内容正文:
第八单元 金属和金属材料
1.下列物质中不属于金属材料的是
A.黄铜 B.硬铝 C.不锈钢 D.铁锈
2.“垃圾是放错位置的资源”,垃圾分类意义重大。废弃的易拉罐属于
A.厨余垃圾 B.可回收物 C.有害垃圾 D.其他垃圾
3.下列物质中,不属于合金的是
A.青铜 B.黄铜 C.不锈钢 D.四氧化三铁
4.下列措施中,不能防止铁制品锈蚀的是
A.涂油 B.喷漆
C.埋在潮湿的土壤中 D.镀一层耐腐蚀的金属
5.3月3日,我国大型客机C919和支线飞机ARJ21从越南飞抵老挝,这两款飞机都用了大量铝锂合金等金属材料,下列有关金属材料的说法不正确的是
A.工农业生产中大量使用合金 B.金属材料包括纯金属和合金
C.只有金属与金属之间才能形成合金 D.合金的抗腐蚀性通常比其成分金属的好
6.2024年4月28日,无人机产业发展大会暨成飞自贡无人机产业基地投产仪式在四川自贡成功举办,无人机产业高质量发展迈入了新阶段。无人机的框架宜选用密度小、强度高、硬度较大、化学稳定性好的金属材料。下列材料中最适合制作无人机框架的是
A.纯铁 B.纯铜 C.铝合金 D.纯铝
7.我国有着悠久的钢铁冶炼史,《天工开物》中记载的“炒钢法”的生产过程主要为①炼铁:将捣碎的铁矿石和焦炭放入炼铁炉中,持续鼓入空气并加热;②炼钢:将炼铁炉中产生的液态生铁导入敞口的“方唐”中,加入潮泥灰(主要成分为石灰石)并不断翻炒。下列与“妙钢法”有关的说法错误的是
A.“炼铁”时,将原料捣碎可增大反应物间的接触面积
B.“炼铁”时,持续鼓入空气可以提高炉温
C.“炼钢”时,不断翻炒液态生铁是为了除尽生铁中含有的碳
D.钢的性能优良,其熔点比纯铁低,易于加工
8.X、Y、Z为三种金属,已知①;②;③Y与稀硫酸不反应,则下列符合要求的X、Y、Z分别是
A.Zn、Ag、Hg B.Cu、Hg、Ag C.Mg、Zn、Cu D.Mg、Cu、Ag
9.根据金属活动性顺序分析,下列描述或判断正确的是
A.金属铁能与稀硫酸反应得到硫酸铁溶液
B.金属锌与硫酸铜溶液反应后所得溶液的质量比原溶液的质量大
C.铝的活动性比铁强,所以铝比铁更容易被腐蚀
D.金属铁与氯化锌溶液反应得到金属锌
10.等质量的甲、乙、丙三种金属分别与三份等质量且足量的稀硫酸充分反应(反应后甲、乙、丙三种金属元素均显+2价),生成氢气的质量与反应时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.反应消耗硫酸的质量相同 B.化学反应速率:甲>乙>丙
C.所得溶液的质量:甲<乙<丙 D.相对原子质量:甲>乙>丙
11.下列有关铁制品锈蚀与保护的说法不正确的是
A.铁与氧气、水等反应导致铁制品锈蚀 B.将铁制成不锈钢能减缓锈蚀
C.锈蚀的铁制品没有任何利用价值 D.铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀
12.下列说法中,正确的是
A.高炉炼铁的原料主要有铁矿石和一氧化碳
B.铁矿石用于炼铁是因为铁矿石中含有大量的单质铁
C.铁丝在氧气中能剧烈燃烧,生成氧化铁
D.盛水的铁桶最易生锈的部位是水面附近
13.某同学对铝和稀盐酸的反应进行了探究,将未经打磨的铝条放入盛有足量稀盐酸的密闭容器中,用压强传感器测得容器内气体压强和反应时间的变化曲线如下图所示,下列选项正确的是
A.铝和稀盐酸反应方程式为:2A1+6HCl=2AlCl3+3H2
B.ab段气压变化不明显的原因是铝片表面的有一层氧化膜
C.bc段压强迅速增大的原因是反应放出了热量
D.cd段压强变化的主要原因是气体消失
14.如图是探究铁钉锈蚀条件的3个实验,一段时间后观察现象。下列说法错误的是
A.比较①中甲、乙、丙三处,生锈最明显的地方是乙
B.对比②③说明铁生锈需要水和空气
C.②中植物油的作用是隔绝空气,③中氯化钙的作用是作干燥剂
D.④比①锈蚀严重,说明在其他条件相同时,食盐溶液能加快铁钉的锈蚀
15.向MgCl2和CuCl2的混合溶液中加入一定量的锌粉,充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生。下列说法正确的是
A.滤液有可能呈蓝色 B.所得滤液的质量一定比原溶液的质量小
C.滤渣中有Zn和Cu D.滤液中溶质只有ZnCl2
16.传统文化:《天工开物》中有关炼铁的记载:“凡冶铁成器,取已炒熟铁为之……凡炉中炽铁用炭,煤炭居十七,木炭居十三。”下列说法错误的是
A.铁制器是由生铁炼成的熟铁制成的,生铁炼成熟铁的过程中降低了碳的含量
B.炼铁时煤炭的作用为提供CO、提高温度
C.炼铁炉中流出的是纯铁
D.炼铁炉中发生的反应之一为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
17.利用如图所示的四个实验验证铝、铁、铜的金属活动性顺序,下列实验组合中能得出正确结论的是
A.①③④ B.①②③ C.②③④ D.①②④
18.后母戊鼎(原称司母戊鼎),原器1939年3月在河南安阳出土,是商王祖庚或祖甲为祭祀其母戊所制,是商周时期青铜文化的代表作,现藏于中国国家博物馆。后母戊鼎因鼎腹内壁上铸有“后母戊”三字得名,鼎呈长方形,口长112cm、口宽79.2cm,壁厚6cm,连耳高133cm,重875kg。请回答下列有关问题。
(1)后母戊鼎是由青铜材料制成的,青铜材料的成分主要为铜锡合金,上述做法用到青铜材料的优点是___________(填字母)。
A.弹性好 B.熔点低 C.耐腐蚀
(2)金属锡的冶炼是用锡石(主要成分SnO2)与木炭粉在高温下反应制成的,其反应的化学方程式为 。
(3)青铜和铜片相比较,硬度较大的是 。
(4)初中教材中用青铜材料制成物品有_______。(多选)
A.马踏飞燕 B.5角硬币 C.越王勾践剑 D.外科手术刀
19.同学们学习了金属的化学性质后,在实验室设计并进行如下实验以探究铝、铁、铜的金属活动性顺序。
(1)实验方法:将两根铝丝用砂纸打磨后,分别浸入到盛有氯化亚铁溶液和硫酸铜溶液的两支试管中,铝丝浸入溶液前需要先用砂纸打磨,其目的是 。
(2)实验现象:Ⅰ和Ⅱ中均有较明显的反应现象,由此得到的结论是 。
(3)实验原理:Ⅰ或Ⅱ中发生反应的化学方程式 (写一个)。
(4)有同学认为仅以图示的实验还不能达到该实验目的,需要补充实验。 (简要叙述实验步骤)继续探究。
(5)问题与交流:本实验中采用将铝丝盘成螺旋状插入溶液中,目的 。
20.科学精神与社会责任,是化学学科素养更高层面的价值追求。在一次实践活动中,小红和同学们一起参观了某钢铁公司。大家对矿石选取,冶铁和炼钢的工艺流程(如图)、生铁和钢的区别等,有了全新的认识。
(1)炼铁的固体原料需经过粉碎,其目的是 。其中焦炭的作用是 和 ;石灰石的主要作用是 。
(2)用赤铁矿石冶铁的反应原理是 (用化学方程式表示)。
(3)分析工艺流程,三脱装置中发生反应的化学方程式是 (写一个)。
(4)向精炼炉中吹入氩气使钢水循环流动,各成分均匀混合,相当于化学实验中 的作用(填一种仪器的名称)。
21.襄阳某化工厂有一种工业废水,其中含有大量的硫酸亚铁,少量的硫酸铜以及污泥。某同学设计了一个既经济又合理的方法回收铜和硫酸亚铁晶体。方案流程如下:
查阅资料得知硫酸亚铁晶体化学式为:FeSO4•7H2O,该物质受热易失去结晶水。请回答:
(1)步骤①②③中最后都需进行的实验操作是 ;
(2)步骤②中需加入的物质是 ,发生反应的化学方程式是 ,固体的成分是 ;
(3)步骤③中需加入稀硫酸,发生反应的化学方程式是 ;
(4)步骤②和步骤③中发生化学反应的基本类型为 反应。
22.钢铁的腐蚀是重要研究课题。用图1所示实验进行铁钉腐蚀的研究。一段时间后试管A、B中铁钉几乎没有生锈,而试管C中铁钉明显锈蚀。
【基础设问】
(1)对比图1中 (填字母),可以得出金属生锈需要与空气(或氧气)接触;对比A、C可以得出 。由A、B、C的实验现象可知,铁的锈蚀是铁跟 (填化学式)作用的过程。
【能力设问】
(2)用如图2所示装置进行实验,一段时间后可观察到 (填“a”或“b”)试管内铁片生锈、U形管中液面 (填“左低右高”或“左高右低”)的现象,出现该现象的原因是 。
23.某同学发现自己眼镜框中铜制部位表面有绿色的铜锈,他联想到探究铁生锈条件的实验,决定采用控制变量法探究铜生锈的原因,请你一起探究。
【提出问题】
铜生锈的原因是什么?
【查阅资料】
铜锈的主要成分是,俗称铜绿。
【猜想与假设】
(1)根据查阅的资料猜测:铜生锈是铜与空气中的氧气、水和 共同作用的结果。
【设计与实验】
他仿照探究铁生锈条件的实验,设计并进行了如下四个实验(说明:实验中用到的蒸馏水
均已煮沸过且铜丝已打磨干净)。
编号
①
②
③
④
⑤
实验
现象
无明显现象
无明显现象
铜丝表面有绿色物质
无明显现象
无明显现象
【解释与结论】
(2)实验中使用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”,其目的是 。
(3)得出“铜生锈一定与CO2有关”的结论,依据的两个实验是 和 (填编号)。
(4)对比实验②和③,得出的结论是 。
(5)为验证猜想,应在实验⑤瓶中添加物质 。
(6)由上述实验可推知,铜生锈的条件是 。
【反思与应用】
(7)结合上述实验,你对保存铜制品的建议是 。
24.改革开放以来,我国钢铁工业飞速发展,近年来钢铁产量已稳居世界首位。工业上通常利用赤铁矿石冶炼金属铁。现有含氧化铁80%的赤铁矿300t。请计算:
(1)这些赤铁矿中含氧化铁的质量为 t;
(2)理论上利用这些赤铁矿可以炼成含铁96%的生铁的质量是多少?
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第八单元 金属和金属材料
1.下列物质中不属于金属材料的是
A.黄铜 B.硬铝 C.不锈钢 D.铁锈
【答案】D
【分析】金属材料包括纯金属和合金。
【详解】A、黄铜是铜合金,属于金属材料,选项不符合题意;
B、硬铝是铝合金,属于金属材料,选项不符合题意;
C、不锈钢是铁合金,属于金属材料,选项不符合题意;
D、铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁属于金属氧化物,不属于金属材料,选项符合题意。
故选D。
2.“垃圾是放错位置的资源”,垃圾分类意义重大。废弃的易拉罐属于
A.厨余垃圾 B.可回收物 C.有害垃圾 D.其他垃圾
【答案】B
【详解】易拉罐是金属制品,所以废弃的易拉罐属于可回收物。故选B。
3.下列物质中,不属于合金的是
A.青铜 B.黄铜 C.不锈钢 D.四氧化三铁
【答案】D
【详解】合金是金属与金属或非金属熔合而成的具有金属特性的混合物。
A、青铜是铜、锡合金。不符合题意;
B、黄铜是铜、锌合金。不符合题意;
C、不锈钢是铁、铬、镍合金。不符合题意;
D、四氧化三铁是一种氧化物,不是合金。符合题意;
故选D。
4.下列措施中,不能防止铁制品锈蚀的是
A.涂油 B.喷漆
C.埋在潮湿的土壤中 D.镀一层耐腐蚀的金属
【答案】C
【分析】铁生锈是铁与空气中的氧气、水蒸气同时接触发生的反应,防止铁生锈的原理:隔绝空气隔绝水。
【详解】A、涂油,能隔绝氧气和水,能防止铁制品锈蚀,不符合题意;
B、喷漆,能隔绝氧气和水,能防止铁制品锈蚀,不符合题意;
C、存放在潮湿的空气中,铁能与氧气、水充分接触,容易生锈,符合题意;
D、镀一层耐腐蚀的金属,能隔绝氧气和水,能防止铁制品锈蚀,不符合题意;
故选:C。
5.3月3日,我国大型客机C919和支线飞机ARJ21从越南飞抵老挝,这两款飞机都用了大量铝锂合金等金属材料,下列有关金属材料的说法不正确的是
A.工农业生产中大量使用合金 B.金属材料包括纯金属和合金
C.只有金属与金属之间才能形成合金 D.合金的抗腐蚀性通常比其成分金属的好
【答案】C
【详解】A、一把与组成合金的纯金属相比,合金的硬度增大、熔点降低,抗腐蚀性更强,所以在工农业生产中,大量使用的常常不是纯金属,而是它们的合金,故选项说法正确;
B、金属材料包括纯金属和合金,故选项说法正确;
C、合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质,不是只有金属与金属之间才能形成合金,故选项说法错误;
D、合金的性能优于纯金属是因为它的熔点更低、硬度更大、抗腐蚀性更好,故选项说法正确。
故选C。
6.2024年4月28日,无人机产业发展大会暨成飞自贡无人机产业基地投产仪式在四川自贡成功举办,无人机产业高质量发展迈入了新阶段。无人机的框架宜选用密度小、强度高、硬度较大、化学稳定性好的金属材料。下列材料中最适合制作无人机框架的是
A.纯铁 B.纯铜 C.铝合金 D.纯铝
【答案】C
【详解】纯铁、纯铜、铝合金、纯铝中,铝合金的密度小、强度高、硬度较大、化学稳定性好,则最适合制作无人机框架的是铝合金,故选:C。
7.我国有着悠久的钢铁冶炼史,《天工开物》中记载的“炒钢法”的生产过程主要为①炼铁:将捣碎的铁矿石和焦炭放入炼铁炉中,持续鼓入空气并加热;②炼钢:将炼铁炉中产生的液态生铁导入敞口的“方唐”中,加入潮泥灰(主要成分为石灰石)并不断翻炒。下列与“妙钢法”有关的说法错误的是
A.“炼铁”时,将原料捣碎可增大反应物间的接触面积
B.“炼铁”时,持续鼓入空气可以提高炉温
C.“炼钢”时,不断翻炒液态生铁是为了除尽生铁中含有的碳
D.钢的性能优良,其熔点比纯铁低,易于加工
【答案】C
【详解】A、“炼铁”时,将原料捣碎可增加反应物间的接触面积,加快化学反应的速率,故选项说法正确;
B、“炼铁”时,持续鼓入空气可以使燃料充分燃烧,提高炉温,故选项说法正确;
C、“炼钢”时不断翻炒液态生铁,是为了降低生铁中的含碳量,而不是将碳除尽,故选项说法不正确;
D、一般合金的熔点低于其组成中纯金属的熔点,钢的性能优良,如其熔点比纯铁低,易于加工,故选项说法正确;
故选:C。
8.X、Y、Z为三种金属,已知①;②;③Y与稀硫酸不反应,则下列符合要求的X、Y、Z分别是
A.Zn、Ag、Hg B.Cu、Hg、Ag C.Mg、Zn、Cu D.Mg、Cu、Ag
【答案】D
【详解】X、Y、Z为三种金属,活动性比氢强的金属可以从酸中置换出氢气,活泼金属能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来。
X、Y、Z为三种金属,已知①X+H2SO4=XSO4+H2↑,说明了活动性X>氢;②Y+2ZNO3=Y(NO3)2+2Z,说明了活动性Y>Z;③Y与稀硫酸不反应,说明了Y的金属活动性比氢弱,即氢>Y,则X>氢>Y>Z。
A、Zn>Hg>Ag,不符合上述条件,故选项错误;
B、铜的金属活动性比氢弱,Cu、Hg、Ag不符合上述条件,故选项错误;
C、锌的金属活动性比氢强,Mg、Zn、Cu不符合上述条件,故选项错误;
D、Mg>H>Cu>Ag,符合上述条件,故选项正确。
故选D。
9.根据金属活动性顺序分析,下列描述或判断正确的是
A.金属铁能与稀硫酸反应得到硫酸铁溶液
B.金属锌与硫酸铜溶液反应后所得溶液的质量比原溶液的质量大
C.铝的活动性比铁强,所以铝比铁更容易被腐蚀
D.金属铁与氯化锌溶液反应得到金属锌
【答案】B
【详解】A、铁与稀硫酸反应得到硫酸亚铁溶液和氢气,选项A错误;
B、金属锌与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸锌,根据化学方程式Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4,CuSO4(相对分子质量为160)变为ZnSO4(相对分子质量为161),反应后溶液中溶质的质量增大,溶剂水质量没有发生变化,故反应后溶液质量增大,选项B正确;
C、虽然铝的活动性比铁强,但在常温下铝和空气中的氧气反应,其表面形成一层致密的氧化铝薄膜,阻止铝进一步氧化,而铁在潮湿的空气中易生锈,且生成的铁锈很疏松,不能阻止铁进一步生锈,因此在常温下铝比铁更不容易被腐蚀,选项C错误;
D、铁的活动性比锌弱,铁不能把锌从其盐溶液中置换出来,选项D错误。
故选B。
10.等质量的甲、乙、丙三种金属分别与三份等质量且足量的稀硫酸充分反应(反应后甲、乙、丙三种金属元素均显+2价),生成氢气的质量与反应时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.反应消耗硫酸的质量相同 B.化学反应速率:甲>乙>丙
C.所得溶液的质量:甲<乙<丙 D.相对原子质量:甲>乙>丙
【答案】C
【详解】A、由纵坐标可知,生成氢气的质量:甲>乙>丙,根据质量守恒定律可知化学反应前后氢元素的质量不变,因此反应消耗硫酸的质量:甲>乙>丙,说法错误,不符合题意;
B、金属的活动性越强,化学反应速率越快,根据完全反应所消耗的时间可知三种金属的活泼性:甲>丙>乙,说明化学反应速率:甲>丙>乙,说法错误,不符合题意;
C、由纵坐标可知,生成氢气的质量:甲>乙>丙,根据质量守恒定律可知化学反应前后物质总质量不变,由于是等质量的甲、乙、丙三种金属与等质量且足量的稀硫酸反应,生成的氢气是气体所以会逸出,则反应后所得溶液质量:甲<乙<丙,说法正确,符合题意;
D、等质量的金属和等质量且足量的稀硫酸完全反应产生氢气的质量为,由于反应后甲、乙、丙三种金属元素均显+2价,而生成氢气的质量:甲>乙>丙,则相对原子质量:甲<乙<丙,说法错误,不符合题意。
故选:C。
11.下列有关铁制品锈蚀与保护的说法不正确的是
A.铁与氧气、水等反应导致铁制品锈蚀 B.将铁制成不锈钢能减缓锈蚀
C.锈蚀的铁制品没有任何利用价值 D.铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀
【答案】C
【详解】A、铁制品锈蚀实际上是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果,说法正确;
B、不锈钢抗腐蚀性能较强,将铁制成不锈钢能减缓锈蚀,说法正确;
C、锈蚀的铁制品具有回收价值,回收废旧金属能节约金属资源,减少环境污染,说法不正确;
D、铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀,说法正确。
故选:C。
12.下列说法中,正确的是
A.高炉炼铁的原料主要有铁矿石和一氧化碳
B.铁矿石用于炼铁是因为铁矿石中含有大量的单质铁
C.铁丝在氧气中能剧烈燃烧,生成氧化铁
D.盛水的铁桶最易生锈的部位是水面附近
【答案】D
【详解】A、在高炉炼铁的过程中原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气等,错误;
B、铁矿石中的铁是以化合态的形式存在于铁矿石中,不含单质的铁,错误;
C、铁丝燃烧的产物是四氧化三铁,不是氧化铁,错误;
D、铁的生锈的条件是铁和水与氧气共同作用,水面部位这两种物质相对较多,易生锈,正确。故选D。
13.某同学对铝和稀盐酸的反应进行了探究,将未经打磨的铝条放入盛有足量稀盐酸的密闭容器中,用压强传感器测得容器内气体压强和反应时间的变化曲线如下图所示,下列选项正确的是
A.铝和稀盐酸反应方程式为:2A1+6HCl=2AlCl3+3H2
B.ab段气压变化不明显的原因是铝片表面的有一层氧化膜
C.bc段压强迅速增大的原因是反应放出了热量
D.cd段压强变化的主要原因是气体消失
【答案】B
【详解】A、铝和稀盐酸生成氯化铝和氢气,反应物无气体,生成物有气体要标“↑”,化学方程式为2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,选项错误;
B、铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,向放有未经砂纸打磨的铝片的密闭容器中加入盐酸,开始氧化铝和稀盐酸反应,没有气体生成,气压变化不明显,选项正确;
C、 密闭容器内气压的大小与气体的多少和温度有关,铝和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,放热,压强增大,选项错误;
D、cd段气压减小,说明物质完全反应,气体不再增加,温度开始降低,选项错误。
故选B。
14.如图是探究铁钉锈蚀条件的3个实验,一段时间后观察现象。下列说法错误的是
A.比较①中甲、乙、丙三处,生锈最明显的地方是乙
B.对比②③说明铁生锈需要水和空气
C.②中植物油的作用是隔绝空气,③中氯化钙的作用是作干燥剂
D.④比①锈蚀严重,说明在其他条件相同时,食盐溶液能加快铁钉的锈蚀
【答案】B
【详解】A、铁与氧气、水共存时最易生锈,所以①中甲、乙、丙三处比较,生锈最明显的地方是乙,乙处铁与水和氧气接触最充分,故A说法正确;
B、②铁只与水接触,不生锈,③铁只与氧气接触,不生锈,则对比②③,不能说明铁生锈需要水和空气,故B说法错误;
C、②中植物油的作用是隔绝空气,氯化钙具有吸水性,③中氯化钙的作用是作干燥剂,故C说法正确;
D、④比①锈蚀严重,说明在其他条件相同时,食盐溶液能加快铁钉的锈蚀,故D说法正确;
故选:B。
15.向MgCl2和CuCl2的混合溶液中加入一定量的锌粉,充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生。下列说法正确的是
A.滤液有可能呈蓝色 B.所得滤液的质量一定比原溶液的质量小
C.滤渣中有Zn和Cu D.滤液中溶质只有ZnCl2
【答案】C
【分析】根据金属活动性顺序为Mg>Zn>H>Cu,向MgCl2和CuCl2的混合溶液中加入一定量的锌粉,锌不能与MgCl2溶液反应,锌能与CuCl2反应生成氯化锌和铜,充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,说明锌是过量的,锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气,则滤液中一定不含氯化铜,滤液中一定含有氯化锌、氯化镁,滤渣中一定含有铜和锌。
【详解】A、金属活动性顺序为Mg>Zn>Cu,向MgCl2和CuCl2的混合溶液中加入一定量的锌粉,锌不能与MgCl2溶液反应,锌能与CuCl2反应生成氯化锌和铜,充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,说明锌是过量的,滤液中一定不含氯化铜,不可能呈蓝色,故选项说法错误;
B、反应的化学方程式为Zn+CuCl2═ZnCl2+Cu,每65份质量的锌可置换出64份质量的铜,所得滤液的质量一定比原溶液的质量大,故选项说法错误;
C、由分析可知,滤渣中有Zn和Cu,故选项说法正确;
D、由分析可知,滤液中溶质有MgCl2、ZnCl2,故选项说法错误;
故选:C。
16.传统文化:《天工开物》中有关炼铁的记载:“凡冶铁成器,取已炒熟铁为之……凡炉中炽铁用炭,煤炭居十七,木炭居十三。”下列说法错误的是
A.铁制器是由生铁炼成的熟铁制成的,生铁炼成熟铁的过程中降低了碳的含量
B.炼铁时煤炭的作用为提供CO、提高温度
C.炼铁炉中流出的是纯铁
D.炼铁炉中发生的反应之一为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
【答案】C
【详解】A、铁制器是由生铁炼成的熟铁制成的,生铁的含碳量在2%至0.03%之间,熟铁是含碳量低于0.03%,生铁炼成熟铁的过程中降低了碳的含量,选项正确;
B、煤炭的主要成分是碳,碳燃烧放出热量,在高温的条件下,碳能与二氧化碳反应生成一氧化碳,一氧化碳具有还原性,可用于炼铁,选项正确;
C、炼铁炉中流出的铁中含有少量的碳,不是纯铁,选项错误:
D、 赤铁矿的主要成分是氧化铁,在高温的条件下,氧化铁与一氧化碳反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为,选项正确;
故选:C。
17.利用如图所示的四个实验验证铝、铁、铜的金属活动性顺序,下列实验组合中能得出正确结论的是
A.①③④ B.①②③ C.②③④ D.①②④
【答案】B
【详解】A、①铁和稀硫酸反应生成氢气,说明铁的位置排在氢的前面;③铜与稀硫酸不反应,说明了铜的位置排在氢的后面;④铜与硫酸铝不反应,说明了铜的位置排在铝的后面;但无法确定铝和铁的活动性强弱,故选项错误;
B、①铁和稀硫酸反应生成氢气,说明铁的位置排在氢的前面;②铁与硫酸铝不反应,说明了铁的位置排在铝的后面;③铜与稀硫酸不反应,说明了铜的位置排在氢的后面;可得出三种金属活动性铝>铁>铜,故选项正确
C、②铁与硫酸铝不反应,说明了铁的位置排在铝的后面;③铜与稀硫酸不反应,说明了铜的位置排在氢的后面;④铜与硫酸铝不反应,说明了铜的位置排在铝的后面;但无法确定铜和铁的活动性强弱,故选项错误;
D、①铁和稀硫酸反应生成氢气,说明铁的位置排在氢的前面;②铁与硫酸铝不反应,说明了铁的位置排在铝的后面;④铜与硫酸铝不反应,说明了铜的位置排在铝的后面;但无法确定铜和铁的活动性强弱,故选项错误。
故选B。
18.后母戊鼎(原称司母戊鼎),原器1939年3月在河南安阳出土,是商王祖庚或祖甲为祭祀其母戊所制,是商周时期青铜文化的代表作,现藏于中国国家博物馆。后母戊鼎因鼎腹内壁上铸有“后母戊”三字得名,鼎呈长方形,口长112cm、口宽79.2cm,壁厚6cm,连耳高133cm,重875kg。请回答下列有关问题。
(1)后母戊鼎是由青铜材料制成的,青铜材料的成分主要为铜锡合金,上述做法用到青铜材料的优点是___________(填字母)。
A.弹性好 B.熔点低 C.耐腐蚀
(2)金属锡的冶炼是用锡石(主要成分SnO2)与木炭粉在高温下反应制成的,其反应的化学方程式为 。
(3)青铜和铜片相比较,硬度较大的是 。
(4)初中教材中用青铜材料制成物品有_______。(多选)
A.马踏飞燕 B.5角硬币 C.越王勾践剑 D.外科手术刀
【答案】(1)C
(2)SnO2+CSn+CO2↑
(3)青铜
(4)AC
【详解】(1)后母戊鼎由青铜材料制成,主要利用了青铜耐腐蚀的特点。故选C;
(2)锡石(主要成分SnO2)与木炭粉在高温下反应生成金属锡和二氧化碳,其反应的化学方程式为:SnO2+CSn+CO2↑;
(3)金属制成合金后其硬度要比原金属的硬度要大,所以青铜的硬度比铜大;
(4)初中教材中用青铜材料制成的物品有马踏飞燕和越王勾践剑。
故选AC。
19.同学们学习了金属的化学性质后,在实验室设计并进行如下实验以探究铝、铁、铜的金属活动性顺序。
(1)实验方法:将两根铝丝用砂纸打磨后,分别浸入到盛有氯化亚铁溶液和硫酸铜溶液的两支试管中,铝丝浸入溶液前需要先用砂纸打磨,其目的是 。
(2)实验现象:Ⅰ和Ⅱ中均有较明显的反应现象,由此得到的结论是 。
(3)实验原理:Ⅰ或Ⅱ中发生反应的化学方程式 (写一个)。
(4)有同学认为仅以图示的实验还不能达到该实验目的,需要补充实验。 (简要叙述实验步骤)继续探究。
(5)问题与交流:本实验中采用将铝丝盘成螺旋状插入溶液中,目的 。
【答案】(1)除去金属表面氧化物及污物
(2)铝的金属活动性大于铁和铜
(3)/
(4)将铁丝插入硫酸铜溶液中观察现象
(5)增大与溶液接触面积
【详解】(1)铝丝浸入溶液前需要先用砂纸打磨,其目的是除去金属表面氧化物及污物;
(2)Ⅰ中铝与氯化亚铁反应生成铁和氯化铝,铝丝表面有银白色固体析出,溶液由浅绿色变为无色;Ⅱ中铝与硫酸铜反应生成铜和硫酸铝,铝丝表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为无色,由此得到的结论是铝的金属活动性大于铁和铜;
(3)Ⅰ中铝与氯化亚铁反应生成铁和氯化铝,化学方程式为;Ⅱ中铝与硫酸铜反应生成铜和硫酸铝,化学方程式为;
(4)由第(2)小问可知,铝的金属活动性大于铁和铜,不能比较铁和铜的金属活动性强弱,因此需要补充实验验证铁、铜的金属活动性强弱,即将铁丝插入硫酸铜溶液中观察现象,铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,铁丝表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色,说明铁的金属活动性比铜强,则三种金属的金属活动性顺序为铝>铁>铜;
(5)本实验中采用将铝丝盘成螺旋状插入溶液中,目的是增大与溶液接触面积。
20.科学精神与社会责任,是化学学科素养更高层面的价值追求。在一次实践活动中,小红和同学们一起参观了某钢铁公司。大家对矿石选取,冶铁和炼钢的工艺流程(如图)、生铁和钢的区别等,有了全新的认识。
(1)炼铁的固体原料需经过粉碎,其目的是 。其中焦炭的作用是 和 ;石灰石的主要作用是 。
(2)用赤铁矿石冶铁的反应原理是 (用化学方程式表示)。
(3)分析工艺流程,三脱装置中发生反应的化学方程式是 (写一个)。
(4)向精炼炉中吹入氩气使钢水循环流动,各成分均匀混合,相当于化学实验中 的作用(填一种仪器的名称)。
【答案】 增大反应物之间的接触面积 提供热量 提供还原剂 将铁矿石中的杂质转化为炉渣而除去 (或或) 玻璃棒
【详解】(1)炼铁的固体原料需经过粉碎,其目的是:增大反应物之间的接触面积。其中焦炭具有可燃性、还原性,作用是:提供热量和提供还原剂;石灰石的主要作用是将铁矿石中的杂质转化为炉渣而除去。
(2)用赤铁矿石冶铁的反应原理是在高温条件下一氧化碳还原氧化铁生成了铁和二氧化碳,化学方程式是:。
(3)分析工艺流程,三脱装置中发生的反应主要是硫、磷、硅与氧气反应生成了氧化物而除去,方程式分别是:、、。
(4)向精炼炉中吹入氩气使钢水循环流动,各成分均匀混合,相当于化学实验中玻璃棒的作用。
21.襄阳某化工厂有一种工业废水,其中含有大量的硫酸亚铁,少量的硫酸铜以及污泥。某同学设计了一个既经济又合理的方法回收铜和硫酸亚铁晶体。方案流程如下:
查阅资料得知硫酸亚铁晶体化学式为:FeSO4•7H2O,该物质受热易失去结晶水。请回答:
(1)步骤①②③中最后都需进行的实验操作是 ;
(2)步骤②中需加入的物质是 ,发生反应的化学方程式是 ,固体的成分是 ;
(3)步骤③中需加入稀硫酸,发生反应的化学方程式是 ;
(4)步骤②和步骤③中发生化学反应的基本类型为 反应。
【答案】(1)过滤
(2) 过量的铁 铁和铜
(3)
(4)置换
【分析】该流程目的为回收铜和硫酸亚铁晶体,工业废水,其中含有大量的硫酸亚铁,少量的硫酸铜以及污泥;过滤除去污泥,得到溶液1,溶液1中加入过量的铁,铁能置换出铜得到硫酸亚铁溶液2,固体为铁和铜的混合物,加入适量的硫酸,得到硫酸亚铁3和滤渣铜,硫酸亚铁溶液经过一系列操作得到硫酸亚铁晶体。
【详解】(1)步骤①是将污泥与溶液分离,所以可用过滤,步骤②③都将固液分离,所以可用过滤;故步骤①②③中都涉及到了固液分离操作,都需进行的实验操作是过滤;
(2)步骤②中需加入的物质是过量的铁,铁能够与硫酸铜反应得到铜和硫酸亚铁,发生反应的化学方程式是;固体的成分是铁和铜;
(3)步骤③中需加入稀硫酸,铁与稀硫酸反应得到硫酸亚铁和氢气,发生反应的化学方程式是;
(4)步骤②为铁与硫酸铜反应得到铜和硫酸亚铁;步骤③为铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,均是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,因此两个反应的基本类型为置换反应。
22.钢铁的腐蚀是重要研究课题。用图1所示实验进行铁钉腐蚀的研究。一段时间后试管A、B中铁钉几乎没有生锈,而试管C中铁钉明显锈蚀。
【基础设问】
(1)对比图1中 (填字母),可以得出金属生锈需要与空气(或氧气)接触;对比A、C可以得出 。由A、B、C的实验现象可知,铁的锈蚀是铁跟 (填化学式)作用的过程。
【能力设问】
(2)用如图2所示装置进行实验,一段时间后可观察到 (填“a”或“b”)试管内铁片生锈、U形管中液面 (填“左低右高”或“左高右低”)的现象,出现该现象的原因是 。
【答案】(1) B、C 铁生锈要与水接触 O2、H2O
(2) b 左低右高 b 试管内铁处于潮湿的空气中,铁生锈消耗了氧气、水蒸气,导致压强减小
【详解】(1)试管A铁钉只与氧气接触,铁钉不生锈;试管B中铁钉只与水接触,铁钉不生锈;试管C中铁钉与水、氧气接触,铁钉生锈;所以对比分析试管C和试管B的现象,可推出铁锈蚀必须与氧气接触。对比A、C可以得出铁生锈要与水接触。由A、B、C的实验现象可知,铁的锈蚀是铁跟O2、H2O作用的过程。
(2)左边试管中的铁钉只能与水接触,右边试管中的铁钉能与氧气、水充分接触,会造成右边试管中气压减小,一段时间后可观察到b试管内铁片生锈,U型管中液面左低右高,因为b 试管内铁处于潮湿的空气中,铁生锈消耗了氧气、水蒸气,导致压强减小。
23.某同学发现自己眼镜框中铜制部位表面有绿色的铜锈,他联想到探究铁生锈条件的实验,决定采用控制变量法探究铜生锈的原因,请你一起探究。
【提出问题】
铜生锈的原因是什么?
【查阅资料】
铜锈的主要成分是,俗称铜绿。
【猜想与假设】
(1)根据查阅的资料猜测:铜生锈是铜与空气中的氧气、水和 共同作用的结果。
【设计与实验】
他仿照探究铁生锈条件的实验,设计并进行了如下四个实验(说明:实验中用到的蒸馏水
均已煮沸过且铜丝已打磨干净)。
编号
①
②
③
④
⑤
实验
现象
无明显现象
无明显现象
铜丝表面有绿色物质
无明显现象
无明显现象
【解释与结论】
(2)实验中使用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”,其目的是 。
(3)得出“铜生锈一定与CO2有关”的结论,依据的两个实验是 和 (填编号)。
(4)对比实验②和③,得出的结论是 。
(5)为验证猜想,应在实验⑤瓶中添加物质 。
(6)由上述实验可推知,铜生锈的条件是 。
【反思与应用】
(7)结合上述实验,你对保存铜制品的建议是 。
【答案】(1)二氧化碳/CO2
(2)除去水中溶解的氧气
(3) ① ③
(4)铜生锈需要氧气
(5)氧气和二氧化碳
(6)铜与空气中的氧气、水和二氧化碳共同作用的结果
(7)保持铜表面干燥洁净(合理即可)
【详解】(1)铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3,含有铜元素、碳元素、氧元素和氢元素,根据质量守恒定律,化学变化前后元素的种类不变,则反应物中含有铜元素、碳元素、氧元素和氢元素,空气中的O2和H2O中含有氧元氧元素和氢元素,空气中能提供碳元素的时二氧化碳,所以铜生锈是铜与空气中的氧气、水和二氧化碳共同作用的结果;
(2)气体的溶解度随温度的升高而减小,实验中使用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”,其目的是除去水中溶解的氧气;
(3)“铜生锈一定与CO2有关”则实验控制的因素是二氧化碳,实验①中铜只与氧气和水接触不生锈,实验③铜与氧气、水和二氧化碳同时接触生锈,所以对比实验①和③,得出“铜生锈一定与CO2有关”的结论;
(4)实验②铜只与水和二氧化碳接触不生锈,实验③铜与氧气、水和二氧化碳同时接触生锈,对比实验②和③,得出结论“铜生锈需要氧气”;
(5)对比实验①和③,得出“铜生锈需二氧化碳”的结论,对比实验②和③,得出结论“铜生锈需要氧气”,则还需探究的影响因素是水,所以实验⑤瓶中添加的物质是氧气和二氧化碳;
(6)对比实验①和③,得出“铜生锈需二氧化碳”的结论,对比实验②和③,得出结论“铜生锈需要氧气”,对比实验③和⑤,地出“铜生锈需水”的结论,所以由上述实验可推知,铜生锈的条件是铜与空气中的氧气、水和二氧化碳共同作用的结果;
(7)铜与空气中的氧气、水和二氧化碳共同作用的结果,防锈的措施是隔绝铜氧气、水和二氧化碳,故铜制品保存时保持其表面干燥洁净。
24.改革开放以来,我国钢铁工业飞速发展,近年来钢铁产量已稳居世界首位。工业上通常利用赤铁矿石冶炼金属铁。现有含氧化铁80%的赤铁矿300t。请计算:
(1)这些赤铁矿中含氧化铁的质量为 t;
(2)理论上利用这些赤铁矿可以炼成含铁96%的生铁的质量是多少?
【答案】(1)240
(2)175t
解:设可以炼成含铁96%的生铁的质量为x,
答:可以炼成含铁96%的生铁的质量是175t。
【详解】(1)赤铁矿中含氧化铁的质量为300t×80%=240t,故填:240;
(2)见答案。
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