資源簡介

4 金屬和金屬礦物
題號 一 二 總分 累分人
得分
　　說明:1.共21小題,滿分100分,考試時間為60分鐘。
2.可能用到的相對原子量:H-1　Mg-24　Al-27　Fe-56
試卷好題分析 中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化T2、T4、T12、T16,科技發(fā)展T7、T8
中考押題點(diǎn)分析 項(xiàng)目式探究T19
一、選擇題:本大題共15小題。每小題3分,共45分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1.下列金屬中,金屬活動性最強(qiáng)的是 (　　)
A.銅 B.鋁 C.鎂 D.鐵
2.廣東有許多優(yōu)秀的民間制作工藝,下列藏品的制作材質(zhì)屬于金屬材料的是 (　　)
3.下列有關(guān)金屬的說法正確的是 (　　)
A.所有金屬都呈銀白色
B.常溫下所有的金屬都是固體
C.合金中一定含有金屬元素
D.金屬鋁耐腐蝕是因?yàn)殇X不活潑
4.很多成語、俗語、詩詞中蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)道理。下列解釋錯誤的是 (　　)
A.“真金不怕火煉”——金在加熱的條件下能與氧氣反應(yīng)
B.“遙知不是雪,為有暗香來”——分子在不斷地運(yùn)動
C.“百煉成鋼”——降低生鐵中碳元素的含量
D.“人要實(shí),火要虛”——增加可燃物與氧氣的接觸面積,使可燃物燃燒得更旺
5.化學(xué)用語是國際通用的語言,是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具。下列化學(xué)用語表示錯誤的是 (　　)
A.亞鐵離子:Fe3+
B.氧分子:O2
C.生石灰:CaO
D.NaNO2中氮元素的化合價:NaO2
　　鋁合金是以鋁為基添加一定量其他合金化元素的合金,是輕金屬材料之一。鋁合金的研發(fā)只有近百年的歷史,但發(fā)展得很快,用途范圍不斷擴(kuò)大,在金屬材料中其產(chǎn)量僅在鋼鐵之后,居第二位,在有色金屬材料中居首位。回答第6~8題。
6.分類法是認(rèn)識和研究物質(zhì)及其變化常用的科學(xué)方法,如物質(zhì)可分為純凈物和混合物。下列物質(zhì)中屬于純凈物的是 (　　)
A.鹽酸 B.鎂鋁合金 C.青銅 D.黃金
7.鋁鋰合金是制造航空飛行器較為理想的結(jié)構(gòu)材料之一。下列鋁鋰合金具有的性質(zhì)中,與該應(yīng)用無關(guān)的是 (　　)
A.硬度大 B.耐腐蝕 C.密度小 D.易導(dǎo)電
8.中國制造石墨烯的技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位。石墨烯是從石墨中分離出來的一層或幾層碳原子構(gòu)成的石墨片。用石墨烯與鋁合金可制造出一種具備特殊性能的烯合金,下列對石墨烯和烯合金的說法錯誤的是 (　　)
A.石墨烯在一定條件下能與氧氣反應(yīng) B.石墨烯在常溫下化學(xué)性質(zhì)活潑
C.烯合金具有優(yōu)良的導(dǎo)電性 D.烯合金是一種新型材料
9.有X、Y、Z三種金屬,X在常溫下就能與氧氣反應(yīng),Y、Z在常溫下幾乎不與氧氣反應(yīng);如果把Y和Z分別放入硝酸銀溶液中,一段時間后,Z表面有銀析出,而Y沒有明顯變化。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)事實(shí)判斷,X、Y、Z三種金屬的活動性由強(qiáng)到弱的順序是 (　　)
A.X、Y、Z B.X、Z、Y C.Y、Z、X D.Z、Y、X
10.向AgNO3溶液中加入一定量的鋅粉,充分反應(yīng)后過濾,得到濾渣和濾液。下列分析正確的是 (　　)
A.濾液中一定含有Zn2+ B.濾渣中一定沒有Zn
C.濾液中一定沒有Ag+ D.向?yàn)V液中加入稀鹽酸,一定有白色沉淀生成
11.化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。下列說法正確的是 (　　)
A.可以通過加食鹽水浸泡除去水壺里面的水垢
B.純鐵制作的刀具比不銹鋼制作的刀具硬度大
C.若能實(shí)現(xiàn)化石燃料的清潔利用,就無需開發(fā)新能源
D.點(diǎn)燃可燃性氣體前,必須驗(yàn)純,以免發(fā)生爆炸事故
12.鎏金是我國傳統(tǒng)的鍍金工藝。據(jù)記載:“鍍金法,以汞和金涂銀器上,成白色,入火則汞去,而金存,數(shù)次即黃。”下列有關(guān)表述正確的是 (　　)
A.鎏金器具年久不褪色 B.金不能被汞溶解
C.金屬汞為黃色 D.汞受熱能分解
13.向三個燒杯中分別放入足量的Mg、Al、Fe粉末,同時加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的100 g稀鹽酸,充分反應(yīng)。反應(yīng)的有關(guān)圖像錯誤的是 (　　)
14.某小組利用題14圖所示的裝置(裝置氣密性良好)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)開始時先觀察一段時間,發(fā)現(xiàn)無明顯現(xiàn)象,然后用膠頭滴管向裝置中加入氯化鈉溶液,8 min后打開止水夾,發(fā)現(xiàn)注射器活塞向左移動。下列說法不合理的是 (　　)
題14圖
A.鐵的銹蝕是氧化反應(yīng) B.使用氯化鈉溶液的目的是加快鐵的銹蝕
C.此實(shí)驗(yàn)?zāi)芡茢喑鲨F的銹蝕需要水的參與 D.此實(shí)驗(yàn)可用于測定空氣中氧氣的含量
15.根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),其中能達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?(　　)
A.比較Zn和Fe的金屬活動性強(qiáng)弱 B.比較黃銅片與銅片的硬度
C.比較紅磷和白磷的著火點(diǎn) D.測定空氣中O2的含量
二、非選擇題:本大題共6小題,第16小題7分,第17小題8分,第18~21小題各10分,共55分。
16.我國古代科技璀璨奪目,金屬的冶煉與使用在當(dāng)時已處于世界先進(jìn)水平。
(1)下列金屬材料中,適合制作電纜的金屬是　　　　(填字母)。
A.金 B.銅 C.汞 D.鎢
(2)《天工開物》中描述的錫的冶煉方法如題16-1圖。
①原料錫砂中的SnO2和木炭反應(yīng)得到錫和二氧化碳,反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　。
②煉錫時混入少許鉛而形成合金,產(chǎn)物更易熔化流出,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
題16-1圖　　　　　　　　　題16-2圖
(3)題16-2圖為古代煉鋅工藝原理示意圖。爐甘石的主要成分是ZnCO3,ZnCO3高溫易分解生成ZnO。
①泥罐外煤餅的主要作用是燃燒提供熱量,泥罐內(nèi)煤粉的主要作用是　　　　　　　　　　　。
②已知鋅的沸點(diǎn)為907 ℃,泥罐下部溫度可達(dá)1 200 ℃,上部約為600 ℃,該工藝從反應(yīng)混合物中收集液態(tài)鋅的方法屬于　　　　(填字母)。
A.結(jié)晶 B.蒸發(fā) C.蒸餾 D.升華
③必須等裝置冷卻后才能取鋅,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
17.【科普閱讀】
地球上的金屬資源廣泛存在于地殼和海洋中,除少數(shù)很不活潑的金屬(如金、銀等)有單質(zhì)形式存在外,其余都以化合物的形式存在。以下是常見的幾種金屬礦石:
礦石名稱 赤鐵礦 孔雀石 輝銅礦 鋁土礦 白鎢礦
圖樣
主要成分 Fe2O3 Cu2(OH)2CO3 Cu2S Al2O3 CaWO4
　　鋁是人們熟悉的金屬,其在地殼中的含量居金屬之首,應(yīng)用廣泛。在1886年以前,它的價格比黃金的還高,原因是冶煉成本太高。目前工業(yè)冶煉鋁的原理是將鋁土礦提純后,在熔融狀態(tài)下電解,生成鋁和氧氣。人類每年要從自然界提取數(shù)以億噸計的金屬,但礦物的儲量有限,對金屬資源的保護(hù)變得迫在眉睫。
　　依據(jù)上文,回答問題:
(1)鎮(zhèn)海樓是廣州規(guī)模最大的紅砂巖文物。紅砂巖因含某種金屬礦石而呈紅色,這種金屬礦石可能是　　　　(填字母)。
A.赤鐵礦 B.孔雀石
C.輝銅礦 D.白鎢礦
(2)鋁在地殼中的含量居金屬之首,但它并不是目應(yīng)用最廣泛的金屬,其原因是　。
(3)磁鐵礦的主要成分是　　　　(填化學(xué)式),工業(yè)上可用　　　　(填礦石名稱)來冶煉金屬鎢。
(4)對比用孔雀石和輝銅礦為原料冶煉銅,用輝銅礦冶煉銅會帶來的環(huán)境問題是　　　　　　　　。
(5)工業(yè)冶煉鋁的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　。
18.【基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和跨學(xué)科實(shí)踐】
金屬及金屬材料廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活及科學(xué)實(shí)驗(yàn),其應(yīng)用推動了社會的發(fā)展。
Ⅰ組:用題18-1圖所示裝置模擬煉鐵。
題18-1圖
(1)實(shí)驗(yàn)開始前需先通入CO再加熱氧化鐵,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)裝置B的作用是　　　　　　　　,其中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　。
(3)從環(huán)境保護(hù)的角度考慮,該實(shí)驗(yàn)裝置可能存在的不足是　　　　　　　　　　,請你提出一條合理的處理建議:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
Ⅱ組:化學(xué)興趣小組開展了題18-2圖所示實(shí)驗(yàn)。
題18-2圖
(4)①中有氣體生成,生成的氣體為　　　　。
(5)④中反應(yīng)的現(xiàn)象為銅絲表面有銀白色固體析出,　　　　　　　　　　　　。
(6)下列實(shí)驗(yàn)組合中,能得出鐵、銅、銀的金屬活動性順序的是　　　　(填字母)。
A.①④　　　　　B.③④　　　　　C.①②④
19.【科學(xué)探究】
據(jù)有關(guān)報道,現(xiàn)在世界上每年因腐蝕而報廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于年產(chǎn)量的20%~40%,防止金屬腐蝕已成為科學(xué)研究與技術(shù)領(lǐng)域中的重大課題。某學(xué)校化學(xué)興趣小組對鐵進(jìn)行以下項(xiàng)目式學(xué)習(xí)探究。
【探究一】探究鐵生銹的條件,設(shè)計題19-1圖所示實(shí)驗(yàn)。
題19-1圖
(1)實(shí)驗(yàn)中使用煮沸過的蒸餾水,其目的是　　　　　　　　;一周后,試管A中鐵釘生銹了,通過與試管　　　　(填字母,下同)中現(xiàn)象對比可以得出鐵生銹與水有關(guān),與試管　　　　中現(xiàn)象對比可以得出鐵生銹與氧氣有關(guān)。
【探究二】探究影響鐵生銹速率的因素,按題19-2圖所示連接實(shí)驗(yàn)裝置,同時插入氧氣傳感器,采集三個實(shí)驗(yàn)裝置中氧氣的體積分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù),得到題19-3圖所示曲線。
　　題19-2圖　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　題19-3圖
(2)根據(jù)題19-3圖所示曲線分析,題19-2圖中　　　　(填物質(zhì)名稱)對鐵生銹的速率影響最大;若要證明炭粉質(zhì)量對鐵生銹的速率有影響,要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)④,該實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)應(yīng)放入的物質(zhì)是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)鐵銹可以用稀鹽酸除去,寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,當(dāng)鐵銹全部溶解后,要及時撈出、烘干鐵制品的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。
【探究三】鐵絲不能在空氣中燃燒,但鐵粉可以在空氣中燃燒。分別在題19-4圖所示裝置的燃燒匙內(nèi)放置鐵粉、紅磷(均足量),用電熱絲引燃。氧氣的體積分?jǐn)?shù)隨時間變化情況如題19-5圖、題19-6圖所示。
　　　題19-4圖　　　　　　　　　　　 題19-5圖　　　　　　　 　題19-6圖
(4)待鐵粉熄滅并恢復(fù)至室溫后,打開彈簧夾,進(jìn)入集氣瓶內(nèi)的水約占原水面上方空間體積的　　　　。
(5)分析題19-5圖、題19-6圖可知,實(shí)驗(yàn)中消耗氧氣更多的是　　　　(選填“鐵粉”或“紅磷”)。
20.鎢(W)及其化合物具有優(yōu)良的機(jī)械加工性能,在航空航天、軍事裝備、電子等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。工業(yè)上用黑鎢礦(主要成分為鎢酸亞鐵,化學(xué)式為FeWO4)制得金屬鎢的工藝流程如題20圖所示:
題20圖
(1)金屬鎢可用作電燈的燈絲,是因?yàn)殒u具有　　　　的性質(zhì),焙燒前需將黑鎢礦粉碎,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)H2WO4的名稱為　　　　,其中鎢元素的化合價為　　　　。
(3)反應(yīng)①為4FeWO4+4Na2CO3+O24Na2WO4+2Fe2O3+4X,X的化式為　　　　。反應(yīng)③屬于　　　　(填基本反應(yīng)類型)反應(yīng)。
(4)反應(yīng)④的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)濕法冶金的原理屬于置換反應(yīng)。《神農(nóng)本草經(jīng)》中記載“石膽……能化鐵為銅”(石膽溶于水形成硫酸銅溶液),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
21.某實(shí)驗(yàn)小組將未經(jīng)打磨的3 g鋁片放入盛有足量稀鹽酸的密閉容器中,通過氣壓傳感器測得容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)和反應(yīng)時間的變化關(guān)系如題21-1圖所示。
(1)由題21-1圖可知,a~b段氣壓幾乎沒有變化,原因是鋁在空氣中容易被氧化,生成致密的氧化膜,氧化膜與酸反應(yīng)。請寫出鋁表面形成致密氧化膜的反應(yīng)的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　。實(shí)驗(yàn)前用砂紙打磨鋁絲的目的是　　　　　　　　　　　　。
(2)已知d點(diǎn)時產(chǎn)生0.3 g氫氣,請計算該鋁片中鋁的質(zhì)量(結(jié)果精確到0.1 g)。
(3)請在題21-2圖中畫出產(chǎn)生氫氣的時間圖,并標(biāo)注必要的數(shù)值。
題21-2圖
參考答案
1.C　2.B　3.C　4.A　5.A　6.D　7.D　8.B　9.B　10.A　11.D　12.A
13.D　【解析】A.向三個燒杯中分別放入足量的Mg、Al、Fe粉末,同時加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的100 g稀鹽酸,若消耗鹽酸相同,則生成氫氣質(zhì)量相同,根據(jù)化學(xué)方程式的質(zhì)量關(guān)系可知,消耗相同質(zhì)量的鹽酸,同時消耗金屬的質(zhì)量關(guān)系為Fe>Mg>Al,故溶液質(zhì)量增加關(guān)系為Fe>Mg>Al,故選項(xiàng)圖像正確。B.金屬與酸反應(yīng)時氫氣來源于酸中的氫元素,因?yàn)樗岬牧肯嗤?金屬過量,故最終生成的氫氣應(yīng)該相等,生成等質(zhì)量的氫氣,消耗的金屬的質(zhì)量為AlAl>Fe,則鎂的反應(yīng)速率最快,至完全反應(yīng)所需時間最短,鋁的次之,最后是鐵;向三個燒杯中分別放入足量的Mg、Al、Fe粉末,同時加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的100 g稀鹽酸,充分反應(yīng),最后生成的氫氣的質(zhì)量相等,故選項(xiàng)圖像正確。D.金屬活動性順序?yàn)镸g>Al>Fe,所以相同時間消耗金屬的質(zhì)量關(guān)系為Mg>Al>Fe,根據(jù)化學(xué)方程式的質(zhì)量關(guān)系可知,消耗相同質(zhì)量的鹽酸,同時消耗金屬的質(zhì)量關(guān)系為Fe>Mg>Al,故選項(xiàng)圖像錯誤。
14.C　【解析】A.鐵銹蝕過程中鐵與空氣中的氧氣和水蒸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),屬于氧化反應(yīng),A正確。B.滴加氯化鈉溶液前,無明顯現(xiàn)象,說明反應(yīng)緩慢或未發(fā)生反應(yīng);滴加氯化鈉溶液后,發(fā)現(xiàn)注射器活塞向左移動,說明反應(yīng)發(fā)生且速率較快,所以使用氯化鈉溶液的目的是加快鐵的銹蝕,B正確。C.此實(shí)驗(yàn)只能推斷出氯化鈉溶液能加快鐵的銹蝕,不能推斷出鐵的銹蝕需要水的參與,C錯誤。D.鐵銹蝕會消耗空氣中的氧氣,裝置內(nèi)氣壓減小,注射器活塞向左移動,依據(jù)活塞移動的刻度可以判斷氧氣的消耗量,所以此實(shí)驗(yàn)可用于測定空氣中氧氣的含量,D正確。
15.B
16.(7分)(1)B
(2)①C+SnO2Sn+CO2↑(2分)
②合金的熔點(diǎn)比組分金屬的熔點(diǎn)低
(3)①作還原劑
②C
③防止生成的鋅在較高溫度下又被氧化成氧化鋅
【解析】(1)適合制作電纜的金屬應(yīng)具有良好的導(dǎo)電性,且價格低廉,A.金具有導(dǎo)電性,但是價格昂貴,不符合題意;B.銅具有良好的導(dǎo)電性,且價格低廉,符合題意;C.汞在常溫下是液態(tài),不符合題意;D.鎢的成本較高,而且制造難度也較大,不適合制作電纜,不符合題意。
(2)①原料錫砂中的SnO2和木炭在高溫下反應(yīng)得到錫和二氧化碳,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+SnO2Sn+CO2↑;②合金的熔點(diǎn)低于其組成中純金屬的熔點(diǎn),煉錫時混入少許鉛而形成合金,產(chǎn)物更易熔化流出。
(3)①煤粉的主要成分是碳,在高溫的條件下,碳酸鋅分解為氧化鋅和二氧化碳,在罐中,碳與氧化鋅在高溫的條件下反應(yīng)生成鋅和二氧化碳,碳能奪取氧化鋅中的氧將其還原為鋅,所以泥罐內(nèi)煤粉的主要作用是作還原劑。②由于鋅的沸點(diǎn)為907 ℃,泥罐下部溫度可達(dá)1 200 ℃,上部約為600 ℃,此時鋅由氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài);A.結(jié)晶是物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過程,不符合題意;B.蒸發(fā)是指將溶液中的溶劑通過加熱使其除去水分,剩下溶質(zhì)固體,蒸發(fā)的目的是將溶液中的溶質(zhì)分離出來,不符合題意;C.蒸餾是將液體先通過加熱使其汽化,再通過冷凝使其液化的過程,蒸餾是根據(jù)混合物的沸點(diǎn)不同進(jìn)行分離,鋅的沸點(diǎn)為907 ℃,泥罐下部溫度可達(dá)1 200 ℃,上部約為600 ℃,在冷凝區(qū),鋅由氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài),故該工藝從反應(yīng)混合物中收集液態(tài)鋅的方法屬于蒸餾,符合題意;D.升華是指固態(tài)物質(zhì)不經(jīng)液態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)的過程,不符合題意。③必須冷卻后才能取鋅,是為了防止生成的鋅在較高溫度下又被氧化成氧化鋅。
17.(8分)(1)A(2分)
(2)冶煉成本太高
(3)Fe3O4　白鎢礦
(4)酸雨
(5) 2Al2O34Al+3O2↑(2分)
18.(10分)(1)排盡裝置內(nèi)的空氣,防止發(fā)生爆炸
(2)驗(yàn)證生成了CO2　CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O(2分)
(3)沒有進(jìn)行尾氣處理　在C處添加一盞燃著的酒精燈(或在導(dǎo)管口處綁一個氣球)
(4)氫氣(或H2)
(5)溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色
(6)BC(2分)
19.(10分)(1)除去水中的氧氣　C　B
(2)食鹽水　5.0 g鐵粉、食鹽水10滴、水10滴和0.2 g炭粉(合理即可)
(3)Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O(2分)　稀鹽酸也能與鐵發(fā)生反應(yīng)
(4)
(5)鐵粉
20.(10分)(1)熔點(diǎn)高　增大反應(yīng)物的接觸面積,使反應(yīng)更充分(合理即可)
(2)鎢酸　+6
(3)CO2　分解
(4)WO3+3H2W+3H2O(2分)
(5)Fe+CuSO4FeSO4+Cu(2分)
【解析】(1)金屬鎢可用作電燈的燈絲,是因?yàn)殒u的熔點(diǎn)高。
(2)因?yàn)殒u酸亞鐵的化學(xué)式為FeWO4。所以H2WO4的名稱為鎢酸。設(shè)鎢元素的化合價為x,則(+1)×2+x+(-2)×4=0,x=+6。
(3)根據(jù)質(zhì)量守恒定律反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變。4X為反應(yīng)前后相差的4個C和8個O,所以X為CO2。反應(yīng)③為H2WO4分解為水和WO3,是一變多的反應(yīng),屬于分解反應(yīng)。
(4)根據(jù)質(zhì)量守恒定律,生成物除了W外還應(yīng)該有一種含有H、O元素的物質(zhì)。通過氫氣還原金屬氧化物的知識可推測另一種產(chǎn)物為水。反應(yīng)④的化學(xué)方程式:WO3+3H2W+3H2O。
(5)《神農(nóng)本草經(jīng)》中記載“石膽……能化鐵為銅”,石膽溶于水形成硫酸銅溶液,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+CuSO4FeSO4+Cu。
21.(10分)(1)4Al+3O22Al2O3(2分)　除去金屬表面的氧化膜(1分)
(2)解:設(shè)生成0.3 g氫氣需要的鋁的質(zhì)量為x。
2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑(1分)
54　　　　　　　　　　　6
x　　　　　　　　　 　　0.3 g(1分)
=(1分)
x=2.7 g(1分)
答:該鋁片中鋁的質(zhì)量為2.7 g(1分)
(3)(2分)

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