第八单元 金属和金属材料 同步练习题
一、选择题
1．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
2．X、Y、Z为三种金属，已知①；②；③Y与稀硫酸不反应，则下列符合要求的X、Y、Z分别是
A．Zn、Ag、Hg B．Cu、Hg、Ag C．Mg、Zn、Cu D．Mg、Cu、Ag
3．镁与某金属的混合物共mg，在一定条件下与氧气充分反应，生成的氧化物共2mg。则该金属(括号内为生成的氧化物)可能是
A． B． C． D．
4．火炬内部是耐高温结构，炬身金属部分采用铝合金旋压成型工艺。在选用炬身材料时，不需要考虑的是
A．密度 B．硬度 C．熔点 D．抗腐蚀性
5．为了探究金属与酸反应的规律，某实验小组进行了如下实验，取等质量的铁片、镁片、锌片分别与等体积、等浓度的稀盐酸反应，用温度传感器测得反应温度变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A．金属与酸的反应是放热反应
B．100s时，锌还在继续反应
C．反应结束时，三种金属产生氢气的质量：Mg>Fe>Zn
D．50s时铁与酸反应放出的热量最少
6．兴趣小组在探究稀盐酸的性质时，将足量的稀盐酸逐渐滴入装有少量下列物质的试管中，产生气体的量符合如图所示曲线的是
A．铝片 B．生锈铁钉 C．铜片 D．表面被氧化的铜片
7．有关X、Y、Z三种金属的反应：① ② ③ ④不发生反应。则可能是
A． B． C． D．
8．下列图示体现了人类利用金属材料丰富和改善人类生活的是
① 青铜器 ② 单晶硅 ③ 铁锅 ④ 石墨电刷 ⑤ 金首饰
A．①②③④⑤ B．①③④⑤ C．①③⑤ D．①②③⑤
9．现有X、Y、Z三种金属，如果把X和Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Y不反应；如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Y表面有银析出，而Z没有变化。根据以上实验事实，判断X、Y和Z的金属活动性顺序
A．X>Y>Z B．Y>X>Z C．Z>Y>X D．Z>Y>X
10．为保证船舶的使用寿命，船舶要进行防锈处理，下列防锈措施不可行的是
A．刷防锈漆
B．用抗锈蚀性能优异的合金制造船舶的零部件
C．给某些部位涂油
D．船体表面镀一层黄金
11．下列各组试剂不能验证铁、铜、银三种金属活动性强弱的是
A．溶液、Fe、Ag B．溶液、稀、Cu、Ag
C．溶液、稀、Fe、Cu D．溶液、溶液、Cu
12．某同学在图1三颈瓶中加入一定量的暖宝宝原料（主要成分为铁粉和碳粉），并滴加几滴水，分别用压强、氧气浓度和温度三种数字传感器绘制出数据变化图像如图2所示，则下列说法正确的是
A．曲线Ⅰ为氧气变化曲线
B．曲线Ⅱ为温度变化曲线
C．曲线Ⅰ、Ⅱ开始上升是因为铁缓慢氧化放热所致
D．如果暖宝宝原料足量，压强可降至0
二、填空题
13．汽车制造是重庆制造业的一个代表。请根据所学知识按要求填空。
(1)下列汽车组件中，由金属材料制成的是 （填序号）。
A．钢铁车架 B．真皮座套 C．塑钢车窗 D．橡胶轮胎
(2)钢铁车壳表面喷漆不仅美观，而且可有效防止与空气中的 （填化学式）接触而生锈。
(3)汽车制造需要钢铁，工业上用赤铁矿与一氧化碳来炼铁的化学方程式为 ，该反应中 （填名称）发生了还原反应。
14．湖南澧县鸡叫城遗址是一处具有重要历史价值和文化价值的遗址，位于湖南省常德市禮县县城以北约1公里处。该遗址被认为是中国古代城市建筑的代表之一，也是湖南地区重要的文化遗产。现在遗址顶部绝大多数都安装了钢架棚对遗迹遗物进行保护。
(1)钢属于 材料（填“金属”或“合成”）。
(2)与纯铁相比，钢的优良性能有 （写一种即可）。
15．后母戊鼎(原称司母戊鼎)，原器1939年3月在河南安阳出土，是商王祖庚或祖甲为祭祀其母戊所制，是商周时期青铜文化的代表作，现藏于中国国家博物馆。后母戊鼎因鼎腹内壁上铸有“后母戊”三字得名，鼎呈长方形，口长112cm、口宽79.2cm，壁厚6cm，连耳高133cm，重875kg。请回答下列有关问题。
(1)后母戊鼎是由青铜材料制成的，青铜材料的成分主要为铜锡合金，上述做法用到青铜材料的优点是___________(填字母)。
A．弹性好 B．熔点低 C．耐腐蚀
(2)金属锡的冶炼是用锡石(主要成分SnO2)与木炭粉在高温下反应制成的，其反应的化学方程式为 。
(3)青铜和铜片相比较，硬度较大的是 。
(4)初中教材中用青铜材料制成物品有_______。(多选)
A．马踏飞燕 B．5角硬币 C．越王勾践剑 D．外科手术刀
16．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 。
三、实验题
17．像科学家一样“做科学”——探秘金属的活动性顺序：某研究小组为验证铁、铜、锌、银的金属活动性顺序，设计如图甲所示三个实验（三种金属均已用砂纸打磨过，其形状和大小相同，稀盐酸的浓度和用量也相同）。
(1)实验前用砂纸打磨金属的目的是 。
(2)一段时间后，观察到B试管中的实验现象为 该反应的化学方程式为： ，该反应属于 （填写基本反应类型）。
(3)甲同学认为通过实验A和C可比较锌和铁的金属活动性，他依据的实验现象是 。
(4)乙同学认为仅仅通过上述实验不足以得出四种金属的活动性顺序，因此在上述实验的基础上，乙同学又补做了一个实验，装置如图乙所示，且实现了探究目的。乙同学的实验：X、Y物质分别为： 。
【拓展与延伸】
(5)好奇地小华在老师的指导下，把一定量的锌粒加入硫酸铜和硝酸银的混合溶液中，充分反应一段时间后，过滤，发现滤液呈无色，此时，滤渣中一定含有 。
四、科学探究题
18．同学们进行锌、铜、银三种金属活动性顺序的探究活动。老师提供的药品有：锌片、铜片、银片、硫酸铜溶液、硝酸银溶液和稀硫酸。
【制定计划】在老师的指导下，经过讨论，同学们设计出了以下几种实验方案。
方案一：铜片、锌片、银片、稀硫酸；
方案二：锌片、银片、硫酸铜溶液；
方案三：锌片、铜片、硫酸铜溶液、硝酸银溶液。
【讨论分析】
(1)有同学认为方案一不可行，原因是 。
(2)方案二中涉及反应的化学方程式为 。
【进行实验】
(3)小华同学选用方案三进行如下探究，请你帮他完成表格中的空白：
实验一 实验二
实验操作 （简述实验操作）
实验现象 铜片表面析出银白色固体，溶液由无色变 色 锌片表面有红色物质析出，溶液由蓝色变为无色
实验结论 三种金属活动性由强到弱的顺序为
【拓展与延伸】
(4)同学们将试管中的金属回收再利用，这样做的意义是 。
(5)好奇地小明在老师的指导下，把一定量的锌粒加入硫酸铜和硝酸银的混合溶液中，充分反应一段时间后，过滤，发现滤液呈无色。此时，滤渣中一定含有 （填化学式）
答案和解析
1．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。
2．D
【详解】X、Y、Z为三种金属，活动性比氢强的金属可以从酸中置换出氢气，活泼金属能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来。
X、Y、Z为三种金属，已知①X+H2SO4=XSO4+H2↑，说明了活动性X＞氢；②Y+2ZNO3=Y(NO3)2+2Z，说明了活动性Y＞Z；③Y与稀硫酸不反应，说明了Y的金属活动性比氢弱，即氢＞Y，则X＞氢＞Y＞Z。
A、Zn＞Hg＞Ag，不符合上述条件，故选项错误；
B、铜的金属活动性比氢弱，Cu、Hg、Ag不符合上述条件，故选项错误；
C、锌的金属活动性比氢强，Mg、Zn、Cu不符合上述条件，故选项错误；
D、Mg＞H＞Cu＞Ag，符合上述条件，故选项正确。
故选D。
3．A
【详解】设参加该反应的金属为M，假设金属M的化合价为+2，金属的平均相对原子质量为，则有
由方程式得，因为混合物中镁的相对原子质量为，则另一种金属的相对原子质量应小于16；中Be的相对原子质量为9，CuO中Cu的相对原子质量为64，折算为的相对原子质量可认为是折算为的相对原子质量可认为是，故选A。
4．C
【详解】A、火炬炬身需要具备质量较轻(即密度较小)的特点，不符合题意；
B、火炬炬身在传递过程中需要抗震抗变形，材料应具备硬度大的特点，不符合题意；
C、火炬炬身在制造、传递过程中不需考虑熔点高低，符合题意；
D、火炬炬身在传递过程中接触不同物质，需要较好的抗腐蚀性，不符合题意；
故选：C。
5．C
【详解】A、由图象信息可知，金属和酸反应温度都呈不同程度的升高，所以金属与酸反应是放热反应，故正确；
B、由图象信息可知，100s时，锌和金属反应温度还在继续上升，故锌还在继续与酸反应，故正确；
C、因为题中没有给出相应的物质的质量，无法知道是金属过量还是酸过量，所以无法判断哪种金属产生的氢气质量大，故错误；
D、由图象信息可知，在50s时，铁与酸反应放出的热量最少，镁最多，故正确；
故选C。
6．B
【详解】A、铝位于金属活动性顺序表中氢的前面，与稀盐酸接触后立即反应生成氯化铝的氢气，故选项错误；
B、生锈铁钉中的氧化铁先于盐酸反应生成氯化铁和水，氧化铁反应完后，内层的铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，故选项正确；
C、铜位于金属活动性顺序表中氢的后面，不能与稀盐酸反应生成氢气，故选项错误；
D、表面被氧化的铜片与稀盐酸接触后，铜片表面的氧化物与稀盐酸反应生成氯化铜等物质，不生成氢气，且铜位于金属活动性顺序表中氢的后面，不能与稀盐酸反应生成氢气，故选项错误。
故选B。
7．D
【详解】①X+YSO4=XSO4+Y，说明X的金属活动性比Y强，并且可得X、Y金属在化合物中显+2价；②Y+2ZNO3=Y(NO3)2+2Z，说明Y的金属活动性比Z强，并且可得Z金属在化合物中显+1价；③X+H2SO4=XSO4+H2↑ ，说明X的位置排在氢的前面；④Z+H2SO4不发生反应，说明Z的位置排在氢的后面；则X、Y和Z的金属活动性顺序为X＞Y＞Z，所以符合要求的三种金属为Zn、Fe、Ag。
故选D。
【点睛】金属活动性顺序表中，位于氢前的金属能和稀酸反应产生氢气；位于前面的金属能将位于后面的金属从其化合物溶液中置换出来。
8．C
【详解】金属材料包括纯金属以及它们的合金；
①青铜是铜的合金，属于金属材料；
②单晶硅是硅单质，硅元素属于非金属元素，单晶硅不属于金属材料；
③铁锅是由铁的合金制成的，其体现了人类利用金属材料；
④石墨是碳单质的一种，碳元素属于非金属元素，石墨不属于金属材料；
⑤金首饰是由单质金制成的，黄金属于金属材料；
故体现了人类利用金属材料丰富和改善人类生活的是①③⑤，故选C。
9．A
【分析】金属活动性较强的金属能将金属活动性较弱的金属从其盐溶液中置换出来，金属活动性比氢强的金属能与酸反应产生氢气。
【详解】把X和Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Y不反应，说明X的金属活动性比氢强、Y的金属活动性比氢弱。如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Y表面有银析出，而Z没有变化，说明Y的活动性比银强、Z的活动性比银弱（或者Z是银）。因此X、Y和Z的金属活动性顺序为X＞Y＞Z；
故选：A。
10．D
【详解】A、刷防锈漆能隔绝氧气和水，防止生锈，能延长船舶的使用寿命，选项正确，不符合题意；
B、用抗锈蚀性能优异的合金制造船舶零部件，合金抗腐蚀性强，能延长船舶的使用寿命，选项正确，不符合题意；
C、给某些部位涂油能隔绝氧气和水，防止生锈，能延长船舶的使用寿命，不符合题意。
D、黄金的价格昂贵，通过船体表面镀一层黄金防锈，方法不可行，选项错误，符合题意；
故选D。
11．B
【详解】铁能与硫酸铜溶液反应置换出铜，说明了金属活动性：铁>铜；银和硫酸铜溶液不反应，说明了金属活动性：铜>银，可得出三种金属活动性：铁>铜>银，A正确；铜、银与硫酸亚铁溶液、稀硫酸均不反应，说明了金属活动性：铁>铜、铁>银，但无法确定银和铜的金属活动性强弱，B错误；铁能与稀硫酸反应生成氢气，铜不能与稀硫酸反应，说明金属活动性：铁>铜；铜能与硝酸银溶液反应置换出银，说明了金属活动性：铜>银，可得出三种金属活动性：铁>铜>银，C正确；铜能与硝酸银溶液反应置换出银，说明了金属活动性：铜>银；铜不能与硫酸亚铁溶液反应，说明了金属活动性：铁>铜，可得出三种金属活动性：铁>铜>银，D正确。
12．C
【解析】通过题中信息可知，暖宝宝原料主要成分为铁粉和碳粉，滴加几滴水后，暖宝宝中的物质发生缓慢氧化，消耗氧气，使氧气浓度降低，会导致容器内气压减小；但缓慢氧化会放出热量，使容器内气体受热膨胀，容器内气压增大，而放热时使气压增大的幅度要大于因氧气消耗而使气压减小的幅度，故在放热过程中容器内气压呈上升趋势，但当反应完成后，温度冷却至室温，容器内气压会低于原来的气压。由于反应消耗了氧气，所以氧气的浓度呈一直下降的趋势；反应过程放出大量热量，温度升高，待反应结束后，设备恢复到室温。
【详解】A、铁进行氧化反应放热，容器内温度升高，反应结束后，温度逐渐恢复到室温。曲线Ⅰ中，反应前后数值相等，为温度变化曲线，此选项错误；
B、由分析可知，反应放热导致气压增大的幅度大于氧气被消耗导致气压被减小的幅度，所以容器内气压先升后降，当温度冷却到室温时，容器内气压要比正常低。曲线Ⅱ中数值先增大后减小，为压强变化曲线，此选项错误；
C、根据分析可知，曲线Ⅰ是温度变化曲线、曲线Ⅱ是压强变化曲线；曲线Ⅰ、Ⅱ开始上升是因为铁缓慢氧化放热所致，此选项正确；
D、如果暖宝宝原料足量，压强不能降至0，是因为容器内还有不能被消耗氮气、稀有气体等气体，此选项错误。
故选C。
【点睛】铁和水、氧气同时接触时容易生锈，放出热量。本题主要考查物质的性质，解答时要根据物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。
13．(1)A
(2)H2O、O2
(3) 氧化铁/三氧化二铁
【详解】（1）金属材料包括：金属单质和合金；
A．钢铁车架是金属材料，符合题意；
B．真皮座套，是天然材料，不符合题意；
C．塑钢车窗是复合材料，不符合题意；
D．橡胶轮胎是有机合成材料，不符合题意；
故选：A；
（2）钢铁车壳表面喷漆不仅美观，而且可有效防止与空气中的H2O、O2接触而生锈；
（3）工业上用赤铁矿（主要成分是氧化铁）与一氧化碳来炼铁，一氧化碳和氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：；在反应中氧化铁失去氧，发生了还原反应，CO得到氧，发生了氧化反应。
14．(1)金属
(2)硬度大
【详解】（1）钢是合金，属于金属材料；
（2）与纯铁相比，钢的优良性能有硬度大、强度高、熔点低、抗腐蚀性能好等。
15．(1)C
(2)SnO2+CSn+CO2↑
(3)青铜
(4)AC
【详解】（1）后母戊鼎由青铜材料制成，主要利用了青铜耐腐蚀的特点。故选C；
（2）锡石（主要成分SnO2）与木炭粉在高温下反应生成金属锡和二氧化碳，其反应的化学方程式为：SnO2+CSn+CO2↑；
（3）金属制成合金后其硬度要比原金属的硬度要大，所以青铜的硬度比铜大；
（4）初中教材中用青铜材料制成的物品有马踏飞燕和越王勾践剑。
故选AC。
16．(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。
17．(1)除去金属表面的氧化物和污垢
(2) 铜片表面有银白色物质析出，溶液由无色变成蓝色 置换反应
(3)锌片和铁片表面均产生气泡，且C中锌片表面产生气泡的速率比A中铁片快
(4)铁片、硫酸铜溶液或铜片、硫酸亚铁溶液（合理即可）
(5)铜和银
【详解】（1）由于金属易与空其中的氧气反应在其表面形成了氧化物的薄膜，所以实验前用砂纸打磨金属的目的是除去金属表面的氧化物和污垢；
（2）B试管中铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银，所以一段时间后，观察到铜片表面有银白色物质析出，溶液由无色变成蓝色，该反应的化学方程式为：；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，属于置换反应；
（3）锌和铁都与盐酸反应，锌反应的速率比铁快，说明锌在铁的前面，所以甲同学认为通过实验A和C可比较锌和铁的金属活动性，他依据的实验现象是：锌片和铁片表面均产生气泡，且C中锌片表面产生气泡的速率比A中铁片快；
（4）A试管中铁能与稀盐酸反应，说明金属活动性Fe＞H；B试管中铜能与硝酸银反应，说明金属活动性Cu＞Ag；C试管中锌能与稀盐酸反应，说明金属活动性Zn＞H，A、C对比，锌片表面产生气泡的速率比铁片快，说明金属活动性Zn＞Fe；故通过A、B、C，能说明Zn＞Fe＞H，Cu＞Ag；但不能说明铁和铜的活动性，故可以通过金属与酸或金属与盐溶液的反应来证明铁和铜的活动性强弱，所以可选用的金属X是Fe，Y是CuSO4溶液（铁能与硫酸铜反应，说明金属活动性Fe＞Cu）；或X是铜片，Y是硫酸亚铁溶液（铜不能与硫酸亚铁溶液，说明金属活动性Fe＞Cu）或X是Cu，Y是稀盐酸（铜不能与稀盐酸反应，说明金属活动性H＞Cu）；可说明四种物质的金属活动性顺序为Zn＞Fe＞Cu＞Ag；
（5）根据金属活动性顺序Zn＞H＞Cu＞Ag，把一定量的锌粒加入硫酸铜和硝酸银的混合溶液中，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，待硝酸银反应完全，若锌有剩余，锌会与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜；充分反应一段时间后，过滤，发现滤液呈无色，说明滤液中一定不含有硝酸铜（硝酸铜溶液呈蓝色），即硝酸银和硝酸铜反应完全，即硝酸银中的银和硝酸铜中的铜已被完全置换出来，无法判断锌是否反应完全，故滤渣中一定含有银和铜，可能含有锌。
18．(1)只能证明Zn比Cu、Ag活泼，无法比较Cu和Ag的金属活动性强弱
(2)Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4
(3) 将打磨后的锌片置于硫酸铜溶液中 蓝 Zn＞Cu＞Ag
(4)保护金属资源或防止污染环境等
(5)Ag和Cu
【详解】（1）方案一，铜和银都不能喝稀硫酸反应，只有锌能和稀硫酸反应，只能证明Zn比Cu、Ag活泼，无法比较Cu和Ag的金属活动性强弱。
（2）方案二中锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，该反应的化学方程式为Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4。
实验一中将打磨过的铜片伸入硝酸银溶液中，铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，铜片表面析出银白色固体，溶液由无色变蓝色，证明铜的活动性强于银。根据实验二的现象为锌片表面有红色物质析出，溶液由蓝色变为无色可知，该实验操作为将打磨后的锌片置于硫酸铜溶液中，锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，证明锌和活动性强于铜，由此可知实验结论是三种金属活动性由强到弱的顺序为Zn＞Cu＞Ag。
（3）金属回收利用可以节约金属资源，还可以防止污染环境。
（4）把一定量的锌粒加入硫酸铜和硝酸银的混合溶液中，锌先和硝酸银反应生成硝酸锌和银，当硝酸银完全反应后，锌再和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，充分反应一段时间后，过滤，发现滤液呈无色，说明溶液中没有硝酸铜，则硝酸银和硝酸铜都完全反应，故滤渣中一定含有银和铜，故填：Ag和Cu。
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