8.3合金与金属材料同步练习（含解析）仁爱科普版（2024)化学九年级下册

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8.3合金与金属材料
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列广西优秀传统工艺品中，主要由金属材料制成的是
A．壮乡铜鼓 B．绣球
C．坭兴陶 D．壮锦
A．A B．B C．C D．D
2．同学们探究金属铝的性质过程中，结论错误的是
A B C D
A．金属铝有良好的延展性 B．在空气中，铝比铁更耐腐蚀
C．铝的金属活动性比铜的弱 D．铝能与稀盐酸反应生成气体
3．下列文物主要制作材料不属于金属材料的是
A．商代四羊青铜方尊 B．东汉酿酒画像砖
C．商后母戊青铜方鼎 D．古代铜合金制钱币
4．分类是学习化学的重要方法之一。下列物质中属于金属材料的是
A．生铁 B．氯化铵 C．金刚石 D．大理石
5．下列物质的用途主要与化学性质有关的是
A．干冰用于食品保鲜 B．汽油用于清洗油污
C．氧气用于医疗救急 D．铜丝用于制作导线
6．下列金属中表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气继续氧化的是
A．Cu B．Mg C．Fe D．Al
7．下列说法正确的是
A．熔点最高的金属钨，可以用作保险丝
B．钢铁是使用最早的金属材料
C．多数合金的抗腐蚀性比组成它的纯金属更好
D．汽车的铝合金车体喷漆的主要目的就是美观
8．性质决定用途，用途体现性质。下列物质的性质和用途对应正确的是
A．铜有良好的导热性——用于导线 B．焦炭具有可燃性——用于冶炼金属
C．碳常温化学性质稳定——用墨水书写档案 D．氧气具有助燃性——用于供给呼吸
9．如图为铁的冶炼和铁制品循环利用的示意图，下列说法错误的是
A．废旧金属铁循环利用可节约资源，减少环境污染
B．生铁的熔点比纯铁高
C．生铁是由铁和碳等元素组成的合金
D．冶铁的主要原理是：在高温下用还原剂从铁矿石里把铁还原出来
10．2025年是故宫博物院建院100周年。故宫博物院藏品总量达186万余件(套)是中华文明源远流长的见证。下列故宫博物院馆藏文物中主要由金属材料制成的是
A．书画之宝：《清明上河图》 B．青铜之宝：亚酗方尊 C．陶瓷之宝：郎窑红釉穿带直口瓶 D．玉器之宝：青玉云龙纹炉
A．A B．B C．C D．D
二、非选择题
11．世界权威期刊《自然》，连刊两文报道石墨烯超导重大发现，论文的第一作者是四川成都籍中科大年轻博士曹原。下面让我们一起重走“超导材料”发现的神奇之路。请回答相关问题。
(1)1911年荷兰物理学家海克·卡莫林·昂内斯经过无数次实验确认，汞在温度接近-273℃时几乎处于“零电阻状态”，称之为“超导电性”。汞属于 (填“金属”或“非金属”) 元素，其导电的原因是含有自由移动的 。
(2)1986年有人发现了铜氧化合物的“超导电性”，将温度提高到约为-140℃。YBa2Cu3O5为其代表之一，其中Cu为＋1价，O为-2价，则Y为 价。
12．《梦溪笔谈》中“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干”“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”记录了古代铁器生产、使用的情形。如图是实验室模拟炼铁原理的装置图。
(1)A处发生反应的现象是 。
(2)实验开始时，应先 (填“通一氧化碳”或“加热”)。
(3)从环保的角度考虑，对该装置的改进方法是 。
13．我国有着悠久的钢铁冶炼史，《天工开物》对钢铁冶炼过程有如下记载。
现代工业炼铁所用高炉的结构如图所示，
高炉中发生的过程如下图中的过程Ⅰ到过程Ⅲ所示。
据此回答下列问题：
(1)“淘洗铁砂”说明铁砂(主要成分为) (填“能”或“难”)溶于水。
(2)“生熟炼铁”及“高炉炼铁”得到的产品铁属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(3)进风口鼓入 (填“热空气”或“常温空气”)，目的是避免炉内温度下降，减少能耗。
(4)如果铁矿石是赤铁矿，请写出高炉炼铁过程A区发生的反应方程式 。
(5)“锤锻成钢”或过程Ⅳ通入主要是为了降低生铁中 元素(填元素符号)的含量。
14．《梦溪笔谈》中“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干”“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”记录了古代铁器生产、使用的情形。回答问题：
(1)炼铁的原理是利用CO与Fe2O3的反应。Fe2O3中Fe的化合价为 。
(2)“剂钢”指的是合金钢，钢的硬度比纯铁的 （选填“大”或“小”）。
(3)人类对铁的利用比铜晚了1500多年，这是因为铁的金属活动性比铜的 （填选“强”或“弱”）。已知胆矾溶于水得到硫酸铜溶液，请用化学方程式解释“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”的原因： 。
15．科技进步促进材料的发展，材料的发展不断改善我们的生活。
(1)“天舟号”货运飞船换装了以作正极材料的新型锂电池。已知中Li元素的化合价为价，P元素的化合价为价，则Fe元素的化合价为 。
(2)采用钛合金车架的“共享单车”质量轻便，承重强度高。钛的原子结构示意图为，则 。
(3)某景区推出登山黑科技“外骨骼机器腿”，通过AI计算助力，让攀爬陡峭山路变轻松。其材质主要为铝合金，铝合金属于 (填“合成”或“金属”)材料。
16．垃圾分类具有经济和环境双重价值。在一次实践活动中，兴趣小组同学开启了对垃圾的分类与回收利用的探究之旅。
活动一：参观垃圾分类处理厂
小组同学在技术人员的指导下，了解到垃圾回收处理的过程如图1所示。在参观时获悉城市生活垃圾可分为可回收垃圾、有害垃圾、厨余垃圾和其他垃圾。
(1)铝质易拉罐属于 (选填“可回收垃圾”、“有害垃圾”、“厨余垃圾”或“其他垃圾”)。
(2)小组同学同时往铝质易拉罐的罐体和罐盖(均已除去表面的油漆涂层)上各滴1滴稀盐酸，后观察到罐体材料上产生明显气泡而罐盖仍无气泡。罐体上产生气泡的化学反应方程式是 。
活动二：探究垃圾焚烧产生的气体成分
为探究垃圾燃烧产生，小组同学通过图2装置测得焚烧垃圾产生的气体中体积分数变化如图3所示。
(3)时间段内体积分数出现异常的原因是 。
活动三：设计垃圾分类回收的宣传活动
(4)小组同学通过各种方式，学到了垃圾减量化、无害化、资源化的分类管理知识。在实践活动的成果报告中，同学们提出了许多合理化的建议。为了强化垃圾分类处理意识，请你设计一条垃圾分类回收的宣传语： 。
17．人类社会发展离不开金属资源的开发和利用。
(1)金属的性质与应用
①铜是人类最早利用的金属之一，生活中的铜质火锅，主要利用了铜具有良好的 性。
②铝的化学性质很活泼，却常被镀在铁制品表面用来防腐，铝具有防腐作用的原因是 (用化学方程式表示)。
(2)金属的冶炼
矿石颜料之一赭石(主要成分为Fe2O3 )属赤铁矿，赤铁矿 (选填“是”或“不是”)金属材料。赤铁矿可用于冶炼铁，赤铁矿的主要成分与一氧化碳在高温下反应的化学方程式为 。
(3)金属资源保护
①金属资源储量有限且不能再生，可对废旧金属进行回收、冶炼、加工、再利用，这样做的意义是 。
②铜银合金有着广泛的用途，学习小组想回收某铜银合金中的银，他们称取9.6 g 该铜银合金，研成粉末后逐步加入一定量的硝酸银溶液。若反应过程中生成银的质量随时间变化关系如表所示：
实验时间记录/分 1 2 3 4 5 6
加入硝酸银溶液的质量/g 10 20 30 40 50 60
反应中生成银的质量/g 2.8 5.6 8.4 m 10.8 10.8
ⅰ.表中m 的值为 ，发生反应的化学方程式为 。
ⅱ.通过上述实验，可计算出该铜银合金中铜与银的质量比为 。
18．竖炉冶铁工艺流程如图所示。回答下列问题：
(1)将赤铁矿石粉碎后加入还原反应室的目的是 。
(2)还原反应室中发生反应的化学方程式分别为和 。
(3)下列说法正确的是______（填字母）。
A．还原反应室中发生的反应都是置换反应
B．该工艺流程中，可循环利用的物质有高温尾气和
C．燃烧室内进行的反应为炼铁提供了大量热量
D．赤铁矿石经过还原反应室反应后产生的高温尾气对环境有害
(4)100t含80％的赤铁矿石理论上可以炼出含铁96％的生铁质量是多少？（写出计算过程，结果保留到0.1）
19．金属矿物是宝贵的自然资源。
(1)图一展示了古代将生铁炼成熟铁(钢)的过程，原理是降低生铁中的 。
(2)图二是现代高炉炼铁的过程，写出反应2的化学方程式 。
(3)图二中进料口加入了一定质量纯度为80%的赤铁矿(所含杂质不发生化学反应也不含有铁元素)，冶炼过程中损失率为4%，若A口流出含杂质4%的生铁140t，则加入赤铁矿的质量为 t。
(4)炼铁厂、化工厂等都本着回收利用能源，废液、废气回收的原则。某化工厂为回收废旧金属，向含有硝酸银和硝酸铜的废液中加入一定质量的锌粉，充分反应后过滤，得到无色滤液和滤渣，滤渣中可能含有 (填化学式，下同)，滤液中的溶质是 。
《8.3合金与金属材料》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A C B A C D C C B B
1．A
【详解】A 、壮乡铜鼓是由铜制成的，铜属于金属材料，A 正确。
B 、绣球通常是由布料、丝线等材料制成，这些属于有机材料，不属于金属材料，B 错误。
C 、坭兴陶是由黏土等烧制而成，属于无机非金属材料，不属于金属材料，C 错误。
D、壮锦是由丝线等纺织而成，属于有机材料，不属于金属材料，D 错误。
故选A。
2．C
【详解】A、铝有良好的延展性，因此可制成铝丝或铝箔，选项正确；
B、铝在常温下与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步氧化，所以在空气中，铝比铁更耐腐蚀，选项正确；
C、排在前面的金属能把排在后面的金属，从它的化合物溶液中置换出来，铝能与硫酸铜反应，说明铝的金属活动性比铜的强，选项错误；
D、铝的活动顺序排在氢前，所以能与稀盐酸反应生成氢气，选项正确；
故选C。
3．B
【详解】金属材料包括纯金属和合金。
A、商代四羊青铜方尊，青铜是铜的合金，属于金属材料；
B、东汉酿酒画像砖，砖的主要成分是无机非金属材料，不属于金属材料；
C、商后母戊青铜方鼎，青铜是合金，属于金属材料；
D、古代铜合金制钱币，铜合金属于金属材料。
故选B。
4．A
【分析】金属材料包括纯金属和合金。
【详解】A、生铁是一种铁合金，属于金属材料，选项正确；
B、氯化铵是由铵根离子和酸根离子构成的化合物，不属于金属材料，选项错误；
C、金刚石是碳单质，属于非金属材料，选项错误；
D、大理石主要成分是碳酸钙，不属于金属材料，选项错误；
故选A。
5．C
【详解】A、干冰升华吸热，使周围温度降低，可用于食品保鲜，该性质不需要发生化学变化就能表现出来，属于物理性质，不符合题意；
B、汽油用于清洗油污，是因为汽油能溶解油污，该性质不需要发生化学变化就能表现出来，属于物理性质，不符合题意；
C、氧气能供给呼吸，可用于医疗急救，该性质需要在化学变化中表现出来，属于化学性质，符合题意；
D、铜丝用于制作导线，是利用铜的导电性，该性质不需要发生化学变化就能表现出来，属于物理性质，不符合题意。
故选：C。
6．D
【详解】A、铜在空气中氧化形成铜绿（主要成分为碱式碳酸铜），该氧化层疏松、易剥落，无法阻止氧气和水分进入，因此内层铜会继续氧化。故 A 错误。
B、镁在空气中氧化形成氧化镁（MgO），但该氧化层较薄且不稳定，容易破裂或剥落，无法有效保护内层。故 B 错误。
C、铁在空气中氧化形成铁锈（主要成分为氧化铁），铁锈疏松、多孔，会吸收水分并剥落，暴露新的铁表面，导致氧化持续进行。故 C 错误。
D、铝在空气中氧化形成氧化铝，该氧化层致密、坚硬且与铝基体紧密结合，能有效隔绝空气和水分，防止内层铝进一步氧化。故 D 正确。
故选D。
7．C
【分析】本题考查金属与合金的相关知识，包括金属的物理性质、历史使用、抗腐蚀性以及金属防护措施。
【详解】A、钨是熔点最高的金属。但保险丝的作用是在电流过大时熔断以保护电路，因此需要低熔点的材料。钨的高熔点使其不适合用作保险丝，因为它不易熔断，故该选项不符合题意。
B、人类最早广泛使用的金属材料是铜，因为铜的熔点较低，易于冶炼，铁的使用晚于铜，因此钢铁不是使用最早的金属材料，该选项不符合题意。
C、合金通常比纯金属具有更好的抗腐蚀性。例如，纯铁容易生锈，而不锈钢（铁铬镍合金）抗腐蚀性更强，因此，多数合金的抗腐蚀性比组成它的纯金属好，该选项符合题意。
D、汽车铝合金车体喷漆的目的不仅包括美观，更重要的是防止腐蚀。喷漆可以形成物理屏障，隔绝空气和水分。因此，防腐蚀是主要目的之一，美观是次要目的，该选项不符合题意。
故选C。
8．C
【详解】A、铜具有良好的导电性，可用于导线，与铜具有导热性无关，说法错误，不符合题意；
B、焦炭具有还原性，可用于冶炼金属，说法错误，不符合题意；
C、墨水的主要成分是碳，常温下碳的化学性质稳定，用墨水书写档案，可长期保存，说法正确，符合题意；
D、氧气用于供给呼吸是因为氧气能供给呼吸，与氧气具有助燃性无关，说法错误，不符合题意。
故选：C。
9．B
【详解】A、废旧金属铁循环利用可节约资源，减少冶炼新金属产生的污染，正确。
B、合金熔点一般比其组分纯金属低，生铁是铁的合金，生铁熔点比纯铁低，错误。
C、生铁是铁和碳等元素组成的合金，正确。
D、冶铁主要原理是高温下用还原剂（如CO ）从铁矿石中还原出铁，正确。
故选 B 。
10．B
【详解】A、《清明上河图》是由纸张制成的，纸属于非金属材料，不符合题意；
B、青铜属于铜的合金，合金属于金属材料，符合题意；
C、郎窑红釉穿带直口瓶由陶瓷制成，陶瓷属于非金属材料，不符合题意；
D、青玉云龙纹炉属于玉器，玉石属于非金属材料，不符合题意；
故选B。
11．(1) 金属 电子
(2)+3
【详解】（1）汞常温下呈液态，属于金属元素，其导电的原因是含有自由移动的电子，故填：金属；电子；
（2）YBa2Cu3O5中钡元素的化合价为+2价，铜元素的化合价为+1价，氧元素的化合价为-2价，设Y元素的化合价为x，根据化合物中正负化合价代数为0，则有x+ (+2)×2+ (+1)×3+ (-2)×5=0，得x=+3价，故填：+3。
12．(1)红棕色固体逐渐变黑
(2)一氧化碳
(3)在装置最右侧导管口放燃着的酒精灯（或绑一个气球收集尾气，合理即可）
【详解】（1）A处发生一氧化碳还原氧化铁的反应，化学方程式为，氧化铁（红棕色固体）被还原为铁（黑色固体），因此现象为红棕色固体逐渐变黑；
（2）一氧化碳是可燃性气体，若装置内混有空气，加热时可能发生爆炸，实验开始时先通一氧化碳，可以排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸，因此应先通一氧化碳；
（3）一氧化碳有毒，直接排放会污染空气，从环保角度，需要对尾气进行处理，如在装置最右侧导管口处放燃着的酒精灯点燃尾气（将一氧化碳燃烧为无毒的二氧化碳），或者用气球收集尾气（后续处理）。
13．(1)难
(2)混合物
(3)热空气
(4)
(5)C
【详解】（1）“淘洗铁砂”说明铁砂难溶于水，故填：难；
（2）“生熟炼铁”及“高炉炼铁”得到的产品铁，主要成分是铁，还含有碳及其他杂质（如硅、锰、磷、硫等），属于混合物，故填：混合物；
（3）进风口鼓入热空气，因为热空气可以提高炉内的温度，减少能源消耗，故填：热空气；
（4）赤铁矿的主要成分是氧化铁，高炉炼铁过程A区中一氧化碳与氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为，故填：；
（5）“锤锻成钢”或过程Ⅳ通入主要是为了降低生铁中碳的含量，从而将生铁变成钢，故填：C。
14．(1)+3
(2)大
(3) 强
【详解】（1）中氧元素的化合价为-2，设铁元素的化合价是x，根据在化合物中各元素正负化合价的代数和为零，则，解得，故中铁元素的化合价为+3；
（2）一般情况下，合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大，钢是铁的合金，故其硬度比纯铁大；
（3）越活泼的金属越难冶炼，人类对铁的利用比铜晚了1500多年，这是因为铁的金属活动性比铜的强；
已知胆矾溶于水得到硫酸铜溶液，“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，是因为铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，化学方程式为。
15．(1)
(2)2
(3)金属
【详解】（1）中Li元素的化合价为价，P元素的化合价为价，O元素的化合价为-2价，设Fe元素的化合价为x，根据在化合物中各元素正负化合价代数和为0，则有（+1）+x+（+5）+（-2）×4=0，解得x=+2；
（2）在原子中，质子数=核外电子数，则有22=2+8+10+x，解得x=2；
（3）金属材料包括纯金属和合金，铝合金属于合金，属于金属材料。
16．(1)可回收垃圾
(2)
(3)氧气不足，垃圾燃烧可能不完全，导致产生的一氧化碳增多
(4)垃圾分类，人人有责(合理即可)
【详解】（1）铝质易拉罐的主要成分是铝，铝属于金属材料，金属材料可以回收再利用，所以铝质易拉罐属于可回收垃圾；
（2）往铝质易拉罐的罐体和罐盖(均已除去表面的油漆涂层)上各滴1滴稀盐酸，后观察到罐体材料上产生明显气泡而罐盖仍无气泡，罐体上产生气泡，是因为铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，化学方程式为；
（3）在时间段内，氧气不足，垃圾燃烧可能不完全，导致产生的一氧化碳增多，所以CO体积分数出现异常升高；
（4）设计的宣传语要能体现垃圾分类回收的重要性和意义即可，例如垃圾分类，人人有责(合理即可)。
17．(1)
导热
(2)
不是
(3)
节约金属资源，减少污染物的排放，保护环境
10.8
1:2
【详解】（1）①生活中的铜质火锅，主要利用了铜具有良好的导热性；
②铝具有防腐作用，是因为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，该反应的化学方程式为：；
（2）金属材料包括纯金属和合金，赤铁矿是一种铁矿石，不是金属材料；
赤铁矿的主要成分是氧化铁，一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：；
（3）①金属资源储量有限且不能再生，可对废旧金属进行回收、冶炼、加工、再利用，这样做可以节约金属资源，减少污染物的排放，保护环境；
②ⅰ、由表中数据可知，加入10g硝酸银溶液，生成银的质量为2.8g，加入硝酸银溶液的总质量为20g时，生成银的总质量为5.6g，说明每加入10g硝酸银溶液，生成2.8g银，加入硝酸银溶液的总质量为50g时，反应生成银的质量为10.8g，说明加入硝酸银溶液的总质量为40g时，铜已经完全反应，硝酸银过量，则m的值为10.8；
铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银，该反应的化学方程式为：；
ⅱ、解：设该铜银合金中铜的质量为x
x=3.2g
则该铜银合金中银的质量为：9.6g-3.2g=6.4g，则该铜银合金中铜与银的质量比为：3.2g：6.4g=1:2。
答：该铜银合金中铜与银的质量比为1：2。
18．(1)增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应更充分
(2)
(3)CD
(4)
100t赤铁矿石中的质量为
中含铁元素的质量为
理论上炼出含铁96%的生铁质量为
/解：设炼出生铁的质量为x。
解得x≈58.3t
答：可以炼出含铁96％的生铁质量是58.3t。
【详解】（1）将赤铁矿石粉碎，能增加反应物的接触面积，加快反应速率，使反应更充分。
（2）赤铁矿的主要成分为氧化铁，一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为。
（3）A、置换反应是指一种单质和一种化合物反应生成另两一种单质和另一种化合物的反应，一氧化碳和氧化铁均为化合物，不属于置换反应，该选项说法不正确；
B、还原反应室中产生高温尾气，而催化反应室中，高温尾气为反应物，则高温尾气可循环使用，但甲烷不能循环使用，该选项说法不正确；
C、燃烧放出大量的热，则燃烧室内进行的反应为炼铁提供了大量热量，该选项说法正确；
D、高温尾气中可能含有未反应的一氧化碳（有毒）和二氧化碳（温室气体），若未经处理直接排放，对环境有害，该选项说法正确 。
故选CD。
（4）见答案。
19．(1)含碳量
(2)
(3)250
(4) Zn Zn(NO3)2
【详解】（1）生铁含碳量为2% 4.3%，钢的含碳量为0.03% 2% ，将生铁炼成熟铁（钢）的原理是降低生铁中的含碳量；
（2）炼铁高炉中，反应1为碳与氧气高温生成二氧化碳，反应2为二氧化碳与碳高温生成一氧化碳，反应3为一氧化碳高温还原铁的氧化物生成铁和二氧化碳，故反应2的化学方程式为：；
（3）解：设加入赤铁矿的质量为x
（4）金属活动性Zn＞Cu＞Ag，向含有AgNO3和Cu(NO3)2的废液中加入锌粉，锌先与AgNO3反应，生成Zn(NO3)2溶液和银，AgNO3反应完，若还有锌粉，锌再与Cu(NO3)2反应生成Zn(NO3)2溶液和铜。得到无色滤液，说明Cu(NO3)2完全反应，滤渣中一定有Ag、Cu，可能有过量的Zn；滤液中的溶质只有Zn(NO3)2。
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