第八单元 课题3 金属资源的利用和保护-【一飞冲天·同步训练】2024-2025学年新教材九年级化学下册（人教版2024）

一冲天 第八单元金属和金属材料 课题3 金属资源的利用和保护 第1课时 铁的治炼 7.如图是实验室模拟工业炼铁的微型实验装置。 基础知识练 Fe,O: 一氧化碳 知识点1 金属矿物 氢氧化 1.金属资源的存在方式：地球上的金属资源广泛存 钠溶液 在于 中，大多数金属性质 (1)实验时先通入一氧化碳，一段时间后再点 较活泼，所以它们以 的形式存在，只有 燃酒精喷灯的目的是 少数金属化学性质很不活泼，如 等以 形式存在。 2.写出下列矿石主要成分的化学式 (2)写出a处玻璃管内发生反应的化学方程 (1)赤铁矿： ;(2)磁铁矿： 式： (3)铝土矿： ;(4)软锰矿： (3)实验结束后，为证明b处氢氧化钠溶液中 知识点2铁的冶炼 有其他物质生成，可以选择的试剂是 3.工业用赤铁矿炼铁，相关说法正确的是( (写一种即可)。 A.赤铁矿的主要成分是FeO B.高炉中焦炭的作用只是利用其燃烧提供 综合知识练 热量 8.(和平区期末)有两种铁的氧化物X、Y,质量分 C.产品生铁的含碳量比钢小 别是0.4g与0.435g,在高温的条件下分别用 D.石灰石主要作用是将矿石中的二氧化硅转 CO还原成铁单质，把各自生成的CO2分别通 变成炉渣 4.工业上炼铁时常用作还原剂的是 入足量澄清石灰水中，都得到0.75g沉淀，则 A.氧气 B.一氧化碳 X、Y的化学式为 C.氢气 D.二氧化碳 A.FeO、FezO3 B.Fe2O3、Fe3O 5.下列有关铁的冶炼的说法中，错误的是( C.FeO、FeO D.Fe3O4、Fe2O3 A.常见的铁矿石有磁铁矿、赤铁矿 9.钛合金有良好的耐热强度、低温韧性。生产金 B.生铁的含碳量比钢高 属钛的步骤主要有：①在高温下，向金红石（含 C.炼铁时，焦炭使铁的氧化物发生还原反应 TO2)与焦炭的混合物中通入氯气，得到 D.炼铁需要高温条件 TiCI4和一种可燃性气体；②在稀有气体环境 6.用1000t含有氧化铁80%的赤铁矿石，理论 和加热条件下，用Mg与TiCl4反应得到Ti 上可以炼出含铁97%的生铁的质量约是( 和MgCl2。下列说法不正确的是 A.560t B.571t A.①中的反应为Ti02+2C+2C,高温 C.577t 583t Ticl +2co 同步训练九年级化学下册 冲天 B.反应②中稀有气体的作用是防止Mg与空 密的氧化物薄膜，从而阻止铝进一步氧化。 气反应 这种氧化物的化学式为 C.可用反应①产生的气体冶炼金属 (2)向含有氯化铜、氯化锌、稀盐酸的混合溶液 D.反应①、②中的钛元素化合价未发生改变 中加入过量铁粉，充分反应后过滤，滤液中 10.如图是CO和Fe2O3反应的装置。下列关于 含有的溶质是 (写化学式)。 图示实验的说法，正确的是 (3)铁矿石有多种，如赤铁矿（主要成分 FeO3)和磁铁矿（主要成分FeO)等。 尾气处理 ①写出赤铁矿石中的主要成分与一氧化 清 碳反应的化学方程式： 石灰水 ②冶炼2900t含四氧化三铁80%的磁 ①说明CO具有氧化性 铁矿石，理论上能得到含杂质2%的生铁 ②玻璃管中的红色粉末变成黑色粉末 的质量是 t(结果精确到0.1)。 ③尾气处理装置防止了CO对空气的污染 (4)含有锌粉6.5g、铁粉5.6g、铜粉3.2g、铝 ④反应前应先通CO,再加热 粉1.8g的混合物与一定质量的稀硫酸充 ⑤说明CO被还原的产物是CO, 分反应，反应停止后，有6g固体剩余。则 A.①②④B.①②③C.②③④D.全部 生成氢气的质量为 g。 11.(河东区期未)工业上以大理石和赤铁矿13.（天津中考）金属及金属材料在生产、生活中 (FezO3)为主要原料可以制取B和G,其转化 应用广泛。 关系如图所示，已知D、G的主要成分为单 (1)铝具有很好的抗腐蚀性，是因为其表面生 质，C是能使澄清石灰水变浑浊的气体。 成一层致密的薄膜，该薄膜是 →B 阿 (填化学式)。 A ① (2)向一定质量的氧化铜中加入一定量稀硫 高温 ③高温 酸使其完全溶解，得到蓝色溶液。再加入 ② 高温 E 铁粉充分反应，过滤，得到滤渣和滤液。 D 向滤渣中加入稀硫酸，有气泡冒出，则滤 回答下列问题： 液中的溶质是 (填化学式)。 (1)写出物质B的化学式 (3)早在春秋战国时期，我国就开始生产和使 (2)写出下列反应的化学方程式： 用铁器。炼铁原理是利用一氧化碳与氧 反应① 化铁在高温条件下反应，该反应的化学方 反应② 程式为 反应③ 现将某铁合金（只含铁和碳）8.7g放人盛 有100g稀盐酸的烧杯中，恰好完全反 真题改编练 应，得到108.1g溶液，则该样品中碳的 12.(天津中考)金属材料广泛应用于生产生活中。 质量分数为 (结果精确到 (1)铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致 0.1%)。该铁合金属于 (填“钢”或 “生铁”)。 一冲天 第八单元金属和金属材料 第2课时 金属资源保护 5.世界每年因锈蚀而损失的金属数量巨大，防止 基础知识练 金属锈蚀已成为科学研究中的重大问题。下 列有关金属锈蚀与保护的措施中不正确的是 知识点1 金属的腐蚀与防护 ) 1.铁锈的主要成分是 ( A.用洗涤剂把铁制品表面的油膜洗净 A.单质铁 B.铁和氧气的混合物 B.同样的铁制品在海南比在兰州更易锈蚀 C.氧化铁 D.四氧化三铁 C.在铁表面刷油漆可以防止铁锈蚀 2.探究铁生锈的条件，有利于寻找防止铁制品锈 D.金属资源是不可再生资源，要有计划、合理 蚀的方法。下列对比实验设计与所探究的条 开采 件（蒸馏水经煮沸并迅速冷却），对应关系正确 的是 6.保护金属资源的有效途径是 ,以及 等。 的 蒸馏水 蒸馏水一 铁钉 气 铁钉 铁钉 必 留水 综合知识练 甲 公 A.甲和乙：水 B.乙和丙：空气 7.下列关于金属物品使用的描述中，正确的是 C.甲和丙：空气 D.甲和丁：水 3.金属铜在自然环境中会生成绿色铜锈[其主要 A.铁锅存放在潮湿的空气中 成分为Cu2(OH),CO3]。下列关于铜锈的说 B.回收利用废旧电池中的铅、汞等可减少对环 法不正确的是 ( 境的污染 A.铜锈由四种元素组成 C.常用自来水冲洗菜刀可防止其生锈 B.铜锈不是纯净物 D.铝合金门窗变旧、变暗后用砂纸或钢丝球 C.铜锈的生成可能与空气中的氧气、水蒸气和 打磨 二氧化碳有关 8.金属材料的使用作为一个时代的标志，见证了 D.铜锈在空气中受热分解将有红色物质CuO 人类文明发展的过程 生成 铁器时代 知识点2保护金属资源 新石器时代 1827年 -AI 青铜器时代 公元前500年 1807年 Na -Fe 4.下列关于金属资源的说法中，不正确的是 公元500年 公元前6000年公元前4500年 1792年一 Mg -Zn -Cu ( Au I,历史上人类冶炼不同金属的大致年代如图 A.地球上除少数不活泼金属如金、银等以单 所示： 质形式存在外其他都以化合物形式存在 (1)铁器时代大约在公元前500年，至今铁仍 B.地球上的金属资源是取之不尽的 C.防止金属锈蚀、回收利用废旧金属可以保护 是年产量最高的金属，但每年因铁与空气 金属资源和环境 中的 反应而被腐蚀， D,合理开采矿物、寻找金属代用品都是保护金 造成了巨大损失。写出一条防止铁生锈的 属资源的有效途径 措施 同步训练九年级化学下册 冲天 (2)铝的利用距今100多年，现在铝的年产量 (4)航母外壳用涂料覆盖，是为了防止钢铁材 得到大幅度的提高。铝虽然较活泼，但抗 料与 接触而锈蚀。 腐蚀性能好，原因是 (5)以下保护金属资源的措施正确的是 (用方程式表示)。 A.防止金属腐蚀 Ⅱ.我国对金属资源应用历史悠久。 B.回收利用废旧金属 (3)北宋张潜在其《浸铜要略序》书中记载铜的 C.有效合理地开采矿物 冶炼：胆泉（硫酸铜溶液）浸铁得铜。写出 D.寻找金属的代用品 此冶炼铜方法中生成铜的化学方程式 真题改编练 (4)《天工开物》中记载着冶炼金属锡：炼锡时 10.(和平区月考)铁钉在下列哪种情况下最容易 的关键步骤“点铅勾锡”指的是加铅能使锡 生锈 () 较易熔化流出，其原因是 A.在干燥的空气中B.在潮湿的空气中 C.部分浸入食盐水中D.浸没在植物油中 11.(河西区期末)“奋斗者号”载人潜水器在2020 (5)《周礼·考工记》中有关于将铜、锡熔合制 年11月10日创造了中国潜人马里亚纳海沟 青铜器的记载。将铜片和锡片分别伸入稀 10909米的新纪录。其外壳和载人舱由强度 盐酸中，锡片表面有气泡生成而铜片没有， 高、抗压力强的钛合金制造。 说明金属活动性锡 (填“>”或 (1)钛合金属于 材料（填“合成”或 “<”)铜。 “金属”)。 (2)“奋斗者号”使用的锂电池正极为磷酸亚 9.我国首艘001A型国产航母开始海试，标志着 铁锂(LiFePO4),其中锂元素的化合价为 我国在航海及军事领域取得重大突破。根据 十1价，则磷酸亚铁锂中磷元素的化合价 所学知识填空。 为 价。 (1)下列金属应用的实例中主要利用金属的导 (3)为防止共享单车的铁质车架与空气中的 热性的是 (填字母)。 接触而生锈，通常进 A.电缆 B.电热水壶 行喷漆或电镀等处理 C.金属丝 D.金属乐器 (4)“一带一路”的倡议促进了中非经济的发 (2)建造航母用到了钛合金，构成金属钛的粒 展，在非洲的基础建设中使用了大量的金 子是 (填“原子”“分子”或“离 属，请回答下列与金属有关的问题： 子”)，工业制钛有一种反应为：T4十 ①使用下列各组试剂，不能验证Al、Fe、 2H,S0,△4HF+2X+TiO,X的化学 Cu金属活动性顺序的是 式为 A.Al、Fe、Cu、稀硫酸 B.Fe、Cu、硫酸铝溶液 (3)为保证航母的使用寿命，下列防锈措施不 C.Al、Cu、FeSO4溶液 可行的是 (填字母)。 ②向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中 A.用抗锈蚀性能优异的合金制造航母零部件 加入一定量的Z粉，充分反应后过滤，得 B.刷防锈漆 到无色滤液，则滤渣中一定含有的金属是 C.船体表面镀一层黄金 D.给某些部位涂油同步训练九年级化学下册 一冲天 课题3金属资源的利用和保护 可知，CCO3中的氧元素有三分之一来源于铁的氧化物，所以 可以求出两种金属氧化物中氧元素的质量，则氧元素的质量为 第1课时铁的冶炼 16 0.75g 100=0.12g,故X中铁元素的质量为0.4g-0.12g 1.地壳和海洋化合物金、银单质 0.28g,Y中铁元素的质量为0.435g-0.12g=0.315g,则X 2.(1)FeO3(2)FeO4(3)Al2O3(4)MnO 物质中铁元素与氧元素的质量比为0.28g:0.12g=7:3,Y 3.DA.赤铁矿的主要成分是Fe,O,;B.高炉炼铁中原料焦炭的 物质中铁元素与氧元素的质量比为0.315g:0.12g=21:8: 作用是提供热量和得到还原剂一氧化碳：C.生铁的含碳量为 Fe0中铁元素与氧元素的质量比为56：16=7：2，FeO,中铁 2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%：D.高炉炼铁时，加入 元素与氧元素的质量比为112：48=7：3，FeO,中铁元素与 石灰石的作用是把矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去。 氧元素的质量比为168：64=21：8，这两种铁的氧化物分别是 4.B焦炭燃烧生成一氧化碳，能充分接触铁矿石，而氢气造价太 Fe.O3、FeO,o 高，氧气和二氧化碳无还原性。 :9.DD.反应①中反应物TO2和生成物TiCl,中Ti的化合价均 5.CA.常见的铁矿石有磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿等；B.生铁的含 为十4价，没有发生改变，反应②中Ti由十4价变为0价。 碳量比钢高：C.工业炼铁时加入焦炭是利用了焦炭的可燃性，10.C 提供热量，同时又利用其还原性，焦炭与二氧化碳反应生成一氧11.(1)Ca0 化碳气体，炼铁的原理主要是利用CO的还原性，在高温下CO (2)CaCO 商温ca0+C0.↑ 和氧化铁反应生成铁和二氧化碳：D.一氧化碳在高温下和氧化 铁反应生成铁和二氧化碳。 c0.+c商温2c0 6.C设理论上可炼出含铁97%的生铁质量为x。 Fe,0,十3C0商温2Fe+3C0, Fe.0.+3C0商温2Fe+3C0, 解析：由C是能使澄清石灰水变浑浊的常见气体，可知C是二 160 112 氧化碳，由图可知A物质在高温下分解生成二氧化碳和B,结 1000t×80% 97%x 合题中给出信息：在工业上以大理石为主要原料可以制取B, 1601000t×80% 112 97%x ,x≈577t。 可以推出A是大理石的主要成分碳酸钙，B是氧化钙，在工业 上以赤铁矿(F:O)为主要原料，用一氧化碳作还原剂可以炼 7.(1)排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸 铁，所以G是铁，又由图可知E和F在高温下反应生成了二氧 (2)3C0+Fe,0,商温2Fe+2C0. 化碳和铁，E又是二氧化碳和D在高温下反应生成的，可以推 (3)稀盐酸或氯化钙溶液（合理即可） 出，D是碳，E是一氧化碳，那么F就是赤铁矿的主要成分氧化 铁，代入验证，推导正确」 解析：(1)一氧化碳具有可燃性，与空气混合加热会发生爆炸，故 实验前先通入一氧化碳，一段时间后再点燃酒精喷灯，其目的是 12.(1)Al,O (2)ZnCl2,FeCl2 排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸： (3)03C0+Fe.0,商温2Fe+3C0,②1714.3(4)0.5 (3)b处氢氧化钠溶液会吸收生成的二氧化碳生成碳酸钠，为验 解析：(2)由金属活动性顺序表可知，金属的活泼性：锌>铁> 证氢氧化钠中有碳酸钠，可以加入足量的稀盐酸，若有气泡产 氢>铜。在ZnCL2、CuCl2和盐酸混合溶液中加人过量的铁粉 生，则证明有碳酸钠生成，也可以加入氯化钙溶液，有沉淀生成， 时，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气：铁能将氯化铜全部反 则可证明有碳酸钠生成。 应生成氯化亚铁和铜，不能与氯化锌反应。充分反应后，过滤， 滤液中无氯化铜，有生成氯化亚铁和原来的氯化锌。 8.B生成的CO2分别通入足量的澄清石灰水中，都得到0.75g (3)②设理论上能得到含杂质2%的生铁的质量为x,则： 沉淀，由反应的化学方程式CO,+Ca(OH)2一CaCO,￥+H,O 同步训练九年级化学下册 一冲天 4CO+Fe,O,.高温3Fe+4C0, Fe~H △ 56 2 56-2=54 232 168 2900t×80%x(1-2%) x 8.1g 2322900t×80% 56 168 x(1-2%),x≈1714.3t. 548.1g (4)根据题意可知，铜和稀硫酸不反应，铝、锌、铁依次与稀硫酸 解得x=8.4g 反应，因此有1.8gAl、6.5gZn、5.6g-(6g-3.2g)=2.8g 则该样品中碳的质量分数为8.7二8.48×100%≈3.4%： 8.7g 铁和硫酸反应：设锌与硫酸反应生成氢气质量为x,铁与硫酸 由于钢的含碳量是0.03%~2%，生铁的含碳量是2%一 反应生成氢气质量为y,铝与硫酸反应生成氢气质量为之。 4.3%,该样品的含碳量是3.4%，故该铁合金属于生铁。 Zn+H,SO,-ZnSO,+H,↑ 第2课时金属资源保护 65 2 6.5g 1.C Fe+H,SO,-FeSO,+H2↑ 2.DA、B、C.一段时间后，甲、乙和丙试管中的铁钉均不生锈，不 56 2 能探究铁锈蚀的条件：D.一段时间后，甲试管中的铁钉不生锈， 2.8g y 丁试管中的铁钉生锈，可用于探究铁锈蚀的条件。 2A1+3H,SO,=Al,(SO,),+3H, 3.D4.B5.A 54 6 6.防止金属的腐蚀金属的回收利用有计划、合理地开采矿物 寻找金属的代用品 1.8g 7.B 65_6.5g,x=0.2g 2 x 8.(1)氧气和水刷漆、涂油等 56_2.8g (2)4A1+3O2-2A12O y=0.1g (3)Fe+CuSO,=FeSO,+Cu 54_1.8g,2=0.2g (4)合金比组成它的纯金属熔点低，炼锡时加铅形成合金，熔点 6 降低(5)> 则生成氢气的总质量为0.2g十0.1g十0.2g=0.5g。 9.(1)B(2)原子SO,(3)C(4)水和氧气(5)ABCD 13.(1)Al2O3(2)FeSO 10.C (3)Fe,0,十3C0高温2Fe+3C0.3.4%生铁 11.(1)金属(2)+5(3)氧气水(4)①B②Ag、Cu 解析：(2)向一定质量的氧化铜中加入一定量稀硫酸使其完全 解析：(4)①A.铝、铁能与稀硫酸反应生成气体，且铝产生气泡 的速率快，说明在金属活动性顺序里，铝、铁排在氢前，且铝比 溶解，氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水，得到硫酸铜蓝色溶 铁活泼，铜与稀硫酸不反应，无明显现象，说明在金属活动性顺 液。再加入铁粉充分反应，铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚 序里，铜排在氢后，得出三种金属的活动性顺序为：A>Fe> 铁，过滤，得到滤渣和滤液。向滤渣中加入稀硫酸，有气泡冒 C;B.铁、铜均与硫酸铝不反应，均无明显现象，说明铝比铁 出，说明铁粉过量，滤液中不会有硫酸铜，则滤液中的溶质是： 铜活泼，但是无法验证铁、铜的金属活动性顺序：C.铝能与硫 FeSO.: 酸亚铁反应生成硫酸铝和铁，有黑色固体析出，说明铝比铁活 (3)将某铁合金（只含铁和碳）8.7g放入盛有100g稀盐酸的 泼，铜与硫酸亚铁不反应，无明显现象，说明铁比铜活泼，可以 烧杯中，碳与稀盐酸不反应，铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和 验证三种金属的活动性顺序。 氢气，恰好完全反应，得到108.1g溶液，根据差量法，溶液增 ②金属活动性：Zn>Cu>Ag,向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中 加的质量为108.1g-100g=8.1g,设铁的质量为x,则有 加入一定量的锌，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，待硝酸 银完全反应后，锌与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，充分反应后 过滤，得到无色溶液，说明硝酸铜已经完全反应，则滤渣中一定 含铜、银，可能含铝。