第八单元金属和金属材料---2024-2025学年九年级化学人教版（2024）下册

第八单元金属和金属材料 一、选择题 1．现有铁、铜两种金属，下列哪一种试剂无法判断铁、铜的金属活动性顺序 A．稀盐酸 B．硫酸铜溶液 C．氯化亚铁溶液 D．硫酸锌溶液 2．下图为小柯做的创新实验：将铜丝绕在电烙铁上，电烙铁用支架固定在密闭的硬质玻璃管中，玻璃管置于灵敏电子台秤上。接通电路，电烙铁开始工作，可以观察到铜丝表面逐渐变黑，电子台秤读数保持不变。下列说法正确的是 A．加热过程中，铜丝的质量保持不变 B．加热过程中，玻璃管内空气的质量保持不变 C．硬质玻璃管内物质在反应前后总质量保持不变 D．该反应的化学方程式为：Cu+O2=2CuO 3．金属与盐酸反应的示意图如图所示，下列说法正确的是：    A．实验室可用铜和稀盐酸制氢气 B．四种金属中活动性最强的是镁 C．铁可以把锌从硫酸锌溶液中置换出来 D．铁与稀盐酸反应的化学方程式为：2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2↑ 4．下列实验现象的描述，不正确的是 A．过氧化氢溶液中滴加硫酸铜溶液会有大量气泡生成 B．铜丝浸入硝酸银溶液中出现白色固体 C．硫在空气中燃烧发出微弱淡蓝色火焰，在氧气中燃烧发出明亮蓝紫色火焰 D．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 5．下列可用于验证 Fe、Cu、Ag 三种金属的活动性顺序的一组药品是 A．Fe、Cu、Ag、H2SO4溶液 B．Cu、Ag、FeSO4 溶液 C．Fe、Ag、CuSO4溶液 D．Ag、FeSO4溶液、CuSO4溶液 6．创新小组的同学们做了以下实验：将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙装置中，并使部分铁钉露出液面。关闭弹簧夹，放置一段时间，出现了锈蚀。下列分析正确的是 A．甲、乙中，氧气的体积分数相等 B．甲中，铁钉浸在植物油内的部分锈蚀 C．乙中，铁钉在水面下的部分锈蚀最严重 D．丙中，导管内液面上升，形成一段水柱 7．如图是实验小组同学完成的铁生锈实验探究。下列有关描述正确的是    A．③中的铁钉最先生绣 B．①中铁钉表面产生了均匀的铁绣 C．②中的植物油使铁钉只与水接触 D．实验开始一小时后即能观察到明显的现象 8．将一定量的锌粉加入到硫酸亚铁、硫酸铜和硫酸镁的混合溶液中，过一段时间后过滤，向 滤渣中加入稀盐酸有气泡产生，则下列叙述正确的是 A．滤渣中一定含有锌 B．滤渣中一定含有铜，可能含有铁 C．滤液中溶质一定含有硫酸锌和硫酸镁 D．滤液的颜色不可能为浅绿色 二、计算题 9．2023年7月，深海重器“奋斗者号”载人潜水器累计实现25次万米级下潜。潜水器的许多电子元件使用了黄铜。为测定某黄铜（假设合金中仅含铜、锌）中铜的含量，某同学称取10g黄铜粉末于烧杯中，将40g稀硫酸分四次加入，充分反应，测得实验数据如下表所示。 第一次 第二次 第三次 第四次 加入稀硫酸的质量（g） 10 10 10 10 烧杯中剩余固体的质量（g） 8.7 7.4 6.1 6.1 (1)10g黄铜粉末中含锌的质量是 g。 (2)所用稀硫酸中溶质的质量分数（写出计算过程，结果精确到0.1%）。 三、填空与简答 10．“化”说中国古代炼“金”术。 (1)战国末期《韩非子·内储说上》提到，早期采金技术均是“沙里淘金”。黄金能以单质形式存在于自然界的原因是 。 (2)西汉时期《淮南万毕术》记载：“曾青（硫酸铜溶液）得铁则化为铜”，“湿法炼铜”说明铁的金属活动性比铜 （填“强”或“弱”）；用辉铜矿（主要成分是Cu2S）与氧气在高温条件下反应生成铜，从减少空气污染的角度分析，相对环保的炼铜方法是 。 (3)中国利用赤铁矿石（住要成分是Fe2O3）与木炭反应生产生铁，其主要原理是 （用化学方程式表示）。 (4)明代（天工开物）记载：“火法炼锌”过程为“炉甘石（主要含ZnCO3）装载入一泥罐内…。然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红…取出即倭铅也”。 ①“其底铺薪”指利用燃烧的“薪”将煤炭饼引燃，从燃烧条件分析燃烧“薪”的作用是 。 ②文中“倭铅”的主要成分是 （填字母）。 A．Pb        B．Zn        C．Zn和Pb混合物 11．金属及其制品是现代生活中不可缺少的材料和工具，请回答下列问题。 (1)“天问一号”探测器应用了世界上目前最轻的金属结构材料—新型镁锂合金，该合金由镁和锂两种金属熔合而成。合金与其组成的金属相比，具有的特点是 （写一点）。 (2)生活中我们经常看到户外铁制栏杆生锈，铁的锈蚀与空气中的 有关。 (3)铝的化学性质比较活泼，但铝制品耐腐蚀，请用化学方程式解释原因 。 (4)要验证Al、Zn、Ag的金属活动性顺序，用下列各组药品进行实验，不能达到实验目的的是______。 A．Al（NO3）3溶液、Zn、AgNO3溶液 B．Al（NO3）3溶液、Zn、Ag C．Al、ZnSO4溶液、Ag D．Al、Zn、Ag、稀硫酸 12．我国矿物种类齐全，储量丰富，请完成下列各题。 (1)工业上从含有金属元素的矿石中提炼金属。其中赤铁矿是炼铁的主要原料。用赤铁矿冶炼铁的原理是 （填化学方程式）。 (2)防止金属腐蚀是保护金属资源的有效途径之一，写出一种防止铁制品生锈的具体方法： 。 13．铝、铁、铜制品是我们生活中广泛使用的三种金属制品。 （1）三种金属制品在空气中最容易被腐蚀的是 。 （2）欲验证这三种金属的活动性顺序，除从大小、形状相同的三种金属单质中选择物质外还可以选择下列试剂中的 （填字母）。 A氯化铝溶液  B硫酸亚铁溶液  C硝酸铜溶液   D稀盐酸 （3）工业上可用磁铁矿、焦炭、石灰石为原料冶炼生铁，请写出生成铁的化学方程式 。 14．中国自主研发的“大飞机C919”飞上九天揽月;国产航母下海,让中国人在海上z站起来了!请回答:(各答一点) （1）飞机和航母大量使用铝合金和钛合金的原因; （2）金属资源有限、不可再生,回收废旧金属的意义是什么? （3）小区和街道上垃圾箱的防锈措施是什么? 15．将生铁加入足量的稀盐酸中，充分反应后得到浅绿色的溶液和黑色不溶物，反应后溶液的质量会（选填“不变”、 “变大”或“变小”） 。 16．下列图示中，A是CO还原Fe2O3的部分实验装置，B是探究CO2性质的趣味实验装置。 (1)写出装置A中CO还原Fe2O3的化学方程式 ；写出一种尾气处理的方法 。 (2)装置B中，注入浓NaOH溶液后，可观察到 ，请分析原因 。（用化学方程式表示），小红同学对此观点有异议，她的理由是 ，也会出现相同现象。 17．2020年新冠病毒肆虐全球，抗疫过程我们用到了多种材料。修建火神山、雷神山两座医院时，用到了大量铝合金材料，铝合金密度小、硬度大、耐腐蚀。 （1）铝制品耐腐蚀的原因是 （用化学反应方程式表示）。 （2）铝合金中主要含有铝、铜、镁三种金属，为验证这三种金属的活动顺序，某同学设计了以下3个实验： ①实验甲中铝丝会出现的现象是 。 ②实验甲能得出的结论是 的金属活动性更强。 ③另一位同学认为实验乙、丙中均无明显现象，对完整的结论没有作用，都可以省去。你的看法是 （填序号）。 A 乙、丙都可以省去 B 乙、丙都不能省去 C 丙可以省去，乙不能省 D 乙可以省去，丙不能省 18．据了解，钢构桥梁结构构件在使用过程中，在车辆、风、地震荷载及环境等多种因素的作用下，会产生不同程度锈蚀和局部损伤，材料性能也会不断衰减。请回答下列问题： (1)钢铁制品在空气中容易与 同时接触而生锈，请写出一种生活中防止钢铁制品生锈的方法 。 (2)修建大桥时所需的大量钢铁是以铁矿石为主要原料冶炼而得。写出一氧化碳和赤铁矿炼铁的化学反应方程式： 。 (3)合金的性能比纯金属更优良。钢比纯铁硬度 (填“大”或“小”)。 19．某化工厂的废液中主要含有硝酸银、硝酸铜。取一定量的该废液样品，加入一定量的镁粉，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。请填写下列空格： （1）若滤渣中有铜，则滤液中的溶质一定含有 （填写化学式，下同），可能含有 ； （2）反应后得到滤液的质量 （选填“小于”、“大于”或“等于”）反应前所取废液样品的质量。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 1．D 【详解】A、铁和稀盐酸反应有气泡生成，说明铁的金属活动性比氢强，铜与稀盐酸不反应，说明铜的金属活动性比氢若，所以铁的金属活动性比铜强，符合题意； B、铁与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，铁表面有红色固体析出，说明铁的金属活动性比铜强，符合题意； C、铜丝伸入氯化亚铁溶液中，铜丝表面无明显现象，说明铁的金属活动性比铜强，符合题意； D、铁丝、铜丝伸入硫酸锌溶液中，铁丝、铜丝表面无明显现象，说明铁、铜金属活动性比锌弱，但无法比较铁、铜的金属活动性，符合题意； 答案：D。 2．C 【详解】A、加热过程铜被氧化成为氧化铜，铜丝质量变大，说法不正确； B、加热过程铜和氧气反应生成氧化铜，氧气质量减小，故玻璃管内空气的质量变小，说法不正确； C、根据质量守恒定律可知，化学反应前后物质的总质量不变，参加反应的铜和氧气质量等于生成氧化铜质量，故硬质玻璃管内物质在反应前后总质量保持不变，说法正确； D、该反应是铜和氧气在加热条件下反应生成氧化铜，反应条件是加热，说法不正确。 故选C。 3．B 【详解】A、由于铜活泼性位于氢后面，所以铜和稀盐酸不反应，不可生成氢气，错误； B、根据漫画中四种金属的表现可知：其活动性为MgZnFeCu，正确。 C、根据漫画中铁的活动性小于锌，铁不能和硫酸锌溶液反应置换出锌，错误； D、铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，错误。故选B。 点睛：金属的化学性质。 4．B 【详解】A、铜离子能催化过氧化氢分解，过氧化氢溶液中滴加硫酸铜溶液会有大量气泡生成，正确； B、铜和硝酸银反应生成银单质，铜丝浸入硝酸银溶液中在铜丝表面附着一层银白色物质，错误； C、硫在空气中燃烧发出微弱淡蓝色火焰，在氧气中燃烧发出明亮蓝紫色火焰，正确； D、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，正确； 故选B。 5．C 【详解】根据金属活动性顺序的应用来验证着三种金属的金属活动性顺序。 A、铁能与稀硫酸反应，说明铁位于氢的前面；铜和银均不能与稀硫酸反应，说明铜和银均位于氢的后面，但不能比较出铜和银的活动性顺序，不符合题意； B、铜和银均不能将铁置换出来，说明铁的活动性最强，但不能比较出铜和银的活动性顺序，不符合题意； C、铁能将硫酸铜中的铜置换出来，说明铁的活动性比铜强；银不能与硫酸铜反应，说明银位于铜的后面。故这三种金属的活动性顺序是：铁、铜、银，符合题意； D、银既不能把硫酸亚铁中的铁置换出来，也不能把硫酸铜中的铜置换出来，说明银的活动性最弱，但不能比较出铁和银的金属活动性，不符合题意。故选C。 【点睛】判断三种金属的活动性最简单的方法有两种：一是取中间的金属和两边金属的溶液；二是取两边的金属和中间金属的溶液。 6．D 【详解】A、甲中的植物油中没有溶解氧气，且植物油把空气和下面的水隔离，不会生锈；乙中水会溶解一部分氧气，会生锈；，甲、乙中，氧气的体积分数不相等，故A不正确； B、甲中，铁钉浸在植物油内的部分没有和水、氧气接触，不会锈蚀，故B不正确； C、乙中，铁钉在水面下的部分接触的氧气含量少，锈蚀不严重，在水面铁钉与空气中氧气充分接触，锈蚀最严重，故C不正确；     D、乙中铁生锈消耗了氧气，使集气瓶中压强变小，在外界大气压的作用下，丙中，导管内液面上升，形成一段水柱，故D正确。故选D。 7．C 【详解】A、①中铁钉与氧气和水同时接触，最先生锈，描述错误； B、①中铁钉表面与水和空气的接触面锈蚀，描述错误； C、②植物油可以防止空气中的氧气溶于水，使铁钉只与水接触，描述正确； D、铁钉生锈属于缓慢氧化，锈蚀速率很慢，实验开始一小时后即不能观察到明显的现象，描述错误； 答案：C。 8．C 【分析】根据金属活动性顺序的应用：位于前面的金属能把位于后面的金属从化合物的溶液中置换出来。锌的活动性比铁、铜强，故能与硫酸铜、硫酸亚铁发生置换反应，锌活动性比镁弱，故不能与硫酸镁反应。由于铜的活动性比铁弱，故锌先将铜完全置换出来后，再与硫酸亚铁反应，如果锌还过量，固体中会剩余锌。现向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生，说明滤渣中一定含有生成的铜和铁，可能含有锌。 【详解】A、由分析可知，滤渣中一定含有铜、铁，可能含有锌，错误； B、滤渣中一定含有铜、铁，可能含有锌，错误； C、滤液中溶质一定含有生成的硫酸锌和不反应的硫酸镁，正确； D、如果硫酸亚铁没有完全反应完，剩余的硫酸亚铁会使滤液显浅绿色，错误； 故选C。 9．(1)3.9 (2)解：由表格数据可知，第一次加入10g稀硫酸，参加反应的锌的质量为10g-8.7g=1.3g，设10g稀硫酸中溶质的质量为x， x=1.96g 则所用稀硫酸中溶质的质量分数为： 答：所用稀硫酸中溶质的质量分数为19.6%。 【详解】（1）该合金中仅含铜、锌，铜不与硫酸反应，锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，烧杯中剩余固体的质量即为铜的质量，则10g黄铜粉末中含锌的质量是10g-6.1g=3.9g； （2）见答案。 10．(1)化学性质稳定 (2) 强 湿法炼铜 (3) (4) 使温度达到可燃物的着火点 B 【详解】（1）金的化学性质稳定，不易与其他物质反应，因此会以单质的形式存在于自然界中； （2）根据排在前面的金属能把排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来，铁能将铜置换出来说明铁活动性排在铜前，故填：强； 辉铜矿（主要成分是Cu2S）与氧气在高温条件下反应生成铜，根据含有硫元素因此会生成有毒的硫的氧化物，因此更环保的是湿法炼铜； （3）赤铁矿石（要成分是Fe2O3）与木炭反应生产生铁，原理是碳和氧化铁高温反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：； （4）①“其底铺薪”指利用燃烧的“薪”将煤炭饼引燃，说明“薪”的作用是使温度达到可燃物的着火点； ②根据质量守恒定律可知，反应后生成氧化锌和二氧化碳，而氧化锌被碳还原得到锌和二氧化碳，因此最终“倭铅”的主要成分是锌，故选：B。 11．(1)硬度大（或抗腐蚀能力更强等） (2)氧气和水蒸气 (3) (4)B 【详解】（1）多数合金熔点低于其组分中任一种金属的熔点，硬度一般比其组分中任一金属的硬度大，抗腐蚀能力更强（合理即可）； （2）铁制品在空气中容易与氧气和水同时接触而生锈，即铁的锈蚀与空气中的氧气和水蒸气有关； （3）铝的化学性质比较活泼，但铝制品却耐腐蚀，是因为在常温下，铝能和氧气反应生成致密的氧化铝保护膜，阻止内部铝的进一步氧化，反应的化学方程式是：； （4）根据金属活动性顺序：Al＞Zn＞H＞Ag： A、锌能与硝酸银反应生成硝酸锌和银，说明在金属活动性顺序里：Zn＞Ag，锌和硝酸铝不反应，说明在金属活动性顺序里：Al＞Zn，则三种金属的活动性顺序为：Al＞Zn＞Ag，故A能达到实验目的，不符合题意； B、Zn、Ag均与硝酸铝不反应，说明在金属活动性顺序里：Al＞Zn，Al＞Ag，但是无法探究锌、银的金属活动性顺序，故B不能达到实验目的，符合题意； C、铝能与硫酸锌反应生成硫酸铝和锌，说明在金属活动性顺序里：Al＞Zn，银和硫酸锌不反应，说明在金属活动性顺序里：Zn＞Ag，则三种金属的活动性顺序为：Al＞Zn＞Ag，故C能达到实验目的，不符合题意； D、锌、铝均能与稀硫酸反应，均产生气泡，且铝产生气泡的速率快，说明在金属活动性顺序里：Al＞Zn＞H，银和稀硫酸不反应，说明在金属活动性顺序里，H＞Ag，则三种金属的活动性顺序为：Al＞Zn＞Ag，故D能达到实验目的，不符合题意； 故选：B。 12．(1) (2)在其表面刷漆或涂油或镀上其他金属等 【详解】（1）用赤铁矿冶炼铁的原理是赤铁矿的主要成分氧化铁与一氧化碳高温条件反应生成铁和二氧化碳，化学方程式。 故填：。 （2）铁与水、氧气充分接触时容易生锈，为了防止铁制品锈蚀，人们常采用在其表面刷漆、涂油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法。 故填：在其表面刷漆或涂油或镀上其他金属等。 13． Fe（或铁） BD 4CO+Fe3O43Fe+4CO2 【详解】（1）铜的活动性比较弱，在常温下不易与氧气反应；铝的活动性虽然比铁强，但是铝在空气中表面易形成致密的氧化铝保护膜，不易生锈；铁与空气中的氧气、水结合易形成铁锈； （2）A、铁和铜都不能和氯化铝溶液反应，故不能判断铁和铜的活动性，故A错误； B、铝可以和硫酸亚铁溶液反应，而铜不能和硫酸亚铁溶液反应，故可以判断出这三种金属的活动性顺序，故B正确； C、硝酸铜溶液和铝及铁都能反应，所以不能判断出铁和铝的活动性顺序，故C错误； D、铝和盐酸反应最剧烈，而铁次之，铜不能和盐酸反应，所以可以区分出这三种金属的活动性顺序，故D正确； （3）工业上可用磁铁矿、焦炭、石灰石为原料冶炼生铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和四氧化三铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：4CO+Fe3O43Fe+4CO2。 14． 密度小(或耐腐蚀) 节约金属资源(或节约能源);减少环境污染 喷漆 【详解】（1）合金耐腐蚀、密度小，强度和硬度好，故飞机和航母大量使用铝合金和钛合金的原因是密度小(或耐腐蚀)。 （2）金属资源有限、不可再生,回收废旧金属的意义是节约金属资源(或节约能源);减少环境污染。 （3）金属生锈是金属和氧气和水共同作用的结果，故小区和街道上垃圾箱的防锈措施是喷漆。 15．变大 【详解】将生铁加入足量稀盐酸中，，56份的铁转化为2份的氢气，溶液质量增加，故填变大。 16．(1) 点燃酒精灯或用气球收集等 (2) 气球胀大 二氧化碳溶于水与水反应 【详解】（1）一氧化碳与氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：；由于尾气中一氧化碳有毒，所以尾气处理的方法可以用一燃着的酒精灯放在尾气处理处，将尾气点燃或用气球收集等； （2）由于氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，而使瓶内的气体被消耗，压强变小，可观察到气球胀大，反应的化学方程式为：，小红同学对此观点有异议，因为二氧化碳能溶于水也能和水反应，压强变小，也会出现相同现象。 17． 铝丝表面有红色固体析出 铝 C 【详解】（1）铝制品耐腐蚀的原因是铝能与氧气反应生成致密的氧化膜，隔绝空气，阻止铝进一步被氧化，用化学方程式表示为：； （2）①铜为红色固体，铝的活动性比铜的强，实验甲中铝丝会出现的现象是：铝的表面有红色固体析出； ②甲实验中铝将铜置换出来，从而得出的结论是铝的活动更强； ③甲实验说明铝的活动性比铜的强，乙实验说明铝的活动性比镁的弱，从而得出镁、铝、铜的活动性顺序，因此实验丙实验不用做即可达到实验目的，故答案选C。 18． 氧气和水蒸气 刷漆（或涂油等合理即可） 大 【详解】（1）钢铁制品在空气中，容易与空气中的氧气和水同时接触而生锈； 防止钢制品生锈，可以隔绝氧气和水，如刷漆、涂油等合理即可； （2）赤铁矿的主要成分是氧化铁，一氧化碳能与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：； （3）钢是铁的合金，合金比组成它的纯金属的硬度大，故钢比纯铁的硬度大。 19． Mg(NO3)2 Cu(NO3)2 小于 【分析】金属活动性顺序中，排在前面的金属能将排在后面的金属从其化合物的水溶液中置换出来，且金属活动性差距越大，反应越易发生。取一定量的该废液样品，加入一定量的镁粉，先发生的反应是：Mg+2AgNO3=2Ag+ Mg(NO3)2 ，硝酸银溶液反应完以后，发生的反应是：Mg+Cu(NO3)2=Mg(NO3)2+Cu。 【详解】（1）若滤渣中有铜，则硝酸银溶液完全参加了反应，滤液中的溶质一定含有生成的Mg(NO3)2，可能含有剩余的Cu(NO3)2； （2） ， 反应后溶质质量减少，故反应后溶液质量减少，即得到滤液的质量小于反应前所取废液样品的质量。 【点睛】金属活动性顺序中，排在前面的金属能将排在后面的金属从其化合物的水溶液中置换出来，且金属活动性差距越大，反应越易发生。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$