第8讲 金属与矿物-全国初中化学竞赛试题精编（教师版）

全国初中化学竞赛试题精编第8讲 金属与矿物一、选择题1. （2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛（CESL）初赛）一般情况下，两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时，活动性强的金属首先被腐蚀。造船工业为了避免轮船的钢铁外壳被腐蚀，通常在轮船外壳镶嵌的金属是A. 银块B. 铜块C. 铁块D. 锌块【答案】D【解析】A、银的金属活动性比铁低，故错误；B、铜的金属活动性比铁低，故错误；C、都是铁为同种金属，故错误；D、锌的金属活动性比铁高，故正确；故选D正确；2. （2022年湖南省衡阳县初三五科联赛）科学家发明了一种“碳纳米管温度计”，这种温度计被认定为世界上最小的温度计。研究人员在长约106m，直径为107m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为18490，精确度较高，所以它可用于检查电子线路是否异常，测定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错误的是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. 金属镓的熔点很低，沸点很高C. 金属镓的体积在10至500之间随温度变化比较均匀D. 金属镓的体积在10至500之间随温度变化很小，可忽略不计【答案】D【解析】A、因为碳纳米管可以作体温计的外壳，所以碳纳米管的体积在10500之间随温度变化很小，可忽略不计，推测正确；B、因为金属镓这种温度计测量的范围为18490，所以金属镓的熔点很低，沸点很高，推测正确；C、“碳纳米管温度计”精确度较高，金属镓的体积在10500之间随温度变化应该比较均匀，推测正确；D、如果金属镓的体积在10500之间随温度变化很小，可忽略不计，那么就不能用作温度计中的液体了，推测错误。故选：D。3. （2022年福建省龙岩市科学素养大赛）据天工开物记载，我国古代以炉甘石（主要成分是ZnCO3）来升炼倭铅（即锌），其原理如图2。已知锌的熔点420、沸点906。则下列说法不正确的是A. 升炼倭铅过程只发生分解反应B. 冶炼时锌变为蒸气在兜室冷凝为固体C. “泥封”的目的是为了防止得到的锌被氧化D. “锌火”是锌蒸气和一氧化碳在空气燃烧【答案】AB【解析】A.升炼倭铅的过程中主要反应有碳酸锌在高温条件下分解生成一氧化碳和氧化锌，二氧化碳与碳反应生成一氧化碳，一氧化碳和氧化锌在高温的条件下反应生成锌和二氧化碳，有分解反应，也有化合反应，故A不正确；B.反应区温度达到1 1001300，锌变为蒸气与杂质分离，在“兜室”冷凝为液体流出(冷凝区温度高于锌的熔点，低于其沸点)，故B不正确；C.锌易被空气氧化，为防止锌被氧化而用“泥封”隔绝空气，故C正确；D.“锌火”是未反应完的一氧化碳和锌蒸气从“兜室”逸出燃烧，故D正确。故选：AB。4. （2022年江西赣州市会昌县研学监测）下表中列出了几种物质的熔点，据此判断以下说法正确的是物质名称汞金铜铁钨氧气熔点/38.31064108315353410218A. 铜掉入铁水中不会熔化B. 在216 时，氧气是固态C. 水银温度计可测量40 的温度D. 用钨制的灯丝不易熔化【答案】D【解析】由题中信息知，A. 铜掉入铁水中会熔化，铁熔点比铜高。故A错误。B. 在218时，氧气是固态。故B错误。C. 水银温度计可测量38.3 的温度。故C错误。D. 用钨制的灯丝不易熔化，熔点较高。故D正确。5. （2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛(CESL)决赛）北宋沈括在梦溪笔谈中记载了用“苦泉水”制取铜的方法，其主要生产流程如下图所示。对图中各操作步骤的解释合理的是A. 通过蒸发溶剂可获得晶体B. 通过复分解反应获得铜C. 所得硫酸铜溶液一定是饱和的D. 用铁单质置换出铜单质【答案】AD【解析】A、“苦泉水”加热后能获得硫酸铜晶体，通过蒸发溶剂可获得晶体，故选项说法正确；B、是用炭火烧的方法获得铜，生成物中铜是单质，不属于复分解反应，因为复分解反应是两种化合物交换成分生成两种化合物的反应，故选项说法错误；C、硫酸铜晶体加水溶解形成硫酸铜溶液，所得硫酸铜溶液不一定是饱和的，故选项说法错误；D、是铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜，是单质和化合物生成单质和化合物的反应，属于置换反应，故选项说法正确。故选：AD。6 （镧）是一种活动性比锌强的金属元素，其氧化物为 ，对应的碱 ，难溶于水，而 、 都易溶于水，下列各组物质中，不能直接反应生成 的是（）。 ALa+HClBLa2O3+HClCLa（OH)3+HCl D.BaCl2+ 【答案】D【解析】A、镧是一种活动性比锌强的金属元素，类比金属锌，镧和盐酸反应生成LaCl3，不符合题意；B、类比金属锌，La2O3和盐酸反应能生成LaCl3，不符合题意；C、类比金属锌，La（OH）3和盐酸反应生成LaCl3，不符合题意；D、盐和盐反应要求反应物都溶于水，BaCl2与La（NO3）3符合该条件，但反应无气体、沉淀或水的生成，故不能反应，符合题意。故答案为：D。7某溶液中含有Cu(NO3)2和AgNO3，向其中逐渐加入一定质量的铁粉进行处理，并绘制加入铁的质量与溶液中溶质种类的关系图。下列说法正确的是（）Aa、b两点，溶液的质量相等B当溶质种类为1种时，金属单质种类可能为1种C当溶质种类为2种时，金属单质种类可能为2种D当溶质种类为3种时，金属单质的种类也为3种【答案】C【解析】A、当参加反应的铁的质量为a、b时，溶液中溶质的种类为三种，表明硝酸银没有全部被置换出来，硝酸铜没有参加反应，加入的铁质量不等，置换出的银的质量也不相等，所以最后溶液的质量也不相等，故A不符合题意；B、当溶质种类为1种时，表明溶液中的硝酸银和硝酸铜全部参加反应，金属单质至少两种，不可能为1种，故B不符合题意；C、当溶质种类为两种时，硝酸银全部被置换为银，硝酸铜可能有部分被置换为铜，金属单质的种类可能是2种，故C符合题意；D、当参加反应的铁的质量为a时，溶液中溶质的种类为三种，表明铁的量少，没有将硝酸铜和硝酸银全部置换出来，金属单质是一种，不可能是三种，故D不符合题意。故答案为：C。8向一定质量的MgSO4和CuSO4的混合溶液中加入ag铁粉，充分反应后过滤，得到一定温度下的滤液(不饱和溶液)和滤渣。取少许滤渣，滴入稀盐酸，有气体产生。下列有关说法中，错误的是（）A滤液一定为浅绿色B滤渣的质量一定大于agC滤液中一定含有Mg2+、Fe2+和Cu2+D整个过程中MgSO4的质量一定不变【答案】C【解析】A、由于加入的铁粉与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，硫酸亚铁的溶液为浅绿色，说法不符合题意；B 、由分析可知：反应后固体的质量增加，反应前固体质量为ag铁粉，所以反应后滤渣的质量一定大于ag，说法不符合题意；C、由于MgSO4不发生反应，所以溶液中一定含有Mg2+；铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，所以溶液中一定有Fe2+；取少许滤渣，滴入稀盐酸，有气体产生，说明铁过量，所以滤液中一定没有硫酸铜，则溶液中一定没有Cu2+，说法符合题意；D、整个过程中MgSO4没有发生反应，所以其质量不变，说法不符合题意。故答案为：C。9.（湖南怀化市2020-2021下学期6月化学竞赛）根据如表所列金属的溶点和沸点的数据（其他条件均已满足）判断下列选项中不能制得的合金是金属abcd熔点974606601080沸点883117422002500A. a-b合金B. a-b-c合金C. b-c-d合金D. a-d合金【答案】D【解析】A、b的熔点低于a的沸点，可以制得合金，不符合题意；B、c的熔点低于a的沸点，可以制得合金，不符合题意；C、d的熔点低于b的沸点，可以制得合金，不符合题意；D、d的熔点高于a的沸点，不能制得合金，符合题意。故选D。二、非选择题10. （2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛(CESL)决赛）金属的使用是人类社会文明发展的重要标志。金属的治炼和金属性质的研究是化学研究的重要组成部分。（1）地壳中含量最丰富的金属元素是_；从人类对自然资源利用的技术水平看，人类社会依次经历了石器时代、_、铁器时代：某金属及其合金有很好的抗腐蚀性能，熔点高、密度小，被广泛用于航空航天器和人造关节等的制造，这种金属是_；在元素周期表中，有相邻的17种金属元素，被称为“工业的维生素”，它们的性质非常相似，这类金属元素统称为_元素。（2）下列A-G是初中化学中常见的物质，它们之间的转化关系如下图所示(省略了部分反应条件和物质)。其中AB和DE需要另加同一种反应物，但该反应物浓度不同：F的稀溶液呈浅绿色，且可与氯化钡溶液反应产生白色沉淀。请回答下列问题：写出A、D的化学式A_。D_。写出C与E反应生成D的化学方程式_。写出F转化成G的化学方程式_。（3）FeCl3溶液常用于印刷电路板的制造，反应原理为：。向含溶质32.5g的FeCl3溶液中慢慢加入一定量的Cu粉，反应过程中FeCl3、CuCl2的质量随Cu粉质量变化如图所示。则X的化学式为_，方程式中a和b的比为_，完全反应后，生成X的质量为_g。【答案】（1） . 铝或Al . 铜器时代 . 钛或Ti . 稀土 （2） . C . Fe . . （3） . FeCl2 . 2:1 . 24.5【解析】（1）地壳中含量最丰富的金属元素是铝元素；人类社会依次经历了石器时代、铜器时代、铁器时代；钛及其合金有很好的抗腐蚀性能，熔点高、密度小，被广泛用于航空航天器和人造关节等的制造，这种金属是钛；在元素周期表中，有相邻的17种金属元素，被称为“工业的维生素”，它们的性质非常相似，这类金属元素统称为稀土元素；（2）F的稀溶液呈浅绿色，可知溶液中含Fe2+，且可与BaCl2溶液反应生自色沉淀，可知F为FeSO4，因为FeSO4+BaCl2=BaSO4+FeCl2；D可以转化为F，D可以转化为G，F可以转化为G，则G为FeCl2，D为Fe，C和E反应可生成D，D可以转化为E，E为Fe2O3，C为CO，A可以转化为B，B可以转化为C，又因为AB和DE需要另如同一个应物，则A可以为C，B为CO2，AB碳和氧气反应生成二氧化碳，BC二氧化碳和氧气反应生成一氧化碳，DE可以是氧气和铁燃烧生成四氧化三铁，C与E是一氧化碳和四氧化三铁反应生成铁和二氧化碳，但AB和DE该反应物浓度不同，则E可以为Fe2O3，Fe与O2、H2O共同接触可以生成铁锈的主要成分，则C与E是一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，代入验证，推断合理。根据以上可知，A为碳，其化学式为：C，D为铁，其化学式为：Fe；C与E反应生成D是一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：；F转化成G是硫酸亚铁和氯化钡反应生成硫酸钡和氯化亚铁，反应的化学方程式为：。（3）铜具有还原性，将+3