资源简介

/ 让教学更有效 精品试卷 | 科学
【核心概念1 物质的结构与性质】
1.3 金属及合金是重要的材料 学习评价（教师版）
（时间45分钟 满分100分）
一、选择题：（共15小题，每小题2分，共30分）
1．巴黎奥运会的奖牌中央都镶嵌着一块意义非凡的“铁块”，它是早期用于建造埃菲尔铁塔的低碳钢。下列说法正确的是（　　）
A．该低碳钢属于化合物
B．切割低碳钢的过程属于物理变化
C．该低碳钢的硬度比纯铁更小
D．该奖牌可以在潮湿环境中长期保存
【答案】B
【解析】低碳钢的主要成分是铁，含有碳等杂质，属于混合物。切割低碳钢的过程，只是形状发生改变，没有新物质生成，属于物理变化。合金比组成它的纯金属的硬度大，该低碳钢的硬度比纯铁更大。低碳钢的主要成分是铁，铁与氧气、水充分接触时容易生锈，该奖牌不能在潮湿环境中长期保存。
2．下列关于合金的说法正确的是（　　）
A．合金不属于金属材料 B．合金一般比纯金属具有更好的性能
C．合金一定是金属和金属熔合而成 D．合金中元素以化合态形式存在
【答案】B
【解析】合金属于金属材料，往往比纯金属具有更好的性能，不一定是金属和金属熔合而成，合金可以是金属与非金属熔合而成的物质，合金中的元素以单质形式存在。
3．近年来预制菜因食用方便快捷而受欢迎。预制菜产品直接加热后即可食用，因此常选择裙箔包装。这是由于铝箔具有（　　）
A．良好的导电性 B．较小的密度 C．良好的导热性 D．较小的硬度
【答案】C
【解析】良好的导热性使得铝箔能够快速传递热量，便于预制菜均匀受热，满足直接加热后食用的需求。
4．铝合金广泛应用于航空航天领域，如制造火箭外壳。以下铝合金性质中与该用途有关的是（　　）
①密度小 ②硬度大 ③耐锈蚀 ④能与酸反应
A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④
【答案】A
【解析】铝合金密度小，这使得其在航空航天领域使用时可以减轻整体重量，有利于飞行器的飞行；硬度大则可以保证其在承受各种外力时不易变形等，适合制造火箭外壳等需要一定强度的部件；耐锈蚀可以保证其在各种环境条件下（包括大气中的各种成分等）长时间使用而不被腐蚀损坏；能与酸反应可能会导致其在某些酸性环境中被腐蚀等，不利于其在航空航天领域的应用。
5. “摩飞多功能锅”因轻盈易携带、加热快而深受大众喜爱。锅盘是用某种金属经特殊工艺制成，通电后与底座接触，可迅速达到预设温度。据此推断该金属具有的性质是（　　）
A．熔点低 B．易腐蚀 C．导热快 D．密度大
【答案】C
【解析】 “摩飞多功能锅”的锅盘是用某种金属经特殊工艺制成，通电后与底座接触，可迅速达到预设温度，说明该金属材料的导热快，与熔点低、易腐蚀和密度大无关；
6．中国第5个南极考察站秦岭站，建筑主体采用特制轻质高强能抵抗零下60摄氏度超低温和海岸环境强腐蚀性的钢材，以下说法错误的是（　　）
A．钢是一种铁碳合金 B．钢是合成材料，且硬度、强度、熔点都高于铁
C．钢比生铁含碳量低 D．钢中加入铬、钨、镍等元素可提高钢的耐腐蚀性
【答案】B
【解析】钢是一种铁碳合金，属于金属材料，其硬度和强度大于铁，熔点比铁低，生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%～2%，即钢比生铁含碳量低，钢中加入铬、钨、镍等元素可提高钢的耐腐蚀性。
7．下列关于金属材料的性质与用途的对应关系中，错误的是（　　）
A．钢的硬度大，可用于制造刀具 B．金的密度大，可用于制作首饰
C．铜的导电性好，可用于制作电线 D．钨的熔点高，可用于做灯丝
【答案】B
8．家里的铁锅、菜刀等都是由金属或合金制成的。下列物质不属于金属材料制成的是（　　）
A．黄金项链 B．黄铜 C．不锈钢 D．铁锈
【答案】D
【解析】铁锈是一种含氧化铁的混合物，不属于金属材料。
9．为探究金属的活动性强弱，用如图装置进行实验。下列说法不正确的是（　　）
A．实验前需要打磨金属片，除去表面的氧化膜
B．两试管加入稀盐酸，只有锌片表面能产生气泡
C．甲试管加入CuSO4溶液，能得出锌的金属活动性比铜强
D．两试管加入AgNO3溶液，能得出三种金属的活动性：Zn＞Cu＞Ag
【答案】D
【解析】
A、实验前需要打磨金属片，除去表面的氧化膜，以防止对实验造成干扰，故A正确；
B、若向甲、乙试管加入稀盐酸，锌的金属活动性排在氢前面，铜的金属活动性排在氢后面，所以只有锌片表面能产生气泡，故B正确；
C、若向甲试管加入CuSO4溶液，锌表面覆盖着一层红色物质，溶液由蓝色变为无色，可得出锌的金属活动性比铜强，故C正确；
D、若向甲、乙试管加入AgNO3溶液，锌、铜均能与硝酸银溶液反应，说明了金属活动性锌＞银，铜＞银，但无法确定锌和铜的活动性强弱，故D错误；
10．用下列各组物质进行实验，不能验证锌、银、铜三种金属活动性顺序的是（　　）
A．Zn、Ag、Cu，稀盐酸 B．Zn、Ag、CuCl2溶液
C．Cu、ZnCl2溶液、AgNO3溶液 D．Zn、Cu、FeCl2溶液、AgNO3溶液
【答案】A
【解析】
A、将锌放入稀盐酸中，锌能和稀盐酸反应，说明在金属活动性顺序中，锌排在氢前面，将银、铜放入稀盐酸中，银、铜不能和稀盐酸反应，说明在金属活动性顺序中，银、铜排在氢后面，无法比较银和铜的活动性强弱，故选项符合题意。
B、将锌放入CuCl2溶液中，锌能和氯化铜反应，说明锌的金属活动性强于铜，将银放入CuCl2溶液中，银不能和氯化铜反应，说明铜的金属活动性强于银，所以三种金属的活动性强弱顺序为：锌＞铜＞银，故选项不符合题意。
C、将铜放入ZnCl2溶液中，铜不能和氯化锌反应，说明锌的金属活动性强于铜，将铜放入AgNO3溶液中，铜能和硝酸银反应，说明铜的金属活动性强于银，所以三种金属的活动性强弱顺序为：锌＞铜＞银，故选项不符合题意。
D、将锌、铜分别放入FeCl2溶液中，锌能和氯化亚铁反应而铜不能，说明：锌＞铁＞铜，将锌、铜分别放入AgNO3溶液中，锌、铜都能和硝酸银反应，说明：锌、铜＞银，所以三种金属的活动性强弱顺序为：锌＞铜＞银，故选项不符合题意。
11．化学图像可以直观形象地反映化学反应中量的关系。以下等质量的金属与足量稀硫酸反应的图像正确的是（　　）
A．铁和锌 B．镁和铝 C．镁和铁 D．铝和锌
【答案】B
【解析】
A、锌的金属活动性比铁强，反应速率快，至完全反应所需时间短；金属完全反应产生氢气的质量为 ，等质量的金属与足量稀硫酸反应，产生氢气的质量为铁＞锌，故选项图像错误。
B、镁的金属活动性比铝强，反应速率快，至完全反应所需时间短；金属完全反应产生氢气的质量为，等质量的金属与足量稀硫酸反应，产生氢气的质量为铝＞镁，故选项图像正确。
C、镁的金属活动性比铁强，反应速率快，至完全反应所需时间短；金属完全反应产生氢气的质量为，等质量的金属与足量稀硫酸反应，产生氢气的质量为镁＞铁，故选项图像错误。
D、等质量铝和锌分别和足量稀硫酸反应，若消耗稀硫酸的质量相同，则生成氢气质量相同，故开始两斜线重合；硫酸过量，产生氢气的质量为，则铝消耗的稀硫酸多，生成的氢气多，拐点高些，故选项图像错误。
12．小乐为了研究铁锈蚀的影响因素，设计了如图所示实验装置并进行了三组实验，三组实验的试剂及反应200s时瓶内O2的含量如表所示。则下列说法错误的是（　　）
组别 试剂 200s时瓶内O2的含量
① 5克铁粉、0.1克炭粉、1克干燥剂 21%
② 5克铁粉、0.1克炭粉、10滴水 15%
③ 5克铁粉、0.1克炭粉、10滴水和1g食盐 8%
A．②③中O2含量减少表明铁已锈蚀
B．①②证明水对铁锈蚀有影响
C．②③证明食盐能加快铁锈蚀
D．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响
【答案】D
【解析】
A.在②③实验中，O2含量减少了。因为铁生锈的过程是铁与氧气发生反应的过程，所以O2含量减少表明铁已锈蚀，A正确；
B.①实验中没有水，②实验中有水，其他条件相同（都有0.1g炭粉、10滴水、1.0g铁粉），②中氧气含量比①中少，这就说明水的存在对铁锈蚀产生了影响，B正确；
C.②实验中有10滴水，无食盐，③实验中有10滴水和少量食盐，其他条件相同（都有0.1g炭粉、1.0g铁粉），③中氧气含量比②中少，这表明在有食盐的情况下铁锈蚀得更快，所以能证明食盐能加快铁锈蚀，C正确；
D.①、②、③这三个实验中炭粉的量都是0.1g，是保持不变的，而其他试剂如水、食盐等是变量，所以不能根据这三个实验来证明炭粉对铁锈蚀有影响，D错误。
13．如图甲所示，相同条件下，在密闭容器中，分别将等质量的铁粉、镁粉和等体积、等浓度的足量稀硫酸反应；测得一段时间内密闭容器内压强与反应时间的关系如图乙所示。下列分析正确的是（　　）
A．曲线①对应的反应为铁与稀硫酸的反应 B．曲线②对应的反应生成的氢气质量大
C．曲线②对应的反应生成的盐的质量大 D．压强先升后降说明了两种金属与稀硫酸反应放热
【答案】D
【解析】
A.镁的金属活动性比铁强，相同条件下，等质量的镁粉与稀硫酸反应的速率比铁粉快，产生氢气的速率也更快。由图乙可知，曲线①压强增大的速率比曲线②快，所以曲线①对应的反应为镁粉与稀硫酸的反应，曲线②对应的反应为铁粉与稀硫酸的反应；
B.等质量的铁粉、镁粉和足量的稀硫酸反应，根据化学方程式
Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑，Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑，
设金属质量为m，镁生成氢气的质量为，铁生成氢气的质量为，所以镁生成氢气的质量大；
C.因为铁粉、镁粉等质量且硫酸足量，根据化学方程式可知，镁的相对原子质量小于铁，等质量的镁和铁与足量硫酸反应，镁生成的盐（硫酸镁）的质量大，即曲线①对应的反应生成的盐的质量大；
D.开始时压强增大是因为金属与稀硫酸反应生成氢气，气体增多，压强增大；之后压强减小是因为反应放热，温度升高，气体膨胀，压强增大，反应结束后，温度逐渐降低，压强减小，所以压强先升后降说明了两种金属与稀硫酸反应放热。
14.向CuSO4溶液中加入铁片，反应前后微粒变化如图所示，则下列判断正确的是（　　）
A B C D
Cu2+ Fe2+ Cu2+ Fe2+
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应后铜离子减少，亚铁离子增多。
A、反应后铜离子应该减少，故选项不正确。
B、反应后亚铁离子由0逐渐增多，故选项不正确。
C、反应后铜离子减少，故选项不正确。
D、反应后亚铁离子由0逐渐增多，故选项正确。
15．如图，甲和乙分别是氢气和一氧化碳还原氧化铜实验，下列说法正确的是（　　）
A．甲实验试管口向下倾斜可防止生成的水倒流，也有利于将试管内的空气完全排出
B．乙实验只能通过澄清石灰水是否变浑浊判断反应是否发生
C．甲、乙两实验中，都应先使试管、玻璃管均匀受热，再通入气体，以防止发生爆炸
D．甲、乙两实验中，氢气和一氧化碳都将氧化铜变成游离态的铜，都发生置换反应
【答案】A
【解析】
A、甲实验试管口向下倾斜，可防止生成的水倒流，氢气的密度比空气的小，也有利于将试管内的空气完全排出，故选项说法正确。
B、一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，可以通过澄清石灰水是否变浑浊、玻璃管中黑色粉末是否变红等现象，判断反应是否发生，故选项说法错误。
C、甲、乙两实验中，为防止发生爆炸，都应先通入气体，排尽装置内的空气，再使试管、玻璃管均匀受热，故选项说法错误。
D、氢气和一氧化碳都将氧化铜变成游离态的铜，但一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，该反应的反应物均为化合物，不属于置换反应，故选项说法错误。
二、填空题：（共 7小题，每空2分，共30分）
16．我国古代劳动人民在认识、改造和应用物质方面有着很多实践。
（1）战国《吕氏春秋》中记载：“金柔锡柔，合两柔则刚”（“金”指铜单质，“锡”指锡单质，“刚”指坚硬）。这句话说明铜锡合金具有的特性是　 　。
（2）战国《周礼》中记载：“煤饼烧砺房成灰”（“砺房”即牡砺壳，主要成分是碳酸钙）。古代劳动人民将此“灰”溶于水制得碱液，写出该反应的化学方程式　 。
【答案】（1）硬度大；（2）CaO+H2O＝Ca（OH）2。
【解析】（1）金柔锡柔，合两柔则刚，说明铜锡合金具有硬度大的特性；
（2）煤饼烧砺房成灰则是碳酸钙高温反应氧化钙，此“灰”溶于水制得碱液，则是氧化钙和水反应生成氢氧化钙，该反应的化学方程式为CaO+H2O＝Ca（OH）2 。
17．实验室中的导线主要材料是铜丝，这是一种 　 　材料（填“金属”或“非金属”），用于做导线是因为铜丝具有良好的 　 　。
【答案】金属；导电性。
18．合金是由两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质。查阅资料可知合金的熔点低于其中任何一种金属的熔点。如表是几种金属熔点的数据。
金属 锡 铅 锑
熔点/℃ 232 327 630
（1）铅锡合金具有导电性，该性质属于合金的 　 　性质。
（2）如图表示铅锡合金的熔点随其中一种金属的质量分数变化的图像，则该图中横坐标表示 　 　金属的质量分数。
（3）一般家用保险丝大都是用铅（不少于98%）和锑（0.3～1.5%）制成的合金，根据以上信息及生活经验判断该合金的熔点可能为 　 　。
A．20～40℃ B．232～300℃ C．327～600℃ D．630～900℃
【答案】（1）物理；（2）锡；（3）B。
【解析】
（1）铅锡合金具有导电性，不需要通过化学变化表现出来，属于物理性质；
（2）横坐标质量分数为零时熔点要比瓜量分数为100%时熔点高，因为铅的熔点比锡的熔点高，所以横坐标表示锡的质量分数；
（3）合金的熔点比它的组成成分熔点要低，铅、锑这两种物质熔点最低的是327℃，最高是630℃，所以保险丝应该选择熔点比327℃低，且必须要高于室温，选项B符合题意。
19．如图是关于铁化学性质的知识网络。请回答下列问题：
（1）写出防止铁生锈的一种方法　 　。
（2）若要证明Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序，只需选用Fe、Ag和X溶液三种试剂。X是　 　溶液，写出发生反应的化学方程式　 　。
（3）若X为稀硫酸，向B溶液中加入一定量的锌粉和铜粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，向滤渣中加稀盐酸，有气泡产生。下列对滤渣和滤液中溶质的成分分析不正确的是　 　。
A.滤液中溶质只有FeSO4和ZnSO4 B.滤渣中一定含有Fe，Zn
C.滤液中可能含有FeSO4一定有ZnSO4 D.滤渣中一定含有Cu，Zn
【答案】（1）在铁制品表面涂一层油漆（合理即可）；
（2）CuSO4（合理即可）；Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu（合理即可）； （3）ABD。
【解析】
（1）铁生锈是铁与空气中的氧气、水发生的缓慢氧化过程，所以隔绝氧气和水就能防止铁制品生锈。在铁制品表面涂一层油漆，可使铁与外界的氧气和水隔绝，从而防止铁制品生锈；
（2）要证明Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序，利用“两金夹一盐”的方法，即选用活动性最强和最弱的两种金属单质，以及活动性介于两者之间的金属的盐溶液。在Fe、Cu、Ag中，Fe活动性最强，Ag活动性最弱，所以X可以是Cu的盐溶液，如硫酸铜（CuSO4）、氯化铜（CuCl2）或硝酸铜（Cu（NO3）2）溶液。以硫酸铜为例，铁会与硫酸铜发生置换反应，化学方程式为Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu，通过该反应能得出铁的活动性比铜强，而银不与硫酸铜反应，又能得出铜的活动性比银强，进而证明三种金属的活动性顺序；
（3）
A.铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，向反应后的溶液中加入锌粉，若锌过量，锌会将硫酸亚铁中的铁全部置换出来，此时滤液中只含有ZnSO4，不含有FeSO4，所以该选项说法不正确；
B.因为有气泡产生，说明锌先和剩余的稀硫酸反应，之后锌会和硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁，所以滤渣中一定含有铁，可能含有锌，该选项说法不正确；
C.锌和稀硫酸反应会生成硫酸锌，所以滤液中一定含ZnSO4。若锌不能将硫酸亚铁完全反应，滤液中就会含有硫酸亚铁，该选项说法正确；
D.如果锌过量，滤渣中会含有Zn和Fe；若锌适量，锌只将硫酸亚铁部分置换或刚好完全置换，滤渣中就不含有锌，所以该选项说法不正确。
综上，答案选ABD。
20．古代中国炼铜工艺处于世界领先地位。
商代坩埚炉技术：将磨碎的铜矿石和木炭放入图甲所示坩埚炉中，炉内木炭燃烧温度高于1000℃产出的铜混有较多的Cu2O杂质。铁矿石中含Cu2（OH）2CO3，炼铜过程中发生了反应。
春秋的竖炉炼铜技术：将磨碎的铜矿石和木炭从图乙所示竖炉装置的投入口投入炉内。在风口处鼓风，炉内燃烧产生1200℃以上的高温，使产生的铜液从金门流出，炭粉和铜矿石浮于铜液之上，大大提高了铜产量。
（1）两种技术均将铜矿石磨碎的目的是 　 　。
（2）若要保证商代坩埚炉中铜产量且减少杂质含量，应控制的温度范围是 　 　。
（3）请结合材料说明春秋竖炉炼铜比坩埚炉炼铜产量更高的原因 　 　。（列举两点）
【答案】（1）能增大反应物的接触面积，利于充分反应；
（2）温度低于1000℃；
（3）炭粉燃烧生成的一氧化碳和铜矿石的主要成分反应，反应更充分；炉内燃烧产生1200℃以上的高温，使产生的铜液从金门流出，炭粉和铜矿石浮于铜液之上，更易于分离（合理即可）。
【解析】
（1）磨碎能增大反应物的接触面积，利于充分反应。
（2）炉内木炭燃烧温度高于1000℃产出的铜混有较多的Cu2O杂质，若要保证商代坩埚炉中铜产量且减少杂质含量，应控制的温度范围是
（3）春秋竖炉炼铜比坩埚炉炼铜产量更高，是因为炭粉燃烧生成的一氧化碳和铜矿石的主要成分反应，反应更充分；在风口处鼓风，炉内燃烧产生1200℃以上的高温，使产生的铜液从金门流出，炭粉和铜矿石浮于铜液之上，更易于分离（合理即可）。
21．人类对金属活动性顺序的认识经历了漫长的过程：
（1）请写出葛洪“点铁成金”的化学方程式：　 　。
（2）根据贝采利乌斯的推测，比较铁和铝的电负性：　 　。
（3）基于贝开托夫的想法，比较铁和镁的金属活动性强弱的参比物还可以是 　 　。
【答案】（1）Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；（2）Fe＞Al；（3）氯化亚铁溶液。
【解析】
葛洪“点铁成金”的反应是铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式为：
Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu。
（2）根据贝采利乌斯的推测，金属的活动性越弱，电负性越强，铁的金属活动性比铝弱，所以铁和铝的电负性为：Fe＞Al。
（3）基于贝开托夫的想法，铁不能和氯化亚铁溶液反应，镁能和氯化亚铁溶液反应生成氯化镁和铁，则比较铁和镁的金属活动性强弱的参比物还可以是氯化亚铁溶液。
22. 如图所示为明代《天工开物》中记载的“炒钢法”，其主要过程是：将铁矿石与煤炭加入熔炉中鼓入空气，使两者在高温下相互 作用，生成的生铁水（含碳量4%左右）流入方塘中，反复搅拌形成熟铁（含碳量0.1%以下）。
（1）该过程中，煤炭在高温熔炉内的作用是 　 。（写出一点）
（2）“炒钢”是利用高温条件下，使生铁水中的碳与空气中的氧气发生反应来降低生铁中的含碳量。写出该反应的化学方程式：　 　。
（3）“炒钢”过程中，需反复搅拌翻炒方塘中的生铁水才能获得熟铁，反复搅拌的目的是 　 　。
【答案】（1）燃烧，提供热量（或反应生成一氧化碳，提供还原剂）；
（2）C+O2CO2；
（3）增大反应物的接触面积，使反应充分进行，降低含碳量。
【解析】
（1）煤炭的主要成分是碳，碳燃烧放出大量的热，在高温的条件下，碳和二氧化碳反应生成具有还原性的一氧化碳，因此该过程中，煤炭在高温熔炉内的作用是燃烧，提供热量，反应生成一氧化碳，提供还原剂；
（2）在点燃的条件下，生铁水中的碳与空气中的氧气发生反应生成二氧化碳，化学方程式为C+O2CO2；（3）“炒钢”过程中，需反复搅拌翻炒方塘中的生铁水才能获得熟铁，反复搅拌的目的是增大反应物
的接触面积，使反应充分进行，降低含碳量；故答案为：增大反应物的接触面积，使反应充分进行，降低含碳量。
三、实验探究题：（共3小题，每空2分，共20分）
23．氢气和一氧化碳是金属冶炼中常用的气体还原剂。图甲与图乙分别为氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验装置。
（1）图甲中试管口略向下倾斜的目的是 　 　。
（2）图乙中硬质玻璃管内的实验现象为 　 　。
（3）实验步骤的先后顺序很重要。甲中反应前须先通入氢气，后点燃酒精灯，否则易发生爆炸。反应后须 　 　（填字母）。
A.先停止加热，后停止通入氢气 B.先停止通入氢气，后停止加热
（4）从环境保护、安全的角度，请指出乙中装置存在的不足：　 　。
【答案】（1）防止冷凝水回流到热的试管底部，使试管炸裂；
（2）黑色固体逐渐变红；
（3）A；
（4）没有对尾气进行处理，会污染环境，且没有对一氧化碳的通入量进行控制，存在安全隐患。
【解析】
（1）氢气还原氧化铜时，若试管口向上倾斜，生成的水蒸气在试管口冷凝后会回流到热的试管底部，可能导致试管炸裂，所以图甲中试管口向下倾斜的目的是防止冷凝水回流到热的试管底部，使试管炸裂；
（2）一氧化碳具有还原性，能将氧化铜还原为铜，氧化铜是黑色固体，铜是红色固体，所以图乙中硬质玻璃管内的实验现象为黑色固体逐渐变红。
（3）氢气还原氧化铜时，反应前先通入氢气是为了排尽装置内的空气，防止氢气与空气混合加热发生爆炸；反应后先停止加热，后停止通入氢气，是为了防止生成的铜在高温下又被氧化，故选：A。
（4）一氧化碳有毒，会污染空气，而乙装置中没有对尾气进行处理，直接排放到空气中，会污染环境；同时一氧化碳是可燃性气体，与空气混合达到一定比例时遇明火会发生爆炸，该装置没有对一氧化碳的通入量进行控制，存在安全隐患。
24．小明想设计实验来验证铁、铜、银的金属活动性，实验室中可选的材料有铁丝、铜丝、银丝、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液。
（1）实验前要用砂纸打磨铁丝表面的原因是 　 　。
（2）为达到实验目的，乙试管中的X溶液应选择 　 　。
（3）小明发现实验中甲试管铜丝表面出现黑色物质，对该黑色物质的成分
提出了以下猜想并设计了A、B、C、D四组实验。
猜想一：可能是生成的银与溶液中的氧气反应，生成的氧化银为黑色。
猜想二：可能是硝酸银溶液浓度低，析出的银颗粒较小，吸收全部光呈黑色。
根据本实验结果，上述两个猜想被证实是正确的有 　 　。
【答案】（1）除去铁丝表面的氧化物，使铁丝能更好地参与反应；（2）硫酸铜溶液；（3）猜想二。
【解析】
（1）实验前用砂纸打磨铁丝表面，是因为铁丝在空气中容易生锈，其表面会生成一层氧化物，这层氧化物会阻碍铁丝与其他溶液发生反应，影响实验结果，所以需要用砂纸打磨掉表面的氧化物，使铁丝能更好地参与反应；
（2）要验证铁、铜、银的金属活动性，已知甲试管中铜丝放入硝酸银溶液中，可验证铜和银的活动性，那么乙试管中应该选择硫酸铜溶液，将铁丝放入硫酸铜溶液中，若铁丝表面有红色物质析出，溶液由蓝色变为浅绿色，说明铁能置换出铜，从而验证铁和铜的活动性，这样就可以通过这两个实验比较出铁、铜、银的金属活动性顺序为铁＞铜＞银；
（3）A组实验中，铜丝在1%硝酸银溶液中表面出现黑色固体；B组实验中，铜丝在煮沸后的1%硝酸银溶液中表面仍出现黑色固体，说明黑色固体的产生与溶液中是否含有氧气无关，即猜想一不正确；C组实验中，铜丝在3%硝酸银溶液中表面出现黑色固体；D组实验中，铜丝在煮沸后的3%硝酸银溶液中表面出现银白色固体，说明在浓度较高且除去氧气的硝酸银溶液中，铜丝表面析出的是银白色的银，而在浓度较低的硝酸银溶液中，铜丝表面析出的银颗粒较小，吸收全部光呈黑色，即猜想二正确。
25．小科在学习金属活动性顺序后，知道钾、钙、钠金属活动性特别强，能与水反应生成碱和氢气。他猜想：镁的金属活动性顺序排在钠后面，镁是否也能与水反应呢？于是他在两个烧杯中都分别加入等量的冷水和镁条，分别如图甲和图乙进行操作。实验过程和现象如图：
（1）小科得出的实验结论是 　 　。
（2）加热后乙图的烧杯中出现气泡，一段时间后该现象消失。他联想到实验室制取二氧化碳不以稀硫酸和大理石为反应物，便对该现象进行了解释。他的解释是 　 。
（3）小科发现B试管放置在空气一段时间后溶液的红色会褪色，这说明溶液的碱性减弱了。请你根据该实验现象进行解释：　 。
【答案】（1）镁条不能与冷水反应，能与热水反应；
（2）镁条表面覆盖了难溶于水的氢氧化镁，导致反应停止；
（3）可能是氢氧化镁的溶解度受温度的影响，温度降低，溶解度变小，从而导致溶液碱性的减弱。
【解析】
（1）根据图甲可知，镁条放入冷水中，表面没有气泡产生，且加入酚酞溶液也没有出现红色，而镁条加热热水中，表面有气泡产生，且加入酚酞溶液变成了红色，则小科得出的实验结论是镁条不能与冷水反应，能与热水反应；
（2）镁与水反应生成氢氧化镁沉淀和氢气，生成的氢氧化镁会覆盖在镁条的表面，导致反应停止，则小科观察到镁条在热水中无现象，他的解释是镁条表面覆盖了难溶于水的氢氧化镁，导致反应停止；
（3）小科发现B试管放置在空气一段时间后溶液的红色会褪色，可能是氢氧化镁的溶解度受温度的影响，温度降低，溶解度变小，从而导致溶液碱性的减弱。
四、简答题：（共3小题，26小题6分，27小题6分，28小题8分,共20分）
26．某钢铁厂高炉炼铁的主要原料是焦炭、赤铁矿（主要成分是 Fe2O3 ）、空气等，主要反应过程如下所示：
（1）A 的化学式是 　 　。
（2）该钢铁厂年生产生铁 5×106 吨（生铁中铁的质量分数为 96%），则需要含铁的质量分数为 60%的赤铁矿石多少吨？
【答案】（1）CO2；（2）8×106t。
【解析】
（1）焦炭和过量空气中的氧气在高温下反应生成二氧化碳，所以生成物A是二氧化碳，化学式是CO2。
（2）根据质量守恒定律，反应前后元素的种类和质量不变，该钢铁厂年生产的生铁中铁的质量为：
5×106t×96%＝4.8×106t，
需要含铁的质量分数为60%的赤铁矿石质量为：8×106t。
27．取相等质量的铁粉和锌粉，分别与足量的质量分数相同的稀盐酸充分反应。根据实验测定：铁粉与稀盐酸反应产生氢气的质量随加入稀盐酸的质量变化情况如图所示。请在图中画出锌粉与稀盐酸反应产生氢气的质量随加入稀盐酸的质量变化的大致曲线，并用所学的科学知识解释。
【答案】锌的活动性比铁强，所以反应速率较快；锌的相对原子质量大于铁，所以等质量的锌、铁与足量的盐酸反应时，铁生成的氢气较多，
28．金属在日常生活中有着广泛的用途，常见金属的活动性顺序如图甲：
请回答下面问题：
（1）金属活动性顺序表中的X是 　 　元素。
（2）把一根用砂纸打磨过的铁丝浸入硫酸铜溶液中，过了一会儿，观察到的现象有 　 　，该反应的化学方程式为 　 　。
（3）向一定质量AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入过量的Zn粉，溶液质量随反应时间的变化情况如图乙所示，图中B点溶液中含有的溶质有 　 。
【答案】（1）Hg；
（2）铁丝上附着红色固体，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色；Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4；
（3）Cu（NO3）2、Zn（NO3）2。
【解析】
（1）由金属的活动性顺序表可知，金属活动性顺序表中的X是Hg元素。
（2）在金属活动性顺序中，铁在铜的前面，能与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，反应的现象是：铁丝上附着红色固体，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色，反应的化学方程式是：Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4。
（3）在金属活动性顺序中，Zn＞Cu＞Ag，向一定质量AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入Zn，与两种溶质依次发生反应
Zn+2AgNO3＝Zn（NO3）2+2Ag
65 216
所以析出银的过程是溶液质量减少的过程；
Zn+Cu（NO3）2＝Zn（NO3）2+Cu
65 64
所以析出铜的过程是溶液质量增加的过程
B点时锌与AgNO3恰好完全反应，没有与Cu（NO3）2反应，此时溶液中含有Cu（NO3）2、Zn（NO3）2。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
(
12
)/ 让教学更有效 精品试卷 | 科学
【核心概念1 物质的结构与性质】
1.3 金属及合金是重要的材料 学习评价
（时间45分钟 满分100分）
一、选择题：（共15小题，每小题2分，共30分）
1．巴黎奥运会的奖牌中央都镶嵌着一块意义非凡的“铁块”，它是早期用于建造埃菲尔铁塔的低碳钢。下列说法正确的是（　　）
A．该低碳钢属于化合物
B．切割低碳钢的过程属于物理变化
C．该低碳钢的硬度比纯铁更小
D．该奖牌可以在潮湿环境中长期保存
2．下列关于合金的说法正确的是（　　）
A．合金不属于金属材料 B．合金一般比纯金属具有更好的性能
C．合金一定是金属和金属熔合而成 D．合金中元素以化合态形式存在
3．近年来预制菜因食用方便快捷而受欢迎。预制菜产品直接加热后即可食用，因此常选择裙箔包装。这是由于铝箔具有（　　）
A．良好的导电性 B．较小的密度 C．良好的导热性 D．较小的硬度
4．铝合金广泛应用于航空航天领域，如制造火箭外壳。以下铝合金性质中与该用途有关的是（　　）
①密度小 ②硬度大 ③耐锈蚀 ④能与酸反应
A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④
5. “摩飞多功能锅”因轻盈易携带、加热快而深受大众喜爱。锅盘是用某种金属经特殊工艺制成，通电后与底座接触，可迅速达到预设温度。据此推断该金属具有的性质是（　　）
A．熔点低 B．易腐蚀 C．导热快 D．密度大
6．中国第5个南极考察站秦岭站，建筑主体采用特制轻质高强能抵抗零下60摄氏度超低温和海岸环境强腐蚀性的钢材，以下说法错误的是（　　）
A．钢是一种铁碳合金 B．钢是合成材料，且硬度、强度、熔点都高于铁
C．钢比生铁含碳量低 D．钢中加入铬、钨、镍等元素可提高钢的耐腐蚀性
7．下列关于金属材料的性质与用途的对应关系中，错误的是（　　）
A．钢的硬度大，可用于制造刀具 B．金的密度大，可用于制作首饰
C．铜的导电性好，可用于制作电线 D．钨的熔点高，可用于做灯丝
8．家里的铁锅、菜刀等都是由金属或合金制成的。下列物质不属于金属材料制成的是（　　）
A．黄金项链 B．黄铜 C．不锈钢 D．铁锈
9．为探究金属的活动性强弱，用如图装置进行实验。下列说法不正确的是（　　）
A．实验前需要打磨金属片，除去表面的氧化膜
B．两试管加入稀盐酸，只有锌片表面能产生气泡
C．甲试管加入CuSO4溶液，能得出锌的金属活动性比铜强
D．两试管加入AgNO3溶液，能得出三种金属的活动性：Zn＞Cu＞Ag
10．用下列各组物质进行实验，不能验证锌、银、铜三种金属活动性顺序的是（　　）
A．Zn、Ag、Cu，稀盐酸 B．Zn、Ag、CuCl2溶液
C．Cu、ZnCl2溶液、AgNO3溶液 D．Zn、Cu、FeCl2溶液、AgNO3溶液
11．化学图像可以直观形象地反映化学反应中量的关系。以下等质量的金属与足量稀硫酸反应的图像正确的是（　　）
A．铁和锌 B．镁和铝 C．镁和铁 D．铝和锌
12．小乐为了研究铁锈蚀的影响因素，设计了如图所示实验装置并进行了三组实验，三组实验的试剂及反应200s时瓶内O2的含量如表所示。则下列说法错误的是（　　）
组别 试剂 200s时瓶内O2的含量
① 5克铁粉、0.1克炭粉、1克干燥剂 21%
② 5克铁粉、0.1克炭粉、10滴水 15%
③ 5克铁粉、0.1克炭粉、10滴水和1g食盐 8%
A．②③中O2含量减少表明铁已锈蚀
B．①②证明水对铁锈蚀有影响
C．②③证明食盐能加快铁锈蚀
D．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响
13．如图甲所示，相同条件下，在密闭容器中，分别将等质量的铁粉、镁粉和等体积、等浓度的足量稀硫酸反应；测得一段时间内密闭容器内压强与反应时间的关系如图乙所示。下列分析正确的是（　　）
A．曲线①对应的反应为铁与稀硫酸的反应 B．曲线②对应的反应生成的氢气质量大
C．曲线②对应的反应生成的盐的质量大 D．压强先升后降说明了两种金属与稀硫酸反应放热
14.向CuSO4溶液中加入铁片，反应前后微粒变化如图所示，则下列判断正确的是（　　）
A B C D
Cu2+ Fe2+ Cu2+ Fe2+
A．A B．B C．C D．D
15．如图，甲和乙分别是氢气和一氧化碳还原氧化铜实验，下列说法正确的是（　　）
A．甲实验试管口向下倾斜可防止生成的水倒流，也有利于将试管内的空气完全排出
B．乙实验只能通过澄清石灰水是否变浑浊判断反应是否发生
C．甲、乙两实验中，都应先使试管、玻璃管均匀受热，再通入气体，以防止发生爆炸
D．甲、乙两实验中，氢气和一氧化碳都将氧化铜变成游离态的铜，都发生置换反应
二、填空题：（共 7小题，每空2分，共30分）
16．我国古代劳动人民在认识、改造和应用物质方面有着很多实践。
（1）战国《吕氏春秋》中记载：“金柔锡柔，合两柔则刚”（“金”指铜单质，“锡”指锡单质，“刚”指坚硬）。这句话说明铜锡合金具有的特性是　 　。
（2）战国《周礼》中记载：“煤饼烧砺房成灰”（“砺房”即牡砺壳，主要成分是碳酸钙）。古代劳动人民将此“灰”溶于水制得碱液，写出该反应的化学方程式　 。
17．实验室中的导线主要材料是铜丝，这是一种 　 　材料（填“金属”或“非金属”），用于做导线是因为铜丝具有良好的 　 　。
18．合金是由两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质。查阅资料可知合金的熔点低于其中任何一种金属的熔点。如表是几种金属熔点的数据。
金属 锡 铅 锑
熔点/℃ 232 327 630
（1）铅锡合金具有导电性，该性质属于合金的 　 　性质。
（2）如图表示铅锡合金的熔点随其中一种金属的质量分数变化的图像，则该图中横坐标表示 　 　金属的质量分数。
（3）一般家用保险丝大都是用铅（不少于98%）和锑（0.3～1.5%）制成的合金，根据以上信息及生活经验判断该合金的熔点可能为 　 　。
A．20～40℃ B．232～300℃ C．327～600℃ D．630～900℃
19．如图是关于铁化学性质的知识网络。请回答下列问题：
（1）写出防止铁生锈的一种方法　 　。
（2）若要证明Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序，只需选用Fe、Ag和X溶液三种试剂。X是　 　溶液，写出发生反应的化学方程式　 　。
（3）若X为稀硫酸，向B溶液中加入一定量的锌粉和铜粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，向滤渣中加稀盐酸，有气泡产生。下列对滤渣和滤液中溶质的成分分析不正确的是　 　。
A.滤液中溶质只有FeSO4和ZnSO4 B.滤渣中一定含有Fe，Zn
C.滤液中可能含有FeSO4一定有ZnSO4 D.滤渣中一定含有Cu，Zn
20．古代中国炼铜工艺处于世界领先地位。
商代坩埚炉技术：将磨碎的铜矿石和木炭放入图甲所示坩埚炉中，炉内木炭燃烧温度高于1000℃产出的铜混有较多的Cu2O杂质。铁矿石中含Cu2（OH）2CO3，炼铜过程中发生了反应。
春秋的竖炉炼铜技术：将磨碎的铜矿石和木炭从图乙所示竖炉装置的投入口投入炉内。在风口处鼓风，炉内燃烧产生1200℃以上的高温，使产生的铜液从金门流出，炭粉和铜矿石浮于铜液之上，大大提高了铜产量。
（1）两种技术均将铜矿石磨碎的目的是 　 　。
（2）若要保证商代坩埚炉中铜产量且减少杂质含量，应控制的温度范围是 　 　。
（3）请结合材料说明春秋竖炉炼铜比坩埚炉炼铜产量更高的原因 　 　。（列举两点）
21．人类对金属活动性顺序的认识经历了漫长的过程：
（1）请写出葛洪“点铁成金”的化学方程式：　 　。
（2）根据贝采利乌斯的推测，比较铁和铝的电负性：　 　。
（3）基于贝开托夫的想法，比较铁和镁的金属活动性强弱的参比物还可以是 　 　。
22. 如图所示为明代《天工开物》中记载的“炒钢法”，其主要过程是：将铁矿石与煤炭加入熔炉中鼓入空气，使两者在高温下相互 作用，生成的生铁水（含碳量4%左右）流入方塘中，反复搅拌形成熟铁（含碳量0.1%以下）。
（1）该过程中，煤炭在高温熔炉内的作用是 　 。（写出一点）
（2）“炒钢”是利用高温条件下，使生铁水中的碳与空气中的氧气发生反应来降低生铁中的含碳量。写出该反应的化学方程式：　 　。
（3）“炒钢”过程中，需反复搅拌翻炒方塘中的生铁水才能获得熟铁，反复搅拌的目的是 　 　。
三、实验探究题：（共3小题，每空2分，共20分）
23．氢气和一氧化碳是金属冶炼中常用的气体还原剂。图甲与图乙分别为氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验装置。
（1）图甲中试管口略向下倾斜的目的是 　 　。
（2）图乙中硬质玻璃管内的实验现象为 　 　。
（3）实验步骤的先后顺序很重要。甲中反应前须先通入氢气，后点燃酒精灯，否则易发生爆炸。反应后须 　 　（填字母）。
A.先停止加热，后停止通入氢气 B.先停止通入氢气，后停止加热
（4）从环境保护、安全的角度，请指出乙中装置存在的不足：　 　。
24．小明想设计实验来验证铁、铜、银的金属活动性，实验室中可选的材料有铁丝、铜丝、银丝、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液。
（1）实验前要用砂纸打磨铁丝表面的原因是 　 　。
（2）为达到实验目的，乙试管中的X溶液应选择 　 　。
（3）小明发现实验中甲试管铜丝表面出现黑色物质，对该黑色物质的成分
提出了以下猜想并设计了A、B、C、D四组实验。
猜想一：可能是生成的银与溶液中的氧气反应，生成的氧化银为黑色。
猜想二：可能是硝酸银溶液浓度低，析出的银颗粒较小，吸收全部光呈黑色。
根据本实验结果，上述两个猜想被证实是正确的有 　 　。
25．小科在学习金属活动性顺序后，知道钾、钙、钠金属活动性特别强，能与水反应生成碱和氢气。他猜想：镁的金属活动性顺序排在钠后面，镁是否也能与水反应呢？于是他在两个烧杯中都分别加入等量的冷水和镁条，分别如图甲和图乙进行操作。实验过程和现象如图：
（1）小科得出的实验结论是 　 　。
（2）加热后乙图的烧杯中出现气泡，一段时间后该现象消失。他联想到实验室制取二氧化碳不以稀硫酸和大理石为反应物，便对该现象进行了解释。他的解释是 　 。
（3）小科发现B试管放置在空气一段时间后溶液的红色会褪色，这说明溶液的碱性减弱了。请你根据该实验现象进行解释：　 。
四、简答题：（共3小题，26小题6分，27小题6分，28小题8分,共20分）
26．某钢铁厂高炉炼铁的主要原料是焦炭、赤铁矿（主要成分是 Fe2O3 ）、空气等，主要反应过程如下所示：
（1）A 的化学式是 　 　。
（2）该钢铁厂年生产生铁 5×106 吨（生铁中铁的质量分数为 96%），则需要含铁的质量分数为 60%的赤铁矿石多少吨？
27．取相等质量的铁粉和锌粉，分别与足量的质量分数相同的稀盐酸充分反应。根据实验测定：铁粉与稀盐酸反应产生氢气的质量随加入稀盐酸的质量变化情况如图所示。请在图中画出锌粉与稀盐酸反应产生氢气的质量随加入稀盐酸的质量变化的大致曲线，并用所学的科学知识解释。
28．金属在日常生活中有着广泛的用途，常见金属的活动性顺序如图甲：
请回答下面问题：
（1）金属活动性顺序表中的X是 　 　元素。
（2）把一根用砂纸打磨过的铁丝浸入硫酸铜溶液中，过了一会儿，观察到的现象有 　 　，该反应的化学方程式为 　 　。
（3）向一定质量AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入过量的Zn粉，溶液质量随反应时间的变化情况如图乙所示，图中B点溶液中含有的溶质有 　 。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
(
7
)

展开更多......

收起↑