10.3金属的冶炼与防护
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．废弃的钥匙属于哪类垃圾？
A．其他垃圾
B．厨余垃圾
C．可回收物
D．有害垃圾
2．对下列现象的解释或结论不正确的是（ ）
A．湿衣服晾干是因为分子不断运动
B．铁制品在潮湿的空气中容易生锈是因为铁能与氧气、水蒸气发生缓慢氧化
C．铝制品具有抗腐蚀性是因为铝的化学性质不活泼
D．煤球制成蜂窝状后燃烧更旺是因为增大了煤与空气的接触面积
3．下列叙述错误的是
A．元素周期表有7个周期、16个族
B．常用来炼铁的矿石有赤铁矿、磁铁矿等
C．使用脱硫煤可以减少酸雨的产生
D．海洋是地球上最大的储水库，海水中含有的化学元素有100多种
4．下列有关金属的说法正确的是
A．生铁的含碳量比钢的含碳量高 B．铁元素是地壳中含量最多的金属元素
C．大多数金属在自然界中以单质形式存在 D．真金不怕火炼，说明金的熔点很高
5．世界每年因锈蚀而损失的金属数量巨大，防止金属锈蚀已成为科学研究中的重要问题。下列有关金属锈蚀与保护措施不正确的是（ ）
A．铁生锈是发生了缓慢氧化
B．同样的铁制品在海南比在兰州更易生绣
C．铝的抗腐蚀能力比铁强，铝的金属活动性也比铁强
D．铝的抗腐蚀能力比铁强，生活中可以用钢丝球来刷铝锅
6．下图是某同学设计的实验，由此得出的结论合理的是
A． 由图1实验可得二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂
B．由图2实验可得水由氢元素、氧元素组成
C． 由图3实验可得二氧化碳能与水发生化学反应
D． 由图4实验可得铁生锈是铁与氧气和水共同作用
7．下列实验现象描述正确的是（ ）
A．一氧化碳与灼热的氧化铁反应：红棕色固体逐渐变成银白色固体
B．铜在空气中加热：紫红色固体逐渐变为黑色固体
C．过量的镁条与稀盐酸反应：银白色固体表面产生气泡，固体逐渐减少至消失，放热
D．蔗糖放入水中：白色固体溶解，溶液的温度升高
8．下列化学方程式与事实相符且书写正确的是
A．炼铁高炉中用赤铁矿炼铁：
B．碱式碳酸铜放入稀硫酸中：Cu2（OH）2CO3+2H2SO4═2CuSO4+3H2O+CO2
C．铝在空气中与氧气反应生成一层致密薄膜：4Al+3O2=2Al2O3
D．铜在稀硝酸中逐渐溶解放出气体，溶液变成蓝色：Cu+2HNO3=Cu（NO3）2+H2↑
9．下列有关金属及合金的说法错误的是
A．生铁和钢是含碳量不同的铁合金
B．可用铁桶盛装硫酸铜溶液配制农药波尔多液
C．“真金不怕火炼”说明金的化学性质不活泼
D．保护金属资源的一条有效途径是金属的回收利用
10．下列有关资源和能源的叙述不正确的是（ ）
A．太阳能、风能、地热能等的利用，可以部分解决化石燃料面临耗尽的问题
B．回收一个铝制易拉罐比制造一个新的要便宜20%，还可以节约金属资源和95%的能源
C．人类可直接利用的淡水资源，不到全球总淡水储量的1%
D．空气中各成分作为原料广泛用于生产化肥，炼钢，石油加工，运输等
二、判断题
11．黄铁矿主要成分是FeS2( )
12．在钢铁表面镀锡、镀锌、镀铬，可以防止钢铁生锈( )
13．桥两边铁栏杆上刷漆可以起到防锈的作用( )
14．废旧的金属不能回收再利用。
15．炼铁过程中，氧化铁体现出了还原性( )
三、综合应用题
16．钢铁是目前世界上使用最多的金属材料。我国早在春秋战国时期就开始炼铁、应用金属铁。
炼铁厂常以焦炭、赤铁矿（主要成分是氧化铁）、空气等为主要原料放入高炉，在高温条件下，炼铁，反应过程如下图所示。则回答：
（1）原料中焦炭在第①②步中都要用到，则焦炭的作用是 。在冶炼反应过程中应先 (填“加热”或“通入CO”)，其目的 。
（2）当反应进行一段时间后，第③步中出现的现象为 ，该反应化学方程式为 。冶炼铁时除CO外，还可用 等物质来还原赤铁矿中的氧化铁。
（3）中国钢铁公司为了测定朝鲜茂山铁矿的优质赤铁矿中氧化铁的质量分数。公司实验室取该赤铁矿样品10g与足量的一氧化碳充分反应，测得反应后固体物质的质量为7.6g（假设赤铁矿中的杂质不参加反应）。则赤铁矿样品中氧化铁的质量分数为 。
17．回答下列问题
(1)“垃圾是放错了位置的资源”。碘循环工艺不仅能吸收SO2，减少环境污染，而且还可以得到仅含一种元素的化工原料X，流程如下：
①流程中可循环利用的物质是 。
②膜反应器中发生的是分解反应，X的化学式是 。
③反应器中发生反应的化学方程式为 。
(2)已知甲、乙、丙、X、Y、Z均为初中化学常见物质，甲、乙、丙为氧化物，X、Y、Z为单质，Z为紫红色金属，其转化关系如下图所示，其中乙→Y在工业上用于含氧化铁的赤铁矿冶炼铁，部分反应物、反应条件和生成物已略去。
回答下列问题：
①MnO2在反应中起的作用是 。
②有毒气体乙的化学式为 。
③Y→Z的化学反应基本类型为 。
④丙为黑色固体，则X→丙的化学方程式为 。
18．金属材料在生产、生活中有广泛的应用。
(1)我国迄今为止出土最重最大的青铜器是商后母戊鼎，青铜属于 （填字母代号）。
a．合金 b．合成材料 c．纯金属 d．化合物
(2)我国高铁飞速发展，已成为世界上唯一高铁成网的国家。制作高铁的材料中使用了铝合金等，铝制品在空气中耐腐蚀的原因是 。
(3)将锌粉加入一定量的Mg（NO3）2、Cu（NO3）2、AgNO3的混合溶液中，充分反应后过滤，得到固体和溶液，向过滤后所得固体中滴加稀盐酸有气泡产生。
①分析所得固体中的成分 。
②写出该过程中使溶液质量减小的反应的化学方程式 。
(4)某同学设计了用CO还原氧化铁的实验，如图所示。
①装置A玻璃管内发生反应的化学方程式为 。
②装置B的作用为 。
③从环保角度考虑，该实验装置存在缺陷，写出一种改进方法 。
(5)工业上可利用“铝热反应”焊接钢轨、冶炼难熔金属等，其原理是在高温下用铝将这些金属从其氧化物中置换出来。若用铝粉与足量四氧化三铁反应来制取56kg的铁，理论上需要铝粉的质量为多少？
参考答案：
1．C
【详解】废弃的钥匙，是用金属制成的，可回收利用，属于可回收物。
故选C。
2．C
【分析】A、水分子不断运动离开衣服，湿衣服变干；
B、铁制品与氧气、水蒸气发生缓慢氧化而生锈；
C、铝制品具有抗腐蚀性是因为铝和氧气反应生成一层致密的氧化膜，对内部的铝有保护作用；
D、煤球制成蜂窝状后增大了煤与空气的接触面积。
【详解】A、水分子不断运动离开衣服，湿衣服变干，解释正确，不符合题意；
B、铁制品在潮湿的空气中能与氧气、水蒸气发生缓慢氧化而生锈，解释正确，不符合题意；
C、铝制品具有抗腐蚀性是因为铝和氧气反应生成一层致密的氧化膜，对内部的铝有保护作用，解释错误，符合题意；
D、煤球制成蜂窝状后燃烧更旺是因为增大了煤与空气的接触面积，不符合题意。
故选C。
【点睛】铝和氧气反应生成一层致密的氧化膜，对内部的铝有保护作用。虽然铝的化学性质活泼，但抗腐蚀能力强。
3．D
【详解】A.元素周期表有7个横行18个纵列，其中8，9，10三列合并为一个族称为Ⅷ族，所以共有7个周期、16个族，正确。
B.常用来炼铁的矿石有赤铁矿（主要成分氧化铁）、磁铁矿（主要成分四氧化三铁）等，正确；
C.使用脱硫煤可以减少二氧化硫的排放，进而减少酸雨的产生，正确；
D.海洋是地球上最大的储水库，海水中含有的化学元素有80多种，错误。
故选：D。
4．A
【详解】A、生铁含碳量一般在2 %-4.3%，钢的含碳量为0.03%-2%，所以生铁的含碳量比钢的含碳量高，选项正确；
B、铝元素是地壳中含量最多的金属元素，选项错误；
C、大多数金属的化学性质比较活泼，在自然界中以化合物形式存在，选项错误；
D、真金不怕火炼，说明金的化学性质很稳定，很难与氧气发生化学反应，选项错误；
故选A。
5．D
【详解】A、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，发生了缓慢氧化，故选项说法正确；
B、海南气候比较湿润，空气中水蒸气含量大，而兰州气候干燥，同样的铁制品在海南比在兰州更易锈蚀，故选项说法正确；
C、铝的抗锈蚀性能比铁强，是因为铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜，防止内部的铝进一步被氧化，铝的金属活动性也比铁强，故选项说法正确；
D、铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜，防止内部的铝进一步被氧化，用钢丝球擦洗铝锅，会破坏氧化铝薄膜，不能用钢丝球擦洗铝锅，故选项说法错误。
故选D。
【点睛】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，铝能与空气中氧气反应在其表面生成一层致密的氧化铝薄膜。
6．B
【详解】A、该实验只能证明二氧化锰能加速过氧化氢分解，不能确定二氧化锰在反应前后的质量和化学性质是否改变，故A错误；
B、干冰烧杯中有水雾出现，说明氢气燃烧生成了水，根据反应前后元素的种类不变，可得水由氢元素、氧元素组成，故B正确；
C、该实验能观察到塑料瓶变瘪，只能说明二氧化碳能溶于水，无法确定二氧化碳与水发生反应，故C错误；
D、第一个试管中铁只与水接触，没有与氧气接触，铁钉不生锈，与第二个试管对比，可得铁生锈需要氧气，不能证明铁生锈与水有关，故D错误。
故选B。
7．B
【分析】A、铁粉是黑色的；
B、铜在空气中加热生成黑色氧化铜；
C、镁条过量，固体逐渐减少，不会消失；
D、蔗糖放入水中，白色固体溶解，溶液的温度不变。
【详解】A、一氧化碳与灼热的氧化铁反应生成的铁粉是黑色，现象是红棕色固体逐渐变成黑色固体，描述错误，不符合题意；
B、铜在空气中加热生成黑色氧化铜，紫红色固体逐渐变为黑色固体，描述正确，符合题意；
C、镁条过量，现象是银白色固体表面产生气泡，固体逐渐减少，不会消失，放热，描述错误，不符合题意；
D、蔗糖放入水中，白色固体溶解，溶液的温度不变，描述错误，不符合题意。
故选B。
8．C
【详解】A、炼铁高炉中用赤铁矿炼铁是一氧化碳和氧化铁反应，说法不正确；
B、反应物中没有气体，产生二氧化碳为气体，要打向上的箭头，说法不正确；
C、铝在空气中与氧气反应生成一层致密薄膜：4Al+3O2=2Al2O3，说法正确；
D、铜和稀硝酸不会反应产生氢气，说法不正确。
故选C。
9．B
【详解】A、生铁和钢是含碳量不同的铁合金，正确；
B、铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，故不可用铁桶盛装硫酸铜溶液配制农药波尔多液，错误；
C、“真金不怕火炼”说明金在高温也不和氧气反应，化学性质不活泼，正确；
D、保护金属资源的一条有效途径是金属的回收利用，正确；
故选B。
10．C
【详解】A．太阳能、风能、地热能等新能源的利用，可以部分解决化石燃料面临耗尽的问题；故正确；
B．回收一个铝制易拉罐比制造一个新的要便宜20%，而且还可以节约金属资源和95%的能源，故正确；
C．地球上可直接利用的淡水资源不到全球总水量的1%，不是总淡水量的1%，所以我们要节约用水，故错误；
D．空气中各成分作为原料广泛用于生产化肥、化工产品、炼钢，石油加工、运输、电光源等，是人类生产活动的重要资源，故正确。
故选C。
【点睛】在能源和资源匮乏的今天，它既是社会热点，也是化学考查的热点，对于能源主要侧重能源的分类、能源使用对环境的影响、新能源开发的技术和前景等；对于资源主要考查贮存、开采状况，以及资源的保护．
11．正确
【详解】黄铁矿主要成分是FeS2，故说法正确。
12．正确
【详解】在钢铁表面镀锡、镀锌、镀铬，可以隔绝氧气和水蒸气，从而可以防止钢铁生锈，正确。
13．正确
【详解】铁栏杆上刷漆可以隔绝桥栏杆与氧气和水的接触，能够起到防锈的作用，叙述正确，故填正确。
14．错误
【详解】废旧的金属重新冶炼再加工成用具，可以节约金属资源，减少重新冶炼金属矿的资源消耗，故错误。
15．错误
【详解】炼铁过程中，氧化铁提供氧元素，体现出了氧化性，故错误。
16． 作燃料提供高温并生成还原剂CO 通入CO 排出空气，防止加热时发生爆炸 红色固体变为黑色 C或H2 80%
【详解】由流程图可知，第①步焦炭与过量氧气反应生成二氧化碳，第②步二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳，第③步一氧化碳与三氧化二铁高温条件下反应生成铁和二氧化碳，则有：
（1）原料中焦炭在第①②步中都要用到，则焦炭的作用是作燃料提供高温并生成还原剂CO。在冶炼反应过程中应先通入CO，其目的排出空气，防止加热时发生爆炸。
（2）当反应进行一段时间后，第③步一氧化碳与三氧化二铁高温条件下反应生成铁和二氧化碳，出现的现象为红色固体变为黑色，该反应化学方程式为。单质碳、氢气也具有还原性，冶炼铁时除CO外，还可用C、H2等物质来还原赤铁矿中的氧化铁。
（3）由题意赤铁矿样品10g与足量的一氧化碳充分反应，测得反应后固体物质的质量为7.6g，反应的化学方程式为，根据方程式可知固体质量的减少量即为氧化铁中氧元素的含量，则氧化铁中氧元素的质量为10g-7.6g=2.4g，设氧化铁的质量为x，则有：
解得x=8g
赤铁矿样品中氧化铁的质量分数为
答：赤铁矿样品中氧化铁的质量分数为80%。
17．(1) 碘/I2 H2
(2) 催化作用 CO 置换反应
【分析】(1)
①由图可知，I2既是反应物，又是生成物，可以循环利用；
②膜反应器中发生的是分解反应，根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，反应物中含H、I，生成物中含I，还应含氢元素，X只含一种元素，故X是氢气，化学式为：H2；
③反应器中发生反应为二氧化碳、水和碘在20℃～100℃条件下反应生成硫酸和HI，该反应的化学方程式为：；
(2)
已知甲、乙、丙、X、Y、Z均为初中化学常见物质，甲、乙、丙为氧化物，X、Y、Z为单质，Z为紫红色金属，可推出Z为铜，甲在二氧化锰的作用下转化为X，可推出X为氧气，甲为过氧化氢，X能转化为乙和丙，乙、丙能转化为Y，其中乙→Y在工业上用于含氧化铁的赤铁矿冶炼铁，可推出Y为铁，乙为有毒气体，可推出乙为一氧化碳，丙为黑色固体，可推出丙为四氧化三铁，代入验证，符合题意。
①过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，在该反应中，二氧化锰是催化剂，故二氧化锰在反应中的作用是：催化作用；
②有毒气体乙为一氧化碳，一氧化碳的化学式为：CO；
③Y→Z的反应为铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，该反应符合“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，属于置换反应；
④丙为黑色固体，则X→丙的反应为铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，该反应的化学方程式为：。
18．(1)a
(2)铝和氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜
(3) 锌、铜、银
(4)
检验是否生成二氧化碳 将尾气点燃
(5)解：设理论上需要铝粉的质量为x
x=24kg
答：理论上需要铝粉的质量为24kg。
【详解】（1）青铜属于合金，是混合物，属于金属材料，故选a；
（2）铝制品在空气中耐腐蚀的原因是铝和氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步反应；
（3）①四种金属的活动性顺序为：镁>锌>铜>银，将锌粉加入一定量的Mg（NO3）2、Cu（NO3）2、AgNO3的混合溶液中，锌先与硝酸银反应生成银和硝酸锌，硝酸银完全反应后，锌再与硝酸铜反应生成铜和硝酸锌，锌不与硝酸镁反应，充分反应后过滤，得到固体和溶液，向过滤后所得固体中滴加稀盐酸有气泡产生，能与盐酸反应产生气泡的物质是锌，说明锌过量，固体中含有锌、铜、银；
②，反应后固体质量增大，溶液质量减小；，反应后固体质量减小，溶液质量增大，故该过程中使溶液质量减小的反应的化学方程式为：；
（4）①装置A玻璃管内一氧化碳和氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，发生反应的化学方程式为：；
②澄清石灰水能检验二氧化碳的存在，实验中用澄清石灰水检验是否生成二氧化碳；
③该装置没有对尾气进行处理，尾气中的CO对污染空气，因此可以将CO点燃转化为二氧化碳，或将CO收集起来；
（5）过程见答案。
