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化学九年级下册第八单元 金属和金属材料课题 1 金属材料单元测试课时作业
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这是一份化学九年级下册第八单元 金属和金属材料课题 1 金属材料单元测试课时作业，共11页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验与探究，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.不锈钢是铁的合金，与纯铁相比，不锈钢最重要的特性是( )
A． 密度小 B． 光泽好 C． 导电性好 D． 抗腐蚀性强
2.下列措施对自行车防锈无效的是( )
A． 车架表面喷漆 B． 钢圈表面镀金属 C． 露天放置，日晒雨淋D． 链条表面涂机油
3.请将符合图示装置设计意图的序号选出( )
①证明一氧化碳有还原性；②证明一氧化碳有可燃性；③证明产物中有二氧化碳；④能有效防止一氧化碳污染空气；⑤该实验充分利用了能源。
A． ①②③④⑤ B． ②③ C． ①③④⑤ D． ①②④⑤
4.在飞船的火箭推进器中常装有液态肼(N2H4)和过氧化氢(H2O2)，它们混合时发生反应的化学方程式为2H2O2＋N2H4===N2＋nH2O，下列说法中正确的是( )
A． 该反应为置换反应 B． 该化学方程式中n＝4
C． 反应前后原子总数发生变化 D． 氮是地壳中含量最高的元素
5.为了初步确定某种铁矿石的种类，取该铁矿石用盐酸溶解，有气体放出，这种铁矿石的名称是( )
A． 磁铁矿 B． 赤铁矿 C． 菱铁矿 D． 大理石
6.地壳中含量最多的金属元素与非金属元素组成的化合物的化学式为( )
A． SiO2 B． FeO C． Fe3O4 D． Al2O3
7.下列措施有利于防止铁制品锈蚀的是( )
A． 农具上铁锈不及时除去 B． 切过酸菜的菜刀不及时清洗
C． 工地上的钢管堆放在潮湿的地方 D． 家用剪刀不用时，涂上油并放在干燥处
8.下列金属中，能被磁铁吸引的金属是( )
A． 铁片 B． 铝片 C． 铜片 D． 任何金属都可以
9.在天平的两个托盘上各放一只烧杯，烧杯中都盛有足量的盐酸，此时天平保持平衡。如果一边投入少量的锌粒，另一边投入相同质量的铁粉，两者都完全溶解后，天平指针将( )
A． 偏向放锌粒的烧杯一边 B． 不发生偏转
C． 偏向放铁粉的烧杯一边 D． 无法判断
10.通常情况下，铁丝在氧气中燃烧的产物是( )
A． Fe3O4 B． FeO C． Fe2O3 D． Fe(OH)3
11.光亮的铁钉在下列几种情况中，最容易生锈的是( )
A． B． C． D．
12.为防止家中菜刀生锈，小风设计了如下方案：
①每天用汽油擦拭一遍 ②用完后保存在盐水中 ③擦干后用植物油涂抹 ④用干布把它擦干，悬挂 ⑤用食醋涂抹 ⑥用酱油涂抹 。请选出你认为合理的方案( )
A． ①②③④⑥⑦ B． ②③④ C． ③④ D． ⑤⑥⑦
13.运用推理、归纳、类比、对比的方法得出下列结论，其中合理的是( )
A． 铝的金属活动性比铁强，则铝制品比铁制品更容易锈蚀
B． 水和过氧化氢的组成元素相同，则两者的化学性质相同
C． Na＋、Mg2＋、Cl－的最外层电子数均为8，由此得出离子的最外层电子数均为8
D． 同温下分解氯酸钾，加催化剂的反应速率快，说明催化剂可以改变反应速率
14.下列建设地铁过程中使用的材料属于合金的是( )
A． 锰钢 B． 水泥 C． 玻璃 D． 塑料
15.小红同学为研究金属腐蚀的条件，用细尼龙线将三根大小相同的铁钉分别固定在如图所示的三个液面高度相同的相同装置中，放置一星期后观察现象。下列描述错误的是( )
A． 装置Ⅰ的铁钉一侧的液面一定会上升
B． 装置Ⅰ、Ⅱ中的铁钉都被腐蚀
C． 比较铁钉一侧的液面，装置Ⅱ比装置Ⅰ的高
D． 装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
二、填空题
16.为测定钢铁中的含碳量，设计如下装置，钢铁样品在装置A中煅烧时，气体产物只有CO2和SO2。
(1)钢样处理成粉末的主要目的是__________。钢样中的Fe3C煅烧时的化学方程式为Fe3C＋3O2________＋CO2。
(2)实验室用KClO3和MnO2制备O2的化学方程式为
________________________________________________________________________，
MnO2中Mn的化合价为____________。
(3)装置 B的作用是________________________，装置 B中的现象是________________________。
(4)装置C的作用是________________________。若无装置C，则测定结果________________(填“偏大”“无影响”或“偏小”)。
(5)装置D的作用为______________________________________________________；
装置E的作用为_________________________________________________________。
(6)钢样中加入某物质可降低煅烧温度，为不影响测定结果，该物质在组成上需满足的条件是________________________________________________________________________。
17.教材中探究铁生锈条件的实验所需时间过长，为此，某兴趣小组设计了改进实验(其中夹持固定装置已略去)，如图所示：
(1)反应开始后，A装置中的现象为__________________，其中MnO2起____________作用。
(2)B中盛放的是浓硫酸，其作用是_________________________________________________。
(3)4分钟后观察，只有D中铁片表面生锈，C、E中铁片依然光亮。该实验现象说明铁生锈主要与________________有关；D中铁片生锈所需时间短的主要原因是________________
________________________________________________________________________。
(4)防止生锈的方法很多，如____________(写一种方法即可)。
18.实验室可用下图装置模拟工业炼铁。
(1)一氧化碳与氧化铁(Fe2O3)反应的化学方程式是____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)试管中澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)装置图末端的导气管口放一盏燃着的酒精灯，这样做的目的是________________________________________________________________________。
(4)为检验反应后有铁生成，进行如下实验：将反应后的固体取少量放入稀盐酸中，观察到有气泡冒出．该反应的化学方程式是_____________________________________________。
19.黄金较稀少，价格昂贵，在青海的许多地方，人们在沙土层中用水冲洗筛选金子。据此推断，由此法采集的黄金在自然界中主要以______形式存在(填“单质”或“化合物”)
20.在Cu(NO3)2、Al(NO3)3和AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀硫酸时有气泡产生，则反应后所得溶液中含有的金属离子有________；反应后溶液的质量比原混合溶液的质量________(填“大”或“小”)；有关反应的化学方程式为_________________________________________________(写出一个即可)。
三、实验与探究
21.为探究铁生锈的条件，某化学社团设计了如下实验：取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，装置如图所示，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象
(1)铁生锈实际上是铁与空气中的________(填名称)发生反应的结果。
(2)当铁丝足量，时间足够长，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的______________。
(3)该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和________两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
22.某化学小组利用如图所示装置(图中固定装置已略去)测定铜锌合金中锌的质量分数，探究过程如下：
①连接实验装置并检查装置气密性。
②向装置Ⅰ中的锥形瓶加入2.0 g的铜锌合金样品粉末，由注射器缓缓注入稀硫酸，待到锥形瓶中不再产生气体时，准确读取注射器内读数，减少10.5 mL稀硫酸，同时立即夹紧弹簧夹，移出装置Ⅲ中的导管，准确读取量筒内水的体积为214.0 mL(注：样品中的杂质不参加反应
③装置Ⅰ中剩余固体物质经过适当处理后，准确称量其质量为1.4 g
④该小组的三位同学利用实验过程测得不同数据，计算铜锌合金样品中锌的质量分数
甲同学利用装置Ⅰ中反应前后固体的质量进行计算；
乙同学利用装置Ⅰ中加入稀硫酸的量进行计算；
丙同学利用装置Ⅲ中量取水的体积进行计算，并查得：在标准状况下，氢气的密度为0.09 g·L－1。
回答下列问题：
(1)装置Ⅰ中反应的化学方程式为________________________________________________，
实验过程中须加入稀硫酸至不再产生气体，目的是___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)步骤③中称量剩余固体之前的正确操作是____________、洗涤、干燥。
(3)根据实验测定的数据，上述三位同学中________(填“甲”、“乙”或“丙”)同学无法进行计算样品中锌的质量分数。
(4)化学小组同学发现：按照丙同学的方案进行计算，致使实验结果出现较大偏差。以下因素可能造成偏差的有________(填标号)。
A．移出装置Ⅲ时，导管内留存了一部分水
B．实验测量前，没有排除装置Ⅰ中的空气
C．数据处理时，未排除加入稀硫酸所占的体积
23.小金利用图示装置进行甲、乙对比实验，探究温度对CO和Fe2O3反应的影响(固定装置略)。
(1)从实验安全角度考虑，图示装置还应采取的改进措施是________________________________________________________________________。
(2)完全反应后，两组的生成物均为黑色粉末(纯净物)，分别用两组生成物进行以下实验：
①甲组的黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式是____________________________________
________________________________________________________________________。
②小金查阅资料后发现Fe3O4在常温下不与稀盐酸、CuSO4溶液反应，故猜想乙组的生成物为Fe3O4。他又发现m2恰好为________ g ，这可成为支持上述猜想的新证据。
(3)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响，且均体现出CO的________(填写化学性质)。
四、计算题
24.某工厂要用赤铁矿石(主要成分是氧化铁，假设杂质不含铁元素)来炼制生铁。若要炼制含铁96%的生铁63 t，假设在炼制过程中损失10%铁元素，则理论上需要含杂质20%的赤铁矿石的质量是多少？
答案解析
1.【答案】D
【解析】不锈钢是在钢中加入其他成分制成的不易生锈的钢，其最大的特点是抗腐蚀性增强，故选D。
2.【答案】C
【解析】对自行车防锈无效的是露天放置，日晒雨淋。故选C。
3.【答案】C
【解析】该实验不能证明一氧化碳的可燃性。故选C。
4.【答案】B
【解析】置换反应是指一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物的反应，观察各物质类别，可知该反应不是置换反应，A错误；根据化学方程式的配平，n＝4，B正确；根据质量守恒定律可知，化学反应前后原子总数保持不变，C错误；氧是地壳中含量最多的元素，D错误。故选B。
5.【答案】C
【解析】磁铁矿的主要成分是Fe3O4，与盐酸反应不产生氢气；赤铁矿的主要成分是Fe2O3，与盐酸反应不产生氢气；菱铁矿的主要成分是FeCO3，与盐酸反应，生成二氧化碳气体；大理石的主要成分是CaCO3，与盐酸反应生成二氧化碳，但大理石不是铁矿石。故选C。
6.【答案】D
【解析】地壳中含量最多的金属元素是铝，含量最多的非金属元素是氧，它们组成的化合物是氧化铝，化学式为Al2O3。故选D。
7.【答案】D
【解析】铁锈不及时除去会加速铁的锈蚀。A、B、C三项都能加速铁制品的锈蚀。故选D，隔绝空气中的氧气和水蒸气。
8.【答案】A
【解析】大多数金属有相似的性质，例如导电性、导热性，但除铁之外，大多数金属不能被磁铁吸引。故选A
9.【答案】A
【解析】】等质量的锌和铁，与足量的金属完全反应，根据化学方程式的计算可知，生成氢气的质量：铁>锌。故天平指针向锌一侧偏转。选A。
10.【答案】A
【解析】通常情况下，铁丝在氧气中燃烧的产物是四氧化三铁，化学式为Fe3O4。故选A。
11.【答案】A
【解析】钢铁的锈蚀是由于钢铁与空气中的氧气、水蒸气同时接触，发生化学变化的结果，而环境的温度、湿度、溶液的酸碱性都会加速钢铁的锈蚀。故选A。
12.【答案】C
【解析】为防止家中菜刀生锈，可采取的方法可以是隔绝空气或水蒸气。①③都可隔绝，但汽油有毒，家中可选用植物油；水和氧气是铁生锈的必要条件，溶液的酸碱性则会加速铁的锈蚀，如②⑤⑥。故选C。
13.【答案】D
【解析】铝制品表面易形成一层致密的氧化物薄膜，阻止内部的铝进一步锈蚀，与活动性无关，A错；分子是保持物质化学性质的最小微粒，水是由水分子构成的、过氧化氢是由过氧化氢分子构成的，两者化学性质不同，B错； Li＋最外层就只有2个电子，C错；选D。
14.【答案】A
【解析】A项，锰钢属于铁的合金，其中含有铁、锰等，属于合金，正确；B项，水泥主要成分：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙，无金属单质，不属于合金，错误；C项，玻璃是混合物，不含有金属单质，错误；D项，塑料是一种人工合成的具有良好的成膜性、绝缘性、耐腐蚀性能特点的高分子材料，不属于合金，错误。故选A。
15.【答案】C
【解析】A项，装置Ⅰ的铁钉一侧的液面一定会上升，因为铁钉生锈消耗了氧气，从而使得气体的压强小于外界大气压，所以此描述正确，故不选A；B项，装置Ⅰ、Ⅱ中的铁钉都被腐蚀，因为铁钉都与水和氧气接触，并且盐溶液、酸溶液能够加快铁的生锈速率，所以此描述正确，故不选B；C项，比较铁钉一侧的液面，装置Ⅱ比装置Ⅰ的低，因为浓盐酸挥发出来的氯化氢气体和水蒸气与铁反应生成氢气，使得压强增大，所以此描述不正确，故选C；D项，因为浓硫酸能够吸收水蒸气，使得铁不能与水充分接触，不容易生锈，所以此描述正确。故不选D。
16.【答案】(1)增大反应物接触面积，使反应更充分 Fe3O4
(2)2KClO32KCl＋3O2↑ ＋4价
(3)除去CO2中的SO2 高锰酸钾溶液褪色
(4)吸收CO2中的水蒸气 偏大
(5)吸收CO2，测定产生的CO2质量 防止空气的CO2和H2O进入D装置
(6)不能含有碳元素
【解析】(1)钢样处理成粉末的主要目的是增大反应物接触面积，使反应更充分，根据化学反应前后原子个数守恒，可配平化学方程式Fe3C＋3O2Fe3O4＋CO2。(2)实验室用氯酸钾制备氧气的化学方程式为2KClO32KCl＋3O2↑；根据化合物中各元素的正负化合价代数和为零，可计算出锰的化合价为＋4价。(3)为准确测定含碳量，要排除二氧化硫的干扰，所以装置 B的作用是除去CO2中的SO2，可以观察到高锰酸钾溶液褪色。(4)为准确测定含碳量，要排除水蒸气的干扰，所以装置 C的作用是吸收CO2中的水蒸气，若无该装置，最后吸收的二氧化碳会混有水蒸气，使测定结果亦偏大。(5)装置D的作用为吸收CO2，测定产生CO2的质量；装置E的作用为防止空气的CO2和H2O进入D装置。(6)钢样中加入某物质可降低煅烧温度，为不影响测定结果，该物质在组成上需满足的条件是不能含有碳元素。
17.【答案】(1)产生大量气泡 催化剂 (2)干燥气体
(3)水和氧气 铁在有水和氧气并存时易生锈，C中铁制品只与氧气接触，没与水接触，E装置中的铁制品只与水接触和极少量的氧气接触，只有D中的铁制品同时和水、氧气接触，故生锈最快 (4)涂油漆等
【解析】
18.【答案】(1)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
(2) Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O
(3)尾气处理
(4)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
【解析】(1)一氧化碳与氧化铁(Fe2O3)反应的化学方程式是Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。(2)试管中澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式 Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O。(3)装置图末端的导气管口放一盏燃着的酒精灯，这样做的目的是处理有毒的一氧化碳，防止污染空气。(4)用稀盐酸检验铁的化学方程式是Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑。
19.【答案】单质
【解析】元素的存在形式由其化学性质决定，在沙土层中用水冲洗筛选金子，说明金的化学性质稳定，与土壤中的水及氧气等物质不反应，在自然界主要以单质的形式存在。
20.【答案】Al3＋、Fe2＋ 小 Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag或Fe＋Cu(NO3)2===Fe(NO3)2＋Cu
【解析】在金属活动性顺序中，铝>铁>铜>银。向混合液中加入一定量的铁粉，铁会优先和硝酸银反应，生成银和硝酸亚铁；若铁还有剩余，就会和硝酸铜反应，生成铜和硝酸亚铁。根据题意，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀硫酸时有气泡产生，说明滤出的固体中含有氢之前的金属，在这里氢之前的金属有铝和铁，但铁不能与硝酸铝反应，故这里能滴加稀硫酸产生气体的金属只有铁，说明铁已经过量，而且有剩余，那么硝酸铜和硝酸银都被反应完，溶液中的溶质只有硝酸铝和硝酸亚铁，即金属离子为Al3＋、Fe2＋。根据化学方程式计算可知，每56份质量的铁溶解，就会析出64份质量的铜、或析出216份质量的银，所以反应后溶液的质量一定会比原混合溶液的质量小。在这里发生了两个反应——分别是铁和硝酸银反应Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag，铁和硝酸铜反应Fe＋Cu(NO3)2===Fe(NO3)2＋Cu。
21.【答案】(1)水、氧气 (2)五分之一 (3)试管内液面上升
【解析】(1)对比实验①②③，可知铁生锈实际上是铁与空气中的水、氧气发生反应的结果。(2)因为氧气约占空气总体积的五分之一，因此足够长时间后，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的五分之一。(3)该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和进入试管中水的体积两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
22.【答案】(1)Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 使样品中的锌完全反应 (2)过滤 (3)乙 (4)AC
【解析】(1)由于铜排在了氢的后面，所以与酸不反应，反应物是锌和硫酸，反应的化学方程式为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑；实验过程中须加入稀硫酸至不再产生气体，目的是使样品中的锌完全反应。(2)从铜和硫酸锌溶液的混合物中得到铜，先进行过滤，得到带有硫酸锌溶液的铜，再进行洗涤除去表面的硫酸锌，再进行干燥除去水即可称量。(3)根据加入稀硫酸的量进行计算需要知道稀硫酸的溶质质量分数，而题中没有告知。(4)由于锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气时，放出热量，如果没等冷却到室温，根据热涨冷缩的原理可知进入量筒中水偏多，所以误认为得到的氢气多，再就是数据处理时，未排除加入稀硫酸所占的体积，计算的结果就偏大。
23.【答案】(1)在装置末端尖嘴导管处，放置一盏燃着的酒精灯
(2)①Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ ②4.64
(3)还原性
【解析】(1)从安全角度考虑，一氧化碳有毒，所以要采取的改进措施是补充尾气处理装置。(2)①甲组黑色粉末能被磁铁吸引，全部溶于盐酸，可判断出是铁粉，铁粉和盐酸反应的化学方程式为Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；②根据实验现象可判断出乙组黑色粉末全为四氧化三铁，利用铁元素质量守恒，4.8 g氧化铁中有铁4.8 g×(112/160)＝3.36 g，再算出四氧化三铁的质量3.36 g/(168/232)＝4.64 g。(4)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响，且均体现出CO的还原性。
24.【答案】解：生铁中铁的质量为63 t×96%＝60.48 t
炼出的铁的质量为60.48 t÷(1－10%)＝67.2 t
设需要氧化铁的质量为x
＝
解得x＝96 t
铁矿石的质量为96 t÷(1－20%)＝120 t
答：需要含杂质20%的赤铁矿石的质量是120 t。
【解析】根据化学方程式求解，要注意用的是纯净物的质量。
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.不锈钢是铁的合金，与纯铁相比，不锈钢最重要的特性是( )
A． 密度小 B． 光泽好 C． 导电性好 D． 抗腐蚀性强
2.下列措施对自行车防锈无效的是( )
A． 车架表面喷漆 B． 钢圈表面镀金属 C． 露天放置，日晒雨淋D． 链条表面涂机油
3.请将符合图示装置设计意图的序号选出( )
①证明一氧化碳有还原性；②证明一氧化碳有可燃性；③证明产物中有二氧化碳；④能有效防止一氧化碳污染空气；⑤该实验充分利用了能源。
A． ①②③④⑤ B． ②③ C． ①③④⑤ D． ①②④⑤
4.在飞船的火箭推进器中常装有液态肼(N2H4)和过氧化氢(H2O2)，它们混合时发生反应的化学方程式为2H2O2＋N2H4===N2＋nH2O，下列说法中正确的是( )
A． 该反应为置换反应 B． 该化学方程式中n＝4
C． 反应前后原子总数发生变化 D． 氮是地壳中含量最高的元素
5.为了初步确定某种铁矿石的种类，取该铁矿石用盐酸溶解，有气体放出，这种铁矿石的名称是( )
A． 磁铁矿 B． 赤铁矿 C． 菱铁矿 D． 大理石
6.地壳中含量最多的金属元素与非金属元素组成的化合物的化学式为( )
A． SiO2 B． FeO C． Fe3O4 D． Al2O3
7.下列措施有利于防止铁制品锈蚀的是( )
A． 农具上铁锈不及时除去 B． 切过酸菜的菜刀不及时清洗
C． 工地上的钢管堆放在潮湿的地方 D． 家用剪刀不用时，涂上油并放在干燥处
8.下列金属中，能被磁铁吸引的金属是( )
A． 铁片 B． 铝片 C． 铜片 D． 任何金属都可以
9.在天平的两个托盘上各放一只烧杯，烧杯中都盛有足量的盐酸，此时天平保持平衡。如果一边投入少量的锌粒，另一边投入相同质量的铁粉，两者都完全溶解后，天平指针将( )
A． 偏向放锌粒的烧杯一边 B． 不发生偏转
C． 偏向放铁粉的烧杯一边 D． 无法判断
10.通常情况下，铁丝在氧气中燃烧的产物是( )
A． Fe3O4 B． FeO C． Fe2O3 D． Fe(OH)3
11.光亮的铁钉在下列几种情况中，最容易生锈的是( )
A． B． C． D．
12.为防止家中菜刀生锈，小风设计了如下方案：
①每天用汽油擦拭一遍 ②用完后保存在盐水中 ③擦干后用植物油涂抹 ④用干布把它擦干，悬挂 ⑤用食醋涂抹 ⑥用酱油涂抹 。请选出你认为合理的方案( )
A． ①②③④⑥⑦ B． ②③④ C． ③④ D． ⑤⑥⑦
13.运用推理、归纳、类比、对比的方法得出下列结论，其中合理的是( )
A． 铝的金属活动性比铁强，则铝制品比铁制品更容易锈蚀
B． 水和过氧化氢的组成元素相同，则两者的化学性质相同
C． Na＋、Mg2＋、Cl－的最外层电子数均为8，由此得出离子的最外层电子数均为8
D． 同温下分解氯酸钾，加催化剂的反应速率快，说明催化剂可以改变反应速率
14.下列建设地铁过程中使用的材料属于合金的是( )
A． 锰钢 B． 水泥 C． 玻璃 D． 塑料
15.小红同学为研究金属腐蚀的条件，用细尼龙线将三根大小相同的铁钉分别固定在如图所示的三个液面高度相同的相同装置中，放置一星期后观察现象。下列描述错误的是( )
A． 装置Ⅰ的铁钉一侧的液面一定会上升
B． 装置Ⅰ、Ⅱ中的铁钉都被腐蚀
C． 比较铁钉一侧的液面，装置Ⅱ比装置Ⅰ的高
D． 装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
二、填空题
16.为测定钢铁中的含碳量，设计如下装置，钢铁样品在装置A中煅烧时，气体产物只有CO2和SO2。
(1)钢样处理成粉末的主要目的是__________。钢样中的Fe3C煅烧时的化学方程式为Fe3C＋3O2________＋CO2。
(2)实验室用KClO3和MnO2制备O2的化学方程式为
________________________________________________________________________，
MnO2中Mn的化合价为____________。
(3)装置 B的作用是________________________，装置 B中的现象是________________________。
(4)装置C的作用是________________________。若无装置C，则测定结果________________(填“偏大”“无影响”或“偏小”)。
(5)装置D的作用为______________________________________________________；
装置E的作用为_________________________________________________________。
(6)钢样中加入某物质可降低煅烧温度，为不影响测定结果，该物质在组成上需满足的条件是________________________________________________________________________。
17.教材中探究铁生锈条件的实验所需时间过长，为此，某兴趣小组设计了改进实验(其中夹持固定装置已略去)，如图所示：
(1)反应开始后，A装置中的现象为__________________，其中MnO2起____________作用。
(2)B中盛放的是浓硫酸，其作用是_________________________________________________。
(3)4分钟后观察，只有D中铁片表面生锈，C、E中铁片依然光亮。该实验现象说明铁生锈主要与________________有关；D中铁片生锈所需时间短的主要原因是________________
________________________________________________________________________。
(4)防止生锈的方法很多，如____________(写一种方法即可)。
18.实验室可用下图装置模拟工业炼铁。
(1)一氧化碳与氧化铁(Fe2O3)反应的化学方程式是____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)试管中澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)装置图末端的导气管口放一盏燃着的酒精灯，这样做的目的是________________________________________________________________________。
(4)为检验反应后有铁生成，进行如下实验：将反应后的固体取少量放入稀盐酸中，观察到有气泡冒出．该反应的化学方程式是_____________________________________________。
19.黄金较稀少，价格昂贵，在青海的许多地方，人们在沙土层中用水冲洗筛选金子。据此推断，由此法采集的黄金在自然界中主要以______形式存在(填“单质”或“化合物”)
20.在Cu(NO3)2、Al(NO3)3和AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀硫酸时有气泡产生，则反应后所得溶液中含有的金属离子有________；反应后溶液的质量比原混合溶液的质量________(填“大”或“小”)；有关反应的化学方程式为_________________________________________________(写出一个即可)。
三、实验与探究
21.为探究铁生锈的条件，某化学社团设计了如下实验：取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，装置如图所示，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象
(1)铁生锈实际上是铁与空气中的________(填名称)发生反应的结果。
(2)当铁丝足量，时间足够长，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的______________。
(3)该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和________两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
22.某化学小组利用如图所示装置(图中固定装置已略去)测定铜锌合金中锌的质量分数，探究过程如下：
①连接实验装置并检查装置气密性。
②向装置Ⅰ中的锥形瓶加入2.0 g的铜锌合金样品粉末，由注射器缓缓注入稀硫酸，待到锥形瓶中不再产生气体时，准确读取注射器内读数，减少10.5 mL稀硫酸，同时立即夹紧弹簧夹，移出装置Ⅲ中的导管，准确读取量筒内水的体积为214.0 mL(注：样品中的杂质不参加反应
③装置Ⅰ中剩余固体物质经过适当处理后，准确称量其质量为1.4 g
④该小组的三位同学利用实验过程测得不同数据，计算铜锌合金样品中锌的质量分数
甲同学利用装置Ⅰ中反应前后固体的质量进行计算；
乙同学利用装置Ⅰ中加入稀硫酸的量进行计算；
丙同学利用装置Ⅲ中量取水的体积进行计算，并查得：在标准状况下，氢气的密度为0.09 g·L－1。
回答下列问题：
(1)装置Ⅰ中反应的化学方程式为________________________________________________，
实验过程中须加入稀硫酸至不再产生气体，目的是___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)步骤③中称量剩余固体之前的正确操作是____________、洗涤、干燥。
(3)根据实验测定的数据，上述三位同学中________(填“甲”、“乙”或“丙”)同学无法进行计算样品中锌的质量分数。
(4)化学小组同学发现：按照丙同学的方案进行计算，致使实验结果出现较大偏差。以下因素可能造成偏差的有________(填标号)。
A．移出装置Ⅲ时，导管内留存了一部分水
B．实验测量前，没有排除装置Ⅰ中的空气
C．数据处理时，未排除加入稀硫酸所占的体积
23.小金利用图示装置进行甲、乙对比实验，探究温度对CO和Fe2O3反应的影响(固定装置略)。
(1)从实验安全角度考虑，图示装置还应采取的改进措施是________________________________________________________________________。
(2)完全反应后，两组的生成物均为黑色粉末(纯净物)，分别用两组生成物进行以下实验：
①甲组的黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式是____________________________________
________________________________________________________________________。
②小金查阅资料后发现Fe3O4在常温下不与稀盐酸、CuSO4溶液反应，故猜想乙组的生成物为Fe3O4。他又发现m2恰好为________ g ，这可成为支持上述猜想的新证据。
(3)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响，且均体现出CO的________(填写化学性质)。
四、计算题
24.某工厂要用赤铁矿石(主要成分是氧化铁，假设杂质不含铁元素)来炼制生铁。若要炼制含铁96%的生铁63 t，假设在炼制过程中损失10%铁元素，则理论上需要含杂质20%的赤铁矿石的质量是多少？
答案解析
1.【答案】D
【解析】不锈钢是在钢中加入其他成分制成的不易生锈的钢，其最大的特点是抗腐蚀性增强，故选D。
2.【答案】C
【解析】对自行车防锈无效的是露天放置，日晒雨淋。故选C。
3.【答案】C
【解析】该实验不能证明一氧化碳的可燃性。故选C。
4.【答案】B
【解析】置换反应是指一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物的反应，观察各物质类别，可知该反应不是置换反应，A错误；根据化学方程式的配平，n＝4，B正确；根据质量守恒定律可知，化学反应前后原子总数保持不变，C错误；氧是地壳中含量最多的元素，D错误。故选B。
5.【答案】C
【解析】磁铁矿的主要成分是Fe3O4，与盐酸反应不产生氢气；赤铁矿的主要成分是Fe2O3，与盐酸反应不产生氢气；菱铁矿的主要成分是FeCO3，与盐酸反应，生成二氧化碳气体；大理石的主要成分是CaCO3，与盐酸反应生成二氧化碳，但大理石不是铁矿石。故选C。
6.【答案】D
【解析】地壳中含量最多的金属元素是铝，含量最多的非金属元素是氧，它们组成的化合物是氧化铝，化学式为Al2O3。故选D。
7.【答案】D
【解析】铁锈不及时除去会加速铁的锈蚀。A、B、C三项都能加速铁制品的锈蚀。故选D，隔绝空气中的氧气和水蒸气。
8.【答案】A
【解析】大多数金属有相似的性质，例如导电性、导热性，但除铁之外，大多数金属不能被磁铁吸引。故选A
9.【答案】A
【解析】】等质量的锌和铁，与足量的金属完全反应，根据化学方程式的计算可知，生成氢气的质量：铁>锌。故天平指针向锌一侧偏转。选A。
10.【答案】A
【解析】通常情况下，铁丝在氧气中燃烧的产物是四氧化三铁，化学式为Fe3O4。故选A。
11.【答案】A
【解析】钢铁的锈蚀是由于钢铁与空气中的氧气、水蒸气同时接触，发生化学变化的结果，而环境的温度、湿度、溶液的酸碱性都会加速钢铁的锈蚀。故选A。
12.【答案】C
【解析】为防止家中菜刀生锈，可采取的方法可以是隔绝空气或水蒸气。①③都可隔绝，但汽油有毒，家中可选用植物油；水和氧气是铁生锈的必要条件，溶液的酸碱性则会加速铁的锈蚀，如②⑤⑥。故选C。
13.【答案】D
【解析】铝制品表面易形成一层致密的氧化物薄膜，阻止内部的铝进一步锈蚀，与活动性无关，A错；分子是保持物质化学性质的最小微粒，水是由水分子构成的、过氧化氢是由过氧化氢分子构成的，两者化学性质不同，B错； Li＋最外层就只有2个电子，C错；选D。
14.【答案】A
【解析】A项，锰钢属于铁的合金，其中含有铁、锰等，属于合金，正确；B项，水泥主要成分：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙，无金属单质，不属于合金，错误；C项，玻璃是混合物，不含有金属单质，错误；D项，塑料是一种人工合成的具有良好的成膜性、绝缘性、耐腐蚀性能特点的高分子材料，不属于合金，错误。故选A。
15.【答案】C
【解析】A项，装置Ⅰ的铁钉一侧的液面一定会上升，因为铁钉生锈消耗了氧气，从而使得气体的压强小于外界大气压，所以此描述正确，故不选A；B项，装置Ⅰ、Ⅱ中的铁钉都被腐蚀，因为铁钉都与水和氧气接触，并且盐溶液、酸溶液能够加快铁的生锈速率，所以此描述正确，故不选B；C项，比较铁钉一侧的液面，装置Ⅱ比装置Ⅰ的低，因为浓盐酸挥发出来的氯化氢气体和水蒸气与铁反应生成氢气，使得压强增大，所以此描述不正确，故选C；D项，因为浓硫酸能够吸收水蒸气，使得铁不能与水充分接触，不容易生锈，所以此描述正确。故不选D。
16.【答案】(1)增大反应物接触面积，使反应更充分 Fe3O4
(2)2KClO32KCl＋3O2↑ ＋4价
(3)除去CO2中的SO2 高锰酸钾溶液褪色
(4)吸收CO2中的水蒸气 偏大
(5)吸收CO2，测定产生的CO2质量 防止空气的CO2和H2O进入D装置
(6)不能含有碳元素
【解析】(1)钢样处理成粉末的主要目的是增大反应物接触面积，使反应更充分，根据化学反应前后原子个数守恒，可配平化学方程式Fe3C＋3O2Fe3O4＋CO2。(2)实验室用氯酸钾制备氧气的化学方程式为2KClO32KCl＋3O2↑；根据化合物中各元素的正负化合价代数和为零，可计算出锰的化合价为＋4价。(3)为准确测定含碳量，要排除二氧化硫的干扰，所以装置 B的作用是除去CO2中的SO2，可以观察到高锰酸钾溶液褪色。(4)为准确测定含碳量，要排除水蒸气的干扰，所以装置 C的作用是吸收CO2中的水蒸气，若无该装置，最后吸收的二氧化碳会混有水蒸气，使测定结果亦偏大。(5)装置D的作用为吸收CO2，测定产生CO2的质量；装置E的作用为防止空气的CO2和H2O进入D装置。(6)钢样中加入某物质可降低煅烧温度，为不影响测定结果，该物质在组成上需满足的条件是不能含有碳元素。
17.【答案】(1)产生大量气泡 催化剂 (2)干燥气体
(3)水和氧气 铁在有水和氧气并存时易生锈，C中铁制品只与氧气接触，没与水接触，E装置中的铁制品只与水接触和极少量的氧气接触，只有D中的铁制品同时和水、氧气接触，故生锈最快 (4)涂油漆等
【解析】
18.【答案】(1)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
(2) Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O
(3)尾气处理
(4)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
【解析】(1)一氧化碳与氧化铁(Fe2O3)反应的化学方程式是Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。(2)试管中澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式 Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O。(3)装置图末端的导气管口放一盏燃着的酒精灯，这样做的目的是处理有毒的一氧化碳，防止污染空气。(4)用稀盐酸检验铁的化学方程式是Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑。
19.【答案】单质
【解析】元素的存在形式由其化学性质决定，在沙土层中用水冲洗筛选金子，说明金的化学性质稳定，与土壤中的水及氧气等物质不反应，在自然界主要以单质的形式存在。
20.【答案】Al3＋、Fe2＋ 小 Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag或Fe＋Cu(NO3)2===Fe(NO3)2＋Cu
【解析】在金属活动性顺序中，铝>铁>铜>银。向混合液中加入一定量的铁粉，铁会优先和硝酸银反应，生成银和硝酸亚铁；若铁还有剩余，就会和硝酸铜反应，生成铜和硝酸亚铁。根据题意，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀硫酸时有气泡产生，说明滤出的固体中含有氢之前的金属，在这里氢之前的金属有铝和铁，但铁不能与硝酸铝反应，故这里能滴加稀硫酸产生气体的金属只有铁，说明铁已经过量，而且有剩余，那么硝酸铜和硝酸银都被反应完，溶液中的溶质只有硝酸铝和硝酸亚铁，即金属离子为Al3＋、Fe2＋。根据化学方程式计算可知，每56份质量的铁溶解，就会析出64份质量的铜、或析出216份质量的银，所以反应后溶液的质量一定会比原混合溶液的质量小。在这里发生了两个反应——分别是铁和硝酸银反应Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag，铁和硝酸铜反应Fe＋Cu(NO3)2===Fe(NO3)2＋Cu。
21.【答案】(1)水、氧气 (2)五分之一 (3)试管内液面上升
【解析】(1)对比实验①②③，可知铁生锈实际上是铁与空气中的水、氧气发生反应的结果。(2)因为氧气约占空气总体积的五分之一，因此足够长时间后，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的五分之一。(3)该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和进入试管中水的体积两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
22.【答案】(1)Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 使样品中的锌完全反应 (2)过滤 (3)乙 (4)AC
【解析】(1)由于铜排在了氢的后面，所以与酸不反应，反应物是锌和硫酸，反应的化学方程式为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑；实验过程中须加入稀硫酸至不再产生气体，目的是使样品中的锌完全反应。(2)从铜和硫酸锌溶液的混合物中得到铜，先进行过滤，得到带有硫酸锌溶液的铜，再进行洗涤除去表面的硫酸锌，再进行干燥除去水即可称量。(3)根据加入稀硫酸的量进行计算需要知道稀硫酸的溶质质量分数，而题中没有告知。(4)由于锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气时，放出热量，如果没等冷却到室温，根据热涨冷缩的原理可知进入量筒中水偏多，所以误认为得到的氢气多，再就是数据处理时，未排除加入稀硫酸所占的体积，计算的结果就偏大。
23.【答案】(1)在装置末端尖嘴导管处，放置一盏燃着的酒精灯
(2)①Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ ②4.64
(3)还原性
【解析】(1)从安全角度考虑，一氧化碳有毒，所以要采取的改进措施是补充尾气处理装置。(2)①甲组黑色粉末能被磁铁吸引，全部溶于盐酸，可判断出是铁粉，铁粉和盐酸反应的化学方程式为Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；②根据实验现象可判断出乙组黑色粉末全为四氧化三铁，利用铁元素质量守恒，4.8 g氧化铁中有铁4.8 g×(112/160)＝3.36 g，再算出四氧化三铁的质量3.36 g/(168/232)＝4.64 g。(4)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响，且均体现出CO的还原性。
24.【答案】解：生铁中铁的质量为63 t×96%＝60.48 t
炼出的铁的质量为60.48 t÷(1－10%)＝67.2 t
设需要氧化铁的质量为x
＝
解得x＝96 t
铁矿石的质量为96 t÷(1－20%)＝120 t
答：需要含杂质20%的赤铁矿石的质量是120 t。
【解析】根据化学方程式求解，要注意用的是纯净物的质量。
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