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7 金属和金属材料
题号 一 二 总分 累分人
得分
　　注意事项:1.共两大题17小题,满分40分。考试时间45分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H-1　C-12　O-16　Mg-24　Fe-56　Cu-64　Zn-65
试卷好题分析 科技发展T2,生产、生活情境T1、T4、T14,优秀传统文化T16
中考押题点分析 情境化命题T5、T15等,项目式探究T13
一、选择题(本大题包括12小题,每小题1分,共12分。每小题的4个选项中只有1个符合题意)
1.材料与人类生活紧密相关,下列物品所用的材料不属于金属材料的是 (　　)
A.手术刀——不锈钢 B.“马踏飞燕”——青铜
C.钻石——金刚石 D.金饰品——黄金
2.北斗卫星导航系统的全面建成彰显了中国航天的力量,在航天科技中会用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是 (　　)
A.合金中一定只含金属元素 B.纯铜的硬度比黄铜的硬度大
C.生锈的钢铁制品没有回收价值 D.钛和钛合金被广泛用于火箭、导弹的制造等
3.下列说法不正确的是 (　　)
A.生铁和钢性能不同的原因是含碳量不同
B.金刚石和石墨物理性质不同的原因是组成的元素种类不同
C.一氧化碳和二氧化碳化学性质不同的原因是分子构成不同
D.钠原子和钠离子化学性质不同的原因是最外层电子数不同
4.世界每年因锈蚀而损失的金属数量巨大,防止金属锈蚀已成为科学研究中的重大问题。下列有关金属锈蚀与保护的说法中不正确的是 (　　)
A.生活中可用钢丝球刷洗铝锅 B.铁制品在海边比在沙漠地区更易锈蚀
C.在铁制品表面刷油漆可以防止锈蚀 D.要有计划、合理地开采金属资源
5.在“常见金属的物理性质和化学性质”实验活动中,部分操作如下,其中操作正确的是 (　　)
6.下列可用于验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序的一组试剂是 (　　)
A.Fe、Ag、硫酸铜溶液 B.Cu、Ag、硫酸亚铁溶液
C.Fe、Cu、Ag、稀硫酸 D.Ag、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液
7.进行下图所示实验,将稀盐酸滴到镁条上,观察实验现象。下列说法不正确的是 (　　)
A.有气泡产生
B.气球胀大与生成的氢气和反应放热有关
C.反应结束冷却至室温,气球恢复至反应前大小
D.若将镁条换成铜片,则不会出现相同的现象
阅读下列材料,完成8~9题。
锂是最轻的金属,化学性质较为活泼,能与氢、氧、氮、硫及氯的单质反应,可用于除去氦、氩中的氮气,能与水反应生成氢氧化锂和氢气。锂几乎能与所有金属熔合,形成各种性能优异的合金。如铜中添加少量锂,机械性能更好,且不降低导电性能。氢氧化锂可作二氧化碳吸收剂。工业上常以无水氯化锂为原料,熔融后电解制得金属锂。
8.下列说法正确的是 (　　)
A.锂着火时可用水浇灭
B.铜中添加少量锂后导电性能变差
C.氢氧化锂可用于吸收二氧化碳
D.锂可以置换出氯化镁溶液中的镁
9.电解制得的液态锂冷却时,下列气体可以作为保护气的是 (　　)
A.氢气 B.氯气 C.氧气 D.氩气
10.以下是四个化学反应的微观示意图,图中不同的圆圈代表不同的原子,其中能表示置换反应的是 (　　)
A. B.
C. D.
11.实验是进行科学探究的重要方法。下列实验设计能达到实验目的的是 (　　)
选项 实验目的 实验设计
A 除去硫酸铜溶液中的硫酸 加入足量铜粉,过滤
B 除去铁中少量的氧化铁 加入足量稀硫酸,过滤
C 鉴别氯化钠溶液和稀盐酸 分别加入硝酸银溶液,观察现象
D 鉴别真、假黄金(铜锌合金) 取样,分别在空气中灼烧,观察现象
12.下图所示的四个图像分别对应四种过程,其中正确的是 (　　)
A.①分别向等质量的Mg和Cu中加入足量等浓度的稀硫酸
B.②分别向足量的Zn中加入等质量、不同浓度的稀硫酸
C.③分别向足量的Mg和Zn中加入等质量、等浓度的稀硫酸
D.④分别向等质量的Mg和Zn中加入足量等浓度的稀硫酸
二、非选择题(本大题包括5小题,共28分)
13.(5分)铜及其化合物广泛应用于生产、生活实际。铜可用于制作各种生活用具、工艺品、乐器等。生活中铜制品长期露置在潮湿空气中会锈蚀,生成“铜绿”[化学式为Cu2(OH)2CO3]。某化学小组的同学对青铜及“铜绿”开展项目式学习。
【任务一】探究青铜的物理性质
(1)青铜古称“吉金”,是金属冶铸史上最早出现的合金。某同学比较青铜与纯铜的硬度,设计右图所示实验,请根据实验现象判断属于青铜的是　　　　(选填“a”或“b”)。
【任务二】探究“铜绿”的化学性质
(2)加热时“铜绿”会分解生成氧化铜、CO2和水,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。
【任务三】探究铜制品中“铜绿”的质量分数
(3)小组同学欲除去铜制品(除含有铜和铜绿外,不含其他物质)表面的铜绿并测定Cu2(OH)2CO3的质量分数,进行如下操作:
【查阅资料】铜绿与稀硫酸反应:Cu2(OH)2CO3+2H2SO42CuSO4+CO2↑+3H2O。
①生成CO2的质量为　　　　。
②铜样品中Cu2(OH)2CO3的质量分数为　　　　。
14.(5分)制造芯片的基材主要是高纯硅。下图是制备高纯硅的一种工艺流程:
(1)反应Ⅰ的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)过滤所得粗硅应充分洗涤,以除去表面可能吸附的HCl和　　　　(填化学式)。
(3)反应Ⅱ要在无氧环境中进行,原因是　　　　　　　　(写1种即可)。
(4)上述生产流程中,可以循环利用的物质是　　　　(填化学式)。
15.(6分)同学们对“影响金属与盐酸反应剧烈程度的因素”进行了探究。
【提出问题】金属与盐酸反应的剧烈程度受哪些因素影响
【作出猜想】Ⅰ.与盐酸的浓度有关;Ⅱ.与温度有关;Ⅲ.与金属的种类有关。
【进行实验】
实验 编号 金属 盐酸的质量分数 /% 温度 /℃ 金属丝消失 的时间/s
① 铝丝 5 20 450
② 铝丝 8 20 t
③ 铝丝 10 20 240
④ 铝丝 10 30 65
⑤ 铁片 10 30 125
【解释与结论】
(1)用盐酸除去铝丝表面氧化铝薄膜的反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)由实验①③可知,猜想Ⅰ　　　　(选填“成立”或“不成立”)。
(3)能表明金属与盐酸反应的剧烈程度与温度有关的实验编号为　　　　。
(4)在实验②中,铝丝消失的时间(用t表示)的取值范围是　　　　　　　　。
(5)有同学认为通过实验④⑤并不能证明“猜想Ⅲ”成立,理由是　　　　　　　　　　　　。
16.(7分)人类的生产和生活都离不开金属。金属材料的使用作为一个时代的标志,见证了人类文明发展的过程。
Ⅰ.金属的冶炼。中国古代掌握了铜的冶炼和铸造技术,下图是实验室模拟冶炼金属铜的装置图。
(1)观察到硬质玻璃管内出现　　　　　　　　的现象,证明反应已经发生;写出试管中发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)上述装置后还应连接一种尾气处理装置,请写出一个尾气处理的方法:　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)上述实验获得的Cu中含有少量黑色的CuO。请补充完整提纯铜的实验方案:将所得固体置于烧杯中,加入　　　　　　　　,充分反应至黑色固体完全溶解,过滤,洗涤,干燥。
Ⅱ.制备合金。《周礼·考工记》中记载了铸造各类青铜器的配方。铜和青铜的相关性质见下表。
物质 铜 青铜(含25%的锡)
熔点/℃ 1 085 800
硬度 3.0 5~6.6
注:硬度以金刚石的硬度10为标准,1表示很软,10表示很硬。
(4)分析表格中数据可知,与铜相比,融入锡后的青铜:硬度　　　　,熔点　　　　。
注意:若答对第(5)小题奖励3分,化学总得分不超过40分。
Ⅲ.湿法炼铜废水的处理
(5)湿法炼铜产生酸性废水,废水中含有的CuSO4、ZnSO4可用铁炭混合物(铁粉和活性炭的混合物)除去。其他条件不变时,废水pH对Cu2+、Zn2+去除率的影响如图所示。
①pH<3时,铁炭混合物表面有大量气泡产生,产生该现象的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。
②相同pH条件下,Cu2+的去除率远高于Zn2+的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　。
17.(5分)磁铁矿石(主要成分为Fe3O4)是常用的炼铁原料,工业上可通过如下反应:Fe3O4+4CO3Fe+4CO2,将其中的Fe3O4转化为Fe。
(1)Fe3O4中铁、氧原子的数目之比为　　　　。
(2)假设炼铁过程中铁没有损耗,用含348 t Fe3O4的磁铁矿石理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少 (写出计算过程)
参考答案
1.C　2.D　3.B　4.A　5.B　6.A
7.C
【解析】A.镁条和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,反应过程中产生大量气泡,正确;B.反应生成氢气,放出热量,使压强增大,气球胀大,正确;C.反应结束冷却至室温后,装置中还有反应生成的氢气,气球仍处于膨胀状态,错误;D.铜和稀盐酸不反应,不会产生明显现象,正确。
8.C　9.D
10.B
【解析】A.由图可知,反应物是一种,生成物是两种,符合分解反应的特点,错误;B.由图可知,反应物是一种单质和一种化合物,生成物是另一种单质和另一种化合物,符合置换反应的特点,正确;C.由图可知,反应物是两种,生成物是一种,符合化合反应的特点,错误;D.由图可知,反应物是两种化合物,生成物是两种不同的化合物,不属于置换反应,错误。
11.D
12.C
【解析】A.Cu不能与稀硫酸反应,与稀硫酸混合不会产生氢气,错误;B.浓度大的稀硫酸所含的氢元素质量大,等质量的稀硫酸与足量的Zn反应时,酸完全反应,所以稀硫酸浓度越大,产生的氢气越多,错误;C.等质量、等浓度的稀硫酸与足量的Mg、Zn反应,产生氢气的质量相等,且Mg比Zn活泼,反应速率更快,正确;D.等质量的Mg和Zn与足量等浓度的稀硫酸反应,Mg产生的氢气比Zn多,且Mg比Zn活泼,反应速率更快,错误。
13.(5分)
(1)a
(2)Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑(2分)
(3)①4.4 g　②44.4%
14.(5分)
(1)2Mg+SiO22MgO+Si(2分)
(2)MgCl2
(3)防止硅被氧化(或防止发生爆炸)
(4)HCl
【解析】(1)反应Ⅰ为镁和二氧化硅在高温条件下反应生成氧化镁和硅,化学方程式为2Mg+SiO22MgO+Si。
(2)向氧化镁和粗硅中加入过量稀盐酸,氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水,而硅不与盐酸反应,通过过滤可以过滤出粗硅,此时溶液中含有氯化镁和过量的盐酸。
(3)反应Ⅱ过程中,若有氧气混入,生成的硅在高温下和氧气反应生成二氧化硅,且氢气和氧气在高温下反应可能会引发爆炸。
(4)溶解氧化镁时需要加入盐酸,而反应Ⅱ结束后会产生氯化氢气体,所以该流程中可循环利用的物质为HCl。
15.(6分)
(1)Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O(2分)
(2)成立
(3)③④
(4)240(5)没有控制单一变量,金属的表面积并不相同
【解析】(1)氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水,反应的化学方程式为Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O。
(2)根据实验①③可知盐酸的浓度不同,盐酸的浓度越大,反应速率越快,所以猜想Ⅰ成立。
(3)表明金属与盐酸反应的剧烈程度与温度有关的实验应是除温度不同外其他条件相同,所以能表明金属与盐酸反应的剧烈程度与温度有关的实验编号为③④。
(4)实验②中盐酸的浓度比实验①中的大,比实验③中的小,所以在实验②中,铝丝消失的时间(用t表示)的取值范围是240(5)通过实验④⑤并不能证明“猜想Ⅲ”成立,理由是没有控制单一变量,金属的表面积并不相同。
16.(7分)
(1)黑色固体逐渐变红　2NaOH+CO2Na2CO3+H2O(2分)
(2)在导管口将尾气点燃(合理即可)
(3)足量稀硫酸(或稀盐酸)
(4)更大　更低
(5)①Fe+H2SO4FeSO4+H2↑(2分)　②Fe能置换出Cu,但不能置换出Zn
17.(5分)
(1)3∶4(1分)
(2)解:设理论上可以炼出的铁的质量是x。
Fe3O4+4CO3Fe+4CO2(1分)
232　　　　　　168
348 t　　　 　　x
=(1分)
x=252 t(1分)
理论上可以练出含铁96%的生铁的质量为252 t÷96%=262.5 t(1分)
答:理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是262.5 t。

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