9.2 金属的化学性质
一、单选题
1.已知化学反应:X+YSO4 = Y+XSO4,根据此反应信息判断正确的是( )
A.X一定是金属铁 B.Y一定是金属铜
C.X的金属活动性比Y强 D.Y的金属活动性比X强
2.某不纯的铁5.6g与足量的稀硫酸反应,生成0.23g氢气,则铁中混有的物质可能是
A.铝 B.锌 C.碳 D.钢
3.学习金属单元后,我们知道Zn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序为:Zn>Fe>Cu。为验证这一结论,下面实验设计合理的是
A.将Zn、Cu两金属片分别放入稀盐酸中
B.将Fe、Cu两金属片分别放入稀盐酸中
C.将Zn、Fe两金属片分别放入CuCl2溶液中
D.将Zn、Cu两金属片分别放入FeCl2溶液中
4.工业上利用赤铁矿石(主要成分是Fe2O3,还含少量SiO2等杂质)冶炼生铁的过程如图所示,下列说法不正确的是
A.CaSiO3中硅元素显+4价
B.高炉气体中SO2会形成酸雨,不能直接排放到空气中
C.原料中焦炭的作用之一是生成具有还原性的物质CO
D.高炉炼铁的原理是,该反应属于置换反应
5.根据金属活动性顺序判断,下列容器与所盛溶液不会发生化学反应的是
A.用铁制容器盛盐酸 B.用铜制容器盛盐酸
C.用铁制容器盛硝酸银溶液 D.用铜制容器盛硝酸银溶液
6.现有X、Y、Z三种金属,如果把X、Y和Z分别放入稀硫酸中,X和Z溶解并产生气体,Y无变化;如果把X放入Z的盐溶液中,过一会儿,在X的表面有Z析出。根据以上实验事实,判断X、Y和Z的金属活动性顺序( )
A.X>Y>Z B.Y>Z>X C.X>Z>Y D.Z>X>Y
7.将下列各组中的物质放入烧杯中,加入适量水搅拌,待充分反应后过滤,在滤纸上留下两种金属的是( )
A.Zn、NaCl、CuCl2(过量)
B.Fe(过量)、Cu(NO3)2、AgNO3
C.Fe(过量)、KNO3、CuSO4
D.Cu (过量)、FeCl2、HCl
8.两个烧杯中装有等质量的金属锌和镁,然后分别逐渐加入同浓度的稀硫酸,产生氢气的质量与加入硫酸的质量关系如图所示。下列说法正确的是
A.该图反映出镁比锌的金属活动性强
B.a点时,两个烧杯中的酸都恰好完全反应
C.b点时,两个烧杯中产生氢气的质量相等
D.c点时,两个烧杯中都有金属剩余
9.下列各组物质间的反应,要借助酸碱指示剂才能判断出反应发生的是
A.锌与稀盐酸 B.氯化铁溶液与氢氧化钠溶液
C.氧化铁与稀硫酸 D.烧碱与稀硫酸
10.某同学为验证镁、铁、铜、银的金属活动性顺序,设计了下图所示的四个实验(金属片均已打磨,且其形状大小相同;实验①②③所用盐酸的溶质质量分数和体积均相同)。下列分析不正确的是
A.对比实验①②反应的剧烈程度,能判断出镁和铁的金属活动性强弱
B.分析实验②④的现象,能判断出铁、铜、银的金属活动性强弱
C.分析实验④的现象,能判断出铜和银的金属活动性强弱
D.分析四个实验的现象,能判断出镁、铁、铜、银的金属活动性顺序
11.将过量的铁粉放入含AgNO3和Zn(NO3)2的混合溶液里,搅拌,使其充分反应后过滤,滤纸上留下的金属是( )
A.Ag B.Fe、Ag C.Fe、Zn D.Ag、Zn、Fe
12.已知金属锰在金属活动性顺序中位于铝和锌之间.下列化学反应不能发生的是( )
A.Mn+2HCl=MnCl2+H2↑ B.Mg+MnSO4=MgSO4+Mn
C.Fe+MnSO4=FeSO4+Mn D.Mn+CuSO4=MnSO4+Cu
13.化学世界绚丽多彩,下列实验中有关颜色的描述不正确的是
A.硫粉在氧气中燃烧出现蓝紫色火焰
B.将铁钉加入到稀硫酸中,溶液由无色变为黄色
C.对木炭和氧化铜的粉末加强热会出现红色物质
D.将铜片放入硝酸银溶液,溶液由无色变为蓝色
14.下列各组物质间能发生化学反应的是
A.银和稀盐酸 B.铁和硫酸锌溶液
C.硝酸钾溶液和食盐水 D.硫酸和氯化钡溶液
15.为比较X、Y、Z三种金属活动性大小,进行如图所示的实验。下列实验结论正确的是( )
A.X>Y>Z
B.Z>Y>X
C.Y>X、Y>Z
D.X>Y、Z>Y
16.下列关于金属利用的说法错误的是( )
A.用铝制高压电线 B.用钨制灯丝
C.用纯铁制机床底座 D.用铝粉制防锈漆
二、综合应用题
17.有限的元素可组成种类繁多的物质,依据表中的元素回答下列问题。
元素名称 氢 碳 氧 钙 铁
元素符号 H C O Ca Fe
(1)若某物质是菱铁矿的主要成分,该物质的化学式是___________;
(2)若某液态物质在氧气中燃烧,能生成两种氧化物,该物质名称是___________;
(3)若某元素组成的单质及其氧化物,均能和X发生化合反应生成同一种物质。任写一个相关反应的化学方程式___________。
(4)初中化学中几种常见之间的相互转化关系如图所示。
①若甲为单质,其他物质都是氧化物,则甲与乙反应的化学方程式可能是___________。
②若甲为稀硫酸,且所有反应为置换反应,则甲→丁的化学方程式可能是___________。
18.北京冬奥会将于2022年2月4日开幕。北京冬奥会的理念是“绿色、低碳、可持续发展”。
(1)届时国家游泳中心由水立方转为“冰立方”,20天内即可完成“水一冰”场地转换。请从微粒视角分析此转化___________。
(2)为实现北京冬奥会“碳中和”目标,通过张北柔性直流电网工程,将张北地区的风能、太阳能等生产的绿电输入北京,赛事期间北京冬奥会所有场馆将实现100%绿电供应。北京冬奥会境内接力火炬将全部应用氢燃料。
①请写出火炬接力时,奥运圣火燃烧的化学方程式___________。
②北京冬奥会场馆使用绿电与使用燃煤发电相比,其优点是什么:_________。(答一条即可)
(3)以玉米、薯类及秸秆等可再生资源为原材料生产的可降解餐具,将代替塑料制品为冬奥会提供相关服务。玉米、薯类不仅可用于做餐具,而且发酵可制得乙醇,写出乙醇燃烧的化学方程式________。
(4)作为北京市区唯一新建的场馆国家速滑馆“冰丝带”,采用世界跨度最大的单层双向正交马鞍形索网屋面,用钢量仅为传统屋面的四分之一。
①炼钢的原材料是生铁。写出工业上用赤铁矿(主要成分是氧化铁)冶炼生铁的化学方程式________。
②为了探究铁与另外两种金属的活动性,某同学收集了包括铁在内的三种金属片,分别编号为X、Y、Z。他把X、Y分别放入稀硫酸中,Y溶解并产生氢气,X不反应;把X和Z分别放入硝酸银溶液中,过一会儿,在X表面有银析出,而Z没有变化。根据以上实验事实,判断铁与另外两种金属的活动性顺序_____(铁用化学式表示)。请写出一个符合题意的X与硝酸银反应的化学方程式_______(X要用具体物质表示)。
(5)国家速滑馆、五棵松体育中心等冬奥场馆,选用二氧化碳跨临界制冷系统,冰面温差控制在0.5℃以内,碳排量接近于零。实验室可用大理石与稀盐酸反应制取CO2。
①选用的发生和收集装置依次是_______,你选择上述发生装置的理由是________。
②向盛有12g大理石(杂质不参与反应)的反应容器中,加入100g稀盐酸,恰好完全反应后,反应容器内固体与溶液的总质量为107.6g,请计算稀盐酸的溶质质量分数_______。(忽略二氧化于水的质量)
19.以铁、水、稀盐酸、氧气、稀硫酸、硫酸铜溶液为原料,根据下列化学反应类型,写出相应的化学方程式:
(1)化合反应:_____;
(2)分解反应:_____;
(3)置换反应:_____,_____,_____.
20.铜、铁是人类使用最早、应用广泛的金属.
(一)对古代制品的认识
青铜铸件、丝绸织品、陶瓷器皿是我国古代劳动人民创造的辉煌成就.
(1)上述制品不涉及到的材料是______(选填序号).
A、金属材料 B、无机非金属材料 C、复合材料
(2)如图1为出土文物古代青铜铸件“马踏飞燕”.该文物能保存至今的原因可能是_____(选填序号).
A、铜的活泼性弱 B、铜不会生锈 C、深埋于地下,隔绝空气
(二)铁、铜的冶炼
①我国古代曾用孔雀石炼铜,涉及主要反应的化学方程式:_______________,2CuO+C2Cu+CO2↑.
②铁、铜矿石有赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、黄铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)等.CuFeS2为二硫化亚铁铜,其中S元素的化合价为______.
(1)工业炼铁大多采用赤铁矿、磁铁矿.以磁铁矿为原料炼铁反应的化学方程式为______________________________.
炼铁不采用黄铁矿、黄铜矿,可能的原因是:
①黄铁矿、黄铜矿含铁量相对低;②________________________________.
(2)以黄铜矿为原料,采用生物炼铜是现代炼铜的新工艺,原理为:4CuFeS2+17O2+2H2SO4 4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O.
向上述反应后的溶液中加入Fe粉,得到FeSO4溶液和Cu.
①发生主要反应的化学方程式:Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4,________________________.
②FeSO4溶液经蒸发浓缩、___________、过滤等操作得到FeSO4 7H2O晶体.
(三)黄铜矿中铁、铜含量的测定
在科研人员指导下,兴趣小组称取25.00g黄铜矿(含少量Fe2O3和其它不含金属元素的杂质)模拟生物炼铜,使其全部转化为CuSO4、Fe2(SO4)3溶液.向溶液中加入过量NaOH溶液得到Cu(OH)2、Fe(OH)3固体.
(1)证明NaOH溶液过量的方法:静置,向上层清液中滴加________溶液,无现象.
(2)用图2装置对固体进行热分解实验.
【资料】
①在68℃时,Cu(OH)2分解为CuO;在500℃时,Fe(OH)3分解为Fe2O3.
②在1400℃时,CuO分解为Cu2O和O2,Fe2O3分解为复杂的铁的氧化物和O2.
(1)装配好实验装置后,先要________________.
(2)停止加热后仍需继续通N2,可防止倒吸和______________________________.
(3)控制不同的温度对A中固体加热,测得装置B和C中铜网的质量变化如表.
温度/℃ 室温 100 550 1400
B装置/g 200.00 201.80 205.04 205.04
C中铜网/g 100.00 100.00 100.00 101.28
①此黄铜矿中铜、铁元素的质量分数:ω(Cu)%=________;ω(Fe)%=__________.
②复杂的铁的氧化物化学式为__________.
21.同学们在实验室做了以下实验,请回答相关问题。
(一)铝片与硫酸铜溶液反应
同学们把打磨光亮的铝片插入硫酸铜溶液中,过一会儿,发现了一个“意外现象”:在铝片表面看到有红色固体析出的同时,还看到有少量的气泡冒出。
(1)写出生成红色固体的化学方程式______。
【提出问题】该气体是什么呢?
【猜想与假设】猜想一:O2猜想二:H2猜想三:CO2 猜想四:SO2
(2)同学们经过讨论,一致认为猜想三不成立,理由是______。
【实验验证】
(3)有同学闻了一下该气体,发现无气味,证明猜想四也不成立,理由是______。
(4)将产生的气体经验纯后,用导管导入到点燃的酒精灯火焰上,气体安静燃烧,产生淡蓝色火焰。
【实验结论】______。
【反思与交流】CuSO4溶液可能显______性(填“酸”或“碱”或“中”)。
(二)稀氢氧化钠溶液与稀盐酸的反应:
在氢氧化钠溶液中逐滴滴加稀盐酸。实验过程中溶液温度的变化及实验操作如图一、图二所示:
(1)在氢氧化钠溶液中滴加无色酚酞的作用是______。
(2)根据图二所示:BC段曲线下降的原因是______;C点时溶液中所含的阳离子有______。
(3)已知氢氧化钠稀溶液的浓度和相应的pH值如表所示:
①根据如表推断,当溶液的pH值近似为12时,氢氧化钠溶液的溶质质量分数为______。
溶液中氢氧化钠的质量分数 近似pH值
4% 14
0.4% 13
12
0.004% 11
0.0004% 10
②计算在50g溶质质量分数为4%的氢氧化钠溶液中,加入30g浓度为3.65%的稀盐酸,充分反应后所得溶液中氢氧化钠的质量分数为______,所得溶液的pH范围是______(填字母)。
A 10~11 B 11~12 C 12~13 D 13~14
③下列pH试纸及其使用的方法中正确的是______(填序号)
A将pH试纸剪成几段使用
B将pH试纸直接插入待测液中
C将pH试纸放在表面皿上,用干净的玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上
D将pH试纸湿润后放在表面皿上,用干净的玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上
E读数时,在30秒内将pH试纸呈现的颜色与标准比色卡对照
FpH试纸的本色为黄色
(4)如图所示,酸和碱发生中和反应的实质是 。像这种用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子叫离子方程式。
离子方程式的书写一般按以下步骤(以氯化镁溶液与氢氧化钾溶液反应为例):
Ⅰ.写出氯化镁溶液与氢氧化钾溶液反应的化学方程式______。
Ⅱ.把易溶于水、易电解的物质写成离子形式,把难溶的物质、气体和水等仍用化学式表示。
上述方程式可改写成:
Ⅲ.删去方程式两边不参加反应的离子:
Ⅳ.检查方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等,即得离子方程式:
请回答:
①下列各组中的离子,在pH=3的水溶液中能大量共存的是______。
A.Na+、Mg2+、Cl-、 B.Na+、K+、Cl-、OH-
C.Na+、Cu2+、Cl-、 D.Na+、K+、Cl-、
②写出氯化钡溶液与硫酸钠溶液上所发生反应的离子方程式______。
③写出一个与2 离子方程式相对应的化学方程式______。
④酸、碱、盐在水溶液中发生的复分解反应实质上就是两种化合物在溶液中相互交换离子的反应,只要具备生成物中有气体、沉淀或______生成,反应就能发生。
22.金属材料在生活生产中有着非常广泛的应用。
(1)金属大规模开发利用的先后顺序与下列_______因素有关。
A、金属在自然界中的含量 B、金属冶炼的难易程度
C、金属的导电性 D、金属的活泼性
(2)下列金属应用的事例,主要利用金属的导热性的是:_______(填序号)。
A、电缆 B、电热壶 C、金属包装材料 D、金属乐器
(3)武汉抗疫期间修建火神山、雷神山两座方舱医院,用到了大量铝合金材料,请写出铝制品耐腐蚀的原因_______(请用化学方程式表示)。
(4)早在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器。工业上炼铁的原理是利用CO和氧化铁的反应。某化学兴趣小组利用下图装置进行实验探究,请按要求填空:
①A装置玻璃管中可观察到的现象为_______;B装置中反应的化学方程式为_______;
②实验开始时要先通入CO的目的是_______;
③该装置不需要添加尾气处理装置,为什么?_____
(5)铜锌合金又称“假黄金”取40g“假黄金”样品,磨成粉末放入烧杯,向其中加入100g稀硫酸,恰好完全反应,反应后烧杯中物质的总质量为139.6g,请计算该“假黄金”样品中锌的质量分数_____。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
2.A
3.D
4.D
5.B
6.C
7.C
8.D
9.D
10.B
11.B
12.C
13.B
14.D
15.A
16.C
17.(1)FeCO3
(2)乙醇(合理即可)
(3)或
(4)
18.(1)水分子之间的间隔增大,而水分子种类不变
(2) 减少二氧化碳的排放
(3)
(4) Fe>X>Z
(5) BC 稀盐酸是液体,大理石是固体,反应条件是常温,因此选择固液常温发生装置 生成二氧化碳的质量为
设稀盐酸中的质量为
稀盐酸的溶质质量分数为。
19. 3Fe+2O2 Fe3O4 2H2O 2H2↑+O2↑ Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ Fe+CuSO4= Cu + FeSO4
20. C AC Cu2(OH)2CO3H2O+CO2↑+2CuO ﹣2 Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 冶炼过程中会产生有毒气体二氧化硫,污染环境 Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 降温结晶 NaOH 检查装置的气密性 使生成的气体全部被B和C装置吸收 25.60% 26.88% Fe4O5
21. 2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu 反应物中不含碳元素 二氧化硫是一种具有刺激性气味的气体 猜想二成立 酸 判断氢氧化钠与稀盐酸反应和判断是否恰好完全反应 反应结束后,不再放出热量,溶液的温度降低,逐渐恢复至常温 钠离子和氢离子 0.04% 解:参加反应的HCl的质量=30g×3.65%=1.095g
设参加反应的氢氧化钠的质量为x
=
x=1.2g
反应后溶液中氢氧化钠的质量=50g×4% 1.2g=0.8g
反应后所得溶液中氢氧化钠的质量分数=×100%=1%
答:反应后所得溶液中氢氧化钠的质量分数为1%。 D CEF MgCl2+2KOH=Mg(OH)2↓+2KCl AC Ba2++=BaSO4↓ Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ 水
22. BD B
固体粉末由红棕色逐渐变为黑色
排尽空气,防止发生爆炸 因为未反应的一氧化碳进入B装置中,进行了收集,不会逸散到空气中 解:根据质量守恒定律可知,生成氢气的质量为:40g+100g-139.6g=0.4g;
设该“假黄金”样品中锌的质量分数为x
x=32.5%
答:该样品中锌的质量分数为32.5%。
答案第1页,共2页
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