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第四单元 金属 鲁教版（五四制）(2024)九年级全一册 单元检测
一、单选题（本大题共14小题）
1．中国国家博物馆珍藏着一枚“国玺”,即“中華人民共和國中央人民政府之印”,代表着熠熠生辉的共和国符号。它由铜胎铸字,不易变形。选用这种材料作为印章胎体最大的优点是(　　)
A．硬度较大 B．熔点较高
C．不溶于水 D．形状美观
2．2023年5月28日,国产大型客机C919首次商业载客飞行成功,C919在制造过程中使用了铝锂合金、钛合金、超高强度钢等大量金属材料。下列有关金属材料的说法错误的是(　　)
A．合金中一定只含金属元素
B．金属材料包括纯金属和合金
C．钛合金的硬度比纯钛更大
D．超高强度钢属于一种铁合金
3．CO还原CuO的实验如图所示,有关说法正确的是(　　)
A．玻璃管中粉末由黑变红
B．NaOH溶液的作用是检验CO2
C．可用生石灰吸收尾气
D．结束实验时,先熄灭酒精灯再同时夹紧弹簧夹K1、K2
4．春秋初期,绍兴一带是南方的一个冶铁中心,其炼铁方法是在1 000 ℃左右的温度下,使木炭和铁矿石(主要成分为Fe2O3)发生一系列的反应生成含较多杂质的海绵铁。其中主要化学反应为3CO+Fe2O32Fe+3CO2。下列说法正确的是(　　)
A．海绵铁是一种纯净物
B．Fe2O3中铁元素的化合价为+3
C．上述反应中涉及的氧化物只有2种
D．炼铁过程中,木炭只是作为燃料使用
5．锰(Mn)在钢铁、电池等领域有广泛应用,其金属活动性介于锌和铁之间。以下对金属锰化学性质的预测,不合理的是(　　)
A．能在氧气中燃烧 B．能与氢氧化钠反应
C．能与稀盐酸反应 D．能与硫酸铜反应
6．为证明Fe、Cu、Ag三种金属的活动性强弱,下列实验方案能达到目的的是(　　)
A．将Fe、Cu、Ag分别放入稀盐酸中
B．将Cu分别放入FeCl2、AgNO3溶液中
C．将Cu、Ag分别放入FeSO4溶液中
D．将Fe放入稀盐酸、Cu放入AgNO3溶液中
7．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:YD.Y与H2SO4反应的化学方程式为Y+H2SO4YSO4+H2↑
8．实验室中有一定质量的AgNO3和Mg(NO3)2的混合溶液,现按如图所示进行实验,出现的现象如图所示。
通过分析图中信息进行判断,下列说法中,不合理的是(　　)
A．滤液中一定含有Ag+、Mg2+、Fe2+
B．滤液的颜色为浅绿色
C．滤渣的质量一定大于a g
D．现象X为有大量气泡冒出
9．合金是由金属与其他物质熔合形成的“新型金属”。下列说法正确的是(　　)
A．合金属于纯净物
B．合金中只含金属元素
C．合金的硬度比其组分金属小
D．废旧合金需回收利用
10．中华传统文化蕴含丰富的化学知识。从化学视角对下列俗语、诗词的解释错误的是(　　)
A．曾青得铁则化为铜——用铁置换出铜
B．釜底抽薪——燃烧需要可燃物
C．百炼成钢——降低生铁中碳元素的含量
D．真金不怕火炼——黄金的熔点高
11．小明笔记中有处错误,你认为是图中的(　　)
A．a处 B．b处 C．c处 D．d处
12．下列对实验现象的解释不正确的是(　　)
选项 实验现象 解释
A 将50 mL水和50 mL酒精混合,总体积小于100 mL 分子之间有空隙
B 向锌粒中加入稀硫酸,产生气泡 金属均能与酸反应产生H2
C 将黄铜片和铜片相互刻划,铜片表面有明显划痕 合金的硬度往往比其组分金属大
D 铁丝在空气中不能燃烧,在氧气中可以燃烧 氧气的浓度对物质的燃烧有影响
A．A B．B C．C D．D
13．为验证铁、铜、银的金属活动性顺序,某同学设计了以下四组实验。下列说法错误的是(　　)
A．通过实验①②,能验证金属活动性:Fe>Cu
B．通过实验①②③,能验证金属活动性:Fe>Cu>Ag
C．若实验④中X为Ag,Y为H2SO4,利用①④能验证金属活动性:Fe>(H)>Ag
D．若实验④中X为Cu,Y为AgNO3,利用①②④能验证金属活动性:Fe>Cu>Ag
14．用如图所示装置(夹持装置已略去)和药品进行模拟炼铁实验,测得甲中硬质玻璃管(含药品)在反应前和完全反应后的质量分别为M1和M2。下列有关分析错误的是(　　)
A．装置乙中澄清石灰水会变浑浊
B．装置乙能起到收集适量尾气的作用
C．停止加热后需继续通入CO直至硬质玻璃管冷却
D．制得铁的质量为(M1-M2)
二、多选题（本大题共1小题）
15．向盛有一定质量MgSO4、FeSO4和CuSO4混合溶液的烧杯中,加入锌粉至过量使其充分反应(溶液始终未饱和),烧杯中溶质、溶剂和金属的质量随锌粉的质量变化情况如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．丙代表烧杯中金属质量
B．ab段发生反应:Zn+CuSO4ZnSO4+Cu
C．溶液质量:a>c
D．c点溶液一定是无色的
三、填空题（本大题共2小题）
16．常德滨湖公园的“金刚塔”,俗称“铁树”,始建于北宋建隆年间。湖南省博物馆典藏技术部曾实地考察“金刚塔”的保存状况,专家认为由于常德天气潮湿多雨,加上“金刚塔”主要成分为铁,导致表面局部锈蚀严重,需作保护处理。请回答相应问题。
(1)铁生锈的条件为　　　　,铁锈主要成分为　　　　(填化学式)。
(2)常德“金刚塔”表面局部锈蚀严重,以下合理的除锈措施是　　　　(填序号)。
A．直接喷洒稀盐酸 B．小心打磨生锈处
C．用水清洗
(3)请你写出一种防止铁制品锈蚀的措施:　　　　。
17．室外的铁制栏杆在多雨季节易生锈,小宁对铁生锈的条件进行了探索,实验装置如图。3天后,发现只有装置C 中的铁丝生锈了。
(1)装置 A 中生石灰的作用是　　　　　　　　。
(2)装置B、C中的实验现象说明与　　　　　　　　接触是铁生锈的条件之一。
四、科学探究题（本大题共2小题）
18．金属在生产生活中应用十分广泛。
小东、小营对烧烤时包裹食物的“锡纸”产生了兴趣,查阅资料发现,“锡纸”实际是金属铝箔。他们产生了疑惑:是铝还是锡呢 于是他俩结合常见金属的性质,分工开始了实验探究(实验过程中使用的金属均已打磨过)。
【提出问题】“锡纸”是铝还是锡
【作出假设】(一)是铝(小东探究)(二)是锡(小营探究)。
【实验探究】
(一) (二)
实验操 作及条 件控制 相同体积和浓度的稀盐酸 相同体积和浓度的ZnCl2溶液
实验 现象 (1)　　　　　 ③中发生反应 ④中无明显变化
实验 结论 是铝 不是锡
【反思评价】
(2)小东和小营设计上述实验的理论依据是　　　　　　　。
(3)小营提出:“锡纸”为什么不是镁呢 小东说:根据已有的知识和经验可以直接判断不是镁,因为　　　　　　　　　　　。
19．蒸汽眼罩逐渐走进日常生活,它借助铁生锈产生热量,使材料内部的水分稳定蒸发,利用产生的热度和湿度缓解眼部疲劳。
【实验探究】
(1)探究一:检验蒸汽眼罩内部材料中有铁粉(用化学方法)
选用试剂 预计观察到 的实验现象 涉及的化学 方程式
　　　 　　　　　 　　　　　
(2)探究二:蒸汽眼罩快速发热的原因
铁生锈,是铁与　　　共同作用的结果,但放热缓慢。哪些因素能加快反应速率,使蒸汽眼罩快速发热 某小组同学采用对照实验展开探究,设计实验方案如下。
查阅资料:蒸汽眼罩内部材料有铁粉、活性炭、氯化钠、水等。
药品
方案一 4 g铁粉、2 mL水
方案二 4 g铁粉、2 mL水、2 g氯化钠
方案三 4 g铁粉、2 mL水、2 g活性炭
方案四 4 g铁粉、2 mL水、2 g活性炭、2 g氯化钠
下列方案之间能否形成对照 若能,请指出变量;若不能,请说明理由。
方案二与方案四:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
方案一与方案四:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
使用温度传感器收集数据并生成的图像如图所示。
对比分析图像,你获得的结论是　　　　　　　　　　　　 　。
五、计算题（本大题共1小题）
20．高速钢是制造冰鞋冰刀的重要材料,其性能与含碳量关系密切。为测试冰刀中碳元素的质量分数,现取一定质量的冰刀于烧杯中,分3次每次加入100 g溶质质量分数相同的稀硫酸,实验过程和数据如图所示。请根据相关信息回答下列问题。
(1)推算图中的m为　　　　。
(2)请写出第2次反应后溶液中溶质的化学式:　　　　　　　　。
(3)计算冰刀中碳元素的质量分数(不考虑杂质,结果精确到0.01%)。
参考答案
1．【答案】A　
铜是金属材料,不易变形,其作为印章胎体最大的优点就是硬度大,A正确。
2．【答案】A　
合金是在某种金属中加热熔合其他金属或非金属后形成的、具有金属特性的物质,因此合金中可以含有非金属元素,A错误。
3．【答案】A　
一氧化碳具有还原性,能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,故实验进行一段时间后,玻璃管中粉末由黑变红,A正确;一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,二氧化碳能与氢氧化钠发生反应,但该反应生成碳酸钠和水,没有明显现象,无法检验二氧化碳,B错误;尾气是未反应的一氧化碳,一氧化碳不与生石灰反应,无法起到吸收尾气的作用,C错误;结束实验时,应先夹紧弹簧夹K1、K2再熄灭酒精灯,可以防止空气进入装置氧化炽热的铜,还可以防止因温度下降,玻璃管中压强降低,将氢氧化钠溶液倒吸进入试管,D错误。
4．【答案】B　
A 生成的海绵铁中含有多种物质,属于混合物,A错误
B 在化合物中,各元素正、负化合价的代数和为零,Fe2O3中,氧元素显-2价,则铁元素的化合价是+3,B正确
C 题述反应中涉及的氧化物有一氧化碳、氧化铁和二氧化碳三种,C错误
D 木炭不完全燃烧可以生成反应物一氧化碳,一氧化碳作为还原剂,故木炭不只是作为燃料使用,D错误
5．【答案】B　
锰的金属活动性介于锌和铁之间,铁和锌能在氧气中燃烧,则锰也能在氧气中燃烧,A正确;锰不能与氢氧化钠反应,B错误;锰的金属活动性介于锌和铁之间,即排在氢的前面,能与稀盐酸反应,C正确;锰的金属活动性介于锌和铁之间,则金属活动性排在铜的前面,能与硫酸铜溶液反应,D正确。
6．【答案】B　
A 将Fe、Cu、Ag分别放入稀盐酸中,铁能与稀盐酸反应生成氢气,Cu、Ag与稀盐酸均不反应,无法确定银和铜的金属活动性强弱,A错误
B 将Cu分别放入FeCl2、AgNO3溶液中,铜不与FeCl2反应,说明金属活动性:铁>铜;铜与AgNO3反应置换出银,说明金属活动性:铜>银;由此可得出三种金属活动性:铁>铜>银,B正确
C 将Cu、Ag分别放入FeSO4溶液中,均不反应,说明金属活动性:铁>铜、铁>银,无法确定银和铜的金属活动性强弱,C错误
D 将Fe放入稀盐酸中,能反应生成氢气,说明在金属活动性顺序中铁的位置排在氢的前面;Cu放入AgNO3溶液中,铜能将银置换出来,说明金属活动性:铜>银;无法确定铁和铜的金属活动性强弱,D错误
7．【答案】D　
X与稀硫酸不发生反应,说明在金属活动性顺序中,X排在氢的后面,Z与稀硫酸完全反应所需时间短,说明金属活动性Z比Y强,则X、Y、Z的金属活动性顺序为Z>Y>X,A错误;Y、Z在生成物中均显+2价,最终Y产生的氢气比Z多,则相对原子质量:YZ,C错误;Y在生成物中显+2价,Y与H2SO4反应的化学方程式为Y+H2SO4YSO4+H2↑,D正确。
8．【答案】D
铁的金属活动性比银强,比镁弱,向一定质量的AgNO3和Mg(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,铁不能与Mg(NO3)2反应,铁能与AgNO3反应生成硝酸亚铁和银。由题图可知,向滤液中滴加稀盐酸会产生白色沉淀,可知滤液中含有硝酸银,说明硝酸银有剩余,则滤渣中只含有银,滤液中含有硝酸银、硝酸镁、硝酸亚铁,故滤液中一定含有Ag+、Mg2+、Fe2+,A合理;滤液中含有硝酸银、硝酸镁、硝酸亚铁,滤液的颜色为浅绿色,B合理;根据化学方程式,每56份质量的铁可置换出216份质量的银,则滤渣的质量一定大于a g,C合理;滤渣中只含有银,银不与酸反应,滴加稀盐酸,无明显现象,D不合理。
9．【答案】D　
合金中至少含有一种金属，也可能含有非金属，属于混合物，A、B错误；合金的硬度比其组分金属大，C错误；废旧合金回收利用，既可防止污染，又节约资源，D正确。故选D。
10．【答案】D
“曾青得铁则化为铜”是指用铁置换出铜盐中的铜,A正确;“釜底抽薪”是指将木柴抽走,火就会熄灭,说明燃烧需要可燃物,B正确;炼铁过程中,碳和氧气反应生成二氧化碳,高温炼制生铁能降低生铁中碳元素的含量,将生铁炼制成钢,C正确;“真金不怕火炼”是指金的化学性质非常稳定,高温下金也不与氧气反应,D错误。
11．【答案】B
赤铁矿的主要成分是氧化铁,A正确;一氧化碳夺走了氧化铁中的氧,发生了氧化反应,体现的是一氧化碳的还原性,B错误;该反应的条件是高温,C正确;该反应的反应物均为化合物,不属于置换反应,D正确。
12．【答案】B
A 将50 mL水和50 mL酒精混合,总体积小于100 mL,是因为分子之间有间隔,A正确
B 向锌粒中加入稀硫酸,产生气泡,是因为活泼金属能与酸反应产生H2,而不是金属均能与酸反应产生H2,B错误
C 将黄铜片和铜片相互刻划,铜片表面有明显划痕,是因为合金的硬度往往比其组分金属的硬度大,C正确
D 铁丝在空气中不能燃烧,在氧气中可以燃烧,说明氧气的浓度对物质的燃烧有影响,D正确
13．【答案】B　
①中产生气泡,说明在金属活动性顺序中,铁排在氢前面,②中铜不与稀硫酸反应,说明在金属活动性顺序中,铜排在氢后面,能验证金属活动性:Fe>Cu,A正确;①②能验证金属活动性:Fe>Cu,③中铁表面析出银白色固体,说明铁比银活泼,不能比较铜和银的金属活动性强弱,B错误;若X是银,Y是H2SO4,银不和稀硫酸反应,Fe可以与稀硫酸反应,说明铁比银活泼,C正确;若X是铜,则Y是硝酸银,铜表面析出银白色固体,说明铜比银活泼,①②能验证金属活动性:Fe>Cu,①②④能验证金属活动性:Fe>Cu>Ag,D正确。
【方法点拨】依据前置换后的原则,先将前三支试管中的金属活动性排序,然后对照选项分析判断。
14．【答案】D　
一氧化碳具有还原性,能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,A正确;一氧化碳不与澄清石灰水反应,会聚集在装置乙上部将澄清石灰水压入烧杯中,故装置乙能起到收集适量尾气的作用,B正确;停止加热后需继续通入CO直至硬质玻璃管冷却,以防生成的铁在高温下再次被氧化,C正确;一氧化碳具有还原性,能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,(M1-M2)为氧化铁中氧元素的质量,不是制得的铁的质量,D错误。
15．【答案】AB　
由金属活动性:Mg>Zn>Fe>Cu可知,向盛有一定质量MgSO4、FeSO4和CuSO4混合溶液的烧杯中,加入锌粉至过量,锌先与CuSO4反应,CuSO4完全反应后,锌再与FeSO4反应,锌不与MgSO4反应。反应前,烧杯中没有金属,丙代表烧杯中金属质量,A正确;锌先与CuSO4反应,则ab段发生反应的化学方程式为Zn+CuSO4Cu+ZnSO4,B正确;由化学方程式可知,每65份质量的锌可置换出64份质量的铜,溶液的质量会增加,由化学方程式可知,每65份质量的锌可置换出56份质量的铁,溶液的质量会增加,且第二个过程溶液质量增加的比第一个过程多,溶液质量:a16．【答案】(1)与水和氧气同时接触　Fe2O3　(2)B　(3)置于干燥环境(合理即可)
(1)铁生锈的条件为与水和氧气同时接触,铁锈主要成分为Fe2O3。(2)直接喷洒稀盐酸,稀盐酸也能和铁反应生成氯化亚铁和氢气,使铁锈蚀更快,A不正确。小心打磨生锈处,能使铁生锈速率减慢,B正确。用水清洗,会使金属与水充分接触,更容易生锈,C不正确。(3)防止铁制品锈蚀的措施有置于干燥环境、刷漆、涂油等。
17．【答案】(1)吸收瓶内空气中的水分　(2)空气
(1)装置A、C变量是水分,两装置对照探究的是铁生锈与水分的关系,所以装置A中生石灰的作用是吸收瓶内空气中的水分;(2)装置B、C变量是有无空气,两装置对照探究的是铁生锈与空气的关系。
18．【答案】(1)①中产生气泡比②中快　(2)金属活动性顺序　(3)点燃时,镁能够在空气中燃烧,而“锡纸”不燃烧
(1)铝的金属活动性强于锡,故铝与相同体积和浓度的稀盐酸反应更剧烈;锡的金属活动性弱于锌,不能与氯化锌反应,根据③中发生反应判断锡纸片不是锡。(2)小东和小营设计题述实验的理论依据是金属活动性顺序。(3)点燃时,镁能够在空气中燃烧,“锡纸”不燃烧,故可直接判断锡纸不是镁。
19．【答案】(1)稀硫酸(合理即可)　有气泡产生,溶液变为浅绿色(与前面对应即可)　Fe+H2SO4FeSO4+H2↑(与前面对应即可)　(2)水和氧气　能形成对照,变量是活性炭　不能形成对照,变量不唯一　活性炭和氯化钠共同作用能使蒸汽眼罩快速发热(合理即可)
(1)铁能与稀硫酸等酸反应生成亚铁盐和氢气,故用化学方法检验铁粉,可以选用的试剂是稀硫酸或盐酸等,将蒸汽眼罩内部材料加入稀硫酸中,预计观察到的实验现象是有气泡产生,溶液变为浅绿色;铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,据此书写化学方程式。(2)方案二与方案四的唯一变量为是否有2 g活性炭,可形成对照实验;方案一与方案四有两个变量,变量不唯一,不能形成对照实验。由温度变化图像可知,方案四有明显发热过程,方案四与方案二和方案三对照可知,快速发热与氯化钠和活性类有关,即活性炭和氯化钠共同作用可以使蒸汽眼罩快速发热。
20．【答案】(1)319.4 g　(2)H2SO4、FeSO4　(3)生成氢气的总质量为120 g+100 g+100 g-319.4 g=0.6 g。
解:设冰刀中含有铁的质量为x。
Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
56 2
x 0.6 g
=
x=16.8 g
则冰刀中碳元素的质量分数为×100%≈1.18%。
答:冰刀中碳元素的质量分数为1.18%。
高速钢是铁的合金,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气。(1)第一次加入100 g稀硫酸后,反应物总质量减少100 g+120.0 g-219.6 g=0.4 g,第三次加入100 g稀硫酸后,整个过程中反应物总质量减少120.0 g+100 g×3-419.4 g=0.6 g,由此可知,第2次加稀硫酸后,铁完全反应,稀硫酸有剩余,第二次生成氢气的质量为0.6 g-0.4 g=0.2 g,则第二次加入稀硫酸后质量为219.6 g+100 g-0.2 g=319.4 g,故m为319.4 g。(2)由上述分析可知,第2次反应后稀硫酸有剩余,则溶液中溶质是H2SO4和FeSO4。

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