6.4 珍惜和保护金属资源
一、单选题
1.小明发现月饼盒里的脱氧剂部分呈红褐色,查阅资料得知脱氧剂中含有铁粉和活性炭.他猜想这包脱氧剂中可能含有:①Cu和C;②Fe2O3和C;③Fe3O4和C;④Fe3O4、C和Fe;⑤Fe2O3、C和Fe.其中猜想合理的是( )
A.①③⑤ B.②④⑤ C.②⑤ D.④⑤
2.某小组为探究铁钉锈蚀的条件,设计实验如图所示。下列说法正确的是
A.①和③对比,证明铁钉锈蚀需要氧气
B.②中植物油的作用是防止水蒸发
C.③中铁钉的甲、乙、丙三处,丙处锈蚀最严重
D.实验证明了铁在潮湿空气中容易生锈
3.下列有关金属资源的利用与防护解释不合理的是
A.在001A型国产航母金属外壳覆盖涂料,主要是为了美观
B.用“烤蓝”的方法处理钢铁表面,可减缓钢铁的腐蚀
C.用铝合金制造国产大飞机C919机壳,是利用铝合金强度大、质量轻、抗腐蚀
D.切菜后的菜刀用清水洗净擦干,可减缓菜刀生锈
4.下列防锈措施合理的是
A.经常用水冲洗自行车链条 B.在铁制暖气片上刷“银粉”
C.用“钢丝球”打磨铝锅表面 D.用过的菜刀及时用盐水清洗
5.在下列实验中,观察到的现象或得出结论,完全正确的有
①浓氨水中出现红色,说明氨分子很小且在不断运动
②既能说明甲烷有可燃性,又能说明甲烷是由碳和氢两种元素组成
③既能说明CO2的密度比空气大,又能说明CO2不能燃烧也不支持燃烧
④既能探究可燃物的燃烧条件,又说明白磷的着火点比红磷低
⑤铁钉表面无明显现象,能说明铁生锈的条件是要有氧气和水
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
6.下列各说法正确的是
A.在铁板表面镀上一层锌成为白铁,白铁是铁锌合金
B.铁是地壳中含量最多的金属元素
C.炼铁高炉炼出来的是生铁不是钢
D.从高炉排出来的废气,可以直接放空气
7.下列环境中,铁钉表面最容易生锈的是( )
A.在稀盐酸中
B.在潮湿空气中
C.在干燥空气中
D.浸没在植物油中
8.某博物馆藏有一柄古代铁剑,为防止其生锈,下列做法合理的是
A.定期用清水冲洗,除去灰尘 B.放于体验区,让观众触摸
C.用盐水除去铁剑上的锈斑 D.放在充满氮气的展览柜中
9.下列防锈措施不合理的是
A.钢管存放在干燥的地方
B.用盐水清洗菜刀
C.及时清除铁制品表面的锈渍
D.在铁管表面镀上一层不易锈蚀的金属
10.下列有关铁的说法错误的是
A.地壳中铁元素含量排在第四位 B.在铁制品表面镀锌可防锈
C.用铁矿石与焦炭在高炉内炼钢 D.生铁的含碳量比钢的含碳量高
11.铁是一种重要的金属。下列关于铁的叙述错误的是
A.生铁是纯净物
B.涂油漆可防止铁生锈
C.工业上常用赤铁矿冶炼铁
D.铁与硫酸铜溶液的反应属于置换反应
12.下列关于金属材料的说法中,不正确的是( )
A.常温下,铝能与空气中的氧气反应,在其表面生成致密的氧化铝薄膜
B.铁在干燥的空气中容易生锈
C.硬铝(铝合金)的硬度大于纯铝
D.金属资源的回收利用既保护了环境,又节约了金属资源
13.通过对比实验可探究铁生锈的条件。下列实验设计与探究条件的对应关系正确的是
A.甲和乙:水
B.乙和丙:空气
C.甲和丙:空气
D.甲和丁:水
14.下列做法中,不利于保护金属资源的是( )
A.回收易拉罐
B.寻找金属替代品
C.防止金属锈蚀
D.过度开采金属矿物
15.光亮的铁在图所示情况下最易生锈的是( )
A. B. C. D.
16.下列做法不科学的是
A.书包带要做宽一些以增大受力面积从而减小压强
B.菜刀使用过后应立即擦干存放
C.家庭电路中必须安装保险丝或空气开关
D.用燃着的木条检验液化石油气是否泄露
二、综合应用题
17.“大单元”整合是一种新的学习化学的思维方法,结合铁的探究实验,回答下列问题:
(1)探究一:Fe2O3中,铁元素的化合价为_____________。
(2)探究二:A中细铁丝在氧气中燃烧实验,需要预先在集气瓶中加入少量水,原因是_____________;B中的反应化学方程式为_____________;依据C实验的现象可判断出Fe的活动性比铜_____________;A、B、C三个实验,体现了大多数金属具有的三点化学性质:与氧气反应、与酸反应、_____________。
(3)探究三:探究铁生锈的条件,画出③中的实验装置图_____________。
(4)探究四:图为冬季人们常用的“暖贴”,其成分如下:
【提出问题】使用暖贴时为什么会很快产生热量呢?
【猜想假设】猜想一:活性炭能加快铁粉生锈的速率;猜想二:食盐能加快铁粉生锈速率。
【进行实验】下表是2g铁粉、5g水与不同量活性炭、不同量食盐均匀混合后,在10分钟内温度上升的实验记录。
实验编号 活性炭/g 食盐/g 温度上升值/°C
1 0 0 0.1
2 0.2 0 22.0
3 0 0.1 3.1
4 0.2 0.1 56.3
【解释与结论】
①对比实验1和3,得出的结论是_____________。
②欲得出结论“活性炭与食盐同时存在会大幅度加快铁生锈速率”,需要对比_____________。(填实验编号)
【反思与评价】下列说法正确的是_____________。
A.暖贴在使用前要密封保存
B.暖贴使用后剩余物可以回收利用
C.利用铁生锈的原理,铁粉还可用于食品保鲜
D.铁资源取之不尽用之不竭
18.金属在生活、生产中有着广泛的应用,种类繁多的金属材料已成为社会发展的重要物质基础。
(1)“芯片”是电子产品的核心部件,氮化镓是制造芯片的材料之一,如图是镓元素(Ga)的原子结构示意图及元素周期表的一部分。下列说法错误的是 。
A.图中m的值为3
B.镓原子在化学反应中易得到电子
C.镓元素的位置应该在Z处
D.镓的最外层电子数与Al相同
(2)铁制品锈蚀的过程,实际上是铁与空气中的_______同时发生化学反应的过程。
(3)将一定质量的Zn片加入AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,则滤渣中一定含有的金属是______;若滤液呈蓝色,则滤液中一定含有的金属离子是_______。
(4)在实验室里,可以利用如图装置制得铁。
①将实验装置组装好后,设计了下列实验操作步骤:a.通入一氧化碳气体;b.停止加热;c.给玻璃管加热;d.停止通入一氧化碳气体;则正确的操作顺序是_____(填序号)。
②玻璃管中的现象是_______。
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。_____
(5)工业上常用赤铁矿石冶炼生铁。现要生产5.6t含铁96%的生铁,需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量是多少?_____
19.铁是我们生产、生活中用途最广泛的金属。
(1)下图是与铁的性质有关的部分实验。请回答。
①A中水的作用为______。
②B是探究铁钉锈蚀条件的实验。通过对比①③试管中的现象可知铁钉生锈需要与______接触。 写出一种日常生活中防止铁制品锈蚀的方法______。
(2)小英同学用某铁合金样品做了如下实验:称量11.4g样品,放入质量为40g的烧杯中,再往烧杯中加入200g稀硫酸,恰好完全反应(杂质不与酸反应,也不溶于水)。反应完毕后称量,烧杯及烧杯内物质总质量为251g。求:
①反应产生的H2的质量为______ ;
③该铁合金样品中Fe的质量分数______ (写出计算过程,结果保留一位小数)。
20.金属及金属材料在生产、生活中应用广泛。
(1)下列生活用品中,主要利用金属导热性的是________(填序号)。
(2)银、铁、铜是日常生活中经常接触到的三种金属。对Ag、Fe、Cu三种金属活动性顺序的探究,下列所选试剂组不可行的是________。
①Fe、Ag、CuSO4溶液
②Cu、Ag、FeSO4溶液
③Cu、FeSO4溶液、AgNO3溶液
(3)日常生活中,铁制品生锈是铁与__________和__________发生反应;用于铁栏杆外层防止其生锈的涂料中的“银粉”大多是金属________的粉末。
(4)明明在学习金属的化学性质时,做了如下探究实验:
向硝酸银、硝酸铜、硝酸亚铁的混合溶液中加入一定质量的锌粉,反应停止后过滤,洗涤,得滤渣A和滤液B。向滤渣A中加入稀盐酸,有气泡冒出。则滤渣A中一定有________;滤液B中一定没有的金属离子是________。
(5)钢铁是使用最多的金属。工业上常用赤铁矿石炼铁,某炼铁厂每天消耗含氧化铁80%的赤铁矿500 t,该厂每天最多能炼出含杂质3%的生铁多少吨________。?(结果精确到0.1 t)
21.铁及其化合物在生产生活中发挥着重要作用。
(1)我国早在春秋战国时期就开始生产和使用铁器。
①深埋的古墓中有些铁器保存至今是因为______(选填序号)。
a.铁不活泼 b.密封少氧 c.干燥少水
②钢铁露置在空气中易生锈,请提出防止其生锈的一种措施_______。
(2)生活中我们常用铁锅炒菜,主要利用了铁良好的______性。
(3)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型高效的净水剂,其中铁元素的化合价为______。
(4)“暖宝宝”使用时,铁、氧气和水反应生成Fe(OH)3,该反应的化学方程式为______。
二、铁红(Fe2O3)的制备
用硫酸厂的炉渣(含有Fe2O3、FeO、SiO2、CaSO4)制备化工原料铁红的实验流程如下。
(5)酸溶前,将炉渣粉碎的主要目的是_______。
(6)滤液中含有H2SO4、FeSO4和Fe2(SO4)3,加入Fe粉后全部转化为FeSO4,转化时除Fe与Fe2(SO4)3反应外,还发生反应的化学方程式为______。
(7)写出空气中煅烧FeCO3生成Fe2O3和CO2的化学方程式______。
三、CO还原铁红的探究
上述流程中得到的铁红混有少量的FeCO3,用下图装置进行实验,测定Fe2O3的含量并对反应及产物进行探究。取25.00g样品置于装置A中,控制不同的温度对其加热,测得装置B质量变化如下表。
表:装置B的质量变化
温度/℃ 装置B/g
室温 400.00
290 402.20
600 403.96
资料:①FeCO3隔绝空气加热至282℃开始分解,290℃分解完全,生成FeO和CO2。
②500℃时Fe2O3才开始被还原,且温度不同时产物可能是Fe3O4、FeO、Fe。
③碱石灰吸收H2O和CO2。
(8)装配好实验装置后,先要_______,再加药品。
(9)加热前后及过程中均需通入CO,加热后通CO的目的是______。
(10)装置C的作用是______。
(11)样品中Fe2O3的质量分数为_______。
(12)加热到600℃时,装置A中剩余固体的质量为_______g,继续加热至充分反应,最终得到单质铁的质量为______g。
22.金属材料的应用推动了社会的发展。
(1)铁是世界年产量最高的金属,铁合金在日常生活中也是比比皆是。生铁和钢性能不同根本原因:______。
(2)金属铝具有良好的耐腐蚀性,其原因是(用化学方程式表示)______。
(3)保护金属资源的有效途径是回收利用。某电镀厂排放的废液中含有CuSO4,FeSO4和ZnSO4三种溶质,为减少水污本并节约成本,回收硫酸锌,金属铁和铜,设计流程如下图所示:
①流程中四步操作都用到的玻璃仪器是______。
②操作过程②中加入过量Y,Y是______,固体a的成分是______。
(4)小强同学又探究了温度对铁钉的腐蚀快慢的影响,实验如下:取铁钉用砂纸打磨,称其质量,按如图安装装置,放置3天,再取出铁钉称量。在不同密度下重复上述实验,得到铁钉质量增加情况如下表。
温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70
铁钉质量增加/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 0.18
并得出结论:在其它条件相同时,温度在10~50℃内,温度越高,铁钉腐蚀的速度越快。
有同学认为小强的实验未能真实反应50℃以后铁钉腐蚀的快慢,理由是50℃以后铁钉质量没有变化的原因______。改进方案证明你的分析______。
(5)为了测定某赤铁矿(主要成分是Fe2O3)中铁的含量,以确定其是否为富铁矿(含铁量高于50%的矿石称为富铁矿)进行实验,取20克赤铁矿石样品于烧杯中,逐渐加入150克稀盐酸恰好完全反应,称量烧杯中剩余固体质量为4克,计算实验中所用稀盐酸的溶质的质量。
试卷第1页,共3页
试卷第2页,共2页
参考答案:
1.C
2.D
3.A
4.B
5.A
6.C
7.B
8.D
9.B
10.C
11.A
12.B
13.D
14.D
15.B
16.D
17.(1)+3
(2) 防止生成的高温熔融物溅落,炸裂瓶底 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 强(活泼) 与金属的化合物溶液反应
(3)
(4) 食盐能加快铁粉生锈的速率 2、3、4 ABC
18.(1)B
(2)氧气、水蒸气
(3) 银##Ag 锌离子、铜离子或Zn2+、Cu2+
(4) acbd 红棕色粉末逐渐变黑 在右边导管的末端放一盏燃着的酒精灯(合理即可)
(5)9.6t
解:需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量为x,
答:需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量为9.6t。
19. 防止生成的高温熔融物落入瓶底导致集气瓶炸裂 水(或H2O) 刷漆(或涂油,或者其他合理答案) 0.4g 解:设该合金样品中Fe的质量为x
x=11.2g
故该铁合金样品中Fe的质量分数为 。
答:该铁合金样品中Fe的质量分数为98.2%。
20. A ② 氧气 水蒸气 铝 银、铜和铁 Cu2+和Ag+ 288.7 t。
21.(1) bc##cb 喷漆
(2)导热
(3)+6
(4)
(5)增大接触面积,加快反应速率
(6)
(7)
(8)检查装置的气密性
(9)作还原剂
(10)防止空气中的CO2和H2O进入B装置
(11)76.8%
(12) 22.16 16.24
22.(1)含碳量不同
(2)
(3) 玻璃棒 稀硫酸 锌、铁、铜
(4) 试管中氧气耗尽 向试管中通入氧气,并在50℃环境下放置3天,若铁钉质量大于0.18g,说明分析正确。
(5)解:设实验中所用稀盐酸的溶质的质量为x。
答:实验中所用稀盐酸的溶质的质量为21.9g。
答案第1页,共2页
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