2020-2021学年第六章 金属综合与测试单元测试当堂检测题

第六章　金属　

可能用到的相对原子质量:H—1　O—16　S—32　Cu—64　Zn—65

一、选择题(每小题只有一个正确选项,每小题2分,共30分)

1.对生活中金属的应用说法错误的是 (　　)

图1

2.[2020·湖北] 有关金属与金属材料的说法中错误的是 (　　)

A.银的导电性比铜好,但电线一般用铜制,主要与价格和资源等因素有关

B.生铁和钢都是铁合金,但钢中的含碳量比生铁中高

C.铝合金门窗耐腐蚀性好,硬度高

D.焊锡是锡和铅的合金,其熔点低,可以用于焊接金属

3.下列有关实验现象的描述不正确的是 (　　)

A.将铜片插入稀盐酸中,有气泡产生

B.镁条在空气中燃烧时,发出耀眼的白光

C.将光亮铁丝在氧气中燃烧,放热,火星四射,生成黑色固体

D.将打磨过的铝丝插入硫酸铜溶液,铝丝表面有紫红色物质析出

4.铁在海水中容易被锈蚀,通常在轮船的吃水线以下焊接比铁更活泼的金属块,用于保护铁质船壳。该金属块的材料可以是              (　　)

A.金  B.银 

C.铜  D.锌

5.下列区分铜和黄铜的方法不正确的是 (　　)

A.观察颜色  B.用硝酸银溶液 

C.用相互刻划的方法  D.用稀硫酸

6.[2020·乐山改编] 某同学参加实验操作考试,为验证镁、锌、铜三种金属的活动性顺序,他设计了以下四种实验方案,其中能达到目的的是              (　　)

A.将镁片、锌片分别放入Cu(NO3)2溶液中 

B.将锌片、铜片分别放入Mg(NO3)2溶液中

C.将镁片分别放入Zn(NO3)2溶液、Cu(NO3)2溶液中 

D.将镁片、铜片分别放入Zn(NO3)2溶液中

7.下列铁制品的防锈原理与其他三项不同的是 (　　)

A.用不锈钢制作菜盆  B.自行车链条涂油 

C.自行车钢圈镀铬  D.篮球架刷漆

8.炼铁厂以赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气等为原料炼铁,主要反应过程如图2所示。请根据题图和所学知识判断,下列说法错误的是              (　　)

图2

A.生铁属于混合物 

B.反应③中所有元素的化合价均发生了改变

C.原料中焦炭的作用是提供能量和制取一氧化碳

D.工业炼铁的设备是高炉

9.某同学为了探究甲、乙、丙三种金属的活动性强弱,做了如下实验。则三种金属的活动性顺序是 (　　)

A.甲>乙>丙 B.乙>甲>丙 C.丙>甲>乙 D.丙>乙>甲

10.如图3是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度一致,塞紧橡皮塞,一周后观察。下列推断中错误的是              (　　)

图3

A.b中铁钉不会锈蚀

B.若将a中的水改为食盐水能加快铁钉的锈蚀

C.最终L端液面比R端高

D.该实验不能说明铁锈蚀与水有关

11.[2021·株洲] 经过实验探究,人们总结出金属活动性顺序规律,下列有关说法正确的是(　　)

A.金属铝比铁更耐腐蚀,是因为铁更活泼

B.工业上可以利用单质铁回收硫酸锌溶液中的金属锌

C.铜、银单质分别与稀盐酸混合,铜置换出氢气的速率更快

D.金属活动性顺序可作为金属能否在溶液中发生置换反应的一种判断依据

12.[2020·宜昌] 线上学习,居家实验。小明用三枚洁净无锈的铁钉,设计如图4所示实验,探究铁生锈的条件。下列说法错误的是              (　　)

图4

A.乙试管中植物油的作用是隔绝空气 

B.只有甲试管中的铁钉有明显锈迹

C.乙、丙两支试管的实验现象说明铁生锈需要水 

D.实验表明铁生锈是铁与空气和水共同作用的结果

13.[2020·恩施] 现有Al、Cu、Ag三种金属,限用一种试剂一次性验证它们的金属活动性强弱,则该试剂是 (　　)

A.CuSO4溶液  B.稀硫酸 

C.AgNO3溶液  D.AlCl3溶液

14.某工厂排放只含有少量硫酸和硫酸铜的废液。某同学取适量废液放入盛有一定量锌粉的烧杯中,搅拌,待充分反应后过滤,得少量滤渣和滤液。关于该实验下列说法正确的是              (　　)

A.滤液中只含有硫酸锌 B.实验所得滤液是纯水,可直接排放

C.滤渣中一定含铜和锌 D.发生的反应都是置换反应

15.[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5所示,下列说法不正确的是              (　　)

图5

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+Fe2O32Fe+3CO2,该反应属于置换反应

二、填空题(共40分)

16.(6分)[2020·陕西] 黄金、黄铜(铜锌合金)、黄铁矿(主要成分是FeS2)都是金黄色固体。

(1)将黄铜片和纯铜片相互刻划时,有明显划痕的是　　　　　　　。 

(2)将黄铜片放入稀硫酸中,发生反应的化学方程式是　                    。 

(3)工业上用黄铁矿为原料生产硫酸,第一步的反应为4FeS2+11O28X+2Fe2O3。则X的化学式为　                             。 

17.(8分)[2020·河南改编] 如图6为CO还原Fe2O3的微型装置图,则A处V形管内的固体粉末由　　　色逐渐变黑;B处V形管内的溶液变浑浊,化学方程式为　　　　　　　　　;将尾气点燃的目的是　　　　　　,化学方程式为　　　　　　　 　　。 

图6

18.(14分)[2020·东营] 如图7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)

(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,相当于化学溶解实验中　　　　　　　

(填一种仪器的名称)的作用。 

图7

(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”)。 

19.(12分)实验室废液中含有CuSO4、FeSO4、ZnSO4。现对废液进行处理得到铜和硫酸锌溶液,实验流程如图8所示。

图8

(1)步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均包含的操作名称是　　　。滤液B除水外,还含有的物质是　      。 

(2)步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)当观察到　　　　　　　　　时,说明滤渣A中铁已经完全反应;步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)步骤Ⅲ中加入的X是　　　　(填化学式)。 

三、实验探究题(共18分)

20.暖贴发热是利用铁粉生锈放出热量的原理。某小组同学设计并进行实验,探究铁生锈的条件及影响铁生锈速率的因素。

图9

Ⅰ.探究铁生锈的条件

(1)由图9中的实验B和C得出铁生锈需要与水接触,画出实验C的实验装置图。

(2)证明铁生锈需要与氧气接触的实验现象是　                     。 

Ⅱ.探究影响铁生锈速率的因素

[查阅资料] 暖贴的发热材料主要有铁粉、活性炭、食盐、水等物质。

[猜想假设] ①活性炭能加快铁粉生锈的速率。②食盐能加快铁粉生锈的速率。

[进行实验] 下表是2 g铁粉、5 g水与不同量活性炭、食盐均匀混合后,在10 min内温度上升的实验记录。

[解释与结论]

(3)表中x的值为　　　　　　。 

(4)对比实验1和3,得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)欲得出结论“活性炭与食盐同时存在会大幅度加快铁生锈速率”,需要对比　　  　　(填实验编号)。 

[反思与评价]

(6)下列说法中正确的是　　　　(填字母)。 

A.暖贴在使用前要密封保存

B.暖贴使用后剩余物可以回收利用

C.利用铁生锈的原理,铁粉还可用于食品保鲜

四、计算题(共12分)

21.为测定铜锌合金中锌的含量,取该合金放入如图10所示的盛有稀硫酸的锥形瓶中,发生反应:Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑。多次实验后,取所得数据平均值如下表。若不考虑干燥剂吸收空气中的水蒸气,计算:

(1)生成氢气的质量。

(2)该合金中锌的质量分数。

图10

详解详析

1.D　[解析] 金属铬具有较强的抗腐蚀性,因此水龙头表面镀铬;金属钨的熔点高,常用钨作灯丝;不锈钢是铁的合金,硬度大,且具有较强的抗腐蚀性,故用不锈钢作菜刀;金属铁的导电性不如铝好,常用铝丝作高压线电缆。

2.B　[解析] 生铁和钢都是铁合金,但钢(含碳量为0.03%~2%)中的含碳量比生铁(含碳量为2%~4.3%)的低。

3.A　[解析] 在金属活动性顺序中,铜的位置排在氢的后面,将铜片插入稀盐酸中,没有气泡产生。

4.D

5.B　[解析] 铜和黄铜分别为紫红色、金黄色,用观察颜色的方法可以鉴别;黄铜是锌和铜的合金,锌、铜均能与硝酸银溶液反应生成银,现象相同,不能鉴别;用相互刻划的方法,留下划痕的是铜,可以鉴别;黄铜中的锌能与稀硫酸反应生成氢气,铜不与稀硫酸反应,可以鉴别。

6.D　[解析] 可以采用“中间开花”的方法来对金属活动性进行探究,如将镁片和铜片分别放入Zn(NO3)2溶液中。

7.A　[解析] 用不锈钢制作菜盆,是通过改变金属内部结构来防止锈蚀。链条涂油、钢圈镀铬、篮球架刷漆都是通过阻断铁与水和氧气的接触,从而防止锈蚀的。

8. B　[解析] 反应③中氧元素的化合价没有发生改变。

9.B　[解析] 在金属活动性顺序表中,排在氢前面的金属可以置换出酸中的氢,生成氢气;前面的金属可以把后面的金属从其化合物溶液中置换出来。把甲、乙、丙三种金属分别放入稀硫酸中,甲、乙表面有气泡产生,丙没有,说明甲、乙是氢前金属,丙是氢后金属,甲、乙的活动性强于丙;把甲放入乙的化合物溶液中,无明显现象,说明甲的活动性弱于乙,故金属活动性顺序是乙>甲>丙。

10.D　[解析] b中铁钉只与氧气接触,没有生锈,而a中铁钉与水和氧气同时接触,生锈,说明铁锈蚀与水有关。

11.D　[解析] 铝易和空气中的氧气反应使表面生成致密的氧化膜,阻止铝与氧气的进一步接触,所以金属铝比铁更耐腐蚀;由于铁的活动性比锌弱,工业上不能利用单质铁回收硫酸锌溶液中的金属锌;在金属活动性顺序中铜、银位于氢的后面,不能与稀盐酸反应。

12.C　[解析] 甲、乙两支试管的变量是空气,所以甲、乙两支试管的实验现象证明铁生锈需要空气,甲、丙两支试管的实验现象说明铁生锈需要水。

13.A　[解析] 铝能将硫酸铜中的铜置换出来,说明活动性铝在铜前,银不能与硫酸铜反应,说明活动性银在铜后,故使用硫酸铜溶液能一次性验证铝、铜、银的活动性强弱;铝能与稀硫酸反应生成氢气,说明活动性铝在氢前,而铜和银不能与稀硫酸反应,说明铜和银在氢后,但无法比较铜和银的活动性强弱;铝、铜都可以与硝酸银溶液反应,无法比较铝、铜的活动性强弱;铜、银与氯化铝溶液都不反应,无法比较铜、银的活动性强弱。

14.D　[解析] 未确定反应的反应程度,无法确定滤渣和滤液的具体情况,只能确定滤渣中一定有铜,滤液中一定有硫酸锌;锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,都属于置换反应,故发生的反应都是置换反应。

15.D　[解析] 根据化学式中各元素化合价的代数和为0,钙显+2价,氧显-2价,综合得到硅显+4价;二氧化硫会和空气中的氧气和水反应生成硫酸,进而形成酸雨,因此二氧化硫不能直接排放;焦炭可以生成一氧化碳,并且可以为反应提供热量;该反应的两种反应物均为化合物,不符合置换反应的“单质与化合物反应生成另一种单质与另一种化合物”的定义。

16.(1)纯铜片

(2)Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑

(3)SO2

[解析] (1)合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大,将黄铜片和纯铜片相互刻划时,有明显划痕的是纯铜片。(2)将黄铜片放入稀硫酸中,锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应的化学方程式是Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑。(3)由质量守恒定律:反应前后,原子种类、数目均不变。反应前铁、硫、氧原子个数分别为4、8、22,反应后的生成物中铁、硫、氧原子个数分别为4、0、6,根据反应前后原子种类、数目不变,则8X分子中含有8个硫原子和16个氧原子,则每个X分子由1个硫原子和2个氧原子构成,则物质X的化学式为SO2。

17.红棕　CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O　防止污染空气　2CO+O22CO2

18.(1)3CO+Fe2O32Fe+3CO2(或4CO+Fe3O43Fe+4CO2)

(2)化合反应

(3)玻璃棒

(4)>　Fe+NiSO4Ni+FeSO4

(5)铜、镍　大

[解析] (1)高炉冶铁的主要反应原理是在高温的条件下,一氧化碳和氧化铁(或四氧化三铁)反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2(或4CO+Fe3O43Fe+4CO2)。(2)三脱装置中,在点燃的条件下,磷燃烧生成五氧化二磷、硫燃烧生成二氧化硫、硅燃烧生成二氧化硅,均是由两种物质反应生成另一种新物质,属于化合反应。(3)向精炼炉中吹入氩气使钢水循环流动,各成分均匀混合,相当于化学溶解实验中用玻璃棒来搅拌。(4)由流程图可推知,铁与硫酸镍反应生成硫酸亚铁和镍,说明铁的活动性大于镍。(5)由流程图信息可知,白铜中含有铜和镍;白铜是一种铜的合金,硬度大于铜的硬度。

19.(1)过滤　FeSO4、ZnSO4

(2)Fe+CuSO4FeSO4+Cu

(3)不再产生气泡

Fe+H2SO4FeSO4+H2↑

(4)Zn

[解析] (1)步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均包含的操作名称是过滤;滤液B除水外,还含有的物质是反应生成的硫酸亚铁以及没有反应的硫酸锌。(2)步骤Ⅰ中,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+CuSO4FeSO4+Cu。(3)当观察到不再产生气泡时,说明滤渣A中铁已经完全反应;步骤Ⅱ中,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的化学方程式为Fe+H2SO4FeSO4+H2↑。(4)步骤Ⅲ中加入的X是Zn。

20.(1)

(2)A中铁钉不生锈,B中铁钉生锈

(3)0

(4)食盐能加快铁粉生锈的速率

(5)1、2、3、4(或2、3、4)

(6)ABC

[解析] (1)若要得出铁生锈需要与水接触的结论,需要进行对比实验将水作为唯一变量,即添加一个铁钉只与干燥的空气相接触的实验装置图。(2)A中铁钉不生锈、B中铁钉生锈,可以证明铁生锈需要与氧气接触。(3)根据对照实验的原理,x的值为0。(4)实验1和3的变量为食盐,相同时间内实验3比实验1的温度上升值大,所以可以得出结论:食盐能加快铁粉生锈的速率。(5)将实验1、2、3、4逐次对比可以得出“活性炭与食盐同时存在会大幅加快铁生锈速率”这一结论。(6)暖贴要密封保存,防止失效;暖贴使用后剩余物中的物质均可回收利用;铁生锈消耗氧气和水,故还可用于食品保鲜。

21.解:(1)生成氢气的质量为342.1 g+16 g-357.7 g=0.4 g。

(2)设16 g该合金中锌的质量为x。

Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑

65     2

x     0.4 g

=　x=13 g

该合金中锌的质量分数为×100%=81.25%。

答:(1)生成氢气的质量为0.4 g;(2)该合金中锌的质量分数为81.25%。

[解析] (1)根据锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,而铜不与稀硫酸反应可知,反应后减少的质量就是生成氢气的质量。(2)根据生成氢气的质量,求出16 g该合金中锌的质量,进而求出该合金中锌的质量分数。