第八单元金属和金属材料 （含解析）九年级化学人教版下册

第八单元金属和金属材料 九年级化学人教版下册
一、单选题
1．地壳中含量最多的元素是（　　）
A．O B．Al C．Si D．Ca
2．灯泡里的灯丝用钨制，是因为钨 （　　）
A．导热性好 B．有金属光泽
C．熔点高，不易熔化 D．硬度适中，易造型
3．下列物质不属于合金的是（　　）
A．氧化铁 B．生铁 C．不锈钢 D．青铜
4．已知金属 R 与硫酸铜溶液反应的化学方程式是：R+CuSO4=Cu+RSO4，则下列说法错误的是（　　）
A．该反应属于置换反应 B．金属 R 的活泼性比 Cu 要强
C．该金属可能是铝 D．该金属可能是铁
5．目前，南宁市正在进行地铁建设，修建地铁广泛使用金属材料，下列不属于合金的是（　　）
A．锰钢 B．生铁 C．硬铝 D．合成材料
6．下列物质不属于合金的是（　　）
A．黄铜 B．青铜 C．白铜 D．紫铜
7．某同学根据铜锈的成分Cu2(OH)2CO3作出猜想：引起金属铜锈蚀的因素除有氧气和水外，还应该有二氧化碳。为证明“必须有二氧化碳”，需要进行下列实验中的（　　）
A．甲和乙 B．甲和丁
C．乙和丁 D．丙和丁
8．现有X、Y、Z三种金属，若把X、Y、Z分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Y、Z不反应；若把Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，Z表面有银析出，Y没有变化。据此判断三种金属的活动顺序正确的是（　　）
A．X>Y>Z B．XZ>Y D．X9．现有等质量的X、Y两种金属，分别放入溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示（已知X、Y在生成物中化合价均为+2价）。则下列说法中错误的是（　　）
A．生成氢气的质量：X﹥Y B．相对原子质量：X﹥Y
C．金属活动性：Y﹥X D．消耗硫酸的质量：X﹥Y
10．下列是有关我们常用的1元、5角、1角硬币的部分说法，其中不正确的是（　　）
A．从保值的角度来看，硬币应用纯金属制造
B．硬币的设计应美观、大方
C．硬币的取材一定要于其价值相匹配
D．硬币应具有良好的抗腐蚀性
11．对铁生锈与燃烧条件的实验探究如图。下列说法正确的是（　　）
A．对比①③可探究：接触氧气是铁生锈的条件之一
B．对比②③可探究：接触水是铁生锈的条件之一
C．对比③④可探究：接触氧气是铁燃烧的条件之一
D．对比①④可探究：温度达到着火点是铁燃烧的条件之一
12．下列选项符合图示从属关系的是（　　）
A B C D
X 化合反应 纯净物 氧化物 合金
Y 分解反应 化合物 化合物 青铜
A．A B．B C．C D．D
二、填空题
13．铁属于　 　材料，铁生锈主要是铁与空气中的　 　、　 　（填化学式）反应，请写出一种防止铁生锈的方法：　 　。
14．含有锌粉6.5克，铁粉5.6克，铜粉3.2克，铝粉1.8克的混合物，与一定质量的稀硫酸充分反应，反应停止后，有6克固体剩余，则生成氢气的质量为　 　g。
三、计算题
15．为测定某黄铜（假设合金中仅含铜、锌）中铜的质量分数，兴趣小组同学称取20g黄铜粉末于烧杯中，将80g稀硫酸分四次加入，充分反应，测得实验数据如下表所示：
　 第一次 第二次 第三次 第四次
加入稀硫酸的质量（g） 20 20 20 20
烧杯中剩余物的质量（g） 39.92 59.84 79.80 99.80
（1）黄铜粉末完全反应生成氢气的总质量为　 　g。
（2）该黄铜中铜的质量分数为多少？
四、综合题
16．从微观的角度了解物质及其变化，有助于更好的认识物质组成和变化的本质。
（1）氟原子的结构示意图为 ，则x=　 　，在化学反应中氟原子易　 　（填“得到”或“失去“）电子。
（2）铝原子失去3个电子形成离子的离子符号为　 　。
（3）如图为Mn和CuSO4溶液反应的示意图，回答下列问题：
实际与Mn反应的粒子是　 　；
反应中失去电子的粒子是　 　；
由反应可知金属的活泼性：Mn　 　Cu（填“＞”或“＜”）；
④该反应中化合价没有改变的元素或根是　 　（填对应选项的字母）。
A．锰元素 B．铜元素 C．硫酸根
17．科研人员研发出一种制备氢气的新工艺，流程如图所示。
（1）铝镓合金属于　 　 (填“金属”或“有机合成”)材料，铝镓合金的硬度比铝的硬度　 　(填“大”或“小”)。
（2）空气中，铝在常温下有良好的耐腐蚀性能是因为　 　。
（3）上述过程中，涉及到的非金属单质有　 　。
（4）写出铝镓合金与水反应的化学方程式：　 　，此反应属于基本反应类型的　 　。
（5）镓(Ga)的金属活动性与锌相似，却比铝弱，元素主要化合价与铝元素相同，下列说法正确的是　 　。
A 反应 可以发生
B 反应 可以发生
C 将镓丝、铝片分别放入稀盐酸中可探究金属活动性顺序
D 将镓丝放入硫酸铜溶液中，镓丝表面有红色物质析出
18．如图是初中化学教科书中的一些实验装置示意图回答下列问题：
（1）A实验通过对比　 　（选填试管编号）两支试管中的现象，可得出铁生锈与水有关；
（2）B实验为探究溶解时的吸热、放热现象：打开弹簧夹，将液体a 滴入试管①中与固体b接触，若试管②中的导管口有气泡产生，则液体a和固体b的组合可能是____；
A．水和生石灰 B．水和氢氧化钠
C．水和硝酸铵 D．水和氯化钠
（3）C实验为测定空气中氧气含量的实验，在瓶内加入少量水、并将水面上方空间分为5等份，接下来的实验步骤依次为　 　（填序号），最后打开弹簧夹；
①冷却到室温
②弹簧夹夹紧橡皮管
③点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧
（4）D实验为电解水制氧气，气体a在电源的　 　（填“正”或“负”）极端产生。
19．不锈钢材料中含有的金属铬（Cr）能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性．为了解金属铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系，小娟与小涛进行了如下探究活动．
（1）【猜想和假设】根据所学知识，猜想三种金属在金属活动顺序中的相对位置关系：
猜想一：Cr Al Cu 猜想二：Al Cr Cu 猜想三：　 　。
（2）【实验和探究】
小娟的实验：取大小相同的铝、铬、铜三种金属片（用砂纸打磨光亮）
实验步骤 实验现象 解释与结论
分别取三支试管，向其中入等质量、等浓度的稀硫酸，然后将铝、铬、铜三种金属分别插入三支试管中． 铝片表面产生的气泡较快； 铬片表面产生气泡较缓慢，溶液变蓝色； 铜片无明显现象． 猜想　 　成立． 铬与稀硫酸反应生成蓝色的 硫酸亚铬（CrSO4）溶液，该反应的化学方程式为　 　．
（3）小涛的实验：
小涛只选用了三种药品进行实验，也得出了三种金属在金属活动顺序中的相对位置关系．则他选用的三种药品可能是　 　．
（4）【总结与归纳】由上述实验得出比较金属活动性强弱的方法有：①　 　②　 　。
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】地壳中元素含量前四位：氧硅铝铁，最多的元素是氧元素。
故答案为：A。
【分析】根据地壳中元素的含量进行分析
2．【答案】C
【解析】【解答】 灯泡里的灯丝需要具有熔点高、难熔化的特点，来保证通电后，灯丝不会因为受热而熔断，C项正确；
故答案为：C.
【分析】根据金属的性质与实物的需要进行解答.
3．【答案】A
【解析】【解答】解：A、氧化铁是氧化物，属于纯净物；
B、生铁是铁碳合金；
C、不锈钢是铁的合金属于混合物；
D、青铜是铜锡合金；
故选A
【分析】根据合金的定义与特点进行解答．合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质．合金概念有三个特点：①一定是混合物；②合金中各成分都是以单质形式存在；③合金中至少有一种金属．
4．【答案】C
【解析】【解答】A. 由一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应叫置换反应，该反应属于置换反应 ，A不符合题意；
B. 在金属活动顺序表中，金属的位置越靠前，金属的活动性越强。位置靠前的金属能将位于其后的金属从它的盐溶液中置换出来。由方程式可知金属 R 的活泼性比 Cu 要强，B不符合题意；
C. 化合物中元素的化合价代数和为零，硫酸根显-2价，因此R显+2价，而铝在化合物中显+3价，该金属不可能是铝，C符合题意；
D. 铁的活动性比铜强，该金属可能是铁，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】本题考查了金属活动顺序，根据金属活动顺序表中前面的金属单质能将后面的金属从其盐溶液中置换出来的规律进行分析，也考查了化学式的书写，利用化合价交叉法进行书写。
5．【答案】D
【解析】【解答】解：A、锰钢是钢的一种，是铁的合金，故选项错误．
B、生铁是铁的合金，故选项错误．
C、硬铝是铝的合金，故选项错误．
D、合成材料必须具备三个特征：人工合成、有机物、高分子，合成材料不属于合金，故选项正确．
故选D．
【分析】合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质；合金具有以下特点：①一定是混合物；②合金中至少有一种金属等．
6．【答案】D
【解析】【解答】A.黄铜是铜锌合金，A项正确；
B.青铜是以锡为主要合金元素的铜合金，B项正确；
C.白铜是镍铜合金，C项正确；
D.紫铜是纯铜，D项错误；
故答案为：D.
【分析】合金是指由两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的物质，故合金是混合物，据此进行解答.
7．【答案】B
【解析】【解答】甲试管的铜片与氧气、水和二氧化碳同时接触发生了锈蚀；乙中的铜片与二氧化碳和水接触，没有锈蚀，说明铜的锈蚀与氧气有关；丙中的铜片与二氧化碳和氧气接触，没有锈蚀，说明铜的锈蚀与水有挂；丁中的铜片与氧气和水接触没有锈蚀，说明了铜的锈蚀与二氧化碳有关．由以上分析可知，通过实验甲与丁的对比得出：铜的锈蚀必须有二氧化碳参与．
故答案为：B.
【分析】要验证铜的锈蚀与二氧化碳有关，需要做一个没有二氧化碳存在的对比试验。据此分析解答
8．【答案】C
【解析】【解答】把X、Y、Z分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Y、Z不反应，说明在金属活动性顺序里，X位于氢之前，Y、Z位于氢之后，把Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，Z表面有银析出，Y没有变化，说明在金属活动性顺序里，Z位于银之前，Y位于银之后，故X、Y、Z三种金属的活动顺序为：X>Z>Y。
故答案为：C。
【分析】金属活动性顺序：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au
在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强；位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢；位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。
9．【答案】B
【解析】【解答】A、根据反应生成H2的质量与反应时间的关系图所示，在两种金属完全反应后，放出H2的质量是X＞Y，不符合题意；
B、X、Y金属的化合价、金属的质量都相等，完全反应放出氢气的质量与金属的相对原子质量成反比，即产生氢气多的相对原子质量小；根据反应生成H2的质量与反应时间的关系图所示，在金属完全反应后，放出H2的质量是X＞Y，因此可判断相对原子质量是Y＞X，符合题意；
C、根据反应生成H2的质量与反应时间的关系图所示，相同时间内Y放出氢气的质量大于X，可判断金属活动性顺序是Y＞X，不符合题意；
D、金属与酸的反应生成氢气时，氢气来源于酸中的氢元素，所以生成的氢气与消耗的酸的多少顺序一致，消耗硫酸的质量：X＞Y，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据金属活动性顺序中排在氢前的金属能与酸发生反应分析，产生氢气的质量与金属的相对原子质量和酸的质量有关，产生氢气的速率与活动性强弱有关。
10．【答案】A
【解析】【解答】A、硬币使用较为频繁，需要一定的硬度和抗腐蚀性能，从保值角度看，用合金更能保值，故A符合题意；
B、硬币的设计应美观、大方，故B不符合题意；
C、硬币的取材一定要于其价值相匹配，符合其一般等价物的价值，故C不符合题意；
D、硬币流通过程中接触不同物质，需要有良好的抗腐蚀性能，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】根据硬币所用材料的物点及合金的性能分析。
11．【答案】B
【解析】【解答】A、对比实验需要控制单一变量，①③的变量是水和氧气，有两个实验变量，不符合单一变量要求，所以对比①③无法探究接触氧气是铁生锈的条件之一，故A错误；
B、②③的变量是水，②中铁丝只和氧气接触不生锈，③中铁丝同时和氧气、水接触生锈了，所以对比②③可探究接触水是铁生锈的条件之一， 故B正确；
C、③④的变量除了水之外，两者的温度不一样，不符合单一变量要求，所以对比③④无法探究接触氧气是铁燃烧的条件之一，故C错误；
D、①④的变量除了温度之外，铁丝接触的气体种类也不同，不符合单一变量，所以对比①④无法探究温度达到着火点是铁燃烧的条件之一，故D错误；
故答案为：B。
【分析】根据对比实验需要控制单一变量进行分析解答。
12．【答案】C
【解析】【解答】解：A．化合反应和分解反应是并列关系，故A不正确；
B．纯净物分为单质和化合物，化合物属于纯净物，故B错误；
C．化合物包含着氧化物，故C正确；
D．青铜属于合金，故D错误．
故选C．
【分析】A．根据化合反应和分解反应的关系判断；
B．根据的关系考虑；
C．根据氧化物和化合物的关系来分析；
D．根据青铜和合金的关系分析．
13．【答案】金属；O2；H2O；涂油或刷漆（合理即可）
【解析】【解答】金属材料包括纯金属以及它们的合金，所以铁属于金属材料，铁生锈实际是铁与空气中的氧气、水等发生化学反应的过程；在钢铁表面涂油、刷漆，隔绝空气和水，达到防止铁生锈的目的，故填：金属；O2；H2O；涂油或刷漆（合理即可）。
【分析】根据铁生锈的条件，进行分析。
14．【答案】0.5
【解析】【解答】锌、铁、铜、铝四种金属中活动性的强弱关系为铝>锌>铁>铜，其中铜不与稀硫酸反应，金属与酸反应时要按金属活动性由强到弱的顺序反应，因混合物与一定质量的稀硫酸反应后剩余固体有6 g，则说明稀硫酸量不足，还有部分铁剩余，剩余铁的质量为6 g-3.2 g=2.8 g，反应铁的质量为5.6 g-2.8 g=2.8 g，根据化学方程式可知，
锌粉6.5 g完全反应生成氢气的质量为0.2 g，铝粉1.8 g完全反应产生氢气的质量为0.2 g，反应2.8 g铁产生氢气的质量为0.1 g，即共产生氢气的质量为0.5 g。
【分析】根据铜不与稀硫酸反应，金属与酸反应时要按金属活动性由强到弱的顺序反应，混合物与一定质量的稀硫酸反应后剩余固体有6 g，则说明稀硫酸量不足，还有部分铁剩余，再利用方程式中各金属的质量计算生成氢气质量分析。
15．【答案】（1）0.2
（2）67.5%
设20克黄铜中锌的质量为x。
65：2=x：0.2g
x=6.5g
黄铜中铜的质量分数为
【解析】【解答】（1）根据质量守恒定律可得，生成氢气的质量为20g+80g-99.80g=0.2g。
【分析】（1）根据质量守恒定律计算；
（2）首先写出金属锌与硫酸反应的方程式，再根据氢气的质量列式计算，求出锌的质量，即可得出答案。
16．【答案】（1）2；得到
（2）Al3+
（3）Cu2+；Mn；＞；C
【解析】【解答】（1）氟原子的结构示意图为 ，由于第二层排布了电子，则第一层已排满了，则x=2，最外层电子数是7，大于4，在化学反应中氟原子易得到电子。
（2）铝原子失去3个电子形成铝离子，离子符号为：Al3+。
（3）①由微粒的变化可知，实际与Mn反应的粒子是：Cu2+；
②由于Mn变成了Mn2+，所以反应中失去电子的粒子是：Mn；
③由反应可知，Mn能将Cu从其盐溶液中置换出来，金属的活泼性：Mn＞Cu；
④该反应中化合价没有改变的是硫酸根。
故答案答为：（1）2，易得；（2）Al3+；（3）①Cu2+；②Mn；③＞；④C。
【分析】（1）根据核内质子数=核外电子数来计算第一层上的电子数。并且原子最外层电子数大4，所以是非金属元素，在化学反应中易得到电子；
（2）铝原子最外层有3个电子，容易失去3个电子形成铝离子，所以铝离子带三个单位的正电荷；
（3）根据Mn和CuSO4溶液反应的示意图，观察微粒的变化、根据金属与盐的反应的原理分析回答。排在金属活动性强金属能置换出活动性弱的金属。原子团在置换反应中一般不发生变化；
17．【答案】（1）金属；大
（2）铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜
（3）氧气、氢气
（4）；置换反应
（5）BD
【解析】【解答】（1）金属材料包括纯金属以及它们的合金，铝镓合金属于金属材料；合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大，铝镓合金的硬度比铝的硬度大；
（2）铝在常温下有良好的抗腐蚀性，是因为铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜；
（3）氧气、氢气都属于非金属单质；
（4）铝镓合金在一定条件下与水反应得到氧化铝、氢气和镓，即镓未参加反应，实际上发生的反应是铝和水，生成物是氧化铝和氢气，反应的化学方程式为： ；此反应是由一种单质与一种化合物反应生成一种单质与一种化合物反应，属于置换反应；
（5）A、镓与盐酸反应生成氯化镓和氢气，镓元素显+3价，反应的化学方程式：2Ga+6HCl=2GaCl3+3H2↑，故不正确；
B、镓比铝弱，此反应能发生，故正确；
C、镓丝、铝片与盐酸的接触面积不同，分别放入稀盐酸中，不能通过比较反应的速率来探究金属活动性，故不正确；
D、镓比铝弱，但比铜强，所以镓和硫酸铜反应生成红色铜和硫酸镓，故正确。
故答案为：BD。
【分析】（1）金属材料包括纯金属以及它们的合金。
根据合金的性质，进行分析。
（2）根据铝很活泼，铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止了铝与氧气进一步反应，进行分析。
（3）根据非金属单质的概念，进行分析。
（4）根据铝和水在一定条件下反应，生成氧化铝和氢气，写出化学方程式。
（5）根据金属活动性顺序，进行分析。
18．【答案】（1）①、③
（2）A；B
（3）②③①
（4）负
【解析】【解答】（1）A实验中试管①中的铁钉与氧气、水同时接触发生了锈蚀，而②试管中的铁钉只与水接触，没有锈蚀，③试管中的铁钉只与氧气接触，没有锈蚀，对比试管①和③可知，铁生锈与水有关；故填：①、③。（2）A、生石灰与水反应会生成氢氧化钙，同时放热使①内气体膨胀，②中会有气泡生成，符合题意；
B、氢氧化钠溶于水放热使溶液温度升高，①内气体膨胀，②中会有气泡生成，符合题意；
C、硝酸铵溶于水吸热使溶液温度降低，①内气压变小，②中无气泡生成，水会倒流入①中，故不符合题意；
D、氯化钠溶于水后温度变化不大，所以①内气压无明显变化，②中无气泡生成，不符合题意。故填：AB。（3）C实验为测定空气中氧气含量的实验，在瓶内加入少量水、并将水面上方空间分为5等份，接下来的实验步骤依次为：弹簧夹夹紧橡皮管，点燃燃烧匙内的红磷后，立即伸入瓶中并把塞子塞紧，冷却到室温，最后打开弹簧夹，读数。故填：②③①。（4）D实验为电解水实验，电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，产生的氧气和氢气的体积比为1:2。由图结合电解水结论可知气体a在电源的负极端产生，故填：负。
【分析】（1）通过对比①和③可以得出铁生锈与水有关；
（2）滴入试剂a时，试管②中有气泡产生，说明此时试管①中的气体压强增大，产生这种现象有三种可能，一是a和b反应生成了气体，二是固体b溶于a放出热量，三是a和b反应放出热量；
（3）测定空气中氧气含量的实验的步骤是检查装置的气密性，在瓶内加少量水并将水面上方空间分为5等份，夹紧弹簧夹，点燃红磷后立即伸入瓶中并把塞子塞紧，冷却到室温打开弹簧夹读数；
（4）玻璃管a中产生的气体较多，是氢气，连接的是电源的负极。
19．【答案】（1）Al Cu Cr
（2）二；Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑
（3）Al、CrSO4溶液、Cu
（4）通过金属与酸反应比较；通过金属与盐溶液反应比较
【解析】【解答】解：【猜想和假设】铝和铜的金属活动性铝的强，再将铬加入出现三种情况：（1）Cr＞Al＞Cu；（2）Al＞Cr＞Cu；（3）Al＞Cu＞Cr；
【实验和探究】根据实验现象：铝片表面产生的气泡较快；铬片表面产生气泡较缓慢，可知猜想二正确；由题中信息可知，铬能与稀硫酸反应，生成蓝色的硫酸亚铬（ CrSO4）溶液，结合实验一有气泡产生，应该是氢气，根据质量守恒定律配平为：Cr+H2SO4═CrSO4+H2↑；
（2）如果已知三种金属的活动性顺序，用活动性位于中间的金属与另两种金属的盐溶液反应；或用活动性位于中间的金属的盐溶液与另两种金属反应，都可以验证三种金属的活动性顺序．故可选择：Al、CrSO4 、Cu或Al2（SO4）3、Cr、CuSO4等；
【总结与归纳】由上述实验得出比较金属活动性强弱的方法有①通过金属与酸反应比较；②通过金属与盐溶液反应比较．
故答案为：【猜想和假设】Al Cu Cr；【实验与探究】（1）二； Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑ ；（2）Al CrSO4溶液 Cu （其他合理答案也可）；
【总结与归纳】①通过金属与酸反应比较；②通过金属与盐溶液反应比较（其他合理答案也可）。
【分析】【猜想和假设】根据铝和铜的金属活动性铝的强，再将铬加入出现三种情况：（1）Cr Al Cu；（2）Al Cr Cu；（3）Al Cu Cr解答；
【实验和探究】根据所学金属活动顺序可知铜不能与硫酸反应，铝可以与硫酸反应，进而解决问题．根据题中现象，写化学方程式进行；
（2）根据三种金属的活动性顺序选择药品，可选择两头金属中间盐，中间金属两头盐。