第八单元 金属和金属材料
(一)
基础题
1.(2022福建)下列物品中，由金属材料制成的是( )
A.纯棉毛巾 B.铁制剪刀
C.橡胶导管 D.陶瓷坩埚
2.(2022青海)下列金属不能从CuSO4溶液中置换出Cu的是( )
A.Al B.Fe C.Zn D.Ag
3.(2022广州)人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，都是以金属材料的使用作为标志的。下列说法正确的是( )
A.铝制品在常温下有良好的抗腐蚀性
B.纯铜比铜合金更适合用于制作耐磨齿轮
C.铁锅清洗后未擦干的水可隔绝空气减缓锈蚀
D.含铅、汞等重金属的废旧电池不可回收利用
4.(2022嘉兴)取一段镁条放入盛有少量稀盐酸的试管中，用手摸试管外壁会感觉发烫，反应的化学方程式为Mg＋2HCl=== MgCl2＋H2↑。下列有关说法正确的是( )
A.反应中无明显现象
B.反应是一个吸热反应
C.反应后溶液中溶质质量减少
D.反应说明镁能置换出酸中的氢
5.(素材来源：人教九下P16)(2020宁夏)工业上利用赤铁矿石(主要成分是Fe2O3，还含少量SiO2等杂质)冶炼生铁的过程如图所示，下列说法不正确的是( )
A.CaSiO3中硅元素显＋4价
B.高炉气体中SO2会形成酸雨，不能直接排放到空气中
C.原料中焦炭的作用之一是生成具有还原性的物质CO
D.高炉炼铁的原理是3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2，该反应属于置换反应
6.(2022北京)用下图所示实验研究金属的性质。
(1)①中有气体生成，生成的气体为____。
(2)③中反应的化学方程式为____________________。
(3)下列实验组合中，能得出铁、铜、银的金属活动性顺序的是______(填序号)。
A.①④ B.③④ C.①②④
7.(2022省实验一模)向一定量Cu(NO3)2、AgNO3和Al(NO3)3的混合溶液中加入Zn，充分反应后过滤，得到固体和溶液。
(1)请写出一个有关的化学反应方程式。(2)若反应后溶液呈蓝色，向过滤出的固体中加入稀盐酸，一定________(填“有”或“没有”)气体产生。
(3)若加入锌的质量为m，反应后过滤出的固体质量也为m，则反应后溶液中一定含有的溶质是什么？
【易错强化】 针对第7题：向一定质量Cu(NO3)2、AgNO3和Al(NO3)3的混合溶液中加入一定量的Zn，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。 (1)若向滤液中滴加稀盐酸，有白色沉淀产生，则滤液中一定含有的金属离子是___________________。 (2)若反应后所得溶液的质量与反应前溶液的质量相比保持不变，请分析滤渣的成分。 _____________________________________
8.(2022河南定心卷)金属材料的应用与人类文明、生产、科技等发展有着十分密切的关系。
Ⅰ.古代应用：汉代海昏侯国遗址发掘出大量珍贵文物。
(1)海昏侯国遗址博物馆展出的文物“青铜火锅”利用了铜的延展性和______性。
(2)出土的铁质编磬锈蚀严重，金饼却依然金光灿灿，体现出了不同金属性质的差异。
①请从另一角度说明Fe和Au的化学性质不同。(用化学方程式表示)②为探究铁质编磬锈蚀与哪些因素有关，某兴趣小组设计了如图所示实验，简述他们还需补充的实验及其目的。
③铁质编磬上的铁锈可用适量甲酸清洗。已知甲酸(化学式可用HR表示)与稀盐酸的化学性质相似，除锈的化学方程式为________________。
Ⅱ.现代应用：金属广泛应用于生产、科技领域。
(3)【生产】利用废旧电池铜帽(含Cu、Zn)制取海绵铜(Cu)并得到硫酸锌溶液，主要流程如图。(反应条件已略去)
已知：2Cu＋2H2SO4＋O2 2CuSO4＋2H2O
①图中物质B的作用是________________________________________________________________________。
②分析图中溶液A到溶液E的质量变化情况，并简述原因。(4)【科技】一架超音速飞机约由70%的铝及铝合金制成。
①铝是活泼金属，但具有很好的“自我保护”作用，原因是________________________________________(用文字描述)。
②铝土矿(主要成分Al2O3)是河南优势矿产之一，为飞机制造业做出了重要的贡献。工业上常用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝，同时得到氧气。计算制取27 t铝，理论上需要含氧化铝80%的铝土矿的质量是多少？拔高题
9.[一题多设问] (2022随州改编)A～F是初中常见物质，可发生如图所示的转化。A、D是组成元素相同的气体，B是红棕色固体，C是最轻的气体单质。
(1)写出C的化学式________。
(2)写出反应①的化学方程式________________________________________。
(3)反应②的基本反应类型为________。
(4)写出D→A转化的化学方程式________________________________________。
拓展设问
(5)除A、C外，物质X也能将B转化为E，有关反应的化学方程式为________________________。
(二)
基础题
1.[中华优秀传统文化](2022福建改编)我国古代常用灰吹法炼银，其过程为：将矿物银熔于铅形成银铅块，通过焙烧使铅氧化成 PbO进入炉灰，灰吹得银。下列说法错误的是( )
A.银是活泼金属
B.银铅块属于混合物
C.PbO中 Pb的化合价为 ＋2
D.灰吹法炼银过程包含化学变化
2.甲、乙、丙三种金属，将其中一种金属分别放入另外两种金属的硫酸盐溶液中进行实验，得到如图所示的转化关系，则三种金属的活动性由弱到强的顺序是( )
A.甲 丙 乙
B.丙 甲 乙
C.乙 甲 丙
D.甲 乙 丙
3.(2022苏州)用如图所示装置进行实验，倾斜Y形管，锌粒与硫酸铜溶液接触，表面有气泡产生并析出红色物质，溶液颜色变浅，经检测产生的气体为氢气。下列说法正确的是( )
A.锌粒参加的反应均为置换反应 B.硫酸铜溶液所含阳离子只有Cu2＋
C.可推知金属活动性顺序：铜>锌 D.若用银片代替锌粒，可观察到相似实验现象
4.[一题多设问] [构建模型](2022潍坊)铁及其化合物用途广泛，部分含铁物质的类别与相应化合价关系如图所示。下列推断合理的是( )
A.铁锈的主要成分是b
B.a在氧气中燃烧可得到e
C.a与稀硫酸发生反应可制得d
D.高温条件下，用CO还原e可得到a
拓展设问
写出一个生成c且属于复分解反应的化学方程式____________________。
5.(2022怀化)现有质量相等的X、Y、Z三种金属，分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀硫酸中，X不发生反应，Y、Z在生成物中均显＋2价，Y、Z反应生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示，则下列说法正确的是( )
A.X、Y、Z的金属活动性顺序为：Y>Z>X
B.相对原子质量：Y>Z
C.完全反应生成氢气的质量：Y
【易错强化】 1. 针对第5题：(2022济宁)相同质量的镁、铁、锌三种金属，分别与足量的、相同质量分数的稀硫酸充分反应，生成氢气的质量与反应时间关系如图。分析图像判断，下面说法正确的是( ) A. 金属锌反应速率最大 B. 金属锌的活动性最强 C. 金属镁生成氢气质量最多 D. 金属铁消耗稀硫酸质量最多
6.(2022许昌二模节选)如图为CO还原Fe2O3的微型装置图。B处V形管内的溶液变浑浊，A处反应的化学方程式为______________________；尾气中一定存在的气体是________。
拔高题
7.[技巧性计算](2022开封一模)将9.6 g镁、锌两种金属的混合物加入盛有100 g稀硫酸的烧杯中，恰好完全反应，将反应后的溶液蒸发、干燥，得到38.4 g固体。则生成氢气的质量为( )
A.0.4 g B.0.5 g
C.0.6 g D.0.7 g
8.[技巧性计算](2022省实验一模)某镁的样品中含有铝、锌、铜中的一种或几种杂质。现取2.4 g样品，加入100 g稀盐酸中，固体完全溶解，所得溶液的质量为102.2 g，下列选项中杂质组成正确的是( )
A.Al B.Al、Zn
C.Zn、Cu D.Al、 Zn、Cu
【易错强化】 2. 针对第8题：(2022新乡一模)某金属粉末含有Mg、Al、Cu中的一种或几种，取12 g该金属粉末与足量稀盐酸反应产生1 g氢气，则该金属粉末可能的组成情况有( ) A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种
9.(2022陕西改编)白铜是铜、镍(Ni)合金，某学习小组同学欲利用废弃的白铜回收铜、镍两种金属。
(1)先向盛有等量镍粉和锌粉的两支试管中分别加入溶质质量分数相同的稀硫酸，观察到都有气泡产生，且锌粉与稀硫酸反应更剧烈，镍粉与稀硫酸反应后的溶液为绿色，说明镍的金属活动性比锌____(填“强”或“弱”)。查阅资料可知，镍与稀硫酸反应的化学方程式为：Ni＋H2SO4=== NiSO4＋H2↑。
(2)接下来，同学们设计了如下实验流程回收铜和镍。
上图中，固体A是________，②中反应的化学方程式是______________________(只写一个)。
(3)选择一组试剂验证Ni、Zn、Cu的金属活动性顺序：____________________。
选做题
10.[跨物理学科](2022徐州)如图所示，用导线将锌片和铜片分别连接到电流表的正负极，插入硫酸铜溶液中即可构成化学电池。下列说法不正确的是( )
A.该装置将化学能直接转化成电能
B.反应后烧杯中溶液的质量变小
C.实验说明锌的金属活动性强于铜
D.涉及的反应为Zn＋CuSO4=== Cu＋ZnSO4
11.(2022贵阳改编)比较Zn、Fe、Cu的金属活动性。
(1)将一定量的硫酸铜溶液加入锌粉和铁粉的混合固体中，反应的示意图如图所示，分析可知，实验中发生反应的化学方程式为________________________，可得结论：________________。
(2)在上述实验中继续添加一定量硫酸铜溶液，微粒种类和数量的变化情况为________________________时，可得结论：金属活动性Zn>Fe>Cu。
答案
(一)
1. B 2. D 3. A 4. D 5. D
6. (1)氢气(或H2) (2)Fe＋CuSO4=== FeSO4＋Cu (3)BC
7. (1)Zn＋2AgNO3=== Zn(NO3)2＋2Ag[或Zn＋Cu(NO3)2=== Zn(NO3)2＋Cu] (2)没有
(3)Al(NO3)3、Zn(NO3)2
【易错强化】
(1)Ag＋、Cu2＋、Al3＋、Zn2＋ (2)一定含有银和铜，可能含有锌。
8. (1)导热 (2)①Fe＋2HCl=== FeCl2＋H2↑(或Fe＋CuSO4=== FeSO4＋Cu或3Fe＋2O2 Fe3O4等，合理即可) ②将铁钉放入充满干燥空气的试管中，目的是证明铁生锈需要与水接触。 ③Fe2O3＋6HR=== 2FeR3＋3H2O (3)①置换出铜 ②质量增大；溶液A中硫酸铜的质量小于生成的硫酸锌的质量，且固体C中过量的锌也转化为硫酸锌。 (4)①常温下，铝能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止内部的铝进一步被氧化
②解：设需要氧化铝的质量为x
2Al2O3 (熔融) 4Al ＋3O2↑
204 108
x 27 t
＝ x＝51 t
需要含氧化铝80%的铝土矿的质量为51 t÷80%＝63.75 t
答：需要含氧化铝80%的铝土矿的质量为63.75 t。
9. (1)H2 (2)Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 (3)置换反应 (4)CO2＋C 2CO
【拓展设问】(5)3C＋2Fe2O3 4Fe＋3CO2↑
(二)
1. A 2. C 3. A
4. D 【拓展设问】FeO＋H2SO4=== FeSO4＋H2O(合理即可)
5. D 【易错强化】C
6. Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 CO 7. C
8. B 【易错强化】C
9. (1)弱 (2)铜(或Cu) Zn＋NiSO4=== ZnSO4＋Ni(或Zn＋H2SO4=== ZnSO4＋H2↑) (3)Zn、Cu、NiSO4溶液(或Ni、ZnSO4溶液、CuSO4溶液等，合理即可)
10. B
11. (1)Zn＋CuSO4=== Cu＋ZnSO4 金属活动性Zn>Cu、Zn>Fe (2)铁原子数目减少，铜原子数目增多(合理即可)
