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9.1常见的金属材料
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列物质用途,主要利用其化学性质的是
A.用钨制作灯丝 B.用铜制作导线 C.用石墨制铅笔芯 D.用焦炭冶炼铁
2.下列物质中不属于合金的是
A.纯金 B.黄铜 C.生铁 D.钢
3.中华文化中很多成语、诗词和谚语都蕴含科学道理。下列说法错误的是
A.“众人拾柴火焰高”说明可燃物越多,着火点越低
B.“遥知不是雪,为有暗香来”说明分子在不断运动
C.“冰,水为之,而寒于水”体现了物质的状态不同,物理性质不同
D.“百炼成钢”是指生铁经不断煅烧锤炼氧化,降低碳的含量后变成钢
4.打铁花是一种传统的民间焰火表演艺术,在冬天表演更安全,因为铁花会迅速降温,这说明金属材料有良好的
A.延展性 B.导热性 C.导电性 D.耐腐蚀性
5.唐代国宝“鎏金铁芯铜龙”选用铁、铜和金三种不同的金属为材料,下列对于金属性质的描述能作为选材依据的是
A.金具有金色光泽,可以作为表层用于装饰
B.金比铁的硬度小,易变形
C.铜的硬度最大,能够保持龙飞扬的姿态,不易变形
D.铜的延展性比铁更好,易于铸造
6.“火焰分割”趣味实验:先将加热至红热的铁丝网a平伸到火焰上部,如图1所示;再将常温的铁丝网b平伸到火焰下部,两张铁丝网中间的火焰熄灭,如图2所示。下列有关说法不正确的是
A.铁块拉成铁丝主要利用了金属的延展性
B.酒精灯燃烧过程中将化学能转化为热能、光能
C.酒精在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水
D.两张铁丝网中间的火焰熄灭是由于铁丝网b吸收热量,使酒精的着火点降低
7.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
8.下列有关物质的性质与用途对应关系不正确的是
A.氧气具有助燃性,可用于医疗急救 B.液氮沸点低,可提供超导环境
C.酒精具有可燃性,可作燃料 D.铜具有良好的导电性,可用于制作电线
9.下列金属材料不属于合金的是
A.青铜 B.生铁 C.紫铜 D.焊锡
10.焊锡是锡铅合金,用于焊接时熔化填加到焊缝等。把铅加入锡中制成合金的主要目的是
A.降低熔点 B.增加硬度 C.增强抗腐蚀性 D.增加延展性
二、非选择题
11.下列操作或选用的试剂,正确的是 。
选项 实验内容 操作或选用试剂
A 鉴别五氧化二磷和氯酸钾 观察颜色
B 鉴别水和过氧化氢 观察颜色
C 鉴别氮气和氧气 用带火星的木条
D 鉴别铁粉和银粉
12.下列有关金属的叙述,正确的是 。
A.钢的含碳量低于生铁的含碳量 B.常温下,金属都是固体
C.铝、铁、铜都是银白色金属 D.铝能制成铝箔是因为铝有很好的 。
13.“见著知微。见微知著”是化学的思维方法。
(1)铜是生活中常见的一种金属,可用于制作导线,体现了金属铜的 性。
(2)物质的性质决定用途。用途反映物质的性质。金别石硬度很大、石墨硬度很小,两者物理性质有较大差异的原因 。
(3)从宏观知微观:气体X在氧气中燃烧生成氮气和水,X分子中一定含有 原子(填名称)从微观知宏观:如图微粒A、B、C、D、E中,共有 种元素,A和D组成化合物的化学式是 。
(4)固态的二氧化碳俗称“干冰”。镁条在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和一种黑色粉末,写出反应的化学方程式 。
14.人类文明的进步与金属材料的发展关系十分密切。下图是一些金属应用的实例,回答下列问题。
A.电缆 B.电热壶 C.金属丝
(1)铜广泛用于制作各种电线、电缆,这是利用了铜的 性。
(2)电热壶主要是利用了金属的 性。
(3)金属丝主要是利用了金属的 性。
15.古代用“失蜡法”制造青铜器:用蜂蜡做成铸件模型,再用粘土敷成外范,烧成陶模,烧制过程蜂蜡全部熔化消失,使整个铸件模型变成空壳,再往内浇灌高温青铜液,便铸成器物。
(1)上述过程中主要涉及化学变化的步骤是_____(填序号);
A.蜂蜡成模 B.粘土烧陶 C.浇灌成器
(2)青铜器属于 (填“金属”或“合成”)材料;
(3)青铜为铜与锡的合金,青铜的熔点 (填“高于”或“低于”)纯铜的熔点;
(4)古代火法炼铜中,利用木炭与氧化铜在高温下反应,该反应的化学方程式为 ;
(5)铜锈赋予青铜器历史感。铜在空气中会产生铜绿【】,这是由于铜、氧气、二氧化碳和 发生缓慢氧化的结果。
(6)常见的铜锈有和,考古界根据铜锈是否会加速铜的锈蚀分为“有害锈”和“无害锈”,其作用示意图如下:
由图可知,具有 (填“致密”或“疏松”)结构,因此属于 (填“有害锈”或“无害锈”)。
16.实验梳理 铁的冶炼与利用是学习和研究化学的重要课题,某学校的化学老师为让同学们更清楚地了解铁的冶炼过程,于是在实验室模拟工业炼铁,其装置如图所示。请你和同学们一起回答下列问题。
【实验原理】
(1)硬质玻璃管中发生化学反应的化学方程式为 。
【实验操作】
(2)按如图所示连接好装置后,需先进行的实验操作是 。
(3)实验过程中,应先通入一段时间的CO,然后再点燃酒精喷灯,其目的是 。
(4)实验结束后,为防止澄清石灰水倒吸使硬质玻璃管炸裂,应进行的操作是 。
【实验现象】
(5)实验过程中,硬质玻璃管中可观察到的实验现象是 。
(6)实验中,同学们观察到试管内的澄清石灰水变浑浊,产生该实验现象的原理是 (用化学方程式表示)。
【实验反思】
(7)实验过程中,若未先通入CO而直接点燃酒精喷灯,可能造成的后果是 。
(8)通过上述实验,同学们在老师的指导下,总结出一氧化碳的一个化学性质是 。
(9)经过讨论,同学们一致认为该实验装置存在着一处不足,该不足是 ,应如何改正: 。
17.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)
18.《天工开物》是我国古代一部综合性的科技巨著,被誉为是“中国17世纪的工艺百科全书”。详细记载了我国古代炼铁和锌的冶炼方法。
(1)锌的冶炼方法∶将炉甘石(主要成分为ZnCO3)与煤炭饼混合后装入炼锌罐,罐口用泥密封(杂质不参与反应),[提示∶ZnCO3受热分解可生成ZnO等]。
①流程中“粉碎”属于 变化。(填“物理”还是“化学”) 。
②将矿石粉碎的目的是:增大接触面积,使反应更充分,并 。
③炉甘石与煤炭饼混合后高温,写出其中置换反应的化学方程式 。
(2)根据下图回答问题:
①写出图A中右侧试管内发生反应的实验现象:澄清石灰水变 。
②写出图B中直玻璃管内发生反应的化学方程式 。
③图C中高炉炼铁的原料是赤铁矿石、石灰石、 和热空气。
④若图A和图B中澄清石灰水中产生白色沉淀的质量相等,则图A和图B中参加反应氧化铁的质量比为 。
《9.1常见的金属材料》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A A B D D A A C A
1.D
【详解】A、用钨制作灯丝是利用钨的熔点高,属于物理性质,不符合题意;
B、用铜制作导线是利用铜的导电性,属于物理性质,不符合题意;
C、用石墨制铅笔芯是利用石墨的物理性质,不符合题意;
D、用焦炭冶炼铁是利用焦炭的还原性,属于化学性质,符合题意;
故选D。
2.A
【分析】合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质;合金具有以下特点:①一定是混合物;②合金中至少有一种金属等。
【详解】A、纯金是金属单质,不属于合金,符合题意;
B、黄铜是铜锌合金,不符合题意;
C、生铁属于铁合金,不符合题意;
D、钢属于铁合金,不符合题意;
故选A。
3.A
【详解】A、“众人拾柴火焰高”说明可燃物越多,燃烧放出的热量越多,火焰越高,而着火点是物质的固有属性,不会改变,说法错误,符合题意;
B、“遥知不是雪,为有暗香来”说明分子在不断运动,说法正确,不符合题意;
C、“冰,水为之,而寒于水”,冰是固态的水,体现了同种物质的不同形态,物理性质不同,说法正确,不符合题意;
D、“百炼成钢”指生铁经不断煅烧锤打使其中的碳与氧气反应生成二氧化碳,逐渐降低含碳量,最终变成钢,说法正确,不符合题意。
故选:A。
4.B
【详解】A、延展性指金属能被锻打成薄片或拉成细丝的性质(如金箔的制作)。但题干强调的是铁花“迅速降温”,与热传递相关,而非形状改变,不符合题意;
B、导热性指材料传导热量的能力。金属原子排列紧密,且存在自由电子,能快速传递热能。题干中,铁花是高温熔融金属液滴,在空气中因导热性好而快速散热;冬天环境温度低,散热更快,表演更安全,符合题意;
C、导电性指材料传导电流的能力,。但题干讨论的是温度变化,而非电流传递,不符合题意;
D、耐腐蚀性指材料抵抗锈蚀或化学腐蚀的能力。题干未涉及锈蚀或化学变化,仅强调温度下降,不符合题意。
故选B。
5.D
【详解】“鎏金铁芯铜龙”选用铁、铜和金三种不同的金属为材料,铁比铜的强度要高,但是铜的延展性比铁更好,所以就是取铁的强度和铜的延展性来弥补两种材质的不足,另外再镀金,是利用金的稳定性,不易被氧化的特性,整体起到了保护作用。
故选:D。
6.D
【详解】A、铁块能拉成铁丝,利用了金属的延展性,该选项说法正确;
B、酒精燃烧发光、放热,将化学能转化为热能、光能,该选项说法正确;
C、酒精在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水,该选项说法正确;
D、着火点为物质的固有属性,不能改变,两张铁丝网中间的火焰熄灭是由于铁丝网b吸收热量,使酒精温度低于着火点,该选项说法不正确。
故选D。
7.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。
8.A
【详解】A、氧气具有助燃性,可作助燃剂,氧气可用于医疗急救,是因为氧气能供给呼吸,该选项不正确;
B、液氮沸点低,可制造低温环境,超导材料在低温下电阻为零,液氮的低沸点使其常用作冷却剂来创造超导环境,该选项正确;
C、酒精具有可燃性,则可作燃料,该选项正确;
D、铜具有导电性,则可制作电线,该选项正确。
故选A。
9.C
【详解】A、青铜是铜和锡的合金,有时还含有其他元素(如铅)。因此,青铜属于合金;
B、生铁是铁和碳的合金(碳含量较高)。因此,生铁属于合金;
C、 紫铜是纯铜的俗称,指的是纯度较高的铜(单质铜),不含有其他金属或非金属元素。因此,紫铜不属于合金;
D、焊锡是锡和铅的合金。因此,焊锡属于合金;
故选:C。
10.A
【详解】合金比组成它的纯金属熔点低、硬度大,耐腐蚀,焊锡是锡铅合金,用于焊接时熔化填加到焊缝等。故把铅加入锡中制成合金的主要目的是降低熔点。
故选A。
11. C 磁铁吸引(合理即可)
【详解】A、五氧化二磷和氯酸钾是白色粉末,不能鉴别,故选项错误;
B、水和过氧化氢都是无色液体,不能鉴别,故选项错误;
C、氮气不燃烧、不支持燃烧,不能使带火星的木条复燃,氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,现象不同,可以鉴别,故选项正确;
D、铁粉能被磁铁吸引,银粉不能被吸引,可以用磁铁吸引方法鉴别。
故答案为:C;磁铁吸引(合理即可)。
12. A 延展性
【详解】A、钢的含碳量为,生铁的含碳量为,正确。
B、常温下,大部分金属都是固体,但汞是液体,错误。
C、铜是红色金属,错误。
D、铝具有良好的延展性,可制成铝丝、铝箔等。
故填A;延展性。
13.(1)导电
(2)原子排列方式不同
(3) 氮、氢 4/四 MgO
(4)2Mg+CO22MgO+C
【详解】(1)铜是生活中常见的一种金属,可用于制作导线,体现了金属铜的导电性;
(2)金别石硬度很大、石墨硬度很小,两者物理性质有较大差异的原因原子排列方式不同;
(3)气体X在氧气中燃烧生成氮气和水,生成物中含有氮元素、氧元素和氢元素,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,反应物氧气中只含有氧元素,则X分子中一定含有氢、氨原子;
元素是具有相同质子数的一类原子的总称,质子数决定元素的种类,如图微粒A、B、C、D、E中,共有8、10、12、16四种质子数,则表示四种元素;
A质子数为8,表示8号氧元素,最外层电子数为6>4,在化学反应中易得到2个电子形成带2个单位负电荷的氧离子,则氧元素显-2价;D质子数为12,表示12号镁元素,最外层电子数为2<4,在化学反应中易失去2个电子形成带2个单位正电荷的镁离子,则镁元素在化合物中显+2价,根据在化合物中各元素的正负化合价代数和为0,A和D组成化合物的化学式是MgO;
(4)镁条在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和一种黑色粉末,反应的化学方程式2Mg+CO22MgO+C。
14.(1)导电
(2)导热
(3)延展
【详解】(1)铜是一种优良的导电材料,因此广泛用于制作电线和电缆,以传输电能。
(2)电热壶的加热部分通常由金属制成,因为金属具有良好的导热性,可以快速将热量传递给水,使其加热。
(3)金属丝是通过将金属拉长制成的,这利用了金属的延展性,即金属可以被拉成细丝而不易断裂。
15.(1)B
(2)金属
(3)低于
(4)
(5)H2O/水/水蒸气
(6) 疏松 有害锈
【详解】(1)A、蜂蜡成模,只是形状的改变,无新物质生成,属于物理变化;
B、粘土烧陶,发生了燃烧,一定有新物质生成,属于化学变化;
C、浇灌成器,只是形状的改变,无新物质生成,属于物理变化。
故选B;
(2)青铜是铜的合金,属于金属材料;
(3)青铜为铜与锡的合金,合金比组成它的纯金属熔点低,青铜的熔点低于纯铜的熔点;
(4)木炭与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳,该反应的化学方程式为:;
(5)根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,铜绿由Cu、O、H、C元素组成,反应物中铜由铜元素组成,氧气由氧元素组成;二氧化碳由C、O元素组成,故反应物中还应含氢元素,空气中含氢元素的物质是水,故这是由于铜、氧气、二氧化碳和水发生缓慢氧化的结果;
(6)由图可知,具有疏松结构,具有吸附性,会加速铜的锈蚀,因此属于有害锈。
16.(1)
(2)检查装置的气密性
(3)排尽装置内的空气,防止一氧化碳与空气的混合物在加热时发生爆炸
(4)熄灭酒精喷灯后,继续通入一氧化碳至硬质玻璃管冷却到室温
(5)固体由红棕色变成黑色
(6)
(7)加热时发生爆炸
(8)还原性
(9) 没有尾气处理装置 在右端导管用酒精灯点燃尾气或用气球收集
【详解】(1)一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应,生成二氧化碳和铁,反应的化学方程式为:;
(2)按如图所示连接好装置后,需先进行的实验操作是检查装置的气密性,以防止装置漏气影响实验结果;
(3)一氧化碳具有可燃性,与空气混合加热或点燃易发生爆炸,实验过程中,应先通入一段时间的CO,然后再点燃酒精喷灯,其目的是排尽装置内的空气,防止一氧化碳与空气的混合物在加热时发生爆炸;
(4)实验结束后,为防止澄清石灰水倒吸使硬质玻璃管炸裂,应保持装置气压不变小,进行的操作是熄灭酒精喷灯后,继续通入一氧化碳至硬质玻璃管冷却到室温;
(5)一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应,生成二氧化碳和铁,可观察到红色固体逐渐变黑;
(6)实验中,同学们观察到试管内的澄清石灰水变浑浊,产生该实验现象的原理是二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为:;
(7)一氧化碳具有可燃性,与空气混合加热或点燃易发生爆炸,实验过程中,若未先通入CO而直接点燃酒精喷灯,可能造成的后果是加热时发生爆炸;
(8)通过上述实验,一氧化碳能夺取氧化铁中氧,可总结出一氧化碳的一个化学性质是一氧化碳具有还原性;
(9)一氧化碳还原氧化铁时,由于没有反应的一氧化碳有毒,不能直接排放到空气中,否则会污染空气,该实验装置存在着一处不足,该不足是没有尾气处理装置;可在尾部导管用酒精灯点燃,使之转化为二氧化碳,或在尾部用一气球收集。
17.(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。
18.(1) 物理 增大反应速率
(2) 澄清石灰水变浑浊 焦炭 2∶1
【详解】(1)①流程中“粉碎”只是形状的变化,没有新物质生成,属于物理变化。
②将矿石粉碎的目的是增大接触面积,使反应更充分,并增大反应速率。
③置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,结合题中所给提示可知,高温条件下炉甘石(主要成分为ZnCO3)与煤炭饼混合,碳酸锌在高温条件下先发生分解反应产生氧化锌和二氧化碳,然后碳与氧化锌在高温条件下发生置换反应生成锌和二氧化碳,则置换反应的化学方程式为。
(2)①图A中木炭和氧化铁高温条件下反应生成铁和二氧化碳,二氧化碳进入右侧试管内与澄清石灰水反应产生白色沉淀,则发生反应的实验现象是澄清石灰水变浑浊。
②图B中直玻璃管内发生的是一氧化碳与氧化铁高温条件下反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为。
③图C中高炉炼铁的原料是赤铁矿石、石灰石、焦炭和热空气。
④若图A和图B中澄清石灰水中产生白色沉淀的质量相等,则图A和图B中生成二氧化碳质量相等,图A和图B中氧化铁发生反应的方程式及氧化铁和二氧化碳质量关系为:
、,则澄清石灰水中产生等质量白色沉淀时图A和图B中参加反应氧化铁的质量比为2:1。
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