第八单元金属和金属材料强化练习
一、选择题
1.等质量的镁、铝、铁三种金属与足量的稀盐酸充分反应,生成氢气的质量与消耗金属的质量对应关系正确的是
A. B.
C. D.
2.化学与人类的生活息息相关。下列关于物质的性质和用途的说法不正确的是
A.金刚石用于切割玻璃,是利用金刚石的硬度大
B.液氧用于火箭发射,是利用液氧的可燃性
C.氮气用来保护粮食,是因为氮气在常温下化学性质稳定
D.铜丝用作导线,是因为铜有导电性
3.金属材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥了重大作用。下列有关金属材料的说法正确的是
A.所有金属都呈银白色
B.人类使用铝的年代早于铜、铁
C.多数合金的熔点高于它的成分金属
D.铝制品在常温下有良好的抗腐蚀性
4.我国是最早冶炼和使用铜的文明古国之一.古人通常将木炭跟铜矿石放在一起采用高温熔炼:C+2CuO2Cu+CO2↑,则下列说法正确的是( )
A.反应中,氧化铜是还原剂 B.反应中,氧化铜具有还原性
C.反应中,木炭具有还原性 D.反应中,铜是还原剂
5.下列有关说法正确的是
A.氮气被压缩时,氮分子的体积变小
B.堆放杂物的纸箱着火时可用水浇灭
C.硫在氧气中燃烧后生成无色无味气体
D.合金的熔点比组成它们的成分金属高
6.下列物质分类中错误的是
A.合金——混合物 B.冰水混合物——氧化物
C.石灰水——纯净物 D.金刚石——单质
7.归类整理是学习的一种重要方法。下列归类正确的是
A.太阳能、风能都是不可再生能源
B.白酒、冰水都是混合物
C.黄铜、金刚石都是金属材料
D.矿泉水、稀盐酸都是溶液
8.如图所示,两只燃烧匙里装有相同质量的镁粉与锌粉,分别在空气中加热燃烧,根据燃烧难易及剧烈程度不同,可推测镁与锌具有不同的
A.颜色 B.熔点 C.金属延展性 D.金属活动性
9.下列实验操作能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验操作
A 鉴别自来水和矿泉水 观察颜色
B 除去二氧化碳中含有的少量一氧化碳 点燃
C 鉴别黄铜和黄金 取样,加入稀盐酸
D 检验甲烷中是否含有碳、氢两种元素 在空气中点燃,火焰上方罩一只干冷的烧杯
A.A B.B C.C D.D
10.某镁的样品中含有铝、锌、铜中一种或几种杂质。现取2.4g样品,加入100g稀盐酸中,固体完全溶解,所得溶液的质量为102.2g,下列选项中杂质组成正确的是
A.Al B.Al、Zn C.Zn、Cu D.Al、Zn、Cu
11.下列物质中,可以由金属与稀硫酸直接反应得到的是
A.CuSO4 B.Fe2(SO4)3 C.Ag2SO4 D.FeSO4
二、填空与简答
12.厉害了我的国!厉害了复兴号!复兴号动车组列车(如图)是由中国铁路总公司牵头组织研制、具有完全自主知识产权、达到世界先进水平的动车组列车。
(1)列车利用碳滑板与接触网接触来获取电。碳滑板通常用石墨制成,是因为石墨具有 性;石墨在常温下,受日光照射或与空气、水分接触都不容易起变化,说明其化学性质 。
(2)制造列车的材料有:铝合金、不锈钢、高强度钢、高分子材料等。不锈钢、铝合金属于 (选填“金属材料”或“合成材料”);铝合金的硬度比纯铝的硬度 ;在空气中,用化学方程式表示铝制品耐腐蚀的原因是 。
13.下图是我国自主研发的大型客机C919,实现了我国航空领域的新突破。请用学过的知识回答下列有关金属知识的问题。
(1)飞机上的金属材料选用了铝锂合金与钛合金,而不选用它们的纯金属,主要原因是 。
(2)原子的结构示意图为,则下列和锂化学性质相似的是 (填序号)。
(3)铝在常温下就能与空气中的氧气反应,在其表面形成一层 ,从而阻止内部的铝被氧化。
(4)金的化学式是 ,从化学角度分析“真金不怕火炼”的含义是 。
14.如图是模拟工业炼铁的微型装置。酒精喷灯加热部分发生反应的化学方程式为 ;实验前配制澄清石灰水时,发现向氢氧化钙固体中加入足量水后,溶液底部仍有部分固体未溶解,请用化学方程式说明原因: ;装置中气球的作用是 。
15.北宋王希孟创作的《千里江山图》比采用相同颜料的《蒙娜丽莎》早300年、下表是《千里江山图》所用的部分矿物颜料;
矿物 蓝铜矿 朱砂 赭石
颜色 深蓝色 大红色
主要成分 Cu2(OH)2CO3 HgS Fe2O3
回答下列问题:
(1)表中赭石的颜色是 。
(2)HgS中硫元素的化合价是 价。
(3)Cu2(OH)2CO3不稳定,受热易发生反应:,该反应的基本反应类型为_____(填序号)。
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
(4)赭石的主要成分Fe2O3可用于炼铁,写出一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式 。
16.回答下列问题:
(1)灭火毯由玻璃纤维等材料经过特殊处理后编织而成,是一种简便的火灾初期灭火工具,其灭火的主要原理是 。
(2)钢铁在空气中锈蚀,实际上是铁跟空气中的 共同作用的结果。写出一条防止车链条生锈的方法 。反而铝制品不易生锈的原因是: ;
(3)我国是最早采用湿法冶铜的国家,文献记载“胆铜法”:用铁与“胆水”(含CuSO4)反应获得铜,写出反应的化学方程式: ;
(4)古诗“投泥泼水愈光明”:在高温条件下,炭与水蒸气反应得到两种可燃性气体,写出反应的化学方程式 。
17.请用你所学到的化学知识回答下列问题:
(1)每年春节都会发生儿童将鞭炮扔进下水井引发爆炸的安全事故。下列地方应严禁烟火的是 (填选项)。
A.丝绸公司纺织车间B.XX面粉厂C.XXX超市
(2)体育课后许多同学饮用了矿泉水,矿泉水瓶应投入___________(填字母)标志的垃圾箱。
A. B. C. D.
(3)我国的航天事业取得了举世瞩目的成就。航天器的天线一般用钛合金制成,工业上通常是在高温下用四氯化钛与金属镁反应获得钛,该反应属 反应(填基本反应类型)。
18.有一无色液体A,在通电条件下,可以产生B和H两种单质气体,已知H是最轻的气体。其它关系如图所示,请完成下列问题。
(1)写出物质D的化学式 ;物质G的名称 。
(2)物质H的一种用途: 。
(3)写出反应②的基本反应类型: 。
(4)写出反应④的化学方程式 。
19.废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。某课外兴趣小组利用废弃的黄铜(主要成分是铜锌)制取海绵铜(Cu),并得到硫酸锌溶液(已知: ,不考虑黄铜中其他成分的影响)。分析工艺流程,回答下列问题:
(1)在进行流程Ⅰ前,通常将废弃的黄铜粉碎,“粉碎”的主要目的是 。
(2)流程Ⅱ中分离操作的名称是 。
(3)流程Ⅱ中发生的反应属于基本反应类型中的 反应。
(4)固体B的成分是 。
(5)流程Ⅲ中发生反应的化学方程式为 。
三、科学探究题
20.Mg是一种重要金属,常用于制造各种材料。
(1)照明弹使用过程中利用了镁粉燃烧时化学能转化为 能。
(2)我国科学家研制出有储氢性能的新型镁铝合金(Mg17Al12)材料。在氩气保护下,将一定比例的Mg Al单质在一定温度下熔炼可获得该合金。
①熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时,用氩气保护的目的是 。
②镁铝合金硬度 其纯金属的硬度(填“大于”或“小于”)。
(3)CO2是常用的灭火剂,但金属镁着火却不能用CO2扑救,因为Mg可以在CO2中继续燃烧,生成MgO和C。从燃烧条件的角度分析,此事实说明 。
(4)探究Mg的有关性质:
实验一:观看镁条外观时,小明认为镁条表面的灰黑色固体是氧化镁,小芳认为他的观点不正确,她的理由是 。为了除去表面的灰黑色固体,可用的方法是 。
实验二:将处理后的镁条放入滴有酚酞的蒸馏水中无现象,加热一段时间后,观察到镁条表面产生大量气泡,溶液变为红色;经检验,气体具有可燃性。
①产生的气体为 (填化学式)。
②溶液变为红色,说明溶液中含有 (填化学符号)离子。
实验三:将打磨后的镁条放入质量分数为5%的NaCl溶液中,微热,镁条的反应速率随时间变化的曲线如图所示。
【查阅资料】
Ⅰ.反应中Mg条表面会生成Mg(OH)2膜
Ⅱ.溶液中Cl-对Mg(OH)2膜有破坏作用
【原因分析】
③前1小时,镁条的反应速率较快。
主要原因是因为反应开始时,生成的Mg(OH)2膜很薄,溶液中存在的大量Cl-能及时破坏Mg(OH)2膜,有利于镁条与水接触继续发生反应。
④1小时~3小时之间,镁条的反应速率却急剧变慢。试分析导致反应速率急剧变慢的主要原因是 。
四、计算题
21.磁铁矿石(含Fe3O4是常用的炼铁原料,工业上可通过如下反应:4CO+Fe3O43Fe+4CO2将其中的Fe3O4转化为Fe。假设冶炼过程中铁没有损耗,用含有646tFe3O4的磁铁矿石可提炼出含铁质量分数为96%的生铁多少吨?
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】等质量的镁、铝、铁三种金属与足量的稀盐酸充分反应,镁和稀盐酸反应:,铝和稀盐酸反应:,铁和稀盐酸反应:,相对原子质量:Fe>Mg>,故生成氢气的质量关系为:Al>Mg>Fe。
故选C。
2.B
【详解】A、金刚石用于切割玻璃,是利用金刚石的硬度大,说法正确;
B、液氧用于火箭发射,是利用液氧的助燃性,不是可燃性,说法错误;
C、氮气用来保护粮食,是因为氮气在常温下化学性质稳定,说法正确;
D、铜丝用作导线,是因为铜有导电性,说法正确。
故选:B。
3.D
【详解】A、不是所有金属都呈银白色,如铜是紫红色的,不符合题意;
B、金属活动性越强,使用的年代越晚,金属活动性:铝>铁>铜,故人类使用铝的年代晚于铜、铁,不符合题意;
C、合金比组成它的纯金属熔点低、硬度大,不符合题意;
D、铝的化学性质比较活泼,常温下,铝能与空气中的氧气反应,在其表面形成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步被氧化,故铝制品在常温下有良好的抗腐蚀性,符合题意。
故选D。
4.C
【分析】根据反应方程式C+2CuO2Cu+CO2↑判断,碳反应中得到氧,被氧化是还原剂,具有还原性。而CuO是提供氧的物质,是氧化剂,具有氧化性。
【详解】A、在该反应中CuO是提供氧的物质,是氧化剂,具有氧化性,不符合题意;
B、在该反应中CuO是提供氧的物质,是氧化剂,具有氧化性,不符合题意;
C、在该反应中碳得到氧,发生的是氧化反应,是还原剂,具有还原性,符合题意;
D、在该反应中碳得到氧,发生的是氧化反应,是还原剂,不符合题意。故选C。
【点睛】在氧化还原反应中,可根据反应物在反应中得氧与失氧来判断氧化剂、氧化性和还原剂、还原性。
5.B
【详解】A、氮气能被压缩,是因为分子间有间隔,且气体分子间间隔较大,气体受压后,分子间隔变小,但分子本身体积并没有变小,故A错误;
B、放杂物的纸箱着火时,可以喷大量水,降温到燃烧物的着火点以下,可以达到灭火的目的,故B正确;
C、硫在氧气中燃烧,产生一种无色、具有刺激性气味的气体,故C错误;
D、合金的熔点一般比组成它的成分金属的熔点低,故D错误。
故选B。
6.C
【详解】A、合金是由金属和金属或金属和非金属加热融合而成的,所以合金属于混合物,故分类正确;
B、氧化物是由两种元素组成,一种元素是氧元素的化合物,冰水混合物是由水一种物质组成,水中含有氢元素和氧元素,属于氧化物,故分类正确;
C、石灰水中含有水和氢氧化钙等多种物质,属于混合物,故分类错误;
D、单质是由一种元素组成的纯净物,金刚石是由碳元素组成的纯净物,属于单质,故分类正确。
故选C。
7.D
【详解】A、太阳能、风能都是可再生能源,错误;
B、冰是固态的水,冰水只有水一种物质,属于纯净物,白酒是由酒精和水混合而成,属于混合物,错误;
C、黄铜是铜锌合金,属于金属材料,金刚石为碳单质,是非金属材料,错误;
D、矿泉水、稀盐酸都是均一稳定的混合物,属于溶液,正确。
故选D。
8.D
【分析】根据题意,两只燃烧匙里装有相同质量的镁粉与锌粉,分别在空气中加热燃烧,燃烧难易及剧烈程度不同,结合金属的化学性质、物理性质,进行分析判断。
【详解】两只燃烧匙里装有相同质量的镁粉与锌粉,分别在空气中加热燃烧,如图所示镁粉燃烧时反应剧烈,根据燃烧难易及剧烈程度不同,说明镁比锌金属活动性强。
故选:D。
【点睛】本题难度不大,了解金属的化学性质是正确解答本题的关键。
9.C
【详解】A、自来水和矿泉水均无色,则不能通过颜色鉴别,该选项不能达到实验目的;
B、二氧化碳不可燃也不助燃,则二氧化碳中的少量一氧化碳不能点燃,该选项不能达到实验目的;
C、黄铜为铜锌合金,锌能与盐酸反应,而金不能,则能鉴别黄铜和黄金,该选项能达到实验目的;
D、将甲烷点燃后,在火焰上方罩一只干冷的烧杯,烧杯内壁有水雾出现,则说明生成物中有水生成,则只能证明甲烷中含有氢元素,但不能证明碳元素,该选项不能达到实验目的。
故选C。
10.B
【分析】根据质量守恒定律,生成的氢气的质量为:2.4g+100g-102.2g=0.2g,铜与硫酸不反应,铝、镁、锌分别与稀硫酸反应生成0.2g氢气,需要的质量分别为:
【详解】A、根据上述分析可知,2.4 g镁反应恰好生成0.2g 氢气,1.8 g铝反应能生成0.2 g氢气,所以2.4 g的镁、铝的混合物反应,生成氢气的质量要大于0.2 g,故A错误;
B、根据上述分析可知,1.8 g铝反应能生成0.2 g氢气,6.5g锌反应才能生成0.2g氢气,若杂质中铝和锌的比例合适,生成的氢气的质量可能为0.2g,故B正确;
C、根据上述分析可知,6.5g锌反应才能生成0.2g氢气,但是铜不发生反应,所以C的组合不可能,故C错误
D、根据上述分析可知,1.8g铝反应能生成0.2g氢气,6.5 g锌反应才能生成0.2 g氢气,但铜不发生反应,所以D的组合不可能,故D错误。
故选B。
11.D
【详解】根据金属的活动性,Cu、Ag的活动性在H的后面,不能与稀硫酸反应,A、C错误;而铁与硫酸反应生成FeSO4,选D。
12.(1) 导电 稳定/不活泼
(2) 金属材料 大 4Al + 3O2 = 2Al2O3
【详解】(1)列车利用碳滑板与接触网接触来获取电,故利用的是石墨的导电性;石墨在常温下,受日光照射或与空气、水分接触都不容易起变化,说明石墨在常温下化学性质稳定,不易与周围物质反应;
(2)不锈钢、铝合金都是合金,合金属于金属材料;合金的特点是硬度大,熔点低,故铝合金的硬度比纯铝的硬度大;在空气中,铝制品耐腐蚀的原因是铝易与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止反应的进一步发生,其方程式为:4Al + 3O2 = 2Al2O3。
13. 合金具有更好的抗腐蚀性 B 致密的氧化铝薄膜 Au 金的化学性质稳定在高温下也不与氧气反应
【详解】(1)合金比纯金属具有更好的性能,例如抗腐蚀性、熔点高、硬度大等;飞机上的金属材料选用了铝锂合金与钛合金,而不选用它们的纯金属,主要原因是合金具有更好的抗腐蚀性。
(2)元素原子的最外层电子数相同,元素化学性质相似,锂原子的结构示意图为,最外层1个电子,化学变化中容易失去1个电子,A选项原子最外层2个电子,化学变化中容易失去2个电子,B选项原子最外层1个电子,化学变化中容易失去1个电子,C选项原子最外层3个电子,化学变化中容易失去3个电子,则和锂化学性质相似的是B。
(3)铝在常温下就能与空气中的氧气反应,在其表面形成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止内部的铝被氧化。
(4)金的化学式是Au,由金属活动性顺序表可知金是最不活泼的金属,化学性质稳定,因此从化学角度分析“真金不怕火炼”的含义是金的化学性质稳定在高温下也不与氧气反应。
14. 收集尾气
【详解】赤铁矿的主要成分是氧化铁,酒精灯加热部分发生的反应是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:;实验前配制澄清石灰水时,发现向氢氧化钙固体中加入足量水后,溶液底部仍有部分固体未溶解是因为氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为;装置中气球的作用是收集尾气。
15.(1)红棕色
(2)-2
(3)B
【详解】(1)赭石的主要成分为氧化铁,氧化铁为红棕色固体,因此赭石的颜色应为红棕色;
(2)HgS中Hg元素显+2价,根据化合物中正负化合价代数和为0可知,S元素的化合价为-2价;
(3)该反应由一种物质生成三种物质,属于分解反应,故选B;
16.(1)隔绝空气
(2) 水和氧气 给链条涂上机油 铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化物薄膜,从而阻止铝进一步被氧化
(3)
(4)
【详解】(1)灭火毯可扑灭火灾利用的是隔绝空气或者隔绝氧气的原理,使可燃物无法接触到氧气而灭火,故填:隔绝空气;
(2)铁生锈实际上是铁与氧气、水等发生化学反应的过程;给车链条涂上机油,可防止链条与空气中氧气、水蒸气的接触,阻止其生锈;铝的化学性质很活泼,铝制品却耐腐蚀的原因是铝在空气中与氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步被氧化;
(3)铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,化学方程式为;
(4)碳单质与水蒸气在高温下反应生成一氧化碳和氢气,化学方程式为。
17.(1)AB
(2)A
(3)置换
【详解】(1)A.丝绸属于易燃物品,故需要严禁烟火,正确;
B.面粉厂中的面粉悬浮颗粒遇明火容易爆炸,故需要严禁烟火,正确;
C.超市不需要严禁烟火,错误;
故选AB。
(2)矿泉水瓶属于塑料制品,属于可回收物,故选A。
(3)高温下用四氯化钛与金属镁反应获得钛同时生成氯化镁,该反应是一种单质和化合物生成另外一种单质和化合物的反应,属于置换反应。
18.(1) CuO 碳
(2)作燃料等
(3)化合反应
(4)
【分析】无色液体A,在通电条件下,可以产生B和H两种单质气体,推断A是水,H是最轻的气体,根据水电解生成氢气和氧气,推断H是氢气,B是氧气;B和黑色固体G点燃生成F,推断G是碳,F是二氧化碳;B和E加热生成黑色固体D,推断E是铜,D是氧化铜,氧化铜和碳高温反应生成铜和二氧化碳;氧化铜和氢气加热生成铜和水,则E是铜,据此解题。
【详解】(1)根据分析,D是氧化铜,化学式是CuO,G是碳,名称是碳;
(2)H是氢气,氢气具有可燃性,用途是作燃料等;
(3)反应②即铜和氧气加热生成氧化铜,该反应是多变一属于化合反应;
(4)反应④是氢气和氧化铜加热反应生成铜和水,化学方程式为:。
19.(1)增加反应物接触面积,加快反应速率
(2)过滤
(3)置换
(4)铜和锌
(5)
【详解】(1)“粉碎”的主要目的是增加反应物接触面积,加快反应速率。
(2)流程Ⅱ中分离操作为分离固液的操作,名称是过滤。
(3)黄铜中铜转化为硫酸铜,A中含有硫酸铜和过量稀硫酸,硫酸铜和过量锌粉反应生成硫酸锌和铜,是一种单质和化合物生成另外一种单质和化合物的反应,属于置换反应;锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气也属于置换反应;故填置换反应。
(4)B中含有生成的铜和过量的锌。
(5)铜和锌加入C后生成硫酸锌,铜不活泼不和稀硫酸反应,则流程Ⅲ中发生反应硫酸和锌生成硫酸锌和氢气,。
20. 光 防止镁、铝被氧化 大于 燃烧不一定需要氧气的参与 氧化镁在常温状态下是白色固体 使用砂纸打磨镁条 H2 OH- 镁条表面生成的 Mg(OH)2膜增厚,Cl-破坏膜的趋势减弱
【详解】(1)、镁燃烧发出耀眼的白光,放出热量,生成白色固体,所以照明弹使用过程中镁粉燃烧时主要是将化学能转化为光能,故填:光;
(2)、①氩气是稀有气体,化学性质很不活泼,因为镁铝都属于活泼金属,所以熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时,用氩气保护的目的是防止镁、铝与氧气发生反应被氧化,故填:防止镁、铝被氧化;②合金的硬度大于组成它的纯金属,所以镁铝合金硬度大于其纯金属的硬度,故填:大于;
(3)、Mg可以在CO2中燃烧,生成MgO和C,说明燃烧不一定需要氧气的参与,故填:燃烧不一定需要氧气的参与;
(4)、通过查阅资料得知氧化镁在常温状态下是白色固体;可以通过打磨等的方式来去除表面的灰黑色固体;将打磨后的镁条放入滴有酚酞的蒸馏水中无现象,加热一段时间后,观察到镁条表面产生大量气泡,该气体具有可燃性,根据题意可知反应物为镁和水,依据化学反应前后元素种类不变,则产生的具有可燃性的气体为氢气,化学式为H2,故填:H2;滴有酚酞的溶液变为红色,说明溶液呈碱性,则溶液中含有氢氧根离子(OH-),故填:OH-;结合[查阅资料],由图示可知:1小时~3小时之间,镁条的反应速率却急剧变慢,主要原因是镁条表面生成的 Mg(OH)2膜增厚,Cl-破坏膜的趋势减弱,故填:镁条表面生成的 Mg(OH)2膜增厚,Cl-破坏膜的趋势减弱。
21.解:设可提炼出含铁质量分数为96%的生铁的质量为x
答:用含有646千克Fe3O4的磁铁矿石可提炼出含铁质量分数为96%的生铁质量为487.3吨。
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