第5章金属的冶炼与利用 练习(含解析)-2023-2024学年九年级化学沪教版（全国）上册

第5章金属的冶炼与利用-2023-2024学年九年级化学沪教版（全国）上册
一、单选题
1．下列有关金属材料的说法正确的是（　　）
A．硬铝片比纯铝片硬度小
B．钢的性能优良，是很纯的铁
C．沙漠地区的铁制品锈蚀较快
D．为防止钢铁生锈，可在其表面涂油
2．下列生活用品用金属材料制作而成的是（　　）
A．陶瓷杯 B．不锈钢碗 C．塑料盆 D．玻璃茶壶
3．下列防锈措施不合理的是（　　）
A．钢管存放在干燥的地方
B．在铁制品表面喷上防锈油漆
C．用盐水清洗菜刀
D．在铁管表面镀上一层不易锈蚀的金属
4．合金具有许多优良的性能，下列材料不属于合金的是（　　）
A．生铁 B．玻璃钢
C．焊锡 D．18K 金
5．钢铁是世界上使用最广泛的金属材料．下列有关钢铁说法正确的是（　　）
A．用硫酸铜可除去铁螺丝表面的铁锈
B．钢铁中只含有金属元素
C．钢比生铁中碳的含量大
D．废弃的钢铁制品应该回收再利用
6．“对比法”是实验探究中常用的一种科学方法。分析以下铁钉生锈实验的设计、得出的结论错误的是（　　）
A．对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加
B．对比②③可以说明铁生锈一定要有水参加
C．对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加
D．对比①②③可以说明铁生锈必须水和氧气同时参加
7．下列属于置换反应的是（　　）
A．4NH3＋5O2 4NO＋6H2O
B．2C2H5OH+O22CH3CHO+2H2O
C．2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2
D．8NH3＋3Cl2=6NH4Cl＋N2
8．下列关于金属材料的说法中，正确的是（　　）
A．生铁、硬铝、焊锡、铁矿石都属于合金
B．真金不怕火炼主要是因为黄金的化学性质稳定
C．将生锈的菜刀浸泡在食盐水中，可除去其表面的铁锈
D．通过相互刻画的方法，发现铜片的硬度比黄铜片大
9．下列说法正确的是（）
A．生铁能完全溶解在足量的稀硫酸中
B．多数合金的熔点低于组成它们的成分金属
C．高炉炼铁中焦炭作用只是产生CO
D．明矾既能净水，又能杀菌消毒
10．在硝酸银溶液中，加入少量的铁粉，充分反应后过滤，得到的滤液的成分是（）
A．硝酸银 B．硝酸铁
C．硝酸亚铁 D．硝酸银和硝酸亚铁
11．往一定量的稀硫酸中加入过量的锌粒，如图是反应过程中某种量Y随加入锌粒的质量变化的关系，则Y不可能表示（　　）
A．溶液中水的质量 B．生成硫酸锌的质量
C．参加反应的硫酸质量 D．生成氢气的质量
12．下列有关铁的叙述，错误的是（　　）
A．生铁是含杂质很多的铁合金
B．铁可以在氧气中燃烧
C．铁跟盐酸反应的化学方程式为：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
D．铁在潮湿的空气中会生锈
二、填空题
13．在探究金属活动性顺序时，同学将一定量锌加入硝酸银与硝酸铜溶液中充分反应后过滤，往滤渣中加稀盐酸，无气体生成，以下说法正确的是　 　．
A．滤液中一定有Ag+ B．滤液中一定有Cu2+
C．滤渣中一定有Ag D．滤液中一定有的阳离子　 　．
14．铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的　 　和　 　等发生化学反应的过程。据有关资料报导，世界上每年因腐蚀而报废的金属设备或材料相当于年产量的20%~40%。保护金属资源，人人有责。请写出一条防止铁制品生锈的方法　 　。铁锈的主要成分是　 　，通常可用　 　除去铁表面的铁锈，写出有关反应的化学方程式：　 　。
三、计算题
15．向金属Zn中加入一定量的稀硫酸，所加稀硫酸与生成氢气的质量关系如图所示：
（1）反应生成氢气的总质量为　 　g；
（2）计算参加反应的金属Zn的质量。
四、实验探究题
16．有些不法商贩把伪造的铜币进行生锈处理，然后当做古钱币贩卖，从中获取暴利。铜锈，俗称“铜绿”，主要成分是碱式碳酸铜【Cu2（OH）2CO3】。老师找来一块生锈的铜片，让化学科代表组织大家一起探究铜生锈的条件：
【提出问题】
铜能在什么样的条件下锈蚀？
（1）【假设猜想】
根据铜锈主要成分的化学式，大家猜想铜生锈可能是铜与水、　 　、　 　等共同作用的结果。
（2）【探究过程】
科代表组织大家一起温习“铁钉锈蚀条件的探究”实验，并展示老师提前一周准备的“铜片锈蚀条件的探究”的实验，实验设计如下图所示：
通过仔细观察，可发现　 　（选择上图字母）试管中的光亮铜片严重锈蚀。
（3）B试管中除光亮铜片、蒸馏水外，还有的另外一种物质为　 　（化学式）。
（4）从D试管的实验中，可获得的结论是　 　。
（5）【评价与改进】
小慧同学认为老师的设计“铜片锈蚀条件的探究”实验不够完善，若要得出正确结论，应对其中一个设计进行改进，改进的方案为　 　。
（6）【反思与小结】
通过“铜片锈蚀条件的探究”实验，我获得的启示是　 　。
（7）【拓展应用】
盐酸可以除去铁制品表面的锈，其反应方程式为：Fe2O3+　 　HCl=　 　。
17．如图是与铁的性质有关的部分实验图，请回答下列问题．
（1）A中细铁丝燃烧生成黑色固体物质的化学式是　 　；
（2）B中铁钉最易生锈的部位是　 　（填“a”、“b”或“c”）；
（3）C试管内发生反应的化学方程式是　 　；
（4）D中反应一段时间后，试管内溶液质量与反应前相比　 　 （填增大、不变或减小），发生反应的方程式为　 　．
五、综合题
18．如图为铁的冶炼和铁制品循环再利用的示意图，根据图示回答：
（1）上述“①”、“②”、“③”过程中主要发生物理变化的是　 　（填序号），写出一个工业炼铁原理的化学方程式　 　。
（2）焦炭在高炉炼铁中的主要作用是燃烧提高炉温和　 　。
（3）废旧金属“循环再利用”的意义是　 　（写一点即可）。
19．我国是钢铁大国，经济的发展离不开钢铁。
（1）认识钢铁：
①钢和生铁的区别是　 　不同。
②验证Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，可以将打磨好的铁丝分别放入少量的　 　(填化学式，下同)溶液和　 　溶液中，然后根据实验现象进行判断。
（2）冶炼钢铁：竖炉冶铁是一种重要的炼铁方法，其工艺流程如图所示。
①从物质分类看，赤铁矿属于　 　。
②还原反应室中发生置换反应的化学方程式为　 　。
③燃烧室中甲烷的作用是　 　。
④与传统的冶铁工艺相比，该工艺的优点有　 　(写一个)。
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】解：A、硬铝是合金，比纯铝片硬度大，故A错误；
B、钢是铁的合金，比纯铁性能优良，故B错误；
C、在沙漠地区水分缺少，铁锈蚀较慢，故C错误；
D、在钢铁表面涂油能隔绝空气防止其生锈，这是防止钢铁生锈的主要方式之一，故D正确．
故选D．
【分析】A、合金的硬度大；
B、钢是铁的合金，据此进行分析解答；
C、根据金属锈蚀的条件分析解答；
D、在钢铁表面涂油能隔绝空气防止其生锈．
2．【答案】B
【解析】【解答】金属材料包括纯金属和合金，不锈钢碗属于合金，B符合题意。
故答案为：B。【分析】本题主要考查材料的分类，金属材料包括纯金属和合金两大类。
3．【答案】C
【解析】【解答】A、钢管存放在干燥的地方，能防止铁与水分接触，能防止铁锈蚀，正确；A不符合题意；
B、在铁制品表面喷上防锈油漆隔绝空气和水，能防止铁锈蚀，正确；B不符合题意；
C、用盐水清洗菜刀，盐水能加快铁锈蚀的速率，错误；C符合题意；
D、在铁管表面镀上一层不易锈蚀的金属，能防止铁锈蚀，正确。D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】防止铁制品生锈的方法：保持铁制品的洁净、干燥；擦干后涂一层保护膜（作用：隔绝空气、防水）。具体方法如下：
物理方法——刷漆（油漆或银粉）、涂油；化学方法——电镀其它金属（铬或锌）、烤蓝制成不锈钢；
4．【答案】B
【解析】【解答】A、生铁是铁的合金，不符合题意；
B、玻璃钢是由玻璃纤维与塑料混合成的，前者是无机非金属材料，后者是有机高分子合成材料，故玻璃钢是两种材料复合成的，属于复合材料，符合题意；
C、焊锡是锡和铅的合金，不符合题意；
D、18K黄金属于含金75%的合金，不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据合金定义分析。合金是金属与金属或非金属混合而成的具有金属特性的物质。
5．【答案】D
【解析】【解答】解：A、铁锈的主要成分是氧化铁，不能与硫酸铜溶液反应，不能用硫酸铜可除去铁螺丝表面的铁锈，故选项说法错误．
B、钢是含碳量为0.03%～2%的铁合金，含有碳等非金属元素，故选项说法错误．
C、生铁和钢都是铁的合金，生铁是含碳量为2%～4.3%的铁合金，钢是含碳量为0.03%～2%的铁合金，钢比生铁中碳的含量低，故选项说法错误．
D、废弃的钢铁制品应该回收再利用，能节约金属资源、减少污染，故选项说法正确．
故选：D．
【分析】A、根据铁锈的主要成分是氧化铁，不能与硫酸铜溶液反应，进行分析判断．
B、根据钢是含碳量为0.03%～2%的铁合金，进行分析判断．
C、根据生铁和钢的主要成分，进行分析判断．
D、根据金属回收利用的优点进行分析判断．
6．【答案】B
【解析】【解答】铁在氧气和水共存的情况下最易生锈。根据图示可知①中的铁钉即可与氧气接触，还可与水接触，符合铁生锈的条件，过一段时间会观察到有明显的铁锈形成。②中的铁钉可接触大量的水，但无法与氧气充分接触，不符合铁生锈的条件，过一段时间不会观察到有明显的铁锈形成。③中的铁钉可接触空气（或氧气），但由于干燥的空气中不含大量的水，不符合铁生锈的条件，过一段时间不会观察到有明显的铁锈形成。A①②的区别是是否含大量的氧气，此项符合题意。B②不只含大量的水，不含大量的氧气；③只含大量的氧气，不含大量的水，无法进行对比。此项不符合题意。C①③的区别是是否含大量的水，此项符合题意。D①②③可说明铁生锈的条件是铁在氧气和水共存的情况下最易生锈，此项符合题意。所以应选B项。
【分析】根据控制变量法，结合铁生锈的条件，进行分析。
7．【答案】D
【解析】【解答】A. 此反应中生成物是两种化合物，不符合置换反应的特点，故不符合题意；
B. 此反应中生成物是两种化合物，不符合置换反应的特点，故不符合题意；
C. 此反应中反应物是两种化合物，不符合置换反应的特点，故不符合题意；
D. 此反应中反应物是一种化合物和一种单质，生成物是另一种单质和另一种化合物，符合置换反应的特点，故符合题意；
故答案为：D。
【分析】置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物。
8．【答案】B
【解析】【解答】A. 生铁、硬铝、焊锡属于合金，铁矿石不属于合金，故A不符合题意；
B. 真金不怕火炼主要是因为黄金的化学性质稳定，故B符合题意；
C. 将生锈的菜刀浸泡在食盐水中，更容易生锈，故C不符合题意；
D. 通过相互刻画的方法，发现铜片的硬度比黄铜片小，故D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A、根据合金的概念，进行分析。
B、根据黄金的化学性质稳定，进行分析。
C、根据铁生锈的条件，进行分析。
D、根据合金的性质，进行分析。
9．【答案】B
【解析】【解答】A、生铁是铁和碳的合金，碳不与硫酸反应，故生铁不会全部溶解在稀硫酸中，不符合题意；
B、多数合金的熔点低于组成它们的成分金属，符合题意；
C、高炉炼铁中焦炭作用不只是产生CO，还为反应提供热量，不符合题意；
D、明矾吸附杂质起到净水目的，但不能杀菌消毒，不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、理解生铁是铁和碳的合金，而碳不能和稀硫酸反应；
B、根据合金的特性分析，即硬度比组分金属大，熔点比组分金属小；
C、高炉炼铁焦炭的作用一是产生一氧化碳，二是提供热量；
D、明矾净水主要是生成胶状物，吸附悬浮物，而不能杀菌消毒。
10．【答案】D
【解析】【解答】在硝酸银溶液中，加入少量的铁粉，铁的金属活动性比银强，能与硝酸银溶液反应生成硝酸亚铁溶液和银，由于铁粉是少量的，充分反应后过滤，硝酸银溶液有剩余，则得到的滤液的成分是硝酸亚铁和硝酸银。
故答案为：D。
【分析】铁能与硝酸银反应，但是铁粉是少量，所以溶液中有硝酸银剩余，滤液的成分是硝酸亚铁和硝酸银。
11．【答案】A
【解析】【解答】解：A、往一定量的稀硫酸中加入过量的锌粒，无水生成，且溶液中的水也不参加反应，所以水的质量不随着反应的进行而有所变化，和图象不相符，故符合题意；
B、锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，所以随着反应的进行硫酸锌的质量逐渐增加，当硫酸反应完毕，硫酸锌的质量不再增加，其变化与图象相符，不符合题意；
C、锌和稀硫酸反应，所以随着锌质量的增加，参加反应的硫酸质量逐渐增加，当硫酸反应完毕，不再变化，其变化与图象相符，不符合题意；
D、锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，所以随着反应的进行氢气的质量逐渐增加，当硫酸反应完毕，氢气的质量不再增加，其变化与图象相符，不符合题意；
故选A．
【分析】根据锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，溶液中的水不参加反应，并结合具体选项分析解答．
12．【答案】A
【解析】【解答】解：A、生铁是含有少量的碳的合金，错误；
B、铁可以在氧气中燃烧，正确；
C、铁能与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，正确；
D、铁在潮湿的空气中与水和氧气同时接触会生锈，正确；
故选A．
【分析】根据已有的金属的性质进行分析解答即可．
13．【答案】C；Zn2+
【解析】【解答】解：金属活动性顺序可知，三种金属的活动性为：锌＞铜＞银，将一定量锌加入硝酸银与硝酸铜溶液中充分反应后，则会有铜或银被置换出来，金属活动性越差，被置换出来的可能性越大，充分反应后溶液中仍有金属固体，过滤后往滤渣中加入盐酸，无气体产生，说明加入的锌不过量，加入的锌可能与部分硝酸银、硝酸铜反应，有可能与全部硝酸银、硝酸铜反应，所以
A、滤液中可能有Ag+，故A错误；
B、滤液中可能有Cu2+，故B错误；
C、锌会先与硝酸银反应，所以滤渣中一定有Ag，故C正确；
D、滤液中一定有的阳离子是Zn2+，故D正确．
故答案为：C，Zn2+．
【分析】根据金属活动性顺序可知，三种金属的活动性为：锌＞铜＞银，将一定量锌加入硝酸银与硝酸铜溶液中充分反应后，则会有铜或银被置换出来，金属活动性越差，被置换出来的可能性越大，充分反应后溶液中仍有金属固体，过滤后往滤渣中加入盐酸，无气体产生，说明加入的锌不过量进行分析．
14．【答案】氧气；水；刷油漆（符合就可以）；氧化铁；稀盐酸；Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O或Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
【解析】【解答】铁生锈的条件是铁同时与水和氧气接触；防止铁生锈的原理就是破坏铁生锈的条件，方法有：保持铁制品表面的干燥、涂油漆等。铁锈的主要成分是氧化铁，可用稀盐酸或稀硫酸来除铁锈，反应的化学方程式表示为：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O或Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O 。
【分析】除铁锈时，不能长时间将铁制品浸泡在酸中。
15．【答案】（1）0.4
（2）解：设参加反应的金属Zn的质量为x
答：参加反应的金属Zn的质量为13g。
【解析】【分析】根据图像得出生成氢气的质量，利用氢气的在质量结合反应的方程式计算锌的质量
16．【答案】（1）氧气（O2）；二氧化碳（CO2）
（2）D
（3）CO2
（4）铜生锈是铜与水、氧气、二氧化碳共同作用的结果
（5）将C中干燥的空气换为干燥的氧气和二氧化碳气体（或将橡胶塞换为包有干燥剂的棉花团）
（6）防止铜生锈的方法是隔绝空气或水
（7）6；
【解析】【解答】（1）碱式碳酸铜中含有铜、氢、碳、氧四种元素，所以猜想铜生锈可能是铜与水、氧气、二氧化碳共同作用的结果，故填氧气（O2）；二氧化碳（CO2）。
（2）D中铜与氧气、二氧化碳以及水均接触，所以试管中的光亮铜片严重锈蚀。
（3）A试管中是铜、氧气和蒸馏水，为形成对比，B试管中除光亮铜片、蒸馏水外，还有的另外一种物质为二氧化碳，故填CO2。
（4）D试管的实验中铜严重锈蚀，所以从D试管的实验中，可获得的结论是铜生锈是铜与水、氧气、二氧化碳共同作用的结果。
（5）老师的设计“铜片锈蚀条件的探究”实验A试管中是铜、氧气和蒸馏水，B试管中是铜、二氧化碳和蒸馏水，C试管中是铜、干燥的空气，虽然有氧气和二氧化碳，但是二氧化碳的量太少，所以应对C装置进行改进，将C中干燥的空气换为干燥的氧气和二氧化碳气体（或将橡胶塞换为包有干燥剂的棉花团）
（6）通过A、B、C、D的对比，发现铜和水、氧气、二氧化碳均接触时，铜容易生锈，所以我获得的启示是防止铜生锈的方法是隔绝空气或水
（7）盐酸可以除去铁制品表面的锈，即盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水，反应的化学方程式为：，故分别填：6；。
【分析】（1）根据铜锈的元素组成确定铜生锈是铜、氧气、水、二氧化碳作用分析；
（2）根据铜与氧气、水、二氧化碳接触会生锈分析；
（3）根据对比实验中的变量确定铜生锈影响因素分析；
（4）根据铜生锈是铜与水、氧气、二氧化碳共同作用的结果分析；
（5）根据对比实验的设计要求分析；
（6）根据隔离空气和水可防止金属生锈分析；
（7）根据氧化铁与盐酸生成氯化铁和水分析。
17．【答案】（1）Fe3O4
（2）b
（3）Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O
（4）减小；Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
【解析】【解答】解：（1）铁丝的燃烧产物是四氧化三铁，四氧化三铁是黑色的固体，化学式为：Fe3O4；（2）铁生锈的条件：铁与水和氧气同时接触，所以因b处与水和氧气同时充分接触，所以最易生锈；（3）未打磨的铁片表面含有锈，锈与硫酸反应产生硫酸铁是黄色的溶液，化学方程式为：Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O；（4）铁和硫酸铜反应产生硫酸亚铁和铜，由反应的方程式Fe+CuSO4=FeSO4+Cu可知，每56份质量的铁参加反应生成了64份质量的铜，试管内固体质量比反应前增大，试管内溶液质量与反应前相比减小，化学方程式为：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu．
故答案为：（1）Fe3O4；（2）b；（3）Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O；（4）减小，Fe+CuSO4=FeSO4+Cu．
【分析】（1）根据铁丝和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁进行分析；（2）根据铁生锈的条件进行分析；（3）根据未打磨的铁片表面含有锈，氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水进行分析；（4）根据质量守恒定律分析溶液质量的变化，硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜进行分析．
18．【答案】（1）②③；
（2）产生还原剂CO
（3）节约金属资源（答案合理即可）
【解析】【解答】 （1）
②③ 生铁制造成铁锅等铁制品、铁制品变为废气铁制品绝没有新物质生成，主要发生物理变化
工业上利用一氧化碳炼铁铁，主要利用一氧化碳的还原性，在高温下一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的方程式为：
（2）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
（3） 废旧金属“循环再利用” 能节约资源，减少冶炼过程中的污染
故答案为：（1） ②③ ； （2） 产生还原剂CO （3） 节约金属资源（答案合理即可）
【分析】（1）有新物质生成的是化学变化，没有新物质生成的是物理变化，
工业上利用一氧化碳炼铁铁，主要利用一氧化碳的还原性，在高温下一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳
（2）根据工业炼铁焦炭的作用分析解答
（3）根据废旧金属回收的优点分析解答
19．【答案】（1）含碳量；MgSO4(可溶性镁盐)；CuSO4(可溶性铜盐)
（2）混合物；；作燃料(提供热量)；物质循环利用/节约能源/污染少/生成的铁纯度更高
【解析】【解答】（1）①钢和生铁都是铁和碳的合金，区别是含碳量不同；
②三种金属的活动性顺序是Mg>Fe>Cu，验证Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，可以将打磨好的铁丝分别放入少量的硫酸镁和硫酸铜的溶液中，铁与硫酸镁不反应，无明显现象，说明Mg>Fe，铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，观察到有红色固体析出，溶液由蓝色变为浅绿色，说明Fe>Cu，故可以验证三种金属的活动性顺序；
（2）①赤铁矿的主要成分是氧化铁，属于混合物；
②还原反应室中发生的反应：氢气还原氧化铁生成铁和水，一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，属于置换反应的是：；
③甲烷燃烧放出热量，为还原氧化铁提供热量；
④从流程图可以看出，二氧化碳和水可以循环利用，该工艺的优点还有节约能源、污染少、生成的铁纯度更高等。
【分析】（1）① 钢和生铁中含碳量不同。
② 根据金属的活动性顺序可知，排在前面的金属可以把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来。
（2）氢气和氧化铁在高温下反应生成铁和水。