内容正文:
第一部分 单元过关检测
卷13 第6章基础诊断卷(A卷)
考查内容:金属资源综合利用
时间:满分:100分
可能用到的相对原子质量:
一、选择题(共10 个小题,每小题3分,共30分。每小题只有一个选项符合题意)
合金由于其优良的性能在生产生活中得到广泛的使用。回答 题。
1.[[2025河北石家庄期中]]下列物质不属于合金的是( )
A. 硬铝 B. 生铁 C. 赤铁矿 D. 不锈钢
2.[[2025宁夏固原月考]]下列关于合金及金属的比较中,不正确的是( )
A. 含碳量:钢 生铁 B. 抗腐蚀性:不锈钢 纯铁
C. 硬度:黄铜 铜 D. 熔点:锡 焊锡
【答案】1.C
2.A
【解析】
1.硬铝是含铝、铜、镁、锰等的铝合金,不符合题意;生铁是铁的合金,不符合题意;赤铁矿是一种含有铁元素的矿物质,不属于合金,符合题意;不锈钢是含铁、铬、镍等的铁合金,不符合题意。
2.生铁的含碳量为,钢的含碳量为,钢的含碳量小于生铁的含碳量,不正确;不锈钢是铁的合金,其抗腐蚀性比纯铁强,正确;合金的硬度一般比组成其纯金属的硬度大,黄铜是铜的合金,其硬度大于铜,正确;焊锡的熔点低于锡,正确。
3.[[2024福建泉州一模]]化学家通过化学反应开发出了很多材料,推进了人类社会物质文明的进步。下列化学反应中,属于置换反应的是( )
A. 电解法冶炼铝:
B. 制备氢氧化钙:
C. 生产水煤气:
D. 工业制烧碱:
【答案】C
【解析】
基本反应类型
特征
符合的反应
置换反应
单质与化合物发生反应,生成新的单质和化合物
4.[[2025江苏扬州邗江区期中]]下列有关金属或金属材料的说法不正确的是( )
A. 用金属钨作灯丝主要是利用其熔点高的性质
B. 钢铁是当前使用最多的金属材料
C. “真金不怕火炼”说明金的熔点低
D. 用来制作化工生产设备的金属材料要耐腐蚀
【答案】C
【解析】用金属钨作灯丝,是因为钨的熔点高,正确。钢铁是当前使用最多的金属材料,正确。“真金不怕火炼”说明金的化学性质不活泼,不正确。化工生产中常涉及各种腐蚀性物质,因此用来制作化工生产设备的金属材料必须具有良好的耐腐蚀性,正确。
5.[[2024广西南宁模拟]]运用数字化技术探究与的反应,反应的温度变化曲线如图所示,该反应的化学方程式为 。以下说法不正确的是( )
A. 金属着火不能用水扑灭
B. 反应前后氢元素的化合价不变
C. 与的反应是一个放出热量的反应
D. 由该实验可推测,金属应在无水环境中保存
【答案】B
【解析】由题干可知,钠能与水反应,故金属着火不能用水扑灭,正确;反应物水中氢元素的化合价为,生成物中氢元素的化合价为0,则反应前后氢元素的化合价发生改变,错误;由温度变化曲线可知,反应后温度升高,则与的反应是一个放出热量的反应,正确;由题干可知,钠能与水反应,故金属应在无水环境中保存,正确。
6.[[2024四川泸州中考]]实验室可用如图装置制备与收集。下列有关说法错误的是( )
A. 反应原理为
B. 可用稀硫酸代替稀盐酸制取氢气
C. 关闭活塞后将反应液压入长颈漏斗中
D. 用向上排空气法代替图中的收集方法
【答案】D
【解析】由题图可知制备原理:锌粒与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,化学方程式为 ,正确;稀硫酸能与锌粒反应生成硫酸锌和氢气,所以可用稀硫酸代替稀盐酸制取氢气,正确;关闭活塞后,试管内增多,压强增大,将反应液压入长颈漏斗中,正确;氢气密度小于空气,可用向下排空气法代替题图中的收集方法,错误。
7.[[2024四川内江一模]]如图为一氧化碳还原氧化铁实验装置图。下列说法不正确的是( )
A. 实验中玻璃管里粉末由红棕色逐渐变成黑色
B. 将尾气点燃或收集,可防止一氧化碳污染空气
C. 试管中澄清石灰水的作用是检验生成的气体是否为二氧化碳
D. 要还原氧化铁,实际通入的一氧化碳质量为
【答案】D
【解析】一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,能观察到玻璃管里粉末由红棕色逐渐变成黑色,正确;一氧化碳有毒,逸散到空气中会污染空气,故可将尾气点燃或收集,防止一氧化碳污染空气,正确;澄清石灰水的主要成分是氢氧化钙,二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,故试管中澄清石灰水的作用是检验生成的气体是否为二氧化碳,正确;该反应的化学方程式为,参加反应的氧化铁和一氧化碳的质量比为,实验开始时先通入一氧化碳,实验结束时应先熄灭酒精喷灯,再继续通入一氧化碳,直至玻璃管冷却,要还原氧化铁,实际通入的一氧化碳质量应大于,错误。
8.[[2024广东河源一模,中]]新考法创新实验铁生锈与铁燃烧条件的探究实验如图所示。实验中可观察到②中铁丝生锈,④中铁丝加热至一定温度后发生剧烈燃烧。下列说法中不正确的是( )
① ② ③ ④
A. 对比①②可知,接触水是铁生锈的条件之一
B. 对比①④可知,温度达到着火点是铁燃烧的条件之一
C. 实验结束后,②中的气球会胀大
D. ④中的干沙可更换成水
【答案】C
【解析】①中的铁丝与氧气接触,②中的铁丝与氧气、水接触,实验中观察到①中的铁丝不生锈,②中的铁丝生锈,对比得出接触水是铁生锈的条件之一的结论,正确;①中的铁丝只与氧气接触,④中的铁丝与氧气接触且有加热棒加热,观察到④中的铁丝燃烧,①中的铁丝没有燃烧,对比得出温度达到着火点是铁燃烧的条件之一的结论,正确;②中的铁丝与氧气、水接触,一段时间后铁丝生锈,消耗装置中的氧气,瓶中的气体减少,压强减小,气球会变小,错误;铁丝燃烧会产生高温熔融物,为防止炸裂瓶底,需要在瓶底放一些水或铺一层沙子,正确。
9.[[2024湖北黄石三模,偏难]]新考向跨学科试题如图所示,在杠杆的两端分别挂着打磨干净、质量相同的铁球和铜球,此时杠杆平衡。然后将两个金属球分别浸入等质量、等浓度的稀硫酸中。待反应结束后,去掉烧杯,两个金属球均有剩余。下列说法正确的是( )
A. 实验过程中,铁球会上浮
B. 实验结束后去掉烧杯,杠杆左端下沉
C. 反应结束后,右侧烧杯中溶液变为蓝色
D. 实验结束后,左侧烧杯中溶液质量比右侧烧杯中溶液质量小
【答案】A
【解析】实验过程中,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铁球的质量减小,铜与稀硫酸不反应,铜球质量不变,所以铁球会上浮,正确。实验结束后,铁球质量减小,铜球质量不变,去掉烧杯,杠杆右端下沉,不正确。铜与稀硫酸不反应,反应结束后,右侧烧杯中溶液仍为无色,不正确。左侧烧杯中反应的化学方程式为 ,每56份质量的铁可置换出2份质量的氢气,反应后溶液质量增大,右侧烧杯中铜与稀硫酸不反应,溶液质量不变,所以实验结束后,左侧烧杯中溶液质量比右侧烧杯中溶液质量大,不正确。
10.[[2025山东淄博月考,难]]向盛有一定量的铜粉和锌粉的混合物的烧杯中滴加稀硫酸,下列图像能正确反映该过程中有关量之间变化关系的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】铜不与稀硫酸反应,最后固体质量不为零,错误;加入锌粉之后,锌和稀硫酸马上开始反应生成氢气,直至将锌完全消耗,生成氢气的质量不再改变,错误;锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,随着反应的进行,溶液的质量增加,待锌完全反应后,继续加入稀硫酸,溶液的质量依然会增大,但增大速率缓慢,正确;加入锌粉之后,锌和硫酸反应生成硫酸锌,直至将锌完全消耗,生成硫酸锌的质量不再改变,错误。
二、填空及简答题(共4小题,共39分)
11.[[2025黑龙江哈尔滨月考]](12分)“嫦娥”揽月、 “祝融”探火、 “羲和”逐日、 “北斗”指路、“天和”遨游星辰……中国从航天大国迈向航天强国。2024年 4月 25日20时59分,搭载神舟十八号载人飞船的长征二号遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。神舟十八号载人飞船的很多部件都用到了哈尔滨制造的铝合金,如轨道舱壳体结构、返回舱侧壁金属壳体等,可以有效减轻飞船的重量。请结合上述内容,回答下列问题。
(1) 金属铝有很好的抗腐蚀性能的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (用化学方程式表示)。
(2) 铝合金属于_ _ _ _ _ _ (填“混合物”或“纯净物”) 。
(3) 铝合金的优良性能有_ _ _ _ (填序号) 。
A. 密度小、硬度大 B. 强度高、抗腐蚀性差
(4) 铝除了用于制造合金,还可以和四氧化三铁在高温时通过置换反应制取铁,同时生成氧化铝。此反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,反应前后铝元素的化合价变化为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(5) 在神舟十八号载人飞船上,主电源储能电池由镉镍电池更改为锂离子电池。电池放电过程的能量转化为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1)
(2) 混合物
(3) A
(4) ;0价价
(5) 化学能转化为电能
【解析】
(1) 金属铝有很好的抗腐蚀性能,是因为在常温下,铝与氧气反应生成一层致密的氧化铝保护膜,覆盖在金属铝表面,阻止内部的铝进一步氧化,该反应的化学方程式为。
(2) 铝合金由铝和其他物质混合而成,属于混合物。
(3) 铝合金密度小、强度大、硬度大、具有良好的抗腐蚀性,故选。
(4) 铝和四氧化三铁在高温时通过置换反应生成铁和氧化铝,此反应的化学方程式为,反应前铝元素为0价,反应后铝元素为价。
(5) 电池放电过程中能量转化为化学能转化为电能。
12.[[2025辽宁沈阳月考]]新考向科普阅读题(6分)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。
(1) 有的金属材料可拉成丝状,是利用了金属的_ _ 性。
(2) [中]北宋沈括在《梦溪笔谈》中记载:“信州铅山有苦泉……挹其水熬之,则成胆矾……熬胆矾铁釜,久之亦化为铜。”下列叙述正确的是(填序号)。
A. “苦泉”中含
B. “熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”——铁与硫酸铜溶液反应置换出铜
(3) 铁是目前年产量最高的金属,但每年因腐蚀造成巨大损失,写出一条防止自行车链条生锈的措施:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1) 延展
(2) AB
(3) 涂油(合理即可)
【解析】
(1) 有的金属材料可拉成丝状,是利用了金属的延展性。
(2) 根据题干可知,“苦泉”中含,正确;“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”发生的反应是铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,正确。
(3) 防止自行车链条生锈的措施有制成合金、涂油等。
上分点拨 防止铁生锈的原理
由于铁与氧气、水同时接触容易生锈,故使铁制品与氧气或水隔绝可以防止生锈。
13.[[2024辽宁营口一模]]新考向跨学科实践活动(10分)《天工开物》记载:“凡钟为金乐之首。”在古代的金属乐器之中,钟是最重要的乐器。铸钟的材料中,铜为上等,铁为下等。金属和金属材料在生产和生活中有着广泛的应用。请完成有关金属性质的实验。
Ⅰ.金属的物理性质
(1) 铁是应用最广泛的金属。生活中用铁锅作为饮具,主要利用铁的_ _ 性。
Ⅱ.金属的化学性质
(2) 将稀盐酸滴入装有铁、铜的试管中,一种金属和酸不反应,另一种金属与酸反应的现象是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
Ⅲ.某工厂欲从含有的废液中回收金属铜,并得到工业原料硫酸亚铁,其工业流程如图:
(3) 操作Ⅰ、Ⅱ的名称是_ _ 。
(4) [偏难]A的化学式是_ _ _ _ _ _ 。
(5) [中]加入适量B时发生反应的化学方程式是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1) 导热
(2) 产生气泡,溶液由无色变为浅绿色
(3) 过滤
(4)
(5)
【解析】
(1) 生活中用铁锅作为饮具,主要利用铁的导热性。
(2) 铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,故现象是产生气泡,溶液由无色变为浅绿色。
(3) 操作Ⅰ、Ⅱ实现了固液分离,名称是过滤。
(4) 该流程的目的是从含有的废液中回收金属铜,并得到工业原料硫酸亚铁,故加入的过量应是铁,铁的化学式为。
(5) 加入过量后,固体中应含过量的铁和反应生成的铜,要想得到铜,应加入适量的稀硫酸除去铁,即为稀硫酸,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的化学方程式为 。
14.[[2025湖北武汉月考]]新考向传统文化(11分)我国是世界上冶炼锌最早的国家。明代宋应星所著的《天工开物》中有关“火法”炼锌的工艺记载:“每炉甘石(主要成分是碳酸锌)十斤装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼(反应后生成一氧化碳)垫盛,其底铺薪,发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅(锌)也。”此工艺过程分解模拟如图(已知:的冶炼温度为,的沸点为)。请结合图文信息,分析思考,解决问题。
(1) 装入原料器之前,将炉甘石敲碎的目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 高温炉内,碳酸锌在高温条件下与煤的主要成分发生反应生成和,化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,该反应生成物中碳元素的化合价为_ _ _ _ _ _ 。
(3) [中]我国古代冶锌晚于铁和铜,结合已知信息,分析说明其中的原因:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(4) [偏难]分析说明制得的锌“冷定毁罐取出”的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1) 增大反应物间的接触面积,加快化学反应的速率
(2) ;
(3) 锌的化学性质比较活泼,易与其他物质反应生成锌的化合物
(4) 防止生成的锌在较高温度下又被氧化成氧化锌
【解析】
(1) 装入原料器之前,将炉甘石敲碎的目的是增大反应物间的接触面积,加快化学反应的速率。
(2) 碳酸锌在高温条件下与煤的主要成分发生反应生成和,反应的化学方程式为 ,该反应生成物一氧化碳中,氧元素显价,由化合物中各元素正、负化合价的代数和为零可知,其中碳元素的化合价为。
(3) 锌的金属活动性比铁和铜强,化学性质比较活泼,容易与其他物质反应生成锌的化合物,故我国古代冶锌晚于铁和铜。
(4) 为了防止生成的锌在较高温度下又被氧化成氧化锌,制得的锌应“冷定毁罐取出”。
三、实验及探究题(共2小题,共24分)
15.[[2025黑龙江佳木斯期末]](12分)每年世界上的钢铁产量都很高,如图甲是工业炼铁的主要装置,图乙是实验室模拟炼铁的装置。
甲 乙
(1) 工业炼铁在生产过程中需将铁矿石、焦炭、石灰石粉碎,其中焦炭的作用是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) A处玻璃管内发生反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(3) [中]实验室中加热氧化铁之前,先通入一会儿一氧化碳的作用是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;实验结束先熄灭_ _ _ _ (填“A”或“C”)。
(4) C处发生反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(5) 铁矿石是不可再生的资源,除了防止铁生锈,请你再写出一条保护金属资源的有效途径:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】(1) 为反应提供热量,生成还原性物质一氧化碳
(2)
(3) 排尽管内空气;A
(4)
(5) 回收利用废旧金属(合理即可)
【解析】
(1) 焦炭燃烧产生大量的热,为炼铁提供热量,同时与二氧化碳反应生成一氧化碳,为炼铁提供还原剂。
(2) 处玻璃管内发生的反应为一氧化碳与氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为。
(3) 先通入一会儿一氧化碳的作用是排尽管内空气,防止发生爆炸;实验结束应先熄灭。
(4) 处发生的反应是一氧化碳与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳,化学方程式为。
(5) 保护金属资源的有效途径有回收利用废旧金属、寻找金属的代替品等。
16.[[2025福建龙岩期末]](12分)某兴趣小组对钢铁的腐蚀条件及腐蚀速率开展实验探究。
编号
1
2
3
4
操作
加稀硫酸或稀盐酸浸没铁钉,1分钟后倒出酸液,放置
铁钉放在用水浸湿的一团棉花球上
铁钉浸入煮沸并迅速冷却的蒸馏水内,塞紧塞子
试管内放干燥剂,并将铁钉放在一团棉花球上,塞紧塞子
实验
相同时间观察生锈程度
生锈严重
部分生锈
不生锈
不生锈
(1) 通过对比实验_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (填实验编号,写一种即可),得出铁生锈的条件之一是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2) 实验3使用的水预先煮沸的目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(3) 酸雨是全球性十大环境问题之一,雨水中含有硫酸,会加快钢铁建筑物的腐蚀,对比实验_ _ (填实验编号)即可证明。
(4) 兴趣小组继续对铁生锈的原理在人类日常生活中的应用开展探究,提出活性炭能否用其他种类的炭粉代替?保持铁粉质量为,在密闭的实验环境中,使用氧气传感器测定反应中氧气含量的变化,探究不同种类的炭粉对反应速率的影响。
实验编号
铁粉/
炭粉/
氯化钠/
5
(活性炭粉)
1
5
(石墨粉)
1
① [偏难]实验中使用活性炭粉比石墨粉吸氧效果更好,推测其原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
② [难]辩证看“锈蚀”。钢铁生锈造成巨大经济损失,但如果将铁生锈原理应用得当,同样可以造福人类,请举例:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (写一条即可)。
【答案】(1) 2和3(或2和4);与氧气接触(或与水接触,与前一空对应即可)
(2) 除去水中溶解的氧气
(3) 1和2
(4) ① 活性炭粉比石墨粉具有更强的吸附性
② 可用于食品包装袋中(合理即可)
【解析】
(1) 实验2中铁钉与氧气和水接触,部分生锈,实验3中铁钉只与水接触,不生锈,实验4中铁钉只与氧气接触,不生锈,故对比实验2、3,可说明铁生锈需要与氧气接触;对比实验2、4,可说明铁生锈需要与水接触。
(2) 实验3使用的水预先煮沸的目的是除去水中溶解的氧气。
(3) 实验1中铁钉与酸、氧气和水接触,生锈严重,实验2中铁钉与氧气和水接触,部分生锈,故对比实验1、2,可证明酸会加快钢铁的腐蚀。
(4) ① 实验中使用活性炭粉比石墨粉吸氧效果更好,推测其原因是活性炭粉比石墨炭粉具有更强的吸附性。
② 钢铁生锈造成巨大经济损失,但如果将铁生锈原理应用得当,同样可以造福人类,如可用于食品包装袋中、制作暖宝宝等。
四、计算题(共1小题,共7分)
17.[[2025河北保定期末]](7分)改革开放以来,我国钢铁工业飞速发展,近年来钢铁产量已稳居世界首位。工业上通常利用赤铁矿石冶炼金属铁。现有含氧化铁的赤铁矿。请计算:
(1) 这些赤铁矿中含氧化铁的质量为_ _ 。
(2) 理论上利用这些赤铁矿可以炼成含铁的生铁的质量是多少?
【答案】(1) 240
(2) 解:设可以炼成含铁的生铁的质量是。
答:可以炼成含铁的生铁的质量是。
【解析】
(1) 赤铁矿中含氧化铁的质量为。
(2) 根据赤铁矿中含氧化铁的质量结合化学方程式计算出可以炼成含铁的生铁的质量。
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