课题三金属资源的利用和保护第八单元金属和金属材料2021_2022学年九年级化学同步练习(人教版)
一.选择题(共16小题)
1.下列有关金属及其合金的说法正确的是( )
A.所有金属都呈银白色
B.不锈钢可用于制作医疗器械
C.黄铜的硬度比铜的硬度小
D.防止金属腐蚀是保护金属资源的唯一途径
2.2021年5月29日,“天舟二号”的成功发射彰显了中国航天的力量,在航天科技中会用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法错误的是( )
A.黄铜的硬度比纯铜的大
B.生铁的含碳量比钢的高
C.生锈的铁制品没有回收价值
D.铝合金被广泛用于火箭、飞机、轮船等制造业
3.下列有关金属及合金的说法错误的是( )
A.生铁和钢是常见的铁合金
B.常温下所有金属都是固体
C.焊锡的熔点比锡的熔点低
D.回收废旧金属能有效保护金属资源
4.关于金属的说法错误的是( )
A.回收废旧金属既可以减少对环境的污染,又可以节约金属资源
B.武德合金可用做保险丝,说明合金的熔点一般低于它的纯金属
C.铝制品有很好的耐腐蚀性,说明铝的化学性质不活泼
D.钛合金可用来制造人造骨,因为钛合金与人体具有很好的“相容性”
5.下列做法正确的是( )
A.煤气泄漏,开灯检查 B.禁用农药,保护水源
C.回收金属,再生减污 D.焚烧垃圾,净化环境
6.下列物品需采取防锈措施的是( )
A.白铜钱币 B.铁制防盗网 C.铝合金窗 D.金戒指
7.金属材料包括铁、铝、铜等纯金属以及它们的合金。下列有关说法不正确的是( )
A.铝在空气中具有很好的抗腐蚀性能
B.铁钉浸没在植物油中比在潮湿空气中更易生锈
C.黄铜片(铜锌合金)的硬度大于铜片的硬度
D.室温下钛与稀盐酸不反应,可判断钛的金属活动性比镁弱
8.如图是立在水稻田中的木质电线杆,铁丝拉线上有A、B、C、D四个位置,其中比较容易生锈的位置是( )
A.A处 B.B处 C.C处 D.D处
9.利用甲酸(HCOOH)与浓硫酸制备CO,并用如图实验装置验证CO的有关性质。已知:HCOOHCO↑+H2O,下列说法不正确的是( )
A.操作时,先点燃装置乙处酒精灯,再滴加HCOOH
B.装置丙的作用是防止澄清石灰水倒吸进入装置乙中
C.装置丁既可检验CO2又可收集CO
D.随着反应进行,浓硫酸浓度降低,产生CO气体速率减小
10.同学们在实验室里用如图装置进行了实验,与实验有关的下列图像中,正确的是( )
A. B.
C. D.
11.如图是探究铁钉生锈条件的实验,下列说法不正确的是( )
A.②中植物油的作用是防止水分蒸发
B.③中橡皮塞的作用是防止水蒸气进入试管
C.实验①和②证明铁钉生锈需要氧气
D.实验①和③证明铁钉生锈需要水
12.利用铁粉、炭粉、氯化钠进行铁的锈蚀实验(装置如图所示,装置气密性良好)。实验1min后温度计读数上升,8min后观察到固体表面变红,打开止水夹,水倒吸入锥形瓶。下列说法不正确的是( )
A.铁的锈蚀过程中放出热量
B.实验中铁的锈蚀速率较快,可能是氯化钠加快了锈蚀
C.根据锥形瓶体积和吸入锥形瓶中水的体积可以粗略计算出空气中氧气的含量
D.根据以上实验现象能推断出铁的锈蚀需要水的参与
13.已知CO还原Fe2O3是分步完成的,过程中生成Fe3O4和FeO。还原4.8g Fe2O3的过程中,测得固体质量随温度变化曲线如图,下列分析错误的是( )
A.反应中含铁物质的转化:Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe
B.为确保充分反应,实验温度必须达到800℃以上
C.该反应的化学方程式为:3CO+Fe2O3═2Fe+3CO2
D.为得到纯净的铁粉,当红棕色粉末全部变黑时,应再加热一段时间
14.第31届世界大学生运动会将于2022年在成都举行,如图是即将竣工的主体育场“东安湖体育中心”。该体育场大量采用钢构件,下列关于钢铁说法正确的是( )
A.钢是性能优良的纯金属
B.地壳中含量最高的金属元素是铁
C.炼钢应该降低生铁的含碳量
D.为了防止钢铁生锈应常用水清洗钢铁表面
15.医用热敷袋使用时要轻轻搓揉袋内的物质,袋中物质的反应可看成是铁粉、空气和水相互作用,生成氢氧化亚铁,最终转化为氢氧化铁。下列说法不正确的是( )
A.最终产物由3种元素组成
B.总反应为2Fe+O2+3H2O═2Fe(OH)3
C.上述含铁物质中铁元素的化合价有0、+2、+3三种
D.氢氧化亚铁中阳离子的符号是Fe2+
16.某同学在图1三颈瓶中加入一定量的暖宝宝原料(主要成分为铁粉和碳粉),并滴加几滴水,分别用压强、氧气浓度和温度三种数字传感器绘制出数据变化图像如图2所示,则下列说法正确的是( )
A.曲线Ⅰ为氧气变化曲线
B.曲线Ⅱ为温度变化曲线
C.曲线Ⅰ、Ⅱ开始上升是因为铁缓慢氧化放热所致
D.如果暖宝宝原料足量,压强可降至0
二.填空题(共9小题)
17.如图是干电池的剖面图,请回答下列问题:
(1)图示中的物质属于非金属单质的是 ,属于氧化物的是 .(均写化学式)
(2)干电池用石墨和锌皮做电极,是利用了它们的 性.
(3)图示中能与稀硫酸反应且生成无色气体的物质是 (填化学式).
(4)你认为回收废旧干电池实际意义是 (答出一点即可).
18.合金是重要的金属材料,与我们生活息息相关。
(1)在空气中铝制品更耐腐蚀,用化学方程式表示其原因 。
(2)将纯铜片和黄铜片互相刻画,纯铜片上留下明显划痕,说明 。
(3)钢铁易发生锈蚀,涂上防锈漆可防止生锈,其原理是 。
(4)废旧铁锅、铝锅不要随意丢弃,应回收利用。这样做的意义是 。(答一点即可)
19.金属材料为人类的进步和发展作出了巨大的贡献。
(1)钛和钛合金是制造火箭、导弹、航天飞机的重要材料。主要利用了它们具有 (填字母)等性能。
A.熔点高、密度小、机械性能好
B.熔点低、硬度大、韧性好
C.密度大、耐磨、耐腐蚀
(2)2019年12月中国首艘国产航母“山东舰”正式交付海军,航母外壳用涂料覆盖,是为了防止钢铁材料与 接触而锈蚀;铁锈疏松多孔,若不除去,会使铁制品锈蚀加重,因此可以用稀盐酸将铁锈除去,其反应的化学方程式是 。
(3)应用金属活动性顺序能帮助我们进一步学习金属性质。已知下列各组物质间均能发生置换反应:A.Fe和CuSO4溶液、B.Mg和MnSO4溶液、C.Mn和FeSO4溶液,则Mn、Fe、Mg、Cu四种金属的活动性由强到弱的顺序 。
20.早在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器。工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应。某化学兴趣小组利用如图装置进行实验探究,请按要求填空:
(1)为了避免玻璃管在加热时可能发生爆炸,加热前应 ;
(2)写出CO还原Fe2O3的化学方程式 ;
(3)右侧出口处使用燃着的酒精灯的目的是 。
21.“业精于勤,荒于嬉;行成于思,毁于随。”尤其网课期间,自律性尤为重要!很多同学们在这段特殊时期表现出来的自律态度和勤奋精神让老师们非常感动和钦佩!但由于长时间的应用电子产品,对我们的视力造成了一定的影响。因此,我们要有意识的保护眼睛。比如:写作业时,我们就要用好一点的护眼灯。请同学们将护眼灯涉及到的标有序号的零件选出金属材料。
属于金属材料有 ;护眼灯所用电线外皮是 (填缩写代号)护眼灯所用的铝单质的冶炼,最后一步原理是在氧化铝中加入冰晶石,在通电的条件下产生两种单质。同学们试着写出该原理的方程式: ;化学变化中既有物质种类的变化,也伴随着能量的改变,在该变化中实现了 能向 能的转化过程。
22.金属与人类的生产生活息息相关。
(1)人们习惯上称为“五金”的金、银、铜、铁、锡中,把金属 的位置移到最后,正好符合金属活动性由弱到强的顺序。
(2)还原铁粉又称“双吸剂”,常用于食品保鲜,其原理是 。
(3)铁桶不能用于盛放波尔多液(硫酸铜、氢氧化钙和水混合而成),用化学方程式解释其原因 。
23.金属在生产生活中有广泛应用,“共享单车”是指在公共场所提供为大家服务的自行车,作为代步工具,既轻便灵活,又环保。“共享单车”的使用符合“低碳出行”的理念,颇受人们的喜爱。
(1)“低碳出行”中的“低碳”是指较低的 气体的排放。
(2)为防止车架生锈,可以采取的防锈措施是 ,铝合金与纯铝相比,其硬度更 (填“大”或“小”)。
24.根据实验示意图回答相关问题:
(1)A实验中集气瓶内预先装少量水的目的是 。
(2)B实验中称取氯化钠的实际质量是 g。
(3)C实验加热前先通CO的目的是 ,硬质玻璃管内发生反应的实验现象是 ,装置不完善的地方是 。
25.人类社会的文明进步与金属材料的发展密切相关,结合所学化学知识回答有关问题。
(1)下列性质属于金属共性的是 (填字母)。
A.硬度很大,坚固耐磨
B.有良好的导电性和导热性
C.是银白色的固体
D.熔点很高,不易熔化
(2)铁矿石有多种,写出用磁铁矿(主要成分Fe3O4)炼铁的化学方程式 。
(3)向一定质量的Cu(NO3)2和AgNO3混合溶液中加入锌粒,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。下列有关说法正确的是 (填字母)。
A.滤液中溶质的成分最多有两种
B.若滤液为蓝色,则滤渣中一定只有银
C.若滤液中加入稀盐酸不产生白色沉淀,则滤液中一定有Zn(NO3)3和Cu(NO3)2
D.滤渣中加入稀硫酸可能产生气泡
三.计算题(共1小题)
26.工业上用赤铁矿石(主要成分是氧化铁)与一氧化碳在高温条件下冶炼生铁。现有400t含氧化铁80%的赤铁矿石。
求:(1)该矿石中氧化铁的质量。
(2)该矿石能冶炼出含杂质4%的生铁的质量。(计算结果精确到0.1)
四.解答题(共4小题)
27.科学精神与社会责任是化学学科核心素养更高层面的价值追求。小明积极参加参观钢铁公司的实践活动,对矿石选取、冶铁和炼钢的工艺流程(如图所示)等一系列知识加深了认识。
(1)用赤铁矿冶铁的反应原理可用化学方程式表示为 ;
(2)向精炼炉中吹入氩气使钢水循环流动,各成分均匀混合这相当于化学实验中 (填写一种仪器名称)的搅拌作用;
(3)在钢水铸件机中,高温钢加工成零件时,充入氮气的作用是 。
(4)钢铁厂的废水来自生产过程用水和设备用水,常含污染物。需经处理后方可回收使用或串级使用。
28.钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志。图1是实验室模拟炼铁的装置图。
(1)写出图1中A处发生的化学反应方程式: ;
(2)实验过程中通入CO质量与红色粉末质量的关系如图2所示。根据图示,下列说法不正确的是 ;(填序号)
①a点表示开始通入CO,反应开始发生;
②b点表示通入CO一段时间后加热,反应开始发生;
③c点表示红色粉末已充分参加反应;
④d点表示反应结束后仍需继续通入CO;
⑤可根据通入CO的质量计算出红色粉末的质量。
(3)图1装置中的不足之处是 。
(4)该实验炼制的铁与工业炼制出的铁最大的区别是 。
(5)某化学小组的同学们利用上述实验对一份固体样品进行了探究。通过实验已确定该样品由氧化铁和铁粉混合而成。他们取了7.2g固体样品,用图1所示的装置重新实验,测定的部分数据如图3所示,则原样品中铁元素与氧元素的质量比是 。
29.创新发展材料技术可推动人类社会进步。
(1)石墨烯是一种由碳原子以特殊排列形成的薄膜(如图),石墨烯是 材料。
(2)基础工程建设中常使用铁、生石灰等,生产他们都要用到的同一原料是 ,炼钢时,在铁中添加铬、镍等元素的目的是 。
(3)新型战斗机常用纳米SiC粉体作为吸收材料,高温下焦炭和石英(仅有二钟元素)反应可制得SiC和CO,石英的化学式为 ,高温分解Si(CH3)2Cl2也可制得SiC,同时还生成一种常见酸性气体和甲烷,写出该反应的化学方程式 。
30.2017年5月18日,我国在南海海域试采可燃冰获得成功,我国成为全球第一个在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家.
(1)开采海城“可燃冰”,要用金刚石做成的钻头钻凿海底坚硬的岩层,这是利用了金刚石 的物理性质.开采海域“可燃冰”钻井平台“蓝鲸一号”使用了大量的金属材料.下列措施中哪一项不能有效防止金属锈蚀? (填字母序号)
A.在金属表面涂油或刷漆;B.制成耐腐蚀的合金;C.打磨掉铝制品表面的氧化膜
(2)可燃冰被誉为“21世纪能源”.可燃冰中,水分子形成空间笼状结构,CH4和少量N2,CO2等分子填入笼内的空隙中,无固定的组成,因此可燃冰属于 (填“纯净物”或“混合物”).
(3)燃烧必须满足一定的条件才能发生,“可燃冰”为燃烧提供了 .请写出甲烷燃烧的化学方程式: .
课题三金属资源的利用和保护第八单元金属和金属材料2021_2022学年九年级化学同步练习(人教版)
参考答案与试题解析
一.选择题(共16小题)
1.下列有关金属及其合金的说法正确的是( )
A.所有金属都呈银白色
B.不锈钢可用于制作医疗器械
C.黄铜的硬度比铜的硬度小
D.防止金属腐蚀是保护金属资源的唯一途径
【分析】A、根据金属的物理特性进行分析;
B、根据不锈钢的优良性能进行分析;
C、根据合金与纯金属的不同点进行分析;
D、根据保护金属资源的方法进行分析。
【解答】解:A、绝大多数金属是银白色,但铜为紫红色,金为黄色,故选项错误;
B、不锈钢硬度大,耐腐蚀,能用于制作医疗器械,故选项正确;
C、黄铜是铜合金,其硬度大于纯铜,故选项错误;
D、保护金属资源还可以寻找金属的替代品,故选项错误。
故选:B。
【点评】本题考查了金属的性质、铁的锈蚀条件、地壳中元素的含量以及铁合金的含碳量等,难度不大。
2.2021年5月29日,“天舟二号”的成功发射彰显了中国航天的力量,在航天科技中会用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法错误的是( )
A.黄铜的硬度比纯铜的大
B.生铁的含碳量比钢的高
C.生锈的铁制品没有回收价值
D.铝合金被广泛用于火箭、飞机、轮船等制造业
【分析】A.根据合金的性质来分析;
B.根据生铁与钢的含碳量来分析;
C.根据回收生锈的铁制品的意义来分析;
D.根据铝合金的性质与用途来分析。
【解答】解:A.一般合金的硬度大于其组成中纯金属硬度,所以黄铜的硬度比纯铜的大,选项说法正确;
B.生铁和钢都是铁合金,生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%,选项说法正确;
C.生锈的铁制品重新回收利用既能节约金属资源,又能减少环境污染,选项说法错误;
D.铝合金的强度大、质轻、抗腐蚀性强,常被广泛用于火箭、飞机、轮船等制造业,选项说法正确。
故选:C。
【点评】本题考查了合金的性质与用途、生铁和钢的含碳量、回收废旧金属的意义等,难度不大。
3.下列有关金属及合金的说法错误的是( )
A.生铁和钢是常见的铁合金
B.常温下所有金属都是固体
C.焊锡的熔点比锡的熔点低
D.回收废旧金属能有效保护金属资源
【分析】A.根据常见的铁合金来分析;
B.根据金属的物理性质来分析;
C.根据合金的性质来分析;
D.根据回收废旧金属的意义来分析。
【解答】解:A.生铁和钢是常见的铁合金,选项说法正确;
B.汞是一种金属,常温下是液态的,选项说法错误;
C.一般合金的熔点低于其组成中纯净的熔点,所以焊锡的熔点比锡的熔点低,选项说法正确;
D.回收废旧金属能有效保护金属资源,选项说法正确。
故选:B。
【点评】本题考查了铁合金的种类、金属的性质、合金的特点以及回收废旧金属的意义等,难度不大。
4.关于金属的说法错误的是( )
A.回收废旧金属既可以减少对环境的污染,又可以节约金属资源
B.武德合金可用做保险丝,说明合金的熔点一般低于它的纯金属
C.铝制品有很好的耐腐蚀性,说明铝的化学性质不活泼
D.钛合金可用来制造人造骨,因为钛合金与人体具有很好的“相容性”
【分析】A、根据回收废旧金属的优点,进行分析判断。
B、根据合金的性质,进行分析判断。
C、根据金属的化学性质,进行分析判断。
D、根据钛合金与人体具有很好的“相容性”,进行分析判断。
【解答】解:A、回收废旧金属,可以节约金属资源,节约冶炼金属消耗的能源,可以减少对环境的污染,故选项说法正确。
B、武德合金可用做保险丝,说明其熔点低,说明合金的熔点一般低于它的纯金属,故选项说法正确。
C、铝在空气中能与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,防止内部的铝进一步被氧化,因此铝制品抗腐蚀性强,故选项说法错误。
D、钛合金可用来制造人造骨,是因为钛合金与人体具有很好的“相容性”,故选项说法正确。
故选:C。
【点评】本题难度不大,了解回收废旧金属的优点、金属的化学性质、合金的性质等是正确解答本题的关键。
5.下列做法正确的是( )
A.煤气泄漏,开灯检查 B.禁用农药,保护水源
C.回收金属,再生减污 D.焚烧垃圾,净化环境
【分析】A.根据防范爆炸的措施来分析;
B.根据保护水资源的措施来分析;
C.根据回收废旧金属的意义来分析;
D.根据焚烧垃圾污染环境来分析。
【解答】解:A.煤气具有可燃性,不纯时遇到明火或电火花易发爆炸,所以煤气泄漏,不能开灯检查,说法错误;
B.农药的使用对于提高农作物的产量起到很大作用,不能禁止使用,需要合理使用,说法错误;
C.回收金属,既可以节约金属资源,又能减少环境污染,说法正确;
D.焚烧垃圾会产生大量的污染物而造成环境污染,说法错误。
故选:C。
【点评】环境污染是当今世界面临的三种重大问题之一,已影响到人类的生产、生活、身体健康以及人类社会发展,该部分知识是历年中考热点之一,学习时要注意污染的来源、危害、防治措施、变害为利的新工艺和新方法等知识,并且要密切联系实际,关注相关生活情景和热点新闻。
6.下列物品需采取防锈措施的是( )
A.白铜钱币 B.铁制防盗网 C.铝合金窗 D.金戒指
【分析】铁在空气中锈蚀,实际上是铁跟空气中的氧气和水蒸气共同作用的结果,进行分析判断。
【解答】解:A、白铜钱币,是用铜的合金制成的,不易锈蚀,不需采取防锈措施,故选项错误。
B、铁制防盗网,铁能与空气中的氧气和水蒸气共同作用生成铁锈,需采取防锈措施,故选项正确。
C、铝合金窗是用铝合金制成的,铝合金具有良好的抗腐蚀性,不易锈蚀,不需采取防锈措施,故选项错误。
D、金戒指是用金制成的,金的化学性质不活泼,不易锈蚀,不需采取防锈措施,故选项错误。
故选:B。
【点评】本题难度不大,掌握铁锈蚀的条件(铁与氧气、水同时接触)是正确解答本题的关键。
7.金属材料包括铁、铝、铜等纯金属以及它们的合金。下列有关说法不正确的是( )
A.铝在空气中具有很好的抗腐蚀性能
B.铁钉浸没在植物油中比在潮湿空气中更易生锈
C.黄铜片(铜锌合金)的硬度大于铜片的硬度
D.室温下钛与稀盐酸不反应,可判断钛的金属活动性比镁弱
【分析】A、根据金属的化学性质,进行分析判断。
B、铁在空气中锈蚀,实际上是铁跟空气中的氧气和水蒸气共同作用的结果。
C、根据合金的性质,进行分析判断。
D、在金属活动性顺序中,位于氢前面的金属能置换出酸中的氢,进行分析判断。
【解答】解:A、铝在空气中能与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止内部的铝进一步被氧化,因此铝制品抗腐蚀性强,故选项说法正确。
B、铁钉浸没在植物油中,不能与氧气和水接触,比在潮湿空气中更难生锈,故选项说法错误。
C、合金的硬度不组成它的纯金属的硬度大,黄铜片(铜锌合金)的硬度大于铜片的硬度,故选项说法正确。
D、室温下钛与稀盐酸不反应,镁能与稀盐酸反应,说明钛的金属活动性比镁弱,故选项说法正确。
故选:B。
【点评】本题难度不大,了解铁锈蚀的条件、金属的化学性质、金属活动性顺序等是正确解答本题的关键。
8.如图是立在水稻田中的木质电线杆,铁丝拉线上有A、B、C、D四个位置,其中比较容易生锈的位置是( )
A.A处 B.B处 C.C处 D.D处
【分析】铁在空气中锈蚀,实际上是铁跟空气中的氧气和水共同作用的结果,进行分析判断。
【解答】解:铁在空气中锈蚀,实际上是铁跟空气中的氧气和水共同作用的结果,铁丝拉线上有A、B、C、D四个位置,C处铁最容易与空气、水充分接触,比较容易生锈的位置是C。
故选:C。
【点评】本题难度不大,掌握铁锈蚀的条件(铁与氧气、水同时接触)是正确解答本题的关键。
9.利用甲酸(HCOOH)与浓硫酸制备CO,并用如图实验装置验证CO的有关性质。已知:HCOOHCO↑+H2O,下列说法不正确的是( )
A.操作时,先点燃装置乙处酒精灯,再滴加HCOOH
B.装置丙的作用是防止澄清石灰水倒吸进入装置乙中
C.装置丁既可检验CO2又可收集CO
D.随着反应进行,浓硫酸浓度降低,产生CO气体速率减小
【分析】A、根据可燃性气体与空气混合加热时可能会发生爆炸,进行分析判断。
B、根据装置丙能防止丁装置的石灰水进入乙装置,进行分析判断。
C、根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,进行分析判断。
D、根据浓硫酸作催化剂进行分析判断。
【解答】解:A、操作时,先滴加HCOOH,生成一氧化碳,排出装置内的空气后,再点燃乙处酒精灯,以防止发生爆炸,故选项说法错误。
B、装置丙能防止丁装置的石灰水进入乙装置,即装置丙的作用是防止倒吸,故选项说法正确。
C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,根据石灰水是否变浑浊,装置丁可检验CO2;一氧化碳不与石灰水反应,又可以将瓶中的石灰水排出,可收集CO,故选项说法正确。
D、在化学反应HCOOHCO↑+H2O中,浓硫酸作催化剂,随着反应进行,浓硫酸浓度降低,催化效果减弱,产生CO气体速率减小,故选项说法正确。
故选:A。
【点评】本题难度不大,掌握一氧化碳的化学性质、还原氧化铁的实验原理、注意事项等并能灵活运用是正确解答本题的关键。
10.同学们在实验室里用如图装置进行了实验,与实验有关的下列图像中,正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】铁在与氧气和水蒸气同时接触时会发生锈蚀,结合图像来分析。
【解答】解:铁在与氧气和水蒸气同时接触时会发生锈蚀。
A、铁的锈蚀需要消耗水,所以试管中水的质量减少,故A错误;
B、铁的锈蚀需要消耗氧气,所以试管中氧气的质量减少,故B错误;
C、铁钉没有锈蚀前,铁锈的质量为零,随着铁的锈蚀,铁锈质量增大,直到将试管中的氧气耗尽,铁锈的质量不再增大,故C错误;
D、由质量守恒定律可知,化学反应前后物质的总质量保持不变,所以试管中物质的总质量不变,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了铁的锈蚀原理、质量守恒定律的应用,难度不大。
11.如图是探究铁钉生锈条件的实验,下列说法不正确的是( )
A.②中植物油的作用是防止水分蒸发
B.③中橡皮塞的作用是防止水蒸气进入试管
C.实验①和②证明铁钉生锈需要氧气
D.实验①和③证明铁钉生锈需要水
【分析】铁在空气中锈蚀,实际上是铁跟空气中的氧气和水蒸气共同作用的结果,进行分析判断。
【解答】解:A、②中植物油的作用是防止铁与氧气接触,故选项说法错误。
B、③中试管中是铁和干燥的空气,橡皮塞的作用是防止水蒸气进入试管,故选项说法正确。
C、①试管中的铁钉能与氧气、水充分接触,②试管中的铁钉只能与水接触,一段时间后,①试管中的铁钉生锈,②试管的铁钉没有生锈,实验①和②证明铁钉生锈需要氧气,故选项说法正确。
D、①试管中的铁钉能与氧气、水充分接触,③试管的铁钉只能与干燥的空气接触;一段时间后,①试管中的铁钉生锈,③试管的铁钉没有生锈,证明铁钉生锈需要水,故选项说法正确。
故选:A。
【点评】本题难度不大,掌握铁锈蚀的条件(铁与氧气、水同时接触)是正确解答本题的关键。
12.利用铁粉、炭粉、氯化钠进行铁的锈蚀实验(装置如图所示,装置气密性良好)。实验1min后温度计读数上升,8min后观察到固体表面变红,打开止水夹,水倒吸入锥形瓶。下列说法不正确的是( )
A.铁的锈蚀过程中放出热量
B.实验中铁的锈蚀速率较快,可能是氯化钠加快了锈蚀
C.根据锥形瓶体积和吸入锥形瓶中水的体积可以粗略计算出空气中氧气的含量
D.根据以上实验现象能推断出铁的锈蚀需要水的参与
【分析】A、实验1min后温度计读数上升,说明铁的锈蚀过程中放出热量;
B、实验中铁的锈蚀速率较快,可能是氯化钠加快了锈蚀;
C、氧气含量=×100%;
D、根据以上实验现象不能推断出铁的锈蚀是否需要水。
【解答】解:A、实验1min后温度计读数上升,说明铁的锈蚀过程中放出热量,该选项正确;
B、实验中铁的锈蚀速率较快,可能是氯化钠加快了锈蚀,该选项正确;
C、根据锥形瓶体积和吸入锥形瓶中水的体积可以粗略计算出空气中氧气的含量,该选项正确;
D、根据以上实验现象不能推断出铁的锈蚀需要水的参与,该选项不正确。
故选:D。
【点评】合理设计实验,科学地进行实验、分析实验,是得出正确实验结论的前提,因此要学会设计实验、进行实验、分析实验,为学好化学知识奠定基础。
13.已知CO还原Fe2O3是分步完成的,过程中生成Fe3O4和FeO。还原4.8g Fe2O3的过程中,测得固体质量随温度变化曲线如图,下列分析错误的是( )
A.反应中含铁物质的转化:Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe
B.为确保充分反应,实验温度必须达到800℃以上
C.该反应的化学方程式为:3CO+Fe2O3═2Fe+3CO2
D.为得到纯净的铁粉,当红棕色粉末全部变黑时,应再加热一段时间
【分析】根据CO还原Fe2O3的过程中生成Fe3O4和FeO,结合图像中的数据和变化趋势进行分析。
【解答】解:A、氧化铁中铁元素的质量分数为:×100%,四氧化三铁中铁元素的质量分数为:×100%,氧化亚铁中铁元素的质量分数为:×100%,
由铁元素的质量为:4.8g××100%=4.64g××100%=4.32g××100%=3.36g可知,反应中含铁物质的转化:Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe,故A正确;
B、由图可知,实验温度必须达到800℃以上,氧化铁才最终转化成铁,为确保充分反应,实验温度必须达到800℃以上,故B正确;
C、该反应为一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳,化学方程式为:3CO+Fe2O32Fe+3CO2,故C错误;
D、为得到纯净的铁粉,当红棕色粉末全部变黑时,应再加热一段时间,确保四氧化三铁和氧化亚铁全部转化成铁,故D正确。
故选:C。
【点评】本题主要考查了一氧化碳还原氧化铁的反应,难度不大,在平时的学习中加强训练即可完成。
14.第31届世界大学生运动会将于2022年在成都举行,如图是即将竣工的主体育场“东安湖体育中心”。该体育场大量采用钢构件,下列关于钢铁说法正确的是( )
A.钢是性能优良的纯金属
B.地壳中含量最高的金属元素是铁
C.炼钢应该降低生铁的含碳量
D.为了防止钢铁生锈应常用水清洗钢铁表面
【分析】A、钢是性能优良的铁的合金;
B、地壳中含量最高的金属元素是铝元素;
C、生铁含碳量是2%﹣4.3%,钢含碳量是0.03%﹣2%;
D、铁与水和氧气同时接触时容易生锈,因此隔绝水和氧气可以防止铁制品生锈。
【解答】解:A、钢是性能优良的铁的合金,该选项说法不正确;
B、地壳中含量最高的金属元素是铝元素,该选项说法不正确;
C、炼钢应该降低生铁的含碳量,该选项说法正确;
D、为了防止钢铁生锈,不能用水清洗钢铁表面,应该保持钢铁表面干燥,该选项说法不正确。
故选:C。
【点评】防止金属生锈的方法很多,例如给金属涂一层油漆,给金属镀一层金属,把金属制成合金,给金属烤蓝等,都可以达到防止金属生锈的目的。
15.医用热敷袋使用时要轻轻搓揉袋内的物质,袋中物质的反应可看成是铁粉、空气和水相互作用,生成氢氧化亚铁,最终转化为氢氧化铁。下列说法不正确的是( )
A.最终产物由3种元素组成
B.总反应为2Fe+O2+3H2O═2Fe(OH)3
C.上述含铁物质中铁元素的化合价有0、+2、+3三种
D.氢氧化亚铁中阳离子的符号是Fe2+
【分析】A、反应的最终产物为Fe(OH)3,由铁、氧、氢三种元素组成;
B、袋中物质发生相互作用的总反应可表示为:4Fe+3O2+6H2O═4Fe(OH)3;
C、铁属于单质,铁单质中铁元素的化合价是0,氢氧化亚铁中铁元素的化合价是+2,氢氧化铁中铁元素的化合价是+3;
D、氢氧化亚铁中阳离子是带2个单位正电荷的亚铁离子。
【解答】解:A、反应的最终产物为Fe(OH)3,由铁、氧、氢三种元素组成,该选项说法正确;
B、袋中物质发生相互作用的总反应可表示为:4Fe+3O2+6H2O═4Fe(OH)3,该选项说法不正确;
C、铁属于单质,铁单质中铁元素的化合价是0,氢氧化亚铁中铁元素的化合价是+2,氢氧化铁中铁元素的化合价是+3,该选项说法正确;
D、氢氧化亚铁中阳离子是带2个单位正电荷的亚铁离子,亚铁离子符号是Fe2+,该选项说法正确。
故选:B。
【点评】本题主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
16.某同学在图1三颈瓶中加入一定量的暖宝宝原料(主要成分为铁粉和碳粉),并滴加几滴水,分别用压强、氧气浓度和温度三种数字传感器绘制出数据变化图像如图2所示,则下列说法正确的是( )
A.曲线Ⅰ为氧气变化曲线
B.曲线Ⅱ为温度变化曲线
C.曲线Ⅰ、Ⅱ开始上升是因为铁缓慢氧化放热所致
D.如果暖宝宝原料足量,压强可降至0
【分析】铁和水、氧气同时接触时容易生锈,放热。
【解答】解:A、曲线Ⅰ中,反应前后数值相等,为温度变化曲线,该选项说法不正确;
B、曲线Ⅱ中数值先增大后减小,为压强变化曲线,该选项说法不正确;
C、曲线Ⅰ、Ⅱ开始上升是因为铁缓慢氧化放热所致,该选项说法正确;
D、如果暖宝宝原料足量,压强不能降至0,是因为不能消耗氮气、稀有气体等气体,该选项说法不正确。
故选:C。
【点评】本题主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
二.填空题(共9小题)
17.如图是干电池的剖面图,请回答下列问题:
(1)图示中的物质属于非金属单质的是 C ,属于氧化物的是 MnO2 .(均写化学式)
(2)干电池用石墨和锌皮做电极,是利用了它们的 导电 性.
(3)图示中能与稀硫酸反应且生成无色气体的物质是 Zn (填化学式).
(4)你认为回收废旧干电池实际意义是 节约金属资源 (答出一点即可).
【分析】根据已有的物质的类别结合物质的性质进行分析解答即可.
【解答】解:(1)碳属于非金属单质,二氧化锰属于金属氧化物,故填:C,MnO2;
(2)石墨和锌都具有导电性,故填:导电;
(3)锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,故填:Zn;
(4)回收废旧干电池能节约金属资源且能保护环境,故填:节约金属资源.
【点评】本题考查的是金属材料的知识,完成此题,可以依据已有的物质的性质进行.
18.合金是重要的金属材料,与我们生活息息相关。
(1)在空气中铝制品更耐腐蚀,用化学方程式表示其原因 4Al+3O2═2Al2O3 。
(2)将纯铜片和黄铜片互相刻画,纯铜片上留下明显划痕,说明 合金的硬度大于其成分金属(或合金硬度大) 。
(3)钢铁易发生锈蚀,涂上防锈漆可防止生锈,其原理是 能隔绝水和氧气 。
(4)废旧铁锅、铝锅不要随意丢弃,应回收利用。这样做的意义是 节约金属资源(合理即可) 。(答一点即可)
【分析】(1)根据化学反应的原理来分析;
(2)根据合金的性质来分析;
(3)根据铁锈蚀的条件以及防锈措施来分析;
(4)根据回收废旧金属的意义来分析。
【解答】解:(1)常温下,铝易与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝保护膜,从而阻止内部的铝进一步氧化,因此在空气中铝制品更耐腐蚀,该反应的化学方程式为4Al+3O2═2Al2O3;故答案为:4Al+3O2═2Al2O3;
(2)一般,合金的硬度大于其组成中纯金属的硬度,所以将纯铜片和黄铜片互相刻画,纯铜片上留下明显划痕,故答案为:合金的硬度大于其成分金属(或合金硬度大);
(3)铁在与氧气和水蒸气同时共存时会发生锈蚀,涂上防锈漆能隔绝水和氧气与铁的接触,从而达到防锈的目的;故答案为:能隔绝水和氧气;
(4)废旧铁锅、铝锅不要随意丢弃,应回收利用。这样做的意义是节约金属资源、防止环境污染;故答案为:节约金属资源(合理即可)。
【点评】本题主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
19.金属材料为人类的进步和发展作出了巨大的贡献。
(1)钛和钛合金是制造火箭、导弹、航天飞机的重要材料。主要利用了它们具有 A (填字母)等性能。
A.熔点高、密度小、机械性能好
B.熔点低、硬度大、韧性好
C.密度大、耐磨、耐腐蚀
(2)2019年12月中国首艘国产航母“山东舰”正式交付海军,航母外壳用涂料覆盖,是为了防止钢铁材料与 氧气、水 接触而锈蚀;铁锈疏松多孔,若不除去,会使铁制品锈蚀加重,因此可以用稀盐酸将铁锈除去,其反应的化学方程式是 Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O 。
(3)应用金属活动性顺序能帮助我们进一步学习金属性质。已知下列各组物质间均能发生置换反应:A.Fe和CuSO4溶液、B.Mg和MnSO4溶液、C.Mn和FeSO4溶液,则Mn、Fe、Mg、Cu四种金属的活动性由强到弱的顺序 Mg>Mn>Fe>Cu 。
【分析】(1)根据金属材料的性质来分析;
(2)根据铁的防锈措施与原理、除锈的原理来分析;
(3)根据金属的活动性顺序来分析。在金属活动性顺序中,排在前面的金属可以将排在后面的金属从其盐溶液中置换出(钾、钙、钠除外)。
【解答】解:(1)钛和钛合金是制造火箭、导弹、航天飞机的重要材料。主要利用了它们具有熔点高、密度小、机械性能好等性能;故填:A;
(2)铁在与氧气和水蒸气同时接触时会发生锈蚀,所以航母外壳用涂料覆盖,是为了防止钢铁材料与氧气、水接触而锈蚀;铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁能与盐酸反应生成氯化铁和水,化学方程式为Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O;故填:氧气、水;Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O;
(3)A、Fe 和CuSO4 溶液反应,说明铁的活动性强于铜;
B、Mg和MnSO4 溶液反应,说明镁的活动性强于锰;
C、Mn和FeSO4 溶液反应,说明锰的活动性强于铁;
故四种金属的活动性顺序为:Mg>Mn>Fe>Cu,故填:Mg>Mn>Fe>Cu。
【点评】解答这类题目时,首先,要熟记和理解金属材料及其应用等相关知识;然后,根据所给的问题情景结合所学的相关知识和技能,以及自己了解到有关金属材料的相关信息,细心地进行探究、推理,最后,按照题目的要求,认真地进行选择或解答即可.
20.早在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器。工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应。某化学兴趣小组利用如图装置进行实验探究,请按要求填空:
(1)为了避免玻璃管在加热时可能发生爆炸,加热前应 通入一会儿一氧化碳 ;
(2)写出CO还原Fe2O3的化学方程式 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ;
(3)右侧出口处使用燃着的酒精灯的目的是 防止尾气中的有毒气体一氧化碳污染空气,将其燃烧掉 。
【分析】(1)根据防范爆炸的做法来分析;
(2)根据一氧化碳的化学性质以及化学反应的原理来分析;
(3)根据尾气中含有有毒的一氧化碳来分析。
【解答】解:(1)为了避免玻璃管在加热时可能发生爆炸,加热前应通入一会儿一氧化碳,直至排出装置中的空气,以防止一氧化碳和空气混合达到爆炸极限时加热发生爆炸。
故填:通入一会儿一氧化碳。
(2)CO在高温下能还原Fe2O3生成铁和二氧化碳,化学方程式为:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
故填:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
(3)从环保的角度考虑,为了防止尾气中的有毒气体一氧化碳污染空气,将其燃烧掉。
故填:防止尾气中的有毒气体一氧化碳污染空气,将其燃烧掉。
【点评】解答这类题目时,要熟记和理解一氧化碳还原氧化铁的所有内容,还有铁等金属的冶炼原理、氧化还原反应的原理、一氧化碳的可燃性和毒性、金属的性质、化学方程式的书写、空气的污染等相关知识。
21.“业精于勤,荒于嬉;行成于思,毁于随。”尤其网课期间,自律性尤为重要!很多同学们在这段特殊时期表现出来的自律态度和勤奋精神让老师们非常感动和钦佩!但由于长时间的应用电子产品,对我们的视力造成了一定的影响。因此,我们要有意识的保护眼睛。比如:写作业时,我们就要用好一点的护眼灯。请同学们将护眼灯涉及到的标有序号的零件选出金属材料。
属于金属材料有 ①②④ ;护眼灯所用电线外皮是 PVC (填缩写代号)护眼灯所用的铝单质的冶炼,最后一步原理是在氧化铝中加入冰晶石,在通电的条件下产生两种单质。同学们试着写出该原理的方程式: 2Al2O34Al+3O2↑ ;化学变化中既有物质种类的变化,也伴随着能量的改变,在该变化中实现了 电 能向 化学 能的转化过程。
【分析】根据金属材料的种类、塑料的代号、题中信息解答。
【解答】解:金属材料包括纯金属以及合金;电线外皮是聚氯乙烯,代号为PVC;在氧化铝中加入冰晶石,在通电的条件下产生两种单质为铝和氧气,反应方程式为2Al2O34Al+3O2↑;电解过程中电能转化为化学能。
答案为:①②④;PVC;2Al2O34Al+3O2↑;电;化学。
【点评】本题涉及材料的认知、信息的准确应用,难度不大。
22.金属与人类的生产生活息息相关。
(1)人们习惯上称为“五金”的金、银、铜、铁、锡中,把金属 铁 的位置移到最后,正好符合金属活动性由弱到强的顺序。
(2)还原铁粉又称“双吸剂”,常用于食品保鲜,其原理是 吸收食品中的氧气和水蒸气 。
(3)铁桶不能用于盛放波尔多液(硫酸铜、氢氧化钙和水混合而成),用化学方程式解释其原因 Fe+CuSO4═FeSO4+Cu 。
【分析】(1)根据金属活动性顺序内容,进行分析解答。
(2)根据铁锈蚀的条件,进行分析解答。
(3)根据铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜,进行分析解答。
【解答】解:(1)常见金属活动性顺序为K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au,把铁放到最后,正好金属活动性由弱到强,所以依据金属活动性顺序可知,金、银、铜、锡、铁活动性减弱,故应将铁的位置向后移一位,则正好符合金属活动性顺序。
(2)铁在空气中锈蚀,实际上是铁跟空气中的氧气和水蒸气共同作用的结果,铁生锈时能吸收食品中的氧气和水蒸气,能用于食品保鲜。
(3)铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜,反应的化学方程式为Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。
故答案为:
(1)铁;
(2)吸收食品中的氧气和水蒸气;
(3)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
【点评】本题难度不大,掌握铁锈蚀的条件、金属的化学性质、金属活动性顺序等是正确解答本题的关键。
23.金属在生产生活中有广泛应用,“共享单车”是指在公共场所提供为大家服务的自行车,作为代步工具,既轻便灵活,又环保。“共享单车”的使用符合“低碳出行”的理念,颇受人们的喜爱。
(1)“低碳出行”中的“低碳”是指较低的 二氧化碳 气体的排放。
(2)为防止车架生锈,可以采取的防锈措施是 刷漆 ,铝合金与纯铝相比,其硬度更 大 (填“大”或“小”)。
【分析】(1)根据“低碳”的含义,进行分析解答。
(2)铁与水、氧气充分接触时容易生锈,使铁制品与氧气和水隔绝可以防止生锈。
合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大,进行分析解答。
【解答】解:(1)“低碳出行”中“低碳”指的是较低的二氧化碳气体排放。
(2)为防止车架生锈,可以采取的防锈措施是刷漆,原理是隔绝氧气和水。
合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大,铝合金与纯铝相比,其硬度更大。
故答案为:
(1)二氧化碳;
(2)刷漆;大。
【点评】本题难度不大,掌握防止铁制品生锈的原理(隔绝氧气和水)与措施、合金的性质、二氧化碳对环境的影响等是正确解答本题的关键。
24.根据实验示意图回答相关问题:
(1)A实验中集气瓶内预先装少量水的目的是 防止生成物熔化溅落下来使瓶底炸裂 。
(2)B实验中称取氯化钠的实际质量是 12 g。
(3)C实验加热前先通CO的目的是 排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸 ,硬质玻璃管内发生反应的实验现象是 红棕色粉末逐渐变黑 ,装置不完善的地方是 没有设计尾气处理装置 。
【分析】(1)根据铁丝在氧气中燃烧的实验注意事项,进行分析解答。
(2)根据天平的使用方法是左物右码,左盘的质量等于右盘的质量加游码的质量,即药品质量=砝码质量+游码质量,如果位置放反,根据左盘的质量=右盘的质量+游码的质量,列等式进行计算。
(3)根据一氧化碳具有还原性,能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,结合实验步骤、注意事项进行分析解答。
【解答】解:(1)铁丝在氧气中燃烧时,为防止生成物熔化溅落下来使瓶底炸裂,集气瓶的底部应放少量的水。
(2)B中将药品与砝码的位置放反了,待平衡时用的是10g+5g=15g的砝码和3g的游码;由左盘的质量=右盘的质量+游码的质量可知:砝码质量=药品质量+游码的质量,所以药品质量=砝码质量﹣游码质量,即药品质量=15g﹣3g=12g。
(3)实验开始先通入一氧化碳,再点燃酒精喷灯加热玻璃管中的氧化铁,目的是排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸。
一氧化碳具有还原性,高温下能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,实验进行一段时间后,玻璃管中出现的现象是红棕色粉末逐渐变黑。
一氧化碳有毒,直接排放到空气中会污染环境,本实验的缺陷是没有设计尾气处理装置,在右端导管用酒精灯点燃尾气或用气球收集。故答案为:
故答案为:
(1)防止生成物熔化溅落下来使瓶底炸裂;
(2)12;
(3)排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸;红棕色粉末逐渐变黑;没有设计尾气处理装置。
【点评】本题难度不大,掌握一氧化碳还原氧化铁的反应原理与实验注意事项、铁丝在氧气中燃烧的实验注意事项等是正确解答本题的关键。
25.人类社会的文明进步与金属材料的发展密切相关,结合所学化学知识回答有关问题。
(1)下列性质属于金属共性的是 B (填字母)。
A.硬度很大,坚固耐磨
B.有良好的导电性和导热性
C.是银白色的固体
D.熔点很高,不易熔化
(2)铁矿石有多种,写出用磁铁矿(主要成分Fe3O4)炼铁的化学方程式 4CO+Fe3O43Fe+4CO2 。
(3)向一定质量的Cu(NO3)2和AgNO3混合溶液中加入锌粒,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。下列有关说法正确的是 D (填字母)。
A.滤液中溶质的成分最多有两种
B.若滤液为蓝色,则滤渣中一定只有银
C.若滤液中加入稀盐酸不产生白色沉淀,则滤液中一定有Zn(NO3)3和Cu(NO3)2
D.滤渣中加入稀硫酸可能产生气泡
【分析】(1)根据金属的性质来分析;
(2)根据炼铁的原理来分析;
(3)根据金属的活动性顺序来分析。
【解答】解:(1)A.有些金属的硬度很小,熔点较低,如钠等,故A错误;
B.金属都有良好的导电性和导热性,故B正确;
C.有些金属的颜色不是银白色的,如铜是红色的,故C错误;
D.有些金属的硬度很小,熔点较低,如钠等,故D错误。
(2)磁铁矿的主要成分是四氧化三铁,在高温的条件下,一氧化碳与四氧化三铁反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为4CO+Fe3O43Fe+4CO2。
(3)向一定质量的Cu(NO3)2和AgNO3混合溶液中加入锌粒,锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,当硝酸银完全反应后,锌再与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜。充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。
A.当锌不足以完全置换出硝酸银中的银时,溶液中溶质的成分为未反应完的硝酸银和未参加反应的硝酸铜,还有生成的硝酸锌,最多有三种溶质,故A错误;
B.若滤液为蓝色,说明滤液中一定含有硝酸铜,可能含有硝酸银,滤渣中一定有银,可能有铜,当硝酸铜部分参与反应时,滤渣中含有银和铜,故B错误;
C.若滤液中加入稀盐酸不产生白色沉淀,说明滤液中不含有硝酸银,则硝酸银完全反应,硝酸铜不一定参与反应,故滤液中一定有硝酸锌,可能有硝酸铜,一定没有硝酸银,故C错误;
D.当锌粒过量时,向滤渣中加入稀硫酸会产生气泡,故D正确。
故答案为:(1)B;
(2)4CO+Fe3O43Fe+4CO2;
(3)D。
【点评】本题主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
三.计算题(共1小题)
26.工业上用赤铁矿石(主要成分是氧化铁)与一氧化碳在高温条件下冶炼生铁。现有400t含氧化铁80%的赤铁矿石。
求:(1)该矿石中氧化铁的质量。
(2)该矿石能冶炼出含杂质4%的生铁的质量。(计算结果精确到0.1)
【分析】由反应中铁与氧化铁的质量关系,利用含氧化铁80%的赤铁矿,可求该矿石中氧化铁的质量。根据工业冶铁的反应原理:一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳的化学方程式,由反应中铁与氧化铁的质量关系,利用含氧化铁80%的赤铁矿,从而求得可得含杂质4%的生铁的质量。
【解答】解:(1)400t含氧化铁80%的赤铁矿石中氧化铁的质量=400t×80%=320t;
(2)设可炼出生铁的质量为x,含杂质4%的生铁则含铁量=1﹣4%=96%。
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
160 112
320t x×96%
x≈233.3t
答:可得含杂质4%的生铁233.3t。
【点评】利用化学方程式进行计算时,所使用物质的质量均为纯净物的质量,因此解答此题时需要明确生铁与铁、赤铁矿与氧化铁的关系。
四.解答题(共4小题)
27.科学精神与社会责任是化学学科核心素养更高层面的价值追求。小明积极参加参观钢铁公司的实践活动,对矿石选取、冶铁和炼钢的工艺流程(如图所示)等一系列知识加深了认识。
(1)用赤铁矿冶铁的反应原理可用化学方程式表示为 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ;
(2)向精炼炉中吹入氩气使钢水循环流动,各成分均匀混合这相当于化学实验中 玻璃棒 (填写一种仪器名称)的搅拌作用;
(3)在钢水铸件机中,高温钢加工成零件时,充入氮气的作用是 隔绝空气,避免发生氧化 。
(4)钢铁厂的废水来自生产过程用水和设备用水,常含污染物。需经处理后方可回收使用或串级使用。
【分析】(1)根据赤铁矿的反应原理分析回答此题;
(2)根据操作原理对照实验操作名称;
(3)根据氮气的性质分析回答此题。
【解答】解:(1)石灰石主要成分为碳酸钙,高温分解得到二氧化碳,碳与二氧化碳反应生成一氧化碳,所以此时是一氧化碳冶炼赤铁矿,赤铁矿主要成分为氧化铁,一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,书写化学方程式注意配平,所以化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2;
故答案为:3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
(2)此时通过氩气搅动,使成分混合均匀,符合玻璃棒搅拌的作用;
故答案为:玻璃棒。
(3)钢中有铁、碳等,通入氮气,可以起到防护作用,避免与空气接触,而发生氧化,影响钢的性能;
故答案为:隔绝空气,避免发生氧化。
【点评】在解此类题时,首先要将题中的知识认知透,然后结合学过的知识进行解答
28.钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志。图1是实验室模拟炼铁的装置图。
(1)写出图1中A处发生的化学反应方程式: Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ;
(2)实验过程中通入CO质量与红色粉末质量的关系如图2所示。根据图示,下列说法不正确的是 ①⑤ ;(填序号)
①a点表示开始通入CO,反应开始发生;
②b点表示通入CO一段时间后加热,反应开始发生;
③c点表示红色粉末已充分参加反应;
④d点表示反应结束后仍需继续通入CO;
⑤可根据通入CO的质量计算出红色粉末的质量。
(3)图1装置中的不足之处是 没有对尾气进行处理 。
(4)该实验炼制的铁与工业炼制出的铁最大的区别是 该实验炼制的铁是纯净物,工业炼制的生铁是混合物,含有一定量的碳 。
(5)某化学小组的同学们利用上述实验对一份固体样品进行了探究。通过实验已确定该样品由氧化铁和铁粉混合而成。他们取了7.2g固体样品,用图1所示的装置重新实验,测定的部分数据如图3所示,则原样品中铁元素与氧元素的质量比是 5:1 。
【分析】(1)根据反应物、生成物和反应条件书写方程式;
(2)实验开始先通入一氧化碳,排尽试管内空气,防止加热发生爆炸,反应完成要继续通一氧化碳,防止生成的铁被氧化,此两步一氧化碳都未发生反应,a﹣b红色粉末的质量未变,说明反应尚未开始;
(3)一氧化碳有毒,未发生反应的一氧化碳要进行处理;
(4)工业炼制的是生铁,此处炼制的是纯铁;
(5)根据图示用差量法可以计算。根据一氧化碳只与氧化铁反应,根据提供的数据计算出氧化铁的质量,然后计算出样品中铁粉的质量分数;
(2)根据(1)的计算结果可知氧化铁的质量,可计算出7.2g固体样品中铁的质量,然后再加上4g氧化铁中铁的质量,即得铁元素总质量;再根据化学式中元素的质量分数,计算出氧化铁中氧元素的质量,然后求二者的比值。
【解答】解:(1)红色粉末是氧化铁,氧化铁和一氧化碳在高温条件下生成铁和二氧化碳,方程式是:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2;
故答案为:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2;
(2)实验开始先通入一氧化碳,排尽试管内空气,防止加热发生爆炸,反应完成要继续通一氧化碳,防止生成的铁被氧化,此两步一氧化碳都未发生反应,所以不能根据通入一氧化碳的质量 进行计算,a﹣b红色粉末的质量未变,说明反应尚未开始;
故选①⑤;
(3)一氧化碳有毒,未发生反应的一氧化碳要进行处理,图中缺乏尾气处理装置;
故答案为:没有对尾气进行处理;
(4)工业炼制的是生铁,含有一定量的碳,此处炼制的是纯铁,二者一个是纯净物,一个是混合物;
故答案为:该实验炼制的铁是纯净物,工业炼制的生铁是混合物,含有一定量的碳;
(5)法一:一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,所以玻璃管固体减少的质量是氧化铁中氧元素的质量。
解:设氧化铁的质量为x。
3CO+Fe2O32Fe+3CO2 固体减少的质量
160 112 160﹣112=48
x 7.2g﹣6g
=
x=4g
所以样品中铁粉的质量是7.2g﹣4g=3.2g
样品中Fe元素总质量:3.2g+4g××100%=6g
O元素总质量:4g××100%=1.2g
所以样品中铁元素与氧元素的质量比是:6g:1.2g=5:1。
法二:反应最后剩余6g,则铁的质量为6g,氧元素的质量为7.2g﹣6g=1.2g,
所以样品中铁元素与氧元素的质量比是:6g:1.2g=5:1。
答:该样品中铁元素与氧元素的质量比是5:1。
【点评】本题对一氧化碳还原氧化铁进行了综合的考查,既包括方程式、实验步骤、装置等知识的考查,又考查了相关计算,有一定的难度。
29.创新发展材料技术可推动人类社会进步。
(1)石墨烯是一种由碳原子以特殊排列形成的薄膜(如图),石墨烯是 无机非金属 材料。
(2)基础工程建设中常使用铁、生石灰等,生产他们都要用到的同一原料是 石灰石 ,炼钢时,在铁中添加铬、镍等元素的目的是 做成不锈钢防腐蚀 。
(3)新型战斗机常用纳米SiC粉体作为吸收材料,高温下焦炭和石英(仅有二钟元素)反应可制得SiC和CO,石英的化学式为 SiO2 ,高温分解Si(CH3)2Cl2也可制得SiC,同时还生成一种常见酸性气体和甲烷,写出该反应的化学方程式 Si(CH3)2Cl2SiC+CH4↑+2HCl↑ 。
【分析】(1)根据材料的分类来分析;
(2)水泥的原料是粘土和石灰石,玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英,所以原料中均有石灰石即碳酸钙;在钢材中添加铬、镍做成不锈钢防腐蚀;
(3)石英的化学式是SiO2,根据Si(CH3)2Cl2的元素可推测出酸性气体为氯化氢,再根据原子守恒配平方程式。
【解答】解:(1)石墨烯是由碳元素组成的非金属单质,属于无机非金属材料;故填:无机非金属;
(2)生产水泥以黏土和石灰石为主要原料,经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧,再加入适量石膏,并研成细粉就得到普通水泥;生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英,高温下,碳酸钠、碳酸钙和二氧化硅反应分别生成硅酸钠、硅酸钙,所以在水泥工业中、玻璃工业都用到的原料是石灰石;在钢材中添加铬能使钢材表面形成致密且坚固的氧化膜,防止内部的铁与氧气接触,铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性,加入镍是使不锈钢耐酸、碱腐蚀,即在钢材中添加铬、镍等元素的目的是做成不锈钢防腐蚀,故答案为:石灰石;做成不锈钢防腐蚀;
(3)工业上用石英(SiO2)与焦炭高温下条件下生成SiC同时生成CO,方程式为:SiO2+3CSiC+2CO↑,高温分解Si(CH3)2Cl2也可制得SiC,同时还生成CH4和一种常见酸性气体,酸性气体为氯化氢,根据原子守恒写出化学方程式为:Si(CH3)2Cl2SiC+CH4↑+2HCl↑.故填:SiO2;Si(CH3)2Cl2SiC+CH4↑+2HCl↑。
【点评】本题主要考查了化学与生活中的材料知识,平时注意基础知识的积累,注意玻璃工业、水泥工业的生产原理,题目较简单。
30.2017年5月18日,我国在南海海域试采可燃冰获得成功,我国成为全球第一个在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家.
(1)开采海城“可燃冰”,要用金刚石做成的钻头钻凿海底坚硬的岩层,这是利用了金刚石 硬度大 的物理性质.开采海域“可燃冰”钻井平台“蓝鲸一号”使用了大量的金属材料.下列措施中哪一项不能有效防止金属锈蚀? C (填字母序号)
A.在金属表面涂油或刷漆;B.制成耐腐蚀的合金;C.打磨掉铝制品表面的氧化膜
(2)可燃冰被誉为“21世纪能源”.可燃冰中,水分子形成空间笼状结构,CH4和少量N2,CO2等分子填入笼内的空隙中,无固定的组成,因此可燃冰属于 混合物 (填“纯净物”或“混合物”).
(3)燃烧必须满足一定的条件才能发生,“可燃冰”为燃烧提供了 可燃物 .请写出甲烷燃烧的化学方程式: CH4+2O2CO2+2H2O .
【分析】(1)根据金刚石的性质和用途进行分析;根据已有的金属防锈的措施进行分析解答即可;
(2)根据题中信息“天然气水合物中,水分子形成一种空间笼状结构,CH4和少量的N2、CO2等分子填入笼内的空隙中,无固定的组成解答;
(3)具有可燃性物质,当与氧气接触,温度达到着火点时,能够燃烧起来;
【解答】解:(1)金刚石是天然存在的最硬的物质,可装在钻探机的钻头上钻凿坚硬的岩石.故填:硬度大;
A、在金属表面刷漆或是涂油能阻止金属与氧气、水的接触,防止金属生锈,正确;
B、将金属制成耐腐蚀的合金能防止金属生锈,正确;
C、用砂纸擦去铝制品表面的氧化膜会破坏保护层,加速锈蚀,错误.
故填:C;
(2)根据题中信息“天然气水合物中,水分子形成一种空间笼状结构,CH4和少量的N2、CO2等分子填入笼内的空隙中,无固定的组成”可知,天然气水合物中由水、甲烷、氮气、二氧化碳等组成,为一种混合物;故填:混合物;
(3)可燃冰具有可燃性,属于可燃物;甲烷燃烧的化学方程式为:CH4+2O2CO2+2H2O;故填:可燃物;CH4+2O2CO2+2H2O;
【点评】本题所考查的内容属于课本的基础知识,难度不大,根据已有的知识分析解答.
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日期:2022/1/24 11:29:29;用户:15877047552;邮箱:15877047552;学号:38945411第1页(共3页)