第六单元 金属和金属材料 评估测试卷
(满分:100分 时间:60分钟)
可能用到的相对原子质量:H—1 O—16 S—32 Fe—56 Zn—65
一、选择题(每小题3分,共39分)
1.(2024苏州中考)苏州是历史悠久的文化名城,古今建筑交相辉映。下列建筑材料属于金属材料的是 ( )
A.旧城墙的青砖 B.古城门的铜钉
C.火车站立柱的水泥 D.博物馆天窗的玻璃
2.我国宋代《梦溪笔谈》中有“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”的记载,其化学反应原理为Fe+CuSO4Cu+FeSO4,该反应属于 ( )
A.化合反应 B.置换反应 C.分解反应 D.复分解反应
3.(2024苏州中考改编)下列有关金属的说法正确的是 ( )
A.常温下,所有金属单质均是固体
B.工业炼铁可用一氧化碳将铁的氧化物还原成铁
C.铁的锈蚀只与空气中的氧气有关
D.合金的导热性比组成它的金属的导热性强
4.X、Y、Z三种金属中,只有Z能与稀硫酸反应;当把Y放入X的盐溶液时,Y表面有X析出。下列说法错误的是 ( )
A.三种金属的活动性顺序是Z>Y>X B.Z能从Y的盐溶液中置换出Y
C.X能从Z的盐溶液中置换出Z D.Y和X在金属活动性顺序中排在氢后
5.(2024·陕西)关于铝、铁、银三种金属,下列有关说法正确的是 ( )
A.三种金属在空气中均易锈蚀
B.用稀硫酸可以区分三种金属
C.用铁、银和硝酸铝溶液可以验证三种金属的活动性顺序
D.三种金属均是生活中常用导线的制作材料
6.有关金属与金属材料的说法中错误的是 ( )
A.银的导电性比铜好,但电线一般用铜制,主要与价格和资源等因素有关
B.生铁和钢都是铁合金,但钢中的含碳量比生铁中高
C.铝合金门窗耐腐蚀性好,硬度高
D.焊锡是锡和铅的合金,其熔点低,可以用于焊接金属
7.为证明Fe、Cu、Ag三种金属的活动性,下列实验方案能达到目的的是 ( )
A.将Fe、Cu、Ag分别放入稀盐酸中 B.将Cu分别放入FeCl2、AgNO3溶液中
C.将Cu、Ag分别放入FeSO4溶液中 D.将Fe放入稀盐酸、Cu放入AgNO3溶液中
8.某化学兴趣小组用以下装置探究炼铁原理,关于该装置和反应过程描述错误的是 ( )
A.盛装试剂前应先检查装置气密性
B.加热后,玻璃管中的红色固体逐渐变黑
C.方框中连的是C、D,管口的连接顺序为a→b→c→d
D.这种方法炼出的铁与工业上炼出的生铁在组成上最大的区别是不含碳
9.如图是以铁为主的物质间的转化关系(部分物质和反应条件已略去)。下列说法正确的是 ( )
A.转化⑤⑥一定有气泡产生 B.转化③在空气中完成
C.转化④说明一氧化碳具有还原性 D.转化①②只能通过化合反应来实现
10.某工厂要用赤铁矿石(假设杂质不含铁元素)来炼制生铁,若要炼制含铁96%的生铁70 t,则理论上需要含杂质20%的赤铁矿石的质量是 ( )
A.120 t B.108 t
C.96 t D.240 t
11.某研究小组进行钢铁锈蚀速率影响因素的探究,按如图1所示连接实验装置,同时插入氧气传感器,采集三个实验装置中氧气的体积分数数据,得到如图2所示的曲线。实验中食盐水和稀醋酸浓度相同,下列有关说法错误的是 ( )
A.该实验无法得出铁生锈的条件
B.其他条件相同时,稀醋酸比食盐水更能加快铁的锈蚀速率
C.实验过程中可以看到实验②的底部最先有红棕色固体生成
D.与课本中探究铁生锈的实验对比,该实验的优点是耗时短、更直观
12.将一定量的铁粉加入盛有一定量硝酸银和硝酸铜的混合溶液中,充分反应后过滤,将所得滤渣放入稀盐酸中,无气泡产生,下列说法错误的是 ( )
A.滤液中最多含有三种溶质
B.滤液中一定含有Fe(NO3)2,一定没有AgNO3,可能含有Cu(NO3)2
C.滤渣里一定含有Ag,一定没有Fe
D.如果滤液呈蓝色,则滤液中可能含有AgNO3
13.下列图像不能正确反映其对应操作中各量变化关系的是 ( )
A B C D
A.向两个分别盛有等质量的铁粉和锌粉的烧杯中加入足量等浓度的稀盐酸
B.向两个分别盛有等质量、等浓度的稀盐酸的烧杯中加入足量的铁粉和锌粉
C.向盛有等质量、等浓度的稀盐酸的两个烧杯中,分别不断加入铁粉和锌粉
D.向盛有等质量的铁粉和锌粉的两个烧杯中,不断滴加等浓度的稀盐酸
二、填空题(共36分)
14.(10分)(2024福建中考)废金属是宝贵的资源。
(1)废铜块能制成薄铜片,利用了铜的 性。
(2)用废铜生产硫酸铜的过程中,涉及反应:CuO+H2SO4CuSO4+H2O,该反应的实验现象:黑色固体逐渐溶解, 。
(3)利用废锌与含硫酸镍的废液反应回收镍,反应的化学方程式:Zn+NiSO4Ni+ZnSO4,由此判断Zn、Ni两种金属中,金属活动性较强的是 。
(4)我国科学家利用废弃金属资源,合成了催化剂(含镍、钙、铁复合金属氢氧化物),将CO2和电解水产生的H2催化转化为CH4和CO等物质,实现CO2的捕集和应用。
①反应3CO2+6H2CH4+2CO+4X中,X为 (填化学式)。
②CO2的捕集是应对气候变化的措施之一。请你提出另一种捕集CO2的方法: 。
15.(12分)(传统文化)我国有着悠久的钢铁冶炼史,《天工开物》中记载的“炒钢法”如图1所示,该方法的生产过程可用图2表示。
资料:①潮泥灰主要成分是石灰石。②铁的熔点是1 535 ℃。
根据图文回答下列问题。
(1)常见的铁矿石有赤铁矿和 (写一种)。
(2)不断鼓入空气的目的是 。
(3)炼铁炉中生成铁的化学方程式为 。
(4)撒入潮泥灰的主要作用是 。不断翻炒液态生铁,是为了降低
元素的含量。
(5)钢的性能优良,如钢的熔点比纯铁 ,易于加工。
16.(14分)A~G表示初中化学常见物质,其中A、B、C、D都是氧化物,E、F、G都是金属单质,A和G均为红色,他们之间的转化关系如图所示(反应条件,部分反应物及生成物已略去),请回答下列问题:
(1)A的化学式为 。
(2)B的一种用途是 。
(3)写出下列化学方程式。
反应②: ;
反应④: ,该反应的基本类型为 ;
D→B的化学方程式: 。
(4)E、F、G三种金属的活动性由强到弱的顺序为 。
三、探究题(共16分)
17.有一种神奇的蜡烛,点燃后怎么吹也吹不灭,到底是什么玄机能让蜡烛持续燃烧 请你一起参与探究。
【查阅资料】吹不灭的蜡烛是在蜡烛芯上包裹一层打火石粉末,打火石是由某种金属掺入少量稀土元素制成的合金,它的着火点只有150 ℃。当蜡烛燃烧时,金属不燃烧,原因是 ;但当蜡烛吹灭后,未冷却的金属接触到氧气发生燃烧,从而使蜡烛复燃。
【实验探究】吹不灭的蜡烛的蜡烛芯内的金属可能是镁、铝、铁或铜中的一种,为确定该金属的成分,请你继续探究并完成下列有关问题(注:不考虑打火石中稀土元素对探究金属性质的影响)。
实验操作步骤 现象 结论
①切开蜡烛,取出打火石,用砂纸打磨 打火石呈银白色 该金属一定不是
② 金属溶解,有无色气体产生,溶液颜色为 该金属一定不是铁
③取少量打磨后的打火石于试管中,滴加适量硫酸铜溶液 有红色固体析出,溶液由 色变为无色 该金属一定是镁
【交流反思】(1)有同学认为,通过步骤③中的现象不能证明蜡烛芯内的金属一定是镁,其原因是 。
(2)针对以上实验,请你设计一个合理的实验方案来进一步验证该金属的成分:
(简要写出实验操作、现象和结论)。
(3)这种蜡烛怎样熄灭 你采用的方法是 。
四、计算题(共9分)
18.黄铜是铜和锌的合金,某化学兴趣小组的同学欲测定实验室中某黄铜样品中铜的质量分数(不考虑黄铜中的其他杂质),请你参与他们的探究过程。称量10 g粉末状黄铜样品放入烧杯中,量取45 mL稀硫酸分三次加入其中,每次充分反应后测定所生成氢气的质量,实验数据如下表:
实验次数 第一次 第二次 第三次
加入稀硫酸的体积/mL 15 15 15
生成氢气的质量/g m 0.04 0.02
试求:
(1)m的数值为 。
(2)黄铜样品中铜的质量分数(写出计算过程)。
【详解答案】
1.B
2.B 解析:化合反应:两种或两种以上物质生成另一种物质的反应;置换反应:一种单质和一种化合物反应生成了另一种单质和另一种化合物的反应;分解反应:一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应;复分解反应:两个化合物之间相互交换成分发生的反应。由该化学方程式可知,该反应是由金属单质铁与化合物硫酸铜发生反应生成单质铜和化合物硫酸亚铁,所以该反应属于置换反应,故选B。
3.B 解析:金属并不都是固体,大多数金属单质在常温下呈固态,金属汞在常温下呈液态;工业炼铁可用一氧化碳将铁的氧化物还原成铁;铁的锈蚀与空气中的氧气和水有关;纯金属的导热性比合金的好。
4.C 解析:由于三种金属只有金属Z可以和稀硫酸反应产生气泡,说明金属Z的化学性质最活泼;把Y放入X盐溶液中,在Y表面有X析出,说明Y的金属活动性比X强,故三种金属的活动性强弱关系是Z>Y>X,所以X不能从Z的盐溶液中置换出Z。
5.B 解析:铁能与空气中的水蒸气、氧气等发生反应,所以铁易锈蚀;铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化,因此铝不易锈蚀;银化学性质不活泼,不与氧气反应,银不易锈蚀。将三种金属分别加入稀硫酸中,有气泡产生,溶液仍为无色的是铝;有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色的是铁;无明显现象的是银,用稀硫酸可以区分三种金属。铁、银与硝酸铝溶液都不反应,无法验证铁、银的活动性顺序。铝是生活中常用导线的制作材料,铁的导电性相对较差且易生锈、银价格偏高,故铁、银均不是生活中常用导线的制作材料。
6.B 解析:银的导电性比铜好,但电线一般用铜制,主要与银价格贵和资源等因素有关,A正确;生铁和钢都是铁合金,但钢中的含碳量比生铁中低,B错误;合金相对于组成它的纯金属,耐腐蚀性更好,硬度更大,铝合金门窗耐腐蚀性好,硬度高,C正确;合金熔点相较于组成它的纯金属偏低,焊锡是锡和铅的合金,其熔点低,可以用于焊接金属,D正确。故选B。
7.B 解析:将Fe、Cu、Ag分别放入稀盐酸中,铁能与稀盐酸反应生成氢气,Cu、Ag与稀盐酸均不反应,无法确定银和铜的金属活动性。将Cu分别放入FeCl2、AgNO3溶液中,铜与FeCl2溶液不反应,说明了金属活动性:铁>铜;铜与AgNO3溶液反应置换出银,说明了金属活动性:铜>银;由此可得出三种金属活动性:铁>铜>银。将Cu、Ag分别放入FeSO4溶液中,均不反应,说明了金属活动性:铁>铜,铁>银,无法确定银和铜的金属活动性。将Fe放入稀盐酸,能反应生成氢气,说明了在金属活动性顺序中铁的位置排在氢的前面;Cu放入AgNO3溶液中,说明了金属活动性:铜>银;无法确定铁和铜的金属活动性。
8.C 解析:方框中连的是C、D,C装置应用于收集尾气,气体的密度比水小,则应从c端通入气体,水从b端排出,b端连接d端,将水排入烧杯中,故管口的连接顺序为a→c→b→d。
9.C 解析:转化⑤⑥不一定会有气泡产生,可以通过铁与硫酸铜、氯化铜溶液反应实现,分别生成硫酸亚铁和铜、氯化亚铁和铜;转化③是铁和氧气点燃生成四氧化三铁;转化①可以为碳和氧气点燃生成二氧化碳,该反应属于化合反应,也可以为碳和氧化铜高温下反应生成铜和二氧化碳,该反应属于置换反应,转化②为二氧化碳和碳高温下反应生成一氧化碳,该反应属于化合反应。
10.A 解析:设需要含杂质20%的赤铁矿石的质量为x,则
3CO+Fe2O33CO2+2Fe
160 112
(1-20%)×x 70 t×96%
=,x=120 t。
11.B 解析:该实验为探究钢铁锈蚀速率的影响因素,没有设计探究铁生锈的条件,则无法得出铁生锈的条件;②中氧气体积分数降低最快,说明②中铁生锈消耗氧气的速度最快,所以可以看到②的底部最先有红棕色固体(主要成分为氧化铁)生成;由题图2可知,氧气的体积分数在短时间内下降明显,即铁开始锈蚀,与课本中探究铁生锈的实验对比,该实验的优点是耗时短、更直观。
12.B 解析:在金属活动性顺序中,铁>氢>铜>银,铁能与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,所以溶液中一定含有硝酸亚铁。向滤渣中加入稀盐酸,没有气体产生,说明铁全部参加反应,硝酸银和硝酸铜是否含有无法确定。由以上分析可知:滤液中一定有硝酸亚铁,可能含有硝酸铜、硝酸银,滤液中最多含有三种溶质;向滤渣中加入稀盐酸,没有气体产生,说明铁全部参加反应,滤渣中一定有银,铜不能确定;如果滤液呈蓝色,只能说明滤液中含有硝酸铜,无法判断是否含有AgNO3。
13.D 解析:等质量的铁粉、锌粉分别与足量等浓度的稀硫酸反应,锌反应速率快,用的时间少,而铁生成的氢气多;金属与酸反应时氢气来源于酸中的氢元素,因为酸的量相同,金属过量,故生成的氢气的质量应该相等,由于锌的金属活动性强,锌反应速率快;金属与酸反应时氢气来源于酸中的氢元素,因为酸的量相同,金属过量,故生成的氢气应该相等,生成等质量的氢气,消耗的锌的质量多;向盛有等质量的铁粉和锌粉的两个烧杯中,不断滴加等浓度的稀盐酸,等质量的酸反应生成的氢气的质量是相同,每56份质量的铁会生成2份质量的氢气,每65份质量的锌会生成2份质量的氢气,所以等质量的金属与酸反应,铁生成的氢气多。
14.(1)延展
(2)溶液由无色变为蓝色
(3)Zn
(4)①H2O
②用水吸收CO2(合理即可)
解析:(1)废铜块能制成薄铜片,利用了铜的延展性。(2)氧化铜是一种黑色粉末,硫酸铜溶液是蓝色的,因此该反应的实验现象为黑色固体逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色。(3)由化学方程式Zn+NiSO4Ni+ZnSO4可知,锌能将镍从其化合物溶液中置换出来,说明Zn、Ni两种金属中,金属活动性较强的是Zn。(4)①化学反应前后原子的种类及其数目不变。由3CO2+6H2CH4+2CO+4X可知,反应前有3个碳原子、6个氧原子和12个氢原子;反应后有3个碳原子、2个氧原子和4个氢原子,则4X中含有4个氧原子和8个氧原子,因此X的化学式为H2O。②二氧化碳能溶于水,并与水反应,因此捕集CO2的方法为用水吸收CO2等。
15.(1)磁铁矿(合理即可) (2)提高炉温
(3)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(或Fe3O4+4CO3Fe+4CO2)
(4)除杂 碳(或C) (5)低
解析:(1)常见的铁矿石有赤铁矿和磁铁矿或菱铁矿。(2)不断鼓入空气的目的是使碳与氧气反应,放热,提高炉温。(3)高温条件下,氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳,该反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。高温条件下,四氧化三铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳,该反应的化学方程式为Fe3O4+4CO3Fe+4CO2。(4)撒入潮泥灰的主要作用是将铁矿石中的二氧化硅转化为炉渣而除去,生铁和钢的区别是含碳量不同,不断翻炒液态生铁,使生铁中碳与氧气接触反应生成二氧化碳,降低碳元素的含量得到钢。(5)合金的熔点低于组成它的纯金属,钢的熔点比纯铁低,易于加工。
16.(1)Fe2O3 (2)冶炼金属(或作燃料)
(3)CO+CuOCu+CO2 Fe+2AgNO32Ag+Fe(NO3)2(合理即可) 置换反应 C+CO22CO
(4)E>G>F
解析:A是氧化物,G是金属单质,A和G均为红色,A是氧化铁,G是铜。B、C、D都是氧化物,B和C反应生成D和铜,氧化铁和B反应生成D和E,E是金属,所以B是一氧化碳,C是氧化铜,D是二氧化碳,E是铁。F是活动性比铁和铜都弱的金属。
17.【查阅资料】金属不与氧气接触
【实验探究】铜 取少量打磨后的打火石于试管中,滴加稀盐酸 无色 蓝
【交流反思】(1)铝也能与硫酸铜溶液反应,也能有红色固体析出,溶液由蓝色变为无色的现象 (2)取少量打磨后的打火石加入氯化铝溶液,如有固体析出,则是镁,反之则是铝 (3)剪除烛芯、用湿抹布盖灭等
解析:【实验探究】打火石是银白色,而铜是红色的,所以该金属一定不是铜;根据氯化亚铁的溶液是浅绿色的事实分析可知:取少量打磨后的打火石加入稀盐酸反应后,如果溶液呈无色,则说明没有铁存在;镁与硫酸铜反应生成硫酸镁和铜,所以现象为有红色固体析出,溶液由蓝色变无色。【交流反思】(1)由于镁、铝、铜三种金属中铜的活动性最弱,所以镁与铝都可以置换出硫酸铜中的铜,即“有红色固体析出”,因此不能证明该金属一定是镁,也可能是铝。(2)取少量打磨后的打火石加入氯化铝溶液,如有固体析出,则是镁,反之则是铝。(3)这种“吹不灭”的蜡烛实际上也可以熄灭,采用的方法是剪除烛芯、用湿抹布盖灭等。
18.解:(1)0.04
(2)生成氢气的质量为0.04 g+0.04 g+0.02 g=0.1 g。
设10 g黄铜样品中锌的质量为x。
Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
65 2
x 0.1 g
= x=3.25 g
黄铜样品中铜的质量分数为×100%=67.5%
答:黄铜样品中铜的质量分数为67.5%。
