《金属和金属材料》单元测试
一、单选题
1.天平两端托盘上各放一只质量相等的烧杯，烧杯中盛放着等质量、等质量分数的足量稀盐酸，调节天平平衡后，向天平左侧烧杯中放入4.4 g氧化镁，欲保持天平平衡，在天平的右侧烧杯中应放入( )
A． 4.8 g镁B． 5.4 g铝C． 4.3 g锌D． 4.5 g银
2.放在手心里就能熔化的稀有金属镓，其沸点为2 403 ℃，奇妙的是镓熔化后在－120 ℃仍不易凝固；常温下，镓不与氧气、水反应，但能溶于强酸和强碱；与硫、硒等非金属化合可生成优良的半导体材料。以下有关镓的用途或性质的叙述中，正确的是( )
A． 不能做半导体材料B． 不与硝酸反应
C． 能制作高温温度计D． 常温下能与水、氧气反应
3.某溶液含有Cu(NO3)2和AgNO3，现向其中加入一定量的锌粉，参加反应的锌的质量与溶液中金属离子种类的关系(如下图所示)。下列说法不正确的是( )
A． a～b间(不含两点)的溶液中金属离子为Zn2＋、Ag＋、Cu2＋
B． c～d间(不含两点)的溶液中金属离子为Zn2＋、Cu2＋
C． 当加入的锌的质量为m3时，溶液中金属离子为Zn2＋
D． 当参加反应的锌的质量分别为m1、m2时，溶液中Cu(NO3)2的质量分数相等
4.金属材料在人类活动中已得到广泛的应用。下列性质属于金属共性的是( )
A． 硬度很大、熔点很高B． 有良好的导电性、传热性
C． 有银白色金属光泽D． 常温下是固体
5.合理开发和使用资源是人类可持续发展的前提，下列保护资源的措施中错误的是( )
A． 铁栏杆上刷一层油漆，以保护金属资源
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B． 工业废水处理后循环使用，以保护水资源
C． 汽车安装尾气净化装置，以节约石油资源
D． 严禁使用一次性木筷，以保护金属资源
6.请将符合图示装置设计意图的序号选出( )
①证明一氧化碳有还原性；②证明一氧化碳有可燃性；③证明产物中有二氧化碳；④能有效防止一氧化碳污染空气；⑤该实验充分利用了能源。
A． ①②③④⑤B． ②③C． ①③④⑤D． ①②④⑤
7.将等质量的镁、铁、锌，分别放入三份质量分数相同的稀盐酸中，反应生成的氢气质量与反应时间的关系如图所示。根据图中信息，下列判断不正确的是( )
A． 图线X表示镁的反应情况B． 铁消耗稀盐酸的质量最大
C． 锌一定过量D． 镁一定过量
8.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
9.等臂杠杆两端各系一只质量相等的铁球，将杠杆调节平衡后，将球分别浸没在等质量、等密度的稀硫酸和硫酸铜溶液里，如图所示，一段时间后杠杆将会( )
A． 左端上翘B． 右端上翘C． 仍然平衡D． 无法确定
10.地壳中含量最多的金属元素是( )
A． 钙B． 铁C． 铝D． 铜
11.在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定的镁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀
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盐酸，没有气泡产生。下列判断正确的是( )
A． 滤出的固体中一定含有铜，可能含有铁和镁
B． 滤出的固体中一定含有铜，一定不含有铁和镁
C． 滤液中一定含有氯化镁和氯化亚铁，一定没有氯化铜
D． 滤液中一定含有氯化镁、氯化亚铁、氯化铜
12.下列各组物质不能发生置换反应的是( )
A． 汞＋硝酸银B． 铜＋硝酸镁C． 锌＋硫酸亚铁D． 铁＋硫酸铜
13.控制变量法是实验探究的重要方法，利用下图实验不能实现的探究目的是( )
A． 甲中①③对比，可探究铁生锈是否与水有关
B． 甲中①②对比，可探究铁生锈是否与植物油有关
C． 乙可探究燃烧是否与氧气有关
D． 乙可探究燃烧是否需要达到一定温度
14.下列建设地铁过程中使用的材料属于合金的是( )
A． 锰钢B． 水泥C． 玻璃D． 塑料
二、填空题
15.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_________________________________________________
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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。
16.以铁为代表的金属与人类活动息息相关。
(1)铁锅作炊具主要是利用铁的________性；铁锅手柄上使用的塑料应具有________性(填“热塑”或“热固”)。
(2)作为生活生产中最常用的金属，铁制品的锈蚀是非常常见的，铁制品易锈蚀的原因是铁与空气中的__________________接触发生化学反应的结果。
(3)工业生产中常用稀盐酸浸泡铁制品以达到除锈目的，请用化学方程式表示________________________________________________________________________。
(4)将铁粉投入含有Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中，充分反应后过滤，若滤液中只含一种溶质，则滤渣中一定含有________________________。
17.铁在点燃的条件下，能在纯氧中燃烧，________四射，生成一种________色固体，请写出该反应的化学方程式______________________________________________________。
三、实验与探究
18.小金利用图示装置进行甲、乙对比实验，探究温度对CO和Fe2O3反应的影响(固定装置略)。
(1)从实验安全角度考虑，图示装置还应采取的改进措施是________________________________________________________________________。
(2)完全反应后，两组的生成物均为黑色粉末(纯净物)，分别用两组生成物进行以下实验：
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①甲组的黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式是____________________________________
________________________________________________________________________。
②小金查阅资料后发现Fe3O4在常温下不与稀盐酸、CuSO4溶液反应，故猜想乙组的生成物为Fe3O4。他又发现m2恰好为________ g ，这可成为支持上述猜想的新证据。
(3)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响，且均体现出CO的________(填写化学性质)。
四、计算题
19.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？
20.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)。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
21.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？
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答案解析
1.【答案】A
【解析】氧化镁能与稀盐酸反应，但不产生气体，加入4.4 g，左侧实际增重4.4 g，只要右侧实际增重4.4 g，天平就能保持平衡。4.8 g镁完全参加反应，生成0.4 g氢气，右侧实际增重4.8 g－0.4 g＝4.4 g，保持平衡。5.4 g铝完全参加反应，生成0.6 g氢气，右侧实际增重5.4 g－0.6 g＝4.8 g，天平不平衡。4.3 g锌本身就比4.4 g小，更何况还要放出氢气，右侧实际增重更小于4.4 g，天平不平衡。银与盐酸不反应，加入4.5 g，右侧实际增重4.5 g，天平不平衡。选A。
2.【答案】C
【解析】
3.【答案】D
【解析】A项，a～b代表Zn与AgNO3反应，溶液中的金属离子有反应生成的Zn2＋、剩余的Ag＋、未参加反应的Cu2＋。B项，c～d代表Zn与Cu(NO3)2反应，溶液中的金属离子有反应生成的Zn2＋、剩余的Cu2＋。C项，当参加入的锌质量为m3时，锌粉过量，溶液中的金属离子只有Zn2＋。D项，当参加反应的锌的质量分别为m1、m2时，溶液中Cu(NO3)2还未参加反应，质量相等，但锌和硝酸银反应，溶液的质量不相等，故溶液中Cu(NO3)2的质量分数不相等。故选D。
4.【答案】B
【解析】A项，一些金属的硬度较小、熔点较低，例如钠、汞，错误；B项，金属都有良好的导电、导热性，B正确；C项，一些金属的颜色不是银白色的，例如铜是紫红色的，金是黄色的，错误；D项，汞常温下是液体，错误。所以答案选B。
5.【答案】C
【解析】汽车安装尾气净化装置，无法节约石油资源。故选C。
6.【答案】C
【解析】该实验不能证明一氧化碳的可燃性。故选C。
7.【答案】C
【解析】观察图像可知，三种金属反应的速率X>Y>Z，判断出三种金属的活动性顺序为X>Y>Z，从而得知X为镁，Y为锌，Z为铁。相同质量的三种金属完全参加反应，应该是镁消耗的酸最多，铁次之，锌最少，但图中铁产生氢气最多，即消耗稀盐酸最多；镁锌产生氢气一样多，即消耗稀盐酸一样多，故镁过量，但锌无法确定。故选C。
8.【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。
9.【答案】A
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【解析】铁能与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，使金属球质量减小；能与硫酸铜反应，生成铜和硫酸亚铁，生成的铜附着在铁球表面，每56份质量的铁参加反应，就会生成64份质量的铜，使金属球质量增加。故左端上翘，选A。
10.【答案】C
【解析】地壳中含量最多的金属元素是铝。故选C。
11.【答案】B
【解析】在金属活动性顺序中，镁>铁>氢>铜。向氯化铜和氯化亚铁的混合液中加入一定量的镁粉，根据活动性差别大的先反应可知，镁会先置换硫酸铜中的铜，如果反应结束后镁还有剩余，则会置换氯化亚铁中的铁。根据题意描述，向滤出的固体中滴加盐酸，没有气泡产生，可知，滤出的固体中没有氢之前的金属，所以滤出的固体中一定含有铜，一定没有镁和铁，A错，B对；那么镁和铁就一定是以氯化镁和氯化亚铁的形式存在于溶液中，但我们无法判断溶液中是否还有氯化铜剩余，C、D两项都错。故选B。
12.【答案】B
【解析】在金属活动性顺序中，位于前边的金属能把位于其后的金属从他的盐溶液中置换出来。A项，汞>银，可发生置换反应；B项，铜铁，可发生置换反应；D项，铁>铜，可发生置换反应。故选B。
13.【答案】B
【解析】甲中①②对比，可探究铁生锈是否与氧气有关。故选B。
14.【答案】A
【解析】A项，锰钢属于铁的合金，其中含有铁、锰等，属于合金，正确；B项，水泥主要成分：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙，无金属单质，不属于合金，错误；C项，玻璃是混合物，不含有金属单质，错误；D项，塑料是一种人工合成的具有良好的成膜性、绝缘性、耐腐蚀性能特点的高分子材料，不属于合金，错误。故选A。
15.【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
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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。
16.【答案】(1)导热 热固 (2)氧气和水蒸气 (3)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O (4)铜和银
【解析】(1)铁锅作炊具主要利用铁的导热性，铁锅手柄上使用的塑料，受热时应该不容易变形，故使用热固性塑料。(2)铁制品易锈蚀的原因是铁与空气中的氧气和水蒸气接触发生化学反应的结果。(3)稀盐酸除铁锈的化学方程式为Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O。(4)AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉，铁先与硝酸银反应后再与硝酸铜反应；由于滤液中只有硝酸亚铁，可知加入的铁和硝酸铜、硝酸银完全反应，故此滤渣中一定含有铜和银。
17.【答案】火星 黑 3Fe＋2O2Fe3O4
【解析】铁丝在纯氧中燃烧，可观察到剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体。该反应的化学方程式3Fe＋2O2Fe3O4。
18.【答案】(1)在装置末端尖嘴导管处，放置一盏燃着的酒精灯
(2)①Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ ②4.64
(3)还原性
【解析】(1)从安全角度考虑，一氧化碳有毒，所以要采取的改进措施是补充尾气处理装置。(2)①甲组黑色粉末能被磁铁吸引，全部溶于盐酸，可判断出是铁粉，铁粉和盐酸反应的化学方程式为Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；②根据实验现象可判断出乙组黑色粉末全为四氧化三铁，利用铁元素质量守恒，4.8 g氧化铁中有铁4.8 g×(112/160)＝3.36 g，再算出四氧化三铁的质量3.36 g/(168/232)＝4.64 g。(4)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响，且均体现出CO的还原性。
19.【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
＝
解得x＝96 t
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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。
20.【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
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。
21.【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
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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。
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