2025年广东省中考化学一轮考点研究练习第11讲：金属材料 金属资源的利用和保护

第11讲　金属材料　金属资源的利用和保护 【基础作业】 1.中国国家博物馆珍藏着一枚“国玺”,即“中華人民共和國中央人民政府之印”,代表着熠熠生辉的共和国符号。它由铜胎铸字,不易变形。选用这种材料作为印章胎体最大的优点是 (　　) A.硬度较大　　　　 B.熔点较高　　　　 C.不溶于水　　　　 D.形状美观 2.(2023·东莞模拟)生活中处处可以用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是 (　　) A.合金通常比组分金属的熔点更高、硬度更小 B.生锈的铁制品回收成本高,属于不可回收垃圾 C.生铁和钢都是铁合金,两者含碳量不同 D.铝的金属活动性比铁强,所以在空气中铝比铁更易腐蚀 3.如图所示,在盛有水的试管中放一枚洁净的铁钉,用带U形管的橡胶塞塞紧,U形管内水面处在同一高度,数天后观察到U形管内的水面 (　　) A.a比b高　　　　 B.b比a高　　　　 C.一样高 　　　　 D.无法判断 4.《梦溪笔谈》 对宝剑的记载:“古人以剂钢为刃,柔铁为茎干,不尔则多断折”。下列说法正确的是 (　　) A.剂钢是纯净物 B.合金中至少有两种金属 C.剂钢的熔点比纯铁高 D.剂钢的强度和硬度比纯铁高 5.利用下图所示实验装置模拟工业炼铁(夹持仪器未画出),下列说法正确的是 (　　) A.实验开始时,应先点燃酒精灯,再通入纯净的一氧化碳 B.反应过程中可观察到a处固体由黑色逐渐变为红色 C.实验结束时,应该停止加热之后继续通入一氧化碳,直到玻璃管冷却 D.一氧化碳有毒,可用氢氧化钠溶液吸收尾气中的一氧化碳,防止其污染空气 6.丰富多彩的中华文物铭刻着中华文化的脉络、记录着中华文明的传承。 (1)认识文物:青铜是铜与锡的合金。青铜硬度________(选填“大于”或“小于”)纯铜。 (2)文物锈蚀:汉代铁剪锈迹斑斑(如图所示),铁制品锈蚀的原因是____________________。 (3)文物修复:含六偏磷酸钠[(NaPO3)6]的敷贴可使青铜器表面附着的土壤硬结物软化,该物质中磷元素的化合价为________。去除文物上铁锈的步骤之一是将铁锈的主要成分用氢气在高温条件下还原成氧化亚铁,反应的化学方程式为______________________。 7.(改编)下图是一氧化碳还原氧化铜的改进实验,用锥形瓶收集一瓶一氧化碳气体,在锥形瓶底部倒入适量的澄清石灰水,将铜丝加热变黑后迅速伸入锥形瓶并塞紧橡胶塞,观察到铜丝表面从黑色立即变为红色,振荡锥形瓶,澄清石灰水变浑浊,冷却到室温后,发现U形管液面由最初的相平变为左高右低。 (1)铜制成铜丝,利用了铜的________性。 (2)铜丝表面从黑色立即变为红色的原因是____________________(用化学方程式表示)。 (3)冷却到室温后,发现U形管液面由最初的相平变为左高右低,其原因是______________________________________________________________________________________________。 8.根据下列与铁相关的实验回答问题。 (1)A中反应的化学方程式为____________________。 (2)B与C装置放置一周后,B中铁钉表面无变化,C中铁钉表面产生红棕色物质。该现象说明铁生锈的条件之一是______________。 9.(2023·梅州模拟节选)中国古代很多发明创造与化学工艺有关。西汉海昏侯墓出土的青铜雁鱼灯造型优美,设计精妙,其剖面图如下。 (1)先秦《考工记》中记载了青铜的成分:“六分其金而锡居其一”(此处“金”指铜),则青铜属于__________(选填“纯净物”或“混合物”)。 (2)雁鱼灯出土时,其表面某些部位存在绿色的铜锈,该绿色固体的主要成分是Cu2(OH)2CO3,该绿色固体是铜与空气中的二氧化碳、氧气和______反应的产物。 【素养作业】 10.(2023·清远模拟)用传感器对暖宝宝(主要成分有铁粉、水、活性炭、氯化钠等)的发热过程进行探究,获得的实验数据如图1和图2。下列说法错误的是 (　　) A.暖宝宝发热是因为铁锈蚀过程中放出热量 B.图1表明,足量暖宝宝原料发热的过程中能消耗掉瓶中全部氧气 C.图2表明,瓶中氧气减少造成的压强减小量与温度升高造成的压强增大量相等 D.反应结束,装置冷却至室温,图2中的曲线会逐渐降低至0 11.(2023·茂名模拟)2022年春晚舞蹈《只此青绿》源于宋代名作《千里江山图》。 (1)《千里江山图》流传千年依旧色彩艳丽,璀璨夺目,这与所用矿石颜料有关。这说明所用矿石颜料化学性质________(选填“稳定”或“不稳定”)。 (2)矿石颜料之一赭石(主要成分为Fe2O3)属赤铁矿,用赤铁矿炼铁的主要反应原理是__________________________________________(用化学方程式表示)。 (3)实验室可用下图所示的装置进行模拟炼铁。 反应前大玻璃管中加入的铁的氧化物(FexOy)试样的质量为12.6 g。加热前,应先往大玻璃管中通入CO气体的原因是______________________________________________;实验结束后,继续通入CO气体,直至大玻璃管冷却,其原因是________________________________________________;此时NaOH溶液的质量增加了7.7 g。该铁的氧化物的化学式中x、y的比为______(填最简整数比)。 12.(2023·佛山模拟改编)化学学习小组对铁锈的成分进行如下探究。 【提出问题】铁锈的主要成分是什么? 【查阅资料】无水硫酸铜(白色)遇水变蓝色。 【猜想与假设】 猜想1:Fe2O3; 猜想2:Fe2O3·xH2O; 猜想3:Fe3O4·xH2O; 猜想4:FeO·xH2O。 根据铁锈蚀的条件,大家认为猜想1错误,理由是______________________。 【实验现象】装置A中红棕色固体变为黑色,装置B中无水硫酸铜________。 【数据分析】反应后装置B质量增加了9 g,装置C质量增加13.2 g,装置C中发生反应的化学方程式为______________________。 【实验结论】通过数据分析得出猜想2正确,计算铁锈中铁、氧元素的质量比为__________(填最简比)。 【反思与评价】 (1)该实验方案存在的不足之处是__________________。 (2)实验中D装置的作用是________________________________________。 参考答案 1.A 2.C　【解析】合金通常比组分金属的熔点更低、硬度更大,A不正确;生锈的铁制品属于可回收垃圾,B不正确;生铁和钢都是铁合金,两者含碳量不同,C正确;铝能和氧气反应生成致密的氧化铝保护膜,不容易生锈,D不正确。 3.A　【解析】铁生锈消耗试管内的氧气,试管内压强减小,U形管a处液面上升,b处液面下降。 4.D　【解析】剂钢是铁的合金,合金是混合物,A错误;合金是指在一种金属中加热融合了其他金属或非金属而形成的具有金属特性的物质,所以合金中最少含有一种金属,B错误;合金要比成分金属的熔点低,所以剂钢的熔点比纯铁低,C错误;合金要比成分金属的硬度大、抗腐蚀性强,所以剂钢的强度和硬度比纯铁高,正确。 5.C　【解析】实验开始时,应先通入纯净的一氧化碳排尽装置内的空气,再点燃酒精灯,防止加热时发生爆炸,A错误;一氧化碳还原氧化铁时,红棕色的氧化铁会被还原成黑色的铁粉,故反应过程中可观察到a处固体由红色逐渐变为黑色,B错误;实验结束时,为了防止生成的铁粉再次被氧化,应该在停止加热之后继续通入一氧化碳,直到玻璃管冷却,C正确;一氧化碳有毒,但一氧化碳不与氢氧化钠反应,不能用氢氧化钠溶液吸收尾气中的一氧化碳,D错误。 6.(1)大于 (2)铁与水、氧气接触 (3)+5　H2+Fe2O32FeO+H2O 【解析】(1)合金的硬度比其成分金属的硬度大,青铜的硬度大于纯铜。 (2)铁生锈是铁与氧气、水发生的复杂的化学反应。铁制品锈蚀的原因是铁与水、氧气接触。 (3)化合物中各元素正负化合价代数和为0。设磷元素的化合价为x,(+1)+x+(-2)×3=0,x=+5。氢气和氧化铁高温反应生成氧化亚铁的同时也会生成含有氢原子的水。化学方程式为H2+Fe2O32FeO+H2O。 7.(1)延展　(2)CuO+COCu+CO2 (3)一氧化碳与氧化铜反应生成的二氧化碳与石灰水反应,锥形瓶内气体减少,压强减小,压强小于外界大气压 8.(1)3Fe+2O2Fe3O4 (2)与氧气接触 9.(1)混合物 (2)水 10.D　【解析】铁锈蚀过程是一种缓慢氧化,缓慢氧化属于氧化反应,氧化反应放出热量,A正确;根据图1可知,氧气浓度最终变为0,B正确;根据图2可知,瓶内压强始终不变,C正确;反应结束,装置冷却至室温,瓶内还有氮气,压强不可能降低至0,D错误。 11.(1)稳定 (2)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 (3)排尽装置内的空气,避免加热混合气体引起爆炸　防止还原出来的铁在高温下又被空气中的氧气氧化　1∶1 【解析】(1)《千里江山图》流传千年依旧色彩艳丽,璀璨夺目,这与所用矿石颜料有关。说明所用矿石颜料化学性质稳定,很难与其他物质反应。 (2)用赤铁矿炼铁的主要反应原理是一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。 (3)一氧化碳具有可燃性,若其中混有一定量的空气,遇到明火易发生爆炸,故加热前,应先往大玻璃管中通入CO气体的原因是排尽装置内的空气,避免加热混合气体引起爆炸;实验结束后,继续通入CO气体,直至大玻璃管冷却,其原因是防止被还原出来的铁在高温下又被空气中的氧气氧化;NaOH溶液增加的质量为反应生成的二氧化碳的质量,则生成二氧化碳的质量为7.7 g,该反应的化学方程式为FexOy+yCOxFe+yCO2,由化学方程式可知,生成的二氧化碳中的氧元素一半来自铁的氧化物中的氧元素,铁的氧化物中的氧元素质量为7.7 g××100%=2.8 g,铁的氧化物中铁元素质量=12.6 g-2.8 g=9.8 g,56x∶16y=9.8 g∶2.8 g,x∶y=1∶1。 12.【猜想与假设】不符合质量守恒定律,不含氢元素 【实验现象】变蓝 【数据分析】CO2+2NaOHNa2CO3+H2O 【实验结论】7∶8 【反思与评价】(1)无尾气处理装置 (2)防止空气中的CO2进入装置,干扰实验 【解析】猜想与假设:铁与氧气、水反应生锈,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,铁锈中应含铁、氢、氧元素,猜想1不含氢元素,错误。 实验现象:铁锈中含铁、氢、氧元素,推测装置A中一氧化碳和铁锈反应生成铁、水和二氧化碳,装置A中红棕色固体变为黑色,装置B中无水硫酸铜变蓝。 数据分析:反应后装置B增加的质量为水的质量,装置C增加的质量为二氧化碳的质量,装置C中反应的化学方程式为CO2+2NaOHNa2CO3+H2O。 实验结论:猜想2正确,即铁锈为Fe2O3·xH2O,其中xH2O的质量为装置B增加的质量,为9 g,其中氧元素的质量为9 g××100%=8 g,二氧化碳中氧元素的质量=13.2 g××100%=9.6 g,其中一半氧元素来自氧化铁,氧化铁中氧元素的质量为4.8 g,铁元素的质量为4.8÷×100%××100%=11.2 g,铁锈中铁、氧元素的质量比为11.2 g∶(8 g+4.8 g)=7∶8。 反思与评价:(1)尾气中有一氧化碳,会污染空气,该实验方案存在的不足之处是无尾气处理装置。 (2)D装置中碱石灰可吸收空气中的二氧化碳,防止空气中的CO2进入装置,干扰实验。 学科网（北京）股份有限公司 $$