4.2 常见金属单质及其化合物 同步作业《化学（加工制造类）》高教版 同步教学

4.2 常见金属单质及其化合物 同步作业 《化学（加工制造类）》高教版 同步教学 一、选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。每小题只有一个正确答案） 1.下列金属单质中，在空气中能形成致密氧化膜，从而具有良好抗腐蚀性的是（ ） A. 铁 B. 铝 C. 铜 D. 锌 2.机械制造中，常用于制造机床主轴的金属材料是（ ） A. 纯铝 B. 纯铜 C. 合金钢 D. 武德合金 3.下列关于铁的化合物的说法，错误的是（ ） A. 氧化铁是红棕色固体 B. 氢氧化铁受热易分解 C. 硫酸亚铁溶液呈黄色 D. 氯化铁可用于印刷电路板蚀刻 4.下列金属化合物中，常用于制造红色颜料和防锈漆的是（ ） A. 氧化铝 B. 氧化铁 C. 氧化铜 D. 氧化镁 5.下列关于金属活动性顺序的应用，正确的是（ ） A. 铜能置换出稀硫酸中的氢 B. 铁能置换出硫酸铜溶液中的铜 C. 银能置换出氯化亚铁溶液中的铁 D. 锌不能置换出硝酸银溶液中的银 6.铝合金在航空航天领域广泛应用，其核心优势是（ ） A. 硬度最大 B. 密度小、强度高 C. 熔点高 D. 耐腐蚀性最差 7.下列金属单质中，能与稀盐酸反应产生氢气且反应最剧烈的是（ ） A. 镁 B. 铜 C. 银 D. 金 8.下列关于铜及其化合物的应用，错误的是（ ） A. 铜可用于制造导线 B. 氧化铜可用于制造陶瓷颜料 C. 氢氧化铜可用于治疗胃酸过多 D. 硫酸铜可用于电镀和农药 9.工业上冶炼铁的主要原料是（ ） A. 氧化铁和焦炭 B. 四氧化三铁和氢气 C. 氧化亚铁和一氧化碳 D. 铁的氧化物和水 10.下列关于金属化合物在加工制造中应用的说法，正确的是（ ） A. 氯化铝可用于焊接钢轨 B. 硫酸锌可用于电镀锌 C. 硝酸银仅用于照相底片 D. 氧化镁可用于制造飞机外壳 二、填空题（本大题共5小题，每空1分，共15分） 1.常见的金属单质中，属于黑色金属的有________、________、________；属于有色金属的有________、________、________等，其中________常用于制造导线和电器元件。 2.铁的常见氧化物有________、________、________；其中________是赤铁矿的主要成分，________是磁铁矿的主要成分，二者均可用于工业炼铁。 3.铝的化合物在工业中应用广泛，________是两性氧化物，既能与酸反应又能与碱反应；________常用于制造阻燃剂和净水剂；________可用于制造铝合金门窗的保护膜。 4.金属活动性顺序表中，金属的位置越靠前，其活动性越________，越容易与氧气、酸等反应；排在________前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢，排在________的金属能把排在________的金属从其盐溶液中置换出来。 5.加工制造中，金属化合物的典型应用有________、________、________；如硫酸铜用于电镀铜，氧化铁用于制造红色涂料，氯化锌用于金属焊接时的除锈。 三、判断题（本大题共5小题，每小题2分，共10分。正确的打“√”，错误的打“×”） 1.所有金属单质在常温下都是固体。（ ） 2.铝的化学性质活泼，但在空气中不易被腐蚀，是因为其表面形成了致密氧化膜。（ ） 3.铁的化合物中，+3价铁的化合物比+2价铁的化合物更稳定。（ ） 4.金属活动性顺序中，排在前面的金属一定能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来。（ ） 5.氧化铜是黑色固体，与硫酸反应可生成蓝色溶液。（ ） 四、命名题（本大题共4小题，每小题3分，共12分。根据要求完成命名或判断） 1.根据特性与应用命名：“银白色金属，密度小、强度高，表面易形成致密氧化膜，用于制造铝合金门窗和航空部件”的单质是________。 2.根据组成与用途命名：“红棕色金属氧化物，是赤铁矿的主要成分，工业上用于炼铁和制造红色颜料”的化合物是________。 3.判断下列描述是否正确：“硫酸铜——蓝色晶体，溶于水呈蓝色溶液，仅用于配制农药波尔多液”（ ）；若错误，请说明理由并改正：________。 4.根据特性与应用命名：“黑色金属单质，化学性质较活泼，在潮湿空气中易生锈，是制造钢铁的主要原料”的单质是________。 五、简答题（本大题共2小题，每小题8分，共16分） 1.结合加工制造类专业实际，简述三种常见金属（铁、铝、铜）及其化合物在工业场景（如钢铁冶炼、铝合金加工、电镀铜）中的应用，分别说明涉及的金属或化合物、核心作用及选择依据。 2.某工厂在金属及化合物应用中出现以下问题：① 冶炼的生铁中杂质含量过高，韧性差；② 铝合金门窗使用后表面出现白斑；③ 电镀铜时镀液中硫酸铜浓度下降过快。分析每个问题与金属及化合物特性的关系，说明原因并提出改进措施。 六、推断题（本大题共2小题，每小题8.5分，共17分） 1.有三种常见金属及化合物A、B、C，特征如下：① 物质A：银白色金属，能与稀盐酸反应产生大量气泡，反应后溶液呈浅绿色，在潮湿空气中易生成红棕色锈迹；② 物质B：黑色固体，与稀硫酸反应生成蓝色溶液，加热后可转化为红色固体；③ 物质C：白色固体，是铝的氧化物，既能与稀盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，可用于制造耐火材料。 请回答：（1）推断A、B、C的名称及类别（金属单质/金属氧化物）；（2）说明推断A、B、C的依据（结合金属及化合物特性）；（3）写出物质A生锈的危害及防止其生锈的核心措施。 2.某加工车间需选择一种金属化合物用于以下场景：① 用于金属零件的电镀，使零件表面形成致密的金属镀层，提高耐腐蚀性；② 化合物中金属元素为常见金属，成本适中；③ 溶于水后形成的溶液稳定，便于控制电镀过程。现有三种候选化合物：A. 氯化银；B. 硫酸铜；C. 氢氧化铁。 请回答：（1）选择最适合的化合物并说明理由，排除另外两种化合物的依据；（2）简述该化合物用于电镀的操作要点；（3）若电镀时零件表面镀层出现针孔，分析原因及解决措施。 参考答案 一、选择题 1. B 2. C 3. C 4. B 5. B 6. B 7. A 8. C 9. A 10. B 二、填空题 1. 铁；锰；铬；铝；铜；锌；铜 2. 氧化铁；四氧化三铁；氧化亚铁；氧化铁；四氧化三铁 3. 氧化铝；氢氧化铝；氧化铝 4. 强；氢；前面；后面 5. 电镀；冶炼；涂料制造；硫酸铜 三、判断题 1. × 2. √ 3. √ 4. × 5. √ 四、命名题 1. 铝 2. 氧化铁 3. ×；理由：硫酸铜不仅用于配制波尔多液，还可用于电镀铜、制造颜料等；改正：硫酸铜——蓝色晶体，溶于水呈蓝色溶液，用于配制农药波尔多液、电镀铜等 4. 铁 五、简答题 1. （1）钢铁冶炼：涉及物质——铁的氧化物（氧化铁）、焦炭；核心作用：将铁的氧化物还原为铁单质，制造生铁和钢；选择依据：氧化铁是自然界中储量丰富的铁源，焦炭成本低且能提供还原所需的一氧化碳，符合大规模工业生产需求。（2）铝合金加工：涉及物质——铝、铝合金；核心作用：制造门窗、航空部件；选择依据：铝密度小、易加工，铝合金强度高于纯铝，表面氧化膜能提高耐腐蚀性，适配轻量化和耐用性要求。（3）电镀铜：涉及物质——硫酸铜、铜；核心作用：在零件表面镀铜，提高导电性和美观度；选择依据：硫酸铜能提供铜离子，保证镀层均匀，铜的导电性好，且成本适中，适合批量电镀生产。 2. （1）生铁杂质高、韧性差：原因——冶炼时焦炭加入量过多，或铁矿石品位低，导致碳、硫等杂质含量超标；措施：选用高品位铁矿石，控制焦炭加入量，增加脱硫工序，通过炼钢进一步降低杂质含量，提高韧性。（2）铝合金门窗出现白斑：原因——铝合金表面氧化膜受损，铝与空气中的水和二氧化碳反应生成氢氧化铝白斑；措施：加工时优化氧化处理工艺，增厚氧化膜，使用前涂覆保护涂层，避免氧化膜破损。（3）硫酸铜浓度下降过快：原因——阳极铜片面积过小，溶解速率小于阴极铜离子析出速率，或镀液中混入杂质消耗铜离子；措施：增大阳极铜片面积，定期清理镀液中的杂质，补充硫酸铜溶液维持浓度稳定。 六、推断题 1. （1）A：铁（金属单质）；B：氧化铜（金属氧化物）；C：氧化铝（金属氧化物）。（2）A：银白色、与盐酸反应生成浅绿色溶液（氯化亚铁）、易生锈，符合铁的特性；B：黑色、与硫酸反应生成蓝色溶液（硫酸铜）、加热变红色（铜），符合氧化铜的特征；C：铝的氧化物、两性、耐火，符合氧化铝的特性。（3）生锈危害：降低铁制品强度，缩短使用寿命，影响外观；防锈措施：涂漆、镀锌、保持干燥，形成保护膜隔绝水和氧气。 2. （1）适合的化合物：B（硫酸铜）；理由：硫酸铜溶于水形成稳定蓝色溶液，含铜离子可用于电镀铜，铜是常见金属成本适中，符合电镀需求；排除依据：A（氯化银）难溶于水，无法形成电镀液；C（氢氧化铁）难溶于水，且不含可用于电镀的金属离子，不能用于电镀。（2）操作要点：将待镀零件作阴极、纯铜作阳极，硫酸铜溶液为电镀液，控制电流强度和温度，确保镀液浓度稳定，电镀前清理零件表面油污和锈迹。（3）出现针孔原因：镀液浓度过低、电流强度过大或零件表面预处理不彻底；解决措施：补充硫酸铜提高镀液浓度，降低电流强度，重新清理零件表面并进行活化处理。 学科网（北京）股份有限公司 $