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考题训练(十四)__金属的利用与保护
夯 实 基 础
1．【2017·台州】垃圾分一分，环境美十分。投放铝制易拉罐的垃圾箱应贴以下哪个标识( )
图K14－1
2．【2017·广州】下列有关金属材料的说法正确的是( )
A．铁片在海水中不易生锈
B．钢是纯铁
C．铝片表面易生成一层致密的氧化膜
D．纯铜硬度高于黄铜(铜锌合金)
3．【2017·福建】下列四支试管中，铁钉锈蚀速度最快的是( )
图K14－2
4．铁、铝、铜是日常生活中使用最广泛的金属。
(1)上述三种金属中，地壳中含量最多的金属元素是________(填元素符号)，人类最晚大规模使用的是铝，原因是________(填字母)。
A．铝的抗腐蚀性差
B．铝的金属活动性强
C．铝的价格便宜
(2)常温下一些金属的物理性质数据如下表：
金属单质
铜
铝
锌
铁
铅
导电性(以银的导
电性为100作标准)
99
61
27
17
7.9
密度/(g·cm－3)
8.92
2.70
7.14
7.86
11.3
熔点/℃
1083
660
419
1535
328
硬度(以金刚石的
硬度为10作标准)
2.5～3
2～2.9
2.5
4～5
1.5
分析以上数据，在表中，密度最大的金属是________；用金属铁制锤子而不用金属铝，原因是________________。
5．实验室中用一氧化碳还原磁铁矿(主要成分为Fe3O4)得到铁，设计的实验装置如图K14－3所示。
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图K14－3
请回答：
(1)开始实验时，A装置中首先要进行的操作是________________(填“加热”或“通一氧化碳”)。
(2)CO还原Fe3O4的化学方程式为________________________________________。
(3)B装置的作用是________________________________________________________________________。
6．如图K14－4所示是高炉炼铁时高炉内的化学变化过程。
图K14－4
认真阅读图中有关信息，回答下列问题。
(1)将铁从铁矿石中还原出来的物质是________________________________________________________________________
(填化学式)。
(2)请写出高炉中生成铁的化学方程式(以赤铁矿为例)：________________________________________________________________________。
(3)取少量高炉中炼出的生铁放入烧杯中，加入足量稀盐酸，可观察到的现象是____________________________________，发生反应的化学方程式为__________________________，当反应停止后，还可观察到烧杯底部有黑色不溶物，该物质是______(填化学式)。
7．用5000 t含Fe2O3 80%的赤铁矿石冶炼生铁。
(1)原料中含Fe2O3的质量为________t。
(2)理论上，冶炼出含铁96%的生铁的质量是多少？(要求写出计算过程，结果精确到0.1 t)
能 力 提 升
1．【2017·淮安】某博物馆藏有一柄古代铁剑，为防止其生锈，下列做法合理的是( )
A．定期用清水冲洗，除去灰尘
B．放于体验区，让观众触摸
C．用盐水除去铁剑上的锈斑
D．放在充满氮气的展览柜中
2．【2017·眉山】某同学用图K14－5所示装置进行CO与Fe2O3的反应。下列说法错误的是( )
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图K14－5
A．该实验装置中应增加尾气处理装置
B．加热前应先通入一段时间的CO以排尽装置内的空气
C．NaOH溶液应改为Ca(OH)2溶液以检验产生的CO2
D．反应后的固体是Fe和Fe2O3的混合物，可以采用加入盐酸并过滤的方法得到Fe
3．【2017·湘潭】金属的用途很广，我们应该保护好金属资源。回答以下问题。
(1)金属能用作炊具，是因为金属具有________(填“导电性”或“导热性”)。
(2)黄铜片和铜片相比较，硬度较大的是________。
(3)写出一条防止铁生锈的建议：________________________________。
4．【2017·深圳】我国矿物种类齐全，储量丰富。工业上从含有金属元素的矿石中提炼金属。其中赤铁矿是炼铁的主要原料。请回答下列问题。
Ⅰ.铁制品广泛应用于生产、生活中。
(1)下列不属于铁合金的是________(填字母)。
A．Fe(OH)3 B．生铁 C．不锈钢
(2)铁钉生锈，属于________(填“物理”或“化学”)变化。图K14－6是探究铁钉在不同条件下发生锈蚀的实验，其中铁钉锈蚀最快的是__________(填字母)。
图K14－6
Ⅱ.赤铁矿(主要成分为Fe2O3)可用于生产催化剂。
(3)在Fe2O3中，氧元素的质量分数为____________。
(4)赤铁矿经提纯后得到纯净的Fe2O3可用于生产某种工业催化剂(主要成分为FeO和Fe2O3)，其反应原理为2Fe2O3＋C4FeO＋CO2↑。现将焦炭和过量的Fe2O3混合均匀，按上述原理充分反应，图K14－7为固体混合物的质量随反应时间的变化曲线。
图K14－7
①由图可知：生成CO2气体的质量为________g。②计算反应后固体混合物中FeO的质量分数。(请根据化学方程式写出完整的计算步骤)
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参考答案
|夯实基础|
1．A [解析] 铝制易拉罐属于金属，属于可回收物。
2．C [解析] 铁制品在潮湿的空气中易生锈，在有盐或酸存在时，生锈速率会加快；海水中有盐和水，铁片在其中比在潮湿的空气中更易生锈。钢是铁和碳形成的合金，属于混合物，不是纯铁。铝的金属活动性较强，在空气中易与氧气发生缓慢氧化生成氧化铝，氧化铝是一种致密的氧化物保护膜，能保护内部的铝不被氧化。一般情况下，合金的硬度比组成它的成分金属的硬度大，纯铜的硬度小于黄铜的硬度。
3．D
4．(1)Al B (2)铅 铁的硬度大
[解析] (1)地壳中含量最多的金属元素是铝，三种金属中人类最晚大规模使用的是铝的原因是铝的化学性质活泼。(2)根据表格可以看出，密度最大的金属是铅；用金属铁制锤子而不用金属铝是因为铁的硬度大。
5．(1)通一氧化碳
(2)4CO＋Fe3O43Fe＋4CO2
(3)检验是否有二氧化碳生成
[解析] (1)在做一氧化碳还原磁铁矿的实验时，要先通一氧化碳再加热，因为一氧化碳可燃，与空气混合加热会发生爆炸。(2)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，可以用B装置来检验二氧化碳的存在。
6．(1)CO (2)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
(3)有气泡产生，溶液由无色变成浅绿色
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Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ C
7．(1)4000
(2)解：设理论上可冶炼纯铁的质量为x。
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
160 112
4000 t x
＝ x＝2800 t
理论上可冶炼含铁96%的生铁的质量为≈2916.7 t。
答：理论上，冶炼出含铁96%的生铁的质量是2916.7 t。
|能力提升|
1．D [解析] 铁生锈需要氧气和水，定期用清水冲洗铁剑，会加速铁剑的锈蚀；人体会分泌汗液，用手触摸铁剑，会加速铁剑的锈蚀；盐水会加速铁剑的锈蚀；氮气化学性质稳定，将铁剑放在充满氮气的展览柜中，可以隔绝空气和水，能防止铁剑锈蚀。
2．D [解析] 一氧化碳是一种有毒气体，会污染空气，该实验装置中应增加尾气处理装置；一氧化碳是一种可燃性气体，和空气或者氧气混合加热易发生爆炸，加热前应先通入一段时间的CO以排尽装置内的空气；二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊，可以用澄清石灰水来检验二氧化碳；盐酸不仅能与氧化铁反应，也能与铁反应。
3．(1)导热性 (2)黄铜片
(3)在铁制品上涂抹油漆或者油
[解析] (1)金属具有导电性、导热性、延展性，具有光泽，能够用作炊具主要是利用了金属的导热性。(2)黄铜片是由铜和锌所组成的合金，一般合金的硬度要比组成它的纯金属大，所以黄铜的硬度比铜大。(3)防止铁生锈的方法有很多，比如在铁制品上涂抹油漆或者油，保持铁制品表面的洁净和干燥等。
4．(1)A
(2)化学 B
(3)30%
(4)①1.1
②解：设反应生成固体FeO的质量为x。
2Fe2O3＋C4FeO＋CO2↑
288 44
x 1.1 g
＝ x＝7.2 g
反应后固体混合物中FeO的质量分数为×100%＝36%。
答：反应后固体混合物中FeO的质量分数为36%。
[解析] (1)Fe(OH)3是化合物，不是合金，生铁、不锈钢是合金。(2)铁钉生锈是铁生成了氧化铁，有新的物质生成，是化学变化；铁钉生锈是铁与空气中的氧气、水反应，B中的铁钉最容易生锈，铁锈蚀最快。(3)在Fe2O3中，氧元素的质量分数为：×100%＝30%。(4)①由图可知，反应后固体物质减少1.1 g，是因为生成了CO2，减少的固体质量即是生成的CO2的质量。
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