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初中化学人教版九年级下册课题 1 金属材料单元测试当堂达标检测题
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这是一份初中化学人教版九年级下册课题 1 金属材料单元测试当堂达标检测题，共10页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验与探究，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.下列有关金属资源的描述不正确的是( )
A． 铁是地壳中含量最多的金属元素 B． 金属元素主要存在于地壳和海洋中
C． 铝在空气中能形成致密的保护膜 D． 回收废旧金属有利于保护环境
2.金属材料在现实生活中有极为重要的作用。下列金属材料的运用与金属所具有的性质不一致的是( )
A． 制造白炽灯灯丝—熔点高 B． 制造飞机—坚硬而质轻
C． 制造装化工原料的容器—耐腐蚀 D． 制造保险丝—硬度大
3.下列各组物质不能发生置换反应的是( )
A． 汞＋硝酸银 B． 铜＋硝酸镁 C． 锌＋硫酸亚铁 D． 铁＋硫酸铜
4.在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定的镁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀盐酸，没有气泡产生。下列判断正确的是( )
A． 滤出的固体中一定含有铜，可能含有铁和镁
B． 滤出的固体中一定含有铜，一定不含有铁和镁
C． 滤液中一定含有氯化镁和氯化亚铁，一定没有氯化铜
D． 滤液中一定含有氯化镁、氯化亚铁、氯化铜
5.下列矿石中，主要成分不属于氧化物的是( )
A． 赤铁矿 B． 磁铁矿 C． 菱铁矿 D． 铝土矿
6.下列有关“一定”的说法中，正确的是 ( )
A． 单质和化合物发生的反应一定是置换反应
B． 混合物一定是由不同种元素组成的
C． 由同种元素组成的物质一定是单质
D． 能分解出氧气的化合物一定是含氧化合物
7.下列物质为纯净物的是 ( )
A． 黄铁矿 B． 菱铁矿 C． 不锈钢 D． 含氧质量分数为30%的氧化铁
8.下列图像能正确反映其对应关系的是( )
A． 一氧化碳还原氧化铁 B． 等质量、等浓度的过氧化氢溶液分解制氧气
C． 电解水 D． 向等质量、等浓度的稀硫酸中加入足量等质量的金属
9.化学在环境保护、资源和能源利用等方面起着重要的作用，下列说法正确的是( )
A． 防止金属腐蚀是保护金属资源的唯一途径
B． 煤、石油、天然气都属于不可再生的化石燃料
C． 天然水经过沉降、过滤、吸附、消毒，得到的是纯水
D． 目前计入空气污染指数的有害气体主要包括SO2、CO2、NO2、臭氧等
10.绿色化学要求从根本上减少或杜绝污染，下列做法符合绿色化学理念的是( )
A． 实验中未说明药品用量时，越多越好 B． 实验后的废液直接倒入下水道
C． 废旧电池深埋处理，以消除污染 D． 实验室模拟工业炼铁要进行尾气处理
11.赤铁矿的主要成分是( )
A． FeO B． Fe3O4 C． Fe2O3 D． Fe
12.联合国卫生组织经过考察和研究，认为我国使用的铁锅是有益于人类健康的理想炊具，并向全世界推广，其主要原因是( )
A． 可有效减少缺铁性贫血 B． 熔点较高
C． 价格便宜，不易生锈 D． 传热慢，保温性能好
13.化学兴趣小组的同学利用废铜制取硫酸铜，设计了如下两个方案：
方案一：CuCuOCuSO4
方案二：CuCuSO4 [Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O]
比较上述两个方案，你认为方案一的优点是( )
①节约能源 ②不产生污染大气的二氧化硫 ③提高硫酸的利用率 ④提高铜的利用率
A． ②③ B． ①②③ C． ①③④ D． ①②③④
二、填空题
14.在Cu(NO3)2、Al(NO3)3和AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀硫酸时有气泡产生，则反应后所得溶液中含有的金属离子有________；反应后溶液的质量比原混合溶液的质量________(填“大”或“小”)；有关反应的化学方程式为_________________________________________________(写出一个即可)。
15.(1)家庭厨房就是一个化学小世界，“锅碗瓢盆”和“柴米油盐”中包含着许多化学知识，下列厨房用品的主要材料中，属于有机合成材料的是____________。(填字母)
A．紫砂锅 B．陶瓷碗
C．不锈钢水瓢 D．塑料盆
(2)现有烧杯、试管、量筒、铁架台、酒精灯、集气瓶、玻璃片、水槽、带导管的橡皮塞等仪器，不能用来完成下列________(填序号)实验。
①制取氢气 ②粗盐提纯 ③配制100 g 10%的NaCl溶液
(3)向硝酸亚铁和硝酸银的混合溶液中加入一定量的锌粉和铜粉，充分反应后过滤，滤液呈蓝色，则滤液中一定含有的金属离子有________________(填离子符号)
16.从考古文物出土情况来看，金器保存完好，铜器表面会生锈，铁器几乎保存不了，锈迹斑斑或者烂掉，说明金、铜、铁的活动性顺序是______________。
17.下列各物质都含有少量杂质(括号内为杂质)写出除去杂质的主要操作及有关化学方程式
(1)铜粉(锌粉)________，________________________________________________________；
(2)FeCl2溶液(CuCl2)______________，___________________________________________。
18.根据对金属和金属材料的认识，回答下列问题：
(1)铁生锈实际上是铁与空气中的________发生反应的结果，洗净后的铁锅要擦干，理由是________________________________________________________________________。
(2)炼铁的主要原理是：高温下，一氧化碳与氧化铁(Fe2O3)反应生成铁。其反应的化学方程式为______________________________。
(3)2010年5月，在明代古沉船“南澳Ⅰ号”打捞出水的文物中，铜器的表面仅有铜锈，而铁器却锈迹斑斑或烂掉．这说明铁的金属活动性比铜的________(填“弱”或“强”)，写出一个用金属与盐溶液反应验证铁与铜金属活动性强弱的化学方程式：________________________________________________________________________。
三、实验与探究
19.为探究铁生锈的条件，某化学社团设计了如下实验：取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，装置如图所示，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象
(1)铁生锈实际上是铁与空气中的________(填名称)发生反应的结果。
(2)当铁丝足量，时间足够长，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的______________。
(3)该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和________两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
20.小金利用图示装置进行甲、乙对比实验，探究温度对CO和Fe2O3反应的影响(固定装置略)。
(1)从实验安全角度考虑，图示装置还应采取的改进措施是________________________________________________________________________。
(2)完全反应后，两组的生成物均为黑色粉末(纯净物)，分别用两组生成物进行以下实验：
①甲组的黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式是____________________________________
________________________________________________________________________。
②小金查阅资料后发现Fe3O4在常温下不与稀盐酸、CuSO4溶液反应，故猜想乙组的生成物为Fe3O4。他又发现m2恰好为________ g ，这可成为支持上述猜想的新证据。
(3)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响，且均体现出CO的________(填写化学性质)。
21.下图是某化学兴趣小组。设计的金属活动性顺序的探究实验。
(1)上述实验中，有气泡生成的是________(填写装置序号)。
(2)试管F中出现的实验现象是______________________________________________。
(3)上述实验能否证明镁、锌、铁、铜、银五种金属的活动性强弱？__________请说明理由________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)我国古代“湿法炼铜”就是利用了试管D中的反应原理，请写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
四、计算题
22.用1 000 t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以冶炼出含铁96%的生铁多少？
23.某同学模拟工业炼铁原理，用如图所示装置进行实验。取8 g氧化铁，通入足量一氧化碳，充分反应后，冷却，将玻璃管中的固体移入盛有49 g硫酸溶液的烧杯中，恰好完全反应。
(1)该同学首先按如图所示装配好仪器，检查了气密性并装好仪器，接下来的操作是________________________________________________________________________(只写一步即可)。
(2)计算硫酸溶液的溶质质量分数(要求写出计算推理过程)。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案解析
1.【答案】A
【解析】铝是地壳中含量最多的金属元素。故选A。
2.【答案】D
【解析】A项，白炽灯灯丝通电后放出大量的热，所以熔点必须高，正确；B项，飞机是在天上飞的所以需要质量轻，为了安全必须材料坚硬，正确；C项，化工原料很多具有腐蚀性，所以制造装化工原料的容器必须耐腐蚀，正确；D项，保险丝是在短路时断开的，所以熔点要低，错误。故选D。
3.【答案】B
【解析】在金属活动性顺序中，位于前边的金属能把位于其后的金属从他的盐溶液中置换出来。A项，汞>银，可发生置换反应；B项，铜<镁，不能发生置换反应；C项，锌>铁，可发生置换反应；D项，铁>铜，可发生置换反应。故选B。
4.【答案】B
【解析】在金属活动性顺序中，镁>铁>氢>铜。向氯化铜和氯化亚铁的混合液中加入一定量的镁粉，根据活动性差别大的先反应可知，镁会先置换硫酸铜中的铜，如果反应结束后镁还有剩余，则会置换氯化亚铁中的铁。根据题意描述，向滤出的固体中滴加盐酸，没有气泡产生，可知，滤出的固体中没有氢之前的金属，所以滤出的固体中一定含有铜，一定没有镁和铁，A错，B对；那么镁和铁就一定是以氯化镁和氯化亚铁的形式存在于溶液中，但我们无法判断溶液中是否还有氯化铜剩余，C、D两项都错。故选B。
5.【答案】C
【解析】赤铁矿—Fe2O3，磁铁矿—Fe3O4，菱铁矿—FeCO3，铝土矿—Al2O3。故选C。
6.【答案】D
【解析】A项，置换反应是指一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物的反应，该选项中只确定了反应物的类别，却没有确定生成物的类别，故不一定是置换反应；B项，混合物是由不同种物质组成的，而非不同种元素组成的，例如金刚石和石墨都是由碳元素组成的，虽然它们混合只有一种元素，但依然是混合物；C项，同种元素组成的纯净物才是单质；D项，能分解产生氧气，根据化学反应前后元素种类守恒，可知该物质中一定含有氧元素。故选D。
7.【答案】D
【解析】含氧质量分数为30%的氧化铁是纯净物。其他三种物质皆属于混合物。故选D。
8.【答案】D
【解析】A项，一氧化碳还原氧化铁，固体质量逐渐减小；B项，有催化剂的过氧化氢分解速度快；C项，生成氢气和氧气的体积比为2∶1；D正确。故选D。
9.【答案】B
【解析】A项，除防止金属腐蚀之外，合理开采金属矿物，回收利用废旧等都是保护金属资源的途径，错误；B项，煤、石油、天然气都属于不可再生的化石燃料，正确；C项，天然水经过沉降、过滤、吸附、消毒，得到的是自来水，错误；D项，目前计入空气污染指数的有害气体不包括二氧化碳，错误。故选B。
10.【答案】D
【解析】A项，实验中未说明药品用量时，要遵循节约原则；B项，实验后的废液要倒入指定容器；C项，废旧电池深埋处理，会污染土壤；D项，实验室模拟工业炼铁要进行尾气处理。故选D。
11.【答案】C
【解析】赤铁矿的主要成分是Fe2O3，选C。
12.【答案】A
【解析】A项，用铁锅烹调的食物中含有人体需要的铁元素，可以预防缺铁性贫血；B项，熔点较高是铁的物理性质，从人体健康角度考虑，关系不大；C项，铁锅价格便宜但易于生锈，这些都是关于物质用途需要考虑的因素，但并非主要原因；D项，铁的导热性较好。所以答案选A。
13.【答案】A
【解析】方案一虽然分两步，但不产生污染大气的二氧化硫，同时提高硫酸的利用率，优点为②③。选A。
14.【答案】Al3＋、Fe2＋ 小 Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag或Fe＋Cu(NO3)2===Fe(NO3)2＋Cu
【解析】在金属活动性顺序中，铝>铁>铜>银。向混合液中加入一定量的铁粉，铁会优先和硝酸银反应，生成银和硝酸亚铁；若铁还有剩余，就会和硝酸铜反应，生成铜和硝酸亚铁。根据题意，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀硫酸时有气泡产生，说明滤出的固体中含有氢之前的金属，在这里氢之前的金属有铝和铁，但铁不能与硝酸铝反应，故这里能滴加稀硫酸产生气体的金属只有铁，说明铁已经过量，而且有剩余，那么硝酸铜和硝酸银都被反应完，溶液中的溶质只有硝酸铝和硝酸亚铁，即金属离子为Al3＋、Fe2＋。根据化学方程式计算可知，每56份质量的铁溶解，就会析出64份质量的铜、或析出216份质量的银，所以反应后溶液的质量一定会比原混合溶液的质量小。在这里发生了两个反应——分别是铁和硝酸银反应Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag，铁和硝酸铜反应Fe＋Cu(NO3)2===Fe(NO3)2＋Cu。
15.【答案】(1)D (2)②③ (3)Cu2＋、Fe2＋、Zn2＋
【解析】(1)紫砂锅、陶瓷碗中的材料属于无机非金属，不锈钢水瓢中的材料属于金属材料，塑料盆中的材料是塑料，属于有机合成材料。(2)由于缺少漏斗、玻璃棒、蒸发皿、天平等仪器，不能进行粗盐提纯和配制100 g 10%的氯化钠溶液。(3)向硝酸亚铁和硝酸银溶液中加入一定量的锌粉和铜粉，由于充分反应后过滤，发现滤液呈蓝色，可知铜参加了化学反应，说明该过程中Zn反应完了，铜可能反应完了，可能没有反应完，硝酸银可能反应完，可能没有反应完，硝酸亚铁没有发生反应，所以溶液中一定含的金属离子有Cu2＋、Fe2＋、Zn2＋。
16.【答案】铁>铜>金
【解析】金器保存完好，说明金的活动性最弱；铁器几乎保存不了，锈迹斑斑或者烂掉，说明铁的活动性最强，因此三种金属的活动性顺序为铁>铜>金。
17.【答案】(1)加入稀硫酸，然后过滤 Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
(2)加入足量的铁粉，然后过滤 Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2
【解析】(1)在金属活动性顺序中，锌＞氢＞铜，可以使稀硫酸与锌反应，然后过滤得到铜，所以本题答案为加入稀硫酸，然后过滤，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。(2)在金属活动性顺序中，铁＞铜，可以用足量铁与氯化铜反应，然后过滤除去固体即可得到氯化亚铁溶液，所以本题答案为加入足量的铁粉，然后过滤，Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2。
18.【答案】(1)水和氧气 防止生锈 (2)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 (3)强 Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4
【解析】(1)铁在有水和氧气并存时易生锈，要防锈就是使铁与水或氧气隔绝。(2)一氧化碳能与氧化铁反应的化学方程式为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。(3)铁易生锈，而铜不易生锈，说明铁的活动性比铜强；在金属活动性顺序中，铁在铜的前面，铁能与硫酸铜反应，化学方程式为Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4。
19.【答案】(1)水、氧气 (2)五分之一 (3)试管内液面上升
【解析】(1)对比实验①②③，可知铁生锈实际上是铁与空气中的水、氧气发生反应的结果。(2)因为氧气约占空气总体积的五分之一，因此足够长时间后，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的五分之一。(3)该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和进入试管中水的体积两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
20.【答案】(1)在装置末端尖嘴导管处，放置一盏燃着的酒精灯
(2)①Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ ②4.64
(3)还原性
【解析】(1)从安全角度考虑，一氧化碳有毒，所以要采取的改进措施是补充尾气处理装置。(2)①甲组黑色粉末能被磁铁吸引，全部溶于盐酸，可判断出是铁粉，铁粉和盐酸反应的化学方程式为Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；②根据实验现象可判断出乙组黑色粉末全为四氧化三铁，利用铁元素质量守恒，4.8 g氧化铁中有铁4.8 g×(112/160)＝3.36 g，再算出四氧化三铁的质量3.36 g/(168/232)＝4.64 g。(4)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响，且均体现出CO的还原性。
21.【答案】(1)A和C
(2)铜表面有银白色固体析出，溶液由无色变为蓝色
(3)不能判断 只能判断出镁>铁>铜>银，锌>铜，而无法确定锌与镁和铁的活动性顺序
(4)Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4
【解析】(1)只有氢之前的活泼金属与酸反应才会产生气泡，所以有气泡生成的是A和C。(2)F试管中可以看到铜表面有银白色固体析出，溶液由无色变为蓝色。(3)A可判断：铁>氢。B可判断：铜<氢。C可判断：镁>氢。D可判断：铁>铜。E可判断：锌>铜。F可判断：铜>银。综上分析，不能判断五种金属的活动性，只能判断出镁>铁>铜>银，锌>铜，而无法确定锌与镁和铁的活动性顺序。(4)D试管的化学方程式为Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4。
22.【答案】解：氧化铁的质量为1 000 t×80%＝800 t
设需要纯铁的质量为x
＝
解得x＝560 t
生铁的质量为560 t÷96%≈583 t
答：理论上可以冶炼出含铁96%的生铁583 t。
【解析】根据化学方程式求解，要注意用的是纯净物的质量。
23.【答案】(1)先通CO
(2)设8 g氧化铁完全反应后生成铁的质量为x。
＝
x＝5.6 g
设5.6 g铁消耗硫酸的质量为y。
＝
y＝9.8 g
硫酸溶液的溶质质量分数为(9.8 g/49 g)×100%＝20%
答：硫酸溶液的溶质质量分数为20%。
【解析】(1)一氧化碳具有可燃性，不纯时加热会发生爆炸，先通CO的目的就是排出试管内的空气。(2)据题意可知需要两个反应的化学方程式：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2，Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑根据提供氧化铁的质量，找到氧化铁与铁、铁与硫酸的质量关系来求算。
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.下列有关金属资源的描述不正确的是( )
A． 铁是地壳中含量最多的金属元素 B． 金属元素主要存在于地壳和海洋中
C． 铝在空气中能形成致密的保护膜 D． 回收废旧金属有利于保护环境
2.金属材料在现实生活中有极为重要的作用。下列金属材料的运用与金属所具有的性质不一致的是( )
A． 制造白炽灯灯丝—熔点高 B． 制造飞机—坚硬而质轻
C． 制造装化工原料的容器—耐腐蚀 D． 制造保险丝—硬度大
3.下列各组物质不能发生置换反应的是( )
A． 汞＋硝酸银 B． 铜＋硝酸镁 C． 锌＋硫酸亚铁 D． 铁＋硫酸铜
4.在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定的镁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀盐酸，没有气泡产生。下列判断正确的是( )
A． 滤出的固体中一定含有铜，可能含有铁和镁
B． 滤出的固体中一定含有铜，一定不含有铁和镁
C． 滤液中一定含有氯化镁和氯化亚铁，一定没有氯化铜
D． 滤液中一定含有氯化镁、氯化亚铁、氯化铜
5.下列矿石中，主要成分不属于氧化物的是( )
A． 赤铁矿 B． 磁铁矿 C． 菱铁矿 D． 铝土矿
6.下列有关“一定”的说法中，正确的是 ( )
A． 单质和化合物发生的反应一定是置换反应
B． 混合物一定是由不同种元素组成的
C． 由同种元素组成的物质一定是单质
D． 能分解出氧气的化合物一定是含氧化合物
7.下列物质为纯净物的是 ( )
A． 黄铁矿 B． 菱铁矿 C． 不锈钢 D． 含氧质量分数为30%的氧化铁
8.下列图像能正确反映其对应关系的是( )
A． 一氧化碳还原氧化铁 B． 等质量、等浓度的过氧化氢溶液分解制氧气
C． 电解水 D． 向等质量、等浓度的稀硫酸中加入足量等质量的金属
9.化学在环境保护、资源和能源利用等方面起着重要的作用，下列说法正确的是( )
A． 防止金属腐蚀是保护金属资源的唯一途径
B． 煤、石油、天然气都属于不可再生的化石燃料
C． 天然水经过沉降、过滤、吸附、消毒，得到的是纯水
D． 目前计入空气污染指数的有害气体主要包括SO2、CO2、NO2、臭氧等
10.绿色化学要求从根本上减少或杜绝污染，下列做法符合绿色化学理念的是( )
A． 实验中未说明药品用量时，越多越好 B． 实验后的废液直接倒入下水道
C． 废旧电池深埋处理，以消除污染 D． 实验室模拟工业炼铁要进行尾气处理
11.赤铁矿的主要成分是( )
A． FeO B． Fe3O4 C． Fe2O3 D． Fe
12.联合国卫生组织经过考察和研究，认为我国使用的铁锅是有益于人类健康的理想炊具，并向全世界推广，其主要原因是( )
A． 可有效减少缺铁性贫血 B． 熔点较高
C． 价格便宜，不易生锈 D． 传热慢，保温性能好
13.化学兴趣小组的同学利用废铜制取硫酸铜，设计了如下两个方案：
方案一：CuCuOCuSO4
方案二：CuCuSO4 [Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O]
比较上述两个方案，你认为方案一的优点是( )
①节约能源 ②不产生污染大气的二氧化硫 ③提高硫酸的利用率 ④提高铜的利用率
A． ②③ B． ①②③ C． ①③④ D． ①②③④
二、填空题
14.在Cu(NO3)2、Al(NO3)3和AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀硫酸时有气泡产生，则反应后所得溶液中含有的金属离子有________；反应后溶液的质量比原混合溶液的质量________(填“大”或“小”)；有关反应的化学方程式为_________________________________________________(写出一个即可)。
15.(1)家庭厨房就是一个化学小世界，“锅碗瓢盆”和“柴米油盐”中包含着许多化学知识，下列厨房用品的主要材料中，属于有机合成材料的是____________。(填字母)
A．紫砂锅 B．陶瓷碗
C．不锈钢水瓢 D．塑料盆
(2)现有烧杯、试管、量筒、铁架台、酒精灯、集气瓶、玻璃片、水槽、带导管的橡皮塞等仪器，不能用来完成下列________(填序号)实验。
①制取氢气 ②粗盐提纯 ③配制100 g 10%的NaCl溶液
(3)向硝酸亚铁和硝酸银的混合溶液中加入一定量的锌粉和铜粉，充分反应后过滤，滤液呈蓝色，则滤液中一定含有的金属离子有________________(填离子符号)
16.从考古文物出土情况来看，金器保存完好，铜器表面会生锈，铁器几乎保存不了，锈迹斑斑或者烂掉，说明金、铜、铁的活动性顺序是______________。
17.下列各物质都含有少量杂质(括号内为杂质)写出除去杂质的主要操作及有关化学方程式
(1)铜粉(锌粉)________，________________________________________________________；
(2)FeCl2溶液(CuCl2)______________，___________________________________________。
18.根据对金属和金属材料的认识，回答下列问题：
(1)铁生锈实际上是铁与空气中的________发生反应的结果，洗净后的铁锅要擦干，理由是________________________________________________________________________。
(2)炼铁的主要原理是：高温下，一氧化碳与氧化铁(Fe2O3)反应生成铁。其反应的化学方程式为______________________________。
(3)2010年5月，在明代古沉船“南澳Ⅰ号”打捞出水的文物中，铜器的表面仅有铜锈，而铁器却锈迹斑斑或烂掉．这说明铁的金属活动性比铜的________(填“弱”或“强”)，写出一个用金属与盐溶液反应验证铁与铜金属活动性强弱的化学方程式：________________________________________________________________________。
三、实验与探究
19.为探究铁生锈的条件，某化学社团设计了如下实验：取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，装置如图所示，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象
(1)铁生锈实际上是铁与空气中的________(填名称)发生反应的结果。
(2)当铁丝足量，时间足够长，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的______________。
(3)该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和________两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
20.小金利用图示装置进行甲、乙对比实验，探究温度对CO和Fe2O3反应的影响(固定装置略)。
(1)从实验安全角度考虑，图示装置还应采取的改进措施是________________________________________________________________________。
(2)完全反应后，两组的生成物均为黑色粉末(纯净物)，分别用两组生成物进行以下实验：
①甲组的黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式是____________________________________
________________________________________________________________________。
②小金查阅资料后发现Fe3O4在常温下不与稀盐酸、CuSO4溶液反应，故猜想乙组的生成物为Fe3O4。他又发现m2恰好为________ g ，这可成为支持上述猜想的新证据。
(3)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响，且均体现出CO的________(填写化学性质)。
21.下图是某化学兴趣小组。设计的金属活动性顺序的探究实验。
(1)上述实验中，有气泡生成的是________(填写装置序号)。
(2)试管F中出现的实验现象是______________________________________________。
(3)上述实验能否证明镁、锌、铁、铜、银五种金属的活动性强弱？__________请说明理由________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)我国古代“湿法炼铜”就是利用了试管D中的反应原理，请写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
四、计算题
22.用1 000 t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以冶炼出含铁96%的生铁多少？
23.某同学模拟工业炼铁原理，用如图所示装置进行实验。取8 g氧化铁，通入足量一氧化碳，充分反应后，冷却，将玻璃管中的固体移入盛有49 g硫酸溶液的烧杯中，恰好完全反应。
(1)该同学首先按如图所示装配好仪器，检查了气密性并装好仪器，接下来的操作是________________________________________________________________________(只写一步即可)。
(2)计算硫酸溶液的溶质质量分数(要求写出计算推理过程)。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案解析
1.【答案】A
【解析】铝是地壳中含量最多的金属元素。故选A。
2.【答案】D
【解析】A项，白炽灯灯丝通电后放出大量的热，所以熔点必须高，正确；B项，飞机是在天上飞的所以需要质量轻，为了安全必须材料坚硬，正确；C项，化工原料很多具有腐蚀性，所以制造装化工原料的容器必须耐腐蚀，正确；D项，保险丝是在短路时断开的，所以熔点要低，错误。故选D。
3.【答案】B
【解析】在金属活动性顺序中，位于前边的金属能把位于其后的金属从他的盐溶液中置换出来。A项，汞>银，可发生置换反应；B项，铜<镁，不能发生置换反应；C项，锌>铁，可发生置换反应；D项，铁>铜，可发生置换反应。故选B。
4.【答案】B
【解析】在金属活动性顺序中，镁>铁>氢>铜。向氯化铜和氯化亚铁的混合液中加入一定量的镁粉，根据活动性差别大的先反应可知，镁会先置换硫酸铜中的铜，如果反应结束后镁还有剩余，则会置换氯化亚铁中的铁。根据题意描述，向滤出的固体中滴加盐酸，没有气泡产生，可知，滤出的固体中没有氢之前的金属，所以滤出的固体中一定含有铜，一定没有镁和铁，A错，B对；那么镁和铁就一定是以氯化镁和氯化亚铁的形式存在于溶液中，但我们无法判断溶液中是否还有氯化铜剩余，C、D两项都错。故选B。
5.【答案】C
【解析】赤铁矿—Fe2O3，磁铁矿—Fe3O4，菱铁矿—FeCO3，铝土矿—Al2O3。故选C。
6.【答案】D
【解析】A项，置换反应是指一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物的反应，该选项中只确定了反应物的类别，却没有确定生成物的类别，故不一定是置换反应；B项，混合物是由不同种物质组成的，而非不同种元素组成的，例如金刚石和石墨都是由碳元素组成的，虽然它们混合只有一种元素，但依然是混合物；C项，同种元素组成的纯净物才是单质；D项，能分解产生氧气，根据化学反应前后元素种类守恒，可知该物质中一定含有氧元素。故选D。
7.【答案】D
【解析】含氧质量分数为30%的氧化铁是纯净物。其他三种物质皆属于混合物。故选D。
8.【答案】D
【解析】A项，一氧化碳还原氧化铁，固体质量逐渐减小；B项，有催化剂的过氧化氢分解速度快；C项，生成氢气和氧气的体积比为2∶1；D正确。故选D。
9.【答案】B
【解析】A项，除防止金属腐蚀之外，合理开采金属矿物，回收利用废旧等都是保护金属资源的途径，错误；B项，煤、石油、天然气都属于不可再生的化石燃料，正确；C项，天然水经过沉降、过滤、吸附、消毒，得到的是自来水，错误；D项，目前计入空气污染指数的有害气体不包括二氧化碳，错误。故选B。
10.【答案】D
【解析】A项，实验中未说明药品用量时，要遵循节约原则；B项，实验后的废液要倒入指定容器；C项，废旧电池深埋处理，会污染土壤；D项，实验室模拟工业炼铁要进行尾气处理。故选D。
11.【答案】C
【解析】赤铁矿的主要成分是Fe2O3，选C。
12.【答案】A
【解析】A项，用铁锅烹调的食物中含有人体需要的铁元素，可以预防缺铁性贫血；B项，熔点较高是铁的物理性质，从人体健康角度考虑，关系不大；C项，铁锅价格便宜但易于生锈，这些都是关于物质用途需要考虑的因素，但并非主要原因；D项，铁的导热性较好。所以答案选A。
13.【答案】A
【解析】方案一虽然分两步，但不产生污染大气的二氧化硫，同时提高硫酸的利用率，优点为②③。选A。
14.【答案】Al3＋、Fe2＋ 小 Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag或Fe＋Cu(NO3)2===Fe(NO3)2＋Cu
【解析】在金属活动性顺序中，铝>铁>铜>银。向混合液中加入一定量的铁粉，铁会优先和硝酸银反应，生成银和硝酸亚铁；若铁还有剩余，就会和硝酸铜反应，生成铜和硝酸亚铁。根据题意，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀硫酸时有气泡产生，说明滤出的固体中含有氢之前的金属，在这里氢之前的金属有铝和铁，但铁不能与硝酸铝反应，故这里能滴加稀硫酸产生气体的金属只有铁，说明铁已经过量，而且有剩余，那么硝酸铜和硝酸银都被反应完，溶液中的溶质只有硝酸铝和硝酸亚铁，即金属离子为Al3＋、Fe2＋。根据化学方程式计算可知，每56份质量的铁溶解，就会析出64份质量的铜、或析出216份质量的银，所以反应后溶液的质量一定会比原混合溶液的质量小。在这里发生了两个反应——分别是铁和硝酸银反应Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag，铁和硝酸铜反应Fe＋Cu(NO3)2===Fe(NO3)2＋Cu。
15.【答案】(1)D (2)②③ (3)Cu2＋、Fe2＋、Zn2＋
【解析】(1)紫砂锅、陶瓷碗中的材料属于无机非金属，不锈钢水瓢中的材料属于金属材料，塑料盆中的材料是塑料，属于有机合成材料。(2)由于缺少漏斗、玻璃棒、蒸发皿、天平等仪器，不能进行粗盐提纯和配制100 g 10%的氯化钠溶液。(3)向硝酸亚铁和硝酸银溶液中加入一定量的锌粉和铜粉，由于充分反应后过滤，发现滤液呈蓝色，可知铜参加了化学反应，说明该过程中Zn反应完了，铜可能反应完了，可能没有反应完，硝酸银可能反应完，可能没有反应完，硝酸亚铁没有发生反应，所以溶液中一定含的金属离子有Cu2＋、Fe2＋、Zn2＋。
16.【答案】铁>铜>金
【解析】金器保存完好，说明金的活动性最弱；铁器几乎保存不了，锈迹斑斑或者烂掉，说明铁的活动性最强，因此三种金属的活动性顺序为铁>铜>金。
17.【答案】(1)加入稀硫酸，然后过滤 Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
(2)加入足量的铁粉，然后过滤 Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2
【解析】(1)在金属活动性顺序中，锌＞氢＞铜，可以使稀硫酸与锌反应，然后过滤得到铜，所以本题答案为加入稀硫酸，然后过滤，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。(2)在金属活动性顺序中，铁＞铜，可以用足量铁与氯化铜反应，然后过滤除去固体即可得到氯化亚铁溶液，所以本题答案为加入足量的铁粉，然后过滤，Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2。
18.【答案】(1)水和氧气 防止生锈 (2)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 (3)强 Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4
【解析】(1)铁在有水和氧气并存时易生锈，要防锈就是使铁与水或氧气隔绝。(2)一氧化碳能与氧化铁反应的化学方程式为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。(3)铁易生锈，而铜不易生锈，说明铁的活动性比铜强；在金属活动性顺序中，铁在铜的前面，铁能与硫酸铜反应，化学方程式为Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4。
19.【答案】(1)水、氧气 (2)五分之一 (3)试管内液面上升
【解析】(1)对比实验①②③，可知铁生锈实际上是铁与空气中的水、氧气发生反应的结果。(2)因为氧气约占空气总体积的五分之一，因此足够长时间后，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的五分之一。(3)该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和进入试管中水的体积两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
20.【答案】(1)在装置末端尖嘴导管处，放置一盏燃着的酒精灯
(2)①Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ ②4.64
(3)还原性
【解析】(1)从安全角度考虑，一氧化碳有毒，所以要采取的改进措施是补充尾气处理装置。(2)①甲组黑色粉末能被磁铁吸引，全部溶于盐酸，可判断出是铁粉，铁粉和盐酸反应的化学方程式为Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；②根据实验现象可判断出乙组黑色粉末全为四氧化三铁，利用铁元素质量守恒，4.8 g氧化铁中有铁4.8 g×(112/160)＝3.36 g，再算出四氧化三铁的质量3.36 g/(168/232)＝4.64 g。(4)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响，且均体现出CO的还原性。
21.【答案】(1)A和C
(2)铜表面有银白色固体析出，溶液由无色变为蓝色
(3)不能判断 只能判断出镁>铁>铜>银，锌>铜，而无法确定锌与镁和铁的活动性顺序
(4)Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4
【解析】(1)只有氢之前的活泼金属与酸反应才会产生气泡，所以有气泡生成的是A和C。(2)F试管中可以看到铜表面有银白色固体析出，溶液由无色变为蓝色。(3)A可判断：铁>氢。B可判断：铜<氢。C可判断：镁>氢。D可判断：铁>铜。E可判断：锌>铜。F可判断：铜>银。综上分析，不能判断五种金属的活动性，只能判断出镁>铁>铜>银，锌>铜，而无法确定锌与镁和铁的活动性顺序。(4)D试管的化学方程式为Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4。
22.【答案】解：氧化铁的质量为1 000 t×80%＝800 t
设需要纯铁的质量为x
＝
解得x＝560 t
生铁的质量为560 t÷96%≈583 t
答：理论上可以冶炼出含铁96%的生铁583 t。
【解析】根据化学方程式求解，要注意用的是纯净物的质量。
23.【答案】(1)先通CO
(2)设8 g氧化铁完全反应后生成铁的质量为x。
＝
x＝5.6 g
设5.6 g铁消耗硫酸的质量为y。
＝
y＝9.8 g
硫酸溶液的溶质质量分数为(9.8 g/49 g)×100%＝20%
答：硫酸溶液的溶质质量分数为20%。
【解析】(1)一氧化碳具有可燃性，不纯时加热会发生爆炸，先通CO的目的就是排出试管内的空气。(2)据题意可知需要两个反应的化学方程式：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2，Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑根据提供氧化铁的质量，找到氧化铁与铁、铁与硫酸的质量关系来求算。
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