第5章《金属的冶炼与利用》检测题
一、单选题
1．金属材料在人类生产、生活中占据着重要的地位，下列说法正确的是（ ）
A．铁元素是地壳中含量最多的金属元素
B．用钨作灯泡中的灯丝是利用钨的熔点低
C．铝表面易生成致密氧化铝薄膜，因而具有很好的抗腐蚀性
D．银有优良的导电性，因而大量用于制作电线
2．每年的6月5日为世界环境日，2022年的主题是“共建清洁美丽世界”。下列做法与这一主题不相符的是
A．提倡乘公交车绿色出行 B．回收利用废旧金属
C．多使用一次性餐具 D．开发新能源，减少使用化石燃料
3．将一定量的锌粉投入到溶质为Mg（NO3）2、Cu（NO3）2、AgNO3的溶液中，充分反应后过滤，滤液蓝色，向滤渣中滴加稀盐酸，无明显现象。下列说法错误的是
A．滤液中可能有AgNO3
B．滤渣中一定有Ag、Cu
C．滤渣中一定有Ag，没有Zn
D．滤液中一定有Mg（NO3）2、Zn（NO3）2、Cu（NO3）2
4．灼烧含钾元素的物质，其焰色为
A．黄色 B．蓝色 C．紫色 D．绿色
5．为防止水体污染并回收某种金属，某工厂向含有硫酸铜的废水中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤、洗涤、干燥得滤渣，取少量滤渣向其中加入稀盐酸产生气泡，则滤渣中含有的物质是
A．铁和硫酸铜 B．铁和铜 C．铜 D．铁
6．科学家发现海底埋藏着大量可燃烧的“冰”——可燃冰，其中主要含有甲烷水合物。甲烷燃烧的微观示意图如下，下列说法正确的是
A．反应前后原子的种类和数目都不变
B．该反应的基本类型为置换反应
C．反应前后分子的种类和数目都不变
D．参加反应的甲和乙的分子个数比为1：3
7．下列各组物质中不属于金属材料的是
A．铜 B．生铁 C．硅钢 D．金刚石
8．下列有关说法正确的是
A．铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈
B．铝制品不用涂任何保层来防腐，因为铝不与空气反应
C．镁在氧气中燃烧，发出耀眼白光，生成黑色固体
D．我国的矿物储量比较丰富，所以废旧金属直接扔掉，没有必要回收
9．下列关于物质组成或结构与性质的说法错误的是
A．生铁和钢的性质不同，是由于含碳量不同
B．金属钠和镁的性质不同，是由于钠和镁的原子结构不同
C．金刚石和石墨的物理性质不同，是由于碳原子的排列方式不同
D．水和过氧化氢的性质不同，是由于水比过氧化氢中的氧原子个数少
10．向盛有20g49%稀硫酸的烧杯中加入11.2g的铁粉，充分反应后有固体残留，t1时迅速倒入一定量的硫酸铜溶液。整个过程烧杯中溶液的质量随时间的变化如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．m=25.4
B．a→b点，溶液的pH先增大后不变
C．c点时，溶液中有两种溶质
D．d点固体，加入盐酸一定没有气泡产生
11．随着各种探测器靠近或登陆火星，人们对火星有了更深的了解。火星大气中95%是二氧化碳，其余为少量的氮气、氢气，还找到了有液态水的证据。根据以上信息，下列推断错误的是：①火星大气是纯净物 ②火星与地球大气成分相同 ③火星上钢铁容易生锈 ④火星上一定存在生命 ⑤火星上温室效应一定显著
A．①④⑤ B．②③⑤
C．①②③④ D．①②③④⑤
12．分类是学习化学常用的方法。下列物质分类不正确的是
A．混合物：空气、石油、石灰水 B．氧化物：冰、五氧化二磷、氧化钙
C．单质：金刚石、液氧、水银 D．合金：黄铜、铝合金、氧化铁
13．冰箱、空调等所用的制冷剂氟利昂是一类在常温下为无色气体或易挥发液体，氟利昂能导致温室效应和臭氧层破坏，氟利昂在高空中受紫外线辐射产生Cl，进行下列反应：（1）Cl+O3→ClO+O2，（2）ClO+O→Cl+O2，下列说法不正确的是
A．Cl是O3转换为O2的催化剂
B．O3层破坏过程中产生了中间产物
C．O3和O2是同素异形体
D．反应（1）（2）都属于置换反应
14．将一定质量的硫酸和硫酸亚铁的混合溶液加入到盛有锌和氧化铜的混合物的烧杯中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。关于滤渣和滤液，下列说法不正确的是
A．滤液中最多有四种物质
B．若滤液呈无色，滤液中的溶质只能是一种
C．若滤液中含有硫酸铜，滤渣中可能有三种物质
D．滤液的质量一定大于原混合溶液的质量
15．材料应用和发展与人类文明进步密切相关，下列材料属于合金的是
A．陶瓷 B．青铜 C．塑料 D．水银
二、填空题
16．趣填“化学之最”，完成（1）（2）两个空格，并以此为例，再填三个。
(1)地壳中含量最多的金属元素是 ；
(2)相对原子质量最小的原子是 ；
(3) ；
(4) ；
(5) 。
17．请根据下图回答相关问题。
(1)实验一中，集气瓶中少量水的作用 ；
(2)实验二是实验室用一氧化碳还原氧化铁，硬质玻璃管中的现象是 ，试 管中发生反应的化学方程式为 。
(3)实验三是测定空气中氧气体积分数的实验装置，燃烧停止后红磷仍有剩余，燃烧停止的原因是 。
18．当地时间2014年6月2日，瑞士帕耶讷，全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”首飞。据报道，这架飞机机翼上安装有1.7万块超薄且高效能的太阳能电池板，翼展长达72米。太阳能板在日间吸收能量，让飞机在晚间也可飞行，飞行时间不再受燃油量限制。请回答下列问题：
(1)制成该飞机的机体材料可以是_______(在A 、B、C中选填)；
A．韧性好、硬度大的锰钢 B．强度好、密度小的铝合金 C．抗腐蚀性好的不锈钢
(2)太阳能飞机夜间工作过程中的能量转化 。
(3)硅是太阳能电池中不可缺少的材料，硅生产过程中的一个重要化学反应为：在高温条件下，利用单质碳还原二氧化硅，同时生成一种可燃性气体，则发生化学反应的方程式是 ，该反应前后硅元素的化合价分别为 。
三、实验题
19．再现和理解实验，是学好化学的方法。下图是课堂演示的四个实验，请回答有关问题。
(1)图A是探究铁生锈条件的实验，对比试管①③得出铁生锈需要的条件是铁与 接触。
(2)图B实验用红磷测定空气中氧气含量得出的结论是 。
(3)图C实验中玻璃棒的作用是 。
(4)图D实验中只提供一瓶二氧化碳、一朵干燥紫花和适量水，若需证明二氧化碳能和水反应，从下列选项中选择合适步骤并进行排序 。
①瓶中喷入适量水 ②干燥紫花放入瓶中 ③喷过水的紫花放入瓶中 ④将干燥紫花喷水
四、计算题
20．我国高铁建设走在世界前列，修建高铁需要大量铁可矿石来炼铁，进而炼钢。
(1)下列三种铁矿石的主要成分Fe2O3、Fe3O4、FeCO3，含铁量最高的是 。
(2)要炼出含铁89.6%的生铁1000t，至少需要含氧化铁80%的赤铁矿 吨。若高炉气体不加处理，理论上会向大气中排放CO2 吨。
21．某化学兴趣小组的同学，为了判断某铁合金是生铁还是钢。取该铁合金8.6g于烧杯中，将80克稀硫酸分四次加入，充分反应，测得实验数据如下表所示。
实验次数 一 二 三 四
加入稀硫酸的质量/g 20 20 20 20
烧杯中剩余物的质量/g 28.5 48.4 X 88.3
已知铁合金样品中只含铁、碳两种元素，生铁含碳量为2%-4.3%，钢含碳量为0.03%-2%。
(1)表中X的值为 。
(2)请通过计算判断，该铁合金属于生铁还是钢？
参考答案：
1．C
【详解】A、铝元素是地壳中含量最多的金属元素，故选项错误；
B、用钨作灯泡中的灯丝，是利用了钨的熔点高，故选项错误；
C、铝在空气中能与氧气反应，表面易生成致密氧化铝薄膜阻挡反应进一步发生，因而具有很好的抗腐蚀性，故选项正确；
D、银有优良的导电性，但价格太高，不能用于制作电线，故选项错误。故选C。
2．C
【详解】A、提倡乘公交车绿色出行，可以节约能源，保护环境，故选项做法与主题相符；
B、回收利用废旧金属，既能节约金属资源，又能防止环境污染，故选项做法与主题相符；
C、多使用一次性餐具，加速了木材的使用量，不利于环境保护，故选项做法与主题不相符；
D、开发新能源，减少使用化石燃料，可防止环境污染，故选项做法与主题相符。
故选C。
3．B
【分析】将一定量的锌粉加入到硝酸镁、硝酸铜和硝酸银的混合溶液中，由于金属活动性顺序镁>锌>铜>银，则锌不能与硝酸镁反应，且锌先与硝酸银反应生成银和硝酸锌，等硝酸银反应完全后，锌与硝酸铜反应生成铜和硝酸锌。充分反应后，滤液呈蓝色，则说明溶液中仍有硝酸铜，则说明锌肯定与硝酸银反应，但不确定硝酸银是否反应完，且不确定锌是否与硝酸铜发生了反应，则说明滤液中一定有硝酸铜、硝酸锌和硝酸镁，可能有硝酸银，滤渣中一定有银，可能有铜。
【详解】A.滤液中可能有硝酸银，该选项说法正确；
B.滤渣中一定有银，可能有铜，该选项说法不正确；
C.滤渣中一定有银，一定不含锌，该选项说法正确；
D.滤液中一定有硝酸铜、硝酸锌和硝酸镁，该选项说法正确，
故选B。
4．C
【详解】钾元素，灼烧时火焰的颜色呈紫色。故选C。
5．B
【分析】金属活动性顺序：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au。
【详解】铁的活动性强于铜，能与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，向含有硫酸铜的废水中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤、洗涤、干燥得滤渣，取少量滤渣向其中加入稀盐酸产生气泡，说明铁有剩余，那么硫酸铜一定被铁反应完全了，则滤渣中含有的物质是铁和铜，故选B。
6．A
【分析】由微观示意图知，甲烷在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为。
【详解】A、根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目都不变，故A符合题意；
B、置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和化合物的反应，由分析知，生成物中没有单质，该反应不属于置换反应，故B不符合题意；
C、由化学方程式知，反应前后分子的种类改变，分子个数不变，故C不符合题意；
D、由化学方程式知，参加反应的甲和乙的分子个数比为1：2，故D不符合题意。
故选A。
7．D
【分析】金属材料包括纯金属以及它们的合金。
【详解】A、铜是纯金属，属于金属材料，故选项不符合题意；
B、生铁是铁的合金，属于金属材料，故选项不符合题意；
C、硅钢是铁的合金，属于金属材料，故选项不符合题意；
D、金刚石是碳元素组成的单质，不属于金属材料，故选项符合题意。
故选D。
8．A
【详解】试题分析：A、铁生锈实际上是铁与空气中的氧气和水反应，故铁在潮湿的环境中比在干燥环境中容易生锈，正确；B、铝表面的氧化铝为致密的氧化物，可阻止金属进一步被腐蚀，错误；C、镁在氧气中燃烧，发出耀眼白光，生成白色固体，错误；D、废旧金属的回收利用可以保护金属资源，错误。
考点：考查金属的化学性质；金属锈蚀的条件及其防护；金属的回收利用及其重要性的知识。
9．D
【详解】A、生铁和钢都是铁合金，生铁含碳量比钢高，故生铁和钢的性质不同，是由于它们的含碳量不同，说法正确，不符合题意；
B、元素的化学性质主要决定于原子最外层电子数，由于金属镁原子最外层有2个电子而钠原子最外层1个电子，因此金属钠和镁的性质不同是由于钠和镁的原子结构不同，说法正确，不符合题意；
C、金刚石和石墨都是由碳原子构成的碳单质，但构成它们的碳原子的排列方式不同，所以物理性质有差异，说法正确，不符合题意；
D、水由水分子构成，过氧化氢由过氧化氢分子构成，水和过氧化氢的化学性质不同，是由于构成它们的分子不同，不同种的分子性质不同，说法不正确，符合题意。
故选D。
10．D
【详解】A、解：设溶液增重的质量为x
x=5.4g
故m=20g+5.4g=25.4g，不符合题意；
B、a→b点，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，溶液的pH逐渐增大，充分反应后有固体残留，说明稀硫酸已经完全反应，铁剩余，待稀硫酸完全反应后，pH不再变化，故溶液的pH先增大后不变，不符合题意；
C、c点时，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，但是硫酸铜还未完全反应，故c点时，溶液中有硫酸铜和硫酸亚铁两种溶质，不符合题意；
D、d点时，铁与硫酸铜已经完全反应，但是铁可能过量，如果铁过量，加入稀盐酸，铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，产生气泡，符合题意。
故选D。
11．C
【详解】①火星大气是由二氧化碳、氮气、氢气等混合而成，属于混合物，错误；
②火星大气中95%是二氧化碳，其余为少量的氮气、氢气，地球大气中主要含氮气和氧气，两者成分不相同，错误；
③铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，火星上主要含二氧化碳，故钢铁不容易生锈，错误；
④火星上主要成分是二氧化碳，二氧化碳不能供给呼吸，火星上不一定存在生命，错误；
⑤火星大气的95%是二氧化碳，故温室效应一定显著，正确。
故错误的是①②③④。
故选C。
12．D
【详解】A、空气是由氮气、氧气等混合而成，属于混合物；石油中含有多种物质混合而成，属于混合物；石灰水是由水和氢氧化钙混合而成，属于混合物，不符合题意；
B、冰是固态的水，是由H、O两种元素组成的化合物，属于氧化物；五氧化二磷是由P、O两种元素组成的化合物，属于氧化物；氧化钙是由Ca、O两种元素组成的化合物，属于氧化物，不符合题意；
C、金刚石是由碳元素组成的纯净物，属于单质；液氧是液态氧气，是由氧元素组成的纯净物，属于单质；水银是汞的俗称，是由汞元素组成的纯净物，属于单质，不符合题意；
D、氧化铁是由Fe、O两种元素组成纯净物，属于化合物，不是合金，符合题意。
故选D。
13．D
【详解】A、反应前是氧气，反应后是臭氧，Cl反应前后不变，所以Cl是催化剂，因此总反应为臭氧在Cl原子的催化作用下生成氧气，故A正确；
B、从方程式可以看出，O3层破坏过程中产生了中间产物（ClO），故B正确；
C、O3和O2都是由氧元素组成的，即相同的元素组成的不同单质，是同素异形体，故C正确；
D、置换反应是指由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应，所以它们不属于置换反应，故D错误。
故选：D。
14．C
【分析】锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，硫酸和氧化铜反应生成硫酸铜和水，锌和硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌，锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁。
【详解】A、如果硫酸过量，溶液中含有硫酸锌，硫酸亚铁，硫酸，硫酸铜四种溶质，正确；
B、硫酸先与锌反应生成硫酸锌和氢气，氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，锌先与硫酸铜反应，后与硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁，若滤液呈无色，硫酸铜和硫酸亚铁已完全反应，溶液中只有硫酸锌一种溶质，正确；
C、若滤液中含有硫酸铜，则滤渣中一定没有锌、铁，可能含有铜、氧化铜，故滤渣中不可能有三种物质，错误；
D、锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，硫酸和氧化铜反应生成硫酸铜和水，锌和硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌，锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，溶液中发生的反应都会使溶液质量增加，正确。
故选C。
【点睛】滤渣的成分与反应物的量有关，如果锌和氧化铜的混合物过量，则滤渣为除了有反应生成的铜、铁，还有剩余的锌和氧化铜。
15．B
【详解】A、陶瓷属于无机非金属材料，不符合题意；
B、合金是在金属中加热熔合某些金属或非金属制得的具有金属特征的物质，青铜就是铜和锡熔合而成的一种合金，符合题意；
C、塑料是有机合成材料，不符合题意；
D、水银是汞，是金属单质，不符合题意。故选B。
16．(1)Al/铝元素
(2)H/氢原子
(3)人体中含量最高金属元素为Ca
(4)导电性最好的金属为Ag
(5)年产量最高的金属为Fe
【解析】(1)
地壳中含量前五位元素为：氧>硅>铝>铁>钙，所以含量最多的金属元素是铝元素。
(2)
相对原子质量最小的原子是氢原子。
(3)
人体中含量最高金属元素为钙元素。
(4)
导电性和导热性最好的金属为银。
(5)
年产量最高的金属为铁，其次为铝，接着为铜。
17．(1)防止高温熔融物溅落使瓶底炸裂
(2) 固体由红棕色变为黑色
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
(3)集气瓶中氧气含量过低
【详解】（1）铁丝在氧气中燃烧，生成熔融的四氧化三铁。四氧化三铁高温溅落会使烧瓶炸裂，故答案为：防止高温熔融物溅落使瓶底炸裂；
（2）一氧化碳高温条件下，还原氧化铁（红棕色），生成铁粉（黑色）和CO2，故玻璃管中现象为：固体由红棕色变为黑色；生成的二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
（3）燃烧需要可燃物、与氧气接触，温度达到可燃物着火点。测定空气中氧气体积分数的实验装置，燃烧停止后红磷仍有剩余，燃烧停止的原因为集气瓶中氧气含量过低，不足以支持红磷燃烧。
18．(1)B
(2)化学能转化为机械能
(3) +4、0
【详解】（1）制成该飞机的机体材料可以是强度好、密度小的铝合金，故选：B。
（2）太阳能飞机工作过程中将化学能最终转化为机械能。
（3）在高温条件下，单质碳能与二氧化硅反应生成硅和一氧化碳，发生化学反应的方程式为：；反应前二氧化硅中氧元素的化合价为-2，设硅元素的化合价为x，则有x+（-2）×2=0，x=+4，，反应后硅单质中硅元素的化合价为0。
19．(1)水
(2)氧气约占空气体积的五分之一
(3)搅拌，防止局部温度过高液滴飞溅
(4)②④③
【详解】（1）铁生锈的条件是铁需要与水、氧气接触；在试管①中铁与氧气、水充分接触，试管③铁只和氧气接触，那么两个实验中的变量是水，即一组实验与水接触，另一组实验不与水接触，所以通过对比试管①③可以得出铁生锈的条件之一是铁需要与水接触；
（2）红磷在空气中燃烧时产生大量白烟（消耗了氧气），生成五氧化二磷，冷却后水进入瓶中剩余空气体积的五分之一，则能得出氧气约占空气总体积的五分之一的结论；
（3）图C实验是蒸发实验，其中玻璃棒的作用是搅拌，防止局部温度过高液滴飞溅；
（4）根据二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使石蕊试液染成紫色的干燥纸花变为红色，实验步骤与现象如下：②干燥紫花放入瓶中，没有变色，④将干燥紫花喷水，没有变色，③喷过水的紫花放入瓶中，紫花变成红色，说明二氧化碳能和水反应，故填：②④③。
20．(1)Fe3O4
(2) 1600 1056
【详解】（1）Fe2O3的含铁量为： ；
Fe3O4的含铁量为： ；
FeCO3的含铁量为：，所以含铁量最高的是Fe3O4，故填：Fe3O4。
（2）解：设至少需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为x，会向大气中排放CO2的质量为y，
所以至少需要含氧化铁80%的赤铁矿为1600吨,理论上会向大气中排放二氧化碳为1056吨。
故填：1600；1056。
21．(1)68.3
(2)解：由质量守恒定律可知，反应前后物质的总质量不变，则铁合金完全反应生成氢气的总质量为。
设8.6g铁合金中Fe的质量为x。
铁合金的含碳量为： 。
生铁的含碳量为2～4.3%，钢的含碳量为0.03～2%，因此该铁合金为生铁。
【详解】（1）由表中数据知，第一次实验生成0.1g氢气，第二次实验生成0.1g氢气，铁合金完全反应生成氢气的总质量为，所以第三次实验生成0.1g氢气，所以X的值为，故填：68.3。
（2）见答案。
