第九单元金属
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题
1．垃圾分类举手之劳，循环利用变废为宝。铝制易拉罐属于
A．厨余垃圾 B．有害垃圾
C．可回收垃圾 D．其他垃圾
2．下列描述物质的性质和用途不正确的是
A．氖气—通电后发光—作电光源 B．氧气—助燃性—作燃料
C．氮气—化学性质不活泼—作保护气 D．铜—导电性—作导线
3．下列属于分解反应的是
A．3Fe+4H2OFe3O4+4H2
B．4P+5O22P2O5
C．2Fe（OH）3Fe2O3+3H2O
D．Fe（OH）3+3HCl＝FeCl3+3H2O
4．下列物质中，属于目前世界上用量最大、用途最广的合金是
A．青铜 B．钢材 C．18K金 D．钛合金
5．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下图所示，下列叙述正确的是
A．两种金属中的活动性 B．生成的质量
C．相对原子质量 D．消耗稀盐酸的质量
6．化学与人类的生产生活息息相关，下列说法错误的是
选项 主题 知识与应用
A 化学与生活 人被蚊虫叮咬后，可以涂含有碱性物质的溶液，减轻痛痒
B 化学与环境 为了减少环境污染，禁止使用煤等燃料
C 化学与安全 点燃氢气前应检验其纯度
D 化学与资源 保护金属资源的有效途径之一是防止金属腐蚀
A．A B．B C．C D．D
7．北斗系统的全面建成彰显了中国航天的力量。在航天科技中运用了大量金属材料，下列有关金属材料的说法正确的是
A．纯金属的硬度一般比它们组成合金的硬度更高
B．钛和钛合金被广泛应用于火箭、导弹等
C．同类物质所有性质都相同
D．合金中一定只含金属元素
8．以下能正确表示对应叙述的图像是
A．红磷在体积不变的密闭容器中燃烧，压强与时间的关系
B．电解水时，生成H2和O2的质量与时间的关系
C．高锰酸钾受热分解制氧气，固体中锰元素的质量分数与时间的关系
D．向足量等质量分数的稀硫酸中，分别加入形状、大小相同的等质量的Zn、Fe，生成气体的质量与时间的关系
二、实验题
9．某工厂排放的尾气中只可能存在CO和CO2两种气体。为了进一步确认，某化学兴趣小组的同学设计如下图所示的装置进行检验。实验中可供选择的药品有：Na2CO3溶液、稀H2SO4、浓H2SO4、NaOH浓溶液、澄清的石灰水。
请结合题意和装置图，回答提出的下列问题：
(1)证明尾气中存在CO2的现象是 。若尾气中不存在CO2，上述装置组合中可以撤除的是 (填序号)。
若尾气中存在CO2，上述装置都不能撤除，请继续回答问题。
(2)B装置中应盛装的药品是 。其作用是 ；
(3)C装置的作用是 ；
(4)D装置中应盛装的药品是 ，其作用是 ；
(5)证明尾气中存在CO的有关现象是 ；E中发生反应的化学方程式为 ；
(6)出于对环境保护的考虑，请你提出完善该装置的建议： 。
三、科学探究题
10．某兴趣小组对铁以及含铁物质产生了兴趣，并进行了一系列探究活动。
探究一：铁丝燃烧是否需要纯氧。
取长短相同直径为0.38mm的铁丝，分别在O2含量不同的情况下实验，现象如表。
氧气含量 90% 70% 60% 55%
实验现象 燃烧剧烈，燃烧时间长，效果好 燃烧比90%弱，燃烧时间短，实验成功 燃烧比70%弱，燃烧时间更短，实验成功 难以燃烧，只是发热
(1)在做铁丝在氧气中燃烧的实验时，为了使现象更明显，最好用排水法收集，理由是 。
(2)就0.38mm铁丝而言，燃烧所需氧气的最低含量在 范围内。
探究二：对含有铁粉的“暖宝宝”进行成分及发热原理探究。
同学们在实验室打开一片暖宝宝，取出其中黑色粉末做了下面的实验。
I.黑色粉末的成分
(3)取暖宝宝中的黑色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸，观察到 ，证明黑色粉末中有铁粉。
(4)反应结束之后，发现仍有黑色固体残留，经过滤，洗涤，干燥，获得黑色粉末。取样通入氧气点燃，将产物 (写出操作及现象)，说明黑色粉末中含有炭粉。
II.“暖宝宝”发热的原理。
按图(夹持仪器已略去)采用湿度、氧气、温度传感器收集数据，将拆除包装的暖宝宝倒入三颈烧瓶中密封装置，开始收集数据，观察曲线变化(图中A、B、C)。
(5)从收集到的图像看暖宝宝发热是因为颗粒微小的铁粉与 等物质发生反应。
探究三：锈蚀原理的应用
“蒸汽眼罩”和“暖贴”的主要成分都有铁粉、活性炭。暖贴中还加入了食盐。它们的发热原理都是利用铁生锈放热。
【提出问题】活性炭、食盐对反应放热有什么作用？
【设计并实验】将2g铁粉、5g水分别与不同质量的活性炭、食盐均匀混合。测量10min内温度的变化。数据如表。
实验 活性炭/g 食盐/g 温度上升/℃
1 0 0 0.1
2 0.2 0 22.0
3 0 0.1 3.1
4 0.2 0.1 56.3
【得出结论】
(6)通过分析实验数据，可得出的结论是 。
【反思交流】
(7)如果你来制取“蒸汽眼罩”和“暖贴”，它们各种成分的质量配比应 (填“相同”或“不同”)。
四、综合应用题
11．对于金属材料，我们应从多角度了解。
【金属材料】2023年5月，我国自主研制的C919大型客机成功完成首次商业载客飞行。国产大飞机翱翔蓝天，承载着国家意志，民族梦想和人民期盼。
(1)C919的机身采用了第三代铝锂合金，铝锂合金属于 （填“金属材料”成“合成材料”）。
(2)飞机起落架是我国自主研发生产的合金钢。用合金钢制造起落架主要是利用其 （写出一点即可）和耐腐蚀等性能。
【金属的性质】
(3)在常温下，铝制品耐腐蚀的原因为 。
(4)如图所示实验，先向a中加入过量 充分反应后打开弹簧夹K；使a中溶液全部进入b中，铜片表面没有变化，由此可证明铁、铜的金属活动性顺序以及与氢的位置关系为 。
(5)将铝丝浸入硫酸镁和硫酸铜的混合溶液中，过一会儿取出，观察到铝丝表面有固体析出，溶液显蓝色，发生反应的化学方程式为 。
【金属的冶炼】炼铁的主要原料是赤铁矿（主要成分是）、焦炭、空气等，转化过程如图所示：
(6)过程②中，反应的化学方程式为 。
【金属资源的利用和保护】
(7)如下图是铁制品循环利用的示意图，一定发生化学变化的过程是 （填序号）。废旧的铁锅、铁管属于 （填“厨余垃圾”“可回收物”“有害垃圾”或“其他垃圾”）。废旧金属“循环利用”的意义是 。
五、填空与简答
12．金属材料在生产、生活中应用广泛。
(1)《天工开物》中记载“每金七厘造方寸金一千片”，体现了黄金具有良好的 性。
(2)中国高铁是一张国家名片，高铁电路多用铜质导线，这是利用了铜的延展性和 性。
13．总结金属在地壳中的存在形式，并列举常见的金属矿石及其主要成分。
14．“我们的梦，时代的梦！”2024年11月4日01时24分，神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，至此，“80”后乘组太空之旅圆满结束。请回答下列问题：
(1)飞船的舱门、座椅和支架等使用了大量的钛合金，利用钛合金的优良性能有_____(填字母)等。
A．强度高，熔点高 B．硬度小、密度小
(2)在空间站中，利用太阳能电池板提供的电能，通过电解水制备氧气。电解水的能量转化为：电能→ 。
(3)航天员呼出的二氧化碳用含氢氧化锂(LiOH)的过滤网吸收，化学反应方程式为2LiOH+CO2=Li2CO3+X，则X的化学式为 ，画出锂原子结构示意图 。
15．完成下列实验。
(1)实验1中，将两金属片相互刻画， 上留有明显的划痕。该实验的目的是 。
(2)实验2中，将绿豆粒大小的焊锡(锡铅合金)、锡和铅分别放置在铁片上(呈三角形摆放)，可以观察到焊锡稍加热即熔化，继续加热后锡熔化，铅最后熔化。由该实验得出的结论是 。
16．请回答下列问题。
(1)请写出一种防止铁生锈的措施。
(2)铝具有很好的抗腐蚀性能，原因是 。
(3)请写出一种保护金属资源的途径。
《第九单元金属》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C B C B B B B D
1．C
【详解】可回收垃圾包括废旧金属、纸张等，所以易拉罐属于可回收物；
故选：C。
2．B
【详解】A、氖气在通电时能发光，可制作电光源，说法正确，不符合题意；
B、氧气具有助燃性，可用作助燃剂，氧气不具有可燃性，不能用作燃料，说法错误，符合题意；
C、氮气化学性质不活泼，常用作保护气，说法正确，不符合题意；
D、铜具有导电性，可制作导线，说法正确，不符合题意。
故选：B。
3．C
【详解】A、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，故A不符合题意；
B、该反应符合“多变一”的特点，属于化合反应，故B不符合题意；
C、该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，故C符合题意；
D、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，故D不符合题意。
故选C。
4．B
【详解】目前世界上用量最大、用途最广的合金是铁合金，即钢材；
故选B。
5．B
【详解】A、根据图象可以看出，纵坐标表示氢气质量，横坐标表示时间，斜率表示反应的速度，M的斜率比N的大，所以M比N反应的速度快，所以M比N活泼，故选项错误；
B、由图象可知，生成H2的质量是M＞N，故选项正确；
C、等质量的M比N产生的氢气多而且快，M、N在生成物中均为+2价，价态相同的金属与足量的酸反应，相对原子质量越大，产生的氢气越少，因此M的相对原子质量小于N．故选项错误；
D、由图象可知，生成H2的质量是M＞N，故消耗盐酸的质量M＞N，故选项错误；
故选：B。
6．B
【详解】A、人被蚊虫叮咬后，蚊虫在人的皮肤内分泌蚁酸，蚁酸显酸性，可以涂含有碱性物质的溶液，减轻痛痒，因为碱性物质能和蚁酸发生中和反应，故正确；
B、煤属于化石燃料，目前化石燃料是主要的能量来源，禁止使用是不现实的，为了减少环境污染，减少使用煤等燃料，故错误；
C、氢气具有可燃性，与空气混合遇明火会发生爆炸，点燃氢气前应检验其纯度，故正确；
D、金属矿物的储量有限，而且不能再生，所以保护金属资源尤为重要，保护金属资源的有效途径之一是防止金属腐蚀，故正确；
故选B。
7．B
【详解】A、合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大，说法错误，故不符合题意；
B、钛和钛合金具有熔点高、密度小、可塑性好、易于加工和机械性能好等特点，被广泛应用于火箭、导弹等，说法正确，故符合题意；
C、同类物质是指具有相同的结构，其化学性质相似，物理性质也有差异，说法错误，故不符合题意；
D、合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，合金中不一定只含金属元素，说法错误，故不符合题意。
故选：B。
8．D
【详解】A、红磷燃烧放出大量热，温度升高，压强增大，随着反应的进行氧气被消耗，温度恢复至室温，压强逐渐减小，小于标准大气压，直至完全反应不再发生变化，故A错误；
B、电解水时，负极产生的氢气和正极产生的氧气体积比为2:1，质量比不等于2:1，为1:8，故B错误；
C、根据质量守恒定律：化学反应前后元素的质量不变，加热一定质量的高锰酸钾制取氧气，反应前后锰元素的质量不变，但由于反应生成氧气，反应后固体的质量减小，故固体中锰元素的质量分数随着反应的进行不断增大，直至反应结束后不变，故C错误；
D、由于金属活动性：Zn＞Fe，因此反应速率为Zn＞Fe，根据、可知，等质量的Zn、Fe与足量的稀硫酸反应，Fe产生的氢气质量更多，故D正确。
故选D。
9．(1) A中澄清石灰水变浑浊 ABCD
(2) NaOH浓溶液 吸收二氧化碳
(3)检验二氧化碳是否被完全吸收
(4) 浓 吸收剩余的二氧化碳
(5) E中氧化铜由黑色变为红色，F中澄清石灰水变浑浊
(6)在装置尾部用酒精灯点燃尾气
【详解】（1）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则证明尾气中存在CO2的现象是A中澄清石灰水变浑浊；
ABCD四个装置中均与二氧化碳的检验、除去有关，因此若尾气中不存在CO2，则上述装置组合中可以撤除的是ABCD；
（2）由于氢氧化钠能更好的吸收二氧化碳，所以为把二氧化碳除去得更干净一些，应选用氢氧化钠溶液除去二氧化碳，因此若尾气中存在CO2，则B装置中应盛装的药品是NaOH浓溶液，其作用是吸收二氧化碳；
（3）C装置中的澄清石灰水可以检验二氧化碳是否存在，所以C装置的作用是检验二氧化碳是否被完全吸收；
（4）D装置中应盛装的药品是浓，其作用是干燥气体，防止水蒸气对后续一氧化碳的检验产生干扰；
（5）一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，因此证明尾气中存在CO的有关现象是E中氧化铜由黑色变为红色，F中澄清石灰水变浑浊；
E中发生的反应是一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，化学方程式为；
（6）一氧化碳有毒，所以要进行尾气处理，一氧化碳具有可燃性，所以出于对环境保护的考虑，对完善该装置的建议为：在装置尾部用酒精灯点燃尾气。
10．(1)排水法收集的氧气比较纯净
(2)55%-60%
(3)有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色
(4)通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊
(5)氧气、水
(6)活性炭和食盐都能促进铁生锈，同时存在时效果更明显
(7)不同
【详解】（1）由现象可知，在做铁丝在氧气中燃烧的实验时，为了使现象更清楚，最好用排水法收集，因为铁丝在氧气中易燃烧，氧气纯度越高越好，排水法收集的气体较为纯净，故填：排水法收集的氧气比较纯净；
（2）根据实验数据可以看出，就0.38mm铁丝而言，在氧气含量达到55%时，铁丝难以燃烧，只是发热，而氧气含量达到60%可以燃烧，所以就0.38mm铁丝而言，燃烧所需氧气的最低体积分数在55%～60%之间，故填：55%-60%；
（3）取暖宝宝中的黑色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸，根据结论黑色粉末中有铁粉，铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，可观察到的实验现象为有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色，故填：有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色；
（4）反应结束之后，发现仍有黑色固体残留，经过滤，洗涤，干燥，获得黑色粉末。取样通入氧气点燃，根据结论黑色粉末中还有炭粉，则燃烧后的产物为二氧化碳，检验二氧化碳的方法为将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，说明该气体是二氧化碳，故填：通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊；
（5）由图可知，铁粉与氧气和水等物质发生反应并放出热量，所以暖宝宝能发热，故填：氧气、水；
（6）通过数据中的温度变化可知活性炭和食盐都能促进铁生锈，活性炭和食盐同时存在时效果更明显，故填：活性炭和食盐都能促进铁生锈，同时存在时效果更明显；
（7）为了防止烫伤，“蒸汽眼罩”和“暖贴”，它们各种成分的质量配比应不同，故填：不同。
11．(1)金属材料
(2)硬度大
(3)铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜
(4) 稀盐酸 Fe＞H＞Cu
(5)
(6)
(7) ①④ 可回收物 节约金属资源
【详解】（1）金属材料包括纯金属和合金，因此铝锂合金属于金属材料；
（2）用合金钢制造起落架主要是利用其硬度大、强度高、耐腐蚀等性能；
（3）铝制品耐腐蚀是因为铝的化学性质比较活泼，在常温下能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止了铝与氧气的进一步反应，对铝起到了保护作用；
（4）如图所示实验，先向a中加入过量稀盐酸，铁与稀盐酸反应产生氢气，说明金属活动性铁＞氢，该反应的实验现象是产生气泡，a中充分反应后打开弹簧夹，使a中溶液进入b中，铜片表面没有变化，说明金属活动性氢＞铜，由此可证明铁、铜的金属活动性顺序以及与氢的位置关系为铁＞氢＞铜；
（5）由金属活动性顺序可知镁＞铝＞铜，将铝丝浸入硫酸镁和硫酸铜的混合溶液中，铝与硫酸镁不发生反应，铝与硫酸铜反应生成铜和硫酸铝，方程式为2Al+3CuSO4=Al2（SO4）3+3Cu；
（6）过程②中为二氧化碳与焦炭在高温条件下反应生成一氧化碳，化学方程式为：；
（7）①铁矿石冶炼得到铁，生成新物质，属于化学变化，②铁制造得到铁制品，没有新物质生成，属于物理变化，③铁制品废弃后得到已腐蚀损坏的铁制品，可能有新物质生成，可能为化学变化，④已腐蚀损坏的铁制品循环利用得到铁，有新物质生成，属于化学变化；故一定发生化学变化的是①④；
废旧的铁锅和铁管主要由金属材料制成， 这些金属材料是可以回收再利用，属于可回收物，废旧金属循环利用能节约金属资源。
12．(1)延展
(2)导电
【详解】（1）每金七厘造方寸金一千片，是在描述黄金可以被压制成薄片，说明黄金具有良好的延展性；
（2）用铜作导线，利用了铜的延展性和导电性。
13．少数很不活泼的金属，如金、银等以单质的形式存在于地壳中，其余的较活泼的金属都以化合物的形式存在。常见的金属矿石及其主要成分：赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、铝土矿（主要成分是Al2O3）、菱铁矿（主要成分是FeCO3）、黄铜矿（主要成分是CuFeS2）、辉铜矿（主要成分是Cu2S）。
【详解】金属在地壳中的存在形式：少数很不活泼的金属，如金、银等以单质的形式存在于地壳中，其余的较活泼的金属都以化合物的形式存在；
常见的金属矿石及其主要成分：赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、铝土矿（主要成分是Al2O3）、菱铁矿（主要成分是FeCO3）、黄铜矿（主要成分是CuFeS2）、辉铜矿（主要成分是Cu2S）。
14．(1)A
(2)化学能
(3) H2O
【详解】（1）飞船的舱门、座椅和支架等使用了大量的钛合金，利用钛合金的优良性能有强度高，熔点高的性质，故填A。
（2）电解水的过程中，能量转化方式为：电能→化学能，故填化学能。
（3）由化学方程式可知，反应前出现了2个锂原子、4个氧原子、2个氢原子和1个碳原子，反应后出现了2个锂原子、1个碳原子和3个氧原子，由质量守恒定律可知，反应后尚缺的2个氢原子和1个氧原子存在于X中，则X的化学式为H2O，故填H2O；
锂原子的质子数为3，核外电子数为3，第一层电子数为2，第二层电子数为1，故锂原子的原子结构示意图画为。
15．(1) 纯铜片 比较黄铜(或铜锌合金)和纯铜的硬度
(2)合金的熔点一般比组成它的纯金属的熔点低(合理即可)
【详解】（1）合金的硬度比组成纯金属大，在纯铜片上有明显的划痕；
两种金属材料相互刻画的目的是比较两者的硬度。
（2）通过这三种金属材料受热熔化的先后顺序可以判断，合金的熔点要比纯金属的熔点低。
16．(1)保持铁制品表面的洁净和干燥。
(2)铝在空气中易形成致密的氧化铝膜，阻止铝进一步氧化
(3)防止金属腐蚀。
【详解】（1）组成合金，以改变铁内部的组织结构。例如把铬、镍等金属加入普通钢里制成不锈钢，就大大地增加了钢铁制品的抗生锈能力；在铁制品表面覆盖保护层是防止铁制品生锈普遍而重要的方法。例如在铁制品表面涂油、喷漆等；保持铁制品表面的洁净和干燥也是防止铁制品生锈的一种很好方法。故答案为：保持铁制品表面的洁净和干燥。
（2）因为在常温下，铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步被氧化；所以，铝具有很好的抗腐蚀性能。故填：铝在空气中易形成致密的氧化铝膜，阻止铝进一步氧化。
（3）保护金属资源的有效途径有：防止金属腐蚀；废旧金属回收利用；有计划、合理地开采矿物；寻找金属代用品，如用塑料代替金属制品。故答案为：防止金属腐蚀。
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