课题3 金属资源的利用和保护(第2课时)(分层作业)(解析版)2024-2025学年人教版九年级化学下册

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课题3 金属资源的利用和保护(第2课时)(分层作业)(解析版)2024-2025学年人教版九年级化学下册

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课题3 金属资源的利用和保护(第2课时)
【基础达标】
1.(2024·黑龙江牡丹江·中考真题)垃圾分类有利于生态文明建设。用过的铝制易拉罐、旧纸张应投入有下列标识的垃圾箱是( )
A. B. C. D.
2.(2024·广西钦州·三模)下列所举的几种措施,不能有效保护金属资源的是( )
A.寻找、开发金属的替代品 B.加速国内矿物资源的开采
C.加强废旧金属制品的回收利用 D.对易生锈的钢铁制品采取涂油、喷漆等措施
3.(2024·湖南长沙·模拟预测)我国清代《本草纲目拾遗》中叙述了“铁线粉”:“粵中洋行有舶上铁……日久起锈,用刀刮其锈……所刮下之锈末,名铁线粉”。这里的“铁线粉”主要成分是指( )
A.Fe B.FeCl3 C.FeO D.Fe2O3
4.(2024·江苏苏州·中考真题)下列有关金属的说法正确的是( )
A.常温下,所有金属单质均是固体
B.工业炼铁可用一氧化碳将铁的氧化物还原成铁
C.铁的锈蚀只与空气中的氧气有关
D.废旧铁制用品应该直接填埋处理
5.下列关于资源、能源的叙述正确的是( )
A.回收利用废旧金属,虽不能减少对环境的污染,却可以节约金属资源
B.目前已制得的纯金属只有40余种
C.稀土是储量较少的一类金属的统称,有“工业维生素”的美誉
D.人们正在利用和开发的其他能源有太阳能、风能、水能等
6.(2024·陕西西安·模拟预测)“共建生态文明,共享绿色未来”。下列做法不符合这一主题的是( )
A.践行植树造林,退耕还林还草的举措
B.垃圾是放错地方的资源,应分类回收,减少浪费
C.大力开采金属资源,加快资源的消耗以促进经济的发展
D.提倡绿色出行,减少尾气排放
7.(2024·湖南长沙·一模)金属材料在人类活动中有着广泛的应用。下列有关说法正确的是( )
A.人们使用的金属材料全部是纯金属 B.切完菜后将菜刀及时清洗干净并擦干
C.所有的金属都能与氧气反应 D.金属锈蚀后没有回收价值
8.(2024·西藏·中考真题)青藏高原有丰富的金属矿产资源。下列有关金属资源的利用和保护不正确的是( )
A.将铁制品放在潮湿的空气里
B.在钢铁表面涂油、刷漆都能防止生锈
C.废旧金属回收利用可以节约金属资源
D.有计划、合理地开采矿物是保护金属资源的有效途径
9.下列与金属有关的说法正确的是( )
A.合金的强度和硬度一般比组成他们的纯金属更大、更硬
B.废旧电池可以随意丢弃,不会对环境造成污染.
C.银的导电性比铜强,所以一般用银作电线
D.铁矿石在地壳中含量最丰富,可以随意开采
10.(2024·内蒙古包头·中考真题)阅读科普短文,回答下列问题:
内蒙古白云鄂博发现一种全新结构重稀土新矿物——白云钇钡矿。该矿物中含有钇、镝、钆、铒、镥等重稀土元素。这些元素在工业和科技领域有着广泛的应用。
钇是一种灰黑色金属,有延展性。与热水能起反应,易与稀酸反应。可制特种玻璃和合金。钇的氧化物广泛应用于航空航天涂层材料。
白云钇钡矿的发现促进了我国在高端制造业、航空航天、新能源等领域的技术创新和产业升级。
(1)白云钇钡矿属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)钇的物理性质有 。
(3)自然界可提供给人类的金属资源是有限的,从可持续发展的角度,写出保护金属资源的一条途径 。
【能力提升】
11.(2024·山东滨州·中考真题)下列做法不能减缓或防止钢铁锈蚀的是( )
A.经常用食盐水清洗铁制品 B.保持铁制品表面清洁干燥
C.在铁制品表面涂油漆 D.在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属
12.(2024·江苏常州·模拟预测)走近千年文物,人们发现青铜器在含有Cl﹣的环境中易生成CuCl,随着环境条件的变化而发生锈蚀,锈层物质成分示意图如图所示。下列说法错误的是( )

A.粉状锈中含有Cu、O、H、Cl四种元素
B.在干燥、无氧的环境中有利于青铜器的保护
C.CuCl与O2、H2O发生化合反应生成Cu2(OH)3Cl
D.青铜器在锈蚀过程中铜元素的化合价由0到+1价、再变到+2价
13.(2024·吉林·中考真题)蒸汽眼罩可以舒缓眼部疲劳,其填充物的主要成分是:铁粉、食盐和活性炭等。
(1)全国资源的利用:蒸汽眼罩使用时发热是因为铁粉生锈,其原理是铁粉与空气中的水和 反应。
(2)金属资源的保护:蒸汽眼罩使用前需要 保存,防止铁粉生锈;
(3)结合上述问题,谈谈你对铁生锈利或弊的认识 。
14.(2024·吉林长春·三模)《梦溪笔谈·阳燧照物》记载:“阳燧面洼,向日照之,光皆聚向内,离镜一二寸,光聚为一点,大如麻菽,着物则火发……”。
(1)“阳燧”照物使之燃烧的原理是提供燃烧条件中的 ;
(2)“阳燧”一般是用铜或铜合金制成的,它属于 材料;
(3)铜器长期暴露在空气中会生成铜绿,化学式为Cu2(OH)2CO3。该物质是铜与空气中的O2、H2O和 反应生成。铜绿被认为是“无害锈”,可以防止铜进一步锈蚀,据此可知铜绿具有的结构是“致密”还是“疏松”的 ?
15.(2024·广东·二模)废旧手机电路板含有Ni、Fe、Cu、Ag等金属,回收利用既能减少环境污染还能实现资源重复利用。某兴趣小组开展了废旧手机回收大行动。
(1)收回:废旧手机电路板及手机电池应分类投放垃圾桶,其中电路板应投入如图所示的 垃圾桶中(填“有害”或“可回收物”)。
(2)溶解:往电路板中加入过量的 (填一种酸溶液),可以去除电路板中的活泼金属得到Cu和Ag。
(3)探究:Ni、Fe、Cu三种金属的活泼性。教师提供镍片、铁片、铜片、氯化亚铁溶液、氯化铜溶液、稀盐酸等试剂。
【查阅资料】镍是银白色固体。
【提出问题】Ni、Fe、Cu三种金属的活泼性顺序是如何呢?
【作出猜想】猜想1:Ni>Fe>Cu 猜想2: 。 猜想3:Fe>Cu>Ni
【实验探究】
实验序号 操作 现象 解释与结论
1 将镍片、铁片、铜片分别加入稀盐酸溶液中,观察现象 镍片、铁片表面产生气泡,铜无明显现象 猜想3不正确。镍与稀盐酸发生置换反应,生成显+2价的氯化镍,反应的化学方程式是 。
2 将铁片放入盛有氯化镍溶液的试管中,观察现象 。 猜想2成立
【拓展延伸】兴趣小组还可以选用上述试剂中的氯化亚铁溶液、 、氯化铜溶液进行实验能得出三种金属的活动性顺序。
【应用反思】每年的6月5日是世界环境保护日,调查小区居民在对废旧手机处理的做法中正确的是 (多选,填字母)。
A.随厨余垃圾丢弃 B.清除数据后回收
C.直接焚烧处理 D.捐赠他人二次使用
16.(2024·吉林长春·三模)某小组同学开展项目式学习:探究食品脱氧剂使用过程中发生的化学反应
【资料信息】①食品脱氧剂的主要成分是铁粉和辅助物质,脱氧原理是铁的生锈。
②铁锈的主要成分是Fe2O3 nH2O。
【任务一】探究铁生锈的条件
(1)一段时间后实验I中铁丝生锈、实验Ⅱ、实验Ⅲ铁丝没有生锈,若反应时间足够,当打开实验I止水夹时,还能观察到的现象是 ,得出铁生锈与 有关。请你列举生活、生产中防止铁腐蚀采取的措施: (任写一种即可)。
【任务二】探究铁粉锈蚀快慢和程度
(2)科技小组设计了图1探究装置,按图1连接好实验仪器后,首先要进行的操作是 。将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶,连接压强传感器、数据采集器,采集数据,绘制出压强随时间变化的曲线如图2所示。t1时刻利用注射器加入2mL饱和NaCl溶液,t3将一只装有稀盐酸的注射器插到烧瓶上并加入稀盐酸。根据图2信息对比AB段和BC段说明 ,t3时刻压强突然变大,说明铁粉腐蚀的程度属于 (填“部分”“全部”)腐蚀。
【任务三】测定脱氧剂使用后的铁锈主要成分Fe2O3 nH2O中n的数值,写出对应反应的化学方程式
(3)根据图3进行两步实验,实验相关数据如图4所示。
第一步:取5.0g使用一段时间的脱氧剂于玻璃管中,持续通入N2,加强热至t1。
第二步:改持续通入H2,加强热至t2,熄灭酒精喷灯后,继续通入H2至固体冷却。
继续通入H2的目的是 。期间检测玻璃管和脱氧剂总质量的变化情况,获得数据经过科学分析绘制成了图4。请你结合数据写出脱氧剂反应的化学反应方程式 (方程式中铁锈(Fe2O3 nH2O)中n用具体数值表示)。
【直击中考】
17.(2024·安徽·中考真题)某实验小组按图a装置验证质量守恒定律,一段时间后,发现锥形瓶内部分固体变为红棕色。实验过程中瓶内物质或元素质量变化与图b相符的是( )
A.铁粉的质量 B.氮气的质量 C.氧元素的质量 D.固态物质的质量
18.(2024·辽宁·中考真题)下列有关铁制品锈蚀与保护的说法不正确的是( )
A.铁与氧气、水等反应导致铁制品锈蚀 B.将铁制成不锈钢能减缓锈蚀
C.锈蚀的铁制品没有任何利用价值 D.铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀
19.(2024·云南文山·二模)金属在生产、生活和社会发展中的应用较为广泛。对于金属材料,我们应该从多角度了解。
Ⅰ.金属冶炼
(1)《天工开物》中记载了炼锡的场景:“凡煎炼亦用洪炉,入砂数百斤,丛架木炭亦数百斤,鼓鞘(指鼓入空气)熔化”。
①鼓入足量空气的目的是 。
②“点铅勾锡”是炼锡的关键步骤,加铅后形成合金能使锡较易熔化流出,其原因是 。
Ⅱ.金属的锈蚀与防护
(2)对钢铁制品进行“发蓝”处理,使其表面生成一层致密的氧化膜,能有效防止钢铁锈蚀。“发蓝”能防止钢铁锈蚀的原因是 。
Ⅲ.金属的化学性质
(3)为探究锌、铁、铜三种金属的活动性及它们和氢元素的位置关系,小明设计了如图所示实验:
小莉认为省略上述实验中的 (填序号),也能达到实验目的。
(4)将一定量锌粉加入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.滤液中一定有硝酸锌,滤渣中一定有银
B.若滤液为无色,则滤渣中一定有锌
C.若滤液为浅绿色,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,则滤渣的组成情况有2种
Ⅳ.金属的回收再利用
(5)某电镀厂为了减少对水的污染并节约成本,从排放的废液(主要含ZnSO4、FeSO4和CuSO4)中回收金属铜、铁以及工业原料硫酸锌,设计了如图所示的工艺流程:
①步骤Ⅰ中分离固体A和溶液C的操作名称是 。
②物质Y的化学式为 。
③请写一条保护金属资源的有效途径: 。
答案和解析
【基础达标】
1.(2024·黑龙江牡丹江·中考真题)垃圾分类有利于生态文明建设。用过的铝制易拉罐、旧纸张应投入有下列标识的垃圾箱是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】用过的铝制易拉罐、旧纸张属于可回收物,故选:A。
2.(2024·广西钦州·三模)下列所举的几种措施,不能有效保护金属资源的是( )
A.寻找、开发金属的替代品 B.加速国内矿物资源的开采
C.加强废旧金属制品的回收利用 D.对易生锈的钢铁制品采取涂油、喷漆等措施
【答案】B
【详解】A、寻找、开发金属的替代品,能减少金属资源的利用,有利于保护金属资源,故选项不符合题意;
B、加速国内矿物资源的开采,不能有效保护金属资源,故选项符合题意;
C、加强废旧金属制品的回收利用,能节约金属资源,有利于保护金属资源,故选项不符合题意;
D、将对易生锈的钢铁制品采取涂油、喷漆等措施,能防止金属锈蚀,有利于保护金属资源,故选项不符合题意。
故选B。
3.(2024·湖南长沙·模拟预测)我国清代《本草纲目拾遗》中叙述了“铁线粉”:“粵中洋行有舶上铁……日久起锈,用刀刮其锈……所刮下之锈末,名铁线粉”。这里的“铁线粉”主要成分是指( )
A.Fe B.FeCl3 C.FeO D.Fe2O3
【答案】D
【详解】“粤中洋行有舶上铁丝……日久起锈,用刀刮其锈……所刮下之锈末,名铁线粉”是铁与空气中氧气、水作用生成铁锈,铁锈的主要成分是氧化铁。故选D。
4.(2024·江苏苏州·中考真题)下列有关金属的说法正确的是( )
A.常温下,所有金属单质均是固体
B.工业炼铁可用一氧化碳将铁的氧化物还原成铁
C.铁的锈蚀只与空气中的氧气有关
D.废旧铁制用品应该直接填埋处理
【答案】B
【详解】A、金属并不都是固体,大多数金属单质在常温下呈固态,金属汞在常温下呈液态,说法错误,不符合题意;
B、工业炼铁可用一氧化碳将铁的氧化物还原成铁,说法正确,符合题意;
C、铁的锈蚀与空气中的氧气和水有关,说法错误,不符合题意;
D、废旧铁制品直接填埋处理会造成环境污染,应回收处理,说法错误,不符合题意。
故选:B。
5.下列关于资源、能源的叙述正确的是( )
A.回收利用废旧金属,虽不能减少对环境的污染,却可以节约金属资源
B.目前已制得的纯金属只有40余种
C.稀土是储量较少的一类金属的统称,有“工业维生素”的美誉
D.人们正在利用和开发的其他能源有太阳能、风能、水能等
【答案】C
【详解】A、回收利用废旧金属,能减少冶炼过程中对环境的污染,可以节约金属资源,故选项说法错误;
B、目前人类制得的纯金属只有90余种,合金却高达几千种,故选项说法错误;
C、稀土是储量较少的一类金属的统称,有“工业维生素”的美誉,故选项说法正确;
D、人们正在积极开发和利用多种新能源,以应对能源危机和环境污染等问题,然而,在列出的能源中,水能并不属于新能源的范畴,水能是一种传统的可再生能源,已经得到了广泛的应用,而太阳能、风能等则属于新能源,具有清洁、可再生的特点,是未来能源发展的重要方向,故选项说法错误;
故选:C。
6.(2024·陕西西安·模拟预测)“共建生态文明,共享绿色未来”。下列做法不符合这一主题的是( )
A.践行植树造林,退耕还林还草的举措
B.垃圾是放错地方的资源,应分类回收,减少浪费
C.大力开采金属资源,加快资源的消耗以促进经济的发展
D.提倡绿色出行,减少尾气排放
【答案】C
【详解】A、积极植树造林,退耕还林还草,可以改善空气质量,保护环境,该做法符合这一主题,故A不合题意;
B、垃圾分类回收既能节约资源,又能减少环境污染,该做法符合这一主题,故B不合题意;
C、大力开采金属资源,加快资源的消耗,会乱资源的浪费,造成环境污染,该做法不符合这一主题,故C符合题意;
D、绿色出行,既能节约化石能源,又能减少污染物的排放,有利于环境保护,该做法符合这一主题,故D不合题意。
故选:C。
7.(2024·湖南长沙·一模)金属材料在人类活动中有着广泛的应用。下列有关说法正确的是( )
A.人们使用的金属材料全部是纯金属 B.切完菜后将菜刀及时清洗干净并擦干
C.所有的金属都能与氧气反应 D.金属锈蚀后没有回收价值
【答案】B
【详解】A、金属材料包括合金和纯金属,因此人们使用的金属材料并不全部是纯金属,说法错误,不符合题意;
B、铁生锈是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果,因此切完菜后将菜刀及时清洗干净并擦干,可以防止生锈,说法正确,符合题意;
C、并不是所有的金属都能与氧气反应,如铁、铜等在常温下几乎不与氧气反应,金在高温下也不与氧气反应,说法错误,不符合题意;
D、金属锈蚀后有回收价值,说法错误,不符合题意。
故选:B。
8.(2024·西藏·中考真题)青藏高原有丰富的金属矿产资源。下列有关金属资源的利用和保护不正确的是( )
A.将铁制品放在潮湿的空气里
B.在钢铁表面涂油、刷漆都能防止生锈
C.废旧金属回收利用可以节约金属资源
D.有计划、合理地开采矿物是保护金属资源的有效途径
【答案】A
【详解】A、铁在潮湿的环境中容易生锈,不利于金属资源的利用和保护,故A符合题意;
B、在钢铁表面涂油、刷漆都能防止生锈,有利于金属资源的利用和保护,故B不符合题意;
C、废旧金属回收利用可以节约金属资源,有利于金属资源的利用和保护,故C不符合题意;
D、有计划、合理地开采矿物是保护金属资源的有效途径,有利于金属资源的利用和保护,故D不符合题意。
故选A。
9.下列与金属有关的说法正确的是( )
A.合金的强度和硬度一般比组成他们的纯金属更大、更硬
B.废旧电池可以随意丢弃,不会对环境造成污染.
C.银的导电性比铜强,所以一般用银作电线
D.铁矿石在地壳中含量最丰富,可以随意开采
【答案】A
【详解】A、合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高,抗腐蚀性能等也更好,故A说法正确;
B、废旧电池内含有汞等重金属,随意丢弃会造成水土的污染,故B说法错误;
C、银的导电性比铜强,但是银的价格较贵,所以一般用铜作电线而不用银,故C说法错误;
D、铁矿石的含量在地壳中分布不均匀,资源有限,应合理、有计划开采,故D不正确;
故选:A。
10.(2024·内蒙古包头·中考真题)阅读科普短文,回答下列问题:
内蒙古白云鄂博发现一种全新结构重稀土新矿物——白云钇钡矿。该矿物中含有钇、镝、钆、铒、镥等重稀土元素。这些元素在工业和科技领域有着广泛的应用。
钇是一种灰黑色金属,有延展性。与热水能起反应,易与稀酸反应。可制特种玻璃和合金。钇的氧化物广泛应用于航空航天涂层材料。
白云钇钡矿的发现促进了我国在高端制造业、航空航天、新能源等领域的技术创新和产业升级。
(1)白云钇钡矿属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)钇的物理性质有 。
(3)自然界可提供给人类的金属资源是有限的,从可持续发展的角度,写出保护金属资源的一条途径 。
【答案】(1)混合物
(2)具有延展性
(3)回收利用废旧金属等
【详解】(1)白云亿钡矿中含有钇、镝、钆、铒、镥等重稀土元素,属于混合物;
(2)物理性质是不需要化学性质就能表现出来的性质。如颜色、状态、延展性等。由资料中可知,钇是一种灰黑色金属,有延展性,钇的物理性质有:灰黑色固体,有延展性;
(3)保护金属资源的途径有:回收利用废旧金属、合理有效开采矿物、防止金属腐蚀;寻找金属的代用品等。
【能力提升】
11.(2024·山东滨州·中考真题)下列做法不能减缓或防止钢铁锈蚀的是( )
A.经常用食盐水清洗铁制品 B.保持铁制品表面清洁干燥
C.在铁制品表面涂油漆 D.在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属
【答案】A
【详解】铁生锈实际上是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果,因此减缓或防止钢铁锈蚀的原理是避免铁制品同时与水和空气接触;
A、经常用食盐水清洗铁制品,盐水会加快铁锈蚀的速率,不能减缓或防止钢铁锈蚀,符合题意;
B、保持铁制品表面清洁干燥,能减缓或防止钢铁锈蚀,不符合题意;
C、在铁制品表面涂油漆,能隔绝氧气和水,能减缓或防止钢铁锈蚀,不符合题意;
D、在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属,能隔绝氧气和水,能减缓或防止钢铁锈蚀,不符合题意。
故选:A。
12.(2024·江苏常州·模拟预测)走近千年文物,人们发现青铜器在含有Cl﹣的环境中易生成CuCl,随着环境条件的变化而发生锈蚀,锈层物质成分示意图如图所示。下列说法错误的是( )

A.粉状锈中含有Cu、O、H、Cl四种元素
B.在干燥、无氧的环境中有利于青铜器的保护
C.CuCl与O2、H2O发生化合反应生成Cu2(OH)3Cl
D.青铜器在锈蚀过程中铜元素的化合价由0到+1价、再变到+2价
【答案】C
【详解】A、由粉状锈的化学式可知,铜绿中含有Cu、H、O、Cl四种元素,故A正确;
B、铜生锈是与氧气、水、二氧化碳作用,在干燥、无氧的环境中,能够减缓铜的锈蚀,有利于青铜器的保护,故B正确;
C、生成物为Cu2(OH)2CO3、Cu2(OH)3Cl两种,不符合“多变一”特征,不是化合反应,故C错误;
D、青铜器中含有铜,铜中铜元素的化合价为0;青铜器在含有Cl-的环境中易生成CuCl,CuCl中氯元素显-1价,则铜元素的化合价为+1价;随着环境条件的变化而发生锈蚀,Cu2O中氧元素显-2价,则铜元素的化合价为+1价,Cu2(OH)2CO3、Cu2(OH)3Cl中铜元素的化合价为+2价,则青铜器在锈蚀的过程中铜元素的化合价变化为0→+1→+2,故D正确。
故选C。
13.(2024·吉林·中考真题)蒸汽眼罩可以舒缓眼部疲劳,其填充物的主要成分是:铁粉、食盐和活性炭等。
(1)全国资源的利用:蒸汽眼罩使用时发热是因为铁粉生锈,其原理是铁粉与空气中的水和 反应。
(2)金属资源的保护:蒸汽眼罩使用前需要 保存,防止铁粉生锈;
(3)结合上述问题,谈谈你对铁生锈利或弊的认识 。
【答案】(1)氧气/
(2)密封
(3)好处:铁生锈可以吸收和,作干燥剂/双吸剂;坏处:浪费金属资源(开放题合理即可)
【详解】(1)全国资源的利用:蒸汽眼罩使用时发热是因为铁粉生锈,其原理是铁粉与空气中的水和氧气(或O2)反应;
(2)铁生锈的条件是铁与氧气和水同时接触,空气中存在氧气和水蒸气,金属资源的保护:蒸汽眼罩使用前需要密封保存,防止铁粉生锈;
(3)铁生锈过程中消耗氧气和水,生锈好处:铁生锈可以吸收O2和H2O,作干燥剂/双吸剂;
铁生锈过程中,铁单质转化为铁的化合物,生锈坏处:浪费金属资源。
14.(2024·吉林长春·三模)《梦溪笔谈·阳燧照物》记载:“阳燧面洼,向日照之,光皆聚向内,离镜一二寸,光聚为一点,大如麻菽,着物则火发……”。
(1)“阳燧”照物使之燃烧的原理是提供燃烧条件中的 ;
(2)“阳燧”一般是用铜或铜合金制成的,它属于 材料;
(3)铜器长期暴露在空气中会生成铜绿,化学式为Cu2(OH)2CO3。该物质是铜与空气中的O2、H2O和 反应生成。铜绿被认为是“无害锈”,可以防止铜进一步锈蚀,据此可知铜绿具有的结构是“致密”还是“疏松”的 ?
【答案】(1)使温度达到着火点
(2)金属
(3) 二氧化碳/CO2 致密
【详解】(1)“阳燧”照物可以使温度达到可燃物的着火点,故“阳燧”照物使之燃烧的原理是提供燃烧条件中的使温度达到着火点;
(2)金属材料包括纯金属及它们的合金 ,“阳燧”一般是用铜或铜合金制成的,它属于金属材料;
(3)Cu2(OH)2CO3中含有铜、氧、氢、碳元素,依据化学变化过程中元素种类不发生改变,可知反应物中也应该含有铜、氧、氢、碳元素,则该物质是铜与空气中的O2、H2O和CO2反应生成;
铜绿被认为是“无害锈”,可以防止铜进一步锈蚀,据此可知铜绿具有的结构是“致密”的,可以进一步阻止铜与空气中的O2、H2O和CO2反应。
15.(2024·广东·二模)废旧手机电路板含有Ni、Fe、Cu、Ag等金属,回收利用既能减少环境污染还能实现资源重复利用。某兴趣小组开展了废旧手机回收大行动。
(1)收回:废旧手机电路板及手机电池应分类投放垃圾桶,其中电路板应投入如图所示的 垃圾桶中(填“有害”或“可回收物”)。
(2)溶解:往电路板中加入过量的 (填一种酸溶液),可以去除电路板中的活泼金属得到Cu和Ag。
(3)探究:Ni、Fe、Cu三种金属的活泼性。教师提供镍片、铁片、铜片、氯化亚铁溶液、氯化铜溶液、稀盐酸等试剂。
【查阅资料】镍是银白色固体。
【提出问题】Ni、Fe、Cu三种金属的活泼性顺序是如何呢?
【作出猜想】猜想1:Ni>Fe>Cu 猜想2: 。 猜想3:Fe>Cu>Ni
【实验探究】
实验序号 操作 现象 解释与结论
1 将镍片、铁片、铜片分别加入稀盐酸溶液中,观察现象 镍片、铁片表面产生气泡,铜无明显现象 猜想3不正确。镍与稀盐酸发生置换反应,生成显+2价的氯化镍,反应的化学方程式是 。
2 将铁片放入盛有氯化镍溶液的试管中,观察现象 。 猜想2成立
【拓展延伸】兴趣小组还可以选用上述试剂中的氯化亚铁溶液、 、氯化铜溶液进行实验能得出三种金属的活动性顺序。
【应用反思】每年的6月5日是世界环境保护日,调查小区居民在对废旧手机处理的做法中正确的是 (多选,填字母)。
A.随厨余垃圾丢弃 B.清除数据后回收
C.直接焚烧处理 D.捐赠他人二次使用
【答案】(1)可回收物
(2)稀硫酸(合理即可)
(3) Fe>Ni>Cu 有银白色固体析出,溶液由无色变为浅绿色 镍片/Ni/镍 BD
【详解】(1)废旧手机电路板含有Ni、Fe、Cu、Ag等金属,可回收利用,故属于可回收物;
(2)活泼金属能与稀硫酸反应,故可加入过量稀硫酸除去活泼金属;
(3)作出猜想:在金属活动性顺序里,铁排在铜前,镍的位置未知,结合猜想1、3,故猜想2为:Fe>Ni>Cu;
实验探究:1、置换反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,故镍与稀盐酸发生置换反应,生成显+2价的氯化镍,还应生成了氢气,该反应的化学方程式为:;
2、结论为猜想2成立,则铁比镍活泼,则将铁片放入盛有氯化镍溶液的试管中,则铁与氯化镍反应生成氯化亚铁和镍,现象为:有银白色固体析出,溶液由无色变为浅绿色;
拓展延伸:还可以选用上述试剂中的氯化亚铁溶液、镍片、氯化铜溶液进行实验能得出三种金属的活动性顺序,镍和氯化亚铁不反应,无明显现象,说明铁比镍活泼,镍和氯化铜反应生成氯化镍和铜,有红色固体析出,说明镍比铜活泼,可以得出三种金属的活动性顺序;
应用反思:A、废旧电池中的电路板中含有金属,应回收利用,不能随厨余垃圾丢弃,不符合题意;
B、清除数据后回收,可以实现资源的有效利用,减少污染物的排放,保护环境,符合题意;
C、直接焚烧处理,会产生大量的污染物,污染空气,不符合题意;
D、捐赠他人二次使用,可以节约资源,符合题意。
故选BD。
16.(2024·吉林长春·三模)某小组同学开展项目式学习:探究食品脱氧剂使用过程中发生的化学反应
【资料信息】①食品脱氧剂的主要成分是铁粉和辅助物质,脱氧原理是铁的生锈。
②铁锈的主要成分是Fe2O3 nH2O。
【任务一】探究铁生锈的条件
(1)一段时间后实验I中铁丝生锈、实验Ⅱ、实验Ⅲ铁丝没有生锈,若反应时间足够,当打开实验I止水夹时,还能观察到的现象是 ,得出铁生锈与 有关。请你列举生活、生产中防止铁腐蚀采取的措施: (任写一种即可)。
【任务二】探究铁粉锈蚀快慢和程度
(2)科技小组设计了图1探究装置,按图1连接好实验仪器后,首先要进行的操作是 。将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶,连接压强传感器、数据采集器,采集数据,绘制出压强随时间变化的曲线如图2所示。t1时刻利用注射器加入2mL饱和NaCl溶液,t3将一只装有稀盐酸的注射器插到烧瓶上并加入稀盐酸。根据图2信息对比AB段和BC段说明 ,t3时刻压强突然变大,说明铁粉腐蚀的程度属于 (填“部分”“全部”)腐蚀。
【任务三】测定脱氧剂使用后的铁锈主要成分Fe2O3 nH2O中n的数值,写出对应反应的化学方程式
(3)根据图3进行两步实验,实验相关数据如图4所示。
第一步:取5.0g使用一段时间的脱氧剂于玻璃管中,持续通入N2,加强热至t1。
第二步:改持续通入H2,加强热至t2,熄灭酒精喷灯后,继续通入H2至固体冷却。
继续通入H2的目的是 。期间检测玻璃管和脱氧剂总质量的变化情况,获得数据经过科学分析绘制成了图4。请你结合数据写出脱氧剂反应的化学反应方程式 (方程式中铁锈(Fe2O3 nH2O)中n用具体数值表示)。
【答案】(1) 左侧液面升高至刻度1附近,右侧液面降低 氧气、水 刷漆(合理即可)
(2) 检查装置气密性 NaCl溶液能加快铁粉锈蚀 部分
(3) 将水蒸气全部排到后续装置,防止实验误差
【详解】(1)实验Ⅰ中铁丝生锈,当铁丝足量,时间足够长,打开止水夹后,因为铁生锈消耗氧气,且氧气约占空气体积的五分之一,还能观察到的现象是:左侧液面升高至刻度1附近,右侧液面降低;
对比实验Ⅰ、Ⅱ,Ⅱ中铁丝没有与水接触(干燥剂吸水),铁丝不生锈,Ⅰ中铁丝与氧气、水同时接触,铁丝生锈。对比实验Ⅰ、Ⅲ,Ⅲ中铁丝没有与氧气接触(吸氧剂除去了氧气),铁丝不生锈,Ⅰ中铁丝与氧气、水同时接触,铁丝生锈。综上所述,得出结论:铁生锈与氧气、水有关;
生活、生产中防止铁腐蚀采取的措施有:刷漆、涂油、制成不锈钢、搪瓷、镀锌、镀铬等。
(2)需要密闭容器的实验,连接好仪器后需要进行的操作是:检查装置的气密性;
根据图2信息,BC段是利用注射器加入2mL饱和NaCl溶液,压强迅速下降,推知氧气快速消耗,说明:NaCl溶液能加快铁粉锈蚀;
t3时刻压强突然变大,说明加入稀盐酸后产生了大量氢气,推知烧瓶内还有铁单质,说明说明铁粉腐蚀的程度属于部分腐蚀。
(3)如果不继续通入H2,生成的水蒸气部分残留在玻璃管内,无法被碱石灰完全吸收,会导致实验误差。所以继续通入H2的目的是:将水蒸气全部排到后续装置,防止实验误差;
根据图4,0~t1时间段,铁锈由Fe2O3 nH2O变为Fe2O3,质量减少50.g-4.10g=0.9g;t1~t2时间段,由Fe2O3变为Fe,质量减小4.10g-3.62g=0.48g,即为氧化铁中氧元素的质量,则氧化铁的质量为,由化学式Fe2O3 nH2O可知,,解得n=5。因此脱氧剂反应是Fe、O2、H2O反应生成Fe2O3 5H2O,化学方程式为:。
【直击中考】
17.(2024·安徽·中考真题)某实验小组按图a装置验证质量守恒定律,一段时间后,发现锥形瓶内部分固体变为红棕色。实验过程中瓶内物质或元素质量变化与图b相符的是( )
A.铁粉的质量 B.氮气的质量 C.氧元素的质量 D.固态物质的质量
【答案】A
【详解】A、食盐水中的铁粉生锈,铁粉的质量将随时间的增加而减少,锥形瓶中氧气反应完,铁粉的质量不变。A符合题意;
B、食盐水中的铁粉生锈过程中,氮气不参与反应,氮气的质量不变。B不符合题意;
C、食盐水中的铁粉生锈过程中,氧气转化到铁锈中,氧元素的质量不变。C不符合题意;
D、原固态物质是铁粉,生锈后固态物质变为铁锈,固态物质的质量先增加后不变。D不符合题意。
综上所述:选择A。
18.(2024·辽宁·中考真题)下列有关铁制品锈蚀与保护的说法不正确的是( )
A.铁与氧气、水等反应导致铁制品锈蚀 B.将铁制成不锈钢能减缓锈蚀
C.锈蚀的铁制品没有任何利用价值 D.铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀
【答案】C
【详解】A、铁制品锈蚀实际上是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果,说法正确;
B、不锈钢抗腐蚀性能较强,将铁制成不锈钢能减缓锈蚀,说法正确;
C、锈蚀的铁制品具有回收价值,回收废旧金属能节约金属资源,减少环境污染,说法不正确;
D、铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀,说法正确。
故选:C。
19.(2024·云南文山·二模)金属在生产、生活和社会发展中的应用较为广泛。对于金属材料,我们应该从多角度了解。
Ⅰ.金属冶炼
(1)《天工开物》中记载了炼锡的场景:“凡煎炼亦用洪炉,入砂数百斤,丛架木炭亦数百斤,鼓鞘(指鼓入空气)熔化”。
①鼓入足量空气的目的是 。
②“点铅勾锡”是炼锡的关键步骤,加铅后形成合金能使锡较易熔化流出,其原因是 。
Ⅱ.金属的锈蚀与防护
(2)对钢铁制品进行“发蓝”处理,使其表面生成一层致密的氧化膜,能有效防止钢铁锈蚀。“发蓝”能防止钢铁锈蚀的原因是 。
Ⅲ.金属的化学性质
(3)为探究锌、铁、铜三种金属的活动性及它们和氢元素的位置关系,小明设计了如图所示实验:
小莉认为省略上述实验中的 (填序号),也能达到实验目的。
(4)将一定量锌粉加入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.滤液中一定有硝酸锌,滤渣中一定有银
B.若滤液为无色,则滤渣中一定有锌
C.若滤液为浅绿色,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,则滤渣的组成情况有2种
Ⅳ.金属的回收再利用
(5)某电镀厂为了减少对水的污染并节约成本,从排放的废液(主要含ZnSO4、FeSO4和CuSO4)中回收金属铜、铁以及工业原料硫酸锌,设计了如图所示的工艺流程:
①步骤Ⅰ中分离固体A和溶液C的操作名称是 。
②物质Y的化学式为 。
③请写一条保护金属资源的有效途径: 。
【答案】(1) 让木炭充分燃烧(合理即可) 合金比组成它的纯金属熔点低
(2)隔绝氧气和水
(3)C
(4)AD
(5) 过滤 H2SO4 防止金属锈蚀(合理即可)
【详解】(1)①燃料充分燃烧的条件之一是燃烧时要有足够的空气,故鼓入足量空气的目的是:让木炭充分燃烧;
②合金跟纯金属相比,硬度变大、熔点变低,“点铅勾锡”是炼锡的关键步骤,加铅后形成合金能使锡较易熔化流出,其原因是:合金比组成它的纯金属熔点低;
(2)铁生锈的条件是铁与氧气和水接触,对钢铁制品进行“发蓝”处理,使其表面生成一层致密的氧化膜,能有效防止钢铁锈蚀。“发蓝”能防止钢铁锈蚀的原因是:隔绝氧气和水;
(3)A试管中铁和硫酸锌不反应,无明显现象,说明锌比铁活泼;B试管中铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,产生气泡,说明在金属活动性顺序里,铁排在氢前;C试管中铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,有红色固体析出,说明铁比铜活泼;D试管中铜和稀硫酸不反应,无明显现象,说明在金属活动性顺序里,铜排在氢后,故由A、B、D即可得出锌、铁、铜三种金属的活动性及它们和氢元素的位置关系为:Zn>Fe>H>Cu,可以省略实验中的C;
(4)金属活动性:Zn>Fe>Ag,将一定量锌粉加入适量硝酸亚铁和硝酸银的混合溶液中,锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,待硝酸银完全反应后,锌和硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁。
A、锌一定与硝酸银反应生成了硝酸锌和银,故滤液中一定含硝酸锌,滤渣中一定含银,符合题意;
B、若滤液为无色,说明硝酸亚铁已经完全反应,则硝酸银也已经完全反应,则滤渣中一定含铁、银,可能含锌,不符合题意;
C、若滤液为浅绿色,说明滤液中含硝酸亚铁,则锌已经完全反应,硝酸亚铁可能没有参与反应,也可能部分参与反应,锌一定与硝酸银反应生成了银,故滤渣中一定含银,可能含铁,一定不含锌,不符合题意;
D、取少量滤渣,加入过量稀盐酸,产生气泡,则滤渣中一定含铁,硝酸亚铁参与了反应,则硝酸银已经完全反应,滤渣中一定含银,可能含锌,故滤渣的组成情况有Fe、Ag或Zn、Fe、Ag,共两种情况,符合题意。
故选AD;
(5)①步骤Ⅰ中分离固体A和溶液C的操作名称是过滤,过滤可实现固液分离;
②该流程的目的是回收金属铜、铁以及工业原料硫酸锌,废液中含硫酸锌、硫酸亚铁、硫酸铜,故过量的X应是锌,锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,锌和硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁,故固体A中含过量的锌、反应生成的铁和铜,加入过量Y溶液,得到铜和溶液B,则Y应是硫酸,铜和硫酸不反应,锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,可得到铜,Y的化学式为:H2SO4;
③保护金属资源的有效途径:防止金属锈蚀,回收利用废旧金属,有计划、合理地开采矿物,寻找金属的代用品等。
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