专题8 金属和金属材料 复习题
一、选择题
1.从化学的角度对下列词句进行解释,错误的是( )
A.点石成金——化学反应改变了元素种类
B.风吹柳花满店香——分子在不断运动
C.真金不怕火炼——金的化学性质不活泼
D.金(指铜)柔锡柔,合两柔则为刚——合金的硬度比组成它的纯金属大
2.下列是有关我们常用的1元、5角、1角硬币的部分说法,其中错误的是( )
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
3.下列关于冶炼生铁的叙述错误的是( )
A.主要原料为铁矿石、焦炭、石灰石等
B.主要设备为高炉
C.主要原理为:利用焦炭的还原性置换出铁矿石中的铁
D.主要产物是生铁
4.要除去铜粉中的铁粉杂质,下列实验方案不可行的是( )
A.加足量的稀硫酸 过滤 B.加足量的AgNO3溶液 过滤
C.用磁铁吸引 D.加足量的CuSO4溶液 过滤
5.生铁和钢在组成上的主要区别在于( )
A.含杂质种类不同 B.含碳量多少不同
C.机械加工性能不同 D.耐腐蚀性不同
6.将一定质量的Zn加入到含有Fe(NO3)2和AgNO3两种物质的混合溶液中,充分反应后过滤,滤液为无色。下列叙述正确的是( )
①Fe(NO3)2和AgNO3都已反应完全
②滤液中除水外只有Zn(NO3)2
③滤渣中一定有Ag和Fe
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
7.化学就在我们身边。根据你所学过的化学知识,判断下列说法不正确的是( )
A.我们使用的铅笔芯,是金属铅制成的
B.体温表中的水银不是银,是金属汞
C.生活中蒸馒头用的碱面,主要成分是碳酸钠
D.“请往菜里加点盐”中的“盐”,特指氯化钠
8.下列关于资源、能源的叙述正确的是( )
A.空气是一种宝贵的资源,其中氧气的体积分数为78%
B.地球上淡水资源不足全球水储量的1%
C.地球上除少数不活泼的金属有单质形式存在外,其余金属都以化合物的形式存在
D.在生活和生产中,人们经常利用的能源有化石能源、氢能、可燃冰等
9.用二氧化碳制取重要的化工原料乙烯的微观过程如图所示下列说法正确的是( )
A.该反应属于置换反应 B.反应中生成了3种物质
C.反应前后原子种类和分子数目均不变 D.参加反应的两种分子的个数比为3:1
10.下列说法正确的是( )
A.铝是人类最早利用的金属材料 B.铜是目前世界年产量最高的金属
C.物质的用途完全由其性质决定,与其它因素无关 D.日常使用的金属材料大多数是合金
11.下列关于铁的说法中,正确的是( )
A.铁桶不能用来盛放农药波尔多液
B.铁在干燥的空气中容易跟氧气发生化学反应
C.铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气
D.铁是地壳中含量最多的金属元素
12.下列化学方程式书写正确的是( )
A.2H2O2H2+O2
B.2KMnO4==K2MnO4+MnO2+O2
C.BaCl2+Na2CO3=2NaCl+BaCO3↓
D.Zn+ H2SO4=ZnSO4+ H2
二、填空与简答
13.人类的生产和生活都离不开金属:
(1)金属元素在自然界中分布很广,地壳中含量最多的金属元素是 。
(2)铁制品很容易生锈,实际上是铁与空气中的 等发生化学反应的结果。
(3)将一定量的锌粉加入氯化亚铁和氯化铜的混合溶液中,充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生。则滤渣中一定含有的物质是 ,滤液中一定不含有的物质是 (填化学式)。
14.钢铁是重要的金属材料,在生产、生活中有广泛的用途.建造北京奥运会主体育 场“鸟巢”,就用了大量的钢铁.
(1)钢铁属于 .(填“纯净物”或“混合物”)
(2)每年世界上钢铁的产量很高,钢铁的锈蚀也给人类带来了巨大的损失.铁在空气中锈蚀,实际上是铁跟空气中的 和 共同作用的结果.
(3)为了防止钢铁锈蚀,人们常采用在其表面涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法.这些方法都能防止锈蚀的共同原理是 .
(4)写出赤铁矿炼铁的主要反应的化学方程式
(5)金属矿物的储量有限,而且不能再生.目前世界上已有50%以上的废钢铁得到回收利用,其目的是 .(填“合理开采矿物”或“节约金属资源”)
15.人类社会的发展离不开金属。
(1)黄铜和纯铜,属于合金的是 。
(2)铝制品耐腐蚀,是由于其表面生成致密的氧化膜,该反应化学方程式为 。
(3)某工厂废液中含有硝酸银、硝酸铜,为回收资源和防止污染,向废水中加一定量铁粉,充分反应后过滤,
①若铁过量,则滤液中,除水外还一定含有的物质是 (填写化学式,下同);
②若铁不足,则滤渣中一定含有 ,可能含有 。
16.化学反应方程式是重要的化学用语,请按要求写出下列反应的方程式:
(1)铁和硫酸铜溶液反应的化学方程式 。
(2)实验室制取氧气有一种方法不需要加热,此方法的反应化学方程式 。
17.请用化学方程式解释下列有关反应的原理。
(1)铝具有良好抗腐蚀性能的原因 。
(2)配制农药波尔多液不能使用铁桶的原因 。
18.已知A、B、C、D、E、F为初中化学常见的物质,其中A是一种能使带火星的木条复燃的气体,他们的关系如图所示,图中“→”表示一种物质可以转化为另一种物质,部分反应物,生成物已省略;“—”表示两种物质之间可以发生反应,且反应物已全部给出。部分反应条件已省略。请回答下列问题:
(1)物质A的化学式 。
(2)请写出F→D反应的化学方程式 。
19.某废液中含有Cu(NO3)2、AgNO3和一定量的泥沙,兴趣小组同学欲除去废液中的金属离子,以防止重金属离子对环境造成污染,他们设计了如下实验方案:
(1)操作③的名称是 。
(2)加入锌粉后发生反应的化学方程式 (写一个)。
(3)为确定实验中锌粉是否过量,你所使用的试剂和反应过程中的现象是 。
三、科学探究题
20.在学习了金属的化学性质后,某小组以“探究镁的化学性质”为主题开展项目式学习。
【任务一】探究镁、铜的金属活动性强弱
小组同学进行了如图所示的实验。
(1)实验中观察到的现象是 ,由此得出镁的金属活动性比铜强。有关反应的化学方程式为 。
【任务二】探究镁条在空气中久置表面变黑的原因
【查阅资料】常温下,亚硫酸钠(Na2SO3)可与O2发生反应,实验室常用于除去O2。
【做出猜想】常温下,镁条变黑可能与O2、CO2、水蒸气中的一种或多种有关。
【进行实验】通过控制与镁条接触的物质,利用下图装置(试管容积为20mL,镁条长度为3cm,试剂均适量),分别进行下列5个实验,并持续观察20天。
实验序号 实验① 实验② 实验③ 实验④ 实验⑤
实验内容
实验现象 镁条始终无明显变化 镁条始终无明显变化 镁条始终无明显变化 镁条始终无明显变化 镁条第3天开始变黑,至第20天全部变黑
【解释与结论】
(2)实验②中,NaOH溶液的作用是 。
(3)得出“镁条变黑一定与O2有关”结论,依据的两个实验是 (填序号)。
(4)由上述实验可推知,镁条变黑的条件是 。
【任务三】探究镁在空气中燃烧的产物成分
小组同学做了镁在空气中燃烧的实验,发现产物中除了有大量白色固体外,还有少量黄色固体。
【查阅资料】镁在空气中燃烧时也能与N2反应生成黄色固体氮化镁(Mg3N2);氮化镁可与水剧烈反应产生氨气,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
【实验探究】(5)请设计实验方案验证该黄色固体是氮化镁: 。
【拓展延伸】(6)空气中N2的含量远大于O2的含量,而镁粉在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2,其原因是 。
四、计算题
21.铜粉中混有少量的铁粉,为了除去铁粉,某校兴趣小组同学,取该铜粉20g于烧杯中,然后等量分5次加入未知质量分数的稀硫酸,充分反应后所得数据如下表。
项 目 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次
加入稀硫酸的质量/g 5 5 5 5 5
每次产生气体的质量/g 0.01 0.01 0.01 0.005 m
请根据相关信息回答问题:(反应的化学方程式为:Fe+H2SO4═FeSO4 +H2↑)
(1)表中m的数值为 ;
(2)铜粉中混有铁粉的质量是 g(保留两位小数);
(3)求稀硫酸中溶质的质量分数(写出计算过程,结果精确到0.1%)。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【详解】A、根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,所以不可能通过化学变化把石头变成金,符合题意;
B、风吹柳花满店香——分子在不断运动,说法正确,不符合题意;
C、真金不怕火炼——金的化学性质不活泼加热或高温时不与氧气反应,说法正确,不符合题意;
D、金(指铜)柔锡柔,合两柔则为刚——铜锡合金的硬度比铜或锡的硬度要大,说法正确,不符合题意。故选A。
2.A
【详解】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错误;
B、硬币的设计应美观、大方,故B正确;
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正确;
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正确;
故选A。
3.C
【详解】A、冶炼生铁的主要原料为:铁矿石、焦炭、石灰石等,故不符合题意;
B、冶炼生铁的主要设备是:高炉,故不符合题意;
C、主要原理为:焦炭与氧气反应生成二氧化碳,二氧化碳被焦炭还原成一氧化碳,利用一氧化碳的还原性置换出铁矿石中的铁,故符合题意;
D、冶炼生铁主要产物是含有碳的铁合金,即生铁,故不符合题意。
4.B
【详解】A、加足量的稀硫酸,铜粉不能和稀硫酸反应,铁粉和稀硫酸反应生成易溶于水的硫酸亚铁和氢气,过滤后,洗涤,干燥,得到纯净的铜粉,不符合题意;
B、加足量的AgNO3溶液后,铜和铁都能和硝酸银溶液反应,过滤后得到的是银,符合题意;
C、铜不能被磁铁吸引,铁粉能被磁铁吸引,不符合题意;
D、加足量的CuSO4溶液,铁粉和硫酸铜反应生成铜,过滤后,洗涤,干燥,得到纯净的铜粉,不符合题意。
故选B。
5.B
【详解】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,生铁和钢主要成分都是铁,主要区别是含碳量不同。
故选:B。
6.D
【分析】一定质量的Zn加入到含有Fe(NO3)2和AgNO3两种物质的混合溶液中,锌先和硝酸银溶液反应生成银和硝酸锌,多余的锌和硝酸亚铁反应生成铁和硝酸锌,硝酸亚铁溶液显浅绿色,所得滤液为无色,说明硝酸亚铁已经参加反应完毕,锌可能恰好也可能过量。
【详解】由分析得:
①Fe(NO3)2和AgNO3都已反应完全,正确;
②滤液中除水外只有Zn(NO3)2,正确;
③滤渣中一定有Ag和Fe,可能含有锌,正确;
①②③正确;
故选D。
【点睛】在金属活动性顺序表中,排在前面的金属可以将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来。
7.A
【详解】试题分析:我们使用的铅笔芯,是石墨和粘土制成的。BCD说法正确。选A。
考点:石墨的用途;汞;碳酸钠;氯化钠。
点评:识记内容,牢记即可,难度不大。
8.C
【详解】A、空气是一种宝贵的资源,其中氧气的体积分数为21%,错误;
B、地球上淡水资源占水资源量2.53%,其中可供人类使用的淡水资源却不到全球水储量的l%,错误;
C、元素的存在形式由其化学性质决定,金、银的化学性质稳定,与自然界中的其他物质不易反应,可以以单质的形式存在;其它化学性质活泼的以化合物的形式存在,正确;
D、目前生产和生活中人们经常利用的能源有化石能源,氢能不是常用的能源,错误。
故选C。
9.D
【详解】据微观示意图可知:反应物中有2个“”没有参加反应,实际反应的微观示意图如图: 。
A、根据实际反应的微观示意图可知,反应过程中生成两种化合物,没有单质生成,不属于置换反应,错误;
B、根据实际反应的微观示意图可知,反应中生成了2种物质,错误;
C、根据实际反应的微观示意图可知,反应前后原子种类和数目均不变,分子数目发生改变,错误;
D、根据实际反应的微观示意图可知,参加反应的两种分子的个数比=6:2=3:1,正确。
故选D。
10.D
【分析】A、人类最早利用的金属材料是青铜;
B、铁是目前世界年产量最高的金属;
C、物质的用途不完全由其性质决定,与其它因素有关;
D、日常使用的金属材料大多数是合金。
【详解】A、人类最早利用的金属材料是青铜,故A选项错误;
B、铁是目前世界年产量最高的金属,故B选项错误;
C、物质的用途不完全由其性质决定,与其它因素有关,故C选项错误;
D、日常使用的金属材料大多数是合金,故D选项正确。
故选D。
【点睛】掌握金属的性质和用途、金属材料包括金属和合金是正确解答本题的关键。
11.A
【详解】A、铁桶不能用来盛放农药波尔多液,因为铁会和硫酸铜反应,故A正确;
B、铁在潮湿的空气中容易跟氧气发生化学反应,故B错误;
C、铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,故C错误;
D、铝是地壳中含量最多的金属元素,故D错误 。
故选:A。
12.C
【详解】A、该化学方程式氢气、氧气后面没有标注↑,正确的化学方程式应为:2H2O
2H2↑+O2↑。
B、该化学方程式缺少反应条件,氧气后面没有标注↑,正确的化学方程式应为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
C、该化学方程式书写完全正确。
D、该化学方程式氢气后面没有标注↑,正确的化学方程式应为Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑。
故选C。
【点睛】根据化学方程式判断正误的方法需考虑:应用的原理是否正确;化学式书写是否正确;是否配平;反应条件是否正确;↑和↓的标注是否正确。
13. 铝/Al 氧气、水/O2、H2O Cu、Fe CuCl2
【详解】(1)地壳含量较多的元素(前四种)按含量从高到低的排序为:氧、硅、铝、铁,其中含量最多的金属元素是铝元素;
(2)铁生锈实际上是铁与空气中的氧气、水共同作用的结果;
(3)根据三种金属的活动性强弱关系(锌>铁>铜)可知:首先锌和氯化铜溶液反应,置换出单质铜;如果锌足量可以再继续和氯化亚铁反应置换出铁;向滤出的固体中滴加稀盐酸,有少量气泡产生,说明固体中含有与稀盐酸反应的金属.但不能确定和盐酸反应的是铁还是铁和锌的混合物,所以得到的金属一定有铜、铁,可能含有锌。滤液中一定没有CuCl2,因为固体中含有和盐酸反应的金属,说明CuCl2中的铜全部被置换出来了;滤液中一定含有生成的ZnCl2,无法确定是否含有氯化亚铁。
14. 混合物, O2 H2O 隔绝氧气和水 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 节约金属资源
【详解】(1)钢铁是铁的合金,主要成分是铁,含有碳、硅等杂质,属于混合物;
(2)铁在空气中锈蚀,实际上是铁跟空气中的氧气和水共同作用的结果;
(3)为了防止钢铁的锈蚀,人们常采用在其表面刷油漆或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法,这些方法都能够防止锈蚀的共同原理是隔绝氧气和水;
(4)氧化铁与一氧化碳在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2;
(5)50%以上的废钢铁得到了回收利用,其目的是节约金属资源。
15.(1)黄铜
(2)4Al + 3O2= 2Al2O3
(3) Ag Cu
【详解】(1)黄铜为铜锌合金,纯铜属于铜单质,故填黄铜;
(2)铝制品耐腐蚀使用为表面形成了致密氧化膜,抑制铝的进一步锈蚀,方程式为
(3)金属活泼性铁>铜>银,则在硝酸银和硝酸铜中加入铁粉,铁先和硝酸银反应,后和硝酸铜反应。
当铁过量时,铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银单、铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,则滤液中一定含有硝酸亚铁,故填;
当铁不足时,可能有以下情况:①铁只够和部分硝酸银反应,硝酸铜没有反应,此时滤渣中含有银;②铁恰好和硝酸银反应,硝酸铜没有反应,滤渣中含有银;③铁和硝酸银反应后有剩余,继续和硝酸铜反应,此时滤渣中含有银和铜。综上,滤渣中一定含有银,可能含有铜。故填Ag;Cu。
16.(1)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(2)2H2O22H2O+O2↑
【详解】(1)铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,化学方程式Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
(2)验室制取氧气不需要加热的是过氧化氢制氧气,反应为过氧化氢在二氧化锰的催化下生成水和氧气,化学方程式2H2O22H2O+O2↑。
17. 4Al+3O2=2Al2O3 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
【详解】(1)铝具有良好的抗腐蚀性,是因为铝在空气中能与氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,该反应的化学方程式为4Al+3O2=2Al2O3。
(2)波尔多液是由氢氧化钙与硫酸铜混合配制而成,硫酸铜能与铁反应生成硫酸亚铁和铜,故不能使用铁制容器盛放,否则会导致药效降低,并损伤铁桶,该反应的化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
【点睛】本题考查了常见物之间的反应,完成此题,可以依据已学的知识以及物质的性质进行分析解答,要求同学们加强基础知识的储备,以便灵活应用。
18.(1)O2
(2)(合理即可)
【分析】已知A、B、C、D、E、F为初中化学常见的物质,其中A是一种能使带火星的木条复燃的气体,可推出A为氧气,A能转化为B、C,B、C能相互转化,B、C可能为二氧化碳和一氧化碳,C能与E反应,E能与D反应,一氧化碳、氢气均能与金属氧化物反应,故E可能是金属氧化物,D可能为氢气,C则为一氧化碳。B为二氧化碳。F能转化为D,F能与E相互转化,F可能为铁,E可能为氧化铁,代入验证,符合题意。
【详解】(1)由分析可知,A为氧气,化学式为:O2;
(2)F→D可能为铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,该反应的化学方程式为:。其他合理即可。
19.(1)蒸发结晶
(2)(或)
(3)向固体中加入适量稀盐酸,若锌过量,则有气泡产生(合理即可)
【分析】由流程可知,废液经过过滤后形成残渣和溶液①,溶液①中主要包括硝酸铜和硝酸银,然后在溶液①中加入过量锌。锌和硝酸银反应生成银和硝酸锌,硝酸铜和锌反应生成硝酸锌和铜,经过过滤后形成固体和溶液②,固体中包括银、铜和锌,溶液②中含有硝酸锌,然后经过蒸发结晶后得到硝酸锌晶体。
【详解】(1)由硝酸锌溶液获得硝酸锌晶体,可采用蒸发结晶的方式,故填蒸发结晶;
(2)在硝酸铜和硝酸银的混合液中加入锌,发生锌和硝酸银反应生成硝酸锌和银的反应和锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜的反应,方程式分别为和;
(3)锌能和盐酸反应生成氯化锌和氢气,可看到有气泡产生,而铜、银和盐酸不反应,故可用盐酸来确定锌粉是否过量。故填向固体中加入适量稀盐酸,若锌过量,则有气泡产生(合理即可);
20. 有红色固体生成,溶液由蓝色变为无色 Mg+CuSO4=MgSO4+Cu 吸收二氧化碳 ④和⑤ 与O2、CO2、水蒸气接触 将生成黄色固体放入水中,生成刺激性气味气体,将生成气体与湿润的红色石蕊试纸接触,试纸变蓝色 氧气化学性质活泼,而氮气化学性质不活泼,相同条件下镁更易与氧气反应
【详解】[任务一]
(1)镁和硫酸铜反应生成铜和硫酸镁,铜为红色固体,硫酸铜溶液为蓝色,硫酸镁溶液为无色,故实验中观察到的现象是有红色固体生成,溶液由蓝色变为无色;
镁和硫酸铜反应生成铜和硫酸镁,化学反应方程式为:Mg+CuSO4=MgSO4+Cu;
[解释与结论]
(2)二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,故氢氧化钠溶液的作用是吸收二氧化碳;
(3)实验④中还有二氧化碳,亚硫酸钠溶液可以吸收氧气,亚硫酸钠溶液中含有水分,实验 ④中没有氧气,该实验镁条没有变化,实验⑤中含有二氧化碳、氧气、水,镁条变黑,两个实验对比可知镁条变黑一定与O2有关的实验是④和⑤;
(4)实验⑤中镁条与二氧化碳、水和氧气三种物质接触,镁条才变黑,其余实验镁条不同时与二氧化碳、水和氧气三种物质接触时,镁条无变化,说明镁条变黑的条件是与O2、CO2、水蒸气接触;
[实验探究]
(5)因为镁在空气中燃烧时也能与N2反应生成黄色固体氮化镁,氮化镁可与水剧烈反应产生氨气,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,故验证该黄色固体是氮化镁的方法是:将生成黄色固体放入水中,生成刺激性气味气体,将生成气体与湿润的红色石蕊试纸接触,试纸变蓝色,说明该黄色固体是氮化镁;
[拓展延伸]
(6)氧气化学性质活泼,而氮气化学性质不活泼,镁粉更易与氧气反应,故镁粉在空气中燃烧生成的MgO远多于Mg3N2。
21.(1)0
(2)产生气体的总质量为:0.01g+0.01g+0.01g+0.005g=0.035g
解:设铜粉中混有铁粉的质量为x
x=0.98g
答:铜粉中混有铁粉的质量是0.98g
(3)解:设稀硫酸中溶质的质量分数为y
y=9.8%
答:稀硫酸中溶质的质量分数为9.8%
【分析】由表中数据可知,第1、2、3次,每加入5g稀硫酸,产生0.01g气体,第4次加入5g稀硫酸,产生0.005g气体,说明第4次,铁粉已经完全反应,故第5次,产生气体的质量为0,即m的数值为0