2.2 金属的化学性质 同步练习（含答案）

2.2 金属的化学性质
一、选择题
1．下列各组物质间的反应，需要借助酸碱指示剂才能判断出反应发生的是（　　）
A．镁与稀盐酸 B．氢氧化钠稀溶液与稀硫酸
C．氧化铜与稀硫酸 D．硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液
2．不纯的锌 6 克（含杂质金属 M）和不纯的铁 6 克（含杂质金属 N）。当它们分别跟足量的稀硫酸反应至不再有氢气产生，得到的氢气都是 0.2 克，则 M、N 可能是（　　）
A．M为Mg，N为Cu B．M为Fe，N为Al
C．M为Al，N为Mg D．M为Cu，N为Mg
3．向一定质量的硝酸银和硝酸亚铁溶液中加入mg锌粉，充分反映后过滤，将滤渣洗涤、干燥后再称量，得到滤渣的质量为mg，据此分析下列说法不正确的是（　　）
A．取反应后的滤液观察，滤液可能呈无色
B．滤渣中的物质最多含有三种，最少含有两种
C．取反应后的滤液插入铜丝，铜丝表面有固体附着
D．向少量硫酸铜溶液中加入足量滤渣，溶液可能变为浅绿色
4．向一定量黄铜（铜锌合金）粉末中逐滴加入稀盐酸，下列图象能正确表示对应变化关系的是（　　）
A． B．
C． D．
5．除去下列物质中的少量杂质，所选用的试剂及操作方法正确的是（　　）
选项 物质 杂质 试剂 操作方法
A FeCl3溶液 CuCl2溶液 过量铁粉 过滤
B CuO C 足量氧气 充分灼烧
C CuSO4 Fe 水 溶解、过滤
D CaO 大理石 无 高温煅烧
A．A B．B C．C D．D
6．如图所示，弹簧秤下挂一重物，重物浸没在Cu（NO3）2溶液中，稳定时弹簧秤的读数为F1，再向烧杯中加入适量的锌粉，充分搅拌并静置足够的时间后，溶液的体积未变，此时弹簧秤的读数为F2。已知重物与前、后溶液均不发生任何反应，对于F1和F2的相对大小，下列说法正确的是（　　）
A．无法判断 B．F2＜F1
C．F2＞F1 D．F2=F1
7．下列除去杂质所选用的方法正确的是（　　）
选项 物质 杂质 除杂方法
A O2 CO2 点燃
B NaOH溶液 Na2CO3 加适量氢氧化钙溶液，过滤
C NaOH溶液 Na2CO3 加入过量稀盐酸
D 银粉 锌粉 加入过量硫酸亚铁溶液，过滤
A．A B．B C．C D．D
8．等质量的镁、铝、铁、锌与足量稀硫酸反应，它们放出 H2 的质量和反应时间的关系如下图，其中正确的是（　　）
A．B．
C．D．
9．天平左右托盘各放一盛有20g溶质质量分数为18.25%的盐酸的烧杯，将天平调整平衡，然后在左盘的烧杯中加入5g铁，在右盘的烧杯中加入5g锌，充分反应后，天平将（　　）
A．向右盘倾斜 B．仍然平衡 C．向左盘倾斜 D．无法判断
10．天平两边各放质量相等的烧杯，分别盛有等质量、等质量分数的足量稀硫酸，此时天平平衡。然后在两边的烧杯中各加入下列物质，充分反应后天平仍保持平衡的是（　　）
①10克铁和10克氧化铁
②10克铜和10克氧化铜
③5.6克铁和6.5克锌
④6.5克锌和6.3克氧化锌
A．①②③ B．①②④ C．②④ D．③④
11．某化学兴趣小组，为了探究Ag、Zn、Cu三种金属活动性顺序，设计了如图所示的4种实验方案，请你判断其中不能达到目的是（　　）
A． B．
C． D．
12．下列物质中不能通过金属与硫酸反应得到的是（　　）
A．FeSO4 B．Al2（SO4）3 C．Fe2（SO4）3 D．ZnSO4
二、填空题
13．小丽在探究金属化学性质时，做了如图甲、乙所示的实验。
（1）图甲是向滤液中加入稀盐酸，产生白色沉淀，滤渣中一定含有的金属是______。
（2）图乙是向滤渣中加入稀盐酸，产生无色气体，滤液中一定含有的溶质为______。
14．科学课堂上老师演示了铁和硫粉反应生成硫化亚铁的实验（Fe＋SFeS）。反应前铁粉和硫粉的混合物能够用磁铁分离，如图甲；铁粉和硫粉的混合物在如图乙所示的装置中发生反应，反应后的黑色块状固体不能被磁铁吸引。对比两个现象说明金属单质和非金属单质已经反应生成化合物。实验过程中，同学们还闻到了较强的刺激性气味。
（1）图乙中试管口略向下倾斜的原因是___________。
（2）兴趣小组同学在老师指导下，对图乙装置进行改进（如图丙），混合物粉末反应前能够被磁铁吸引，反应后不能被磁铁吸引，现象对比方便。请找出图丙装置的另一个优点：___________。
（3）用改进后的丙装置进行实验，小组同学称取了1.6 g硫粉与2.8 g铁粉混合后加热。反应结束后，用磁铁吸引冷却后的黑色块状固体时，发现磁铁对黑色固体还有吸引力。请针对这一异常现象就实验过程提出一个合理的改进建议：___________。
15．人类对科学规律的认识常需经历漫长的探索过程，对金属活动性规律的认识也是如此。
（1）1625年格劳贝尔发现将金属放入稀盐酸中会“消失”，这为发现金属活动性顺序奠定了基础，小盟用银、铜、铁三种金属重温实验，则会“消失”的金属有________。
（2）1766年卡文迪许用金属与酸反应制取了一种可燃性气体，他称之为“可燃空气”，其实该气体就是________，从此为探索金属活动性打开了新思路。
（3）1865年贝开托夫经过大量的实验得出了金属活动性规律。小盟运用该规律开展实验，向硝酸钠和硝酸银的混合溶液中逐渐加入铁粉，溶液质量变化如图所示，则B点时溶液中所含的金属阳离子有_______。
16．1823年德贝莱纳发现氢气在空气中遇到铂会起火，并研制出以他名字命名的世界上第一个化学打火机，如图甲所示。德贝莱纳打火机的结构如图所示。使用时，将顶盖上的开关打开，从内管中冲出的氢气被点燃，开关关闭，喷嘴被堵住，火焰熄灭，随后氢气停止产生，请你用所学过的科学知识介绍德贝莱纳打火机的使用原理。
17．铝是日常生活中常见的金属，请根据所学知识回答下列问题：
（1）和溶液反应的化学方程式为______。
（2）生活中铝比铁更耐腐蚀的原因是______（用化学反应方程式表示）。
三、探究题
18．某兴趣小组同学在做镁条和盐酸反应实验时发现，试管外壁很烫，试管口出现白雾。白雾是什么呢？
Ⅰ．同学们作出猜想
猜想一：是小水滴。因为盐酸溶液中的水受热会汽化上升，在试管口____ (填物态变化名称)成小水滴。
猜想二：是盐酸小液滴。可能是因为___________________。
同学们将干燥的蓝色石蕊试纸放在内有正在反应的镁条和盐酸的试管口，试纸变红，证明猜想二是合理的。
Ⅱ．小金提出质疑：为什么刚才打开盛放盐酸的试剂瓶，瓶口没有白雾，却在反应过程中出现白雾？ 小金联系反应时试管外壁很烫，于是猜想：白雾的形成可能与温度有关。他用试管取少量盐酸，将干燥的蓝色石蕊试纸放在试管口，试纸不变红；然后___________________(填操作和现象)。
得出结论：这种盐酸浓度并不高，是镁和盐酸反应放热促使盐酸形成白雾。
19．氢化钙是一种常用的储氢材料，也是登山运动员常用的能源提供剂．氢化钙一旦接触到水就发生反应生成氢气．小明在实验室里利用氢气和金属钙加热制取氢化钙，制取装置如下图所示：
资料在线：金属钙的活动性很强，遇水即刻剧烈反应生成氢氧化钙，同时产生一种气体。
请回答下列问题：
（1）请写出氢化钙和水反应的化学方程式______。
（2）图1要确认经过装置B后的氢气是干燥的，需要在B、C之间接入图2装置，而且观察到的现象为：______。
（3）实验结束后，小明在图1C装置玻璃管中取少量物质加入水中，观察到有气泡冒出，溶液中加酚酞后显红色，小明据此判断：上述实验确有生成。但小东同学认为，小明判断不正确。你认为小东的理由是：______。
四、简答题
20．铝、铁、铜是人类广泛使用的三种金属，与我们生活息息相关。
（1）用下列试剂验证这三种金属的活动性顺序。能达到目的是___________（填序号）
A．硫酸铝溶液 B．硫酸亚铁溶液 C．硫酸铜溶液
（2）天平两托盘上的烧杯中，分别放在50克、溶质质量分数9.8%的稀硫酸，调整天平至平衡后，向天平左端烧杯中加入4.4克铁锈（不含单质铁），写出铁锈与稀硫酸发生反应的化学方程：___________；欲保持天平平衡，应向右端的烧杯中加入金属镁质量为___________克。
21．5G通讯需要大量光纤连接各种基站，在光纤的表面涂布Cu-Al合金层的金属涂层光纤是其中一种，为测定金属涂层光纤的Cu-Al合金层中铝的质量分数，小乐进行了相关实验，测得实验数据如表所示，则：
甲 乙 丙
加入Cu-Al合金层样品粉末的质量（g） 10 10 20
加入稀硫酸的质量（g） 200 100 100
烧杯中剩余物的质量（g） 209 109 119
（1）实验中Cu-Al合金层样品粉末与稀硫酸恰好完全反应的实验是____________（选填“甲”“乙”或“丙”）；
（2）该Cu-Al合金层样品粉末中铝的质量分数为多少？_____________（写出计算过程）
（3）实验后，甲、乙、丙同学将各自烧杯中的剩余物倒入指定容器中，指定容器中物质的总质量最终为____________g。
试卷第2页，共2页
参考答案
1．B
【详解】
A、镁和稀盐酸反应生成了氢气，有气泡冒出，故A不符合题意。
B、氢氧化钠和稀硫酸反应没有明显现象，所以必须借助酸碱指示剂，故B符合题意。
C、氧化铜为黑色固体，可以和稀硫酸反应生成硫酸铜，而硫酸铜为蓝色溶液，故C不符合题意。
D、硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液反应生成难溶的氢氧化铜沉淀，故D不符合题意。
故选B。
2．A
【详解】
假设加入的金属锌和铁都是6g纯净的金属锌和铁，
设6克锌全参加反应生成氢气的质量为x，
解得：；
设6克铁全参加反应生成氢气的质量为y，
解得：；
因为等质量的铝、镁、铁、锌完全反应产生氢气的质量铝>镁>铁>锌，而铜不能和稀硫酸反应产生氢气，所以锌中等质量的杂质金属产生氢气应该比等质量的金属锌多，铁中杂质金属应比等质量的铁产生的氢气少或不产生氢气。
故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
3．C
【分析】
向一定质量硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中加入锌粉，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，当硝酸银反应完且锌有剩余时，锌再与硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁。结合反应的化学方程式可知，锌与硝酸银反应过程中固体质量增大，溶液质量减小，锌与硝酸亚铁反应过程中固体质量减小，溶液质量增大。反应前后固体质量不变，说明加入锌粉后，锌与硝酸银和硝酸亚铁均发生了反应，滤渣中一定有银和铁，可能有锌，滤液中一定有硝酸锌，可能有硝酸亚铁，一定不含硝酸银。
【详解】
A、滤液中一定有硝酸锌，可能有硝酸亚铁，因此滤液可能是无色的也可能是浅绿色，A正确。
B、滤渣中一定有银和铁，可能有锌，因此滤渣中的物质最多含有三种，最少含有两种，B正确。
C、滤液中一定有硝酸锌，可能有硝酸亚铁，一定不含硝酸银，锌和铁的活动性都比铜强，因此取反应后的滤液插入铜丝，无明显现象，C不正确。
D、滤渣中一定有银和铁，可能有锌，因此向少量硫酸铜溶液中加入足量滤渣，若发生铁与硫酸铜的反应，则溶液会由蓝色变为浅绿色，D正确。
故选C。
4．A
【详解】
A、随着反应的进行，锌不断和稀盐酸反应，剩余固体质量不断减少，当锌完全反应后，剩余固体是铜，铜不能和稀盐酸反应，因此剩余固体质量不再减少，该选项图象能正确表示对应变化关系。
B、向一定量黄铜粉末中逐滴加入稀盐酸时，锌立即和稀盐酸反应生成氢气，该选项图象不能正确表示对应变化关系。
C、没有反应时，溶液中没有锌元素，因此没有反应时溶液中锌元素的质量为零，该选项图象不能正确表示对应变化关系。
D、没有加入稀盐酸时，溶液质量为零，随着稀盐酸的不断加入，反应生成氯化锌和氢气，溶液质量不断增大，当锌和稀盐酸完全反应后，随着稀盐酸的加入，溶液质量仍然不断增大，该选项图象不能正确表示对应变化关系。
故选A。
5．B
【详解】
A、铁和氯化铜反生成氯化亚铁，引入新的杂质，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。
B、碳在足量氧气中燃烧生成二氧化碳气体，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所采取的方法正确。
C、溶解后，铁能与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。
D、大理石的主要成分碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，能除去杂质但引入了新的杂质（大理石中的杂质），不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。
故选B。
6．B
【详解】
锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，溶随着反应的进行，液中溶质质量增加，溶液的密度增大，物体受到的浮力增大，因此弹簧秤的示数变小，即F2＜F1，故选B。
7．B
【详解】
A、二氧化碳不具有可燃性，不能点燃除去，不符合题意。
B、加适量氢氧化钙溶液，杂质碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠溶液，过滤，得到纯净氢氧化钠溶液，符合题意。
C、加过量稀盐酸，盐酸能和氢氧化钠溶液反应，不符合题意。
D、加过量的硫酸亚铁溶液，锌能与硫酸亚铁反应生成铁，除去锌粉但引入了铁粉新杂质，不符合题意。
故选B。
8．D
【详解】
等质量的镁、铝、铁、锌与足量稀硫酸反应，产生氢气的质量= ，参加反金属的质量相等，则产生氢气的质量由少到多的排列顺序为:锌、铁、镁、铝。金属的活动性越强，反应速率越快，至完全反应所需时间越短，四种金属活动性由强到弱的顺序是镁、铝、锌、铁，至完全反应所需时间的多少是镁、铝、锌、铁。
故选D。
9．B
【详解】
20g溶质质量分数为18.25%的盐酸中所含溶质质量为3.65g
设3.65克盐酸需反应铁的质量为a，锌的质量为b
a=2.8g
b=3.25g
在左盘的烧杯中加入5g铁，在右盘的烧杯中加入5g锌，说明铁和锌均过量，盐酸完全反应，则产生氢气质量相等，所以天平仍平衡。
故选B。
10．C
【详解】
①铁和稀硫酸反应生成氢气，会使总质量增加小于10g；氧化铁和稀盐酸反应，生成氯化铁和水，总质量增加10g，因此天平不平衡；
②铜与稀硫酸不反应，因此总质量增加10g；氧化铜与稀盐酸反应，但是没有气体生成，因此总质量增加10g，因此天平平衡；
③5.6g铁与稀盐酸反应生成生成0.2g氢气，总质量增加：5.6g-0.2g=5.4g；6.5g锌和稀盐酸反应也生成0.2g氢气，因此总质量增加：6.5g-0.2g=6.3g，因此天平不平衡；
④6.5g锌和稀盐酸反应生成0.2g氢气，因此总质量增加：6.5g-0.2g=6.3g；6.3g氧化锌和稀盐酸反应，没有气体生成，总质量增加6.3g，因此天平平衡。
那么天平仍然平衡的是②④。
故选C。
11．D
【详解】
A、锌可以和硫酸铜反应，能够判断锌比铜活泼；银不能和硫酸铜反应，可以判断银不如铜活泼，故可以判断三种金属的活动性顺序，故A能达到目的。
B、铜不能和硫酸锌反应，所以可以判断铜的活动性比锌弱；铜可以和硝酸银溶液反应，所以可以判断铜的活动性比银强，故B能达到目的。
C、铜不能和盐酸反应，而锌可以和盐酸反应，所以可以判断锌的活动性比铜强；铜可以将硝酸银中的银置换出来，所以可以判断铜的活动性比银强，故C能达到目的。
D、锌和铜都能和硝酸银反应，所以不能判断出锌和铜的活动性顺序，故D不能达到目的。
故选D。
12．C
【详解】
A、铁排在金属活动性顺序表中氢前面，可以与硫酸反应，铁和硫酸发生置换反应时生成硫酸亚铁和氢气，不符合题意。
B、铝在金属活动性顺序中排在氢的前面，能和硫酸反应生成硫酸铝和氢气，不符合题意。
C、铁排在金属活动性顺序表中氢前面，可以与硫酸反应，但铁和硫酸发生置换反应时生成硫酸亚铁，不会生成硫酸铁，符合题意。
D、锌在金属活动性顺序中排在氢的前面，能和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，不符合题意。
故选C。
13．银 硝酸锌
【详解】
（1）图甲是向滤液中加入稀盐酸，观察到有白色沉淀产生，是因为硝酸银过量，硝酸铜还没有参与反应，过量的硝酸银和盐酸反应生成白色沉淀氯化银和硝酸；可知，锌只置换出了部分硝酸银，因此滤渣中一定有银。故填：银。
（2）图乙是向滤渣中加入稀盐酸，产生无色气体，锌，铜，银三种金属单质中只有锌能与稀盐酸反应，放出氢气，说明滤渣中有锌；而锌又能与硝酸铜和硝酸银反应，因此溶液中没有硝酸铜和硝酸银，锌反应后转化为硝酸锌，则滤液中一定含有的溶质为硝酸锌。故填：硝酸锌。
【点睛】
要会利用金属活动顺序表分析实验，氢前边的金属会与稀硫酸、盐酸反应，但氢后边的金属不会与稀硫酸、盐酸反应，前边的金属会把后边的金属从其盐溶液中置换出来。
14．防止冷凝水倒流入试管，使试管炸裂 吸收二氧化硫气体，防止其污染空气 加入稍过量的硫粉
【详解】
（1）由图示可知，图乙是给试管内的固体加热，试管口略向下倾斜的原因是防止冷凝水倒流入试管，使试管炸裂；
（2）由实验的过程可知，反应过程中有二氧化硫气体生成，能污染空气，图丙装置中的氢氧化钠溶液能吸收二氧化硫气体，所以图丙装置的另一个优点：吸收二氧化硫气体，防止其污染空气；
（3）由题意可知，实验过程中有剩余的铁，为了避免这一现象的发生，可加入稍过量的硫粉，使铁粉全部参加反应。
15．铁##Fe 氢气H2 Na+、Fe2+（钠离子、亚铁离子）
【详解】
（1）在金属活动性顺序表中，银、铜、铁三种金属中铁位于氢的前面，能与酸反应，所以则会“消失”的金属有铁。
（2）由于较活泼的金属能与酸反应生成了氢气，所以“可燃空气”就是氢气。
（3）由于金属的活动性顺序是钠＞铁＞银，向硝酸钠和硝酸银的混合溶液中逐渐加入铁粉，铁粉能置换出硝酸银中的银生成硝酸亚铁，B点表示两者恰好完全反应，故B点溶液中的金属阳离子有亚铁离子和未反应的硝酸钠中的钠离子。
16．①内管气压大于外界大气压，开关打开时，氢气逸出，氢气在空气中遇到铂发生燃烧。②锌和稀硫酸反应不断产生氢气。③没有氢气喷出，火焰熄灭。④开关关后，与稀硫酸仍继续反应产生氢气，使内管气压变大。⑤内管液面下降，使锌与硫酸分离，停止产生氢气。
【详解】
①内管气压大于外界大气压，开关打开时，氢气逸出，氢气在空气中遇到铂发生燃烧。②锌和稀硫酸反应不断产生氢气。③没有氢气喷出，火焰熄灭。④开关关后，与稀硫酸仍继续反应产生氢气，使内管气压变大。⑤内管液面下降，使锌与硫酸分离，停止产生氢气。
17．2Al+3CuSO4=Al2（SO4）3+3Cu 4Al+3O2=2Al2O3
【详解】
（1）Al和CuSO4反应生成硫酸铝和铜，化学方程式为：2Al+3CuSO4=Al2（SO4）3+3Cu；
（2）铝具有很好的抗腐蚀性能，是因为铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，反应的化学方程式为：4Al+3O2=2Al2O3。
18．液化 使用的盐酸浓度较高，具有挥发性 把适量镁条放入试管中， 将干燥的蓝色石蕊试纸放在试管口，试纸变红
【详解】
（1）水受热，由液态转化为气态，在试管口遇冷液化为液态的水。
（2）浓盐酸具有挥发性，挥发出来的氯化氢气体与空气中的水蒸气结合成盐酸的小液滴，故猜想二可能是因为使用的盐酸浓度较高，具有挥发性。
（3）利用结论是：这种盐酸浓度并不高，是镁和盐酸反应放热促使盐酸形成白雾，可知所进行的实验操作为：把适量镁条放入试管中， 将干燥的蓝色石蕊试纸放在试管口，试纸变红。
19． 无水硫酸铜的颜色没有变化 钙也能与水反应生成氢氧化钙和氢气，既有气泡产生，又能使酚酞试液变红
【详解】
（1）反应物是氢化钙和水，生成物是氢氧化钙和氢气，与水反应的化学方程式为：；
（2）无水硫酸铜遇到水变为蓝色的五水硫酸铜，要确认经过装置B后的氢气是干燥的，只要观察到无水硫酸铜的颜色没有变化即可；
（3）钙也能与水反应生成氢氧化钙和氢气，既有气泡产生，又能使酚酞试液变红，因此小明判断不正确。
20．B Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O 4.5
【详解】
（1）将铝加入硫酸亚铁溶液的溶液中，铝能将铁置换出来，说明了铝的活动性大于铁；将铜加入硫酸亚铁溶液的溶液中，铜不能将铁置换出来，说明了铁的活动性大于铜，能验证验证这三种金属的活动性顺序；
（2）铁锈的主要成分为氧化铁，氧化铁和稀硫酸反应生成了硫酸铁和水，可以据此写出该反应的化学方程式：Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O；稀硫酸中溶质质量为50g×9.8%=4.9g，设镁的质量是x，生成氢气的质量为y，
x=1.2g，
y=0.1g，
所以实际增加了1.2g-0.1g=1.1g，此时还需加镁的质量为：4.4g-1.1g=3.3g，综上，一共要加镁的质量=1.2g+3.3g=4.5g。
21．乙 解：由（1）可知，生成1g氢气需要10gCu-Al合金层样品粉末
设生成1g氢气需要铝的质量为x
=
x=9g
Cu-Al合金层样品粉末中铝的质量分数=×100%=90%
答：Cu-Al合金层样品粉末中铝的质量分数为90%。 436
【详解】
（1）由图可知，三个实验中生成氢气的质量均为1g，由实验甲和乙可知，生成1g氢气需要100g稀硫酸，由实验乙、丙可知，生成1g氢气需要10gCu-Al合金层样品，即10gCu-Al合金层样品粉末与100g稀硫酸恰好完全反应，故选乙。
（2）见答案。
（3）10gCu-Al合金层样品粉末与100g稀硫酸恰好完全反应生成1g氢气，三个实验中共加入Cu-Al合金层样品粉末的质量=10g+10g+20g=40g，加入稀硫酸的质量=200g+100g+100g=400g，所以实验后，甲、乙、丙同学将各自烧杯中的剩余物倒入指定容器中，指定容器中物质的总质量=10g+10g+20g+200g+100g+100g 1g×4=436g，故填436。
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