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第二章物质的转化与材料利用试卷
一、选择题(共15题；共45分)
1．（3分）11月24日，衢州马拉松鸣枪开赛。如图所示为马拉松奖牌（主要为锌合金）。从物质分类角度看，金牌属于（　　）
A．纯净物 B．混合物 C．化合物 D．单质
2．（3分） 新型材料N10675主要由镍构成，添加了钼、铬等元素。具有极强的耐腐蚀性能和良好的加工性能，可用于化工、石油天然气、航天航空、电子等行业，该材料属于（）
A．合成塑料 B．合成橡胶 C．合成纤维 D．金属材料
3．（3分）镉（Cd）是镍铬电池的重要材料，它可以从铜镉渣（主要含有镉、锌、铜等单质）中分离回收，其过程如图，则镉、锌、铜三种金属的活动性顺序是（　　）
A．锌>铜>镉 B．锌>镉>铜 C．镉>锌>铜 D．镉>铜>锌
4．（3分）近日，有报道称，市场上不少不锈钢电水壶系“高锰钢”材料制成，加热过程中会使“锰”析出，长期使用会对身体造成伤害。“高锰钢”是指含锰量在10%以上的合金钢。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
5．（3分）小金设计了以下甲乙丙丁四组实验，探究铁锈蚀的因素。下列分析不正确的是（　　）
A．丙组是其他各组的对照组 B．铁钉锈蚀属于化学变化
C．甲乙对比探究铁锈蚀需要 D．丁试管中的铁钉锈蚀最严重
6．（3分）在学习酸的性质时，小金向稀硫酸中加入了适量铁粉，其微观粒子变化如图所示。下列分析正确的是（　　）
A．烧杯②中▲代表铁离子 B．该反应属于复分解反应
C．反应产生了助燃性气体 D．反应后的溶液呈浅绿色
7．（3分）一艘钢制轮船停在海面上(如图所示)，则船身的三个位置发生锈蚀的顺序是
A．a部位最先锈蚀 B．b部位最先锈蚀
C．c部位最先锈蚀 D．三部位同时锈蚀
8．（3分）已知金属M与硫酸铜溶液反应的化学方程式为 则下列分析正确的是
A．M不可能是铁 B．M的金属活动性比 Ag强
C．M 可能是铝 D．反应后M 的化合价降低
9．（3分）为比较某末知金属 X 与 的活动性强弱，小科进行了如图实验，其中 A 试管无明显现象， B 试管 X 表面出现银白色固体，则三种金属活动性顺序正确的是（　　）
A． B．
C． D．
10．（3分）如图所示为CO还原CuO的“微型”实验装置(夹持仪器略)。已知产生CO反应的化学方程式为下列有关说法中正确的是（　　）
A．实验步骤：先点燃酒精灯再挤压胶头滴管
B．实验现象：乙中固体颜色由黑变红，丙中澄清石灰水变浑浊
C．实验结果：乙中固体减少的质量等于丙中增加的质量
D．实验结论：CO 在反应中被还原为CO2
11．（3分）在一定条件下，下列转化能由一步反应实现的是
A．NaNO3→NaCl B．CaO→Ca(OH)2
C． D．
12．（3分）如图是一款“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
13．（3分）中国科学家成功制备出石墨双炔包覆的锑纳米空心立方盒，可用作钠离子电池负极材料。
把纳米铜颗粒转化为锑是制备过程中的关键一步，反应的化学方程式如下： 2SbCl3＋3Cu＝2Sb＋3CuCl2。该反应属于(　　)
A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应
14．（3分） 将颗粒大小及质量相同的甲、乙两种金属粉末分别放入足量溶质质量分数相同的稀硫酸中，生成的氢气质量随反应时间的变化曲线如图所示，若甲金属为铁，则乙金属可能为（）
A．铝 B．锌 C．铜 D．银
15．（3分）常温下，下列各组物质中，乙既能与甲反应又能与丙反应的是（　　）
选项 物质甲 物质乙 物质丙
A
B
C
D
A．A B．B C．C D．D
二、填空题(共6题；共34分)
16．（6分）为比较Zn、Fe、Cu的金属活动性，在锌粉、铁粉的混合物中加入一定量的硫酸铜溶液，反应前后的微观模型如图所示。
（1）（2分）由图分析可知实验中发生反应的化学方程式是　 　。
（2）（2分）由该反应微观模型可得出的金属活动性顺序为______（选填字母）。
A．Zn>Cu B．Cu>Fe C．Zn>Fe
（3）（2分）向上述溶液中加入过量　 　溶液，就可得出金属活动性的顺序：Zn>Fe>Cu。
17．（6分）图1为教材中探究铁锈蚀条件的实验装置，大约要24小时后才能观察到明显的实验现象。小组同学对教材实验进行了改进，采用了图2所示装置(夹持装置已略去)，实验过程中出现明显现象的时间缩短至5~10分钟。
（1）（2分）图1实验中，对比　 　(填字母)可知，铁生锈与氧气有关。
（2）（2分）图2实验中，可证明铁生锈与水有关的现象为　 　。
（3）（2分）图2实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是　 　。
18．（6分）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。人类冶炼不同金属的大致年代如下图甲所示：
（1）（2分）人类使用的金属材料中，铜先被冶炼出来。请结合金属活动性顺序分析其主要原因：　 　；
（2）（4分）图乙是某项目化小组设计的制取氢气并还原氧化铜的“微型”实验装置图。
①实验中可观察到的现象有　 　。（写出一点即可）
②实验中氢气的作用有　 　。（写出两点）
19．（4分）2024年巴黎奥运会的火炬外形设计是以水为灵感，圆润线条、水波纹图案同时体现了平等与和平的要素。内部燃料是生物质丙烷，它是一种由生物质原料(如植物、农业废弃物、木材等)通过特定的化学或生物过程转化而来的丙烷。
（1）（2分）外部的金属材料能铸造成独特的水波纹图案，体现金属具有良好的　 　。
（2）（2分）根据以上信息，推测使用生物质丙烷的好处是　 　。 (写出一点即可)
20．（6分）同学们在做铁和硫酸铜溶液反应的实验时，会产生大量的含硫酸铜和硫酸亚铁的废液，Cu2+对水体和土壤危害很大，兴趣小组设计了如下方案将废液中的铜离子转化为氧化铜。查阅资料可知：难溶性碱加热分解生成金属氧化物。
（1）（2分） 操作Ⅰ的名称是　 　。
（2）（2分） 液体A中的溶质是　 　。
（3）（2分）加入适量稀硫酸的目的　 　。
21．（6分） 某兴趣小组用如图装置进行氢气和氧化铜反应的实验，请回答下列问题：
（1）（2分） A装置的名称是　 　。
（2）（2分） 该实验利用氢气的　 　性。
（3）（2分） 反应结束后，先熄灭酒精灯，继续　 　直至试管冷却。
三、实验与探究题(共5题；共39分)
22．（9分）小滨用如图所示装置（夹持装置已略去）和如下实验步骤进行有关碳及其氧化物的实验。
实验步骤：
①检查装置气密性并加入药品。
②缓缓通入，使装置中充满后点燃A处酒精喷灯。
③在A处酒精喷灯加热一段时间后，点燃B处酒精喷灯。
④待反应结束后，停止通入熄灭A、B两处的酒精喷灯。
（1）（7分）步骤③，A处酒精喷灯加热过程中，能观察到的现象是：木炭粉逐渐减少，D中：　 　；点燃B处酒精喷灯后，可观察到氧化铁逐渐变为黑色，发生此反应的化学方程式为　 　。实验说明：　 　具有还原性。
（2）（2分）该装置是否需要添加尾气处理装置，判断并说明理由　 　。
23．（8分）为了证明酸和碱是否发生了化学反应，某兴趣小组进行了如下实验。
【资料】①乙酸是食醋的主要成分，具有酸的通性。
②无水硫酸铜遇到水或水蒸气变蓝色。
（1）（2分）乙酸化学式为CH3COOH，在物质分类上属于　 　。（选填“氧化物”、“盐”或“有机物”）
（2）（2分）如图甲，向装有乙酸溶液的试管中加入紫色石蕊试液，试管中溶液呈　 　色。
（3）（4分）如图乙，向三支分别加入图中所示的物质，迅速塞紧橡胶塞，振荡试管使各试剂充分混合。
①图乙中能证明酸和碱反应有水生成的现象是　 　。
②酸与碱之间反应的实质是　 　。
24．（6分）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）（2分）实验前要用砂纸打磨铁丝表面的原因是　 　。
（2）（2分）为达到实验目的，乙试管中的X溶液应选择　 　。
（3）（2分）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。
A.B.C.D.
根据本实验结果，上述两个猜想被证实是正确的有　 　。
25．（8分） 兴趣小组的同学们查阅资料发现，在一定温度下，CO2和H2在催化剂M的作用下可反应生成CO和H2O。于是，他们拟通过实验来验证此反应规律。
（1）（4分）兴趣小组的同学们首先设计了如图所示实验装置，其中B 的作用是　 　。经过讨论后，发现实验装置在设计上存在缺陷，不能确认CO2和H2反应生成CO，应在B、C装置之间增加一个盛有　 　的洗气瓶。
（2）（2分）实验装置改进后，兴趣小组的同学们先通入CO2和H2一段时间，再分别点燃A处的酒精灯和C处的酒精喷灯，此操作的目的是　 　。
（3）（2分）实验过程中，能证明CO2和H2反应生成CO的证据是　 　。
26．（8分）某同学进行了《从自然界中的铜到纪念币中的铜》的项目学习。在查阅资料时，发现有以下三种炼铜的方法：
方法①湿法炼铜。具体流程如下：
方法②干法炼铜。先用高温煅烧孔雀石得到氧化铜，再利用氢气来还原氧化铜得到单质铜。右图为制取干燥氢气并用其还原氧化铜的装置。
方法③生物炼铜。 “吃岩石的细菌”利用空气中的氧气把硫化铜转化为硫酸铜，再进一步转变为单质铜。具体流程如下：
请回答问题：
（1）（2分）写出方法①中步骤2的化学方程式是　 　。
（2）（2分）方法②中制取干燥氢气并能还原氧化铜的部分操作正确的顺序是____(填字母)。
A．打开甲处分液漏斗活塞 B．点燃丙处的酒精灯
（3）（4分）方法③中生物炼铜的优点有　 　(写出一点即可)。经测定某岩石由硫化铜(CuS)和其他不含铜元素的物质组成。现用该岩石制得3.2g铜，若不考虑铜元素的损耗，则该岩石中硫化铜(CuS)的质量为　 　g。
四、综合题(共4题；共32分)
27．（9分）为测定铜铁合金的含铁量，取该合金若干，向其中加入相应质量的稀硫酸，充分反应后，称量剩余固体质量。实验数据如下表，请分析数据，回答下列问题：
实验组 1 2 3
稀硫酸质量/g 50 50 100
合金质量/g 5 15 25
反应后固体质量/g 2.2 9.4 n
（1）（3分）该合金中铁的质量分数为多少
（2）（4分）实验所用的稀硫酸的溶质质量分数为多少
（3）（2分） 表中的n为　 　(填数值)。
28．（6分）自然界中大多数金属以化合态形式存在。金属冶炼是把金属从化合态变成游离态，可通过实验了解该过程。据此回答。
（1）（2分）以下几种矿石中能用于冶炼金属铜的是
A．磁铁矿(主要成分 Fe2O3)B．赤铜矿(主要成分 Cu2O)
C．菱镁矿(主要成分 MgCO3)D．闪锌矿(主要成分 ZnS)
（2）（2分）实验装置搭建得是否正确会影响实验的安全性及成功率。下列氢气还原氧化铜的装置合理的是
A．B．C．D．
（3）（2分）氢气还原氧化铜实验中，防止灼热的铜重新被氧化的操作是
A．通入氢气前先检验纯度
B．先通一段时间氢气， 再进行加热
C．加热试管前先进行预热
D．先停止加热，持续通氢气至冷却
29．（10分）向3g久置的铝片滴加稀盐酸，让其充分反应，产生氢气的质量与所滴加稀盐酸的质量，关系如图。请回答并计算：
（1）（2分）充分反应后，产生氢气的质量是 　 　。
（2）（3分）刚开始滴加稀盐酸时，没有产生氢气的原因是 　 　。
（3）（5分）该铝片中铝单质的质量分数(写出计算过程)。
30．（7分）复兴号动车组列车(如图)是由我国具有完全自主知识产权、达到世界先进水平的动车组列车。
（1）（2分）建设高铁铁轨和机车需要大量的金属材料，下列使用到金属材料的是____。 (填字母)
A．锰钢铁轨 B．车头前的纤维增强塑料
C．铝合金车厢 D．车厢内塑胶地板
（2）（5分）大量的钢铁是通过铁矿石(主要成分为Fe2O3)冶炼而成，炼铁过程中会释放大量二氧化碳，造成温室效应。若用CO 还原Fe2O3，炼出含铁96%的生铁1120吨，如果高炉气体不加处理，理论上会向大气中排放CO2多少吨
答案解析部分
1．【答案】B
2．【答案】D
3．【答案】B
4．【答案】B
5．【答案】A
6．【答案】D
7．【答案】B
8．【答案】B
9．【答案】B
10．【答案】B
11．【答案】B
12．【答案】C
13．【答案】C
14．【答案】B
15．【答案】A
16．【答案】（1）Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
（2）A；C
（3）硫酸铜
17．【答案】（1）AB
（2）只有左侧管内的铁丝生锈，右侧管内的铁丝不生锈
（3）管内氧气浓度高（有水汽随氧气流一同出来）
18．【答案】（1）铜的金属活动性比较弱
（2）药瓶内有气泡产生；作还原剂、燃料
19．【答案】（1）延展性
（2）节约成本、减小化石能源消耗可以保护环境
20．【答案】（1）过滤
（2）FeSO4或硫酸亚铁
（3）除去固体A中的铁
21．【答案】（1）分液漏斗
（2）还原
（3）通氢气
22．【答案】（1）左侧导管口有气泡冒出、澄清石灰水变浑浊、部分石灰水沿右侧导管进入E；；木炭和一氧化碳
（2）不需要，未反应的进入D中不会逸散到空气中
23．【答案】（1）有机物
（2）红
（3）1、2号试管无明显现象，3号试管无水硫酸铜变蓝；氢氧根离子和氢离子结合生成水分子
24．【答案】（1）防止铁丝表面的氧化铁影响实验结果
（2）硫酸铜溶液
（3）猜想一、猜想二
25．【答案】（1）检验（并吸收）CO2与H2 反应产生的水；浓NaOH溶液
（2）排清空气，避免不纯加热H2爆炸
（3）C黑变红，D变浑浊
26．【答案】（1）Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
（2）A
（3）试剂经济便宜，节约能源，且不污染环境；4.8
27．【答案】（1）由表中数据可知，实验1中，50g稀硫酸和5g铁合金反应，剩余固体质量为2.2g，参加反应的铁的质量为：5g-2.2g=2.8g，
实验2中，50g稀硫酸和15g铁合金反应，剩余固体质量为9.4g，
参加反应的铁的质量为15g-9.4g=5.6g，
则实验1中稀硫酸有剩余，铁完全反应，即5g合金中含有铁的质量为2.8g，
所以该合金中铁的质量分数为：。
答：该合金中铁的质量分数为56%。
（2）若实验2中铁反应完全时，固体剩余质量应该为：15g-2.8g×3=6.6g＜9.4g，则第二次实验中，稀硫酸完全反应，即50g稀硫酸消耗铁的质量为15g-9.4g=5.6g，
设实验所用的稀硫酸的溶质质量分数为x。
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56 98
5.6g 50gx
x=19.6%
答：实验所用的稀硫酸的溶质质量分数为19.6%。
（3）13.8
28．【答案】（1）B
（2）D
（3）D
29．【答案】（1）0.4g
（2）铝片表面有致密的氧化铝保护膜，阻止了铝和盐酸的反应
（3）铝质量3.6克 ， 90%
30．【答案】（1）A
（2）解：设理论上会向大气中排放CO2的质量为x，
112 132
1120t×96% x
；；
解答：x=1267.2t。
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