【卷2】第八单元 金属和金属材料 培优提升（解析版）

2023～2024学年下学期九年级化学新课标测试第八单元金属和金属材料【培优提升】题号一二三四总分得分限时：60分钟满分：100分可能用到的相对原子质量：H－1C－120－16Mg－24Al－27Fe－56Cu－64Zn－65Ag－108一、选择题(共12小题，每小题3分，计36分)1.(2023湖南株洲中考，1，★☆☆)地壳中含量最多的金属元素是 ()A.Si B.Fe C.Al D.O2.(2023福建三明一模，2，★☆☆)钛被誉为“宇宙金属”，具有熔点高、密度小、强度大、良好的抗腐蚀性和延展性等性能。下列物品不适合用钛和钛合金制作的是 ()A.人造骨 B.保险丝 C.潜艇外壳 D.人造卫星天线3.【新素材】科技创新(2023湖南株洲荷塘模拟，13，★☆☆)株洲智轨列车可行驶于既定轨道之上，具备成本低、建设周期短、运营调度灵活等优点。智轨列车建设广泛应用了金属材料。下列说法不正确的是 ()A.工业炼铁用到的原料有铁矿石、焦炭、空气、石灰石B.日常使用的金属材料中，大多数属于合金C.铁在潮湿的空气中容易生锈D.可以用硫酸铜溶液比较Fe、Mg、Cu三种金属的活动性强弱4.【新课标科学思维】(2023吉林长春稀硫酸二十二中一模，9.★☆☆)某同①③学绘制了含铁元素的物质转化关系图(图中“→”表示一种物质可转化为另一种物质，“——”表示相连的物质能发生化学反应，部分反应物、生成物及反应条件已略去)，下列说法正确的是 ()A.通过反应①可以得到硫酸铁溶液 B.通过氧化铁与CO发生置换反应可以实现转化②C.能实现转化③的金属也能和稀硫酸反应 D.转化④只能是铁和稀盐酸反应5.【控制变量法解题】(2023山东潍坊中考，11，★☆☆)某化学学习小组为探究铁丝生锈、铁丝燃烧的影响因素，进行如下实验(点燃操作已略去)。下列说法错误的是 ()A.对比①③可知：水是铁丝生锈的条件之一 B.对比①②可知：氧气是铁丝生锈的条件之一C.对比②③可知：氧气是铁丝燃烧的条件之一 D.对比③④可知：铁丝形状能影响铁丝的燃烧6.【数字化实验】(2023江苏连云港二模，12，★★☆)用如图甲所示的装置进行实验，先检查装置气密性，再将橡胶塞连接压强传感器，烧瓶中放入铝片(足量)和稀硫酸，塞紧瓶塞并打开仪器。一段时间后，得到如图下列有关说法不正确的是 ()A.B点、C点对应溶液中的Al2(SO4)3浓度大小：B<C D.曲线CD段压强减小说明生成氢气的总质量减小7.(原创)以“高效精准智能控制、高质低碳绿色生产”为主题的“全国炼钢一连铸生产技术会”于2023年6月26－29日在湖北武汉召开，以促进我国钢铁工业高质量发展。某炼铁厂要用赤铁矿(杂质不含铁元素)来炼制含铁96%的生铁63t,理论上需要含杂质20%的赤铁矿的质量是 ()A.2O2t B.1O8t C.135t D.210t8.【创新装置】(2023安徽无为三模，12，★★☆)同学们利用如图所示的装置模拟工业炼铁的实验原理。已知：甲酸和98%的浓硫酸加热可以产生一氧化碳。下列说法不正确的是 ()A.实验时，应先挤压装有甲酸的胶头滴管，再点燃酒精灯B.充分反应后B处有黑色物质生成C.W形管中间凸起比两端高，可防止因A处产生气体过快，导致A处液体进入B处D.该装置还缺少尾气处理装置9.向FeCl2和CuCl2的混合溶液中加入一定量Zn粉，充分反应后过滤，向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡冒出。下列说法不正确的是 ()A.滤渣中一定有Zn B.滤渣中一定有Cu和Fe C.滤液中可能只有Zn2+ D.滤液中一定没有Cu2+10.【极值法解题】(2023河南中考，14，★★☆)某金属混合物由Mg、Al、Zn、Fe四种金属中的两种组成。4g该金属混合物与足量的盐酸充分反应，得到0.2g氢气，则该金属混合物的组成不可能是 ()A.Mg和Al B.Fe和Al C.Fe和Mg D.Mg和Zn11.(2023黑龙江绥化中考，12，★★★)将一氧化碳和铁的氧化物FexOy置于密闭容器中，一定条件下充分反应。反应过程中容器内部分物质的质量变化如图所示。下列说法正确的是 ()A.m的值为19.6 B.参加反应的铁的氧化物的质量为16gC.当CO2质量为4.4g时，容器内CO的质量为14g D.铁的氧化物中x∶y=2∶312.(2022山东昌乐一模，17，★★★)在5.6g铁粉中，先逐滴加入一定量的Cu(NO3)2溶液，充分反应后再逐滴加入AgNO3溶液，剩余固体质量与所加溶液总质量的关系如图所示。下列说法正确的是 ()A.所加溶液质量为M1g时，生成Cu的质量为m1g B.cd段发生的是Fe和AgNO3溶液的反应C.m2的值为21.6 D.e点溶液中含Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3二、填空及简答题(共5小题，计42分)13.(2023吉林长春博硕学校期末，17，★☆☆)(6分)防止金属锈蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。回答下列问题。(1)“知锈”：铁锈通常为_______色固体；(2)“探锈”：对比试管_______(填编号)，可知铁生锈与水有关；(3)“用锈”：生活中的暖宝宝就是利用铁生锈的原理为人体提供温暖的，所以铁生锈过程是_______(填“放热”或“吸热”)反应。14.(2023重庆中考B卷，19，★☆☆)(8分)2023年5月，大连湾海底隧道贯通，我国自主研制的盾构机起了重要作用。盾构机的壳体、刀盘等都使用了钢材。回答下列问题。(1)与纯铁相比，钢铁的优良性能有_______(填一种)。(2)高炉炼铁的原理是一氧化碳和氧化铁反应，反应的化学方程式为____________________________。反应中的还原剂为_______。(3)每年有大量的钢铁因腐蚀而报废，写出防止铁生锈的一条措施：______________________________。15.(2023河南南召三模，23，★☆☆)(6分)将一定量的锌粉加入Mg(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3三种物质的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和蓝色滤液。(1)写出可能发生反应的化学方程式：________________________________________。(2)分析滤渣的成分：________________________________________。(3)若反应后所得溶液的质量增加，可能的原因是什么？________________________________________。16.(2023江苏连云港中考改编，37，★★☆)(10分)钢铁是使用最多的金属材料。生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金，其中生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.O3%～2%。(1)从公元1世纪开始，铁便成了一种最主要的金属材料。①历史上遗留下来的铜制品远比铁制品多。从物质性质的角度看，原因是____________________o②下列铁制品中，利用了金属导热性的是_______(填字母)。A.后周铁狮子 B.铸铁井盖 C.不锈钢水壶③下列关于铁及铁制品的说法中，正确的是________(填字母)。A.铁是地壳中含量最高的金属元素 B.沙漠地区的铁制品锈蚀较慢C.不锈钢保温杯可长时间盛放酸性饮品(2)工业上冶炼钢铁的主要工艺流程如下：①石灰石(主要成分为CaCO3)在高温下可将铁矿石中的SiO2转变为炉渣(CaSiO3),同时生成一种氧化物。该反应的化学方程式为________________________________________。②从物质组成的角度分析，炼钢炉中通入O2的目的是________________________________________。17.(2022湖北荆州中考，24，★★☆)(12分)从废旧电脑的某些零部件中回收金属银，设计流程如图所示：(1)步骤I和步骤Ⅱ都涉及的实验操作是____________________。(2)步骤I中加入足量稀硫酸后发生反应的化学方程式为________________________________________。(3)溶液X中除水外只含有一种物质，该物质的化学式为____________________。(4)据此判断，铜、银、铝的金属活动性由强到弱的顺序是____________________(填元素符号)。三、实验及探究题(共1小题，计14分)18.【新课标科学探究与实践】(2022河北唐县期末，30，★★☆)(14分)不锈钢中含有金属铬。铬与常见金属铁、铜相比，其金属活动性强弱如何呢？化学兴趣小组的同学们一起进行了以下探究。【查阅资料】①铬是银白色有光泽的金属，在空气中，像铝一样，其表面能产生致密的氧化膜；②能与稀硫酸反应，生成硫酸亚铬(CrSO4)。【作出猜想】猜想①：Cr>Fe>Cu；猜想②：Fe>Cu>Cr；猜想③：________________________________________。【设计与实验】①张明同学取大小相等的铁、铜、铬三种金属片，未经打磨就分别放入稀硫酸中，记录如下：②李红同学也取大小相等的铁、铜、铬三种金属片，先用砂纸打磨后再分别放入稀硫酸中，记录如下，请将表格填写完整：【讨论交流】为什么张明和李红两个同学记录的铬片放在稀硫酸中开始的现象截然不同？__________________________________________________________________________。【实验验证】为了进一步确认铁、铜、铬三种金属的活动性强弱，刘强同学将打磨过的两块铁片分别放入硫酸亚铬(CrSO4)溶液和硫酸铜溶液中，观察到在硫酸亚铬溶液中无明显现象，而在硫酸铜溶液中出现的现象是______________________,据此可知猜想_______(填序号)正确。选用铬片、硫酸亚铁溶液和_______三种试剂做实验也可以确认铁、铜、铬三种金属的活动性强弱。【拓展迁移】写出铬与稀盐酸反应的化学方程式：四、计算题(共1小题，计8分)19.【新课标】处理实验数据(2023山东蒙阴三模，28，★☆☆)(8分)为测定某铜锌合金中铜的质量分数，兴趣小组同学称取10g该合金于烧杯中，将40g稀盐酸分四次加入，充分反应。测得实验数据如下表所示：第一次第二次第三次第四次加入稀盐酸的质量/g10101010烧杯中剩余物质的质量/g19.9629.9239.9049.90(1)充分反应后产生气体的总质量是_______g。(2)该铜锌合金中铜的质量分数为多少？(写出计算过程)

【参考答案及解析】1－5CBDCB6－10DBDAA11－12CD1.C地壳中含量最多的金属元素是铝元素，化学符号为Al。2.B钛合金与人体具有很好的“相容性”，可用于制作人造骨；钛的熔点很高，而保险丝的熔点应该比较低，所以钛不适合用来制作保险丝；钛具有良好的抗腐蚀性和延展性且强度大，可用于制作潜艇外壳；钛镍合金具有形状记忆功能，可用于制作人造卫星天线。3.DMg、Fe均能与硫酸铜溶液应置换出铜，说明Mg、Fe都比Cu活泼，但无法比较Mg、Fe的金属活动性强弱。4.C反应①是稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气，不能得到硫酸铁溶液；转化②可以是氧化铁和一氧化碳在高温的条件下生成铁和二氧化碳，该反应不属于置换反应；转化③可以通过氯化亚铁溶液和比铁活动性强的金属(K、Ca、Na除外)反应实现，在金属活动性顺序中，铁排在氢前面，则比铁活动性强的金属也排在氢前面，该金属能和稀硫酸反应；转化④可以是铁和氯化铜溶液反应生成氯化亚铁和铜，能实现转化④的反应不只有铁和稀盐酸的反应。5.B对比①③可知，除水外，其他条件均相同，①中铁丝不生锈，③中铁丝生锈，说明水是铁丝生锈的条件之一；对比①②可知，变量有氧气和水，变量不唯一，不能得出氧气是铁丝生锈的条件之一的结论；对比②③可知，除了氧气外，其他条件均相同，②中铁丝不燃烧，③中铁丝燃烧，可得出氧气是铁丝燃烧的条件之一；对比③④可知,除了铁丝形状不同外,其他条件均相同，而③④中铁丝燃烧的现象不相同，可得出铁丝形状能影响铁丝的燃烧。6.D由题图可知，BC段铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，压强增大；C点时稀硫酸反应完全，压强不再增大，故B点、C点对应溶液中的硫酸铝浓度大小关系为B<C。曲线AB段压强变化不明显是因为铝片表面有Al2O3薄膜，氧化铝先与硫酸反应。曲线BC段铝与稀硫酸反应生成氢气，压强增大。曲线CD段压强减小是因为温度降低，气体收缩，生成氢气的质量不会改变。7.B设理论上需要含杂质20%的赤铁矿的质量为x。Fe2O3+3COeq\o(\s\up4(高温),\s\do4(＝))2Fe+3CO3160112x×(1－20%)63t×96%eq\f(160,x×(1－20%))=eq\f(112,63t×96%)解得x=108t。8.D实验时，应先挤压装有甲酸的胶头滴管，用生成的一氧化碳排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸；红色的氧化铁和一氧化碳在高温的条件下反应生成黑色的铁和二氧化碳，充分反应后B处有黑色物质生成；W形管中间凸起比两端高，可防止A处反应速率过快时，液体溅到B处；该装置可通过D处的装置收集多余的一氧化碳，不缺少尾气处理装置。9.A向FeCl2和CuCl2的混合溶液中加入一定量Zn粉，锌先与CuCl2反应生成氯化锌和铜，CuCl2完全反应后，若还有锌粉，锌才能与FeCl2反应生成氯化锌和铁。充分反应后过滤，向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡冒出，说明滤渣中一定含有能与稀盐酸反应的铁，可能含有锌；滤渣中一定有Cu和Fe；如果是锌与氯化亚铁恰好完全反应或锌过量，则滤液中只有Zn2+；滤渣中存在铁，则滤液中一定没有Cu2。10.A据化学方程式可知，稀酸应生0.2g氢气需要Mg、Al、Zn、Fe的质量分别为2.4g、1.8g、6.5g、5.6g,需要Mg和Al这两种金属的质量都小于4g,则该金属混合物的组成不可能是Mg和Al。11.C生成二氧化碳的质量为17.6g,其中碳元素的质量为17.6g×=4.8g,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的质量不变，则参加反应的一氧化碳的质量为4.8g÷=11.2g.反应后一氧化碳剩余的质量是5.6g,所以m的值为5.6+11.2=16.8，即一氧化碳的总质量为16.8g,生成铁的质量也是16.8g。由分析可知，m的值为16.8，A错误；根据质量守恒定律，参加反应的铁的氧化物的质量为16.8g+17.6g－11.2g=23.2g,B错误；当CO2质量为4.4g时，参加反应的CO质量为2.8g,则容器内CO的质量为16.8g－2.8g=14g,C正确；生成铁的质量为16.8g,则铁的氧化物中铁元素的质量为16.8g,铁的氧化物中氧元素的质量为23.2g－16.8g=6.4g,所以铁元素与氧素的原个数为∶=3∶4，。12.D由题图可知，ab段对应铁和硝酸铜的反应，bc段对应过量的铁和硝酸银的反应，cd段对应生成的铜和硝酸银的反应。所加溶液质量为M1g时，生成Cu的质量不是m1g,因为m1g是过量的铁和反应生成的铜的质量之和；5.6g铁和硝酸银完全反应生成21.6g银，5.6g铁与硝酸铜完全反应生成6.4g铜，反应至c点，5.6g铁完全反应转化为铜和银，因此m2小于21.6；e点溶液中含反应生成的Fe(NO3)2、Cu(NO3)2和过量的AgNO3。13.答案：(1)红棕(或红)(2)①③(3)放热14.答案：(1)硬度大(或强度高等)(2)Fe2O3+3COeq\o(\s\up4(高温),\s\do4(＝))2Fe+3CO一氧化碳(3)刷漆(合理即可)解析：(1)与纯铁相比，钢铁具有硬度大、强度高等优良性能。(2)一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳；一氧化碳具有还原性，是反应中的还原剂。(3)为了防止钢铁的锈蚀，常采用在其表面刷漆、涂油或镀上其他金属等方法。15.答案：(1)Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+Cu(2)－定含有银，可能含有铜(3)锌与硝酸银反应，溶液质量减小；锌与硝酸铜反应，溶液质量增大；若减小的质量小于增大的质量，则所得溶液质量增加解析：(1)将一定量的锌粉加入Mg(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3三种物质的混合溶液中，锌先与硝酸银反应生成银和硝酸锌，反应完全后，若锌粉剩余，会继续与硝酸铜反应生成铜和硝酸锌；锌不能与硝酸镁反应。充分反应后，滤液呈蓝色，说明滤液中还含有硝酸铜，可能硝酸铜没有反应，也可能硝酸铜部分反应，所以可能发生的反应为Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+Cu。(2)由于不确定硝酸铜是否参与反应，则滤渣中一定含有银，可能含有铜。(3)根据锌与硝酸银和硝酸铜反应的化学方程式可知，锌与硝酸银反应，溶液质量减小；锌与硝酸铜反应，溶液质量增大；所以若减小的质量小于增大的质量，则所得溶液质量增加。16.答案：(1)①铁的金属活动性比铜的强，容易被腐蚀②C③B(2)