课题3 金属资源的利用和保护 课后习题（含解析）

课题3 金属资源的利用和保护
一、单选题
1.???下列物质的用途不正确的是（　　）
A.?
石墨用作铅笔芯????????????????????????????????????????
B.?
活性炭用于防毒面具????????????????????????????????????????
C.?
固态二氧化碳用于人工降雨????????????????????????????????????????
D.?
支架刷漆主要是美观
2.???化学与人类进步和社会发展的关系非常密切，下列说法不合理的是（　　）
A.?有计划、合理地开采矿物，并不断利用新技术寻找金属的替代品，以保护金属资源
B.?推广使用车用乙醇汽油，可适当节约石油资源，并在一定程度上减少汽车尾气污染
C.?将污水经物理、化学等方法进行分级处理后可达到农灌或绿化用水标准
D.?农药和化肥可以提高农作物的产量，没有弊端，因此应多施用
3.???下列厨房用具，在空气中最易锈蚀的是（　　）
A.?铝壶???????????????? ?????????B.?铜盆?????????????????????????
C.?不锈钢汤勺?????????????????????????D.?铁锅
4.???下列有关资源、能源叙述正确的是（　　）
A.?空气是一种宝贵的能源，其中氧气的质量分数为21%
B.?海洋是地球上最大的储水库，其储水量约占总储水量的95.6%
C.?人们正在开发利用的其它能源有太阳能、氢能、生物质能、地热能等
D.?自然界中的金属元素只有金、银是以单质形式存在的
5.???下列有关资源、能源的叙述不正确的是（　　）
A.?稀土资源是我国重要的不可再生的战略资源
B.?海水中含量最多的物质是氯化钠
C.?目前世界上已经有50%以上铁和90%以上的金得到回收处理
D.?目前人类制得的纯金属只有90余种，人类每年在自然界中提取最多的金属是铁
二、填空题
6.???水是地球上最常见的物质之一，是所有生命重要资源。
（1）食品包装袋中的脱氧剂（主要成分是铁粉）的作用是______。
（2）硬水对人类的生产和生活带来危害。生活中人们常用______的方法将硬水软化。
（3）灭火的方法有很多，用水浇灭是最常用的一种，其灭火原理是______。
（4）请写出一组可以用水来区分的两种物质______、______。
7.???北京2008年奥运会主体育场“鸟巢”，被《泰晤士报》评为全球“最强悍”工程．建造“鸟巢”使用了大量的钢铁．
（1）钢铁属于______（填“纯净物”或“混合物”）．
（2）为了防止钢铁锈蚀，人们常采用在其表面涂漆或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法．这些方法都能够防止锈蚀的共同原理是______．
（3）把赤铁矿（主要成分是Fe2O3）冶炼成铁的主要反应的化学方程式为______．
8.???因为新冠肺炎疫情原因宅家近两个月，复工复产后，小明发现遗留在波尔多液中的一柄铁棒上出现红色的物质，请你帮他写出该反应的化学方程式______；他还发现自已遗失在果园水渠边的铁铲生锈了，这是因为铁和______（书写化学式）发生了化学变化；回到家里的小明担心自己的自行车链生锈，他______（填做法）就轻松搞定了。
9.???试回答下列问题：
（1）图1在高炉炼铁的过程中石灰石的作用是：______。
（2）图2制作马踏飞燕的金属材料是______。
（3）图3黄铜矿主要成分是（写化学式）______。
（4）图4铁锈的主要成分是______（写化学式），很疏松，不能阻碍里层的铁继续反应。
（5）图5回收铝制易拉罐的好处是______。（至少答出一点）
（6）图6溶液中的溶质是______。
10.???铁是年生产量最大的金属，但铁制品容易生锈。铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气和______等发生化学反应的过程。为了防止铁栏杆生锈，可以采取的措施是______。
三、简答题
11.???如图所示，这是一组创新的实验室炼铁的微型实验。根据图片回答问题。
（1）写出a处发生的化学反应的化学方程式______。
（2）写出b处的现象______。
（3）若尾气处理的方法为点燃，请写出尾气燃烧的化学方程式______。
12.???请依据所学知识回答下列有关金属的问题：
（1）钢铁是最常用的金属材料。
①钢属于______（填“纯净物”或“混合物”）；
②将钢片和纯铁片相互刻画，纯铁片上留下划痕，说明______；
③以赤铁矿（主要成分为氧化铁）为例，写出工业上高炉炼铁的化学方程式______。
（2）“真金不怕火炼”的原因是______。
（3）向硝酸镁和硝酸铜的混合溶液中加入一定量锌粉，充分反应后过滤，观察到滤液为无色，则该滤液中的溶质一定有______，滤渣中一定有______。
四、探究题
13.???冬日里的一天，某班教室的暖气片和暖气管的接口处突然爆裂，里面喷出大量的黄色液体，并伴有一些红褐色的固体．水暖师傅、老师及同学们进行了紧急抢修．事后，同学们出于好奇收集了红褐色固体进行探究．
【初步分析】红褐色固体的主要成分是铁锈，铁锈的成分复杂，主要是______．由此联想到铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟______、______等物质相互作用，发生一系列复杂的化学反应，使铁转化为铁的化合物的过程．
【搜集资料】
①不溶性碱金属氧化物+水（反应前后元素化合价不变）；
②暖气片是由生铁铸成的；
③当地暖气用水为硬度较大的自来水；
④铁与铜都属于金属，有部分相似的化学性质．如：铜在潮湿的空气中可以形成铜绿[化学式为Cu2（OH）2CO3]．
【提出猜想】______（写一种物质即可），你猜想的依据是______．
【设计实验】请设计一个实验来验证你的猜想（红褐色固体已干燥并研成粉末）．
实验过程
预期的实验现象
______
______
【拓展分析】通过以上探究过程，再结合资料④，你对铁生锈的条件有什么新的认识：______．
课题3 金属资源的利用和保护
【答案】
1.??D???????2.??D???????3.??D???????4.??C???????5.??B???????
6.??做干燥剂，除去水和氧气? 煮沸? 降低可燃物的温度至着火点以下? 氢氧化钠? 氯化钠（合理即可）???????
7.??混合物? 使铁与水和氧气隔绝? Fe2O3+3CO2Fe+3CO2???????
8.??Fe+CuSO4═FeSO4+Cu? O2、H2O? 涂油???????
9.??将铁矿石中二氧化硅转化为炉渣除去? 青铜合金? CuFeS2? Fe2O3? 既能节约金属材料，又能减少环境污染? C2H5OH???????
10.??水蒸气? 刷油漆???????
11.??3CO+Fe2O32Fe+3CO2? 澄清的石灰水变浑浊? 2CO+O22CO2???????
12.??混合物? 钢的硬度比纯铁大? 3CO+Fe2O32Fe+3CO2? 金的性质很稳定? 硝酸镁、硝酸锌? 铜???????
13.??氧化铁（或Fe2O3）? 氧气（或空气中的氧气，或空气，或O2）? 水（或H2O）? 氢氧化铁（或Fe（OH）3）? 依据质量守恒定律反应前后元素的种类不发生改变，参加反应的物质为铁、氧气和水，因此生成物中一定含有铁、氢、氧元素（或铁锈蚀是铁与氧气、水共同作用的结果，或Fe（OH）3的颜色呈红褐色）? 取适量红褐色粉末装入试管中，加热? 试管内壁有水珠? 铁生锈是铁、氧气、二氧化碳、水等物质共同作用的结果．???????
【解析】
1.??
解：
A、墨用作铅笔芯，是利用了石墨在纸上划过能留下痕迹的性质，故正确；
B、活性炭具有吸附性，可以吸附色素和毒气，用于防毒面具，故正确；
C、干冰用于人工降雨，是利用了干冰升华吸热的性质，故正确；
D、支架刷漆主要是防止生锈，并且美观，故错误。
故选：D。
根据物质的性质来分析其用途，注意性质与用途的关系来解答．
本题难度不大，物质的性质决定物质的用途，掌握常见化学物质的性质和用途是正确解答此类题的关键．
2.??
解：A、有计划、合理地开采矿物，并不断利用新技术寻找金属的替代品，以保护金属资源，故A正确；
B、推广使用车用乙醇汽油，可适当节约石油资源，并在一定程度上减少汽车尾气污染，故B正确；
C、将污水经物理、化学等方法进行分级处理后可达到农灌或绿化用水标准，能节约用水，防止水的污染故C正确；
D、农药和化肥可的大量使用会造成水的污染，故D错误。
故选：D。
A、根据金属资源的保护措施分析；
B、根据乙醇汽油的特点分析；
C、根据水体的污染源分析；
D、根据水体的污染源分析．
化学与人类进步和社会发展的关系非常密切，利用好化学，合理利用资源、解决好污染和环境保护．
3.??
解：A、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（Al2O3），能覆盖在铝表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应，因此铝制水壶在空气中不易锈蚀。故不适合；
B、铜的金属活动性弱，在常温下不与水和氧气反应，不易锈蚀。故不适合；
C、不锈钢中还含有铬、镍等，使得不锈钢不仅比纯铁硬，而且其抗锈蚀性能也比纯铁好得多。故不适合。
D、铁与氧气、水等反应生成的铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，铁制锅因此在空气中最易锈蚀。故适合；
故选：D。
欲正确解答本题，须知在空气中最易锈蚀的物质，要有能够发生反应的物质，反应物要能互相接触，生成物不会对反应起阻碍作用等．
本题主要考查学生对金属的性质和金属锈蚀的条件的认识，所以同学们要熟记常见金属的性质和金属锈蚀的条件．
4.??
解：A、空气是一种宝贵的能源，其中氧气的体积分数（而不是质量分数）为21%，故选项说法错误。
B、海洋是地球上最大的储水库，其储水量约占全球总储水量的96.5%，故选项说法错误。
C、人们正在开发利用的其它能源有太阳能、氢能、生物质能、地热能等，故选项说法正确。
D、地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中，除少数很不活泼的金属（如金、银等）以单质形式存在外，其余的都以化合物的形式存在；并不是自然界中的金属元素只有金、银是以单质形式存在，故选项说法错误。
故选：C。
A、根据空气的组成成分，进行分析判断。
B、根据海洋中的资源，进行分析判断。
C、根据人们正在开发利用的其它能源，进行分析判断。
D、根据金属资源的存在，进行分析判断。
本题难度不大，了解海洋中的资源、金属资源的存在、空气的组成成分等是正确解答本题的关键。
5.??
解：A、稀土资源被称为是现代工业的“维生素”和“21世纪新材料宝库”，广泛应用于尖端科技领域，是我国重要的不可再生的战略资源，故选项说法正确。
B、海水中含量最多的物质是水，故选项说法错误。
C、回收利用金属，能节约金属资源、减少污染等，目前世界上已有50%以上的铁和90%以上的金得到了回收利用，故选项说法正确。
D、目前人类制得的纯金属只有90余种，人类每年在自然界中提取最多的金属是铁，使用最多的金属是铁，故选项说法正确。
故选：B。
A、根据稀土资源的重要用途，进行分析判断。
B、根据海水中的资源，进行分析判断。
C、根据金属的回收利用，进行分析判断。
D、根据金属资源的利用，进行分析判断。
本题难度不大，了解金属的回收利用、海水中的资源、稀土资源的重要用途等是正确解答本题的关键。
6.??
解：（1）铁在与氧气和水同时接触时会发生锈蚀，所以食品包装袋中的脱氧剂（主要成分是铁粉）的作用是做干燥剂，除去水和氧气；故填：做干燥剂，除去水和氧气；
（2）生活中人们常用煮沸的方法将硬水软化；故填：煮沸；
（3）水能灭火的原理是降低可燃物的温度至着火点以下；故填：降低可燃物的温度至着火点以下；
（4）氢氧化钠溶于水会发出热量，氯化钠溶于水后温度几乎不变，所以可用水鉴别氢氧化钠和氯化钠；故填：氢氧化钠；氯化钠（合理即可）。
（1）根据铁锈蚀的原理来分析；
（2）根据硬水软化的方法来分析；
（3）根据灭火的方法与原理来分析；
（4）根据物质的溶解性以及物质溶于水后的温度变化来分析。
本题考查了有关水的知识，解题时根据铁锈蚀的原理、灭火的原理以及物质溶于水后的温度变化来分析解答即可。
7.??
解：（1）钢铁是铁的合金，属于混合物，故填：混合物．
（2）在其表面涂漆或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法都能够防止锈蚀的共同原理是使铁与水和氧气隔绝，故填：使铁与水和氧气隔绝．
（3）一氧化碳能与氧化铁高温反应生成铁和二氧化碳，故填：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2．
根据已有的合金的组成、铁生锈的原理和一氧化碳能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳进行分析解答即可．
本题考查的是金属材料的知识以及防锈的方法和冶炼的原理，完成此题，可以依据已有的知识进行．
8.??
解：遗留在波尔多液中的一柄铁棒上出现红色的物质，是铁与硫酸铜反应，该化学方程式为Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；铁铲生锈，是因为铁和氧气、水发生了化学变化；防止自行车链生锈，可涂油。
故填：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；O2、H2O；涂油。
根据化学方程式的书写方法、铁生锈原理以及防止生锈的方法等即可分析。
此题难度不大，掌握铁生锈的原理以及防止生锈的方法等即可顺利解答。
9.??
解：（1）在高炉炼铁的过程中石灰石的作用是将铁矿石中二氧化硅转化为炉渣除去；故填：将铁矿石中二氧化硅转化为炉渣除去；
（2）制作马踏飞燕的合金是青铜；故填：青铜合金；
（3）黄铜矿主要成分是二硫化亚铁铜，化学式为CuFeS2；故填：CuFeS2；
（4）铁锈的主要成分是三氧化二铁，化学式为Fe2O3，很疏松，不能阻碍里层的铁继续反应；故填：Fe2O3；
（5）回收铝制易拉罐的好处是既能节约金属材料，又能减少环境污染；故填：既能节约金属材料，又能减少环境污染；
（6）酒精溶液是酒精和水的混合物，所以溶质是酒精，化学式为C2H5OH。故填：C2H5OH。
（1）根据在高炉炼铁的过程中石灰石的作用是将铁矿石中二氧化硅转化为炉渣除去进行解答；
（2）根据制作马踏飞燕的合金是青铜进行解答；
（3）根据黄铜矿主要成分是二硫化亚铁铜进行解答；
（4）根据铁锈的主要成分是三氧化二铁进行解答；
（5）根据回收铝制易拉罐的好处是既能节约金属材料，又能减少环境污染进行解答；
（6）根据酒精溶液是酒精和水的混合物进行解答。
本题是对生活中化学的考查，解题的关键是对这些知识的了解与记忆，属一般性基础知识考查题。
10.??
解：铁与空气中的氧气和水蒸气同时接触时会发生锈蚀，为了防止铁栏杆生锈，可以隔绝铁与氧气、水的接触，如刷油漆等。
故填：水蒸气；刷油漆。
根据铁锈蚀的条件以及铁的防锈措施来分析。
解答这类题目时，要熟记和理解金属锈蚀的条件及其防护措施等相关知识，难度不大。
11.??
解：（1）一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，此反应化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；故填：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（2）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；故填：澄清的石灰水变浑浊；
（3）一氧化碳具有毒性，能污染环境，为防止污染空气，尾气不经处理不能直接排放，一氧化碳具有可燃性，可利用点燃的方法进行尾气处理，此反应化学方程式为：2CO+O22CO2；故填：2CO+O22CO2。
根据一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，结合一氧化碳具有可燃性、实验的现象、注意事项，进行分析解答。
本题难度不大，掌握一氧化碳的化学性质（可燃性、还原性等）、还原氧化铁的实验原理等并能灵活运用是正确解答本题的关键。
12.??
解：（1）①钢是铁碳合金，属于混合物；
②将钢片和纯铁片相互刻画，纯铁片上留下划痕，说明钢的硬度比纯铁大；
③工业上一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳来炼铁，高炉炼铁的化学方程式：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（2）“真金不怕火炼”的原因是金的性质很稳定。
（3）由于金属的活动性顺序是：镁＞锌＞铜，向硝酸镁和硝酸铜的混合溶液中加入一定量锌粉，锌能与硝酸铜反应生成了硝酸锌和铜，锌不能与硝酸镁反应。充分反应后过滤，观察到滤液为无色，说明了溶液中的硝酸铜完全发生了反应，则该滤液中的溶质一定有硝酸镁、硝酸锌，滤渣中一定有铜。
故答案为：（1）①混合物；
②钢的硬度比纯铁大；
③3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
（2）金的性质很稳定；
（3）硝酸镁、硝酸锌；铜
（1）①根据钢是铁的合金分析；
②根据比较硬度的方法分析；
③根据工业上高炉炼铁的原理写出化学方程式。
（2）根据金的性质分析回答；
（3）根据金属活动性顺序表的应用分析。
本题考查的是金属的应用，完成此题，可以依据已有的金属的性质进行
13.??
解：由所学知识可知铁锈的主要成分为氧化铁．生锈的实质是铁与氧气、水等物质发生的一系列复杂的化学反应．由所搜集的材料及质量守恒定律可猜测红褐色物质中可能还含有氢氧化铁、碳、碳酸钙、氢氧化镁、碱式碳酸铜等．
可根据这几种物质的检验方法来验证它们存在．红褐色的氢氧化铁为不溶性碱，加热能分解生成红色的氧化铁和水．
故答案为：
[提出猜想]
答案1：氢氧化铁（或Fe（OH）3）依据质量守恒定律反应前后元素的种类不发生改变，参加反应的物质为铁、氧气和水，因此生成物中一定含有铁、氢、氧元素（或铁锈蚀是铁与氧气、水共同作用的结果，或Fe（OH）3的颜色呈红褐色）
答案2：碳（或C）生铁中含有碳
答案3：碳酸钙（或CaCO3）或氢氧化镁（或Mg（OH）2）硬水受热后产生水垢，水垢的主要成分为碳酸钙（或CaCO3，或氢氧化镁、或Mg（OH）2）
答案4：碱式碳酸铁根据形成铜绿的过程进行的推测
[设计实验]
答案
实验过程
预期的实验现象
答案1
取适量红褐色粉末装入试管中，加热．
试管内壁有水珠
答案2
①取少量红褐色粉末装入试管中，如果量的稀盐酸充分反应．
②过滤，将滤纸上的黑色固体烘干后放在石棉网上（或燃烧匙中）用酒精灯灼烧．
（3将涂有澄清石灰水的玻璃片放在固体上方）
?
试管底部有黑色固体
黑色固体保持红热，并逐渐减少
（澄清石灰水变浑浊）
答案3
检验碳酸钙；
①取适量红褐色粉末装入试管中，加入稀盐酸．
②将生成的气体通入澄清的石灰水．
有气泡产生
澄清石灰水变浑浊
检验氢氧化镁：
取适量红褐色粉末装入试管中，加热．
试管内壁有水珠
答案4
1取适量红褐色粉末装入试管中，加热．
2将生成的气体通入澄清的石灰水．
试管内壁有水珠
出现澄清石灰水变浑浊
[拓展分析]
铁生锈是铁、氧气、二氧化碳、水等物质共同作用的结果．
铁锈的主要成分为氧化铁，而暖气片是生铁的生铁中含有碳，又因为铁锈是红褐色，且根据所收集的资料可以猜测红褐色铁锈中含有氢氧化铁．由收集材料③还可猜测红褐色物质中还含有碳酸钙和氢氧化镁．由材料④可得出生铁在生锈时不但要有氧气，水而且还要有二氧化碳．
在猜测红褐色固体中含有的物质时，不能盲目的随便猜测，应根据收集的材料进行猜测．