人教版(2024)九年级下册 第八单元 金属和金属材料课题3 金属资源的利用和保护 题型专练(参考答案)
【题型1】工业炼铁的原理及装置
【典例】下列有关金属和合金的正确的是( )
A.所有金属都呈银白色
B.高炉炼铁时利用焦炭作还原剂冶炼金属铁
C.农业上常用的杀菌剂波尔多液不能用铁桶配制
D.将打磨后的银片放入硫酸铜溶液中,无明显现象,不能证明铜和银的活动性强弱
【答案】C
【解析】并不是所有的金属都是银白色,例如铜是紫红色,故A说法错误;工业炼铁时用焦炭燃烧提供热量,同时产生还原剂一氧化碳,故B说法错误;农业上常用的杀菌剂波尔多液中含有硫酸铜,铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,则波尔多液不能用铁桶配制,故C正确;将打磨后的银片放入硫酸铜溶液中,无明显现象,说明铜比银活泼,即能证明铜和银的活动性强弱,故D说法错误;
【强化训练1】碳和碳的化合物是一个庞大的家族,下列正确的是( )
A.工业炼铁中焦炭只起提供热量的作用
B.金刚石是天然存在最硬的物质
C.CO有毒而CO2无毒,两者相互转化只能通过化合反应实现
D.CO、甲烷、酒精都是清洁能源
【答案】B
【解析】碳与氧气反应生成二氧化碳,放出热量;二氧化碳与焦炭高温下反应生成一氧化碳;因此工业炼铁中焦炭只起提供热量的作用,还可将二氧化碳还原为一氧化碳,故A错误;金刚石是天然存在的最硬的物质,故B正确;CO有毒而CO2无毒,是因为它们的分子构成不同,CO转化为CO2的方法有:,,而不属于化合反应,故C错误;CO有毒,不是清洁能源,甲烷和酒精都是清洁能源,故D错误。
【强化训练2】古文献记载的大鉴炉炼铁:“黑砂(主要成分为铁的氧化物)为本……时时旋下,用炭火以煅炼之。”如图所示。下列说法错误的是( )
A.该黑砂中可能含有Fe3O4
B.木炭仅作为燃料提供热量
C.往通风道中鼓风能提高炉温
D.增加大鉴炉高度能提高铁的产量
【答案】B
【解析】黑砂的主要成分为铁的氧化物,四氧化三铁为黑色固体,则该黑砂中可能含有Fe3O4,故A正确;木炭不是仅作为燃料提供热量,木炭具有还原性,能与铁的氧化物反应生成铁和二氧化碳,故B错误;
往通风道中鼓风,利于木炭充分燃烧,能提高炉温,故C正确;木炭具有还原性,在高温条件下能与铁的氧化物反应生成铁和二氧化碳;时时旋下,用炭火以煅炼之,增加大鉴炉高度,能使铁的氧化物依次和木炭充分接触,充分反应,能提高铁的产量,故D正确。
【强化训练3】高炉炼铁所需的原料有铁矿石、焦炭、石灰石等,其过程可用如图简要表示:
已知:气体①、气体②和固体③均属于氧化物。
(1)气体②的化学式为 。
(2)反应Ⅲ是生成铁单质的反应,该反应 (填“属于”或“不属于”)置换反应。
(3)炼铁高炉底部通过不同高度的出口分离铁水与炉渣(如图2所示),能实现渣铁分离的原因是因为炉渣具有 的性质。
【答案】(1)CO;(2)不属于;(3)熔点高,密度比铁水小。
【解析】(1)焦炭燃烧生成二氧化碳,二氧化碳与焦炭在高温条件下生成一氧化碳,气体②的化学式为CO。
(2)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的反应,反应Ⅲ是生成铁单质的反应是一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,该反应不属于置换反应。
(3)炼铁高炉底部通过不同高度的出口分离铁水与炉渣,能实现渣铁分离的原因是因为炉渣具有熔点高,密度比铁水小的性质。
【强化训练4】炼铁厂进行高炉炼铁的主要原料有赤铁矿石、焦炭、空气等,主要反应过程如图所示,请回答下列问题。
(1)步骤①②③中发生的反应属于化合反应的是____ (填序号),步骤②中焦炭的作用是________________ 。
(2)取适量炼得的“铁”于烧杯中,加入足量稀盐酸,观察到_________________________,发生反应的化学方程式为_______________,当反应停止后,还可观察到烧杯底部有黑色不溶物,该物质主要是_____(填化学式)。
(3)下列关于高炉炼铁的叙述正确的是_______(填字母)。
A. 为了加快反应速率,高炉炼铁前先将赤铁矿石粉碎
B. 高炉尾气对环境无影响,可直接排放
C. 炉渣的出口应高于产物的出口
【答案】(1)①②与CO 反应生成CO、提供热量
(2)固体部分溶解,产生气泡,溶液由无色变为浅绿色 Fe+2HCl═FeCl +H ↑ C
(3)AC
【解析】(1)步骤①中碳和氧气在高温条件下反应生成二氧化碳,步骤②中碳和二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳,步骤③中一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳。上述反应中,步骤①②的反应是由两种物质反应生成一种物质的反应,属于化合反应。步骤②中焦炭的作用是与 CO 反应生成炼铁所需的CO,同时也能提供炼铁所需的热量。(2)炼得的“铁”为生铁,主要含有铁和碳,加入足量稀盐酸,铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,可观察到固体部分溶解,产生气泡,溶液由无色变为浅绿色。反应停止后,烧杯底部的黑色不溶物为碳。(3)将赤铁矿石粉碎,可增大反应物之间的接触面积,加快反应速率,A正确;高炉尾气中含有一氧化碳,一氧化碳有毒,逸散到空气中会造成污染,因此高炉尾气不可直接排放,B错误;因为生铁的密度大于炉渣密度,所以炉渣的出口应高于产物的出口,C 正确。
【题型2】古代冶炼金属
【典例】如图为《天工开物》中描绘我国古代炼铁的场景。下列说法错误的是( )
A.铁是地壳中含量仅次于铝的金属元素
B.焦炭只起提供热量的作用
C.炼铁中的原理可为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
D.炼铁中风箱鼓入空气与投料逆行是为了增大反应物的接触面积,反应更加充分
【答案】B
【解析】地壳含量较多的元素(前四种)按含量从高到低的排序为:氧、硅、铝、铁,铁是地壳中含量仅次于铝的金属元素,故A正确;碳与氧气反应生成二氧化碳,放出热量;二氧化碳与焦炭高温下反应生成一氧化碳;因此工业炼铁中焦炭除了起到提供热量的作用,还可将二氧化碳还原为一氧化碳,为反应提供还原剂,故B错误;炼铁的原理可以是一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为:,故C正确;炼铁中风箱鼓入空气与投料逆行是为了增大反应物的接触面积,反应更加充分,故D正确。
【强化训练1】如图所示,明代宋应星的《天工开物》描绘了我国的古代炼铁术。下列说法错误的是( )
A.向高炉内加入铁矿石、焦炭、石灰石,在高温下炼铁
B.高炉炼铁时,出铁口出的是生铁
C.加入焦炭的目的只是利用其可燃性
D.工业上用赤铁矿石炼铁的化学方程式为 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
【答案】C
【解析】高炉炼铁的原料为铁矿石、焦炭、石灰石,其中焦炭燃烧可为炼铁提供热量,创造高温的环境,同时还可以产生具有还原性的CO,A 正确,C 错误;高炉炼铁时,出铁口出的是生铁,B 正确;炼铁采用的赤铁矿的主要成分为 Fe2O3,炼铁的化学方程式为Fe O +3CO2Fe+3CO2,D正确。
【强化训练2】铁是一种古老金属,应用广泛,被人类誉为“金属之王”。
(1)明代宋应星所著《天工开物》中展示了我国古代炼铁场景,其原理之一是:用煤在高温条件下炼铁。
①如图1拉风箱鼓入空气的目的是 。
②从泥炉中流淌出的“堕子钢”,相当于现代的 (填“纯铁”或“生铁”)。
(2)现代用CO炼铁,利用了CO的 (填化学性质)。
(3)铁的用途广泛,如图2是工业上在高温、高压下制取氨气(NH3)的微观反应示意图。
①铁在该反应中的作用是 。
②反应总的化学方程式是 。
【答案】(1)①使反应充分进行;②生铁;(2)还原性;(3)①催化作用(或催化);②N2+3H22NH3。
【解析】(1)①用煤在高温下炼铁需燃料燃烧放热提供高温条件,而燃料充分燃烧需与空气有足够大的接触面,因此拉风箱鼓入空气的目的是提供充足的空气,使燃料充分燃烧;
②炼铁会用到煤,煤中含有焦炭,因此炼出的铁中不可避免会混有单质碳,从泥炉中流淌出的“堕子钢”属于铁和碳的合金,因此相当于现代的生铁;
(2)一氧化碳与氧化铁反应生成铁与二氧化碳,利用了CO的还原性;
(3)由图可知,该反应过程前后都有铁,因此该反应是氮气、氢气在高温高压、铁的催化下生成氨气;
①铁在该反应中的作用是做催化剂;
②反应总的化学方程式是N2+3H22NH3。
【强化训练3】我国有着悠久的钢铁冶炼史,《天工开物》中记载的“炒钢法”如图1,该方法的生产过程可用图2表示。
资料:①潮泥灰主要成分是石灰石②铁的熔点是1535℃。
根据图文回答下列问题。
(1)常见的铁矿石有赤铁矿和 (写一种)。
(2)不断鼓入空气的目的是 。
(3)炼铁炉中生成铁的化学方程式为 。
(4)不断翻炒液态生铁,是为了降低 元素的含量。
(5)钢的性能优良,如钢的熔点比纯铁 ,易于加工。
(6)工业上进行高炉炼铁时,通常加入石灰石,石灰石的主要作用是将矿石中的SiO2转变为炉渣(主要成分是CaSiO3)和一种氧化物,生成炉渣的反应中没有化合价的改变,请写出生成炉渣的化学反应方程式 。
【答案】(1)磁铁矿石(合理即可);(2)提高炉温;(3)3CO+Fe2O32Fe+3CO2;(4)碳;(5)低;(6)CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。
【解析】(1)常见的铁矿石有赤铁矿和磁铁矿石或菱铁矿等;
(2)不断鼓入空气,使碳与氧气充分反应,反应放出大量的热,以此来提高炉温;
(3)高温条件下,氧化铁与一氧化碳反应生成二氧化碳和铁,该反应的化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2;
(4)生铁与钢的含碳量不同,生铁中含碳量高,不断翻炒液态生铁,使碳与氧气反应生成二氧化碳,降低了碳元素的含量;
(5)合金的熔点低于组成它的纯金属,因此钢的熔点比纯铁低,易于加工;
(6)石灰石与SiO2高温下反应生成CaSiO3和二氧化碳,生成炉渣的化学反应方程式:CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑;
【强化训练4】《天工开物》中记载了“古法炼铁”如图1和“炒钢法”如图2
(1)在图1的炉中鼓入与矿物逆流而行的空气,“逆流而行”的目的是____________________________________________;再利用生成的一氧化碳和氧化铁反应生成铁单质,该反应的化学方程式是_____________________________________,此反应中体现了一氧化碳的________________________(填“氧化”或“还原”)性。
(2)“炒钢法”即“持柳棍疾搅即时炒成熟铁,炒过稍冷之时,或有就塘内斩划方块者”。不断翻炒液态生铁,是为了降低生铁中________________________元素的含量。
【答案】(1)使反应物充分接触,增大反应物接触面积 还原
(2)碳
【解析】(1)“逆流而行”的目的是使反应物充分接触,增大反应物接触面积,充分反应;高温时一氧化碳和氧化铁反应生成铁单质和二氧化碳,该反应的化学方程式是;一氧化碳夺走氧化铁中的氧,体现还原性。(2)不断翻炒液态生铁,使碳接触氧气,碳燃烧生成二氧化碳,是为了降低生铁中碳元素的含量。
【强化训练5】《天工开物》中记载了古代炼铁工艺:“一炉载土(铁矿石)二千余斤,或用煤炭,扇炉风箱必四人…,即时炒成熟铁”,该方法的大致生产过程如图所示。
(1)炼铁炉在炼铁过程中需要不断拉动风箱鼓入空气,其目的是________________________________________。
(2)若该过程中使用的铁矿石是磁铁矿(主要成分为 Fe O ),则炼铁炉中生成铁的化学反应方程式为______________。
(3)潮泥灰的作用和高炉炼铁中石灰石的作用类似,该炼铁过程中撒入潮泥灰的主要作用是____________________。
(4)不断翻炒生铁可得熟铁,该过程发生的是__________________________(填“物理”或“化学”)变化。
【答案】(1)使煤炭充分燃烧,提供炼铁所需的高温条件
(2)Fe3O4+4CO3Fe+4CO2
(3)使铁矿石中的二氧化硅转化为炉渣
(4)化学
【解析】(1)炼铁过程中,铁的氧化物与 CO 反应需高温条件,因此该过程中不断拉动风箱鼓入空气的目的是使其中的煤炭充分燃烧,提供炼铁所需的高温条件。(2)磁铁矿石的主要成分是 Fe O ,Fe O 和炼铁炉中的CO在高温条件下反应生成 Fe和 CO ,据此写出反应的化学方程式。(3)高炉炼铁中石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣除去,而该炼铁过程中潮泥灰的作用和高炉炼铁中石灰石的作用类似,故在方塘中撒入潮泥灰的作用是使铁矿石中的二氧化硅转化为炉渣而除去。(4)翻炒生铁是使生铁中过量的碳与空气充分接触发生反应转化为CO ,从而降低生铁中的碳含量,使其转化为含碳量较低的熟铁,故该过程发生化学变化。
【题型3】探究铁生锈的条件
【典例】对比实验是重要的探究方法,下列关于实验的说法不正确的是( )
甲
乙
A.甲可探究燃烧物燃烧是否需要氧气
B.甲实验中水中白磷不燃烧是因为温度未达到着火点
C.乙可探究铁生锈是否与空气中的氧气、水都有关系
D.乙实验中①②对比可探究铁生锈是否与氧气有关
【答案】B
【解析】甲实验中水中白磷不燃烧是因为未与氧气接触。故选B。
【强化训练1】如图是探究铁钉锈蚀条件的4个实验,一段时间后观察现象。下列错误的是( )
A.比较①中甲、乙、丙三处,生锈最明显的地方是乙
B.对比②③说明铁生锈需要水和空气
C.②中植物油的作用是隔绝空气,③中氯化钙的作用是作干燥剂
D.④比①锈蚀严重,说明在其他条件相同时,食盐溶液能加快铁钉的锈蚀
【答案】B
【解析】比较①中甲、乙、丙三处,生锈最明显的地方是乙,是因为乙处铁与水和氧气接触最充分,故A正确;对比②③(都不能生锈),不能说明铁生锈需要水和空气,故B错误;②中植物油的作用是隔绝空气,③中氯化钙的作用是作干燥剂,故C正确;④比①锈蚀严重,说明在其他条件相同时,食盐溶液能加快铁钉的锈蚀,故D正确。
【强化训练2】通过对比实验可探究铁生锈的条件。下列实验设计与探究条件的对应关系正确的是( )
A.甲和乙:水
B.乙和丙:空气
C.甲和丙:空气
D.甲和丁:水
【答案】D
【解析】一段时间后,甲和乙试管中的铁钉均不生锈,不能探究铁锈蚀的条件,故A错误;一段时间后,乙和丙试管中的铁钉均不生锈,不能探究铁锈蚀的条件,故B错误;一段时间后,甲和丙试管中的铁钉均不生锈,不能探究铁锈蚀的条件,故C错误;一段时间后,甲试管中的铁钉不生锈,丁试管中的铁钉生锈,可用于探究探究铁锈蚀的条件,故D正确。
【强化训练3】金属与人类生产、生活密切相关,请回答下列问题:
(1)图甲利用了铜的物理性质是 。
(2)图乙用于烹饪,说明铁具有 性。
(3)图丙是用三枚洁净无锈铁钉探究铁生锈条件的实验。只有A中铁钉有明显锈迹。
①B实验中植物油的作用是 。
②由实验C可得出的结论是 。
(4)1625年格劳贝尔发现将金属放入稀盐酸中会“消失”,这为发现金属活动性顺序奠定了基础。小明选用锡、铜、锌三种金属重温实验,则会“消失”的金属有 。
(5)金属资源储量有限,下列措施能有效保护金属资源的是 (填字母)。
A.回收利用废旧金属
B.加大对金属矿物的开采,提高金属产量
C.寻找和开发金属的替代品
D.提高防腐能力,延长金属制品的使用寿命
【答案】(1)导电性;(2)导热;(3)①隔绝空气;②铁生锈需要与水接触;(4)锡、锌;(5)ACD。
【解析】(1)电线需要导电,所以铜制电线利用了铜的主要的物理性质是导电性;
(2)铁锅作为炊具,具有导热性;
(3)①空气几乎不溶于植物油中,实验B中植物油的作用是隔绝空气;
②A与空气、水接触生锈,C与空气接触但不与水接触不生锈,所以可以得出铁生锈需要与水接触的结论;
(4)在金属活动性顺序中,位于氢前面的金属能置换出盐酸或硫酸中的氢,能与酸反应,锡、锌都在氢之前,都能与盐酸反应,从而消失,铜活动性比氢弱,不会消失;
(5)有效保护金属资源的措施有:①金属防锈,②废旧金属回收,③合理开发金属资源,④寻找替代品,金属资源储量有限,不可再生,不能无限制的开采,故选ACD。
【强化训练4】化学是一门实验科学,关注物质变化过程,探究物质变化的条件很有必要。某化学兴趣小组做了如下图所示的实验:
A探究燃烧的条件
B探究铁生锈的条件
根据上述实验,回答下列问题:
(1)实验A是通过控制__________________________来探究可燃物燃烧的条件。写出白磷燃烧的化学方程式__________________________________________________;
(2)实验B中,中间试管的实验目的是_____________________________________________。
(3)请总结出铁制品发生锈蚀的主要条件________________________,并写出防止铁制品锈蚀的一种方法____________________________________________________________________。
【答案】(1)可燃物是否与氧气(或空气)接触,可燃物是否达到燃烧所需的温度 4P+5O22P2O5
(2)探究铁钉在隔绝空气(氧气)的条件下是否生锈
(3)铁制品同时与空气和水直接接触 在铁制品表面涂油、覆盖油漆或在表面镀一层抗腐蚀的金属等
【解析】(1)实验A是探究磷的燃烧条件,利用对比实验的方式,通过控制是否与氧接触和控制温度来探究可燃物燃烧的条件;白磷燃烧的化学方程式为4P+5O22P2O5。(2)实验B是探究铁钉生锈的条件,也是利用对比实验,中间试管的实验目的是隔绝氧气,探究铁钉在隔绝空气(氧气)的条件下是否生锈。(3)铁制品生锈的条件是同时与空气和水直接接触,所以在铁制品表面涂油、覆盖油漆或在表面镀一层抗腐蚀的金属等,都可以取得防锈的作用。
【强化训练5】某化学兴趣小组利用如图甲实验装置探究铁生锈的条件。
[提出问题]铁生锈的条件是什么
[设计实验]取3根无锈的铁丝设计如图甲所示的三个实验。
[实验现象]实验Ⅰ中铁丝生锈,当铁丝足量,时间足够长时,打开止水夹后,还能观察到的现象是____________________。
[实验结论]对比实验 ____________________ (填序号),可以得出“铁生锈需要与氧气接触”这一结论,所依据的现象是____________________________________________________________。
[拓展延伸]小明在旅途中发现,海边铁制渔船上的锈迹比江边铁制渔船的多,他提出问题:海水会加快铁的生锈吗 为验证这一问题,设计了如表数字化实验。
实验2里铁丝的直径最好是____________________。
根据图乙,说明铁生锈会____________________ (填“吸收”或“放出”)热量。
根据图乙,可以得出结论:______________________。
[反思与评价]
生活中使用铁制品时如何防止生锈:____________________ (答一点即可)。
【答案】[实验现象]右边玻璃管内液面下降,左边玻璃管内液面上升至刻度1处
[实验结论]Ⅰ、Ⅲ 实验Ⅰ中铁丝生锈,实验Ⅲ中铁丝不生锈
[拓展延伸]①1 mm ②放出 ③海水会加快铁的生锈
[反思与评价]铁制品用后擦干置于干燥处(合理即可)
【解析】
【题型4】金属制品的锈蚀及防锈措施
【典例】下列关于金属的说法正确的是( )
A.合金中只含金属元素
B.“真金不怕火炼”表明金在高温条件下也很难与氧气反应
C.铁在干燥的空气中更容易生锈
D.合金的熔点高于其组成金属
【答案】B
【解析】合金是金属与金属或非金属熔合而成具有金属特征的混合物,则合金中不是只含金属元素,A错误;“真金不怕火炼”表明金的化学性质不活泼,说明金在高温条件下也很难与氧气反应,B正确;铁生锈是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果,则铁在干燥的空气中不容易生锈,C错误;合金的熔点一般低于其组成金属的熔点,D错误。
【强化训练1】热爱劳动从我做起。如表所示家务劳动中所涉及的化学知识不相符的是( )
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】氧气能够供给呼吸,因此清理家中鱼缸时需要通氧气,A正确;汽油能够溶解油污,而不是乳化,B错误;铁与空气中的氧气和水接触生锈,因此淋湿的自行车要擦干,C正确;酸和碱能发生中和反应,因此可以用食醋给凉拌皮蛋做蘸料,D正确。
【强化训练2】空气中含量较多且化学性质不活泼的气体是 ;地壳中含量居前两位的元素所形成化合物的化学式为 ;铁生锈实际上是铁与空气中的 作用的结果。
【答案】氮气(或N2);SiO2;氧气与水蒸气。
【解析】空气中含量较多且化学性质不活泼的气体是氮气;地壳中含量居前两位的元素分别是氧元素与硅元素,在化合物中,氧元素显﹣2价,硅元素显+4价,所以硅元素与氧元素组成的化合物的化学式为SiO2;铁生锈实际上是铁与空气中的氧气与水蒸气作用的结果。
【强化训练3】金属材料在生产、生活中具有广泛的应用。
(1)体温计中填充的金属是 (填元素名称)。
(2)用铁制作铁锅,利用了铁的延展性和 性。
(3)将纯铜和黄铜相互刻画,纯铜上留下明显的划痕,说明 的硬度比较大。
(4)铝的金属活动性比铁强,却比铁耐腐蚀,原因是 ,喷漆可以延缓汽车钢铁外壳的锈蚀,其防锈原理是隔绝 。
【答案】(1)汞;(2)导热;(3)黄铜;(4)铝在空气中与氧气反应,其表面生成层致密的氧化铝薄膜,阻止内部的铝进一步被氧化;空气(或氧气)和水。
【解析】(1)体温计中填充的是水银,水银是金属单质汞,故元素名称为汞。
(2)铁锅要传递热量把菜煮熟,故用铁制作铁锅,利用了铁的延展性和导热性。
(3)将纯铜和黄铜相互刻画,纯铜上留下明显的划痕,说明黄铜的硬度比纯铜大。
(4)铝在空气中易与氧气反应,其表面生成层致密的氧化铝薄膜,阻止内部的铝进一步被氧化,故铝的金属活动性比铁强,却比铁耐腐蚀。铁生锈的原理为与水和氧气共同接触,喷漆可以防止铁与氧气和水接触,故其防锈原理是隔绝氧气和水。
【强化训练4】化学是一门以实验为基础的自然科学,下面是中学化学中的一些实验。请回答下列问题:
(1)①实验一可观察到 现象。说明二氧化碳具有 的化学性质(用化学方程式表示)。
②实验二通过实验现象对比可知,铁生锈与 有关。
③实验三是验证燃烧条件的环保装置,通入氧气后,a处白磷不燃烧,b处白磷燃烧,通过对比说明可燃物燃烧需要的条件是 。
④实验四,探究铜和锌的金属活动性顺序。无色溶液可能是 (填编号)
A.H2SO4溶液
B.FeCl2溶液
C.CuCl2溶液
D.ZnSO4溶液。
(2)现提供下列实验仪器和装置:
①实验室用高锰酸钾制氧气,还需补充的玻璃仪器是 (填名称),反应的化学方程式为 ;该实验可选用F和 (填字母)组装成排水法收集氧气的装置;还可用 方法收集氧气。
②实验室用石灰石和稀盐酸制二氧化碳,反应的化学方程式为 ;为达到控制反应发生和停止的目的。发生装置应选择A和 (填字母)。
【答案】(1)①②③不变色,④比①先变红;H2O+CO2=H2CO3;②水;③温度达到可燃物的着火点;④A;(2)①酒精灯;;E、H;向上排空气法;②CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;D。
【解析】(1)①二氧化碳的密度比空气大,二氧化碳不能使干燥的石蕊试纸变红,能与水对应生成碳酸,碳酸能使石蕊试纸变红,则实验一可观察到的现象是②③不变色,④比①先变红;说明二氧化碳具有化学性质是二氧化碳可以与水反应生成碳酸,反应的化学方程式为CO2+H2O=H2CO3;②实验2中左侧试管中铁钉与水和氧气同时接触,生锈;右侧试管中铁钉只与氧气接触,不生锈,通过实验现象对比可知,铁生锈与水有关;③通入氧气后,a处白磷不燃烧,b处白磷燃烧,通过对比说明可燃物燃烧需要的条件是温度达到可燃物的着火点;④铜与硫酸不反应,无明显现象;锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,观察到有气泡生成,说明金属活动性:锌大于铜,A符合题意;FeCl2溶液为浅绿色,B不符合题意;CuCl2溶液为蓝色,C不符合题意;铜、锌均不与ZnSO2反应,均无明显现象,无法比较两种金属活动性大小,D不符合;(2)①实验室用高锰酸钾制氧气,反应需要加热,则还需补充的玻璃仪器是酒精灯;高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、水和氧气,反应的化学方程式为;该实验可选用F和E、H组装成排水法收集氧气的装置,氧气的密度比空气大,还可以采用向上排空气法进行收集;②实验室用石灰石(主要成分碳酸钙)和稀盐酸制二氧化碳,碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;D装置可将固体置于有孔隔板上,关闭活塞,通过长颈漏斗添加液体,固液接触,生成气体,装置内压强增大,将液体压入长颈漏斗中,固液分离,反应停止,打开活塞,气体导出,固液接触,反应开始,则为达到控制反应发生和停止的目的,发生装置应选择A和D。
【题型5】金属元素的存在形式
【典例】古诗词是中国传统文化的瑰宝,从化学视角对下列诗词的解释错误的是( )
A.“满架蔷薇一院香”——分子在不断地运动
B.“爆竹声中一岁除”——发生物理变化
C.“烈火焚烧若等闲”——发生化学变化
D.美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来——金化学性质稳定,自然界中以单质形态存在
【答案】B
【解析】“满架蔷薇一院香”,是因为蔷薇花香中含有的分子是在不断地运动的,向四周扩散,使人们闻到蔷薇花香,A不符合题意;燃放爆竹的过程中有新物质二氧化碳等生成,发生的属于化学变化,B符合题意;“烈火焚烧若等闲”的过程中有生石灰等新物质生成,发生的属于化学变化,C不符合题意;金的化学性质稳定,自然界中以单质形态存在,D不符合题意。
【强化训练1】下列属于纯净物的是( )
A.铁锈 B.生铁 C.铁矿石 D.铁
【答案】D
【解析】铁锈的成分除了主要的Fe2O3,还有其他一些杂质。生铁是铁和碳的合金。铁矿石也属于混合物。故选D。
【强化训练2】我国“天问一号”探测器成功着陆火星,发现火星表面被赤铁矿覆盖,测得火星低层大气主要成分如表。
下列说法错误的是( )
A.火星低层大气不能供给呼吸
B.火星上有着丰富的金属资源
C.火星低层大气会使燃着的木条熄灭
D.火星低层大气密度与空气密度相等
【答案】D
【解析】火星低层大气中氧气的含量很低,因此火星低层大气不能供给呼吸,故A正确;火星表面被赤铁矿覆盖,因此火星上有着丰富的金属资源,故B正确;火星低层大气主要含有的二氧化碳、氮气和氩气,均不能支持燃烧,而氧气的含量很低,因此火星低层大气会使燃着的木条熄灭,故C正确;火星低层大气主要含有的二氧化碳、氮气和氩气,而氧气的含量很低,与空气中各气体的种类与含量不同,因此火星低层大气密度与空气密度不同,故D错误。
【强化训练3】地壳中含量最多的金属元素是( )
A.钙 B.铁 C.铝 D.铜
【答案】C
【解析】地壳中含量最多的金属元素是铝。故选C。
【强化训练4】“沙里淘金”说明黄金在自然界中能够以__________(填“单质”或“化合物”)形式存在。
【答案】单质
【解析】元素的存在形式由其化学性质决定,沙里淘金,说明金的化学性质稳定,与土壤中的水及氧气等物质不反应,在自然界主要以单质的形式存在。
【强化训练5】科学就在我们身边,与我们的生活息息相关。
(1)“沙里淘金”说明黄金在自然界中以________(填“单质”“化合物”)形式存在。
(2)超市中有许多小包装食品,它们的包装材料是符合卫生标准的铝箔。铝可以压成铝箔,说明铝有良好的________________。
(3)美国男子乔纳森用一大束氦气球绑在椅子上将自己送上了天空,实现了人类首次靠氦气球穿越了英吉利海峡。氦气密度比氢气密度小,乔纳森利用了氦气而不是氢气做填充气体,是因为氦气具有________性。
【答案】(1)单质 (2)延展性 (3)稳定性
【解析】(1)元素的存在形式由其化学性质决定。黄金化学性质稳定,在自然界中以单质形式存在。(2)铝可以压成铝箔,说明铝有良好的延展性。(3)用了氦气而不是氢气做填充气体,是因为氦气具有稳定性。
【强化训练6】黄金较稀少,价格昂贵,在青海的许多地方,人们在沙土层中用水冲洗筛选金子。据此推断,由此法采集的黄金在自然界中主要以_________________形式存在(填“单质”或“化合物”)
【答案】单质
【解析】元素的存在形式由其化学性质决定,在沙土层中用水冲洗筛选金子,说明金的化学性质稳定,与土壤中的水及氧气等物质不反应,在自然界主要以单质的形式存在。
【强化训练7】科学就在我们身边,与我们的生活息息相关。
(1)“沙里淘金”说明黄金在自然界中以________(填“单质”“化合物”)形式存在。
(2)超市中有许多小包装食品,它们的包装材料是符合卫生标准的铝箔。铝可以压成铝箔,说明铝有良好的________________。
(3)美国男子乔纳森用一大束氦气球绑在椅子上将自己送上了天空,实现了人类首次靠氦气球穿越了英吉利海峡。氦气密度比氢气密度小,乔纳森利用了氦气而不是氢气做填充气体,是因为氦气具有________性。
【答案】(1)单质 (2)延展性 (3)稳定性
【解析】(1)元素的存在形式由其化学性质决定。黄金化学性质稳定,在自然界中以单质形式存在。(2)铝可以压成铝箔,说明铝有良好的延展性。(3)用了氦气而不是氢气做填充气体,是因为氦气具有稳定性。
【题型6】常见的金属矿物
【典例】赤铁矿的主要成分是( )
A.FeO B.Fe3O4 C.Fe2O3 D.Fe
【答案】C
【解析】赤铁矿的主要成分是Fe2O3,选C。
【强化训练1】生活中常见的金属铁、铝、铜等可以通过冶炼金属矿物得到,其主要成分属于氧化物的是( )
A.菱铁矿(主要成分FeCO3)
B.黄铁矿(主要成分FeS2)
C.铝土矿(主要成分Al2O3)
D.孔雀石[主要成分Cu2(OH)2CO3]
【答案】C
【解析】氧化物是由两种元素组成,并且一种元素是氧元素的化合物,FeCO3是三种元素组成,不属于氧化物,故A错误;FeS2中不含氧元素,不属于氧化物,故B错误;氧化物是由两种元素组成,并且一种元素是氧元素的化合物,Al2O3符合条件,是氧化物,故C正确;Cu2(OH)2CO3是四种元素组成,不属于氧化物,故D错误。
【强化训练2】如表是部分常见的金属矿石,其中可用于炼镁的是( )
A.白云石 B.冰晶石 C.方解石 D.炉甘石
【答案】A
【解析】白云石的主要成分中含有镁元素,可用于炼镁,故A正确;冰晶石的主要成分中不含有镁元素,不能用于炼镁,故B错误;方解石的主要成分中不含有镁元素,不能用于炼镁,故C错误;炉甘石的主要成分中不含有镁元素,不能用于炼镁,故D错误。
【强化训练3】“祝融号”火星车探测发现火星地表被赤铁矿覆盖而呈橘红色,赤铁矿的主要成分是( )
A.Fe3O4 B.Fe2O3 C.FeO
【答案】B
【题型7】 金属矿物与金属冶炼综合
【典例】《天工开物》中记载了采矿和冶炼金属锡的场景。“水锡…其质黑色…愈经淘取”是指水中淘取锡砂(锡矿石),锡砂主要成分为SnO2。“凡煎炼亦用洪炉,入砂数百斤,丛架木炭亦数百斤,鼓鞴(鼓入空气)熔化。”下列说法错误的是( )
A.SnO2难溶于水,水中淘取锡砂的分离过程化学上称之为过滤
B.高温下,木炭使SnO2还原为Sn,体现了木炭的还原性
C.炼锡时,有关键的一步“点铅勾锡”,即加铅能使锡较易熔化流出
D.古代锡器常用来饮酒喝茶,也可用来长时间盛放酸性物质
【答案】D
【解析】过滤能将固体与液体分离,SnO2难溶于水,水中淘取锡砂的分离过程化学上称之为过滤,故A正确;高温下,木炭使SnO2还原为Sn,木炭得到了氧,体现了木炭的还原性,故B正确;炼锡时,有关键的一步“点铅勾锡”,即加铅能形成合金,为熔点降低,使锡较易熔化流出,故C正确;在金属活动顺序中,锡的活动性排在氢之前,能与酸发生置换反应,不可用来长时间盛放酸性物质,故D错误。
【强化训练1】实验室用如图装置模拟炼铁,下列正确的是( )
A.图1中先点燃酒精喷灯再通一氧化碳
B.图1硬质玻璃管中的现象是黑色固体变红
C.图2中焦炭的作用是还原氧化铁
D.图2中排出的高炉废气中可能含有有毒的CO
【答案】D
【解析】按照题图1进行实验,实验开始时先通入一氧化碳,再点燃酒精喷灯加热玻璃管中的氧化铁,目的是排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸,故A错误;一氧化碳具有还原性,能与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,实验现象是红棕色固体变黑,故B错误;工业炼铁中原料焦炭燃烧生成二氧化碳并放出大量的热,二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳,焦炭的作用是提供热量和生成一氧化碳,故C错误;二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳,图2中排出的高炉废气中可能含有有毒的CO,故D正确。
【强化训练2】化学用语是学习化学的必备工具。用化学用语填空:
(1)①两个铁离子 。②氖元素 。③标出氧化铝中铝元素的化合价 。
(2)《梦溪笔谈》中记载了“苦泉水”制取铜的方法“抱其水熬之,则成胆矾,烹胆矾则成铜;熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,文中描述的制钢工艺如图。
A.步骤①的操作名称是 。
B.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,其中发生化学反应的基本类型是 。
C.步骤②中存在硫酸铜在高温条件下分解生成氧化铜、二氧化硫和一种气体单质,请你写出该反应的化学方程式 。
【答案】(1)①2Fe3+;②Ne;③2O3;(2)A.蒸发;B.置换反应;C.2CuSO42CuO+2SO2↑+O2↑。
【解析】(1)①符号前面的数字,表示原子、分子或离子的个数;两个铁离子表示为2Fe3+;
②书写元素符号时,第一个字母要大写,第二个字母要小写;氖元素表示为Ne;
③元素正上方的数字表示元素的化合价,氧化铝中铝元素的化合价是+3价,表示为2O3;
(2)A.将苦泉水加热的过程就是将水蒸发后得到固体溶质的过程,步骤①的操作名称是蒸发;
B.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,即铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,该反应为单质与化合物反应生成另外一种单质和一种化合物,属于置换反应;
C.步骤②中存在硫酸铜在高温条件下分解生成氧化铜、二氧化硫和一种气体单质,根据质量守恒定律可知,该单质为氧气,反应的化学方程式为:2CuSO42CuO+2SO2↑+O2↑;
【强化训练3】金属及金属材料广泛应用于生产、生活及科学实验。其应用推动了社会的发展。
(1)金属的性质:黄铜片和纯铜片相互刻画,纯铜片上留下刻度,说明黄铜的硬度比纯铜的硬度________________________(填“大”或“小”)。
(2)金属的冶炼:在高温条件下,利用一氧化碳将铁从赤铁矿石(主要成分为氧化铁)里还原出来,该反应的化学方程式为________________________。
(3)金属材料的应用:形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金,用________________________形状记忆合金做人造卫星的天线。
(4)金属资源的保护:下列保护金属资源的做法正确的是__________(填字母)。
A.寻找金属代用品
B.任意开采金属矿物
C.回收利用废旧金属
【答案】(1)大
(2)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
(3)钛镍
(4)AC
【解析】(2)在高温条件下,利用一氧化碳将铁从赤铁矿石(主要成分为氧化铁)里还原出来,一氧化碳高温下还原氧化铁生成铁和二氧化碳,该反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
(4)寻找金属代用品,可以有效保护金属资源,故A正确;任意开采金属矿物,会造成金属资源的浪费,故B错误;回收利用废旧金属,可以有效保护金属资源,故C正确。
【题型8】废旧金属的回收利用
【典例】我国矿物资源比较丰富,但不可再生。下列能保护金属资源的做法是( )
A.丢弃废旧金属
B.将铁铲放置在潮湿的地方
C.下水道铸铁管改用PVC塑料管
D.为了赚取更大的收益,马上开发所有矿山
【答案】C
【解析】废旧金属可以回收再利用,丢弃废旧金属既浪费了金属资源,又污染了环境,A错误;铁铲放在潮湿的环境中易生锈,会造成金属资源的浪费,B错误;铁在潮湿的环境中易锈蚀,PVC塑料管不生锈,在潮湿的环境中使用更持久,能保护金属资源,C正确;要合理的开采矿产资源,开发所有矿山,既造成资源浪费,又会造成环境被破坏,D错误。
【强化训练1】下列所举措施,不能有效保护金属资源的是( )
A.寻找、开发金属的替代品
B.加速国内矿产资源的开采
C.对易生锈的铁制品采取涂油、喷漆、搪瓷、镀金等措施
D.加强金属资源现状、回收及保护措施
【答案】B
【解析】有效保护金属资源的有效途径有寻找、开发金属的替代品;对易生锈的铁制品采取涂油、喷漆、搪瓷、镀金等措施;加强金属资源现状、回收及保护措施。故选B。
【强化训练2】铝和铁是两种常见的活泼金属。
(1)铝的原子结构示意图:,最外层电子数为 ,铝在化学反应中容易 (填“得到”或“失去”)电子,但生活中铝制品不易被腐蚀,原因是 。
(2)生活中的铁制品容易被锈蚀,锈蚀过程是铁与空气中的氧气和 等发生化学反应,请你给出一条保护金属资源的有效途径 。
【答案】(1)3;失去;常温下,铝易与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝保护膜,从而阻止内部的铝进一步氧化;(2)水;防止金属的锈蚀(合理即可)。
【解析】(1)由铝的原子结构示意图:可知,最外层电子数为3,少于4个,在化学反应中容易失去电子,但生活中铝制品不易被腐蚀,原因是常温下,铝易与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝保护膜,从而阻止内部的铝进一步氧化;故答案为:3;失去;常温下,铝易与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝保护膜,从而阻止内部的铝进一步氧化;(2)铁锈蚀过程是铁与空气中的氧气和水等发生化学反应,保护金属资源的有效途径有防止金属的锈蚀,回收利用废旧金属,有计划、合理地开采矿物,寻找金属的代用品等;故答案为:水;防止金属的锈蚀(合理即可)。
【强化训练3】金属与我们的生活息息相关,在各个领域中用途广泛。
(1)如图是一个灯泡,根据图示回答下列问题
①灯泡中充氮气的目的是_________________________________
②用铝做灯帽是因为铝有很好的抗腐蚀性能,其原因是______________________(用化学方程式解释)。
(2)LAMY(凌美)钢笔颜值高、书写流畅,受到许多学生的追捧。
①钢笔在选取金属笔尖材料时不需要考虑的因素是______________________(填字母);
A.金属的硬度 B.金属的导电性 C.金属的耐腐蚀性 D.金属的价格
②LAMY狩猎者系列采用不锈钢做笔尖,不锈钢属于______________________(填“合成材料”或“金属材料”);
(3)金属资源的保护迫在眉睫,下列做法中符合这一要求的是______________________(填字母)。
A.用塑料管代替铁制管道
B.大力开采金属矿物
C.禁止生产易造成金属腐蚀的化工产品
D.回收利用废旧金属
【答案】(1)①防止钨丝与氧气反应 ②4Al+3O2═2Al2O3
(2)①B ②金属
(3)ACD
【强化训练4】金属广泛应用于生活、生产中,其应用推动了社会发展。
(1)根据如图所示金属应用实例推断,金属具有的物理性质有①___________(写出一点即可);《周礼考工记》中有关于将铜、锡以不同比例熔合制成功能各异的青铜器的记载,这样做的好处是②___________(写出一点即可)。
(2)生产生活中钢铁材料被广泛使用,世界上每年因腐蚀而报废的铁制品,50%以上得到了回收利用。回收利用废旧金属的意义是①___________(答一点即可);路边的花圃铁栏杆经常经历风吹雨淋,可以采取②___________的方法防止铁栏杆被锈蚀。
【答案】(1)导电性 硬度大(或耐腐蚀)
(2)减少环境污染(或节约金属资源) 喷漆或涂油等
【解析】(1)根据如图金属应用实例推断,金属可以制作导线、炊具、金属丝、乐器等,说明金属具有的物理性质有导电性、导热性、延展性、特殊的光泽等。青铜属于合金,具有硬度大,耐腐蚀的特点;
(2)回收利用废旧金属的意义是减少环境污染、节约金属资源;铁制品锈蚀的过程,实际上是铁与空气中的水、氧气反应的过程,防止锈蚀的有效措施是喷漆、涂油等。人教版(2024)九年级下册 第八单元 金属和金属材料课题3 金属资源的利用和保护 题型专练
【题型1】工业炼铁的原理及装置
【典例】下列有关金属和合金的正确的是( )
A.所有金属都呈银白色
B.高炉炼铁时利用焦炭作还原剂冶炼金属铁
C.农业上常用的杀菌剂波尔多液不能用铁桶配制
D.将打磨后的银片放入硫酸铜溶液中,无明显现象,不能证明铜和银的活动性强弱
【强化训练1】碳和碳的化合物是一个庞大的家族,下列正确的是( )
A.工业炼铁中焦炭只起提供热量的作用
B.金刚石是天然存在最硬的物质
C.CO有毒而CO2无毒,两者相互转化只能通过化合反应实现
D.CO、甲烷、酒精都是清洁能源
【强化训练2】古文献记载的大鉴炉炼铁:“黑砂(主要成分为铁的氧化物)为本……时时旋下,用炭火以煅炼之。”如图所示。下列说法错误的是( )
A.该黑砂中可能含有Fe3O4
B.木炭仅作为燃料提供热量
C.往通风道中鼓风能提高炉温
D.增加大鉴炉高度能提高铁的产量
【强化训练3】高炉炼铁所需的原料有铁矿石、焦炭、石灰石等,其过程可用如图简要表示:
已知:气体①、气体②和固体③均属于氧化物。
(1)气体②的化学式为 。
(2)反应Ⅲ是生成铁单质的反应,该反应 (填“属于”或“不属于”)置换反应。
(3)炼铁高炉底部通过不同高度的出口分离铁水与炉渣(如图2所示),能实现渣铁分离的原因是因为炉渣具有 的性质。
【强化训练4】炼铁厂进行高炉炼铁的主要原料有赤铁矿石、焦炭、空气等,主要反应过程如图所示,请回答下列问题。
(1)步骤①②③中发生的反应属于化合反应的是____ (填序号),步骤②中焦炭的作用是________________ 。
(2)取适量炼得的“铁”于烧杯中,加入足量稀盐酸,观察到_________________________,发生反应的化学方程式为_______________,当反应停止后,还可观察到烧杯底部有黑色不溶物,该物质主要是_____(填化学式)。
(3)下列关于高炉炼铁的叙述正确的是_______(填字母)。
A. 为了加快反应速率,高炉炼铁前先将赤铁矿石粉碎
B. 高炉尾气对环境无影响,可直接排放
C. 炉渣的出口应高于产物的出口
【题型2】古代冶炼金属
【典例】如图为《天工开物》中描绘我国古代炼铁的场景。下列说法错误的是( )
A.铁是地壳中含量仅次于铝的金属元素
B.焦炭只起提供热量的作用
C.炼铁中的原理可为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
D.炼铁中风箱鼓入空气与投料逆行是为了增大反应物的接触面积,反应更加充分
【强化训练1】如图所示,明代宋应星的《天工开物》描绘了我国的古代炼铁术。下列说法错误的是( )
A.向高炉内加入铁矿石、焦炭、石灰石,在高温下炼铁
B.高炉炼铁时,出铁口出的是生铁
C.加入焦炭的目的只是利用其可燃性
D.工业上用赤铁矿石炼铁的化学方程式为 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
【强化训练2】铁是一种古老金属,应用广泛,被人类誉为“金属之王”。
(1)明代宋应星所著《天工开物》中展示了我国古代炼铁场景,其原理之一是:用煤在高温条件下炼铁。
①如图1拉风箱鼓入空气的目的是 。
②从泥炉中流淌出的“堕子钢”,相当于现代的 (填“纯铁”或“生铁”)。
(2)现代用CO炼铁,利用了CO的 (填化学性质)。
(3)铁的用途广泛,如图2是工业上在高温、高压下制取氨气(NH3)的微观反应示意图。
①铁在该反应中的作用是 。
②反应总的化学方程式是 。
【强化训练3】我国有着悠久的钢铁冶炼史,《天工开物》中记载的“炒钢法”如图1,该方法的生产过程可用图2表示。
资料:①潮泥灰主要成分是石灰石②铁的熔点是1535℃。
根据图文回答下列问题。
(1)常见的铁矿石有赤铁矿和 (写一种)。
(2)不断鼓入空气的目的是 。
(3)炼铁炉中生成铁的化学方程式为 。
(4)不断翻炒液态生铁,是为了降低 元素的含量。
(5)钢的性能优良,如钢的熔点比纯铁 ,易于加工。
(6)工业上进行高炉炼铁时,通常加入石灰石,石灰石的主要作用是将矿石中的SiO2转变为炉渣(主要成分是CaSiO3)和一种氧化物,生成炉渣的反应中没有化合价的改变,请写出生成炉渣的化学反应方程式 。
【强化训练4】《天工开物》中记载了“古法炼铁”如图1和“炒钢法”如图2
(1)在图1的炉中鼓入与矿物逆流而行的空气,“逆流而行”的目的是____________________________________________;再利用生成的一氧化碳和氧化铁反应生成铁单质,该反应的化学方程式是_____________________________________,此反应中体现了一氧化碳的________________________(填“氧化”或“还原”)性。
(2)“炒钢法”即“持柳棍疾搅即时炒成熟铁,炒过稍冷之时,或有就塘内斩划方块者”。不断翻炒液态生铁,是为了降低生铁中________________________元素的含量。
【强化训练5】《天工开物》中记载了古代炼铁工艺:“一炉载土(铁矿石)二千余斤,或用煤炭,扇炉风箱必四人…,即时炒成熟铁”,该方法的大致生产过程如图所示。
(1)炼铁炉在炼铁过程中需要不断拉动风箱鼓入空气,其目的是________________________________________。
(2)若该过程中使用的铁矿石是磁铁矿(主要成分为 Fe O ),则炼铁炉中生成铁的化学反应方程式为______________。
(3)潮泥灰的作用和高炉炼铁中石灰石的作用类似,该炼铁过程中撒入潮泥灰的主要作用是____________________。
(4)不断翻炒生铁可得熟铁,该过程发生的是__________________________(填“物理”或“化学”)变化。
【题型3】探究铁生锈的条件
【典例】对比实验是重要的探究方法,下列关于实验的说法不正确的是( )
甲
乙
A.甲可探究燃烧物燃烧是否需要氧气
B.甲实验中水中白磷不燃烧是因为温度未达到着火点
C.乙可探究铁生锈是否与空气中的氧气、水都有关系
D.乙实验中①②对比可探究铁生锈是否与氧气有关
【强化训练1】如图是探究铁钉锈蚀条件的4个实验,一段时间后观察现象。下列错误的是( )
A.比较①中甲、乙、丙三处,生锈最明显的地方是乙
B.对比②③说明铁生锈需要水和空气
C.②中植物油的作用是隔绝空气,③中氯化钙的作用是作干燥剂
D.④比①锈蚀严重,说明在其他条件相同时,食盐溶液能加快铁钉的锈蚀
【强化训练2】通过对比实验可探究铁生锈的条件。下列实验设计与探究条件的对应关系正确的是( )
A.甲和乙:水
B.乙和丙:空气
C.甲和丙:空气
D.甲和丁:水
【强化训练3】金属与人类生产、生活密切相关,请回答下列问题:
(1)图甲利用了铜的物理性质是 。
(2)图乙用于烹饪,说明铁具有 性。
(3)图丙是用三枚洁净无锈铁钉探究铁生锈条件的实验。只有A中铁钉有明显锈迹。
①B实验中植物油的作用是 。
②由实验C可得出的结论是 。
(4)1625年格劳贝尔发现将金属放入稀盐酸中会“消失”,这为发现金属活动性顺序奠定了基础。小明选用锡、铜、锌三种金属重温实验,则会“消失”的金属有 。
(5)金属资源储量有限,下列措施能有效保护金属资源的是 (填字母)。
A.回收利用废旧金属
B.加大对金属矿物的开采,提高金属产量
C.寻找和开发金属的替代品
D.提高防腐能力,延长金属制品的使用寿命
【强化训练4】化学是一门实验科学,关注物质变化过程,探究物质变化的条件很有必要。某化学兴趣小组做了如下图所示的实验:
A探究燃烧的条件
B探究铁生锈的条件
根据上述实验,回答下列问题:
(1)实验A是通过控制__________________________来探究可燃物燃烧的条件。写出白磷燃烧的化学方程式__________________________________________________;
(2)实验B中,中间试管的实验目的是_____________________________________________。
(3)请总结出铁制品发生锈蚀的主要条件________________________,并写出防止铁制品锈蚀的一种方法____________________________________________________________________。
【强化训练5】某化学兴趣小组利用如图甲实验装置探究铁生锈的条件。
[提出问题]铁生锈的条件是什么
[设计实验]取3根无锈的铁丝设计如图甲所示的三个实验。
[实验现象]实验Ⅰ中铁丝生锈,当铁丝足量,时间足够长时,打开止水夹后,还能观察到的现象是____________________。
[实验结论]对比实验 ____________________ (填序号),可以得出“铁生锈需要与氧气接触”这一结论,所依据的现象是____________________________________________________________。
[拓展延伸]小明在旅途中发现,海边铁制渔船上的锈迹比江边铁制渔船的多,他提出问题:海水会加快铁的生锈吗 为验证这一问题,设计了如表数字化实验。
实验2里铁丝的直径最好是____________________。
根据图乙,说明铁生锈会____________________ (填“吸收”或“放出”)热量。
根据图乙,可以得出结论:______________________。
[反思与评价]
生活中使用铁制品时如何防止生锈:____________________ (答一点即可)。
【题型4】金属制品的锈蚀及防锈措施
【典例】下列关于金属的说法正确的是( )
A.合金中只含金属元素
B.“真金不怕火炼”表明金在高温条件下也很难与氧气反应
C.铁在干燥的空气中更容易生锈
D.合金的熔点高于其组成金属
【强化训练1】热爱劳动从我做起。如表所示家务劳动中所涉及的化学知识不相符的是( )
A.A B.B C.C D.D
【强化训练2】空气中含量较多且化学性质不活泼的气体是 ;地壳中含量居前两位的元素所形成化合物的化学式为 ;铁生锈实际上是铁与空气中的 作用的结果。
【强化训练3】金属材料在生产、生活中具有广泛的应用。
(1)体温计中填充的金属是 (填元素名称)。
(2)用铁制作铁锅,利用了铁的延展性和 性。
(3)将纯铜和黄铜相互刻画,纯铜上留下明显的划痕,说明 的硬度比较大。
(4)铝的金属活动性比铁强,却比铁耐腐蚀,原因是 ,喷漆可以延缓汽车钢铁外壳的锈蚀,其防锈原理是隔绝 。
【强化训练4】化学是一门以实验为基础的自然科学,下面是中学化学中的一些实验。请回答下列问题:
(1)①实验一可观察到 现象。说明二氧化碳具有 的化学性质(用化学方程式表示)。
②实验二通过实验现象对比可知,铁生锈与 有关。
③实验三是验证燃烧条件的环保装置,通入氧气后,a处白磷不燃烧,b处白磷燃烧,通过对比说明可燃物燃烧需要的条件是 。
④实验四,探究铜和锌的金属活动性顺序。无色溶液可能是 (填编号)
A.H2SO4溶液
B.FeCl2溶液
C.CuCl2溶液
D.ZnSO4溶液。
(2)现提供下列实验仪器和装置:
①实验室用高锰酸钾制氧气,还需补充的玻璃仪器是 (填名称),反应的化学方程式为 ;该实验可选用F和 (填字母)组装成排水法收集氧气的装置;还可用 方法收集氧气。
②实验室用石灰石和稀盐酸制二氧化碳,反应的化学方程式为 ;为达到控制反应发生和停止的目的。发生装置应选择A和 (填字母)。
【题型5】金属元素的存在形式
【典例】古诗词是中国传统文化的瑰宝,从化学视角对下列诗词的解释错误的是( )
A.“满架蔷薇一院香”——分子在不断地运动
B.“爆竹声中一岁除”——发生物理变化
C.“烈火焚烧若等闲”——发生化学变化
D.美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来——金化学性质稳定,自然界中以单质形态存在
【强化训练1】下列属于纯净物的是( )
A.铁锈 B.生铁 C.铁矿石 D.铁
【强化训练2】我国“天问一号”探测器成功着陆火星,发现火星表面被赤铁矿覆盖,测得火星低层大气主要成分如表。
下列说法错误的是( )
A.火星低层大气不能供给呼吸
B.火星上有着丰富的金属资源
C.火星低层大气会使燃着的木条熄灭
D.火星低层大气密度与空气密度相等
【强化训练3】地壳中含量最多的金属元素是( )
A.钙 B.铁 C.铝 D.铜
【强化训练4】“沙里淘金”说明黄金在自然界中能够以__________(填“单质”或“化合物”)形式存在。
【强化训练5】科学就在我们身边,与我们的生活息息相关。
(1)“沙里淘金”说明黄金在自然界中以________(填“单质”“化合物”)形式存在。
(2)超市中有许多小包装食品,它们的包装材料是符合卫生标准的铝箔。铝可以压成铝箔,说明铝有良好的________________。
(3)美国男子乔纳森用一大束氦气球绑在椅子上将自己送上了天空,实现了人类首次靠氦气球穿越了英吉利海峡。氦气密度比氢气密度小,乔纳森利用了氦气而不是氢气做填充气体,是因为氦气具有________性。
【强化训练6】黄金较稀少,价格昂贵,在青海的许多地方,人们在沙土层中用水冲洗筛选金子。据此推断,由此法采集的黄金在自然界中主要以_________________形式存在(填“单质”或“化合物”)
【强化训练7】科学就在我们身边,与我们的生活息息相关。
(1)“沙里淘金”说明黄金在自然界中以________(填“单质”“化合物”)形式存在。
(2)超市中有许多小包装食品,它们的包装材料是符合卫生标准的铝箔。铝可以压成铝箔,说明铝有良好的________________。
(3)美国男子乔纳森用一大束氦气球绑在椅子上将自己送上了天空,实现了人类首次靠氦气球穿越了英吉利海峡。氦气密度比氢气密度小,乔纳森利用了氦气而不是氢气做填充气体,是因为氦气具有________性。
【题型6】常见的金属矿物
【典例】赤铁矿的主要成分是( )
A.FeO B.Fe3O4 C.Fe2O3 D.Fe
【强化训练1】生活中常见的金属铁、铝、铜等可以通过冶炼金属矿物得到,其主要成分属于氧化物的是( )
A.菱铁矿(主要成分FeCO3)
B.黄铁矿(主要成分FeS2)
C.铝土矿(主要成分Al2O3)
D.孔雀石[主要成分Cu2(OH)2CO3]
【强化训练2】如表是部分常见的金属矿石,其中可用于炼镁的是( )
A.白云石 B.冰晶石 C.方解石 D.炉甘石
【强化训练3】“祝融号”火星车探测发现火星地表被赤铁矿覆盖而呈橘红色,赤铁矿的主要成分是( )
A.Fe3O4 B.Fe2O3 C.FeO
【题型7】 金属矿物与金属冶炼综合
【典例】《天工开物》中记载了采矿和冶炼金属锡的场景。“水锡…其质黑色…愈经淘取”是指水中淘取锡砂(锡矿石),锡砂主要成分为SnO2。“凡煎炼亦用洪炉,入砂数百斤,丛架木炭亦数百斤,鼓鞴(鼓入空气)熔化。”下列说法错误的是( )
A.SnO2难溶于水,水中淘取锡砂的分离过程化学上称之为过滤
B.高温下,木炭使SnO2还原为Sn,体现了木炭的还原性
C.炼锡时,有关键的一步“点铅勾锡”,即加铅能使锡较易熔化流出
D.古代锡器常用来饮酒喝茶,也可用来长时间盛放酸性物质
【强化训练1】实验室用如图装置模拟炼铁,下列正确的是( )
A.图1中先点燃酒精喷灯再通一氧化碳
B.图1硬质玻璃管中的现象是黑色固体变红
C.图2中焦炭的作用是还原氧化铁
D.图2中排出的高炉废气中可能含有有毒的CO
【强化训练2】化学用语是学习化学的必备工具。用化学用语填空:
(1)①两个铁离子 。②氖元素 。③标出氧化铝中铝元素的化合价 。
(2)《梦溪笔谈》中记载了“苦泉水”制取铜的方法“抱其水熬之,则成胆矾,烹胆矾则成铜;熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,文中描述的制钢工艺如图。
A.步骤①的操作名称是 。
B.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,其中发生化学反应的基本类型是 。
C.步骤②中存在硫酸铜在高温条件下分解生成氧化铜、二氧化硫和一种气体单质,请你写出该反应的化学方程式 。
【强化训练3】金属及金属材料广泛应用于生产、生活及科学实验。其应用推动了社会的发展。
(1)金属的性质:黄铜片和纯铜片相互刻画,纯铜片上留下刻度,说明黄铜的硬度比纯铜的硬度________________________(填“大”或“小”)。
(2)金属的冶炼:在高温条件下,利用一氧化碳将铁从赤铁矿石(主要成分为氧化铁)里还原出来,该反应的化学方程式为________________________。
(3)金属材料的应用:形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金,用________________________形状记忆合金做人造卫星的天线。
(4)金属资源的保护:下列保护金属资源的做法正确的是__________(填字母)。
A.寻找金属代用品
B.任意开采金属矿物
C.回收利用废旧金属
【题型8】废旧金属的回收利用
【典例】我国矿物资源比较丰富,但不可再生。下列能保护金属资源的做法是( )
A.丢弃废旧金属
B.将铁铲放置在潮湿的地方
C.下水道铸铁管改用PVC塑料管
D.为了赚取更大的收益,马上开发所有矿山
【强化训练1】下列所举措施,不能有效保护金属资源的是( )
A.寻找、开发金属的替代品
B.加速国内矿产资源的开采
C.对易生锈的铁制品采取涂油、喷漆、搪瓷、镀金等措施
D.加强金属资源现状、回收及保护措施
【强化训练2】铝和铁是两种常见的活泼金属。
(1)铝的原子结构示意图:,最外层电子数为 ,铝在化学反应中容易 (填“得到”或“失去”)电子,但生活中铝制品不易被腐蚀,原因是 。
(2)生活中的铁制品容易被锈蚀,锈蚀过程是铁与空气中的氧气和 等发生化学反应,请你给出一条保护金属资源的有效途径 。
【强化训练3】金属与我们的生活息息相关,在各个领域中用途广泛。
(1)如图是一个灯泡,根据图示回答下列问题
①灯泡中充氮气的目的是_________________________________
②用铝做灯帽是因为铝有很好的抗腐蚀性能,其原因是______________________(用化学方程式解释)。
(2)LAMY(凌美)钢笔颜值高、书写流畅,受到许多学生的追捧。
①钢笔在选取金属笔尖材料时不需要考虑的因素是______________________(填字母);
A.金属的硬度 B.金属的导电性 C.金属的耐腐蚀性 D.金属的价格
②LAMY狩猎者系列采用不锈钢做笔尖,不锈钢属于______________________(填“合成材料”或“金属材料”);
(3)金属资源的保护迫在眉睫,下列做法中符合这一要求的是______________________(填字母)。
A.用塑料管代替铁制管道
B.大力开采金属矿物
C.禁止生产易造成金属腐蚀的化工产品
D.回收利用废旧金属
【强化训练4】金属广泛应用于生活、生产中,其应用推动了社会发展。
(1)根据如图所示金属应用实例推断,金属具有的物理性质有①___________(写出一点即可);《周礼考工记》中有关于将铜、锡以不同比例熔合制成功能各异的青铜器的记载,这样做的好处是②___________(写出一点即可)。
(2)生产生活中钢铁材料被广泛使用,世界上每年因腐蚀而报废的铁制品,50%以上得到了回收利用。回收利用废旧金属的意义是①___________(答一点即可);路边的花圃铁栏杆经常经历风吹雨淋,可以采取②___________的方法防止铁栏杆被锈蚀。