1、阶段检测四金属和金属材料(时间:90分钟满分:100分)可能用到的相对原子质量:H 1C 12N 14O 16S 32Cu 64Zn 65Ag 108一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共45分)1.为了减缓铁制品的锈蚀,下列做法不当的是()A.在车、船的表面喷涂油漆B.将使用后的菜刀用布擦干C.洗净铁制品表面的油膜D.在铁制品表面镀上一层锌解析A.在车、船的表面喷涂油漆能够防止生锈,做法正确;B.将使用后的菜刀用布擦干,能减缓铁制品的锈蚀,做法正确;C.洗净铁制品表面的油膜,使铁与氧气和水接触,容易生锈,做法错误;D.在铁制品表面镀上一层锌,能够防止生锈,做法正确。答案C2.
2、人们常把金、银、铜、铁、锡五种金属统称为“五金”。下列相关叙述错误的是()A.铁锅应用了铁的导热性B.金的化学性质最不活泼C.金属银可与硝酸铜溶液发生置换反应D.焊锡(锡铅合金)比锡熔点要低解析通过金属活动性顺序分析可知,银的金属活动性比铜弱,所以金属银不与硝酸铜溶液发生置换反应,C项错误。答案C3.将少量灰黑色的生铁粉末,投入到盛有过量稀硫酸的烧杯中,充分搅拌,待完全反应后过滤,滤纸上留有黑色的残渣。该黑色残渣的主要成分是()A.铁B.碳C.铁、碳混合物D.硫酸亚铁解析生铁是铁碳合金,故生铁中除铁以外的物质主要是碳,因为硫酸过量,铁完全反应,所以剩余的黑色残渣主要成分是碳。答案B4.下列有关
3、金属材料的说法正确的是()A.硬铝片比纯铝片硬度小B.钢的性能优良,是很纯的铁C.沙漠地区的铁制品锈蚀较快D.为防止钢铁生锈,可在其表面涂油解析合金比组成它的纯金属硬度大,因此硬铝片比纯铝片硬度大,故A错误;钢的性能优良,它是铁的合金不是纯铁,故B错误;沙漠地区空气干燥,因此铁制品锈蚀较慢,故C正确;在钢铁表面涂油,可以防止钢铁与水、氧气接触,防止生锈,故D正确。答案D5.把等质量的X、Y、Z、M四种金属分别加入同体积、同浓度的足量稀盐酸中,再把X加入Z(NO3)2溶液中,M加入到YNO3溶液中。反应关系如图所示。据此判断四种金属的活动性顺序为()A.ZXMYB.XZMYC.XZYMD.YMZ
4、X解析从第一个图中看出,Z、X能与酸反应生成氢气,且X反应速率大于Z,证明XZ,而Y、M不能与酸反应,说明ZM,ZY。从第二个图看出,X能把Z从其盐溶液中置换出来,也能证明XZ。第三个图中,M能把Y从其盐溶液中置换出来,说明MY。综上所述,四种金属的活动性顺序为XZMY。答案B6.金属M与AgNO3溶液反应的化学方程式为M+2AgNO3M(NO3)2+2Ag。下列说法不正确的是()A.该反应属于置换反应B.金属M可能是铝C.M的金属活动性比Ag强D.反应前后M的化合价改变解析该反应有一种单质和化合物反应,生成了另一种单质和化合物,属于置换反应,A项正确;在M(NO3)2中,M的化合价为+2价,
5、而铝与硝酸银反应生成银和硝酸铝,铝元素的化合价为+3价,所以M不可能是铝,B项错误;由于金属M能与硝酸银反应置换出银,说明M的金属活动性比银强,C项正确;反应前M是单质,M的化合价为0,反应后生成了M(NO3)2,M(NO3)2中M的化合价是+2价,化合价发生了改变,D项正确。答案B7.下列有关金属的说法错误的是()A.炒完菜后,应及时除掉锅底的水,这样可以防止铁锅生锈B.生铁和钢是含碳量不同的铁合金,其中生铁的含碳量大于钢的含碳量C.金属具有金属光泽,常温下金属都是固体D.金属的回收利用是保护金属资源的有效举措之一解析金属具有金属光泽,常温下大部分金属都是固体,但是金属汞是液体,C项错误。答
6、案C8.向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入Zn,溶液质量与加入Zn的质量关系如图所示,下列说法错误的是()A.a点溶液中的溶质有3种B.c点溶液中溶质为Zn(NO3)2C.若取bc段溶液,滴加稀盐酸,不会产生白色沉淀D.取d点时的固体,加入稀盐酸,无气泡产生解析在金属活动性顺序中,ZnCuAg,向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入Zn,Zn与AgNO3和Cu(NO3)2两种溶质依次发生反应。Zn+2AgNO3Zn(NO3)2+2Ag65216所以析出银的过程是溶液质量减少的过程;Zn+Cu(NO3)2Zn(NO3)2+Cu6564所以析出铜的过程是溶液质量
7、增加的过程。在a点时,硝酸银没有全部参加反应,溶液中含有硝酸银、硝酸铜和生成的硝酸锌,溶质是3种,A项正确;c点时硝酸铜恰好完全反应,溶液中只有硝酸锌,B项正确;bc段是硝酸银全部参加反应完后,锌和硝酸铜反应的过程,因此滴加稀盐酸,不会产生白色沉淀,C项正确;d点时锌过量,因此加入稀盐酸会产生氢气,D项错误。答案D9.小明发现月饼盒里的脱氧剂部分呈红褐色,查阅资料得知脱氧剂中含有铁粉和活性炭。他猜想这包脱氧剂中可能含有:Cu和C;Fe2O3和C;Fe3O4和C;Fe3O4、C和Fe;Fe2O3、C和Fe。其中猜想合理的是()A.B.C.D.解析脱氧剂是在常温下能与氧气发生反应的物质,该脱氧剂与
8、氧气反应后生成红色物质。不合理;中Fe2O3是红色物质,合理;Fe3O4是黑色,不合理;脱氧剂中的铁可能部分生锈,合理。故选C。答案C10.下列验证Zn、Fe、Ag三种金属活动性顺序的实验方案中(“”表示未进行金属与盐溶液之间的实验),不能达到实验目的的是()选项金属盐溶液ABCDZnSO4溶液FeAgFeFeSO4溶液ZnAgZnAgNO3溶液FeFe答案C11.硬铝的组成金属有铝、镁、铜、锰等。已知:锰丝放入稀硫酸中,有气泡产生;锰丝放入硫酸铝溶液中,表面没有金属析出。结合我们所学金属在溶液中的活动性顺序,下列有关金属的活动性强弱判断错误的是()A.Mn强于CuB.Al强于MnC.Mg强于
9、AlD.Mn强于Mg解析锰丝放入稀硫酸中,有气泡产生,说明锰的金属活动性强于氢;锰丝放入硫酸铝溶液中,表面没有金属析出,说明铝的金属活动性强于锰;结合铜的金属活动性弱于氢,镁的金属活动性强于氢、铝,镁强于锰。答案D12.某化学兴趣小组的同学进行如图所示实验。关于该实验,下列说法正确的是()A.中溶液含有盐酸B.中溶液一定没有盐酸C.中溶液加入镁粉时一定有气泡冒出D.中的固体一定是铁解析由图推测:图铁和稀盐酸反应;图可能含有稀盐酸,一定含有氯化亚铁;根据金属活动性顺序可知:镁铁,故镁与氯化亚铁溶液反应生成铁和氯化镁;如果有稀盐酸,则镁与稀盐酸反应;图一定没有盐酸,可能含有氯化亚铁,一定含有氯化镁
10、,固体可能为:铁或铁和镁的混合物。答案B13.向氧化铜和铁的混合物中,加入一定量的稀硫酸,并微热,当反应停止后,滤出不溶物,并向溶液中插入一铁钉,片刻后取出铁钉,发现铁钉并无任何变化,根据上述现象,确定下列结论哪个是正确的()A.不溶物一定是CuB.不溶物一定是FeC.不溶物一定含有Cu,但不一定含有FeD.溶液中一定含有FeSO4,但不一定含有CuSO4解析向CuO和Fe的混合物中加入稀硫酸后发生的反应有:CuO+H2SO4CuSO4+H2O;Fe+H2SO4FeSO4+H2。然后过滤,滤出不溶物,在滤液中插入铁钉(特别注意Fe+CuSO4FeSO4+Cu)无变化,说明滤液中不存在CuSO4
11、和H2SO4,CuSO4中铜元素全部被原混合物中的铁置换出来了,所以不溶物一定有Cu,若原混合物中的铁过量则含有铁,但也可能恰好反应。答案C14.将等质量、颗粒大小相同的X、Y、Z三种较活泼金属,分别加入到相同体积、相同溶质质量分数的稀盐酸中(金属完全反应),生成H2的质量与反应时间的关系如图所示。下列说法中正确的是()A.消耗稀盐酸的质量顺序为ZYXB.产生氢气的速率顺序为XYZC.三种金属的活动性顺序为YXZD.相对原子质量由大到小的顺序为ZYX解析由生成H2的质量与反应时间的关系图可知,三种金属完全反应放出氢气的质量由大到小的顺序为XYZ,则消耗稀盐酸的质量顺序为XYZ,A项错误;同一时
12、间内,产生氢气由多到少的顺序为YXZ,因此产生氢气的速率顺序应为YXZ,同时可判断三种金属的活动性顺序为YXZ,B项错误,C项正确;由生成H2的质量与反应时间的关系图可知,三种等质量的金属完全反应放出氢气的质量由大到小的顺序为XYZ,根据一定量金属完全反应产生氢气质量=金属的化合价的数值金属的相对原子质量金属的质量可知,要比较相对原子质量大小还需要知道三种金属的化合价,因此,无法比较三种金属相对原子质量的大小,D项错误。答案C15.为从废铜屑中得到较纯的单质铜,某探究小组设计了如下方案。有关说法正确的是()废铜屑氧化铜氯化铜铜A.若X是铁,第步反应还会生成氯化铁B.X还可以是锌,但不能是银C.
13、仅用第步操作也能达到实验目的D.向第步反应后的溶液中加入硝酸银溶液,若产生白色沉淀即证明稀盐酸过量解析若X为铁,与氯化铜反应生成铜和氯化亚铁,A项错误;锌的金属活动性比铜的强,可以置换出铜,但银的金属活动性比铜的弱,不能置换出铜,所以X可以是锌,不能是银,B项正确;铜在金属活动性顺序中,排在氢的后面,不能直接与盐酸反应,仅用步操作不能达到实验目的,C项错误;第步反应后的溶液中含有氯化铜,加入的硝酸银溶液与氯化铜反应可生成白色沉淀,故不能证明盐酸过量,D项错误。答案B二、填空题(本题包括5个小题,共23分)16.(4分)人类的生产、生活离不开金属。如图是铁锅示意图。(1)铁锅生锈实际是发生化学反
14、应所致。(2)炒菜时铁锅里的油着火可用锅盖盖灭的原因是。(3)铜、铁、铝三种金属,依次被人类发现和利用。以下三个选项中与人类大规模发现和使用金属最有关的是(填序号)。A.地壳中金属元素的含量B.金属的导电性C.金属活动性(4)铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料,主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是(填序号)。A.导电性好B.密度小C.不易生锈D.强度高解析(1)铁在空气中生锈,实际上是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果;(2)炒菜时铁锅中的油着火可用锅盖盖灭,使油与氧气隔绝而达到灭火的目的;(3)在金属活动性顺序中,铜铁铝,与人类发现和使
15、用这三种金属的顺序相符;铝是地壳中含量最多的金属元素,却被发现和使用得最晚,所以与含量没有必然的关系;与金属的导电性也没有必然的关系;(4)铝镁合金用于制作窗框、卷帘门、防护栏等时主要是利用了铝镁合金具有耐腐蚀性、密度小、机械强度高等性质,与导电性是否良好无关。答案(1)铁与空气中的氧气和水(2)使油与氧气隔绝(3)C(4)A17.(5分)钢铁是使用最多的金属材料。(1)人类向自然界提取量最大的金属是铁,高炉炼铁的原料是铁矿石、空气、石灰石和。(2)铝的金属活动性比铁的强,但在生活中常在铁的表面涂上铝粉。其原因是。(3)金属钴(Co)与铁具有相似的化学性质。CoCl2固体是蓝色的,CoCl2溶
16、液是粉红色的。现将金属钴投入稀盐酸中,发生化学反应:Co+2HClCoCl2+H2。该反应的实验现象为。解析(1)高炉炼铁的原料是铁矿石、空气、石灰石和焦炭;(2)铝的金属活动性比铁的强,但在生活中常在铁的表面涂上铝粉,其原因是常温时,铝能与空气中的氧气反应,在其表面生成致密的氧化物薄膜,保护里面的铁不被腐蚀;(3)金属钴投入稀盐酸中时,发生化学反应:Co+2HClCoCl2+H2,随着反应的进行,金属不断溶解,表面产生气泡,溶液由无色变为粉红色。答案(1)焦炭(2)常温时,铝能与空气中的氧气反应,在其表面生成致密的氧化物薄膜,保护里面的铁不被腐蚀(3)金属不断溶解,表面产生气泡,溶液由无色变
17、为粉红色18.(3分)右图中两块金属片互相刻画后,在纯铜片上留下明显划痕,该实验探究的目的是;写出一个有铜参加的置换反应的化学方程式,有铜生成的置换反应。答案比较黄铜和纯铜的硬度Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag2Al+3CuSO4 Al2(SO4)3+3Cu(其他合理答案均可)19.(6分)早在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器。工业炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁反应。某化学兴趣小组利用如图装置进行实验探究,请按要求填空:(1)写出图中仪器的名称:;。(2)A中观察到的现象是。写出CO还原Fe2O3的化学方程式:。(3)实验中盛有澄清石灰水的试管中可观察到的现象是。(4)右边导
18、气管口放置点燃的酒精灯的目的是。解析(2)在高温条件下,一氧化碳能与氧化铁反应生成了铁和二氧化碳。所以,A中观察到的现象是红棕色粉末变成黑色,反应的化学方程式是3CO+Fe2O32Fe+3CO2;(3)由于在A中生成的二氧化碳能与氢氧化钙反应得到碳酸钙沉淀和水,所以试管中可观察到的现象是澄清石灰水变浑浊;(4)由于尾气中含有一氧化碳气体,能污染空气,所以右边导气管口放置点燃的酒精灯以除去多余的CO。答案(1)铁架台酒精喷灯(2)红棕色粉末变成黑色3CO+Fe2O32Fe+3CO2(3)澄清石灰水变浑浊(4)燃烧多余的CO(或处理尾气等)20.(5分)构建知识网络是一种重要的学习方法。右图是关于
19、铁化学性质的知识网络(“”表示一种物质转化为另一种物质),其中B是密度最小的气体,C为紫红色固体单质。请回答下列问题:(1)A物质的化学式为。(2)B物质的一种用途是。(3)反应还需要的一种反应物是(填化学式)。(4)写出反应的化学方程式,并在括号内注明基本反应类型:()。解析(1)Fe在点燃条件下生成的是四氧化三铁;(2)B是密度最小的气体,B为氢气,Fe3O4与还原剂C(或CO或H2)生成铁;(3)C为紫红色固体单质,C为铜,铁可以与含铜的盐溶液反应置换出铜。答案(1)Fe3O4(2)冶炼金属(作燃料等)(3)C(或CO或H2)(4)Fe+CuSO4 FeSO4+Cu置换反应三、简答题(本
20、题包括2个小题,共10分)21.(4分)某地根据当地资源特点将石灰石的开采、加工和高炉炼铁连在一起形成联产。(1)炼铁的固体原料有铁矿石、焦炭和。请写出炼铁过程中CO和Fe2O3反应的化学方程式:。(2)高炉炼铁排放的废气中含有大量的高温一氧化碳,可作为能源用来煅烧石灰石。请写出煅烧石灰石的化学方程式:。(3)此联产方式的主要优点是。(答出一点即可)答案(1)石灰石3CO+Fe2O32Fe+3CO2(2)CaCO3CaO+CO2(3)降低成本(变废为宝,节约能源)22.(6分)某工业废料含氧化铜和氧化铁,经过处理后可得到铜和硫酸亚铁溶液,主要流程如图。已知:CuO+H2SO4CuSO4+H2O
21、Fe+Fe2(SO4)33FeSO4(1)过程中氧化铁溶解的化学方程式是。(2)过程充分反应后,还应有的实验操作是,该过程中发生的化学基本反应类型是(填基本反应类型名称)。(3)过程加入适量A的作用是;该过程中的实验现象是。(4)AF中含铁元素的有(填序号)。解析(1)要最终得到铜和硫酸亚铁,则溶解氧化铜和氧化铁使用的酸是稀硫酸,氧化铁能与稀硫酸反应生成硫酸铁和水;(2)由于溶液B中含有硫酸铜、硫酸铁和稀硫酸,要得到铜和硫酸亚铁溶液,就要除去稀硫酸,因此要加入过量的铁,然后过滤得到固体铜和铁的混合物D以及硫酸亚铁F,该过程中发生两个反应,铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,该反应是置换反应;铁与硫
22、酸铁反应生成硫酸亚铁,该反应是化合反应;(3)为了除去铜中的铁,并将铁转化为硫酸亚铁,需要加入稀硫酸将过量的铁除去;铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,硫酸亚铁的溶液呈浅绿色;(4)根据分析推断,A中含有硫酸,B中含有硫酸铜和硫酸铁,C是铁,D中含有铁和铜,E是铜,F中含有硫酸亚铁。答案(1)Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O(2)过滤化合反应、置换反应(3)除去剩余的铁,得到纯净的铜有气体生成,溶液由无色逐渐变为浅绿色(4)BCDF四、实验探究题(本题包括2个小题,共16分)23.(6分)黄铜是铜锌合金。黄铜渣中除含Cu、Zn外,还含ZnO和CuO。处理黄铜渣可得到硫酸锌,其主
23、要流程如下:(1)步骤、中进行的操作为。(2)步骤实验中也可验证两种金属的活动性顺序,写出判断依据。(3)为什么步骤中加入过量的锌?(4)若将黄铜渣中的ZnO和CuO除去得到黄铜合金,写出实验操作步骤及预期现象。解析(1)从流程图看出:步骤、都需要进行分离液体与固体混合物的操作,因而是过滤。(2)金属活动性顺序中,排在氢前面的金属可以将酸中的氢置换出来,排在氢后面的金属不能置换酸中的氢,步骤中加入稀硫酸,锌会与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,铜不会与稀硫酸反应,可以判断出锌的活动性比铜强。(3)加入过量的锌既可以将CuSO4中的Cu置换出来,又可以使溶液A中的硫酸完全反应。(4)某些金属氧化物在高温
24、条件下会与碳反应生成相应金属和二氧化碳,所以操作步骤是:取样品,加入木炭粉高温加热,黑色的氧化铜和白色的氧化锌会转化为金黄色的金属混合物。答案(1)过滤(2)锌会与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,铜不会与硫酸反应(3)置换出CuSO4中的Cu并使溶液A中的硫酸完全反应。(4)取样品,加入木炭粉高温加热,黑色的氧化铜和白色的氧化锌会转化为金黄色的金属混合物。24.(10分)为了弄清铜绿的组成和铜生成铜绿的条件,某化学实验小组进行了如下探究:(1)探究铜绿的组成。【查阅资料】通过查阅资料知道:铜绿受热易分解。【设计与实验】小芳从铜器上取下适量的干燥铜绿,按右图所示装置进行实验。在实验过程中,观察到:试管
25、口有水珠出现,说明了铜绿中含有氢、氧元素;澄清石灰水变浑浊,说明了铜绿中含有元素。小芳取下少量试管内反应后的剩余物,放入另一支试管中,滴入稀硫酸,充分反应后,溶液变蓝色,说明铜绿中含有元素。【实验结论】铜绿是由铜、氢、氧和碳元素组成的。(2)探究铜生成铜绿的条件。【查阅资料】铜绿的化学式是Cu2(OH)2CO3,它受热会分解成三种氧化物。铜绿分解的化学方程式为。【猜想与假设】根据铜绿的组成和查阅的资料判断,铜绿可能是铜与氧气及、共同作用而形成的。【设计与实验】借鉴课本“铁钉锈蚀条件的探究”实验,小梁设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验,实验如下图所示(所用铜片洁净、光亮,试管内的“”为铜片):实验
26、较长时间后,发现试管中铜片最先生锈(填试管字母编号)。【评价与改进】小曲认为小梁设计的实验还不够完善,要得出正确的结论,还要补充一个实验。你认为要补充的一个实验是(用图表示亦可)。【拓展与应用】小明发现从不同地点收集到的两个铜器(一个是纯铜做的,一个是青铜做的)中,纯铜器的铜绿比青铜器少,他据此分析,认为青铜比纯铜易锈蚀,小明的发现是否全面?请你说明理由。解析(1)有水珠出现,水中含有H、O元素,铜绿是在隔绝空气的前提下受热分解的,因此可证明铜绿中有H、O元素,同样道理,澄清石灰水变浑浊,说明有CO2生成,则可证明铜绿中含有C、O元素。物质与稀硫酸反应产生蓝色溶液,初中阶段中有CuSO4溶液,
27、即推断铜绿中还有铜元素。(2)依据(1)的分析铜绿受热有H2O、CO2生成,另一种一定是Cu的氧化物即CuO。依据质量守恒定律,空气中必须有水、CO2、O2和铜共同作用才能产生含Cu、H、O、C元素的化合物铜绿。D试管中上述条件均已具备,而A缺O2、CO2,B缺水、CO2,C缺水、O2,E缺CO2,F缺O2。所以D中最易生锈。在实验设计中设计了只有一个条件(A、B、C)的实验,具备两个条件(E、F)的实验,还缺一个只具备两条件(有O2、CO2)的实验,才可探究出水与生锈有无关系。答案(1)C、OCu(2)【查阅资料】 Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2【猜想与假设】 H2OCO2【
28、设计与实验】 D【评价与改进】把铜片置于装有干燥空气的试管中,放置对比上述实验,观察。如图所示:【拓展与应用】不全面;因为不同地点空气成分的含量不同,无法比较。五、计算题(6分)25.为了测定某铜锌合金中锌的质量分数,某同学利用该合金与稀硫酸反应,进行了三次实验,所得相关的实验数据记录如下:第一次第二次第三次所取合金的质量/g252550所用稀硫酸的质量/g120160100生成氢气的质量/g0.40.40.4 (1)从上表数据分析,当所取合金与所用的稀硫酸的质量比为时,表示合金中的锌与稀硫酸中的硫酸恰好完全反应。(2)试计算该铜锌合金中锌的质量分数。解析(1)铜锌合金中铜和稀硫酸不反应,只有
29、锌和稀硫酸反应,第二次和第一次所取的合金质量相同,第二次所用的稀硫酸比第一次多,而两次生成的气体质量相同,说明两次所取的合金中的锌都完全反应了,由此可以知道25g合金只能生成0.4g氢气;第三次所取的合金是前两次的2倍,如果合金中的锌完全反应,应该产生0.8g气体,而实际上产生的气体和前两次相同只有0.4g,说明第三次反应中稀硫酸不足量,由此可以知道100g稀硫酸只能产生0.4g氢气,综上可以知道:25g合金中的锌和100g稀硫酸可恰好完全反应,即合金和稀硫酸的质量比为25g100g=14;(2)根据氢气的质量结合反应的化学方程式可以计算出锌的质量,进而求出锌的质量分数即可。答案(1)14(2)解:设25 g铜锌合金中含有锌的质量为x。Zn+H2SO4ZnSO4+H2652x0.4 g652=x0.4g解得:x=13 g铜锌合金中锌的质量分数为13g25g100%=52%答:铜锌合金中锌的质量分数为52%。11
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