内容正文:
1-4 金属和金属矿物
【备考分层精练】
一层基础训练
1.B 2.D 3.A 4.C 5.B 6.AD 7.AD 8.C
9.B 10.B
11.(1)大 (2)导电 (3)氧气
(4)Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
(5)回收利用废旧金属(或合理有效地开采矿物或寻找金属代用品等合理即可)
12.(1)延展 (2)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 金属
(3)方案二 反应不需要加热
(4)锌>镍>铜 (5)铜和镍
13.(1)Fe2O3 (2)CuSO4
(3)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
14.(1)引流 (2)使铝和铁与稀硫酸充分反应 (3)Fe+CuSO4═FeSO4+Cu、Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
(4)Fe2+、H+
二层能力提升
1.C 2.BC
3.(1)Fe3O4也可以被磁铁吸引 (2)Ⅰ.黑 Ⅱ.稀盐酸 铁粉与空气中氧气的接触面更大 (3)Fe2O3
(4)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ZnSO4、MgSO4、
Al2(SO4)3 (5)Zn(NO3)2
4.(1)①铁的金属活动性比铜的强,容易被腐蚀 ②c ③b
(2)①CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑ ②降低生铁中碳元素的含量
(3)解:设1.0 g铁合金中碳元素的质量为x。
C+O2CO2
12 44
x 0.11 g
= x=0.03 g
合金中碳元素的质量分数=×100%=3%
答:因生铁的含碳量在2%~4.3%之间,故该铁合金属于生铁。
5.(1)CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O (2)O2
(3)证明铜只和二氧化碳、水蒸气接触不会生锈
(4)2、4 (5)同时与水蒸气、二氧化碳、氧气接触
(6)根据质量守恒定律可知,化学反应前后元素种类不变,碱式碳酸铜中含有碳元素,二氧化碳中也含有碳元素
6.(1)导电
(2)①甲烧杯中无明显现象,乙烧杯中有气泡产生,溶液由无色逐渐变为浅绿色 Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
②镁与稀盐酸反应的温度达到最高点的时间比铝短很多
③ABD
(3)3CO+Fe2O32Fe+3CO2
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1-4 金属和金属矿物
[答案见第186页]
一层基础训练
一、选择题
1.(2024·青岛)下列生活用品中,主要由金属材料制成的是( )。
A.保鲜膜B.铜导线C.陶瓷碗D.实木椅
2.(2024·山东临沂一模)金属与金属材料在人类文明进步和社会发展中起着至关重要的作用。下列有关金属材料的说法中,正确的是( )。
A.金属在常温下都是固体
B.“真金不怕火炼”说明金的熔点高
C.金属元素在自然界均以化合物形式存在
D.铝制品不易被锈蚀是因为铝与氧气反应表面形成一层致密的氧化膜
3.(2024·青岛一模)某课外兴趣小组的同学绘制四种实验操作的变化趋势图像,其中不正确的是( )。
A B
C D
A.向氢氧化钠溶液中加入足量水稀释
B.某温度下,向一定量的硝酸钾的不饱和溶液中不断加入硝酸钾晶体
C.向相同质量、相同质量分数的稀硫酸中加等质量足量的镁、铝、锌、铁,反应中,消耗金属的质量与生成氢气质量的关系
D.向一定量的氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液中慢慢滴加稀盐酸
4.(2024·湖北襄阳模拟)生产、生活中所说的“五金”指的是金、银、铜、铁、锡五种金属,经人工加工可以制成艺术品、金属器件和装饰品等。下列有关说法正确的是( )。
A.上述“五金”都具有银白色金属光泽
B.将上述“五金”分别投入稀盐酸中,其表面都会冒出气泡
C.将上述“五金”中的铁的位置移到最后,刚好符合金属活动性由弱到强的顺序
D.上述“五金”在自然界中都主要以单质形式存在
5.(2024·重庆一模)《梦溪笔谈》中记载:“信州铅山有苦泉,流以为涧。挹其水熬之则成胆矾(硫酸铜晶体)。烹胆矾则成铜,熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。下列叙述错误的是( )。
A.“苦泉”溶质含有硫酸铜,溶液颜色应为蓝色
B.“烹胆矾则成铜”发生的是物理变化
C.“挹其水熬之”的目的是蒸发溶剂
D.浓缩的“苦泉”与Ca(OH)2溶液混合可配制波尔多液
6.钛金属具有硬度大、密度小、熔点高、常温下耐酸碱、耐腐蚀等优良的性能,被誉为“未来金属”。金属矿物不能再生。下列能有效保护钛金属资源的措施是( )。
A.回收利用废旧钛金属制品
B.任意开采钛金属矿石
C.钛金属抗腐蚀性能好,可随意堆放储存
D.寻找、开发钛金属的代替品
7.(2024·青岛模拟)将等质量的锌粉和铁粉的混合物放入烧杯中,向烧杯中不断加入氯化铜溶液,测定烧杯中剩余固体的质量与加入氯化铜溶液质量的关系如图所示。下列相关说法正确的是( )。
A.ab段发生的是锌与氯化铜的反应
B.d点所得溶液中的溶质有2种
C.向b点所得固体中加入稀盐酸,无气泡产生
D.c点所得溶液呈浅绿色
8.(2024·青岛一模)兴趣小组同学利用暖宝宝贴(主要成分为铁粉、氯化钠、水等)测定空气中氧气含量。按下图组装装置并检查装置气密性,一段时间后打开止水夹,水倒吸入锥形瓶,测得实验数据如下表。下列关于实验的分析不合理的是( )。
实验前的体积
实验后体积
锥形瓶内空气 (含导管内空气)
量筒内水
量筒内剩余水
250 mL
100 mL
52 mL
A.该实验原理是利用铁锈蚀消耗氧气
B.暖宝宝贴中的氯化钠可以加快铁粉的锈蚀
C.计算得出空气中氧气的体积分数为20.8%
D.若实验测得空气中氧气含量偏低,可能是因为装置未恢复至室温就打开止水夹
9.实验室里用下图所示装置还原氧化铁,关于该实验,下列说法错误的是( )。
A.实验时,试管中澄清石灰水变浑浊,证明该反应中有二氧化碳生成
B.实验开始时,点燃酒精灯给玻璃管加热的同时通入纯净的一氧化碳
C.为了减少空气污染,应增加尾气处理装置
D.实验中观察到玻璃管中红色固体变为黑色,并且澄清石灰水变浑浊
10.(2024·青岛二模)在溶质为Cu(NO3)2、AgNO3和Al(NO3)3的混合溶液中加入一定量的锌粉,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。下列判断正确的是( )。
A.滤液中一定没有AgNO3
B.滤液中可能有四种金属离子
C.滤渣中一定有Ag,一定没有Cu、Zn和Al
D.向滤渣中加入稀盐酸可能有气泡产生
二、非选择题
11.(2023·辽宁营口)人类从石器时代进入青铜器时代,继而进入铁器时代,就是以金属材料的使用为标志的。根据所学知识回答下列问题:
(1)将硬铝片和纯铝片相互刻画,纯铝片上留下划痕说明硬铝比纯铝的硬度 。
(2)生活中常用铜制导线,利用了铜具有良好的 性。
(3)“真金不怕火炼”说明金即使在高温下也不与 反应。
(4)实验室内铁架台经常因接触盐酸而被腐蚀,反应的化学方程式是
。
(5)保护金属资源的有效途径有 (答一种即可)。
12.(2024·青岛一模)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)三星堆出土的文物使用了贴金技艺,贴金技艺利用了金具有良好的 性,将黄金锤成极薄的薄片。
(2)春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器。古法炼铁可利用一氧化碳与氧化铁反应,反应的化学方程式为
。初步冶炼得到的
铁是生铁,经再次加工才能成为钢,生铁和钢都是铁的合金,两者均属于 (填“金属”“合成”或“复合”)材料。
(3)隋朝时期,出现了银白色的“白铜”材质古钱币。“白铜”为铜、镍合金,利用稀硫酸和铁从氧化铜中得到铜单质可通过以下两种方案实现:
方案一:FeH2Cu
方案二:CuOCuSO4Cu
上述两种方案中较优的是 ,理由是
。
(4)某同学想探究锌、铜、镍(Ni)三种金属的活动性顺序,设计了以下实验方案,请完成实验报告。
实验操作
实验现象
实验结论
取两支试管,分别向试管①和②中加入硫酸锌溶液和硫酸铜溶液,然后将形状、大小相同的镍片分别插入试管①和②中
试管①中无 明显现象; 试管②中镍 片表面出现 红色物质
三种金属的 活动性由强 到弱的顺序 为
(5)“白铜”的废料经初步处理后可得到硫酸铜和硫酸镍(溶液为绿色)的混合溶液。向其中加入一定量的金属锌,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。若滤液为无色,则此时滤渣中一定有的金属是 。
13.(2024·青岛一模)A~H表示初中化学中常见物质,它们之间转化关系如图所示(部分生成物已略去)。
其中A为红色固体,反应①为冶金工业的重要反应且B、D组成元素相同,C、F为金属单质,其他物质为化合物,其中F为红色固体,H为白色沉淀。
请写出下列物质的化学式和化学方程式:
(1)A: 。
(2)E: 。
(3)A+B→C+D: 。
14.(2024·青岛一模)某化学兴趣小组计划对废旧手机电路板中的铜和贵金属进行分类回收(废旧手机电路板中含有铝、铁、铜、银、金),他们设计进行了如下实验。
已知:在酸性环境中有过氧化氢存在时,铜会转化为铜离子,不考虑金、银等离子发生类似的反应。
(1)步骤①~④的过程中均用到玻璃棒,玻璃棒的作用是 。
(2)步骤①中加入过量稀硫酸的目的是 。
(3)步骤③发生反应的化学方程式为 。
(4)滤液4中的阳离子有 (填离子符号)。
二层能力提升
一、选择题
1.(2024·湖北一模)等质量的甲、乙、丙三种金属分别与三份等质量且足量的稀硫酸充分反应(反应后甲、乙、丙三种金属元素均显+2价),生成氢气的质量与反应时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )。
A.反应消耗硫酸的质量相同
B.化学反应速率:甲>乙>丙
C.所得溶液的质量:甲<乙<丙
D.相对原子质量:甲>乙>丙
2.(2024·青岛一模)向200 g的AgNO3、Fe(NO3)2混合溶液中加入Zn粉至过量,溶液质量随加入锌的质量变化如图,下列说法正确的是( )。
A.A点溶液中的溶质有3种
B.A、B两点溶液的颜色都为浅绿色
C.原溶液中AgNO3的溶质质量分数为17%
D.原溶液中Ag+和Fe2+的个数比为2∶1
二、非选择题
3.(2024·青岛一模)某化学兴趣小组对于“暖宝宝”这一产品展开了一系列探究。
资料卡:①Fe3O4为磁铁矿主要成分,可以被磁铁吸引;
②“暖宝宝”中除了主要成分外,还含有蛭石、吸水树脂、氯化钠、活性炭等辅助成分,其中蛭石是高效的保温材料,吸水树脂具有很强的吸水功能,活性炭能够加快反应速率;
③蛭石是一种自然界的矿石,其主要成分包含硅酸盐、MgO、Fe2O3、Al2O3等。
任务一:探究“暖宝宝”的成分。
(1)该小组成员取一个磁铁靠近未使用的“暖宝宝”粉末,发现有黑色固体被吸引,于是得出结论:“暖宝宝”中含有铁粉,有同学认为该方案不合理,原因是 。
(2)为了证明“暖宝宝”中有铁粉,该小组又设计了如下实验,请完善如下表格:
序号
实验方案
现象
结论
Ⅰ
取少量粉末,用酒精灯点燃
粉末剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,生成 色固体
“暖宝 宝”中 有铁粉
Ⅱ
取少量粉末,加入 (填 写一种试剂)
产生无色气泡,溶液变为浅绿色
铁丝在空气中不能燃烧,铁粉在空气中却可以燃烧的原因是 。
任务二:探究“暖宝宝”的发热原理。
(3)兴趣小组查阅资料得知,“暖宝宝”的发热原理为其中的铁粉可以与空气中的水蒸气和氧气发生缓慢氧化反应,发热后的“暖宝宝”主要产物为 (填化学式)。
任务三:“暖宝宝”的回收利用。
(4)该小组利用发热后的“暖宝宝”开启一系列实验探究,对粉末进行相关处理后,进行了如下的物质转化过程:
①请写出过程Ⅰ的化学方程式: 。
②分析滤液2中含有 (填化学式)。
(5)该小组又针对“滤渣2”开启探究:向滤渣2中加入一定量的AgNO3溶液,充分反应后过滤,将所得滤渣放入稀盐酸中,发现有气泡产生,则滤液里一定含有 。
4.(2023·江苏连云港)钢铁是使用最多的金属材料。生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金,其中生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%。
(1)从公元1世纪开始,铁便成了一种最主要的金属材料。
①历史上遗留下来的铜制品远比铁制品多。从物质性质的角度看,原因是 。
②下列铁制品中,利用了金属导热性的是 (填字母序号,下同)。
a.后周铁狮子 b.铸铁井盖 c.不锈钢水壶
③下列关于铁及铁制品的说法中,正确的是 。
a.铁是地壳中含量最高的金属元素
b.沙漠地区的铁制品锈蚀较慢
c.不锈钢保温杯可长时间盛放酸性饮品
(2)工业上冶炼钢铁的主要工艺流程如下:
①石灰石(主要成分为CaCO3)在高温下可将铁矿石中的SiO2转变为炉渣(CaSiO3),同时生成一种氧化物。该反应的化学方程式为 。
②从物质组成的角度分析,炼钢炉中通入O2的目的是 。
(3)将1.0 g某铁合金在纯氧中完全燃烧,得到0.11 g二氧化碳。通过计算判断该铁合金属于生铁还是钢。(写出计算过程)
5.铜质水龙头在空气中使用很久后表面会出现一层绿色的锈渍。某兴趣小组同学设计并进行实验,探究铜生锈的条件。请回答下列问题。
【提出问题】铜生锈与哪些因素有关?
【查阅资料】①铜表面绿色锈渍的化学成分主要是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]。
②常温下,亚硫酸钠(Na2SO3)可与氧气发生化合反应。
【猜想与假设】常温下,铜生锈可能与氧气、水蒸气、二氧化碳有关。
【进行实验】通过控制与铜条接触的物质,利用上图装置(铜条长度为3 cm,试管容积为20 mL)分别进行下列4个实验,并持续观察30天。
序号
主要实验操作
实验现象
1
加入2 mL氢氧化钠浓溶液
铜条始终无 明显变化
2
先加入2 mL浓硫酸,再通入约4 mL二氧化碳
铜条始终无 明显变化
3
先加入4 mL饱和Na2SO3溶液,再充满二氧化碳
铜条始终无 明显变化
4
先加入2 mL蒸馏水,再通入约4 mL二氧化碳
铜条小部分出 现绿色锈渍
【解释与结论】
(1)实验1中,氢氧化钠浓溶液的作用是
(用化学方程式表示)。
(2)实验2中,试管内的气体主要含有氮气、二氧化碳、 (填化学式)。
(3)实验3的目的是 。
(4)要得出“铜生锈一定与水蒸气有关”的结论,依据的两个实验是 (填序号)。
(5)由上述实验可推知,铜生锈的条件是 。
【反思与评价】
(6)在进行猜想与假设时,同学们认为铜生锈与二氧化碳有关,其依据是
。
6.(2024·青岛二模)金属材料在生产、生活中应用广泛。
(1)高铁电传输系统的材料主要含铜,是利用了铜良好的 性。
(2)高铁轨道、车厢、附属设施使用了大量的铁合金和铝合金。小组同学探究合金中金属的化学性质。
【实验一】在分别装有质量相等和外形相同的Cu、Fe、Al和Mg的四个烧杯中,加入相同质量的溶质质量分数为7.3%的盐酸,如图1所示。
①证明金属活动性Fe>Cu的实验现象是 ,反应的化学方程式为 。
②在烧杯丙、丁中,使用温度传感器,测得反应过程中温度的变化曲线如图2所示,据图分析可知,金属活动性Mg>Al,其理由是 。
【实验二】把一定质量的Al放入刚反应结束的烧杯乙中,观察现象,得出结论:金属活动性Al>Fe。
③分析实验一和实验二,下列说法正确的是 (填字母)。
A.由实验一、二可知,金属活动性Mg>Al>Fe>Cu
B.实验二反应后,所得溶液中一定有AlCl3
C.实验二充分反应后,所得溶液的质量一定减小
D.对于实验一,若丁中固体有剩余,则丙、丁中参加反应的盐酸的质量相等
(3)目前,铁是使用量最大的金属。写出工业上用赤铁矿(主要成分是Fe2O3)和CO反应冶炼铁的化学方程式: 。
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