第四单元综合素质评价
可能用到的相对原子质量：H—1 Mg—24 Cl—35.5 Fe—56 Cu—64 Zn—65
Ag—108
一、选择题(每题包括12小题，每题3分，共36分)
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．下列防锈措施合理的是( )
A．经常用水冲洗自行车链条 B．在铁制暖气片上刷“银粉”
C．用“钢丝球”打磨铝锅表面 D．用过的菜刀及时用盐水清洗
3．将甲、乙两种金属片(均不是铜)分别放入CuSO4溶液中，甲表面析出金属Cu，乙表面没有明显现象，据此判断，三种金属的活动性顺序是( )
A．甲＞铜＞乙 B．铜＞甲＞乙 C．乙＞铜＞甲 D．甲＞乙＞铜
4．自贡市即将正式跨入高铁时代。制造高铁钢轨使用的是含锰钢，轨道铺设时每段钢轨的长度达1～2千米，从而大幅减少了轨道接口数量。下列说法错误的是( )
A．制造钢轨的材料是铁的合金
B．钢轨制造时加入锰是为了增大硬度，增强韧性
C．在钢轨接口处涂上油或扣上帽，可以防止接口锈蚀
D．钢轨热胀冷缩、歪曲变形是化学变化
5．【2023·南京模拟】下列有关模拟工业炼铁的叙述不正确的是( )
A．硬质玻璃管中红色固体变为银白色
B．用燃着的酒精灯可防止CO污染空气
C．赤铁矿的主要成分是Fe2O3
D．实验结束后先移去酒精喷灯，继续通CO直至硬质玻璃管冷却
6．黄金是Au的单质，化学性质很稳定。而假黄金是铜锌合金，颜色和外形似黄金。下列不能区分黄金与假黄金的方案是( )
A．在空气中灼烧 B．放在盐酸中
C．观察颜色 D．放在AgNO3溶液中
7．我国万米深海潜水器“奋斗者”号载人舱外壳材料采用的是钛合金，钛的生产过程中发生的反应之一为TiO2＋2Cl2＋2CTiCl4＋2CO，下列说法正确的是( )
A．该反应为置换反应 B．反应前后碳元素的化合价没有发生变化
C．TiO2是氧化物 D．钛合金的熔点比金属钛高
8．已知R为金属单质，能发生如下反应：R＋CuSO4===Cu＋RSO4。下列说法错误的是( )
A．该反应为置换反应 B．R的金属活动性比Cu强
C．该金属R可以是Al D．若R为Fe，反应后溶液的质量会减小
9．某金属R在化合物中常显＋1价，R的金属活动性比铜弱。某同学为了验证R、铝、铜的金属活动性顺序，取三种金属片，并选用下列溶液进行探究，无法达到实验目的的是( )
A．CuSO4溶液
B．稀硫酸、CuSO4溶液
C．稀硫酸、Al2(SO4)3溶液
D．Al(NO3)3溶液、RNO3溶液
10．【2022·杭州】在利用黄铜(一种合金)制作机器零件的过程中会产生黄铜屑，经测定黄铜屑主要含Zn、ZnO、Cu和CuO。下列分析错误的是( )
A．将黄铜屑加入足量稀硫酸中，会有气泡产生
B．将黄铜屑加入足量稀硫酸中，黄铜屑会全部溶解
C．根据黄铜屑的成分，可确定黄铜中含有锌和铜两种金属
D．根据黄铜屑与足量稀硫酸反应的现象，可比较锌和铜的金属活动性强弱
11．向盛有Cu(NO3)2溶液的烧杯中加入一定量锌粉和银粉的混合物，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。下列判断正确的是( )
A．滤渣中一定不含锌，一定含铜和银
B．滤渣中一定不含锌和铜，一定含银
C．滤液中一定含Zn(NO3)2，一定不含AgNO3
D．滤液中一定含Zn(NO3)2和Cu(NO3)2，可能含AgNO3
12．【2023·苏州模拟】下列图像不能正确反映对应变化关系的是( )
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A．图①是向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入锌粉至过量
B．图②是向盐酸和氯化钙的混合溶液中加入碳酸钠溶液至过量
C．图③是浓硫酸长时间敞口露置于空气中
D．图④是向相同质量、相同质量分数的稀盐酸中分别逐渐加入镁粉和铁粉
二、填空题(本题包括4小题，共36分)
13．(6分)2021年5月15日，中国首个火星探测器“祝融号”成功着陆火星，传回的图像在视觉上呈现为橘红色，是因为其地表广泛分布着赤铁矿。
(1)“祝融号”着陆后，展开太阳能板，把太阳能转化为________能，驱动仪器正常运转；太阳能板主要成分是单晶硅，常温下硅元素与碳元素的化学性质相似，其原因是______________________________。
(2)赤铁矿的主要成分是________(写化学式)，工业上用赤铁矿炼铁的化学方程式为_________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)每年因腐蚀而报废的金属数量惊人，请列举防止铁制品生锈的一条措施__________________。
14．(10分)金属材料广泛应用于生产、生活中。
(1)用铜作导线，利用了铜的延展性和________性。
(2)镁是一种活泼的金属，请写出镁与稀盐酸反应的化学方程式：__________________________________________________________________。
(3)将等质量的A、B、C三种金属(生成物中金属元素均为＋2价)，分别放入质量分数相等且足量的稀盐酸中，产生H2的质量与反应时间的关系如图所示。A、B、C三种金属中，金属活动性由强到弱的顺序是____________，相对原子质量最大的是________。
(4)向一定量的硝酸银和硝酸亚铁混合溶液中加入m g锌粉，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。下列分析正确的是________(填字母)。
A．若滤渣只含一种金属，则滤液中的溶质一定有三种
B．若滤液中含有两种金属离子，则滤渣中的固体一定有两种
C．若最终得到的滤渣质量仍为m g，则滤液中溶质最多有两种
D．若向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，则滤液中的溶质最多有两种
15．(10分)如图为高炉冶铁、炼钢并用生产的钢来探究白铜成分的流程图。(已知硫酸镍的化学式为NiSO4)
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(1)用高炉冶铁的主要反应原理是_________________________________________
_________________________________________________(用化学方程式表示)。
(2)分析流程图，三脱装置中发生反应的基本反应类型是________________。
(3)向精炼炉中吹入氩气使钢水循环流动，各成分均匀混合，相当于化学实验中________________(填一种仪器的名称)的作用。
(4)铁与镍相比，铁的金属活动性________(填“＞”“＝”或“＜”)镍，判断依据是___________________________________________________________________
(用化学方程式表示)。
(5)通过以上信息，得出白铜的成分是__________，其硬度比纯铜__________(填“大”或“小”)。
16．(10分)【2022·广安】黄铜(铜锌合金)长期使用会锈蚀，铜锈主要成分为Cu2(OH)2CO3。查阅资料：铜锈可以与稀硫酸反应。其化学方程式为Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋3H2O＋CO2↑，杂质不与稀硫酸反应。回收废黄铜有用成分，调配锌铜比例，可以铸造新的黄铜，变废为宝。
其工艺流程图如图所示：
(1)步骤一、步骤二、步骤三中均有混合物分离的操作，且方法相同，分离需要的玻璃仪器除漏斗、烧杯外，还需要________(填玻璃仪器名称)。
(2)化学反应按反应物和生成物的种类与特点分为四大基本反应类型，请写出步骤三中的主要化学方程式____________________________，其基本反应类型是________________。
(3)系列处理二后获得锌的质量________(填“＜”“＝”或“＞”)原废黄铜中锌的质量。
(4)黄铜颜色与黄金相似，人称“愚人金”，常被不法商贩冒充黄金牟取暴利。下列不能区别黄铜与黄金的方法是________。
A．用磁铁吸引 B．浸入稀盐酸中，观察有无气泡
C．在空气中灼烧后观察颜色 D．测定密度大小
三、实验探究题(本题包括1小题，共19分)
17．(19分)金属防腐是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如下研究。
【认识铁的腐蚀】(1)下列环境中的铁制品最容易生锈的是________(填字母)。
A．未擦干的铁锅 B．涂油漆的栏杆
C．盛水的不锈钢水杯
(2)铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，其中铁元素的化合价是________。
【探究铁的腐蚀】(3)该小组用图甲装置进行实验，起始时量筒内水面处于
50 mL刻度处，之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约__________(填“40”或“10”)mL刻度处，原因是_____________________________________________
__________________________________________________________________。
【拓展探究】(4)小强同学进行如下实验：取铁钉，用砂纸打磨，称其质量，按图乙安装装置，放置3天，再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表所示。
温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70
铁钉质量增加/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 0.18
小强同学的实验是探究______________对铁钉腐蚀快慢的影响，结论是___________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(5)有同学认为小强的实验未能真实反映50 ℃以后铁钉腐蚀的快慢，理由是50 ℃以后铁钉质量没有变化。请分析铁钉质量没有变化的原因：_______________
__________________________________________________________________；
改进实验方案证明你的分析：__________________________________________
__________________________________________________________________。
四、计算题(本题包括1小题，共9分)
18．(9分)【2022·齐齐哈尔】小明同学用某铁粉样品(杂质不溶于水，也不与酸反应)进行了如图所示实验，请回答下列问题：
(1)样品中铁的质量是________g。
(2)本实验最终所得不饱和溶液的溶质质量分数是多少？
答案
一、1．B 【点拨】铁制剪刀是用铁合金制成的，属于金属材料。
2．B 3．A 4．D 5．A 6．C
7．C 【点拨】置换反应是一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物，故该反应不属于置换反应，A错误；反应前后碳元素的化合价发生变化，B错误；TiO2属于氧化物，C正确；合金的熔点一般比成分金属的熔点低，D错误。
8．C 【点拨】Al在化合物中显＋3价。
9．C 【点拨】铝能与稀硫酸反应，R、铜均不能与稀硫酸、Al2(SO4)3溶液反应，说明活动性铝＞铜、R，无法确定R和铜的活动性强弱，C符合题意。
10．B 【点拨】黄铜屑主要含Zn、ZnO、Cu和CuO，其中Zn可与稀硫酸反应生成氢气，A正确；Cu不能与稀硫酸发生反应，因此黄铜屑不会全部溶解，B错误；黄铜屑主要含Zn、ZnO、Cu和CuO，因此黄铜中含有锌和铜两种金属，C正确；加入稀硫酸后，Zn与稀硫酸反应生成氢气，而Cu不与稀硫酸反应，证明Zn的活动性强于Cu，D正确。
11．C 【点拨】锌的金属活动性比铜强，银的金属活动性比铜弱，向盛有Cu(NO3)2溶液的烧杯中加入一定量锌粉和银粉的混合物，锌能与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，银不能与硝酸铜反应，充分反应后过滤，滤渣中一定含有铜和银，可能含有锌；滤液中一定含Zn(NO3)2，一定不含AgNO3，可能含有硝酸铜。
12．A 【点拨】向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入锌粉至过量，锌先与硝酸银溶液反应生成硝酸锌溶液和银，硝酸银反应完后，锌才能与硝酸铜溶液反应生成硝酸锌溶液和铜。每65份质量的锌可置换出216份质量的银，溶液的质量会先减少，A错误。
二、13．(1)电；最外层电子数相同
(2)Fe2O3；Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
(3)在铁制品表面刷漆(合理即可)
14．(1)导电 (2)Mg＋ 2HCl===MgCl2 ＋ H2↑
(3)A>C>B；C (4)C、D
【点拨】(4)向一定量的硝酸银和硝酸亚铁混合溶液中加入m g锌粉，锌会先和硝酸银反应生成硝酸锌和银，再和硝酸亚铁反应，生成铁和硝酸锌，若滤渣中只含一种金属，则一定是银，硝酸银可能部分反应，此时滤液中溶质为硝酸银、硝酸亚铁和硝酸锌，硝酸银也可能完全反应，此时滤液中溶质为硝酸亚铁和硝酸锌，A错；若滤液中含有两种金属离子，则溶质为硝酸锌和硝酸亚铁，硝酸亚铁和锌可能没反应，也可能部分反应，滤渣中固体可能为银，也可能为银和铁，B错；向一定量的硝酸银和硝酸亚铁混合溶液中加入m g锌粉，若最终得到的滤渣质量仍为m g，说明锌和硝酸银以及硝酸亚铁都发生了反应，硝酸亚铁可能有剩余也可能完全反应，则滤液中溶质最多有两种，C正确；若向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，则滤渣中一定有铁，硝酸亚铁可能完全反应，也可能部分反应，则滤液中溶质最多有两种，D正确。
15．(1)3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2(或4CO＋Fe3O43Fe＋4CO2)
(2)化合反应 (3)玻璃棒
(4)＞；Fe＋NiSO4===Ni＋FeSO4 (5)铜、镍；大
16．(1)玻璃棒 (2)Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑；置换反应 (3)＞ (4)A 【点拨】(1)步骤一、步骤二、步骤三中混合物分离均采用过滤的方法，因此除了上述仪器，还需要玻璃棒引流；(2)固体B为锌和铜，锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，化学方程式为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑；属于置换反应；(3)在步骤二中加入过量的锌，最终得到的锌的质量比原废黄铜中锌的质量大；(4)黄铜中含有锌和铜，黄金为金，都不能被磁铁吸引，无法利用磁铁区分，A符合题意；B项，黄铜含有锌，可与盐酸反应生成氢气，有气泡产生，而黄金不反应，无明显现象，可以区分两种物质；C项，黄铜灼烧有氧化铜生成，变为黑色，而黄金灼烧不变色，可以区分两种物质；D项，金属组成不同，密度不同，黄金的密度大，可以通过测定密度区分黄铜和黄金。
三、17．(1)A (2)＋3 (3)40；铁锈蚀消耗氧气，且氧气约占空气总体积的 (4)温度；其他条件相同时，在一定温度范围内，温度越高，铁钉腐蚀的速率越快
(5)50 ℃以后，试管中的氧气耗尽，铁钉的腐蚀停止；用容积较大的容器代替装置乙中的试管，分别在50 ℃、60 ℃、70 ℃下重复上述实验
四、18．【解】(1)5.6
(2)设生成氯化亚铁的质量为x，生成氢气的质量为y。
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
56 127 2
5.6 g x y
＝ x＝12.7 g
＝ y＝0.2 g
最终所得不饱和溶液的溶质质量分数是×100%＝10%。
答：最终所得不饱和溶液的溶质质量分数是10%。
