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第八单元金属和金属材料1.（2018天津）人体内含量最高的金属元素是（ ）A. 铁 B. 锌 C. 钾 D. 钙【答案】D【解析】人体内含量最高的金属元素是钙，故选D。2.（2018北京）下列含金属元素的物质是（ ）A.H2SO4 B.Al2O3 C.NO2 D.P2O5答案：B解析：在答案中只有铝(Al)属于金属元素，其他的H、S、O、N、P均为非金属元素，故B正确。3.（2018江西）常温下为液态的金属是A. 汞 B. 金 C. 银 D. 铝【答案】A【解析】常温下，铝、银、金等大多数金属都是固体，但金属汞熔点最低，常温下为液态。故选A。点睛：大多数金属具有延展性、具有金属光泽、是热和电的良导体，其中延展性最好的金属是金，导电性最好的金属是银，绝大多数金属的熔沸点高，熔点最高的是钨，绝大多数的金属硬度大，硬度最大的是铬。4.（2018河北）图3所示的四个图像，分别对应四种过程，其中正确的是（ ）A.分别向等质量Mg和Cu中加入足量等质量、等浓度的稀硫酸B.分别向等质量且足量的Zn中加入等质量、不同浓度的稀硫酸C.分别向等质量且Mg和Zn中加入等质量、等浓度的稀硫酸D.分别向等质量的Mg和Zn中加入等质量、等浓度且定量的稀硫酸【答案C【解析】Cu不与稀硫酸反应生成氢气；足量的Zn与20%的稀硫酸反应生成氢气多；、Mg比Zn活泼，加入等质量、等浓度的稀硫酸，Mg产生氢气快，最后氢气质量相等。故选C。5.（2018重庆A）常温下向一定质量的稀盐酸中逐渐加入镁条，充分反应(忽略挥发)。下列图像正确的是（ ）A. B. C. D. 【答案】C【解析】常温下向一定质量的稀盐酸中逐渐加入镁条，反应开始前溶液质量大于0，随着反应的进行，溶液质量不断增加，直至稀盐酸反应完，溶液质量达到最大，之后溶液质量不变；镁与稀盐酸反应放热，随着反应的进行，温度不断升高，稀盐酸反应结束后，溶液温度开始下降；镁与稀盐酸反应生成氢气，反应开始前氢气质量等于0，随着反应的进行，氢气体积不断增加，直至稀盐酸反应完，氢气体积达到最大，之后氢气体积不变；根据质量守恒定律可知反应前后氢元素个数、质量均不变，即反应前后氢元素质量不变。故选C。6.（2018海南）为了探究金属与酸反应的规律，某实验小组进行了如下实验，取等质量的铁片、镁片、锌片，分别与等体积、等浓度的稀盐酸反应，用温度传感器测得反应温度变化曲线如下图所示。(1)请分析反应中温度升高的原因:_ ； (2)根据曲线总结出金属活动性的相关规律:_。【答案】 (1). 金属与酸反应放出热量 (2). 相同条件下，金属越活泼，与酸反应放出的热量越多(必须指明条件相同 【解析】(1) 金属与酸反应过程中放出热量，使温度升高；(2)根据金属活动性规律可知：相同条件下，金属越活泼，与酸反应放出的热量越多。7.（2018安徽）废旧电路板中主要含有塑料、铜和锡（Sn）等，为实现对其中锡的绿色回收，某工艺流程如下。已知：Sn+SnCl22SnCl4（1）SnCl4中锡元素的化合价是_。（2）铜的金属活动性比锡的_（填“强”或“弱”），固体A中一定含有的金属元素是_。（3）写出步骤发生反应的化学方程式_。（4）相比于直接焚烧废旧旧电路板回收金属，该工艺主要优点是_（回答一点即可）。【答案】（1）+4（1分）（2）弱（1分） Cu（1分） （3）2SnCl2Sn+SnCl4分解反应（2分） （4）避免焚烧塑料产生污染，更加环保（1分）（其他合理答案均给分）【解析】（1）氯元素显-1价，根据正负化合价等于0，计算出SnCl4中锡元素的化合价是+4价；（2）根据金属活动性顺序表判断铜的金属活动性比锡的弱，Cu不与SnCl2反应，固体A中一定含有的金属铜；（3）根据流程图判断2SnCl2Sn+SnCl4分解反应；（4）避免焚烧塑料产生污染，更加环保或节能环保。8.（2018重庆A）江西海昏侯墓考古发掘出大量金器、竹简、玉器和青铜器。某些玉器含有Al2O3，Al2O3中铝元素显+3价，青铜器上的铜锈可用酸洗，清洗后的溶液中含有铜离子。(1)用化学用语表示上面加点的文字为_和_。(2)在下列几种物质中，属于合成材料的是_(填序号)。A.竹简 B.棉花 C.塑料 D.青铜(3)黄金化学性质十分稳定，其外观与铜相似，常用灼烧的方法来鉴别它们，鉴别过程的化学反应方程式为_。【答案】 (1). Cu2+ (2). C (3). 2Cu+O22CuO【解析】（1）氧化铝中铝元素显+3价，可表示为；铜离子带2个单位的正电荷，铜离子表示为Cu2+；（2）竹简、棉花属于天然材料；塑料属于有机合成材料；青铜属于金属材料。故选C；（3）在加热的条件下，金与氧气不能反应，铜与氧气反应生成黑色的氧化铜。可用灼烧的方法来鉴别黄金和铜，化学反应方程式为2Cu+O22CuO。9.（2018陕西）人类文明进步与金属材料发展关系十分密切。(1)铝合金被广泛应用于制造飞机、高铁等,这是因为铝合金具有_、质量轻、耐腐蚀等特性。(2)化学兴趣小组为了鉴别某黄色金属是黄金还是黄铜(铜锌合金),设计了如下方案:取样,在空气中加热取样,加入硝酸银溶液取样,加入硫酸锌溶液其中不合理的是_(填序号)。某同学提出还可以用稀硫酸鉴别，他所依据的反应原理是_(用化学方程式表示)。【答案】 (1). 硬度大或强度大； (2). ； (3). Zn+H2SO4=ZnSO4+H210.（2018天津）金属材料广泛应用于生产生活中。(1)常温下大多数金属都是固体，但体温计中的金属却是液体，该金属是_。(2)铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止铝进一步氧化。这种氧化物的化学式为_。(3)向含有氯化铜、氯化锌、稀盐酸的混合溶液中加入过量铁粉，充分反应后过滤，滤液中含有的溶质是_(写化学式)。(4)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。写出赤铁矿石中的主要成分与一氧化碳反应的化学方程式_。冶炼2900t含四氧化三铁80%的磁铁矿石，理论上能得到含杂质2%的生铁的质量是_ t(结果精确到0.1)。(5)含有锌粉6.5g、铁粉5.6g、铜粉3.2g、铝粉l.8g的混合物与一定质量的稀硫酸充分反应，反应停止后，有6g固体剩余。则生成氢气的质量为_g。【答案】 (1). 汞 (2). Al2O3 (3). ZnCl2和FeCl2 (4). Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 (5). 1714.3 (6). 0.5【解析】(1)常温下为液态的金属是汞。(2)铝的氧化物是氧化铝，化学式是Al2O3 (3)向含有氯化铜、氯化锌、稀盐酸的混合溶液中加入过量铁粉，铁粉与稀盐酸反应，Fe +2HCl= FeCl2+H2。金属活动性顺序在，铁在铜的前面，铁粉能与氯化铜溶液反应， Fe + CuCl2 = Cu + FeCl2，铁粉不与氯化锌溶液反应，所以充分反应后过滤，滤液中含有的溶质是生成的FeCl2和没参与反应的ZnCl2。(4)赤铁矿石中的主要成分是Fe2O3，Fe2O3与一氧化碳反应的化学方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 冶炼2900t含四氧化三铁80%的磁铁矿石，设理论上能得到含杂质2%的生铁的质量是x。Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 232 168 2900t80% x(1-2%)=，解得x= 1714.3 t。(5)金属活动性顺序中，氢前面的金属能与酸反应生成氢气。含有锌粉6.5g、铁粉5.6g、铜粉3.2g、铝粉l.8g的混合物与一定质量的稀硫酸充分反应，反应停止后，有6g固体剩余，则剩余的6g固体是活动性较弱的金属，如果金属同时参与反应，活泼金属能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来，然后与酸反应，所以剩余的6g固体是铜粉3.2g、铁粉2.8g，参加反应的金属是锌粉6.5g、铁粉2.8g、铝粉l.8g，6.5g锌粉与盐酸反应生成0.1g氢气、2.8g铁粉与盐酸反应生成0.1g氢气、l.8g铝粉与盐酸反应生成0.2g氢气，所以生成氢气的总质量是0.1g+0.1g+0.2g=0.5g。点睛：此题中的第(5)难度较大，应用金属活动性顺序进行解答，金属活动性顺序中，氢前面的金属能与酸反应生成氢气，位于前面的金属能把位于后面的金属从其盐溶液中置换出来。11.（2018山西）【关注生产实际】科学精神与社会责任，是化学学科素养更高售层面的价值追求。在一次实践活动中，小红和同学们一起参观了某钢铁公司。大家对矿石选取，冶铁和炼钢的工艺流程(如图)、生铁和钢的区别等，有了全新的认识。(1)用赤铁矿石冶铁的反应原理是_(用化学方程式表示)。 (2)分析工艺流程，三脱装置中发生反应的化学方程式是_(写一个)。(3)向精炼炉中吹入氯气使钢水循环流动，各成分均匀混合，相当于化学实验中_的作用(填一种仪器的名称)。(4)在钢水铸件机中，高温钢加工成钢制零件时，充入氮气的作用是_。【答案】(1)Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2 (2) S+O2点燃SO2 或4P+5O2点燃2P2O5/Si+O2高温SiO2 (3)玻璃棒 (4)做保护气(或隔绝氧气)【解析】 (1)氧化铁与一氧化碳在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2；（2）(2)硫与氧气在点燃的条件下生成二氧化硫，反应的化学方程式为S+O2点燃SO2，磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷，反应的化学方程式为4P+5O2点燃2P2O5，硅与氧气在高温的条件下反应生成二氧化硅，反应的化学方程式为Si+O2高温SiO2； (3)向精炼炉中吹入氯气使钢水循环流动，各成分均匀混合，相当于化学实验中玻璃棒的作用；(4)高温时，铁易被氧化，钢加工成钢制零件时，充入氮气的作用是做保护气(或隔绝氧气)，防止铁氧化。12.（2018重庆A）2018年5月13日，我国首艘001A型国产航母开始海试，标志着我国在航海及军事领域取得重大突破。根据所学知识填空。(1)建造航母用到了钛合金，构成金属钛的粒子是_(填“原子”“分子”或“离子”)，工业制钛有种反应为：TiF4+2H2SO44HF+2X+TiO2，X 的化学式为_。(2)航母外壳用涂料覆盖，是为了防止钢铁材料与_接触而锈蚀。(3)为了探究航母材料中锌、铁、铜三种金属活动性强弱，某同学设计了下列实验(每步均充分反应)，其中能达到目的是_(填序号)。A.稀盐酸中加入足量铁粉后，再加铜粉，最后加入锌粉B.ZnCl2溶液中加入足量铁粉后，再加入CuCl2溶液C.ZnCl2溶液中加入足量铜粉后，再加入铁粉【答案】(1)原子 (2)SO3 (3)水和氧气 (4)AB【解析】(1)金属是由原子直接构成，构成金属钛的粒子是原子；根据TiF4+2H2SO44HF+2X+TiO2可知，反应物中有1个钛原子，4个氟原子，4个氢原子，2个硫原子，8个氧原子，生成物中有4个氢原子，4个氟原子，1个钛原子，2个氧原子和2X；根据质量守恒定律可知，在化学反应前后原子种类、个数不变，2X中有 2个硫原子，6个氧原子，X 的化学式为SO3；(2) 铁与氧气、水同时接触就会生锈。航母外壳用涂料覆盖，是为了防止钢铁材料与水和氧气接触而锈蚀；(3)稀盐酸中加入足量铁粉后，能产生气泡和氯化亚铁，再加铜粉，无明显变化，说明铜不能与氯化亚铁反应，则铁的活动性大于铜，最后加入锌粉，锌粉表面有金属析出，说明锌能与氯化亚铁反应，则锌的活动性大于铁。该实验能探究锌、铁、铜三种金属活动性强弱；ZnCl2溶液中加入足量铁粉后，无明显变化，说明铁不能与ZnCl2反应，则铁的活动性小于锌，再加入CuCl2溶液，铁的表面覆盖一层红物质，说明铁的活动性大于铜，该实验能探究锌、铁、铜三种金属活动性强弱；ZnCl2溶液中加入足量铜粉后，无明显变化，说明铜不能与ZnCl2反应，则铜的活动性小于锌，再加入铁粉，无明显变化，说明铁不能与ZnCl2反应，则铁的活动性小于锌，无法比较铜、铁的活动性，该实验不能探究锌、铁、铜三种金属活动性强弱。故选AB。13.（2018安徽）材料有着广泛的应用，根据下列信息回答问题。（1）上述材料中属于有机合成材料的是_；属于合金的是_。（2）纳米铁粉能吸附水中的某些污染物，吸附后经沉降、_（填操作名称）可除去污染物。下列物质也能因吸附而具有净水作用的是_（填字母序号）。a生石灰b活性炭c纯碱（3）纳米铁粉还能除去废水中的重金属离子（如铜离子），写出铁粉与含硫酸铜的废水反应的化学方程式_。【答案】（1）涤纶（1分）钢（1分）（2）过滤（1分）b（1分）（3）Fe+CuSO4FeSO4+Cu（2分） 【解析】（1）特种钢属于复合材料，涤纶属于有机合成材料，钢属于合金；（2）水体净化过程和方法：沉淀、过滤、吸附、杀菌消毒和蒸馏，活性炭具有极强的吸附性，可以吸附水中的异味和色素达到净水的作用；（3）铁比铜活泼，可以把铜从它盐溶液中置换出来，反应化学方程式Fe+CuSO4FeSO4+Cu。8
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