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金属资源的利用和保护
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列措施中，不能防止铁制品锈蚀的是
A．喷涂油漆 B．打磨光亮放置在空气中
C．镀铬 D．制成不锈钢
2．上天、下海、入地，是人类探索自然的三大壮举，化学在助力我国完成这三大壮举中发挥了重要作用。以下认识不正确的是
A．复合材料的使用将使揽月月面着陆器在极端环境下正常工作
B．深海探测器蛟龙号使用的钛合金具有高强度、低密度的特质
C．深地钻井万米下发现的可燃冰属于可再生能源
D．2000米级载人深海实验室外层涂料可隔绝金属与海水和氧气的接触
3．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
4．下列过程没有化学变化发生的是
A．电解水
B．酸、碱溶液改变花的颜色
C．自制净水器
D．探究铁生锈的条件
5．下列说法错误的是
A．废旧金属的回收利用可以减少对环境的污染
B．张青莲为相对原子质量的测定作出了卓越的贡献
C．石油是可再生能源
D．汽车表面喷漆既美观又防锈
6．实验设计的严谨性会直接影响实验结论的准确性。下列设计不能达到实验目的的是

A．探究铁钉生锈需要氧气 B．探究温度对分子运动速率的影响

C．验证质量守恒定律 D．探究木炭燃烧的剧烈程度与氧气浓度有关
A．A B．B C．C D．D
7．某钢铁厂用赤铁矿炼制生铁，炼制过程中损失4%的铁元素，若要生产出含纯铁96%的生铁560t。需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为（　　）
A．800t B．921.6t C．960t D．1000t
8．下列防止金属生锈的方法中，与其它三种方法的原理不同的是
A．表面涂油 B．表面刷漆 C．覆盖塑料膜 D．制成合金
9．下列物质的用途中，利用某物理性质的是
A．焦炭用于炼铁 B．稀盐酸可用于洁厕灵
C．干冰用作制冷剂 D．紫甘蓝汁液作酸碱指示剂
10．现有20g赤铁矿石（其他杂质不参与反应）样品，用一氧化碳充分还原后，得到固体剩余物共15.5g，请你计算该赤铁矿石中氧化铁的含量（　　）
A．75% B．77.5% C．25% D．37.5%
二、非选择题
11．铁是人类生活和生产中非常重要的材料，但全世界每年都有约四分之一的钢铁因生锈损失。某化学课外小组对钢铁制品锈蚀的条件进行了如下探究，设计了如图所示的实验，据此回答下列有关问题：
(1)一周后观察到编号为 的试管中的铁钉锈蚀严重。
(2)常温下，铁锈蚀是铁跟 和 （用化学式表示）等物质相互作用的结果。
(3)如何防止家庭中常用的铁制品生锈？简单易行的方法是 （列举一种方法即可）。
12．钢铁是生产生活中应用广泛的金属。化学小组的同学对铁的冶炼进行研究。下图是实验室模拟炼铁的装置，请回答以下问题。
(1)实验前，先通入一氧化碳的目的是 。
(2)A装置玻璃管中发生反应的化学方程式为 。
(3)用B装置检验气体生成物，化学方程式为 。
(4)本实验中得到的铁与工业炼铁得到的铁，成分上的区别是 。
13．自行车作为常用的代步工具，既轻便灵活，又符合环保要求，下图是一款自行车的示意图。
(1)所标物质中，属于有机合成材料的是 ，属于金属合金的是 ，含有的金属元素是 。
(2)车架表面刷漆主要是为了防锈，其原理是 ；请再提出一条可延长自行车使用寿命的建议 。
(3)当今自行车外形美观，材质轻便、牢固，除了代步，还可以作为健身工具。由此你对化学与人类生活的关系有何感想？ 。
(4)结合镜片材料从天然水晶、光学玻璃到光学树脂的变迁过程，请你谈一谈化学与生活的关系： 。
14．化学是一门以实验为基础的科学，实验中应运用恰当的实验方法，规范地进行实验操作，仔细地观察实验现象。请根据信息回答下列问题：
(1)铁钉锈蚀条件实验中采用的实验方法是 ；植物油的作用是 ，使铁钉只与水接触。
(2)探究氢氧化钠和稀盐酸能发生反应的思路是：根据酚酞溶液由红色变成无色，说明溶液不显碱性，证明 ，从而说明氢氧化钠与稀盐酸发生了反应。
(3)粗盐提纯实验中，当蒸发皿中___________时，停止加热。(填字母)
A．滤液被蒸干时 B．出现较多固体时
15．全世界每年因锈蚀损失的钢铁，约占世界年产量的1/10。小刚同学想探究钢铁锈蚀的条件，他将三个干净的铁钉分别放入A、B、C三支试管中，定期观察并记录现象。请回答下列问题：

(1)试管 中的铁钉最易生锈。
(2)由此可知，钢铁锈蚀的条件是 和 。
(3)铁生锈的实质是 ，铁锈的主要成分是 ，特点是 。
(4)请举出两种防止钢铁锈蚀的措施 ；
16．化学兴趣小组同学通过两组实验对“铁生锈的条件”进行探究。

(1)第一组实验得出的结论是 。
(2)第二组实验能证明铁生锈需要和氧气接触的现象是 。
17．汽车是现代生活中重要的交通工具。请回答下列问题：
(1)汽车电路中的导线一般为铜芯线,这是利用了金属铜的良好导电性和 性。
(2)下列各类汽车在使用时,对空气污染最小的
①汽油车 ②柴油车 ③新能源纯电动汽车
(3)汽车表面喷漆,可以延缓汽车的锈蚀,其防锈原理是 。
18．金属材料在日常生活、工农业生产和科学研究中有着广泛的用途。
(1)炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁的反应，写出该反应的化学方程式 。
(2)铁制品在潮湿的环境中容易生锈。某同学进行了如图所示实验，一周以后发现铁钉表面锈蚀。图中a、b、c三处锈蚀情况最严重的是 （填字母），产生该现象的原因是 。

(3)请设计实验利用化学方法除去铜粉中混有的少量铁粉，并完成下表。
实验步骤 实验现象 结论或解释（用化学方程式表示）
(4)100 g某稀硫酸恰好与13 g锌完全起反应。试计算理论上生成氢气的质量是多少？（写出计算过程）
19．应用广泛的金属材料
(1)国宝中的金属
国宝“鎏金铁芯铜龙”是以铁铸造内芯，铁上包铜，外层鎏金。鎏金是一种金属加工工艺，经过鎏金处理后，金属表面会覆盖一层金。
①国宝历经千年，出土后表面仍金光灿灿，原因是 。
②“鎏金铁芯铜龙”内芯的铁防锈的原理是 。
(2)生活中的金属
铝制易拉罐主要由铝合金制成，除铝外，还含有锌、铜、硅等。
①合金中元素的配比不同会导致性能有差异。根据实际需求，罐盖硬度应大于罐体硬度。结合图分析，生产易拉罐时，罐体中铜元素的含量应 罐盖中铜元素的含量。(填“大于”“小于”或“等于”)
②为比较铝、铜、锌的金属活动性，进行如图实验，得出正确的活动性顺序，则溶液c的溶质可以是 (填化学式)。
(3)航天中的金属
中国航天事业的成就令世界瞩目，火箭是航天飞行器的运载工具。
①运载火箭外壳材料为铝合金。铝土矿是炼铝的主要原料，写出铝土矿主要成分是 (填化学式)；
②运载火箭固体推进剂的主要组分为高氯酸铵和铝粉。其中高氯酸铵(NH4ClO4)经点火装置提供高温后分解生成四种气体：一种气体冷却后是生活中最常用的溶剂，另外三种为气体单质，其中有两种气体是空气的主要成分，据此写出高氯酸铵分解的化学方程式 ，分解后产生的气体快速膨胀产生巨大推力，并与推进剂中的铝粉反应释放更多的能量。
《金属资源的利用和保护》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C A C C C D D C A
1．B
【分析】铁与氧气、水共同接触时会生锈。
【详解】A、喷涂油漆能使铁制品隔绝空气，则能防止铁制品锈蚀，该选项不符合题意；
B、打磨光亮放置在空气中，不能防止铁制品锈蚀，该选项符合题意；
C、镀铬能使铁制品隔绝空气，则能防止铁制品锈蚀，该选项不符合题意；
D、制成不锈钢，能增强铁制品的抗腐蚀性，该选项不符合题意。
故选B。
2．C
【详解】A、复合材料是由两种或多种不同材料组合而成，具有高强度、耐高温、抗腐蚀等优点。在太空探索中，月面着陆器面临极端温度、辐射等环境，复合材料能有效提升其性能，确保正常工作。因此，该认识正确。
B、钛合金是一种金属材料，其特点是强度高、密度低，同时耐海水腐蚀。蛟龙号作为深海探测器，使用钛合金可减轻重量并承受深海高压环境。因此，该认识正确。
C、可燃冰（天然气水合物）主要成分是甲烷，形成需数百万年，储量有限，不可在短期内再生，属于不可再生能源。该认识错误。
D、深海环境中，海水和氧气会与金属发生反应导致腐蚀。外层涂料（如防腐漆）通过形成保护层，隔绝金属与海水、氧气的接触，从而防止腐蚀。该认识正确。
故选C。
3．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。
4．C
【详解】A、电解水生成氢气和氧气，有新物质生成，属于化学变化，不符合题意；
B、酸、碱溶液改变花的颜色，实际上是酸、碱与花中的一些色素发生了反应，有新物质生成，属于化学变化，不符合题意；
C、用自制净水器净水的过程中没有新物质生成，属于物理变化，符合题意；
D、铁钉同时与水和氧气接触，生锈，有新物质生成，属于化学变化，不符合题意。
故选：C。
5．C
【详解】A、废旧电池中含有铅、镍、镉、汞等，如果将废旧电池随意丢弃，这些金属渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康，将这些金属回收利用，就可以减少对环境的污染，选项A正确；
B、中国科学院院士张青莲教授主持测定了铟、铱、锑、铕、铈、铒、锗、锌、镝几种元素的相对原子质量的新值，被国际原子量委员会采用为国际新标准，为相对原子质量的测定作出了卓越的贡献，选项B正确；
C、石油是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的，是不可再生能源，选项C错误；
D、汽车表面喷漆能使汽车表面的钢板与空气和水隔绝，既美观又防锈，选项D正确。
故选C。
6．C
【详解】A、第一支试管中的铁钉能与氧气、水充分接触，第二支试管中的铁钉只能与水接触，一段时间后，第一支试管中的铁钉生锈，第二支试管中的铁钉没有生锈，可用于探究铁生锈条件之一是与氧气接触，故A不符合题意；
B、图中实验，除了温度不同外，其它条件均相同，可探究温度对分子运动速率的影响，故B不符合题意；
C、锌粒和稀盐酸反应生成氢气，反应过程中氢气逸出，反应后烧杯中的物质质量减少，不能直接用于验证质量守恒定律，故C符合题意；
D、图中实验，木炭在氧气中比在空气中燃烧的更剧烈，可探究木炭燃烧的剧烈程度与氧气浓度有关，故D不符合题意。
故选C。
7．D
【分析】由要生产出含纯铁96%的生铁的质量、铁的质量分数，根据赤铁矿炼铁的化学方程式可以列式计算出炼出需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量。
【详解】设需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为x
Fe2O316080%x＋3CO高温__2Fe112560t×96%＋3CO2
x＝960t
炼制过程中损失4%的铁元素，则最终需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为960t÷（1﹣4%）＝1000t。
故选：D。
8．D
【详解】A、在金属表面涂油，即防止金属生锈的方法的原理是将金属与氧气和水隔绝。
B、在金属表面刷漆，即防止金属生锈的方法的原理是将金属与氧气和水隔绝。
C、在金属表面覆盖塑料膜，即防止金属生锈的方法的原理是将金属与氧气和水隔绝。
D、制成合金进行防锈，即防止金属生锈的方法的原理是改变金属的内部结构，制成耐腐蚀的合金。
综上所述，四种防锈方法中，与其它三种方法的原理不同的是制成合金。故选D。
9．C
【详解】A、焦炭用于炼铁是利用了焦炭的还原性，属于化学性质，故选项A错误。
B、稀盐酸可用于洁灵是利用了稀盐酸的酸性，属于化学性质，故选项B错误。
C、干冰用作制冷剂是利用干冰吸热升华，属于物理性质，故选项C正确。
D、紫甘蓝汁液作酸碱指示剂，是利用紫甘蓝汁遇到酸碱显示不同的颜色，属于化学性质，故选项D错误。
故选：C。
【点睛】本题考查了物理性质和化学性质的区分，要记忆有关物质的性质，并能够在比较的基础上进行应用。
10．A
【详解】设该赤铁矿石中氧化铁的质量分数为x，
x=75%。
故选A。
11．(1)C
(2) O2 H2O（两空可互换位置）
(3)用后洗净擦干
【详解】（1）铁在潮湿的空气中易生锈，如图所示，C中的铁钉所处的环境是水和氧气，而A中只有干燥的空气没有水，B中只有水而没有氧气，因此C中铁钉生锈最严重，故填：C；
（2）根据题意可知，常温下，铁锈蚀是铁跟氧气和水反应，故填：；
（3）由铁生锈是与氧气和水反应，因此防止铁制品生锈的最简单易行方法是防止铁制品同时与空气和水接触，故填：用后洗净擦干。
12．(1)排净装置内的空气，防止加热时发生爆炸
(2)
(3)
(4)含碳量不同
【详解】（1）一氧化碳是可燃性气体，实验前，先通入一氧化碳，是其目的是为了排净装置内的空气，防止加热时发生爆炸，故填：排净装置内的空气，防止加热时发生爆炸；
（2）A装置玻璃管中一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为，故填：；
（3）澄清石灰水的主要成分是氢氧化钙，B装置中氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为，故填：；
（4）因为工业炼铁中所用的原料有焦炭等其它固体成分，在反应过程中这些固体会混在生成的铁中，本实验中得到的铁与工业炼铁得到的铁，成分上的区别是含碳量不同，故填：含碳量不同。
13． 塑料(或橡胶)　 钢(或不锈钢) 铁 隔绝空气和水 保持自行车洁净干燥(或其他合理答案) 化学材料的发展，提高了人类的生活质量(或其他合理答案) 化学可以提高人类生存的质量和能美化人类生活等
【详解】(1)塑料和橡胶属于合成材料，钢、不锈钢属于合金材料，钢中含有的金属是铁；(2)车架表面刷油漆能使铁与水和氧气隔绝，自行车被雨淋后及时清洗擦干后涂上油能延长自行车的使用寿命；(3)化学的发展促进了人类社会的进步，提高了人类的生活质量(或其他合理答案)；(4)镜片材料从天然水晶、光学玻璃到光学树脂的变迁，说明化学能美化人类生活/可以提高人类生存的质量。
14．(1) 控制变量法 隔绝氧气
(2)氢氧化钠被耗尽
(3)B
【详解】（1）控制变量法可以通过控制其他因素不变，只改变一个我们想要研究的因素，从而准确地确定这个因素对铁钉锈蚀的影响；要研究水对铁钉锈蚀的影响，就保持氧气等其他条件相同，只改变水这一因素，设置有水分和没有水分的对比实验；同理，要研究氧气的影响，就保持水等其他条件相同，只改变氧气的有无；通过这种方法，可以清晰地得出每个因素对铁钉锈蚀的具体作用，从而更准确地理解铁钉锈蚀的条件和机制；铁钉锈蚀条件实验中采用的实验方法是控制变量法；植物油的作用是隔绝氧气，使铁钉只与水接触；
（2）探究氢氧化钠和稀盐酸能发生反应的思路是：根据酚酞溶液由红色变成无色，说明溶液不显碱性，证明氢氧化钠被耗尽，从而说明氢氧化钠与稀盐酸发生了反应。
（3）加热蒸发食盐水过程中，当蒸发皿中出现大量固体析出时，停止加热，利用余热将其蒸干。
故选B。
15． A 氧气 水 铁被氧化 氧化铁/Fe2O3 疏松多孔的物质 表面涂防锈油、烧涂搪瓷
【分析】根据铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气，水蒸气等发生化学反应的过程。
【详解】（1）试管A中的铁钉同时接触氧气和水，最易生锈；B、C中条件不足，不易生锈。
（2）根据铁制品锈蚀的过程，可知钢铁锈蚀的条件是氧气和水。
（3）铁生锈的实质是铁被氧化，铁锈的主要成分是氧化铁，特点是疏松多孔的物质。
（4）根据铁生锈的条件，可知防止钢铁锈蚀的措施：表面涂防锈油，烧涂搪瓷，制成合金，电镀其他金属等。
16．(1)水是铁生锈的必要条件之一
(2)左边试管中的铁丝生锈，右边试管中的铁丝不生锈
【详解】（1）第一组实验中，左边试管含有水蒸气，左边试管中的铁丝生锈，右边试管中没有水蒸气，右边试管中的铁丝不生锈，则第一组实验得出的结论是水是铁生锈的必要条件之一，故填：水是铁生锈的必要条件之一。
（2）第二组实验中，左边试管中含有氧气，左边试管中的铁丝生锈，右边试管没有氧气，右边试管中的铁丝不生锈，则第二组实验能证明铁生锈需要和氧气接触，故填：左边试管中的铁丝生锈，右边试管中的铁丝不生锈。
17． 延展性 ③ 隔绝水和氧气(合理即可)
【详解】(1)汽车电路中的导线一般为铜芯线，这是利用了金属铜的延展性和导电性；(2) 下列各类汽车在使用时,对空气污染最小的是：①汽油车、柴油车燃烧会产生空气污染物，如一氧化碳、一氧化氮等，错误；新能源纯电动汽车，是比较清洁的能源，正确；(3)汽车表面喷漆，可以延缓汽车的锈蚀，其防锈原理是隔绝氧气和水。
18．(1)3CO+Fe2O32Fe+3CO2
(2) b b处铁钉与水、空气同时充分接触
(3) 加盐酸（或稀硫酸）至不再产生气泡，过滤，洗涤，干燥 有气泡产生，溶液变为浅绿色 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
(4)设生成H2的质量为x，
x=0.4g，
答：生成H2的质量为0.4g。
【详解】（1）工业上用一氧化碳还原氧化铁炼铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（2）图中a、b、c三处锈蚀情况最严重的是b，产生该现象的原因是b处铁与水和氧气充分接触；
（3）铁会与酸反应，而铜不会，可以选用盐酸（或稀硫酸），铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气；现象为有气泡产生，溶液变为浅绿色，步骤为：加盐酸（或稀硫酸）至不再产生气泡，过滤，洗涤，干燥，反应的化学方程式为：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；
（4）见答案。
19．(1) 金的化学性质稳定 隔绝了空气中的氧气和水
(2) 小于
(3)
【详解】（1）①金的化学性质稳定，在自然环境中不易与其他物质发生化学反应，所以历经千年，出土后表面仍金光灿灿；
②“鎏金铁芯铜龙”内芯的铁防锈的原理是在铁上包铜，外层鎏金，隔绝了空气中的氧气和水，从而防止铁生锈；
（2）①根据实际需求，罐盖硬度应大于罐体硬度，从图像分析，铜元素含量越高，硬度越大，因此，生产易拉罐时，罐体中铜元素的含量应小于罐盖中铜元素的含量；
② 要比较铝、铜、锌的金属活动性，可通过“两金夹一盐”或“两盐夹一金”的方法。根据如图实验可判断是“两金夹一盐”，金属是铝和铜，溶液是锌盐[如 或]；
（3）①铝土矿主要成分是三氧化二铝，化学式为；
②生活中最常用的溶剂是水，所以一种气体是水蒸气（）；空气的主要成分是氮气（）和氧气（）；根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，高氯酸铵（NH4ClO4）中含有氮、氢、氯、氧元素，所以还有一种气体单质是氯气(Cl2)。则高氯酸铵分解的化学方程式为:。
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