资源简介

第18讲金属
一、选择题：本大题共15小题，共60分。
1.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
2.一般地说，金属越活泼，冶炼越困难，人类使用该金属的时间就越迟。如图所示为铁、铜、钠、锌四种金属的最早冶炼历史年代，则甲代表的金属是（）
A. 铁 B. 铜 C. 钠 D. 锌
3.《宋会要辑稿》记载：“浸铜之法，先取生铁打成薄片，……浸渍数日，铁片为胆水（硫酸铜溶液）所薄，上生赤煤，取出刮洗……入炉烹炼，……方成铜。”下列理解错误的是（）
A. “打成薄片”增大了反应的接触面积 B. “铁片为胆水所薄”发生了置换反应
C. “上生赤煤”指铁片上生成了红色的煤 D. “浸铜之法”可知铁的金属活动性比铜强
4.小科为验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序，设计了下列四种方案，其中合理的是（）
A. B.
C. D.
5.向质量均为M的锌粉和铁粉中分别滴加50g相同浓度的稀硫酸，反应过程中产生氢气的质量与所加稀硫酸的质量关系如图所示。若锌粉和稀硫酸反应后的溶液质量为m1，铁粉和稀硫酸反应后的溶液质量为m2。则（ ）
A. m1＞m2 B. m1＝m2 C. m1＜m2 D. 无法确定
6.在利用黄铜(一种合金)制作机器零件的过程中会产生黄铜屑，经测定黄铜屑主要含Zn、ZnO、Cu和CuO。下列分析错误的是( )
A. 将黄铜屑加入足量稀硫酸中，会有气泡产生
B. 将黄铜屑加入足量稀硫酸中，黄铜屑会全部溶解
C. 根据黄铜屑的成分，可确定黄铜中含有锌和铜两种金属
D. 可用加入稀硫酸的方法区分黄铜和黄金
7.用如图所示装置进行实验，倾斜Y形管，锌粒与硫酸铜溶液接触，表面有气泡产生并析出红色物质，溶液颜色变浅，经检测产生的气体为氢气。下列说法正确的是（）
A. 锌粒参加的反应均为置换反应
B. 硫酸铜溶液所含阳离子只有Cu2+
C. 可推知金属活动性顺序：铜＞锌
D. 若用银片代替锌粒，可观察到相似实验现象
8.如图是某同学探究铜生锈条件的实验，下列说法错误的是（）
A. 实验较长时间后，①中铜最先生锈 B. ②③试管对比可得出铜生锈需要水
C. ①③试管对比可得出铜生锈需要二氧化碳 D. ②③试管中铜丝质量不变
9.下面是铁的冶炼和铁制品循环利用的示意图，下列说法错误的是( )
A. 铁矿石冶炼成铁的主要原理是在高温下用还原剂从铁矿石里把铁还原出来
B. 生铁是由铁和碳等元素形成的合金，在物质分类中属于化合物
C. 铁制品废弃后易与周围环境中的水、空气等物质作用而锈蚀
D. 废旧金属铁循环利用可节约资源、减少对环境的污染
10.铁及其化合物用途广泛。部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断合理的是（）
A. 铁锈的主要成分是b B. a在氧气中燃烧可得到e
C. a与稀硫酸发生反应可制得d D. 高温条件下，用CO还原e可得到a
11.向装有一定量硝酸铜和硝酸银混合溶液的试管中，缓慢加入细铁粉，充分反应。下列关于试管中物质的变化关系图错误的是（）
A. B. C. D.
12.如图为CO还原CuO “微型”实验装置(夹持仪器等略)，已知：HCOOHH2O＋CO↑，下列说法错误的是()
A. 实验中所需CO可现制现用
B. 此装置可节约药品，污染小，现象明显
C. 此装置内空间较小，空气易排空，实验危险系数小
D. 玻璃管中的现象是红色固体变黑
13.向一定质量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入a克锌粉和铁粉的混合物，充分反应后过滤，得到不饱和的滤液和滤渣，将滤渣洗涤、干燥后再称量，得到的固体质量仍为a克。下列分析合理的是 （ ）①滤渣中可能有铜 ②向滤渣中加稀盐酸，可能有气泡产生 ③滤液中一定有Mg(NO3)2、Zn(NO3)2和Fe(NO3)2，可能有Cu(NO3)2 ④若忽略过滤操作中溶液损失，滤液中溶质的质量一定大于原混合溶液溶质的质量
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ②④
14.现有质量相等的X、Y、Z三种金属，分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀硫酸中，X不发生反应，Y、Z在生成物中均显+2价，Y、Z反应生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示，则下列说法正确的是（）
A. X、Y、Z的金属活动性顺序为：Y＞Z＞X
B. 相对原子质量：Y＞Z
C. 完全反应生成氢气的质量：Y＜Z
D. Y与H2SO4反应的化学方程式为：Y+H2SO4＝YSO4+H2↑
15.向含有AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液的烧杯中加入铁粉，烧杯中固体质量随加入铁粉质量 m的变化如图所示。下列判断正确的是()
A. 加入铁粉的质量为a时表示Cu(NO3)2恰好反应完全
B. 加入铁粉的质量为0C. 加入铁粉的质量为aD. 加入铁粉的质量为c时，取烧杯中的固体加入稀盐酸，有气泡产生
二、填空题：本大题共9小题，共54分。
16.金属材料的应用推动了社会的发展。新型材料的研制，已成为现代高新技术的重要物质基础。
（1）目前常用的1元硬币为钢芯镀镍合金，属于 （选填“金属”或“合金”）材料。
（2）镁和铝可熔炼成Mg17Al12镁合金，熔炼过程只能在真空中，不能在空气中进行的原因是 （写一个化学方程式即可）。
17.如图装置中“暖宝宝贴”（主要成分为铁粉、木炭和食盐），铁粉锈蚀消耗的水忽略不计，玻璃瓶容积为220 mL，实验结束后玻璃瓶中水的总体积为58 mL。
（1）铁粉生锈实际上是铁与___________共同作用的结果。
（2）反应后水进入玻璃瓶的原因是______________________________________________________________________________。
（3）实验测得空气中氧气的体积分数为___________。
18.《梦溪笔谈》中“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干”“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”记录了古代铁器生产、使用的情形。回答下列问题：
（1）炼铁的原理是利用CO与Fe2O3的反应。Fe2O3中Fe的化合价为 。
（2）“剂钢”指的是合金钢，钢的硬度比纯铁的 （选填“大”或“小”）。每年有大量的钢铁被锈蚀，请提出一条钢铁防锈的措施： 。
（3）人类对铁的利用比铜晚了1500多年，这是因为铁的金属活动性比铜的 （选填“强”或“弱”）。已知胆矾溶于水得到硫酸铜溶液，请用化学方程式解释“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”的原因： 。
19.如图所示为U盘的外观和内部结构示意图，请据此回答以下问题。
（1）图中含有的金属材料是 （填1种）。
（2）制作保护套的材料，铝合金替代铁的主要优点是 。
（3）铜箔即很薄的铜片。将铜加工成铜箔是利用了铜的 这一物理性质。
（4）闪存芯片通常用99％以上纯度的Si单质做原料。工业上利用碳与SiO2反应得到粗硅，然后在粗硅中通入Cl2得到SiCl4，再将SiCl4与氢在高温条件下反应得到高纯硅和一种化合物。据此可知，SiCl4与氢在高温条件下反应的化学方程式为 。
20.A、B、C、D为金属活动顺序表中常见的四种金属。已知：①A＋BSO4＝ASO4＋B ②C＋H2SO4＝CSO4＋H2↑ ③B＋2DNO3＝B(NO3)2＋2D
请完成下列填空：
（1）金属C在金属活动顺序表中排在氢 （选填“前面”或“后面”）。
（2）根据上述反应能判断出其中三种金属的活动性，其金属活动性由强到弱的顺序是 （用字母填写）。
（3）若A、B、C、D分别为锌、铁、铜、银中的一种，反应③的化学方程式为 。
21.金属及金属材料在生产、生活中应用广泛。
（1）铝具有很好的抗腐蚀性，是因为其表面生成一层致密的薄膜，该薄膜是_______（填化学式）。
（2）向一定质量的氧化铜中加入一定量稀硫酸使其完全溶解，得到蓝色溶液。再加入铁粉充分反应，过滤，得到滤渣和滤液。向滤渣中加入稀硫酸，有气泡冒出，则滤液中的溶质是_______（填化学式）。
（3）早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。炼铁原理是利用一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应，该反应的化学方程式为__________________。现将某铁合金（只含铁和碳）8.7 g放入盛有100 g稀盐酸的烧杯中，恰好完全反应，得到108.1 g溶液，则该样品中碳的质量分数为__________（结果精确到0.1%）。
22.某混合气体X由CO2、CO、H2O(水蒸气)、H2中的两种或两种以上组成，X气体依次通过如图1装置(假定每步反应均完全)，现象分别为A中溶液变浑浊；B中固体变为红色；C中粉末变为蓝色；D中溶液变浑浊。
回答下列问题。
(1)该实验能得出CO气体一定存在的证据是 。
(2)只要在图1中加装一个图2装置，就能确定原混合气体X中是否含有H2。
①写出图2装置中试剂的名称： 。
②该装置连接在图1中 (用字母表示)两个装置之间。
23.某同学用足量的金属镁与7.3克5%的稀盐酸反应，测量产生氢气的体积。
（1）已知氢气的密度比空气小，难溶于水。应选择图甲中的___________装置进行制取和收集。
（2）图乙为检查发生装置气密性的操作，当观察到水中的导管口有___________________________________，则表示该装置气密性良好。
（3）已知氢气的密度为0.09克/升，请计算能收集到多少升氢气。（计算结果精确到小数点后两位）__（解答过程在下方作答区完成）
（4）反应结束后，发现实际收集到的气体体积比计算值要大，请分析可能原因（写出两点）：______________________________________________________________________________。
24.某研究小组利用如图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略)。
信息1：难溶的碳酸盐受热易分解为氧化物和二氧化碳。
信息2：二氧化碳能与锌反应生成一氧化碳。
信息3：酒精灯的加热温度为400～500 ℃，酒精喷灯的火焰温度可达1 000 ℃。
(1)装置C的作用是 ，从实验安全或环保角度考虑，上述实验装置可采取的改进措施是 。
(2)若装置D硬质玻璃管中氧化铁全部还原成铁，冷却后称量铁的质量比反应前氧化铁的质量减少了2.4克，则加入D管中氧化铁的质量是 克。
(3)将研究小组分为两组，按如图装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热，反应产物均为黑色粉末(纯净物)。两组分别用产物进行以下实验：
步骤 操作 甲组现象 乙组现象
1 取黑色粉末加入稀盐酸 溶解，无气泡 溶解，有气泡
2 取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液 变红 无现象
则乙组装置D中反应的化学方程式是 。
三、实验探究题：本大题共2小题，共16分。
25.学习小组在实验室设计并进行如图所示实验（实验中所用金属均已用砂纸打磨）探究铜、锌、银三种金属活动性顺序。
（1）同学们观察到实验Ⅰ中只有锌片表面有气泡产生；实验Ⅱ中铜片表面有银白色固体生成，溶液由无色变成蓝色，则可得出三种金属活动性由强到弱的顺序是 。
（2）某同学又取了金属M放入试管中，滴加稀硫酸，发现有气泡产生，则金属M的活动性比铜 （选填“强”或“弱”）。
（3）同学们用不同形状的锌（质量相同）和相同溶质质量分数的稀硫酸在室温下进行实验，发现产生相同氢气的体积时，锌片所用的时间比锌粒短，则说明在其他条件相同时，锌与稀硫酸接触面积越 ，反应速率越快。
26.金属材料长期置于空气中会产生锈蚀现象，以致强度降低不能继续使用。小科同学利用家中的物品来探究金属材料的锈蚀速度。
【实验器材】刷锅用的钢丝绒、钢制曲别针、细铜丝、水、塑料杯
【实验步骤】
（1）将金属物品分别放入塑料杯，并注水到杯子的一半。
（2）隔24h后，取出水中的物品，观察记录下情况，放回原来各自的塑料杯中。
（3）重复3次步骤2，直到过了5天。记录下观察的情况，然后分析金属的锈蚀速度。
【实验结果】请预测实验结果并说出理由。实验结果为 ，理由是 。
【实验评价】
①请评价小科实验方案的优、缺点（各写一条）： 。
②铝的金属活动性比铁强，但大多数饮料用铝罐包装而非钢罐的原因是 。
四、分析计算题：本大题共2小题，共16分。
27.金属与酸反应会放出热量。为深入研究金属和酸反应的特点，小明用如图甲所示装置进行实验：在烧瓶中加入0.48g镁和足量的溶质质量分数为14.6％的稀盐酸，塞紧瓶塞，利用传感器记录160s内瓶内气压变化。用等质量的铁和锌重复上述实验，得到相关曲线如图乙所示。
（1）图乙中，能支持锌比铁活动性强的证据是________________________________。
（2）实验中，若0.48g镁完全反应，至少需要稀盐酸多少克？（镁与盐酸反应的化学方程式：Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑）
（3）解释镁与稀盐酸反应，0～80s瓶内气压发生如图乙所示变化的原因：______________________________________________________________________________。
28.如图甲所示为实验室废液处理器，如图乙所示为工作过程示意图。该处理器主要用于酸或碱废液的处理，通过加入适量的酸液或碱液处理废液，利用酸度计检测废液pH值为7时再排放废液。
（1）图甲中搅拌器的作用是________________________。
（2）如表是配制碱液的部分说明书，请补充表中数据。
溶液名称 配制溶液浓度 配制方法
氢氧化钠溶液 10％ 向烧杯中加入50g氢氧化钠固体，再加水________g，搅拌溶解。
（3）如图丙所示，某班级同学在实验室完成探究金属活动性实验后，将废液集中倒入反应槽检测pH，处理后，废液进入过滤槽过滤，则过滤槽的滤渣中一定存在的金属固体有________。
（4）实验室处理含有稀盐酸的废液时，已知与稀盐酸反应时，恰好消耗了40g溶质质量分数为10％的氢氧化钠溶液，请计算该废液中稀盐酸溶质的质量。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】略
2.【答案】B
【解析】略
3.【答案】C
【解析】略
4.【答案】D
【解析】略
5.【答案】A
【解析】略
6.【答案】B
【解析】略
7.【答案】A
【解析】略
8.【答案】B
【解析】略
9.【答案】B
【解析】略
10.【答案】D
【解析】略
11.【答案】D
【解析】略
12.【答案】D
【解析】略
13.【答案】C
【解析】略
14.【答案】D
【解析】略
15.【答案】D
【解析】略
16.【答案】合金
2Mg＋O2＝2MgO（或4Al＋3O2＝2Al2O3）
【解析】略
17.【答案】（1）氧气、水 （2）铁生锈消耗瓶内氧气，使容器内外产生压强差 （3）19%
【解析】略
18.【答案】 ＋3
大
表面刷漆、涂油；保持表面干燥（合理即可）
强
CuSO4＋Fe＝FeSO4＋Cu
【解析】略
19.【答案】铝合金（或铜）
质量轻或耐腐蚀等
延展性
【解析】略
20.【答案】前面
A＞B＞D
Cu＋2AgNO3＝Cu(NO3)2＋2Ag
【解析】略
21.【答案】（1）Al2O3 （2）FeSO4 （3）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 3.4%
【解析】略
22.【答案】澄清石灰水变浑浊； 浓硫酸 A和B
【解析】略
23.【答案】（1）B和D （2）气泡，松手后导管口有一段水柱 （3）盐酸中溶质氯化氢的质量：7.3克×5%＝0.365克 设生成氢气的质量为m。
Mg+2HCl＝MgCl2+H2↑
73 2
0.365克 m
，m＝0.01克
（4）反应放热使反应容器内的气体受热膨胀、镁与水发生反应产生气体（合理均可）
【解析】略
24.【答案】（1）吸收多余的二氧化碳；进行尾气处理
（2）8
（3）3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
【解析】略
25.【答案】锌、铜、银
强
大
【解析】略
26.【答案】【实验结果】钢丝绒锈蚀速度最快，曲别针稍慢，细铜丝最慢钢丝绒与空气的接触面积比曲别针大，因此锈蚀速度更快些，细铜丝中的铜化学性质最不活泼，因此锈蚀速度最慢【实验评价】
优点：实验物品和器材易得
缺点：没有控制金属材料的表面积相同（合理即可）
金属铝会在表面形成一层致密的氧化膜阻止内部的铝继续锈蚀
【解析】略
27.【答案】（1）从反应开始相同一段时间内锌与盐酸反应时增大的气压比铁大
（2）设需要盐酸溶质的质量为x，
Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑
24 73
0.48g x
，解得 x＝1.46g，
稀盐酸溶液质量。
即至少需要加入稀盐酸的质量为10g。
（3）0～40s，镁与稀盐酸反应生成氢气并放出大量的热，气压快速增大；40～80s，温度降低，气压下降
【解析】略
28.【答案】（1）使酸液和碱液反应更加充分（ 2）450 （3）Cu
（4）与稀盐酸反应恰好消耗了40g溶质质量分数为10％的氢氧化钠溶液，即参加反应的氢氧化钠的质量为40g×10％＝4g，
设该废液中稀盐酸溶质的质量为x，
HCl＋NaOH＝NaCl＋H2O
36.5 40
x 4g
， x＝3.65g，
则该废液中稀盐酸溶质的质量为3.65g。
【解析】略

展开更多......

收起↑