10.1金属与合金
一、选择题(共16题)
1.我们在各大商场总能看到“金灿灿”的金制饰品,如戒指、项链、手链等。消费者在试戴时,售货员会提醒消费者,要轻轻地拉动,防止变形。据此不能得出的是( )
A.金的熔点较高
B.金的硬度较小
C.金具有良好的延展性
D.金的颜色为金黄色
2.下列有关说法正确的是( )
A.生铁炼成钢是物理变化
B.将氯化钠和植物油放入水中,再加入一定量洗涤剂充分搅拌后溶液不分层
C.向20℃时的蔗糖饱和溶液中加入食盐,食盐不会溶解
D.50mL水和50mL酒精混合后溶液体积为100mL
3.金属在生活中非常常见,下列物质不是金属的是
A.金刚石 B.温度计中的水银
C. 导线中的铜 D.用于制作铝锅的铝
4.下列说法正确的是
A.硬水通过煮沸或蒸馏的方法可变为软水
B.纯铜的硬度大于黄铜
C.硝酸铵固体溶于水后,溶液的温度升高
D.物质的热胀冷缩现象是由于分子的大小发生了改变
5.下列物质的用途主要由物理性质决定的是
A.镁粉用于制作照明弹 B.钨用于制作白炽灯丝
C.用石灰水检验二氧化碳 D.氮气用作焊接金属时的保护气
6.逢雷雨天气时,我们一定要远离金属是因为它具有( )
A.光泽
B.导热性
C.导电性
D.延展性
7.下列物质中属于化合物的是( )
A.生铁 B.钢材 C.白酒 D.蔗糖
8.下列有关资源、能源的说法不正确的是
A.有石油的地方一般都有天然气
B.爱护水资源一方面要节约用水,另一方面要防治水体污染
C.稀有气体约占空气总体积的0.94%
D.人类使用最广泛的金属是铝
9.下列有关资源,能源叙述正确的是( )
A.地壳中含量最高的金属元素是铁
B.淡水资源占全球水储量的 0.1%,我们要节约用水
C.二氧化碳在空气中体积分数约为 0.03%,它与人类的生产、生活密切相关
D.按目前测定,海水中含有化学物质有 80 多种
10.下列实验方法正确的是( )
A.用磁铁区分铁粉和碳粉
B.观察颜色区分氧化铜和二氧化锰
C.用燃着的木条区分氮气和二氧化碳
D.用闻气味的方法区分氧气和二氧化碳
11.在化学的学习中,按一定的特点或规律对物质进行分类,常会收到事半功倍的效果。下列各组物质按照“单质——化合物——混合物——金属材料”顺序排列的是
A.CO2、NaCl、O2、CaO
B.H2、H2O、黄铁矿、不锈钢
C.N2、MgO、可乐、大理石
D.空气、NaCl、武德合金,铜片
12.对下列的说法,你认为错误的是
A.根据元素的原子序数可以确定元素在周期表中的位置
B.根据生活中需要的能量可推知能量一定来自化学反应
C.根据我国可燃冰开采能持续出气可确定我国开采可燃冰技术走在世界前列
D.根据金属钛及其钛合金的性能可以确定其为二十一世纪最有前途的金属
13.物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,物质的用途体现了物质的性质,下列物质的用途体现了物质的化学性质的是:
A.氧气用于医疗急救 B.干冰用于人工降雨
C.活性炭用于除去冰箱异味 D.钢丝用于作导线
14.如图所示的实验不能达到实验目的的是( )
A. 甲:探究利用CO2灭火的原理 B. 乙:测定空气中氧气含量
C. 丙:验证O2是否收集满 D. 丁:比较合金与纯金属的硬度
15.某合金与铁的物理性质比较如下,熔点:某合金为2500℃,铁为1535℃;密度:某合金为3.00g/cm3, 铁为7.86 g/cm3;硬度(以金刚石硬度为10作为标准):某合金为7.4,铁为4.5;导电性(以银的导电性为100作为标准):某合金为2.3,铁为17。还已知某合金耐腐蚀、强度大。根据以上信息,你认为该合金适合用作
A.导线 B.保险丝 C.飞机外壳 D.炊具
16.分析推理是化学学习中常用的思维方法,下列说法正确的是( )
A.锌的活动性强于氢,锌可以置换出稀硫酸中的氢气
B.在同一化合物中,金属元素显正价,非金属元素一定显负价
C.离子都带有一定量的电荷,带电荷的粒子一定是离子
D.单质中只含有一种元素,由一种元素组成的纯净物一定是单质
二、综合题(共6题)
17.“见著知微,见微知著”是化学的思维方法。
(1)铜是生活中常见的一种金属
①铜可用以制作导线,体现了金属铜的_____性。
(2)固态的二氧化碳俗称“干冰”
①请写出干冰的一种用途_______;
②镁条在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和一种黑色粉末,写出反应的化学方程式_____;
③通过这个反应,谈谈你对物质燃烧的新认识________。
(3)物质的性质决定用途,用途反映物质的性质。
①金刚石硬度很大、石墨硬度很小,两者物理性质有较大差异的原因_____。
②下列关于足球烯(C60)的说法正确的是______。
a 它的一个分子中含有60个碳原子
b 相对分子质量是720
c 它是一种化合物
18.下图是家用豆浆机,请根据图回答下列问题:
(1)制作材料中属于金属或合金的是 ______ (选填一种 物质编号),
(2)合金与组成它的纯金属相比,硬度 ______、熔点______。
(3)属于单质的是 ______ (选填一种物质编号)
(4)传统的生豆浆是用石磨来打磨的,打磨的过程是 ______变化 ;
(5)用操作将黄豆渣分离的方法类似于我们实验中的 ______ 操作.
19.开发利用氢能源是实现可持续发展的需要。根据图示分析,回答问题:
①氢燃料电池汽车模型标示的各部件中,用金属材料制成的是_____(填序号)。
a.涤纶靠垫 b.橡胶轮胎 c.铜质导线 d.铝合金轮毂
②氢燃料电池的工作原理是:将氢气、氧气送到燃料电池中,经过催化剂的作用,发生反应,同时产生电流。请写出氢燃料电池工作原理示意图中反应的化学方程式_____。
③氢气作燃料的优点是_____。
(2)工业上可通过下列工艺流程处理工厂排放的含二氧化硫的尾气并获得氢气。
主反应器中反应的化学方程式是_____。膜反应器中的基本反应类型是_____。该工艺流程中,能被循环利用的物质是_____。
(3)采用电解水的方式制备10Kg氢气,理论上需要水的质量是多少千克?____
20.2017年5月,国产大飞机C919成功进行首次试飞.请回答下列问题:
(1)图1中标示的材料中,属于有机合成材料的是 _____ ;
(2)飞机机身大量使用了铝合金材料.铝合金具有硬度大、密度小和 _____ 等优点;
(3)以金红石(主要成分是TiO2)为原料生产钛的流程如图2:其中“反应I”需要在高温条件下进行,反应的化学方程式为 _____ ;“反应II”中使用氩气的目的是 _____ ,该反应的基本反应类型属于 _____ 反应;
(4)现代民用飞机上使用的氧气发生器以氯酸钠为产氧剂,氯酸钠(NaClO3)中氯元素的化合价为 _____ ;
(5)C919发动机上的压气机将高密度空气(高压压缩后的空气)压入燃烧室,能使燃油消耗减少16%.使用高密度空气的原因是 _____ .
21.金属与人类的生产、生活密切相关,牢固掌握金属的知识非常重要。
(1)铝和铁都是我们生活中常见的金属,铝耐腐蚀性能比铁好的原因是_____。
(2)如图是一氧化碳还原氧化铁的实验装置,请回答下列问题。
①玻璃管A中的实验现象是_____。
②实验开始时,先通入一氧化碳的原因是_____。
③从环保角度考虑,还需对以上装置进行改进,请简述改进措施_______。
(3)为了验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序,请你写出两种可行方案所需的物质。
方案一:_______
方案二:_______
(4)若除去FeCl2溶液中杂质CuCl2,请写出有关的化学方程式。_____
(5)实验室在高温条件下,用足量一氧化碳还原10g赤铁矿,充分反应后,测得生成的纯铁的质量为5.6g。则该赤铁矿中氧化铁的质量分数是_____。
22.已知在不同的温度下,CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物(或铁单质)和CO2。现利用下图1的实验装置进行实验,反应过程中管内的固体质量随温度的变化曲线如图2。
注:图1中的仪器甲是一种加热仪器,图2中A、B点的固体组成分别是FeO、Fe3O4中的一种。
(1)查阅资料发现,酒精灯加热时玻璃管的受热温度是400~500℃,酒精喷灯加热时玻璃管的受热温度是800~1200℃。实验室要利用图1来制取金属铁,仪器甲应选用的加热仪器是_____(填“酒精灯”或“酒精喷灯”);图1装置中的现象有____;________。
(2)利用图2显示的相关信息,回答如下问题:
①在0~400℃温度范围内,管内固体质量不变,其原因是________。
②图中x=__g。
计算过程:_____
③试据图计算并推断出A点固体的化学式是______。
参考答案
1.A
【详解】
“金灿灿”的金制饰品说明金的颜色为金黄色;轻轻地拉动就变形,说明金的硬度较小;能加工成戒指、项链、手链等,说明金具有良好的延展性。而从题目给出的信息中不能得出金的熔点较高的性质,所以A符合题意,故选A。
2.B
【详解】
A、炼钢的原理是用氧气或铁的氧化物将生铁中多余的碳和杂质转变为气体和炉渣除去,将含碳量控制在0.03%-2%。生铁炼成钢,属于化学变化,故A错误;
B、将氯化钠和植物油放入水中,再加入一定量洗涤剂充分搅拌,洗涤剂具有乳化作用,能使乳浊液变成稳定的混合物,搅拌后溶液不分层,故B正确;
C、20℃时的蔗糖饱和溶液,只是不能溶解蔗糖,但仍能溶解其他物质,向20℃时的蔗糖饱和溶液中加入食盐,食盐能溶解,故C错误;
D、分子之间有间隔,一部分水分子和酒精分子会互相占据分子之间的间隔,50 mL水和50 mL酒精混合体积小于100mL,故D错误。故选B。
3.A
【详解】
A.金刚石是碳元素形成的单质,属于非金属,符合题意。
B.水银是金属汞的俗称,属于金属,不符合题意。
C.铜带“钅”字旁,属于金属,不符合题意。
D.铝带“钅”字旁,属于金属,不符合题意。
故选:A。
4.A
【详解】
A、硬水通过煮沸或蒸馏的方法可变为软水,故选项正确;
B、黄铜是铜的合金,合金的硬度大于组成的纯金属,故选项不正确;
C、硝酸铵固体溶于水后,溶液的温度降低,故选项不正确;
D、物质的热胀冷缩现象是因为分子间间隙的改变,故选项不正确。
5.B
【详解】
A、镁粉用于制作照明弹,是利用镁燃烧发出耀眼的白光,需要通过化学变化表现出来,属于化学性质;
B、钨用于制作白炽灯丝,利用钨的熔点高,不需要通过化学变化表现出来,属于物理性质;
C、用石灰水检验二氧化碳,利用二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,需要通过化学变化表现出来,属于化学性质;
D、氮气用作焊接金属时的保护气,是利用氮气的化学性质稳定,需要通过化学变化表现出来,属于化学性质。
故选B。
6.C
【详解】
金属具有导电性,雷雨天气要远离金属,防止雷击,故选C。
7.D
【详解】
A、生铁中有铁、碳等,属于混合物;故选项错误;
B、钢材中有铁、碳等,属于混合物;故选项错误;。
C、白酒中有酒精和水,属于混合物;故选项错误;
D、蔗糖有固定的组成,属于纯净物中的化合物;故选项正确;
故选D。
8.D
【详解】
结合各资源的特征进行分析。
A. 有石油的地方一般都有天然气。完全正确;
B. 爱护水资源一方面要节约用水,另一方面要防治水体污染。只是爱好水资源的两个方面,完全正确;
C.稀有气体是空气的重要组成部分,占空气总体积的0.94%。完全正确;
D. 人类使用最广泛的金属是铁。故错误。
9.C
【详解】
A.地壳中含量较多的元素分别为:氧、硅、铝、铁、钙等,其中含量最高的金属元素是铝元素,故A错误;
B.地球上的淡水只约占全球水储量的2.53%,其中可利用的淡水不足1%,保护水资源、节约用水是我们义不容辞的责任,故B错误;
C.空气中二氧化碳的体积分数约为0.03%,虽然含量少但是植物进行光和作用必需的原料,故C正确;
D.海洋是地球上巨大的资源宝库,海水中含的物质种类很多,不止80多种,海水中含有的化学元素有80多种,故D错误。
答案选C。
10.A
【详解】
A、铁粉可以被磁铁吸引,而碳粉不会,故可用磁铁区分铁粉和碳粉,正确;
B、氧化铜和二氧化锰都是黑色固体,观察颜色无法区分,错误;
C、氮气和二氧化碳都不燃烧,不支持燃烧,都能使燃着的木条熄灭,无法区分,错误;
D、氧气和二氧化碳都是无味的气体,用闻气味的方法无法区分,错误;
故选A。
11.B
【详解】
分析:物质分为混合物和纯净物,混合物是由两种或两种以上的物质组成;纯净物是由一种物质组成,纯净物又分为单质和化合物;由同种元素组成的纯净物叫单质;由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合物;氧化物是指由两种元素组成的化合物中,其中一种元素是氧元素;金属材料包括纯金属及其合金;A、CO2、NaCl、O2、CaO都属于纯净物,故选项错误;B、H2属于单质,H2O属于化合物,黄铁矿属于混合物,不锈钢属于金属材料,故选项正确;C、N2属于单质,MgO属于化合物,可乐属于混合物,大理石不属于金属材料,故选项错误;D、空气属于混合物,NaCl属于化合物,武德合金属于混合物,铜片属于金属材料,故选项错误;故选B。
12.B
【详解】
A、元素周期表中每一个小格左上角的数字表示原子序数,故根据元素周期表,可以查出某元素的原子序数,故正确;B、氢氧化难溶于水放出热量,没有生成新物质,不属于化学变化,故错误;C、根据我国可燃冰开采能持续出气可确定我国开采可燃冰技术走在世界前列,故正确;D、根据金属钛及其钛合金的性能可以确定其为二十一世纪最有前途的金属,故正确。故选B。
13.A
【详解】
A、氧气用于医疗急救,是利用了氧气能供给呼吸的性质,需要通过化学变化才表现出来,是利用了其化学性质,符合题意;B、干冰用于人工降雨,是利用了干冰升华吸热的性质,不需要发生化学变化就能表现出来,是利用了其物理性质,不符合题意;C、活性炭用于除去冰箱异味,是利用了活性炭的吸附性,不需要发生化学变化就能表现出来,是利用了其物理性质,不符合题意;D、钢丝用于作导线,是利用了金属的导电性,不需要发生化学变化就能表现出来,是利用了其物理性质,不符合题意。故选A。
14.B
【详解】
A、蜡烛由下到上依次熄灭,说明二氧化碳不燃烧,不支持燃烧,且密度比空气大,可用于探究利用二氧化碳灭火,不符合题意;
B、硫燃烧生成二氧化硫,二氧化硫是气体,化学反应前后,压强变化不大,无法测定空气中氧气含量,符合题意;
C、氧气具有助燃性,氧气验满:将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃,说明已经集满,不符合题意;
D、将黄铜片和纯铜片相互刻画,铜片上留下痕迹,说明合金比组成它的纯金属的硬度大,不符合题意。
故选B。
15.C
【详解】
A、该合金的导电性差,不适合做导线,故A错误;
B、该合金熔点高,不适合做保险丝,故B错误;
C、该合金熔点高,密度小,硬度大,导电性差,耐腐蚀性强,适合于飞机外壳,故C正确;
D、炊具一般使用铁制品,故D错误.
故选C.
16.D
【解析】A、锌的活动性强于氢,锌可以置换出稀硫酸中的氢而不是氢气,错误;B、对于多种元素组成的化合物来说,非金属不一定显负价,例如在氯酸钾中氯元素的化合价为+5,错误;C、离子都带电荷,但带电荷的粒子不一定都是离子,例如质子、电子,错误;D、单质中只含有一种元素,由一种元素组成的纯净物一定是单质,正确。故选D。
17.延展性和导电性 人工降雨 燃烧不一定需要氧气参加,一般情况下不支持燃烧的气体,在特殊情况下,也能参加燃烧 碳原子的排列方式不同 ab
【详解】
(1)①铜可用于制作导线,体现了金属铜的导电性和延展性;
(2)①干冰升华吸热,可用于人工降雨或做制冷剂;
②镁条在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和一种黑色固体,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类、数量不变,故黑色固体为碳,反应的化学方程式是:;
③镁可以在二氧化碳中燃烧,说明燃烧不一定需要氧气参加,再者,二氧化碳一般情况下不支持燃烧,但在特殊情况下,也能参加燃烧;故填:燃烧不一定需要氧气参加,一般情况下不支持燃烧的气体,在特殊情况下,也能参加燃烧;
(3)①金刚石硬度很大、石墨硬度很小,是因为碳原子的排列方式不同,故物理性质有很大差异;
②a、C60由C60分子构成,1个C60分子由60个碳原子构成,符合题意;
b、C60的相对分子质量为:12×60=720,符合题意;
c、C60只由碳一种元素组成,属于单质,不符合题意。
故选ab。
18.c或e 增大 降低 e 物理 过滤
【详解】
(1)合金是指金属与其他金属或非金属熔合一起得到的具有金属性能的一类材料,故选c或e;(2)合金与组成它的纯金属相比,硬度增大、熔点降低;(3)单质是指只含一种元素的纯净物。故选e;(4) 传统的生豆浆是用石磨来打磨的,打磨的过程是没有新物质生成,属于物理变化;(5)把不溶于液体的固体物质与液体分离开来的方法叫作过滤。
19.CD 2H2+O22H2O 燃烧产物是水,对环境无污染 2H2O+SO2+I2=H2SO4+2HI 分解反应 I2 90kg
【详解】
(1)①涤纶和合成橡胶属于合成材料;铜和铝合金属于金属材料;故填:CD;
②氢气与氧气在催化剂的作用下生成水;故填:2H2+O22H2O;
③氢气的热值高,氢气燃烧生成水,对环境无污染;故填:燃烧产物是水,对环境无污染;
(2)主反应器中反应是水和二氧化硫以及碘反应生成硫酸和碘化氢,对应的化学方程式是 2H2O+SO2+I2=H2SO4+2HI.膜反应器中是碘化氢分解为氢气和碘,为一变多,符合分解反应特征,属于分解反应。该工艺流程中,开始碘作为反应物,后来是生成物,所以能被循环利用的物质是 I2.故填:2H2O+SO2+I2=H2SO4+2HI;分解反应; I2;
(3)解:设需要水的质量为x,则:
x=90kg
答:理论上需要水90kg。
20.合成橡胶 抗腐蚀性好 TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO 作保护气防止金属氧化 置换反应 +5 提供足够的氧气,使燃油燃烧更充分
【详解】
(1)图中标示的材料中,合成橡胶属于有机合成材料;故填:合成橡胶;
(2)合金与组成它的成分相比较,一般情况下是密度小、硬度大、抗腐蚀性好,故答案为抗腐蚀性好;
(3)在高温下,向金红石与焦炭的混合物中通入氯气,得到TiCl4和一种可燃性气体是一氧化碳,反应的化学方程式为:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO; Mg容易被氧气氧化,使用氩气防止镁被氧化;在稀有气体环境和加热条件下,用Mg和TiCl4反应得到Ti和MgCl2,属于置换反应;故答案为TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO;作保护气防止金属氧化;置换反应;
(4)设NaClO3中氯元素的化合价为x,由于钠元素的化合价为+1价,氧元素的化合价为-2价,根据化合价的代数和为零可得(+1)+x+(-2×3)=0,解得x=+5,故答案为+5;
(5)高密度空气能使航空煤油更充分燃烧的微观原因是高密度空气中的氧分子与煤油分子接触更充分,使燃油燃烧更充分;故答案为供足够的氧气,使燃油燃烧更充分。
21.铝和氧气反应生成一层致密的氧化铝保护膜,阻止了内部的铝被氧化 红色物质变成黑色 一氧化碳气体是可燃性气体,所以在点燃前要先通入一氧化碳气体使装置中的空气排净,然后再加热,防止气体不纯,加热时发生爆炸 一氧化碳能毒不能直接排放到空气中,在装置的最右端放一燃着的酒精灯 把铁丝、银丝分别伸入硫酸铜溶液中时,铁丝表面析出红色固体,是因为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,说明铁比铜活泼,银丝表面无明显现象,说明铜比银活泼,可选用Fe、CuSO4溶液、Ag 把铜丝分别伸入FeSO4溶液、AgNO3溶液中时,伸入硫酸亚铁溶液的铜丝表面无明显现象,说明铁比铜活泼,伸入硝酸银溶液中的铜丝表面析出银白色固体,说明铜比银活泼,可选用FeSO4溶液、Cu、AgNO3溶液 Fe+CuCl2=FeCl2+Cu 80%
【详解】
(1)铝耐腐蚀性能比铁好的原因是:铝和氧气反应生成一层致密的氧化铝保护膜,阻止了内部的铝被氧化;
(2)①一氧化碳和氧化铁反应生成二氧化碳和铁,现象为:红色物质变成黑色;
②由于一氧化碳气体是可燃性气体,所以在点燃前要先通入一氧化碳气体使装置中的空气排净,然后再加热,防止气体不纯,加热时发生爆炸;
③因为一氧化碳能毒不能直接排放到空气中,在装置的最右端放一燃着的酒精灯;
(3)①把铁丝、银丝分别伸入硫酸铜溶液中时,铁丝表面析出红色固体,是因为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,说明铁比铜活泼,银丝表面无明显现象,说明铜比银活泼,可选用Fe、CuSO4溶液、Ag;
②把铜丝分别伸入FeSO4溶液、AgNO3溶液中时,伸入硫酸亚铁溶液的铜丝表面无明显现象,说明铁比铜活泼,伸入硝酸银溶液中的铜丝表面析出银白色固体,说明铜比银活泼,可选用FeSO4溶液、Cu、AgNO3溶液;
(4)铁和氯化铜反应生成氯化亚铁和铜,化学方程式为:Fe+CuCl2=FeCl2+Cu;
(5)设生成5.6g铁需要氧化铁的质量为x。
x=8g
该赤铁矿中氧化铁的质量分数为:
=80%
22.酒精喷灯 玻璃管内红棕色粉末逐渐变为黑色 澄清石灰水变浑浊 没有达到反应所需的温度 1.68g 解:设完全反应生成铁的质量为x.
解得x=1.68g
答:完全反应生成的铁质量为1.68g。 Fe3O4
【详解】
(1)根据资料信息,酒精灯加热时玻璃管的受热温度是400~500℃,酒精喷灯加热时玻璃管的受热温度是800~1200℃。实验室要利用图1来制取金属铁,反应条件是高温,因此仪器甲应选用的加热仪器是:酒精喷灯;因为一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,氧化铁是红棕色,铁粉是黑色,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,所以图1装置中的现象有:玻璃管内红棕色粉末逐渐变为黑色;澄清石灰水变浑浊。
(2)①因为一氧化碳和氧化铁反应必须达到一定的温度,在0~400℃温度范围内,管内固体质量不变,其原因是:没有达到反应所需的温度。
②图中x是氧化铁完全反应转变成铁的质量。设完全反应生成铁的质量为x.
解得x=1.68g
答:完全反应生成的铁质量为1.68g。
③图中A点固体与氧化铁的质量差就是减少的氧元素质量,根据化学式Fe2O3,2.4g氧化铁中,铁元素质量= =1.68g,氧元素的质量=2.4g-1.68g=0.72g。到A点固体质量为2.32g,则A点固体中铁元素的质量仍为1.68g,氧元素的质量=0.72g-(2.40g-2.32g)=0.64g,假设A点固体中物质的化学式是FemOn, 则A点固体中物质的化学式是Fe3O4。