内容正文:
第5讲 金属与金属矿物
【基础作业】
1.下列金属制品中最不容易被酸雨腐蚀的是 ( )
A.镀锌水管 B.铜制器皿 C.铁制栏杆 D.铝合金门窗
2.下列有关金属及合金的叙述,正确的是 ( )
A.铁是地壳中含量最多的金属元素
B.焊锡熔点较低,可以用来焊接金属
C.生铁和钢都是铁合金,其中含碳量较高的是钢
D.自然界中甲元素只以化合物形式存在,乙元素有单质形式存在,说明乙比甲活泼
3.我国的矿物种类比较齐全,储量很丰富,但是矿物不能再生。下列能保护金属资源的是 ( )
A.废旧金属不需要回收利用
B.矿物资源很丰富,可以任意开采
C.寻找金属代用品
D.将铁钉放置于潮湿的空气中
4.(2023·黔南州模拟)用右图所示装置进行实验,倾斜Y形管,锌粒与硫酸铜溶液接触,表面有气泡产生并析出红色物质,溶液颜色变浅,经检测产生的气体为氢气。下列说法正确的是 ( )
A.锌粒参加的反应均为置换反应
B.硫酸铜溶液所含阳离子只有Cu2+
C.可推知金属活动性顺序:铜>锌
D.若用银片代替锌粒,可观察到相似实验现象
5.下列图像能正确反映其对应变化关系的是(A、B、C中所用稀酸溶质质量分数均相等) ( )
A B
C D
A.向等量的铁粉和镁粉中分别加入足量稀盐酸
B.向等量的镁粉和锌粉中分别逐滴滴加等量的稀硫酸至过量
C.向等量的三份稀盐酸中分别加入不同的金属
D.等质量的锌粉分别与等量且足量的、不同浓度的稀硫酸反应
6.两个烧杯中分别装有等质量的金属锌和镁,然后分别逐滴加入相同浓度的稀硫酸,产生氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.该图反映出镁的金属活动性比锌强
B.a点时,两个烧杯中的酸都恰好完全反应
C.b点时,两个烧杯中产生氢气的质量相同
D.c点时,两个烧杯中都有金属剩余
7.兴趣小组将一块铝箔加入盛有100 g稀盐酸的烧杯中,反应停止时,铝箔有剩余,产生的氢气质量和反应时间的关系如图所示。下列分析错误的是 ( )
A.该铝箔表面有氧化铝
B.反应停止时,烧杯中剩余溶液的质量为99.8 g
C.t1~t2时间段,氢气生成速率加快与温度升高有关
D.t2~t3时间段,氢气生成速率变慢是因为盐酸浓度变小
8.在003A型国产航母金属外壳上覆盖涂料,主要是为了防止金属与__________和______直接接触而生锈。航母上的油污被洗涤剂除去,这实际上是一种________现象。
【素养作业】
9.某金属混合物由Mg、Al、Zn、Cu四种金属中的两种组成。6.5 g该金属混合物与足量的盐酸反应,可得到0.2 g 氢气,则该金属混合物中一定不含有的金属是 ( )
A.Mg B.Al C.Zn D.Cu
10.向盛有Cu(NO3)2溶液的烧杯中加入一定量锌粉和银粉的混合物,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。下列判断正确的是 ( )
A.滤渣中一定不含锌,一定含铜和银
B.滤渣中一定不含锌和铜,一定含银
C.滤液中一定含Zn(NO3)2,一定不含AgNO3
D.滤液中一定含Zn(NO3)2和Cu(NO3)2,可能含AgNO3
11.(2023·黔南州模拟)如图所示,将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中,并使部分铁钉露出液面。关闭弹簧夹,放置一段时间,观察现象。下列说法不正确的是 ( )
A.甲、乙中,气体含氧气的体积分数不相等
B.甲中,铁钉在植物油内的部分没有锈蚀
C.乙中,铁钉在水面以下的部分锈蚀最严重
D.丙中,导管内上升一段水柱
12.我国有着悠久的钢铁冶炼史,《天工开物》中曾记载“炒钢法”,该方法的生产过程可用下图表示。
资料:①潮泥灰的主要成分是石灰石。②铁的熔点是1535 ℃。
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_______________________________________________。
13.为了从某废旧电子产品中提炼贵重金属,得到硫酸铜溶液,某小组设计了下图所示流程:
(1)废旧电子产品属于____________(选填“厨余垃圾”、“可回收物”或“有害垃圾”)。
(2)②中反应后过滤,滤液中存在的金属阳离子有______________(填离子符号)。
(3)滤渣Ⅱ中的贵重金属为______。
(4)写出④中发生反应的化学方程式:________________________________________________。
参考答案
1.B 【解析】A.在金属活动性顺序表中,锌排在氢的前面,能与酸反应,容易被酸雨腐蚀,故选项A不符合题意;B.在金属活动性顺序表中,铜排在氢的后面,不能与酸反应,最不容易被酸雨腐蚀,故选项B符合题意;C.在金属活动性顺序表中,铁排在氢的前面,能与酸反应,容易被酸雨腐蚀,故选项C不符合题意;D.在金属活动性顺序表中,铝排在氢的前面,能与酸反应,容易被酸雨腐蚀,故选项D不符合题意。
2.B 【解析】A.地壳中含量最多的金属元素是铝元素,不符合题意;B.合金的熔点比其组成的纯金属的低,所以焊锡熔点较低,常用于焊接金属,符合题意;C.生铁和钢都是铁的合金,生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%,故生铁的含碳量较高,不符合题意;D.自然界中甲元素只以化合物形式存在,乙元素有单质形式存在,说明乙化学性质稳定,难与其他物质反应,故甲比乙活泼,不符合题意。
3.C 【解析】回收利用废旧金属能保护金属资源,减少环境污染,故A不符合题意;矿物资源是有限的,要合理开采,故B不符合题意;寻找金属代用品,可以节约金属资源,故C符合题意;将铁钉放置于潮湿的空气中,铁钉易生锈,不能保护金属资源,故D不符合题意。
4.A 【解析】A.锌粒参加的反应为锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气、与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,均为置换反应,故选项说法正确。B.产生的气体为氢气,说明硫酸铜溶液所含阳离子不只有Cu2+,还含有氢离子,故选项说法错误。C.锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,可推知金属活动性顺序:锌>铜。故选项说法错误。D.若用银片代替锌粒,银的金属活动性比铜的弱,不能出现相似实验现象,故选项说法错误。
5.A 【解析】镁的相对原子质量小于铁,质量相同时,镁反应产生氢气质量较大,又因为镁比铁活泼,反应需要时间短,反应快,故A正确;开始时稀硫酸不足,生成的氢气质量相等,开始时斜线应该重合,故B错误;因为稀盐酸等量,最后产生的气体质量相等,故C错误;等质量的锌粉与等量且足量的、不同浓度的稀硫酸反应,最后产生氢气质量相等,故D错误。
6.D 【解析】由产生氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系图可知,镁产生的氢气质量多,但无法得出镁与锌的活动性强弱,故A错误;a点时,镁与稀硫酸恰好完全反应,锌早已完全反应,故盛锌的烧杯内酸有剩余,故B错误;b点时,镁产生的氢气质量多,锌产生的氢气质量少,故C错误;c点时,锌与镁均未完全反应,均有剩余,故D正确。
7.B 【解析】由图可知,一开始无气体生成,说明铝箔表面有一层氧化铝薄膜,氧化铝先与稀盐酸反应生成氯化铝和水,故A正确;根据质量守恒定律,化学反应前后,物质的总质量不变,氧化铝和稀盐酸反应生成氯化铝和水,铝和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,故反应停止时,烧杯中剩余溶液的质量为100 g稀盐酸的质量+参加反应的氧化铝质量+参加反应的铝的质量-生成的氢气的质量,烧杯中剩余溶液的质量大于99.8 g,故B错误;t1~t2时间段,氢气的生成速率加快,是因为该反应是放热反应,温度升高,反应速率加快,故C正确;t2~t3时间段,氢气生成速率变慢,是因为盐酸被消耗,盐酸浓度变小,故D正确。故选B。
8.氧气 水 乳化
【解析】铁生锈是铁与水和氧气同时接触发生氧化反应造成的。覆盖涂料,主要是为了防止金属与氧气和水直接接触而生锈;油污被洗涤剂除去,实际上是一种乳化现象。
9.C 【解析】一定量的金属与足量酸完全反应时,产生氢气质量=×金属质量,生成0.2 g 氢气需要消耗金属镁的质量是m,m×=0.2 g,则m=2.4 g。同理,生成0.2 g氢气消耗的Al、Zn的质量分别是1.8 g、6.5 g。铜与稀盐酸不反应。该金属混合物样品由四种金属中的两种组成,由于6.5 g锌与足量的稀盐酸反应生成氢气的质量为0.2 g,若与镁、铝混合,生成氢气的质量会大于0.2 g ;若与铜混合,生成氢气的质量会小于0.2 g,则此合金中一定不含的金属是锌;故该金属混合物可能由Mg、Al中的一种和铜组成。
10.C 【解析】向盛有Cu(NO3)2溶液的烧杯中加入一定量锌粉和银粉的混合物,锌与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,银不能与硝酸铜反应,充分反应后过滤,滤渣中一定含有铜和银,无法确定反应进行的程度,可能含有锌;滤液中一定含有Zn(NO3)2,一定不含有AgNO3,无法确定反应进行的程度,硝酸铜可能有剩余,可能没有剩余。
11.C 【解析】甲中的植物油里面没有溶解氧气,且植物油把空气与下面的水隔离,乙中水里面会溶解一部分氧气,所以甲、乙中,气体含氧气的体积分数不相等,故A说法正确;甲中,铁钉在植物油内的部分没有锈蚀,因为没有与水、氧气接触,故B说法正确;乙中,铁钉在水面以下的部分锈蚀不严重,在水面与空气接触的部位锈蚀最严重,故C说法错误;铁钉生锈消耗了氧气,使乙瓶内气体压强减小,在外界大气压的作用下,右侧丙中导管内液面上升,故D说法正确。
12.(1)磁铁矿(合理即可) (2)提高炉温
(3)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(或Fe3O4+4CO3Fe+4CO2)
【解析】(1)常见的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿和菱铁矿等(合理即可)。(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。
13.(1)可回收物 (2)②Al3+、Fe2+ (3)金 (4)④CuO+H2SO4CuSO4+H2O
【解析】(1)废旧电子产品中含有某些金属单质,可以回收这些金属单质,即废旧电子产品属于可回收物。(2)粗铜中的铝、铁都位于金属活动性顺序表中氢的前面,都能够与稀硫酸反应,而铜、金位于金属活动性顺序表中氢的后面,不能与稀硫酸反应,铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,硫酸铝溶于水解离出金属离子铝离子,硫酸亚铁溶于水后解离出亚铁离子,其符号分别为Al3+、Fe2+。(3)由图可知,滤渣Ⅰ中的固体是不能与稀硫酸反应的铜和金。滤渣Ⅰ在空气中灼烧时,铜与空气中的氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,而金不与空气中的氧气反应,加入稀硫酸后,氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,而金不与稀硫酸反应,则过滤后的滤渣Ⅱ是金属金。(4)反应④中发生的反应是氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,化学方程式为CuO+H2SO4CuSO4+H2O。
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