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8.3 金属资源的利用与保护 课时作业
1.地球上的矿物资源有限，大家要切实行动起来，保护金属资源。下列做法不利于保护金属资源的是( )
A.回收利用废旧金属制品
B.加速国内矿物资源的开采
C.寻找金属的代用品
D.改变金属的组成和结构，铸造成合金材料
2.为了防止钢铁制品锈蚀，下列做法不正确的是( )
A.用洗涤剂除去铁制品表面的油膜 B.在车船的表面喷涂油漆
C.在铁制品表面镀上一层其他金属 D.将使用后的菜刀用布擦干
3.做好垃圾分类，推动城市绿色发展。铝制易拉罐应投放到( )
A B C D
4.广西铝土矿资源丰富.铝土矿的主要成分是( )
A.二氧化硅 B.氧化铝 C.四氧化三铁 D.碳酸钙
5.下列有关铁生锈的叙述错误的是( )
A.铁生锈时一定伴随有物理变化
B.铁锈是一种混合物
C.铁生锈的实质是铁与空气中的氧气发生化学反应的过程
D.铁生锈时会有难以察觉的热量放出
6.为了探究铁制品锈蚀的条件，小明用普通铁钉、纯铁钉同时进行下图的四组实验，一段时间后只在实验Ⅰ中观察到了红褐色锈斑，其他均无明显变化。下列说法错误的是( )
A.Ⅰ和Ⅱ说明铁制品锈蚀需要
B.Ⅰ和Ⅲ说明铁制品锈蚀需要
C.Ⅰ和Ⅳ说明和同时存在，铁制品不一定发生锈蚀
D.Ⅲ和Ⅳ说明铁制品锈蚀跟铁制品内部结构有关
7.工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁反应。某化学兴趣小组利用如图微型装置进行一氧化碳和氧化铁反应的实验。下列说法错误的是( )
A.操作时，先点燃甲处酒精灯，再将注射器内的推入V型玻璃管内
B.实验时可观察到玻璃管中红棕色粉末逐渐变黑
C.实验过程中可观察到丙中澄清石灰水变浑浊，且液面下降
D.装置丙的作用既可以检验二氧化碳又可以收集一氧化碳
8.根据下列实验方案进行实验，能达到相应实验目的的是( )
选项 A B C D
目的 探究、、的金属活动性强弱 验证质量守恒定律 测定空气中氧气的含量 通过实验②③，探究铁钉生锈需要与水接触
方案
9.用如图所示装置探究铜生锈的条件，一个月后发现铜丝未生锈。下列叙述错误的是( )
A.将空气通过A处溶液，目的是除去空气中的
B.若没有C处氢氧化钠固体，一个月后B处铜丝可能会生锈
C.在有氧气和水的条件下，铜比铁易生锈
D.铜生锈可能与空气中的和有关
10.将5.0 g铁粉、0.1 g碳粉、10滴水、1.0 g氯化钠放入密闭容器中，进行铁生锈中温度（实线）和湿度（虚线）变化实验，测绘图如下。下列说法错误的是( )
A.密闭容器中一定存在空气（或氧气）
B.在实验研究范围内，随着反应的进行，温度逐渐升高
C.实验证明氯化钠能加快铁的生锈
D.该原理可用于加热加湿日用产品的生产
11.钢铁是使用最多的金属材料。生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金，其中生铁的含碳量为2%-4.3%, 钢的含碳量为0.03%-2%。
(1)从公元1世纪开始，铁便成了一种最主要的金属材料。
①历史上遗留下来的铜制品远比铁制品多。从物质性质的角度看，原因是____________。
②下列关于铁及铁制品的说法中，正确的是______。
a.铁是地壳中含量最高的金属元素
b.沙漠地区的铁制品锈蚀较慢
c.不锈钢保温杯可长时间盛放酸性饮品
(2)工业上炼铁炼钢和轧制钢材的主要流程如图
①用一氧化碳和赤铁矿(主要成分)炼铁的化学方程式是 。
②炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是__________________。
③炼钢炉中，通入纯氧的目的是________________________。
12.利用图1所示实验装置模拟工业炼铁。
（1）A处V形管内发生反应的化学方程式为 。
（2）B处V形管内的溶液变浑浊，爱生反应的化学方程式为 。
（3）将尾气点燃，发生反应的化学方程式为 。
（4）“焦炭炼钢”是先将赤铁矿（）、焦炭和_________同时加入高炉，鼓入热空气，充分反应后得到_________，再将产物转移至炼钢炉中炼制得钢。高炉炼铁的主要反应原理是在高温下，_________夺取了里的氧，将铁还原出来。
（5）一种以“氢能炼钢”替代“焦炭炼钢”的工艺流程如图2所示。
①高温下，用炼铁时发生反应的化学方程式为 。
②跟“焦炭炼钢”工艺相比，“氢能炼钢”的主要优点有 。
13.我国古代科技璀璨夺目，金属的冶炼与使用在当时已处于世界先进水平。
（1）明代《天工开物》描述了锡的治炼方法，如图a。
①原料锡砂中的和木炭在高温下反应得到锡和二氧化碳，化学方程式为__________________。
②炼锡时混入少许铅形成合金，产物更易熔化流出，原因是 。
（2）图b为古代炼锌工艺原理示意图。炉甘石主要成分是，高温易分解生成ZnO。
①泥罐外煤饼的主要作用是燃烧提供热量，泥罐内煤粉的主要作用是__________________。
②已知锌的沸点为907 ℃。泥罐下部温度可达1200 ℃，上部约为600 ℃，该工艺从反应混合物中收集液态锌的方法属于___________（填字母）。
A.蒸发 B.蒸馏 C.升华
③必须冷却后才能取锌，是为了防止发生反应： （写化学方程式）。
14.根据有关报道，世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%~40%，防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域的重大问题。为探究铁制品锈蚀的条件，实验小组同学取3枚铁钉，进行如下图所示实验。
考法1 实验分析
（1）为探究空气（或氧气）对铁锈蚀的影响，可选择的实验是____________（填序号，下同）。
（2）对比实验________和实验________可探究水对铁锈蚀的影响。
考法2 实验现象
（3）一段时间后，实验________中铁钉锈蚀，实验________中铁钉表面无明显现象。
考法3 实验结论
（4）铁锈蚀的条件是铁与________和________同时接触。
考法4 实验反思
（5）实验所用的铁钉需打磨光亮，目的是 。
（6）实验中所用的蒸馏水需要煮沸并迅速冷却，这样做的目的是 。
考法5 实验拓展
实验小组同学在进行完“铁制品锈蚀条件的探究”实验后，欲进一步探究“影响铁制品锈蚀快慢的因素”，开展了如下实验。室温时，将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧橡胶塞，装置如下图所示。观察到量筒内水沿导管慢慢进入广口瓶（容积150 mL）。当温度恢复至室温，且量筒内水面高度不变时读数。记录起始和最终量筒的读数以及所需时间，如下表：
实验 实验① 实验②
样品 1 g铁粉、0.2 g碳粉和10滴水 1 g铁粉、0.2 g碳粉、10滴水和少量NaCl
量筒起始读数/mL 100 100
量筒最终读数/mL 70 70
所需时间/min 越120 约70
（7）实验①和实验②对比，说明NaCl可以__________（填“加快”或“减慢”）铁锈蚀的速率。
（8）欲补充一组实验，与实验①对比探究碳粉对铁锈蚀速率的影响，则该组实验应选择的药品组成是________________。
15.某钢铁厂日产含杂质4%的生铁1000t,试计算该厂每天至少需含Fe2O3 80%的赤铁矿石多少吨
答案以及解析
1.答案：B
2.答案：A
3.答案：C
4.答案：B
解析：A、二氧化硅是沙子的主要成分，故选项不符合题意。B、氧化铝(三氧化二铝)是铝土矿的主要成分，故选项符合题意。C、四氧化三铁是磁铁矿的主要成分，故选项不符合题意。D、碳酸钙是石灰石或大理石的主要成分，故选项不符合题意。故选：B。
5.答案：C
解析：A、化学变化过程中一定同时发生物理变化，因此铁生锈时一定伴随有物理变化，选项A正确；
B、铁锈的主要成分是，它是一种成分复杂的混合物，选项B正确；
C、铁生锈的实质是铁与空气中氧气和水共同发生反应的过程，选项C错误；
D、铁生锈是缓慢氧化反应，反应时会有难以察觉的热量放出，选项D正确。故选C。
6.答案：D
解析：A项，控制变量法，除氧气外其他条件相同，能达到目的，正确；B项，控制变量法，除水外其他条件相同，能达到目的，正确；C项，控制变量法，除铁钉不同外其他条件相同，能达到目的，正确；D项，铁钉不同，有无水条件不同，不能说明铁制品锈蚀跟铁制品内部结构有关，错误。
7.答案：A
解析：A、可燃性气体和助燃性气体的混合气，点燃时，可能发生爆炸，所以实验时应先将注射器内的一氧化碳推入硬质玻璃管中，后点燃酒精喷灯，故A错误；B、一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，所以实验过程中观察到红棕色固体逐渐变黑，故B正确；C、实验过程中可观察到丙中澄清石灰水变浑浊，且液面下降，故C正确；D、装置丙的作用既可以检验二氧化碳又可以收集一氧化碳，故D正确。故选：A。
8.答案：D
解析：A、铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，证明铁的活动性比铜强，铁与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，证明铁的金属活动性比银强，实验不能验证铜、银活动性的关系，选项错误；B、氯化钠和硝酸钾交换离子后不能生成沉淀、气体或水，即两种物质不能发生化学变化，所以不能验证质量守恒定律，选项错误；C、少量铜粉不能耗尽装置中的氧气，测得的结果偏小，选项错误；D、②中的铁钉能够同时接触水和氧气，③中的铁钉只能够接触空气，不接触水分，一段时间后，②中铁钉生锈，③中铁钉不生锈，所以通过实验②③，能够探究铁钉生锈需要与水接触，选项正确；故选D。
9.答案：C
解析：A、图中实验，氢氧化钠溶液能除去空气中的二氧化碳，说法正确，不符合题意；
B、氢氧化钠固体可以吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，若没有C处氢氧化钠固体，空气中二氧化碳、水蒸气会进入B中，铜在潮湿环境下和空气中的氧气、水蒸气、二氧化碳共同作用生成铜锈，故一个月后B处铜丝可能会生锈，说法正确，不符合题意；
C、由实验可知，一个月后发现铜丝未生锈，说明在有氧气和水的条件下，铜不如铁易生锈，说法错误，符合题意；
D、图中实验，氢氧化钠溶液能除去空气中的二氧化碳，氢氧化钠固体能吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，一个月后发现铜丝未生锈，说明铜生锈可能与空气中的和有关，说法正确，不符合题意。
故选：C。
10.答案：C
解析：本题考查铁生锈实验。铁在潮湿、有氧气存在的条件下会发生锈蚀。容器中铁发生了锈蚀，故密闭容器中一定存在空气（或氧气），A正确；从图示看出，随着时间的延长，容器内温度逐渐升高，B正确；该实验没有设计对比实验，无法证明氯化钠能加快铁的生锈速率，C错误；从图示看出，随着时间的延长，容器内温度、湿度逐新增加，故其原理可用于加热加湿日用产品的生产，D正确。
11.答案：（1）铁的活动性顺序比铜强，容易被腐蚀
（2）b
（3）；增大反应物之间的接触面积，使反应更充分
（4）降低生铁中碳元素的含量
解析：(1)①历史上遗留下来的铜制品远比铁制品多，从物质性质的角度看，原因是依据金属活动性可知；铁的金属活动性比铜
强，易被腐蚀，故填：铁的金属活动性比铜强，易被腐蚀；
②a、铝是地壳中含量最高的金属元素，故a错误；
b、铁锈蚀的条件是同时和氧气、水接触，沙漠中水蒸气含量少，铁制品锈蚀慢，故b正确；
c、不锈钢是含铁的合金，铁和酸反应生成盐和氢气，不锈钢保温杯不可长时间盛放酸性饮品，故c错误。故选b;
(2)③氧化铁与一氧化碳在高温条件下生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为，故填：；
②炼铁的固体原料经过粉碎后，可以增大其与反应物之间的接触面积，使反应更充分，故填：增大反应物之间的接触面积，使反应更充分；
③炼钢炉中通入氧气，碳和氧气反应生成二氧化碳，目的是降低生铁中碳元素的含量，故填：降低生铁中碳元素的含量。
12.答案：（1）
（2）
（3）
（4）石灰石；生铁；CO
（5）①
②清洁无污染
13.答案：（1）①
②形成合金后熔点降低
（2）①将ZnO转化为Zn
②B
③
解析：（1）②合金的熔点低于其组分中纯金属的熔点，通过信息“产物更易熔化流出”，可得出混入少许铅的原因是形成合金后熔点降低。
（2）①煤粉主要成分是碳，在泥罐中，碳与氧化锌在高温的条件下反应生成锌和二氧化碳，碳能将氧化锌还原为锌，则泥罐内煤粉的主要作用是与氧化锌反应，使其转化为锌。
②通过信息“锌的沸点为907 ℃，泥罐下部温度可达1200 ℃，上部约为600 ℃”，可得出在泥罐下部，环境温度高于锌的沸点，锌由液态变为气态；在泥罐上部，环境温度低于锌的沸点，气态锌液化，这种利用物质沸点不同来实现物质分离的方法是蒸馏，故选B。
③锌在较高温度下会被氧化成氧化锌，化学方程式为。
14.答案：（1）Ⅰ、Ⅱ
（2）I；Ⅲ
（3）Ⅰ；Ⅱ、Ⅲ
（4）空气（或氧气）；水
（5）除去铁钉表面的氧化物和污物
（6）除去水中溶解的氧气，减少或防止空气中的氧气溶到水中
（7）加快
（8）1 g铁粉、10滴水
15.答案：生铁中纯铁的质量为1000t×(1-4%)=960 t
设需赤铁矿石的质量为x。
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 112
80%x 960t
160/112=80%x/960t
x=1714.3t
答:该厂每天至少需含Fe2O3 80%的赤铁矿石1714.3t。

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