《金属和金属材料》单元测试
一、单选题
1.向氯化铜、氯化锌、盐酸的混合液中加入过量的铁粉，充分反应后，溶液中一定含有的物质( )
A．氯化锌、盐酸B．氯化亚铁、氯化铜
C．氯化铜、盐酸D．氯化锌、氯化亚铁
2.如图是生活中常用来固定房门的“门吸”，它由磁铁和金属块两部分组成。该金属块能被磁铁所吸引，是因为可能含有以下材料中的( )
A．银B．铁C．铝D．锌
3.将a、b、c三种金属分别投入稀盐酸中，只有b溶解并产生气泡；把a和c分别放入硫酸铜溶液中，在a表面有铜析出，c没有变化。则a、b、c的金属活动性顺序是( )
A． c＞b＞aB． b＞a＞cC． a＞c＞bD． b＞c＞a
4.2016年4月22日是世界第4个地球日，主题为“珍惜地球资源，转变发展方式——提高资源利用效率”。下列做法不符合这一主题的是( )
A．回收利用废旧金属，保护金属资源
B．推广无纸化办公，使用可再生纸且双面打印
C．大力发展新资源，禁止使用化石燃料
D．洗菜的水用来浇花
5.下列物品主要由合金制成的是( )
A．塑料水杯B．单车轮胎C．羊毛衣服D．青铜塑像
6.某电镀厂的电镀液中含有金盐。为了回收其中的金元素，技术人员制作了如图的“吸金球”。“吸金球”一是装入一些“吸金”物质的纱袋。把“吸金球”浸入电镀液。能“吸”出盐溶液中的金。据上所述，“吸金球”中的“吸金”物质可能是( )
A．活性炭(C)B．磁石(主要成分Fe3O4)
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C．铁屑(Fe)D．胆矾(CuSO4·5H2O)
7.下列不属于化石能源的是( )
A．太阳能B．天然气C．石油D．煤
8.“暖宝宝”放热的反应可看作是铁粉与空气中的水和氧气相互作用，生成氢氧化亚铁，最终转化成氢氧化铁的过程，下列说法不正确是( )
A．总反应的化学方程式为2Fe＋3H2O===2Fe(OH)3
B．氢氧化铁中铁元素的化合价为＋3
C． “暖宝宝”放出的热量是铁发生缓慢氧化时产生的
D． “暖宝宝”使用之前要密封保存，隔绝空气
9.小文同学利用下图实验装置测定某赤铁矿石样品中Fe2O3的质量分数，取10 g样品与足量CO充分反应后，测得剩余固体的质量为7.6 g，下列说法正确的是(温馨提示：杂质不参加反应)( )
A．玻璃管中的固体由黑色逐渐变成红色
B．实验中通入CO的质量为4.2 g
C．生成CO2的质量为2.4 g
D．铁矿石样品中Fe2O3的质量分数为80%
10.“节能减排，我有责任”。下列实验操作不符合节约原则的是( )
A．甲同学做完金属与酸的反应实验后，把多余的金属回收
B．乙同学配制50 g 5%的氯化钠溶液，把配好的溶液装入试剂瓶中
C．丙同学用氯酸钾和二氧化锰制氧气时，先点燃酒精灯，再去组装仪器
D．丁同学用废弃的包装药物胶囊的铝塑板凹槽替代试管，进行酸、碱溶液与指示剂反应的实验
11.在电影《黄金大劫案》上映后，里面用“王水”(浓盐酸与浓硝酸的混合液)溶解黄金的剧情引起了广泛的热议，黄金溶解在“王水”中形成了HAuCl4(四氯合金酸)，没有氢气产生，根据以上信息，下列有关说法正确的是( )
①“王水”溶解黄金是化学变化 ②金比氢活泼 ③HAuCl4中，Au的化合价是＋3价 ④“王水”可以用铁质容器盛放
A． ①④B． ①②③C． ③④D． ①③
12.菜刀在下列四种情况下放置，锈蚀由快到慢的顺序是( )
①切湿咸菜后 ②切酸菜后 ③切青菜后擦干 ④切猪肉后干布擦干再涂上一层豆油
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A． ④③②①B． ②①③④C． ④③①②D． ③②①④
13.运用推理、归纳、类比、对比的方法得出下列结论，其中合理的是( )
A．铝的金属活动性比铁强，则铝制品比铁制品更容易锈蚀
B．水和过氧化氢的组成元素相同，则两者的化学性质相同
C． Na＋、Mg2＋、Cl－的最外层电子数均为8，由此得出离子的最外层电子数均为8
D．同温下分解氯酸钾，加催化剂的反应速率快，说明催化剂可以改变反应速率
14.下列属于冶铁过程中发生的还原反应的是( )
A． C＋O2CO2B． CO2＋C2CO
C． 2CO＋O22CO2D． Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2
15.若金属锰在金属活动性顺序中位于铝和锌之间，则下列反应不能发生的是(提示：MnSO4溶于水)( )
A． Mn＋2HCl===MnCl2＋H2↑B． Fe＋MnSO4===FeSO4＋Mn
C． 2Al＋3MnSO4===Al2(SO4)3＋3MnD． Mg＋MnSO4===MgSO4＋Mn
16.等质量的AB两种金属，分别与质量分数相同的足量的稀盐酸反应(已知，AB在生成物中均为＋2价)，生成氢气的质量随反应时间的变化关系如图所示，下列判断正确的是
( )
A．金属活动性顺序：A>BB．相对原子质量：A>B
C．反应结束后，所得溶液质量：A>BD．反应结束后，生成氢气质量：A>B
17.下列说法正确是( )
A．铁片在海水中不易生锈B．钢就是生铁
C．铝片表面易生成一层致密的氧化膜D．纯铜硬度大于黄铜(铜锌合金)
18.工业上把铁划为黑色金属，纯铁片呈( )
A．黑色B．银白色C．金黄色D．紫红色
19.下列有关说法错误的是( )
A．回收废旧金属是保护金属资源的重要途径
B．人呼出的气体主要成分是二氧化碳，只能用向上排空气法收集
C．自然界中的水经过沉降、过滤、吸附等净化处理后，硬度不会明显降低
D．天然气的主要成分是甲烷
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20.小明为探究金属与盐的反应，将一定质量的某种金属M的粉末放入AgNO3与Cu(NO3)2的混合溶液中，充分反应后发现，溶液呈现无色，溶液底部有少量固体粉末；过滤后在滤渣和滤液中分别加入适量稀盐酸，滤渣中有无色气体产生，滤液中无沉淀产生。结合实际现象判断，小明得出的以下结论错误的是( )
A．滤液中一定没有银离子
B．滤渣中一定含有金属单质M
C．滤渣中一定含有单质铜
D．加入的金属M可能是单质铁
二、填空题
21.小彤的一副眼镜戴了一段时间后，发现铜质镜架上出现了一墨绿色物质，他想将其除掉．经查阅资料得知：铜在一定条件下会锈蚀生成一种绿色物质，其主要成分是碱式碳酸铜(俗称铜绿)，于是他和几个同学按如下方案进行了实验，试回答下列问题：
(1)实验①是向铜绿中加入适量常见无色液体B，再加热至沸，沉淀仍然不变色。实验②、③中C是一种常见的无色气体，B的化学式为________，为满足实验③反应所需的外界条件，应该使用关键仪器名称是________。
(2)写出实验②反应的化学方程式____________________________________________
在此过程中，判断铜绿没有完全反应的现象是______________________________。
(3)将A的溶液5～9滴滴入5 mL 10%的氢氧化钠溶液中得到蓝色絮状沉淀，稍加热即变黑色沉淀D。写出蓝色絮状沉淀转变为D的化学方程式_______________________。
(4)已知Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋H2O＋CO2↑，则热稳定性CaCO3＞Ca(HCO3)2，由此推理上述实验中铜绿、蓝色絮状沉淀、物质D三种化合物热稳定性由强至弱的顺序是________＞________＞________(均写化学式)。
(5)经过讨论：同学们建议小彤可以用________除去镜架上的绿色物质。
22.金属钛因为神奇的性能越来越引起人们关注，常温下钛不与非金属及强酸反应。加热时却可以和常见的非金属单质反应，地壳中的含钛矿石之一是金红石(TiO2)，目前大规模生产钛的方法是：
(1)使金红石与炭粉混合，在高温条件下反应，再通入氯气，制得TiCl4和一种可燃气体，该反应
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的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(2)在氩的气流中，高温下用过量的镁跟TiCl4反应制得金属钛，写出此反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
23.我国第四套人民币硬币中含有金属镍(Ni)，镍及其化合物能发生下列反应：
①Ni＋2HCl===NiCl2＋H2↑ ②NiO＋2HCl===NiCl2＋H2O ③NiO2＋4HCl===NiCl2＋Cl2↑＋2H2O
分析化学方程式，回答以下问题：
(1)金属镍((Ni)与硝酸银溶液反应的化学方程式为____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)反应②属于基本反应类型中的________反应。
(3)反应③中Ni的化合价在反应前后________(填“不变”“升高”或“降低”)。
三、实验与探究
24.小明对铁的锈蚀进行如下探究，室温时，将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧，装置如图，观察到量筒内水沿导管慢慢进入广口瓶(净容积为146 mL)。当温度恢复至室温，且量筒内水面高度不变时读数(此时瓶内氧气含量近似为零)。记录起始和最终量筒的读数以及所需时间如表
(1)实验①和②说明NaCl可以________铁锈蚀的速率。
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(2)实验开始后，广口瓶内温度有所上升，说明铁的锈蚀过程是________(填“放热”或“吸热”)过程。
(3)实验结束后取出滤纸包，观察到有红棕色物质生成，该物质的化学式是__________。
(4)已知碳能够加快铁的生锈速度，小明想通过实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响，请在表格空白处填写实验③的样品组成。
(5)该装置还可用于测量空气中氧气的含量，根据上述数据计算氧气的体积含量是________(小数点后保留1位)。
四、计算题
25.某同学模拟工业炼铁原理，用如图所示装置进行实验。取8 g氧化铁，通入足量一氧化碳，充分反应后，冷却，将玻璃管中的固体移入盛有49 g硫酸溶液的烧杯中，恰好完全反应。
(1)该同学首先按如图所示装配好仪器，检查了气密性并装好仪器，接下来的操作是________________________________________________________________________(只写一步即可)。
(2)计算硫酸溶液的溶质质量分数(要求写出计算推理过程)。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
26.用1 000 t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以冶炼出含铁96%的生铁多少？
27.钢铁厂购进含氧化铁80%的赤铁矿1 000 t，可以炼取含杂质4%的生铁多少？
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答案解析
1.【答案】D
【解析】在金属活动性顺序中，位于氢之前的金属能把酸中的氢置换出来，位于前边的金属能把位于其后的金属从它的盐溶液中中置换出来。所以过量的铁粉只能与氯化铜和盐酸反应，都生成氯化亚铁，而氯化锌未反应，留在溶液中。选D。
2.【答案】B
【解析】大多数金属有相似的性质，例如导电性、导热性，但除铁之外，大多数金属不能被磁铁吸引。故选B
3.【答案】B
【解析】将a、b、c三种金属分别投入稀盐酸中，只有b溶解并产生气泡，可判断出b>H>a、c；把a和c分别放入硫酸铜溶液中，在a表面有铜析出，c没有变化，可判断出a>Cu>c。综上分析，a、b、c的金属活动性顺序为b＞a＞c。故选B。
4.【答案】C
【解析】大力发展新资源，应该合理使用化石燃料。故选C。
5.【答案】D
【解析】A项，塑料属于有机合成材料；B项，轮胎主要由合成橡胶制成，合成橡胶属于有机合成材料；C项，羊毛属于天然材料；D项，青铜属于铜的合金，故D正确。故选D。
6.【答案】C
【解析】排在前面的金属能把排在后面的金属从他的盐溶液里置换出来的性质，金的化学活动顺序排在铁的后面，所以应是铁屑。其他三种物质与该盐溶液均不反应。故选C。
7.【答案】A
【解析】化石燃料：由古代生物的遗骸经一系列复杂变化而形成的燃料，煤、石油和天然气都属于化石燃料，故选A。
8.【答案】A
【解析】A项，反应的化学方程式为4Fe＋3O2＋6H2O===4Fe(OH)3故选A。
9.【答案】D
【解析】A项，玻璃管中的固体由红色逐渐变成黑色；B项，根据固体减少的质量10 g－7.6 g＝2.4 g。就是氧化铁中氧元素的质量，可以求出氧化铁的质量为2.4 g/(48/160)＝8 g，再根据化学方程式可以算出参加反应的一氧化碳是4.2 g，由于反应前要先通一段时间一氧化碳，反应后要再通一段时间一氧化碳，所以实验中通入CO的质量一定大于4.2 g。C项，根据化学方程式计算可知，生成CO2的质量为6.6 g。D项，铁矿石样品中Fe2O3的质量分数为×100%＝80%。故选D。
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10.【答案】C
【解析】A项，把多余的金属回收属于节约药品，故不选A；B项，配好的溶液装入试剂瓶中备用，属于节约药品，故不选B；C项，先点燃酒精灯再去组装仪器，造成酒精的浪费，不符合节约原则，故选C；D项，用废弃的包装药物胶囊的铝塑板凹槽替代试管，起到了废物利用和节约药品的目的，属于节约原则，故不选D。
11.【答案】D
【解析】化学变化是有新物质生成的变化，黄金溶解在“王水”中形成了HAuCl4(四氯合金酸)，有新物质生成，是化学变化，①正确；黄金溶解在“王水”中没有氢气产生，而且在金属活动性顺序中，位于氢之后，②错误；根据化合物中各元素的正负化合价代数和为零来计算，氢＋1价，氯－1价，设金x价，故列式(＋1)＋x＋(－1)×4＝0，解得x＝＋3，③正确；金比较稳定，铁比较活泼，“王水”能溶解金，更能溶解铁，所以不能用铁质容器盛放，④错误，故选①③。
12.【答案】B
【解析】铁能和显酸性的物质发生化学反应，锈蚀速率很快；氯化钠属于盐，能够促进铁生锈的速率，锈蚀速率较快；切青菜后的菜刀生锈速率较慢；切猪肉后用干布擦干再涂上一层豆油，菜刀几乎不生锈。故选B。
13.【答案】D
【解析】铝制品表面易形成一层致密的氧化物薄膜，阻止内部的铝进一步锈蚀，与活动性无关，A错；分子是保持物质化学性质的最小微粒，水是由水分子构成的、过氧化氢是由过氧化氢分子构成的，两者化学性质不同，B错； Li＋最外层就只有2个电子，C错；选D。
14.【答案】D
【解析】属于冶铁过程中发生的反应是ABD，其中属于还原反应的是D。故选D。
15.【答案】B
【解析】由金属锰在金属活动性顺序中位于铝和锌之间可知：锰排在氢的前面，能和盐酸发生置换反应，A正确；锰的活动性比铁强，所以铁不能和MnSO4溶液发生置换反应，B错误；铝的活动性比锰强，所以铝能和MnSO4溶液发生置换反应，C正确；镁排在锰的前面，能与MnSO4溶液发生置换反应，D正确。故选B。
16.【答案】D
【解析】观察图像可知，与酸反应，B比A快，故金属活动性顺序是B>A，选项A错误。生成物中，两种金属均显示＋2价，根据关系可知，相对原子质量越大，产生的氢气越少，由图可知，产生氢气的质量关系：A>B，选项D正确；故相对原子质量关系为B>A，选项C错误。根据质量守恒定律可知，反应后所得溶液的质量＝稀盐酸的质量＋参加反应的金属的质量－氢气的质量，由题干可知，稀盐酸的质量相等，参加反应的金属质量相等，产生氢气的质量A>B，故所的溶液质量关系为
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B>A，选项C错误。选D。
17.【答案】C
【解析】A项，铁在海水中容易生锈；B项，钢、生铁是含碳量不同的铁的合金；C项，铝片表面易生成一层致密的氧化膜；D项，黄铜(铜锌合金)的硬度大，故选C。
18.【答案】B
【解析】四氧化三铁和铁粉是黑色的，黄金是金黄色，铜和氧化铁是红色，其他金属，包括纯铁片都是银白色的。所以答案选B。
19.【答案】B
【解析】A项，回收废旧金属是保护金属资源的重要途径。B项，人呼出的气体主要成分是二氧化碳，由于二氧化碳能溶于水，我们一般用向上排空气法来收集。若非要用排水法收集亦可，因为逸出速率大于溶解速率，只是这样收集的速率就会大大减慢。C项，自然界中的水经过沉降、过滤、吸附等净化处理后，硬度不会明显降低，因为没有除掉可溶性的钙盐、镁盐。D项，天然气的主要成分是甲烷。故B错误。
20.【答案】D
【解析】根据题意，反应后的溶液呈现无色，可知溶液中没有Cu(NO3)2，从而判断出加入的金属M与铜、银的金属活动性顺序为M>铜>银。M先和硝酸银反应，剩余M后，再和硝酸铜反应。根据题意，向滤渣中加稀盐酸，有无色气泡生成，说明有氢之前的金属，在这里只可能是M，所以滤渣的成分一定是银、铜、M，由于反应后的溶液呈现无色，所以M一定不会是铁。向滤液中加稀盐酸，无沉淀产生，说明溶液中一定没有银离子。故选D。
21.【答案】(1)H2O 酒精灯
(2)Cu2(OH)2CO3＋4HCl===2CuCl2＋3H2O＋CO2↑ 绿色沉淀没有全部溶解
(3)Cu(OH)2CuO＋H2O
(4)CuO Cu2(OH)2CO3 Cu(OH)2
(5)盐酸
【解析】(1)碱式碳酸铜受热分解能生成氧化铜、水和二氧化碳，和盐酸反应能生成氯化铜、水和二氧化碳；氧化铜和盐酸反应能生成氯化铜和水；所以C是二氧化碳，B是水。
(2)碱式碳酸铜和盐酸反应的化学方程式为Cu2(OH)2CO3＋4HCl===2CuCl2＋3H2O＋CO2↑在此过程中，判断铜绿没有完全反应的现象是绿色沉淀没有全部溶解。(3)蓝色絮状沉淀是氢氧化铜，氢氧化铜受热分解能生成氧化铜和水，反应的化学方程式为Cu(OH)2CuO＋H2O。(4)由于加热氢氧化铜和碱式碳酸铜都能生成氧化铜，所以氧化铜的热稳定性强，氢氧化铜不稳定，空气中就会失水发黑，90℃左右即开始分解为CuO；碱式碳酸铜分解温度高于100℃，空气中可以稳定存在．所以碱式碳酸铜的热稳定性比氢氧化铜的热稳定性强。(5)可以用盐酸除去镜架上的绿色物质。
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22.【答案】(1)TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO (2)TiCl4＋2MgTi＋2MgCl2
【解析】(1)金红石与炭粉混合，在高温条件下反应，再通入氯气，制得TiCl4和一种可燃气体，根据反应前后，元素种类不变可知，该可燃性气体使一氧化碳，所以化学方程式为TiO2＋2C＋2Cl2TiCl4＋2CO。(2)在氩的气流中，高温下用过量的镁跟TiCl4反应制得金属钛，还反应的化学方程式为TiCl4＋2MgTi＋2MgCl2。
23.【答案】(1) Ni＋2AgNO3===Ni(NO3)2＋2Ag (2)复分解 (3)降低
【解析】由反应①可知，Ni的活动性应在氢元素的前面，故Ni与硝酸银溶液反应时可生成银和硝酸镍，其中镍元素的化合价为＋2价；反应②是氧化镍与盐酸的反应，属于复分解反应；反应③中反应前镍元素的化合价为＋4价，反应后化合价降低为＋2价。
24.【答案】(1)加快 (2)放热 (3)Fe2O3·xH2O (4)1 g铁粉、10滴水 (5)20.5%
【解析】(1)实验①和②之间唯一的变量为是否有NaCl，根据含有NaCl的②组实验，反应所需的时间较短，得到NaCl能加快铁锈蚀的速率。(2)通过温度升高，可以直接得出铁锈蚀的过程是放热的过程。(3)根据题干“小明对铁的锈蚀进行如下探究”及“红棕色物质生成”，我们可以判定此物质为铁锈，主要成分为Fe2O3·xH2O。(4)“实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响”，所以该对照组间唯一的变量应为是否含有碳，因为实验①含有碳，则实验③不含碳，而其他的因素应完全相同，所以实验③的样品组成为1 g铁粉、10滴水。(5)因为量筒内液体减少的体积即为广口瓶内所含有的全部氧气的体积，所以氧气的体积含量：30 mL/146 mL×100%≈20.5%。
25.【答案】(1)先通CO
(2)设8 g氧化铁完全反应后生成铁的质量为x。
＝
x＝5.6 g
设5.6 g铁消耗硫酸的质量为y。
＝
y＝9.8 g
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硫酸溶液的溶质质量分数为(9.8 g/49 g)×100%＝20%
答：硫酸溶液的溶质质量分数为20%。
【解析】(1)一氧化碳具有可燃性，不纯时加热会发生爆炸，先通CO的目的就是排出试管内的空气。(2)据题意可知需要两个反应的化学方程式：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2，Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑根据提供氧化铁的质量，找到氧化铁与铁、铁与硫酸的质量关系来求算。
26.【答案】解：氧化铁的质量为1 000 t×80%＝800 t
设需要纯铁的质量为x
＝
解得x＝560 t
生铁的质量为560 t÷96%≈583 t
答：理论上可以冶炼出含铁96%的生铁583 t。
【解析】根据化学方程式求解，要注意用的是纯净物的质量。
27.【答案】解：氧化铁的质量为1 000 t×80%＝800 t
设炼出纯铁的质量为x
＝
解得x＝560 t
生铁的质量为560 t÷(1－4%)≈583 t
答：理论上可以冶炼出含铁96%的生铁583 t。
【解析】根据化学方程式求解，要注意用的是纯净物的质量。
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