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第八单元金属和金属材料同步练习
一、选择题
1．下列是某同学记录的实验现象，其中不合理的是
A．镁条加入食醋中剧烈反应，放出氢气 B．在酒精灯外焰上灼烧铝箔，铝箔“熔而不滴”
C．粗盐在水中分散后，形成浑浊的液体 D．敞口放置的石灰水，其导电能力逐渐降低
2．已知金属M、N和Fe活动性强弱关系为：M＞Fe＞N，下列说法正确的是
A．金属M放入ZnSO4溶液中，一定有锌析出
B．金属N放入CuSO4溶液中，金属表面有红色固体析出
C．金属Fe放入NCl2溶液中，其反应的化学方程式为：
D．将相等质量的金属Fe和M投入足量的稀盐酸中，若生成氢气的质量关系Fe＞M，则说明相对原子质量的大小关系一定为Fe＜M
3．由下图信息可知，金属活动性最不活泼的是
A．镁 B．锌 C．铁 D．铜
4．下列应用和用化学方程式均正确的是
A．用赤铁矿高炉炼铁
B．用稀硫酸洗去试管壁上附着的铜
C．二氧化碳用于汽水生产
D．用铁片和硝酸银溶液比较金属的活泼性
5．“改善环境质量,推动绿色发展”是当前环保工作的重点。下列做法不符合这一要求的是
A．废旧电池属于有害垃圾，必须分类回收处理
B．提倡公交出行，减少城市雾霾
C．水体有一定的自净能力，工业污水可直接排放
D．大力开发太阳能、风能、核能等新能源
6．把一枚无锈铁钉放在硫酸铜溶液中，一段时间后，可出现的是
A．溶液蓝色变浅直至无色 B．铁钉表面析出红色物质
C．产生大量气泡 D．溶液质量增加
7．2024年1月5日，以“激情迎亚冬，冰雪暖世界”为主题的第40届中国·哈尔滨国际冰雪节启幕，为“南方小土豆”呈现了“冰雪盛宴”。下列说法错误的是
A．哈尔滨地铁为人们带来了便利，作为地铁材料的钢筋属于金属材料
B．用氯化钠除雪是物理变化
C．稀有气体制成的霓虹灯使冰雪大世界绚丽多彩
D．冰灯中的电线是用银制成的，其导电性最好
8．生活中处处有化学，下列说法不正确的是
A．人体中的铁元素主要存在于血液中，所以补血必补铁
B．铁、铜、铅及其合金是人类使用最多的金属材料
C．金属钨能做灯丝的主要原因是钨的熔点高且能导电
D．合金比纯金属具有更广泛的用途
9．归纳总结是学习化学的重要方法之一。下列排序正确的是
A．金属活动性顺序
B．空气体积分数
C．地壳中的元素含量
D．气体的密度
10．线上学习，居家实验。小明用三枚洁净无锈的铁钉，设计如图所示实验，探究铁生锈的条件。下列说法错误的是
A．乙试管中植物油的作用是隔绝空气
B．实验表明铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果
C．乙丙两支试管的实验现象说明铁生锈需要水
D．只有甲试管中的铁钉有明显锈迹
11．下列四种金属，有一种金属的盐溶液可以与其它三种金属都能发生置换反应，这种金属是（ ）
A．银 B．铁 C．铝 D．铜
12．图示法使内容的呈现更简明、直观、形象。下列用数轴表示的化学知识正确的是
A．人类重要金属材料的使用史 B．生铁与钢的区分
C．元素在地壳里的含量 D．空气的成分
二、填空题
13．在AgNO3、Cu（NO3）2和Mg（NO3）2的混合溶液中加入适量锌粉，充分反应后过滤。
（1）加入一定量锌粉后，写出一定发生的反应的化学方程式 。
（2）某同学猜想滤液中的溶质为Mg（NO3）2、Zn（NO3）2、AgNO3，简要分析该猜想不合理的原因 。
（3）若向过滤后的溶液中插入铁丝，铁丝表面无明显变化，分析所得固体的成分 。
14．金属和金属材料在生产生活中有广泛的用途。请回答下列问题:
（1）公交车车体材料为铁合金，铁合金属于① 材料。如果公交车表面油漆刚蹭脱落，里面的铁就会生锈。铁锈主要成分化学式为② 。
（2）镁是一种银白色金属，密度为1.74g/cm3.熔点为650°C,沸点为1090°C,质地轻、有延展性。在空气中燃烧时会发出耀眼的白光，放热。生成白色固体。一些烟花和照明弹里都含有镁粉，就是利用了这一性质。镁还能和乙醇、水反应生成氢气。将镁条在酒精灯火焰上点燃，伸入盛有二氧化碳的集气瓶中，会观察到镁条剧烈燃烧。发出强光。反应结束后，可看到生成白色固体氧化镁（MgO）。和集气瓶内壁附着黑色固体碳（C），说明镁能与二氧化碳反应，生成氧化镁和碳，依据文章内容，回答下列问题。
①金属镁的用途有 。
②如果存放在仓库中的少量金属镁发生了火灾，消防官兵可以选用 灭火
A 沙土
B 二氧化碳
C 水
（3） 8克铁、锌、镁金属混合物与100克稀硫酸刚好完全反应生成0.2克氢气，反应后所得溶液中溶质的总质量是 。
（4）将一定量镁粉、锌粉的混合物加入到适量硝酸亚铁和硝酸银的混合溶液中，充分反应后，过滤，得到滤渣和滤液，下列说法正确的是 （填序号）.
A 滤液中一定有硝酸镁，滤渣中一定有银
B 若滤液为无色，则滤渣中一定有锌
C 取少量滤液，加入氯化钠溶液，无明显现象，则滤渣中一定有铁
D 取少量滤渣，加入过量稀盐酸，产生气泡，则滤渣的组成有3种情况。
15．如图是炼铁和炼钢示意图。

(1)合金属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)炼钢炉中通入纯氧的目的是降低生铁中 的含量。
(3)设备A中放入石灰石的作用是 。
(4)设备A中以磁铁矿为原料炼得生铁的化学方程式为 。
16．绝大多数金属都能与Cl2直接化合生成金属氯化物，如2Na+ Cl2=2NaCl、Cu+ Cl2 CuCl2等。已知A、B、C、D、E五种物质有如下图转化关系（个别反应条件已略去）。已知A是地壳中含量仅次于铝的金属元素的单质，C为紫红色金属单质，A 、C都能与Cl2直接化合生成相应的金属氯化物B、E。回答下列问题：
(1)A为 、B为 。
(2)D与Cl2化合生成E的化学方程式为 。
(3)A与E也可以化合生成D，请写出化学反应方程式 。
17．保护金属资源的一条有效途径是金属的回收利用。校园科技节活动中，化学兴趣小组同学设计了从废阳电子产品回收铜和银的流程如下。
（注：不考虑固体物质表面残留其他液体）
(1)步骤I、Ⅱ、Ⅲ均用到过滤操作，其中过滤中玻璃棒的作用是 ，过滤后仍然浑浊原因 （写一点）。
(2)步骤I发生反应的化学方程式是 （任写一个）。
(3)步骤Ⅱ中发生化学反应的基本类型是 。
(4)兴趣小组为增添科技节活动的创新氛围，特取少量溶液乙与溶液丙混合于烧杯中，向其中加入一定量的Zn粉，充分反应后过滤，滤液是无色，则滤渣中一定有 。
三、科学探究题
18．学习小组同学在学习了金属的化学性质后，对“影响金属与盐酸反应的剧烈程度的因素”进行了如下拓展学习与探究。
【提出问题】金属与盐酸反应的剧烈程度受哪些因素的影响？
【作出猜想】猜想一：可能与金属本身的性质有关；
猜想二：可能与盐酸的浓度有关。
【分析交流】金属铝在空气中会形成一层致密的氧化膜，有关反应的化学方程式为 。为保证实验的准确性，实验所用金属均用砂纸打磨。
【实验探究】为探究猜想一，取相同质量的铁片和铝片，按图1所示装置进行实验。
实验观察到甲试管中铁片缓慢溶解，溶液由无色变为 色，乙试管中铝片溶解较快。从实验现象可判断：铁的金属活动性比铝 （选填“强”或“弱”）。
【得出结论】金属与盐酸发生反应的剧烈程度与金属本身性质有关。
【继续探究】为探究猜想二，小组同学设计图2所示的装置进行实验，所用药品与测得的实验数据如下表所示。
实验编号 选用金属 盐酸浓度（均取50mL） 每分钟产生氢气的体积/mL
1min 1min~2min 2min~3min 3min~4min 4min~5min 前5min共收集气体
① 铁粉 15% 2.8 15.8 10.8 8.2 6.5 44.1
② 铁粉 5% 1.5 7.6 5.4 4.3 3.3 22.1
【得出结论】金属与盐酸发生反应的剧烈程度与盐酸的浓度有关，其关系是相同条件下，盐酸的浓度越 （选填“大”或“小”），金属与盐酸反应越剧烈。
【拓展延伸】
（1）根据表中数据分析，铁粉与盐酸反应最后变慢的原因是 。
（2）要验证金属与盐酸发生反应的剧烈程度与盐酸的质量分数有关，除了比较相同时间内收集到氢气的体积外，还可以 。
四、计算题
19．黄铜是铜锌合金，耐腐蚀，许多金色饰品就是用它来制作的．现称取20.0g黄铜样品置于烧杯中，慢慢加入稀硫酸使其充分反应，直至没有气泡产生为止．请结合下列图示计算．
（1）该20.0g黄铜样品中含锌的质量为_____g．
（2）完全反应时生成气体的质量为_____g．（写出计算过程）
（3）过滤后得到滤液的质量是_____克．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】A、镁条加入食醋（属于弱酸）中反应剧烈，放出气泡；生成氢气是结论不是现象，故选项错误，但符合题意；
B、在酒精灯外焰上灼烧铝箔，表面形成氧化铝薄膜，耐高温，铝箔“熔而不滴”；故选项正确，但不符合题意；
C、粗盐含有多种杂质，水中分散后，形成浑浊的液体；故选项正确，但不符合题意；
D、敞口放置的石灰水，与空气中二氧化碳反应，形成碳酸钙和水，其导电能力逐渐降低；故选项正确，但不符合题意。
故选：A。
2．C
【分析】本题考查金属活动性。
【详解】A、不确定金属M和锌的活动性顺序，因此M不一定和硫酸锌反应，所以不一定有锌析出，故A不符合题意；
B、不确定N和铜的活动性顺序，因此不能确定N是否和硫酸铜反应，故B不符合题意；
C、根据题意，Fe的活动性强于N，因此可以发生该反应，故C符合题意；
D、不确定金属M的化合价，因此不能根据相对原子质量大小来确定生成氢气的质量，故D不符合题意；
故选C。
【点睛】本题难度不大，结合金属活动性进行分析。
3．D
【详解】在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，金属活动性越强，与酸反应生成氢气的速度越快，氢后面的金属不能与酸反应。
由图示可知，在稀盐酸中，镁、锌、铁的表面都有气泡产生，说明了在金属活动性顺序中位于氢的前面；铜的表面没有气泡产生，说明了在金属活动性顺序中位于氢的后面，所以，铜最不活泼。
故选D。
4．C
【详解】A、高炉炼铁的原理是一氧化碳与赤铁矿（主要成分是氧化铁）在高温条件下生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为3CO+ Fe2O32Fe +3CO2，故选项不正确；
B、在金属活动性顺序中，铜排在氢的后面，铜不能与硫酸发生反应生成氢气，故选项不正确；
C、二氧化碳与水反应生成碳酸，化学方程式书写正确，故选项正确；
D、铁与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，反应的化学方程式为Fe+2AgNO3= Fe(NO3)2+2Ag，故选项不正确。
故选C。
5．C
【详解】A、废旧电池中含有重金属，属于有害垃圾，必须分类回收处理，否则会污染环境，不符合题意；
B、提倡公交出行，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，保护环境，不符合题意；
C、水体有一定的自净能力，但是工业污水不可直接排放，应处理达标后排放，符合题意；
D、大力开发太阳能、风能、核能等新能源，可以减少化石燃料的使用，减少污染物的排放，保护环境，不符合题意。
故选C。
6．B
【详解】A、铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜单质，溶液蓝色变浅直至浅绿色，说法错误 ；故不符合题意；
B、铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜单质，红色的铜单质附在铁钉表面，可以看到析出红色物质，说法正确；故符合题意；
C、铁与硫酸铜反应不会产生气体，因此无气泡产生，说法错误；故不符合题意；
D、反应后，硫酸铜溶液变成了硫酸亚铁溶液，由于铜的相对原子质量比铁的相对原子质量大，因此溶液质量会减少，说法错误；故不符合题意；
故选B
7．D
【详解】A、金属材料包括纯金属和合金，钢筋属于合金，属于金属材料，故A正确；
B、用氯化钠除雪可以降低水的凝固点，除雪过程中，没有新物质生成，是物理变化，故B正确；
C、稀有气体通电后可以发出不同颜色的光，能用于制作霓虹灯，故C正确；
D、银的导电性最好，但价格太高，不适宜做电线，电线一般用铜制，故D错误。
故选D。
8．B
【详解】A、人体中的铁元素主要存在于血液中的血红蛋白中，故正确；
B、铁、铜及其合金是目前使用最多的金属材料，铅有毒使用不广泛，故错误；
C、钨丝熔点高，能导电，金属钨能做灯丝，故正确；
D、合金的特点是：硬度大，熔点低，耐腐蚀，因此合金种类远大于纯金属，合金具有更广泛的用途，故正确；
故选B。
9．A
【详解】A、钾、镁、铜、银四种金属活动性由强到弱的顺序为钾＞镁＞铜＞银，正确；
B、空气中各种气体体积分数分别为，氮气大约占78%、氧气大约占21%、稀有气体大约占0.94%、二氧化碳大约占0.03%，由小到大分别为二氧化碳，稀有气体，氧气，氮气，错误；
C、地壳中元素的含量由多到少的顺序是氧、硅、铝、铁，错误；
D、相同状况下，气体的相对分子质量越大，密度越大，二氧化碳、氢气、氧气的相对分子质量分别为44、2、32，气体的密度由大到小的排列顺序应是二氧化碳、氧气、氢气，错误。
故选A。
10．C
【分析】铁生锈的条件是铁与空气中的水和氧气共同作用的结果。实验中，甲试管中的铁钉与氧气、水同时接触，发生了锈蚀；乙试管中的铁钉只与水接触，没有发生锈蚀；丙试管中的铁钉只与氧气接触，没有锈蚀。
【详解】A、乙试管中植物油的作用是隔绝空气，防止氧气溶于水中，说法正确；
B、实验中，甲试管中的铁钉与氧气、水同时接触，发生了锈蚀；乙试管中的铁钉只与水接触，没有发生锈蚀；丙试管中的铁钉只与氧气接触，没有锈蚀。实验表明铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果，说法正确；
C、由以上分析可知，乙丙两支试管中的铁钉都没有锈蚀，不能说明铁生锈需要水，且变量为两个，无法做对比，说法错误；
D、由以上分析可知，只有甲试管中的铁钉有明显锈迹，说法正确。
故选C。
11．A
【详解】四种金属中有一种金属的盐溶液可以与其它三种金属都能发生置换反应，该金属一定是这四种金属中活动性最弱的，银是这四种金属中活动性最弱的。故选A。
12．C
【详解】A、人类的金属材料使用史是先使用金属活动性较弱的金属，再使用活动性较强的金属，所以顺序由远到近应为Cu→Fe→Al，故选项错误；
B、生铁精炼后含碳量减少，所以钢的含碳量低于生铁，故选项错误；
C、地壳中元素含量氧＞硅＞铝，故选项正确；
D、空气中体积分数有小到大是，稀有气体＜氧气＜氮气，故选项错误。
故选C
13． 锌先和硝酸银反应，硝酸银反应完毕，锌才和硝酸铜反应，所以有硝酸银时硝酸铜没有参加反应，硝酸铜一定存在 一定有银和铜，可能有锌
【详解】（1）加入一定量的锌粉后，一定发生的反应是锌和硝酸银反应生成硝酸锌和银，反应的化学方程式为：。
（2）锌先和硝酸银反应，硝酸银反应完毕，锌才和硝酸铜反应，所以有硝酸银时硝酸铜没有参加反应，硝酸铜一定存在。
（3）若向过滤后的溶液中插入铁丝，铁丝表面无明显变化，说明滤液中不含硝酸银和硝酸铜，则滤渣中一定含银和铜，可能有锌。
14． 金属 Fe2O3 烟花和照明弹 A 17.6g AD
【详解】（1）公交车车体材料为铁合金，铁合金属于金属材料；
如果公交车表面油漆刚蹭脱落，里面的铁就会生锈，铁锈主要成分化学式为Fe2O3。
故填：金属；Fe2O3。
（2）①金属镁的用途有制作烟花和照明弹。
故填：制作烟花和照明弹。
②镁能和水、二氧化碳反应，因此不能用水和二氧化碳扑灭镁发生的火灾，如果存放在仓库中的少量金属镁发生了火灾，消防官兵可以选用沙土灭火。
故填：A。
（3）8克铁、锌、镁金属混合物与100克稀硫酸刚好完全反应生成0.2g氢气，说明8g铁、锌、镁金属完全转化到了反应生成的硫酸盐中，刚好完全反应生成0.2g氢气，氢气来自于硫酸中，硫酸中氢元素与硫酸根的质量比为2：96，则反应的硫酸中硫酸根质量是9.6g，则反应后所得溶液中溶质的总质量是：8g+9.6g=17.6g。
故填：17.6g。
（4）将一定量镁粉、锌粉的混合物加入到适量硝酸亚铁和硝酸银的混合溶液中，镁先和硝酸银、硝酸亚铁反应，接着锌先和硝酸银、硝酸亚铁反应；
A．滤液中一定有镁和硝酸银反应生成的硝酸镁，滤渣中一定有反应生成的银，该选项说法正确；
B．若滤液为无色，则滤渣中不一定有锌，例如锌恰好和硝酸亚铁完全反应时滤渣中不含有锌，该选项说法不正确；
C．取少量滤液，加入氯化钠溶液，无明显现象，说明硝酸银完全反应，则滤渣中不一定有铁，例如镁、锌恰好和硝酸银完全反应时滤渣中不含有铁，该选项说法不正确；
D．取少量滤渣，加入过量稀盐酸，产生气泡，则滤渣的组成有3种情况：银、铁（镁、锌恰好和硝酸银、硝酸亚铁反应），银、铁、锌（锌过量），银、铁、锌、镁（镁过量），该选项说法正确。
故填：AD。
15．(1)混合物
(2)碳
(3)将二氧化硅转化为滤渣
(4)
【详解】（1）合金是指由一种金属与其他金属或非金属熔合而成具有金属特性的混合物。
（2）高炉炼得的铁里含有2%~4.3%的碳，以及少量磷和硫，因而是铁的合金-生铁。它硬而脆，不易于加工，所以还要把生铁放入炼钢炉中，通入纯氧冶炼来降低生铁中的含碳量。
（3）A中石灰石可将矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去，所以设备A中放入石灰石的作用是将二氧化硅转化为滤渣。
（4）一氧化碳和四氧化三铁在高温条件下生成铁和二氧化碳，化学方程式为。
16．(1) 铁/Fe 氯化铜/CuCl2
(2)2FeCl2+Cl2=2FeCl3
(3)Fe+2FeCl3=3FeCl2
【分析】A是地壳中含量仅次于铝的金属元素的单质，因此A是铁；C为紫红色金属单质，因此C是铜；A、C都能与Cl2直接化合生成相应的金属氯化物B、E，因此B是氯化铜，E是氯化铁，由Fe和CuCl2生成Cu和D可知，D是氯化亚铁，代入验证，推导正确。
【详解】（1）根据分析可知，A为铁，B为氯化铜。
（2）D与Cl2化合生成E，即氯化亚铁和氯气发生化合反应生成氯化铁，该反应的化学方程式为2FeCl2+Cl2=2FeCl3。
（3）A与E也可以化合生成D，即铁和氯化铁发生化合反应生成氯化亚铁，该反应的化学方程式为Fe+2FeCl3=3FeCl2。
【点睛】本题属于框图式推断题，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题中的转换关系结合题目信息推导剩余的物质，最后进行验证即可。
17．(1) 引流 滤纸破损
(2)Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑或2Al＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2↑
(3)置换反应
(4)铜、铁
【详解】（1）过滤时玻璃棒的作用为引流；过滤后仍然浑浊原因有：滤纸破损、液面高于滤纸边缘、承接滤液的烧杯不干净等；
（2）由于金属活动性顺序：镁>铝>氢>铜>银，则镁能和硫酸反应生成硫酸镁和氢气，铝和硫酸反应生成硫酸铝和氢气，反应的化学方程式为Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑或2Al＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2↑；
（3）固体中的成分为铜和银，步骤Ⅱ中，铜和硝酸银反应生成银和硝酸铜，该反应为一种单质和一种化合物的反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应；
（4）结合前面分析，溶液乙中的溶质为硝酸铜，铁和硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁，则溶液丙为硝酸亚铁，将溶液乙与溶液丙混合，加入一定量的锌,锌先和硝酸铜反应生成铜和硝酸锌，待硝酸铜完全反应后，锌再与硝酸亚铁反应生成铁和硝酸锌，而硝酸亚铁显浅绿色，硝酸铜显蓝色，由于充分反应后过滤，滤液是无色，则说明硝酸铜和硝酸亚铁完全反应，但由于不确定锌是否过量，则滤渣中一定含有铜、铁，可能含有锌。
18． 4Al+3O2=2Al2O3 浅绿 弱 大 随着反应进行，盐酸质量分数减小 收集相同体积的氢气所需要的时间
【详解】[分析交流]
通常情况下，铝能和氧气反应生成致密的氧化铝保护膜，反应的化学方程式：4Al+3O2=2Al2O3；
[实验探究]
甲试管中铁片缓慢溶解，溶液由无色变为浅绿色，乙试管中铝片溶解较快，从实验现象可判断：铁的金属活动性比铝弱；
[得出结论]
金属与盐酸反应的剧烈程度与盐酸的质量分数有关，其关系是其它条件相同时，稀盐酸质量分数越大，反应速率越快；
[拓展延伸]
（1）分析表中数据，锌与盐酸反应最后变慢的原因是随着反应进行，盐酸质量分数减小；
（2）要验证金属与盐酸发生反应的剧烈程度与盐酸的溶质质量分数有关，除了比较相同时间内收集到的氢气的体积外，还可以比较收集相同体积的氢气所需要的时间，时间越短，说明对应金属与盐酸反应越剧烈。
19．（1）6.5；（2）0.2；（3）86.3
【详解】由题意可知，剩余的13.5g滤渣为铜，则锌的质量的为20.0g﹣13.5g=6.5g．
设生成的氢气的质量为x
x=0.2g
过滤后得到滤液的质量是6.5g+80.0g﹣0.2g=86.3g．
答：（1）该20.0g黄铜样品中含锌的质量为 6.5g．
（2）完全反应时生成气体的质量为 0.2g．
（3）过滤后得到滤液的质量是 86.3克
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