第八单元金属和金属材料基础复习题2023-2024学年人教版九年级化学下册（含解析）

第八单元金属和金属材料 基础复习题
一、选择题
1．氮气及其化合物的转化过程如图所示。下列分析合理的是
A．反应I为置换反应
B．催化剂a表面发生了分子分裂为原子、原子再组合为分子的过程
C．反应II只生成NO
D．反应过程中原子和分子的种类和性质保持不变
2．化学世界绚丽多彩，下列实验中有关颜色的描述不正确的是
A．硫粉在氧气中燃烧出现蓝紫色火焰
B．将铁钉加入到稀硫酸中，溶液由无色变为黄色
C．二氧化碳通入紫色石蕊溶液里，溶液变成红色
D．氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰
3．保护环境，共建美丽地球家园。以下做法不合理的是
A．加强新能源汽车的研发和推广应用
B．推广利用煤进行火力发电
C．废旧书籍、报纸分类回收，再利用
D．开发利用太阳能、风能等
4．已知金属活动性Zn>Cr>Fe，下列化学方程式书写正确的是
A． B．
C． D．
5．最新研究发现，通过简单的化学反应，可以将树木纤维素转变成超级储能装置，下面是该反应的微观示意图，下列说法错误的是

A．化学反应前后原子的种类、个数、质量均保持不变
B．参加反应的 X、Y 两物质的粒子个数比为 3：4
C．该反应不属于置换反应
D．W 物质中碳元素的质量分数最大
6．铝在空气中能够稳定存在的原因是
A．铝的活泼性差 B．铝的还原性差
C．铝与氧气不反应 D．铝表面有氧化膜
7．已知：；。下表各选项中不能用置换反应通过X得到Y的一组物质是
选项 A B C D
X Fe Fe2O3 Na Zn
Y FeCl3 Al2O3 NaOH ZnCl2
A．A B．B C．C D．D
8．下列有关实验现象的描述中，不正确的是
A．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成四氧化三铁
B．在木炭还原氧化铜的实验中，试管中的现象是固体由黑色变为红色
C．用砂纸打磨过的镁条放入稀盐酸中，镁条表面有气泡产生
D．二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，石蕊溶液由紫色变为红色
9．下列化学方程式正确的是
A．Fe + O2Fe2O3 B．H2O2H2 + O2
C．2Mg + O22MgO D．2Fe +3H2SO4=Fe2(SO4)3 +3H2↑
10．对下列实验现象描述错误的是
A．硫在氧气中燃煷发出明亮蓝紫色火焰 B．红磷在空气中燃烧产生大量白雾
C．铁丝在氧气中燃烧,剧烈燃烧,火星四射 D．铁钉插入硫酸铜溶液中,有红色物质析出
11．温度计里的水银指的是
A．铝 B．钠 C．汞 D．银
12．反应方程式下列各书写正确且属于置换反应的是
A．3Fe＋2O2点燃__Fe3O4 B．2Fe+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2↑
C．Fe+CuSO4=FeSO4+Cu D．Fe2O3＋3CO高温__2Fe＋3CO2
二、填空与简答
13．北京冬奥会自由式滑雪大跳台比赛在首钢滑雪大跳台“雪飞天”展开，首钢工业遗址成为北京冬奥会一大亮点。
(1)钢铁是使用最多的金属材料。生铁和钢都是铁合金，两者性能不同的原因是 不同。大量使用的是合金而不是纯金属，这是因为合金具有更多优良性能，钢比纯铁硬度 （填“大”或“小”）。
(2)工业上常以焦炭、赤铁矿（主要成分是氧化铁 Fe2O3）、空气等为主要原料炼铁，请写出一氧化碳与氧化铁在高温下反应的化学方程式为 。
(3)冬奥会场馆中被混凝土严密包裹的钢筋不易生锈的原因是 。请你举出其他的防止金属制品生锈的措施有 。（任选一条）
14．Fe2O3在一定条件下可转化为FeO：Fe2O3+ CO2FeO+CO2，反应前Fe2O3的质量为160克，反应过程中，Fe2O3的转化率(参加反应的Fe2O3与反应前的Fe2O3的质量比)用a表示，固体中铁元素与氧元素的质量比用mFe／mFe0表示。
(1)填写下表中的空格：
mFe/mO 7/3 14/5 7/2
固体成分 Fe2O3 Fe2O3、FeO
转化率（α） 0 100%
(2)如果Fe2O3转让为FeO的反应分两步进行：3 Fe2O3十CO2 Fe3O4十CO2
Fe3O4十CO3FeO十CO2
反应后的固体中mFe／mO=21／8时固体的成分可能有三种情况：
（1） Fe3O4 （2） (填化学式、下同) （3） ．
15．合金是重要的金属材料。
(1)下列属于合金的是 (填序号)。
A．氧化镁 B．铜 C．钛合金 D．水银
(2)生铁是常用的合金，生铁属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(3)黄铜是铜锌合金，将纯铜片和黄铜片互相刻划(如图所示)，纯铜片上留下明显的划痕，说明 。

16．某兴趣小组的同学们利用如图所示的装置对CO还原Fe2O3粉末的实验进行探究（固定装置略）。
【查阅资料】CO能溶于铜液[醋酸二氨合铜和氨水的混合液]
(1)按如图连接装置A-E，在装入试剂前，先 。
(2)写出装置B中反应的化学方程式 。
(3)装置C中玻璃管的作用： 。
(4)反应一段时间后，能证明CO与Fe2O3反应的实验现象： ； 。
(5)某同学认为该装置有缺陷，需在装置E后再连接装置F，装置E、F的接口连接顺序：a连接 （填“b”或“c”）。
17．写出下列反应的文字或化学符号表达式，并填写相关的空格：
(1)碳酸氢铵受热“失踪”： ，所以应该将碳酸氢铵密封保存在 之处。
(2)澄清石灰水久置在空气中会产生白色不溶物： 。
(3)铁在氧气中燃烧： 。
(4)镁条在空气中燃烧： ，利用该反应可以用于制造 。
18．已知在常温下A为液体，B、C、F是气体； 其中E是红色固体，F是造成温室效应的主要气体；G为黑色固体单质，H是白色不溶于水的固体，它们之间的转化关系如图，请回答下列问题：
(1)写出有关物质的化学式：B ；H 。
(2)反应④的基本反应类型是 。
(3)反应⑤的现象是 。
(4)写出反应③的化学方程式： 。
19．有一种工业废水，其中含有大量的硫酸亚铁、少量硫酸铜和污泥。某同学设计了一个既经济又合理的实验方案，制备硫酸亚铁晶体（FeSO4 7H2O）并回收铜。方案流程如图：
【查阅资料】FeSO4 7H2O受热易分解。
回答下列问题：
(1)步骤①中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和 ；
(2)步骤②中需加入的物质是 ；
(3)步骤③中发生反应的化学方程式是 ；
(4)步骤④的操作是蒸发浓缩、 、过滤。
三、科学探究题
20．全世界每年因生锈损失的钢铁占世界钢铁年产量的1／4，某学生想探究铁生锈的条件，他将干净的铁钉分别同时放入A、B、C三支试管中进行研究。
(1)请你帮助该同学完成下列实验设计的内容。
实验编号 操作方法 实验目的
1 探究铁在干燥空气中的生锈情况
2 放入铁钉，注入蒸馏水浸没铁钉，并用植物油液封，几天后观察
3 探究铁在有空气和水时的生锈情况
(2)一周后，编号为 的试管中的铁钉最易生锈。
(3)用相同材料制作、经过相同防锈处理的铁栏杆，安装在南方比安装在北方更易生锈，其原因是 。
四、计算题
21．为测定实验室某粗锌中金属锌的质量分数，化学兴趣小组的同学根据下图所示实验，向粗锌样品中加入足量稀硫酸。请根据图示信息计算：(样品中杂质不参与反应)
(温馨提示：)
(1)实验中产生氢气的质量是 g。
(2)该粗锌样品中锌的质量分数。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A.反应I为N2和H2反应生成NH3，反应物有两种，生成物只有一种，为化合反应，该选项分析不合理；
B.由微粒的变化可知，催化剂a表面发生了分子分成原子，原子又重新组合成新的分子，该选项分析合理；
C.反应II中，反应物是O2和NH3，根据反应前后元素的种类不变，则生成物不仅有NO，还应有含氢元素的物质，该选项分析不合理；
D.由微粒的变化可知，反应过程中原子种类和性质保持不变，但分子的种类和性质都发生了变化，该选项分析不合理；
故选B。
2．B
【详解】A、硫在氧气中燃烧时发出明亮的蓝紫色火焰，该选项说法正确；B、铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，硫酸亚铁溶液是浅绿色溶液，该选项说法不正确；C、二氧化碳通入紫色石蕊溶液里，溶液变成红色，该选项说法正确；D、氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，该选项说法正确。故选B。
3．B
【详解】A、加强新能源汽车的研发和推广应用，减少使用化石燃料，能减少二氧化碳的排放，故选项做法合理；
B、推利用煤广火力发电，会排除大量的废气，故选项做法不合理；
C、废旧书籍、报纸分类回收，再利用，可以减少砍伐树木作为原材料，有利于吸收更多的二氧化碳，故选项做法合理；
D、开发太阳能、风能等，减少使用化石燃料，能减少二氧化碳的排放，故选项做法合理。
故选B。
4．B
【分析】在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢(不可用浓硫酸、硝酸)；位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。(除K、Ca、Na)
【详解】A、根据金属化学活动性顺序表，Mg的化学活动性比Zn强，Zn不能把镁盐中的镁置换出来，故A错误；
B、已知金属活动性Zn>Cr>Fe，铁的化学活动性在氢前，故Cr的化学活动性也在氢前，能把酸中的氢置换出来，故B正确；
C、铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,故C错误；
D、已知金属活动性Cr>Fe，Fe不能把CrCl2中的Cr置换出来，故D错误。
故选B。
5．C
【分析】由图可知，该反应为碳和氨气在催化剂和高温条件下反应生成氮气和甲烷，该反应的化学方程式为：。
【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类、数目和质量不变，不符合题意；
B、由化学方程式可知，参加反应的X、Y两种物质的个数比为3:4，不符合题意；
C、该反应符合“一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物”的反应，属于置换反应，符合题意；
D、W即甲烷中C、H元素的质量比为：12:4=3:1，故碳元素的质量分数最大，不符合题意。
故选C。
6．D
【详解】A、Al的活泼性较强，错误；B、铝是活泼金属，其还原性较强，错误；C、铝能与氧气反应生成氧化铝，错误；D、Al在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜，是铝在空气中能够稳定存在的原因，正确。故选D。
7．A
【分析】置换反应是一种单质和化合物反应生成另一种单质和化合物的反应，依据置换反应概念结合所给物质性质以及所给的信息进行分析判断。
【详解】A、铁和盐酸或氯化铜溶液等能发生置换反应，但生成的是氯化亚铁而不是氯化铁，故该项错误；
B、通过所给信息可知氧化铁与铝在高温条件下可以发生置换反应生成氧化铝，故该项正确；
C、通过所给信息可知钠与水能通过置换反应生成氢氧化钠，故该项正确；
D、锌和盐酸或氯化铜等溶液可以发生置换反应反应获得氯化锌，故该项正确。
故选A。
【点睛】有铁参与的置换反应铁在化合物中会呈现正二价。
8．A
【详解】A、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体，而“生成四氧化三铁”是实验结论；错误；
B、碳具有还原性，能与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，该实验的现象是黑色固体变为红色，澄清石灰水变浑浊；正确；
C、镁在空气中表面易被氧化，砂纸将氧化膜除去，镁在金属活动性顺序氢之前，镁和盐酸反应产生氯化镁和氢气，则有气泡产生；正确；
D、二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，二氧化碳与水反应生成碳酸，溶液显酸性，遇到紫色石蕊溶液，溶液变为红色；正确；
故选A。
9．C
【详解】A、铁与氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，正确的化学方程式为3Fe+2O2Fe3O4，选项不符合题意；
B、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，正确的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑，选项不符合题意；
C、镁与氧气在点燃的条件下生成氧化镁，化学方程式完全正确，选项符合题意；
D、铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，正确的化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，选项不符合题意。
故选C。
10．B
【详解】A、硫粉在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成一种刺激性气味的气体，故选项说法正确；
B、红磷燃烧时，产生大量的白烟，而不是白雾，故选项说法错误；
C、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，故选项说法正确；
D、铁钉插入硫酸铜溶液中，有红色物质析出，故选项说法正确。
故选B。
【点睛】在描述物质燃烧的现象时，需要注意光和火焰、烟和雾、实验结论和实验现象的区别。
11．C
【详解】温度计里的水银是金属汞。
12．C
【详解】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的反应是置换反应。
A、铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，反应的化学方程式为：，该选项书写正确但不是置换反应，不符合题意；
B、铁和稀硫酸反应的化学方程式为：Fe+ H2SO4=FeSO4 + H2↑，该选项书写不正确，不符合题意；
C、铁和硫酸铜反应的化学方程式为：Fe+ CuSO4=Cu + FeSO4，该选项书写正确且是置换反应，符合题意；
D、一氧化碳和氧化铁反应的化学方程式为：，该选项书写正确但不是置换反应，不符合题意。
故选C。
13．(1) 含碳量 大
(2)
(3) 隔绝空气和和水 涂防锈漆、使用不锈钢等（任选一条）
【详解】（1）生铁和钢都是铁合金但是二者的含碳量不同，钢含碳量低于生铁故钢的韧性强，故填：含碳量不同；一般的合金都比其组成金属的硬度大，钢的硬度比纯铁硬度大；
（2）一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：；
（3）铁在潮湿的空气中易生锈，被混凝土严密包裹的钢筋不易生锈是因为混凝土隔绝了空气和水，故填：不与空气和水接触；防止金属制品生锈可以涂保护膜，如：刷漆、涂油等。
14． FeO 50% Fe2O3和FeO Fe3O4、Fe2O3和FeO
【详解】（1）根据Fe2O3+CO2FeO+CO2，Fe2O3的转化率是参加反应的Fe2O3与反应前的Fe2O3的质量比，
由表格中的转化率为100%可知，氧化铁全部反应，
则固体成分为FeO，氧化亚铁中Fe、O元素的质量比为56：16=7：2，符合题意；
当中mFe/mO═14/5时，设参加反应的氧化铁的质量为x，
则 Fe2O3+CO2FeO+CO2，
160 144
x
由反应后铁与氧元素的质量比得，
，
解得x=80g
则转化率为×100%=50%，
故答案为FeO；50%；
（2）由反应可知，反应后的固体有四氧化三铁、也可能有氧化亚铁，
若只有四氧化三铁，在Fe3O4中，铁、氧元素的质量比为56×3：16×4=21：8，则可能反应后固体只有四氧化三铁；
在Fe2O3中铁、氧元素的质量比为56×2：16×3=7：3=21：9，
若只有氧化亚铁，在FeO中Fe、O元素的质量比为56：16=7：2=21：6，
则7：3＜21：8＜Fe2O3＜7：2，
则反应后固体可能为氧化铁和氧化亚铁的混合物，也可能为氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁的混合物；
故答案为Fe2O3和FeO；Fe3O4、Fe2O3和FeO．
15．(1)C
(2)混合物
(3)黄铜(或铜锌合金)的硬度比纯铜的硬度大
【分析】合金是由一种金属跟其他金属（或非金属）熔合形成的有金属特性的物质；合金的硬度一般比各成分金属大，熔点比各成分金属低；合金一定是混合物。
【详解】（1）氧化镁是金属氧化物，铜、水银属于金属单质，它们都不属于合金，钛合金由钛和其他金属制成；
（2）生铁是铁、碳等元素形成的合金，合金属于混合物；
（3）黄铜是铜、锌等元素制成的合金，比成分金属纯铜的硬度大，所以将纯铜片和黄铜片互相刻划，纯铜片上会留下明显的划痕。
16．(1)检查装置的气密性
(2)
(3)平衡气压
(4) 玻璃管中红色固体变黑 澄清的石灰水变浑浊
(5)c
【详解】（1）连接好装置后，在装入试剂前，需要检查装置的气密性，故填：检查装置的气密性。
（2）B中的反应是二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：，故填：。
（3）装置C中的玻璃管与空气相通，起平衡C中气压的作用，故填：平衡气压。
（4）一氧化碳和三氧化二铁反应，生成铁和二氧化碳，则玻璃管中红色固体变黑，E中澄清的石灰水变浑浊，故①填：玻璃管中红色固体变黑，②填：澄清的石灰水变浑浊。
（5）该实验缺少尾气处理装置，因此需要加上F装置吸收一氧化碳，一氧化碳从c进入，确保一氧化碳和溶液充分接触，故填：c。
17．(1) 碳酸氢铵氨气+水+二氧化碳或NH4HCO3NH3+H2O+CO2 阴凉（合理即可）
(2)氢氧化钙+二氧化碳→碳酸钙+水或Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O
(3)铁+氧气四氧化三铁或Fe+O2Fe3O4
(4) 镁+氧气氧化镁或Mg+O2MgO 照明弹（合理即可）
【详解】（1）碳酸氢铵受热“失踪”是因为碳酸氢铵在受热的条件下反应生成氨气、水和二氧化碳，反应的文字表达式为：碳酸氢铵氨气+水+二氧化碳，符号表达式为：NH4HCO3NH3+H2O+CO2，故填碳酸氢铵氨气+水+二氧化碳或NH4HCO3NH3+H2O+CO2；
碳酸氢铵在受热的条件下反应生成氨气、水和二氧化碳，所以应该将碳酸氢铵密封保存在阴凉之处，故填阴凉。
（2）澄清石灰水久置在空气中会产生白色不溶物是因为氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成了碳酸钙沉淀和水，反应的文字表达式为：氢氧化钙+二氧化碳→碳酸钙+水，符号表达式为：Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O，故填氢氧化钙+二氧化碳→碳酸钙+水或Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O。
（3）铁和氧气在大人的条件下反应生成四氧化三铁，反应的文字表达式为：铁+氧气四氧化三铁，符号表达式为：Fe+O2Fe3O4，故填铁+氧气四氧化三铁或Fe+O2Fe3O4。
（4）镁与氧气在点燃的条件下反应生成氧化镁，反应的文字表达式为：镁+氧气氧化镁，符号表达式为：Mg+O2MgO，故填镁+氧气氧化镁或Mg+O2MgO；
镁与空气中的氧气发生燃烧时发出耀眼的白光，所以利用该反应可以用于制造照明弹，故填照明弹。
18．(1) O2 CaCO3
(2)化合反应
(3)澄清的石灰水变浑浊
(4)
【分析】常温下A为液体，A能在通电的条件下反应生成B和C，可推出A为水，F是造成温室效应的主要气体；可推出F为二氧化碳，F能与澄清石灰水反应生成H，可推出H为碳酸钙，B能与G在点燃的条件下反应生成F，G为黑色固体，可推出G为碳，B为氧气，则C为氢气，E是红色固体，可推出E为铜，B能与E在加热的条件下反应生成D，可推出D为氧化铜，代入验证，符合题意。
【详解】（1）由分析可知，B为氧气，化学式为：O2；H为碳酸钙，化学式为：CaCO3；
（2）反应④为碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应；
（3）反应⑤为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，现象是澄清石灰水变浑浊；
（4）反应③为碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，该反应的化学方程式为：。
19．(1)玻璃棒
(2)铁/Fe
(3)
(4)结晶
【详解】（1）步骤①是将污泥与溶液分离，故可用过滤，过滤操作中用到的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒；
（2）要将硫酸铜与硫酸亚铁的混合溶液中回收铜，同时得到硫酸亚铁溶液，只能加入过量的铁置换硫酸铜溶液中的铜；
（3）铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，因此经过步骤②之后得到的固体中含有生成的铜和剩余的铁，加入适量稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为；
（4）最后将溶液2和3混合再一起对溶液进行蒸发、结晶即可得到硫酸亚铁晶体。
20． 在试管中放少量干燥剂(CaO)，再放一团干棉球，放入铁钉，塞紧橡皮塞，几天后观察 探究铁在不接触空气的水中的生锈情况 在试管中放入湿棉球，再放入铁钉，几天后观察 3 南方潮湿、温度高，铁栏杆更易生锈
【详解】（1）铁生锈条件的探究，一般可以设计三组对比试验，即铁只与氧气接触，铁只与水接触，铁与水和氧气同时接触，所以实验设计内容如下：
1. 在试管中放少量干燥剂(CaO)，再放一团干棉球，放入纯净的铁钉，并用橡皮塞塞上，几天后观察；探究铁在干燥空气中的生锈情况。
2. 放入铁钉，注入蒸馏水浸没铁钉，并用植物油液封，几天后观察；探究铁只与水接触时的生锈情况；
3. 放入铁钉，加入蒸馏水浸没铁钉一半，放入铁钉，加入蒸馏水浸没铁钉；探究铁在有空气和水时的生锈情况。
（2）根据铁钉生锈的条件可知，在有水和氧气时铁最易生锈；
（3）空气中水蒸气的含量越高，铁越易生锈，南方雨水多，空气中水汽含量高，铁更容易生锈。
21．(1)0.4
(2)解：设锌的质量为x，则
解得x=13g
则锌的质量分数为
答：该粗锌样品中锌的质量分数为86.7%。
【详解】（1）根据质量守恒可知，生成的氢气的质量为100g+15g-114.6g=0.4g。
（2）见答案。
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