金属和金属材料
一、单选题
1．如图是某两种物质在催化剂的作用下微观反应示意图，下列说法正确的是
A．该化学反应类型为置换反应
B．反应前后，氢元素的化合价不变
C．反应中，参加反应的物质的分子个数比为1：4
D．反应前后分子和原子的数目都不发生改变
2．下列关于金属材料的说法不正确的是
A．常温下，铝能与空气中的氧气反应，在其表面生成致密的氧化铝薄膜
B．铜有良好的导电性，常用于制作导线
C．纯铝的硬度大于硬铝铝合金
D．金属资源的回收利用既保护了环境，又节约了金属资源
3．今年2月23日，C919大型客机顺利转场东营试飞基地，开展试飞工作。东营市为国产大飞机的研制生产做出了贡献。飞机制造用到了硬铝、铝锂合金、钛合金等合金材料。下列说法错误的是
A．铝锂合金硬度大密度小，金属铝比金属铁活泼易生锈
B．锂能够和氧气反应生成Li2O，其中锂元素显+1价
C．钛合金抗腐蚀性能远优于不锈钢
D．四氯化钛和金属镁在高温下能得到金属钛，基本反应类型属于置换反应
4．如图所示实验方案不能达到实验目的的是
A．测定空气中氧气含量 B．探究燃烧需要可燃物与氧气接触 C．探究铁生锈的条件 D．探究水的组成元素
A．A B．B C．C D．D
5．通过下列实验可以得出的结论，其中不合理的是( )
A．甲实验中黄铜片能在铜片上刻画出痕迹，说明黄铜的硬度比铜片大
B．乙实验既可以说明分子在不停地运动着，又可以说明氨水显碱性
C．丙实验既可以将粗盐提纯，又可以说明氯化钠的溶解度随温度的升高而增大
D．丁实验既可以说明一氧化碳具有还原性，又可以说明一氧化碳具有可燃性
6．如图是初中化学中几个重要实验，有关该几个实验的说法错误的是
A．实验1中热水的作用是隔绝氧气和提供热量
B．实验2可证明分子是不断运动的
C．实验3中可证明铁生锈的条件
D．实验4中能证明二氧化碳的密度比空气大且不能燃烧，也不支持燃烧
7．现有X、Y、Z三种金属，如果把X、Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Y不反应；如果把Y、Z分别放入到硝酸银溶液中，Y表面有银析出，而Z没有变化，判断X、Y、Z的金属活动性顺序（ ）
A．X＞Z＞Y B．Y＞X＞Z C．X＞Y＞Z D．Z＞Y＞X
8．食品脱氧剂的主要成分为铁粉，可用于测量空气中氧气的浓度。如图所示，反应前AO的长度为L1，反应后BO的长度为L2，下列有关说法错误的是
A．实验测得氧气的质量分数为×100%
B．测量的原理利用了铁生锈消耗管内氧气
C．实验前应弹动玻璃管，使脱氧剂分布均匀且紧密
D．脱氧剂应平铺在玻璃管中，增加与氧气的接触面积
9．下列化学反应中，不属于置换反应的是
A．Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4 B．2Al＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2↑
C．Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑ D．4Al＋3O2=2Al2O3
10．请结合图示分析，下列说法正确的是
（图中“—”表示相连的物质可以发生反应；“→”表示一种物质可以转化成另一种物质）
A．通过反应①可以得到硫酸铁溶液
B．通过与CO发生置换反应可以实现转化②
C．能实现转化③的金属，也一定能和稀硫酸反应
D．反应④只能通过铁与氯化铜溶液反应实现
11．下列关于实验现象的描述中，错误的是
A．将红热的细铁丝放在氧气中，剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
B．在空气中点燃镁条，发出耀眼的白光，生成白色固体
C．将砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中，铝丝表面有铜析出
D．向盛有锌粒的试管中滴加稀硫酸，有气泡冒出
12．已知：金属X在常温下能与空气中的氧气反应，而金属Y和Z不能；将Y 、Z分别投入稀盐酸中，Y溶解并产生气泡，Z无变化。下列说法正确的是
A．X氧化物的化学式只能表示为XO B．Y能将X从它的化合物溶液中置换出来
C．Z在自然界中只能以单质形式存在 D．三种金属的活动性顺序：X>Y>Z
二、填空题
13．电动自行车以轻便、省力、操作简便、节能的优势正日益受到城镇居民的青睐。请回答下列问题：
（1）电动自行车的车身材料最好用______（在A、B、C中选项）
A 密度小、抗腐蚀性好的塑料
B 韧性好、硬度大的锰钢
C 密度小、强度好的硬铝
（2）电动自行车常用的铅蓄电池是一种可充电的化学电源，充电时能量转化为______。充电时电池中的硫酸铅（PbSO4）与水反应，生成金属铅、氧化铅（PbO2）和一种初中常见的酸。请写出发生反应的化学方程式______。其中铅元素在反应前后的化合价变化为______。
14．认真阅读下列材料，回答相关问题。
有着“沉睡三千年，一醒惊天下！”的三星堆青铜器出土后立刻惊动了全世界，人类经过最初学会使用石器的“石器时代”，到铜石并用的“铜石时代”之后，人类又学会了冶金术，学会了青铜的冶炼与合金熔铸，从而进化到了“青铜时代”。
我们的祖先很早就掌握了炼铜的工艺，他们将孔雀石【主要成分是Cu2（OH）2CO3】和木炭一起加热就可得到红色的铜。首先孔雀石受热分解可得到CuO，再用木炭作还原剂加热，把氧化铜中的铜还原出来，生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体。
(1)青铜属于_____________（填“纯净物”或“混合物”）。
(2)铜锈的主要成分是碱式碳酸铜【Cu2（OH）2CO3】，从元素守恒的角度分析，你认为铜的锈蚀是单质铜与下列哪些物质共同作用的结果 （选字母）。
A．O2、N2、H2O B．O2、CO2 C．O2、H2O、CO2
(3)木炭还原氧化铜的过程中C元素的化合价在反应前后的变化情况是_____________（填“升高”“降低”或“不变”）。
15．等质量的Zn、Mg分别放入等质量等浓度(溶质质量分数)的稀硫酸中。若生成氢气相等，则一定没有剩余的是_______________，一定有剩余的是________________。
16．在充满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH溶液后封口，易拉罐立即变瘪，原因是___________；一会儿易拉罐又会鼓起，因Al与NaOH溶液可反应生成H2和NaAlO2，该反应的化学方程式为___________；相同质量的铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，所得氢气质量前者___________(填大于、小于或等于)后者。
三、推断题
17．A-H都是初中化学中常见的物质，已知B为黑色固体，D为红色固体单质，F为红棕色固体，它们的转化关系如图所示。请回答：
(1)物质E的化学式为______；
(2)写出反应①的化学方程式为______；属于______反应（填反应基本类型），其制得的D物质可用于______。
18．图中A﹣H是初中化学常见的物质。B、C、D、E为单质，B为红色固体。A、F、G、H为氧化物，且A中两元素的质量比为4：1，G为黑色固体；图中“—”表示两端的物质间能发生化学反应；“→”表示物质间存在转化关系；反应条件、部分反应物和生成物已略去。
(1)写出下列物质化学式：A_____、G_____。
(2)D→B的化学方程式_____。
(3)写出C与E反应的化学方程式_____。
四、实验题
19．根据“下图”中的实验装置回答：。
(1)仪器a的名称是______。
(2)用装置A制取氧气，发生的化学反应方程式是______﹔若用装置B制取氧气，建议二氧化锰用无纺布包裹后放于多孔隔板上的目的是______。
(3)实验室制取二氧化碳，通常选用的收集装置是______（填字母序号）。
(4)分别向镁片、铝片、锌粒、铁钉（均足量）中不断加入等质量分数的稀硫酸，装置内压强与时间的关系如图所示。经分析，______与酸反应最剧烈；向铝片中滴加稀硫酸，开始时瓶内压强几乎不变，原因是______﹔综合考虑，最适合实验室制取氢气的固体药品是______，反应方程式为______。
20．利用如图所示实验，验证铁和铜的金属活动性。
(1)A中可观察到的现象是______。
(2)B中反应的化学方程式是______。
(3)请判断C装置能否验证铁和铜的金属活动性顺序______。
五、计算题
21．为测定黄铜（只含有锌和铜）样品中铜的质量分数，操作过程如图所示：
计算：
(1)完全反应后生成氢气的总质量是______。
(2)黄铜样品中铜的质量分数？ （写出计算过程）
22．化学兴趣小组为探究某黄铜(铜、锌合金)样品中铜的质量分数，取该样品50g置于烧杯中。逐滴加入9.8%的稀硫酸至不再产生气体为止，共消耗稀硫酸100g，使计算黄铜样品中铜的质量分数____。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【分析】如图所示，该反应是氢气和二氧化碳在催化剂的作用下反应生成甲烷和水，化学方程式为：。
【详解】A、根据分析，该反应生成物是两种化合物，不符合一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和化合物的反应，因此不属于置换反应，选项错误；
B、根据分析可知，反应前氢气是单质氢元反应前素化合价为0，反应前后在化合物找那个氢元素化合价为+1价，因此氢元素化合价改变，选项错误；
C、根据分析的化学方程式可知，反应前二氧化碳和氢气的分子个数比是1:4，选项正确；
D、根据质量守恒定律，反应前后原子的数目都不发生改变；根据化学方程式，反应前有5个分子，反应后有3个分子，因此反应前后分子个数改变，选项错误；
故选：C。
2．C
【详解】A、铝的化学性质比较活泼，常温下，铝能与空气中的氧气反应，在其表面生成致密的氧化铝薄膜，故正确；
B、铜有良好的导电性，常用于制作导线，故正确；
C、合金的硬度一般大于其组成金属的硬度，所以纯铝的硬度小于硬铝铝合金，故错误；
D、金属资源的回收利用既保护了环境，又节约了金属资源，故正确。
故选C。
3．A
【详解】A、铝锂合金硬度大密度小，金属铝在空气中能生成一层致密的氧化膜，具有良好的抗腐蚀性，故A错误；
B、锂能够和氧气反应生成Li2O，氧元素显-2价，设锂元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：2x+（-2）=0，则x=+1价，故B正确；
C、钛合金抗腐蚀性能远优于不锈钢，故C正确；
D、四氯化钛和金属镁在高温下能得到金属钛，同时生成氯化镁，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应，故D正确。故选A。
4．B
【详解】A、电热棒加热红磷燃烧生成五氧化二磷，最终水进入集气瓶，进入集气瓶中的水的体积即为集气瓶中的氧气的体积，能够达到.测定空气中氧气含量的实验目的；
B、燃烧需要满足三个条件，可燃物、氧气（或空气）、达到燃烧所需的最低温度；图示操作过氧化氢和二氧化锰反应生成水和氧气，图示操作中有氧气、白磷，但冷水没有达到可燃物的着火点，白磷不会燃烧，不能达到探究燃烧需要可燃物与氧气接触实验目的；
C、铁生锈需要同时和水、氧气接触，图中a试管生成铁锈，b试管没有铁锈生成，能够达到探究铁生锈条件的目的；
D、电解水生成氢气和氧气，根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，故水由氢、氧元素组成，能够达到探究水组成的目的。
故选B。
5．C
【详解】A、甲实验中黄铜片能在铜片上刻画出痕迹，说明黄铜的硬度比铜片大，合理；
B、乙实验中A烧杯内的酚酞溶液会变红，既可以说明分子在不停地运动着，又可以说明氨水显碱性，合理；
C、丙实验不能说明氯化钠的溶解度随温度的升高而增大，因为蒸发过程中溶剂的量不断减少，不合理；
D、丁实验既可以说明一氧化碳具有还原性（一氧化碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳），又可以说明一氧化碳具有可燃性（最后用酒精灯点燃处理多余的一氧化碳），合理；
故选：C。
6．C
【详解】A、探究燃烧的条件的实验中，热水的作用是隔绝氧气，同时起到提供热量的作用，故选项说法正确。
B、浓氨水具有挥发性，呈碱性，能使酚酞试液变色，能证明分子是不断运动，故选项说法正确。
C、探究铁钉生锈的条件，是利用对比实验，该实验只能证明铁生锈需要氧气，不能证明铁生锈需要水，故选项说法错误。
D、实验现象为下层的蜡烛先熄灭，上层的蜡烛后熄灭，蜡烛熄灭说明了二氧化碳不能燃烧、不能支持燃烧,下层的先熄灭证明二氧化碳的密度比空气大；故选项说法正确。
故选C。
7．C
【详解】把X、Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Y不反应，说明在金属活动性顺序中，X在氢前，Y在氢后，X的活动性比Y强，把Y、Z分别放入到硝酸银溶液中，Y表面有银析出，而Z没有变化，说明在金属活动性顺序中，Y位于银之前，Z位于银之后，Y的活动性比Z强，所以X、Y、Z的金属活动性顺序：X > Y > Z。
故选C。
8．A
【分析】AO长度L1相当于管内空气的体积。BO的长度L2相等于反应后剩余气体的体积。
【详解】A、该实验测得的是氧气的体积分数，为。错误。
B、铁生锈是铁与氧气、水发生的复杂的反应。测量的原理利用了铁生锈消耗管内氧气，正确。
C、实验前应弹动玻璃管，使脱氧剂分布均匀且紧密，避免因疏松导致管内空气偏多。正确。
D、脱氧剂应平铺在玻璃管中，增加与氧气的接触面积，使反应更充分迅速，正确。
故选A。
【点睛】
9．D
【详解】A、该反应是一种单质和化合物生成另外一种单质和化合物的反应，属于置换反应；
B、该反应是一种单质和化合物生成另外一种单质和化合物的反应，属于置换反应；
C、该反应是一种单质和化合物生成另外一种单质和化合物的反应，属于置换反应；
D、该反应符合多变一特点，属于化合反应；
故选D。
10．C
【详解】A、铁与硫酸反应生成硫酸亚铁与氢气，因此通过反应①不能得到硫酸铁溶液，故选项说法不正确；
B、一氧化碳与氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳，该反应不符合“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”的特点，不属于置换反应，故选项说法不正确；
C、在金属活动性顺序表中，铁位于氢的前面，能将铁置换出来的金属位于铁的前面，所以能实现转化①的金属也一定能和稀硫酸反应，故选项说法正确；
D、反应④也能通过铁与盐酸反应生成氯化亚铁，故选项说法不正确。
故选C。
11．C
【详解】A、将红热的细铁丝放在氧气中，剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体，故选项说法正确；
B、在空气中点燃镁条，发出耀眼的白光，生成白色固体，故选项说法正确；
C、将砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中，铝丝表面有铜析出，是实验结论而不是实验现象，故选项说法错误；
D、向盛有锌粒的试管中滴加稀硫酸，锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，会观察到有气泡冒出，故选项说法正确。
故选C。
12．D
【分析】金属X在常温下能与空气中的氧气反应，而金属Y和Z不能，说明金属X比金属Y和Z活泼；将Y 、Z分别投入稀盐酸中，Y溶解并产生气泡，Z无变化，说明金属Y比Z活泼。
【详解】A、X氧化物的化学式不一定只能表示为XO，故A错误；
B、X的活动性比Y强，Y不能将X从它的盐溶液中置换出来，故B错误；
C、Z在自然界中不一定只能以单质形式存在，也可能以化合物形式存在，故C错误；
D、由分析可知，三种金属的活动性顺序为X>Y>Z，故D正确。
故选D。
13． C 电能→化学能 +2价变为0价、+4价
【详解】（1）电动自行车轻便、省力，车身所用的材料具有密度小、强度好的性质；
（2）电动自行车常用的铅蓄电池是一种可充电的化学电源，当给它充电时是可以实现电能向化学能的转变；根据质量守恒定律可知，反应后的另一种生成物是硫酸，硫酸铅和水反应生成氧化铅、铅和硫酸，反应的化学方程为：，反应物中硫酸铅中铅的化合价是+2价，生成物中铅的化合价是0价，氧化铅中铅元素的化合价是+4价。
14．(1)混合物
(2)C
(3)升高
【解析】（1）
青铜是铜的合金，属于混合物。
（2）
由质量守恒定律，反应前后元素种类不变，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜（Cu2(OH)2CO3），含有铜、氢、氧、碳四种元素，则铜的锈蚀是单质铜与氧气、水、二氧化碳共同作用的结果。
故填：C。
（3）
木炭还原氧化铜，碳与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，碳属于单质，C元素的化合价为0，二氧化碳中C元素的化合价为+4价，C元素的化合价升高。
15． 硫酸 H2SO4 镁 Mg
【详解】，。等质量的Zn、Mg分别放入等质量等浓度（溶质质量分数）的稀硫酸中。若生成氢气相等，则参加反应的硫酸的质量相等，参加反应的锌的质量大于镁的质量，分别放入等质量等浓度（溶质质量分数）的稀硫酸中，Zn、Mg质量相等，故镁一定有剩余，一定没有剩余的是硫酸。
16． CO2气体能与NaOH溶液反应而被吸收，使罐内气压减小 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 等于
【详解】二氧化碳能和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，所以在充满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH溶液后封口，易拉罐立即变瘪，原因是：CO2气体能与NaOH溶液反应而被吸收，使罐内气压减小；一会儿易拉罐又鼓起，是因为铝、氢氧化钠和水反应生成偏铝酸钠和氢气，化学方程式为：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑；根据反应2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑可知，每54份的铝产生6份质量的氢气，由反应2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑可知每54份的铝产生6份质量的氢气，由化学方程式可以看出，相同质量的铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，所得氢气质量前者等于后者。
17．(1)CO
(2) 置换 作导线
【分析】D为红色固体单质，则D为铜，由黑色固体B与A在高温下反应生成，同时生成C，A是碳，B是氧化铜，C是二氧化碳；二氧化碳能和碳高温下生成E，则E是一氧化碳；F为红棕色固体，则F为氧化铁，一氧化碳和氧化铁高温下生成G，则G是铁，铁与H生成铜，则H是铜的可溶性盐。代入验证无误。
(1)
由分析可知，物质E是一氧化碳，一氧化碳的化学式为：CO；
(2)
碳与氧化铜在高温的条件下生成二氧化碳和铜，其化学方程式为：；向这样由一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应属于置换反应；铜具有良好的带电性，可用作导线；故填：；置换；作导线。
18．(1) CuO Fe3O4
(2)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(3)
【分析】A是氧化物，两种元素质量比是4:1，故A是CuO；B是单质，B为红色固体，且B能生成A，故B为Cu；D是金属单质，能转化生成G，G为黑色固体，G为四氧化三铁，则D是Fe；E能生成G，则E为O2；F、H为氧化物，且H能生成E和F，则H为H2O2，F为H2O；F能生成C，则C可以是氢气，代入框图，推断合理。
【详解】（1）根据分析可知，A是氧化铜，其化学式为：CuO，G是四氧化三铁，其化学式为：Fe3O4；
（2）根据分析可知，D是铁，B是铜，D→B可以是铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式为：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；
（3）C为氢气，E为氧气，氢气和氧气点燃生成水，反应的化学方程式为：。
19．(1)酒精灯
(2) 控制反应的发生和停止
(3)C
(4) 镁片 铝能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，氧化铝先与稀硫酸反应，故开始压强几乎不变 锌粒
【解析】（1）由图可知，仪器a的名称是酒精灯；
（2）A装置适用于固体加热反应制取气体，且试管口有一团棉花，适用于加热高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：；若用装置B制取氧气，由于二氧化锰是粉末状的，而多孔隔板上用来放块状的固体，故建议二氧化锰用无纺布包裹后放于多孔隔板上，关闭活塞，通过长颈漏斗添加液体，固液接触，生成气体，装置中压强变大，液体进入长颈漏斗，液体和固体药品分离，反应停止；打开活塞，气体排出，液体流下，固液接触，反应进行，目的是控制反应的发生与停止；
（3）二氧化碳溶于水，密度比空气大，可用向上排空气法收集，收集装置可选C；
（4）由图可知，镁片与稀硫酸反应，压强迅速达到峰值，说明镁与酸反应最剧烈；向铝片中滴加稀硫酸，开始时瓶内压强几乎不变，原因是铝易和空气中氧气反应生成一层致密氧化铝膜，硫酸首先和氧化铝反应，不生成氢气；综合考虑，最适合实验室制取氢气的固体药品是锌，反应速率适中在实验室中容易控制；锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，该反应的化学方程式为：。
20．(1)左边铁表面产生气泡，溶液由无色变成浅绿色；右边无明显现象
(2)
(3)能
【详解】（1）A中铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜和硫酸不反应，可观察到的现象是左边铁表面产生气泡，溶液由无色变成浅绿色；右边无明显现象；
（2）B中铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，反应的化学方程式是：；
（3）C装置能验证铁和铜的金属活动性顺序，是因为过程中无明显现象，是因为铜不能和硫酸亚铁反应，说明铁比铜活泼。
21．(1)0.8g
(2)解：由图可知，第一次加50.0g稀硫酸时，质量减少了0.4g；第二次加60.0g稀硫酸时，质量减少了0.4g；说明第二次加稀硫酸有剩余，锌完全反应。设样品中锌的质量为x，则：
黄铜样品中铜的质量分数=
答：黄铜样品中铜的质量分数为74%。
【详解】锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应中减少的质量为氢气。由图可知，第一次加50.0g稀硫酸时，质量减少了0.4g；第二次加60.0g稀硫酸时，质量减少了0.4g；说明生成氢气0.8g；故填：0.8g。
22．87%
【详解】根据质量守恒定律可知，生成的氢气的质量为： 50g+100g 159.9g=0.1g
设反应消耗锌的质量为x；
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
65 98
x 100g ×9.8%
，解得：=6.5g
黄铜样品中铜的质量分数是：。
答：黄铜样品中铜的质量分数是87%。
答案第1页，共2页
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