8.3 金属资源的利用和保护 课时作业(含答案) 2023-2024学年初中化学人教版九年级下册

8.3 金属资源的利用和保护
【练基础】
知识点1 金属资源
1.下列矿石的主要成分表示错误的是 ( )
A.赤铁矿(Fe2O3) B.菱铁矿(FeCO3)
C.磁铁矿(FeO) D.铝土矿(Al2O3)
2.有人估计,回收一个废弃的铝质易拉罐要比制造一个新的铝制易拉罐节约90%~97%的能源。与用矿石冶炼相比,若回收1 t废钢铁可炼好钢0.9 t(提示:1 t氧化铁中含铁0.7 t),并可以减少空气污染、水污染和固体废弃物。根据信息推测错误的是 ( )
A.制造新易拉罐的铝的冶炼可能需要消耗大量的能量
B.金属冶炼会产生污染空气的气体
C.废钢铁中的铁已经全部被氧化
D.回收废弃金属可以减少空气污染和水污染
知识点2 铁的冶炼
3.在实验室里用下图所示装置还原氧化铁,关于该实验的下列说法错误的是 ( )
A.玻璃管中发生的反应属于置换反应
B.该实验说明了一氧化碳既有可燃性又有还原性
C.实验观察到的现象为红棕色固体变黑,澄清石灰水变浑浊
D.实验时,先通入纯净的一氧化碳,再点燃酒精喷灯给玻璃管加热
知识点3 含杂质的计算
4.某钢铁厂用赤铁矿炼制生铁,若要生产出含纯铁96%的生铁560 t,则需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量是多少
知识点4 金属的腐蚀与防护
5.为了探究铁制品锈蚀的条件,用普通铁钉、纯铁钉同时进行下面的四组实验,一段时间后只在实验Ⅰ中观察到了红褐色的锈斑,其他均无明显变化。下列说法正确的是 ( )
A.Ⅰ和Ⅱ说明铁制品锈蚀需要H2O
B.Ⅰ和Ⅲ说明铁制品锈蚀需要O2
C.Ⅰ和Ⅳ说明H2O和O2同时存在时,铁制品不一定发生锈蚀
D.Ⅱ和Ⅲ说明铁制品锈蚀需要O2和H2O
6.下列措施不能在一定程度上防止金属生锈的是 ( )
A.在金属表面涂油或刷漆
B.在金属表面镀上一层耐腐蚀的铬
C.制成耐腐蚀的合金
D.用砂纸擦去铝制品表面的氧化膜
知识点4 金属资源的保护
7.下列关于废弃手机中的金属材料回收利用的说法不正确的是 ( )
A.可以节约金属资源
B.可以减少对环境的污染
C.回收废弃手机中的金属材料没有任何价值
D.可以节约冶炼相关金属所消耗的能源
【练能力】
8.工业上将赤铁矿炼成铁是一个复杂的过程,高炉炼铁中发生的主要反应有: ( )
①C+O2CO2
②Fe2O3+3H22Fe+3H2O
③Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
④2Fe2O3+3C4Fe+3CO2 ↑
⑤CO2+C2CO
A.②③⑤ B.①③⑤
C.①④⑤ D.②③
9.日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。下列做法中不能起防锈作用的是 ( )
①在铁制品表面镀锌　②在铁制品表面涂油
③保留铁制品表面的铁锈作保护层　④在铁器表面刷油漆　⑤自行车脏了用清水冲洗　⑥用废酸液冲洗铁制污水管道　⑦切完咸菜后,尽快将菜刀洗净擦干
A.②⑤ B.③⑤⑥ C.①③⑦ D.②⑥⑦
10.保护资源、合理利用资源是每个公民应尽的责任,下列做法不利于保护金属资源的是 ( )
A.用油漆、搪瓷等涂覆在金属表面形成保护层
B.用塑料等代替金属制造管道
C.铝制品经常用砂纸擦拭,保持光亮
D.有计划、合理开采矿物资源
11.金属在生产、生活中有着重要的用途。某化学兴趣小组的同学在老师的指导下对金属的有关性质进行了如下探究。
【探究一】比较金属活动性强弱
【实验方案】如图所示,向四支试管中分别加入等体积、等质量分数的稀硫酸,分别放入相同形状和大小的锌片、铁片、铜片,铁片与铁粉质量相等。
【实验现象】试管A、B、D中均产生气泡,C中无明显现象。
(1)请写出试管A中发生的反应的化学方程式:　 　。
(2)由试管B、C的现象可推出两种金属的活动性顺序是　 　。
(3)通过比较试管A、D的反应现象,不能得出铁、锌两种金属的活动性顺序,原因是　 　。
(4)试管B、D中铁片和铁粉均无剩余,所得溶液的溶质质量分数:B　 　(选填“>”、“<”或“=”)D。
【探究二】铜与硫酸反应
老师告诉同学们,铜在一定条件下能与硫酸反应。同学们在老师的帮助下继续进行实验。取大小相同的光亮铜片,依次加入配制好的不同浓度的硫酸中,用酒精灯充分加热,观察到的现象如下表所示。
铜片与不同浓度硫酸溶液加热后的实验现象:
浓度 31% 43% 54% 63%
实验 现象 加热20 min, 铜片表面光亮 加热20 min, 铜片表面光亮 加热20 min, 铜片表面光亮 加热20 min, 铜片表面光亮
浓度 72% 81% 86% 92%
实验 现象 加热9 min后,铜片表面开始变黑,20 min时反应剧烈 加热5 min后,铜片表面开始变黑,10 min时反应剧烈 加热3 min后,铜片表面开始变黑,10 min时反应剧烈 加热2 min后,铜片表面开始变黑,5 min时反应剧烈
铜片表面都有很多气泡产生,同时产生有刺激性气味的气体,溶液变成蓝色
(5)根据表格中反应现象可知,铜与硫酸反应会生成水、　 　和　 　(填化学式)。
【拓展延伸】
(6)分析表格,请写出铜与硫酸发生反应的条件:　 。
(7)铜与硫酸反应更准确地硫酸最低浓度是多少 请你设计方案确定:
　 。
【练素养】
12.（核心素养：科学思维）在炼铁反应中发生Fe2O3+3CO2Fe+3CO2的反应,下列说法正确的是 ( )
A.Fe2O3被氧化
B.CO发生了还原反应
C.该反应是置换反应
D.CO作还原剂
13.（核心素养：科学探究与实践）在研究“铁生锈的条件”的实验中,某兴趣小组对实验进行了创新设计,请把实验报告补充完整。
【实验目的】铁生锈条件的探究。
【实验内容】取3段光亮、无锈的细铁丝,绕成螺旋状,放入3支干燥洁净的试管底部,进行下列实验,实验要保证有足够长的时间来观察现象。
【实验现象】实验①②无明显现象,实验③中铁丝生锈,且试管内空气体积减小。
【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的　 　(填物质名称)发生反应的结果。
(1)当铁丝足量,时间足够长,实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的　 　。
(2)该实验创新之处在于:可根据铁丝表面的铁锈和　 　两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
(3)铁锈的主要成分是　 　。
(4)铝比铁活泼,但铝难腐蚀,原因是
　 。
8.3 金属资源的利用和保护 参考答案
练基础
1.C
2.C　【解析】A.制造新易拉罐的铝的冶炼可能需要消耗大量的能量,所以回收废旧金属可以节约能源,选项说法正确;B.金属冶炼会产生污染空气的气体,如一氧化碳等,选项说法正确;C.根据“1 t废钢铁可炼好钢0.9 t(提示:1 t氧化铁中含铁0.7 t)”,结合质量守恒定律可知,废钢铁中的铁部分被氧化,选项说法错误;D.回收废弃金属可以减少空气污染和水污染,选项说法正确。
3.A
【思路点拨】做CO还原氧化铁实验时,要先通入CO,排尽玻璃管中的空气,防止CO与空气混合加热时发生爆炸;CO与Fe2O3的反应不属于置换反应。
4.解:设需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为x。
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160　　　　　　112
80%x　　　　　560 t×96%
=
x=960 t
答:需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为960 t。
5.C　【解析】如图所示,实验Ⅰ中普通铁钉与氧气、水接触会生锈,实验Ⅱ中普通铁钉只与水接触,没有与氧气接触,不会生锈,实验Ⅲ中普通铁钉只与氧气接触,没有与水接触,不会生锈,实验Ⅳ中纯铁钉与氧气、水接触未生锈。A.Ⅰ和Ⅱ说明铁制品锈蚀需要氧气,A选项说法不正确,不符合题意;B.Ⅰ和Ⅲ说明铁制品锈蚀需要水,B选项说法不正确,不符合题意;C.Ⅰ和Ⅳ说明H2O和O2同时存在时,铁制品不一定发生锈蚀,C选项说法正确,符合题意;D.Ⅱ和Ⅲ实验不止一个变量,且二者均不生锈,不能说明铁制品锈蚀需要O2和H2O,D选项说法不正确,不符合题意。
6.D　7.C
练能力
8.B　9.B
10.C　【解析】A.用油漆、搪瓷等涂覆在金属表面形成保护层,有利于保护金属资源;B.用塑料等代替金属制造管道,有利于保护金属资源; C.铝制品经常用砂纸擦拭,保持光亮,会破坏铝制品表面的保护层,不利于铝制品的保护;D.有计划、合理开采矿物资源等都可以保护金属资源。
11.(1)Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
(2)铁>铜
(3) 实验中有两个变量:金属种类、反应物的接触面积
(4)=
(5)SO2　CuSO4
(6)硫酸浓度大于等于72%并且反应需要加热
(7)取一定量铜片于锥形瓶中,加入一定质量的92%的浓硫酸加热反应,Cu+2H2SO4CuSO4+2H2O+SO2↑;当不再生成气体时,分离出剩余的铜,洗涤,烘干,称量,固体减少质量即为反应的铜的质量,通过化学方程式求出参加反应的硫酸的质量,进而计算出剩余硫酸的质量,然后可以计算出剩余硫酸的质量分数,即为硫酸的最低浓度(合理即可)
【解析】(1)硫酸和锌反应生成硫酸锌和氢气:Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑。
(2)铁与稀硫酸反应生成氢气,铜不能和稀硫酸反应生成氢气,说明金属的活动性:铁大于铜。
(3)试管A、D中有两个变量,金属种类、反应物的接触面积,故不能通过生成氢气的速率得出铁、锌两种金属的活动性强弱。
(4)试管中分别加入等体积、等质量分数的稀硫酸,铁片与铁粉质量相等,且试管B、D中铁片和铁粉均无剩余,说明金属都反应,生成硫酸亚铁质量相同,放出氢气质量相同,那么最终溶液质量相等,所得溶液的溶质质量分数相等。
(5)反应前后元素种类不变,根据表格中反应现象:铜片表面都有很多气泡产生,同时产生有刺激性气味的气体,溶液变成蓝色,说明铜与硫酸反应会生成水、有刺激性气味的气体二氧化硫(SO2)和蓝色硫酸铜(CuSO4)溶液。
(6)分析表格可知,铜与硫酸发生反应的条件为硫酸浓度大于等于72%并且反应需要加热。
(7)确定铜与硫酸反应更准确地硫酸最低浓度是多少,可以设计实验:当浓硫酸与铜反应停止后,通过测量参加反应的铜的质量计算出反应的硫酸质量,再计算出剩余硫酸的质量分数;故实验方案可以为取一定量铜片于锥形瓶中,加入一定质量的92%的浓硫酸加热反应,Cu+2H2SO4CuSO4+2H2O+SO2↑;当不再生成气体时,分离出剩余的铜,洗涤、烘干、称量,固体减少的质量即为反应的铜的质量,通过化学方程式求出参加反应的硫酸的质量,进而计算出剩余硫酸质量,然后可以计算出剩余硫酸的质量分数,即为硫酸的最低浓度(其他方案合理即可)。
练素养
12.D
13.【实验结论】氧气和水
(1)1/5
(2)试管内液面上升
(3)Fe2O3
(4)铝易与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止铝进一步反应
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