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金属与矿物复习和习题【知识结构】一、金属1铁铁的物理性质：银白色金属光泽，质软，有良好的延性和展性，是电和热的导体。铁生绣实际上是铁、氧气和水等物质相互作用，铁锈的主要成分是氧化铁Fe2O3（红棕色）。防止铁制品生绣的方法：保持铁制品表面的洁净和干燥，在铁制品的表面涂上一层保护膜。改变金属结构制成合金。2金属的化学性质 金属与氧气的反应。金属活动性顺序中氢前的金属可与酸反应声成氢气。金属活动性顺序中排在前面的金属可以把排在后面的金属从盐溶液中置换出来。二、合金1合金（混合物）：是由一种金属与其它一种或几种金属（或非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。 2铁的合金有：生铁和钢（混合物）。生铁和钢的不同是含碳量不同。 一般合金的熔点低于各组分金属，硬度高于各组分金属。3炼铁的主要设备是高炉，主要原料是铁矿石、焦炭和石灰石。原理：在高温条件下，用还原剂一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来。三、石灰石1石灰石的主要成分是：CaCO3。自然界中的方解石、白垩、蛋壳、贝壳、珍珠、水垢等物质都含有CaCO3。2检验碳酸盐的方法是：取少量样品，向其中滴加稀盐酸，再将产生的气体通入澄清石灰 水，若石灰水变浑浊，证明样品中含有碳酸盐。3石灰石高温会发生分解 CaCO3 高温 =CaO+CO2，得到的生石灰可做干燥剂，这是因为CaO+H2O=Ca(OH)2 。敞口放置的石灰水会变质， Ca(OH)2+CO2= CaCO3+H2O。四、化石燃料 三大化石燃烧（混合物） ：煤、石油、天然气。化石燃料的燃烧会造成环境的污染：全球气候变暖；热污染；大气污染。【经典例题】1请用学过的化学知识解释下列现象或做法。 （1）在现代考古中，发现从地下挖出的铜器总是比铁器要保存得完整、完好，而且铜器的年代要比铁器年代早。（2）切过咸菜的铁质菜刀更容易生锈。（3）冬天，园林工人在树木的下部刷上石灰水，可以防止病虫害。分析金属越活泼越容易生锈，铀的化学性质比较稳定，故容易保存完好。食盐和其它的一些电解质能加快铁生锈。CaCO3质地坚硬，虫子不易侵入；不能透气，可有效防止细菌生长。解答铜的化学性质比较稳定，铁的化学性质比较活泼，因此铁易被腐蚀，而铜不易被腐蚀，所以保存完好。 盐溶液易使铁生锈石灰水吸收空气中的CO2生成CaCO3,形成一层坚硬的保护膜，防止病虫害的侵入。2已知石灰石所含的杂质不溶于水和盐酸。为测定石灰石的纯度，取4 g样品于烧杯， 将50 g 稀盐酸分为5次依次加入烧杯，每次充分反应后，过滤、干燥、称量剩余固体的质量，再将剩余物放回烧杯，继续进行实验。实验结果如下表（假设过滤、干燥等操作过程，固体质量没有损耗）：实验次数第1次第2次第3次第4次第5次加入稀盐酸的质量10 g10 g10 g10 g10 g剩余固体的质量3.0 g2.0 g1.0 g0.4 g0.4 g 请列式计算：（1）该石灰石样品的纯度是多少？（2）所用稀盐酸的质量分数是多少？分析从第1次到第3次，每加10g稀盐酸，固体就减少1.0g，说明，每10g稀盐酸可以和1.0g碳酸钙反应。第4次加入10g稀盐酸后，固体只减少了0.6g，第5次加入10g稀盐酸后，固体不再减少，说明剩余的0.4g不是碳酸钙，而是杂质。第4次加入的盐酸没有全部参加反应(过量)，第5次加入的盐酸没有参加反应。解答（1）石灰石样品的纯度= =90% （2）设稀盐酸的溶质质量分数为x CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 100 73 (43)g x10g x=7.3%答：稀盐酸的溶质质量分数为为7.3%【习题精练】一、选择题1下列对金属及金属资源的认识中，正确的是（ ） A废弃易拉罐无回收价值 B用水冲洗自行车可防止生锈 C生铁是纯净的铁 D赤铁矿的主要成分是Fe2O32日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。下列做法中不能起防锈作用的是（） 在铁制品表面镀锌 在铁制品表面涂油脂保留铁件表面的铁锈作保护层 在铁器表面刷油漆自行车脏了用清水冲洗 用废酸液冲洗铁制污水管道切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干A B C D3下列物质不属于合金的是（ ）A青铜 B硬铝 C不锈钢 D氧化铁4下列反应属于置换反应的是 （ ）A3COFe2O32Fe3CO2 BFeCuSO4 CuFeSO4CCaCO3 高温 CaOCO2 D3Fe+2O2 点燃 Fe3O45能简便、粗略地确定某岩石样品中是否含碳酸钙的试剂是（ ） A冰 B石蕊试液 C烧碱溶液 D稀盐酸6石灰石是一种常见的矿石，某同学认为它可以炼铁生产生石灰制水泥制玻璃做建筑材料。你认为合理的是 （ ）A B C D全部7根据你的生活经验判断，下列做法错误的是（ ） A用金属清洗球擦洗铝壶表面的污物 B用食醋除去水壶中的水垢 C经石灰水浸泡过的鸡蛋能保鲜 D用生石灰作食品干燥剂8有X、Y、Z三种金属，把Y分别投入稀硫酸和Z(NO3)2溶液中，有气泡产生和固体析出；把X 投入Z(NO3)2溶液中，没有明显现象。则X、Y、Z可能是（ ）AZn、Cu、Ag BZn、Fe、Cu CAg 、Cu、 Zn DAg 、Zn、Cu95角硬币的外观呈金黄色，它是铜和锌的合金，市面上有人用它制成假金元宝行骗，小明同学用一种试剂揭穿了他。小明一定不会用的试剂是A硫酸铜溶液 B硝酸银溶液 C盐酸 D硝酸钠溶液10黄金首饰的纯度常用“K”表示，24K是纯金。若黄金首饰中的金的质量分数为75%，则 该首饰的标号是A24K B20K C18 K D15KAltMgtAMgmAlmB MgtAltMgmAlD11室温下，等质量的镁片和铝片分别与足量同浓度的稀硫酸反应，产生氢气的质量(m)与反应时间(t)的关系图正确的是 （ ）m 12为延长食品保质期，在月饼、蛋糕等食品包装袋内常放有一小包食品抗氧化剂，下列物质可以用作食品抗氧化剂的是（ ） A炭粉 B铁粉 C氯化钙 D生石灰13下列各组固体物质，只用水不能进行鉴别的是（ ） ACaCO3、Na2CO3 BK2SO4、KCl C生石灰、熟石灰 DCuSO414Fe2(SO4)3金属Ti（钛）是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属，钛和钛合金被认为是将足量的稀铁丝放入一定量的硫酸铜溶液中，则下列图像表示正确的是（ ）Fe的质量/g生成铜的质量Fe的质量/g溶液的质量Fe的质量/g硫酸铜质量分数Fe的质量/g硫酸亚铁质量分数 A B C D1521世纪的重要金属材料。某化学兴趣小组在实验室探究Ti、Mg、Cu的活泼性顺序。他们在相同温度下，取大小相同的三种金属薄片，分别投入等体积等浓度足量稀盐酸中，观察现象如下：金属TiMgCu金属表面现象放出气泡速度缓慢放出气泡速度快无变化 下列有关三种金属的说法正确的是：（ ） A三种金属的活泼性由强到弱的顺序是：Ti、Mg、Cu B若Ti粉中混有Mg，提纯Ti时可用稀盐酸除去Mg C用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu是工业制取Cu的很好途径 D温度、金属表面积、盐酸浓度等因素都会影响反应速率二、16钢铁的使用十分普遍，可惜世界上将近总产量的十分之一的钢铁因锈蚀而损失，为了防止钢铁的锈蚀，人们常采用在其表面 或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法。这些方法都能够防止锈蚀的原理是 。17实验室CO还原CuO的实验装置如图所示(图中略去了铁架台等夹持装置)。 (1)实验过程中，若试管B中的液体为澄清石灰水，应观察到的现 象是 ；若试管B中的液体为紫色石蕊溶液，应观察到的现象是 ； (2)CO通过盛CuO的A管时，仍有部分未反应而从尾气管排出，将尾气管排出的气体点燃，这样做的目的是 ； (3)当A管中黑色的CuO全部变成亮红色物质后，停止通CO气体和加热，撤下A管右端的单孔塞，不一会发现部分亮红色物质变黑了，分析造成这一实验现象的原因： 。18商代的司母戊方鼎标志着我国在3000多年前青器铸造已达到一个较高的水平。西汉时期，我国首开“湿法炼铜”之先河，西汉刘安所著的淮南万毕术中已有“曾青得铁化为铜”的记载。试回答下列问题；（1）青铜属于 （填“单质”、“化合物”、“高分子材料”、“合金”“复合材料”、中之一）（2）“湿法炼铜”的原理可用一个化学方程式表示为： （3）上述化学反应属于 反应。三、A高温BCD高温EFG高温19工业上以大理石和赤铁矿为主要原料可以制取B和G，其转化关系如右图所示，已知D、G的主要成分为单质。试回答下列问题：写出工业制取的两种物质的化学式：B 、G 。写出下列反应的化学方程式：反应： ；反应： ；检验气体C： 。20我们通常把金属活动顺序表中氢以前的金属称为活泼金属，请用金属铝片和稀硫酸设计一个实验方案，证明铝是活泼金属。 (1)方案简述 。化学原理（用化学方程式表示） 实验现象 实验结论 (2)已知锌和铁都是活泼金属，请你再设计一个实验方案证明铝是活泼金属。简述你的设计方案（实验药品自选） 21化验员小王对本炼铁厂进购的赤铁矿（主要成分三氧化二铁）样品进行分析。取10.0g的样品，完全反应后，共用去稀盐酸103.0g，过滤后得到2.5g滤渣，(假设杂质既不溶于酸，也不溶于水；不考虑实验中的损耗)。求（计算结果保留一位小数）：（1）赤铁矿样品中Fe2 O 3的质量分数为多少? （2）稀盐酸中溶质的质量分数为多少？22某同学为了测定黄铜屑（由锌和铜形成的合金）样品组成。分四次取样品与稀硫酸反应，其实验数据记录如下表。1234取样品质量（g）50.050.050.050.0取稀硫酸质量（g）40.080.0120.0160.0产生气体质量（g）0.40.81.01.0试计算（1）黄铜中锌的质量分数 （2）所用稀硫酸中溶质的质量分数。四、23（1）煤气是我们生活中经常使用的燃料，从资源、环境、经济等方面考虑，煤气有什么优缺点（优缺点各谈一点）？_ _（2）为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样？（各谈一点）_K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au约6000年前约200年前约600年前约600年前24右图是金属活动性顺序表中铜、锡、铁和铝元素被人类大规模开发、利用的大致年限。 选择编号填空：铝的利用比铜和铁晚得多，原因是 ；目前铝在多个领域替代易 生锈的钢铁，其主要原因是 。 铝的硬度小 铝很活泼 地壳中铝的含量高 铝的表面易生成致密的保护膜 钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志。右图是实验室模拟炼铁的装置图，写出冶炼生铁的化学方程式 ；能证明产物中有铁粉的方法是： 。 在组装仪器时，把玻璃管插入橡胶管的操作方法是 。此装置有不完善的地方，请说出其中一种改进方法： 。五、25某学生利用废弃的可乐瓶和底部有小孔的试管组成制取二氧化碳的装置（如图所示）。（1）该装置A应盛放 ，B处应放进 ，C应该是用 （填铜丝或玻璃丝或铁丝）为材料做的带孔的网板，放置C以后使该装置具有使反应随时发生或随时停止的优点。（2）若C是用铁丝做的网，那么发生的后果是 ，其原因是 。（3）若使正在发生的反应停止，可以通过操作 （填字母）来实现，可看到的现象 。26大多数金属材料在空气中都会生锈。铜锈的主要成分是铜绿Cu(OH)2CO3。某同学利用下图所示的实验一进行实验，研究铜在空气中生锈的条件。一个月后该同学发现B装置中的铜丝生锈了，而A、C装置中的铜丝无明显变化。试回答下列问题：该同学得出结论说：“铜生锈的原因是铜与空气中的氧气和水相互作用。”该同学得出的结论正确吗？ ，你认为影响铜生锈的因素还可能有 。为了验证你的判断，现给你提供上图实验二所示的装置，从左到右每个仪器所盛放的试剂依次为_、_和_。27铝是重要的轻金属，广泛应用于航空、电讯和建筑等领域。铝亦有其特殊的性质，试根据以下信息填空或简答。(1)按金属的活动性顺序，铝比锌 。但是将铝片和锌粒分别投入稀硫酸中，铝片表面产生的气泡却比锌粒少而慢。为了探究铝与酸反应的规律，小强将已被砂纸打磨过的相同大小的6枚铝片，分别放人下表所示溶液中进行实验。溶液现象溶液现象溶液现象稀硫酸一稀硫酸(加入少量Na2SO4固体)一盐酸(1 ：4)稀硫酸(加热)稀硫酸(加入少量NaCl固体)盐酸(37) 注：“一”表示铝表面产生气泡很小且慢；“”表示铝表面产生气泡较大且快。“1 ：4”表示用1体积的37浓盐酸与4体积的水混合所得溶液。 根据上述表格内容，你认为铝与酸反应产生氢气的速率，除了跟酸溶液中氢离子浓度有关外，还可能受到 、 、 等多种因素的影响。(2)小芳将长条状铝片的一端放在酒精灯火焰上灼烧片刻，轻轻摇动铝条，受热一端会左右摇晃，却不像蜡烛那样滴落。为究其原因，小芳查阅资料得知：铝的熔、沸点分别是660、2460；氧化铝的熔、沸点分别为2054、2980。请解释上述实验现象： 。参考答案一、1、D 2、B 3、D 4、B 5、D 6.D 7. A 8. D 9. D 10. C 11. C12、B 13、B 14、D 15、D二、16、涂油（或油漆）既可以隔绝空气，又可以防水 17、(1)石灰水变浑浊；石蕊溶液变红； (2)防止CO污染空气 (3)实验停止时，撤去A管右端单孔橡皮塞后，空气进入，未冷却的单质铜又与空气中氧气反应生成了黑色的氧化铜。高温高温18、（1）合金 （2）Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu （3）置换三、19、2（1）CaO；Fe；（2）CO2 + C = 2CO；3CO + Fe2O3 = 3CO2 + 2Fe； CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3+ H2O20、答案：（1）将一片铝擦去表面的氧化膜，插入到稀硫酸中，观察实验现象。2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2 铝溶解，有气泡产生 铝是活泼金属（1） 将擦去表面的氧化膜的铝片插入硫酸锌或硫酸亚铁溶液中，观察实验现象。21、解：(Fe2O3)=(10g-2.5g)40g100%=75% （2）设稀盐酸中溶质质量分数为(HCl) Fe2O3 + 6HCl = FeCl3 + 3H2O 160 219 (10g-2.5g) 103.0g(HCl) 160:219=7.5