内容正文:
第八单元 金属和金属材料
考点1 金属材料
1.(2024·苏州)苏州是历史悠久的文化名城,古今建筑交相辉映。下列建筑材料属于金属材料的是( B )
A.旧城墙的青砖
B.古城门的铜钉
C.火车站立柱的水泥
D.博物馆天窗的玻璃
2.2023年6月4日,是一个激动人心的日子。我国发射的神舟十五号载人飞船(如图所示)的返回舱经过大气层时,经受住了一千多度的高温考验,最终成功返回地面。下列说法不正确的是( C )
A.飞船大量使用密度较小的合金材料,能减轻船体质量
B.太阳翼可将太阳能转化为电能
C.天线材料采用了钛镍合金,它属于有机合成材料
D.返回舱表面所用的材料具有熔点高、强度大等特点
3.(2024·湖北)湖北省博物馆馆藏的越王勾践青铜剑,其主要成分为铜锡合金。下列有关铜锡合金说法正确的是( A )
A.属于金属材料
B.熔点高于纯铜
C.硬度低于纯锡
D.铜、锡均能与稀硫酸反应
考点2 金属的化学性质
4. 我国宋代《梦溪笔谈》中有“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”的记载,其化学反应原理为Fe+CuSO4===Cu+FeSO4,该反应属于( B )
A.化合反应 B.置换反应
C.分解反应 D.复分解反应
5.(2024·扬州)CH4在O2中燃烧生成CO2和H2O,其转化可表示为CH4CO2。在给定条件下,下列物质间的转化不能实现的是( A )
A.稀盐酸H2
B.CuSO4溶液Cu
C.MgMgO
D.NaOHNaCl溶液
6.A、B、C、D四种物质均含同一种金属元素,A为赤铁矿的主要成分,B为单质。它们之间的转化关系如下图所示(图中“”表示物质间能相互发生反应,“→”表示物质间能发生一步转化,部分物质和反应条件已略去)。
(1)C的化学式为__FeCl2__,D的化学式为__Fe3O4__。
(2)A→B的化学方程式为 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 。
7.(2024·遂宁)回收利用废旧金属既可以保护环境,又能节约资源。现有一份废铜料(含有金属铜及少量铁和银),化学兴趣小组欲回收其中的铜,设计并进行了如下实验:
已知:Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2;Ag+FeCl3===AgCl+FeCl2
完成下列各题。
(1)步骤2中涉及的操作名称是__过滤__。
(2)溶液A中的溶质是__硫酸、硫酸亚铁__。
(3)步骤4中反应的化学方程式是 Fe+CuCl2===FeCl2+Cu 。
考点3 金属的活动性顺序
8. 探秘古钱币。
(1)古币金属知多少。我国古代的钱币有多种,如金币、银铜币、铁币等。小民同学家里收藏有一枚古币,可以被磁铁吸引,该古币是__铁币__(填币种)。
(2)金属性质共探究。小郑同学做了下列实验:
①如图1,铜片表面有黑色物质生成,该反应的化学方程式是 2Cu+O22CuO 。
②如图2,三支试管里的液体均为稀盐酸,铁丝表面有气泡冒出,银丝和铜丝无明显变化。由此可得出有关金属活动性的结论是__Fe>Cu,Fe>Ag__。
③《天工开物》记载“铁质贱甚”,写出一个由铁得到铜的化学方程式 Fe+CuSO4===FeSO4+Cu(合理即可) 。
(3)货币流通有原因。铁硬度比铜大,密度比铜小,金和银做成的钱币比铜币腐蚀速度慢得多,似乎更适合铸造钱币,但是中国历史上铜币的使用量远大于其他材质的货币。
综上所述,古代铸造钱币选择金属考虑的两个因素:①__硬度大小__;②__耐腐蚀性__。
考点4 金属资源的保护
9.(2024·滨州)下列做法不能减缓或防止钢铁锈蚀的是( A )
A.经常用食盐水清洗铁制品
B.保持铁制品表面清洁干燥
C.在铁制品表面涂油漆
D.在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属
10.(2024·南充)打铁花是一种民间传统焰火表演,属于国家级非物质文化遗产。其原理是将生铁烧至熔化成为铁水,再将铁水在空中用力击打而形成四处飞溅的耀眼“铁花”。
(1)生铁属于__混合物__(填“纯净物”或“混合物”)。
(2)为了防止铁制品生锈,可采取的措施有__保持铁制品表面干燥与洁净(或铁制品表面刷油漆等合理答案即可)__(写一条即可)。
(3)高炉炼铁可获得生铁,其原理包含一氧化碳与氧化铁在高温下反应,反应的化学方程式是 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 。
(4)将一定质量的铁粉加入到ZnSO4和CuSO4的混合溶液中,充分反应后过滤,滤液中一定含有的溶质是__ZnSO4和FeSO4__(填化学式)。
11.(2024·重庆)2024年5月3日,嫦娥六号探测器成功发射,开启月球背面采样之旅。
(1)月球背面的水有固态和气态两种存在方式。
①气态水的分子间隔比固态水更__大__(填“大”或“小”)。
② 水由固态变为气态的过程中,没有发生变化的是__化学__(填“物理”或“化学”)性质。
(2)科研人员曾用嫦娥五号带回的月壤证实:在一定条件下,月壤中的FeO(铁橄榄石的主要成分)分解生成Fe3O4(磁铁矿的主要成分)以及单质铁。
①写出该反应的化学方程式 4FeOFe3O4+Fe 。
② 下列关于含铁物质的说法中,正确的是__ABC__(填序号)。
A.磁铁矿是工业炼铁的重要原料
B.铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O
C.铁合金比纯铁应用更为广泛
12. 中华传统文化中包含很多化学知识。下列对文献内容解释错误的是( D )
A.《梦溪笔谈》—石油:“燃之如麻,但烟甚浓”——石油的不完全燃烧
B.《天工开物》:“每金七厘,造方寸金一千片”——金的延展性强
C.《梅花》:“遥知不是雪,为有暗香来”——分子在不断地运动
D.《吕氏春秋》:“金(指铜)柔锡柔,合两柔则刚”——铜锡合金的硬度比铜、锡小
13.(2024·湖北元调)硬铝(铝合金,含Al、Mg、Cu等)是制造国产大飞机C919 的重要材料。下列说法正确的是( B )
A.硬铝的硬度比铝的小
B.用硬铝作飞机外壳材料,利用了其质轻等特点
C.铜能与硫酸铝溶液反应
D.Al、Mg、Cu均能与稀盐酸反应
14.(2024·乐山)太阳能电池路灯(如图),可以实现白天用太阳能充电,夜晚照明,其灯柱材料为铝合金,路灯内部采用金属铜作导线。
回答下列问题。
(1)制作灯柱所需的铝合金属于__金属材料__(填“金属材料”或“合成材料”)。
(2)铝合金的硬度和强度都比纯铝__高__(填“高”或“低”)。
(3)太阳能电池路灯使用铜作导线,是因为铜具有良好的__导电__性。
(4)一般不用铁制作灯柱的原因是铁易与空气中的水蒸气和__氧气(或O2)__反应而生锈。
15. (2024·山西)据考古史料记载,我国劳动人民早在约3 000年前就已经学会利用铁矿石冶炼铸铁,比欧洲各国领先1 600多年。探索小组的同学们将铁矿石和冶炼产物的有关问题与现代科技相结合,完成了结构化的梳理和整合。
联系实际,解决问题。
(1)建筑业上,铁是制作__钢筋__的原料。
(2)医药上,适当补充铁元素可预防的疾病是__贫血__。
(3)磁铁矿属于物质类别中的__混合物__。它的主要成分用化学式表示为__Fe3O4__。
(4)在我国古代湿法炼铜中,铁的突出贡献用化学方程式表示为 Fe+CuSO4===FeSO4+Cu 。
16.为了防止环境污染,工厂废液需经过处理达标后才能排放。某电镀厂为了减少对水的污染并节约成本,从排放的废液(主要含ZnSO4、FeSO4和CuSO4)中回收金属铜、铁以及工业原料硫酸锌,设计了如图所示的工艺流程,请据图回答下列问题。
(1)步骤Ⅰ中分离固体A和溶液C的操作名称是__过滤__。
(2)物质Y的化学式为__H2SO4__。
(3)请写出步骤Ⅲ中生成Fe的化学方程式: Zn+FeSO4===ZnSO4+Fe 。
(4)请写一条保护金属资源的有效途径:__金属防腐、回收利用或寻找替代品等__。
17.对于金属材料,我们应该从多角度了解。
Ⅰ.金属冶炼
(1)《天工开物》中记载了炼锡的场景:“凡煎炼亦用洪炉,入砂数百斤,丛架木炭亦数百斤,鼓鞴(指鼓入空气)熔化”。
①鼓入足量空气的目的是__使木炭充分反应,放出热量__,从而提高炉温。
②“点铅勾锡”是炼锡的关键步骤,加铅能使锡较易熔化流出,其原因是__形成铅锡合金的熔点低__。
Ⅱ.金属的活动性
(2)为探究锌、铁、铜三种金属的活动性及它们和氢元素的位置关系,小明设计了如下实验。
①试管C中发生反应的化学方程式为 Fe+CuSO4===FeSO4+Cu ,该反应属于__置换反应__(填基本反应类型)。
②小莉认为省略上述实验中的__C__(填字母),也能达到实验目的。
Ⅲ.金属的锈蚀与防护
(3)对钢铁制品进行“发蓝”处理,使其表面生成一层致密的氧化膜,能有效防止钢铁锈蚀。
①“发蓝”过程属于__化学__(填“物理”或“化学”)变化。
②“发蓝”能防止钢铁锈蚀的原因是__隔绝氧气和水__。
Ⅳ.金属的回收再利用
(4)某学习小组同学欲从废旧电脑的某些零部件中回收金属银,设计流程如图所示。
①步骤Ⅰ中加入足量稀硫酸后发生反应的化学方程式为 2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑ 。
②溶液X中只含有一种溶质,该溶质为__硝酸铜__。
18. 在日常生活中能看到很多精美的金属蚀刻画。兴趣小组利用废弃的金属片进行制作金属蚀刻画的项目活动,请你一起参与下列任务。
【任务一】到垃圾回收站筛选金属底板
(1)区分铝片和铁片的物理方法是__用磁铁吸引__(写1种)。
【任务二】预处理金属底板
(2)用砂纸打磨掉铝片表面的氧化膜。用化学方法除去铁片表面的铁锈,可以用__稀盐酸__(写1种物质名称)。
【任务三】选择蚀刻液进行蚀刻
(3)首先将有镂空图案的不干胶保护膜(能隔绝蚀刻液与金属底板接触)分别贴到处理好的铝片和铁片上,然后将铝片浸入足量的甲蚀刻液中,将铁片浸入足量的乙蚀刻液中,一段时间后取出。小组同学看到铝片上有凹陷图案,没有附着物;铁片上出现红色附着物图案。则他们选择的甲蚀刻液、乙蚀刻液分别是下列中的__③__、__①__(填序号)。
①硫酸铜溶液 ②硝酸银溶液 ③稀盐酸
④氯化亚铁溶液 ⑤氯化钠溶液
【任务四】金属蚀刻画的后处理
(4)将蚀刻好的金属片清洗掉废液,去掉不干胶保护膜,进行装饰。为防止铁片蚀刻画生锈,可采取的措施是__保持铁片蚀刻画表面清洁干燥__(写1种合理的方法)。
【任务五】废液回收利用
(5)铝片蚀刻废液处理,可加入足量铝片,得到__氯化铝(或AlCl3)__溶液,回收保存。
(6)铁片蚀刻废液处理,如下图所示。
过程①加入的物质X是__铁粉__,过程②加入稀硫酸反应的化学方程式是 Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑ 。
19.(2024·盐城改编)2024年5月17日,中国某公司首款新能源汽车投产下线,顺利实现新能源汽车转型升级。
(1)汽车烤漆工艺既能助力汽车美观,更能防止车身生锈。其防锈原理是__隔绝氧气和水__。
(2)铜制导线及铜质电路主板将电池、行车电脑及汽车部分零部件连接成高度协调的运行系统,说明铜具有优良的__导电性__(填写物理性质)。
(3)新能源汽车常使用含磷酸亚铁锂(LiFePO4)的锂电池为汽车提供动力,LiFePO4中PO显-3价,则Li元素的化合价为__+1__价。
(4)生产汽车使用大量合金。下列对合金的认识正确的是__ABC__(填字母)。
A.合金的强度一般比组成它们的纯金属更大
B.合金的熔点一般比组成它们的纯金属更低
C.合金的抗腐蚀性能一般比组成它们的纯金属更好
20.(2024·福建)废金属是宝贵的资源。
(1)废铜块能制成薄铜片,利用了铜的__延展(或良好的延展)__性。
(2)用废铜生产硫酸铜的过程中,涉及反应:CuO+H2SO4===CuSO4+H2O,该反应的实验现象:黑色固体逐渐溶解,__溶液由无色变为蓝色__。
(3)利用废锌与含硫酸镍的废液反应回收镍,反应的化学方程式:Zn+NiSO4===Ni+ZnSO4,由此判断Zn、Ni两种金属中,金属活动性较强的是__Zn__。
(4)我国科学家利用废弃金属资源,合成了催化剂(含镍、钙、铁复合金属氢氧化物),将CO2和电解水产生的H2催化转化为CH4和CO等物质,实现CO2的捕集和应用。
①反应3CO2+6H2CH4+2CO+4X中,X为__H2O__。
②CO2的捕集是应对气候变化的措施之一。请你提出另一种捕集CO2的方法:__用水吸收CO2(或其他合理答案)__。
学科网(北京)股份有限公司
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