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初中化学人教版九年级下册第八单元 金属和金属材料综合与测试同步练习题
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这是一份初中化学人教版九年级下册第八单元 金属和金属材料综合与测试同步练习题，共16页。试卷主要包含了下列有关金属的说法正确的是，铁、铝、铜是生活中常用的金属，科学家发现一种新金属等内容，欢迎下载使用。
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 O—16 Al—27 Fe—56 Cu—64 Zn—65
选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分,每小题只有一个选项符合题意)
1.下列有关金属的说法正确的是( )
A.铝是导电性最强的金属B.铜是目前世界年产量最高的金属
C.金属在自然界中都以化合物形式存在D.日常使用的金属材料大多数是合金
2.港珠澳大桥因其超大的建筑规模、空前的施工难度和顶尖的建造技术而闻名世界。港珠澳大桥的建造使用了大量钢材。下列对钢铁采取的防腐措施不合理的是( )
A.用水清洗 B.在钢铁表面喷涂油漆
C.在钢铁表面镀锡、锌等 D.在钢铁表面烧涂搪瓷
3.工业用2Mg+TiCl42MgCl2+Ti来冶炼金属钛,该反应属于( )
A.化合反应B.分解反应C.置换反应D.氧化反应
4.我国科学家研制出一种新型镁锂合金。该材料具有超轻、强度高等特性。下列关于该镁锂合金的说法正确的是( )
A.是一种新型化合物B.镁锂合金中镁、锂原子不再运动
C.可以用于制造卫星、减轻卫星重量D.镁锂合金的熔点比镁高
5.铁、铝、铜是生活中常用的金属。铁、铝、铜都具有的性质是( )
①有银白色的光泽 ②导热性 ③与氧气反应 ④与稀硫酸反应 ⑤与硝酸银溶液反应
A.①②③B.①②④C.②③⑤D.②③④⑤
6.科学家发现一种新金属。根据表中信息推测其用途错误的是( )
A.用于焊接金属B.制造航天飞机 C.制外科手术刀 D.用于通信设备
7.下列家庭小实验中,铁钉被腐蚀速度最慢的是( )
A B C D
8.有X、Y、Z、W四种金属,只有X在自然界主要以单质形式存在。W的化合物溶液不能用Y制的容器盛装,但可以用Z制的容器盛装。由此可知这四种金属的活动性由强到弱的顺序为( )
A.X>Y>Z>WB.Z>W>Y>XC.X>W>Z>YD.Y>W>Z>X
9.颗粒达到纳米级的铁具有很强的反应活性,俗称“纳米铁”。实验室制备的方法是:以高纯氮气作保护气,在高温条件下用H2和FeCl2发生置换反应,生成“纳米铁”。下列关于该反应的说法正确的是( )
A.“纳米铁”是混合物B.该反应的化学方程式是H2+FeCl2Fe+2HCl
C.高纯氮气的作用是防止铁被氧化 D.“纳米铁”不能和盐酸反应
10.如图所示是实验室用CO还原氧化铁的装置,关于该实验,以下说法错误的是( )
A.实验时应先通入CO,后给玻璃管加热
B.实验过程中可观察到a处固体由黑色逐渐变为红棕色
C.实验过程中可观察到b处的澄清石灰水变浑浊,证明该反应有二氧化碳生成
D.CO有毒,应增加尾气处理装置,可在c处将其点燃或用气囊收集以防止污染空气
11.炼铁厂以赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气为原料炼铁,主要反应过程如图所示:
请根据上图和所学知识判断,下列说法错误的是( )
A.生铁属于混合物B.原料中焦炭的作用是提供热量和制取一氧化碳
C.工业炼铁的设备是高炉 D.步骤③反应过程中所有元素的化合价均发生了变化
12.某化学兴趣小组为了探究Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序,设计了如图所示的4种实验方案。请你判断其中不能达到目的的是( )
A B C D
13.下图所示的四个图像,分别对应四种过程,其中正确的是( )
① ② ③ ④
A.①分别向等质量Mg和Cu中加入足量等质量、等浓度的稀硫酸
B.②分别向等质量且足量的Zn中加入等质量、不同浓度的稀硫酸
C.③分别向等质量且足量的Mg和Zn中加入等质量、等浓度的稀硫酸
D.④分别向等质量的Mg和Zn中加入等质量、等浓度且足量的稀硫酸
14.某校研究性学习小组的同学为了对Cu-Zn合金、Fe-Cu合金、Fe-Zn合金、Fe-Al合金进行研究,他们取其中一种合金的粉末5.6 g,与足量的稀硫酸充分反应,经测定,产生了0.38 g气体。则该合金可能是( )
A.Fe-Al合金B.Fe-Cu合金C.Fe-Zn合金D.Cu-Zn合金
二、填空与简答题(本题包括5小题,共36分)
(5分)电动平衡车是一种新型的交通工具,如图为一款电动平衡车的图片。
(1)图中所标物质所用的材料属于金属材料的是 。
(2)合金与纯金属相比,优点是 ;写出能表示铝和铁的金属活动性强弱的化学方程式: 。
(3)电动平衡车是现代人用来作为代步工具、休闲娱乐的一种新型的绿色环保产物。由此你对化学与人类生活的关系有何感想?
16.(7分)金属及金属材料在生活中应用广泛,请回答:
(1)生活中使用的铁锅是利用铁的 性。
(2)下列物品所使用的主要材料属于合金的是 (填字母序号)。
A.陶瓷杯 B.塑料瓶 C.不锈钢锅 D.金刚石
(3)铝、铁、铜是最常见的三种金属,其中铁最容易生锈,铁生锈的条件是
,生活中为了防止菜刀生锈,常用的方法是 。生活中铝制品具有良好的抗腐蚀性能的原因是 。
(4)废弃的电器需分类回收,请简述废旧金属回收的意义: 。
17.(5分)目前常用的1元硬币材质为钢芯镀镍,5角硬币材质为铜锌合金或钢芯镀铜,1角硬币材质为铝锌合金或不锈钢,请回答下列问题。
(1)硬币涉及的金属有Al、Ni(镍)、Zn、Cu、Fe,Ni能发生如下反应:Ni+H2SO4NiSO4+H2↑,Fe+NiSO4Ni+FeSO4。
以上5种金属活动性由强到弱的顺序是 。
(2)Ni与AgNO3溶液 (填“能”与“不能”)反应。
(3)工业上用NiO与CO在高温条件下反应冶炼镍,反应的化学方程式为 。
(7分)日常使用的金属材料多数属于合金,合金具有许多良好的性能。
(1)合金的很多性能与组成它们的纯金属不同,如图能表示锡铅合金的是 (填“a”“b”或“c”)。
(2)生铁和钢是常见的铁合金,而钢的性能比生铁优越,其主要原因是 。
工程建设中常用到的钢材中会添加镍、铬等元素,其目的是 。
梅花5角硬币的材质为黄铜,呈金黄色。黄铜是铜锌合金,其中铜单质的制备方法是:用赤铜矿(主要成分Cu2O)和木炭粉混合后在电炉中加热至800 ℃,得到单质铜和一种无毒的气体,写出发生反应的化学方程式
。
(4)镁合金被誉为“21世纪绿色金属结构材料”。Mg17Al12是一种特殊的镁合金,该合金是一种储氢材料,完全吸氢后得到MgH2Al,“储氢过程”属于 (填“物理”或“化学”)变化。
19.(12分)人类社会的发展离不开金属。
(1)铝的利用比铜和铁晚,由此可知,金属大规模开发和利用的先后顺序与 (填字母序号)有关。
A.金属的活动性B.金属的导电性C.金属在地壳中的含量
(2)下列金属矿物中,可以用来炼铁的是 (填字母序号),用该矿石进行高炉炼铁的化学方程式是 。
A.赤铜矿(Cu2O)B.赤铁矿(Fe2O3)C.软锰矿(MnO2)
(3)为了达到收旧利废节能减排的目的,从含有金属镁、铁、铜的粉末中,分离和提取出重要化工原料MgSO4和有关金属,实验过程如下:
请回答:
①金属A是 ;金属B是 。
②操作a的名称是 。
③写出步骤Ⅱ中反应的化学方程式: ,反应后溶液中的金属阳离子有 (填离子符号)。
④实验步骤Ⅱ中除了加入稀硫酸外,还可选用 (填字母序号)。
A.硫酸铜溶液 B.氯化钠溶液 C.硝酸银溶液 D.氯化亚铁溶液
三、实验与探究题(本题包括2小题,共16分)
20.(7分)某研究小组为探究“影响铁制品锈蚀快慢的因素”,取相同浓度的稀氨水和稀醋酸用下图装置完成表中实验,回答下列问题。(提示:醋酸显酸性,氨水显碱性)
(1)铁锈的主要成分是 (填化学式)。
(2)实验②和④可探究 因素对铁制品锈蚀快慢的影响;欲探究试剂酸碱性对铁制品锈蚀快慢的影响,应选择的实验是 (填实验序号)。
(3)根据表中实验现象得出的结论是 (写出1点即可)。
(4)影响铁制品锈蚀快慢除上述因素外,还有 (写出1点即可),请设计实验方案
。
21.(9分)某化学小组为探究镁、铁、铜三种金属的活动性顺序,设计了如图所示实验方案。
(1)试管乙中观察到的现象 ,
反应的化学方程式为 。
(2)同学们经讨论后认为该方案可以优化, (填编号)试管的实验是多余的。
(3)去掉多余的实验,同学们将另外两支试管中反应后的物质倒入同一个大烧杯中,一段时间后过滤,若向滤渣中加入稀硫酸,有气泡产生,则滤渣中一定有 ,可能有 。若向滤渣中加入稀硫酸,无气泡产生,则滤液中一定有 ,可能有 。
四、计算题(本题包括1小题,共6分)
22.(6分)工业上,冶炼1 732 t含铁97%的生铁,需要含杂质10%的磁铁矿石的质量是多少?(写出计算过程,结果保留1位小数)
第八单元 综合能力检测卷解析
1.D 【解题思路】 导电性最强的金属是银,A错误;铁是目前世界年产量最高的金属,B错误;大多数金属在自然界中以化合物形式存在,只有少量不活泼金属在自然界中以单质形式存在,C错误;合金的性能通常优于组成它们的纯金属,日常使用的金属材料大多数是合金,D正确。
2.A 【解题思路】 用水清洗钢铁,钢铁与水和氧气同时接触,不能防止钢铁腐蚀,故A错误。
3.C 【解题思路】 题中反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应。
4.C 【解题思路】 镁锂合金属于混合物,A错误;合金中的镁原子与锂原子是在不断运动的,B错误;镁锂合金的熔点比镁低,D错误。
5.C 【解题思路】 铜呈紫红色,①错误;铁、铝、铜三种金属都有导热性,②正确;在一定条件下,铁、铝、铜都能和氧气反应,③正确;铜不能和稀硫酸反应,④错误;铁、铝、铜的金属活动性比银强,都能与硝酸银溶液反应,⑤正确。故选C。
6.A 【解题思路】 根据题表信息可知,该金属熔点为2 500 ℃,熔点较高,不可用于焊接金属,A用途错误;该金属的密度小、强度与钢相似,可用于制造航天飞机,B用途正确;该金属的抗腐蚀性优异,可用于制外科手术刀,C用途正确;该金属的密度小、导电性良好、导热性良好、抗腐蚀性优异,可用于通信设备,D用途正确。
7.B 【解题思路】 铁生锈的条件是铁跟氧气和水同时接触,酸性溶液、盐溶液能加快铁锈蚀的速率。A中铁钉与水和水中溶解的少量氧气接触,生锈速度较慢;B中铁钉浸泡在植物油中,不能与水和氧气接触,不易生锈;C中铁钉与白醋反应,会加快铁钉锈蚀的速率;D中铁钉浸泡在食盐水中,铁钉锈蚀的速率加快。故选B。
8.D 【解题思路】 X、Y、Z、W四种金属中,只有X在自然界主要以单质形式存在,说明X的金属活动性最弱;W的化合物溶液不能用Y制的容器盛装,说明Y的金属活动性比W强,即Y>W;但可以用Z制的容器盛装,说明Z的金属活动性比W弱,即W>Z。则四种金属的活动性由强到弱的顺序为Y>W>Z>X。
9.C 【解题思路】 “纳米铁”是单质,是纯净物,A错误;B项缺少反应条件,错误;反应中高纯氮气的作用是防止铁在高温下与氧气反应,C正确;“纳米铁” 具有很强的反应活性,能和盐酸反应,D错误。
10.B 【解题思路】 实验室用CO还原氧化铁的原理是3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2。CO具有可燃性,加热一氧化碳与空气的混合物可能发生爆炸,所以应先通入CO,待装置中空气排尽后,再给玻璃管加热,A正确;一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,故看到的现象为玻璃管中红棕色固体(氧化铁)变为黑色(铁粉),B错误;实验过程中可观察到b处的澄清石灰水变浑浊,证明该反应有二氧化碳生成,C正确;尾气中含有一氧化碳,一氧化碳有毒,用点燃或用气囊收集的方法进行尾气处理,D正确。
11.D 【解题思路】 步骤③把赤铁矿石冶炼成生铁的主要反应原理是Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2,此过程中,氧元素的化合价没有发生改变。故选D。
12.B 【解题思路】 铁能与硝酸银溶液反应,说明金属活动性:铁>银,铜能与硝酸银溶液反应,说明金属活动性:铜>银,但是不能说明铁与铜的金属活动性顺序,B错误。
13.C 【解题思路】
14.A 【解题思路】 铁、锌和铝与稀硫酸反应生成氢气,设与稀硫酸反应产生0.38 g氢气,需要铁、锌、铝的质量分别为x、y、z,可得x=10.64 g,y=12.35 g,z=3.42 g。与稀硫酸反应产生0.38 g氢气,需要铁铝合金的质量介于3.42 g与10.64 g 之间,A正确;需要铁铜合金的质量大于10.64 g,B错误;需要铁锌合金的质量介于10.64 g与12.35 g之间,C错误;需要铜锌合金的质量大于12.35 g,D错误。
15.【参考答案】 (除标注外,每空1分) (1)铝合金(或不锈钢) (2)硬度大、熔点低、抗腐蚀性增强 2Al+3FeSO4Al2(SO4)3+3Fe(2分)
(3)化学可以提高人类生存的质量(或化学能美化人类生活等合理答案)
16.【参考答案】 (除标注外,每空1分)(1)导热
(2)C
(3)铁与氧气、水同时接触 洗净后擦干(合理即可) 铝在常温下与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜(2分)
(4)节约金属资源(或减少环境污染等合理答案)
17.【参考答案】 (1)Al>Zn>Fe>Ni>Cu(2分)
(2)能(1分)
(3)CO+NiONi+CO2(2分)
【解题思路】 (1)由Ni+H2SO4NiSO4+H2↑可知,在金属活动性顺序中,镍排在氢的前面;由Fe+NiSO4Ni+FeSO4可知,铁的活动性比镍强,故5种金属的活动性由强到弱的顺序为Al>Zn>Fe>Ni>Cu。
(2)镍的活动性比铜强,铜的活动性比银强,故镍的活动性比银强,镍能与硝酸银溶液反应。
(3)用NiO与CO在高温条件下反应冶炼镍,生成Ni和CO2。
18.【参考答案】 (除标注外,每空1分)(1)a(2分)
(2)含碳量不同 增强铁的抗腐蚀性
(3)C + 2Cu2O 4Cu + CO2↑ (2分)
(4)化学
【解题思路】 (1)合金的熔点低于组成它的成分金属的熔点,题图中a能表示锡铅合金。
(2)生铁和钢是常见的铁合金,而钢的性能比生铁优越,其主要原因是含碳量不同。工程建设中常用到的钢材中会添加镍、铬等元素制成合金,其目的是增强铁的抗腐蚀性。
(3)由题意可知,该反应的反应物为碳和Cu2O,生成物是铜和二氧化碳,反应条件为高温(800 ℃),则该反应的化学方程式为C+2Cu2O4Cu+CO2↑ 。
(4)Mg17Al12合金完全吸氢后得到MgH2Al,有新物质生成,属于化学变化。
19.【参考答案】 (除标注外,每空1分)(1)A
(2)B Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(2分)
(3)①铁 铜 ②过滤 ③Mg+H2SO4MgSO4+H2↑(2分) Mg2+ ④A(2分)
【解题思路】 (1)地壳里含量最高的金属是铝,但铝开发利用的时间比铜和铁晚,说明金属大规模开发和利用的先后顺序与其在地壳里的含量无关,与金属的导电性也无关,而与金属活动性顺序和金属冶炼的难易程度有关。
(2)可以用来炼铁的矿物中应含有铁元素,故选赤铁矿。用赤铁矿进行高炉炼铁的化学方程式是Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
(3)①铁能够被磁铁吸引,因此A是铁;向镁和铜的混合物中加入适量的稀硫酸,镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,铜不反应,因此过滤得到的金属B是铜。②经过操作a得到固体和溶液,所以操作a为过滤。③步骤Ⅱ中镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,该反应的化学方程式为:Mg+H2SO4MgSO4+H2↑,反应后溶液中的金属阳离子只有Mg2+。④镁的活动性比铜强,用硫酸铜来代替稀硫酸发生反应:Mg+CuSO4MgSO4+Cu,也可达到实验目的,故选A。
20.【参考答案】 (除标注外,每空1分)(1)Fe2O3·xH2O(或Fe2O3)
(2)温度 ①和②(或③和④)
(3)在相同温度下,酸性环境中铁生锈更快
(4)试剂浓度(合理即可) 同温下,将相同的铁钉放入等体积不同浓度的醋酸中,观察铁锈出现的时间(合理即可,2分)
【解题思路】 (2)实验②和④所用试剂都是稀醋酸,但实验温度不同导致出现铁锈所需时间不同,故这两个实验探究的是温度对铁制品锈蚀快慢的影响;要探究试剂酸碱性对铁制品锈蚀快慢的影响,应选择温度相同,但试剂酸碱性不同的两个实验,即①和②(或③和④)。
(3)根据实验①和②(或实验③和④)的现象可得出的结论是铁钉在酸性环境下易生锈;根据②和④的现象可得出的结论是温度越高,铁制品越容易生锈。
(4)影响铁制品锈蚀快慢的因素有很多,如试剂浓度,设计实验时应注意除试剂浓度不同外,其他因素如温度、试剂的量等必须相同。
控制变量法是化学中常用的一种研究方法,当某一结果受多个因素影响,要研究某一因素对结果的影响时就要用这种方法。在设计实验方案时要做对比实验,一定要注意除了研究的因素不同外,其他因素必须相同,否则不能得出准确结论。
21.【参考答案】 (除标注外,每空1分)(1)有红色固体生成,溶液由蓝色变成浅绿色(2分) Fe+CuSO4FeSO4+Cu(2分)
(2)丙 (3)铁、铜 镁 硫酸镁、硫酸亚铁 硫酸铜
【解题思路】 (1)试管乙中铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,可观察到的现象是有红色固体生成,溶液由蓝色逐渐变成浅绿色。
(2)甲、乙两试管中的实验就可以证明三种金属的活动性顺序:Mg>Fe>Cu,故丙试管中的实验是多余的。
(3)向滤渣中加入稀硫酸,有气泡产生,说明滤渣中一定有铁、铜,可能有未反应完的镁。若向滤渣中加入稀硫酸,无气泡产生,说明滤渣中只有铜,滤液中的硫酸铜可能反应完全,也可能没有反应完全,则滤液中一定有硫酸镁、硫酸亚铁,可能有硫酸铜。
22.【参考答案】 解:由题意可知,需要冶炼的纯铁质量为1 732 t×97%=1 680.04 t。(1分)
设需要磁铁矿石的质量为x。(0.5分)
4CO+ Fe3O4 3Fe + 4CO2(2分)
232 168
(1-10%)x 1680.04 t
232168=(1-10%)x1680.04t(1分)
x≈2577.8 t(1分)
答:需要磁铁矿石的质量约为2577.8 t。
熔点
密度
强度
导电性
导热性
抗腐蚀性
2 500 ℃
3 g·cm-3
与钢相似
良好
良好
优异
实验序号
①
②
③
④
实验温度/℃
25
25
70
70
试剂
稀氨水
稀醋酸
稀氨水
稀醋酸
出现铁锈
所需时间
1天
未见锈蚀
5分钟
1天
未见锈蚀
1分钟
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案
D
A
C
C
C
A
B
D
C
B
D
B
C
A
选项
正误
分析
A
✕
在金属活动性顺序中铜排在氢的后面,铜不和稀硫酸反应
B
✕
20%的稀硫酸的浓度大,反应速率快,相同时间内产生氢气的质量多;20%的稀硫酸中H2SO4的质量多,与足量的锌反应产生氢气的质量多
C
√
等质量、等浓度的稀硫酸中含H2SO4的质量相等,与足量金属反应产生氢气的质量相等;镁的金属活动性比锌强,反应速率快,相同时间内产生氢气的质量多
D
✕
镁比锌活泼,反应速率快;镁和稀硫酸反应生成的氢气质量比等质量的锌和稀硫酸反应生成的氢气质量多
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 O—16 Al—27 Fe—56 Cu—64 Zn—65
选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分,每小题只有一个选项符合题意)
1.下列有关金属的说法正确的是( )
A.铝是导电性最强的金属B.铜是目前世界年产量最高的金属
C.金属在自然界中都以化合物形式存在D.日常使用的金属材料大多数是合金
2.港珠澳大桥因其超大的建筑规模、空前的施工难度和顶尖的建造技术而闻名世界。港珠澳大桥的建造使用了大量钢材。下列对钢铁采取的防腐措施不合理的是( )
A.用水清洗 B.在钢铁表面喷涂油漆
C.在钢铁表面镀锡、锌等 D.在钢铁表面烧涂搪瓷
3.工业用2Mg+TiCl42MgCl2+Ti来冶炼金属钛,该反应属于( )
A.化合反应B.分解反应C.置换反应D.氧化反应
4.我国科学家研制出一种新型镁锂合金。该材料具有超轻、强度高等特性。下列关于该镁锂合金的说法正确的是( )
A.是一种新型化合物B.镁锂合金中镁、锂原子不再运动
C.可以用于制造卫星、减轻卫星重量D.镁锂合金的熔点比镁高
5.铁、铝、铜是生活中常用的金属。铁、铝、铜都具有的性质是( )
①有银白色的光泽 ②导热性 ③与氧气反应 ④与稀硫酸反应 ⑤与硝酸银溶液反应
A.①②③B.①②④C.②③⑤D.②③④⑤
6.科学家发现一种新金属。根据表中信息推测其用途错误的是( )
A.用于焊接金属B.制造航天飞机 C.制外科手术刀 D.用于通信设备
7.下列家庭小实验中,铁钉被腐蚀速度最慢的是( )
A B C D
8.有X、Y、Z、W四种金属,只有X在自然界主要以单质形式存在。W的化合物溶液不能用Y制的容器盛装,但可以用Z制的容器盛装。由此可知这四种金属的活动性由强到弱的顺序为( )
A.X>Y>Z>WB.Z>W>Y>XC.X>W>Z>YD.Y>W>Z>X
9.颗粒达到纳米级的铁具有很强的反应活性,俗称“纳米铁”。实验室制备的方法是:以高纯氮气作保护气,在高温条件下用H2和FeCl2发生置换反应,生成“纳米铁”。下列关于该反应的说法正确的是( )
A.“纳米铁”是混合物B.该反应的化学方程式是H2+FeCl2Fe+2HCl
C.高纯氮气的作用是防止铁被氧化 D.“纳米铁”不能和盐酸反应
10.如图所示是实验室用CO还原氧化铁的装置,关于该实验,以下说法错误的是( )
A.实验时应先通入CO,后给玻璃管加热
B.实验过程中可观察到a处固体由黑色逐渐变为红棕色
C.实验过程中可观察到b处的澄清石灰水变浑浊,证明该反应有二氧化碳生成
D.CO有毒,应增加尾气处理装置,可在c处将其点燃或用气囊收集以防止污染空气
11.炼铁厂以赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气为原料炼铁,主要反应过程如图所示:
请根据上图和所学知识判断,下列说法错误的是( )
A.生铁属于混合物B.原料中焦炭的作用是提供热量和制取一氧化碳
C.工业炼铁的设备是高炉 D.步骤③反应过程中所有元素的化合价均发生了变化
12.某化学兴趣小组为了探究Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序,设计了如图所示的4种实验方案。请你判断其中不能达到目的的是( )
A B C D
13.下图所示的四个图像,分别对应四种过程,其中正确的是( )
① ② ③ ④
A.①分别向等质量Mg和Cu中加入足量等质量、等浓度的稀硫酸
B.②分别向等质量且足量的Zn中加入等质量、不同浓度的稀硫酸
C.③分别向等质量且足量的Mg和Zn中加入等质量、等浓度的稀硫酸
D.④分别向等质量的Mg和Zn中加入等质量、等浓度且足量的稀硫酸
14.某校研究性学习小组的同学为了对Cu-Zn合金、Fe-Cu合金、Fe-Zn合金、Fe-Al合金进行研究,他们取其中一种合金的粉末5.6 g,与足量的稀硫酸充分反应,经测定,产生了0.38 g气体。则该合金可能是( )
A.Fe-Al合金B.Fe-Cu合金C.Fe-Zn合金D.Cu-Zn合金
二、填空与简答题(本题包括5小题,共36分)
(5分)电动平衡车是一种新型的交通工具,如图为一款电动平衡车的图片。
(1)图中所标物质所用的材料属于金属材料的是 。
(2)合金与纯金属相比,优点是 ;写出能表示铝和铁的金属活动性强弱的化学方程式: 。
(3)电动平衡车是现代人用来作为代步工具、休闲娱乐的一种新型的绿色环保产物。由此你对化学与人类生活的关系有何感想?
16.(7分)金属及金属材料在生活中应用广泛,请回答:
(1)生活中使用的铁锅是利用铁的 性。
(2)下列物品所使用的主要材料属于合金的是 (填字母序号)。
A.陶瓷杯 B.塑料瓶 C.不锈钢锅 D.金刚石
(3)铝、铁、铜是最常见的三种金属,其中铁最容易生锈,铁生锈的条件是
,生活中为了防止菜刀生锈,常用的方法是 。生活中铝制品具有良好的抗腐蚀性能的原因是 。
(4)废弃的电器需分类回收,请简述废旧金属回收的意义: 。
17.(5分)目前常用的1元硬币材质为钢芯镀镍,5角硬币材质为铜锌合金或钢芯镀铜,1角硬币材质为铝锌合金或不锈钢,请回答下列问题。
(1)硬币涉及的金属有Al、Ni(镍)、Zn、Cu、Fe,Ni能发生如下反应:Ni+H2SO4NiSO4+H2↑,Fe+NiSO4Ni+FeSO4。
以上5种金属活动性由强到弱的顺序是 。
(2)Ni与AgNO3溶液 (填“能”与“不能”)反应。
(3)工业上用NiO与CO在高温条件下反应冶炼镍,反应的化学方程式为 。
(7分)日常使用的金属材料多数属于合金,合金具有许多良好的性能。
(1)合金的很多性能与组成它们的纯金属不同,如图能表示锡铅合金的是 (填“a”“b”或“c”)。
(2)生铁和钢是常见的铁合金,而钢的性能比生铁优越,其主要原因是 。
工程建设中常用到的钢材中会添加镍、铬等元素,其目的是 。
梅花5角硬币的材质为黄铜,呈金黄色。黄铜是铜锌合金,其中铜单质的制备方法是:用赤铜矿(主要成分Cu2O)和木炭粉混合后在电炉中加热至800 ℃,得到单质铜和一种无毒的气体,写出发生反应的化学方程式
。
(4)镁合金被誉为“21世纪绿色金属结构材料”。Mg17Al12是一种特殊的镁合金,该合金是一种储氢材料,完全吸氢后得到MgH2Al,“储氢过程”属于 (填“物理”或“化学”)变化。
19.(12分)人类社会的发展离不开金属。
(1)铝的利用比铜和铁晚,由此可知,金属大规模开发和利用的先后顺序与 (填字母序号)有关。
A.金属的活动性B.金属的导电性C.金属在地壳中的含量
(2)下列金属矿物中,可以用来炼铁的是 (填字母序号),用该矿石进行高炉炼铁的化学方程式是 。
A.赤铜矿(Cu2O)B.赤铁矿(Fe2O3)C.软锰矿(MnO2)
(3)为了达到收旧利废节能减排的目的,从含有金属镁、铁、铜的粉末中,分离和提取出重要化工原料MgSO4和有关金属,实验过程如下:
请回答:
①金属A是 ;金属B是 。
②操作a的名称是 。
③写出步骤Ⅱ中反应的化学方程式: ,反应后溶液中的金属阳离子有 (填离子符号)。
④实验步骤Ⅱ中除了加入稀硫酸外,还可选用 (填字母序号)。
A.硫酸铜溶液 B.氯化钠溶液 C.硝酸银溶液 D.氯化亚铁溶液
三、实验与探究题(本题包括2小题,共16分)
20.(7分)某研究小组为探究“影响铁制品锈蚀快慢的因素”,取相同浓度的稀氨水和稀醋酸用下图装置完成表中实验,回答下列问题。(提示:醋酸显酸性,氨水显碱性)
(1)铁锈的主要成分是 (填化学式)。
(2)实验②和④可探究 因素对铁制品锈蚀快慢的影响;欲探究试剂酸碱性对铁制品锈蚀快慢的影响,应选择的实验是 (填实验序号)。
(3)根据表中实验现象得出的结论是 (写出1点即可)。
(4)影响铁制品锈蚀快慢除上述因素外,还有 (写出1点即可),请设计实验方案
。
21.(9分)某化学小组为探究镁、铁、铜三种金属的活动性顺序,设计了如图所示实验方案。
(1)试管乙中观察到的现象 ,
反应的化学方程式为 。
(2)同学们经讨论后认为该方案可以优化, (填编号)试管的实验是多余的。
(3)去掉多余的实验,同学们将另外两支试管中反应后的物质倒入同一个大烧杯中,一段时间后过滤,若向滤渣中加入稀硫酸,有气泡产生,则滤渣中一定有 ,可能有 。若向滤渣中加入稀硫酸,无气泡产生,则滤液中一定有 ,可能有 。
四、计算题(本题包括1小题,共6分)
22.(6分)工业上,冶炼1 732 t含铁97%的生铁,需要含杂质10%的磁铁矿石的质量是多少?(写出计算过程,结果保留1位小数)
第八单元 综合能力检测卷解析
1.D 【解题思路】 导电性最强的金属是银,A错误;铁是目前世界年产量最高的金属,B错误;大多数金属在自然界中以化合物形式存在,只有少量不活泼金属在自然界中以单质形式存在,C错误;合金的性能通常优于组成它们的纯金属,日常使用的金属材料大多数是合金,D正确。
2.A 【解题思路】 用水清洗钢铁,钢铁与水和氧气同时接触,不能防止钢铁腐蚀,故A错误。
3.C 【解题思路】 题中反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应。
4.C 【解题思路】 镁锂合金属于混合物,A错误;合金中的镁原子与锂原子是在不断运动的,B错误;镁锂合金的熔点比镁低,D错误。
5.C 【解题思路】 铜呈紫红色,①错误;铁、铝、铜三种金属都有导热性,②正确;在一定条件下,铁、铝、铜都能和氧气反应,③正确;铜不能和稀硫酸反应,④错误;铁、铝、铜的金属活动性比银强,都能与硝酸银溶液反应,⑤正确。故选C。
6.A 【解题思路】 根据题表信息可知,该金属熔点为2 500 ℃,熔点较高,不可用于焊接金属,A用途错误;该金属的密度小、强度与钢相似,可用于制造航天飞机,B用途正确;该金属的抗腐蚀性优异,可用于制外科手术刀,C用途正确;该金属的密度小、导电性良好、导热性良好、抗腐蚀性优异,可用于通信设备,D用途正确。
7.B 【解题思路】 铁生锈的条件是铁跟氧气和水同时接触,酸性溶液、盐溶液能加快铁锈蚀的速率。A中铁钉与水和水中溶解的少量氧气接触,生锈速度较慢;B中铁钉浸泡在植物油中,不能与水和氧气接触,不易生锈;C中铁钉与白醋反应,会加快铁钉锈蚀的速率;D中铁钉浸泡在食盐水中,铁钉锈蚀的速率加快。故选B。
8.D 【解题思路】 X、Y、Z、W四种金属中,只有X在自然界主要以单质形式存在,说明X的金属活动性最弱;W的化合物溶液不能用Y制的容器盛装,说明Y的金属活动性比W强,即Y>W;但可以用Z制的容器盛装,说明Z的金属活动性比W弱,即W>Z。则四种金属的活动性由强到弱的顺序为Y>W>Z>X。
9.C 【解题思路】 “纳米铁”是单质,是纯净物,A错误;B项缺少反应条件,错误;反应中高纯氮气的作用是防止铁在高温下与氧气反应,C正确;“纳米铁” 具有很强的反应活性,能和盐酸反应,D错误。
10.B 【解题思路】 实验室用CO还原氧化铁的原理是3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2。CO具有可燃性,加热一氧化碳与空气的混合物可能发生爆炸,所以应先通入CO,待装置中空气排尽后,再给玻璃管加热,A正确;一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,故看到的现象为玻璃管中红棕色固体(氧化铁)变为黑色(铁粉),B错误;实验过程中可观察到b处的澄清石灰水变浑浊,证明该反应有二氧化碳生成,C正确;尾气中含有一氧化碳,一氧化碳有毒,用点燃或用气囊收集的方法进行尾气处理,D正确。
11.D 【解题思路】 步骤③把赤铁矿石冶炼成生铁的主要反应原理是Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2,此过程中,氧元素的化合价没有发生改变。故选D。
12.B 【解题思路】 铁能与硝酸银溶液反应,说明金属活动性:铁>银,铜能与硝酸银溶液反应,说明金属活动性:铜>银,但是不能说明铁与铜的金属活动性顺序,B错误。
13.C 【解题思路】
14.A 【解题思路】 铁、锌和铝与稀硫酸反应生成氢气,设与稀硫酸反应产生0.38 g氢气,需要铁、锌、铝的质量分别为x、y、z,可得x=10.64 g,y=12.35 g,z=3.42 g。与稀硫酸反应产生0.38 g氢气,需要铁铝合金的质量介于3.42 g与10.64 g 之间,A正确;需要铁铜合金的质量大于10.64 g,B错误;需要铁锌合金的质量介于10.64 g与12.35 g之间,C错误;需要铜锌合金的质量大于12.35 g,D错误。
15.【参考答案】 (除标注外,每空1分) (1)铝合金(或不锈钢) (2)硬度大、熔点低、抗腐蚀性增强 2Al+3FeSO4Al2(SO4)3+3Fe(2分)
(3)化学可以提高人类生存的质量(或化学能美化人类生活等合理答案)
16.【参考答案】 (除标注外,每空1分)(1)导热
(2)C
(3)铁与氧气、水同时接触 洗净后擦干(合理即可) 铝在常温下与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜(2分)
(4)节约金属资源(或减少环境污染等合理答案)
17.【参考答案】 (1)Al>Zn>Fe>Ni>Cu(2分)
(2)能(1分)
(3)CO+NiONi+CO2(2分)
【解题思路】 (1)由Ni+H2SO4NiSO4+H2↑可知,在金属活动性顺序中,镍排在氢的前面;由Fe+NiSO4Ni+FeSO4可知,铁的活动性比镍强,故5种金属的活动性由强到弱的顺序为Al>Zn>Fe>Ni>Cu。
(2)镍的活动性比铜强,铜的活动性比银强,故镍的活动性比银强,镍能与硝酸银溶液反应。
(3)用NiO与CO在高温条件下反应冶炼镍,生成Ni和CO2。
18.【参考答案】 (除标注外,每空1分)(1)a(2分)
(2)含碳量不同 增强铁的抗腐蚀性
(3)C + 2Cu2O 4Cu + CO2↑ (2分)
(4)化学
【解题思路】 (1)合金的熔点低于组成它的成分金属的熔点,题图中a能表示锡铅合金。
(2)生铁和钢是常见的铁合金,而钢的性能比生铁优越,其主要原因是含碳量不同。工程建设中常用到的钢材中会添加镍、铬等元素制成合金,其目的是增强铁的抗腐蚀性。
(3)由题意可知,该反应的反应物为碳和Cu2O,生成物是铜和二氧化碳,反应条件为高温(800 ℃),则该反应的化学方程式为C+2Cu2O4Cu+CO2↑ 。
(4)Mg17Al12合金完全吸氢后得到MgH2Al,有新物质生成,属于化学变化。
19.【参考答案】 (除标注外,每空1分)(1)A
(2)B Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(2分)
(3)①铁 铜 ②过滤 ③Mg+H2SO4MgSO4+H2↑(2分) Mg2+ ④A(2分)
【解题思路】 (1)地壳里含量最高的金属是铝,但铝开发利用的时间比铜和铁晚,说明金属大规模开发和利用的先后顺序与其在地壳里的含量无关,与金属的导电性也无关,而与金属活动性顺序和金属冶炼的难易程度有关。
(2)可以用来炼铁的矿物中应含有铁元素,故选赤铁矿。用赤铁矿进行高炉炼铁的化学方程式是Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
(3)①铁能够被磁铁吸引,因此A是铁;向镁和铜的混合物中加入适量的稀硫酸,镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,铜不反应,因此过滤得到的金属B是铜。②经过操作a得到固体和溶液,所以操作a为过滤。③步骤Ⅱ中镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,该反应的化学方程式为:Mg+H2SO4MgSO4+H2↑,反应后溶液中的金属阳离子只有Mg2+。④镁的活动性比铜强,用硫酸铜来代替稀硫酸发生反应:Mg+CuSO4MgSO4+Cu,也可达到实验目的,故选A。
20.【参考答案】 (除标注外,每空1分)(1)Fe2O3·xH2O(或Fe2O3)
(2)温度 ①和②(或③和④)
(3)在相同温度下,酸性环境中铁生锈更快
(4)试剂浓度(合理即可) 同温下,将相同的铁钉放入等体积不同浓度的醋酸中,观察铁锈出现的时间(合理即可,2分)
【解题思路】 (2)实验②和④所用试剂都是稀醋酸,但实验温度不同导致出现铁锈所需时间不同,故这两个实验探究的是温度对铁制品锈蚀快慢的影响;要探究试剂酸碱性对铁制品锈蚀快慢的影响,应选择温度相同,但试剂酸碱性不同的两个实验,即①和②(或③和④)。
(3)根据实验①和②(或实验③和④)的现象可得出的结论是铁钉在酸性环境下易生锈;根据②和④的现象可得出的结论是温度越高,铁制品越容易生锈。
(4)影响铁制品锈蚀快慢的因素有很多,如试剂浓度,设计实验时应注意除试剂浓度不同外,其他因素如温度、试剂的量等必须相同。
控制变量法是化学中常用的一种研究方法,当某一结果受多个因素影响,要研究某一因素对结果的影响时就要用这种方法。在设计实验方案时要做对比实验,一定要注意除了研究的因素不同外,其他因素必须相同,否则不能得出准确结论。
21.【参考答案】 (除标注外,每空1分)(1)有红色固体生成,溶液由蓝色变成浅绿色(2分) Fe+CuSO4FeSO4+Cu(2分)
(2)丙 (3)铁、铜 镁 硫酸镁、硫酸亚铁 硫酸铜
【解题思路】 (1)试管乙中铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,可观察到的现象是有红色固体生成,溶液由蓝色逐渐变成浅绿色。
(2)甲、乙两试管中的实验就可以证明三种金属的活动性顺序:Mg>Fe>Cu,故丙试管中的实验是多余的。
(3)向滤渣中加入稀硫酸,有气泡产生,说明滤渣中一定有铁、铜,可能有未反应完的镁。若向滤渣中加入稀硫酸,无气泡产生,说明滤渣中只有铜,滤液中的硫酸铜可能反应完全,也可能没有反应完全,则滤液中一定有硫酸镁、硫酸亚铁,可能有硫酸铜。
22.【参考答案】 解:由题意可知,需要冶炼的纯铁质量为1 732 t×97%=1 680.04 t。(1分)
设需要磁铁矿石的质量为x。(0.5分)
4CO+ Fe3O4 3Fe + 4CO2(2分)
232 168
(1-10%)x 1680.04 t
232168=(1-10%)x1680.04t(1分)
x≈2577.8 t(1分)
答:需要磁铁矿石的质量约为2577.8 t。
熔点
密度
强度
导电性
导热性
抗腐蚀性
2 500 ℃
3 g·cm-3
与钢相似
良好
良好
优异
实验序号
①
②
③
④
实验温度/℃
25
25
70
70
试剂
稀氨水
稀醋酸
稀氨水
稀醋酸
出现铁锈
所需时间
1天
未见锈蚀
5分钟
1天
未见锈蚀
1分钟
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案
D
A
C
C
C
A
B
D
C
B
D
B
C
A
选项
正误
分析
A
✕
在金属活动性顺序中铜排在氢的后面,铜不和稀硫酸反应
B
✕
20%的稀硫酸的浓度大,反应速率快,相同时间内产生氢气的质量多;20%的稀硫酸中H2SO4的质量多,与足量的锌反应产生氢气的质量多
C
√
等质量、等浓度的稀硫酸中含H2SO4的质量相等,与足量金属反应产生氢气的质量相等;镁的金属活动性比锌强,反应速率快,相同时间内产生氢气的质量多
D
✕
镁比锌活泼,反应速率快;镁和稀硫酸反应生成的氢气质量比等质量的锌和稀硫酸反应生成的氢气质量多
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