8.3金属资源的利用和保护随堂练习（含解析） 人教版化学九年级下册

8.3金属资源的利用和保护
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．化学知识对生活、劳动实践有重要的指导意义。下列生活实践与所涉及的化学知识不相符的是
选项 生活、劳动实践 化学知识
A 不能用铁桶来配“波尔多”液 因为铁会跟硫酸铜反应
B 铁栏杆刷油漆防腐 油漆能隔绝氧气和水，铁在没有水和氧气的情况下不易生锈
C 霉变的花生不能吃 含有黄曲霉毒素，诱发肝癌
D 金刚石做钻头 金刚石打磨后可发出璀璨夺目的光彩
A．A B．B C．C D．D
2．下列清洗方法利用乳化作用的是
A．用砂纸清除铁钉表面的锈 B．用汽油清洗油污
C．用洗发水洗头 D．用盐酸清除水垢（主要成分是CaCO3）
3．如图实验，放置1-2周时间后，装置中能出现的现象是（ ）
A．试管中的液面上升
B．试管中的液面不变化
C．铁丝逐渐消失
D．铁丝不变化
4．生活中很多变化都伴随着热量变化，下列热量变化不是由化学变化引起的是
A．苹果腐烂发热 B．生石灰与水混合放热
C．灯管通电发热 D．暖宝宝贴（内含铁粉 活性炭 NaCl固体等）发热
5．下列实验设计不能达到实验目的的是
A．探究可燃物燃烧需达到着火点
B．探究钢铁生锈需要氧气
C．称量10g氯化钠固体
D．验证质量守恒定律
6．2024年6月5日我们将迎来第53个世界环境日，生态环境部日前发布中国环境日主题“全面推进美丽中国建设”。下列做法不符合这一理念的是
A．绿色出行，减少尾气排放 B．深埋电池，防止土壤污染
C．回收利用废旧金属 D．植树造林，禁止乱砍滥伐
7．“金山银山不如绿水青山”，下列措施有利于人类发展与环境保护的是
A．露天焚烧生活垃圾 B．大量使用农药增产
C．回收利用废旧金属 D．随意排放生活污水
8．“既满足当代人的需求，又不对后代人满足其自身需求构成危害的发展”是科学发展观的重要内涵之一。下列叙述不符合科学发展观的是
A．废旧金属的回收利用，既可以节约金属资源，又可以减少对环境的污染
B．开发太阳能、风能、可燃冰等新能源，既可以解决能源危机，又可以减少对环境的污染
C．大量使用燃煤发展火力发电，既解决电力紧张，又带动地方经济发展
D．用秸秆制沼气，既能避免焚烧秸秆产生的污染，又能解决生活中的燃料问题
9．为研究生铁片的锈蚀，某兴趣小组进行对比实验。下列分析正确的是
序号 ① ② ③
实验
现象 8小时未观察到明显锈蚀 8小时未观察到明显锈蚀 1小时观察到明显的红褐色锈蚀
A．实验①中，生铁片未见明显锈蚀的主要原因是缺少O2
B．实验②中，NaCl溶液中溶解的O2不足以使生铁片明显锈蚀
C．实验③中，红褐色锈蚀是一层致密的氧化物薄膜
D．对比实验①②③，说明苯能隔绝O2
10．下列实验设计不能够达到实验目的的是
A．探究同种溶质在不同溶剂中的溶解性
B．探究铁钉生锈的条件
C．测定空气中氧气的含量
D．区分硬水和软水
二、非选择题
11．铁及其化合物在生产生活中发挥着重要作用。明代《天工开物》记载了名为“炒钢法”的炼钢工艺，“炒钢法”生产流程如图所示。
(1)炼铁炉中煤的主要作用是 （答一点）。
(2)不断翻炒液态生铁，是为了 （填“降低”或“升高”）碳元素含量以制钢。
(3)对生铁炼钢的描述有：“凡钢铁炼法，火力到时生铁先化”。说明生铁的熔点比钢 （填“低”或“高”）。
(4)若使用“炒钢法”炼钢，每消耗1280t含的赤铁矿，理论上可得到含铁99%的钢的质量是 （不考虑生产过程中物料的损耗，计算结果保留一位小数）。
12．工业上以大理石和赤铁矿(Fe2O3)为主要原料可以制取B和G，其转化关系如下图所示，已知D、G的主要成分为单质。C是能使澄清石灰水变浑浊的常见气体，下列问题：
(1)写出工业上制取的两种物质的化学式：A ，E 。
(2)写出下列反应的化学方程式：
反应① ；
反应② ；
反应③ 。
13．千年暨阳城，终圆铁路梦。如今南沿江城际铁路初见端倪，力争2022年底建成，江阴终将迈入“高铁时代”。
(1)高铁列车车体材料使用了含镍不锈钢，工业上火法炼镍的原理是:C+2NiO2Ni+CO2↑。上述反应中C体现 性；气体产物中常含有CO，可能的原因是 （用化学方程式表示）。
(2)高铁轨道焊接时，利用铝粉与氧化铁粉末在高温下反应生成液态铁（浇铸于铁轨之间）和氧化铝来进行，称为铝热反应。写出反应的化学方程式 ,该反应属于 反应。
14．2021年“五一”假期间，小明全家进行了一次旅游，使他们对“化学就在我们身边”这一观点有了更深的体会。
（1）中午野餐前，小明取回了一些溪水，用 的方法杀菌并降低了水的硬度。
（2）开始准备午餐，爸爸用户外便携式天然气炉做饭，天然气中主要成分燃烧的化学方程式是 ，连接气炉与便携式天然气罐的是一段塑料导气管，它属于 （填“金属”“合成”或“复合”）材料。
（3）做好饭后，小明将天然气罐的阀门关闭。其灭火的原理是 。
（4）野炊食谱如下：主食是馒头：配菜是红烧肉、豆腐汤、牛肉干。从营养学角度来看，你认为食谱中还应添加如图食品中的 （填字母）。
（5）为了游客骑行方便，景区内放了许多共享单车，共享单车车架由铁、铝合金等材料制成，铁制车架表面喷漆可使自行车美观且不易生锈，其不易生锈的原因是 。
15．2023年淄博烧烤异常火爆，其中用作燃料的木炭主要是由碳元素组成的，碳元素是组成许多物质的基本元素，碳及其化合物与人类关系密切。
(1)木炭做烧烤燃料，燃烧时的能量转换形式是 。
(2)碳的单质有多种，具有如图1所示结构的碳单质中，由分子构成的是 。（填序号）。
(3)《清明上河图》由诸城名人张择端所画，历经千年保存完好，是由于单质碳在常温下具有 （填“还原性”或“稳定性”）。
(4)“碳海绵”是已知最轻的固体材料（图2是花蕊上的“碳海绵”），是由碳元素组成的纯净物，多孔结构，弹性好。它对石油有很强的吸附能力（不吸水），将吸入的石油挤出后仍可恢复原状。下列关于碳海绵的说法不正确的是 （填字母序号）。
A．是一种新型的碳单质
B．不能重复使用
C．可处理海上石油泄漏
(5)某地民工在工棚中用木炭烧烤，发生中毒事故，他们中毒的原因是 （写化学方程式）；造成民工中毒的气体也有对人类有利的一面，比如冶炼钢铁，请写出高炉炼铁的反应原理 。
(6)如果通入的CO气体中含有少量CO2，要除去其中的CO2，使用图3装置进行实验，装置中应盛放的物质是 （填化学式），发生的化学方程式为 。
(7)某物质R在空气中燃烧的化学方程式为：，R的化学式为 。
16．高铁给我们带来的不仅是交通方便，出行快捷，甚至是带来旅游业的繁荣。制造铁轨需要大量的合金钢，某化学兴趣小组为此展开探究:
（一）工业上炼铁炼钢和轧制钢材的主要流程如下图:
已知:生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%~2%。
(1)炼铁的固体原料中加入焦炭的作用是 、 （用方程式表示）；
(2)炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是 。
(3)热空气和高炉气体的主要成分有一种相同，这种气体是 （填化学式）；
（二）该兴趣小组发现未经处理的钢铁容易生锈。同学们接着探究了铁生锈的相关问题。
【知识回顾】
(4)铁生锈的条件为铁与 、 同时接触，为了防止铁制品生锈，应采取的措施是 （写出一种）。
【查阅资料】铁锈成分复杂，化学式可简单表示为Fe2O3 nH2O，在加热时会分步反应， 首先失去结晶水，其反应可表示为Fe2O3 nH2O=Fe2O3＋nH2O，浓硫酸可以吸水，碱石灰可以吸收水和二氧化碳。
【提出问题】铁锈（Fe2O3 nH2O）中n的值等于多少呢？
【问题探究】小明发现实验室中有一保管不善的铁粉，大部分已经结块成红褐色，为了探究铁锈（Fe2O3 nH2O）的组成，称取27.0g这种铁粉样品，按如图2所示装置进行实验。
(5)实验前应先 ；
(6)为了保证实验安全，实验开始时应先 ，目的是 ；
(7)A中的现象是 ；
(8)请指出该装置中有一处明显不足 ；
【数据处理】如图是加热时间和A中固体质量关系图象，下表是B、C中质量不再变化时B中浓硫酸、C中碱石灰装置质量变化情况。
反应前（g） 反应后（g）
B 100 105.4
C 150 163.2
(9)铁锈（Fe2O3 nH2O）中n的值是 ；
(10)写出T3-T4时间段发生反应的化学方程式 ；
(11)计算原样品中单质铁的质量分数是 。（计算结果保留到0.1%）
《8.3金属资源的利用和保护》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C A C D B C C B C
1．D
【详解】A、波尔多液的原料之一是硫酸铜溶液，铁桶中的铁会和硫酸铜发生置换反应生成铜和硫酸亚铁，结果铁桶被腐蚀，溶液失效变质，所以不能用铁桶来配“波尔多”液，正确；
B、铁生锈的条体是水与氧气共存，刷油漆能隔绝氧气和水，铁在没有水和氧气的情况下不易生锈，正确；
C、霉变的花生含有黄曲霉毒素等有害物质，会诱发肝癌，即是高温也不能除去，所以霉变的花生不能吃，正确；
D、金刚石用作钻探机的钻头，是利用金刚石硬度大的物理性质，错误。
故选：D。
2．C
【详解】A、用砂纸清除铁钉表面的锈是物理方法除锈，不是乳化，错误；
B、用汽油清洗油污是一个溶解过程，错误；
C、用洗发水洗头是洗发乳乳化油污形成乳浊液的过程，正确；
D、用盐酸清除水垢是盐酸和碳酸钙反应生成新物质，不是乳化，错误。
故选C。
3．A
【详解】A、铁丝锈蚀会消耗试管内的氧气，而使管内气体减少，压强减小，从而造成水进入试管，试管内液面上升，故符合题意；
B、试管内空气中的氧气被不断消耗，试管内气体减少，水在压强作用下进行试管，水面应该上升，故不符合题意；
C、铁丝锈蚀生成的铁锈仍为固体，所以判断“铁丝逐渐消失”也与事实不符，故不符合题意；
D、处于潮湿空气中的铁丝，既与水接触又与氧气接触，满足了锈蚀条件，放置一段时间后会出现锈蚀，铁丝表面覆盖红色固体，故不符合题意。
故选A。
4．C
【详解】A、苹果腐烂的过程中有新物质菌类物质生成，属于化学变化；
B、生石灰与水反应能生成氢氧化钙，放热，属于化学变化；
C、灯管通电发热的过程中没有新物质生成，属于物理变化；
D、暖宝宝贴（内含铁粉 活性炭 NaCl固体等）发热，原理为形成原电池，盐类混合物为原电池的电解质，属于化学变化。
故选：C。
5．D
【详解】A、铜片上的白磷与氧气接触，温度达到了着火点，燃烧，铜片上的红磷与氧气接触，但是温度没有达到着火点，不能燃烧，说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点，不符合题意；
B、左边试管中铁钉与氧气和水接触，生锈，右边试管中铁钉只与水接触，不生锈，说明铁生锈需要氧气，不符合题意；
C、用托盘天平称量物品时，应遵循“左物右码”的原则，但是称量10g氯化钠固体时，没有使用游码，托盘天平是一个等臂杠杆，即使氯化钠和砝码的位置放反了，也能达到实验目的，不符合题意；
D、实验过程中，碳酸钠与稀盐酸反应生成的二氧化碳逸出，反应前后质量不相等，不能验证质量守恒定律，符合题意。
故选D。
6．B
【详解】A、绿色出行，可以减少尾气排放，有利于保护环境，故A不符合题意；
B、深埋电池，会对土壤和水造成污染，故B符合题意；
C、回收利用废旧金属，有利于节约资源和保护环境，故C不符合题意；
D、植树造林，禁止乱砍滥伐，有利于保护环境，故D不符合题意。
故选B。
7．C
【详解】A、就地焚烧生活垃圾会造成空气污染，故A做法不利于保护环境，不符合题意；
B、大量施用农药化肥会损害土壤、大气和水体，故B做法不利于保护环境，不符合题意；
C、回收利用废旧金属可以有效防止废旧金属垃圾带来的污染问题，故C做法有利于保护环境，符合题意；
D、随意排放生活污水会造成水体污染，故D做法不利于保护环境，不符合题意；
故选C。
8．C
【详解】A、废旧金属的回收能节约金属资源且保护环境，故A符合科学发展观；
B、新能源的开发和利用有利于解决能源危机和保护环境，故B符合科学发展观；
C、大力发展火力发电，虽然解决电力紧张问题，但也造成了大气污染，故C不符合科学发展观；
D、用秸秆制沼气，可以缓解农村的燃料问题和环境问题，故D符合科学发展观。
故选：C。
9．B
【详解】A、铁生锈是铁、水和氧气共同作用的结果，实验①中，生铁片未明显锈蚀的原因是缺少氧气和H2O，错误；
B、实验②中，铁没有明显锈蚀，说明氧气不足，NaCl溶液中溶解的O2不足以使生铁片明显锈蚀，正确；
C、铁锈是疏松多孔的结构，不是致密的薄膜，错误；
D、铁生锈是铁、水和氧气共同作用的结果，实验③中，铁产生了红褐色锈，说明苯不能隔绝氧气，错误。
故选B。
10．C
【详解】A、碘不溶于水，溶于汽油，故同种溶质在不同溶剂中的溶解性不同，正确；
B、第一个试管中铁钉和水、氧气接触，生锈，第二个试管中铁钉只和水接触，铁钉不生锈，第三个试管中铁钉只和氧气接触，铁钉不生锈，故可以得出铁钉生锈的条件是同时和氧气、水接触，正确；
C、测定空气中氧气的含量不能用硫，硫燃烧生成二氧化硫，使集气瓶中气体压强基本不变，错误；
D、加入肥皂水后，若有大量气泡产生的是软水，较多浮渣产生的是硬水，正确；
故选C。
11．(1)将氧化铁还原成铁（燃烧为反应提供热量等其他合理答案均可）
(2)降低
(3)低
(4)678.8t
【详解】（1）煤的主要成分是碳，与氧气反应生成一氧化碳，一氧化碳有还原性，可以将氧化铁还原成铁；与氧气反应的同时，释放热量，反应提供热量；
（2）不断翻炒液态生铁，使生铁中的碳与氧气接触反应生成二氧化碳，是为了降低生铁中碳元素的含量以制钢；
（3）“凡钢铁炼法、火力到时生铁先化”，这表明在相同的加热条件下，生铁先达到熔点变为液态，说明生铁的熔点比钢低；
（4）解：设生成铁的质量为x
则理论可以炼出含铁99%的钢质量为
答：理论上可得到含铁99%的钢的质量约为678.8t。
12．(1) CaCO3 CO
(2) CaCO3CaO+CO2↑ C+CO22CO 3CO+ Fe2O32Fe +3CO2
【分析】C是能使澄清石灰水变浑浊的常见气体，则C是二氧化碳；在工业上常用高温煅烧大理石的方法制取氧化钙，同时得到二氧化碳，结合图框中A物质的转变关系，则A是大理石的主要成分碳酸钙，B是氧化钙；在工业上以赤铁矿（Fe2O3）为主要原料，用一氧化碳作还原剂可以炼铁，则G是铁；E和F在高温下反应生成了二氧化碳和铁，C（二氧化碳）和D在高温下反应生成E，则D是碳，E是一氧化碳，F是氧化铁，代入检验，推断合理。
【详解】（1）由分析可知，A为碳酸钙，E为一氧化碳，其化学式分别为CaCO3、CO，故填：CaCO3；CO；
（2）反应①为碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，反应的化学方程式为CaCO3CaO+CO2↑；
反应②为二氧化碳与碳在高温条件下生成一氧化碳，反应的化学方程式为C+CO22CO；
反应③为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3CO+ Fe2O32Fe +3CO2；
故填：CaCO3CaO+CO2↑；C+CO22CO；3CO+ Fe2O32Fe +3CO2。
13．(1) 还原 C+CO22CO
(2) Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3 置换
【详解】（1）上述反应中C得到氧生成二氧化碳，体现还原性；气体产物中常含有CO，可能的原因是过量碳和二氧化碳高温生成一氧化碳，C+CO22CO；
（2）铝粉与氧化铁粉末在高温下反应生成液态铁和氧化铝，反应的化学方程式 Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3；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。
14． 煮沸 合成 清除可燃物 C 隔绝水和氧气
【详解】（1）生活中用煮沸的方法降低水的硬度，可溶性钙、镁化合物在加热时，能形成沉淀，故填：煮沸。
（2）天然气的主要成分是甲烷，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，化学方程式，塑料属于合成材料，故填：；合成。
（3）天然气罐的阀门关闭，其灭火的原理是清除可燃物，故填：清除可燃物。
（4）红烧肉、豆腐汤、牛肉干等食物富含蛋白质、脂肪、还缺少的是维生素，故选：C。
（5）铁在氧气和水的作用下生锈，铁制车架表面喷漆可使自行车美观且不易生锈，其不易生锈的原因隔绝水和氧气，故填：隔绝水和氧气。
15．(1)化学能转换为热能
(2)C
(3)稳定性
(4)B
(5)
(6) C
(7)C2H6O
【详解】（1）木炭燃烧放热，燃烧时将化学能转化为热能；
（2）图1中碳的单质有金刚石、石墨和C60，由分子构成的是C60，故填C；
（3）古代字画能长期保存，是由于单质碳在常温下具有稳定性；
（4） A、“碳海绵”是由碳元素组成的纯净物，故“碳海绵”是碳的单质，故A正确；
B、“碳海绵”对石油有很强的吸附能力（不吸水），将吸入的石油挤出后仍可恢复原状，故“碳海绵”能重复使用，故B错误；
C、“碳海绵”对石油有很强的吸附能力，故“碳海绵”可处理海上石油泄漏，故C正确；
故选B；
（5）中毒的原因是木炭不完全燃烧生成有毒的一氧化碳，化学方程式为；高炉炼铁的反应：一氧化碳和氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为；
（6）一氧化碳中混有少量的二氧化碳，若用图3装置除去二氧化碳，装置中的物质是碳，故填C；碳在高温条件下能与二氧化碳反应生成一氧化碳，化学方程式为；
（7） 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，反应物种中有6个氧原子，生成物种有7个氧原子、2个碳原子、6个氢原子，故R中有1个氧原子、2个碳原子、6个氢原子，故R为C2H6O。
16．(1)
(2)增大反应物的接触面积
(3)CO2
(4) 水 氧气 保持铁制品表面干燥（合理均可）
(5)检查装置气密性
(6) 通一段时间一氧化碳，再加热 将硬质试管中的空气排尽
(7)红棕色固体变为黑色
(8)没有对尾气进行处理
(9)3
(10)
(11) 20.7%
【详解】（1）炼铁的固体原料中加入焦炭的作用是将焦炭与热空气中的氧气充分反应生成二氧化碳，二氧化碳在高温下再被焦炭还原成一氧化碳，用一氧化碳还原铁矿石，故填写：和；
（2）原料需经过粉碎，其目的是增大反应物的接触面积，使反应物充分反应；
（3）高炉气体中主要成分为产物二氧化碳，热空气中也有二氧化碳，故填写：CO2；
（4）铁生锈是铁与空气中的氧气和水蒸气共同作用的结果，故铁生锈的条件为铁与水、氧气（空气）同时接触；
根据铁生锈的条件，为了防止铁制品生锈，应采取的措施是：保持铁制品表面干燥，刷漆，烤瓷等（合理均可）；
（5）有气体生成或气体参与的实验，实验前必须检查装置的气密性，故填写：检查装置的气密性；
（6）由图可知，该实验中通有一氧化碳，且加热，为保证实验安全，实验开始时应先通一段时间一氧化碳，再加热，该操作的目的是：将硬质试管中的空气排尽，防止混有空气加热，发生爆炸，故填写：通一段时间一氧化碳，再加热；将硬质试管中的空气排尽，防止混有空气加热，发生爆炸；
（7）由图可知，A中是一氧化碳还原生锈的铁粉（主要成分为Fe2O3），因此现象为：红棕色固体变为黑色，故填写：红棕色固体变为黑色；
（8）该实验有一氧化碳参与，因此尾气中可能含有一氧化碳，必须进行尾气处理，故填写：没有对尾气进行处理；
（9） 设氧化铁质量为x，反应生成水的质量：105.4g-100g=5.4g，反应生成二氧化碳质量：163.2g-150g=13.2g，根据题意有：
根据化学式Fe2O3 nH2O有160：18n=16g：5.4g，n=3，
故填：3；
（10）由资料可知，T1-T2时间段为Fe2O3 nH2O失去结晶水的过程，T3-T4时间段，为高温条件下氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳过程，方程式：；
（11）设原样品中单质铁的质量为为x
原样品中单质铁的质量分数是：；
答：原样品中单质铁的质量分数是20.7%。