2024沪教版九年级化学上学期单元测试卷--第5章金属的冶炼与利用测试卷（含解析）

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2024沪教版九年级化学上学期单元测试卷
第5章　金属的冶炼与利用
时间:45分钟 　 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H—1　Mg—24　Al—27 Fe—56　Cu—64　Zn—65
一、选择题(每小题3分,共36分,每小题只有一个选项符合题意)　　　　　　 　　　　　　　　　　
1.下列金属铜的制品中,利用铜的导热性的是 (　　)
A.铜火锅 　　B.铜导线 C.铜钟 D.铜钱
2.合金优越的性能可以满足许多特殊的用途和高科技需要。下列制品中使用了合金的是 (　　)
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①②③④
3. 芜湖自古铁冶业发达,有“铁到芜湖自成钢”的美誉,芜湖铁画制作技艺即是在此基础上发展形成的。芜湖铁画锻制技艺距今已有三百多年的历史,已被列入我国非物质文化遗产项目。下列关于铁画生锈与防护的描述不正确的是 (　　)
A.表面涂漆防止生锈
B.悬挂在干燥的环境中
C.生锈时主要生成四氧化三铁
D.经常清扫表面的灰尘可以防止生锈
4.《吕氏春秋》记载“金(铜单质)柔锡(锡单质)柔,合两柔则为刚(坚硬)”。这句话说明合金具有的特性是 (　　)
A.硬度一般比其组成金属高
B.抗腐蚀性一般比其组成金属强
C.熔点一般比其组成金属低
D.耐磨性一般比其组成金属强
5.关于工业炼铁的说法正确的是 (　　)
A.铁矿石能用于炼铁是因为含有大量单质铁
B.焦炭的主要作用是不完全燃烧制取CO
C.在高炉中冶炼出来的是生铁,不是纯铁
D.高炉的尾气成分为CO2,可以直接排放
6.在a、b两支干燥试管中加入体积相同的同种生铁块,在a中加入水,塞上橡皮塞,如图U形玻璃管内为植物油(初始时两端液面等高)。下列有关叙述错误的是 (　　)
A.生铁块中的主要成分是铁,还含有少量的碳
B.放置一段时间后,植物油两边的液面变为左低右高
C.放置一段时间后,两试管中只有a中生铁被锈蚀
D.生铁是一种铁合金
7.如图是铁与其他物质之间的性质关系(“—”表示相连物质间能发生置换反应,“→”表示两种物质间的转化关系,部分物质和反应条件已略去),下列有关说法正确的是(　　)
A.变化①的过程中,固体的质量逐渐减少
B.变化②中有银白色固体析出
C.变化③可通过细铁丝在空气中燃烧实现
D.变化④可能是2Fe+6HCl2FeCl3+3H2↑
8.下列关于金属材料的说法正确的是 (　　)
A.钢的性能优良,钢是很纯的铁,属于单质铁
B.常温下金属均为固态
C.地壳中含量最高的金属元素是铁
D.合金的很多性能和组成它的成分金属不同
9.金属X与CuCl2溶液反应的化学方程式为:2X+3CuCl22XCl3+3Cu,则下列说法错误的是 (　　)
A.该反应一定是置换反应
B.金属X可能是铁
C.该反应可看到有红色固体生成
D.反应前后X的化合价发生了改变
10.下列关于金属与氧气反应的说法正确的是 (　　)
A.所有的金属在常温下都能与氧气反应
B.金属与氧气反应都必须点燃或加热
C.“真金不怕火炼”说明高温下金也不与氧气反应
D.铁与氧气反应生成氧化铁
11.将等质量的锌粉和铁粉分别加入足量稀硫酸中,下列图像描述正确的是 (　　)
A B C D
12.有Mg、Al、Zn的混合物共 7.2 g,与足量盐酸反应,生成H2的质量可能是 (　　)
A.0.2 g B.0.6 g C.0.8 g D.0.9 g
二、填空及简答题(共22分)
13.(6分)2021年三星堆考古挖掘获得重大发现,一批青铜器等精美文物相继出土。
(1)考古现场会采用激光扫描器物造型后,直接通过3D打印机打印出硅胶保护套来覆盖保护文物,这与常温下铝的自我保护异曲同工。写出铝形成致密氧化膜的化学方程式　 。
(2)鎏金是将黄金通过化学工艺保留在器物表面。古人按“一两黄金+七两R”的比例混合成金泥,涂抹在器物表面,上火烘烤,金属R遇热蒸发,金就成功附着。常温下呈液态的金属R的名称为　　　　。
(3)请写出“湿法炼铜”的化学方程式 　。
14.(6分)铁及其化合物在生活中应用广泛。
(1)铁元素与地壳中含量最多的元素形成的化合物的化学式为　 　(写出一种即可)。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　　。
(2)一种新型的食品保鲜剂——泡沫铁粉,可以延长食品的保质期。铁粉对食品具有保鲜作用的原因是　　　　(填字母)。
A.铁是化学性质很稳定的金属
B.铁粉生锈时吸收水分,使食品保持干燥
C.铁粉生锈时吸收氧气,防止食品发生缓慢氧化
15.(10分)阅读科普短文,回答相关问题。
　　19世纪初,英国化学家戴维在实验室中首次制得了金属钠。
钠是一种银白色金属,用小刀可以轻易切开。钠的化学性质很活泼,能与许多物质发生化学反应。钠曝露在空气中,与氧气反应生成氧化钠(Na2O);钠在空气中燃烧,生成淡黄色的过氧化钠(Na2O2);钠遇水立即发生剧烈反应,生成氢氧化钠(NaOH)和氢气。因此,实验室常将钠保存在煤油中。
金属钠的用途广泛。钠和钾形成的合金的熔点低,常温下呈液态,可用作快中子反应堆的热交换剂。工业上通常采用电解熔融氯化钠的方法制取单质钠。
(1)钠具有的物理性质:　 。
(2)钠保存在煤油中,是为了防止钠与空气中的　　　　反应而变质。
(3)过氧化钠中的阴离子为,1个中含有的电子数为　　　　。
(4)钠钾合金可用作快中子反应堆的热交换剂,利用了钠钾合金良好的　　　　(填字母)。
a.导电性　　b.导热性　　c.延展性
(5)写出钠与水反应的化学方程式 　 。
三、实验与探究题(共34分)
(10分)用如图所示装置制取氢气,在多孔塑料板上放锌粒,稀硫酸由A加入。若打开弹簧夹,酸液由A中流下与锌粒接触即发生反应,试回答下列问题:
(1)仪器A的名称为　 。
(2)检查此装置的气密性时,关闭弹簧夹,从A中注入适量的水形成液封后,若看到A中　　　　 ,则表明装置的气密性良好。
(3)若关闭弹簧夹,容器内继续反应产生的氢气会使容器内　　　　,将酸液压回A中,使酸液与锌粒分离,反应即停止。
(4)若该装置的气密性良好,某同学用排水法收集一试管氢气,经检验不纯,你认为原因可能是 　(写一种即可)。
(5)若在多孔塑料板上放小块大理石,A中加入稀盐酸,　　　(填“能”或“不能”)用弹簧夹控制反应的发生和停止。
17.(16分)如图为一氧化碳还原氧化铁的实验装置。
(1)A中反应的化学方程式为 　 , B中的实验现象为　 。
(2)小美对装置A中反应后的固体物质进行如下探究:
实验方案 实验现象 有关化学方程式 实验结论
取少量反应后的固体,滴加　　　　　　　 　　　　　　　　　 　　　　　　　　　 固体中含有铁粉
【实验反思】实验安全很重要。
①实验前要检验CO的纯度,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②实验结束后拆卸装置时,小红发现A处玻璃管炸裂,可能的原因是 　 (答一点即可)。
③小明在加热A之前用点燃的方法处理尾气时,发现火焰顺着导管进入装置B中而发出轻微的爆鸣声。对此,下列说法正确的是　　　　(填字母序号)。
a.改用气球收集尾气
b.个别现象,无关紧要,不予理睬
c.发出爆鸣声的原因可能是装置B中空气未排尽
18.(8分)世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料,相当于年产量的20%~40%。某实验小组用如图装置对铁锈蚀的条件进行探究:将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上,迅速塞紧。一段时间后,观察到量筒内水沿着细导管慢慢进入容积为146 mL的广口瓶中。当温度恢复至室温,且量筒内液面高度不变时读数(此时瓶内氧气含量近似为零)。记录量筒的起始和最终读数以及所需时间如表:
序号 样品 量筒起始读数/mL 量筒最终读数/mL 所需时间/min
① 1 g铁粉、0.2 g碳和10滴水 100.0 72.0 约120
② 1 g铁粉、0.2 g碳、10滴水和少量NaCl 100.0 72.0 约70
③ 　　　　　 　　　　 　 —— —— ——
(1)实验①和②说明NaCl可以　　　(填“加快”或“减慢”)铁锈蚀的速率。
(2)实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响,实验③的样品组成是　 。
(3)该装置还可用于测量空气中氧气的含量, 根据上述数据计算氧气的体积分数是　　　　(结果保留到0.1%),试分析该实验结果出现误差的原因　 　。
四、计算题(共8分)
19.(8分)为了测定某Cu-Zn合金的组成,小华称取10 g该合金粉末,向粉末中连续三次加入等量稀盐酸,并充分反应。每加入一次稀盐酸,小华记录所得气体的质量,实验数据如下:
第一次 第二次 第三次
加入稀盐酸的体积/mL 10 10 10
生成氢气的质量/g 0.08 0.08 0.04
(1)从上表数据分析,小华共收集到　　　　g氢气。
(2)求该合金中铜的质量分数。
金属的冶炼与利用
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
A D C A C B B D B C B B
1.A
2.D　①青铜面具使用了铜合金;②不锈钢锅使用了铁合金;③牡丹一元硬币的材质是钢芯镀镍,使用了合金;④飞机外壳使用了铝合金。故选D。
3.C　铁画表面涂漆,能隔绝氧气和水,铁画悬挂在干燥的环境中,能少接触水,A、B均能防止生锈。铁画表面的灰尘容易吸收水蒸气,从而促进铁生锈,经常清扫表面的灰尘,能防止生锈。铁画生锈时主要生成氧化铁,而不是四氧化三铁。故选C。
4.A　合金与组成它的纯金属相比,一般情况下:熔点降低、抗腐蚀性增强、强度和硬度更高、耐磨性增强。“合两柔则为刚(坚硬)”说的是合金比其组成金属的硬度高。故选A。
5.C　A项,铁矿石中主要含有铁的化合物,而不是铁单质,故错误;B项,工业炼铁中利用了焦炭的可燃性,提供热量,又利用其还原性,与二氧化碳反应生成一氧化碳气体,故错误;C项,工业炼铁得到的是生铁,含有碳等杂质,不是纯铁,故正确;D项,高炉的尾气中含有有毒的一氧化碳,不能直接排放,以免造成空气污染,故错误。故选C。
6.B　生铁块中的主要成分是铁,还含有少量的碳,A选项正确;a中的生铁容易生锈,消耗了容器中的氧气,导致压强减小,所以植物油两边的液面会变为左高右低,而非左低右高,B选项错误;b中缺少水,不容易生锈,故两试管中只有a中生铁被锈蚀,C选项正确;生铁是一种铁合金,D选项正确。故选B。
7.B　补充题图中涉及的四种反应的化学方程式或符号表达式,如下图:　　　　　　
结合图示可知:变化①是铁与硫酸铜发生置换反应,反应前固体是铁,反应后固体是铜,每56份质量的铁置换出64份质量的铜,故固体质量逐渐增加,A错误;变化②是铁与硝酸银发生置换反应,反应后有银白色固体银析出,B正确;变化③是铁在氧气中点燃生成四氧化三铁,铁丝在空气中不能燃烧,C错误;变化④可能是铁与稀盐酸或稀硫酸反应置换出氢气,但铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁,D错误。故选B。
8.D　钢是一种铁合金,其中含碳量为0.03%~2%,不是铁的单质;金属汞在常温下是液态;地壳中含量最高的金属元素是铝;合金的硬度、熔点等和组成它的成分金属不同。故选D。
9.B　由题给信息分析可知,反应后金属X形成的化合物是XCl3,而铁与CuCl2溶液反应时生成的是FeCl2,B项错误。
10.C　Cu、Ag等在常温下不与氧气反应,A错;铝与氧气的反应不需点燃或加热,B错;金的化学性质稳定,“真金不怕火炼”说明即使高温下金也不与氧气反应,C正确;反应条件不同,铁与氧气的反应产物不同,如铁在纯氧中燃烧生成Fe3O4,D错。
11.B　锌比铁活泼,与稀硫酸反应时,锌比铁反应剧烈,产生气体的速率快;足量的稀硫酸中分别加入锌粉和铁粉时,计算可知,等质量的金属完全反应,铁生成的氢气比锌多,观察图像,描述正确的是B。
12.B　该题应该用极值法来解,假设7.2 g全部是金属镁,则其完全反应生成氢气的质量是0.6 g;假设7.2 g全部是金属铝,则其完全反应生成氢气的质量是0.8 g;假设 7.2 g 全部是金属锌,则其完全反应生成氢气的质量约是 0.22 g。因此Mg、Al、Zn的混合物共7.2 g完全反应生成氢气的质量应介于0.22 g和0.8 g之间,符合要求的是B选项。
13.(每空2分)(1)4Al+3O22Al2O3　(2)汞　(3)Fe+CuSO4FeSO4+Cu
14.(每空2分)(1)Fe2O3(或Fe3O4)　+6　(2)BC
15.(每空2分)(1)银白色(或硬度小) (2)氧气、水蒸气　(3)18　(4)b
(5)2Na+2H2O2NaOH+H2↑
【解题思路】(1)钠是一种银白色金属,用小刀可以轻易切开,说明钠的硬度小,这些不需要发生化学变化就能表现出来,属于钠的物理性质。(2)由题干信息可知,钠保存在煤油中,是为了防止钠与空气中的氧气、水蒸气反应而变质。(3)每个氧原子中含有8个电子,则1个中含有的电子数为8×2+2=18。
16.(每空2分)(1)长颈漏斗　(2)液面不下降　(3)压强增大　(4)刚开始冒气泡时就收集(合理即可)　(5)能
【解题思路】(2)检查该装置的气密性时,应用注水法,形成液封后,观察A中液面是否下降。(4)用排水法收集的氢气不纯,原因可能是刚开始冒气泡时就收集,氢气中混有原试管中的空气等。(5)实验室制二氧化碳的药品是大理石(或石灰石)与稀盐酸,大理石(或石灰石)是块状固体,所以也能用弹簧夹控制反应的发生和停止。
17.(每空2分)(1)3CO+Fe2O32Fe+3CO2　澄清石灰水变浑浊　(2)稀盐酸　固体逐渐溶解,有气泡产生,溶液由无色变成浅绿色　Fe+2HClFeCl2+H2↑(答案不唯一,与前两空对应即可)
【实验反思】①防止爆炸　②实验结束时没有继续通一氧化碳(或未均匀受热,合理即可)　③ac
18.(每空2分)(1)加快　(2)1 g铁粉、10滴水　(3)19.2%　滤纸包和温度计占有一定体积
【解题思路】(1)实验①和②中,加入NaCl使反应时间缩短,说明NaCl可以加快铁锈蚀的速率。(2)参考方案①中的实验设计,若探究碳对铁锈蚀速率的影响,只需控制铁和水的用量相同,不加碳即可。(3)量筒内液体减少的体积即广口瓶内所含有的全部氧气的体积,所以氧气的体积分数是×100%≈19.2%,因为广口瓶中的滤纸包和温度计占有一定体积,会造成实验误差,使得测量结果偏小。
19.(1)0.2(2分)
(2)解:设参与反应的锌的质量为x。
Zn + 2HCl ZnCl2 + H2↑ (2分)
65　　　　　　　　　2
x　　　　　　　 　　0.2 g
= (1分)
x=6.5 g (1分)
该合金中铜的质量分数为×100%=35% (2分)
答:该合金中铜的质量分数为35%。
【解题思路】(1)通过观察题表中的数据可知,第一次、第二次加入等量稀盐酸,各生成了0.08 g氢气,第三次加入等量稀盐酸生成了0.04 g氢气,所以第三次实验后合金中的锌已完全反应,故共收集氢气的质量为0.08 g+0.08 g+0.04 g=0.2 g。
(2)由氢气的质量可以求出合金中锌的质量,进而求出合金中铜的质量分数。
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