6.2金属的化学性质
一、选择题(共16题)
1.《天工开物》是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作,里面详细记述了金、锌、铜、铁等金属的开采和冶炼方法。上述金属中金属活动性最强的是
A.金 B.锌 C.铜 D.铁
2.基于证据的推理是化学学习的核心素养之一。下列有关铁的说法正确的是
A.铁能和稀盐酸反应,生铁能被稀盐酸完全溶解
B.铝的金属活动性比铁强,铝的抗腐蚀性能比铁差
C.铁的金属活动性比铜强,不能用铁质容器配制含硫酸铜的波尔多液
D.置换反应有单质生成,实验室模拟炼铁的反应是置换反应
3.下列属于置换反应的是
A.2Mg+O22MgO B.CaCO3CaO+CO2↑
C.2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O D.H2+CuOCu+H2O
4.下列颜色变化不是由化学变化引起的是
A.紫色石蕊溶液中通入二氧化碳变红
B.紫红色的铜片在空气中加热逐渐变黑
C.蓝色的硫酸铜溶液遇锌逐渐变成无色
D.滴有红墨水的水遇活性炭逐渐变成无色
5.下列是摘录某同学实验记录本中有关实验现象的描述,其中完全正确的是
A.镁条与足量的稀盐酸剧烈反应,产生大量气泡,并放出大量的热
B.硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰,生成一种无色、无味的气体
C.铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成四氧化三铁
D.铁丝伸入硫酸铜溶液一段时间后,铁丝表面覆盖一层红色物质,溶液由蓝色变为无色
6.某同学为验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序,他设计了以下四种实验方案,其中不能达到实验目的的是
A.将Zn丝、Ag丝分别放入CuSO4溶液中
B.将Zn丝分别放入Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液中
C.将Cu丝分别放入Zn(NO3)2 溶液和AgNO3溶液中
D.将Zn丝、Cu丝分别放入稀硫酸中,将Ag丝放入CuSO4溶液中
7.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的表面有银析出,而Z没变化,则X、Y、Z的金属活动性顺序为
A.X>Y>Z B.Z>Y>X C.X>Z>Y D.Y>Z>X
8.下表是生活中常见的两种清洁剂。NaClO+2HCl=NaCl+X↑+H2O。则下列说法正确的是
清洁剂名称 洁厕灵 84 消毒液
有效成分 HCl NaClO
A.“洁厕灵”和“84 消毒液”不可混合使用
B.“洁厕灵”可用于清洁大理石地面
C.“84 消毒液”中 NaClO 属于盐,其中 Cl 元素的化合价呈-1 价
D.“洁厕灵”与“84 消毒液”混合后发生置换反应
9.将16g黄铜片放入足量的稀硫酸中,充分反应后过滤,将滤渣在空气中充分加热后称量,其质量依旧为16g,则原黄铜片中铜的质量分数为
A.20%
B.40%
C.60%
D.80%
10.将一定质量的Zn粒放入AgNO3与Cu(NO3)2的混合溶液中,充分反应后发现,溶液底部有少量固体;过滤后在滤渣和滤液中分别加入适量稀盐酸,滤渣中有无色气体产生,滤液中无沉淀产生.结合实验现象判断,下列结论中,正确的是
A.滤渣中可能含有单质锌 B.滤液中一定没有银离子
C.滤渣中一定没有单质铜 D.滤液的颜色可能为蓝色
11.一定条件下,在一个密闭容器内发生某反应,测得反应前后各物质的质量如下图所示。
下列关于以上反应的说法中,正确的是
A.X的值为44 B.W由碳、氢两种元素组成
C.该反应属于置换反应 D.W中碳、氢元素质量比为4∶1
12.推理是一种重要的思维方法,以下推理合理的是
A.性质活泼的金属在空气中容易被腐蚀,铝在空气中不易被腐蚀是因为其性质不活泼
B.置换反应有单质生成,所以有单质生成的反应一定是置换反应
C.化学反应前后原子总数不变,所以化学反应前后分子总数也不变
D.化学反应伴随能量变化,所以金属腐蚀过程中一定伴随能量变化
13.下列有关Fe2O3的反应中,属于置换反应的是( )
A.Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O
B.F2O3+3CO2Fe+3CO2
C.F2O3+2AlAl2O3+2Fe
D.F2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O
14.验证Zn、Fe、Cu金属的活动性强弱,下列的试剂组合实验方案不能达到实验目的是
A.FeSO4溶液、Zn、Cu
B.ZnSO4溶液、稀盐酸溶液,Fe、Cu
C.ZnSO4溶液、FeSO4溶液、Cu
D.ZnCl2 溶液、Fe、CuCl2溶液
15.下列家庭小实验不能成功的是 ( )
A.用铜丝和白醋制取氢气 B.将冷碟子放在蜡烛火焰上方制取炭黑
C.用铅笔芯代替石墨试验导电性 D.用鸡蛋壳和白醋制取少量的二氧化碳
16.下列可用于验证铜、铁、锌三种金属的活动性强弱的一组药品是
①Cu、Zn、FeSO4溶液 ②Cu、Fe、ZnSO4溶液
③FeSO4溶液、Cu、ZnSO4溶液 ④Fe、CuSO4溶液、ZnSO4溶液
A.①④ B.①② C.②③ D.③④
二、综合题(共6题)
17.请根据下列实验装置图(图1)回答有关问题
(1)写出列仪名称:a______;b______。
(2)写出实验室用A装置制氧气的化学方程式______。
(3)氢气是一种无色、无味的气体,难溶于水,密度比空气小。实验室用C装置制氢气时,药品Y是______(填名称),该反应属于______(填一种基本反应类型)。若用E装置收集氢气,导管口Ⅰ应该与______相连(填“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(4)小李同学利用生活中的废弃材料设计了如图2所示的装置(G装置中①、④为浸有紫色石蕊试液的湿润棉花,②、③为用紫色石蕊试液浸过后干燥的棉花)来探究二氧化碳的制取和性质,下列关于该实验的叙述正确的是______(填字母)。
a.饮料瓶中放大理石,注射器内的液体可为稀硫酸
b.实验中可观察到④、①棉球先后变红,而棉球②、③不变红
c.该实验可证明二氧化碳的密度比空气大且能与水发生反应
d.图1中,与F装置的作用最相似的是B装置
e.F装置也可用于实验室制氧气
(5)实验室用25g溶质质量分数为14.6%的稀盐酸最多可制得氢气多少升?(写出计算过程,在该实验条件下,氢气的密度为为0.1g/L)
18.铜在生产、生活中用途广泛。请回答下面关于铜的有关问题。
Ⅰ、图甲是铜(Cu)和A、B、C、D其它四物质间的关系(“—”表示物质间能发生反应,“→”表示物质在一定条件下能转化)。A、B、C是单质,D是氧化物,且A和B是金属,C和D是无色气体,。
(1)Cu、A、B三种金属的活动性由强到弱排列顺序是_____,①②③反应的基本类型都是_____。
(2)⑤的化学方程式是_____,反应⑥中表现D具有_____性。
Ⅱ、从含 Cu、Zn的废旧电池铜帽中回收铜并制取硫酸锌溶液的过程如图乙所示(反应条件已略去)。已知2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O。
(1)操作②的名称是_____,固体C所含的物质是_____(填化学式)。
(2)②发生反应的化学方程式是_____。
(3)③中加入适量稀H2SO4的作用是_____。
19.金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用.正确使用金属材料,首先应该了解金属.
①地壳中含量最多的金属元素是______填元素符号
②保持铁的化学性质的最小粒子是______.
国家大剧院安装了近2万块被称作“太空金属”的钛金属板,其密度只有钢的钛与稀硫酸反应的化学方程式为:Ti+2H2SO4=Ti(SO4)2+2H2↑
在某稀有气体中,熔融状态下,镁与反应的化学方程式为:TiCl4+2MgMgCl2+Ti,则Mg、Ti、Cu的金属活动性顺序是______.
某实验室废液缸里的废液含有、、,如果将废液直接排放就会造成水污染.几位同学利用课余处理废液,回收硫酸锌和有关金属.实验过程如图:
请回答:
①操作1是______,固体A的成分______.
②固体C是______滤液1和滤液2中溶质相同,该溶质是______.
③写出加入过量锌粉的其中一个反应的化学方程式______;
④加入足量稀硫酸发生反应的化学方程式______.
20.分金属于机金属板中含有Fe、 Cu、 Au、 Ni(银银白色金属等金属,如图是某工厂回收部分金属的流程图。已知2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O
(1)操作①的名称是_____。
(2)固体A的化学式为_____;滤液②中所含的金属阳离子为_____。
(3)写出滤液③和铁粉发生反应的一个化学方程式_____;该反应的基本类型为 _____反应。
(4) Cu、Fe、 Ni在溶液中的活动性由强到弱的顺序依次是_____。
(5)另有同学乙将一定质量的锌粒投入含有Cu(NO3)2 和Fe(NO3)3的混合溶液中,充分反应后过滤,若滤液中除了水之外,只含有一种物质,则滤渣中一定含有_____。
(6)铝合金广泛应用于生活中,兴趣小组同学称取20g铝合金粉末于烧杯中,将400g稀硫酸分四次加入(每次加入100g),充分反应,测得实验数据如下表所示:(假设该铝合金中只有铝能与稀硫酸反应,其他成分不与稀硫酸反应)则m=_____, 铝合金样品中铝的质量分数为_____。
实验 第一次 第二次 第三次 第四次
加入稀硫酸的质量(g) 100 100 100 100
烧杯中剩余物的质量(g) 119.2 218.4 318.0 m
21.郑州地铁不但缓解了市内交通压力,也改善了城市空气质量。
I.地铁站里氧气含量测定
地铁站里氧气的含量要与地面保持一致。现有一瓶从地铁站里收集到的空气样品,康康利用如图实验装置测定样品中氧气的含量。
(1)请指出测定时需要注意的事项(至少2条)______、______。
II.铁的冶炼
地铁修建需要大量钢材,工业上是用高炉炼铁。康康用如图装置模拟炼铁的化学原理。
(2)请写出反应的化学方程式______。
(3)为了提高CO的利用率,你将怎样改进此装置______?
III.金属的活动性
康康到工地了解了部分金属材料的防锈问题。技术人员告诉他,采用镀锌管做水管时,最好不要用铜质水龙头。为了探究铜、锌、铁三种金属的活动性,康康把等表面积的铁片和锌片放入硫酸铜溶液中(如图所示)。请回答:
(4)如何判断它们是否发生了化学反应?______
(5)甲试管中反应前后溶液的质量______(填“增重”、“不变”或“减轻”),乙中发生反应的化学方程式为______。
(6)上述实验不能够完全证明三种金属的活动性,需要补充的实验操作是______。
IV.郑州地铁1号线每车次运送乘客约960人,走同样的路线,每辆CNG公交车能运送乘客30名。CNG公交车每车次消耗天然气a kg(以甲烷计算),若乘CNG公交车的乘客均改乘地铁1号线,则地铁每运行一车次,可减少二氧化碳排放多少千克?______
22.2020年12月17日,嫦娥五号携带月球样品顺利返回地球,这是中国探月工程的又一里程碑。钢铁、铝等材料为航空航天做出了重大贡献。
Ⅰ 铝的应用
(1)铝制品具有很好的抗腐蚀性能的原因是_______。
(2)为验证金属铝和铜的活动性,以下选项中的溶液可行的是_______。
A 氯化钠溶液 B 稀盐酸 C 硫酸铜溶液
(3)焊接铁轨时,铝与氧化铁在高温下生成铁和氧化铝,该反应的化学方程式_______。
Ⅱ 氧化铝制备
氧化铝在增强性能材料中发挥着重要作用。某厂用工业级硫酸铝铵[NH4Al(SO4)2 12H2O](含少量Fe、Si、Ca等杂质元素及不可溶性杂质)获得高纯氧化铝,其流程如图:
已知:NH4Al(SO4)2溶液呈酸性
(4)上述流程中结晶的目的是_______。
(5)步骤2中发生的化学反应方程式NH4Al(SO4)2+3NH3 H2O=Al(OH)3↓+2(NH4)2SO4.检验中间体Al(OH)3已洗涤干净的方法是_______。
(6)获得中间体Al(OH)3可采用正沉淀(氨气通入硫酸铝铵溶液中)和反沉淀(硫酸铝铵滴入氨水中)两种方法。为使Al(OH)3的析出率更高,应选用的方法是_______。(填“正沉淀”或“反沉淀”)
Ⅲ 探究铝碳酸镁的组成
铝碳酸镁[AlxMgy(OH)zCO3]可用于治疗胃酸过多。某兴趣小组取一定量该药片用如图装置探究其组成。
已知:Al2O3溶于氢氧化钠,反应的化学方程式为:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
(7)实验开始时,先通一定量氮气,目的是_______。
(8)铝碳酸镁加热分解生成Al2O3、MgO、CO2和H2O,装置B和C中分别盛放浓H2SO4和浓NaOH溶液,装置C中反应的化学方程式是_______。
(9)充分加热后,将装置A中剩余固体加入足量的NaOH溶液,充分反应后,剩余固体质量为24.0g,消耗NaOH的质量为8.0g,则x:y=_______。(请写出计算过程)
参考答案
1.B
【详解】
由金属活动性顺序表可知,金、锌、铜、铁四种金属的活动性由强到弱的顺序是锌、铁、铜、金,即上述金属中金属活动性最强的是锌,故选B。
2.C
【详解】
A、生铁的主要成分是铁,含有碳等杂质,碳不能与盐酸反应,生铁不能完全溶解到稀盐酸中,故A错误;
B、铝在常温下与空气中的氧气发生化学反应,使铝的表面生成了一层致密的氧化铝薄膜从而阻止了内部的铝进一步氧化,铁在潮湿的空气中易形成铁锈,铁锈是一种疏松多孔的物质,铝的抗腐蚀性能比铁更强,故B错误;
C、铁的金属活动性比铜强,铁能与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,不能用铁质容器配制含硫酸铜的波尔多液,故C正确;
D、实验室模拟炼铁的反应是一氧化碳与氧化铁在高温条件反应生成铁和二氧化碳,该反应的反应物是两种化合物,不属于置换反应,故D错误。故选C。
3.D
【详解】
A、反应是两种物质生成一种物质,属于化合反应,故A不正确;
B、反应是一种物质反应生成两种物质,属于分解反应,故B不正确;
C、该反应的反应物和生成物都是化合物,不属于置换反应,故C不正确;
D、反应由一种单质和一种化合物反应,生成另外一种单质和一种化合物的反应,属于置换反应,故D正确。故选D。
4.D
【解析】
A、紫色石蕊溶液中通入二氧化碳变红,实际上是二氧化碳与水反应生成了碳酸,碳酸使紫色石蕊溶液变红,发生了化学变化,此颜色变化是由化学变化引起的,故A错误;
B、紫红色的铜片在空气中加热逐渐变黑,是铜被氧化生成了氧化铜,是由化学变化引起的颜色变化,故B错误;
C、蓝色的硫酸铜溶液遇锌逐渐变成无色,是锌置换了硫酸铜中的铜,溶液变成了硫酸锌溶液,颜色的变化是由化学变化引起的,故C错误;
D、滴有红墨水的水遇活性炭逐渐变成无色,是利用了活性炭的吸附性,没有发生化学变化,故D正确;
故选D.
5.A
【详解】
A、镁条与足量的稀盐酸剧烈反应,产生大量气泡,并放出大量的热,正确;
B、硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰,生成一种有刺激性气味的气体,错误;
C、铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,物质名称不是对现象的描述,错误;
D、铁丝伸入硫酸铜溶液一段时间后,铁丝表面覆盖一层红色物质,溶液由蓝色变为浅绿色,错误;
故选A。
6.B
【详解】
A、将Zn丝、Ag丝分别放入CuSO4溶液中,锌能与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,有红色固体析出,说明锌比铜活泼,银与硫酸铜不反应,无明显现象,说明铜比银活泼,可以验证三种金属的活动性顺序,不符合题意;
B、将Zn丝分别放入Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液中,锌能与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,有红色固体析出,说明锌比铜活泼,锌能与硝酸银反应生成硝酸锌和银,有银白色固体析出,说明锌比银活泼,但是无法验证铜、银的金属活动性顺序,符合题意;
C、将Cu丝分别放入Zn(NO3)2 溶液和AgNO3溶液中,铜与硝酸锌不反应,说明锌比铜活泼,铜能与硝酸银反应生成硝酸铜和银,有银白色固体析出,说明铜比银活泼,可以验证三种金属的活动性顺序,不符合题意;
D、将Zn丝、Cu丝分别放入稀硫酸中,锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,说明在金属活动性顺序里,锌排在氢前,铜与稀硫酸不反应,说明金属活动性顺序里,铜排在氢后,由此得出锌比铜活泼,将Ag丝放入CuSO4溶液中,银与硫酸铜不反应,说明铜比银活泼,可以验证三种金属的活动性顺序,不符合题意。
故选B。
7.A
【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在氢前,Y在氢后,即X的活动性比Y强;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的活动性比银的强,而Z的活动性比银的弱,即Y的活动性比Z的强,根据以上事实,判断出X、Y和Z的金属活动性顺序为X>Y>Z。故选A。
8.A
【详解】
A. “洁厕灵”中有盐酸,“84 消毒液”中有次氯酸钠,两者能发生反应,所以不可混合使用,故正确;
B. “洁厕灵”不可用于清洁大理石地面,因为洁厕灵中的盐酸会与大理石的成分碳酸钙发生反应,故错误;
C. “84 消毒液”中 NaClO 属于盐,根据化合物中各元素的化合价的代数和为0可计算出NaClO 中Cl 元素的化合价呈+1 价,故错误;
D. “洁厕灵”与“84 消毒液”混合后发生反应,反应物都是化合物,所以不是置换反应,故错误。
故选A。
9.D
【详解】
黄铜中含有铜、锌,铜不能与稀硫酸反应,而锌能与稀硫酸反应生成氢气和可溶性的硫酸锌。其根本意思是,与稀硫酸反应的锌的质量,等于铜在空气中加热后生成的氧化铜中氧元素的质量。也就是说,求黄铜片中铜的质量分数,等同求氧化铜中铜元素的质量分数,即:,故选D。
10.B
【详解】
试题分析:过滤后在滤渣和滤液中分别加入适量稀盐酸,滤渣中有无色气体产生,滤液中无沉淀产生.说明其中不含有硝酸银溶液,而且锌过量,所以滤渣中一定有铜、银、锌,而滤液中一定没有银离子。故选B.
11.D
【详解】
A、由以上分析知X的值等于44g+8g=52g,故错误;
B、根据质量守恒定律,由反应表达式可以看出W中一定含有碳氢两种元素,是否含有氧元素则要通过生成物中的氧元素与反应的氧气质量进行比较,生成的水中氧元素的质量为:27g××100%=24g,二氧化碳中氧元素的质量:44g×=32g,两者的质量和为56g,而参加反应的氧气的质量=64g﹣16g=48g,所以可判断W中含有氧元素,故错误;
C、由于该反应的表达式是W+O2→CO2+H2O,生成物是两种化合物,不属于置换反应,故错误;
D、由C的分析可知W中碳、氢元素质量比为(44g﹣32g):(27g﹣24g)=4:1,故正确。故选D。
12.D
【解析】A. 铝在空气中不易被腐蚀是因为在常温下,其表面形成了一层致密的氧化物薄膜,保护下面的铝制品,使其耐腐蚀,错误;B. 单化化单是置换,有单质生成的反应不一定是置换反应,错误;C. 化学反应前后原子总数不变,但化学反应前后分子总数不能确定,错误;D. 化学反应往往伴随能量变化,所以金属腐蚀过程中一定伴随能量变化,正确。故选D。
13.C
【解析】
置换反应是指一种单质和一种化合物反应生成另外一种单质和另外一种化合物的反应,故选C。
14.C
【详解】
试题分析:A、FeSO4溶液与Zn反应,证明Zn>Fe,,FeSO4溶液不与Cu反应,证明Fe >Cu ,据此两个反应可以验证Zn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序为Zn>Fe>Cu,正确;B、Fe能与稀盐酸溶液反应,证明Fe>H,Cu不与稀盐酸溶液反应,证明H>Cu,据此两个反应证明Fe >Cu,Fe 不与ZnSO4溶液反应,证明Zn>Fe,故据此三个反应可以证明三种金属的活动性顺序为Zn>Fe>Cu,正确;C、ZnSO4溶液不与Cu反应,证明Zn>Cu、FeSO4溶液不与Cu反应,证明Fe >Cu,但是无法证明铁与锌的金属活动性,错误;D、ZnCl2 溶液不与Fe反应,证明Zn>Fe,Fe 与CuCl2溶液反应,证明Fe >Cu,故据此两个反应即可证明Zn>Fe>Cu,正确。故选C
15.A
【详解】
A、醋酸是弱酸,且在金属活动顺序表中,铜排在氢的后面,铜和醋酸不反应,不会产生氢气,家庭小实验不能成功,故符合题意;
B、蜡烛不充分燃烧会产生炭黑,用冷碟子放在蜡烛火焰上方制取炭黑,家庭小实验能成功,故不符合题意;
C、铅笔芯中含有石墨,用铅笔芯代替石墨试验导电性,家庭小实验能成功,故不符合题意;
D、鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙,能和醋酸反应生成醋酸钙、水和二氧化碳,因此可以用鸡蛋壳和白醋制取二氧化碳,家庭小实验能成功,故不符合题意。故选A。
16.A
【详解】
①锌可以与硫酸亚铁反应,而铜不能与硫酸亚铁反应,故可以验证铜、铁、锌三种金属的活动性强弱;②铜和铁都比锌的活动性若,都不能与硫酸锌反应,故不能验证;③铜与硫酸锌和硫酸亚铁都不反应,故不能验证;④铁可以与硫酸铜反应,而不与硫酸锌反应,故不能验证三种金属的活动性强弱;故选A。
17.
(1) 锥形瓶 集气瓶
(2)
(3) 锌Zn 置换反应 III
(4)bce
(5)解:设可制得H2的质量为x
x=0.1g
0.1g÷0.1g/L=1L
答:可制得H2体积为1升。
【解析】
(1)
名称:a锥形瓶;b集气瓶。
(2)
实验室用A装置制氧气,反应为固体加热反应且试管口没有棉花团,反应为氯酸钾在二氧化锰催化作用下加热生成氯化钾和氧气:。
(3)
实验室用C装置制氢气时,一般是锌和稀硫酸反应生成氢气和硫酸锌,药品Y是锌,该反应是一种单质和化合物生成另外一种单质和化合物的反应,属于置换反应;氢气密度小于空气,若用E装置收集氢气,氢气应该短进长出,则导管口Ⅰ应该与Ⅲ相连。
(4)
a.实验室制取二氧化碳使用大理石和稀盐酸,硫酸和碳酸钙生成微溶的硫酸钙会阻碍反应的进行,错误;
b.二氧化碳密度大于空气,和水反应生成碳酸能使石蕊试液变红色;实验中可观察到④、①棉球先后变红,而棉球②、③不变红,正确;
c.该实验中④、①棉球先后变红说明二氧化碳密度大于空气;④、①棉球变红,而棉球②、③不变红,说明二氧化碳能与水发生反应,正确;
d.F装置中注射器可以通过空气液体的滴加速率来控制反应速率,类似于图1中C装置,C中分液漏斗作用类似注射器作用,错误;
e.F装置也可用于实验室中二氧化锰催化过氧化氢制取氧气,正确;
故选bce。
(5)
过程见答案。
18.A﹥B﹥Cu 置换反应
可燃性(或还原性) 过滤 Zn、Cu
除去铜、锌混合物中的锌,转化为ZnSO4
【详解】
Ⅰ、(1)A、B是单质,且A和B是金属,A能转化为B,说明A比B活泼,A、B能转化为铜,说明A、B都比铜活泼,A可能是锌,B可能是铁,故Cu、A、B三种金属的活动性由强到弱排列顺序是:A>B>Cu;
反应①可能为锌与硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁,该反应符合“一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物”的反应,属于置换反应;
反应②可能为锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,该反应符合“一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物”的反应,属于置换反应;
反应③可能为铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,该反应符合“一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物”的反应,属于置换反应。
故①②③反应的基本类型都是置换反应;
(2)C是单质,D是氧化物,C和D都是无色气体,C能与铜反应,C能与D反应。D能转化为Cu,可推出C为氧气,D为一氧化碳,故反应⑤为一氧化碳与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳,该反应的化学方程式为;
反应⑥为一氧化碳燃烧生成二氧化碳,说明D即一氧化碳具有可燃性,在该反应中一氧化碳得到氧,说明具有还原性;
Ⅱ、(1)由图可知,操作②实现了固液分离,是过滤;
电池铜帽中含Cu、Zn,锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,铜能与氧气、稀硫酸反应生成硫酸铜和水,加入过量锌粉,锌能与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,锌过量,故固体C中含Cu、Zn;
(2)②发生的反应为锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,该反应的化学方程式为;
(3)③中加入适量稀H2SO4的作用是除去铜、锌混合物中的锌,转化为ZnSO4。
19.Al 铁原子 过滤 Cu、Zn、Fe Fe 或 Zn+ H2SO4 =ZnSO4 + H2↑
【详解】
(1)地壳中含量最多的金属元素是铝,金属有原子构成,保持其化学性质的粒子是原子,所以本题答案为:铝,铁原子;
(2)钛与稀硫酸能生成氢气,说明钛在氢前,镁能与反应,说明镁在钛的前面,所以本题答案为:;
(3)①操作1得到了固体和液体,说明是过滤操作,废液含有、、,加入过量的锌粉,则锌能将铜和铁置换出来还有剩余,剩余固体A中含有锌、铜和铁,所以本题答案为:过滤,Cu、Zn、Fe;
②铁能被磁铁吸引,而锌和铜不可以,得到的固体B加硫酸能得到铜,故B中含有锌和铜,而C中含有的是铁,锌能与硫酸反应生成硫酸锌,所以本题答案为:Fe,;
③加入过量锌粉能与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,能与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌,所以本题答案为:
或;
④加入足量稀硫酸时能与锌反应生成硫酸锌和氢气,所以本题答案为:。
20.过滤 Cu、Fe Fe2+ Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 置换 Fe>Ni>Cu Cu、Fe 418.0g 90%
【详解】
⑴、因为是分离可溶性物质和难溶性物质,所以操作①的名称是过滤。
⑵、金属板放到足量硫酸中,得到滤液和滤渣,滤液中含有Fe2+离子和镍离子;滤渣中含有Cu和Au,已知铜和稀硫酸、氧气在加热的情况下生成硫酸铜和水,所以滤液③是硫酸铜溶液,向硫酸铜溶液中加入足量的铁粉,与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,所以物体A中铜和铁,固体A的化学式为:Fe、Cu;滤液中含有的镍离子与过量的铁粉反应生成镍和Fe2+离子,所以滤液②中所含的金属阳离子为Fe2+离子。
⑶、滤液③是硫酸铜溶液,向硫酸铜溶液中加入足量的铁粉,与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,其化学反应方程式为:;因为此反应由一种单质和一种化合物反应,生成另外一种单质和另外一种化合物,所以该反应的基本类型为置换反应。
⑷、金属板放到足量硫酸中,得到滤液和滤渣,滤液中含有Fe2+离子和镍离子,滤液中含有的镍离子与过量的铁粉反应生成镍和Fe2+离子,这就证明带金属活动顺序表中,Fe在Ni之前,Ni在H之前,而Cu在H之后,所以Cu、Fe、 Ni在溶液中的活动性由强到弱的顺序依次是Fe>Ni>Cu。
⑸、金属锌、铜、铁三种元素在金属活动顺序表中,前后顺序是锌、铁、铜,锌能够与硝酸铜和硝酸铁溶液反应置换出铜和铁,如果滤液中只有一种物质,那只能是硝酸锌,此时,锌把溶液中的铜离子和铁离子全部置换出来,所以被渣中一定含有铜和铁。
⑹、由实验数据对比可知,第一次,第二次每100g稀硫酸反应生成氢气的质量为0.8g,第三次生成氢气的质量为:218.4g+100g-318.0g=0.4g<0.8g,说明第三次稀硫酸有剩余,铝完全发生了反应,第四次加入的稀硫酸不反应,杯中剩余物的质量应为m=318.0g+100g=418.0g;
由表中的数据可知,生成氢气的质量为:20g+300g-318.0g=2.0g,设20g样品中铝的质量为x,
该样品中铝的质量分数为:
21.保证装置气密性良好 红磷要足量(或红磷熄灭并冷却后再打开弹簧夹读数) 可用一导管将尾气引到酒精喷灯处点燃 通过观察金属表面是否有红色固体析出 增重 把锌片放入硫酸亚铁溶液中,观察现象 88a
【详解】
I.(1)测定空气中氧气的实验原理:利用红磷燃烧消耗空气中的氧气,使左边集气瓶内气体体积变小,压强变小,从而在外部大气压的作用下使烧杯内的水进入集气瓶,通过测量进入集气瓶中水的量来确定空气中氧气的体积分数.①如果所用红磷的量不足,会造成瓶内空气中的氧气没有完全被消耗,所以会使所测得的氧气的体积分数偏小;②如果装置漏气,会使外界空气进入集气瓶导致压强差变小,使进入集气瓶内的水的体积变小,导致实验结果偏小;③由于集气瓶内的气体体积受温度的影响较大,因此做实验时要等红磷熄灭并冷却后再打开弹簧夹;测定时需要注意的事项为:保证装置气密性良好、红磷要足量(或红磷熄灭并冷却后再打开弹簧夹读数)。
II.(2)高温条件下,一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式。
(3)尾气中含有CO,如果直接排放到外界中会造成空气污染,为了提高CO的利用率,可用一导管将尾气引到酒精喷灯处点燃。
III.(4)把等表面积的铁片和锌片放入硫酸铜溶液中,在金属活动顺序表中,由于铁和锌都排在铜的前面,都可以把铜从铜的盐溶液中置换出来,因此判断是否发生反应可以通过观察金属表面是否有红色固体析出。
(5)甲试管中发生的是锌和硫酸铜的反应,反应后生成硫酸锌和铜,化学方程式为:,可见甲试管中反应前后溶液的质量增重,乙试管内发生的反应是铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,其化学方程式为:。
(6)上述实验只能得出以下结论:Fe>Cu,不能得出铁的锌之间的关系,不能够完全证明三种金属的活动性,需要补充比较铁的锌之间的关系的实验,可把把锌片放入硫酸亚铁溶液中,观察现象得出:Zn>Fe。
IV.设地铁每运行一车次可减排二氧化碳的质量为x,则
x=88akg;
答:地铁每运行一车次,可减少二氧化碳排放88a千克。
22.铝在空气中形成一层致密的氧化膜,起到保护作用 BC 纯化,获得更纯净的硫酸铝铵固体 取最后一次洗涤液,加入氯化钡溶液,若无沉淀产生,则已涤干净 反沉淀 排尽装置内的空气
铝碳酸镁加热分解生成Al2O3、MgO、CO2和H2O,CO2被氢氧化钠吸收,H2O被浓硫酸吸收,Al2O3和氢氧化钠反应生成NaAlO2和水,故剩余24.0g固体均为MgO。
设固体中Al2O3的质量为x.
则氧化铝中铝元素的质量为:
则氧化镁中镁元素的质量为:
则
【详解】
(1)铝是一种比较活泼的金属,但却有很好的抗腐蚀性,是因为铝与空气中的氧气反应,形成一层致密的氧化膜,起到保护作用。
(2)A、金属铝和铜氯化钠溶液都不会发生反应,此选项错误;
B、铝可以和稀盐酸反应生成氢气,铜不和稀盐酸反应,此选项正确;
C、铝可以和硫酸铜溶液反应生成硫酸铝和铜,铝能将铜在溶液中置换出来,此选项正确。
故②选BC。
(3)焊接铁轨时,发生铝热反应,其化学方程式为:。
(4)将硫酸铝铵溶解后,然后进行结晶,可以除去其中的一些不溶性杂质,使硫酸铝铵进一步纯化,获得更纯净的硫酸铝铵固体;故④填:纯化,获得更纯净的硫酸铝铵固体。
(5)氢氧化铝是不溶性固体,在反应过程中将氢氧化铝过滤后,可以会混有一些硫酸根离子,进行多次洗涤后将硫酸根离子除去,钡离子和硫酸根离子会形成硫酸钡沉淀,所以可以用氯化钡溶液检测硫酸根离子是否除去;故⑤填:取最后一次洗涤液,加入氯化钡溶液,若无沉淀产生,则已涤干净。
(6)将硫酸铝滴入氨水中,这时铝离子就会和氨水充分接触,提高沉淀析出率;故⑥填:反沉淀。
(7)实验开始时,先通一定量氮气,是将加热器中的空气排进,避免空气成分对实验结果的影响;故⑦填:排尽装置内的空气。
(8)装置C中盛放的是氢氧化钠溶液,二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,其化学方程是我为:。
(9)见答案。