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素养全练9金属和金属材料一、夯实基础1.(xx湖南邵阳中考)xx年3月9日,特朗普正式签署关税令“对进口钢铁和铝分别征收25%的关税”,这一做法严重违反国际贸易规则,严重损害我国利益。下列选项中不属于合金的是()A.钢B.金刚石C.焊锡D.黄铜答案:B解析:A项,钢是铁合金,其中含有少量的碳等杂质;B项,金刚石是碳单质,不属于合金,错误;C项,焊锡是锡和铅的合金;D项,黄铜是铜和锌的合金。2.(xx辽宁本溪中考)关于金属及合金的说法错误的是()A.合金中至少含有两种金属元素B.生铁和钢是常见的铁合金C.黄铜的硬度比纯铜的硬度大D.焊锡的熔点比纯锡的熔点低答案:A3.(xx湖南长沙中考)xx年5月我国自主建造的第一艘航母下海,为保证航母的使用寿命,下列防锈措施不可行的是()A.用抗锈蚀性能优异的合金制造航母零部件B.刷防锈漆C.船体表面镀一层黄金D.给某些部位涂油答案:C解析:虽然黄金的化学性质不活泼,但是其价格昂贵且密度过大,措施不可行。4.(xx江苏连云港中考)已知:金属X在常温下能与空气中的氧气反应,而金属Y和Z不能;将Y、Z分别投入稀盐酸中,Y溶解并产生气泡,Z无变化。下列说法正确的是()A.X氧化物的化学式只能表示为XOB.Y能将X从它的盐溶液中置换出来C.Z在自然界中只能以单质形式存在D.三种金属的活动性顺序:XYZ答案:D解析:A项,铝在常温下能与空气中的氧气反应生成Al2O3,不正确;B项,金属X在常温下能与空气中的氧气反应,而金属Y和Z不能,说明X比Y和Z活泼,因此Y不能将X从它的盐溶液中置换出来,不正确;C项,Z在自然界中可能以单质形式存在,也可能以化合物形式存在,例如铜不能和稀盐酸反应,但是铜矿石中的铜以化合物形式存在,不正确;D项,由A项分析可知X比Y、Z活泼,将Y、Z分别投入稀盐酸中,Y溶解并产生气泡,Z无变化,说明Y比Z活泼,因此三种金属的活动性顺序:XYZ,正确。5.金属与盐酸反应的示意图如图所示,下列说法正确的是()金属与稀盐酸反应A.实验室可用铜和稀盐酸制氢气B.四种金属中活动性最强的是镁C.铁可以把锌从硫酸锌溶液中置换出来D.铁与稀盐酸反应的化学方程式为2Fe+6HCl2FeCl3+3H2答案:B解析:在金属活动性顺序中,铜排在氢后面,所以铜和稀盐酸不反应,故A项错误;根据漫画中四种金属的表现可知:Mg最活泼,Zn次之,Fe再次之,Cu最稳定,故B项正确;铁的活动性弱于锌的,铁不能和硫酸锌溶液反应置换出锌,故C项错误;铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,正确的化学方程式为Fe+2HClFeCl2+H2,故D项错误。6.(xx湘西州中考)已知化学反应:X+YSO4Y+XSO4,根据此反应信息判断正确的是()A.X的金属活动性比Y强B.Y的金属活动性比X强C.X一定是金属铁D.Y一定是金属铜答案:A解析:A项,由方程式可知,X能将Y从其盐溶液中置换出来,说明了X的金属活动性比Y强,正确;B项,由上述分析可知,Y的金属活动性比X弱,错误;C项,X可能是金属铁,错误;D项,Y可能是金属铜,错误。7.(xx山东潍坊中考)下列属于置换反应的是()A.2H2O2H2+O2B.S+O2SO2C.NaOH+HClNaCl+H2OD.2Al+6HCl2AlCl3+3H2答案:D解析:A项,2H2O2H2+O2,该反应符合“一变多”的特征,属于分解反应,错误。B项,S+O2SO2,该反应符合“多变一”的特征,属于化合反应,错误。C项,NaOH+HClNaCl+H2O,该反应是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的反应,属于复分解反应,错误。D项,2Al+6HCl2AlCl3+3H2,该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,属于置换反应,正确。8.(xx广东广州中考)化学小组为探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序,设计了下图所示实验方案。下列说法不正确的是()A.由实验甲可知金属活动性:AlCuB.由实验乙可知金属活动性:CuAgC.由实验甲、乙、丙可知金属活动性:AlCuAgD.如将实验甲中的CuSO4溶液改为CuCl2溶液,则不能完成本实验探究答案:D解析:由实验甲将铝丝插入硫酸铜溶液中,铝丝表面会有红色物质出现,可知金属活动性:AlCu,故A项正确;由实验乙将铜丝插入硝酸银溶液中,铜丝表面会有银白色物质出现,可知金属活动性:CuAg,故B项正确;由实验甲、乙、丙可知金属活动性:AlCuAg,故C项正确;在金属活动性顺序中,位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来,将实验甲中的CuSO4溶液改为CuCl2溶液能完成本实验探究,故D项错误。9.(xx辽宁本溪中考)下图是与铁的性质有关的部分实验。请回答。(1)A中铁丝燃烧的化学方程式为,集气瓶中预先放少量水的目的是。(2)B是探究铁钉锈蚀条件的实验。通过对比试管中的现象,可知铁钉生锈需要与接触。写出一种日常生活中防止铁制品锈蚀的方法。(3)已知锰(Mn)的金属活动性介于镁和锌之间,如果通过实验验证铁和锰的金属活动性强弱,能达到实验目的的试剂组是(填字母)。A.MnFeSO4溶液B.MnFeMgSO4溶液C.MnFeZnSO4溶液答案:(1)3Fe+2O2Fe3O4防止生成物熔化溅落下来炸裂集气瓶(2)水喷漆(3)AC解析:(1)铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,反应的化学方程式为3Fe+2O2Fe3O4,为防止生成物熔化溅落下来炸裂集气瓶,集气瓶中预先加少量水或沙。(2)中的铁钉与氧气和水同时接触发生了锈蚀,而中的铁钉只与氧气接触没有锈蚀,通过对比试管中的现象,可知铁钉生锈需要与水接触;铁制品生锈的条件是同时与空气和水直接接触,所以在铁制品表面涂油、覆盖油漆或在表面镀一层抗腐蚀的金属等,都可以起到防锈的作用。(3)A.Mn能置换出FeSO4溶液的铁,说明锰比铁活泼,故正确;B.Mn、Fe均不能与MgSO4溶液反应,无法证明,故错误;C.Mn能置换出ZnSO4溶液中的锌,铁不能,说明了活动性:MnZnFe,故正确。10.(xx陕西中考)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)强度高(2)Zn+H2SO4ZnSO4+H2解析:(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强度高、质量轻、耐腐蚀等特性。(2)取样,在空气中加热,黄铜中的铜在加热条件下生成黑色的氧化铜,黄金则不能,可以鉴别。取样加入硝酸银溶液,锌和铜均能与硝酸银溶液反应置换出银白色的银,黄金则不能,可以鉴别。取样,加入硫酸锌溶液,锌、铜、金均不能与硫酸锌溶液反应,不能鉴别。某同学提出还可以用稀硫酸鉴别,是因为锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应的化学方程式为Zn+H2SO4ZnSO4+H2。二、提高能力1.(xx安徽安庆四中模拟)某同学根据铜绿的成分Cu2(OH)2CO3作出猜想:金属铜锈蚀的条件除有水和二氧化碳外,还必须有氧气。为证明“必须有氧气”,需要进行如图所示实验中的()A.甲和乙B.甲和丁C.甲和丙D.丙和丁答案:A解析:甲试管的铜片与氧气、水和二氧化碳同时接触发生了锈蚀;乙中的铜片与二氧化碳和水接触,没有锈蚀,说明铜的锈蚀必须有氧气;丙中的铜片与二氧化碳和氧气接触,没有锈蚀,说明铜的锈蚀必须有水;丁中的铜片与氧气和水接触没有锈蚀,说明铜的锈蚀必须有二氧化碳。由以上分析可知,通过实验甲与乙的对比得出:铜的锈蚀必须有氧气参与。2.(xx四川自贡中考)现有等质量甲、乙、丙三种金属,分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中,产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示(已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为+2价)。则下列说法中错误的是()A.金属活动性:乙甲丙B.生成氢气的质量:甲乙丙C.相对原子质量:乙丙甲D.消耗硫酸的质量:甲乙丙答案:C解析:A项,由氢气质量与反应时间的关系图,等质量甲、乙、丙三种金属,至完全反应,乙用的时间少,丙用的时间多,由金属的活动性越强,与酸反应的速率越快,则金属活动性顺序乙甲丙,正确。B项,等质量甲、乙、丙三种金属,分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中,分别与足量稀硫酸反应生成正二价金属的硫酸盐和氢气,由氢气质量与反应时间的关系图,向横坐标作垂线,找出同一时间,与斜线的交点越高,则产生的氢气越多,甲高于乙,乙高于丙,则至完全反应生成氢气的质量甲乙丙,正确。C项,由于化合价相同,产生的氢气质量与金属的相对原子质量成反比,产生氢气质量越多,说明该金属的相对原子质量越小,则相对原子质量丙乙甲,错误。D项,由质量守恒定律,生成氢气的质量来自于硫酸中氢元素的质量,生成氢气的质量越多,消耗的硫酸的质量越多,消耗硫酸的质量:甲乙丙,正确。3.(xx安徽安庆一模)我们在超市进行购物时,手推车是常用的工具。请完成下列各题:(1)如图所标示的超市手推车各部件中,属于金属材料的是(写出1种即可,下同),属于有机合成材料的是。(2)车篮一般用铝合金而不用纯铝制造的原因是。(3)手推车的生铁支架在潮湿的空气中会生锈,用稀硫酸除铁锈(Fe2O3)的原理是(用化学方程式表示)。(4)利用铁生锈的原理在食品工业上还有应用。如“纳米-Fe粉”可以用于食品保鲜,称之为“双吸剂”,它能够吸收空气中的水分和氧气,若用化学方法检验使用一段时间后的“双吸剂”是否完全失效,写出检验方法:。答案:(1)铝合金车篮(或生铁支架)塑料把手(或橡胶滑轮)(2)铝合金比纯铝的机械性能更好(3)Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O(4)加稀盐酸,无气泡生成则完全失效解析:(1)金属单质及合金都属于金属材料,所以铝合金车篮、生铁支架属于金属材料,有机合成材料包括塑料、合成纤维和合成橡胶,所以塑料把手、橡胶滑轮属于有机合成材料。(2)铝合金比纯铝的机械性能更好,所以车篮一般用铝合金而不用纯铝制造。(3)铁锈的主要成分是氧化铁,能与硫酸反应生成硫酸铁和水,化学方程式为Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O。(4)铁粉完全氧化后与酸反应不会生成氢气。故检验方法是加稀盐酸,无气泡生成则完全失效。4.(xx河南中考)如图装置可以做CO还原Fe2O3的实验并检验该反应的气体生成物。已知由一氧化碳发生装置得到的CO中混有杂质CO2和H2O。(1)写出B装置玻璃管内反应的化学方程式:。(2)从环保角度考虑,请写出一种尾气处理方法:。(3)若没有A装置,则该实验不能达到检验气体生成物的目的,请说明原因:。答案:(1)3CO+Fe2O32Fe+3CO2(2)在装置C的短导管处放一盏点燃的酒精灯(3)无法证明使澄清石灰水变浑浊的气体是否来自于反应后新生成的解析:(1)装置B中发生的反应是一氧化碳与氧化铁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+Fe2O32Fe+3CO2。(2)尾气中含有有毒的一氧化碳气体,为了防止直接排放造成空气污染,所以要在装置C的短导管处放一盏点燃的酒精灯。(3)装置A可以除去原气体中混有的少量的二氧化碳,若没有A装置,则无法证明使澄清石灰水变浑浊的气体是否来自于反应后新生成的。5.(xx湖南长沙中考)小英同学用某铁合金样品做了如下实验:称量11.4 g样品,放入质量为40 g的烧杯中,再往烧杯中加入200 g稀硫酸,恰好完全反应(杂质不与酸反应,也不溶于水)。反应完毕后称量,烧杯及烧杯内物质总质量为251 g。求:(1)反应产生的氢气质量为 g;(2)所用稀硫酸的溶质质量分数(写出计算过程)。答案:(1)由质量守恒定律可知,反应产生的氢气的质量是11.4 g+40 g+200 g-251 g=0.4 g(2)设稀硫酸中溶质的质量为xFe+H2SO4FeSO4+H2982x0.4 g982=x0.4gx=19.6 g所用稀硫酸的溶质质量分数为19.6g200g100%=9.8%答:所用稀硫酸的溶质质量分数为9.8%。三、创新拓展(xx江苏无锡中考)已知:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O为探究铜和浓硫酸的反应及生成的二氧化硫气体的部分性质,某同学设计如图实验(图中脱脂棉团蘸有紫色石蕊溶液)。关于该实验的说法错误的是()A.与鼓气球相连接的导管需插入浓硫酸中B.该装置便于控制铜和浓硫酸反应的发生和停止C.铜丝绕成螺旋状是为了加快铜和浓硫酸的反应D.实验中可观察到脱脂棉团变红答案:A解析:A项,与鼓气球相连接的导管不能插入浓硫酸中,这是因为鼓气的目的是为了使反应生成的二氧化硫全部导出,不正确;B项,通过上下移动粗铜丝能使铜和浓硫酸随时接触或分离,从而使反应随时进行或停止,该装置便于控制铜和浓硫酸反应的发生和停止,正确;C项,铜丝绕成螺旋状是为了增大反应物接触面积,从而加快铜和浓硫酸的反应,正确;D项,实验中,二氧化硫能和紫色石蕊溶液中的水反应生成亚硫酸,亚硫酸显酸性,能使石蕊溶液变红色,因此可观察到脱脂棉团变红,正确。
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