人教版化学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 同步测试

8.3 金属资源的利用和保护
一．选择题（共8小题）
1．下列环境中，铁钉表面最容易产生铁锈的是（　　）
A．部分浸没在食盐水中 B．在潮湿的空气中
C．在干燥的空气中 D．浸没在植物油中
2．如图是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞，一周后下列推断正确的是（　　）

A．b管中铁钉一样会锈蚀
B．L端液面比R端液面低
C．该实验能说明铁锈蚀与空气、水都有关
D．若将a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀
3．下列关于金属的说法正确的是（　　）
A．铁制品生锈产生的铁锈是一种疏松多孔的物质，它的主要成分是Fe3O4
B．硬铝片比纯铝片硬度小
C．铝制品抗腐蚀能力较铁制品强
D．用FeSO4溶液、Cu和Ag三种物质可以验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性强弱顺序
4．废旧电池集中处理的首要原因是（　　）
A．回收电池中的石墨电极
B．回收电池外壳金属材料
C．回收电池中的填充剂
D．防止电池中汞、铜等金属污染环境
5．随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是（　　）
A．利用电池外壳的金属材料
B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C．不使电池中渗透的电解液腐蚀其它物品
D．回收其中石墨电极
6．下列说法正确的是（　　）
A．金刚石和石墨都是由碳元素组成的同种单质
B．钢铁在海水中不易锈蚀
C．回收金属只是节约资源，不能防止污染
D．用肥皂水区别硬水软水
7．下 列对金属和金属材料的认识中，错误的是（　　）
A．生铁和钢的性能完全相同
B．铁粉作双吸剂和铁生锈的原理相同
C．赤铁矿的主要成分是Fe2O3
D．回收旧金属有利于节约金属资源
8．下列关于资源和能源的叙述中错误的是（　　）
A．空气中氧气的体积分数约为21%，炼钢、炼铁、宇宙航行都要用到氧气
B．提倡汽车使用液化石油气（CNG）作燃料，防止二氧化碳的产生
C．废旧金属的回收利用，不仅可以节约金属资源，还可以减少对环境的污染
D．有计划、合理的开采矿物，是保护金属资源的有效途径
二．填空题（共18小题）
9．中国青铜时代开始于公元前2000年，经夏、商、西周、春秋、战国、秦、汉，历经多个世纪，青铜文化是我国文化的重要组成部分。
（1）青铜器在放置过程中会生锈，铜锈的主要成分是Cu2（OH）2CO3，推测它生锈的条件是与空气中的　 　和O2同时接触。在小件金属文物的展柜内，要放置干燥剂，干燥剂最好用　 　。
（2）青铜和纯铜都属于　 　材料，但性质有所不同，其中硬度较小的是　 　。

10．如图甲，滴加适量食盐水，关闭活塞。容器内压强与时间变化如图乙：
（1）实验中食盐的作用是　 　。
（2）锥形瓶内压强下降的原因是　 　。
11．2018年10月28日，国人为之骄傲的第一艘001A型国产航母第三次海试，标志着我国在航海及军事领域取得重大突破。请运用所学知识填空：
（1）合金是航母的主体材料，如铝合金，以其质轻、硬度大、极强的抗腐蚀性能在航母制造中备受青睐。常温下，铝具有很强抗腐蚀性的原因是　 　。
（2）航母的外壳用涂料覆盖是为了防止钢铁材料与　 　接触而生锈。
（3）建造航母用到钛合金。工业制钛过程中有一个反应的化学方程式为TiF4+2H2SO44HF+2X+TiO2，则X的化学式为　 　。
12．人类的生产生活离不开金属。
（1）铜制品如果长期暴露在空气中会生锈，已知铜锈化学式为Cu2（OH）2CO3．试判断铜生锈需要空气中的　 　。
（2）在生活中经常用一些铝制品代替铁，铝耐腐蚀的原因是　 　。[填序号]
A．铁比铝活动性弱
B．铝与氧气反应在其表面生成致密的氧化物保护膜
C．常温下，铝不与稀盐酸，稀硫酸等稀酸溶液反应
（3）如右图所示，烧杯中盛有质量相等、质量分数相等的足量稀盐酸，天平调平后，同时向其中分别加入等质量的锌片和铁片，则从反应开始到金属完全反应的过程中，天平指针指向的变化是　 　。[填序号]
A．向左偏 B．向右偏 C．先向左偏后向右偏 D．先向右偏后向左

13．铁制品表面的锈要及时除去，这是因为铁锈　 　会加快铁制品的生锈．铝制品不需要除锈，这是因为铝表面能形成　 　，可以阻止铝进一步氧化．
14．铁和铜在潮湿空气中，表面会慢慢地生成一层锈，铁锈主要成分的名称是　 　，化学式为　 　；铜锈（即铜绿）的名称是　 　，它受热分解的化学方程式是　 　。
15．铁在潮湿的空气中会生成铁锈，其主要成分的化学式为　 　．常用的防止铁生锈的方法是　 　、　 　．
16．金属与我们的生活息息相关，在各个领域中用途广泛。
（1）化工生产中，人们习惯上把金、银、铜、铁、锡五种金属统称为“五金，在“五金”顺序中若将　 　的位置移到最后，正好符合由弱到强的金属活动性顺序。
（2）“沙里淘金”说明金在自然界中能以　 　（选填“单质”或“化合物“）的形式存在。
（3）日常使用的金属材料大部分为合金，焊锡是一种重要的合金，常用来焊接电子元件等，这是因为与其组成的金属相比，焊锡具有　 　的特性。
（4）铜锈的主要成分是碱式碳酸铜【Cu2（OH）2CO3】，是铜与空气中的氧气、水和　 　共同作用的结果。
（5）金属矿物的储量有限，而且不能再生，保护金属资源的有效途径除防止金属的腐蚀外，还有　 　（写出一条即可）等。
17．保护金属资源的有效途径是　 　、　 　、　 　，以及　 　等．
18．化学电池在通信、交通和日常生活中有着广泛的应用，但是，废弃电池所带来的环境污染问题也日益突出．已知镍镉（Ni﹣Cd）电池中发生的化学反应为：
Cd+2NiO（OH）+2H2O2Ni（OH）2+Cd（OH）2
其中Ni（OH）2和Cd（OH）2均难溶于水，但能溶于酸．请回答：
（1）镍镉电池充电时，其能量的转化是由　 　能转化为　 　能；
（2）一节废镍镉电池会使1m2的耕地失去使用价值，要酸性土壤中，这种污染尤为严重．这是因为　 　．
（3）废弃的镍镉电池所产生的Cd2+污染，可导致人体患骨痛病及肝、肾、肺的病变，其中，Cd2+进入人体的途径如下图所示：

A、B、C代表Cd2+污染传递的载体，如果A代表土壤；则B代表　 　；C代表　 　．
（4）你认为减少甚至消除废弃电池污染，应采取的措施是：　 　．
19．废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物，有资料表明，一节废镍镉电池可以使1m2的耕地失去使用价值。下图是废镍镉电池中的镍镉渗入水体后经生物体进入人体的一条途径：
（1）生物体D中镍镉浓度　 　（填“大于”、“小于”或“等于”）生物体A中的镍镉浓度。
（2）除通过食物链的途径使镍镉进入人体外，镍镉还可以直接通过人的　 　途径进入人体。
20．某市一家大型化工厂处理回收含铜废料的生产流程如下：

过程（1）得到的残留物不溶于水和稀硫酸．请写出上述生产流程中与铜直接有关的化学方程式．
（1）　 　；（2）　 　；（3）　 　．
21．某工厂欲从只含有CuSO4的废液中回收金属铜，并得到工业原料硫酸亚铁，其工业流程如图：

（1）操作a、b的名称分别是　 　．
（2）写出流程中有关反应的化学方程式：　 　、　 　．以上两个反应能够发生的原因是　 　．
22．实验结束时，同学们将含有CuSO4、ZnSO4、FeSO4的废液倒在废液缸里，如果将废液直接排放就会造成水污染．于是几位同学利用课余处理废液，回收工业重要原料硫酸锌和有关金属．实验过程如下：

请回答：
（1）操作1是　 　，固体A的成分　 　．
（2）固体C是　 　．滤液1和滤液2中溶质相同，该溶质是　 　．
（3）加入过量锌粉的目的是　 　，加入过量锌粉的其中一个反应的化学方程式　 　；加入足量稀硫酸发生反应的化学方程式　 　．
23．氯化铁溶液能与铜反应生成可溶性的氯化铜和氯化亚铁，工业上常用此原理生产印刷线路板．以下是印刷线路板的生产及废液的处理过程：

请回答下列问题：
（1）步骤②③中实验操作的名称是　 　．步骤②实验操作前发生了两个反应：2FeCl3+Fe＝3FeCl2和　 　，
（2）某固体的成分有　 　．
（3）步骤③中适量稀盐酸的标志是　 　；发生反应的化学方程式是　 　．
（4）该流程中可以循环、回收利用的物质是　 　．
24．某工厂排出的废液中主要含有硝酸锌和硝酸银．为回收金属银和硝酸锌，某同学设计了如下实验．其中固体A是　 　，滤液C的溶质是　 　，操作M是　 　．

25．实验结束时，同学们将含有CuSO4、ZnSO4、FeSO4的废液倒在废液缸里，如果将废液直接排放就会造成水污染．于是几位同学利用课余处理废液，回收工业重要原料硫酸锌和有关金属．实验过程如下：

请回答：
（1）滤液A和滤液B含有相同的溶质，其化学式是　 　；固体B的化学式为　 　．
（2）写出步骤④中的化学方程式　 　．











参考答案与试题解析
一．选择题（共8小题）
1．【解答】解：在潮湿的空气中，铁与氧气，水同时共存，会发生生锈，而盐类物质能加快铁的锈蚀速率，所以铁钉表面最容易产生铁锈的是A。
故选：A。
2．【解答】解：A、b管中铁钉不与水接触，所以不会锈蚀，故A错误；
B、因为a中的氧气减少，压强也减小，从而导致L端液面高于R端液面高，故B错误；
C、该实验说明铁锈蚀与水有关，故C错误；
D、若将a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀，故D正确。
故选：D。
3．【解答】解：A、铁制品生锈产生的铁锈是一种疏松多孔的物质，它的主要成分是Fe2O3，故A错误；
B、硬铝是合金，比纯铝片硬度大，故B错误；
C、由于铝与空气中氧气反应生成了致密的氧化铝的薄膜，所以，铝制品抗腐蚀能力较铁制品强，故C正确；
D、由于Cu和Ag都不能与用FeSO4溶液反应，只能得出铁比铜、银活泼，但不能比较铜、银的活动性强弱，故D错误。
故选：C。
4．【解答】解：回收废电池的首要原因是防止废电池中渗漏出的重金属离子对土壤和水源的污染，而对废电池的综合利用是第二位的。
故选：D。
5．【解答】解：回收废电池的首要原因是防止废电池中渗漏出的重金属离子对土壤和水源的污染，而对废电池的综合利用是第二位的。
故选：B。
6．【解答】解：A、金刚石和石墨都是由碳元素组成的不种单质，错误；
B、钢铁在海水中与水和氧气并存且有盐类物质，容易锈蚀，错误；
C、回收金属不只是节约资源，氦能防止环境污染，错误；
D、硬水和软水鉴别使用的是肥皂水，正确；
故选：D。
7．【解答】解：A．生铁是含碳量在2%﹣4.3%之间的铁合金，钢是含碳量在0.03%﹣2%之间的铁合金，生铁因含碳量高性能呈现硬而脆、机械性能差；钢含碳量低，有较好地韧性，可锻轧、可延压，具有良好的机械性能；它们的性能不完全相同，故选项说法错误。
B．铁生锈的条件是铁与氧气和水同时接触，所以铁粉作双吸剂和铁生锈的原理相同，故选项说法正确。
C．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，故选项说法正确。
D．回收利用废旧金属有利于节约金属资源，故选项说法正确。
故选：A。
8．【解答】解：A、空气中氧气的体积分数约为21%，炼钢、宇宙航行都要用到氧气，故A正确；
B、液化石油气中含有碳元素，燃烧时仍会产生二氧化碳，故B错误；
C、废旧金属的回收利用，不仅可以节约金属资源，还可以减少对环境的污染，故C正确；
D、有计划、合理的开采矿物，是保护金属资源的有效途径，故D正确。
故选：B。
二．填空题（共18小题）
9．【解答】解：（1）铜锈的化学式为Cu2（OH）2CO3，说明铜生锈需要含有氧元素、碳元素和氢元素的物质，空气中含有碳元素的物质是二氧化碳，故还需要二氧化碳，氢元素来自于水蒸气，根据铜的锈蚀条件可知，没有水、二氧化碳，铜就不发生锈蚀，所以可在展柜内内放入生石灰易吸收水分与二氧化碳，故填：H2O、CO2；CaO；
（2）青铜和纯铜都属于金属材料，但性质有所不同，其中硬度较小的是纯铜；故填：金属；纯铜。
10．【解答】解：（1）食盐能加快铁粉的锈蚀速率，实验中铁丝表面出现黑色物质；
（2）铁的锈蚀是与空气中的水蒸气、氧气反应的过程，消耗了氧气，造成装置内压强减小；
故答案为：（1）加快铁生锈；
（2）铁生锈消耗氧气，瓶内气压变小。
11．【解答】解：（1）铝具有很好的抗腐蚀性能，是因为铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，反应的化学方程式为：4Al+3O2═2Al2O3。
（2）航母的外壳用涂料覆盖，是为了防止钢铁材料与水、氧气接触而生锈。
（3）由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，由反应的化学方程式，反应前钛、氟、氢、硫、氧原子个数分别为1、4、4、2、8，反应后的生成物中钛、氟、氢、硫、氧原子个数分别为1、4、4、0、2，根据反应前后原子种类、数目不变，则3X分子中含有2个硫原子和6个氧原子，则每个X分子由1个硫原子和3个氧原子构成，则物质X的化学式为SO3。
故答案为：
（1）4Al+3O2═2Al2O3；
（2）水、氧气；
（3）SO3。
12．【解答】（1）铜制品如果长期暴露在空气中会生锈，已知铜锈化学式为Cu2（OH）2CO3，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，因此需要空气中的 氧气、水、二氧化碳。
（2）铝耐腐蚀是因为铝与氧气反应在其表面生成致密的氧化物保护膜，故填：B；
（3）烧杯中盛有质量相等、质量分数相等的足量稀盐酸，天平调平后，同时向其中分别加入等质量的锌片和铁片，开始锌反应的快，指针偏向右，最终铁生成的氢气的质量大，故最终指针偏向左，故填：D。
13．【解答】解：铁锈疏松多孔易吸水和氧气，会加速铁的锈蚀，铝在空气中表面能形成致密的氧化铝保护膜起到了保护的作用，故填：疏松多孔易吸水和氧气，致密的氧化铝保护膜．
14．【解答】解：铁锈的主要成分是氧化铁，其化学式为Fe2O3；铜锈（即铜绿）的名称是碱式碳酸铜，加热时会分解为氧化铜、二氧化碳和水。
故答案为：氧化铁；Fe2O3；碱式碳酸铜；Cu2（OH）2CO3H2O+CO2↑+2CuO。
15．【解答】解：铁在潮湿的空气中与水和氧气共同作用而生锈，主要成分是铁的氧化物和氢氧化物，可用化学式Fe2O3?xH2O表示，防止铁制品生锈的方法有：镀一层金属；涂一层油漆；把金属制成合金．保持铁制品干燥等．
故答案为：Fe2O3?xH2O；涂一层油漆；保持铁制品干燥．
16．【解答】解：（1）化工生产中，人们习惯上把金、银、铜、铁、锡五种金属统称为“五金”，在“五金”顺序中若将铁的位置移到最后，正好符合由弱到强的金属活动性顺序。故填：铁；
（2）“沙里淘金”说明金在自然界中能以单质的形式存在。故填：单质；
（3）焊锡是一种重要的合金，常用来焊接电子元件等，这是因为与其组成的金属相比，焊锡具有熔点低的特性。故填：熔点低；
（4）铜锈的主要成分是碱式碳酸铜【Cu2（OH）2CO3】，碱式碳酸铜中含有铜元素、氧元素、氢元素和碳元素，是铜与空气中的氧气、水和二氧化碳共同作用的结果。
故填：二氧化碳；
（5）保护金属资源的有效途径除防止金属的腐蚀外，还有金属的回收利用；故填：金属的回收利用。
17．【解答】解：1、每年会有很多金属被腐蚀而浪费掉，所以要防止金属腐蚀．
2、充分回收再利用．
3、控制资源，集中开发，避免由于开发条件有限导致的共生金属被浪费的现象． 4、积极开发，寻找低价金属合金或复合材料代替高价金属的解决方案．
故答案为：防止金属腐蚀； 回收利用废旧金属；合理有效地开采矿物；寻找金属代用品
18．【解答】解；（1）电池的工作原理是电能转化为化学能；
（2）一般不溶性的物质可以被酸溶解从而扩大了污染程度；
（3）废电池随意丢弃会造成水体污染和土壤污染，不随意丢弃废电池有利于环境保护，所以A代表土壤；则B代表水体，进而造成食物污染；
（4）废电池随意丢弃会造成水体污染和土壤污染，不随意丢弃废电池有利于环境保护，合理回收利用废旧电池及废旧金属还节约了金属资源．
故答案为：（1）电能；化学；
（2）Ni（OH）2和Cd（OH）2能溶于酸溶液，导致这些重金属离子污染的扩散；
（3）水体；生物体（或食物）；
（4）集中回收，处理废旧电池；研制高效无污染的电池．
19．【解答】解：（1）通过食物链的富集作用，生物体D中镍镉浓度要大于生物体A中的镍镉浓度。
故答案为：大于。
（2）镍镉还可以直接通过人的饮水进入人体。
故答案为：饮水。
20．【解答】解：（1）铜在加热时能与氧气反应生成氧化铜，所以本题答案为：2Cu+O22CuO；
（2）氧化铜为金属氧化物，能与硫酸反应生成硫酸铜和水，所以本题答案为：CuO+H2SO4＝CuSO4+H2O；
（3）在金属活动性顺序中，铁排在铜的前面，能与硫酸铜发生置换反应生成硫酸亚铁和铜，所以本题答案为：Fe+CuSO4═Cu+FeSO4．
21．【解答】解：（1）经过操作a能得到固体和液体，故a操作为过滤，从液体中得到晶体可以是蒸发操作，所以本题答案为：过滤，蒸发；
（2）经过操作a得到的液体中能得到硫酸亚铁，说明回收铜时加入的是铁，多余的铁与硫酸反应生成硫酸亚铁，
故答案为：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu，Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
22．【解答】解：（1）操作1把混合物分离成固体和滤液，所以，操作1为过滤操作；根据金属活动性锌＞铁＞铜，向含有CuSO4、ZnSO4、FeSO4的废液加入过量的锌粉，铁、铜被置换出来，因此过滤后所得固体A中含有铁、铜和未反应的锌；
故答案为：过滤；Cu、Zn、Fe；
（2）利用磁铁可以吸引铁的特点，可判断固体B、C为铁粉或铜粉与锌粉的混合物之一；由于固体B能与足量稀硫酸反应后可得到铜粉，可确定固体B为铜粉与锌粉的混合物，而固体C为铁粉；固体B与稀硫酸反应后的滤液2中含有硫酸锌溶液；根据金属的活动性锌＞铁＞氢＞铜，向CuSO4、ZnSO4、FeSO4混合溶液中加入过量锌粉后过滤，所得滤液为ZnSO4溶液；
故答案为：Fe；ZnSO4
（3）过量的锌粉与混合溶液中的硫酸铜反应，可置换出铜同时生成硫酸锌；与混合溶液中的硫酸亚铁反应，可置换出铁同时生成硫酸锌；铜粉与锌粉的混合物中的锌粉能与稀硫酸发生置换反应生成硫酸锌和氢气；
故答案为：把废液中铜离子和铁离子全部置换出来； Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu（或Zn+FeSO4＝ZnSO4+Fe）；Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑．
23．【解答】解：（1）加入过量铁粉后能够使得固体和液体分离开的方法就是过滤．②中根据金属活动性顺序，过量铁粉与氯化铁，氯化铜发生化学反应；故填：Fe+CuCl2＝FeCl2+Cu；
（2）过量铁粉与氯化铜反应，所以滤渣的成份有多余的铁和化学反应生成的铜；故为铁、铜（或Fe、Cu）；
（3）加入盐酸后，盐酸只和铁反应生成氢气，当不再产生气泡时说明铁已经反应完毕．故加入适量稀盐酸的标志是：不再产生气泡，反应的化学方程式是：
Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑；
（4）该流程中可以循环、回收利用的物质：Cu、FeCl2．
故答案为：（1）过滤、Fe+CuCl2＝FeCl2+Cu；（2）铁、铜（或Fe、Cu）；（3）不再产生气泡、Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑；（4）Cu、FeCl2．
24．【解答】解：废液中主要含有硝酸锌和硝酸银，为了回收银和硝酸锌，可以在废液中加入过量的锌，将硝酸银中的银置换出来，经过过滤将固体和溶液分离，所得的固体A中含有置换出来的银和过量的锌，要除去锌，可以加入稀硫酸与其反应，从而得到银，所以本题答案为：银和锌，硫酸锌，过滤．
25．【解答】解：（1）废液中含有硫酸铜、硫酸锌和硫酸亚铁，加入的过量锌粉与硫酸铜和硫酸亚铁反应生成硫酸锌，固体A中含有铁、铜和锌，铁能被磁铁吸引，所得的固体B为铁．固体C中含有铜和锌，剩余的锌与硫酸反应生成硫酸锌，所以本题答案为：ZnSO4，Fe；
（2）固体C中含有铜和锌，剩余的锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，所以本题答案为：Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑．