人教版九年级化学下册第八单元金属和金属材料（含解析）

人教版九年级化学下册第八单元金属和金属材料
一、单选题
1．下列属于置换反应的是(　　)
A．2H2O 2H2↑+O2↑ B．S+O2 SO2
C．NaOH+HCl=NaCl+H2O D．2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
2．2021年6月，我国航天局公布了由“祝融号”火星车拍摄的着陆点全景，火星土壤中含量最多的元素与地球地壳中含量最多的元素相同，这种元素是（　　）
A．氧 B．铝 C．铁 D．硅
3．下列关于金属资源的说法中，不正确的是（　　）
A．地球上除少数不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物形式存在
B．地球上的金属资源是取之不尽的
C．防止金属腐蚀、回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境
D．合理开采矿物、寻找金属代替品都是保护金属资源的有效途径
4．垃圾分类势在必行，废铜烂铁应归属于哪一类（　　）
A．有害垃圾 B．厨余垃圾 C．其他垃圾 D．可回收垃圾
5．下列金属中，金属活动性最弱的是（　　）
A．金 B．银 C．铜 D．铁
6．下列说法错误的是（　　）
A．密度最小的气体是H2
B．空气中含量最多的气体是N2
C．地壳中含量最多的金属元素是Fe
D．人体内含量最高的物质是H2O
7．有X、Y、Z三种金属，只有Y在加热情况下也不与氧气反应，把X放入ZCl3溶液中，X表面有银白色固体生成，据此判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序为（　　）
A．YXZ B．XZY C．YZX D．ZXY
8．现有X，Y，Z三种金属，把X，Y分别放入稀盐酸中，Y产生气体的速率比X快，把Z放入硫酸铜溶液中，一段时间后，无明显现象，根据以上事实，判断三种金属的活动性强弱，正确的是（　　）
A．X＞Y＞Z B．Y＞Z＞X C．Y＞X＞Z D．Z＞Y＞X
9．为预防金属制品锈蚀，下列措施或做法不当的是（　　）
A．将使用后的菜刀洗净擦干 B．在铁制门窗表面喷涂油漆
C．在铁制水管表面镀一层锌 D．用力擦去铝锅表面的氧化膜
10．除去下列物质中的少量杂质（括号内为杂质），其操作错误的是（　　）
A．Cu粉（Fe粉）------用磁铁吸引
B．N2（O2）-------将混合气体通过灼热的铜丝网
C．CO（CO2）------将混合气体通过灼热的氧化铁粉末
D．MnO2（KCl）------将混合物溶解于水、过滤、洗涤、干燥
11．下列说法错误的是（　　）
A．C可能是铜
B．将Fe放在B的盐溶液中可以置换出B
C．四种金属的活动性顺序是：A＞B＞Fe＞C
D．钢和生铁都是铁合金
12．在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定量的镁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀盐酸，没有气泡产生．下列判断正确的是（　　）
A．滤出的固体中一定含有铜，可能含有铁和镁
B．滤出的固体一定含有铜，一定不含铁和镁
C．滤液中一定含有氯化镁和氯化亚铁，一定不含氯化铜
D．滤液中一定含有氯化镁、氯化亚铁、氯化铜
二、科普阅读题
13．阅读下列科技短文并回答问题。
现代先进的飞机与飞行器要飞得高、快、远、省，就必须靠轻、强、美的材料。铝、镁、锂、钛这些金属及其合金被称之为“飞行的金属”。铝、镁、锂、钛等金属在自然界中以化合物的形式存在，铝土矿含有Al2O3，光卤石含有MgCl2，锂辉石含有LiAl(Si2O6)，金红石含有TiO2.元素的存在形态与环境条件有关，铝元素在pH＜4的溶液中以Al3+存在，在pH为4～7时以Al(OH)3的形态沉淀，在pH>7的溶液中以[Al(OH)4]-存在。铝、镁、锂、钛的冶炼有电解法和还原法等。冶炼钛的部分生产流程如图1所示。
金属及其合金的性质决定其用途。钛在盐酸、硫酸、硝酸溶液中耐腐蚀，在碱性溶液中可稳定存在。将1mm厚的不锈钢、钛浸在海水中，不锈钢4年后完全腐蚀，钛几十年不腐蚀。钛合金、铝合金、铜合金的耐海水腐蚀性能试验结果如图2所示。航空航天材料的选择，既要轻又要有足够的强度。铝、镁、锂、钛、铁的密度(g cm﹣3)的值分别为2.7、1.74、0.54、4.51和7.87。比强度(MPa cm3 g﹣1)越大，材料的性能越好。不锈钢、铝合金和钛合金的比强度分别为79、167和218。铝，姗姗来迟，给世界带来勃勃生机。镁、锂让飞行器变得更快更省。钛，力大无比的巨人，“全能”的钛帮助人类飞出地球，飞向太空！
（1）锂和镁、铝相比，能让飞行器变得更快的原因是　 　；钛、铜镍合金、铝黄铜中耐腐蚀性最好的是　 　。
（2）写出由TiO2转化为TiCl4的化学反应方程式：　 　。
（3）下列说法正确的是____(填字母序号)。
A．金属的冶炼与金属活动性、金属矿物的储量等因素有关
B．自然界中，在酸性条件下，铝元素的存在形式有Al3+或Al(OH)3
C．作为航空航天材料，与铝相比，钛在密度和强度方面都具有明显优势
三、填空题
14．铬（Cr）是一种重要的金属材料，它具有良好的金属光泽和抗腐蚀性，常用来镀在其他金属的表面上，铜、铬、锰、镍组成合金可以制成各种性能的不锈钢。某校化学研究小组对Cr（铬）、Al、Cu的金属的活动性顺序进行探究，过程如下：
（1）[作出假设]对三种金属的活动性顺序提出三种可能的假设是：
①Cr＞Al＞Cu②Al＞Cr＞Cu③Cr＞Cu＞Al
[设计实验]同温下，取大小相同的这三种金属薄片，分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸中，观察现象，记录以下：
金属 Cr Al Cu
与盐酸反应现 气泡产生缓慢，金属逐渐溶解 气泡产生激烈，金属迅速溶解 无气泡产生，金属无变化
[控制实验条件]三种金属加入盐酸前都先用纱布将其表面擦光亮，其目的是　 　。
A．除去氧化膜，利于直接反应
B．使表面光亮，易观察现象
C．使金属温度相同，易反应
[得出结论]原假设中正确的是　 　（选填假设中①、②，③）。写出铬（铬与盐酸反应后显+2价）与盐酸反应的化学方程式　 　。
[结论应用]根据探究结果，请你预测铬与硫酸铜溶液　 　（填“能”或“不能”）反应，理由是　 　。
四、实验探究题
15．我们通过学习知道，钠原子在化学反应中易失去电子，成为钠离子.
（1）“在金属活动顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从其盐溶液里置换出来”，金属钠排在金属铜的前面。有的同学据此推测:钠能从蓝色硫酸铜溶液中把铜置换出来。
教师按照下列顺序进行演示实验,并记录实验现象:
步骤一:将硫酸铜溶液倒入培养皿中
步骤二:用镊子将一小块金属钠放入培养皿中
现象1:金属钠成小球状在液体表面游动
现象2:金属小球逐渐变小至消失，在小球游动的轨迹下面只有蓝色絮状难溶物出现
①由以上实验现象得出结论:因为反应中没有　 　色的物质
生成，所以金属钠　 　(填:“能” 或“不能”)把铜从硫酸铜溶液中置换出来。
②对实验涉及的物质进行分析:硫酸铜溶液中溶剂为水，溶质为　 　(填化学式),钠与硫酸铜溶液反应后培养中皿所含元素有: Na、 Cu、 H、O、　 　 (填元素 符号)五种元素。查阅资料得知:“ 蓝色絮状难溶物”是一种学过的碱，该物质的名称是　 　。
（2）有的同学又产生新的疑问:钠能否与水发生反应 生成物是什么 教师为解答学生的疑惑，又设计并进行如下实验。同时记录有关现象:
步骤一:向盛有蒸馏水的烧杯中滴入几滴酚酞试液并搅拌均匀
步骤二:用镊子将一小块金属钠放入烧杯中
现象:钠在液体表面成小球状游动并发出“嘶嘶”声响。小球周围有“蒸汽”产生，有时有火星出现，液体中出现红色。
请结合上面所示信息，回答下列问题:
①用手触摸反应后烧杯外壁,感觉烫手,说明钠与水发生的是　 　 (填:“吸
热”或“放热”)反应。
②从现象中可以断定:液体中出现红色说明反应后液体显　 　性，结合液体中所含元素，继而推断有　 　(填化学式)生成。另外，钠与水反应还生成一种可燃性气体单质。请写出钠与水反应的化学方程式:　 　。
五、综合题
16．铁是我们日常生活中一种常见的金属，但你是否真正了解它呢，快来参加“铁知识竞赛”吧。
（1）铁的元素符号是　 　，它是由　 　（选填“原子”、“分子”或“离子”）构成的．日常生活中我们所用的钢铁是一种　 　（选填“纯金属”或“合金”）
（2）工业中常用一氧化碳还原赤铁矿来炼铁，其中赤铁矿的主要成分是　 　，写出工业制铁时，高炉内发生反应的化学方程式：　 　
（3）将制得的铁放入稀硫酸中，溶液中会产生的气体是　 　（填化学式）
（4）为了防止铁质的自行车架生锈，我们经常采取　 　的方式对它进行保护．
六、计算题
17．铝比铁的耐腐蚀性能更好，主要原因是铝与空气中的氧气反应会生成一层致密的氧化铝薄膜。现有5.4g铝放在空气中与氧气充分反应，理论上可得到氧化铝的质量是多少　 　？（化学方程式为4Al+3O2＝2Al2O3）
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】A、该反应是一种物质反应生成多种物质，符合分解反应的特点，故是分解反应，不是置换反应，故不符合题意；
B、该反应是两种物质反应生成一种物质，是化合反应，故不符合题意；
C、该反应是酸与碱互相交换成分生成盐和水的反应，是复分解反应，故不符合题意；
D、该反应是由金属单质和酸反应生成氢气和盐，是置换反应，符合题意。
故答案为：D 。
【分析】根据置换反应定义分析，置换反应要符合反应物和生成物都一种单质和一种化合物。
2．【答案】A
【解析】【解答】火星土壤中含量最多的元素与地球地壳中含量最多的元素相同，而地壳中含量排前五的元素分别为氧、硅、铝、铁、钙，则含量最多的元素为氧元素。
故答案为：A。
【分析】根据地壳中含量排前五的元素分别为氧、硅、铝、铁、钙分析。
3．【答案】B
【解析】【解答】地球上的金属资源储存是有限的，而不是取之不尽的，要合理开采节约利用，Ｂ符合题意；
故答案为：Ｂ。
【分析】根据金属资源的现况分析，金属资源储存有限，所以要节约，合理开采。
4．【答案】D
【解析】【解答】废铜烂铁属于废旧金属，所以属于可回收垃圾。
故答案为：D。
【分析】可回收垃圾主要包括废纸、塑料、玻璃、金属、纺织物等。
5．【答案】A
【解析】【解答】根据金属活动性顺序克制，金属活动性最弱的是金属金；
故答案为：A
【分析】根据金属活动性顺序表分析，金属活动性顺序表中是由强到弱的顺序排列的，所以金排在最后，化学性质最弱。
6．【答案】C
【解析】【解答】A、密度最小的气体是H2，不符合题意；
B、空气中含量最多的气体是N2，不符合题意；
C、地壳中含量最多的金属元素是铝元素Al，符合题意；
D、人体内含量最高的物质是H2O，不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、根据氢气的密度最小进行分析
B、根据空气中各成分的体积分数分析
C、根据地壳中元素的含量进行分析
D、根据人体中的物质组成进行分析
7．【答案】B
【解析】【解答】只有Y在加热情况下也不与氧气反应，所以Y最不活泼，把X放入ZCl3溶液中，X表面有银白色固体生成，所以X比Z活泼，所以这三种金属的活动性由强到弱的顺序为XZY，
故答案为：B。
【分析】根据物质与氧气反应的条件及金属与盐溶液是否发生反应来判断金属活动性强弱分析，与氧气常温反应比加热反应的金属活动性强，加热反应比不反应的强，金属与盐溶液反应则金属单质的活动性比盐中金属的强。
8．【答案】C
【解析】【解答】解：现有X、Y、Z三种金属，位于氢前面的金属能置换出酸中的氢，且金属的活动性越强，与酸反应的速率越快，把X、Y分别放入稀盐酸中，Y产生气体的速率比X快，说明Y的金属活动性比X强，即Y＞X．
把Z放入硫酸铜溶液中，一段时间后，无明显现象，说明Z的金属活动性比铜弱，即Cu＞Z．
铜排氢的后面，则三种金属的活动性强弱顺序为Y＞X＞Z．
故选：C．
【分析】在金属活动性顺序中，位于氢前面的金属能置换出酸中的氢，位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来，据此判断能否发生反应，进而可确定三种金属活动性由强到弱的顺序．本题难度不大，考查了金属活动性顺序的应用，掌握金属活动性顺序并能灵活运用是正确解答此类题的关键所在．
9．【答案】D
【解析】【解答】A、使用后的菜刀洗净擦干有利于防锈，故符合题意；
B、在铁制门窗表面喷涂油漆，使铁与水和氧气隔绝，有利于防锈，故符合题意；
C、在铁制水管表面镀一层锌，使铁与水和氧气隔绝，有利于防锈，故符合题意；
D、铝锅表面的氧化膜对铝锅起到保护作用，阻止铝被进一步氧化，故擦去是错误的．
故答案为：D．
【分析】根据铁生锈实质分析，预防生锈要使铁与氧气和水隔离，而铝表面的氧化铝膜起保持作用不可除去。
10．【答案】C
【解析】【解答】A. Cu粉、Fe粉用磁铁吸引，其中铁粉会被磁铁吸引从铜粉中取出，故A正确，不符合题意；
B. 将N2、O2混合气体通过灼热的铜丝网，其中杂质O2会与灼热的铜丝网，生成氧化铜，去除了杂质O2，故B正确，不符合题意；
C. 将CO与CO2混合气体通过灼热的氧化铁粉末，其中CO会与灼热的氧化铁粉末反应，生成CO2杂质，故C错误，符合题意；
D. 将MnO2、KCl溶于水，KCl可以溶解于水，MnO2不溶于水，其后通过过滤、洗涤、干燥可以得到纯净MnO2，故D正确，不符合题意；
故答案为：C。
【分析】除杂的原则：1、除杂剂只能与杂质反应，不能与欲保留的物质反应；2、不能引入新杂质；3、最佳的除杂方法是除杂剂与杂质反应生成欲保留的物质。
11．【答案】B
【解析】【解答】A、C不与酸反应，可能是铜，不符合题意；
B、由图示可知，铁的活动性比B弱，所以将铁放在B的盐溶液中，不能反应，符合题意；
C、由四种金属与盐酸反应的现象可知，四种金属的活动性顺序是：A＞B＞Fe＞C ，不符合题意；
D、 钢和生铁都是铁合金 ，不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据金属与酸反应的现象分析。
12．【答案】B
【解析】【解答】根据金属活动顺序表知镁比铁活泼，铁比铜活泼，所以加入镁粉，首先镁粉和氯化铜溶液反应，置换出单质铜，如果镁粉足量可以再继续和氯化亚铁反应置换出铁．“充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀盐酸，没有气泡产生”说明没有镁剩余，且没有生成铁单质．
A、滤出固体不可能有铁和镁，因为二者和盐酸反应有气体生成，所以A不正确．
B、因为镁粉首先要和氯化铜反应，所以生成物一定有铜，结合A的分析一定不会有铁和镁，所以正确．
C、因为镁粉参与反应，所以滤液一定有氯化镁．由于生成的固体不能与盐酸反应生成氢气，即不存在铁单质，所以铁元素就一定在溶液中，即氯化亚铁不可能参与反应，所以也一定有，当镁粉少量时，氯化铜可能剩余，所以C不正确．
D、氯化铜不一定有，因为当加入镁粉恰好能和氯化铜反应完时，所以D不正确．
【分析】本题主要考查了学生对金属活动顺序表的运用以及半定量（如一定量、过量、少量等）概念的理解和掌握．
13．【答案】（1）锂密度小，质轻；钛
（2）
（3）A；B
【解析】【解答】（1）锂和镁、铝相比，能让飞行器变得更快的原因是锂的密度比镁、铝的密度小、质轻；由图2可知，钛、铜镍合金、铝黄铜中耐腐蚀性最好的是钛。
（2）由题中图1信息、质量守恒定律，TiO2转化为TiCl4发生的反应是TiO2、C和Cl2在800 1000℃条件下生成TiCl4和CO，反应的化学反应方程式为：。
（3）A、金属的冶炼与金属活动性、金属矿物的储量等因素有关，金属活动性越强，对冶炼的条件要求较高，金属矿物储量越大，利用的越多，冶炼的越多，正确；
B、铝元素在pH＜4的溶液中以Al3+存在，在pH为4～7时以Al(OH)3的形态沉淀，在酸性条件下，其pH<7，铝元素的存在形式有Al3+或Al(OH)3，正确；
C、航空航天材料的选择，既要轻又要有足够的强度，钛比铝强度高，但是钛的密度比铝的密度大，不正确；
故答案为：AB。
【分析】（1）锂的密度小于镁、铝；钛的耐腐蚀性优于铜镍合金、铝黄铜；
（2）TiO2、C和Cl2在800 1000℃条件下生成TiCl4和CO；
（3）A.金属活动性越强，对冶炼的条件要求较高，金属矿物储量越大，利用的越多，冶炼的越多；
B.铝元素在pH＜4的溶液中以Al3+存在，在pH为4～7时以Al(OH)3的形态存在；
C.钛的密度比铝的密度大。
14．【答案】A；②；Cr+2HCl＝CrCl2+H2↑；能；根据金属铬排在氢的前面铜排在氢的后面，所以铬可以和硫酸铜溶液反应。
【解析】【解答】[控制实验条件]：用砂布将其表面擦光亮，其目的是除去氧化膜，让金属直接反应，故选：A；
[得出结论]：（1）根据金属铬、金属铝和盐酸反应放出氢气，说明铬、铝排在氢的前面，且铝与盐酸反应气泡产生激烈，铬与盐酸反应气泡缓慢，说明铝排在铬的前面；铜不和盐酸反应，说明铜排在氢的后面，三种金属的活动性顺序强弱为：Al＞Cr＞Cu；
金属铬和盐酸反应生成氯化铬和氢气，反应的化学方程式：Cr+2HCl＝CrCl2+H2↑；
[结论应用]根据金属铬排在氢的前面铜排在氢的后面，所以铬可以和硫酸铜溶液反应。
【分析】考查金属活动性的探究
15．【答案】（1）红；不能；CuSO4；S；氢氧化铜
（2）放热；碱；NaOH；
【解析】【解答】（1）①如果钠能将铜从硫酸铜溶液中置换出来，则应有红色的铜产生，由以上实验现象得出，反应中没有红色的物质生成，所以金属钠不能把铜从硫酸铜溶液中置换出来；②对实验涉及的物质进行分析:硫酸铜溶液中溶剂为水，溶质为硫酸铜，化学式为CuSO4；
根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类、数目不变，故钠与硫酸铜溶液反应后培养皿中所含元素有: Na、 Cu、 H、O、S五种元素，“ 蓝色絮状难溶物”是一种学过的碱，该物质的名称是氢氧化铜；（2）①用手触摸反应后烧杯外壁，感觉烫手，说明钠与水发生的是放热反应；②酚酞遇碱变红，故液体中出现红色说明反应后液体显碱性，结合液体中所含元素（Na、H、O），继而推断有NaOH生成。另外，钠与水反应还生成一种可燃性气体单质，由所含元素可推出该可燃性气体单质为氢气，故钠与水反应的化学方程式： 。
【分析】（1）根据铜呈红色、固体溶于水，固体是溶质、反应前后元素种类不变分析；
（2）根据温度升高的化学变化是放热反应、使酚酞变红的物质呈碱性及方程式书写原则分析。
16．【答案】（1）Fe；原子；合金
（2）Fe2O3；Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
（3）H2
（4）刷漆
【解析】【解答】（1）铁的元素符号是Fe，它是由原子构成的．日常生活中我们所用的钢铁是一种合金；
（2）赤铁矿的主要成分是Fe2O3，工业制铁时高炉内发生反应的化学方程式Fe2O3 + 3CO
2Fe + 3CO2；（3）铁放入稀硫酸中，溶液中会产生的气体是H2；
（4）为了防止铁质的自行车架生锈，可以采取刷漆的方式对它进行保护．
故答案为：（1）Fe；原子；合金；（2）Fe2O3；Fe2O3 + 3CO
2Fe + 3CO2；（3）H2；（4）刷漆.
【分析】（1）铁是金属元素，它是由原子构成的，钢铁是铁的合金；
（2）赤铁矿的主要成分是Fe2O3，工业制铁时，三氧化二铁和一氧化碳在高温条件下生成铁和二氧化碳；
（3）在金属活动性顺序表中，位于H前的金属能将酸溶液中的H以氢气的形式置换出来；
（4）铁和氧气与水直接接触时容易生锈，结合实际情况解答即可.
17．【答案】10.2g
【解析】【解答】设生成的氧化铝的质量为x
x＝10.2g答：生成的氧化铝的质量为10.2g。
【分析】根据铝的质量和对应的化学方程式求算生成的氧化铝的质量。
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