第8单元 金属和金属材料 综合复习题 (含解析）2023－2024学年人教版化学九年级下册（山东地区适用）

第8单元 金属和金属材料
一、单选题
1．（2023下·山东青岛·九年级统考自主招生）化学概念在逻辑上存在并列、交叉和包含关系，可用下图表示这三种关系。以下关系界定错误的是
A．合金和金属材料属于包含关系
B．金属元素和非金属元素属于并列关系
C．盐和化合物属于包含关系
D．氧化物和酸属于交叉关系
2．（2023下·山东临沂·九年级校考阶段练习）2021年5月15日“祝融号”火星车成功着陆。该车使用了新型镁锂合金，下列说法正确的是
A．镁锂合金属于合成材料 B．锂属于金属元素
C．镁是地壳中含量最高的金属元素 D．镁锂合金的硬度比镁的小
3．（2023上·山东菏泽·九年级统考期中）下列物质与其用途中，主要利用物质化学性质的是
A．冰块—制冷剂 B．氮气—保护气
C．铜丝—导线 D．活性炭—冰箱去味剂
4．（2023上·山东日照·九年级日照港中学校考期中）物质的性质很大程度上决定了物质的用途，下列对应关系不正确的是
A．氧气具有助燃性，常作火箭推进燃料
B．氮气化学性质不活泼，可用作保护气
C．稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可用于制作霓虹灯
D．镁在空气中燃烧会发出耀眼的白光，可用于制作照明弹
5．（2023上·山东威海·九年级威海经济技术开发区皇冠中学校考开学考试）下列物质的用途中，主要是利用其化学性质的是
A．用铜丝作导线 B．用稀有气体做电光源
C．用氮气做食品袋中保护气 D．用干冰作制冷剂
6．（2023上·山东青岛·九年级山东省青岛第七中学校考阶段练习）下列物质的用途主要利用其化学性质的是
A．氢气用于填充探空气球 B．金刚石用于制作玻璃刀
C．钨用于造灯泡中的灯丝 D．碳素墨水用于书写档案
7．（2023上·山东淄博·九年级周村二中校考阶段练习）下列物质不属于合金的是
A．不锈钢 B．青铜 C．硬铝 D．铁锈
8．（2023·山东济南·济南育英中学校联考模拟预测）下列有关说法中，不正确的是
A．分子、原子、离子都是构成物质的微粒
B．电解水时原子的种类数目发生改变
C．合金是具有金属特性的混合物
D．增大可燃物与空气的接触面积，可以使燃料燃烧更旺
9．（2023下·山东临沂·九年级临沂第八中学校考阶段练习）下列几种常见的物质中、属于化合物的是
A．金刚石 B．干冰 C．碘酒 D．钢
10．（2023·山东济宁·汶上县第一实验中学校考二模）我国首个真正意义上的空间实验室“天宫二号”如期升空，我们迈出了作为中国空间站计划的重要一步。“天宫二号”可以完成再生式循环系统、有效载荷和应用系统的实验等科研项目。“天宫二号”的部分结构图片如下图所示，则下列有关说法正确的是

A．发射“天宫二号”的运载火箭，需选用液氢液氧做燃料
B．太阳翼利用太阳能工作，太阳能属于不可再生能源
C．资源舱用铝锂合金使舱段减重10%，铝锂密度较小
D．天线材料利用大量镍钛合金，这属于有机合成材料
11．（2023上·山东泰安·九年级校考期末）下列所涉及的物质不属于合金的是
A．制作窗框的硬铝 B．建构“鸟巢”的新型钢材
C．用作钻探机钻头的金刚石 D．用于制备机器零件的黄铜
12．（2023上·山东泰安·九年级东平县实验中学校考阶段练习）铝是生活中最为常见的金属之一。关于铝的“自我保护”能力极强的原因，这一问题引起了 ,同学们的极大兴趣，纷纷提出自己的看法：①铝的化学性质本来不活泼，难被腐蚀, ②市场上的铝材料通常是铝合金，合金是不发生化学反应的；③铝性质活泼，表面能产生一层结构致密的氧化膜。你所认同的是
A．① B．② C．③ D．①②③
13．（2023上·山东淄博·九年级周村二中校考阶段练习）金属大规模开发利用的先后顺序与下列（ ）因素有关
①金属的活动性 ②金属在地壳中的含量 ③金属冶炼的难易程度
A．①②③ B．①③ C．②③ D．③
14．（2023上·山东德州·九年级校考期中）除杂和提纯是化学的基本实验技能之一，下列实验操作能达到实验目的的是
选项 物质 所含杂质 加入的试剂和操作
A CO2 CO 点燃
B O2 N2 灼热的铜网
C 铁粉 碳粉 足量的氧气中燃烧
D CaO CaCO3 高温煅烧
A．A B．B C．C D．D
15．（2023上·山东枣庄·九年级统考期中）如图是测定空气中氧气含量的实验。对该实验的认识不正确的是
A．该实验在加热过程中红色的铜粉逐渐变为黑色
B．该实验中的铜粉换成木炭则无法达到实验目的
C．若实验结束后未冷却到室温就读数，会导致测出的氧气含量偏小
D．正确操作情况下，反应消耗氧气的体积应该是反应前玻璃管内气体体积的1/5
16．（2023上·山东淄博·九年级统考期中）取一段金属镁放入盛有稀盐酸的试管中，下列描述不正确的是
A．反应后试管中溶液质量减少 B．镁原子失去电子变成阳离子
C．剧烈反应，有大量气泡生成 D．氢离子获得电子变为氢原子
17．（2023上·山东聊城·九年级校联考期中）2023年世界环境日中国主题为“建设人与自然和谐共生的现代化”。下列做法与这一主题不相符的是
A．使用新能源公交车 B．垃圾分类处理
C．积极参与植树造林 D．直接排放生活污水
18．（2023上·山东潍坊·九年级统考期中）图像能直观表达化学中各种变化的关系，加深对化学知识的理解。有关下列图像的描述正确的是
A．图1表示在体积不变的密闭容器中用红磷燃烧来测定空气中氧气的含量
B．图2表示将两份质量相等的固体物质（一份是氯酸钾，另一份是混有少量二氧化锰的氯酸钾）分别加热制取氧气
C．图3表示高温条件下，向一定量的氧化铁中通入一氧化碳
D．图4表示氢气和氧气在密闭容器中燃烧
二、填空题
19．（2023·山东枣庄·统考中考真题）化学是推动人类社会可持续发展的重要力量。古今对比，社会生活发生了重大变革。
(1)净水——古时主要以自然沉降为主，如今常用高铁酸钾(K2FeO4)，既能净水又能消毒。高铁酸钾中铁元素的化合价为 。
(2)出行——古时主要是步行或马车代步 ，如今乘坐汽车高铁、飞机，大大缩短了出行时间。我国高铁上使用了大量的铝合金，合金属于 (填“有机高分子材料”或“金属材料”)。
(3)记录——古时用墨在竹简 、绢帛、纸张上记录信息，如今大量信息可存储在芯片上。某芯片的主要成分为氮化镓(GaN)，可利用镓与氨气在高温下反应制取，同时生成一种气体单质，该气体单质为 (填化学式)。
(4)衣物——古时以棉麻丝等天然材料制作， 如今多用合成材料。航天员服装除用性能优良的合成材料外，还运用了许多高科技以保障航天员的生命安全。航天员呼出的废气需通过装有活性炭的滤网，这是利用了活性炭的 性。
20．（2023·山东淄博·统考一模）铝合金是使用非常广泛的一种材料，它属于 （填“金属材料”或“有机高分子材料”）。光伏发电可为电解水制氢气提供电能，写出电解水的化学方程式 ，光伏发电用到的高纯硅是用和碳在高温条件下反应制取，同时生成一种可燃性气体，反应的化学方程式是 。
21．（2023上·山东淄博·九年级统考期末）金属材料在生活、生产中应用极其广泛。
(1)为了方便出行，街面上出现了大量的“小黄车”，这种共享单车所用的材料中属于金属材料的是 （填字母）。
a．塑料把 b．钢车架 c．铝合金轮毂 d．橡胶轮胎
(2)这种共享单车的链条具有的性质是 （填字母）。
a．密度大、熔点高 b．强度高、耐磨 c．光泽好、可塑性好
(3)电动小黄车使用的是锂电池，其工作原理是锂在一定条件下与二氧化锰发生化合反应生成LiMnO2，该反应的化学方程式为 ，反应后锰元素的化合价为 。
22．（2023上·山东临沂·九年级校考期末）化学与科技发展：2021年10月16日，我国神舟十三号飞船发射成功，是中国空间站关键技术验证阶段第六次飞行，预示着中国科技愈发强大。

(1)飞船用钛镍形状记忆合金制作卫星天线，这种合金属于 材料。
(2)如图是镍元素在元素周期表中的信息以及原子结构示意图。镍元素的相对原子质量为 ；x的数值是 ；镍原子核外拥有 层电子。
(3)四种粒子的结构示意图中和镍元素化学性质更为相似的是 ；属于同种元素的是 (选填字母)；C容易形成的离子符号为 ；B与C两种元素形成化合物的化学式 。
23．（2023上·山东济宁·九年级校联考期中）青铜是人类使用最久的金属材料，它是铜锡合金。青铜常用于制造齿轮等耐磨零部件和耐腐蚀配件。锡原子结构示意图如图 1 所示。回答下列问题：
(1)下列说法错误的是 （填标号）。
A．图中x＝18
B．锡原子的核外电子数为 50
C．青铜可塑性好，抗腐蚀性强
D．锡元素位于元素周期表的第三周期
(2)图 2 中A～D 所示粒子共表示 种元素，其中与锡元素化学性质相似的是 （填标号）元素。
(3)锡砂主要成分为二氧化锡，写出该化合物的化学式： ，其中锡元素的化合价为 。
24．（2023上·山东济南·九年级校考阶段练习）写出下列反应的文字表达式。
(1)氢气在空气中燃烧： 。
(2)水在通电条件下分解： 。
(3)镁条在空气中燃烧： 。
(4)铜在空气中加热： 。
(5)磷在空气中燃烧： 。
(6)铁在氧气中燃烧： 。
25．（2023上·山东济宁·九年级校考期中）写出符合下列化学变化的化学方程式。
(1)一种物质分解生成两种气体单质 。
(2)天然气充分燃烧生成两种氧化物 。
(3)一种紫红色的金属物质在空气中加热生成黑色固体 。
三、流程题
26．（2023·山东烟台·统考二模） 为了更好的落实我国“双碳（碳达峰、碳中和）”目标，2022年11月全国首个水光氢生物质近零碳示范工程正式运营，该工程构建了“绿电-绿氢-生物质”绿色多能转换系统。下图是工程的简易流程图，请回答下列问题。

(1)图中太阳能、水能、生物质能属于 能源(填“可再生”或“不可再生”)。
(2)常采用的储氢方式有以下两种方式。
①方法一：将氢气直接加压储存在由某种铝镁合金制造的储氢罐中备用，铝镁合金属于 。(填“合成材料”“金属材料”或“复合材料”)
②方法二：先通过Mg2Cu与氢气反应，将氢气转化为MgH2暂时“储存”起来（如图），请写出储氢的化学方程式 ；需要氢气时，可通过释氢反应：MgH2+2H2O=Mg(OH)2+2H2↑实现，13gMgH2全部反应可释放 g氢气。

(3)为了拓展氢能的使用方向，厂区内投入了两台氢能叉车，工作原理是氢气与氧气在催化作用下发生反应，将 能转化为电能。
(4)沼气发生器中产出的沼气中甲烷占比55%左右，其余大部分为二氧化碳。利用全国首台甲烷化装置在一定条件下将沼气中的二氧化碳转化为甲烷和水，进一步提纯沼气。写出甲烷化装置中发生反应的化学方程式 ，此反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
27．（2023下·山东烟台·九年级统考期中）我国在不同的科技领域取得了重大成就，彰显大国科技底蕴。
(1)火箭发射：①月前我国液体捆绑式火箭的第一、二子级火箭一般选用偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4)做推进剂，该反应的能量转化形式是 ，反应的化学方程式为，其X的化学式是 。
②第三子级火箭采用液氢、液氧做推进剂，制取与储存氢气是氢能源利用领域的研究热点。

I.制氢：铁酸锌()可用于循环分解水制氢气。如图所示，制氢过程中，的作用是 ，该循环制氢中不断消耗的物质是 。
Ⅱ.贮氢：如图是利用贮氢合金贮存氢气的方法。
贮氢反应中通入氩气的目的是 ；氢化物MgH2与水反应生成一种碱，并释放出H2，该反应的化学方程式为 。
(2)“人造太阳”：其主要作用是通过可控核聚变为人类提供不会枯竭、无污染的新型能源。核聚变是指由质量小的原子，例如氘或氘(氢元素中的两种不同原子)，在一定条件下发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核(例如氦-3)，并伴随着巨大能量的释放。
①1个氦-3原子中含有2个质子、1个中子和2个电子，则其原子结构示意图为 。
②氘与氚都属于氢元素的原因是 ，两者在原子构成上的不同点是 。
(3)航空母舰：2022年6月17日，我国第三艘航空母舰下水并命名为“福建号”。航母的飞行甲板主体材料是合金钢，能承受舰载机起降时产生的冲击，还能抵抗海洋盐雾的侵蚀。
由此推知，合金钢具有的性能是 、 ；相较于纯铁，其性能的改变是由于合金的 发生了改变。
28．（2023上·山东临沂·九年级校考阶段练习）从废旧电脑的某些零部件中回收金属银，设计流程如图所示：

(1)步骤Ⅰ和步骤Ⅱ都涉及的实验操作是 。
(2)步骤Ⅰ所得溶液中除水和H2SO4外还含有种物质，该物质的化学式为 。
(3)步骤Ⅱ中加入适量的AgNO3后发生反应的化学方程式为 。
四、科学探究题
29．（2023上·山东德州·九年级统考期中）化学视角认识蒸汽眼罩
蒸汽眼罩逐渐走进日常生活，它借助铁生锈产生热量，使材料内部的水分稳定蒸发，利用产生的热度和湿度缓解眼部疲劳。
【实验探究】
(1)探究一：同学们通过大量查询整理出蒸汽眼罩内部材料如下表所示完成下列表格
物质 铁粉 活性炭 水 氯化钠
化学式 C H2O NaCl
1803年，道尔顿提出原子论，认为所有物质都是由原子构成的。单质由原子直接构成，同种原子相互排斥不能结合；化合物由“复杂原子”构成，“复杂原子”由不同原子按一定整数比例简单构成。
①上表微粒中符合道尔顿“复杂原子”的是 （写化学式）。
②你同意材料一中加点部分的观点吗？ ，请用一种常见物质的结构说明理由 。
(2)探究二：蒸汽眼罩快速发热的原因
【提出问题】铁生锈是种缓慢氧化反应，生成铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O，由此可见铁锈的生成是铁与水、 （物质名称）共同作用的结果，但放热缓慢。哪些因素能加快反应，使蒸汽眼罩快速发热？
【设计方案】某小组同学采用对照实验展开探究，设计实验方案如下：
药品
方案一 4g铁粉、2mL水
方案二 4g铁粉、2mL水、2g氯化钠
方案三 4g铁粉、2mL水、2g活性炭
方案四 4g铁粉、2mL水、2g活性炭、2g氯化钠
对比方案内容，下列 之间能形成对照实验。
A．方案二与方案四 B．方案一与方案四 C．方案二与方案三。
【数据分析】使用温度传感器收集数据并生成图像如下：
对比分析图像，你获得的结论是 。
【反思评价】
①除上述探究中的因素外，影响铁生锈速率的因素还有 （写一条即可）。
②如何保存蒸汽眼罩 。
③结合上述探究谈谈你对铁生锈的辩证认识 。
五、计算题
30．（2023上·山东日照·九年级统考期中）铁与盐酸（HCl）反应生成氢气和氯化亚铁（）。实验室里用11.2g铁与足量盐酸反应，可制得氢气和氯化亚铁的质量各是多少？
参考答案：
1．D
【详解】A、金属材料包括金属以及它们组成的合金，则合金和金属材料属于包含关系，界定正确；
B、元素分为金属元素、非金属元素和稀有气体元素，则金属元素和非金属元素属于并列关系，界定正确；
C、化合物（无机物）包括氧化物、酸、碱、盐，则盐和化合物属于包含关系，界定正确；
D、氧化物、酸都属于化合物，则氧化物和酸属于并列关系，界定错误。
故选D。
2．B
【详解】A、合金和纯金属都属于金属材料，镁锂合金属于金属材料，不属于合成材料，故选项错误；
B、锂带“钅”旁，属于金属元素，故选项正确；
C、铝是地壳中含量最高的金属元素，故选项错误；
D、合金的硬度比其组成成分金属硬度大，故选项错误。
故选B。
3．B
【详解】A、用冰块作制冷剂，是因为冰块液化时会吸收大量的热，该性质不需要通过化学变化就能表现出来，是利用物质的物理性质，不符合题意；
B、氮气化学性质稳定，可用作保护气，是利用物质的化学性质，符合题意；
C、铜丝具有导电性，可用作导线，该性质不需要通过化学变化就能表现出来，是利用物质的物理性质，不符合题意；
D、活性炭具有吸附性，可用作冰箱去味剂，该性质不需要通过化学变化就能表现出来，是利用物质的物理性质，不符合题意；
故选：B。
4．A
【详解】A、氧气具有助燃性，常作火箭燃料的助燃剂，选项错误；
B、氮气化学性质不活泼，很难与其它物质发生化学反应，可用作保护气，选项正确；
C、稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可用于制作霓虹灯，选项正确；
D、镁在空气中燃烧会发出耀眼的白光，可用于制作照明弹，选项正确；
故选A。
5．C
【详解】A、用铜丝作导线，是利用了铜的导电性，该性质不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，不符合题意；
B、用稀有气体做电光源，是利用了稀有气体通电后会发出不同颜色的光，该性质不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，不符合题意；
C、用氮气做食品袋中保护气，是利用了氮气的化学性质稳定，属于化学性质，符合题意；
D、用干冰作制冷剂，是利用了干冰易升华吸热，该性质不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，不符合题意；
故选C。
6．D
【详解】A.氢气用于填充探空气球，主要利用氢气密度比空气小的物理性质，故A错误；
B.金刚石用于制作玻璃刀，主要利用金刚石硬度较大的物理性质，故B错误；
C.钨用于造灯泡中的灯丝，主要利用钨熔点较高的物理性质，故C错误；
D.碳素墨水用于书写档案，主要利用在常温下，碳的化学性质不活泼，碳素墨水书写档案材料，年久不褪色，故D正确。
故选：D。
7．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。
【详解】A、不锈钢是铁的合金，主要成分是铁，故选项错误；
B、黄铜是锌和铜的合金，故选项错误；
C、硬铝是铝的合金，故选项错误；
D、铁锈的主要成分是氧化铁（金属氧化物），不属于合金，故选项正确。
故选：D。
8．B
【详解】A、构成物质的微粒有分子、原子、离子，故正确；
B、一切化学反应前后原子的种类数目都不发生改变，故错误；
C、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，是具有金属特性的混合物，故正确；
C、使燃料燃烧更旺可增大可燃物与氧气的接触面积或增大氧气的浓度，故正确。
故选B。
9．B
【详解】A、金刚石是由碳元素组成的纯净物，属于单质，不符合题意；
B、干冰是固态的二氧化碳，是由碳元素和氧元素组成的纯净物，属于化合物，符合题意；
C、碘酒是碘的酒精溶液，属于混合物，不符合题意；
D、钢是合金，属于混合物，不符合题意；
故选B。
10．C
【详解】A、液氢是液态氢气，氢气具有可燃性，可作燃料，液氧是液态氧气，氧气具有助燃性，不具有可燃性，不能作燃料，不符合题意；
B、太阳翼利用太阳能工作，太阳能属于可再生能源，不符合题意；
C、资源舱用铝锂合金使舱段减重10%，说明铝锂密度较小，符合题意；
D、天线材料利用大量镍钛合金，合金属于金属材料，不符合题意。
故选C。
11．C
【详解】A、硬铝属于铝合金，铝合金属于合金，不符合题意；
B、新型钢材是一种铁合金，铁合金属于合金不符合题意；
C、金刚石是碳元素组成的单质，不属于合金，属于无机非金属材料，符合题意；
D、黄铜是一种铜合金，铜合金属于合金，不符合题意；
故选C。
12．C
【详解】①因为铝的化学性质很活泼，所以易被锈蚀，故说法错误；
②合金同样能发生化学反应，但合金的机械性能优于纯金属，故说法错误；
③由于铝与氧气生成了一层致密的氧化物保护膜，所以铝的性质虽然活泼，但不易于被腐蚀，故说法正确。
故选C。
13．B
【详解】对比金属活动性强弱关系与人类利用金属的先后，可以发现人类使用较早的金属，其活动性较弱，结合学习中对金属铁、铝的冶炼的认识可知，金属活动性越强，金属的冶炼越难，这也影响了人类对金属的使用，其它因素均与使用的前后顺序无关，因此金属开发利用的先后顺序与①③影响因素有关。
14．D
【详解】A、除去二氧化碳中的一氧化碳不能够点燃，这是因为当二氧化碳（不能燃烧、不能支持燃烧）大量存在时，少量的一氧化碳是不会燃烧的，故A不能达到实验目的；
B、氧气通过灼热的铜网时可与铜发生反应生成氧化铜，而氮气不与铜反应，反而除去了原物质，不符合除杂原则，故B不能达到实验目的；
C、碳粉、铁粉在足量的氧气中灼烧，分别生成二氧化碳、四氧化三铁，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，故C不能达到实验目的；
D、CaCO3高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故D能达到实验目的；
故选：D。
15．D
【详解】A、铜丝加热生成氧化铜，则红色固体变黑色，该选项认识正确；
B、木炭燃烧生成二氧化碳气体，则装置中的压强几乎不变，不能用于测定空气中氧气的含量，该选项认识正确；
C、若未冷却到室温就读数，气体受热膨胀，则注射器移动的体积偏小，则测出的氧气的含量偏小，该选项认识正确；
D、正确操作情况下，反应消耗氧气的体积应该是反应前玻璃管和注射器内气体体积之和的五分之一，该选项认识不正确。
故选D。
16．A
【详解】A、镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，反应后试管中溶液质量增加，故选项说法错误；
B、在反应过程中，镁原子失去电子变成镁离子，故选项说法正确；
C、镁与稀盐酸反应剧烈，有大量气泡生成，故选项说法正确；
D、在反应过程中，氢离子获得电子变为氢原子，故选项说法正确；
故选：A。
17．D
【详解】A、使用新能源公交车，可以节约化石燃料，减少污染物排放，保护环境，做法与这一主题相符，不符合题意；
B、垃圾分类处理，能够节约资源和减少污染，有利于保护环，做法与这一主题相符，不符合题意；
C、积极参与植树造林，可以保护环境，提高空气质量，做法与这一主题相符，不符合题意；
D、直接排放生活污水，会污染土壤和水源，做法与这一主题不相符，符合题意；
故选：D。
18．C
【详解】A、红磷燃烧放热，则开始时装置中的压强增大，随着氧气的消耗，则装置中的压强又减小，且冷却后压强小于开始时的压强，该选项图像不正确；
B、二氧化锰能加快氯酸钾制取氧气的反应，但由于两份固体质量相同，则加入二氧化锰的反应中，生成的氧气的质量较少，该选项图像不正确；
C、一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，反应过程中固体质量减小，该选项图像正确；
D、由于氢气和氧气反应生成水，反应的化学方程式为：，每2个氢分子和1个氧分子反应生成2个水分子，则反应过程中分子个数减小但不为0，该选项图形不正确。
故选C。
19．(1)+6
(2)金属材料
(3)H2
(4)吸附
【详解】（1）高铁酸钾中钾元素显+1价，氧元素显-2价，设铁元素的化合价为x，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：（+1）×2+x+（-2）×4=0，x=+6；
（2）我国高铁上使用了大量的铝合金，合金属于金属材料；
（3）镓与氨气在高温下反应制取氮化镓，同时生成一种气体单质，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中含Ga、N、H，生成物中含Ga、N，故生成物中还应含氢元素，故生成的气体单质是氢气，化学式为：H2；
（4）活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，故航天员呼出的废气需通过装有活性炭的滤网，这是利用了活性炭的吸附性。
20． 金属材料
【详解】铝合金属于金属材料；
电解水生成氢气和氧气，反应的化学方程式为；
碳和二氧化硅在高温条件下能生成硅，同时生成一种可燃性气体，根据元素守恒，该气体应含有碳元素和氧元素，则为一氧化碳，故反应的化学方程式为。
21．(1)bc/cb
(2)b
(3) +3
【详解】（1）①a、塑料属于合成材料；b、钢属于金属材料；c、铝合金属于金属材料；d、合成橡胶属于合成材料，故选bc。
（2）这种共享单车的链条应该具备耐用、耐磨、强度高的特点，与密度、光泽度等无必然关系，故答案为b：
（3）锂在一定条件下与二氧化锰发生化合反应生成LiMnO2，化学方程式为：， 设反应后锰元素的化合价为x，根据化合价代数和为0，可得1+x+(-2×2)=0，x=+3，故反应后锰元素的化合价为+3。
22．(1)金属
(2) 58.69 2 4
(3) D AB/BA Na+ Na2O
【详解】（1）金属材料包括纯金属和合金，飞船用钛镍形状记忆合金制作卫星天线，这种合金属于金属材料；
（2）由元素周期表中的一格可知：汉字下面的数字表示相对原子质量，相对原子质量单位为1，一般省略不写，故镍元素的相对原子质量为58.69；
已知在原子中质子数=核外电子数，即，则x=2；
由镍的原子的结构示意图可知，镍原子核外拥有4层电子；
（3）已知元素的化学性质由最外层电子数决定，D最外层有2个电子和镍元素最外层电子数相同，化学性质相似；
同种元素质子数相等，故属于同种元素的是A和B；
C表示钠原子，最外层1个电子，容易失去1个电子形成带一个单位正电荷的钠离子，离子符号就是在元素符号的右上方标出离子所带的电荷数及正负，数值在前，正负号在后，带一个单位电荷的，1省略不写，则钠的离子符号为Na＋；
B表示氧原子，最外层6个电子，容易得到2个电子形成带两个单位负电荷的氧离子，即O2-，根据化学式的书写原则，B与C两种元素形成化合物的化学式为Na2O。
23．(1)C
(2) 三/3 B
(3) SnO2 +4
【详解】（1）A、根据在原子中，质子数=核外电子数，则有x=50-2-8-18-4=18，故A说法正确；
B、根据在原子中，质子数=核外电子数，锡原子的核外电子数为50，故B说法正确；
C、根据青铜常用于制造齿轮等耐磨零部件和耐腐蚀配件，所以青铜可塑性好，抗腐蚀性强，故C说法正确；
D、锡原子的原子核外有5个电子层，所以锡元素位于元素周期表的第五周期，故D说法错误；
故选：D；
（2）质子数决定元素的种类。如图2中A～D所示粒子的质子数有3种，共有三种元素，锡原子的最外层有4个电子，B的最外层也有4个电子，化学性质与锡元素化学性质相似；
（3）根据化合物化学式的书写一般规律：金属在前，非金属在后；氧化物中氧在后，原子个数不能漏，正负化合价代数和为零，化合价数值约到最简交叉写在元素右下角。则二氧化锡的化学式为SnO2；其中氧元素显-2价，根据在化合物中正负化合价代数和为0，设锡元素的化合价为x，则有x+（-2）×2=0，x=+4，则锡元素的化合价为+4。
24．(1)氢气+氧气水
(2)水氢气+氧气
(3)镁+氧气氧化镁
(4)铜+氧气氧化铜
(5)磷+氧气五氧化二磷
(6)铁+氧气四氧化三铁
【详解】（1）氢气在空气中燃烧生成水，反应的文字表达式为氢气+氧气水，故填：氢气+氧气水；
（2）水通电分解生成氢气和氧气，反应的文字表达式为水氢气+氧气，故填：水氢气+氧气；
（3）镁条在空气中燃烧生成氧化镁，反应的文字表达式为镁+氧气氧化镁，故填：镁+氧气氧化镁；
（4）铜在空气中加热生成氧化铜，反应的文字表达式为铜+氧气氧化铜，故填：铜+氧气氧化铜；
（5）磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，反应文字表达式为磷+氧气五氧化二磷，故填：磷+氧气五氧化二磷；
（6）铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，反应的文字表达式为铁+氧气四氧化三铁，故填：铁+氧气四氧化三铁。
25．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）一种物质生成两种气态单质的分解反应是水的电解，反应的化学方程式为：，故填写：。
（2）天然气的主要成分是甲烷，甲烷在点燃条件下生成二氧化碳和水，化学方程式为：，故填写：。
（3）紫红色的金属物质是铜，铜在空气中加热生成黑色的氧化铜，化学方程式为：，故填写：。
26．(1)可再生
(2) 金属材料 2Mg2Cu+3H2MgCu2+3MgH2 2
(3)化学
(4) CO2+4H2CH4+2H2O 放热
【详解】（1）图中太阳能、水能、生物质能，属于新能源，都可以从自然界得到补充，属于可再生能源；
（2）①金属材料包括纯金属以及它们的合金，因此铝镁合金属于金属材料；
②由图可知，Mg2Cu和H2 在氩气和高温条件下反应生成MgCu2和MgH2，该反应的化学方程式为：；
根据反应方程式可知，MgH2与H2的质量比为：26：4=13：2，故13gMgH2全部反应可释放2g氢气；
（3）氢能叉车的工作原理是氢气与氧气在催化作用下发生反应，将化学能转化为电能；
（4）由图可知，甲烷化装置中二氧化碳与氢气在一定条件下反应生成甲烷和水，甲烷化装置中发生反应的化学方程式为：；
该反应释放出热能，因此反应为放热反应。
27．(1) 化学能转化为机械能 CO2 催化作用 水 作保护气
(2) 质子数相同 中子数不同
(3) 硬度大 耐腐蚀性强 结构
【详解】（1）①偏二甲肼和四氧化二氮燃烧将化学能转化为机械能；根据质量守恒定律，反应前后原子的种类、个数不变，反应前C、H、N、O原子的个数分别为：2、8、6、8，反应后C、H、N、O原子的个数分别为：0、8、6、4，其X的化学式是CO2；
②I、制氢过程中，铁酸锌的质量没变，循环后还是物质本身没有改变，故推断其在循环过程中的作用是催化作用；根据图示可知水作为反应物出现，反应后不再生成，故说明不断消耗的物质是水；
Ⅱ、氩气的化学性质稳定，作保护气；氢化物MgH2与水反应生成一种碱，根据质量守恒定律推知为氢氧化镁，并释放出H2，该反应的化学方程式为：；
（2）①1个氦-3原子中含有2个质子、1个中子和2个电子，则其原子结构示意图为： ；
②元素的种类由质子数决定，氘与氚都属于氢元素的原因是质子数相同，都为1；氘与氚质子数相同，核外电子数相同，但中子数不同，氘原子中有1个中子，氚原子中有2个中子；
（3）从题目中可知，合金钢硬度大、耐腐蚀性强；合金打破了原来纯金属的固有的金属晶体结构类型，所以性能有所改变。
28．(1)过滤
(2)
(3)
【详解】（1）过滤是将固体和液体分开的方法，步骤Ⅰ和步骤Ⅱ都是将固体和液体分开的方法。所以步骤Ⅰ和步骤Ⅱ都涉及的实验操作是过滤。故填：过滤。
（2）铜、铝、银中只有铝排在氢的前面，铝与硫酸反应生成硫酸铝和氢气，所以步骤Ⅰ所得溶液中除水和H2SO4外还含有硫酸铝，化学式为 Al2(SO4)3。
故填：Al2(SO4)3。
（3）步骤Ⅱ中铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜，化学方程式为。故填：。
29．(1) 、 不同意 如氢气由氢分子构成，而每个氢分子由两个相同的氢原子构成（答案合理即可）
(2) 氧气 A 活性炭和氯化钠共同作用能使蒸汽眼罩快速发热 温度 密封干燥保存 有利也有弊，利：利用反应产生的能量，弊：造成金属锈蚀，浪费资源
【详解】（1）①“复杂原子”由不同原子按一定整数比例简单构成。则表中符合该定义的粒子为、，故填、；
②材料一中观点不正确，如1个氢气分子是由2个氢原子构成的，同种原子可以互相结合。故填不同意；如氢气由氢分子构成，而每个氢分子由两个相同的氢原子构成（答案合理即可）；
（2）[提出问题]：铁生锈是种缓慢氧化反应，生成铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O，由此可见铁锈的生成是铁与水、氧气接触所致，故填氧气；
[设计方案]：要形成对照实验，需要控制变量，在一组实验中只能有一个变量，其他两必须相同。
方案二和方案四中一个有活性炭，一个没有，其它条件均相同，对比可知活性炭对反应的影响，故A正确；
方案一和方案四中有两个变量，则不能形成对照，故B错误；
方案二和方案三中有两个变量，则不能形成对照，故C错误；
故选A；
[数据分析]：对比方案一、二，只加入氯化钠对反应没有影响，对比方案一、三，只加入活性炭对反应也没有影响，但对比二、三、四，同时加入氯化钠和活性炭能加快反应，使蒸汽眼罩快速发热。故填活性炭和氯化钠共同作用能使蒸汽眼罩快速发热；
[反思评价]：①影响铁生锈的因素除以上探究因素外，应还受温度等影响，故填温度；
②由于铁与氧气和水共同接触会生锈，则蒸汽眼罩需要密封干燥保存，故填密封干燥保存；
③铁生锈有利有弊，利：可利用铁生锈产生的能量进行其他生产活动，但铁生锈会造成金属锈蚀，浪费资源。故填有利也有弊，利：利用反应产生的能量，弊：造成金属锈蚀，浪费资源；
30．设制取氢气的质量为x，制取氯化亚铁的质量为y，则：
、
解得x=25.4g，y=0.4g
答：可制得氢气和氯化亚铁的质量各为0.4g、25.4g。
【详解】见答案。