资源简介

(8)金属和金属材料
1.《天工开物》中记载“每金七厘造方寸金一千片”，体现了黄金具有良好的( )
A.磁性 B.延展性 C.导热性 D.导电性
2.苏州是历史悠久的文化名城，古今建筑交相辉映。下列建筑材料属于金属材料的是( )
A.旧城墙的青砖 B.古城门的铜钉
C.火车站立柱的水泥 D.博物馆天窗的玻璃
3.金属材料的应用推动了社会生产力的发展。下列关于金属材料的说法正确的是( )
A.日常使用的金属材料大多数是合金 B.合金的硬度比组成它们的纯金属小
C.氧化镁是一种金属材料 D.金属材料中一定不含有非金属元素
4.保护资源、合理利用资源是每个公民不可推卸的责任，下列做法不利于保护金属资源的是( )
A. 用油漆、搪瓷等涂覆在金属表面形成保护层
B. 用塑料等代替金属制造管道
C. 铝制品经常用砂纸擦拭，保持光亮
D.有计划、合理开采矿物资源
5.为验证铁、铜、银的金属活动性顺序，某同学设计了以下四组实验。下列说法错误的是( )
A.通过实验①、②，能验证金属活动性：﹥
B.通过实验①、②、③，能验证金属活动性：﹥﹥
C.实验④中X为，Y为溶液，能验证金属活动性：﹥
D.实验④中X为，Y为溶液，能验证金属活动性：﹥
6.《宋会要辑稿》记载：“浸铜之法，先取生铁打成薄片，……浸溃数日，铁片为胆水（硫酸铜溶液）所薄，上生赤煤，取出刮洗……入炉烹炼，……方成铜。”下列理解错误的是( )
A.“打成薄片”增大了反应的接触面积
B.“铁片为胆水所薄”发生了置换反应
C.“上生赤煤”指铁片上生成了红色的煤
D.“浸铜之法”可知铁的金属活动性比铜强
7.明代宋应星所著《天工开物》一书，介绍了“火法炼锌”的方法，把炉甘石（）和煤炭饼装入炼锌罐，如图所示，泥封，“其底铺薪，发火煅红”“冷定毁罐取出”。下列说法错误的是( )
A.炉甘石加入锌罐之前，将其粉碎的目的是增大反应物之间的接触面积
B.反应区中发生的反应之一：，该反应中体现了C的还原性
C.“冷定毁罐取出”的目的是防止锌在较高温度下再次被氧化
D.“火法炼锌”符合低碳发展理念
8.现有质量相等的甲、乙、丙三种金属，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示（已知甲、乙、丙在生成物中均显+2价）。则下列说法错误的是( )
A.完全反应所需时间：丙>甲>乙 B.生成氢气的质量：甲>乙>丙
C.相对原子质量：乙>丙>甲 D.消耗硫酸的质量：甲>乙>丙
9.工业上利用赤铁矿石（主要成分是，还含少量等杂质）冶炼生铁的过程如图所示，下列说法不正确的是( )
A.中硅元素显+4价
B.高炉气体中会形成酸雨，不能直接排放到空气中
C.原料中焦炭的作用之一是生成具有还原性的物质CO
D.高炉炼铁的原理是，该反应属于置换反应
10.向和的混合溶液中加入一定量的Fe粉，充分反应后过滤，再向滤渣中加入稀硫酸，发现有气泡产生。则下列对滤渣中固体成分推断正确的是( )
A.滤渣中一定含有、、
B.滤渣中一定含有和，一定没有
C.滤渣中一定含有和，可能含有
D.滤渣中一定含有，可能含有和
11.人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，就是以金属材料的使用为标志的。根据所学知识回答下列问题：
（1）将硬铝片和纯铝片相互刻画，纯铝片上留下划痕说明硬铝比纯铝的硬度_______。
（2）生活中常用铜制导线，利用了铜具有良好的_______性。
（3）“真金不怕火炼”说明金即使在高温下也不与_______反应。
（4）实验室内铁架台经常因接触盐酸而被腐蚀，反应的化学方程式是______________。
（5）保护金属资源的有效途径有_______（答一种即可）。
12.金属材料在人类文明的发展中起着重要作用，古代冶金技术彰显了我国劳动人民的智慧。
Ⅰ.战国《韩非子·内储说上》提到，早期采金技术均是“沙里淘金”。金在自然界中主要以_______（填“单质”或“化合物”）形式存在。
Ⅱ.北宋沈括所著的《梦溪笔谈》中记载了“湿法炼铜”的方法：“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。即在硫酸铜溶液中加入铁，则可得到铜。该反应的化学方程式是______________，该反应属于反应_______（填基本反应类型）。
Ⅲ.明代宋应星所著的《天工开物》一书，介绍了“火法炼锌”的方法：把炉甘石（）和煤炭饼装入炼锌罐，如图所示，泥封，“其底铺薪，发火煅红”“冷定毁罐取出”。
（1）炉甘石（）加入锌罐之前，先将其粉碎的目的是______________________。
（2）反应区中，炉甘石（）在高温下分解生成氧化锌和另一种氧化物，该氧化物的化学式是_________________。
（3）反应区中，煤炭中的碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳，该反应的化学方程式是_________________，该反应中体现了碳的____________（填“还原性”或“氧化性”）。
（4）必须“冷定”后才能“毁罐”取锌，请从化学变化的角度解释其原因：_________________。
13.某化学兴趣小组的同学走进化学实验室，进行金属化学性质的探究实验。
实验一：探究金属与氧气反应
将一小段光亮的铜片放在敞口的试管中，用酒精灯加热试管。一段时间后，发现试管内铜片表面变黑。小组同学经分析认为该黑色物质是氧化铜，发生反应的化学方程式为为______________。进一步确定黑色物质是氧化铜，小组同学进行了以下探究（实验过程中所用稀硫酸的量不会对实验安全造成影响）：
实验步骤 实验现象 实验结论 发生反应的化学方程式
向上述实验后的试管中加入足量稀硫酸，微热 ______________________ 黑色物质是氧化铜 ______________________
实验二：探究金属与酸溶液反应
将一根铝丝插入盛有稀硫酸的试管中，铝丝表面没有出现气泡。同学们对此产生了质疑，经过讨论大家一致认为，没有出现气泡的原因是_______________。
分析原因后，他们调整方案排除了干扰，完成了实验二的验证。他们进行的实验是____________（要求写出实验步骤及现象）。
实验三：探究金属与某些盐溶液反应
将处理后的铝丝插入实验一得到的溶液中，铝丝表面出现红色固体。请写出生成红色固体反应的化学方程式：_______________。
实验结论：金属能与氧气、酸溶液及某些盐溶液发生化学反应。
14.金属防腐是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如下研究。
【认识铁的腐蚀】
（1）下列环境中的铁制品最容易生锈的是_______（填字母序号）。
A.未擦干的铁锅 B.涂油漆的栏杆 C.盛水的不锈钢水杯
（2）铁锈的主要成分是，其中铁元素的化合价是_______。
【探究铁的腐蚀】
（3）该小组用下图甲装置进行实验，起始时量筒内水面处于50 mL刻度处，之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约________（填“40”或“10”）mL刻度处，原因是_____________。
【拓展探究】
（4）小强同学进行如下实验：取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按上图乙安装装置，放置3天，再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表。
温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70
铁钉质量增加/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 0.18
小强同学的实验是探究因素对铁钉腐蚀快慢的影响，结论是______________。
（5）有同学认为小强的实验未能真实反映50 ℃以后铁钉腐蚀的快慢，理由是50℃以后铁钉质量没有变化。请分析铁钉质量没有变化的原因：_______。改进实验方案证明你的分析：_______。
15.我国高铁建设走在世界前列，修建高铁需要大量铁矿石来炼铁，进而炼钢。
（1）下列三种铁矿石的主要成分中，含铁量最高的是______。高炉炼铁需要的原料有铁矿石、______、______和石灰石。
（2）要炼出含铁96%的生铁1000t，至少需要含氧化铁80%的赤铁矿多少吨？若高炉气体不加处理，理论上会向大气中排放多少吨？（无计算过程不给分，计算结果保留整数。）
答案以及解析
1.答案：B
解析：“每金七厘造方寸金一千片”，体现了黄金具有良好的延展性。故选B。
2.答案：B
解析：A、青砖，属于无机非金属材料，故选项错误。B、铜钉是用铜合金制成的，属于金属材料，故选项正确。C、水泥，属于无机非金属材料，故选项错误。D、玻璃，属于无机非金属材料，故选项错误。故选：B。
3.答案：A
解析：A、合金比纯金属有着更加优良的性能，日常使用的金属材料大多数是合金，故选项说法正确。B、合金的硬度比组成它们的纯金属大，故选项说法错误。C、氧化镁是金属的氧化物，不属于金属材料，故选项说法错误。D、金属材料包括纯金属以及它们的合金，合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，可能含有非金属元素，则金属材料中可能含有非金属元素，故选项说法错误。故选：A。
4.答案：C
5.答案：B
解析：A、通过①②实验可知，铁能与稀硫酸反应生成氢气，铜不能与稀硫酸反应，可以证明金属的活动性：，所以说法正确；
B、通过①②③实验可知，铁能与稀硫酸反应生成氢气，铜不能与稀硫酸反应，铁能置换出硝酸银中的银，可以证明金属活动性：，，但不能说明金属活动性，所以说法错误；
C、若要用实验④，X可以为，Y为溶液，铜能置换出硫酸铁中的铁，这个反应能证明金属活动性，所以说法正确；
D、若要用实验④，X可以为Cu，Y为溶液，铜能置换出硝酸银中的银，这个反应能证明金属活动性，所以说法正确。
故选：B。
6.答案：C
解析：A、“打成薄片”增大了反应的接触面积，该选项正确。B、铁片为胆水所薄”发生了置换反应，即铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，该选项正确。C、“上生赤煤”指铁片上生成了红色的铜，该选项不正确。D、“浸铜之法”可知，铁能和铜和盐溶液反应，说明铁的金属活动性比铜强，该选项正确。故选：C。
7.答案：D
8.答案：C
解析：由题图可知，三种金属分别与稀硫酸反应时，金属乙生成的氢气质量最先达到最大值，其次是金属甲，最后是金属丙，因此三种金属分别与稀硫酸完全反应时，所需时间的关系为丙>甲>乙，A正确；由题图可知，三种金属分别与稀硫酸完全反应时，生成氢气的质量关系为甲>乙>丙，B正确；由题可知，甲、乙、丙在生成物中均显+2价，令金属元素的符号为M，金属M与稀硫酸反应的通式为，设金属M的相对原子质量为x，金属的质量为，生成氢气的质量为，根据化学方程式计算可得，已知甲、乙、丙三种金属的质量相等，则金属的相对原子质量与生成氢气的质量成反比，由于生成氢气的质量关系为甲>乙>丙，因此三种金属的相对原子质量的关系为丙>乙>甲，C错误；根据质量守恒定律可知，生成氢气中的氢元素全部来自硫酸，则生成氢气的质量越大，消耗硫酸的质量越大，因此消耗硫酸的质量关系为甲>乙>丙，D正确。
9.答案：D
解析：A、中钙元素显+2价，氧元素显-2价，设其中硅元素的化合价为x，则：，即硅元素显+4价，说法正确；
B、高炉气体中会形成酸雨，不能直接排放到空气中，说法正确；
C、原料中焦炭的作用之一是生成具有还原性的物质CO，还有一个作用是燃烧产生热量，达到高温，说法正确；
D、该反应的反应物是两种化合物，所以该反应不属于置换反应，说法错误。
故选D。
10.答案：A
解析：铁的金属活动性比银、铜强，向和的混合溶液中加入一定量的粉，铁先与反应生成硝酸亚铁和银，反应完，若还有铁粉，铁才能与反应生成硝酸亚铁和铜。充分反应后过滤，再向滤渣中加入稀硫酸，发现有气泡产生，银、铜均不能与稀硫酸反应，铁能与稀硫酸反应生成氢气，则说明滤渣中含有铁，滤渣中一定含有、、。
故选：A。
11.答案：（1）大
（2）导电
（3）氧气（或）
（4）
（5）回收利用废旧金属（或合理有效地开采矿物）
12.答案：Ⅰ.单质
Ⅱ.；置换
Ⅲ.（1）增大反应物的接触面积，加快反应速率
（2）
（3）；还原性
（4）防止生成的锌在较高温度下又被氧化成氧化锌
13.答案：实验一：；黑色固体全部溶解，溶液由无色变为蓝色
实验二：铝在常温下会与空气中的氧气反应，生成一层致密的氧化膜，覆盖在铝丝表面，阻碍了铝与稀硫酸的反应将铝丝用砂纸打磨光亮之后插入盛有稀硫酸的试管中，铝丝表面出现气泡
实验三：
14.答案：（1）A
（2）+3
（3）40；铁腐蚀消耗氧气，且氧气约占空气总体积的1/5
（4）温度在其他条件相同时，温度在10~50 ℃的范围内，温度越高，铁钉腐蚀的速度越快
（5）50 ℃以后，试管中的氧气耗尽，铁钉的腐蚀停止向乙装置的试管中充入氧气，并在50 ℃的环境中放置3天，若铁钉增加的质量大于0.18 g，则分析成立
15.答案：（1）；焦炭；空气
（2）1714t；1131t
解析：（1）三种铁矿石的主要成分中，含铁量分别为，，，故最高的是。高炉炼铁需要的原料有铁矿石、焦炭、空气和石灰石。
（2）解：设至少需要赤铁矿的质量为，反应产生的质量为
答：至少需要含氧化铁80%的赤铁矿1714t，理论上会向大气中排放1131t。

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