初中化学课题 1 金属材料练习题

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第八单元   金属和金属材料（B卷·能力提升练）

（本卷共16小题，满分50分，考试用时40分钟）

可能用到的相对原子质量：H-1   O-16    C-12   N-14   Cu-64  Fe-54

一、单项选题I（本大题共8个小题，每小题1.5分，共12分，每小题均有四个选项，其中只有一项符合题目要求）

1．下列有关金属的说法正确的是（    ）

A．所有金属都呈银白色 B．常温下所有的金属都是固体

C．合金的硬度一般比各成分金属小 D．铝制品耐腐蚀是因为表面生成致密氧化膜

【答案】D

【解析】A、金是金黄色，铁粉是黑色，故A不符合题意；B、汞是液态金属，故B不符合题意；C、合金的硬度比金属要大，故C不符合题意；D、铝制品耐腐蚀是因为表面生成致密氧化膜阻碍氧气与铝进一步接触发生反应，故D符合题意；故选D。

2．下列措施不能防止金属锈蚀的是（    ）

A．在金属表面涂油或喷漆    B．保持金属制品表面的洁净和干燥

C．将金属制成耐腐蚀的合金   D．用砂纸擦去铝制品表面的氧化膜

【答案】D

【解析】A、在金属表面刷漆或是涂油能防止金属生锈，正确；B、保持金属制品表面的洁净和干燥能防止金属生锈，正确；C、将金属制成耐腐蚀的合金能防止金属生锈，正确；D、用砂纸擦去铝制品表面的氧化膜会破坏保护层，加速锈蚀，错误。故选D。

3．金属R投入稀硫酸中，有气泡产生；镁条插入R的化合物的溶液中，有R析出，则R、Mg、Cu的金属活动性顺序是（    ）

A.Mg>R>Cu        B.R>Cu>Mg    

C.R>Mg>Cu        D.Mg>Cu>R

【答案】A

【解析】在金属活动性顺序中，铜的活动性排在氢后；金属R投入稀硫酸中，有气泡产生，说明R的活动性排在氢前；镁条插入R的化合物的溶液中，有R析出，说明镁的活动性比R强，因此三种金属的活动性由强到弱的顺序为：镁、R、铜，故选A。

4．下列关于金属材料的说法，正确的是（    ）

A．黄铜的硬度比铜的小 B．铝的导电性比铜的好

C．钛合金的抗腐蚀性能比不锈钢强 D．锡铅合金的熔点比锡的高

【答案】C

【解析】A、合金的硬度大于纯金属的硬度，所以黄铜的硬度比铜的大，选项错误；B、铝的导电性比铜的差，选项错误；C、钛合金的抗腐蚀性能比不锈钢强，选项正确；D、合金的熔点低于纯金属的熔点，即锡铅合金的熔点比锡的低，选项错误，故选C。

5．下列关于资源、能源的叙述正确的是（     ）

A．金属的回收利用，不仅可以节约金属资源，还可以节约95%的能源

B．废旧电池随意丢弃会带来对环境的污染，但不会危害人体健康

C．地球上的金属资源中金、银等以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在

D．防止金属腐蚀是保护金属资源的有效途径

【答案】D

【解析】A、金属的回收利用，可以节约金属资源和能源，但不是都会节约95%的能源，错误；B、废旧电池随意丢弃会带来对环境的污染，会危害人体健康，错误；C、地球上的金属资源中除金、银等少数不活泼金属有单质形式存在外，其余大部分以化合物形式存在，错误；D、防止金属腐蚀是保护金属资源的有效途径，正确。故选D。

6．《吕氏春秋》记载“金（即铜单质）柔锡（即锡单质）柔，合两柔则刚（即坚硬）”。这句话说明合金具有的特性是（　　）

A．合金的熔点一般比其组分低    B．合金的硬度一般比其组分大

C．合金的抗腐蚀性一般比其组分强   D．合金的耐磨性一般比其组分好

【答案】B

【解析】合金与其组分相比：硬度大、熔点低、抗腐蚀性增强，“金（即铜单质）柔锡（即锡单质）柔，合两柔则刚（即坚硬）”这里说的是合金的硬度大。故选B。

7．向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，滤液呈蓝色，下列说法正确的是（    ）

A．滤渣中一定有Ag、Cu  B．滤液中一定有Cu2+、Zn2+

C．向滤渣中滴加稀盐酸一定有气泡产生  D．向滤液中加入稀盐酸一定有沉淀生成

【答案】B

【解析】A、由分析可知，滤渣中一定有银，可能含有铜，一定没有锌，选项说法不正确；B、由分析可知，滤液中的溶质一定含有硝酸锌、硝酸铜，可能有硝酸银，所以滤液中一定有Cu2+、Zn2+，选项说法正确；C、滤渣中一定没有锌，所以向滤渣中滴加稀盐酸一定没有气泡产生，选项说法不正确；D、由分析可知，滤液中可能有硝酸银，所以向滤液中加入稀盐酸不一定有沉淀生成，选项说法不正确。故选B。

8．将质量相等的镁粉和铁粉分别投入等质量等浓度的稀硫酸中，所得H2质量与稀硫酸质量关系曲线正确的是（　　）

A． B．

C． D．

【答案】B

【解析】因为题中曲线反映的是所得H2质量与稀硫酸质量关系，实验中反应的稀硫酸质量相等时，生成氢气质量也相等，因此在反应时，两种金属的曲线应该是重合的。从发生的两个反应：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑ ，Fe+ H2SO4= FeSO4+ H2↑ 中可以求出，Mg和H2的质量比是24∶2，Fe和H2的质量比是56∶2，因此质量相等的镁粉和铁粉，如果全部反应最终镁和稀硫酸反应生成的氢气多，A、C、D三个对应关系错误，B对应关系正确。故选B。

二、单项选题II（本大题共4个小题，每小题2分，共8分，每小题均有四个选项，其中只有一项符合题目要求）

9．下图是探究铁钉锈蚀条件的4个实验，一段时间后观察现象。下列说法不正确的是（    ）

A．①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是甲

B．①②对比说明铁生锈需要空气，①③对比说明铁生锈需要水

C．③中附着在棉花上的氯化钙的作用是作干燥剂

D．四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉

【答案】A

【解析】A、铁与氧气、水接触充分时最易生锈，所以①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是乙，说法错误，符合题意；B、 ①铁与空气和水接触铁锈蚀，②中铁只与水接触，铁不锈蚀，①②对比说明铁生锈需要空气；①铁与空气和水接触铁锈蚀，③铁只与空气接触，铁不锈蚀，①③对比说明铁生锈需要水，说法正确，不符合题意；C、 ③中附着在棉花上的氯化钙的作用是作干燥剂，说法正确，不符合题意；D、四个实验中，④中的铁钉与氧气、水接触最充分，生锈最快，说法正确，不符合题意，故选A。

10．向一定质量的Mg（NO3）2和Cu（NO3）2混合溶液中加入a克锌粉和铁粉的混合物，充分反应后过滤，得到不饱和的滤液和滤渣，将滤渣洗涤、干燥后再称量，得到的固体质量仍为a克。下列分析合理的是（    ）

①滤渣中可能有铜   

②向滤渣中加稀盐酸，可能有气泡产生

③滤液中一定有Mg（NO3）2、Zn（NO3）2和Fe（NO3）2，可能有Cu（NO3）2

④若忽略过滤操作中溶液损失，滤液中溶质的质量一定大于原混合溶液溶质的质量

A．①②  B．①③ 

C．②③  D．②④

【答案】C

【解析】金属活动性：Mg＞Zn＞Fe＞Cu，向一定质量的硝酸镁和硝酸铜的混合溶液中加入ag锌粉和铁粉的混合物，锌先与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，即：，65份的锌置换出64份的铜，固体质量减小，溶液质量增加，待硝酸铜完全反应后，铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，即 ，56份的铁置换出64份的铜，固体质量增加，溶液质量减小，充分反应后过滤，得到不饱和的滤液和滤渣，将滤渣洗涤、干燥后再称量，得到的固体质量仍为a克，故一定发生了铁和硝酸铜的反应。①一定发生了锌和硝酸铜、铁和硝酸铜的反应，滤渣中一定有铜，错误； ②铁可能过量，向滤渣中加稀盐酸，可能有气泡产生，正确；③硝酸镁不参与反应，滤液中一定含硝酸镁，锌、铁一定与硝酸铜发生了反应，滤液中一定含硝酸锌和硝酸亚铁，可能含硝酸铜，正确；④锌与硝酸铜反应，溶液质量增加，铁与硝酸铜反应，溶液质量减小，完全反应后，滤渣的质量不变，故滤液中溶质的质量等于原混合溶液溶质的质量，错误。故正确的是②③。故选C。

11．现有一包金属粉末，可能是由A1、Mg、Zn、Fe、Ag中的一种或几种组成。取该样品2．4g，向其加入100g一定溶质质量分数的稀硫酸，恰好完全反应，产生0．2g H2，溶液呈无色，无固体剩余。则下列结论正确的是（    ）

A．该样品的组成仅有两种可能 B．所用稀硫酸的溶质质量分数为19．6%

C．该样品中一定含有Mg D．所得溶液中溶质的总质量为12g

【答案】D

【解析】设生成0．2g氢气，需要镁、锌和铝的质量分别为、、

A、金属粉末与稀硫酸反应，得到无色溶液，固体无剩余，说明粉末中一定不包括铁和银，通过上面计算可知，金属粉末可能组成为镁、铝和锌、铝、镁和锌，组成有三种可能，说法错误；B、由质量守恒定律可知：生成的氢气中氢元素都来源于硫酸中的氢元素，生成0．2g氢气，100g一定溶质质量分数的稀硫酸中氢元素的质量=0．2g，则硫酸溶液中硫酸的质量=，稀硫酸的溶质质量分数=，说法错误；C、由A可知，该样品中不一定含有镁，说法错误；D、反应后所得溶液中溶质的为金属硫酸盐，金属的质量=2．4g，硫酸根的质量=，所得溶液中溶质的质量=9．6g+2．4g=12g；故选D。

12．回收含铜废料(主要成分为Cu)中的铜，部分实验流程如下：

注：灼烧后得到黑色固体和残留物，残留物不溶于水和稀硫酸。

下列关于该流程的说法，错误的是（    ）

A．“灼烧”的主要目的是将Cu转变为CuO 

B．B．滤液X中的溶质为FeSO4

C．“酸溶”和“还原”过程中发生的反应均为置换反应 

D．D．将Cu、Fe混合物加入足量稀硫酸中，充分反应后过滤得Cu

【答案】C

【解析】A、“灼烧”的主要目的是将Cu转变为CuO，故选项正确；B、铁和硫酸反应生成FeSO4，滤液X中的溶质为FeSO4，故选项正确；C、“酸溶”是氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，属于复分解反应，“还原”是稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气属于置换反应，故选项错误；D、将Cu、Fe混合物加入足量稀硫酸中，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜不和稀硫酸反，过滤得Cu，故选项正确。故选C。

第Ⅱ卷（非选择题，共30分）

13．人们的日常生活离不开金属，高科技新材料的开发和应用也需要金属。请回答：

(1)地壳中含量最多的金属元素是 ________ ；

(2)根据下图的应用实例，试说出金属具有的两点物理性质： ________ 、 ________ ；

(3)早在春秋战国时期，我国古代人民已经开始炼铁：

①写出磁铁矿(Fe3O4)与CO反应的化学方程式： ________________________ ；

②钢铁防腐十分重要！请写出一种防止钢铁生锈的方法： ________________________ 。

【答案】（1）铝(或Al)  ；（2）导电性 ；导热性；（3）；喷漆(或保持干燥或涂油等)

【解析】（1）地壳中元素的含量由多到少的顺序为：氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢、钛，因此地壳中含量最多的金属元素是铝；（2）做电线说明金属具有导电性，延展性，做炊具说明具有导热性；（3）①一氧化碳和四氧化三铁高温条件下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：；

②防止钢铁锈蚀的方法是破坏铁生锈的条件，如在金属制品表面涂油、喷漆，保持金属制品表面的干燥等。

14．金属材料在生产、生活中有着广泛的应用，人类的生产和生活都离不开金属。

(1)新型材料纳米级铁粉具有广泛的用途，它比普通铁粉更易与氧气反应，其制备的主要流程如图所示。

高温反应器中反应的化学方程式为_________。反应前需向反应器中通入氮气，目的是_________。

(2)金属活动性顺序有重要的应用。铝、铜、铁为日常生活中常见的金属，某化学兴趣小组的同学在探究铝、铜、铁三种金属的有关性质时，进行了如图的实验：

在A实验中发生反应的化学方程式为_____________________。将A实验结束后①②试管内的物质倒入烧杯中，发现烧杯中的红色固体物质明显增多，其原因是_________________，一段时间后过滤，滤液中的溶质一定有________(填化学式)。

(3)某同学在一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后，他对反应过程进行了分析，得到了以下几个图像(横坐标表示加入铁的质量)，其中错误的是_____(填字母序号)。

【答案】 FeCl2＋H2Fe＋2HCl  ；排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸 ；Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4 ；①中未反应的铁粉继续与②中硫酸铜反应 ；FeSO4和Al2(SO4)3  ；D

【解析】（1）据题意反应的化学方程式为FeCl2+H22HCl+Fe，反应前需向反应器中通入氮气，目的是防止发生爆炸。（2）金属活动性顺序中，排前置后，故铁不与硫酸铝溶液反应，能与硫酸铜溶液反应，在A实验中发生反应的化学方程式为Fe+CuSO4=Cu+FeSO4；将A实验结束后①、②试管内的物质倒入烧杯中，发现烧杯中的红色固体物质明显增多，其原因是未反应的铁继续与硫酸铜反应。一段时间后过滤，滤液中的溶质一定有生成的FeSO4、没参与反应的Al2(SO4)3 ；（3）—定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁粉，由于铁与银之间金属活动性差距较大，故铁先与硝酸银溶液反应，待硝酸银溶液反应完以后，铁才与硝酸铜溶液反应。Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu A、开始加入的铁与硝酸银溶液反应，待硝酸银溶液反应完以后，铁才与硝酸铜溶液反应，故铜的质量在加入铁一段时间后才产生，正确；B、反应开始硝酸铜的质量不变，但是溶液质量减少故硝酸铜的溶质质量分数增大，当铁与硝酸铜溶液反应时，硝酸铜的溶质质量分数逐渐减小到零，正确；C、第一个反应中，反应掉340份质量的硝酸银，生成180份质量的硝酸亚铁，溶液质量减少，第二个反应中，反应掉188份质量的硝酸铜生成180份质量的硝酸亚铁，溶液质量减少，第一个反应中溶液减少的多，正确；D、反应前有两种溶质，反应中有3中，如果铁足量，反应后只有一种，错误。故选D。

15．小林学习金属的相关知识后，关注到生活中有以下现象：

Ⅰ．海边的铁制品，锈蚀程度比其他地方更严重。

Ⅱ．切过咸菜的菜刀，不及时清洗，很容易就锈蚀了。

针对Ⅰ和Ⅱ的现象，小林结合学习内容查阅了相关资料并进行实验探究。

【资料卡片】

探究铁生锈的条件

【家庭小实验】

为了探究食盐水对铁钉锈蚀速率的影响，小林设计并完成了如图的家庭小实验，很快看到实验现象。

（1）该实验中红墨水液面可能出现的现象是______（填序号）；

A两端仍持平               B左高右低                   C左低右高

你选择的理由是______。

（2）小红认为小林的实验不足以说明食盐水能加速铁钉的锈蚀，请在小林实验的基础上完善此实验方案______；

（3）结合资料及实验结果，解释现象Ⅰ和Ⅱ______。

（4）常温下一些金属的物理性质数据如表。据此可知高压输电线最好选用金属______ (填字母)；C的合金通常可以做菜刀、锤子等，其合金的硬度______5（填“>”、“<”或“=”）。

（5）铁矿石有多种，如赤铁矿(主要成分Fe2O3)和磁铁矿(主要成分Fe3O4)等。写出磁铁矿的主要成分与一氧化碳反应的化学方程式______。

【答案】 B  ；因为铁钉与瓶中的氧气、水反应，使瓶内的压强减小；仍采用小林的装置作对比实验，保持其他条件不变，将30mL食盐水换成30mL蒸馏水，重复小林的实验操作，观察现象；海边潮湿的空气和咸菜中都含有一定量的氯化钠，氯化钠能加快铁制品的锈蚀速率；B  ；＞ ；

【解析】（1）铁在与氧气和水共存时会发生锈蚀，导致装置内的压强减小，在外界大气压的作用下，U型管内的红墨水液面左侧升高，右侧下降；故答案为：B；因为铁钉与瓶中的氧气、水反应，使瓶内的压强减小；（2）要说明食盐水能加速铁钉的锈蚀，还需要再设计一个对比实验，实验方案如下：仍采用小林的装置作对比实验，保持其他条件不变，将30mL食盐水换成30mL蒸馏水，重复小林的实验操作，观察现象；（3）海边潮湿的空气和咸菜中都含有一定量的氯化钠，氯化钠能加快铁制品的锈蚀速率，所以海边的铁制品，锈蚀程度比其他地方更严重；。（4）高压输电线不仅要求要有较好的导电性，还要求密度小，所以选择金属B；由于合金的硬度大于纯金属的硬度，所以C的合金硬度＞5。（5）一氧化碳具有还原性，能夺取氧化物中的氧元素。四氧化三铁与一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：。

16．为测定某赤铁矿石中氧化铁的质量分数，小龙和他的同学用足量的一氧化碳与10g赤铁矿石样品充分反应(杂质不参与反应)，并将生成的气体用一定量的氢氧化钠溶液完全吸收，该溶液总质量与反应时间的变化关系如图。

(1)上述反应产生二氧化碳的质量为多少克？

(2)计算该赤铁矿石中氧化铁的质量分数为多少？(写出计算过程)

(3)若上述反应后剩余固体质量为mg，写出计算该赤铁矿石中氧化铁质量分数的表达式(用m表示)。

【答案】(1)6.6g；(2)80%；(3)×100%

【解析】（1）由图象知，反应产生二氧化碳的质量为106.6g﹣100.0g=6.6g，故填：6.6；

（2）设赤铁矿石中氧化铁的质量为x，

解得，x=8.0g

样品中氧化铁的质量分数为：%=80%

答：该样品中氧化铁的质量分数为80%．

（3）设赤铁矿石中氧化铁质量分数为y，则：

10gy××100%=m﹣（1﹣y）×10g

解得，y=

答：该赤铁矿石中氧化铁质量分数的表达式为。