竞赛培优训练2014年九年级化学下册第八单元金属和金属材料.pdf
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1、第八单元金属和金属材料 课题 1 金属材料 【培优训练题】 1. (泉州初赛)不久前,日本某一材料研究所的科学家发明了一种“ 碳纳米管温度计” ,这 种温度计被认定是目前世界上最小的温度计。研究人员在长约10 6 m,直径为10 7 m 的碳纳米管中充入液态的金属镓。当温度升高时, 管中的镓就会膨胀,通过电子显微镜 就能读取温度值。这种温度计测量的范围可从30 到 490 ,并且精确度较高,可用 于检查电子线路是否异常、测量毛细血管的温度等许多方面。根据以上信息判断下列推 测中正确的是()21 教育名师原创作品 A碳纳米管的体积在10 至 500之间随温度变化很小,可忽略不计 B金属镓的熔点、
2、沸点都很低 C在 30 到 490 之间金属镓的体积与温度变化成正比 D金属镓的体积在30 到 490 之间随温度变化很小,可忽略不计 2. (江西初赛)所谓合金,就是不同种金属(或金属与非金属)在熔化状态下形成的一种 熔合物。根据下列四种金属的熔、沸点判断,其中不能形成合金的是() Na Cu Al Fe 熔点()97.5 1083 660 1535 沸点()883 2595 2200 3000 ACu 和 Al BFe 和 Cu CFe 和 Na DAl 和 Na 3. (江苏初赛)钨(W)是我国丰产元素,广泛用作灯泡的灯丝,有“ 光明使者 ” 的美誉。 (1)钨用作灯丝,主要利用它的(填
3、物理性质); (2)钨的原子结构示意图如右图所示,则钨原子的核外电子 总数为; (3)冶炼钨的一个阶段是用碳、氢气等还原剂在高温条件下把氧化钨(WO3)还原为 金属钨。为了获得纯度较高的钨,应选择(填 “ 氢气 ” 或“ 碳” )作还原剂,写 出所选物质还原氧化钨的化学方程式:。 【情景创新题】 4物质的性质决定物质的用途,物质的用途反映了物质的性质,但物质的性质不一定决定 其必有具备该性质的用途。在考虑物质的用途时,还要考虑原料是否易得、价格、美观 以及废物是否利于回收以及对环境影响等因素。 【版权所有: 21教育】 阅读表格,综合考虑下表各方面的因素,回答以下问题。 注:导热性能18表示导
4、热性由强到弱;导电性能18表示导电性由强到弱。 (1)导电性能好的两种金属是,其中更适宜做导线的是,理由 是。 (2)用铝锅炒菜时锅底易变形,而用铁锅则不会,主要原因是 。 参考答案 金属 全 球 产 量 (104t) 密度 (103 m-3) 熔点 () 导热性能导电性能 市场价格 (元/t)(大约 ) 铝15000 2.7 660 4 4 16000 铜8000 8.9 1083 2 2 17700 铁301430 7.9 1540 8 7 2200 银8 10.5 961 1 1 13650000 1AC 【解析】根据题给信息“ 这种温度计测量的范围可从30 到 490 ” 推知,碳纳米
5、管 在这个温度范围内体积随温度变化很小;同时也说明金属镓在30 到 490 范围内体 积与温度变化成正比,故选AC。 2C 【解析】 Fe 的熔点是1535 ,而 Na 的沸点是883 ,两者无法熔合成合金,故选 C。 3( 1)熔点高(2) 74 (3)氢气3H2+ WO3= 高温 3H2O + W 【解析】氢气是一种气体还原剂,还原WO3不会引入固体杂质,使得金属钨纯度高。 4. (1)银和铜铜铜的产量比银的产量高,且铜的价格比银的价格低 (2)因为铝锅的熔点低,故炒菜时容易软化,而铁锅的熔点高(从硬度角度解释也可) 【解析】联系生活实际并结合表格信息解答。考虑物质的用途时除考虑物质的性质
6、外, 还要考虑到价格、金属的其他性质,不能以偏盖全,盲目解答。 课题 2 金属的化学性质 【培优训练题】 1( 多选 )(全国复赛)质量相等的锌和铁分别与质量相等、浓度也相等的稀盐酸反应, 反应情况如右图所示。则下列叙述中正确的是()21cnjycom A图线 a、b 分别表示锌、铁的反应情况 B锌、铁均反应完,盐酸有剩余 C盐酸均反应完,定有锌剩余 D盐酸均反应完,定有铁剩余 2( 多选 )(湖北初赛)有一包固体混合物,其中含有硝酸银、硝酸铜、硝酸镁及铁粉, 加入足量的水过滤。下列描述的情形不可能存在的是()www.21-cn- A滤纸上有Ag 、Cu、 Fe,滤液中有Fe 2+、Cu2+、
7、Mg2+ B滤纸上有Ag 、Cu,滤液中有Fe 2+、Cu2+、Mg2+、Ag+ C滤纸上有Ag ,滤液中有Fe 2+、Cu2+、Mg2+、Ag+ D滤纸上有Ag 、Cu,滤液中有Fe 2+、Cu2+、Mg2+ 3(双阳区初赛)下列事实不能说明Zn 比 Ag 活泼的是() A Zn 能与 AgNO3溶液反应,置换出 Ag B Zn 能与稀硫酸反应,Ag 则不能 C自然界没有以单质形式存在的Zn,而有以单质形式存在的Ag D Zn 的熔点为420 , Ag 的熔点为962 【情景创新题】 4(原创题)航空母舰是人类历史上最具威胁的武器之一,是可以为国家利益做出特殊贡 献的 “ 海上霸王 ” 。
8、曾有人说:“ 一个没有航母和远洋海军的国家就不能称为伟大的国家” 。 拥有航母,这个让中国人魂牵梦绕了70 年的梦想,这个让几代中国海军军人执着的夙 愿终于实现了。2012 年 7 月中国“ 瓦良格 ” 号航母先后三次出海试航,同年11 月正式 交付海军服役。据报道,特种钢、 镍铁合金以及钛合金是制造航母的重要合金材料,这 些合金的优点是强度高、耐腐蚀强。 21 世纪教育网版权所有 结合上述材料回答下列问题: (1)制造航母所用特种钢中有一种锰钢,其主要性能是韧性好、硬度大。 若金属锰 (Mn) 在金属活动性顺序中位于铝和锌之间,则下列反应不正确的是() A Mn+2HCl=MnCl2H2 B
9、Mg +MnSO4=MgSO4Mn C MnCu(NO3)2=Mn(NO3)2+Cu DFeMnSO4=FeSO4Mn (2)航母制造时使用量较多的金属材料是铁合金和钛合金。某校化学兴趣小组想知道铁 和钛的金属活动性谁更强些进行了如下探究:21cnjy 实验设计 相同温度下,取大小相同的两种金属薄片,用砂纸将表面磨光,分别放入 等体积、等浓度且足量的稀盐酸中反应,观察现象。 请分析回答下列问题: 两种金属投入盐酸前用砂纸将表面擦光亮,其目的是。 制造航母使用钛合金的理由是。 根据下表中的现象填写结论。 金属钛铁 与盐酸反应现象放出气泡速率很慢放出气泡速率较慢 结论 已知钛盐中钛元素显+4 价。
10、写出钛和稀盐酸反应的化学方程式 。 参考答案 1AD 【解析】在金属活动性顺序表中,锌的比铁活泼,故锌反应速率较快,最先反应完, 则 A 正确;观察图像可知,反应完毕后生成氢气的质量相等,说明盐酸被完全消耗, 锌可能剩余,而金属铁一定有剩余,故选AD 。21世纪 *教育网 2AB 【解析】铁粉不能置换出硝酸镁中的镁(镁比铁活泼);铁先置换出硝酸银中的银, 当硝酸银完全反应后,铁才与硝酸铜反应,置换出金属铜。选项A 中铁过量,滤液中 一定没有Cu2+,则 A 错误;选项B 中金属 Cu 析出,说明硝酸银完全反应,滤液中不 可能有 Ag +,故 B 错误。 www-2-1-cnjy-com 3D
11、【解析】熔点属于金属的物理性质,而活动性属于金属的化学性质,根据金属的熔点 无法确定金属的活动性。 2-1-c-n-j-y 4( 1)D (2)除去氧化膜,便于直接反应抗腐蚀性强铁比钛活泼 Ti+4HCl=TiCl4+2H2 【解析】因 “ 金属锰( Mn )在金属活动性顺序中位于铝和锌之间” ,说明 Mn 比锌活泼, 而铁在锌后面,所以铁不能将Mn 从其盐溶液中置换出来;金属的活动性越强,在酸溶 液中越容易发生置换反应,与酸反应生成氢气的速率越快,我们可以根据金属与酸反应 的速率快慢来确定金属活动性大小。21*cnjy*com 课题 3 金属资源的利用和保护 【培优训练题】 1(全国复赛)在
12、a、b 两支试管中加入体积相同的同种生铁块。在 a 中加入食盐水, 塞上橡皮塞,如右图。U 形玻璃管内为红墨水(开始时两端液 面等高) 。放置一段时间后,下列有关叙述错误的是()【来 源:21cnj*y.co*m 】 A生铁块中的主要成分是铁,也含有少量的碳 B红墨水柱两边的液面变为左低右高 C两试管中铁均被锈蚀 Da试管中发生的反应是2C+2Fe+3O2=2FeCO3 2. (佛山初赛)钢铁是重要的金属材料。 (1)下列铁制品的用途中,利用金属导热性的是(填字母,下同)。 (2)目前世界上已有50%以上的废钢铁得到回收利用,其目的是。 A. 节约金属资源B. 合理开采矿物C. 防止钢铁生锈
13、(3)为防止水龙头生锈,其表面镀有一层铬。铁生锈的条件是。 (4)将生锈的铁制品放入盛有过量稀盐酸的洗槽中,观察到溶液变黄,有无色气泡逸出。 写出其中一个反应的化学方程式。 【情景创新题】 3. (原创题) 2012 年 4 月 21 日 22 日,中国腐蚀与防护学会联合北京科技大学新材料技 术研究院在北京科技大学举办了第二届“ 世界腐蚀日 ” 中国区宣传活动。活动以“ 材料延 寿 绿色防腐蚀产品与先进技术” 为主题,举办了材料延寿科技展览和企业新技术展 览等活动。活动旨在通过展览等形式,向社会各界展示腐蚀的危害及腐蚀防护的重要性。 金属锈蚀是一个长期困扰人们的难题,金属锈蚀造成的损失极其重大
14、,据美国金属学会 统计, 全球每年因金属锈蚀造成的经济损失占生产总值的4,因锈蚀而报废的金属占 总产量的 30;我国每年因金属锈蚀造成的经济损失达3000 多亿元。 铁制品的防锈原理是隔绝空气或水,使铁失去生锈的条件。常见防锈方法有以下几类: 第一类:表面保护法(隔绝氧气、酸雨等物质)。(1)外加防护漆或塑料。例如:汽 车的外表面等;(2)覆盖活泼性较弱的金属。如:装饰品镀金,镀铜等;(3)定期外 加润滑油。如:轴承中的润滑油不光有减少阻力的作用还能防止氧化。 第二类:牺牲阳极的阴极保护法(提供电子)。表面覆盖活泼性较主体金属强的金属。 如在海轮的船体上钉上锌块、镀锌铁。 21*cnjy*co
15、m 第三类:改变金属的组成(合金)。 请根据上述材料回答下列问题: (1)2012 年 4 月 21 日 22 日,中国腐蚀与防护学会联合北京科技大学新材料技术研 究院在北京科技大学举办了第二届“ 世界腐蚀日” 中国区宣传活动。活动以“ 材料延寿 绿色防腐蚀产品与先进技术” 为主题。下列做法不符合该主题的是() A回收铝制饮料罐B.在钢铁制造的船表面刷环保油漆 C.在铁制品表面镀锌D.常用自来水冲洗自行车可防止生锈 (2)下列做法易使金属被腐蚀的是() A用过的菜刀擦干B铝锅盛放酸菜 C铁护栏涂上油漆D自行车钢圈镀铬 (3)自行车车把防锈的措施是镀金属锌,镀锌防锈的原理是() A锌与氧气结合生
16、成致密的氧化锌保护膜,防止外界空气与内部铁接触 B金属锌的活动性比铁弱,化学性质稳定 C金属锌属于不活泼金属,不与酸、氧气等物质反应 D金属锌不能与水反应,所以起到防锈作用 (4)下列防锈措施属于改变金属的组成的是() A自行车轴承中涂润滑油B. 铁制大门表面喷漆 C制成不锈钢菜刀D.装饰品镀金 (5)据了解,人的手汗也能腐蚀金属。汗液是一种无色透明或淡黄色带有咸味、呈弱 酸性的液体,除含有钠、钾、钙、镁盐外,还含有少量尿素、乳酸、柠檬酸等有机酸。 人的当汗液与金属接触时,会在金属表面形成一层汗液膜,汗液膜会对金属引起电化学 作用,腐蚀金属。 为防止手汗引起锈蚀,请你给工厂生产人员提出合理的建
17、议:(写 出一点即可)。 (6)金属锈蚀是一个长期困扰人们的难题,金属锈蚀造成的损失极其重大,我国每年 因金属锈蚀造成的经济损失达3000 多亿元。请你就保护金属资源提出一点合理化建议: 。 (7)电镀是金属防锈的方法之一。某电镀厂有甲、乙、丙三个分别给金属表面镀锌、 镀铜、 镀银的车间, 每个车间电镀液中只含有易溶的锌的化合物、铜化合物和银化合物 中的一种物质。 【来源: 21世纪教育网】 甲车间负责给金属制品镀银。将铜制品镀银的方法是,用砂纸将铜制品表面磨光,然 后插入硝酸银(AgNO 3)溶液中,观察到现象是 ;写出反应 的化学方程式。 乙车间负责给铁制水龙头镀金属铜,你认为乙车间所用的
18、电镀液是溶液。 丙车间负责给海轮的船体上钉上锌块,丙车间所用的原料有ZnSO4溶液、金属铝、 铁,请写出丙车间获得金属锌的化学方程式。 参考答案 1BD 【解析】铁在食盐水中生锈速率加快;铁生锈消耗氧气,故a 试管内压强减小,U 形玻璃管中的液柱变得左高右低,故B 错误;铁生锈实际上是铁与氧气、水共同作用 的结果,与铁中的杂质碳无关,故选BD 。【出处: 21教育名师】 2( 1)B (2)A (3)铁与氧气、水共同作用 (4)Fe2O3+6HCl=2FeCl 3+3H2O(或 Fe+2HCl=FeCl2+H2 ) 3( 1)D ( 2)B (3)A (4)C (5)带上手套、指套(或用专用工
19、具拿取零件,不要随便用手接触产品等合理答案) (6)防止金属锈蚀(或回收废旧金属或用塑料制品代替金属制品等合理答案) (7)铜表面附着一层银白色金属Cu+2AgNO 3=Cu(NO3)2+2Ag 硫酸铜 (或硝 酸铜或氯化铜等合理答案)2Al+3ZnSO 4=Al2(SO4)3+3Zn 第八单元金属和金属材料综合训练 【培优训练题】 1(辽宁初赛)下列说法正确的是() A在化学反应中只有燃烧才能放热B地壳中含量最多的金属元素是氧 C将石油分馏可以得到多种产品D合金的各种性能都比纯金属好 2(天津初赛)如下图所示,先在锥形瓶中放入几小片已用稀盐酸除去锈斑的铁丝网,然 后向其中加入34 mL 浓食
20、盐水润湿铁丝网,塞紧带导管的单孔塞,导管另一端伸入水 中。若干分钟后,请你观察并回答:21 教育网 实验现象及相应解释 请写出你观察到的现象并作出相应解释: (1);其原因是。 (2);其原因是。 得出结论 由此实验你得出结论:。 3(中山市初赛)某实验室的废水中含有大量AgNO3、Zn(NO3)2和 Fe(NO3)2,课外小组 同学欲从该废液中回收银,并得到副产品硫酸亚铁晶体。实验方案如下: (1) 固体甲中含有的物质是(填化学式); 溶液乙的化学式为。 (2)写出步骤的化学方程式:。 (3)检验步骤向废水中加入A 是否过量的方法是。 【情景创新题】 4. 乐乐同学是一个热爱劳动、善于观察的
21、学生,在星期天帮助妈妈擦洗玻璃时,发现厨房 的钢窗比卧室的钢窗锈蚀严重。请回答: (1)产生这一现象的原因。 (2)在不拆掉此钢窗的前提下,如何防止钢窗进一步锈蚀? (3)下图是废弃金属铝制品回收再利用过程。请你从金属资源方面提出至少三条合理 化建议。 参考答案 1. C 【解析】石油是由汽油、柴油、煤油等组成的混合物,因此石油分馏会得到汽油、柴 油和煤油等产品。合金的某些性能比纯金属好,并不是所有的性能都优越于纯金属,故 选 C。 2. (1)铁丝网生锈铁与氧气、水相互作用生成铁锈( 2)导管内的液面上升锥形 瓶中的氧气与铁反应后,瓶内气压减小得出结论 铁在有水(或其他盐溶液)存在的 情况下
22、,极易与空气中的氧气反应而被锈蚀 【解析】金属铁在潮湿的空气中易生锈,且在有盐溶液存在的情况下会加快锈蚀速率。 铁生锈消耗氧气,导致锥形瓶内气体压强减小,在外界大气压作用下,烧杯中的水沿导 管上升。 3. (1) Ag、Fe Zn(NO3)2、Fe(NO3)2 (2)Fe+2AgNO 3 = Fe (NO3)2+2Ag (3)取少量固体甲于试管中,加入稀硫酸,有气泡产生则A 过量,反之, A 不足 4. (1)厨房中的水蒸气比卧室中的水蒸气含量高。(2)将铁锈除掉,在清洁和干燥的钢 窗上刷上一层油漆。(3)金属资源是有限的,大力回收废旧金属,寻找金属的代用品 (或合理地、有计划地开采金属矿物或
23、防止金属锈蚀等合理答案)。 简爱是一本具有多年历史的文学着作。至今已152 年的历史了。它的成功在 于它详细的内容,精彩的片段。在译序中,它还详细地介绍了简爱的作者一些 背景故事。 从中我了解到了作者夏洛蒂勃郎特的许多事。她出生在一个年经济困顿、多 灾多难的家庭;居住在一个远离尘器的穷乡僻壤;生活在革命势头正健,国家由农 民向工业国过渡,新兴资产阶级日益壮大的时代,这些都给她的小说创作上打上了 可见的烙印。 可惜,上帝似乎毫不吝啬的塑造了这个天才们。有似乎急不可耐伸出了毁灭之 手。这些才华横溢的儿女,都无一例外的先于父亲再人生的黄金时间离开了人间。 惜乎,勃郎特姐妹! 简爱这本小说,主要通过简
24、。爱与罗切斯特之间一波三折的爱情故事,塑 造了一个出生低微、生活道路曲折,却始终坚持维护独立人格、追求个性自由、主 张人生平等、不向人生低头的坚强女性。 简。爱生存在一个父母双亡,寄人篱下的环境。从小就承受着与同龄人不一样 的待遇:姨妈的嫌弃,表姐的蔑视,表哥的侮辱和毒打。然而,她并没 有绝望,她并没有自我摧毁,并没有在侮辱中沉沦。所带来的种种不幸的一切,相 反,换回的却是简。爱的无限信心,却是简。爱的坚强不屈的精神,一种可战胜的 内在人格力量。 不幸,在学习生活中,简。爱仍然是承受着肉体上的受罚和心灵上的催残。学 校的施主罗可赫斯特不但当着全校师生的面诋毁她,而且把她置于耻辱台上示众。 使她
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