江苏专版2020中考化学复习方案第一篇基础过关课时训练14金属的利用和保护试题 2 9页

课时训练(十四)　金属的利用和保护 ‎|夯实基础|‎ ‎1.[2019·兰州]黄铜是铜与锌的合金。下列关于黄铜的说法正确的是 (　　)‎ A.比纯铜耐腐蚀 ‎ B.加热不与空气反应 C.硬度小于纯铜 ‎ D.可以完全溶解在稀盐酸中 ‎2.[2017·苏州]下列关于金属的说法中,不正确的是 (　　)‎ A.铜有良好的导电性,常用于制作导线 B.所有的金属都能与稀盐酸反应 C.铁制品在干燥的空气中不易生锈 D.不锈钢具有较强的耐腐蚀性,可用于制作医疗器械 ‎3.[2019·淮安改编]2019年底,徐宿淮盐铁路将建成通车,淮安人可实现高铁出行。‎ ‎(1)高铁在建造时使用了大量的新材料,下列属于金属材料的是　　　　(填序号)。 ‎ A.生产高铁车头的玻璃钢 B.制造高铁车身的镁铝合金 C.制造轨道枕木的聚氨酯材料 D.建筑高铁路基的钢筋混凝土 ‎(2)高铁刹车制动盘使用合金锻钢制作,主要利用该合金耐高温、　　　　等特性。 ‎ ‎(3)在高铁站的建设中,使用了大量的钢铁,工业上用赤铁矿(主要成分是氧化铁)和一氧化碳反应冶炼铁,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)高铁轨道焊接时,可用铝热反应:2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,该反应的基本类型是　　　　。 ‎ ‎4.[2018·淮安]铁是目前使用最广泛的金属,请回答:‎ ‎(1)铁可以用来制造炊具,这是利用了铁的　　　　　　　　性。 ‎ ‎(2)相比于黄铁矿(主要成分FeS2),工业上选用赤铁矿(主要成分Fe2O3)为原料炼铁的优点是　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)金属腐蚀造成的损失巨大,钢铁防腐尤为重要,下列钢铁制品的防护措施不合理的是　　　　(填序号)。 ‎ A.在车船的表面喷涂油漆 ‎ B.将使用后的菜刀用布擦干 C.在铁制品表面镀上一层锌 ‎ D.用洗涤剂把铁制品表面的油膜洗净 ‎ ‎5.实验室中用一氧化碳还原磁铁矿(主要成分为Fe3O4)得到铁,设计的实验装置如图Z14-1所示。‎ 9‎ 图Z14-1‎ 请回答:‎ ‎(1)开始实验时,A装置中首先要进行的操作是　　　　　　　　(填“加热”或“通一氧化碳”)。 ‎ ‎(2)CO还原Fe3O4的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)B装置的作用是　 。 ‎ ‎6.[2019·日照]铁合金是生产生活中使用最广泛的金属材料,但铁制品容易被腐蚀而在表面生成红褐色的铁锈。为探究铁制品锈蚀的条件,寻找防止铁制品锈蚀的方法,现进行如下实验:‎ 步骤1:利用如图Z14-2所示装置,将干燥的O2从导管a通入U形管(装置气密性良好,药品如图所示);待U形管内充满O2后,将导管a、b处的弹簧夹K1、K2夹紧。‎ 步骤2:一段时间后,观察U形管内三处铁丝表面的变化情况。‎ 图Z14-2‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)步骤1中,检验U形管内已充满O2的方法是 ‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　 　　　 　　　　　　　。 ‎ ‎(2)步骤2中,观察到①处没有明显变化,说明铁制品锈蚀的条件之一是需要有　　　　(填化学式),②处可能观察到的现象是　　　　　　,③处没有明显变化,说明纯铁的抗腐蚀能力较　　　　(填“强”或“弱”)。 ‎ ‎(3)待U形管内有明显现象后,将b导管插入水中,打开弹簧夹K2,观察到　　　　　　　　　现象,说明该条件下铁制品锈蚀过程消耗了O2。 ‎ ‎(4)通过上述实验现象,请你提出一种防止铁制品锈蚀的方法(不包括制造纯铁):　　　　　　　。 ‎ ‎|拓展提升|‎ ‎1.[2019·长沙改编]“中国制造”的基础建设需要用到大量钢铁,下列有关钢铁的说法正确的是 (　　)‎ A.钢是纯净物,生铁是混合物 ‎ B.钢铁在潮湿的空气中容易生锈 C.生铁的熔点应比纯铁高 ‎ D.生锈的钢铁制品没有回收价值 9‎ ‎2.[2019·内江]下列有关金属资源的利用与防护不合理的是 (　　)‎ A.经常用钢丝球擦洗铝锅表面,保持洁净 B.在钢铁表面喷油漆可防止生锈 C.废旧金属的回收利用,是保护金属资源的有效途径之一 D.改变金属的组成和结构,铸造成合金材料可优化其性能 ‎3.[2019·广东]探究铁生锈的条件,有利于寻找防止铁制品锈蚀的方法。下列对比实验设计与所探究的条件(蒸馏水经煮沸并迅速冷却),对应关系正确的是 (　　)‎ 图Z14-3‎ A.甲和乙:水 ‎ B.乙和丙:空气 C.甲和丙:空气 ‎ D.甲和丁:水 ‎4.[2019·镇江]合金是重要的金属材料。‎ 图Z14-4‎ ‎(1)Mg、Al按照一定比例熔合后冷却可得到储氢合金材料。该过程属于　　　　(填“物理”或“化学”)变化。 ‎ ‎(2)图Z14-4中能表示锡铅合金的是　　　　(填“a”“b”或“c”)。 ‎ ‎5.[2019·盐城]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。‎ 图Z14-5‎ ‎(1)金、银在自然界有单质形式存在,说明它们的化学性质都　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)在生产生活实践中,人类逐渐掌握了多种金属的冶炼技术。‎ ‎①比较两种铁矿石磁铁矿(主要成分Fe3O4)和菱铁矿(主要成分FeCO3),从化学的角度分析“磁铁矿作炼铁原料更具优势”,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②近代工业上采用电解熔融氧化铝(Al2O3)的方法冶炼铝,Al2O3分解后得到两种单质,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)镁铝合金被誉为“21世纪绿色金属结构材料”。一种镁铝合金Mg17Al12‎ 9‎ 是特殊的储氢材料,完全吸收氢气后得到MgH2和Al,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)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 ‎　　　　(填序号)非常好。 ‎ A.可塑性 ‎ B.机械性能 C.抗腐蚀性能 ‎(5)铁在潮湿的空气中反应生成疏松的铁锈。已知:2FeCl3+Fe3FeCl2。‎ ‎①铁锈的主要成分是　　　　(填化学式);将生锈的铁制品放入一定量的稀盐酸中充分反应,变化过程中最多涉及　　　　种化学反应基本类型。 ‎ ‎②将10 g表面生锈的铁钉(杂质已忽略)浸泡在100 g溶质质量分数为7.3%的稀盐酸中充分反应,观察到铁锈已完全消失。反应停止后,取出光亮的铁钉洗涤、干燥、称量,质量为3.6 g。则原锈铁钉中铁元素的质量分数为　　　　。 ‎ ‎(6)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 ‎　　　　(填序号)。 ‎ A.金属原料的成本 B.生产过程中的能耗和污染 C.金属的回收利用 ‎6.[2018·镇江]铁及其化合物在生产生活中有广泛的应用。‎ ‎(一)铁的应用和防护 ‎(1)某麦片中含微量铁粉,食用后铁粉与胃酸反应转化为人体可吸收的铁元素,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)铁锈主要成分是Fe2O3•nH2O,铁生锈主要与空气中的　　　　　　　有关。 ‎ ‎(3)如图Z14-6实验说明NaCl在铁生锈中的作用是　　　　　　　　　。 ‎ 图Z14-6‎ ‎(4)铁生锈的次要过程:‎ Fe FeCO3·nH2OFeCO3‎ 写出Fe转化为FeCO3总反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)为防止铁生锈,可对铁制品进行“发蓝”处理,使其表面生成致密氧化物(其中Fe、O元素质量比为21∶8)保护膜,该氧化物的化学式为　　　　。 ‎ ‎(二)废铁的再利用 9‎ 黄钠铁矾[NaFex(SO4)y(OH)z]是一种高效净水剂。用废铁屑(主要成分为Fe,含少量Fe2O3和FeCO3)制备黄钠铁矾的主要流程如图Z14-7:‎ 图Z14-7‎ ‎(1)将废铁屑研磨成粉末的目的是　 。 ‎ ‎(2)“酸溶”时H2SO4与Fe、FeCO3反应,还发生反应的化学方程式有　　　　　　　　　　　　和Fe+Fe2(SO4)33FeSO4。 ‎ ‎(3)“转化1”发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。反应时温度不宜过高的原因是　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(三)黄钠铁矾组成确定 称取9.70 g黄钠铁矾,用如图Z14-8装置进行热分解实验。‎ 图Z14-8‎ ‎[资料]‎ ‎①NaFex(SO4)y(OH)z在T1 ℃分解会生成H2O(气态),提高温度至T2 ℃继续分解产生SO3气体,并得到Fe2O3和Na2SO4。‎ ‎②浓硫酸可用于吸收SO3。‎ ‎(1)装配好实验装置后,先要　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)分别控制温度在T1 ℃、T2 ℃对A中固体加热。‎ ‎①控制温度在T1 ℃加热,实验后测得B装置质量增加1.08 g。‎ ‎②用D装置替换B装置,控制温度在T2 ℃,加热至反应完全。‎ ‎③T1 ℃、T2 ℃时,加热后均通入一段时间N2,目的是　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)反应完全后,将A装置中固体溶于足量水,过滤、洗涤、烘干得4.80 g固体,将滤液蒸干得1.42 g固体(不含结晶水)。‎ 结论:NaFex(SO4)y(OH)z中,x∶y∶z=　　　　　　　　　　。 ‎ 反思:若该实验过程中缺少C装置,则x∶z的值　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 ‎ 9‎ 9‎ ‎【参考答案】‎ 夯实基础 ‎1.A　2.B ‎3.(1)B ‎(2)耐磨(或硬度大、强度大等)‎ ‎(3)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2‎ ‎(4)置换反应 ‎[解析](1)玻璃钢属于复合材料;镁铝合金属于金属材料;聚氨酯材料属于有机高分子合成材料;钢筋混凝土是指钢铁和建筑水泥砂浆的混合物,属于复合材料。(2)能用于制造高铁刹车制动盘的合金必须具备耐高温、强度大、耐磨或硬度大等性质。(3)氧化铁高温时能与一氧化碳反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。(4)铝热反应为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。‎ ‎4.(1)导热　(2)含铁量高,不会造成酸雨　(3)D ‎5.(1)通一氧化碳　‎ ‎(2)4CO+Fe3O43Fe+4CO2‎ ‎(3)检验是否有二氧化碳生成 ‎6.(1)将带火星的木条放在b导管口处,木条复燃,说明U形管内已充满O2‎ ‎(2)H2O　铁丝生锈　强　(3)导管内液面上升 ‎(4)刷漆(合理即可)‎ 拓展提升 ‎1.B　2.A　3.D ‎4.(1)物理　(2)a ‎5.(1)不活泼 ‎(2)①磁铁矿中铁元素含量更高 ‎②2Al2O34Al+3O2↑‎ ‎(3)Mg17Al12+17H217MgH2+12Al ‎(4)C ‎(5)①Fe2O3　3　②92%‎ ‎(6)ABC ‎[解析](1)金、银的金属活动性都很弱,其单质的化学性质不活泼,在自然界中能以单质形式存在。(2)①磁铁矿的主要成分Fe3O4中的铁元素的质量分数为‎56×3‎‎56×3+16×4‎×100%≈72.4%,菱铁矿的主要成分FeCO3中铁元素的质量分数为‎56‎‎56+12+16×3‎ 9‎ ‎×100%≈48.3%,故磁铁矿石中铁元素的含量高于菱铁矿,因此选磁铁矿石作炼铁原料更具优势。(4)合金与纯金属相比有很多优良的性能,如熔点低、硬度大、抗腐蚀性能好,根据钛合金制品放在海水中数年,取出后仍光亮如新,说明该合金抗腐蚀性能优良。(5)①铁锈的主要成分为氧化铁,化学式为Fe2O3。生锈的铁制品放入一定量的稀盐酸中,铁锈主要成分氧化铁与稀盐酸反应,化学方程式为Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O,该反应属于复分解反应;铁和稀盐酸也发生反应,化学方程式为Fe+2HClFeCl2+H2↑,该反应属于置换反应;同时氯化铁能与铁反应,化学方程式为2FeCl3+Fe3FeCl2,该反应属于化合反应,故变化过程中共涉及3种化学反应基本类型。②根据题中信息可知,铁锈中的铁元素以及参与反应的单质铁最终都形成了氯化亚铁,设在氯化亚铁中,铁元素质量为x。‎ 根据化学反应前后氯元素质量不变可得:‎ Fe~FeCl2~2HCl ‎56 73‎ x 100 g×7.3%‎ ‎56‎‎73‎‎=‎x‎100 g×7.3%‎ x=5.6 g 故原锈铁钉中铁元素的质量分数为‎5.6 g+3.6 g‎10 g×100%=92%。‎ ‎6.(一)(1)Fe+2HClFeCl2+H2↑　‎ ‎(2)氧气、水蒸气　(3)加速铁的生锈 ‎(4)2Fe+O2+2CO22FeCO3　(5)Fe3O4‎ ‎(二)(1)增大接触面积,加快反应速率 ‎(2)Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O ‎(3)2FeSO4+H2SO4+H2O2Fe2(SO4)3+2H2O　温度过高,会造成过氧化氢的分解 ‎(三)(1)检验装置气密性　‎ ‎(2)将装置内的气体全部排出,使生成的H2O和SO3分别被B装置和D装置充分吸收 ‎(3)3∶2∶6　反思:偏小 ‎[解析](一)(1)盐酸和铁反应生成氯化亚铁和氢气,化学方程式为Fe+2HClFeCl2+H2↑;(2)铁和空气中的氧气、水共同作用会发生锈蚀,所以铁生锈主要与空气中的氧气、水有关;(3)铁在氯化钠存在的环境中会加速锈蚀;(4)铁、氧气、二氧化碳反应生成碳酸亚铁,化学方程式为2Fe+O2+2CO22FeCO3;‎ ‎(5)Fe、O元素质量比为21∶8,设铁的氧化物的化学式为FexOy。即 ‎56x∶16y=21∶8,‎ x∶y=3∶4。‎ 所以氧化物的化学式为Fe3O4。‎ ‎(二)(1)增大反应物的接触面积,可以加快反应速率,所以将废铁屑研磨成粉末的目的是加快反应速率;(2)“酸溶”时H2SO4可与Fe、FeCO3反应外,还与Fe2O3反应;‎ ‎(3)硫酸亚铁、硫酸、过氧化氢反应生成硫酸铁和水,化学方程式为2FeSO4+H2SO4+H2O2Fe2(SO4)3+2H2O,过氧化氢受热易分解,所以反应时温度不宜过高。‎ ‎(三)(1)有气体参加的反应,需要检验装置气密性;‎ 9‎ ‎(2)T1 ℃、T2 ℃时,加热后均通入一段时间N2,为将装置内的气体全部排出;(3)根据Fe2O3 4.8 g可算出铁元素质量为3.36 g,根据水1.08 g可算出氢元素质量为0.12 g,硫元素的计算应分为硫酸钠和三氧化硫两部分,1.42 g 硫酸钠中含硫0.32 g,根据质量守恒,三氧化硫的质量为9.7 g-4.8 g-1.08 g-1.42 g=2.4 g,含硫0.96 g,则总含硫 ‎0.32 g+0.96 g=1.28 g,因此x∶y∶z=‎3.36‎‎56‎∶‎1.28‎‎32‎∶‎0.12‎‎1‎=3∶2∶6;‎ 反思:碱石灰能吸收空气中的水蒸气,所以若该实验过程中缺少C装置,则x∶z的值偏小。‎ 9‎