8.1金属材料与金属冶炼
一、选择题(共16题)
1.物质的结构决定物质的性质。下列说法中因果关系不成立的是( )
A.由于含碳量不同,生铁和钢的性能不同
B.由于质子数不同,钠原子和钠离子的性质不同
C.由于稀盐酸和稀硫酸中都含有H+,所以两者都能使紫色石蕊溶液变红
D.由于分子构成不同,一氧化碳和二氧化碳的化学性质不同
2.化学使生活更美好。下列关于物质用途的描述不正确的是
A.钛合金用于制造人造骨 B.液氧用于作火箭发射的燃料
C.干冰用于人工降雨 D.石墨用于作干电池电极
3.下列物质用途主要利用其化学性质的是
A.稀有气体用作保护气 B.干冰用于人工降雨
C.液氮用作制冷剂 D.铜丝用作导线
4.下列物质不属于金属材料的是
A.赤铁矿 B.焊锡 C.锰钢 D.黄金
5.下列物质中,不属于合金的是( )
A.不锈钢 B.黄铜 C.水银 D.硬铝
6.新冠肺炎疫情防控指挥部要求居家人员要定期测量体温,下列有关水银体温计的说法正确的是
A.体温计中的汞属于非金属单质
B.体温计中的汞在常温下为液体
C.当温度升高时汞原子不断运动,温度不变时汞原子静止
D.体温计的原理是温度改变时汞原子大小发生改变
7.下列有关厨房里的说法正确的是
A.菜刀钝了要磨一磨——为了减小压强
B.铝制品不易锈蚀——铝的化学性质稳定
C.水煮沸后会看到“白气”——气体的液化
D.蒸馒头时纯碱放多了加醋调节——发生了中和反应
8.下列过程中主要发生化学变化的是( )
A.用熟石灰改良酸性土壤 B.比较合金和纯金属的硬度
C.用氯化钠配制生理盐水 D.用餐具洗涤剂洗碗
9.下列事实不能作为相应观点的证据是
选项 事实 观点
A 冬天人们讲话时出现“白气” 空气中含有水蒸气
B 氧化汞分解可得汞和氧气 化学变化时元素不会变
C 白炽灯灯丝用钨制成 物质的性质决定用途
D 5mL水和5mL酒精混合后体积小于10mL 微粒之间有间隔
A.A B.B C.C D.D
10.物质的组成和结构决定物质的性质,下列解释合理的是
A.H2O和H2O2的化学性质不同的原因是原子个数不同
B.金刚石和石墨物理性质差异大的原因是碳原子的结构不同
C.Na+和Na化学性质不同的原因是质子数不同
D.生铁和钢性能不同的原因是含碳量不同
11.下列有关金属及金属材料的说法中不正确的是
A.生铁和钢的性能不同,主要是由于二者的含碳量不同
B.四氧化三铁、生铁、不锈钢都是铁的合金
C.合金的很多性能与组成它们的纯金属不同
D.铝在空气中表面会生成致密的氧化铝薄膜,使铝具有很好的抗腐蚀性能
12.下列说法正确的是
A.经常用水冲洗自行车可以防锈 B.空气主要由氮气和氧气组成
C.用活性炭可以降低水的硬度 D.铁合金是一种纯净物
13.区分下列各组物质的两种方法都正确的是
选项 A B C D
区分的物质 软水和硬水 一氧化碳和二氧化碳 铁粉和氧化铜 黄金和黄铜
方法一 分别加入肥皂水振荡观察现象 分别通过灼热的氧化铜,观察现象 分别用磁铁吸引,观察现象 分别在空气中加热,观察现象
方法二 分别加入活性炭,观察现象 分别通入澄清石灰水, 观察现象 观察二者的颜色 观察二者的颜色
A.A B.B C.C D.D
14.下列说法正确的是
A.钛合金因抗腐蚀性强具有广泛的用途,钛合金不属于金属材料
B.用汽油或加了洗涤剂的水都能除去衣服上的油污,但去污原理不同
C.测定溶液的 pH 时,需预先用蒸馏水将 pH 试纸润湿
D.冬天关闭门窗在室内烧煤火取暖时,放一盆水在炉火旁可预防一氧化碳中毒
15.用数轴表示某些科学知识直观、简明、易记,下列数轴表示错误的是
A.生活中常见物质的pH:
B.硫元素化合价:
C.物质的溶解性:
D.根据铁的含碳量,将其分成生铁和钢:
16.以下叙述正确的是
A.由同种元素组成的纯净物叫单质
B.由两种或两种以上的元素组成的物质叫混合物
C.石油是一种纯净物
D.合金都是化合物
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.“化学就在我们身边,它与我们生活息息相关”。请你用化学知识回答下列问题。
(1)国家推广使用加铁强化酱油,这里的“铁是指的_____(填“元素”或“单质”);
(2)下列生活用品的主要材料中,属于合金的是_____(填序号);
A 塑料盆
B 紫砂壶
C 不锈钢锅
D 木碗
(3)“84消毒液”的主要成分是次氯酸钠NaClO,其中Cl的化合价是_____。
19.化学是一门研究物质的科学,我们一般从物质的存在、性质、制备、用途等方面研究一种物质或一类物质.以金属为例,请你参与其中回答相关问题:
(1)认识金属元素存在:自然界中大多数金属都以化合物的形式存在.下列矿石的主要成分属于氧化物的是 (填字母序号,下同);
(2)探究金属性质:金属原子容易失去最外层电子,化学性质活泼.下图为探究金属化学性质的实验.
①图甲中反应现象是 ,丙中反应基本类型是 ;
②图中只有乙中不反应,能得出三种金属活动性及它们和氢元素的位置关系,由强到弱的顺序是 (填元素符号);
(3)认识金属的制备:工业上常采用还原法、置换法、电解法制备金属.用一氧化碳还原赤铁矿冶铁反应的化学方程式为 ;若某钢铁厂用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石炼铁,理论上可炼出含铁96%的生铁质量是 。
(4)金属在生产生活中应用广泛.
①下列金属制品的用途,利用其导电性的是 ;
②合金性能优于单一金属,因而被广泛应用.焊锡(主要含锡、铅)与其组成金属相比具有 的特性,可用于焊接电子元件.
20.金属在生产和生活中有着广泛应用。
(1)下列金属制品在应用中,利用金属导热性的是_____
a.金属硬币 b.铜制火锅 c.铝制导线
(2)铝比铁活泼,但铝在空气中比铁稳定,其原因是_____
(3)工业上用盐酸除去钢板表面上的锈要严格控制盐酸的用量,用量过多会发生反应而损坏钢板,用化学方程式表示损坏钢板的反应_____
(4)高铁的迅速发展对钢轨的需求量越来越大,质量要求越来越高。工业上经常用“铝热反应”来焊接钢轨,其原理是:,该反应的基本类型是_____反应;若焊接钢轨需要50.4kg铁,理论上需要铝的质量是_____kg
21.我们的生活离不开化学。请回答下列问题。
(1)进入新装修的房间会闻到异味,这体现了粒子______的性质。人们常用活性炭来去除异味,这利用了活性炭的_____性。
(2)行外出旅游乘坐的飞机使用的航空煤油是由______炼制的产品。飞机的外壳主要是合金,这利用了镁铝合金的______性质。
A 密度小,材质轻 B 导电性 C 抗腐蚀性能好
22.依据所学知识回答问题
(1)网购、高铁、共享单车和打码支付被称为中国“新四大发明”。
①网购离不开光纤宽带。光纤的主要成分是SiO2,其中Si的化合价是_______。
②高铁车体的外壳由铝合金制成,用铝合金制作外壳的优点是_______(答一条)。
③共享单车的轮胎为实体轮胎,而普通自行车的轮胎在夏天易爆胎请用分子观点解释“夏天易爆胎”的原因_______。
④许多商品的二维码印在PVC不干胶贴纸上,PVC(化学式(C2H3C1)n)中碳、氢元素的质量比是_。
(2)ClO2是新一代饮用水的消毒剂,可以用来代替Cl2进行自来水的消毒,制取ClO2的反应过程示意图如下:
(其中,表示钠原子,表示氯原子, 表示氧原子)请回答题:
①A物质中氯元素的化合价为_______。
②D物质的名称是_______。
③该反应的化学方程式是_______。
参考答案
1.B
【详解】
A.含碳量越高,硬度越大,生铁含碳量高,表现出硬而脆;由于生铁和钢的含碳量不同,而表现出性质差异;故正确;
B.1个钠原子失去1个电子形成1个钠离子,钠原子和钠离子的性质不同,是因为钠原子和钠离子的最外层电子数不同,故错误;
C、盐酸与硫酸在水溶液中都含有H+所以两者都能使紫色石蕊溶液变红,故C正确;
D.二氧化碳是由二氧化碳分子构成,而一氧化碳是由一氧化碳分子构成,所以一氧化碳和二氧化碳的化学性质不同,是由于构成它们的分子不同,故正确。
故选:B
2.B
【详解】
A.钛合金与人体具有很好的“相容性”,可用于制造人造骨,故选项A用途的描述正确;
B.液氧具有助燃性,没有可燃性,不能用于作火箭发射的燃料,故选项B用途的描述不正确;
C.干冰升华会带走周围热量,所以干冰用于人工降雨,故选项C用途的描述正确;
D.石墨具有导电性,可用于作干电池电极,故选项D用途的描述正确。
故选B。
3.A
【详解】
A、稀有气体用作保护气,是因为稀有气体化学性质稳定,需要通过化学变化才能表现出来,利用的是其化学性质,符合题意;
B、干冰用作人工降雨,是因为干冰升华吸热,不需要通过化学变化就能表现出来,利用的是其物理性质,不符合题意;
C、液氮用作制冷剂,是因为液氮汽化吸热,不需要通过化学变化就能表现出来,利用的是其物理性质,不符合题意;
D、铜丝用作导线,是因为铜具有良好的导电性,不需要通过化学变化就能表现出来,利用的是其物理性质,不符合题意。
故选A。
4.A
【详解】
A、赤铁矿的主要成分是氧化铁,还含有杂质,属于混合物,不属于金属材料。
B、焊锡是合金,属于金属材料。
C、锰钢是铁的合金,属于金属材料。
D、黄金属于纯金属,属于金属材料。
故选A。
5.C
【详解】
不锈钢、黄铜、硬铝都是合金,水银是纯金属,不是合金,故选:C。
6.B
【详解】
A、汞是常温下唯一的液态金属,属于金属单质,说法错误。
B、体温计中的汞在常温下为液体,说法正确。
C、汞原子总是在不断地运动的,说法错误。
D、体温计的原理,是温度改变时汞原子间的间隔发生改变,说法错误。
故选:B。
7.C
【解析】A. 为了增大压强,菜刀钝了要磨一磨,减小受力面积增大压强;B. 铝的化学性质活泼,常温下能与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜,阻止铝的进一步锈蚀;C. 水煮沸后会看到“白气”,是水蒸气液化冷凝成液滴,在空气中形成白雾;D. 酸和碱生成盐和水的反应叫中和反应,纯碱是盐,与醋酸的反应不是中和反应;选C
8.A
【详解】
A、用熟石灰改良酸性土壤的过程中有新物质生成,属于化学变化,符合题意;
B、比较合金和纯金属的硬度过程中只是形状发生改变,没有新物质生成,属于物理变化,不符合题意;
C、用氯化钠配制生理盐水过程中没有新物质生成,属于物理变化,不符合题意;
D、用餐具洗涤剂去洗碗过程中没有新物质生成,属于物理变化,不符合题意;故选A。
9.A
【详解】
A、冬天人们讲话时出现“白汽”,证明人呼出的气体中有水蒸气,不能证明空气中含有水蒸气,故选项错误;
B、氧化汞分解可得汞和氧气,说明化学反应前后,元素的种类不变,故选项正确;
C、白炽灯灯丝用钨制成,是因为钨的熔点高,故选项正确;
D、5mL水和5mL酒精混合后体积小于10mL,是因为分子间有间隔,一部分水分子、酒精分子会互相占据分子之间的间隔,故选项正确。
故选A。
10.D
【详解】
A、H2O和H2O2的化学性质不同的原因是分子的构成不同,而不是原子个数不同,不符合题意;
B、金刚石和石墨物理性质差异大的原因是碳原子的排列方式不同,而不是结构不同,不符合题意;
C、Na+和Na化学性质不同的原因是最外层电子数不同,不符合题意;
D、生铁和钢性能不同的原因是含碳量不同,符合题意。故选D。
11.B
【详解】
A、生铁和钢的性能不同,主要是由于二者的含碳量不同;故选项正确,但不符合题意;
B、四氧化三铁属于纯净物,不是合金;故选项错误,但符合题意;
C、合金的很多性能与组成它们的纯金属不同,例如硬度,抗腐蚀性等;故选项正确,但不符合题意;
D、铝在空气中表面会生成致密的氧化铝薄膜,能阻止铝的进一步氧化,使铝具有很好的抗腐蚀性能;故选项正确,但不符合题意;
故选:B。
12.B
【解析】
试题分析:经常用水冲洗自行车不可以防锈,因为钢铁生锈的条件是跟氧气和水接触;空气主要由氮气和氧气组成;用活性炭不可以降低水的硬度,因为它只能吸附一些难溶性的杂质,而水的硬度是因为可溶性的杂质引起的;铁合金是一种混合物。故选B.
13.B
【详解】
A、水样加入肥皂水搅拌,产生泡沫多的是软水,产生泡沫少的是硬水。分别加入肥皂水振荡观察现象可以区分软水和硬水;活性炭能吸附水中的色素和异味,软水和硬水都是没有颜色和异味,分别加入活性炭,观察现象不区分软水和硬水,两种方法中有一种错误,不符合题意;
B、一氧化碳能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,二氧化碳不能与氧化铜反应。混合气体分别通过灼热的氧化铜,能使氧化铜由黑变红的是一氧化碳,无明显变化的是二氧化碳;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,一氧化碳不能使澄清石灰水变浑浊,混合气体分别通入澄清石灰水, 观察现象可以区分一氧化碳和二氧化碳,两种方法都正确,符合题意;
C、铁粉能被磁铁吸引,氧化铜不能被磁铁吸引,分别用磁铁吸引,观察现象可以区分铁粉和氧化铜;铁粉和氧化铜都是黑色粉末,观察二者的颜色,不能区分。两种方法中有一种错误,不符合题意;
D、黄金化学性质稳定,在空气中加热,颜色无明显变化,黄铜中含有铜、锌,铜在空气加热能生成黑色的氧化铜,混合物分别在空气中加热,观察现象可以区分;黄金和黄铜都显黄色,观察二者的颜色,不能区分两种方法中有一种错误,不符合题意。故选B。
14.B
【详解】
A、金属材料分为金属和合金材料,因此钛合金属于金属材料;故选项说法错误。
B、油污可以溶解在汽油中,是溶解作用;洗涤剂是与油污产生了乳化作用,两种去污原理不同;故选项说法正确。
C、测定溶液的 pH 时,不需要预先用蒸馏水将 pH 试纸润湿,若是润湿则测得的pH值会产生偏差。故选项说法错误。
D、冬天关闭门窗在室内烧煤火取暖时,碳与氧气不完全燃烧产生一氧化碳,一氧化碳难溶于水,放一盆水在炉火旁不可预防一氧化碳中毒;故选项说法错误。
故选:B。
15.D
【详解】
A、生活中常见物质的pH:食醋、酸雨都呈酸性,pH小于7 ,食醋的酸性强,pH更小,食盐水呈中性,pH=7,肥皂水呈碱性,pH大于7,选项正确;
B、单质中元素的化合价为零,化合物中元素化合价的代数和为零,氢元素显+1价,氧元素显-2价,所给物质中硫元素化合价:依次为:+4、0、-2,选项正确;
C、碳酸钙是沉淀,氢氧化钙微溶于水,氯化钙易溶于,三种物质按所给顺序物质的溶解性依次增大,选项正确;
D、根据铁的含碳量,将其分成生铁和钢,生铁中碳的含量在2%-4%,钢的含碳量是0,。03%-2%,选项错误。
故选D。
16.A
【详解】
A、由同种元素组成的纯净物叫单质,正确;B、由两种或两种以上的物质组成的物质叫混合物,错误;C、石油中含有多种物质,是一种混合物,错误;D、合金是在金属中熔合某些金属或非金属,属于混合物,错误。故选A。
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.元素 C +1
【详解】
(1)国家推广使用加铁强化酱油,这里的铁是指的元素;
(2)A、塑料盆的主要材料属于合成有机高分子材料,不符合题意;
B、紫砂壶的主要材料属于无机非金属材料,不符合题意;
C、不锈钢锅的主要材料属于合金,符合题意;
D、木碗的主要材料属于天然有机高分子材料,不符合题意;
故选C。
(3)钠元素的化合价通常为+1价,氧元素的化合价通常为-2价,设氯元素的化合价为x,根据化合物中,正负化合价的代数和为零,1+x+(-2)=0,x=1,故Cl的化合价是+1价。
19.(1)ACD;
(2)① 剧烈燃烧,火星四溅,生成黑色固体 , 置换反应;② Al Fe H Cu ;
(3)化学方程式 略 ;生铁质量是 583t (此空2分)。
(4)①B ;②熔点低.
【详解】
试题分析:(1)由二种元素组成其中一种元素是氧元素的化合物为氧化物,因此由其主要成分的化学式可得Al2O3、Fe2O3、Fe3O4属于氧化物,因此选ACD;
(2) ① 铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四溅,生成黑色固体 ,丙为Fe + CuSO4 ="=" FeSO4 + Cu,一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和化合物,属于置换反应 ;②活动性强的能将活动性弱的置换出来,因此乙不反应可得H>Cu,丙能反应可得Fe>Cu;丁能反应可得Fe>H;戊能反应可得Al>Fe,综合可得Al>Fe>H>Cu;
(3) 为一氧化碳还原氧化铁3CO+ Fe2O32Fe + 3CO2;设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x.
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 112
1000t×80% 96%x
160/112=1000t×80%/96%x,x=583t
答:理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为583t.
(4)①作导线是利用其导电性,因此选B;②焊锡是利用合金的熔点比成分金属低
20.b 铝和空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜,阻碍铝的进一步反应 置换 21.6
【详解】
(1)金属硬币利用了金属的光泽,铜制火锅利用了铜的导热性,铝制导线利用了铝的导电性,故选:b;
(2)铝和空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜,阻碍铝的进一步反应,所以铝比铁活泼,但铝在空气中比铁稳定;
(3)铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,化学方程式为:;
(4)单质和化合物反应生成单质和化合物,该反应的基本类型是置换反应;
设理论上需要铝的质量是x:
x=21.6kg
21.不断运动 吸附 石油 AC
【详解】
(1)新装修的房间里污染气体主要是甲醛,由于甲醛分子的不断运动,使得整个房间充满异味,活性炭可以吸附气体,因此可以吸收有毒的甲醛气体,故答案为不断运动,吸附;
(2)航空煤油是由石油炼制的,由于石油为不可再生资源,因此煤油也是不可再生资源,飞机的外壳是铝镁合金,具有密度小,材质轻,抗腐蚀性能好的优点,故答案为石油,AC.
22.
(1) +4 密度小 温度升高,分子间的间隔变大,体积膨胀 8:1
(2) +3 二氧化氯
【分析】
(1)
根据各元素的化合价的代数和为零,SiO2中氧元素的化合价为-2价,所以Si的化合价是+4价;
铝合金具有密度小,机械强度大 、抗腐蚀性强等优点;
夏天易爆胎”的原因是温度升高,分子运动剧烈,分子间的间隙增大,气体的体积膨胀;
PVC【化学式(C2H3C1)n】中碳、氢元素的质量比是
故填:+4;密度小;温度升高,分子间的间隔变大,体积膨胀;8:1
(2)
由微观示意图可知该反应方程式为:,所以A为NaClO2中钠元素的化合价为+1价,氧元素的化合价为-2价,根据元素的化合价的代数和为零,所以物质中氯元素的化合价为+3价;
D为ClO2,名称为二氧化氯;
该反应的化学方程式是:
故填:+3;二氧化氯;