人教版化学九年级下册第8单元金属和金属材料（解析版）

人教版化学九年级下册第8单元金属和金属材料（解析版）

1 第 八单元 金属和金属材料 测试卷 温馨提示：本卷共三大题，计 25 小题，满分 100 分，考试时间 90 分钟。 一、单项选择题：（本题共 15 小题，每小题 3 分，满分 45 分） 1．（A）下列金属中中最适宜做电线电缆的是（ ） A．Cu B．Al C．Fe D．Ag 2．（A）某种新型“防盗玻璃”为多层结构，每层中间嵌有极细的金属线，当 玻璃被击碎时，产生电信号，与金属线相连的警报系统就会立刻报警，这利用 了金属的（ ） A．延展性 B．导电性 C．弹性 D．导热性 3．（A）下列关于合金的说法正确的是（ ） A. 合金属于化合物 B. 合金不能导电、传热 C. 日常使用的金属材料多数为纯金属 D. 合金的很多性能与组成它的纯金属不同 4．（A）取 3 枚洁净无锈的铁钉，分别加入 3 支试管中，如图所示的物质进行 实验，试管中铁钉锈蚀速度由快到慢的顺序为（ ） A．①②③ B．②①③ C．②③① D．③①② 5．（A）用镍钛合金制成的宇宙飞船自展天线，在低温下被折叠， 进入太空后，在阳光照射下可重新展开，恢复成原状。关于此天线制作材料的 描述错误的是（ ） A．具有形状记忆功能 B．具有很低的熔点 C．具有良好的延展性 D．具有良好的导电性 6．（A）下列物质能由金属和盐酸直接反应生成的是（ ） A．MgCl2 B．CuCl2 C．ZnSO4 D．FeCl3 7．（A）为验证 Mg、Cu、Ag 三种金属的活动性强弱，某化学兴趣小组设计了右 图所示的四个实验。其中不必进行的实验是（ ） 2 8．（A）人类每年从自然界中提取大量的金属铁，下列关于铁的说法正确的（ ） A．在铁板表面镀上一层锌成为白铁，白铁是铁锌合金 B．炼铁的过程是把单质铁变成氧化铁 C．炼铁高炉炼出来的是生铁不是钢 D．从高炉排出来的废气，可以直接放空 9．（A）下列化学方程式书写正确的是（ ） A．2Fe+6HCl==2FeCl3+3H2 B．Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑ C．2Fe+3CuSO4==Fe2(SO4)3 +3Cu D．4Fe+3O2 点燃=== 2Fe2O3 10．（A）有 X、Y、Z 三种金属，把 X 和 Y 分别放在稀硫酸中，X 溶解并产生氢 气，Y 不反应；若把 Y 和 Z 分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在 Y 的表面有 银析出，而 Z 没有变化。根据以上实验事实，下列关于三种金属活动性由强到 弱的判断正确的是 （ ） A.Y>X>Z B.X>Y>Z C.Z>X>Y D.X>Z>Y 11．（A）2007 年 4 月 18 日，我国进行了第 5 次火车提速。为适应提速要求需 把短轨连成长轨。工人常用 2Al+Fe2O3 高温 Al2O3+2Fe 这一反应使生成液态铁进行 焊接。下列说法不正确的是（ ） A．Al2O3 为氧化物 B．该反应为置换反应 C．该反应为分解反应 D．该反应为放出大量热 12．（B）往 AgNO3 和 ZnSO4 的混合溶液中加入过量的铁粉，充分反应后过滤， 则滤渣中一定存在的金属是（ ） A．Ag 和 Fe B．Ag C．Ag、Fe 和 Zn D．Ag 和 Zn 13．（B）等质量的 M、N 两种金属，分别与相同质量分数的足量稀盐酸反应（已 知 M、N 在生成物中均为+2 价），生成氢气质量和反应时间的关系如右图所示， 下列叙述正确的是（ ） 3 A．M、N 两种金属中较活泼的是 N B．生成 H2 的质量 M＜N C．相对原子质量较大的是 N D．产生 H2 的速率 N＞M 14．（B）某金属加工厂生产过程中的废液含有少量硝酸银和硝酸铜，为回收利 用资源和防止污染，该厂向废液中加入一定量的锌粉，反应停止后过滤，向滤 出的固体中加入少量稀盐酸，无气泡产生。则下列有关说法中，正确的是( ) A．滤出的固体中一定含有银和铜，一定不含锌 B．滤出的固体中一定含有银，可能含有铜和锌 C．滤液中一定含有硝酸锌，一定没有硝酸银和硝酸铜 D．滤液中一定含有硝酸锌，可能有硝酸银和硝酸铜 15．（C）如图所示，在杠杆的两端分别挂着质量相同的铜球和锌球，这时杠杆 平衡。然后将两球分别浸没在稀 H2SO4 和 CuSO4 溶液中片刻，下列说法中正确的 是（ ） A．只有左边烧杯中溶液的质量增加 B．只有右边烧杯中溶液的质量增加 C．两边烧杯中的溶液质量都增加 D．取掉烧杯后，杠杆仍然保持平衡 二、填空题（本大题包括 7 小题，满分 35 分） 16．（4 分）（A）在下列空格上，填上一种相应的金属名称： （1）呈亮红色的是 ； （2）常温下是液态的是 ； （3）地壳中质量分数最高的金属元素是 ； （4）保温瓶内胆镀的金属是 。 17．（2 分）（A） 右图中两块金属片互相刻画后，在纯铜片上留下明显划痕， 稀 H2SO4 CuSO4 溶液 Cu Zn 4 该实验探究的目的是 ；写出一个有铜参加的置换反应的化学方 程式 。 18．（5 分）（A）请根据常见金属性质回答问题： (1)将以下常见金属的活动顺序补充完整。 金属活动性由强逐渐减弱 (2)黄金首饰不易锈蚀的主要原因是 。 (3)从 Mg、Zn、Cu、Fe 中选出适当的物质与稀硫酸反应，写出反应的化学方 程式 (写一个即可)。 (4)用 CuSO4 配制农药波尔多液时不能在以下 (填序号)中进行。 A．塑料桶 B．铁桶 C．木桶 19．（3 分）（A）自行车的主要材料钢铁易生锈，请为下图中标示的自行车部 件各设计一种不同的、合理的防锈方法。 （1）三角架 ； （2）辐条 ； （3）链条 。 20. （5 分）（B） 下表是生活中某种常见金属 X 的部分性质： 颜色 状态 硬度 密度 熔点 导电性 导热性 延展性 银白色 固体 软 7.9g/cm3 1525℃ 良好 良好 良好 5 将金属 X 投入盐酸中，有大量气泡生成。根据上述信息，回答下列问题： （1）试推断金属 X 可能的一种用途 。 （2）将金属 X 放入硫酸铜溶液中，观察到的现象是 。 （3）请自选试剂，设计实验比较金属 X 与 Mg 的活动性强弱。完成下表： 你的一种猜想 操作 现象 结论 假设成立，金属 X 的活动性比镁 弱 21．（9 分）（B） 右图所示是高炉炼铁时高炉内的化学变化过程： 认真阅读有关信息，回答下列问题： （1）将铁从铁矿石中还原出来的物质是（填化学式） ； （2）取少量高炉中炼出的生铁放入烧杯中，加入足量稀盐酸， 可观察到的现象是 ，发 生反应的化学方程式为 ，当反 应停止后，还可观察到烧杯底部有黑色不溶物，该物质是 （填化学式） ，请设计一个简单实验证明你的判断， 简要写出主要操作和现象 22．（7 分）（C） 2009 年 2 月 12 日，我外交部就法国某公司拍卖我国两件重 要文物兔首和鼠首(见右图)，发表严正声明：中国对其拥有不可置疑的所有权。 目前我国正在积极追讨这两件文物。兔首和鼠首均为青铜器(铜、锡合金)，表 面呈绿色，这是铜器长期暴露在空气中生成了铜锈(铜锈俗称铜绿)。为了弄清 铜绿的组成和铜生成铜绿的条件，某化学实验小组进行了如下探究： （1）．探究铜绿的组成 6 【查阅资料】 通过查阅资料知道：铜绿受热易分解。 【设计与实验】 ①小芳从其它铜器上取下适量的干燥铜绿，按右图所示装置进行实验。在实验 过程中，观察到： 试管口内有水珠出现，说明了铜绿中含有氢、氧元素； 澄清石灰水变浑浊，说明了铜绿中含有 元素。 ②小芳取下少量试管内反应后的剩余物，放入另一支试管中，滴人稀硫酸，充 分反应后，溶液变蓝色，说明铜绿中含有 元素。 【实验结论】 铜绿是由铜、氢、氧和碳元素组成的。 （2）．探究铜生成铜绿的条件 【查阅资料】铜绿的化学式是 Cu2(OH)2CO3，它受热会分解生成三种氧化物。 铜绿分解的化学方程式为 。 【猜想与假设】 据铜绿的组成和查阅的资料判断，铜绿可能是铜与氧气 及 共同作用而形成的。 【设计与实验】 借鉴课本“铁钉锈蚀条件的探究”实验，小梁设计了“铜片 锈蚀条件的探究”实验，实验如下图所示(所用铜片洁净、光亮，试管内的“ ” 为铜片)： 实验较长时间后，发现 试管中铜片最先生锈(填试管字母编号)。 【评价与改进】 小区认为小梁设计的实验还不够完善，要得出正确的结论， 还要补充一个实验。你认为要补充的一个实验是(用图表示亦可) 。 【拓展与应用】 小明发现从不同地点收集到的两个铜器(一个是纯铜做的，一个是青铜做的) 中，纯铜器的铜绿比青铜器的少，他据此分析认为青铜比纯铜易锈蚀。小明的 7 分析是否全面?请你说明理由。 。 三、计算解答题（本大题包括 2 小题，第 23 题 7 分，第 24 题 13 分，满分 20 分） 23．（9 分）（B）用 2000t 含氧化铁 80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁 96% 的生铁多少吨？ 24．（11 分）（B）一化学兴趣小组对某生铁样品中铁的质量分数进行探究。请 按要求完成下列探究报告。 [实验目的] 测定某生铁样品中单质铁的质量分数。 [资料支撑] 生铁中除铁外，还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素。 碳在生铁中以两种形态存在，一种是游离碳（石墨），另一种是化合碳（如 Fe3C 等）；硅、锰、磷、硫存在形式较为复杂；这些物质通常都不与稀硫酸发生化学 反应。 [实验方案] 生铁样品与过量的稀硫酸反应，测定反应前后可称量物质的质量差。 [实验过程] (1)取一只烧杯，称得其质量为 70.4g，加入一定量生铁样品碎屑，称得烧杯 和样品的总质量为 102.4g； (2)向盛有生铁样品的烧杯中加入稀硫酸，边加边搅拌，直到烧杯中不再产生 气泡， 再加入少量稀硫酸以确保过量，测得共用去稀硫酸 247.3g； (3)静置，称量。称得烧杯和剩余物质的总质量为 348.7g。 [数据处理] 计算该生铁样品中单质铁的质量分数： 8 [交流讨论] (1)实验称量时称量物应放在托盘天平的 盘（选填“左”或“右”）； (2)实验过程中稀硫酸要过量的原因是 ； (3)经质检部门精确测定，该样品中铁元素的总含量为 95.2%。假设没有与硫 酸反应的铁都以 Fe3C 形式存在，则样品中 Fe3C 的质量分数为 。 9 参考答案 一、单项选择题 1. B 解析： 这四种金属都有导电性，但相比较而言，Ag＞Cu＞Al＞Fe，银 的导电性虽然最强，但因为它的储量较小，价格较高，不适合用来制电线；铜 虽然也有优良的导电性，但它的密度较大，只适宜制一些普通的电线，而不适 合做电缆；铝的导电性仅次于银、铜，虽然它的导电率只有铜的 2/3，但密度 只有铜的 1/3，所以输送同量的电，铝线的质量只有铜线的一半．铝表面的氧 化膜不仅有耐腐蚀的能力，而且有一定的绝缘性，另外铝在地壳中的含量是铁 的 1 倍，铜的近千倍，所以铝在电器制造工业、电线电缆工业应用越来越广泛； 而铁的导电性弱于 Ag、Cu、Al，而且易被腐蚀，所以不适合做电线、电缆。 点拨：明确性质和用途的关系，是解答这类题的关键。性质是决定物质用途的 主要因素，但不是惟一因素。价格、资源以及废料是否易于回收等因素也要影 响物质的用途。此外，物质的用途也可反映物质的性质。 2.B 解析：这是一道信息给予题，从题中的信息，当玻璃被击碎时，产生电 信号，与金属线相连的警报系统就会立刻报警，说明“防盗玻璃” 中间嵌有 极细的金属线容易导电。 3.D 解析：本题考查对合金的认识。合金是金属中加热熔合某些金属或非金 属而形成的具有金属特征的物质。在分类上，它属于混合物；在性质上，它具 有金属特征（如导电性、传热性等）；在性能上，合金的性能优于纯金属，能 满足不同的需要，所以日常使用的金属材料多数为合金。综合分析，只有 D 正 确。点拨：合金由于具有比纯金属更优越的性能，在生活中应用也较广泛，因 此倍受命题者的青睐，准确理解合金的概念、性能、用途，熟记常见合金的组 成是解答这类题的关键。 4.B 解析：铁生锈是铁跟氧气、水等物质相互作用，发生一系列复杂的化学 反应，使铁转化为铁的化合物的过程。3 支试管中的铁钉都与水完全接触，① 中的铁钉与溶解在水中的少量氧气接触，②中的铁钉与空气完全接触，③中的 铁钉几乎不与氧气接触，因此试管中铁钉锈蚀速度由快到慢的顺序为②①③。 5．B 解析：从题中所给信息知，用镍钛合金制成的天线熔点低是错误的。 6.A 解析：在金属活动顺序表中，Mg、Zn、Fe 都位于氢的前面，比氢活泼， 10 镁可以直接与盐酸反应生成 MgCl2；但锌与盐酸反应不是与硫酸反应生成的是 Zn Cl2 而不是 ZnSO4；铁虽然比氢活泼，能与盐酸反应，但反应后生成 FeCl2 而不生成 FeCl3；铜的活动性比氢弱，所以铜不能与盐酸反应。易错会诊：对 金属的活动性顺序掌握不够，不知 Cu 位于 H 的后面不能与盐酸反应而错选 B； 没有看清题意，只想到 Zn 能与酸反应生成 ZnSO4 而错选 C；对铁与酸反应生成 的产物不明确而错选 D。 7.C 解析：Ag 与稀盐酸不反应。 8.C 解析：合金是指由一种金属和其他金属（或非金属）一起熔合而成的具 有金属特性的物质。A 只是在铁的表面镀上一层锌，两者并没有熔合在一起。 炼铁的原理是在高温下，利用还原剂一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。炼铁 的设备是高炉，而炼钢的设备常用电炉、平炉和转炉，高炉炼出来的铁因含有 较多的碳是生铁。从高炉中排出的废气含有大量的未反应的一氧化碳气体，直 接排放会污染空气。错因会诊：对合金的概念不明确，误认为铁镀锌是合金而 错选 A；不明白炼铁的原理和过程，乱猜答案而误选 B、D。 9.B 解析：铁的化合价有+2、+3，铁在不同的化合物中可表现出不同的化合 价。一般情况下：铁与稀 HCl、稀 H2SO4、CuSO4 溶液等物质发生置换反应时生 成+2 价的亚铁离子而不是+3 价的铁离子；铁在空气中缓慢氧化生成 Fe2O3，而 在氧气中燃烧生成黑色的四氧化三铁，二者需区分开来。易错会诊：此题解答 时易错选 A、C，原因是没有记清楚铁发生置换反应后生成的是+2 价的亚铁离 子，若错选 D 是没有记清铁在氧气中燃烧生成的是黑色的 Fe3O4。 10.B 解析：本题考查金属活动性顺序的应用，中等难度。解题关键是知道 金属活动性顺序中，只有排在氢前面的金属才能置换出盐酸、稀硫酸中的氢， 只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。把 X 和 Y 分别放入稀硫酸中，由现象可得出结论，活动性顺序为：X﹥H，Y﹤H；把 Y 和 Z 分别放入硝酸银溶液中，由现象可得出结论，活动性顺序为：Y﹥Ag，Z ﹤Ag，总的结果，活动性顺序为：X﹥H﹥Y﹥Ag﹥Z，则 X、Y、Z 的金属活动性 由强到弱的顺序为：X﹥Y﹥Z，B 为正确选项，A、C、D 均为错项。 11.C 解析：从化学方程式的反应物和生成物得知：Al 和 Fe 是单质，Fe2O3 和 Al2O3 是氧化物，该反应符合：单质+化合物→单质+化合物，属于置换反应， 这一反应能使产生的铁变成液态，故该反应放出大量的热。 11 12.A 解析：由金属活动性顺序可知，铁与 AgNO3 溶液反应，不与 ZnSO4 溶 液反应，并且加入“过量”的铁粉，故滤渣中一定存在 Ag 和 Fe。易错会诊： 本题易错点有两处：一是不会用金属活动性顺序表判断金属与盐溶液的反应， 题中 Fe 的金属活动性没有 Zn 强，Fe 与 ZnSO4 不反应，不能置换出 ZnSO4 中的 Zn；二是审题不清，没有看清是“过量”的铁粉而错选 B。 13.C 解析：本题把金属与酸的反应与图象联系起来，主要考查学生综合运用 知识的能力，有一定难度。从图上可以看出，相同时间内 M 生成的 H2 更多，所 以 M 更活泼，A 错；生成 H2 的质量 M＞N，B 错；产生 H2 的速率 M＞N，D 错。 14．D 解析：加入稀盐酸，无气泡产生，说明固体一定不含锌，一定含有银， 可能含有铜；则滤液中一定含有硝酸锌，可能有硝酸银和硝酸铜。 15.B 二、填空题 16.（每空 1 分，共 4 分）（1）铜；（2）汞；（3）铝；（4）银 17.（每空 1 分，共 2 分）比较黄铜和纯铜的硬度 Cu+2AgNO3== Cu (NO3)+ 2Ag。 18.（每空 1 分，共 5 分）(1) Al Ag (2) 黄金的金属活动性弱(或黄金的化学性质稳定：黄金不易跟氧气反应等) (3) Zn+H2SO4 ==ZnSO4 + H2↑ (或 Mg + H2SO4 == CaSO4 + H2↑；Fe + H2SO4 == FeSO4 + H2↑) (4) B 19.（每空 1 分，共 3 分）此题为开放性试题，只要符合条件即可。如⑴涂漆 ⑵镀一层耐锈蚀的金属 ⑶涂油。 解析：防止生锈的方法很多，常用的方法：①保持铁制品表面洁净干燥；②在 铁制品表面覆盖保护层，如喷涂油漆、涂防锈油、烧涂搪瓷；③在铁制品表面 镀上一层起保护作用的其他金属，如在铁表面镀锡、镀锌、镀铬等；④通过化 学反应使铁制品表面生成致密的氧化膜，如钢锯条上的烤蓝等；⑤组成合金， 增强防锈能力。 20．（每空 1 分，共 5 分）⑴做锅/加工成丝/加工成片 ⑵金属 X 表面有红 色固体生成 ⑶ 12 你的一种猜想 操作 现象 结论 金属 X 的活动性 比镁弱 取经打磨的金属 X 固体，放入氯 化镁溶液中。 无明显现象 假设成立，金属 X 的活动性比镁 弱 或其它合理答案。 解析：⑴性质决定用途，该金属具有良好的导电性、导热性及延展性，因此可 用来做导线、做锅、加工成丝、加工成片等；⑵该金属的活动性比氢强，能与 硫酸铜 溶液反应，置换出硫酸铜中的铜；⑶验证该金属的活动性比镁强弱， 可选用氯化镁溶液。 21. （第 1 空 1 分，其余每空 2 分，共 9 分）（1） CO ；（2）有气泡产生、溶 液逐渐变为浅绿色； C；Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 ↑；将黑色固体放在坩埚内 加热至其燃烧，并在火焰上方罩一个杯壁沾有澄清石灰水的烧杯，杯壁出现白 色斑点。解析：（1）炼铁的原理是 3CO+ Fe2O3 2Fe + 3CO2，还原剂是 CO； （2）生铁是铁和碳的合金，生铁中的铁与稀盐酸反应 Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 ↑，有气泡产生、溶液由无色逐渐变为浅绿色；碳不反应留在了烧杯底部。证 明黑色不溶物为碳，只需证明其在空气中燃烧的产物为二氧化碳既可。 点评：解答此类题要结合 CO 还原 Fe2O3 的实验的现象、注意问题、化学方程式 的书写以及尾气处理进行解答。 22．（每空 1 分，共 7 分）（1）①碳、氧或 C、O ②铜或 Cu ⑵【查阅资料】Cu2(OH)2CO3 2CuO +H2O + CO2 ↑ 【猜想与假设】 水、二氧化碳或 H2O、CO2 【设计与实验】 D 【评价与改进】把铜片置于装有干燥空气(或氧气和二氧化碳)的试管中，放置 对比观察。或如右图所示。 【拓展与应用】不全面 因为不同地点空气成分的含量不同，无法比较。(或 条件不同，无法比较 解析：（1）根据质量守恒定律可推测出铜绿中含有 C、O 元素还含有铜元素； （2）解答此题时，将图所示装置进行的实验与“探究铁生锈条件”的实验比 较，D 试管中的铜同时与空气、CO2、水蒸气接触，满足了铜生锈的条件，故 D 13 试管铜片最先生锈；应增加把铜片置于装有干燥空气(或氧气和二氧化碳)的试 管中，放置对比观察。 三、计算解答题 23.（共9分）解：2000t矿石中含氧化铁的质量为： 2000t×80%=1600t （1分） 设1600t氧化铁理论上可炼出铁的质量为x Fe2O3 + 3CO 高温  2Fe + 3CO2 （2分） 160 56×2 1600t x 160 56×2 =1600t x （2分） x=1120t （2分） 折合为含铁96%的生铁的质量为： 1120t÷96%=1166．7t （2分） 答：可以炼出生铁 1166．7t 。 解析： 赤铁矿是混合物，它的主要成分 Fe2O3 才是纯净物，解本题的关键在于 分清不纯物质和纯净物质，并能把不纯物质的质量转化为纯物质的质量。Fe2O3 的质量为 2000t×80%=1600t，设炼出铁的质量为 x，则生铁的质量为 x÷96%。 24.（共 11 分） [数据处理] 解：生成 H2 的质量：102.4g+247.3g-348.7g=1.0g （1 分） 设生铁样品中含铁的质量为 x。 Fe+H2SO4 == FeSO4+H2↑ （2 分） 56 2 x 1.0g g x 0.12 56  （1 分） ggx 0.282 0.156  （2 分） 生铁样品中铁单质的质量分数为 1000.4.704.102 0.28  g g %=87.5% （2 分） 14 答：生铁样品中铁单质的质量分数是 87.5%。 [交流讨论] ⑴左 （1 分） ⑵确保生铁样品中铁单质与稀硫酸完全反应 （1 分） ⑶8.25% （1 分） 解析：要计算生铁样品中中单质铁的质量分数，需知道两个量—生铁样品的质 量及样品中单质铁的质量，烧杯和样品的总质量为 102.4g，烧杯的质量为 70.4g，可计算出生铁样品的质量为 102.4g-70.4g=32g；根据质量守恒定律， 可计算出生成氢气的质量：102.4g+247.3g-348.7g=1.0g；由氢气的质量计算 出单质铁的质量，从而计算出生铁样品中单质铁的质量分数。实验过程中稀硫 酸要过量是为了确保生铁样品中铁单质与稀硫酸完全反应。生铁样品中含铁元 素 的 质 量 为 32g × 95.2%=30. 464 g ， Fe3C 中 含 铁 元 素 的 质 量 ： 30.464g-28.0g=2.464g，样品中含 Fe3C 的质量为：2.464g÷56×3/180×100% ≈2.64g，则样品中 Fe3C 的质量分数为：2.64g/32g×100%=8.25%