第2章 物质转化与材料利用（专题—金属相关推断、计算解答）（含解析）

专题——第二章相关推理和解答题
1.(2021·衢州) 实验室有一瓶敞口放置的氢氧化钠固体样品，为探究样品中的成分，小科进行如下实验：
（1） 操作①是加水充分溶解，操作②的名称是 。
（2） 沉淀B的化学式是 。
（3） 小科根据实验现象认为样品中一定含有氢氧化钠，请你评价小科的判断是否正确，并说明理由 。
2.在探究金属活动性的实验中，同学们将含有ZnSO4、FeSO4、CuSO4的废液倒在废液缸里，为避免废液直接排放造成水污染，小明同学利用废液设计了如下回收硫酸锌和有关金属单质的实验。请回答：
（1） 固体A中含有的金属单质有 。
（2） 要检验步骤④中加入的稀硫酸是否足量的方法是 。
（3） 不计实验中的物质损失，要计算原废液中硫酸锌的质量，除要称量回收的ZnSO4质量外，还必须称量实验过程中的量有 。
3.学习稀硫酸的化学性质时，老师在课堂上做了稀硫酸与氧化铜粉末反应的演示实验，小东对实验后的废液进行了溶质成分的鉴定，如图甲，将NaOH溶液渐渐加入到废液A中，生成蓝色沉淀C的质量与加入的NaOH溶液的质量关系如图乙所示，在B中加入Ba（NO3）2溶液能生成一种不溶于稀硝酸的白色沉淀E．
（1） 在过滤操作中，需要用到的玻璃仪器有 （选填序号）．
A .酒精灯、漏斗、玻璃棒 B .漏斗、玻璃棒、烧杯 C .酒精灯、试管、玻璃棒
（2） 废液A呈 （填“酸性”“碱性”或“中性”），其中含有的溶质是 （写化学式）．
（3） 在B中加入Ba（NO3）2溶液至恰好完全反应时，经过滤得到69.9克白色沉淀E，通过计算说明，图乙中的H点表示的溶液的质量是多少克？
4.(2021·绍兴) 取敞口放置的氢氧化钠溶液于烧杯中,倒入一定量的稀硫酸充分反应。为探究反应后所得溶液X的成分,兴趣小组进行了如下实验(所加试剂均足量):
（1） 过滤中玻璃棒的作用是 。
（2） 产生的无色气体是 。
（3） 溶液X的溶质是 。
（4） 计算滤液A中氯化钠的质量。
5.易拉罐的主要成分是铝镁合金(已知其他杂质不溶于酸也不与稀硫酸反应)，为了测定易拉罐铝镁合金中两种元素的质量比，小明开展了如图甲的实验，实验中生成沉淀的质量与滴入氢氧化钠溶液的质量的关系如图乙所示。
资料：氢氧化铝是一种白色沉淀，可与氢氧化钠反应：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，氢氧化镁不与氢氧化钠反应。
（1） 操作①表示的物质分离方法是 。
（2） 当滴入氢氧化钠溶液为c克时，充分反应后，溶液乙中的溶质为 (填化学式) 。
（3） 根据实验数据，该易拉罐中铝元素和镁元素的质量比为 (用mA和mB表示)。
6.普通黄铜仅由铜和锌组成，广泛用于制造板材、管材等，也用于铸造机械零件。现有一块50.00g黄铜样品，某同学利用一种未知浓度的稀盐酸来测定样品中Cu的质量分数。有关数据如下图：
求：（1） 黄铜中Cu的质量分数。
（2） 样品完全反应产生的H2的质量。
（3） 稀盐酸的溶质质量分数。
7.有一包固体粉末，可能是CaCO3、Na2SO4、CuSO4、Na2CO3中的一种或多种，某实验小组对其组成成分进行了以下探究活动。
【资料查阅】Na2CO3溶液与CuSO4溶液混合能产生蓝色沉淀。
【活动与探究】取一定量上述固体粉末，加足量水溶解。
（1） 【现象与结论】经上述操作，得到蓝色澄清溶液，则原固体粉末中一定没有 和 (填化学式)。
（2） 【探索与拓展】为进一步确定原固体粉末的组成，该实验小组同学先用托盘天平称取46.2g该粉末，溶于水配成174.6g溶液，再往其中加入溶质质量分数为8%的NaOH溶液，产生沉淀的质量与所加NaOH溶液质量的关系如图所示。据图回答：
①计算产生最大沉淀量时所加NaOH溶液的质量。
②通过计算确定46.2g固体粉末的组成 。(通过计算回答出物质名称和其质量)
8.为探究铜及其化合物的性质， 进行如下实验：称取已部分被H，还原的氧化铜粉末(含Cu和CuO)7.2g置于烧杯中，向其中加入50g稀硫酸，充分反应后，再向烧杯中加入溶质质量分数为20%的NaOH溶液，烧杯内固体物质的质量与加入NaOH溶液的质量关系如图所示。请分析计算：
（1） 加完50克稀硫酸后溶液中的溶质为 (写出化学式)；
（2） Cu和CuO的混合物中，Cu元素和O元素的质量比为 ；
（3） a的值；
（4） 实验所用稀硫酸中溶质的质量分数。
8.某些食品包装袋内常放入还原性铁粉作“双吸剂”以防止食品腐败。某课外兴趣小组在实验室发现了一包破损的还原性铁粉（含少量杂质，杂质既不溶于水也不溶于酸），他们取六份样品，分别加稀硫酸反应。测得部分数据如表，请根据有关信息回答问题
实验次数 1 3 4 5 6
取样品质量（g) 31.0 31.0 31.0 31.0 31.0
取稀硫酸质量（g) 30.0 90.0 120.0 150.0 180.0
产生气体质量（g) 0 a 0.3 0.5 0.6
（1） “双吸剂”的原理是
（2） a的数值为
（3） 计算该稀硫酸的溶质质量分数？
9.Mg(OH)2具有广泛的应用，常用菱镁矿制备。研究人员向一定质量的菱镁矿粉中加入过量的稀硫酸，充分溶解后除杂、过滤，得到只含MgSO4和H2SO4的混合溶液，为确定混合溶液中镁的含量，取4份混合溶液各100g，向每份混合溶液中加入一定质量的4%NaOH溶液，得到实验数据如下表所示：
实验编号 ① ② ③ ④
NaOH溶液质量/g 10.0 20.0 30.0 40.0
Mg(OH)2质量/g 0.232 0.522 0.580 0.580
（1） 实验（填实验编号）中硫酸镁完全反应。
（2） 计算100克混合溶液中含MgSO4的质量（写出计算过程）。
（3） 分析实验数据，在图中，画出加入4% NaOH溶液质量0﹣30.0g过程中，产生Mg(OH)2沉淀质量对应的变化图，并标注必要的数值。（不需要写出计算过程）
10.某科学兴趣小组对一份含铁的固体样品进行探究。通过实验已确定该样品由氧化铁和铁粉混合而成。他们称取了 17.6 克固体样品，用图甲所示的装置进行实验，测定的数据如图乙所示。已知实验中发生的
化学反应：Fe2O3+3CO=高温=2Fe+3CO2 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
（1） 图一实验装置体现了 CO 具有的化学性质有 。
（2） 计算该样品中氧化铁的质量。
（3） 将上述反应后 14 克的固体中加入 150 克稀硫酸，恰好完全反应，求反应后所得溶液的溶质质量分数（结果精确到 0.1%）。
11.某合金是由铜与镁、锌两种金属中的一种组成的，现欲测定其组成，进行如下实验：取该合金样品30g放入烧杯中，然后将200g溶质质量分数为19.6%的稀硫酸平均分四份依次加入该烧杯中，每次均充分反应，实验数据如下：
请计算：
（1） 该合金中铜的质量分数为多少？
（2） 通过计算确定：该合金除铜外另一种金属是镁、锌中的哪一种？
（3） 第三次加入稀硫酸充分反应后，所得溶液中溶质质量分数为多少？（精确到0.1%）
12.某化学调查小组的同学到钢铁厂做社会调查。他们抽取组成完全相同的质量为2.84克、4.26克、6.23克的三份钢样（假设钢样中只含铁和碳），分别加入100克稀硫酸中进行实验（实验I、Ⅱ、Ⅲ），充分反应后，将得到的实验数据绘制出如右图象。试回答（计算结果精确到0.1%）：
（1） 写出实验中有关的化学方程式： 。
（2） 实验1中铁参加反应质量为 。
（3） 稀硫酸完全参加反应的实验中，反应后溶液中溶质的质量分数是多少？
13.课堂上老师演示了锌跟稀硫酸的反应，某同学对实验后试管中溶液的成分产生了兴趣。为了探究反应后溶液中是否含有稀硫酸，他继续往该试管中逐滴加入10％的氢氧化钡溶液，滴入氢氧化钡溶液质量和生成沉淀质量之间的关系如图所示。试分析回答：
（1） 与氢氧化钡溶液反应生成的沉淀中肯定会含有 (填化学式)。
（2） 根据图中信息，计算分析反应后溶液中是否含有稀硫酸
（3） 该同学认为：如果往上述实验的试管中继续滴加氢氧化钡溶液肯定还有沉淀生成。你认为该同学的想法是否正确 并说明理由
14.小金同学各取 48g 氧化铁粉末利用图示装置进行甲、乙对比实验，探究温度对CO 和 Fe2O3 反应的影响（固定装置略）。
甲组用酒精喷灯（火焰温度 800℃～1000℃）、乙组用酒精灯（火焰温度 500℃～700℃） 分别对玻璃直导管进行充分加热，红色粉末均变为黑色粉末。两组分别用固体产物进行实验，记录如下。
操作步骤 甲组现象 乙组现象
① 称量反应后粉末质量(g) 33.6 44.2
② 取黑色粉末用磁铁吸引 全部能被磁铁吸引 部分能被磁铁吸引
③ 取黑色粉末加入足量稀盐酸，震荡 全部溶解，有气泡 部分溶解，无气泡
为解释这个现象，小金同学查阅到下列资料：
Ⅰ．已知铁的氧化物有 FeO、Fe3O4、Fe2O3， 在一定条件下，均能失去或逐步失去其中的氧，最终被还原为铁。
Ⅱ．Fe3O4 是一种铁氧体磁性物质，不溶于水和酸。
（1） 从实验安全角度考虑，图示装置还应采取的改进措施是 。
（2） 甲组的黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式是 。
（3） 乙组的生成物可能是 ，请你通过计算证明。
15.[宁波]为测定CuCl2和FeCl2组成的混合溶液中FeCl2的质量分数进行如下实验：
①取200g混合溶液加人足量的AgNO3溶液，经过滤洗涤、干燥、称量得到143.5gAgCl固体；
②另取原混合溶液各200与含有杂质的废铁用反应（杂质不溶于水，也不参与反应），共做了五组实验，其实验数据如下表。
实验组别 一 二 三 四 五
混合溶液质量/g 200 200 200 200 200
铁屑质量/g 6 9 12 15 18
析出铜的质量/g 6.4 9.6 m 16 16
请分析计算：
（1） 表中第三组实验的m值为 。
（2） 第 组实验恰好完全反应。
（3） 铁屑中铁的质量分数为多少？（计算结果精确到0.1%）
（4） 原混合溶液中FeCl2的质量分数为多少？（计算结果精确到0.1%）
16.[嘉兴]在学习了金属的化学性质后，科学老师布置了一项课外学习任务：调查化工颜料店出售的涂料添加剂“银粉”是什么金属？某学习小组通过调查，分别获得了“银粉”是银粉、铝粉、锌粉这三种不同结果。为了确定究竟是哪一种金属，学习小组同学将一小包“银粉”带回实验室，进行了如下实验和分析。(相关反应的化学方程式为：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑；2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑)
（1） 取少量“银粉”于试管中，滴加适量盐酸，观察到有 产生，说明“银粉”一定不是银。
（2） 为了进一步确定“银粉”是铝还是锌，学习小组通过理论计算， 获得两种金属分别与足量盐酸反应产生氢气的质量关系，并绘制成如图所示图像。在绘制锌的图像时，a点所对应的锌的质量m为多少？（通过计算回答）
（3） 取1.8克“银粉”（杂质忽略不计）加入到50克稀盐酸中，恰好完全反应，生成氢气0.2克。根据上图可知，“银粉”是 。计算实验中所用稀盐酸的溶质质量分数 。
专题——第二章相关推理和解答题解析
1.（1） 过滤（2）CaCO3（3）
2.
Zn、Fe、Cu
（2）
（3） 加入锌粉的质量
3.（1）B
（2） 酸性 H2SO4、CuSO4
（3）
4.（1） 引流（2） 二氧化碳（3）
（4）
5.（1） 过滤（2）（3）
6.（1） 67.5% （2） 0.5g
（3）
7.（1） CaCO3 Na2CO3（2）
8.（1）H2SO4和CuSO4 （2）8:1；
（3）
（4）
8.（1）（2） 0.1
（3） 54.2%
9.（1） ③④
（2）
（3）
10.（1）还原性和可燃性
（2）12g
（3）
11.（1） 30%（2） （3）
12.（1） （2）2.8g（3） 14.4%
（1） BaSO4
（2） （3）
14.（1） （2）
15.
（1） 12.8（2） 四
（3）
（4）
16.（1） 气泡（2）
（3）