专题8《金属和金属材料》单元检测题（解析版）

《金属和金属材料》单元检测题
一、单选题
1．中国最新战机歼-31使用了高强度、耐高温的钛合金材料。工业上冶炼钛的反应如下：TiCl4＋2MgTi＋2MgCl2。该反应属于
A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．以上都不是
2．有甲、乙、丙、丁四种金属，只有甲在自然界主要以单质形式存在。丁的化合物的水溶液不能用乙制的容器盛放，但可以用丙制的容器盛放。这四种金属的活动性由强到弱的顺序是（　　）
A．甲＞乙＞丁＞丙 B．丙＞丁＞乙＞甲
C．乙＞丁＞丙＞甲 D．丙＞乙＞丁＞甲
3．下列关于氧气的说法正确的是
A．常温下，铝在干燥的空气中不与氧气反应
B．铁在潮湿的空气中容易形成一层致密氧化膜
C．自然界中存在氧循环，因此自古以来空气中氧气的含量始终不变
D．氧气可以供给呼吸，它能和体内物质反应而释放能量，维持生命活动
4．物质的性质决定用途。下列用途中主要由物质的化学性质决定的是
A．氧气用于医疗急救 B．干冰用于人工降雨
C．活性炭用于除去冰箱异味 D．铜丝用于作导线
5．现将X、Y两种金属片分别插入硫酸铜溶液中，X无明显变化，Y表面有铜析出，则X、Y、Cu三种金属的活动性由强到弱的顺序是（ ）
A．X＞Y＞Cu B．Cu＞X＞Y C．X＞Cu＞Y D．Y＞Cu＞X
6．下列解决问题的方法正确的是(　　)
A．炉具清洁剂去除厕所坐便器的污垢
B．不慎将浓硫酸沾到皮肤上，应立即用水冲洗，然后涂上稀氢氧化钠溶液
C．菜刀擦干后放在干燥的地方不容易生锈
D．用钢刷擦洗铝制品表面，使其变得光亮如初
7．生意社讯：印尼PT7Timah公司主管称，该印尼最大的锡（Sn）生产商今年出口量下滑约10%．根据金属活动性顺序判断，下列与锡（Sn）有关的反应中不会发生的是（　　）
A．Sn+H2SO4═SnSO4+H2↑
B．3Sn+Al2(SO4)3═3SnSO4+2A1
C．Fe+SnSO4═Sn+FeSO4
D．Sn+CuSO4═SnSO4+Cu
8．习近平多次在讲话中强调“打铁还需自身硬”．下列有关铁的性质属于物理性质是（　　）
A．铁能在氧气中燃烧 B．铁易生锈反应
C．铁能与硝酸银反应 D．铁硬度大
9.把金属镍(Ni)、锰(Mn)分别放入盐溶液中，反应的结果如下表所示：
则它们的金属活动性由强到弱的顺序为(　　)
A． Mg　Ni　Mn　Cu B． Cu　Ni　Mn　Mg
C． Cu　Mn　Ni　Mg D． Mg　Mn　Ni　Cu
10．为除去CO2中含有的少量CO杂质，下列操作中正确的是
A．将气体点燃
B．将气体通过澄清石灰水
C．将气体通入水中
D．将气体通过灼热的氧化铜
11．推理和归纳是化学学习和研究中常用的思维方法。下列推理正确的是（　　）
A．化学变化中分子种类发生改变，分子种类发生改变的变化一定是化学变化
B．稀有气体可做保护气，可做保护气的一定是稀有气体
C．单质是由一种元素组成的物质，由一种元素组成的物质一定是单质
D．性质活泼的金属在空气中容易被腐蚀，铝在空气中不易被腐蚀是因为其性质不活泼
12．下列选项符合图示“包含”关系的是()
A
B
C
D
X
浓溶液
化石燃料
物理变化
不锈钢
Y
饱和溶液
石油
化学变化
金属材料
A．A B．B C．C D．D
二、填空题
13．全国各地进行新农村建设，宽敞的马路两旁都装上了太阳能路灯。太阳能路灯 是利用太阳能进行照明的装置。太阳能路灯由太阳能电池板、蓄电池、LED路灯灯头、灯柱、微电脑控制器这五大部分组成。
（1）太阳能电池板的主要材料是硅，硅单质与金刚石结构相似，则构成硅单质的粒子是_____（填序号）①原子②分子③离子
（2）蓄电池白天将_____能转化为_____能储存起来。
（3）铝制灯柱不易生锈的原因是_____（用化学方程式表示）
（4）在太阳能路灯各组件中，其主要材料属于有机合成材料的是_____（填序号）。
A 硅电池板 B 铝合金灯柱 C 塑料灯罩 D 钢质防盗螺丝。
14．用化学符号填空：
（1）2个钠离子______；
（2）熔点最低的金属______；
（3）3个氯分子______；
（4）过氧化氢中氢元素的化合价为＋1价______。
三、实验题
15．如图为一氧化碳还原氧化铁的装置图，请回答下列问题：
（1）请写出一氧化碳还原氧化铁的化学方程式______。
（2）实验前应先通入一氧化碳一至二分钟后再加热，目的是______。
（3）实验结束后应先熄灭______（用酒精灯或酒精喷灯来回答）。
16．某兴趣小组从实验室收集到一桶含有 FeSO4、CuSO4 的废液，想从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体，设计了如图实验方案．结合实验方案回答下列问题：
(1)步骤①中，金属 X 是__________。操作 1 的名称是__________，此操作所用玻璃仪器有___________、玻璃棒、烧杯，其中玻璃棒的作用是____________
(2)步骤②中，加入过量稀硫酸的目的是________，所得的滤液2中含有的溶质是________。
(3)操作 3为蒸发浓缩、______、过滤。
(4)回收得到的金属铜的质量__________原废液中铜元素的质量(填“>”“<”或“=”)。
四、推断题
17．构建知识网络是一种重要的学习方法．如图是关于铁化学性质的知识网络（“→”表示一种物质转化为另一种物质），其中B是密度最小的气体，C为红色固体单质．请回答下列问题：
（1）A物质的化学式为______．
（2）B物质的一种用途是______．
（3）写出反应③的方程式______．
18．已知A、B、C、D、E、F是初中化学常见的物质。其中A与C的组成元素相同，A与B都是空气的组成成分且可以相互转化，F是红棕色固体。请回答下列问题（部分反应物、生成物和反应条件已省略）：
（1）E的化学式：_____；
（2）反应①的化学方程式：_____；
（3）反应②的基本反应类型：_____；
（4）A的用途：_____（写一点即可）
五、计算题
19．氢气作为新能源有很多优点，制取与储存氢气是氢能源利用领域的研究热点。
Ⅰ.制氢：铁酸锌(ZnFe2O4)可用于循环分解水制气，其反应可表示为：
3ZnO + 2Fe3O4 + H2O3ZnFe2O4 + H2↑；6ZnFe2O46ZnO + 4Fe3O4 + O2↑
(1)ZnFe2O4中Fe的化合价为________。
(2)该循环制氢中不断消耗的物质是_______(填化学式)。
Ⅱ.贮氢：合金Mg2Cu是一种贮氢材料，高温时在氩气保护下，由一定质量比的Mg、Cu单质熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢生成氢化物和另一种合金，其化学方程式为:2Mg2Cu + 3H2 3MgH2 + MgCu2
(3)熔炼制备Mg2Cu合金时，通入氩气的目的是_______。
(4)氢化物MgH2中氢元素的质量分数为______(精确到0.1% )。
20．为测定金属镁和硫酸镁的固体混合物中镁元素的质量分数，先称取混合物10g，放入一个干净的烧杯中，然后取一定溶质质量分数的稀硫酸75g，平均分成五次加入其中，充分振荡，实验所得数据见下表：
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
加入稀硫酸的质量/g
15
15
15
15
15
生成氢气的总质量/g
0.12
x
0.36
0.4
0.4
（1）上表中x=______________。
（2）求金属镁和硫酸镁的固体混合物中，镁元素的质量分数_______（写出计算过程，结果精确到0.1%）。
（3）请在答题卷的图像中，请画出产生的氢气的质量与加入稀硫酸质量的变化图像_______。
21．计算：实验室中用13g锌与足量的稀硫酸反应，可制取氢气的质量是多少______？
参考答案
1．C
【解析】
【详解】
由一种化合物与一种单质发生化学反应生成另一种化合物与另一种单质的反应是置换反应，故选C。
2．C
【解析】
【分析】
在金属活动性顺序中，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，据此根据能否发生反应，可确定四种金属活动性由强到弱的顺序。
【详解】
只有甲在自然界主要以单质形式存在，说明甲是最稳定的金属；丁的化合物的水溶液不能用乙制的容器盛放，说明乙的金属活动性比丁强，即乙＞丁，但可用丙制的容器盛放，说明丙的金属活动性比丁弱，即丁＞丙；则四种金属的活动性由强到弱的顺序乙＞丁＞丙＞甲。故选C。
【点睛】
本题考查金属活动性应用，难度不大，掌握金属活动性应用“反应则金属单质活动性强、不反应则金属单子活动性弱”是正确解答此类题的关键。
3．D
【解析】
【详解】
A、铝在常温下能与氧气反应，故A错误；
B、铁在潮湿的环境下易发生电化学腐蚀，氧化膜疏松，易进一步氧化，应加防护措施，故B错误；
C、植物的光合作用能吸收二氧化碳和释放氧气，从而维持大气中的氧气和二氧化碳的含量相对稳定，故C错误；
D、根据氧气的性质--供给呼吸判断：氧气能供给呼吸，是和体内物质反应而释放能量，维持生命活动，故D正确。
故选D。
4．A
【解析】
【详解】
A、氧气供给呼吸，释放出二氧化碳，属于化学变化，氧气用于医疗急救利用的是氧气的化学性质，故符合题意；
B、干冰升华吸热可用于人工降雨，利用的是干冰的物理性质，故不符合题意；
C、活性炭具有吸附性，用于除去冰箱异味，利用的是活性炭的物理性质，故不符合题意；
D、铜具有导电性，可用于做导线，利用的是铜的物理性质，故不符合题意。
5．D
【解析】
【详解】
将X、Y两种金属片分别插人硫酸铜溶液中。X没有发生明显变化，Y表面析出金属铜，由此可知铜＞X，Y＞铜。故这三种金属的活动顺序是Y＞铜＞X。故选D。
【点睛】
根据金属活动性顺序，前面的金属可以将后面的金属从它的盐溶液中置换出来。
6．C
【解析】
【分析】
物质的性质决定物质的用途，根据已有的物质的性质进行分析解答即可。
【详解】
A、炉具清洁剂呈碱性，不能去除厕所坐便器的污垢，故不符合题意；
B、不慎将浓硫酸沾到皮肤上，应立即用水冲洗，然后涂上碳酸氢钠溶液，不能涂抹氢氧化钠溶液，故不符合题意；
C、菜刀擦干后放在干燥的地方不容易生锈，故符合题意；
D、用钢刷擦洗铝制品表面，会破坏其表面的保护膜，故不符合题意；
【点睛】
本题考查了物质的用途，完成此题，可以依据已有的物质的性质进行。
7．B
【解析】
【分析】
在金属活动性顺序中，位于氢前面的金属能置换出酸中的氢；位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来，据此判断能否发生反应。
【详解】
A、在金属活动性顺序中锡的位置排在氢的前面，能与硫酸反应生成硫酸锡和氢气，该反应能发生，故选项不符合题意；
B、在金属活动性顺序中锡的位置排在铝的后面，Sn不能与Al2(SO4)3发生置换反应，故选项符合题意；
C、在金属活动性顺序中锡的位置排在铁的前面，铁能与SnSO4发生置换反应生成硫酸亚铁和锡，故选项不符合题意；
D、在金属活动性顺序中锡的位置排在铜的前面，锡能与CuSO4发生置换反应生成硫酸锡溶液和铜，故选项不符合题意
【点评】
本题难度不大，考查了金属活动性顺序的应用，掌握金属活动性顺序并能灵活运用是正确解答此类题的关键所在。
8．D
【解析】
【详解】
物理性质是指物质不需要发生化学变化就表现出来的性质。化学性质是指物质在化学变化中表现出来的性质．而化学变化的本质特征是变化中有新物质生成，因此，判断物理性质还是化学性质的关键就是看表现物质的性质时是否有新物质产生。A、铁燃烧生成四氧化三铁，属于化学变化，所以铁能在氧气中燃烧属于化学性质，此选项不符合题意；
B、铁锈主要成分是氧化铁，铁生锈属于化学变化，所以铁易生锈属于化学性质，此选项不符合题意；
C、铁与硝酸银反应生成银和硝酸亚铁，属于化学变化，所以铁能与硝酸银反应属于化学性质，此选项不符合题意；
D、铁的硬度属于物理性质，此选项符合题意。故选D。
【点睛】
物理性质、化学性质是一对与物理变化、化学变化有密切关系的概念，联系物理变化、化学变化来理解物理性质和化学性质，难度即可降低。
9.【答案】D
【解析】将镍放入氯化镁溶液中，无金属析出，可知镁>镍；放入硫酸铜溶液中，有金属析出，可知镍>铜。将锰放入氯化镁溶液中，无金属析出，可判断出镁>锰；放入镍的盐溶液中，有金属析出，可判断出锰>镍。综上分析，四种金属的活动性顺序为镁>锰>镍>铜。故选D。
10．D
【解析】
【详解】
A、二氧化碳既不能燃烧也不支持燃烧，CO不能被点燃，故A错误；
B、二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，一氧化碳不能与氢氧化钙反应，将气体通入澄清石灰水中，除去的是二氧化碳，故B错误；
C、二氧化碳能溶于水，一氧化碳不溶于水，通入水中不能除去一氧化碳，故C错误；
D、二氧化碳与氧化铜在加热时，生成了二氧化碳和铜，一氧化碳转化为二氧化碳，既除了一氧化碳又增加了二氧化碳，故D正确。故选D。
【点睛】
在解此类题时，首先分析杂质和物质的性质，然后选择适当的试剂只与杂质反应，不与主要物质反应，不能生成新的杂质。
11．A
【解析】
【详解】
A、化学变化的实质是分子分成原子，原子重新组合成新分子，化学变化中分子种类发生改变，分子种类发生改变的变化一定是化学变化，故选项正确；
B、稀有气体可做保护气，可做保护气的不一定是稀有气体，也可能是氮气等气体，故选项错误；
C、单质是由同种元素组成的物质，由一种元素组成的物质不一定是单质，也可能是混合物，如氧气和臭氧的混合物，故选项错误；
D、性质活泼的金属在空气中容易被腐蚀，铝在空气中不易被腐蚀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，故选项错误。故选A。
【点睛】
化学变化的实质是分子分成原子，原子重新组合成新分子的过程。
12．D
【解析】
【详解】
A、浓溶液不一定是饱和溶液，也可能是不饱和溶液，不符合图示包含关系，故选项错误。
B、石油是化石燃料中的一种，不符合图示包含关系，故选项错误。
C、物理变化和化学变化属于并列关系，不符合图示包含关系，故选项错误。
D、金属材料包括纯金属和合金，不锈钢是铁的合金，属于金属材料，符合图示包含关系，故选项正确。
故选：D。
13．① 太阳 化学 4Al+3O2＝2Al2O3 C
【解析】
【详解】
（1）金刚石是由原子直接构成的，故硅是由硅原子直接构成的；
（2）蓄电池白天将太阳能转化为化学能储存，晚上把化学能转化成光能；
（3）因为铝易和氧气反应产生氧化铝，而氧化铝是一种致密的氧化膜，起到对铝制品的保护作用；化学方程式为：4Al+3O2＝2Al2O3；
（4）A、硅电池板属于无机非金属材料；
B、铝合金灯柱属于金属材料；
C、塑料灯罩属于有机合成材料；
D、钢质防盗螺丝属于金属材料。
14．2Na+ Hg 3Cl2 H2+1O2
【解析】
【详解】
（1）离子的表示方法是在表示该离子的元素符号右上角，标出该离子所带的正负电荷数，数字在前，正负符号在后，带1个电荷时，1要省略。表示多个该离子，在其离子符号前加上相应的数字，故2个钠离子可表示：2Na+；
（2）熔点最低的金属是汞，其化学式为：Hg；
（3）分子的表示方法是正确书写物质的化学式，表示多个该分子，就在其化学式前加上相应的数字，则三个氯分子可表示：3Cl2；
（4）化合价的表示方法是在该元素的上方用正负号和数字表示，正负号在前，数字在后，故过氧化氢中氢元素的化合价为+1价可表示为：H2+1O2。
15．Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸 酒精喷灯
【解析】
【详解】
（1）在高温的条件下，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳；故填：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（2）CO具有可燃性，与玻璃管中的空气混合受热会发生爆炸，因此应先通CO排尽玻璃管中的空气，然后再加热。故填：排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸；
（3）实验结束后，应先熄灭酒精喷灯，继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却，而最后的酒精灯就是需要将一氧化碳点燃处理，防止造成空气污染；故填：酒精喷灯。
16．Fe 过滤 漏斗 引流 除铁 H2SO4 、FeSO4 降温结晶 =
【解析】
【详解】
（1）由题意可知，由于需要将铜离子转化为铜单质，而溶液还必须为硫酸亚铁，即不能引入新的杂质，所以可以加入铁将铜离子转化为铜单质。操作1是将难溶物从溶液中分离，故操作1的名称是过滤，此操作中所用的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯，其中玻璃棒的作用是：引流。
（2）步骤②中，加入过量稀硫酸的目的是除去铜中的铁，生成硫酸亚铁，因稀硫酸过量，故所得的滤液2中含有的溶质是H2SO4、FeSO4。
（3）操作 3为蒸发浓缩、降温结晶、过滤。
（4）步骤①中加入过量的铁，故废液中的铜元素完全转化为铜单质，后面的操作中也没有消耗铜单质，故回收得到的金属铜的质量=原废液中铜元素的质量。
17．Fe3O4 作燃料或冶炼金属 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
【解析】
【分析】
由题意可知：密度最小的气体为氢气，则气体B为氢气；结合转化关系图：由铁而转化的红色固体单质C为铜；依次为突破口进行推断并解决即可。
【详解】
（1）铁点燃生成四氧化三铁，故A是四氧化三铁，化学式为：Fe3O4；
（2）密度最小的气体为氢气，则气体B为氢气，氢气具有可燃性和还原性，故氢气可以用作燃料或是冶炼金属；
（3）C为红色固体单质，故C是铜，由铁而转化为铜，可以把铁放入硫酸铜溶液，置换出铜，所以反应③的化学方程式：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。
18．Fe3O4 化合反应 灭火
【解析】
【分析】
F是红棕色固体，则F是氧化铁，A与C的组成元素相同，A与B都是空气的组成成分且可以相互转化，则可猜想A是二氧化碳，B是氧气，C是一氧化碳，由于CF可以生成D，故D是铁，铁和氧气反应可以生成E，故E是四氧化三铁，带入框图推断合理。
【详解】
（1）由推断知E是四氧化三铁，化学式为Fe3O4；
（2）反应①的化学方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（3）反应②是二氧化碳和碳在高温下反应生成一氧化碳的过程，该反应符合“多变一”化合反应的特征；
（4）A是二氧化碳，利用其不能燃烧也不支持燃烧的性质，可以用其灭火；
【点睛】
在解此类题时，首先将题中有特征的物质推出，然后结合推出的物质和题中的转化关系推导剩余的物质，最后将推出的各种物质代入转化关系中进行验证即可。
19．+3 H2O 防止金属被氧化 7.7%
【解析】
【详解】
（1）在ZnFe2O4中，锌的化合价为+2价，氧元素的化合价为﹣2，设：Fe的化合价为x，根据化合物中各元素化合价的代数和为零，则有（+2）+2x+（﹣2）×4＝0，x＝+3；
（2）根据化学方程式可知，该循环制氢中不断消耗的物质是水，其化学式为H2O；
（3）熔炼制备Mg2Cu合金时，在350℃时，镁、铜能与空气中的氧气反应，通入氩气可以起到保护作用，防止金属被氧化；
（4）氢化物MgH2中氢元素的质量分数=1×224+1×2×100%≈7.7%。
20．0.24 金属镁和硫酸镁的固体混合物中，镁元素的质量分数 58.4% 见上图

21．0.4g
【解析】
【详解】
设生成氢气的质量为x。
6513g=2x
x=0.4g
答：可制得氢气的质量为0.4g。