题目
种类繁多的金属材料已成为社会发展的重要物质基础。（一）金属材料在生产生活中的应用（1）①“三星堆遗址”出土了黄金面罩、象牙、青铜艺术品、残存的丝织品等重要文物，其中属于金属材料的有 ____ （选填序号）。a.黄金面罩b.象牙c.青铜面具d.丝织品②《吕氏春秋•别类篇》载有“金（铜）柔锡柔，合两柔则刚”，表明青铜的硬度比纯铜 ____ （选填“大”或“小”）。（2）2022年6月17日，我国第三艘航母下水命名。航母的飞行甲板，既能承受舰载机起降时产生的强烈冲击和摩擦，也能承受舰载机的尾焰炙烤，还能遭受潮湿盐雾的海洋大气环境侵蚀。由此可推知，制造飞行甲板的材料具有的性质是 ____ 。A.耐高温B.良好的导电性C.耐腐蚀D.硬度大（3）金属材料在使用时常常因为锈蚀而影响其使用寿命。①探究铁锈蚀的实验中，试管 ____ （填字母）中的铁钉最易生锈。通过对比试管A、C中的现象，可以得出铁生锈需要与 ____ 接触。迅速冷-|||--铁钉 却的沸水-|||-干棉花 -铁钉 蒸馏水-|||--铁钉-|||-干燥剂-|||-A B C-|||-图1②铁合金是目前世界上应用最广泛的金属材料。为防止铁制品生锈，通常采取的具体措施 ____ 。③铝的“自我保护”是指铝在常温下与空气中的氧气反应形成一层致密的氧化膜。写出发生反应的化学方程式： ____ 。（二）金属的冶炼迅速冷-|||--铁钉 却的沸水-|||-干棉花 -铁钉 蒸馏水-|||--铁钉-|||-干燥剂-|||-A B C-|||-图1（4）金属的冶炼。如图2是实验室仿照工业炼铁原理设计的实验。①硬质玻璃管内物质为磁铁矿，则硬质玻璃管中发生主要反应的化学方程式是 ____ 。②C装置的作用是 ____ 。③有同学觉得原方案浪费资源，因此设计出如图3所示的改进装置。已知甲装置是为了防倒吸的，则乙装置的作用是 ____ 、 ____ 。（5）古代金属铜的冶炼方法有很多种《淮南万毕术》中记载“曾青得铁则化为铜”，先用孔雀石制取硫酸铜，再用“湿法炼铜”获得铜。其流程如图4：迅速冷-|||--铁钉 却的沸水-|||-干棉花 -铁钉 蒸馏水-|||--铁钉-|||-干燥剂-|||-A B C-|||-图1①孔雀石需要粉碎，这样做的目的是 ____ 。步骤a的反应方程式为Cu2（OH）2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑，加入的稀硫酸需过量的目的是 ____ 。②步骤b中发生反应的化学方程式 ____ （任写一个），固体B的成分 ____ 。（三）含铜化合物组成的探究（6）铜是人类最早使用的金属之一。铜也会氧化锈蚀，铜锈的主要成分可用Cux（OH）y（CO3）z表示。根据化学式可推测铜生锈很可能与空气中的氧气、二氧化碳和 ____ 有关。某同学为了验证这一猜想设计出如图实验。对比实验 ____ （选填两组实验编号），可判断铜锈的产生需要CO2参加。迅速冷-|||--铁钉 却的沸水-|||-干棉花 -铁钉 蒸馏水-|||--铁钉-|||-干燥剂-|||-A B C-|||-图1某同学对铜锈主要成分的化学式产生了浓厚兴趣。为探究其组成，用如图装置对27.1g纯净的样品进行热分解实验，观察到样品固体先变成黑色，然后部分出现红色。资料：①浓硫酸具有吸水性，浓氢氧化钠溶液能充分吸收CO2。②CuO加热会分解生成红色的Cu2O和O2。实验步骤：①连接好装置并 ____ ；②A中装入27.1克样品，其它各装置装入足量相应药品；③通入一段时间氮气，分别称量装置A、B、C、D的质量；④打开A处电加热器进行加热；⑤一段时间后观察到A中有红色物质出现，打开活塞通入N2并关闭电加热器；⑥继续通入氮气直到冷却；⑦再次称量装置A、B、C、D的质量。（7）补全步骤①中的操作 ____ 。（8）D装置中的实验现象是 ____ 。（9）停止加热后仍需继续通N2，目的是 ____ 和防止倒吸。（10）测得实验前后各装置的质量变化如表。 温度/℃ 装置A 装置B 装置C 装置D 实验前/g 227.1 100.0 100.0 100.0 实验后/g 219.0 102.7 104.4 101.0 ①该碱式碳酸铜的化学式中x：y：z= ____ （最简整数比）。②最后装置A剩余固体中铜、氧元素质量比 ____ （最简整数比）。
种类繁多的金属材料已成为社会发展的重要物质基础。
（一）金属材料在生产生活中的应用
（1）①“三星堆遗址”出土了黄金面罩、象牙、青铜艺术品、残存的丝织品等重要文物，其中属于金属材料的有 ____ （选填序号）。
a.黄金面罩
b.象牙
c.青铜面具
d.丝织品
②《吕氏春秋•别类篇》载有“金（铜）柔锡柔，合两柔则刚”，表明青铜的硬度比纯铜 ____ （选填“大”或“小”）。
（2）2022年6月17日，我国第三艘航母下水命名。航母的飞行甲板，既能承受舰载机起降时产生的强烈冲击和摩擦，也能承受舰载机的尾焰炙烤，还能遭受潮湿盐雾的海洋大气环境侵蚀。由此可推知，制造飞行甲板的材料具有的性质是 ____ 。
A.耐高温
B.良好的导电性
C.耐腐蚀
D.硬度大
（3）金属材料在使用时常常因为锈蚀而影响其使用寿命。
①探究铁锈蚀的实验中，试管 ____ （填字母）中的铁钉最易生锈。通过对比试管A、C中的现象，可以得出铁生锈需要与 ____ 接触。
②铁合金是目前世界上应用最广泛的金属材料。为防止铁制品生锈，通常采取的具体措施 ____ 。
③铝的“自我保护”是指铝在常温下与空气中的氧气反应形成一层致密的氧化膜。写出发生反应的化学方程式： ____ 。
（二）金属的冶炼
（4）金属的冶炼。如图2是实验室仿照工业炼铁原理设计的实验。
①硬质玻璃管内物质为磁铁矿，则硬质玻璃管中发生主要反应的化学方程式是 ____ 。
②C装置的作用是 ____ 。
③有同学觉得原方案浪费资源，因此设计出如图3所示的改进装置。已知甲装置是为了防倒吸的，则乙装置的作用是 ____ 、 ____ 。
（5）古代金属铜的冶炼方法有很多种
《淮南万毕术》中记载“曾青得铁则化为铜”，先用孔雀石制取硫酸铜，再用“湿法炼铜”获得铜。其流程如图4：
①孔雀石需要粉碎，这样做的目的是 ____ 。步骤a的反应方程式为Cu2（OH）2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑，加入的稀硫酸需过量的目的是 ____ 。
②步骤b中发生反应的化学方程式 ____ （任写一个），固体B的成分 ____ 。
（三）含铜化合物组成的探究
（6）铜是人类最早使用的金属之一。铜也会氧化锈蚀，铜锈的主要成分可用Cux（OH）y（CO3）z表示。根据化学式可推测铜生锈很可能与空气中的氧气、二氧化碳和 ____ 有关。某同学为了验证这一猜想设计出如图实验。对比实验 ____ （选填两组实验编号），可判断铜锈的产生需要CO2参加。
某同学对铜锈主要成分的化学式产生了浓厚兴趣。为探究其组成，用如图装置对27.1g纯净的样品进行热分解实验，观察到样品固体先变成黑色，然后部分出现红色。
资料：①浓硫酸具有吸水性，浓氢氧化钠溶液能充分吸收CO2。
②CuO加热会分解生成红色的Cu2O和O2。
实验步骤：①连接好装置并 ____ ；
②A中装入27.1克样品，其它各装置装入足量相应药品；
③通入一段时间氮气，分别称量装置A、B、C、D的质量；
④打开A处电加热器进行加热；
⑤一段时间后观察到A中有红色物质出现，打开活塞通入N2并关闭电加热器；
⑥继续通入氮气直到冷却；
⑦再次称量装置A、B、C、D的质量。
（7）补全步骤①中的操作 ____ 。
（8）D装置中的实验现象是 ____ 。
（9）停止加热后仍需继续通N2，目的是 ____ 和防止倒吸。
（10）测得实验前后各装置的质量变化如表。
①该碱式碳酸铜的化学式中x：y：z= ____ （最简整数比）。
②最后装置A剩余固体中铜、氧元素质量比 ____ （最简整数比）。
（一）金属材料在生产生活中的应用
（1）①“三星堆遗址”出土了黄金面罩、象牙、青铜艺术品、残存的丝织品等重要文物，其中属于金属材料的有 ____ （选填序号）。
a.黄金面罩
b.象牙
c.青铜面具
d.丝织品
②《吕氏春秋•别类篇》载有“金（铜）柔锡柔，合两柔则刚”，表明青铜的硬度比纯铜 ____ （选填“大”或“小”）。
（2）2022年6月17日，我国第三艘航母下水命名。航母的飞行甲板，既能承受舰载机起降时产生的强烈冲击和摩擦，也能承受舰载机的尾焰炙烤，还能遭受潮湿盐雾的海洋大气环境侵蚀。由此可推知，制造飞行甲板的材料具有的性质是 ____ 。
A.耐高温
B.良好的导电性
C.耐腐蚀
D.硬度大
（3）金属材料在使用时常常因为锈蚀而影响其使用寿命。
①探究铁锈蚀的实验中，试管 ____ （填字母）中的铁钉最易生锈。通过对比试管A、C中的现象，可以得出铁生锈需要与 ____ 接触。
②铁合金是目前世界上应用最广泛的金属材料。为防止铁制品生锈，通常采取的具体措施 ____ 。
③铝的“自我保护”是指铝在常温下与空气中的氧气反应形成一层致密的氧化膜。写出发生反应的化学方程式： ____ 。
（二）金属的冶炼
（4）金属的冶炼。如图2是实验室仿照工业炼铁原理设计的实验。
①硬质玻璃管内物质为磁铁矿，则硬质玻璃管中发生主要反应的化学方程式是 ____ 。
②C装置的作用是 ____ 。
③有同学觉得原方案浪费资源，因此设计出如图3所示的改进装置。已知甲装置是为了防倒吸的，则乙装置的作用是 ____ 、 ____ 。
（5）古代金属铜的冶炼方法有很多种
《淮南万毕术》中记载“曾青得铁则化为铜”，先用孔雀石制取硫酸铜，再用“湿法炼铜”获得铜。其流程如图4：
①孔雀石需要粉碎，这样做的目的是 ____ 。步骤a的反应方程式为Cu2（OH）2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑，加入的稀硫酸需过量的目的是 ____ 。
②步骤b中发生反应的化学方程式 ____ （任写一个），固体B的成分 ____ 。
（三）含铜化合物组成的探究
（6）铜是人类最早使用的金属之一。铜也会氧化锈蚀，铜锈的主要成分可用Cux（OH）y（CO3）z表示。根据化学式可推测铜生锈很可能与空气中的氧气、二氧化碳和 ____ 有关。某同学为了验证这一猜想设计出如图实验。对比实验 ____ （选填两组实验编号），可判断铜锈的产生需要CO2参加。
某同学对铜锈主要成分的化学式产生了浓厚兴趣。为探究其组成，用如图装置对27.1g纯净的样品进行热分解实验，观察到样品固体先变成黑色，然后部分出现红色。
资料：①浓硫酸具有吸水性，浓氢氧化钠溶液能充分吸收CO2。
②CuO加热会分解生成红色的Cu2O和O2。
实验步骤：①连接好装置并 ____ ；
②A中装入27.1克样品，其它各装置装入足量相应药品；
③通入一段时间氮气，分别称量装置A、B、C、D的质量；
④打开A处电加热器进行加热；
⑤一段时间后观察到A中有红色物质出现，打开活塞通入N2并关闭电加热器；
⑥继续通入氮气直到冷却；
⑦再次称量装置A、B、C、D的质量。
（7）补全步骤①中的操作 ____ 。
（8）D装置中的实验现象是 ____ 。
（9）停止加热后仍需继续通N2，目的是 ____ 和防止倒吸。
（10）测得实验前后各装置的质量变化如表。
| 温度/℃ | 装置A | 装置B | 装置C | 装置D |
| 实验前/g | 227.1 | 100.0 | 100.0 | 100.0 |
| 实验后/g | 219.0 | 102.7 | 104.4 | 101.0 |
②最后装置A剩余固体中铜、氧元素质量比 ____ （最简整数比）。
题目解答
答案
解：（1）①“三星堆遗址”出土了黄金面罩、青铜面具属于金属材料，故选：ac；
②《吕氏春秋•别类篇》载有“金（铜）柔锡柔，合两柔则刚”，表明青铜的硬度比纯铜大；故答案为：大；
（2）2022年6月17日，我国第三艘航母下水命名。航母的飞行甲板，既能承受舰载机起降时产生的强烈冲击和摩擦，也能承受舰载机的尾焰炙烤，还能遭受潮湿盐雾的海洋大气环境侵蚀。由此可推知，制造飞行甲板的材料具有的性质是：耐高温；耐腐蚀；硬度大，故选：ACD；
（3）①探究铁锈蚀的实验中，试管C中的铁钉同时与水和氧气接触，所以最易生锈。通过对比试管A、C中的现象，可以得出铁生锈需要与水接触。故答案为：C；水；
②铁合金是目前世界上应用最广泛的金属材料。为防止铁制品生锈，通常采取的具体措施：涂漆、涂油、制成合金、镀一层金属等。故答案为：涂漆、涂油、制成合金、镀一层金属等；
③铝与氧气反应生成氧化铝，化学方程式：4Al+3O2=2Al2O3。故答案为：4Al+3O2=2Al2O3；
（4）①磁铁矿的主要成分是Fe3O4，则硬质玻璃管中发生主要反应的化学方程式是：Fe3O4+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO2。故答案为：Fe3O4+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO2；
②由于CO有毒，污染空气，所以C装置的作用是处理尾气。故答案为：处理尾气；
③甲装置是为了防倒吸的，则乙装置的作用是吸收二氧化碳、收集一氧化碳。故答案为：吸收二氧化碳、收集一氧化碳；
（5）①孔雀石需要粉碎，这样做的目的是扩大反应接触面积。加入的稀硫酸需过量的目的是使孔雀石反应完全。故答案为：扩大反应接触面积；使孔雀石反应完全；
②步骤b中发生反应是铁与硫酸铜反应置换出铜，化学方程式 Fe+CuSO4═FeSO4+Cu，所以固体B的成分铁粉和铜。故答案为：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；铁粉和铜；
（6）根据铜锈的主要成分可用Cux（OH）y（CO3）z化学式可知，除了铜元素外，还含有C、H、O元素，故可推测铜生锈很可能与空气中的氧气、二氧化碳和水有关。判断铜锈的产生需要CO2参加，则说明实验的变量是二氧化碳，故对比实验为：甲丁；故答案为：水；甲丁；
实验步骤：①有气体参加的反应，实验装置连接好后先要检查装置的气密性；故答案为：检验装置的气密性；
（7）步骤①中的操作是检验装置的气密性，方法是：对A装置加热，如果B、C、E装置内的导管都冒出气泡，停止加热后，B、C、E装置内长的导管形成一段水柱，说明装置气密性良好。故答案为：对A装置加热，如果B、C、E装置内的导管都冒出气泡，停止加热后，B、C、E装置内长的导管形成一段水柱，说明装置气密性良好；
（8）铜和氧气加热生成黑色氧化铜，D装置中的实验现象是红色固体变为黑色；故答案为：红色固体变为黑色；
（9）停止加热后仍需继续通N2，为了使测定结果更准确，因此应将生成的水、二氧化碳和氧气全部赶到后面的装置中，分别被B、C、D装置充分吸收；因此停止加热后仍需继续通N2，除可防止倒吸，还能使生成的水、二氧化碳和氧气分别被B、C、D装置充分吸收。故答案为：将生成的水、二氧化碳和氧气全部赶到后面的装置中，分别被B、C、D装置充分吸收；
（10）①装置B增加的质量为生成的水的质量，即102.7g-100.0g=2.7g，装置C增加的质量为生成的二氧化碳的质量，即104.4g-100.0g=4.4g；氢元素和碳元素质量以及原子个数守恒，因此y：z=$\frac{2.7g}{18}$×2：$\frac{4.4g}{44}$=3：1；根据氢元素质量守恒，样品中氢氧根的质量为2.7g×$\frac{2}{18}÷\frac{1}{17}$=5.1g；根据碳元素质量守恒，样品中碳酸根的质量为4.4g×$\frac{12}{44}÷\frac{12}{60}$=6g；因此铜元素的质量为27.1g-5.1g-6g=16g；因此样品中x：y：z=$\frac{16g}{64}$：$\frac{5.1g}{17}$：$\frac{6g}{60}$=5：6：2；故答案为：5：6：2；
②由①分析可知：氢氧根中氧的质量为5.1g-5.1g×$\frac{1}{17}$=4.8g，碳酸根中氧的质量为6.0g-6.0g×$\frac{12}{60}$=4.8g，装置D吸收氧气中氧元素质量为101.0g-100.0g=1.0g，水中氧元素的质量为2.7g×$\frac{16}{18}$=2.4g，二氧化碳中的氧元素质量为4.4g×$\frac{32}{44}$=3.2g，则剩余固体中氧元素质量为4.8g+4.8g-1.0g-2.4g-3.2g=3g，最后装置A剩余固体中铜、氧元素质量比为16g：3g=16：3。故答案为：16：3。
②《吕氏春秋•别类篇》载有“金（铜）柔锡柔，合两柔则刚”，表明青铜的硬度比纯铜大；故答案为：大；
（2）2022年6月17日，我国第三艘航母下水命名。航母的飞行甲板，既能承受舰载机起降时产生的强烈冲击和摩擦，也能承受舰载机的尾焰炙烤，还能遭受潮湿盐雾的海洋大气环境侵蚀。由此可推知，制造飞行甲板的材料具有的性质是：耐高温；耐腐蚀；硬度大，故选：ACD；
（3）①探究铁锈蚀的实验中，试管C中的铁钉同时与水和氧气接触，所以最易生锈。通过对比试管A、C中的现象，可以得出铁生锈需要与水接触。故答案为：C；水；
②铁合金是目前世界上应用最广泛的金属材料。为防止铁制品生锈，通常采取的具体措施：涂漆、涂油、制成合金、镀一层金属等。故答案为：涂漆、涂油、制成合金、镀一层金属等；
③铝与氧气反应生成氧化铝，化学方程式：4Al+3O2=2Al2O3。故答案为：4Al+3O2=2Al2O3；
（4）①磁铁矿的主要成分是Fe3O4，则硬质玻璃管中发生主要反应的化学方程式是：Fe3O4+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO2。故答案为：Fe3O4+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO2；
②由于CO有毒，污染空气，所以C装置的作用是处理尾气。故答案为：处理尾气；
③甲装置是为了防倒吸的，则乙装置的作用是吸收二氧化碳、收集一氧化碳。故答案为：吸收二氧化碳、收集一氧化碳；
（5）①孔雀石需要粉碎，这样做的目的是扩大反应接触面积。加入的稀硫酸需过量的目的是使孔雀石反应完全。故答案为：扩大反应接触面积；使孔雀石反应完全；
②步骤b中发生反应是铁与硫酸铜反应置换出铜，化学方程式 Fe+CuSO4═FeSO4+Cu，所以固体B的成分铁粉和铜。故答案为：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；铁粉和铜；
（6）根据铜锈的主要成分可用Cux（OH）y（CO3）z化学式可知，除了铜元素外，还含有C、H、O元素，故可推测铜生锈很可能与空气中的氧气、二氧化碳和水有关。判断铜锈的产生需要CO2参加，则说明实验的变量是二氧化碳，故对比实验为：甲丁；故答案为：水；甲丁；
实验步骤：①有气体参加的反应，实验装置连接好后先要检查装置的气密性；故答案为：检验装置的气密性；
（7）步骤①中的操作是检验装置的气密性，方法是：对A装置加热，如果B、C、E装置内的导管都冒出气泡，停止加热后，B、C、E装置内长的导管形成一段水柱，说明装置气密性良好。故答案为：对A装置加热，如果B、C、E装置内的导管都冒出气泡，停止加热后，B、C、E装置内长的导管形成一段水柱，说明装置气密性良好；
（8）铜和氧气加热生成黑色氧化铜，D装置中的实验现象是红色固体变为黑色；故答案为：红色固体变为黑色；
（9）停止加热后仍需继续通N2，为了使测定结果更准确，因此应将生成的水、二氧化碳和氧气全部赶到后面的装置中，分别被B、C、D装置充分吸收；因此停止加热后仍需继续通N2，除可防止倒吸，还能使生成的水、二氧化碳和氧气分别被B、C、D装置充分吸收。故答案为：将生成的水、二氧化碳和氧气全部赶到后面的装置中，分别被B、C、D装置充分吸收；
（10）①装置B增加的质量为生成的水的质量，即102.7g-100.0g=2.7g，装置C增加的质量为生成的二氧化碳的质量，即104.4g-100.0g=4.4g；氢元素和碳元素质量以及原子个数守恒，因此y：z=$\frac{2.7g}{18}$×2：$\frac{4.4g}{44}$=3：1；根据氢元素质量守恒，样品中氢氧根的质量为2.7g×$\frac{2}{18}÷\frac{1}{17}$=5.1g；根据碳元素质量守恒，样品中碳酸根的质量为4.4g×$\frac{12}{44}÷\frac{12}{60}$=6g；因此铜元素的质量为27.1g-5.1g-6g=16g；因此样品中x：y：z=$\frac{16g}{64}$：$\frac{5.1g}{17}$：$\frac{6g}{60}$=5：6：2；故答案为：5：6：2；
②由①分析可知：氢氧根中氧的质量为5.1g-5.1g×$\frac{1}{17}$=4.8g，碳酸根中氧的质量为6.0g-6.0g×$\frac{12}{60}$=4.8g，装置D吸收氧气中氧元素质量为101.0g-100.0g=1.0g，水中氧元素的质量为2.7g×$\frac{16}{18}$=2.4g，二氧化碳中的氧元素质量为4.4g×$\frac{32}{44}$=3.2g，则剩余固体中氧元素质量为4.8g+4.8g-1.0g-2.4g-3.2g=3g，最后装置A剩余固体中铜、氧元素质量比为16g：3g=16：3。故答案为：16：3。