技术取得重大突破。根据所学知识回答下列问题。
(1)铝合金被广泛应用于制造飞机、高铁等，这是因为铝合金具有密度小、强度大、耐腐蚀等特性。请用化学方程式解释铝制品耐腐蚀的原因：____________________________。
(2)钪(Sc)合金是比铝合金强度更大且密度更小的合金。相同条件下，取形状、大小相同的金属钪和锌(均打磨干净)分别与相同浓度的盐酸反应，出现____________________________的现象，说明钪的金属活动性比锌的金属活动性强。下列推断正确的是_______(填字母)。
A.将 Sc 投入CuSO4溶液中有红色物质析出
B.用Fe2溶液、Sc(NO3)3溶液、Zn不能验证钪和铁的活动性强弱
C.用Fe、Sc、稀硫酸能验证钪和铁的活动性强弱
(3)根据(2)中获取的信息，写出Sc与稀盐酸反应的化学方程式：____________________________。
14.【学科素养·科学思维】(2024江苏宿迁宿豫二模)(14分)金属材料的使用推动了人类社会的发展。
资料：曾用白铜铸造钱币，白铜是铜、镍(Ni)合金，镍是银白色固体，金属活动性弱于铁，能与稀盐酸、稀硫酸反应生成+2价镍的化合物和氢气。
(1)白铜的硬度_______(填“大于”或“小于”)纯铜。
(2)为回收废弃白铜粉中的铜和镍，设计了如图所示方案。
①步骤1中加入过量稀盐酸的目的是__________________________________________。
②写出步骤2中生成镍的化学方程式：__________________________________________。
(3)若要设计实验验证锌、镍、铁的金属活动性顺序，用下列各组物质进行实验，能够达到实验目的的是_______(填字母)。
A.Zn、Ni、FeCl2溶液B.Fe、Ni、ZnCl2溶液
C.Fe、Ni、Zn、稀盐酸D.Ni、FeCl2溶液、ZnCl2溶液
(4)“宏观—微观—符号”三重表征是化学独有的表示物质及其变化的方式，请结合图示回答下列问题。
实验a中的现象是金属表面有_______析出。图b是实验a的微观示意图，根据图b分析，实验a的溶液中增加的离子是_______,减少的离子是_______。
三、实验探究题(共16分)
15.【项目式学习】(2024山西长治潞州模拟)(16分)金属活动性顺序是金属化学性质的核心内容，为了更好地掌握该知识，提升科学探究能力，某实验小组同学以铝、铁、铜三种常见金属为例，对金属活动性强弱的验证展开了项目式学习。任务一：依据金属与氧气的反应进行验证
【查阅交流】(1)铝常温下能与空气中的氧气反应，在表面形成致密的氧化铝薄膜，使铝更耐腐蚀。
(2)铁在空气中不能燃烧，在纯氧中点燃铁丝，能剧烈燃烧。
(3)铁、铜在常温下几乎不与氧气反应，在潮湿空气中，铜比铁耐腐蚀。
【得出结论】
小组同学依据___________________________________,得出金属活动性：Al>Fe>Cu。
任务二：利用金属与稀酸的反应进行验证
【进行实验】分别取形状、大小完全相同的三种金属片放在三支试管中，进行如图1所示操作并记录实验现象。
图1
【得出结论】金属活动性：Al>Fe>Cu。
【反思评价】小组同学仔细分析实验后，认为实验不严密，理由是_________________________。
任务三：根据金属与金属化合物溶液的反应进行验证
【进行实验】如图2，分别取两片形状、大小完全相同的铁片放在试管中，滴加等量的氯化铝溶液和氯化铜溶液。
图2
【实验分析】实验①无明显现象；实验②的现象是____________________________,反应的化学方程式是___________________________________。
【得出结论】金属活动性：Al>Fe>Cu。
【拓展延伸】小组同学通过实验，讨论后一致认为利用其他三种物质也可完成铝、铁、铜的金属活动性强弱探究，请写出这三种物质的名称：____________________________。
任务四：对废液成分的探究
【讨论交流】实验结束，为做好废液处理，小组同学将任务三中实验①、②反应后的物质全部倒入一个洁净的烧杯内，观察到红色固体明显增多，可推断出此时烧杯中废液的成分一定有_____________________(除水外)。为了验证烧杯中可能存在的固体，下列可以选用的试剂有_______(填字母)。
A.氯化钠溶液B.氯化亚铁溶液C.氯化铜溶液D.稀硫酸
四、计算题(共10分)
16.(2023陕西中考A卷节选)(10分)学习小组同学利用下图实验，回收实验室废弃的铜粉与铁粉混合物中的铜粉。
请完成下列分析及计算：
(1)反应生成氢气的质量是_______g。
(2)计算上述实验回收铜粉的质量。(忽略回收过程中铜粉的损失)
【参考答案及解析】
第八单元·素养综合检测
1.B
纳米铜在室温下可以拉长50多倍而不出现裂痕，体现了纳米铜具有良好的延展性。
2.B
氧化铁是铁的氧化物，不属于合金。
3.D
由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应属于置换反应，只有D属于置换反应。
【解题指导】
置换反应的格式：单质+化合物—→新单质+新化合物，判断时应做到“两看”：
一看物质种类：反应物和生成物都分别有两种物质。
二看物质类别：反应物和生成物中分别有一种单质和一种化合物。
4.B
铁在空气中易锈蚀；铝在空气中能与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止内部的铝进一步被氧化；银化学性质稳定，在空气中不易锈蚀。用稀硫酸可以区分三种金属：分别取样，加入稀硫酸，产生气泡较快的是铝，产生气泡较慢的是铁，没有气泡产生的是银。铁、银均不能与硝酸铝溶液反应，说明金属活动性：铝>铁、铝>银，但无法确定铁和银的活动性强弱。铝是常用导线的制作材料；银的价格较高，很少用作导线；铁的电阻较大，易锈蚀，一般不用作导线。
5.D
纯金属的硬度一般比它们组成的合金的硬度小；铜呈红色，金呈黄色；合金中至少含一种金属。
6.D
甲中铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，观察到铁块逐渐溶解，铁块上有气泡冒出，溶液变成浅绿色；烧杯乙中，铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，溶液由无色变为蓝色；烧杯甲中铁块的质量减小，烧杯乙中每64份质量的铜置换出216份质量的银，生成的银附着在铜块上，“铜块”的质量增大，杠杆最终左边高右边低。
7.B 设理论上可炼得含杂质4%的生铁的质量为x。
Fe3O4+4CO eq \(\s\up4(高温),\s\d4(＝)) 3Fe+4CO2
232 168
870t×80% (1－4%)x
解得x=525t。
8.C
9.C “暖宝宝”发热原理是Fe粉与H2O、O2反应；装置内氧气的浓度降至较低，因此铁粉可用作食品脱氧剂；封装“暖宝宝”的外包装袋应选不透水、不透气的材料，以保证“暖宝宝”不会失效；“暖宝宝”中的铁粉是粉末状的，能快速放热，而铁钉生锈需较长时间，说明反应物状态是影响反应速率的因素之一。
【拓展延伸】关于铁生锈的常考问题
(1)铁生锈条件探究实验中要注意控制变量，进行对比实验，得出正确结论。
(2)金属生锈实质是金属发生缓慢氧化，通常有热量放出，生活中可据此制作暖贴等。
(3)金属防锈的措施可从改变内部结构和破坏外部条件两方面着手。改变内部结构就是制成合金，增强其抗腐蚀能力；破坏外部条件就是破坏铁生锈的条件，如加保护层(涂油、喷漆、烤蓝、电镀等)隔绝空气和水分，保持表面干燥或置于干燥环境等。
10.C a点时，发生的是锌与硝酸银的反应，每65份质量的锌可置换出216份质量的银，溶液的总质量与反应前相比减小；b点时，硝酸银恰好完全反应，溶液为Zn2和Cu,的混合溶液；c点时，硝酸铜有剩余，溶液呈蓝色；d点时，锌与硝酸铜恰好完全反应，过滤所得滤渣为Cu和Ag的混合物。
11.【答案】(1)延展性(或导电性或导热性)
(2)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 变小
【解析】(1)铜能制成铜丝导线，说明金属具有延展性、导电性；铁能制成不锈钢锅，说明金属具有延展性、导热性。
(2)铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，每56份质量的铁可置换出64份质量的铜，所以反应后溶液的质量变小。
12.【答案】(1)可燃性(或还原性) (2)3CO+Fe2O3 eq \(\s\up4(高温),\s\d4(＝)) 2Fe+3CO2 (3)与水和氧气(或空气)同时接触
【解析】(1)在题图转化过程中，焦炭燃烧放出大量热，体现了焦炭的可燃性；在高温的条件下，焦炭与二氧化碳反应生成一氧化碳，体现了焦炭的还原性。
(2)赤铁矿的主要成分是氧化铁，在高温的条件下，一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳。
13.【答案】(1)4Al+3O2=2Al2O3 (2)钪表面产生气泡速率更快 AC (3)2Sc+6HCl=2ScCl3+3H2↑
【解析】(1)铝制品耐腐蚀的原因是铝能与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜。
(2)钪的金属活动性比锌强，观察到的现象是钪表面产生气泡速率更快。钪的金属活动性比铜强，将Sc投入CuSO4溶液中，有红色物质析出；锌不能与Sc3反应，说明钪的金属活动性比锌强，Zn能与Fe,反应，说明锌的金属活动性比铁强，则钪的金属活动性比铁强；钪与稀硫酸反应的速率比铁快，用Fe、Sc、稀硫酸能验证钪和铁的活动性强弱。
(3)Sc在化合物中常显+3价，与稀盐酸反应生成氯化钪和氢气。
14.【答案】(1)大于 (2)①使白铜粉中的镍反应完全 ②Zn+NiCl,=ZnCl2+Ni (3)AC
(4)银白色固体 Ni2+ Ag+
【解析】(1)合金的硬度一般大于其组分金属的硬度，白铜的硬度大于纯铜。
(2)②步骤1中加入过量的稀盐酸，则滤液B中含有生成的氯化镍和过量的稀盐酸，锌与氯化镍反应生成氯化锌与镍。
(3)将Zn、Ni分别放入FeCl2溶液中，锌能与氯化亚铁反应，证明锌的金属活动性比铁强，镍和氯化亚铁不反应，证明铁的活动性比镍强；将Fe、Ni分别放入ZnCl,溶液中，两种金属都不反应，说明活动性：Zn>Fe、Zn>Ni,不能比较铁、镍的活动性强弱；将Fe、Ni、Zn分别放入稀盐酸中，根据反应速率的快慢，可比较三者的活动性强弱；将Ni分别放入FeCl2溶液、ZnCl,溶液中，都不反应，说明活动性：Fe>Ni、Zn>Ni,不能比较锌、铁的活动性强弱。
(4)镍与硝酸银反应生成硝酸镍和银，所以将镍伸入硝酸银溶液中可以观察到金属表面有银白色固体析出，实验a的溶液中增加的是Ni2+,减少的是Ag+。
15.【答案】任务一：【得出结论】金属与氧气反应的难易程度和剧烈程度
任务二：【进行实验】铁片表面产生少量气泡，溶液变为浅绿色 【反思评价】所滴加酸的种类不同
任务三：【实验分析】铁片表面析出红色固体，溶液变为浅绿色Fe+CuCl2=Cu+FeCl2 【拓展延伸】铝片、铜片、硫酸亚铁溶液(合理即可)
任务四：【讨论交流】氯化亚铁、氯化铝 CD
【解析】任务一：【得出结论】依据金属与氧气反应的难易程度和剧烈程度，可比较金属的活动性强弱。任务二：【进行实验】铁片和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铁片表面产生少量气泡，溶液变为浅绿色。【反思评价】实验中酸的种类不同，因此得出的结论不可靠。
任务三：【实验分析】铁与氯化铜反应生成铜和氯化亚铁，铁片表面附着红色固体，溶液变为浅绿色。
任务四：【讨论交流】实验结束，将任务三中实验①、②反应后的物质全部倒入一个洁净的烧杯内，观察到红色固体明显增多，说明①中的铁片和②中过量的氯化铜反应生成了铜，铁与氯化铝不反应，则此时烧杯中废液的成分除水外一定有氯化亚铁、氯化铝。最终烧杯内的固体可能只有铜，还可能是铁和铜的混合物。铁和铜都不能与氯化钠溶液反应。铁和铜都不能和氯化亚铁溶液反应。铁能与氯化铜溶液反应生成铜和氯化亚铁，加入CuCl溶液，若生成红色固体，说明烧杯中固体为铁和铜的混合物，若无明显现象，说明烧杯中固体为铜。加入稀硫酸，若有气泡产生，证明烧杯中固体为铁和铜的混合物，若没有气泡产生，证明烧杯中固体中只有铜。
16.【答案】(1)0.4
(2)解：设混合物中铁粉的质量为x。
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
56 2
x 0.4g
x=11.2g
混合物中铜粉的质量为30g－11.2g=18.8g。
答：实验回收铜粉的质量为18.8g。
【解析】(1)反应生成氢气的质量是30g+100g－129.6g=0.4g；
(2)铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁与氢气，铜与稀硫酸不反应，根据铁与稀硫酸反应的化学方程式，由氢气的质量可以计算铁的质量，用混合物的质量减去铁的质量得到铜粉的质量。实验现象
铝片
铝片表面产生大量气泡
铁片
_____________________
铜片
铜片表面无明显现象