内容正文:
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.(2025·青岛期末)生活中的许多日常用品应用了物质的属性,以下说法不正确的是( )。
A.冰箱的门吸应用了磁铁的磁性
B.钨用于制造灯丝,利用了其熔点高、易导电性质
C.铜制作导线利用了它的导热性
D.活性炭用于净化水利用了它的吸附性
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.(2025·青岛一模)观察实验现象是基本的化学实验技能。下列实验现象描述正确的是( )。
A.高温下一氧化碳还原氧化铁,红色固体逐渐变为黑色,生成二氧化碳
B.把一根打磨过的铁丝浸入稀盐酸中,铁丝表面产生气泡,溶液由无色变为黄色
C.打开盛放浓硫酸的试剂瓶,瓶口产生大量白雾
D.镁带在空气中燃烧,发出耀眼的白光,生成白色固体,放出大量的热
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.(2025·青岛一模)某兴趣小组在研究金属与盐溶液的反应时,在5.6 g铁粉中,先逐滴加入一定量Cu(NO3)2溶液,再逐滴加入AgNO3溶液,剩余固体质量与所加溶液总质量的关系如图所示。下列有关推论合理的是( )。
A.所加溶液质量为M1 g时,生成Cu的质量为m1 g
B.c~d段发生的是Cu和AgNO3溶液的反应
C.m1的值为21.6
D.e点溶液中不含Cu(NO3)2
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重金属进行分类回收(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.(2025·青岛一模)生锈的铁钉放入盛有稀盐酸的密闭容器中,用压强传感器测得容器内气体压强和反应时间的变化曲线如图。下列说法正确的是( )
A.BC段发生的化学反应方程式是2Fe+6HCl═2FeCl3+3H2↑
B.取B点时的滤液,向其中逐滴加入氢氧化钠溶液,立即产生红褐色沉淀
C.C点代表反应结束
D.A点温度低于D点
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 (填化学式)。
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.(2025·青岛一模)铜是人类最早使用的金属之一,兴趣小组围绕铜展开以下调查探究:
Ⅰ.铜的用途
(1)现代金属铜多用于制作导线和电子元器件,这是利用了铜的延展性和 性。
(2)青铜是金属冶铸史上最早的合金,早在商周时期就广泛用于礼器制造。下表中的A和B分别表示铜和青铜中的一种,据此判断A是 (填“铜”或“青铜”)。
物质
A
B
硬度
2.5~3
5~6.6
注:硬度以金刚石的硬度为10作标准,1表示很软,10表示很硬。
Ⅱ.铜的冶炼
(3)火法炼铜。含铜的矿石主要有黄铜矿(主要成分是CuFeS2)、孔雀石[主要成分是Cu2(OH)2CO3]等。
①若用黄铜矿炼铜,冶炼过程中可能产生的空气污染物是 (填化学式)。
②用孔雀石炼铜涉及两步反应,小组同学用上图装置模拟第二步反应。根据 现象,判断出氧化铜和木炭一定发生了化学反应。该实验获得的铜中含有少量氧化铜,请补充完整提纯铜的实验方案:将所得固体放于烧杯中, ,
洗涤,干燥。
(4)湿法炼铜。西汉时期,我国首开“湿法炼铜”先河,其原理是铁和硫酸铜反应,写出反应的化学方程式: 。
Ⅲ.铜的锈蚀与防护
(5)铜制品长期露置在空气中会生成绿色铜锈,铜锈成分与孔雀石主要成分相同。小组同学根据铜锈中含有氢元素和碳元素,推断出铜生锈需要与空气中的
接触。若要探究“铜生锈是否需要与氧气接触”,如图所示实验中,只需完成 (填字母)实验即可达到实验目的。
(6)结合钢铁的防锈方法,写出一种家庭使用过程中,防止铜质门把手生锈的方法:
。
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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1-4 金属和金属矿物
【备考分层精练】
一层基础训练
1.B 2.C 3.A 4.D 5.B 6.AD 7.BC 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)①Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ②ZnSO4、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)导电 (2)铜
(3)①SO2 ②黑色固体变成红色 加入足量稀硫酸,过滤(或加入足量稀盐酸,过滤)
(4)Fe+CuSO4═Cu+FeSO4
(5)水、二氧化碳 B、D
(6)保持门把手表面清洁干燥(合理即可)
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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