第8講金屬與礦物-全國初中化學(xué)競賽試題及答案(原卷版)第8講金屬與礦物——全國初中化學(xué)競賽試題及答案（原卷版）1.（單選）下列關(guān)于金屬鋁的說法正確的是A.鋁在空氣中劇烈燃燒生成Al?O?和AlN的混合物B.鋁熱反應(yīng)中鋁作氧化劑，把金屬氧化物還原C.鋁制容器可長期盛放濃硝酸，因表面形成致密氧化膜D.工業(yè)上電解AlCl?水溶液制取單質(zhì)鋁答案：C解析：A項錯誤，鋁在空氣中燃燒主要生成Al?O?，AlN需高溫氮氣條件；B項錯誤，鋁熱反應(yīng)中鋁作還原劑；D項錯誤，工業(yè)上電解的是熔融Al?O?而非AlCl?溶液。2.（單選）下列礦石的主要成分與化學(xué)式對應(yīng)正確的是A.赤鐵礦Fe?O?B.黃銅礦CuFeS?C.方鉛礦PbCO?D.鋁土礦Al(OH)?答案：B解析：赤鐵礦為Fe?O?，方鉛礦為PbS，鋁土礦為Al?O?·nH?O（水合氧化鋁），只有黃銅礦CuFeS?正確。3.（單選）將鐵釘置于潮濕空氣中，最先生成的產(chǎn)物是A.Fe?O?·nH?OB.Fe?O?C.FeOD.Fe(OH)?答案：A解析：鐵在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕，最先生成疏松的Fe?O?·nH?O（鐵銹）。4.（單選）下列金屬中，不能通過熱分解其常見氧化物得到單質(zhì)的是A.汞B.銀C.銅D.鋁答案：D解析：Al?O?熱穩(wěn)定性極高，需電解法；HgO、Ag?O、CuO均可受熱分解得金屬。5.（單選）工業(yè)上以菱鎂礦（MgCO?）制取金屬鎂，下列流程合理的是A.煅燒→溶于鹽酸→電解溶液B.煅燒→與碳共熱還原→冷凝鎂蒸氣C.煅燒→溶于海水→石灰乳沉淀→焙燒→電解熔融MgCl?D.直接電解熔融MgCO?答案：C解析：A項電解溶液無法得金屬鎂；B項碳熱還原需2000℃以上，能耗高且鎂蒸氣難收集；D項MgCO?熔融前已分解；C項為皮江法改進(jìn)路線，經(jīng)濟(jì)可行。6.（單選）下列實驗現(xiàn)象與結(jié)論匹配正確的是A.將鋅片投入CuSO?溶液，鋅片表面出現(xiàn)紅色固體，說明金屬性Zn＞CuB.將銅絲在氯氣中燃燒生成棕黃色煙，說明銅顯+3價C.將鐵粉投入ZnSO?溶液，鐵粉表面出現(xiàn)銀白色固體，說明Fe比Zn活潑D.將鋁箔在酒精燈上加熱，鋁箔熔化滴落，說明鋁熔點低答案：A解析：B項產(chǎn)物為CuCl?，銅+2價；C項無反應(yīng)，F(xiàn)e不如Zn活潑；D項氧化膜包裹，熔融鋁不滴落。7.（單選）下列離子方程式書寫正確的是A.鋁與NaOH溶液反應(yīng)：2Al+2OH?+6H?O→2[Al(OH)?]?+3H?↑B.鐵與稀硝酸反應(yīng)：Fe+2H?→Fe2?+H?↑C.銅與濃硫酸共熱：Cu+4H?+SO?2?→Cu2?+SO?↑+2H?OD.鎂與醋酸反應(yīng)：Mg+2H?→Mg2?+H?↑答案：A解析：B項稀硝酸產(chǎn)生NO；C項濃硫酸應(yīng)寫分子式，產(chǎn)物水應(yīng)寫H?O；D項醋酸為弱酸，應(yīng)寫CH?COOH。8.（單選）下列關(guān)于金屬晶體敘述正確的是A.金屬鍵具有方向性和飽和性B.金屬導(dǎo)電是因自由電子定向移動C.金屬延展性與原子核對價電子吸引力強有關(guān)D.金屬熔點高低僅取決于相對原子質(zhì)量答案：B解析：金屬鍵無方向性、無飽和性；延展性與滑移面有關(guān)；熔點受晶格能、價電子數(shù)等多因素影響。9.（單選）某礦物含Cu?S，經(jīng)測定含銅量為64%，則該礦物純度為（Cu64）A.100%B.80%C.75%D.50%答案：B解析：Cu?S中Cu質(zhì)量分?jǐn)?shù)=2×64/(2×64+32)=80%，樣品測得64%，故純度=64%/80%=80%。10.（單選）下列金屬冶煉方法中，屬于“濕法冶金”的是A.鋁土礦→拜耳法→電解B.閃鋅礦→焙燒→鼓風(fēng)爐還原C.輝銅礦→堆浸→電積D.鈦鐵礦→氯化→鎂熱還原答案：C解析：堆浸—萃取—電積為典型濕法煉銅。11.（單選）下列關(guān)于不銹鋼說法錯誤的是A.鉻含量≥12%B.在表面形成Cr?O?保護(hù)膜C.絕對不被酸腐蝕D.鎳加入可提高耐堿性答案：C解析：不銹鋼耐蝕非絕對，王水、濃熱鹽酸仍可腐蝕。12.（單選）將Fe?O?與CO在高溫下反應(yīng)，若生成0.2molFe，則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為A.0.2NAB.0.3NAC.0.4NAD.0.6NA答案：D解析：Fe?O?→Fe，鐵由+3→0，每生成1molFe轉(zhuǎn)移3mole?，0.2molFe轉(zhuǎn)移0.6mole?。13.（單選）下列關(guān)于金屬腐蝕與防護(hù)敘述正確的是A.鍍鋅鐵破損后，鋅作陰極繼續(xù)保護(hù)鐵B.外加電流法將被保護(hù)金屬接電源正極C.犧牲陽極法適用于地下鋼管D.將鋼鐵與銅鉚釘連接可減緩腐蝕答案：C解析：A項鋅作陽極；B項應(yīng)接負(fù)極；D項形成原電池加速鋼鐵腐蝕。14.（單選）下列實驗?zāi)苓_(dá)到目的的是A.用NaOH溶液除去Fe?O?中混有的Al?O?B.用稀硫酸除去CuO中混有的CuC.用氨水除去MgO中混有的SiO?D.用鹽酸除去Zn中混有的Ag答案：A解析：Al?O?溶于NaOH，F(xiàn)e?O?不溶；B項CuO溶于酸；C項二者均不溶；D項Zn溶于酸。15.（單選）某合金含Al、Cu、Mg，欲依次分離，下列試劑順序合理的是A.NaOH→稀HCl→氨水B.稀HCl→NaOH→氨水C.稀HCl→NaOH→CO?D.NaOH→氨水→稀HCl答案：C解析：先鹽酸溶Mg、Al，剩Cu；濾液加NaOH沉淀Mg(OH)?，Al3?→AlO??；通CO?使AlO??→Al(OH)?沉淀，Mg(OH)?不溶。16.（單選）下列關(guān)于鈦冶煉說法正確的是A.直接電解TiO?得金屬鈦B.鎂熱還原需在氬氣保護(hù)下進(jìn)行C.產(chǎn)物中鈦含碳高，需酸洗D.鈦在高溫下不與N?反應(yīng)答案：B解析：TiO?不導(dǎo)電；鎂熱法需隔絕空氣防Ti被氧化；鈦高溫與N?生成TiN。17.（單選）下列關(guān)于金屬活動順序應(yīng)用錯誤的是A.用Fe制容器運輸濃硫酸B.用Zn塊保護(hù)船體C.用Al粉還原MnO?制MnD.用Cu制閥門輸送干燥HCl答案：A解析：Fe在濃硫酸中鈍化，但運輸過程若含水易引發(fā)事故，規(guī)范禁用鐵制槽車。18.（單選）下列關(guān)于金屬鍵與性質(zhì)關(guān)系敘述正確的是A.金屬顏色取決于自由電子濃度B.金屬硬度隨原子半徑增大而增大C.金屬熔點與價電子數(shù)成正比D.金屬導(dǎo)電率隨溫度升高而下降答案：D解析：自由電子熱運動加劇，碰撞增多，電阻增大。19.（單選）將10g鐵鋁合金溶于足量鹽酸，生成0.25molH?，合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（Fe56，Al27）A.27%B.36%C.54%D.64%答案：B解析：設(shè)Fexmol，Alymol，列方程：56x+27y=10；x+1.5y=0.25，解得y=0.1mol，m(Al)=2.7g，質(zhì)量分?jǐn)?shù)27%。20.（單選）下列關(guān)于稀土金屬說法錯誤的是A.化學(xué)性質(zhì)活潑，需隔絕空氣保存B.鑭系元素原子半徑隨原子序數(shù)增大而減小C.鈰在空氣中加熱生成Ce?O?D.稀土永磁材料主要含NdFeB答案：C解析：鈰生成CeO?。21.（填空）工業(yè)上電解精煉銅時，陽極泥主要成分除Au、Ag外，還含有________（填元素符號）。答案：Pt、Se、Te解析：陽極泥為不溶貴金屬及少量半導(dǎo)體元素。22.（填空）寫出鋁熱法焊接鋼軌的化學(xué)方程式：________。答案：2Al+Fe?O?→2Fe+Al?O?（高溫）23.（填空）鎂在CO?中燃燒生成兩種固體產(chǎn)物，其化學(xué)式為________和________。答案：MgO、C解析：2Mg+CO?→2MgO+C。24.（填空）黃銅礦焙燒生成Cu?S與FeO，反應(yīng)中氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為________。答案：1:2解析：2CuFeS?+3O?→Cu?S+2FeO+3SO?，O?為氧化劑，CuFeS?中S?2為還原劑，每2molCuFeS?提供8mole?，需2molO?得8mole?，故氧化劑:還原劑=2:2=1:1（按CuFeS?整體計）。若僅看S?2→S??，則1molO?對應(yīng)4mole?，需2molCuFeS?提供8mole?，比例1:2。25.（填空）以赤鐵礦為原料，高爐煉鐵中焦炭的作用為________和________。答案：提供熱量、生成CO作還原劑26.（填空）金屬鈧（Sc）與熱水反應(yīng)生成________和________。答案：Sc(OH)?、H?解析：2Sc+6H?O→2Sc(OH)?+3H?↑。27.（填空）鈦白粉（TiO?）與氯氣、焦炭高溫反應(yīng)生成________氣體，該氣體經(jīng)________（填操作）可得純TiCl?。答案：TiCl?、分餾28.（填空）將Fe?O?溶于稀硫酸，溶液中陽離子主要為________和________。答案：Fe2?、Fe3?解析：Fe?O?可看作FeO·Fe?O?。29.（填空）工業(yè)上制取金屬鉀采用________（填人名）法，其原理是利用________（填物理性質(zhì)）差異。答案：鈉還原、鉀沸點低于鈉30.（填空）鋁土礦溶出液中加入晶種分解的化學(xué)式為________。答案：Na[Al(OH)?]→Al(OH)?↓+NaOH31.（實驗題）某礦物X含F(xiàn)e、Cu、S，經(jīng)如下實驗：步驟1：取1.00g樣品在空氣中灼燒，得0.80g固體A和刺激性氣體B。步驟2：將A溶于稀硫酸，得藍(lán)色溶液C與少量紅色固體D。步驟3：向C中加入足量NaOH，生成白色沉淀E，E在空氣中逐漸變灰綠最終變紅褐F。步驟4：過濾，灼燒F得0.64g固體G。已知：相對原子質(zhì)量Fe56，Cu64，S32。（1）氣體B的化學(xué)式________；（2）固體D的化學(xué)式________；（3）沉淀E的化學(xué)式________；（4）固體G的化學(xué)式________；（5）通過計算確定X的化學(xué)式（要求列式）。答案：（1）SO?（2）Cu（3）Fe(OH)?（4）Fe?O?（5）計算：G為Fe?O?，0.64g→n(Fe?O?)=0.64/160=0.004mol→n(Fe)=0.008mol→m(Fe)=0.448g。藍(lán)色溶液C含Cu2?，D為未溶Cu，設(shè)Cu總量xg，則CuO質(zhì)量=x/64×80=1.25xg。固體A為CuO+Fe?O?，則1.25x+0.64–0.448×(160/112)=0.80，解得x=0.384g→n(Cu)=0.006mol。原樣品中S質(zhì)量=1.00–0.448–0.384=0.168g→n(S)=0.00525mol。n(Fe):n(Cu):n(S)=0.008:0.006:0.00525≈16:12:10.5≈32:24:21，取整得Fe??Cu??S??，最簡式CuFeS?，實際為CuFeS?與FeS?混合物，按實驗誤差可寫CuFeS?。32.（實驗題）設(shè)計實驗驗證“鋁在空氣中燃燒生成Al?O?并伴隨少量AlN”。提供試劑：鋁粉、氧氣、氮氣、濃NaOH、酚酞、紅色石蕊試紙、蒸餾水。（1）畫出燃燒裝置簡圖（文字描述）：________；（2）燃燒后固體加入濃NaOH，加熱，觀察到________，說明含AlN；（3）寫出AlN與NaOH反應(yīng)的離子方程式：________；（4）如何定量測定AlN質(zhì)量分?jǐn)?shù)？________（簡述步驟）。答案：（1）將鋁粉平鋪于瓷舟，置于石英管中，管兩端通入O?/N?混合氣（體積比4:1），管式爐加熱至800℃。（2）用濕潤紅色石蕊試紙置于管口，試紙變藍(lán)，說明放出NH?。（3）AlN+OH?+H?O→[Al(OH)?]?+NH?↑（4）稱取燃燒產(chǎn)物mg，加過量NaOH，加熱蒸餾出NH?，用標(biāo)準(zhǔn)H?SO?吸收，再用NaOH回滴，計算NH?量→n(AlN)=n(NH?)，得質(zhì)量分?jǐn)?shù)。33.（計算題）某鈦鐵礦含F(xiàn)eTiO?80%，雜質(zhì)為SiO?。采用“硫酸法”生產(chǎn)鈦白粉，已知：①FeTiO?+2H?SO?→FeSO?+TiOSO?+2H?O②TiOSO?水解：TiOSO?+2H?O→H?TiO?↓+H?SO?③H?TiO?焙燒：H?TiO?→TiO?+H?O若處理1t礦，硫酸耗量按理論量110%加入，求：（1）需98%濃硫酸質(zhì)量________kg；（2）若水解率96%，可得TiO?質(zhì)量________kg；（3）副產(chǎn)FeSO?·7H?O質(zhì)量________kg。答案：（1）n(FeTiO?)=1000×0.8/152=5.263mol→需H?SO?2×5.263×1.1=11.58mol→m(H?SO?)=1135g→需98%酸1135/0.98=1158kg。（2）n(TiO?)=5.263×0.96=5.053mol→m=5.053×80=404kg。（3）n(FeSO?)=5.263mol→m(FeSO?·7H?O)=5.263×278=1463kg。34.（計算題）用鋁熱法從Cr?O?制取金屬鉻，欲得100kgCr，需鋁粉至少________kg，同時生成爐渣________kg。答案：2Al+Cr?O?→2Cr+Al?O?n(Cr)=100000/52=1923mol→需Al1923mol→m(Al)=1923×27=51.9kg。生成Al?O?961.5mol→m=961.5×102=98.1kg。35.（計算題）某含Cu?S60%的銅礦，采用“低溫焙燒—電爐還原”工藝，總回收率92%，求生產(chǎn)1t電解銅需原礦________t。答案：Cu?S中Cu質(zhì)量分?jǐn)?shù)=128/160=80%，原礦含Cu60%×80%=48%，設(shè)需礦xt，則x×0.48×0.92=1→x=2.26t。36.（綜合推斷）某黑色金屬氧化物A，溶于鹽酸得綠色溶液B，B通Cl?后變黃色C，C加入KSCN顯血紅色。A與Al粉混合點燃，劇烈反應(yīng)生成白色固體D與金屬E。（1）A的化學(xué)式________；（2）B→C離子方程式________；（3）A→D、E的化學(xué)方程式________；（4）若A為Fe?O?，生成E的質(zhì)量為8.4g，則消耗鋁粉________g。答案：（1）Fe?O?（2）2Fe2?+Cl?→2Fe3?+2Cl?（3）8Al+3Fe?O?→4Al?O?+9Fe（4）n(Fe)=8.4/56=0.15mol→按方程耗Al0.15×8/9=0.133mol→m=3.6g。37.（綜合推斷）某銀白色金屬M，其氧化物MO兩性，溶于NaOH生成Na?MO?，其鹽MSO?與NaHCO?溶液生成白色沉淀，沉淀加熱得MO。（1）M的元素符號________；（2）MO與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式________；（3）MSO?與NaHCO?反應(yīng)生成沉淀的離子方程式________；（4）工業(yè)上M的冶煉方法________（填方法名稱）。答案：（1）Zn（2）ZnO+2OH?→[Zn(OH)?]2?（3）Zn2?+2HCO??→ZnCO?↓+CO?↑+H?O（4）濕法電解硫酸鋅溶液。38.（綜合推斷）某紅色礦物P，含Cu、Fe、S，經(jīng)分析Cu:Fe:S=5:4:9，焙燒后得固體Q與氣體R，Q溶于稀硫酸得藍(lán)色溶液與殘渣S，S為Fe?O?，質(zhì)量為0.80g。（1）P的最簡式________；（2）氣體R通入Ba(NO?)?溶液生成________沉淀；（3）若原樣品1.00g，求Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)________%。答案：（1）Cu?Fe?S?（2）BaSO?（3）n(Fe?O?)=0.80/160=0.005mol→n(Fe)=0.01mol→按式n(Cu)=0.0125mol→m(Cu)=0.8