《金属和金属材料》单元测试
一、单选题
1.下列关于金属及其合金说法正确的是( )
A． 自然界中金属多以化合物形式存在
B． 所有金属都是银白色
C． 黄铜硬度比纯铜的硬度小
D． 生铁可以完全溶解在足量稀盐酸中
2.某同学探究X、Y、Z三种金属的活动性顺序，做了以下实验：
(1)取样，分别加入到CuSO4溶液中，发现X、Z表面出现红色物质而Y却没有；
(2)取X、Z大小相等的颗粒，分别加入到溶质质量分数相等的稀H2SO4中，发现X表面产生气泡的速度明显比Z快。
则X、Y、Z的金属活动性由强到弱依次是( )
A． X＞Z＞YB． Z＞Y＞XC． X＞Y＞ZD． Z＞X＞Y
3.某化学兴趣小组为验证Ag、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，设计了如下图所示的实验操作。其中可以达到实验目的的组合是( )
A． ①②或②③或②④⑤B． ②④或①③或②④⑤
C． ①③或②③或①④⑤D． ①②或②③或③④⑤
4.白炽灯泡里的灯丝是钨丝，因为钨是( )
A． 熔点最高的金属B． 导电、导热性最好的金属材料
C． 延展性最好的金属D． 容易冶炼、价格低廉的金属材料
5.如图是“一氧化碳与氧化铁反应”的部分实验装置，关于该实验说法正确的是
( )
A． 充分反应后，向固体中加稀盐酸会产生气泡
B． 在实验过程中，黑色的粉末会逐渐变成红色
C． 该实验的反应原理为FeO＋CO===Fe＋CO2
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D． 在实验过程中，产生的尾气可以直接排放到空气中
6.社会上一些不法分子以铜锌合金(金黄色，俗称黄铜)假冒黄金进行诈骗活动。为了鉴别黄铜和黄金，以下方法可行的是( )
A． 观察颜色B． 称量质量C． 加稀硫酸D． 磁铁吸引
7.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
8.关于金属物品的使用正确的是( )
A． 铝合金门窗变旧变暗后可用砂纸或钢丝球打磨
B． 铝壶内的水垢可用溶质质量分数为18%的盐酸长时间浸泡
C． 校内用钢架制作的自行车防雨棚应定期喷涂油漆防锈
D． 铁桶可以长时间保存波尔多液
9.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
10.“绿箱子环保计划——废弃手机及配件回收联合行动”已在全国40个重点城市中开展了近两年。下列有关废弃手机中的金属材料回收利用的说法不正确的是( )
A． 可以节约金属资源
B． 可以节约冶炼相关金属所消耗的能源
C． 可以减少对环境的污染
D． 回收废弃手机中的金属材料没有任何价值
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11.如图所示，放置1～2周时间后，装置中能出现的现象是( )
A． 铁丝不变化B． 试管中的液面不变化
C． 铁丝逐渐消失D． 试管中的液面上升
12.将等质量的镁和铁分别放入等质量、相同质量分数的稀盐酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示，下列说法错误的是( )
A． 反应结束后镁一定有剩余
B． 反应消耗盐酸的总质量一定相等
C．O—t1时段，产生氢气的质量镁比铁大
D．O—t2时段，参加反应的镁的质量与铁相等
13.赤铁矿的主要成分是( )
A． FeOB． Fe3O4C． Fe2O3D． Fe
14.下列关于实验室模拟工业炼铁的过程说法错误的是( )
A． 实验前要检查装置气密性
B． 实验开始要先通一段时间一氧化碳再加热
C． 实验结束后要先停止一氧化碳再停止加热
D． 实验过程要注意尾气处理
15.下列有关实验现象描述正确的是( )
A． 硫在空气中燃烧产生蓝紫色火焰
B． 一氧化碳还原氧化铁，固体由黑色变成红色
C． 镁和盐酸反应，放出热量
D． 铁和稀硫酸反应，溶液由无色变为黄色
16.铝有许多优良的性能，所以在日常生活中有着广泛的应用，下列是利用其延展性好的是( )
A． 铝制水壶B． 铝合金门窗
C． 铝制高压线D． 铝箔做包装品材料
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17.1989年世界卫生组织把铝确定为食品的污染源之一而加以控制使用。铝在下列应用时应加以控制的是( )
①制铝合金门窗 ②制炊具 ③制成易拉罐 ④包装糖果和小食品 ⑤制电线 ⑥用氢氧化铝凝胶制胃舒平药品 ⑦银色漆颜料 ⑧用明矾净水 ⑨用明矾及小苏打做食物膨化剂
⑩制桌椅
A． ②③④⑤⑧⑩B． ③④⑤⑤⑦⑧C． ②③④⑥⑧⑨D． ①③⑤⑦⑧⑨
18.在以下四种金属中，有一种金属的盐溶液与其他三种金属都能发生置换反应，这种金属是( )
A． FeB． CuC． ZnD． Ag
19.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
20.钨用来制造灯丝，因为钨具有导电性且( )
A． 密度大B． 熔点高C． 硬度大D． 延展性好
二、填空题
21.下列各物质都含有少量杂质(括号内为杂质)写出除去杂质的主要操作及有关化学方程式
(1)铜粉(锌粉)________，________________________________________________________；
(2)FeCl2溶液(CuCl2)______________，___________________________________________。
22.在检验一包混有氧化铁的铁粉中氧化铁含量时，某小组同学称取10 g该样品，按下图所示装置进行实验，请你一同参与并解答问题。
(1)装置A中反应的化学方程式为________。
(2)若他们想通过B装置反应前后的质量变化来测定该样品中氧化铁的含量时，你认为B中最好应使用______的浓溶液，该反应的化学方程式为________________________________
________________________________________________________________________。
(3)从防止大气污染和节约资源角度考虑，你对尾气处理的建议是______________________。
(4)实验完毕后，某同学称得A中剩余固体的质量为9.04 g，装置B增重2.64 g，则该铁粉样品中含氧化铁的质量分数为________。
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三、实验与探究
23.为探究铁生锈的条件，某化学社团设计了如下实验：取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，装置如图所示，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象
(1)铁生锈实际上是铁与空气中的________(填名称)发生反应的结果。
(2)当铁丝足量，时间足够长，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的______________。
(3)该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和________两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
24.某化学小组利用如图所示装置(图中固定装置已略去)测定铜锌合金中锌的质量分数，探究过程如下：
①连接实验装置并检查装置气密性。
②向装置Ⅰ中的锥形瓶加入2.0 g的铜锌合金样品粉末，由注射器缓缓注入稀硫酸，待到锥形瓶中不再产生气体时，准确读取注射器内读数，减少10.5 mL稀硫酸，同时立即夹紧弹簧夹，移出装置Ⅲ中的导管，准确读取量筒内水的体积为214.0 mL(注：样品中的杂质不参加反应
③装置Ⅰ中剩余固体物质经过适当处理后，准确称量其质量为1.4 g
④该小组的三位同学利用实验过程测得不同数据，计算铜锌合金样品中锌的质量分数
甲同学利用装置Ⅰ中反应前后固体的质量进行计算；
乙同学利用装置Ⅰ中加入稀硫酸的量进行计算；
丙同学利用装置Ⅲ中量取水的体积进行计算，并查得：在标准状况下，氢气的密度为0.09 g·L－1。
回答下列问题：
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(1)装置Ⅰ中反应的化学方程式为________________________________________________，
实验过程中须加入稀硫酸至不再产生气体，目的是___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)步骤③中称量剩余固体之前的正确操作是____________、洗涤、干燥。
(3)根据实验测定的数据，上述三位同学中________(填“甲”、“乙”或“丙”)同学无法进行计算样品中锌的质量分数。
(4)化学小组同学发现：按照丙同学的方案进行计算，致使实验结果出现较大偏差。以下因素可能造成偏差的有________(填标号)。
A．移出装置Ⅲ时，导管内留存了一部分水
B．实验测量前，没有排除装置Ⅰ中的空气
C．数据处理时，未排除加入稀硫酸所占的体积
四、计算题
25.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？
26.我市东部山区盛产石灰石，某校课外活动小组为了解石灰石资源的品质，采用两种方案对当地石材进行化学分析：
方案一： 取10 g石灰石粉末样品置于上图所示装置，充分加热至质量恒定，冷却后称得固体质量为8.12 g；
方案二：另取10 g同质地石灰石颗粒样品，置于烧杯中加足量稀盐酸，充分反应后称得混合物的总质量减少了4.27 g。
相关资料：
当地石灰石含有的主要杂质为二氧化硅，其化学性质稳定，加热不易分解且不与盐酸发生化学反应。
计算出两种方案测得的石灰石中碳酸钙的质量分数：
(1)方案一中碳酸钙的质量分数是______________________ 。
(2)方案二中碳酸钙的质量分数是______________________。(精确到0.1%)
(3)比较两方案测量的结果，分析两方案误差较大的可能原因？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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27.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。
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答案解析
1.【答案】A
【解析】A项，自然界中金属多以化合物形式存在；B项，大多数金属呈银白色，金呈黄色，铜呈紫红色；C项，黄铜硬度比纯铜的硬度大；D项，生铁是铁和碳的合金，铁可以完全溶解在足量稀盐酸中，但碳不溶解。故选A。
2.【答案】A
【解析】根据金属活动性顺序，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。将X、Y、Z三种金属分别加入到硫酸铜溶液中，发现X、Z表面出现红色物质而Y却没有，可判断活动性顺序为X、Z>Cu>Y；将X、Z加入到溶质质量分数相等的稀H2SO4中，发现X表面产生气泡的速度明显比Z快，可判断活动性顺序为X>Z>H；综上分析，三种金属的活动性由强到弱依次是：X>Z>Y。故选A。
3.【答案】A
【解析】由①得Fe>Cu，由②得Ag>Cu，由③得到也是Fe>Cu，由④得Fe>H，由⑤得Cu铁。所以天平指针偏向铁一侧，选B。
10.【答案】D
【解析】A项，可以节约金属资源的说法正确，因为回收的金属可以再次进行利用；B项，金属的回收利用减小了由于冶炼金属而消耗的能源；C项，手机中的一些重金属废弃后会污染土壤，回收后会减少对环境的污染；D项，废弃手机中的金属材料可以重新回收利用，还有价值，该说法错误，故选D。
11.【答案】D
【解析】处于潮湿空气中的铁丝，既与水接触又与氧气接触，满足了锈蚀条件，放置一段时间后会出现锈蚀，铁丝表现出现红褐色铁锈；由于该过程消耗试管内的氧气，而使管内气体减少，从而造成水进入试管，试管内液面应该上升；铁丝锈蚀生成的铁锈仍为固体，所以判断“铁丝逐渐消失”也与事实不符。故选D。
12.【答案】D
【解析】根据题意“将等质量的镁和铁分别放入等质量、相同质量分数的稀盐酸中”，通过图像可知金属镁和铁与酸反应的生成氢气的质量相等，结合化学方程式的计算可算出消耗镁和铁的质量比为24∶56，即参加反应的铁多，剩余的金属是参加反应少的镁，A正确，D错误；同时可算出反应消耗的盐酸质量相等，B正确；O—t1时段，产生氢气的质量镁比铁大，C正确。故选D。
13.【答案】C
【解析】赤铁矿的主要成分是Fe2O3，选C。
14.【答案】C
【解析】实验结束后要先停止加热再停止一氧化碳，以防止高温下的铁再次被氧化。故选C。
15.【答案】C
【解析】A项，硫在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰；B项，一氧化碳还原氧化铁，固体由红色变成黑色；C项，镁和盐酸反应，放出热量，并产生大量气泡；D项，铁和稀硫酸反应，溶液由无色变为浅绿色。故选C。
16.【答案】D
【解析】A项，用铝制成烧水的水壶利用了铝的导热性；B项，用铝合金作建筑门窗利用了硬铝硬
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度大；C项，用铝作高压线利用了铝的导电性；用铝箔做包装品材料利用了铝的延展性。故选D。
17.【答案】C
【解析】把铝确定为食品的污染源之一，那么凡是与我们的饮食有关的途径都应加以控制。②铝制炊具在烹制食物时铝可能随食物进入人体，③铝制易拉罐中的铝可能随饮料进入人体，④包装糖果和小食品的铝可能进入人体，⑥胃舒平药剂中的铝对人体有危害，⑧明矾是十二水硫酸铝钾，用明矾净化水的过程中铝可能随水进入人体，⑨用明矾及及小苏打做食物膨化剂也可能随食品进入人体，所以答案选C。
18.【答案】D
【解析】Ag、Cu、Fe、Zn四种金属的活动性由强到弱的顺序是Zn＞Fe＞Cu＞Ag。根据金属活动性顺序表中，位于前面的金属能把位于它后面的金属从其盐溶液中置换出来的规律，可知Ag的活动性最弱；所以只有银的盐溶液与其他三种金属都能发生置换反应。故选D。
19.【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。
20.【答案】B
【解析】做灯丝的材料不但要求能导电，而且要求熔点高，若熔点不够高则灯丝寿命不长，钨是所有金属中熔点最高的，最适合做灯丝。故选B。
21.【答案】(1)加入稀硫酸，然后过滤 Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
(2)加入足量的铁粉，然后过滤 Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2
【解析】(1)在金属活动性顺序中，锌＞氢＞铜，可以使稀硫酸与锌反应，然后过滤得到铜，所以本题答案为加入稀硫酸，然后过滤，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。(2)在金属活动性顺序中，铁＞铜，可以用足量铁与氯化铜反应，然后过滤除去固体即可得到氯化亚铁溶液，所以本题答案为加入足量的铁粉，然后过滤，Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2。
22.【答案】(1)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
(2)氢氧化钠 2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O
(3)点燃或用气球收集起来
(4)根据化学方程式计算可知，生成2.64 g二氧化碳需要3.2 g氧化铁，所以氧化铁的质量分数为×100%＝32%
【解析】(1)装置A中反应的化学方程式为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。(2)若想通过B装置反应前后的质量变化来测定该样品中氧化铁的含量时，那么B装置就要吸收反应生成的二氧化碳，所以盛放氢氧化钠浓溶液。(3)从防止大气污染和节约资源角度考虑，尾气处理的方法可以将气体点燃或用气球收集起来。(4)根据化学方程式计算可知，生成2.64 g二氧化碳需要3.2 g氧化铁，所
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以氧化铁的质量分数为×100%＝32%。
23.【答案】(1)水、氧气 (2)五分之一 (3)试管内液面上升
【解析】(1)对比实验①②③，可知铁生锈实际上是铁与空气中的水、氧气发生反应的结果。(2)因为氧气约占空气总体积的五分之一，因此足够长时间后，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的五分之一。(3)该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和进入试管中水的体积两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
24.【答案】(1)Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 使样品中的锌完全反应 (2)过滤 (3)乙 (4)AC
【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↑；实验过程中须加入稀硫酸至不再产生气体，目的是使样品中的锌完全反应。(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，再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)根据加入稀硫酸的量进行计算需要知道稀硫酸的溶质质量分数，而题中没有告知。(4)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，再就是数据处理时，未排除加入稀硫酸所占的体积，计算的结果就偏大。
25.【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。
26.【答案】(1)42.7% (2)97% (3)①中石灰石可能没有反应完全；②石灰石中可能含有少量耐高温但能和稀盐酸反应的物质
【解析】(1)高温加热碳酸钙的化学方程式为CaCO3CaO＋CO2↑，物质减少的质量为CO2，根据题意和提供的化学方程式找到CO2的质量(10－8.12)和CaCO3的质量关系求解得CaCO3为4.27 g，其质量分数为42.7%。(2)同理根据CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑求得方案二中CaCO3为9.7
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g，其质量分数为97%。(3)两个方案存在较大误差的原因可能是：①中石灰石可能没有反应完全；②石灰石中可能含有少量耐高温但能和稀盐酸反应的物质。
27.【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。
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