第10章 金属 基础练习题
一、选择题
1．下列有关金属材料说法正确的是
A．年产量最高的金属是铝 B．“真金不怕火炼”说明黄金的熔点很高
C．工业上从含有金属元素的矿石里提取金属 D．生铁和钢都是含碳量少的铁合金
2．2022年元旦佳节，“天问一号”火星探测器在距离地球4亿公里外的火星轨道上给人民送祝福。以下是关于火星的部分已知信息：①其橘红色外表是因为地表被赤铁矿覆盖；②火星上无液态水，但有大量冰；③火星大气的成分为二氧化碳95.3%、氮气2.7%、氩气1.6%、氧气和水蒸气0.4%。下列说法正确的是
A．赤铁矿的主要成分是四氧化三铁 B．火星上的氧气含量高于稀有气体
C．未来在火星上可用赤铁矿获取铁单质 D．蜡烛在火星大气中可以燃烧
3．将质量相等的A、B、C三种金属，同时分别放入三份溶质质量分数相同且足量的稀盐酸中，反应生成H2的质量与反应时间的关系如图所示。根据图中所提供的信息，得出的结论不正确的是（已知：A、B、C在生成物中均为+2价）
A．生成氢气质量是A>B>C
B．金属活动性顺序是B>A>C
C．消耗稀盐酸的质量A>B>C
D．相对原子质量是B>C>A
4．钛合金是生产链条钢、锚链钢等的重要原料。如果要比较钛（Ti）和铁的金属活动顺序，以下方法不能达到目的的是
A．查阅初中化学课本上的金属活动顺序表
B．利用金属钛和FeCl2溶液进行实验
C．利用金属铁和TiSO4溶液进行实验
D．利用金属钛、金属铁与稀硫酸进行实验
5．家里的铁锅、铝壶、菜刀等都是由由金属及合金制成的。下列物质中不属于合金的是
A．生铁 B．黄铜 C．不锈钢 D．铁锈
6．金属钛(Ti)是航空、军工、电子等方面的必需原料。生产金属钛所发生的化学反应为： ，下列叙述正确的是：
A．钛在化学变化中易得到电子 B．元素化合价前后没有变化
C．该反应属于分解反应 D．反应需在高温条件下进行
7．Cu一Zn合金中加入200gCuSO4溶液，恰好完全反应，得到溶液200.1g和固体19.9g。合金中Cu的质量分数是
A．32.5% B．43.0% C．67.5% D．75%
8．下列说法正确的是（ ）
A．Cu是金属活动顺序表中H后金属，所以Cu不会发生置换反应
B．只有活泼金属和酸的置换反应才会产生气体
C．物质的用途完全由其性质决定，与其他因素无关
D．置换反应中一定发生元素化合价的改变
9．下列实验得出的结论或说法不合理的是
A．甲装置中水不断下滴，说明此装置一定漏气
B．乙实验可以说明微粒是不停运动的
C．丙实验中镁在二氧化碳中剧烈燃烧，说明镁着火不能用液态二氧化碳灭火器
D．丁实验既可以说明一氧化碳能与氧化铁反应，又可以说明一氧化碳具有可燃性
10．下列用数轴表示的化学知识不正确的是
A． B．
C． D．
11．如图为一氧化碳还原氧化铁实验。下列说法中正确的是
A．开始时应先预热玻璃管，后通入一氧化碳
B．实验中玻璃管里粉末由黑色逐渐变成红棕色
C．参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为18：7
D．将尾气点燃或收集，可防止一氧化碳污染空气
二、填空与简答
12．人类历史发展的不同阶段曾以不同金属材料的使用作为标志。
（1）金、银在自然界有单质形式存在，说明它们的化学性质都 。
（2）在生产生活实践中，人类逐渐掌握了多种金属的冶炼技术。
①比较两种铁矿石磁铁矿（主要成分Fe3O4）和菱铁矿（主要成分FeCO3），从化学的角度分析“磁铁矿作炼铁原科更具优势”。其主要原因是 。
②近代工业上采用电解熔融氧化铝（Al2O3）的方法冶炼铝，Al2O3分解后得到两种单质，该反应的化学方程式为 。
（3）镁铝合金被誉为“21世纪绿色金属结构材料”，一种镁铝合金Mg17Al12是特殊的储氢材料，完全吸收氢气后得到MgH2和Al，该反应的化学方程式为 。
（4）钛和钛合金是21世纪重要的金属材料，钛合金制品放在海水中数年，取出后仍光亮如新，是因为其 （填字母序号）非常好。
A 可塑性
B 机械性能
C 抗腐蚀性能
（5）铁制品表面生成的铁锈很 ，不能像铝表面致密氧化膜一样保护内部金属不再被进一步氧化。请你写出一条常见的防锈方法: 。
（6）利用“活泼金属”可以制得H2，H2可用作汽车能源。若推广应用于汽车产业，则需综合考虑的因素有 （填字母序号）。
A 金属原料的成本
B 生成过程中的能耗和污染
C 金属的回收利用
13．能源和材料是人类得以生存和发展的重要保障，请回答下列问题：
(1)氢气作为能源备受人们关注，请问写出氢气作为理想燃料的优点 。（答一点即可）
(2)国家大力提倡回收利用废旧金属，请写出回收利用废旧金属意义 。（答一点即可）
14．冶炼金属需要考虑多方面因素：
(1)固体氧化镁或氯化镁加热至熔化后电解都能制得金属镁。从节能方面考虑，工业上选择了氯化镁，是因为这两种物质的 （填物理性质）不同。
(2)①高炉炼铁选用铁矿石作为原料应考虑的因素有 （写一点即可）。
②冶炼时将铁矿石粉碎的目的是 。
③赤铁矿石（主要成分是Fe2O3）炼铁的化学方程式为 。
15．根据如图，回答问题。
(1)图1中出现“蓝色火焰”的原因是 (用化学方程式解释)；
(2)图2相互刻划，得出的结论是 。
(3)图3该实验为测定空气中氧气的含量，其设计不合理之处是： 。
(4)图4中沼气主要成分的化学式为 。
16．化学处处有生活，解释以下生活现象。
(1)“釜底抽薪”的灭火原理是 。
(2)长期使用的铜火锅会变黑,该反应原理是 （用方程式表示），基本反应类型是 。
17．A、B、C、D、E为八年化学学习过的五种物质。其中B通常状态下为气体， A、C均为固体，且A为红色粉末，C为生活中常见的银白色金属，D、E均为液体，且含有相同的元素。这五种物质之间的反应关系如图所示，其中“—”表示相连的两种物质能够发生化学反应，“→”表示一种物质经过一步转化可以生成另一种物质(有些反应关系已略去，反应条件已略去)。请回答问题：
(1)写出下列物质的化学式：
A、 B、 C、 D、 E、
(2)写出A转化为B的反应的符号表达式 。
(3)B与C反应的实验现象 。
18．2018年5月23日至25日，第九届中国卫星导航年会在哈尔滨拉开帷幕，中海达、华大北斗等一批国内企业先后发布了自主研发的北斗芯片产品。芯片的主要成分是硅，下图是工业上以石英砂(SiO2)为主要原料制取纯硅的一种方法，请回答以下问题。
(1)地壳中硅元素的含量仅次于 元素；
(2)写出反应①的化学方程式 ；
(3)反应②的基本反应类型是 ；
(4)尾气一氧化碳必须收集处理，不能排放到空气中，请简要说明原因 。
三、科学探究题
19．小花同学发现自己的铜制眼镜框表面出现了绿色的铜锈。为了弄清铜绿的组成和铜生锈生成铜绿的条件，小花与她们的化学实验小组进行了如下探究实验：
（一）探究铜绿的组成。
【查阅资料】“铜锈”主要成分是Cu2(OH)2CO3（俗称铜绿）；铜绿受热易分解。
【实验设计】
①小花同学从铜制眼镜框上取下适量的干燥铜绿，按图所示装置进行实验。在实验过程中，观察到：试管口有水珠出现，说明了铜绿中含有 元素；澄清石灰水变浑浊，说明了铜绿中含有 元素。
②小阳取下少量试管内反应后的剩余物，放入另一支试管中，滴入稀硫酸，充分反应后，溶液变蓝色，说明铜绿中含有 元素。
【实验结论】③ 。
（二）探究铜生锈的条件。
【查阅资料】1铜绿受热会分解成三种氧化物。
①写出铜绿分解的化学方程式为 。
2碱石灰主要成分是氢氧化钠和氧化钙固体的混合物，实验室常用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳气体、常用碱石灰除去二氧化碳气体和水蒸气。
【实验设计】借鉴课本“铁钉锈蚀条件的探究”实验，小平设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验，实验如下图所示将四小块铜片分别按下图所示放置一个月，观察现象如下：
实验装置
实验现象 铜片不生锈 铜片不生锈 铜片不生锈 铜片生锈且水面附近锈蚀最严重的
【实验结论】②铜生锈是铜与氧气、 、 等物质共同作用的结果。
【反思应用】③写出防止铁或铜等金属制品生锈的两种不同原理的方法 。
四、计算题
20．某为了测定某含杂质7%的黄铜（Cu、Zn)样品中铜的质量分数（杂质中不含铜、 锌元素，杂质不溶于水，不与其它物质反应，受热也不分解），某化学小组进行了如下实验:
(1)发生反应的化学方程式为 。
(2)根据已知条件列出求解100g该黄铜样品中锌的质量(x)的比例式为 。
(3)反应生成的硫酸锌的质量为 。
(4)该黄铜样品中铜的质量分数是 。
(5)实验中所用的稀硫酸中水与硫酸的质量比为 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】A：年产量最高的金属是铁，所以A错误。
B：“真金不怕火炼”是指金即使在高温下也不与氧气反应，说明金的化学性质不活泼，所以B错误。
C：地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属如金银等有单质形式存在外，其余都以化合物的形式存在。工业上从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属，所以C正确。
D：生铁是含碳量为2%-4.3%的铁合金，钢是含碳量为0.03%-2%的铁合金，故生铁不属于含碳量少的铁合金，所以D错误。
故选C。
2．C
【详解】A、赤铁矿的主要成分是三氧化二铁，故选项说法错误；
B、火星大气的成分为二氧化碳95.3%、氮气2.7%、氩气1.6%、氧气和水蒸气0.4%，火星上的氧气含量低于稀有气体，故选项说法错误；
C、在高温的条件下，利用还原剂能将氧化铁还原为铁的单质，故选项说法正确；
D、火星大气的成分中氧气和水汽约占0.4%，氧气的含量太低，所以蜡烛在火星大气中不能燃烧，故选项说法错误。
故选C。
3．D
【详解】A、由图可知，生成氢气的质量是：A＞B＞C，不符合题意；
B、由图可知，B的反应速率快，其次是A，最后是B，金属活动性越强，反应速率越快，故金属活动性顺序：B＞A＞C，不符合题意；
C、氢气中的氢元素全部来自于稀盐酸，生成氢气的质量越大，消耗稀盐酸的质量越大，故消耗稀盐酸的质量：A＞B＞C，不符合题意；
D、根据一定质量的金属完全反应生成氢气的质量=，金属的化合价相同，金属的质量相同，故金属的相对原子质量与生成氢气的质量成反比，故相对原子质量：C＞B＞A，符合题意。
故选D。
4．A
【详解】A、初中化学课本上的金属活动顺序表中没有金属钛，故查阅初中化学课本上的金属活动顺序表无法比较钛（Ti）和铁的金属活动顺序，故A错误；
B、利用金属钛和FeCl2溶液进行实验，根据是否会发生反应判断，故B正确；
C、利用金属铁和TiSO4溶液进行实验，根据是否会发生反应判断，故C正确；
D、利用金属钛、金属铁与稀硫酸进行实验，根据反应的激烈程度或产生气泡的速率，故D正确，故选A。
5．D
【分析】合金是由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的混合物。
【详解】A、生铁是由铁、碳等组成的合金。
B、黄铜是由铜和锌所组成的合金。
C、不锈钢是由铁、铬、镍等组成的合金。
D、铁锈是主要成分为氧化铁的混合物，不是合金。
故选D。
【点睛】
6．D
【详解】A、钛是金属，其原子的最外层电子数少于4，在化学反应中容易失去电子，选项错误；
B、由化学方程式可知，反应中，钛的化合价由+2价变为0，同时镁元素的化合价由0变为+2价，选项错误；
C、由化学方程式可知，该反应是一种单质与一种化合物生成另一种单质与另一种化合物的反应，符合置换反应的特点，属于置换反应，选项错误；
D、化学方程式中，双横线上方的是反应条件，由化学方程式可知，该反应需在高温条件下进行，选项正确，故选D。
7．C
【详解】锌能与硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，但铜不能与硫酸铜反应，设锌与硫酸铜反应生成的铜的质量为x，消耗的锌的质量为y，则
、
解得x=6.4g、y=6.5g
则合金中Cu的质量分数是，故选C。
8．D
【详解】A、Cu是金属活动顺序表中H后金属，所以Cu不会与酸发生置换反应，但是可以与排在同后面的银的盐溶液发生置换反应，故错误；
B、碳酸盐与酸也会反应产生气体，故错误；
C、物质的用途由其性质决定，有时也要考虑其它因素，比如价格，故错误；
D、置换反应中有单质参加和生成，故一定发生元素化合价的改变，故正确。
故选D。
9．A
【详解】A、由于分液漏斗和烧瓶中的气体是相通的，故无法实现密闭空间内压强的改变，所以分液漏斗中的水不断滴下不能说明该装置漏气，符合题意；
B、一段时间后A变红色，是C中的氨分子运动到A中，形成氨水使酚酞变红，B烧杯不变色，不符合题意；
C、镁在二氧化碳中能剧烈燃烧，说明燃烧不一定需要氧气，不符合题意；
D、玻璃管中的红棕色固体变成黑色，澄清发的石灰水变浑浊，即可说明一氧化碳能与氧化铁反应，可以说明一氧化碳具有还原性；同时装置末端酒精灯可以将CO燃烧，防止CO污染空气，又说明了CO的可燃性，不符合题意。故选A。
10．A
【详解】A.铁的活性大于铜，所以比铜发现的晚，所以金属的使用年代从先到后的顺序是：Cu，Fe，Al，错误；
B.地壳中元素前五位元素：氧>硅>铝>铁>钙，正确；
C.硝酸铵溶于水温度降低，氯化钠溶于水温度不变，氢氧化钠溶于水温度升高，所以溶于水后溶液温度关系为：硝酸铵，氯化钠，氢氧化钠，正确；
D.二氧化碳体积分数为0.03%，氧气体积分数为21%，所以空气中物质的体积分数从小到大的关系为：二氧化碳，氧气，正确。
故选：A。
11．D
【详解】A、实验开始先通入一氧化碳，排出装置内的空气后，再点燃酒精喷灯加热玻璃管中的氧化铁，先通入一氧化碳后加热的原因是排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸，说法错误。
B、一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象是红棕色粉末逐渐变黑，说法错误。
C、反应的化学方程式为：，参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为160：（28×3）=40：21，说法错误。
D、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，将尾气点燃或收集，可防止一氧化碳污染空气，说法正确。
故选：D。
12． 很稳定 铁的含量高 2Al2O34Al+3O2↑ Mg17Al12+ 17H217MgH2+12Al C 疏松 刷漆等 ABC
【详解】（1）金、银在自然界有单质形式存在，说明它们的化学性质都很稳定；
（2）①磁铁矿（主要成分Fe3O4，铁元素质量分数=）和菱铁矿（主要成分FeCO3，铁元素质量分数=），从化学的角度分析“磁铁矿作炼铁原科更具优势”，其主要原因是磁铁矿中铁的含量高；
②近代工业上采用电解熔融氧化铝（Al2O3）的方法冶炼铝，Al2O3分解后得到两种单质，据质量守恒定律可知，反应前后元素的种类不变，所以生成的单质为氧气和金属铝，该反应的化学方程式为2Al2O34Al+3O2↑；
（3）镁铝合金Mg17Al12完全吸收氢气后得到MgH2和Al，该反应的化学方程式为Mg17Al12+ 17H217MgH2+12Al；
（4）钛和钛合金是21世纪重要的金属材料，钛合金制品放在海水中数年，取出后仍光亮如新，是因为其抗腐蚀性能非常好，没有生锈，故选C；
（5）铁制品表面生成的铁锈很疏松，能吸附水和氧气，能加速锈蚀，不能像铝表面致密氧化膜一样保护内部金属不再被进一步氧化。铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果，所以防锈的方法有隔绝氧气、保持金属表面洁净干燥、改变金属的组成和结构；常见的防锈方法:刷漆等；
（6）利用“活泼金属”可以制得H2，H2可用作汽车能源。若推广应用于汽车产业，则需综合考虑的因素有金属原料价格是否便宜、生成过程中的能耗和污染是否大、金属是否便于回收和利用等。故选ABC。
13．(1)热值高或产物是水不污染空气（合理即可）
(2)节约金属资源或减少对环境的污染（合理即可）
【详解】（1）氢气是一种可燃性气体，它在氧气中完全燃烧放出的热量多（是等质量甲烷完全燃烧放出热量的2倍多），热值高；制取氢气的原料可用水（可分解水制取氢气），资源不受限制；氢气的燃烧产物是水，不会污染环境。所以氢气作为理想燃料的优点有：热值高；燃烧后的产物是水，无污染；原料来源广泛等，故填：热值高或产物是水不污染空气（合理即可）。
（2）回收利用废旧金属，可节约金属资源，据估算，回收一个铝质饮料罐比制造一个新饮料罐要便宜20%，而且还可节约金属资源和95%的能源，目前，世界上已有50%以上的铁和90%以上的金属得到了回收利用；废旧金属的回收利用还可以减少对环境的污染，例如，废旧电池中含有铅、镍、镉、汞等，如果将废旧电池随意丢弃，这些金属渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。所以回收利用废旧金属意义有节约金属资源、减少对环境的污染等，故填：节约金属资源或减少对环境的污染（合理即可）。
14．(1)熔点
(2) 考虑矿石中铁元素的含量或是否在冶炼过程中造成环境污染 （合理即可） 增大反应物之间的接触面积，加快反应速率或使之充分反应
【详解】（1）氧化镁的熔点高，熔融时需要消耗大量的能量，氯化镁的熔点低，易熔融。从节能方面考虑，工业上选择了氯化镁，是因为这两种物质的熔点不同。
（2）高炉炼铁选用铁矿石作为原料应考虎的因素有：考虑矿石中铁元素的含量或是否在冶炼过程中造成环境污染等。
冶炼时将铁矿石粉碎的目的是：增大反应物之间的接触，加快反应速率（或使之充分反应）。
在高温条件一氧化碳与氧化铁的反应生成了铁和二氧化碳，所以赤铁矿石炼铁的化学方程式为：。
15．(1)
(2)黄铜硬度大于纯铜
(3)硫燃烧生成二氧化硫气体，装置中压强几乎不变，水不能进入装置，不能测定氧气含量
(4)CH4
【详解】（1）碳不完全燃烧生成一氧化碳，一氧化碳在煤层上方燃烧发出淡蓝色火焰；一氧化碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳：；
（2）合金硬度大于纯金属；图2相互刻划，得出的结论是黄铜硬度大于纯铜；
（3）硫燃烧生成二氧化硫气体，装置中压强几乎不变，水不能进入装置，不能测定氧气含量；
（4）沼气主要成分为甲烷，化学式为CH4。
16．(1)清除（或隔离）可燃物
(2) 化合反应
【详解】（1）燃烧需要同时具备三个条件：物质是可燃物、与氧气接触、温度达到着火点，“釜底抽薪”体现的灭火原理是清除（或隔离）可燃物；
（2）长期使用的铜火锅会变黑，该反应原理是铜在加热时生成氧化铜，反应的化学方程式为：；该反应是由两种物质生成一种物质的反应，属于化合反应。
17． HgO O2 Fe H2O2 H2O HgOHg+O2 银白色固体剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成一种黑色固体
【分析】D、E均为液体，含有相同元素且D可以转化为E，可以推出D是过氧化氢，E是水，过氧化氢可以生成氧气，且氧气可以与水相互转化，故B为氧气，A为红色粉末且能与氧气相互转化，则A是氧化汞，C是生活中常见的银白色金属且可以与氧气反应，则C是铁。
【详解】（1）由分析知，A为HgO，B为O2，C为Fe ，D为H2O2，E 为H2O；
（2）A转化为B是氧化汞在加热条件下分解生成汞和氧气，符号表达式为：HgOHg+O2
（3）B与C的反应是铁丝在氧气中燃烧，现象是银白色固体剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成一种黑色固体。
18． 氧 SiO2+2CSi+2CO 置换反应 一氧化碳有毒会污染环境
【详解】（1）地壳中元素含量前五位是氧、硅、铝、铁和钙，故地壳中硅元素的含量仅次于氧元 素，故填：氧；
（2）反应①是二氧化硅和碳在高温下反应生成硅和一氧化碳，该反应的化学方程为SiO2+2CSi+2CO↑，故填：SiO2+2CSi+2CO↑；
（3）反应②是四氯化硅与氢气高温反应生成硅和氯化氢，该反应是单质与化合物反应生成单质与化合物，属于置换反应；故填：置换反应；
（4）尾气一氧化碳必须收集处理，不能排放到空气中，原因是一氧化碳有毒会污染环境。故填：一氧化碳有毒会污染环境。
19． 氢元素和氧元素 碳元素 铜元素 氢元素、氧元素、铜元素、碳元素 Cu2(OH)2CO3 2CuO+ CO2↑+ H2O； 二氧化碳 水 如刷漆、保持干燥、制成合金
【详解】（一）①据质量守恒定律可知，反应前后元素的种类不变，按右图所示装置进行实验。在实验过程中，观察到：试管口有水珠出现，说明了铜绿中含有氢元素和氧元素；澄清石灰水变浑浊，证明生成二氧化碳，说明了铜绿中含有碳元素；
②含有铜离子的溶液为蓝色，取下少量试管内反应后的剩余物，放入另一支试管中，滴入稀硫酸，充分反应后，溶液变蓝色，说明铜绿中含有铜元素。
③铜绿的组成元素为：氢元素和氧元素、铜元素、碳元素；
（二）①铜绿分解生成二氧化碳、氧化铜、水，化学方程式为Cu2(OH)2CO3 2CuO+ CO2↑+ H2O；
②由第一个实验可知没有水时，铜片不生锈，说明铜生锈需要水；由第二个实验可知，没有二氧化碳时，铜不生锈，说明铜生锈需要二氧化碳；第三实验：没有氧气时铜片不生锈，说明铜生锈需要氧气；第四个实验时，铜同时接触到水、氧气、二氧化碳时生锈了，说明铜生锈是铜与氧气、二氧化碳、水等物质共同作用的结果；
③铁生锈是铁与氧气、水充分接触，防止铁或铜等金属制品生锈的两种不同原理的方法：覆盖保护层（如刷漆），使金属与水、氧气等隔绝；保持干燥；制成合金，提高金属的防锈能力。
20．(1)
(2)烧杯中混合物质量的减少就是生成氢气的质量，100g+100g-199.6g=0.4g
解：设黄铜样品中锌的质量为x，生成硫酸锌的质量为y，硫酸溶液中溶质为z
x=13g
故填：
(3)
答：生成硫酸锌质量为32.2g
(4)
答：该黄铜样品中铜的质量分数是80%
(5)
实验中所用的稀硫酸中水与硫酸的质量比为（100g-19.6g）：19.6g=201:49。
【详解】（1）铜不能和稀硫酸反应，硫酸和锌生成硫酸锌和氢气，。
（2）见答案
（3）见答案
（4）见答案
（5）见答案
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