第八单元综合训练.doc

第八单元　金属和金属材料
第Ⅰ卷(选择题,共42分)
一、选择题(共14小题,每小题3分,共42分)
1.(2012河北)铁是一种常见的金属。下列有关铁的叙述正确的是(　C　)
A.生铁和钢的主要成分是碳
B.铁的冶炼是用一氧化碳将单质铁转化为铁的氧化物
C.焊接铁制品前常用稀盐酸清除表面的铁锈
D.防止铁制品生锈通常采用在其表面抹食盐水、涂油或刷油漆等方法
解析:生铁和钢是铁的合金,主要成分是铁,所含的主要杂质是碳;铁的冶炼是用一氧化碳将铁的氧化物还原为单质铁;稀盐酸能与金属氧化物反应,能用来除铁锈;防止铁制品生锈不能在其表面抹食盐水。
2.(2012桂林)把锌片放入下列溶液中充分反应,反应后溶液的质量比反应前减少的是(　D　)
A.稀盐酸 B.硫酸镁溶液
C.硫酸亚铁溶液 D.硝酸银溶液
解析:锌与稀盐酸发生置换反应生成氢气,反应后溶液质量增加;锌与硫酸镁不反应,溶液质量不变;锌的活动性比铁强,与硫酸亚铁发生置换反应,能置换出硫酸亚铁中的铁,反应后溶液质量增加;锌的活动性比银强,与硝酸银发生置换反应,能置换出硝酸银中的银,锌的相对原子质量比银小,所以反应后溶液质量减少。
3.下列化学反应的类型中,一定有单质生成的是(　C　)
A.化合反应 B.分解反应
C.置换反应 D.三种反应都有
解析:化合反应是指由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应,其生成物一定是化合物;分解反应是指由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应,其生成物可能是单质,可能是化合物,也可能既有单质,又有化合物;置换反应是指一种单质跟一种化合物生成了另一种单质和另一种化合物的反应,其生成物一定有单质。
4.合金的许多性能与组成它们的纯金属不同,使合金有更加广泛的用途,下列日常生活使用的材料中不属于合金的是(　D　)
A.焊锡 B.黄铜 C.生铁 D.石墨
解析:石墨是碳元素的单质,不含金属元素,不属于合金。
5.金属Ni、Mn分别放入其他三种金属X、Y、Z的盐溶液中,反应的结果(有无金属析出)如下表所示。

X盐溶液
Y盐溶液
Z盐溶液
Ni
无
无
有
Mn
无
有
有

它们的金属活动性由强到弱的顺序为(　A　)
A.X　Mn　Y　Ni　Z B.Z　Ni　Y　Mn　X
C.Z　Mn　Y　Ni　X D.X　Mn　Ni　Y　Z
解析:由金属Ni与盐溶液的反应情况可知,它们的金属活动性Ni>Z,NiY,Mn>Z,MnMn>Y>Ni>Z。
6.关于金属物品的使用正确的是(　D　)
A.铝合金门窗变旧变暗后用砂纸或钢丝球打磨
B.铁桶中加入硫酸铜溶液和石灰乳配制杀菌剂波尔多液
C.铝壶内的水垢用质量分数为18%的热盐酸长时间浸泡
D.校内用钢架制作的自行车防雨棚应定期喷涂油漆防锈
解析:铝在空气中能被氧化形成一层致密的氧化物薄膜,可保护铝不继续与氧气反应,用砂纸或钢丝球打磨,即除去了保护膜,铝可与氧气反应,A不正确;铁能与硫酸铜溶液反应,既腐蚀了铁桶,又降低了药效,B不正确;铝壶内的水垢被酸除去后,铝可进一步与酸反应,C不正确;只有D正确。
7.(2012济宁)下列现象和事实,可用金属活动性顺序作出合理解释的是(　B　)
①金属镁在空气中比铝更易点燃,说明镁比铝活动性强
②金属铝比金属锌更耐腐蚀,说明锌比铝活动性强
③硫酸铜、石灰乳配制农药波尔多液,不宜用铁制容器
④金属锌与稀硫酸反应速率适中,更适于实验室制取氢气
A.①② B.③④
C.①②④ D.①②③④
解析:铝与空气中的氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化,因此,铝具有很好的抗腐蚀性能,铝的活动性比锌强。
8.(2012临沂)小明设计实验探究铁、铜、银三种金属的活动性顺序,他设计了四个实验方案,所选试剂分别是:①铜、银、硫酸亚铁溶液;②铁、银、硫酸铜溶液;③银、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液;④铜、硫酸亚铁溶液、硝酸银溶液。上述四个实验方案所选试剂正确的是(　A　)
A.②④ B.①②③
C.①②③④ D.②③
解析:①铜和银都置换不出硫酸亚铁中的铁,判断不出三种金属的活动性顺序;②铁能置换出硫酸铜中的铜,说明铁的活动性强于铜,银置换不出硫酸铜中的铜,说明铜的活动性强于银;③银置换不出硫酸亚铁中的铁和硫酸铜中的铜,判断不出三种金属的活动性顺序;④铜置换不出硫酸亚铁中的铁,说明铁的活动性强于铜,铜能置换出硝酸银中的银,说明铜的活动性强于银。
9.(2012浙江)铁制品在通常情况下很易生锈,制造时往往在铁制品表面电镀一层铜起防锈作用。下列说法正确的是(　C　)
A.镀铜铁制品不可以在弱酸性条件下使用
B.镀铜铁制容器可盛硝酸银溶液
C.镀铜铁制品不易生锈的原因之一是使铁隔绝了空气
D.镀铜铁制品是一种合金
解析:铜常温下不与酸反应,故镀铜的铁制品可以在弱酸性环境下使用,A错;铜也能与硝酸银溶液反应,镀铜的铁制品也不能盛装硝酸银溶液,B错;铜的化学性质比较稳定,镀在铁的表面使铁隔绝空气,不易生锈,C对;合金是金属中加热熔合某些金属或非金属形成的混合物,而镀铜的铁只是在铁的表面镀了铜,内部没有铜,不属于合金,D错。

10.相同质量的M、N两种活泼金属,分别与足量质量分数为8%的盐酸反应(M、N在生成物中均为+2价),生成H2的质量和反应时间的关系如图所示。下列叙述正确的是(　C　)
A.金属的活动性N>M
B.两个反应生成H2的体积相等
C.相对原子质量N>M
D.两个反应消耗盐酸的质量一定相等
解析:观察图,M线的斜率比N大,说明M与酸反应速度快,金属的活动性M>N,A不正确;从最终反应生成氢气的质量来看,M与酸反应生成的氢气质量大,当然体积也大,故B不正确;根据化学方程式M+2HClMCl2+H2↑和N+2HClNCl2+H2↑,相同质量的两金属与酸反应生成氢气的质量与其相对原子质量成反比,因M与酸反应生成氢气的质量比N多,故相对原子质量M　B　)
A.Cu、Ag B.Fe、Zn
C.Pt、Cu D.Ag、Au
解析:Zn、Fe属于H前金属,与足量盐酸充分反应后,不可能存在。
12.金属资源是不可再生的资源,保护金属资源是我们刻不容缓的职责。下列有关叙述不正确的是(　A　)
A.大力开采矿物以保障金属材料的供应
B.提高废旧金属的回收利用率
C.在金属制品上刷漆、涂油等防止金属腐蚀
D.用特种塑料代替金属制造机器的零部件
解析:金属资源的保护:(1)防止金属锈蚀。防锈蚀的方法有(以铁为例):①保持铁制品表面的洁净和干燥;②在表面覆盖保护层,如涂油、涂油漆、镀其他金属、形成氧化物保护膜等;③改变金属内部结构,如加入镍、铬使其变成不锈钢制成合金。(2)废旧金属的回收利用。(3)有计划、合理地开采矿物。(4)寻找金属的替代品等。
13.(2013黄石)下列有关金属的说法中不正确的是(　B　)
A.铁钉在潮湿空气中易生锈
B.常温下金属均为固态
C.锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气
D.合金的许多性能和组成它的纯金属不同
解析:大多数金属常温下为固体,但是汞常温下为液体,其他各项的叙述都是正确的。
14.我国在春秋战国时期就开始将生铁经高温煅打处理得到相当于铸钢的器具(如锋利的宝剑),这一技术比欧洲早了近2 000年。高温煅打生铁的主要作用是(　B　)
A.除去硫、磷杂质
B.适当降低含碳量
C.掺进合金元素
D.改善表面的结构性能
解析:生铁和钢的区别是生铁的含碳量高,钢的含碳量低。生铁变为钢,主要是降低了含碳量。
第Ⅱ卷(非选择题,共58分)
二、填空简答题(共8小题,共41分)
15.(6分)铝、铁、铜是我们生活中常见的金属。
(1)下列生活用品中,主要利用金属具有良好导热性的是　　　　(填序号)。 
A.铁锅 B.铜导线 C.铝制易拉罐
(2)铝具有很好的抗腐蚀性能,原因是 
　。 
(3)在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳可把铁从铁矿石里还原出来。其反应原理是:
　。 
(4)工人师傅切割铁板时,用硫酸铜溶液在铁板上画线可留下红色的印迹。其反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
解析:(1)铁做炊具是利用其导热性好,铜做导线是利用其导电性好,铝做易拉罐是利用其延展性好。
(2)铝与空气中的氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化,因此,铝具有很好的抗腐蚀性能。
答案:(1)A　(2)铝易与氧气反应,表面形成一层致密的氧化膜,对内部的铝起很好的保护作用　(3)3CO+Fe2O32Fe+3CO2
(4)Fe+CuSO4FeSO4+Cu
16.(2012襄阳)(2分)印刷铜制电路板的“腐蚀液”为FeCl3溶液。已知铜、铁均能与FeCl3溶液反应,反应的化学方程式分别为:①Cu+2FeCl32FeCl2+CuCl2,②Fe+2FeCl33X。
(1)写出化学方程式②中X的化学式:　。 
(2)现有一包铜、铁的混合粉末加入到盛有一定量FeCl3溶液的烧杯中,充分反应后烧杯中仍有少量固体剩余,那么烧杯内的固体中一定含有的物质是　　　　　　　　　。 
解析:(1)根据化学反应前后原子的种类和个数不变,推出X的化学式。
(2)根据题目中给出的化学反应方程式,可知烧杯内剩余的少量固体中一定含有铜。
答案:(1)FeCl2　(2)Cu(铜)
17.(8分)某钢铁厂用高炉炼铁的主要原料是赤铁矿石、焦炭、空气等,主要反应过程如下:

(1)在上图方框中填出有关反应的生成物的化学式。
(2)写出反应的化学方程式。
①　; 
②　; 
③　。 
解析:在炼铁的过程中,原料中的焦炭在第一步反应中做燃料,在第二步反应中做还原剂,与二氧化碳反应产生CO,最后CO再做还原剂,将铁矿石中的铁还原出来。解答这类问题,关键是了解工业炼铁的过程、每一步的产物、每一种原料的用途以及发生的反应。
答案:(1)CO2　CO
(2)①C+O2CO2　②CO2+C2CO
③3CO+Fe2O32Fe+3CO2
18.(2012重庆)(4分)铝、铁、铜是人类广泛使用的三种金属,与我们的生活息息相关。
(1)按人类开始使用这三种金属的先后排序为　　　　　　　　(用元素符号表示)。 
(2)在空气中　　　　制品(填“铝”或“铁”)更耐腐蚀。 
(3)用下列试剂验证这三种金属的活动性顺序,能达到目的的是　　　　(填序号)。 
A.硫酸铝溶液 B.硫酸亚铁溶液
C.硫酸铜溶液
(4)人们大量使用的是合金而不是纯金属,这是因为合金具有更多优良性能,例如钢比纯铁硬度　　　　(填“大”或“小”)。 
解析:(2)铝与空气中的氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化,因此,铝具有很好的抗腐蚀性能。(3)铝能置换出硫酸亚铁中的铁,说明铝的活动性强于铁;铜置换不出硫酸亚铁中的铁,说明铁的活动性强于铜。(4)合金的硬度比组成它的纯金属大。

答案:(1)Cu、Fe、Al　(2)铝　(3)B　(4)大

19.(4分)如图标出的是有关灯泡的组成物质,请根据图回答下列问题:
(1)所标物质中属于金属材料的是　　　　　　　(填名称,下同),属于非金属单质的是　　　　。 
(2)物质的性质决定其用途。请你就图中标出的物质举一例说明:　。 
(3)比较锡和铜的金属活动性强弱可采用　　　　　　　　　　　　的方法。 
解析:(1)钨丝、铜丝、焊锡、铝属于金属材料,氮气属于非金属单质。(2)钨熔点高,可用作灯丝。(3)判断金属活动性强弱可利用金属与金属化合物溶液之间的反应。
答案:(1)钨丝、铜丝、焊锡、铝　氮气　(2)钨熔点高,用作灯丝　(3)将锡片放入CuSO4溶液
20.(4分)置换反应是化学反应的基本类型之一。
(1)金属与盐溶液之间的置换反应,一般是活动性较强的金属可把活动性较弱的金属从其盐溶液中置换出来,如铜和硝酸银溶液反应,其化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)非金属单质也具有类似金属与盐溶液之间的置换反应规律,即活动性较强的非金属可把活动性较弱的非金属从其盐溶液中置换出来,如在溶液中可发生下列反应:Cl2+2NaBr2NaCl+Br2;I2+Na2S2NaI+S↓;Br2+2KI2KBr+I2
由此可判断:①S、Cl2、I2、Br2活动性由强到弱顺序是　。 
②下列化学方程式书写错误的是　　　　　　　。 
A.Cl2+2NaBr2NaCl+Br2
B.I2+2KBrBr2+2KI
C.Br2+Na2S2NaBr+S↓
D.Cl2+K2S2KCl+S↓
解析:(2)非金属单质也具有类似金属与盐溶液之间的置换反应规律,即活动性较强的非金属可把活动性较弱的非金属从其盐溶液中置换出来,由方程式Cl2+2NaBr2NaCl+Br2,可推出Cl2活动性比Br2强,再根据I2+Na2S2NaI+S↓;Br2+2KI2KBr+I2两个方程式可推出I2活动性比S强,Br2活动性比I2强,得出结论S、Cl2、I2、Br2活动性由强到弱顺序是Cl2>Br2>I2>S
答案:(1)Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag　(2)①Cl2>Br2>I2>S　②B
21.(7分)整理和归纳是有效的学习方法。下面是某学习小组的同学对Mg>Fe>Cu>Hg>Ag五种金属相关知识的归纳复习,请你参与并回答问题:
(1)从物理性质上看,每种金属都有自己的特性。你认为Hg与其他金属的不同之处是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)从化学性质上看,与盐酸反应最剧烈的是　　　　,这五种金属中,有一种金属的盐溶液能与其他四种金属发生反应,该金属是　　　　,反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　(写一个即可)。 
(3)性质决定用途,用途反映性质是重要的化学学科思想。用镁粉制作的烟花在夜空中发出耀眼的白光,这是利用了镁的　　　　性;铁块可以制成铁丝,是利用了它的　　　　性。 
解析:(1)大多数金属常温下呈固态,而汞呈液态。(2)活动性最强的金属与盐酸反应最剧烈,活动性最弱的金属的盐溶液能与其他金属发生反应。(3)镁具有可燃性,燃烧时发出耀眼的白光;铁具有延展性,能制成铁块,抽成铁丝。
答案:(1)Hg常温下呈液态　(2)Mg　Ag　Mg+2AgNO32Ag+Mg(NO3)2　(3)可燃　延展
22.(6分)大多数金属都能与氧气发生反应,请完成下列问题:
(1)能在空气中燃烧产生耀眼的强光的金属是　　　　,反应的化学方程式为　 
(2)在空气中加热后表面变黑的紫红色金属是　　　　,反应的化学方程式为　。 
解析:(1)能在空气中燃烧产生强光的是Mg。
(2)Cu为紫红色金属,加热后生成CuO,表面变黑。
答案:(1)Mg　2Mg+O22MgO
(2)Cu　2Cu+O22CuO
三、实验探究题(共1小题,共9分)
23.(2012梅州)现有银、铜、铁三种金属,某研究小组的同学为探究银、铜、铁的金属活动性顺序,设计了三个实验:
Ⅰ.将铁片浸入稀硫酸中;
Ⅱ.将银片浸入稀硫酸中;
Ⅲ.将铁片浸入硫酸铜溶液中。
(1)实验Ⅰ的现象是:有气泡产生,溶液由无色逐渐变为浅绿色。反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　;反应产生的气体可用　　　　的方法检验。 
(2)上述三个实验还不能完全证明三种金属的活动性顺序,请你补充一个实验来达到实验目的(写出实验操作和现象): 
　。 
根据以上探究,三种金属的活动性由强到弱的顺序是　　　　　　　　　　。 
(3)将银、铜、铁中的两种金属分别放入　　　　溶液中,即可验证这三种金属的活动性强弱。 
(4)将铜片加热,铜片表面变黑。同学们设计如下实验证明此黑色物质是CuO。
①实验操作
②实验现象
剪下一片变黑的铜片,放入试管中,加入足量的　　　　溶液 
铜片表面的黑色物质全部消失,露出红色的铜,溶液变为　　　　色 

解析:(1)铁与稀硫酸反应,生成氢气,溶液由无色变为浅绿色;氢气具有可燃性。(2)补充的实验只要能证明铜的活动性比银强即可。(3)溶液为铜的盐溶液即可。(4)氧化铜与稀盐酸或稀硫酸反应,氧化铜逐渐消失,溶液变为蓝色。
答案:(1)Fe+H2SO4FeSO4+H2↑　点燃　(2)将铜片浸入AgNO3溶液中,过一会儿取出,铜片表面有银白色物质析出(合理答案均可得分)　Fe>Cu>Ag
(3)CuCl2[或CuSO4或Cu(NO3)2等]
(4)①稀盐酸(或稀硫酸)　②蓝
四、计算题(共1小题,共8分)
24.钢铁的生产和使用是人类文明和社会进步的一个重要标志。
(1)每年钢铁锈蚀都会造成巨大的损失,铁制品锈蚀的主要原因是　。 
(2)校课外兴趣小组的同学取潍坊某钢铁厂生铁样品进行实验:将四份不同质量的生铁样品(假定其中只含单质铁和单质碳)分别加到100 g质量分数相同的稀硫酸中,充分反应后,测得的实验数据如下表:(已知:在标准状况下,22.4 L H2的质量为 2 g)
实验序号
1
2
3
4
生铁样品
的质量/g
2.88
5.76
9.24
10.28
生成H2的体积
(标准状况下)/L
1.12
2.24
3.36
m

通过计算回答下列问题:
①上述表格中m的值为　　　　。 
②根据表中数据计算稀硫酸中H2SO4的质量分数。
解析:(1)钢铁生锈是钢铁与空气中的氧气、水共同作用的结果。
(2)①根据Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
98 2
x　　　　　　×2 g=0.3 g
故知足量的Fe与该稀硫酸反应最多生成气体的体积为3.36 L。
答案:(1)铁与空气中的氧气和水蒸气发生反应
(2)①3.36
②解:据实验3进行计算
生成H2的质量为:×2 g=0.3 g,
设稀硫酸中H2SO4的质量为x,
Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
98 2
x 0.3 g
=
x=14.7 g
稀硫酸中H2SO4的质量分数为:×100%=14.7%。