第八单元 金属和金属材料
(时间:45分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Fe 56
一、单项选择(每小题3分,共30分)
1.下列所示物质的用途中,不是利用其物理性质的是( )
A.液化石油气作燃料
B.铝材做高压锅
C.用刻画的方法区分铜片和黄铜片
D.钢材制铁轨
2.下列有关铁的说法错误的是( )
A.地壳中铁元素含量排在第四位
B.在铁制品表面镀锌可防锈
C.用铁矿石与焦炭在高炉内炼钢
D.生铁的含碳量比钢的含碳量高
3.能与无色硝酸银溶液反应,使溶液变为蓝色的金属是( )
A.铝 B.铁 C.铜 D.银
4.金属是重要的资源。下列有关金属制备的说法错误的是( )
A.“湿法炼铜”的化学原理可以表示为Fe+CuSO4FeSO4+Cu
B.电解氯化镁可以制备金属镁,该反应属于分解反应
C.工业上用一氧化碳还原氧化铁制备铁,该反应属于置换反应
D.金矿中的金以单质形式存在,用物理方法可以制得
5.某地出土的重要文物有玉带、银钵、铁鼎及铁牛等,其中金属制品保存较好的可能是( )
A.玉带 B.银钵 C.铁鼎 D.铁牛
6.我国在西汉时期就已经发明湿法炼铜的方法,到宋朝已把此方法用于生产,并形成了一定的生产规模。此反应属于( )
A.化合反应 B.分解反应
C.置换反应 D.氧化反应
7.下列有关金属的说法不正确的是( )
A.常温下金属均为固态
B.合金的很多性能与组成它们的纯金属不同
C.铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更易生锈
D.铝在空气中表面会生成致密的氧化铝薄膜,使铝具有很好的抗腐蚀性能
8.下列现象和事实,可用金属活动性顺序作出合理解释的是( )
①金属镁在空气中比铝更易点燃,说明镁比铝活动性强
②金属铝比金属锌更耐腐蚀,说明锌比铝活动性强
③硫酸铜、石灰水配制的农药波尔多液,不宜用铁制容器盛放
④金属锌与稀硫酸反应速率适中,更适于实验室制取氢气
6
A.①② B.③④ C.①③④ D.①②③④
9.为比较X、Y、Z三种金属活动性强弱,进行如下实验。实验结论正确的是( )
A.X>Y>Z B.Z>Y>X
C.Y>X、Y>Z D.X>Y、Z>Y
10.中国有广阔的海域,拥有航空母舰保卫祖国海疆不再是中国人遥远的梦想。建造航母需要大量的金属钛。钛因其硬度大、熔点高,常温下耐腐蚀等优良的性能,被誉为“未来金属”。由钛铁矿提取金属钛的主要工艺过程如下:
下列有关叙述错误的是( )
A.TiCl4在高温下与足量Mg反应生成金属Ti属于置换反应
B.TiCl4属于化合物,但不是氧化物
C.上述生产过程中得到的金属钛中混有少量金属镁,可加适量稀盐酸除去
D.分离出的铁与制取钛无关,可作为垃圾处理
二、积累运用(共25分)
11.(6分)青少年看书、写字一定要爱护眼睛,台灯是在光线不足时常用的照明用具。
(1)图中标示的物质属于金属材料的有 (填序号)。
(2)灯管后面的反光片为铝箔。铝块能制成铝箔是利用了铝的 性。
(3)若要验证铜、铁、铝的金属活动性顺序,某同学已经选择了打磨过的铁丝,你认为他还需要的另外两种溶液是 。
12.(7分)(1)铝不易锈蚀的主要原因是 (填序号)。
A.铝不会与酸反应
B.铝不会与空气中的氧气反应
C.铝表面的氧化膜具有保护作用
(2)工业炼镁的原理:熔融的氯化镁(MgCl2)在通电条件下生成镁和氯气(Cl2),反应的化学方程式为 。
6
(3)泡沫铁粉可用于食品保鲜的原理:铁生锈时能吸收 和 ,使食品保持干燥并防止氧化变质。颗粒大小达到纳米级的单质铁在空气中受撞击时,燃烧生成四氧化三铁,反应的化学方程式为 。
13.(12分)工业上生产电路板及处理废液的工艺流程如下:
(1)由步骤①可判断FeCl3与铜反应生成的两种产物是 和 。
(2)步骤②加入过量的铁粉,除能与废液中FeCl3反应外,还可发生反应的化学方程式为
。
(3)步骤③加入稀盐酸,充分搅拌,当观察到 时,说明滤渣只剩铜。
(4)步骤②③所得FeCl2可与一种单质发生化合反应生成FeCl3,实现循环使用。根据质量守恒定律可推测该单质的化学式为 。
三、情景分析(12分)
14.(1)某炼铁厂常以焦炭、赤铁矿(主要成分是氧化铁)、空气等为主要原料炼铁,反应过程如下图所示。其中焦炭的作用是 。
(2)电化学腐蚀是金属腐蚀的主要原因。当两种金属活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时,因形成原电池,金属活动性强的金属首先被腐蚀。利用这一原理,为了保护轮船的钢质外壳,通常在行驶的轮船外壳上连接 (填“铜板”或“锌板”)。
(3)为了满足某些尖端技术发展的需要,人们又合成了许多新型合金材料。储氢合金是一类能够大量吸收H2,并与H2结合成金属氢化物的材料。此过程发生了 (填“物理”或“化学”)变化,储氢合金属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
四、实验探究(18分)
15.小彬同学家新买了水龙头,从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬的。他想起在学习金属性质时用到的金属活动性顺序中没有铬,为了了解铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系,进行如下探究活动:
【查阅资料】铬(Cr)是银白色有光泽的金属,在空气中表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO4)溶液……
铝是银白色有光泽的金属,能与稀硫酸反应,生成无色的硫酸铝溶液……
【预测】三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系:
①Cr Al Cu ②Al Cr Cu ③Al Cu Cr
【实验过程】取大小相同的三种金属薄片,用砂纸打磨光亮。
实验一
实验二
实验三
实验
方案
6
实验
现象
铬片表面产生气泡缓慢,溶液变蓝色
铝片表面产生气泡较快
结论
铬能与稀硫酸发生反应,反应较慢
铜不与稀硫酸反应
三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系是 (填序号)
【回答问题】(1)用砂纸打磨金属片的目的是
。
(2)实验一所发生反应的化学方程式是
。
(3)小东提出用硫酸铜溶液代替上述实验中的稀硫酸也能得出三种金属在金属活动性顺序表中的相对位置关系,小燕认为不可行,理由是
。
【归纳】比较金属活动性强弱的方法有① ;②
。
五、计算应用(15分)
16.
为测定某赤铁矿石中氧化铁的质量分数,小龙和他的同学用足量纯净的一氧化碳与10 g赤铁矿石样品充分反应(杂质不参与反应),并将生成的气体用一定量的氢氧化钠溶液完全吸收,该溶液总质量与反应时间的变化关系如图。
(1)上述反应产生二氧化碳的质量为 g;
(2)计算该赤铁矿石中氧化铁的质量分数;
(3)若上述反应后剩余固体质量为m g,写出计算该赤铁矿石中氧化铁质量分数的表达式: (用含m的代数式表示)。
6
答案：1.A 2.C 3.C
4.C 古代湿法炼铜是铁与硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸亚铁溶液和铜,反应的化学方程式为Fe+CuSO4FeSO4+Cu,故A选项说法正确;电解氯化镁可以制备金属镁,同时生成氯气,该反应符合“一变多”的特征,属于分解反应,故B选项说法正确;置换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的反应,工业上用一氧化碳还原氧化铁制备铁,该反应的反应物均为化合物,不属于置换反应,故C选项说法错误;金矿中的金能以单质形式存在,可以用物理方法进行分离,故D选项说法正确。故选C。
5.B
6.C 湿法炼铜的原理:Fe+CuSO4Cu+FeSO4,一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的反应是置换反应。
7.A 大多数金属常温下为固态,而汞在常温下为液态,A错;合金的性能比纯金属更优越,如硬度更大、抗腐蚀性更强,故B对;铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果,潮湿的空气中水蒸气含量高,故生锈更快,C对;铝在空气中形成的氧化膜非常致密,具有保护内部铝的作用,故D对。
8.B 9.A
10.D 根据题目信息可知,TiCl4与Mg反应生成Ti和MgCl2,该反应属于置换反应;TiCl4由两种元素组成,属于化合物,但不含氧元素,不属于氧化物;生产过程中得到的金属钛中混有少量金属镁,镁能与酸反应,可用稀盐酸除去;铁是重要的金属资源,可回收再利用。
11.答案 (1)①②④
(2)延展
(3)CuSO4溶液和Al2(SO4)3溶液(或硫酸铜溶液和硫酸铝溶液,其他合理答案均可)
12.解析 (1)铝与空气中的氧气发生缓慢氧化生成一层致密的氧化膜,氧化膜可阻止铝与氧气接触,起到保护作用。(2)根据题目信息中给出的反应物、生成物和反应条件可写出该反应的化学方程式。(3)铁生锈是铁与氧气、水发生的复杂化学反应。
答案 (1)C
(2)MgCl2Mg+Cl2↑
(3)水(或H2O) 氧气(或O2) 3Fe+2O2Fe3O4(条件写点燃不扣分)
13.解析 (1)根据工艺流程可知①的产物为FeCl2和CuCl2。(2)Fe能与CuCl2溶液发生置换反应生成FeCl2和Cu。(3)加入稀盐酸如果没有气泡产生,说明固体中没有铁只有铜(铜不与稀盐酸反应)。(4)②③所得的溶液为FeCl2溶液,加入一种物质发生化合反应生成FeCl3,根据反应前后原子种类和数目保持不变,可以确定该单质的化学式为Cl2。
答案 (1)FeCl2 CuCl2
(2)Fe+CuCl2FeCl2+Cu
(3)不再有气泡产生
(4)Cl2
6
14.解析 (1)焦炭燃烧放出大量的热,可为炼铁提供热量,产生的一氧化碳可还原铁的氧化物。(2)本题为信息题,由于形成原电池时,金属活动性强的金属首先被腐蚀,为了保护轮船的钢质外壳,轮船外壳上应连接比铁金属活动性强的金属,该金属为锌。(3)储氢合金与H2结合成金属氢化物,在此过程中有新物质生成,属于化学变化;储氢合金由多种物质组成,属于混合物。
答案 (1)提供能量和生成还原剂
(2)锌板
(3)化学 混合物
15.解析 本题是一道探究金属活动性顺序的实验题,解题时要认真对照实验现象得出正确结论。在实验过程中,由于铜的金属活动性排在氢的后面,故将铜放在稀硫酸中无现象发生,铝片放入稀硫酸中,表面产生气泡较快,说明铝能与稀硫酸反应,根据实验现象可以判断三种金属的金属活动性强弱顺序为Al>Cr>Cu。金属表面的锈迹或污物或氧化物会影响实验的现象,因此实验前应用砂纸打磨金属片。可参照Fe与稀硫酸的反应书写Cr与稀硫酸反应的化学方程式。在三种金属中,Cu的金属活动性最弱,因而Al与Cr都能与硫酸铜溶液反应,若用CuSO4溶液代替稀硫酸无法判断Al与Cr的金属活动性强弱。通过以上实验探究可以得出,比较金属活动性强弱的方法包括:通过金属与稀硫酸反应的快慢判断金属活动性强弱或通过金属与另一种金属化合物的溶液反应判断金属活动性强弱。
答案 【实验过程】实验现象:无现象 结论:铝能与稀硫酸发生反应,反应较快 ②
【回答问题】(1)除去金属表面的氧化物
(2)Cr+H2SO4CrSO4+H2↑
(3)无法比较铬和铝的金属活动性强弱(合理答案均可)
【归纳】①通过金属与稀硫酸反应的快慢判断金属活动性强弱 ②通过金属与另一种金属化合物的溶液反应判断金属活动性强弱(合理答案均可)
16.答案 (1)6.6
(2)解:设该样品中氧化铁质量为x
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
160 3×44
x 6.6 g
160132=x6.6g x=8 g
样品中氧化铁的质量分数为8g10g×100%=80%
答:该样品中氧化铁的质量分数为80%。
(3)10-m3×100%
6
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