8.3金属资源的利用和保护
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．下列变化中，发生了化学变化的是
A．道路结冰 B．海水蒸发 C．钢铁生锈 D．工业制氧
2．下列实验中，能达到相实验目的的是（ ）
A．探究水对铁生锈有无影响
B．探究质量守恒定律
C．探究铝、铜、银的金属活动性顺序
D．探究甲烷的组成
3．“只有一个地球”为2022年世界环境日的主题，可持续生活，实现与自然和谐共生。下列做法不符合该理念的是
A．深埋处理废旧电池 B．大力推广新能源汽车
C．垃圾分类投放，资源回收利用 D．开发利用新能源，减少化石燃料使用
4．金属是人类重要的生产资源，下列属于物理变化的是
A．钢管表面刷油漆 B．湿法炼铜
C．钢铁生锈 D．铜表面产生铜绿
5．下列变化过程不属于金属冶炼的是
A．电解氧化铝
B．铁在氧气中燃烧
C．焦炭与氧化铜在高温下反应
D．高温下一氧化碳与氧化铁反应
6．下列说法正确的是
A．铁在潮湿的空气中容易生锈 B．常温下，氧气与所有金属都能反应
C．只有固体才能作溶质 D．金刚石和石墨的性质完全一样
7．化学与生产、生活关系密切。下列说法不正确的是
A．加强废旧金属的回收利用，有利于保护金属资源
B．在酱油中加入铁强化剂，是为了补充铁元素
C．低碳生活提倡使用不含碳元素的物质
D．新能源的推广利用，节约了化石燃料
8．“垃圾分类工作就是新时尚”。南昌市全面实现垃圾分类管理，废旧稿纸应投入的垃圾箱是
A． B．
C． D．
9．用下图装置可还原Fe2O3。下列说法错误的是
A．气球可防止CO泄露，避免其污染空气
B．试管中的现象为黑色粉末变为红色
C．该实验中Fe2O3发生还原反应
D．实验后，用装有澄清石灰水的注射器吸取试管内气体，可检验产物CO2
10．垃圾分类的观念逐渐深入人心。我市在各小区建立了生活垃圾分类投放站。废旧报纸应该放入下列哪一类垃圾桶
A．厨余垃圾 B．有害垃圾
C．可回收垃圾 D．其他垃圾
二、判断题
11．铝制品不涂任何保护层也不易锈蚀，因为铝不与空气反应( )
12．在钢铁表面镀锡、镀锌、镀铬，可以防止钢铁生锈( )
13．金属元素在自然界中分布很广，除极少数不活泼的金属（如铂、金、银等）有单质存在外，其余大多数以化合物存在。( )
14．被雨水淋湿的自行车要立刻用带油的抹布擦拭( )
15．稀土是不可再生的战略资源，是一类金属矿物的统称( )
三、综合应用题
16．人类历史发展的不同阶段曾以不同金属材料的使用作为标志。
（1）金、银在自然界有单质形式存在，说明他们的化学性质都 （填“不活泼”或“活泼”）。
（2）工业上常以赤铁矿石（主要成分是氧化铁）为原料炼铁，请写出一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式： 。
（3）钛和钛合金是21世纪的重要的金属材料。钛合金制品放在海水中数年，取出后仍光亮如新，是因为其 （填字母序号）非常好。
A可塑性 B机械性能 C抗腐蚀性能
（4）利用“活泼金属”可以制得H2，H2可用作汽车能源。若推广应用于汽车产业，则需综合考虑的因素有 （填字母序号）。
A金属原料的成本 B生成过程中的能耗和污染 C金属的回收利用
（5）黄铜是铜和锌的合金。某化学兴趣小组的同学为了测定某黄铜样品中铜的质量分数，取20g该黄铜样品粉末放入烧杯中，向其中加入100g稀硫酸，恰好完全反应。反应后烧杯中剩余物的总质量为119.8g。试求：
①反应产生氢气的质量是 g。
②该黄铜样品中铜的质量分数。（写出计算过程）
17．金属的发现与使用历史体现了人们对其性质的认识和科技发展的水平。
(1)三星堆遗址出土了大量的金器和青铜器，其中的黄金面具残片历经三千年依旧金光灿灿，这是因为金的化学性质 ；大量的青铜面具是用铜、锡等金属制成的合金，现将铜片和锡片分别伸入稀盐酸中，锡片表面有少量气泡生成而铜片没有，说明金属活动性锡 (填“>”或“<”)铜。
(2)晋代著名的炼丹家葛洪之妻曾用铁勺盛满曾青(硫酸铜溶液)，一段时间后发现铁勺变成了“铜勺”，该过程发生反应的化学方程式为 。铝在近一百多年里产量大幅提高。并被广泛使用。请写出铝抗腐蚀性能好的原因 。
(3)现代社会。金属更是被广泛使用。如可以将铁粉等物质制成便于携带的取暖物品“暖宝宝”。
“暖宝宝”发热。其过程首先是铁粉与氧气、水反应生成氢氧化亚铁【Fe(OH)2】。该反应的化学方程式为 。
(4)高炉炼铁，请写出A处反应的化学方程式 从环保角度考虑，写出一种尾气处理的方法 。
(5)该小组同学为探究某“暖宝宝”中铁粉的质重分数，取16g“暖宝宝”样品于烧杯中。向其中逐滴加入稀盐酸(“暖宝宝”中其他成分不与稀盐酸反应)，放出气体的总质量与所滴入稀盐酸的质量关系如图所示。请计算该暖宝宝样品中铁粉的质量分数。
18．某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁样品（含少量杂质）来探究炼铁的原理。装置如图所示。请回答有关问题：
（1）A中仪器a的名称为： ，实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的主要现象为 。
（2）CO气体除作为反应物外，还能起到的作用是：①实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸；② ；③将A装置中的CO2送入B装置的溶液中。
（3）若反应过程中装置A固体质量的变化情况如下图所示，则所取氧化铁样品中Fe2O3的质量分数为多少 （写出计算过程）
四、填空与简答
19．下列是与铁的性质有关的部分实验图，请回答下列问题。
（1）A中发生化学反应生成的黑色固体的化学式为 。
（2）B中铁钉最易生锈的部位是 （填“a”、“b”或“c”）。
（3）C试管内发生的化学反应的化学方程式是 。
（4）D中反应一段时间后，若反应后铁片有剩余，则溶液中一定存在的金属阳离子为 ．
20．人类文明进步与金属材料的发展关系十分密切。我国古代就已经掌握零炼铁技术，古人将木炭与铁矿石堆入炉内。利用生成的CO将Fe2O3转化为铁单质，为保护炉内高温，需要不断拉动风箱，鼓入空气。
(1)请写出生成铁单质的化学方程式。
(2)请从燃烧的角度简述不断拉动风箱的原因。
21．A-H是初中化学中常见的物质，已知反应①是工业冶炼铁的主要反应，A是一种有毒气体，B为红棕色粉末，E为黑色固体粉末，F为氧化物，G为紫红色固体单质，H为含有硫酸根离子的蓝色液体。他们的转化关系如图所示，回答下列问题。
（1）E的名称为 ，F的化学式为 。
（2）反应①~③中为置换反应的是 （填序号）。
（3）反应①的化学反应方程为 。反应③的化学反应方程为 。
22．材料是人类社会物质文明进步的重要标志，请回答问题。
(1)新型镁锂合金用于制造火星车的车结构，体现了镁锂合金具有密度小、耐腐蚀、 的优良性能。
(2)我国高铁飞速发展，已成为世界上唯一高铁成网的国家。
①高铁电路多用铜制导线，这是利用铜的延展性和 性。
②制作高铁的材料中使用了铝合金等铝制品，铝在空气中耐腐蚀的原因是 （用化学反应方程式表示）。
③车体表面烤漆不仅美观，还能起到防锈作用，其防锈的原理是 。
(3)中国首款完全自主知识产权民用客机C919飞机的钛合金用量达9.3%。工业上利用钛白粉制备海绵钛的工艺流程如下图：
①反应Ⅱ发生置换反应生成海锦钛，则物质X的化学式为 。
②该工艺流程中，可以循环使用的物质有 。
23．金属及金属材料广泛应用于生产、生活及科学实验，其应用推动了社会发展。
(1)如图实验中，铜片上的白磷燃烧，说明铜具有 性；黄铜片和纯铜片相互刻画，纯铜片上留下刻痕，说明黄铜的硬度比纯铜的硬度 （填“大”或“小”）。
(2)铝具有很好的抗腐蚀性，是因为其表面生成一层致密的薄膜，该薄膜是 （填化学式）；铁生锈的主要条件是与 直接接触。
(3)工业上用磁铁矿冶炼生铁的原理： （用化学反应方程式表示）
(4)某同学对含Cu（NO3）2、AgNO3、M（NO3）2的混合溶液进行探究，流程如下（M表示一种金属元素）：
根据实验探究流程，回答下列问题：
①固体甲中一定含有的金属是 。
②金属Fe、Cu、Ag、M的活动性由强到弱的顺序是 。
③滤液D中所含溶质的成分可能有 种情况。
参考答案：
1．C
【详解】A、道路结冰，水结冰只是水的状态发生了改变，没有新物质生成，属于物理变化；
B、海水蒸发，水由液态变为气态，没有新物质生成，属于物理变化；
C、铁锈的主要成分为氧化铁，钢铁生锈有新物质生成，属于化学变化；
D、工业制氧，是根据液氧和液氮的沸点不同，先将空气除杂液化后，再将温度控制在高于液氮的沸点而低于液氧气的沸点之间，液氮蒸发出去，剩下的主要是液氧了，该过程没有新物质生成，属于物理变化；
故选C。
2．A
【详解】A、由图可知，实验中的变量只有水，可以探究水对铁生锈有无影响，选项正确；
B、氯化钠不与稀硫酸反应，质量守恒定律必须通过化学反应加以探究，故选项错误；
C、铜与铝均能与硝酸银反应，能证明铜、铝的金属活动性比银强，但无法证明铜和铝的金属活动性的强弱，选项错误；
D、火焰上方罩一只干冷烧杯只能证明有水生成，不能检测二氧化碳的生成，选项错误，故选A。
【点睛】如果某种变化受多种因素影响，探究其中一种因素的影响方式时，其它因素应保持相同。
3．A
【分析】2022年世界环境日的主题为“只有一个地球”，聚焦可持续生活，致力于实现与自然和谐共生，要减少污染，保护环境，进行分析判断。
【详解】A、深埋处理废旧电池，会污染深层地下水和土壤，不符合该理念，故选项正确；
B、大力推广新能源汽车，能减少污染，符合该理念，故选项错误；
C、垃圾分类投放，资源回收利用，能节约资源、减少污染，符合该理念，故选项错误；
D、开发利用新能源，减少化石燃料使用，能减少污染，符合该理念，故选项错误。
故选：A。
4．A
【详解】A、钢管表面刷油漆，没有生成新物质，物理变化；
B、湿法炼铜生成了铜，生成新物质，化学变化；
C、钢铁生锈是铁与氧气和水反应生成新物质，化学变化；
D、铜表面产生铜绿是铜与空气中氧气、水、二氧化碳反应生成新物质，化学变化。
故选A。
5．B
【详解】A．电解氧化铝生成铝和氧气，属于冶炼金属的方法；
B．铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，不属于金属冶炼；
C．金属氧化物与焦炭在高温下反应，可生成金属单质，属于金属冶炼的方法；
D．高温下一氧化碳与氧化铁反应得到铁，属于金属冶炼的方法。故选B。
6．A
【详解】A、铁生锈的条件是与氧气和水接触，所以铁在潮湿的空气中容易生锈，故A正确；
B、常温下，大多数金属能与氧气反应，而不是全部，如金就不反应，故B错误；
C、可做溶质的是液体，不是固体，故C错误；
D、金刚石和石墨的物理性质不同，金刚石是自然界中嘴硬的物质之一，石墨是最软的物质，故D错误．
7．C
【详解】A、加强废旧金属的回收利用，可以节约、充分利用金属资源，有利于保护环境、保护金属资源，故A正确；
B、“铁强化酱油”中的“铁”是指元素，而不是分子、原子或离子，故B正确；
C、 低碳生活提倡，尽量少排放二氧化碳，不是不使用含碳元素的物质，故C错误；
D、新能源的推广利用，减少对化石燃料的依赖，可以降低空气污染，符合可持续发展理念，故D正确。
故选C。
8．B
【详解】A、其他垃圾指的是除了可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾之外的垃圾，不符合题意；
B、可回收物指可以再生循环的垃圾。废旧稿纸属于可回收物，符合题意；
C、有害垃圾是指，对人体健康或者自然环境造成直接或潜在危害的废弃物，如废电池等，不符合题意；
D、厨余垃圾是指居民日常生活及食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的垃圾，不符合题意。
故选B。
9．B
【详解】A、CO是有毒气体，试管口套上气球可防止CO进入空气造成污染，故选项A说法正确；
B、氧化铁是红棕色固体，和一氧化碳反应生成铁粉，试管中的现象应为红棕色粉末变为黑色，故选项B说法错误；
C、Fe2O3中的Fe是+3价，生成物中的Fe是0价，化合价降低被还原，发生的是还原反应，故选项C说法正确；
D、二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊，实验后，用装有澄清石灰水的注射器吸取试管内气体，可检验产物CO2，故选项D说法正确；
故选：B。
10．C
【详解】废旧报纸是可回收垃圾。可回收物是指废纸张、废塑料、废玻璃制品、废金属、废织物等适宜回收、可循环利用的生活废弃物。故选C。
11．错误
【详解】铝制品不涂任何保护层也不易锈蚀，因为铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，能够隔绝铝与空气中氧气的接触，叙述错误，故填错误。
12．正确
【详解】在钢铁表面镀锡、镀锌、镀铬，可以隔绝氧气和水蒸气，从而可以防止钢铁生锈，正确。
13．正确
【详解】金属元素在自然界中分布很广，除极少数不活泼的金属（如铂、金、银等）有单质存在外，其余大多数以化合物存在，故填：正确。
14．错误
【详解】被雨水淋湿的自行车若先用带油的抹布擦拭，在自行车的表面形成一层油膜，使附着自行车上的水不容易挥发，更容易使自行车生锈，错误。
15．错误
【详解】稀土是不可再生的战略资源，是一类储量较少的一类金属的统称，有“工业的维生素”的美誉，故说法错误。
16． 不活泼 C ABC 0.2 67.5%
解：设参加反应的锌的质量为x，
该黄铜样品中铜的质量分数为×100%=67.5%；
答：该黄铜样品中铜的质量分数为67.5%。
【详解】（1）金、银在自然界有单质形式存在，说明他们的化学性质都不活泼，故填：不活泼；
（2）一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成二氧化碳和铁，反应的化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2，故填：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（3）由于钛合金抗腐蚀性能非常好，所以钛合金制品放在海水中数年，取出后仍光亮如新，是因为抗腐蚀性好，与可塑性、机械性能无关，故选C；
（4）利用“活泼金属”可以制得H2，H2可用作汽车能源。若推广应用于汽车产业，则需综合考虑的因素有金属原料价格是否便宜、生成过程中的能耗和污染是否大、金属是否便于回收和利用等，故选ABC；
（5）①根据质量守恒定律，总质量减少的质量为产生的氢气的质量，氢气的质量=20g+100g-119.8g=0.2g,故填：0.2；
②见答案。
17．(1) 稳定 ＞
(2) 在常温下铝能与空气中的氧气反应，在其表面形成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步被氧化
(3)
(4) 用气球收集尾气或用燃着的酒精灯点燃尾气
(5)解：由图可知，生成氢气的质量为0.2g，设该暖宝宝样品中铁粉的质量为x，
则该暖宝宝样品中铁粉的质量分数为：
答：该暖宝宝样品中铁粉的质量分数为35%。
【详解】（1）黄金面具残片历经三千年依旧金光灿灿，这是因为金的化学性质非常稳定；
将铜片和锡片分别伸入稀盐酸中，锡片表面有少量气泡生成而铜片没有，说明在金属活动性顺序里，锡排在氢前，铜排在氢后，说明金属活动性：锡＞铜；
（2）用铁勺盛满曾青(硫酸铜溶液)，一段时间后发现铁勺变成了“铜勺”，该过程发生反应为铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，该反应的化学方程式为：；
铝抗腐蚀性能好，是因为在常温下，铝能与空气中的氧气反应，在其表面形成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步被氧化；
（3）铁粉与氧气、水反应生成氢氧化亚铁Fe(OH)2，该反应的化学方程式为：；
（4）A处一氧化碳和氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：；
尾气中含有CO，一氧化碳有毒，直接排放会污染空气，所以用气球收集，一氧化碳燃烧可生成无毒的二氧化碳，也可用燃着的酒精灯点燃处理尾气；
（5）见答案。
18． 酒精喷灯 红色固体变为黑色 酒精喷灯熄灭后，隔绝氧气，防止铁高温下和氧气反应重新被氧化 58.8%
解：设氧化铁质量为x。
氧化铁样品中Fe2O3的质量分数为 。
答：氧化铁样品中Fe2O3的质量分数为58.8%。
【详解】（1）由图可知a为酒精喷灯，一氧化碳高温和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，故A种现象为红色固体变为黑色，故填：酒精喷灯；红色固体变为黑色。
（2）CO气体除作为反应物外，还能起到的作用酒精喷灯熄灭后，隔绝氧气，防止铁高温下和氧气反应重新被氧化，故填：酒精喷灯熄灭后，隔绝氧气，防止铁高温下和氧气反应重新被氧化。
（3）见答案
19． Fe3O4 b Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ Fe2+
【详解】（1）铁丝在氧气中燃烧生成黑色四氧化三铁；故化学式为：Fe3O4；
（2）铁生锈的条件：铁与水和氧气同时接触，所以因b处与水和氧气同时充分接触，所以最易生锈；
（3）铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气；反应的化学方程式：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；
（4）铁能与硫酸铜溶液发生置换反应生成铜和硫酸亚铁，因为铁有剩余，所以硫酸铜全部参加反应，此时溶液中只存在亚铁离子，符号为：Fe2+。
20．(1)
(2)不断拉风箱可促进空气流通，为燃烧提供更多的氧气，使燃烧更充分
【详解】（1）题文中生成铁单质的反应是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，故反应的化学方程式写为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
（2）不断拉风箱可促进空气流通，为燃烧提供更多的氧气，使木炭燃烧更充分，产生更多的热量，故填不断拉风箱可促进空气流通，为燃烧提供更多的氧气，使燃烧更充分。
21． 碳 ③
【分析】反应①是工业冶炼铁的主要反应，A是一种有毒气体，A是一氧化碳，B为红棕色粉末，B是氧化铁，一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，E为黑色固体粉末，和C高温生成A，E是碳，C是二氧化碳，D是铁，G为紫红色固体单质，H为含有硫酸根离子的蓝色液体，G是铜，H是硫酸铜，A和F生成G，F为氧化物， F是氧化铜。
【详解】（1）E为黑色固体粉末，和C高温生成A，C是二氧化碳，E是碳，A和F生成G，F为氧化物， F是氧化铜，F的化学式为。
（2）反应①是一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，反应②是二氧化碳和碳高温生成一氧化碳，反应③是铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，故反应①~③中为置换反应的是③。
（3）反应①是一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，反应的化学反应方程为
。反应③是铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，反应的化学反应方程为。
【点睛】在解此类题时，首先将题中有特征的物质推出，然后结合推出的物质和题中的转化关系推导剩余的物质，最后将推出的各种物质代入转化关系中进行验证即可。
22．(1)硬度大
(2) 导电 隔绝氧气和水
(3) Mg Mg、Cl2
【详解】（1）合金具有强度大、耐腐蚀等优点，新型镁锂合金用于制造火星车的车结构，体现了镁锂合金具有密度小、耐腐蚀、硬度大的优良性能。
（2）①用铜制导线，利用了铜的延展性和导电性；
②铝在空气中耐腐蚀是因为铝在常温下能与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止内部的铝进一步被氧化，反应的化学方程式为。
③铁与氧气、水共同接触时会生锈，则烤漆防锈的原理为隔绝氧气和水。
（3）①反应前后元素种类不变，且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和另一种化合物，则物质X的化学式为Mg。
②由图可知，该反应中需要氯气和镁，同时又生成氯气和镁，则可循环使用的物质为氯气和镁。
23．(1) 导热 大
(2) Al2O3 氧气和水
(3)
(4) Ag、Cu和Fe/银、铜和铁 M>Fe>Cu>Ag 3
【详解】（1）实验中，铜片上的白磷燃烧，说明铜能够传导热量，使白磷温度达到着火点以上；
黄铜片和纯铜片相互刻画，纯铜片上留下刻痕，说明黄铜的硬度比纯铜的硬度大。
（2）铝具有很好的抗腐蚀性，是因为铝与空气中的氧气反应在其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，隔绝了铝与氧气的接触，氧化铝的化学式为Al2O3；
铁生锈的主要条件是铁与氧气和水直接接触。
（3）磁铁矿的主要成分为四氧化三铁，一氧化碳和四氧化三铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：。
（4）①铁、铜、银三种金属的活动性由强到弱的顺序是铁>氢>铜>银，Cu（NO3）2、AgNO3、M（NO3）2的混合溶液加入一定量的铁，铁先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，硝酸银完全反应后，剩余的铁再与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，则滤液A中一定含有硝酸亚铁，由流程可知，M能和滤液A反应，则说明M比铁活泼，则滤液A中的成分为M（NO3）2和硝酸亚铁，且固体甲与稀盐酸混合后生成气体X，气体X为氢气，则固体甲中含有铁，即反应有铁剩余，则固体甲中含有银、铜和铁。
②结合前面分析可知，四种金属的活动性顺序为：M>Fe>Cu>Ag。
③由①可知，滤液A为M（NO3）2和硝酸亚铁，M和硝酸亚铁反应生成铁和M（NO3）2，则固体乙为铁、M，加入硝酸银时，M先和硝酸银反应生成银和M（NO3）2，待M完全反应后，铁和硝酸银反应生成银和硝酸亚铁，由于不确定硝酸银的量，则滤液D可能只含有M(NO3)2，或有M(NO3)2和硝酸亚铁，或有M(NO3)2、硝酸亚铁和硝酸银，即滤液D中所含溶质的成分可能有3种情况。
