第八单元 金属和金属材料（新考向新题型）-2024-2025学年九年级化学下册（人教版2024）

1 / 5 第八单元 金属和金属材料（新考向新题型） 【新情境】1.（2023·湖南长沙·中考）2023年我国自主研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞 机“鲲龙”已成功首飞，制造该飞机使用了铝锂合金等多种合金。下列有关铝锂合金的说法正确 的是（ ） A.铝锂合金的熔点比纯铝更高 B.铝锂合金的抗腐蚀性能非常差 C.铝锂合金是混合物 D.铝锂合金的硬度比纯铝小 【新情境】2.无人机的用途越来越广泛，可以用于航拍、喷洒农药等。制无人机框架宜选用密 度小、强度高、硬度较大，化学稳定性好的金属材料，下列材料中最适合做无人机框架的是 （ ） A．生铁 B．黄铜 C．铝合金 D．不锈钢 【跨学科·历史】3.（2023·安徽蚌埠·三模）金属材料的使用作为一个时代的标志，见证了人类 文明发展的过程。历史上人类冶炼不同金属的大致年代如下图，下列有关说法不正确的是 （ ） A.通过敲打将青铜制成不同形状，是利用金属的延展性 新考向·新情境 新考向·跨学科 新考向·创新实验 新考向·传统文化 新考向·工艺流程 新考向·项目式学习 模块导航 新考向新题型 2 / 5 B.高炉炼铁的原料主要有铁矿石、焦炭和石灰石 C.金属铝的利用比镁、钠晚，是因为铝的金属活动性强 D.湿法炼铜工艺就是利用铁和硫酸铜溶液反应制取铜 【跨学科·物理】4.（2024·陕西西安·三模）如图所示，在杠杆的两端分别挂着打磨干净、质量 相同的铁块和铜块，开始时杠杆处于平衡状态。下列说法不正确的是（ ） A.铁块逐渐溶解，铁块上有气泡冒出 B.烧杯甲中溶液由无色变为浅绿色 C.烧杯乙中溶液由无色变为蓝色 D.杠杆最终失去平衡，左边低右边高 【创新实验】（双选）5.（2024·广东广州·一模）为比较金属M与 Fe、Zn的金属活动性强弱， 实验小组设计了如图装置。待甲中充分反应后打开 K1，使甲中溶液全部进入乙中，乙中无明 显现象，打开 K2使乙中溶液全部进入丙中，Zn片表面变黑（金属片均足量）。下列有关说法 正确的是（ ） A．甲中反应后得到黄色溶液 B．丙中反应后溶液质量增大 C．三种金属的活动性顺序为 Zn>Fe>M D．将M片和 Zn片互换位置仍能达到实验目的 【跨学科·物理】6.（2024·江西南昌·学业考试）在柠檬中插入两种不同的金属可以制得水果电 池。相同条件下，两种金属活动性差异越大，水果电池的电压越大。下列柠檬电池中电压最大 的是（ ） A． B． C． D． 【创新实验】7.某小组利用如图所示的装置（装置气密性良好）进行实验．向容积为 20 mL的 3 / 5 硬质玻璃管中加入过量铁粉，再滴入等体积的水和氯化钠溶液，一段时间后，打开止水夹，观 察到图 1中无明显现象，图 2中注射器活塞向左移动，下列说法不合理的是（ ） A．图 2注射器活塞向左移动是因为铁生锈消耗了氧气 B．若滴加液体一段时间后，再打开止水夹，活塞均停留在约“6”刻度处 C．此实验能推断出铁生锈需要水的参与 D．通过上述实验可知氯化钠溶液能加快铁的生锈速率 【创新实验】8．某兴趣小组对溶液酸碱性是否会影响铁钉生锈的快慢展开了如下探究：按图 1装置进行实验，测得装置上方氧气浓度的变化曲线如图 2所示。（已知：氯化铵溶液显酸性） （1）实验中氧气浓度变化越大，铁钉生锈的速率 （填“越快”“越慢”或“不变”）； （2）根据图中数据可知，铁钉在 （填“酸”“碱”或“中”）性溶液中更易锈蚀； （3）图 2曲线先陡后缓说明铁生锈速率的规律是 。 【传统文化】9．（2023·湖南常德·一模）金属材料在人类文明的发展中起着重要作用，古代冶 金技术彰显了我国劳动人民的智慧。 （1）战国《韩非子。内储说上》提到，早期采金技术均是“沙里淘金”。金在自然界中主要 以 （填“单质”或“化合物”）形式存在； （2）北宋沈括所著的《梦溪笔谈》中记载了“湿法炼铜”的方法：“熬胆矾铁金，久之亦化为铜”。 4 / 5 即在硫酸铜溶液中加入铁，则可得到铜。该反应的化学方程式是 。 （3）明代宋应星所著的《天工开物》一书，介绍了“火法炼锌”的方法：把炉甘石（ZnCO3） 和煤炭饼装入炼锌罐如下图所示，泥封，“其底铺薪，发火煅红”“冷定毁罐取出”。 ①反应区中，炉甘石（ZnCO3）在高温下分解生成氧化锌和另一种氧化物，该氧化物的化学式 是 。 ②反应区中，煤炭中的碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳，该反应中体现了碳的 （填“还 原性”或“氧化性”）； ③必须“冷定”后才能“毁罐”取锌，请从化学变化的角度解释其原因 。 【工艺流程】10.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。 【项目式学习】11.（2024·福建·宁德）铜是一种重要金属。实践小组开展“了解铜、回收铜”的 项目式学习。 活动一：了解古代火法炼铜，感受我国劳动人民智慧。 【查阅资料】1.铜生锈表面形成铜绿，其成分是 Cu2（OH）2CO3。 Cu2（OH）2CO3 2CuO+H2O+CO2↑ 2.古籍《大冶赋》中记载火法炼铜技术，其生产流程如下。 （1）煅烧孔雀石可观察到的现象是___________________________________。 （2）写出木炭还原氧化铜的化学方程式： 5 / 5 活动二：开展从回收的废旧铜料中提取铜的实践活动，其流程如下。 （3）写出步骤③的化学方程式：__________________________________________。 （4）请补充完善由固体 Y得到铜粉的实验方案：向固体 Y中加入_______（填试剂名称），经 过过滤、洗涤、干燥得到铜粉。 1 / 4 第八单元 金属和金属材料（新考向新题型） 答案解析 1.【答案】C 【解析】合金的熔点一般低于其组分金属的熔点，则铝锂合金的熔点比纯铝低；合金的抗腐蚀 性能一般比其组分金属好；铝锂合金是由铝、锂等多种物质组成的，属于混合物；合金的硬度 一般大于其组分金属的硬度，则铝锂合金的硬度比纯铝大。 2.【答案】C 【解析】A．生铁的密度较大、化学性质也不稳定，容易生锈，不适合做无人机框架，故 A选 项错误； B．黄铜的密度较大，不适合做无人机框架，故 B选项错误； C．铝合金的密度小、强度高、硬度较大，化学稳定性好，适合做无人机框架，故 C选项正确； D．不锈钢强度大，硬度大，密度较大，不适合做无人机框架，故 D选项错误。 故选 C。 3.【答案】C 【解析】通过敲打将青铜制成不同形状，是利用金属的延展性；高炉炼铁的原料主要有铁矿石、 焦炭和石灰石；钠、镁的金属活动性比铝强，金属铝的利用比镁、钠晚与铝在常温下易与氧气 反应在其表面形成致密的氧化铝薄膜有关；湿法炼铜工艺就是利用铁和硫酸铜反应生成铜和硫 酸亚铁来制取铜。 4.【答案】D 【解析】甲中铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，观察到铁块逐渐溶解，铁块上有气泡冒出， 溶液变成浅绿色；烧杯乙中，铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，溶液由无色变为蓝色；烧杯甲 中铁块的质量减小，烧杯乙中每 64份质量的铜置换出 216份质量的银，生成的银附着在铜块 上，“铜块”的质量增大，杠杆最终左边高右边低。 （双选）5.【答案】BC 【解析】A．甲中发生铁与稀盐酸的反应，生成氯化亚铁和氢气，溶液由无色变为浅绿色，故 A错误； B．丙中发生锌与氯化亚铁反应生成铁和氯化锌，化学反应方程式为 2 2Zn+FeCl =ZnCl +Fe，可知 65份质量的锌反应生成 56份质量的铁，根据质量守恒定律可知，反应后溶液的质量增加，故 B正确； 2 / 4 C．因为乙中无明显现象，说明M与氯化亚铁不反应，则M的金属活动性比 Fe小，故三种金 属的活动性顺序为 Zn>Fe>M，故 C正确； D．将M片与 Zn片互换位置，只能得到 Zn>Fe、Zn>M的结论，并不能比较M与 Fe的金属 活动性，故 D错误。 故选 BC。 6.【答案】B 【解析】根据金属活动性顺序：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、 Pt、Au，则可知柠檬电池的两种金属活动性差异最大的是铝和银，相同条件下，两种金属活动 性差异越大，水果电池的电压越大，故柠檬电池中电压最大的是 B。 故选 B。 7.【答案】C 【解析】A．图 2中注射器活塞向左移动是因为铁生锈消耗氧气，装置中气体量减少，压强减 小，说法合理，不符合题意； B．铁粉过量，一段时间后，若图 1、2中活塞停留在相同位置，说明装置中氧气被消耗完， 装置的容积为 20mL，即空气的体积为 20mL，根据氧气约占空气总体积的五分之一可知，共 消耗 4mL氧气，注射器活塞向左移动，最终停在 10mL-4mL=6mL10mL 4mL 6mL  处，说法合 理，不符合题意； C．图 1中铁粉与氧气、水同时接触，铁粉生锈，图 2中铁粉与氧气、氯化钠溶液同时接触， 铁粉生锈，由于两实验中铁粉均与水接触，因此无法根据实验现象得出铁生锈需要水的参与， 说法不合理，符合题意； D．一段时间后，打开止水夹，观察到图 1中无明显现象，图 2中注射器活塞向左移动，由此 可知氯化钠溶液可加快铁生锈的速率，说法合理，不符合题意。 故选 C。 8．【答案】（1）越快 （2）酸 （3）随着氧气浓度减小，铁生锈速率逐渐减慢 【解析】（1）实验中装置上方的氧气浓度变化越大，说明消耗氧气的速率越快，证明铁钉生锈 的速率越快，故填写：越快。 （2）分析实验数据中氯化铵溶液显酸性，三种溶液中，铁钉在含有氯化铵的溶液中氧气浓度 变化最快，说明铁钉在酸性溶液中更易锈蚀，故填写：酸。 （3）铁生锈的条件是与水、氧气同时接触，反应物的浓度越大，反应速率越快，则氧气浓度 3 / 4 下降先陡后缓的原因为铁钉生锈消耗氧气，随着氧气浓度减小反应变慢，故填写：随着氧气浓 度减小，铁生锈速率逐渐减慢。 9.【答案】（1）单质 （2）Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu （3）CO2 还原性 防止锌与氧气在温度较高时反应生成氧化锌 【解析】（1）金的金属活动性较弱，化学性质不活泼，在自然界中主要以单质的形式存在； （2）硫酸铜与铁反应生成硫酸亚铁与铜，化学反应方程式为：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu； （3）①氧化物是由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物；化学反应前后元素的种类不 变，ZnCO3在高温下分解生成 ZnO和另一种氧化物，则该氧化物为 CO2； ②碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳，反应过程中碳得到氧，则体现了还原性； ③为了防止锌与氧气在温度较高时反应生成氧化锌，则需要“冷定”后才能“毁罐”取锌。 10.【答案】（1）过滤 （2）过量的铁 4 4Fe+CuSO FeSO +Cu＝ 铁和铜 （3） 2 4 4 2H HFe SO FeSO    （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。 【解析】（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 4 4Fe+CuSO FeSO +Cu＝ ；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 2 4 4 2H HFe SO FeSO   ； （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。 11.【答案】（1）绿色固体变成黑色 （2）C+2CuO 高温 ＝ 2Cu+CO2↑ 4 / 4 （3）Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4 （4）稀盐酸（或稀硫酸，合理即可） 【解析】（1）孔雀石的主要成分是 Cu2（OH）2CO3，Cu2（OH）2CO3煅烧生成氧化铜、水和 二氧化碳，氧化铜为黑色，因此煅烧孔雀石可观察到的现象是绿色固体变成黑色。 （2）木炭和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为 C+2CuO 高温 ＝ 2Cu+CO2↑。 （3）根据题意分析可知，此实践活动是从废旧铜料中提取铜，因此步骤③中加入的过量固体 是锌，锌和硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，反应的化学方程式为 Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4。 （4）固体 Y中含有铜和过量的锌，锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，经过过滤、洗涤、干 燥能得到铜粉。