专题8 金属和金属材料 基础练习题
一、选择题
1．下列推理判断正确的是
A．质子数相同的微粒一定是同种元素
B．由同种元素组成的物质一定是纯净物
C．催化剂能加快化学反应速率
D．有两种或两种以上物质生成的反应一定是分解反应
2．下列化学方程式书写错误的是
A．正常雨水的pH约为5.6的原因： CO2+H2O=H2CO3
B．用盐酸除掉铁锈的主要反应： Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
C．工业用赤铁矿炼铁的主要反应： 4CO +Fe3O43Fe+4CO2
D．成语滴水穿石： CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2
3．下列描述与事实不符合的是
A．镁与稀盐酸反应有无色、无味气体产生，放出热量
B．一氧化碳在空气中燃烧发出蓝色火焰
C．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，有黑色固体生成
D．将铁钉放在硫酸铜溶液中，铁钉上有红色固体附着，溶液的质量不变
4．下列关于资源和能源的叙述中错误的是
A．空气中氧气的体积分数约为21%，炼钢、宇宙航行都要用到氧气
B．地球上的淡水资源有限，目前海水淡化已经广泛使用
C．废旧金属的回收利用，不仅可以节约金属资源，还可以减少对环境的污染
D．可燃冰主要含有甲烷水合物，我国已经在南海海域对可燃冰进行试验性开采
5．下列置换反应书写正确的是
A．Cu+2AgCl=CuCl2+2Ag B．Zn+FeSO4=Fe+ZnSO4
C．Hg+H2SO4=HgSO4+H2↑ D．2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2↑
6．铜与稀硝酸（有强氧化性）能发生反应：3Cu+8HNO3═3Cu(NO3)2+2X↑+4H2O。则以下说法错误的是
A．X是氧化物 B．铜发生了氧化反应
C．X中有一种元素的化合价是+2 D．反应最终形成浅绿色溶液
7．将金属锰条(Mn)、镁条(Mg)和铜片分别投入稀盐酸中，锰条和镁条上均有气泡产生，将镁条投入到硫酸锰溶液中有锰析出，则Mn、Mg、Cu三种金属活泼性由强到弱的顺序是
A．Mg、Mn、Cu B．Mn、Mg、Cu
C．Cu 、Mn、Mg D．Mn、Cu 、Mg
8．下列实验操作不能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验操作
A 鉴别Cu和Fe3O4 观察颜色
B 除去CO2中少量的CO 点燃
C 鉴别H2O和H2O2溶液 分别取少量液体于试管中，加入MnO2
D 除去Cu粉中少量的Fe粉 加入稀硫酸，过滤
A．A B．B C．C D．D
9．化学趣味小组在学习了金属的化学性质后，对金属R的活动性进行探究发现：将金属R放入稀盐酸中，观察到有气泡产生（该反应的化学方程式可表示为：R+2HCl=RCl2+H2↑），将R放入ZnSO4溶液中无任何变化。下列化学方程式书写错误的是（ ）
A．R+MgSO4=RSO4+Mg B．R+CuSO4=RSO4+Cu
C．R+H2SO4=RSO4+H2↑ D．2A1+3RSO4=Al2（SO4）3+3R
10．下列实验均来自初中课本，对其中实验现象的描述错误的是（ ）
测定空气中氧气的含量 镁条在空气中燃烧 一氧化碳与氧化铁反应 石墨连接在电路中
A．集气瓶内的水面上升约至刻度“1”处 B．产生耀眼白光，生成白色固体 C．玻璃管内红色粉末变为白色 D．灯光亮了
A．A B．B C．C D．D
11．下列有关事实的相关解释，错误的是
A．生铁和钢的机械性能不同—一含碳量不同
B．铁原子和铁离子化学性质不同—一最外层电子数不同
C．水和过氧化氢的化学性质不同—一组成元素种类不同
D．金刚石和石墨的硬度不同—一碳原子的空间排列方式不同
12．下列实验中不发生化学变化的是
A．探究可燃物燃烧条件
B．探究铁生锈的条件
C．探究催化剂的作用
D．探究物质溶解性的影响因素
二、填空与简答
13．近日狡猾的新冠病毒再次砸向我国部分省市，大家一定要少聚集、勤洗手、戴口罩！为增强口罩的密封性，均放了鼻梁条，有的鼻梁条是铝制的，金属铝常温下耐腐蚀的原因是 ；金属铁则不具有这种性质，它通常在 情况下容易生锈；古代湿法炼铜就是利用金属铁和硫酸铜溶液的反应，两者恰好完全反应后的溶液溶质是 (用化学式表示)。
14．写出符合下列要求的化学方程式
（1）实验室用纯净物制氧气
（2）铁制容器不能配置波尔多液的原因
（3）磁铁矿炼铁
15．某化学小组的同学向硝酸铜和硝酸银的混合溶液中加入一定量的锌粉，并测得反应过程中溶液的质量随时间的变化如图所示。
(1)请写出AB段发生反应的化学方程式 。
(2)请写出C点所对应溶液中溶质的成分 。
16．某炼铁厂用于高炉炼铁的主要原料是赤铁矿石、焦炭、空气等，主要过程如下图所示：
②中焦炭的作用是提供能量和 ；③中反应的化学方程式为 。
17．用化学用语回答问题。
(1)2个水分子 ；
(2)地壳中含量最多的元素符号 ；
(3)赤铁矿主要成分的化学式 。
18．如图表示某些物质间转化关系（反应条件和部分产物已省略）。常温下A、C是由相同元素组成的无色液体，且C是一种最常用的溶剂；D、I、J均为无色气体，其中I能使澄清的石灰水变浑浊；K为红棕色粉末。请回答下列问题：
（1）反应①中B物质的作用是 ，E的化学式是 。
（2）写出图中反应⑤的化学方程式 。
（3）写出图中反应⑥的化学方程式 。
19．下图是高炉炼铁及炉内发生反应过程的示意图，回答有关问题：
(1)Fe2O3中铁元素的化合价为 ；
(2)高炉中一共发生了五个化学反应：
①
②
③
④
⑤
其中属于化合反应的有 个；
(3)高炉炼出来的是生铁，生铁和钢的性能有很大的区别原因是 不同。
(4)铁制品在日常生活中应用非常广泛，防止家用的铁锅和菜刀生锈的最简单方法是保持 。
三、科学探究题
20．化学兴趣小组的同学对一份固体样品进行了探究。通过实验已确定该样品由氧化铁和铁粉混合而成。为进一步探究各成分的含量，他们称取了13.6g固体样品，用图1所示的装置继续实验，测定的部分数据如图2所示。
【实验步骤】
（1）按上图连接装置，并检查装置气密性。称取13.6g样品，放入硬质玻璃管中；
（2）先通一段时间CO，再点燃酒精喷灯；
（3）待反应结束，熄灭酒精喷灯，再缓缓同入一段时间CO；
（4）冷却至室温，称取硬质玻璃管中固体质量
（5）测定澄清石灰水较反应前增重4.4g
反应前先通CO的目的 ；硬质玻璃管中发生反应的化学方程式 ；广口瓶中观察到的现象 。
【数据处理】
请你根据有关数据，计算样品中氧化铁的质量分数为 。（请在答题纸上写出完整的解题步骤）
【问题讨论】
（1）有同学不赞同使用步骤（5）中的数据，原因是 。
（2）从环境保护的角度，请你提出一个实验改进的措施 。
四、计算题
21．黄铜是铜和锌的合金。为了测定某黄铜中铜的质量分数，称取10.0 g黄铜样品置于烧杯中，慢慢加入稀硫酸使其充分反应，直至固体质量不再减少为止，此时共用去98.0 g稀硫酸，将反应后的剩余物过滤、干燥，称得剩余固体3.5 g。试计算：（Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑）
求：（1）铜样品中锌的质量_____（直接填结果）；
（2）产生氢气的质量_____；
（3）所用稀硫酸溶液的溶质质量分数。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】A、质子数相同的微粒不一定是同种元素，如OH根和F原子具有相同的质子数，但是不是同种元素，故错误；
B、由同种元素组成的物质可能是混合物，如氧元素可以组成O2，也可以组成O3，故错误；
C、催化剂可能加快反应速率，也可能减慢反应的速率，故正确；
D、由一种物质发生反应生成多种物质的反应是分解反应，故错误。故选C。
2．C
【详解】A、该化学方程式书写完全正确；
B、该化学方程式书写完全正确；
C、工业上用一氧化碳还原氧化铁炼铁，主要是利用CO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，故错误；
D、该化学方程式书写完全正确。
故选C。
3．D
【详解】A、活泼金属与酸反应生成盐和氢气，镁与稀盐酸反应有无色、无味气体（氢气）产生，放出热量，故选项A正确；
B、一氧化碳在空气中燃烧时放出大量的热，火焰呈蓝色，故选项B正确；
C、铁和氧气点燃条件下生成四氧化三铁， 铁丝在氧气中燃烧试验可观察到，铁丝剧烈燃烧，火星四射，有黑色固体生成，故选项C正确；
D.、铁的活动性比铜的强，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，将铁钉放在硫酸铜的溶液中，铁钉上有红色固体附着，反应中硫酸铜和硫酸亚铁的质量比为160:152，溶液的质量变小，故选项D错误；
故选：D。
4．B
【详解】A、空气中氧气的体积分数约为21%，炼钢用氧气做助燃剂、宇宙航行要用到氧气供给呼吸，A正确；
B、地球上的淡水资源有限，目前海水淡化还未被广泛使用，B错误；
C、废旧金属的回收利用，不仅可以节约金属资源，还可以减少对环境的污染，C正确；
D、可燃冰主要含有甲烷和水在低温高压形成的结晶水合物，我国已经在南海海域对可燃冰进行试验性开采，D正确。
故选B。
5．B
【详解】A、铜的金属活动性比银强，但氯化银难溶于水，不能与氯化银发生置换反应，故选项错误；
B、锌和硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌，化学方程式为：Zn+FeSO4=Fe+ZnSO4，故选项正确；
C、在金属活动顺序中，汞排在氢的后面，汞不能与稀硫酸发生置换反应，故选项错误；
D、铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，故选项错误。
故选B。
6．D
【详解】反应的化学方程式3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2X↑+4H2O，反应前3Cu、8HNO3中含Cu、H、,N、O四种元素的原子个数分别为3,、8、8、24，反应后3Cu(NO3)2、4H2O中含Cu、H、N、O四种元素的原子个数分别为3、8、6、22，根据反应前后原子种类、数目不变，可判断2X中含2个N原子和2个O原子，则每个X分子由1个N原子、1个O原子构成，则物质X的化学式为NO；
A、X的化学式为NO，是一种元素和氧元素组成的化合物，属于氧化物，故说法正确；
B、该反应中，Cu失去电子，由0价变为+2价，失电子为氧化反应，故说法正确；
C、化合物中各元素化合价代数和为0，NO中，O显-2价，N显+2价，故说法正确；
D、硝酸铜的水溶液是蓝色的，故说法错误。
故选D。
7．A
【详解】金属能与酸反应说明金属排在氢的前面，不反应说明排在氢的后面；金属能与盐反应，说明金属排在盐中金属的前面。锰条和镁条上均有气泡产生，铜片表面没有现象，说明锰和镁都排在氢的前面，铜排在了氢的后面；将镁条投入硫酸锰的溶液中有锰析出，说明镁排在锰的前面。故选A。
8．B
【详解】A、铜是紫红色的，而四氧化三铁是黑色，所以可用观察颜色的方法鉴别，正确；
B、不宜用点燃的方法除去CO2中的少量CO，是因为少量的一氧化碳在二氧化碳中可能不能燃烧，一般采用通过灼热的氧化铜来除去一氧化碳，错误；
C、H2O2溶液和二氧化锰混合会放出氧气，而水和二氧化锰混合没有明显现象，正确；
D、铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁，而铜不反应，过滤分离出固体铜，正确。
故选B。
【点睛】除去混合物中的杂质，所选用的试剂或方法应对杂质有作用，不影响主要成分，并且过程中不能产生新的杂质。
9．A
【详解】将金属R放入稀盐酸中，观察到有气泡产生，说明R能与稀盐酸反应，即活动性R＞H；由R+2HCl=RCl2+H2↑可知，R在化合物中显+2价；将R放入ZnSO4溶液中无任何变化，说明Zn的金属活动性比R强，即Zn＞R。A、由于金属活动性Mg＞Zn＞R，所以R不能与MgSO4反应，错误；B、由于金属活动性R＞H＞Cu，所以R能与CuSO4反应，化学方程式R+CuSO4=RSO4+Cu，正确；C、金属活动性R＞H， R能与H2SO4反应，化学方程式R+H2SO4=RSO4+H2↑，正确；D、由于金属活动性Al＞Zn＞R，所以Al能与RSO4反应，化学方程式2A1+3RSO4=Al2（SO4）3+3R，正确。故选A。
点睛：掌握金属活动性应用“反应则活泼、不能反应则不活泼”是正确解答此类题的关键。
10．C
【详解】 A、该实验装置是测定空气中氧气含量的实验，在实验操作规范的情况下，根据我们已知的空气中氧气含量约占21%，则试验后集气瓶内的水面上升约至刻度“1”处，正确；B、根据镁条在空气中燃烧的现象是：产生耀眼白光，生成白色固体，正确；C、已知氧化铁颜色为红色，一氧化碳具有还原性，与氧化铁反应后将其还原为铁单质，而铁粉颜色为黑色，错误；D、石墨具有导电性，将石墨连接在电路中，灯光亮了，正确。故选C。
11．C
【详解】A、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，生铁和钢的机械性能不同是因为含碳量不同，A正确，不符合题意；
B、最外层电子数不同，化学性质不同，铁原子和铁离子化学性质不同也是这个原因，B正确，不符合题意；
C、水（H2O）和过氧化氢（H2O2）都是由氢、氧元素组成的，二者化学性质不同是因为分子构成不同，不同种分子化学性质不同，C错误，符合题意；
D、金刚石和石墨的硬度不同是因为碳原子的空间排列方式不同，D正确，不符合题意；
故选：C。
12．D
【详解】A．探究可燃物燃烧条件中，白磷燃烧生成五氧化二磷，属于化学变化，故选项A错误；
B．铁生锈的条件，实际是铁与氧气、水等发生化学反应生成铁锈的过程，铁锈是新物质，属于化学变化，故选项B错误；
C．探究催化剂的作用中，过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下生成水和氧气，属于化学变化，故选项C错误；
D．探究物质溶解性的影响因素，没有新物质生成，属于物理变化，故选项D正确。
故选D。
13． 表面形成致密的氧化膜，防止里面的铝继续被氧化 氧气和水 FeSO4
【详解】金属铝常温下耐腐蚀的原因是表面形成致密的氧化膜，防止里面的铝继续被氧化，金属铁则不具有这种性质，它通常在氧气和水（潮湿的空气）的情况下容易生锈，因为铁和氧气、水蒸气容易发生缓慢氧化的化学反应，生成铁锈；古代湿法炼铜就是利用金属铁和硫酸铜溶液的反应，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，两者恰好完全反应后的溶液溶质是硫酸亚铁，化学式是FeSO4。
14． Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
【详解】（1）高锰酸钾是一种纯净物，高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气三种物质，反应的化学方程为：；
（2）铁比铜活泼，所以铁能与硫酸铜发生置换反应生成铜和硫酸亚铁，反应的化学方程为：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；
（3）磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，在高温的条件下，四氧化三铁与一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程为：。
【点睛】化学方程式书写经常出现的错误有不符合客观事实、不遵守质量守恒定律、不写条件、不标符号等。
15．(1)
(2)一定有硝酸锌，可能有硝酸铜
【分析】向硝酸铜和硝酸银的混合溶液中加入一定量的锌粉，锌先与硝酸银反应，方程式为，可知每65份质量的锌会置换出216份质量的银，所以溶液质量减少；当硝酸银消耗完之后，锌再与硝酸铜反应，根据方程式，可知每65份质量的锌会置换出64份质量的铜，所以溶液质量增加，当硝酸铜消耗完或锌消耗完，溶液质量不再变化。
【详解】（1）由分析可知，当锌和硝酸银先反应，且反应时溶液质量减小，故AB段为锌和硝酸银的反应，方程式为；
（2）由图示可知，C点时溶液中的反应停止，溶液质量不再变化。在由分析可知，溶液中先进行锌和硝酸银的反应，生成硝酸锌，故溶液中一定含有硝酸锌；反应进行到C点时，可能是因为硝酸铜消耗完停止，也可能是因为锌消耗完而硝酸铜有剩余，故溶液中可能含有硝酸铜。故填一定有硝酸锌，可能有硝酸铜；
16． 产生还原剂CO Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
【详解】②中焦炭的作用是提供能量和二氧化碳反应生成还原剂一氧化碳；③中的反应中氧化铁与一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2。
17．(1)2H2O
(2)O
(3)Fe2O3
【详解】（1）分子用化学式表示，多个分子就在分子的化学式前面加上相应的数字，故2个水分子表示为2H2O；
（2）地壳中含量最多的元素是氧元素，表示为：O
（3）赤铁矿的主要成分是氧化铁，氧化铁的化学式表示为：Fe2O3
18． 催化作用 Cu
【分析】常温下A、C是由相同元素组成的无色液体，且C是一种最常用的溶剂，则C是水，A是过氧化氢，D、I、J均为无色气体，A和B反应会生成C和D，所以B是二氧化锰，D是氧气，其中I能使澄清的石灰水变浑浊，所以I是二氧化碳，K为红棕色粉末，所以K是氧化铁，F和硫酸反应会生成蓝色溶液，所以F是氧化铜，G是硫酸铜，氧气和E反应生成氧化铜，所以E是铜，J和氧化铁反应生成的L会与硫酸铜反应，所以L是铁，J是一氧化碳，氧气和H反应生成I（二氧化碳），I和H会生成一氧化碳，所以H是碳，经过验证，推断正确。
【详解】（1）由分析可知，B是二氧化锰，反应①是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，B的作用是催化作用，E的化学式是Cu；
（2）反应⑤是二氧化碳和碳在高温的条件下生成一氧化碳，化学方程式为：；
（3）反应⑥是一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，化学方程式为：。
19．(1)+3
(2)3/三
(3)含碳量
(4)洁净干燥
【详解】（1）Fe2O3中氧元素的化合价为-2价，设铁元素的化合价为x，根据化合物中各元素正负化合价代数和为零，，则 x=+3，故填：+3。
（2）化合反应是指两种或两种以上的物质反应生成一种新物质的反应。
①碳与氧气在高温条件下反应生成二氧化碳，该反应是两种物质生成一种物质的反应，符合“多变一”的特征，属于化合反应；
②二氧化碳与碳在高温的条件下生成一氧化碳，该反应是两种物质生成一种物质的反应，符合“多变一”的特征，属于化合反应；
③一氧化碳在高温的条件下还原氧化铁生成铁和二氧化碳，该反应是两种物质生成两种物质的反应，不符合“多变一”的特征，不属于化合反应；
④碳酸钙在高温条件下生成氧化钙和二氧化碳，该反应是一种物质生成两种物质的反应，符合“一变多”的特征，属于分解反应；
⑤氧化钙和二氧化硅在高温的条件下生成硅酸钙，该反应是两种物质生成一种物质的反应，符合“多变一”的特征，属于化合反应；
所以其中属于化合反应的有3个，故填：3（或三）。
（3）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，生铁和钢的性能有很大的区别原因是碳的含量不同，故填：含碳量。
（4）防止家用的铁锅和菜刀生锈的最简单方法是保持铁制品的表面洁净干燥，故填：洁净干燥。
20． 排尽空气，防止加热时发生爆炸 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 澄清石灰水变浑浊 解：设氧化铁的质量为x
x=8g
氧化铁的质量分数=
答：样品中氧化铁的质量分数为58.8%。 二氧化碳不能被完全吸收 导管口点燃一盏酒精灯
【详解】[实验步骤]
反应前先通CO可以排尽空气，防止加热时发生爆炸；
混合物中的氧化铁能与一氧化碳在高温下反应生成铁与二氧化碳，反应的化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
因为玻璃管中反应产生二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，所以广口瓶中观察到的现象是澄清石灰水变浑浊；
[数据处理]
氧化铁与铁的混合物与过量的CO反应后完全转化为Fe，化学反应前后铁元素的质量不发生变化；具体计算步骤见答案；
[问题讨论]
（1）氢氧化钙为微溶性物质，则澄清的石灰水中氢氧化钙的浓度不大，可能不能将CO2完全吸收，故步骤（5）中的数据不可靠；
（2）该实验中产生的尾气中含有CO，CO有毒不能直接排入空气，CO具有可燃性，则可以在导管口点燃一盏酒精灯将CO烧掉。
21．（1）6.5g；（2）0.2g；（3）10%
【分析】锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，铜不能与稀硫酸反应。
【详解】（1）锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，铜不能与稀硫酸反应，加入稀硫酸使其充分反应，直至固体质量不再减少为止，剩余固体3.5 g，故铜样品中锌的质量为；
（2）设产生氢气的质量为x
故产生氢气的质量为0.2g；
（3）设所用稀硫酸溶液的溶质质量分数为y
故所用稀硫酸溶液的溶质质量分数为10%。
【点睛】
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
