8.3金属资源的利用和保护同步训练---2024-2025学年九年级化学人教版（2024）下册

8.3金属资源的利用和保护 一、选择题 1．可持续发展战略的重要内容之一是保护资源，矿产资源的储量是有限的，而且是不能再生的，下列不符合金属资源保护的有效途径是（ ） A．合理开采矿物资源，回收利用废旧金属 B．寻找、研制金属的代用品 C．有矿物就开采，并加快开采进度 D．对金属制品采用有效的防护措施，防止金属腐蚀 2．下列有关金属矿物及金属冶炼的说法中正确的是（ ） A．锰、铝都可通过用一氧化碳与它们的矿物反应冶炼而得 B．高炉炼铁中，焦炭既作燃料提供热量，又与二氧化碳反应生成一氧化碳 C．常见铁的矿物有赤铁矿、黄铁矿、磁铁矿及明矾石等 D．铁在地壳中的含量比铝的高，约占地壳总质量的4.75% 3．下列实验不能达到实验目的的是（ ） A．图甲：检验氢气的纯度 B．图乙：探究温度对分子运动快慢的影响 C．图丙：验证甲烷中含有氢元素 D．图丁：探究铁生锈的条件 4．化学是要研究物质性质的，下列事实与物质的物理性质有关的是（ ） A．硫能在空气中燃烧 B．氯化钠的熔点是801℃ C．二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊 D．铁在潮湿的空气中易生锈 5．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是（ ） A．Fe2O3呈红棕色，可以用来冶炼金属铁 B．氮气难溶于水，可用于制造硝酸和氮肥等 C．氩气的化学性质不活泼，可用作焊接金属时的保护气 D．CO2能使澄清石灰水变浑浊，可制成干冰用于人工降雨 6．铜在潮湿的空气中发生缓慢的反应：，下列说法错误的是 A．该反应属于化合反应（ ） B．该反应中只有铜元素的化合价发生变化 C．该反应属于氧化反应 D．一段时间可观察到铜的表面产生绿色物质 7．下列说法错误的是（ ） A．废旧金属的回收利用可以减少对环境的污染 B．张青莲为相对原子质量的测定作出了卓越的贡献 C．石油是可再生能源 D．汽车表面喷漆既美观又防锈 8．在下列变化中，属于物理变化的是（ ） A．火药爆炸 B．钢铁生锈 C．酒精挥发 D．粮食酿醋 9．金属资源不可再生，保护金属资源是我们刻不容缓的职责。下列有关叙述错误的是（ ） A．大力开采矿物以保障金属材料供应 B．提高废旧金属的回收利用率 C．在金属表面覆盖保护层以防止锈蚀 D．发明金属替代品制造某些零部件 10．下列图像不能正确反映其对应变化关系是（ ） A．图1向等质量的镁粉和锌粉中分别逐滴加入等溶质质量分分数的稀盐酸至过量 B．图2在电解水实验中，生成氢气和氧气的体积比 C．图3向一定质量的氧化铁中通入一氧化碳并持续加热 D．图4表示用等质量、等浓度的过氧化氢溶液制取氧气 二、填空 11．化学在我国工业发展中发挥着重要作用。 Ⅰ.化学与航天 (1)“北斗”卫星导航系统是我国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统，其中由我国自主研发的氢原子钟和铷原子钟的使用让导航系统的精度提高了一个数量级。如图是铷元素在周期表中的信息和A、B、C、D四种粒子的结构示意图。 ①铷元素的相对原子质量是 。 ②A、B、C、D四种粒子结构示意图中，代表铷原子的是 ，与铷原子化学性质相似的粒子是 。 (2)中国的深空探测正由月球挺进更深远的宇宙。其中一种火箭推进剂在火箭发射过程中，发生反应的微观示意图如图所示： ①参加反应的甲、乙的分子个数比为 。 ②下列说法正确的是 。 A．反应后氢原子数目减少    B．保持丙化学性质的最小微粒是氮原子 C．该过程中涉及的化合物有2种    D．反应前后元素种类及原子种类均未发生改变 Ⅱ.化学与生产 甲图是实验室一氧化碳还原氧化铁的装置，乙图是工业炼铁高炉示意图。 (3)甲图实验室还原氧化铁的主要原理是 （用化学方程式表示），最右侧酒精灯的作用是 。 (4)乙图工业炼铁中原料焦炭的作用除作燃料外，还能 。 (5)根据甲、乙图示，结合原料及过程分析，完全反应后甲、乙两者所得产物产品的差异是 。 12．化学与人类生产生活息息相关。 (1)厨房中的菜刀容易生锈，为防止菜刀生锈，你的建议是 。 (2)布洛芬片是一种常见的解热镇痛类药物，其有效成分的化学式为C13H18O2，辅料为淀粉、蔗糖、糊精等。布洛芬片属于 。 (3)中国空间站首次进行“太空养鱼”实验。在实验中，金鱼藻为斑马鱼提供呼吸所需的 。 (4)自来水厂在净水过程中，为了吸附杂质，加速难溶性杂质的沉降，可向水中加入适量 。 (5)化学用语是学习化学的重要工具，请用化学用语填空： ①钾离子 。 ②地壳中含量最丰富的非金属元素和金属元素形成的化合物是 。 13．《天工开物》中记载：“凡铁一炉载土二干余斤.....或用木炭......扇炉风箱.....土化为铁。”“凡铁分生、熟，出炉未炒则生，既炒则....炼成则钢。 (1)“木炭”除了作还原剂之外，还可为炼铁提供 。 (2)若“土”为赤铁矿，写出炼铁时木炭还原Fe2O3的化学方程式 。 (3)“扇炉风箱”可以为炉内提供足够多的 。 (4)“炒”钢时不断翻炒，是为了去除生铁中含有的 ，钢的抗腐蚀性能比纯铁 。 (5)“炼成则钢”发生的是 (填“物理”或“化学”)变化。 三、实验题 14．实验梳理  铁的冶炼与利用是学习和研究化学的重要课题，某学校的化学老师为让同学们更清楚地了解铁的冶炼过程，于是在实验室模拟工业炼铁，其装置如图所示。请你和同学们一起回答下列问题。 【实验原理】 (1)硬质玻璃管中发生化学反应的化学方程式为 。 【实验操作】 (2)按如图所示连接好装置后，需先进行的实验操作是 。 (3)实验过程中，应先通入一段时间的CO，然后再点燃酒精喷灯，其目的是 。 (4)实验结束后，为防止澄清石灰水倒吸使硬质玻璃管炸裂，应进行的操作是 。 【实验现象】 (5)实验过程中，硬质玻璃管中可观察到的实验现象是 。 (6)实验中，同学们观察到试管内的澄清石灰水变浑浊，产生该实验现象的原理是 （用化学方程式表示）。 【实验反思】 (7)实验过程中，若未先通入CO而直接点燃酒精喷灯，可能造成的后果是 。 (8)通过上述实验，同学们在老师的指导下，总结出一氧化碳的一个化学性质是 。 (9)经过讨论，同学们一致认为该实验装置存在着一处不足，该不足是 ，应如何改正： 。 四、计算题 15．铁及铁合金是用途最广泛的金属材料，工业通常用一氧化碳还原赤铁矿(主要成分)炼铁。某工厂要用含杂质的赤铁矿(杂质不含铁元素)来炼制含铁的生铁，试计算理论上最少需要的质量。 第 2 页 共 13 页 第 1 页 共 13 页 学科网（北京）股份有限公司 答案 1．C 【详解】A、有计划的合理开采矿物避免资源的浪费，回收利用废旧金属既减少了金属对环境的污染，又可以节约金属资源，故A正确； B、寻找、研制金属的代用品，减少金属资源的使用，有利于保护金属资源，故B正确； C、要有计划合理的开采矿物，否则既浪费了资源，又损害了国家利益，故C错误； D、现在世界上每年因腐蚀而浪费的金属占到了年产量的20%—40%，防止金属腐蚀可以保护金属资源，故D正确。 故选：C。 2．B 【详解】A、锰可通过用一氧化碳与它的矿物反应冶炼而得，但铝是一种活泼金属，通常通过电解熔融的氧化铝来冶炼，而不是用一氧化碳还原，说法错误，不符合题意； B、高炉炼铁中，焦炭既作燃料提供热量，又与二氧化碳反应生成一氧化碳，一氧化碳再作为还原剂还原铁矿石中的铁，说法正确，符合题意； C、常见铁的矿物有赤铁矿、黄铁矿、磁铁矿，但明矾石并不是铁矿石，它主要成分是十二水合硫酸铝钾，常用于提取铝或制备明矾等，说法错误，不符合题意； D、铝在地壳中的含量比铁的高，铝约占地壳总质量的7.73%，铁约占地壳总质量的4.75%，说法错误，不符合题意。 故选：B。 3．D 【详解】A、检验氢气纯度的方法：收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，氢气的密度比空气的小，管口向下移近酒精灯火焰，松开拇指点火，如果听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，需要再收集，再检验，直到听到很小的响声，才表明氢气已经纯净，故选项能达到实验目的； B、浓氨水具有挥发性，挥发出来的氨分子不断运动，运动到酚酞溶液中，与水分子结合形成氨水，氨水显碱性，能使无色酚酞溶液变红色，图示中右边试管放在热水中，氨分子运动速率加快，可观察到U形管右侧酚酞溶液先变红色，可探究温度对分子运动快慢的影响，故选项能达到实验目的； C、把干冷的烧杯罩在甲烷燃烧火焰上方，实验中烧杯内壁产生水雾，说明甲烷燃烧生成水，水是由氢元素和氧元素组成的，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，反应物氧气中只含有氧元素，可验证甲烷中含有氢元素，故选项能达到实验目的； D、左边试管中铁钉与氧气、水同时接触，生锈，右边试管中铁钉只与水接触，不生锈，则说明铁生锈需要与氧气接触，不能探究铁生锈的条件需要水，故选项不能达到实验目的； 故选D。 4．B 【详解】A、硫能在氧气中燃烧，是由于硫具有可燃性，属于化学性质，与物质的化学性质有关，故不符合题意； B、氯化钠的熔点是801℃，属于物质的物理性质，与物质的化学性质无关，故符合题意； C、二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊，是利用二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，属于化学变化，二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊属于化学性质，故不符合题意； D、铁在潮湿的空气中生锈是化学变化，因此易生锈是化学性质，故选项不符合题意； 故选：B。 5．C 【详解】A、Fe2O3中含有铁元素，可以用来冶炼金属铁，与Fe2O3呈红棕色无关，故选项对应关系不正确； B、氮气中含有氮元素，可用于制造硝酸和氮肥等，与氮气难溶于水无关，故选项对应关系不正确； C、氩气的化学性质不活泼，一般不与其它物质反应，可用作焊接金属时的保护气，故选项对应关系正确； D、二氧化碳的固体是干冰，干冰升华时吸热，使周围的温度降低，可用于人工降雨，与CO2能使澄清石灰水变浑浊无关，故选项对应关系不正确。 故选C。 6．B 【详解】A、该反应由四种物质生成一种物质，属于化合反应，故A正确； B、该反应中Cu元素化合价由0价变为+2价、氧气中O元素化合价由0价变为-2价，故B错误； C、该反应中Cu元素化合价由0价变为+2价、氧气中O元素化合价由0价变为-2价，所以有电子转移，属于氧化还原反应，故C正确； D、铜在潮湿的空气中发生缓慢的反应生成碱式碳酸铜，则一段时间可观察到铜的表面产生绿色物质，故D正确； 故选B。 7．C 【详解】A、废旧电池中含有铅、镍、镉、汞等，如果将废旧电池随意丢弃，这些金属渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康，将这些金属回收利用，就可以减少对环境的污染，选项A正确； B、中国科学院院士张青莲教授主持测定了铟、铱、锑、铕、铈、铒、锗、锌、镝几种元素的相对原子质量的新值，被国际原子量委员会采用为国际新标准，为相对原子质量的测定作出了卓越的贡献，选项B正确； C、石油是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的，是不可再生能源，选项C错误； D、汽车表面喷漆能使汽车表面的钢板与空气和水隔绝，既美观又防锈，选项D正确。 故选C。 8．C 【详解】A、火药爆炸是利用火药与氧气发生剧烈的氧化反应，生成新物质，属于化学变化。A不符合题意； B、钢铁生锈过程中生成新物质铁锈，属于化学变化。B不符合题意； C、酒精挥发过程中酒精只发生状态变化，没有生成新物质，属于物理变化。C符合题意； D、粮食酿醋过程中有新的物质醋酸生成，属于化学变化。D不符合题意。 综上所述：选择C。 9．A 【详解】A、金属资源不可再生，应合理开采矿物资源，不能大力开采，符合题意； B、提高废旧金属的回收利用率，有利于保护金属资源，不符合题意； C、在金属表面覆盖保护层，可以防止金属锈蚀，有利于保护金属资源，不符合题意； D、发明金属替代品制造某些零部件，能节省金属资源，有利于保护金属资源，不符合题意。 故选A。 10．C 【详解】A、镁和稀盐酸反应方程式为：，锌和稀盐酸反应方程式为：，由化学方程式及质量关系可以看出，向等质量的镁粉和锌粉中分别逐滴加入等溶质质量分数的稀盐酸至过量，一开始，酸不足，金属过量，生成氢气的质量相同；后面金属不足，酸过量，相对原子质量：Mg<Zn，等质量的镁和锌生成氢气的质量：Mg>Zn，该选项图像能正确反映其对应关系变化，不符合题意。 B、在电解水实验中，水通电分解生成氢气和氧气，且生成氢气和氧气的体积比约为2：1，该选项图像能正确反映其对应关系变化，不符合题意； C、向一定质量的氧化铁中通入一氧化碳并持续加热，生成铁和二氧化碳，随着反应的进行，固体质量逐渐减小，但是固体质量不会变为零，该选项图像不能正确反映其对应关系变化，符合题意； D、催化剂能改变反应的速率，不能改变产物的质量，则用等质量、等浓度的过氧化氢溶液制取氧气，有催化剂反应速率快，图像斜率更大，反应后产生的氧气质量都相等，不符合题意。 故选C。 11．(1) 85.47 D C (2) D (3) 除去尾气中有毒的的一氧化碳，防止污染空气 (4)获得还原剂一氧化碳（合理即可） (5)甲得到的是纯铁，乙得到的是生铁（合理即可） 【详解】（1）①由铷元素在周期表中的信息可知，铷元素的相对原子质量是85.47（最下方数字）。 ②由铷元素在周期表中的信息可知，铷元素的原子序数为37，因质子数＝原子序数，所以铷原子的质子数为37，所以A、B、C、D四种粒子结构示意图中，代表铷原子的是D；原子的最外层电子数相同，化学性质相似，所以与铷原子化学性质相似的粒子是C。 （2）①该反应的化学方程式为，所以参加反应的甲、乙的分子个数比为1：2。 ②A. 由质量守恒定律可知，反应后氢原子数目不变，此选项错误； B. 由分子的模型图可知，丙物质是氮气是由氮分子构成的，保持丙化学性质的最小微粒是氮分子，此选项错误； C. 由物质的组成可知，该过程中涉及的化合物有3种，分别为甲、乙、丁，此选项错误； D. 由质量守恒定律可知，反应前后元素种类及原子种类均未发生改变，此选项正确； 故选D。 （3）甲图实验室还原氧化铁的主要原理是氧化铁与一氧化碳在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为；一氧化碳具有毒性和可燃性，所以最右侧酒精灯的作用是除去尾气中有毒的的一氧化碳，防止污染空气。 （4）碳和碳燃烧生成的二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，所以乙图工业炼铁中原料焦炭的作用除作燃料外，还能获得还原剂一氧化碳。 （5）根据甲、乙图示，结合原料及过程分析，完全反应后甲、乙两者所得产物产品的差异是：甲图是一氧化碳还原氧化铁，能得到纯铁。乙图是炼铁高炉，得到的是生铁，属于混合物。 12．(1)用完后及时擦干 (2)混合物 (3)O2/氧气 (4)明矾 (5) K+ Al2O3 【详解】（1）铁生锈实际上是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果，因此为防止菜刀生锈，建议是用完后及时擦干； （2）布洛芬片有效成分的化学式为，辅料为淀粉、蔗糖、糊精等，因此布洛芬片属于混合物； （3）氧气能供给呼吸，因此在实验中，金鱼藻为斑马鱼提供呼吸所需的氧气； （4）自来水厂在净水过程中，为了吸附杂质，加速难溶性杂质的沉降，可向水中加入适量明矾； （5）①钾离子的离子符号为； ②地壳中元素含量前五分别是氧、硅、铝、铁、钙，故地壳中含量最丰富的非金属元素和金属元素分别是氧元素、铝元素，由氧元素、铝元素组成的物质是氧化铝，氧化铝中氧元素显-2价，铝元素显+3价，根据在化合物中各元素化合价的代数和为零，则氧化铝的化学式为。 13．(1)热量 (2) (3)空气/氧气 (4) 碳 好 (5)化学 【详解】（1）木炭燃烧放热，则还为炼铁提供热量。 （2）碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：。 （3）“扇炉风箱”，能提供更多的空气，从而使火燃烧更旺。 （4）生铁的含碳量比钢高，“炒”钢时不断翻炒，是为了去除生铁中含有的碳； 钢为铁合金，抗腐蚀性比纯铁好。 （5）“炼成则钢”过程中，有新物质生成，属于化学变化。 14．(1) (2)检查装置的气密性 (3)排尽装置内的空气，防止一氧化碳与空气的混合物在加热时发生爆炸 (4)熄灭酒精喷灯后，继续通入一氧化碳至硬质玻璃管冷却到室温 (5)固体由红棕色变成黑色 (6) (7)加热时发生爆炸 (8)还原性 (9) 没有尾气处理装置 在右端导管用酒精灯点燃尾气或用气球收集 【详解】（1）一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应，生成二氧化碳和铁，反应的化学方程式为：； （2）按如图所示连接好装置后，需先进行的实验操作是检查装置的气密性，以防止装置漏气影响实验结果； （3）一氧化碳具有可燃性，与空气混合加热或点燃易发生爆炸，实验过程中，应先通入一段时间的CO，然后再点燃酒精喷灯，其目的是排尽装置内的空气，防止一氧化碳与空气的混合物在加热时发生爆炸； （4）实验结束后，为防止澄清石灰水倒吸使硬质玻璃管炸裂，应保持装置气压不变小，进行的操作是熄灭酒精喷灯后，继续通入一氧化碳至硬质玻璃管冷却到室温； （5）一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应，生成二氧化碳和铁，可观察到红色固体逐渐变黑； （6）实验中，同学们观察到试管内的澄清石灰水变浑浊，产生该实验现象的原理是二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为：； （7）一氧化碳具有可燃性，与空气混合加热或点燃易发生爆炸，实验过程中，若未先通入CO而直接点燃酒精喷灯，可能造成的后果是加热时发生爆炸； （8）通过上述实验，一氧化碳能夺取氧化铁中氧，可总结出一氧化碳的一个化学性质是一氧化碳具有还原性； （9）一氧化碳还原氧化铁时，由于没有反应的一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，否则会污染空气，该实验装置存在着一处不足，该不足是没有尾气处理装置；可在尾部导管用酒精灯点燃，使之转化为二氧化碳，或在尾部用一气球收集。 15．解：设理论上最少需要CO的质量为 答：理论上最少需要CO的质量为45.36t。 【详解】解析见答案。 第 2 页 共 13 页 第 1 页 共 13 页 学科网（北京）股份有限公司 $$