第五章 金属的冶炼与利用
章节测试
一、单选题
1．下列与铁有关的说法正确的是。
A．生铁和钢都是铁的合金
B．炼铁是把单质铁变成氧化铁的过程
C．铁制污水管道可常用废酸液冲洗
D．被腐蚀的铁制品属于不可回收垃圾
2．某些食品包装袋内有一小包物质，用来吸收氧气和水分，以防止食品腐败，常称“双吸粉”。下列物质属于“双吸粉”的是
A．活性炭粉 B．铁粉 C．生石灰 D．氯化钙
3．下列说法不符合事实的是
A．钢铁生锈是缓慢氧化 B．铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁
C．铁锈的主要成分是四氧化三铁 D．及时擦干被雨水淋湿的自行车可防锈
4．菜刀在生活中有重要应用。下列情况中，菜刀腐蚀由快到慢的是：①切青菜后用清水冲洗；②切湿咸菜后未清洗； ③切肥猪肉后放置。
A．①③② B．③①② C．③②① D．②①③
5．下列说法中错误的是
A．地壳中的铁都以化合物形式存在
B．生铁和钢都不能完全溶解在盐酸中
C．锯条上的烤蓝是一层致密的氧化膜
D．钢是由生铁炼制而成的，因而钢不会生锈
6．将质量相等的甲乙两种金属分别与足量的稀硫酸反应，产生氢气的质量与反应时间的关系如图。关于甲乙两种金属判断合理的是
A． B． C． D．
7．下列基本类型的反应中，一定有单质生成的是
A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应
8．食品包装袋中经常使用到铝箔，铝能制成铝箔是因为铝具有良好的
A．导电性 B．抗腐蚀性 C．导热性 D．延展性
9．下列关于铁的做法或说法错误的是
A．用铁桶盛放硫酸铜溶液
B．铁钉在潮湿的空气中易生锈
C．铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气
D．炼铁高炉内一氧化碳夺取氧化铁中的氧而生成了铁
10．下列关于合金的说法正确的是
A．合金不属于金属材料
B．合金的硬度一般比各成分金属大
C．合金属于金属单质
D．多数合金的熔点高于组成它的成分金属
11．学习金属单元后，我们知道Zn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序为：Zn>Fe>Cu。为验证这一结论，下面实验设计合理的是
A．将Zn、Cu两金属片分别放入稀盐酸中
B．将Fe、Cu两金属片分别放入稀盐酸中
C．将Zn、Fe两金属片分别放入CuCl2溶液中
D．将Zn、Cu两金属片分别放入FeCl2溶液中
12．某合金6 g与足量的稀硫酸充分反应后，如果生成0.2 g氢气，该合金中的元素组成可能是
A．Zn和Cu B．Cu和Au C．Zn和Fe D．Mg和Al
二、填空题
13．金属材料与人类的生产和生活密切相关。
（1）下列用品中，主要利用金属导电性的是________ （填字母代号）。
A．铂金饰品 B．铁锅 C．铝导线
（2）人类向自然界提取量最大的金属时铁，高炉炼铁的原料是铁矿石、空气、石灰石和________ 。
（3）铝的活动性比铁强，但在生活中常在铁的表面涂上铝粉。其原因是________。
（4）金属钴（Co）与铁具有相似的化学性质。CoCl2固体是蓝色的，CoCl2溶液是粉红色的。现将金属钴投入稀盐酸中，发生反应的化学方程式为Co+2HCl═CoCl2+H2↑，该反应的实验现象为________。
14．人类的生产和生活都离不开金属．
（1）金属以矿物形式存在，下列矿石的主要成分属于氧化物的是________ （填化学式）．
（2）铁是应用最广泛的金属。
①工业常用赤铁矿和一氧化碳在高温条件下炼铁，该反应的化学方程式为________ ；
②使用过的菜刀、铁锅等铁制品，清洗后需要及时擦干放置，可以减少_________对铁锈蚀的影响。
15．实验室模拟炼铁的实验装置如图所示。
试回答下列问题：
（1）写出有标号仪器的名称：a ______ ，b _____ 。
（2）实验中看到的实验现象为：玻璃管中的粉末 _______ ，试管里的澄清石灰水 ___________ 。
（3）玻璃管中反应的化学方程式为 _____________________ 。
（4）加热氧化铁之前，先通一会儿一氧化碳的作用是 ____________ 。
（5）该实验设计装置C的目的是 ______________ 。
三、实验题
16．大多数金属材料在空气中都会生锈．铜锈的主要成分是铜绿[Cu2（OH）2 CO3]。某同学利用如图所示的实验一进行实验，研究铜在空气中生锈的条件。一个月后该 同学发现B装置中的铜丝生锈了，而A、C装置中的铜丝无明显变化。
试回答下列问题：
（1）该同学得出结论说：“铜生锈的原因是铜与空气中的氧气和水相互作用。”该同学得出的结论正确吗？_______，你认为影响铜生锈的因素还可能有____________。
（2）为了验证你的判断，现给你提供如图实验二所示的装置，从左到右每个仪器所盛 放的试剂依次为____________、__________和___________。（提示：E是干燥管）
（3）D、E中所加试剂的目的分别是________________________________。
参考答案
一、单选题
1．【答案】A
【详解】
A.生铁和钢都是由铁和碳等形成的合金，它们的区别在于碳的含量不同，生铁的含碳量高，选项正确；
B.炼铁的原料主要是铁矿石、焦炭和石灰石，炼铁的设备是高炉，炼铁的过程是在高温下，利用高炉内产生的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来，炼铁的产品是生铁，炼铁的主要反应是 ，选项错误；
C.铁能与酸发生化学反应而被酸腐蚀，所以不能用废酸液冲洗，选项错误；
D.回收废旧金属，包括被腐蚀的金属，有重要意义，可以节约金属资源，减少环境污染，选项错误。
故选A。
2．【答案】B
【分析】
可作用“双吸剂”的物质必须具备：常温下能与空气中氧气、水分发生化学反应，反应的产物又易吸水。
【详解】
A.活性炭粉常温下不与氧气、水分反应，不能用作“双吸剂”，故A不正确；
B.铁粉能和水、氧气反应生成铁锈，铁锈很疏松，易吸水，可以用作“双吸剂”，故B正确；
C.生石灰只能吸收水分，不能与氧气反应，不能用作“双吸剂”，故C不正确；
D.氯化钙具有吸水性，但不与氧气反应，不能用作“双吸剂”，故D不正确。故选B。
【点睛】
铁和水和氧气生成氧化铁，氧化钙和水反应生成氢氧化钙。
3．【答案】C
【分析】
根据已有的金属的性质以及物质的成分和防锈的方法进行分析解答即可。
【详解】
A.钢铁生锈是缓慢氧化的过程，故正确，不符合题意；
B.铁在氧气中燃烧生成的是四氧化三铁，故正确，不符合题意；
C.铁锈的主要成分是氧化铁，不是四氧化三铁，故错误，符合题意；
D.及时擦干被雨水淋湿的自行车可防止自行车生锈，故正确，不符合题意。故选：C。
【点睛】
本题考查的是金属材料的知识，掌握铁锈的成分和防锈的措施等是正确解答本题的关键。
4．【答案】D
【分析】
钢铁生锈的条件是钢铁与氧气和水同时接触．酸性溶液、碱性溶液、盐溶液能促进金属生锈。
【详解】
菜刀与盐溶液接触时更容易生锈，切湿咸菜后未清洗的菜刀更容易生锈；切青菜后用清水冲洗的菜刀容易生锈；切肥猪肉后的菜刀，表面有油，导致刀与水和氧气隔绝，不容易生锈。
故选D。
5．【答案】D
【详解】
A.因为铁的化学性质比较活泼，地壳中的铁都以化合物形式存在，说法正确；
B.生铁和钢都含有碳，不能完全溶解在盐酸中，说法正确；
C.锯条上的烤蓝是一层致密的氧化膜，从而对锯条起到保护作用，说法正确；
D.虽然钢是由生铁炼制而成的，但是钢也会生锈，说法错误。
故选D。
6．【答案】B
【分析】
将质量相等的甲乙两种金属分别与足量的稀硫酸反应，金属（化合价相等）全部反应，生成氢气的质量是相对原子质量越小，生成氢气的质量越大；在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，反应完所需时间越少。
【详解】
观察图像可知，甲生成氢气的质量比乙多，甲的相对原子质量比乙的小，甲反应完所用的时间比乙长，在金属活动性顺序里，甲在乙的后面。
A.Fe的相对原子质量比Mg的大，在金属活动性顺序里，Fe在Mg的后面，故A选项不符合题意；
B.Fe的相对原子质量比Zn的小，在金属活动性顺序里，Fe在Zn的后面，故B符合题意；
C.Zn的相对原子质量比Fe大，在金属活动性顺序里，Zn在Fe的前面，故C选项不符合题意；
D.Zn的相对原子质量比Mg大，在金属活动性顺序里，Zn在Mg的前面，故D选项不符合题意。
故选B。
【点睛】
本题考查的是金属与酸的反应，要分清在反应过程中，是金属反应完，还是酸反应完，依据题目作答。
7．【答案】C
【详解】
A.化合反应是两种或两种以上物质反应另一种物质的反应，生成物只能是化合物，故错误；
B.分解反应中有些没有单质生成，例如高温煅烧碳酸钙生成二氧化碳和氧化钙，故错误；
C.置换反应的反应物和生成物中都有单质，故正确；
D.复分解反应中一定没有单质生成，因为复分解反应是指两种化合物相互交换成分，生成另外两种新的化合物的反应，故错误。
故选C。
8．【答案】D
【详解】
铝能制成铝箔是因为铝具有良好的延展性，与导电性、抗腐蚀性、导热性无关。故选D。
9．【答案】A
【详解】
A.由于铁的活动性比铜强，所以铁能置换出硫酸铜中的铜，因此不能用铁桶盛放硫酸铜溶液，故A错误；
B.铁生锈的条件是水与氧气并存，潮湿的空气中既含有水又含有氧气，所以铁钉易生锈，故B正确；
C.由于铁的活动性在氢前，所以铁和稀盐酸反应会生成氯化亚铁和氢气，故C正确；
D.由炼铁的原理可知炼铁高炉中会发生一氧化碳还原氧化铁的反应，其反应原理是一氧化碳夺去了氧化铁中的氧生成了铁和二氧化碳，故D正确；故选A。
10．【答案】B
【详解】
A.根据合金的概念，合金中必须有金属，所以合金属于金属材料，故A错误；
B.合金的硬度一般比组成合金的各成分硬度高，故B正确；
C.金属与金属或金属与非金属的混合物，故C错误；
D.合金的熔点比各成分的熔点低，故D错误。
11．【答案】D
【详解】
A.Zn能与盐酸反应生成氢气，而铜不能与盐酸反应生成氢气，所以只证明了Zn的活动性比铜强，但不能证明Zn、Fe、Cu的活动性强弱；
B. Fe能与盐酸反应生成氢气，而铜不能与盐酸反应生成氢气，所以只证明了Fe的活动性比铜强，但不能证明Zn、Fe、Cu的活动性强弱；
C.Zn、Fe都能置换CuCl2溶液中的铜，可以得出Zn、Fe的活动性比铜强，但不能证明Zn、Fe的活动性强弱；
D.Zn能置换FeCl2溶液中的Fe，Cu不能置换FeCl2溶液中的Fe，可以得出Zn活动性比Fe强，Fe的活动性比Cu强，从而确定了三者的活动性强弱顺序；
故选D。
12．【答案】C
【详解】
A.由锌和稀硫酸反应产生氢气Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑的关系可知：6.5 g锌能产生0.2 g氢气，则6 g锌产生氢气小于0.2 g，铜不能产生氢气；则6 g的锌和铜合金产生氢气小于0.2 g；故选项错误；
B.铜和金都不能与稀硫酸反应产生氢气；故选项错误；
C.由锌和稀硫酸反应产生氢气Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑的关系可知：6.5 g锌能产生0.2 g氢气，则6 g锌产生氢气小于0.2 g，由铁和稀硫酸反应产生氢气Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑的关系可知；5.6 g铁能产生0.2 g氢气，6.5 g铁能产生氢气大于0.2 g，则6 g的锌和铁合金可以产生0.2 g氢气；故选项正确；
D.由镁和稀硫酸反应产生氢气Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑的关系可知：2.4 g镁能产0.2 g氢气；6.5 g镁产生的氢气大于0.2 g，由铝和稀硫酸反应产生氢气2Al＋3H2SO4=
2Al2（SO4）3＋3H2↑的关系可知：1.8 g铝能产生0.2 g氢气；6.0 g铝产生的氢气大于
0.2 g；则6 g的镁和铝合金产生氢气质量大于0.2 g；故选项错误；
故选：C。
二、填空题
13．【答案】（1）C （2）焦炭 （3）常温时，铝能和空气中的氧气反应在表面生成致密的氧化物薄膜，保护里面的铁不被腐蚀 （4）金属不断溶解，表面产生气泡，溶液由无色变为粉红色
【详解】
（1）A.铂金饰品，利用的金属的光泽和稀有，故A错误；
B. 铁锅利用的铁的导热性，故B错误；
C. 铝导线利用的铝的导电性，故C正确；
故选C；
（2）高炉炼铁的原料是铁矿石、空气、石灰石和焦炭；
（3）铝的活动性比铁强，但在生活中常在铁的表面涂上铝粉，其原因是常温时，铝能和空气中的氧气反应在表面生成致密的氧化物薄膜，保护里面的铁不被腐蚀。
故填：常温时，铝能和空气中的氧气反应在表面生成致密的氧化物薄膜，保护里面的铁不被腐蚀；
（4）金属钴与铁化学性质相似，投入稀盐酸中时，发生化学反应为，随着反应的进行，金属不断溶解，表面产生气泡，溶液由无色变为粉红色。
14．【答案】（1）Fe2O3、Al2O3 （2）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 水
【详解】
（1）赤铁矿、铝土矿的主要成分分别是Fe2O3、Al2O3，均是由两种元素组成的且有一种是氧元素的化合物，均属于氧化物；
（2）①工业常用赤铁矿和一氧化碳在高温条件下炼铁，主要是利用的还原性，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；
②铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的氧气和水共同作用的结果，使用过的菜刀、铁锅等铁制品，清洗后需要及时擦干放置，可以减少水对铁锈蚀的影响。
15．【答案】（1）铁架台 导管 （2）由红色逐渐变黑 变浑浊 （3） Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 （4）排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸 （5）燃烧未反应的一氧化碳，防止污染空气
【详解】
（1）题中标号仪器的名称为a为铁架台、b为酒精灯；
（2）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，实验中看到的实验现象为：玻璃管中的粉末由黑色变红色，试管里的澄淸石灰水变浑浊；
（3）玻璃管中反应的化学方程式为3CO+ Fe2O32Fe + 3CO2；
（4）CO具有可燃性，与玻璃管中的空气混合受热会发生爆炸，因此应先通CO排尽玻璃管中的空气，然后再点燃酒精灯加热氧化铁。加热氧化铁之前，先通一会儿一氧化碳的作用是排进装置内的空气防止发生爆炸；
（5）一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，该实验设计装置C的目的是处理尾气，防止污染空气。
三、实验题
16．【答案】（1）不正确 CO2 （2） NaOH溶液[或Ca（OH）2溶液] 水 生石灰（或NaOH固体） （3）D中Ca（OH）2溶液除去空气中的CO2，E中生石灰的作用是防止空气中的CO2和水蒸气进入F
【详解】
（1）根据铜锈的化学式[Cu2（OH）2CO3]，可以看出其中含有铜、氢、碳、氧四种元素，不会是只与氧气和水作用的结果，还应与含有碳元素的物质接触，而空气中的含碳物质主要是二氧化碳，所以铜生锈是铜与氧气、水、二氧化碳共同作用的结果；
（2）实验二是想验证铜生锈是否需要二氧化碳，所以可以通过除去空气中的二氧化碳，仅让铜与水和氧气接触，观看铜是否生锈来加以验证，要想除去空气中二氧化碳，可以通过氢氧化钠溶液[或Ca（OH）2溶液]，所以广口瓶盛放的是氢氧化钠溶液[或
Ca（OH）2溶液]，为防止空气中的二氧化碳进入试管，可以在右边的干燥管内放入生石灰（或NaOH固体或碱石灰），试管中应放入水；
（3）D中Ca（OH）2溶液除去空气中的CO2，使实验结果更准确；E中生石灰的作用是防止空气中的CO2和水蒸气进入F。
点睛：
铁生锈的条件是铁与氧气、水同时接触；铜生锈的条件是铜与氧气、水和二氧化碳同时接触。
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