第六章 金属 复习题
一、选择题
1.“生活离不开化学,化学服务于生活”。结合图示及文字判断下列有关叙述错误的是
A. 利用活性炭吸附性脱色制白糖
B. 二氧化碳能使作物增产
C. 马踏飞燕能保存至今是因为黄铜抗腐蚀性好
D. 轨道采用锰钢是因为其硬度大,韧性好
2.如图为某反应的微观示意图,下列说法正确的是
A.该反应属于置换反应 B.反应前后氮元素的化合价降低了
C.参加反应的甲和乙的分子个数比为4:5 D.生成的丙和丁的质量比为5:3
3.下列推理符合事实的是
A.单质中一定只含一种元素,所以只含一种元素的物质一定是单质
B.氧化物中含有氧元素,含有氧元素的物质一定是氧化物
C.最外层电子数为8的粒子不一定都是稀有气体元素的原子
D.活泼金属可与酸发生置换反应,置换反应一定是金属和酸的反应
4.下图所示过程中只涉及物理变化的是
A.海水淡化 B.二氧化碳的溶解性实验 C.乙醚棉球燃烧 D.铁钉生锈
A.A B.B C.C D.D
5.关于下列实验现象,描述正确的是
A.光亮的铜丝放入稀硫酸中,溶液变为蓝色,产生大量气泡
B.二氧化碳通入紫色石蕊溶液中,溶液由紫色变为蓝色
C.镁条在空气中剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成白色固体
D.在电解水实验中,与正极、负极相连的玻璃管内收集到的气体体积比约为2:1
6.有一包固体粉末X可能含有Zn、Fe粉、CuO 中的一种或几种。为探究其成分,将mg固体粉末加入到一定质量的稀盐酸中,充分反应后剩余ng固体。下列说法正确的是
A.若固体粉末X含有铁,则m可能小于n
B.若充分反应后溶液中含有四种阳离子,则剩余固体一定为纯净物
C.若充分反应后溶液中含有三种阳离子,则固体粉末X一定由三种物质组成
D.剩余ng固体可能由铁和组成
7.合金比纯金属具有许多更优良的性能。下列关于合金的说法中错误的是
A.焊锡的熔点比纯锡的熔点高 B.黄铜的硬度比纯铜的硬度大
C.钛合金可以用来制人造骨 D.我们通常用的铁是一种铁合金
8.下列观点中,错误的是
A.结构决定性质 B.化学反应限度、速率是可以调控的
C.溶液为粒子提供碰撞机会 D.金属只与酸反应,不与碱反应
9.嫦娥五号从月球带回了月壤,月壤中存在天然的铁、金、银等矿物颗粒。铁元素的有关信息和原子结构示意图如图所示,下列说法中不正确的是
A.铁原子的核外电子数为26 B.x的值为14
C.铁元素位于元素周期表的第四周期 D.铁与稀盐酸的反应产物中,铁元素显+3价
10.(10年云南玉溪16)关于H2→H2O,CO→CO2,Mg→MgO三种物质的转化过程,下列说法不正确的是
A.都能通过化合反应实现
B.都能通过置换反应实现
C.都能通过与单质反应实现
D.变化前后元素化合价都发生了改变
11.将质量均为10g的Mg、Fe、Zn三种金属分别放入质量和溶质质量分数均相同的三份稀硫酸中,反应完成后,生成氢气的质量关系不可能的是
A. B.
C. D.
二、填空与简答
12.将一定量铁粉加入到硝酸银和硝酸铜的混合溶液中,反应后溶液呈蓝色。
(1)反应后溶液的质量有何变化 ?
(2)写出一定发生的反应的化学方程式 。
(3)请你分析反应后得到的蓝色溶液中溶质的成分 。
13.钢铁是应用比较普遍的金属材料,也是最容易发生锈蚀的金属材料之一。
(1)工业上用赤铁矿(主要成分Fe2O3)炼铁的原理 (用化学方程式表示)。
(2)钢铁生锈是铁与空气中的 发生化学反应的结果。
(3)处理某废旧金属后的溶液中含有Cu(NO3)2和AgNO3两种溶质,为回收其中的金属,向该溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,再向滤渣中加入稀盐酸,无气泡产生。则滤渣中一定含有 (填化学式)。
14.碳元素是组成许多物质的基本元素,碳及其化合物与人类生产和生活的关系密切。
(1)据报道,由于近期气温骤降,某地民工在不通风的工棚中烧木碳烤火,发生了中毒事故。你认为使他们中毒的物质最有可能的是: (填化学式)。
(2)"学习化学,方法千万条,写好方程式第一条:掌握不牢固,考试两行泪”.请写出碳还原氧化铜的化学方程式: ;该反应的基本反应类型是: 。
15.在下列物质中:①钢 ②甲烷 ③石灰石 ④干冰 ⑤水银 ⑥稀硫酸。其中属于混合物的是 (填序号,下同),属于氧化物的是 ,属于单质的是 。
16.化学与生活、生产密切相关。请回答下列有关问题:
(1)生活中可以用 降低水的硬度。
(2)为防止菜刀生锈可以用的方法是 (填序号)。
①使用后用干布擦干净 ②在菜刀上涂食用油 ③使用后用湿布包住
(3)燃烧煤发电时,将煤块粉碎成煤粉,其目的是 。
17.。已知A、B为两种黑色粉末,D为红色单质。A、B、C、D、E五种物质之间的转化关系如下图所示。
请回答:
(1)反应②的化学方程式为 ;
(2)写出D的一种用途 ;
(3)反应①的化学方程式为 ;该反应的基本类型是 。
18.实验室废液中含有硝酸银、硝酸铜,实验小组利用稀硫酸和铁粉分离回收银和铜,设计如下方案。先在废液中加入过量的铁粉,充分反应后过滤得到滤渣A,其成分为银、铜和铁。再对滤渣A按如下流程图处理:
(1)步骤①加入稀硫酸的目的是 ,可观察到的现象有 。
(2)经过步骤②的处理,滤渣的质量 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)写出步骤④中发生的一个化学反应方程式 。
(4)与将废液直接例入下水道相比,该实验小组做法的优点是 。
三、科学探究题
19.铁及其化合物在生产生活中有广泛的应用。
Ⅰ铁的应用和防护
(1)铁锈主要成分是Fe2O3﹒nH2O,铁生锈主要与空气中的 有关。自行车链条采用 的方法防止铁生锈。
(2)如图1实验说明NaCl在铁生锈中的作用是 。
(3)为防止铁生锈,可对铁制品“发蓝”处理,在表面生成致密氧化物(其中Fe、O元素质量比为21:8)保护膜,该氧化物的化学式为 。
Ⅱ炼铁过程的探究
(1)写出工业上用赤铁矿(主要成分Fe2O3)炼铁主要原理的化学方程式 。
(2)资料:CO还原Fe2O3炼铁的过程大致分为三个阶段:
阶段1:
阶段2:
阶段3:
将氧化铁固体分阶段升温,进行CO还原铁的氧化物炼铁过程的探究。加热时测定固体质量随温度变化的曲线如图2所示。
①300℃~500℃装置中固体质量没有发生变化的原因是 。
②图中F点对应的a= 。
四、计算题
20.2019年12月17日,我国第一艘国产航母“山东号”正式交付中国人民解放军某海军部队。航母的建设需要用到大量钢铁等金属材料,工业上常用赤铁矿石为原料冶炼生铁。赤铁矿石中的氧化铁能与稀硫酸反应,生成氯化铁(可溶性)和水,杂质不溶于水和酸。取20g赤铁矿石于烧杯中,将200g稀硫酸分5次加入,每次加40g,充分反应后过滤、洗涤、干燥、称量,得到实验数据如下:
第一次 第二次 第三次 第四次 第五次
剩余固体质量(g) 15 10 5 4 4
(1)根据以上数据可知,该赤铁矿石样品中氧化铁的质量分数为 。
(2)炼铁厂用该赤铁矿石样品1000t冶炼铁,理论上可炼出纯铁多少吨?(写出计算过程)
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】A、活性炭具有吸附性,能吸附色素和异味,在制糖工业中用活性炭脱色可以制白糖,故A正确;
B、二氧化碳可作气体肥料,能提高植物的光合作用,二氧化碳能使作物增产,故B正确;
C、马踏飞燕是青铜,不是黄铜,故C错误;
D、锰钢是合金,硬度大,韧性好,故D正确。
故选C。
2.C
【详解】A、该反应的化学方程式为,反应后没有生成单质,该反应不属于置换反应,故说法错误;
B、反应前后氮元素的化合价由-3升高到+2,故说法错误;
C、根据化学方程式为,参加反应的甲和乙的分子个数比等于其化学计量数之比为4∶5,故说法正确;
D、根据化学方程式为,生成的丙和丁的质量比为(4×30) ∶(6×18)=10∶9,故说法错误;
故选C。
3.C
【详解】A、单质中一定只含一种元素,只含一种元素的物质不一定是单质,例如氧气和臭氧的混合物不是单质,故A错误;
B、氧化物中含有氧元素,含有氧元素的物质不一定是氧化物,例如:氧气含有氧元素不是氧化物,故B错误;
C、最外层电子数为8的粒子不一定都是稀有气体元素的原子,例如镁离子的最外电子数为8,故C正确;
D、活泼金属可与酸发生置换反应,置换反应不一定是金属和酸的反应,例如,金属能与一些盐发生置换反应,故D错误。
故选C。
4.A
【详解】海水淡化过程中没有其他物质生成,属于物理变化,故A符合题意;二氧化碳溶于水,没有其他物质生成,属于物理变化,二氧化碳与水反应生成碳酸,属于化学变化,故B不符合题意;乙醚棉球燃烧过程中有其他物质二氧化碳生成,属于化学变化,故C不符合题意;铁钉生锈过程中有其他物质生成,属于化学变化,故D不符合题意
5.C
【详解】A、在金属活动性顺序表中铜位于氢的后面,光亮的铜丝放入稀硫酸中,铜与稀硫酸不反应,无现象,故A错误;
B、由于二氧化碳能与水化合生成了碳酸,二氧化碳通入紫色石蕊溶液中,溶液由紫色变为红色,故B错误;
C、镁条在空气中剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成白色固体,故C正确;
D、在电解水实验中,与正极、负极相连的玻璃管内收集到的气体体积比约为1:2,故D错误。
故选C。
6.B
【详解】A、固体粉末中Zn、Fe都会与稀盐酸反应而形成溶液,CuO能与稀盐酸反应生成氯化铜,但是Zn与Fe能将氯化铜中的Cu置换出来,得到的也只是CuO中铜元素的质量,则m一定大于n,故选项说错误;
B、若充分反应后溶液中含有四种阳离子,溶液中只能含有Zn2+、Fe2+、Cu2+、H+,所以溶液必定呈酸性,剩余固体只能是置换出来的Cu,一定为纯净物,故选项说法正确;
C、若充分反应后溶液中含有三种阳离子,固体中含有CuO、Zn两种固体,与过量的稀盐酸反应,反应后的溶液中含有Zn2+、Cu2+、H+,或者固体中含有CuO、Fe两种固体,与稀盐酸反应,反应后溶液中含有Fe2+、Cu2+、H+,固体粉末X可能由两种物质组成,故选项说法错误;
D、根据接触就反应的原则,若剩余固体中含有CuO和Fe,说明反应前原固体粉末中也一定含有CuO和Fe,那么与盐酸混合反应时,盐酸与氧化铜反应生成氯化铜,铁与氯化铜反应生成铜,所以此时剩余固体中一定含有Cu,故选项说法错误。
故选B。
7.A
【详解】A、合金比组成它的纯金属的熔点低,焊锡是纯锡的合金,焊锡的熔点比纯锡的熔点低,符合题意;
B、黄铜是铜的合金,合金比组成它的纯金属的硬度大,故黄铜的硬度比纯铜的硬度大,不符合题意;
C、钛合金与人体具有良好的相容性,可用来制人造骨,不符合题意;
D、合金性能更加优良,故我们通常用的铁是一种铁合金,不符合题意。
故选A。
8.D
【详解】A、原子的结构决定了原子的性质,分子的结构与构成原子解决了分子的性质。正确。
B、温度影响化学反应限度、温度、压强、浓度,有无催化剂等可以影响反应速率。所以可以通过改变温度,调节压强,改变反应物或生成物浓度、添加催化剂等改变反应速率。正确。
C、溶剂分子在不断运动,带动溶质运动,且溶质在溶液中均匀分布,可以为不同溶质间提供更多的碰撞机会。正确。
D、金属不只与酸反应,有些金属还能与碱反应。如金属铝可以与碱反应,错误。
故选D
9.D
【详解】A.元素周期表单元格内左上角数字表示原子的质子数,原子中,质子数与核外电子数相等,所以铁原子的核外电子数为26,故A正确;
B.原子中,质子数与核外电子数相等,则:26=2+8+x+2,得x=14,故B正确;
C.元素的周期数与原子电子层数一致,铁原子的核外电子层数为4,所以铁元素位于元素周期表的第四周期,故C正确;
D.铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,氯化亚铁中铁元素显+2价,故D错误。
故选:D。
10.B
【分析】H2→H2O,CO→CO2,Mg→MgO的化学反应方程式分别是:2H2+O22H2O、2CO+O22CO2、2Mg+O22MgO。
【详解】A、观察化学方程式可知,都是两种物质生产另一种物质,都是化合反应,故正确;
B、观察化学反应方程式可知,三者都不是一种单质跟一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的置换反应,故错误;
C、观察化学反应方程式可知,三者都是与氧单质反应实现的,故正确;
D、在2H2+O22H2O中,反应前单质氢和氧的化合价都是0,反应后氢元素的化合价是+1价,氧元素的化合价是-2价;2CO+O22CO2中氧元素反应前化合价是0,反应后变成-2价;2Mg+O22MgO中,反应前单质镁和氧的化合价是0,反应后镁元素变成+2价,氧元素变成-2价,也就是说都有化合价的变化,故正确。
综上所述:选择B。
11.D
【详解】A、如果金属都过量,则生成氢气质量决定于稀硫酸,由于是质量和溶质质量分数均相同的三份稀硫酸,因此生成氢气质量相等,该选项对应关系有可能;
B、如果稀硫酸过量,则生成氢气质量决定于金属质量,镁、铁、锌和稀硫酸反应的化学方程式及其质量关系:
由以上质量关系可知,相等质量的金属完全反应时,镁反应生成氢气质量最大,锌反应生成氢气质量最小,该选项对应关系有可能;
C、当铁恰好和硫酸反应时,镁过量,锌不足,镁、铁和稀硫酸反应生成的氢气质量相等,锌和稀硫酸反应生成的氢气质量小于镁、铁和稀硫酸反应生成的氢气质量,该选项对应关系有可能;
D、当铁、锌和稀硫酸反应生成的氢气质量相等时,镁和稀硫酸反应生成的氢气质量一定和铁、锌和稀硫酸反应生成的氢气质量相等,该选项对应关系没有可能。
故选:D。
12. 质量减少 硝酸铜、硝酸亚铁
【分析】三种金属活动性由强到弱的顺序:铁>铜>银,当把铁粉加入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中时,银首先被置换出来,在银完全置换后,铜才能被置换出来。
【详解】(1)三种金属活动性由强到弱的顺序:铁>铜>银,当把铁粉加入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中时,银首先被置换出来,在银完全置换后,铜才能被置换出来,反应后溶液呈蓝色,铁可能没有置换出铜,有可能置换出部分铜,56份铁置换出216份的银,56份的铁置换出65份的铜,故反应后溶液的质量减少。
(2)三种金属活动性由强到弱的顺序:铁>铜>银,当把铁粉加入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中时,银首先被置换出来,一定发生的反应是铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,反应的化学方程式为。
(3)把铁粉加入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中时,银首先被置换出来,在银完全置换后,铜才能被置换出来,反应后溶液呈蓝色,铁可能没有置换出铜,有可能置换出部分铜,故反应后得到的蓝色溶液中溶质的成分为硝酸铜、硝酸亚铁。
【点睛】一定量的铁粉,可能完全置换出银,也可能只置换出部分的银,滤液呈蓝色,说明滤液中含有硝酸铜,铁可能没有置换出铜,有可能置换出部分铜。
13.(1)
(2)氧气和水蒸气
(3)Ag
【详解】(1)工业上用一氧化碳还原赤铁矿(主要成分Fe2O3)炼铁,化学方程式为;
(2)钢铁生锈是铁与空气中的氧气和水蒸气发生化学反应的过程;
(3)铁的金属活动性比银、铜强,在硝酸银、硝酸铜的混合溶液中加入一定量铁粉,铁先与硝酸银溶液反应生成硝酸亚铁溶液和银,硝酸银反应完,若还有铁粉,铁才能与硝酸铜溶液反应生成硝酸亚铁溶液和铜。向该溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,无气泡产生说明没有铁,一定含有银,可能含有铜。
14. 置换反应
【分析】木炭不充分燃烧生成一氧化碳,碳和氧化铜高温生成铜和二氧化碳。
【详解】(1)木炭不充分燃烧生成一氧化碳,一氧化碳有毒,一氧化碳进入人体之后会和血液中的血红蛋白结合,进而使血红蛋白不能与氧气结合,从而引起机体组织出现缺氧,导致人体窒息死亡,一氧化碳化学式为。
(2)碳和氧化铜高温生成铜和二氧化碳,碳还原氧化铜的化学方程式为;反应符合一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物,故该反应的基本反应类型是置换反应。
【点睛】置换反应是一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物。
15. ①③⑥ ④ ⑤
【详解】①钢是铁的合金,主要成分是铁,还含有其它杂质,属于混合物;
②甲烷是由一种物质组成的,属于纯净物;甲烷是由碳、氢元素组成的纯净物,属于化合物;
③石灰石的主要成分是碳酸钙,还含有其它杂质,属于混合物;
④干冰是固态的二氧化碳,是由一种物质组成的,属于纯净物;干冰是由碳、氧元素组成的纯净物,属于化合物;干冰是由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物,属于氧化物;
⑤水银是金属汞的俗称,是由一种物质组成的,属于纯净物;水银是由汞元素组成的纯净物,属于单质;
⑥稀硫酸中含有硫酸和水,属于混合物;
综上,其中属于混合物的是①③⑥,属于氧化物的是④,属于单质的是⑤。
16. 煮沸 ①② 增大于氧气的接触面积
【详解】(1)硬水软化就是减少水中的可溶性钙镁化合物,可溶性钙镁化合物受热易转化成不溶性钙镁化合物,故可以使用加热煮沸的方法降低水的硬度;
(2)防止菜刀生锈,可以在菜刀使用后用干抹布擦干或是菜刀使用后涂植物油;
(3)要使燃料充分燃烧,一是要有足够多的氧气或空气,二是可燃物与氧气或空气有足够大的接触面积,将煤块粉碎成煤粉,增大了与氧气(空气)的接触面积,利于煤充分燃烧。
17.(1)
(2)作导线(合理即可)
(3)
置换反应
【分析】根据题意:A、B为两种黑色粉末,A和B在高温条件下反应,生成C和D,且D为红色单质,可知D是铜;C和澄清石灰水反应生成沉淀E, 可进一步推断C是二氧化碳,E是碳酸钙, 那么A、B分别是氧化铜或碳中的一种,经过验证,推导正确。
【详解】(1)根据上述分析可知,反应②为:二氧化碳和氢氧化钙溶液反应,生成碳酸钙沉淀和水,其反应的化学方程式为:;
(2)根据上述分析可知,D是铜,由于其具有良好的导电性,常用作导线,答案合理即可;
故答案为:作导线(合理即可);
(3)根据上述分析可知,反应①为:氧化铜和碳在高温的条件下反应,生成铜和二氧化碳,其反应的化学方程式为:;
该反应是由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,符合置换反应的定义;
故答案为:置换反应。
18.(1) 除去铁 有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色
(2)增大
(3)Fe+CuSO4=Cu+FeSO4或Fe+H2SO4=H2↑+FeSO4
(4)节约了金属资源(合理即可)
【详解】(1)由滤渣A,其成分为银、铜和铁,步骤①加入稀硫酸的目的是除去铁;银、铜不与稀硫酸反应,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,故可观察到的现象有:有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色。
(2)由图可知,滤渣B是银和铜的混合物,经过步骤②的处理后铜变成了氧化铜,故滤渣的质量增大了。
(3)由图可知,银和氧化铜中加入稀硫酸,银不能与稀硫酸反应,氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水,所以在滤液D中含有硫酸铜和稀硫酸,故步骤④中发生的一个化学反应方程为Fe+CuSO4=Cu+FeSO4或Fe+H2SO4=H2↑+FeSO4。
(4)该实验小组利用稀硫酸和铁粉分离回收了实验室废液中银和铜,既节约了金属资源,又减少了废液直接例入下水道带来的污染。
19. 氧气和水 涂油脂 可以加快铁的锈蚀 Fe3O4 温度较低,一氧化碳和氧化铁反应的温度为500℃~600℃ 18.0
【详解】Ⅰ(1)铁锈主要成分是Fe2O3﹒nH2O,铁生锈主要与空气中的氧气和水有关。自行车链条采用涂油脂的方法防止铁生锈。
(2)如图1对比实验说明NaCl溶液可以加快铁的锈蚀。
(3)有题意可知,该氧化物中铁氧原子个数比为,故该氧化物的化学式为Fe3O4。
Ⅱ(1)一氧化碳在高温下和氧化铁反应生成二氧化碳和铁,。
(2)①300℃~500℃装置中固体质量没有发生变化的原因是温度较低,一氧化碳和氧化铁反应的温度为500℃~600℃。
②反应前后元素质量不变;由图可知最终生成铁的质量为14.0g,在F点对应温度为600℃~700℃,生成的产物为氧化亚铁,故此时氧化亚铁质量为14.0g,故图中F点对应的a=18.0。
20.(1)80%;
(2)设可炼出纯铁的质量为x,
解得:x=560t。
答:可炼出纯铁560t。
【详解】(1)由表中的数据可知,每加入40g的稀盐酸固体减少的质量是5g,在第四次加入50g的稀盐酸只减少了1g,说明了盐酸有剩余,剩余的是杂质,杂质的质量为4g,赤铁矿石样品中氧化铁的质量分数是:。
(2)见答案。
答案第1页,共2页
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