《金属和金属材料》单元测试
一、单选题
1.2016年世界环境日的主题确定为“改善环境质量，推动绿色发展”。下面做法符合这一主题的是( )
A． 大理开采矿物，保障金属材料的使用
B． 推广使用太阳能、风能，缓解温室效应
C． 采用焚烧的方法处理农作物秸秆和垃圾
D． 生活中尽量使用含磷洗衣粉，便于给水体提供养分
2.下列有关金属资源的描述不正确的是( )
A． 铁是地壳中含量最多的金属元素
B． 金属元素主要存在于地壳和海洋中
C． 铝在空气中能形成致密的保护膜
D． 回收废旧金属有利于保护环境
3.中华古代文化蕴含着丰富的化学知识，下面理解不合理的是( )
A． 答案AB． 答案BC． 答案CD． 答案D
4.下列措施不利于保护金属资源的是( )
A． 回收废旧金属B． 寻找金属代用品
C． 过度开采金属矿物D． 防止金属锈蚀
5.质量相等的金属镁和铝分别加入质量相等、溶质质量分数相等的两份稀硫酸中，反应完毕后，金属均有剩余。则反应两种溶液质量关系是( )
A． 相等B． 镁反应后的溶液质量大
C． 铝反应后的容量质量打D． 无法比较
6.为验证甲、乙、丙三种金属的活动性顺序，把三种金属分别放入稀盐酸中，只有乙表面无明显变化，把甲放入丙的硝酸盐溶液中，甲的表面有丙析出，则甲、乙、丙三种金属的活动性顺序由强到弱的是( )
A． 甲>乙>丙B． 乙>甲>丙C． 甲>丙>乙D． 丙>乙>甲
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7.天平两边各放同质量分数、同质量、足量的盐酸，在左边烧杯中放3.6 g铝粉，为了使天平保持平衡，右边烧杯应放锌粉的质量是( )
A． 3.6 gB． 3.92 gC． 3.49 gD． 3.3 g
8.下列叙述中，属于金属化学性质的是( )
A． 纯铁是银白色固体
B． 铝在空气中易与氧气反应生成致密的氧化膜
C． 铜容易传热、导电
D． 钨有很高的熔点
9.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)
10.托盘天平调平后，托盘天平上各放一只质量相等的烧杯，在烧杯中分别加入质量分数相同的等质量的硫酸溶液，然后在左盘烧杯中加入2.5 克铝粉，右盘烧杯中加入2.5 克铁粉，充分反应后，两烧杯中都没有固体剩余物，则此时托盘天平( )
A． 左盘重B． 右盘重C． 仍然平衡D． 无法判断
11.先取甲、乙、丙、丁四种金属粉末，分别投入相同浓度稀盐酸中，只有甲、乙能产生气体，乙反应更剧烈；再取一小块丁投入丙的化合物溶液中，丁的表面有丙析出。则甲、乙、丙、丁四种金属的活动性顺序为( )
A． 甲＞乙＞丙＞丁B． 乙＞甲＞丙＞丁
C． 丁＞丙＞乙＞甲D． 乙＞甲＞丁＞丙
12.近年来，经过我国科学家的努力，制造出了国产芯片“龙芯一号”和“龙芯二号”，芯片的核心部件是以高纯度的单质硅为原材料制造的。用化学方法制得高纯度硅的反应原理是SiCl4＋2H2Si＋4HCl，该反应属于( )
A． 化学反应B． 分解反应C． 复分解反应D． 置换反应
13.等质量的M、N两种金属，分别与相同质量分数的足量稀盐酸反应(已知M、N在生成物中均为＋2价)，生成氢气质量和反应时间的关系如图所示，下列叙述正确的是( )
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A． 产生H2的速率N＞M
B． 生成H2的质量M＜N
C． 相对原子质量较大的是N
D． M、N两种金属中较活泼的是N
14.下列有关事实不能用金属活动性顺序解释的是( )
A． 不能用金属铜与稀硫酸反应制取氢气
B． 银的导电性强于铜
C． 镁和铝与稀盐酸反应的剧烈程度不同
D． 铜能将银从硝酸银溶液中置换出来
15.苏通大桥高强斜拉索材料——镀锌钢丝，其各项指标技术均达到了世界先进水平，根据已有的化学知识判断，斜拉索材料属于( )
A． 复合材料B． 合成材料C． 金属材料D． 无机非金属材料
二、填空题
16.某化学兴趣小组根据如图所示进行模拟炼铁的实验，并对产物成分进行探究。
[初步分析]
无色气体A不含有单质气体，黑色粉末B含有两种单质中的一种或者两种。
高炉炼铁的原理为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2，请写出反应器中一氧化碳是如何产生的化学方程式：_____________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
兴趣小组又分成甲乙两组分别对无色气体A和黑色粉末B的成分进行探究
[猜想与假设]
甲组在分析了炼铁的原理后，认为无色气体A中可能有CO2，也可能有未反应的________；
乙组认为黑色粉末的成分中存在以下三种情况：
假设一：只含有铁；
假设二：只含有________；
假设三：以上两种物质都含有。
[实验与探究]
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(1)为验证甲组的猜想，大家按如图示进行实验(箭头表示气体流向)：
当看到Ⅰ中澄清石灰水变浑浊，Ⅲ中灼热的氧化铜变红，可以确定无色气体A的成分为：________，Ⅱ中浓硫酸的作用是：_________________________________________________；
(2)为验证乙组中假设三成立，大家用物理和化学两种方法来进行探究
写出黑色粉末B中加入过量的稀盐酸反应的化学方程式：_________________________；
[交流与反思]
在做甲组的实验中发现其存在一个很不环保的缺陷，请指出来____________。
17.某化学探究小组为了验证铁、铜、锌、银的金属活动性顺序，设计了如下实验方案：
①将铁片加入到稀盐酸中； ②将铜片加入到硝酸银溶液中； ③将锌片加入到稀盐酸中； ④将金属片X加入到Y中。
(该方案中所有金属均已打磨，且形状、大小以及稀盐酸的溶质质量分数均相同)
(1)写出①中反应的化学方程式：________________________________________________；
(2)通过上述实验，可以判断锌的金属活动性比铁强，依据的现象是______________________________________________________________________；
(3)要得出这四种金属的活动性顺序，如果④中Y表示硫酸铜溶液，则X表示的一种金属是________________；如果X表示铜，则Y表示的一种溶液是________________。
三、实验与探究
18.下图是某化学兴趣小组。设计的金属活动性顺序的探究实验。
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(1)上述实验中，有气泡生成的是________(填写装置序号)。
(2)试管F中出现的实验现象是______________________________________________。
(3)上述实验能否证明镁、锌、铁、铜、银五种金属的活动性强弱？__________请说明理由________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)我国古代“湿法炼铜”就是利用了试管D中的反应原理，请写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
19.某化学小组利用下图所示装置测定铜锌合金样品中锌的质量分数(图中固定装置已略去)。
探究过程如下：
Ⅰ.连接实验装置并检查装置气密性；
Ⅱ.向B中加入质量为m的铜锌合金粉末，由注射器A向B缓缓加入稀硫酸，待B中不再有气体产生气体时，夹紧弹簧夹，立即移出D中导管，准确读取并记录量筒内水的体积；
Ⅲ.经过滤等操作，准确称量并记录B中剩余固体物质的质量；
Ⅳ.该小组的甲同学根据反应前后B中固体物质的质量计算样品中锌的质量分数；乙同学认定量筒内测得水的体积即为反应生成气体的体积，并利用该气体在常温下的密度，根据化学方程式进行相关计算，得到样品中锌的质量分数。
请回答下列问题：
(1)B中发生反应的化学方程式为________________________________________________。
(2)Ⅲ中，正确的操作顺序是：过滤、________、________、称量。
(3)通过误差分析，化学小组发现乙同学所用数据不可靠。造成该数据不可靠的原因及其对计算结果的影响是：_____________________________________________________________。
①Ⅱ中，移出D中的导管内留存有水，导致计算结果偏________(填“大”或“小”或“无法确定”)。
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②________________________________________________________________________
_____________________________________________________________导致计算结果偏大。
四、计算题
20.某工厂要用赤铁矿石(主要成分是氧化铁，假设杂质不含铁元素)来炼制生铁。若要炼制含铁96%的生铁63 t，假设在炼制过程中损失10%铁元素，则理论上需要含杂质20%的赤铁矿石的质量是多少？
21.欲测定Cu—Zn合金及Cu—Ag合金中铜的质量分数，实验室只提供一瓶未标明质量分数的稀硫酸和必要的仪器。
(1)你认为能测出铜的质量分数的是__________合金。
(2)取该合金的粉末26 g加入该硫酸充分反应，所加稀硫酸与生成气体的质量关系如图所示。
①生成气体的质量为__________g。
②请计算该合金中铜的质量分数。
22.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)。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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答案解析
1.【答案】B
【解析】A项，矿物不可再生，不要大力开采，尽量保护；B项，推广使用太阳能、风能，可以减少二氧化碳的排放，缓解温室效应；C项，采用焚烧的方法处理农作物秸秆和垃圾，会造成环境污染；D项，使用含磷洗衣粉会造成水体富营养化，污染水资源。故选B。
2.【答案】A
【解析】铝是地壳中含量最多的金属元素。故选A。
3.【答案】C
【解析】A项，露从今夜白，月是故乡明，这其中没有新物质产生，属于物理变化，理解正确；B项，暧暧远人村，依依墟里烟，做饭需要燃料燃烧提供热量，我们可以观察到有烟，有新物质生成，属于化学变化，理解正确；C项，金柔锡柔，合两柔则成合金，合金是指在一种金属中加热融合其他金属或非金属形成的具有金属特性的混合物，相较于其成分金属而言，合金有熔点低、硬度大等优点，在这里说的是合两柔则刚，即合金的硬度大，与其熔点无关，理解错误；D项，一尺之棰，日取其半，万世不竭，蕴含着物质无限可分的思想，理解正确。故选C。
4.【答案】C
【解析】过度开采金属矿物不属于保护金属资源的途径。故选C。
5.【答案】B
【解析】将质量相等的金属镁和铝分别加入质量相等、溶质的质量分数相等的两份稀硫酸中，反应完毕后，金属均有剩余，说明硫酸全部参加反应，溶液的溶质由硫酸变为硫酸盐。根据化学方程式计算，消耗相同质量的硫酸，生成硫酸镁和硫酸铝的质量比为120∶114，所以镁反应后的溶液质量大。故选B。
6.【答案】C
【解析】把三种金属分别放入稀盐酸中，只有乙表面无明显变化，说明乙的活动性最弱；把甲放入丙的硝酸盐溶液中，甲的表面有丙析出，说明活动性甲>丙。故选C。
7.【答案】D
【解析】根据化学方程式计算可知，3.6 g铝与足量的盐酸反应，生成0.4 g氢气，所以左盘实际增重3.2 g。只要右盘实际增重3.2 g即可，根据化学方程式计算可得，加入3.3 g锌粉可增重3.2 g。故选D。
8.【答案】B
【解析】化学性质是指通过化学变化表现出来的物质的性质。四个选项中只有B选项是化学变化，体现了铝的化学性质。其他的颜色、状态、导电性、导热性、熔点等皆不需要化学变化就能表现出来，都属于物理性质。故选B。
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9.【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。
10.【答案】B
【解析】根据题意可知，两烧杯中都没有固体剩余，即金属完全参加反应，根据化学方程式计算可知，等量的金属完全参加反应，生成氢气的质量：铝>铁。所以天平指针偏向铁一侧，选B。
11.【答案】D
【解析】先取甲、乙、丙、丁四种金属粉末，分别投入相同浓度稀盐酸中，只有甲、乙能产生气体，可判断出甲、乙>氢>丙、丁，其中乙反应更剧烈，可以判断出乙>甲。取一小块丁投入丙的化合物溶液中，丁的表面有丙析出，可以判断出丁>丙。综上分析，四种金属的活动性顺序为乙＞甲＞丁＞丙。故选D。
12.【答案】D
【解析】一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物的反应属于置换反应。故选D。
13.【答案】C
【解析】A项，产生H2的速率M＞N。B项，生成H2的质量M＞N。C项，同为＋2价的金属，产生氢气的质量与相对原子质量成反比，故相对原子质量较大的是N。D项，金属的活动性与金属和酸反应的速率一致，较活泼的金属是M。选C。
14.【答案】B
【解析】A项，在金属活动性顺序中，氢>铜，铜与稀硫酸不反应，不能制取氢气。B项，银的导电性比铜强，与金属活动性顺序无关。C项，在金属活动性顺序中，镁比铝活泼，与稀盐酸反应时，越活泼，反应越快。D项，在金属活动性顺序中，铜>银，排在前边的金属能把位于其后的金属从它的盐溶液中置换出来，铜能将银从硝酸银溶液中置换出来。故选B。
15.【答案】C
【解析】化学材料分为四类：金属材料、无机非金属材料、合成材料和复合材料。斜拉索材料是镀锌钢丝，锌属于金属单质，钢丝属于铁的合金，因此属于金属材料。故选C。
16.【答案】初步分析：C＋O2CO2 C＋CO22CO
猜想与假设：CO 碳
实验与探究：(1)二氧化碳、一氧化碳 干燥气体
(2)取少量粉末，用磁铁吸引 部分粉末被吸引 黑色粉末部分溶解，并产生气泡 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
交流与反思：没有尾气处理
【解析】初步分析：一氧化碳的产生经历了两个过程：碳和氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳又
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和碳反应生成一氧化碳；猜想假设：炼铁需要一氧化碳和铁矿石，反应后的气体A的成分有可能是一氧化碳、二氧化碳、一氧化碳和二氧化碳的混合物；黑色粉末B的成分有可能是铁、碳、铁和碳的混合物；实验与探究：(1)Ⅰ中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳，Ⅲ中灼热的氧化铜变红，说明有还原性气体一氧化碳；(2)假设三是铁和碳的混合物，根据其物理性质，可选择磁铁来进行实验；黑色粉末B中与盐酸反应的是铁粉；交流与反思：该实验涉及了有毒气体一氧化碳，应注意尾气处理。
17.【答案】(1)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ (2)锌片表面产生的气泡比铁片快 (3)铁 硫酸亚铁溶液
【解析】(1)铁与稀盐酸反应，能置换出其中的氢，反应的化学方程式为Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；(2)锌和铁都能与稀盐酸反应，但二者与盐酸反应时的速率不同，以此来判断二者的活动性强弱；(3)①③对照，可判断出活动性顺序：锌>铁；②可判断出铜>银；④只需判断铜铁的活动性顺序即可，故可选择铁和硫酸铜溶液，或选择铜和硫酸亚铁溶液。
18.【答案】(1)A和C
(2)铜表面有银白色固体析出，溶液由无色变为蓝色
(3)不能判断 只能判断出镁>铁>铜>银，锌>铜，而无法确定锌与镁和铁的活动性顺序
(4)Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4
【解析】(1)只有氢之前的活泼金属与酸反应才会产生气泡，所以有气泡生成的是A和C。(2)F试管中可以看到铜表面有银白色固体析出，溶液由无色变为蓝色。(3)A可判断：铁>氢。B可判断：铜氢。D可判断：铁>铜。E可判断：锌>铜。F可判断：铜>银。综上分析，不能判断五种金属的活动性，只能判断出镁>铁>铜>银，锌>铜，而无法确定锌与镁和铁的活动性顺序。(4)D试管的化学方程式为Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4。
19.【答案】(1)Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑(2)洗涤 干燥 (3)小 未冷却到室温就夹紧弹簧夹
【解析】(1)由于铜排在了氢的后面，所以与酸不反应，反应物是锌和硫酸，反应的化学方程式为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。(2)从铜和硫酸锌溶液的混合物中得到铜，先进行过滤，得到带有硫酸锌溶液的铜，进行洗涤除去表面的硫酸锌，再进行干燥除去水即可称量。(3)移出D中的导管内留存有水，那么从量筒中读出的示数就应该是由于生成氢气而排出的水再减去导管中留存的水，所以会误认为得到的氢气少，导致计算结果偏小；由于锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气时，放出热量，如果没等冷却到室温，根据热涨冷缩的原理可知进入量筒中水偏多，所以误认为得到的氢气多，计算的结果就偏大。
20.【答案】解：生铁中铁的质量为63 t×96%＝60.48 t
炼出的铁的质量为60.48 t÷(1－10%)＝67.2 t
设需要氧化铁的质量为x
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＝
解得x＝96 t
铁矿石的质量为96 t÷(1－20%)＝120 t
答：需要含杂质20%的赤铁矿石的质量是120 t。
【解析】根据化学方程式求解，要注意用的是纯净物的质量。
21.【答案】(1)Cu—Zn (2)①0.2 g
②设：合金中锌的质量为x
＝
x＝6.5 g
合金中铜的质量为：26 g－6.5 g＝19.5 g
合金中铜的质量分数＝×100%＝75%
答：合金中铜的质量分数为75%。
【解析】(1)铜的活动性比氢弱，不与稀硫酸发生反应，锌的活动性比氢强，能与稀硫酸发生反应，因而铜锌合金能根据剩余金属的质量测定出铜的质量分数；而银的活动性比氢弱，也不与稀硫酸发生反应，因而铜银合金不能测定出铜的质量分数。(2)从图像中可知生成氢气的质量为0.2 g；根据产生的氢气的质量可利用化学方程式计算出锌的质量，进而算出铜的质量分数。
22.【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。
＝
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x＝5.6 g
设5.6 g铁消耗硫酸的质量为y。
＝
y＝9.8 g
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。
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