第十单元 金属
一、选择题(共16题)
1.金属材料在日常生活中用途广泛。下列有关铁、铜、铝的说法正确的是
A.人类最早使用铁器 B.三种金属都是银白色固体
C.生铁属于合金 D.铜在高温下不能与氧气反应
2.食品包装中经常用到铝箔,铝能制成铝箔是因为铝具有( )
A.金属光泽 B.抗腐蚀性 C.导热性 D.延展性
3.为落实环境污染防治责任,很多地区制定了保护环境的具体实施方案和措施。下列做法不利于改善环境质量的是( )
A.城市街道洒水降尘 B.将废旧电池深埋
C.工业废气处理后再排放 D.乘坐公交车或地铁出行
4.下列化学方程式符合题意且书写正确的是
A.铁和稀盐酸反应:
B.用稀硫酸洗去附着在试管壁上的铜:
C.酸雨显酸性的原因:
D.氢气具有还原性:
5.下列过程中发生化学变化的是( )
A.硝酸钾晶体析出 B.石灰石用于炼铁
C.探究铁生锈的条件 D.黄铜和纯铜比硬度
6.合金和金属在生活中广泛应用,下列说法不正确的是
A.硬币镀镍或镀铜能提高耐腐蚀性
B.铝常常用于户外输电线,是因为铝的化学性质不活泼
C.不锈钢是通过改变金属内部结构来提高抗腐蚀和抗氧化能力
D.钛合金与人体有良好的“相容性”在医疗上可用于制造人骨替代品
7.“宏观辨识与微观探析”是化学学科的核心素养之一。对下列事实或做法的解释正确的是
A.氧气能被液化贮存于钢瓶——分子间有空隙且空隙能改变
B.众人拾柴火焰高—一可燃物越多,着火点越高,燃烧温度越高
C.将水煮沸—一能降低水中金属钙、镁的含量
D.铁质水龙头表面镀铬可防锈——改变了金属的内部结构
8.某学生要用实验证明铁、铜、银三种金属的活动性顺序,现有铁片、铜片、硝酸银溶液、稀盐酸四种物质,他设计的下列实验方案中可行的是( )
A.①Cu+HCl ②Fe+AgNO3 ③Cu+AgNO3
B.①Fe+HCl ②Cu+HCl ③Fe+AgNO3
C.①Fe+HCl ②Fe+AgNO3 ③Cu+AgNO3
D.①Fe+HCl ②Cu+HCl ③Cu+AgNO3
9.中国南车湖南株洲时代集团生产的油电双动力公交车因省油、环保而在全国推广,双动力公交车制造需要大量使用金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是( )
A.金属材料中一定不含有非金属元素
B.多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属更好
C.双动力公交车所有部件都是由金属材料制造的
D.地球上没有金属资源
10.下列做法不利于节约资源、保护环境的是( )
A.用地沟油制备生物柴油作燃料
B.铁制品表面涂油漆以防止生锈
C.含汞、镉元素的废弃物回收处理
D.冶炼铁时产生的废气直接排放
11.常温下向一定质量的稀盐酸中加入足量镁条,充分反应(忽略挥发)下列图像正确的是( )
A.①② B.②③ C.①④ D.②④
12.在实验室中进行化学反应。下列有关该实验的说法中,正确的是
A.根据金属活动性顺序,铜能与盐酸或硫酸发生置换反应
B.金属与盐酸或硫酸反应时,金属一定会逐渐减少直至消失
C.金属与盐酸或硫酸反应时,不一定会产生气泡
D.比较金属活动性顺序时,不一定要控制变量
13.下列物质鉴别的方法错误的是
A.区别CO2与CO —— 分别通入紫色石蕊溶液观察颜色变化
B.区别 H2和CH4 —— 分别点燃,观察燃烧时的火焰颜色
C.区别O2和CO2 —— 分别将燃着的木条伸入瓶中,看木条是否熄灭
D.区别真黄金与假黄金(即铜锌合金)—— 分别灼烧,看金属表面颜色的变化
14.将一定量的铁粉加入到含有Cu(NO3)2和AgNO3的废液中,充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生。下列判断正确的是
A.滤液中的溶质只有硝酸亚铁 B.滤液中的溶质是硝酸亚铁和硝酸铜
C.滤渣中只有铜和银 D.滤渣中只有铜和铁
15.在实验室中对下列四个实验都设计了两种方案,其中两种方案都合理的是
A B C D
实验要求 区分黄铜和黄金 区分不饱和KNO3溶液和饱和KNO3溶液 区分生铁和钢 区分食盐和硝酸铵
第一方案 加入稀盐酸 升温 用磁铁吸 加水看温度变化
第二方案 加入硫酸铜溶液 加入硝酸钾 加入足量稀盐酸,比较剩余固体多少 尝味道
A.A B.B C.C D.D
16.如图所示的装置可用来测定某气体X的组成。在注射器A中装有0.32g气体X并慢慢通过不含空气并装有足量灼热的氧化铜的玻璃管B,使气体X完全反应。得到以下实验结果:实验前B管重20.32g,实验后B管重20.00g,B管中出现红色粉末。C管中收集到的无色液体是水;注射器D中收集到生成氮气0.28g。下列说法正确的是
A.B管中发生的反应为置换反应
B.气体X是氨气(NH3)
C.该反应中生成的水与氮气的分子个数比为1:2
D.气体X中氮元素与氢元素的质量之比为7:1
二、综合题(共6题)
17.小明想测定Cu-Fe合金和Cu-Ag合金中铜的质量分数,实验室只提供了一瓶稀硫酸和相关仪器。
(1)根据现有的条件,你认为只能测出________合金中铜的质量分数。
(2)为了测定该合金的组成,小明称取20g该合金粉末,将80g稀硫酸分两次加入粉末中,每次充分反应后,测定生成氢气的质量,实验数据见下表:
第一次 第二次
连续加入稀硫酸的质量(g) 40 40
生成氢气的质量(g) 0.3 0.1
从上表数据分析,小明用20g合金粉末总共收集到氢气_________g。
(3)求出该合金中铜的质量分数为_________。(写出具体计算过程)
18.请按要求完成下列试验中的有关问题:
(1)图1实验何时停止加热?_____
(2)用如图2所示的装置进行电解水实验,有一下描述:
①正极产生的是氧气 ②a、b两试管内收集到的气体的体积比约2:1
③A试管内产生的气体能燃烧 ④b试管内产生的气体能使带火星的木条复燃
⑤化学反应前后元素的种类不变 ⑥该实验说明水是由氢气与氧气组成
以上描述中正确的是_____(填序号)
(3)图3为某兴趣小组在实验室中利用CO气体模拟炼铁的装置:
①装置A玻璃管中发生反应的化学方程式是_____
②装置B的作用是_____
(4)图4盛水的烧杯中放着t2℃下装有甲、乙两种物质饱和溶液的试管(不考虑溶剂的蒸发),根据图5甲、乙两种固体物质的溶解度曲线和有关信息回答:
①据图可以推测甲物质的溶解度随温度的变化规律是_____;
②向烧杯内的水中加入硝酸铵固体后,盛_____溶液的试管中有晶体析出(填“甲”或“乙”)
19.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_____。
20.实验室利用如下图所示装置进行相关实验,请回答下列问题。
(1)写出图中仪器X的名称______。
(2)实验室制取氧气和二氧化碳的发生装置都可选用______(填序号),用该装置制取二氧化碳,发生反应的化学方程式______。
(3)实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气的化学方程式为______。所选用的发生装置是______(填序号),若用E装置收集氧气,实验完毕后,先将导管从水槽中移出,再熄灭酒精灯的目的是______。小明同学在实验室做此实验时,误把高锰酸钾当成了二氧化锰,下列说法正确的是______。
a.没有氧气生成 b.有氧气生成且质量变多 c.有氧气生成且质量不变
(4)氢气是一种清洁能源。实验室常用锌粒和稀硫酸来制取氢气,如用F装置收集氢气,气体应从______(填“a或b”)进入,为探究锌与稀硫酸反应快慢的因素,进行以下三组实验。室温下,取颗粒大小相同的锌粒与足量的稀硫酸反应,测量产生10mL氢气(通常情况下)所需的时间。下表为实验数据:
实验编号 硫酸的质量分数% 硫酸的体积/mL 锌粒的质量/g 时间/s
1 10 10 1 78
2 10 10 2 57
3 40 10 I 9
①由实验数据可知,该实验中对锌与稀硫酸反应快慢影响比较大的因素是______。
②比较不同条件下锌与稀硫酸反应的快慢有不同的方法。除测量产生相同体积的氢气所需时间,还可以采用的测量方法是______(写出一种)。
③小红同学在实验室选用的锌制取氢气,发现收集的气体大于0.2g,由此她认为实验室的锌粒含有杂质,那可能是______(填“a、b或c”),说明原因______。
a.铁 b.铜 c.碳、硅
21.人类文明的发展和社会的进步同金属和金属材料关系十分密切。
(1)黄铜(铜锌合金)是我国古代使用较早的合金,下列关于黄铜的说法正确的是______。
A.黄铜硬度比铜大 B.黄铜熔点比铜高 C.黄铜不会被腐蚀
(2)铜、铁、铝都是人类广泛使用的金属,但是被开发和利用的年代不同,从化学反应的角度看,决定开发年代先后顺序的关键因素是______(写出一条即可)。
(3)利用黄铜制造机械零件时会产生大量黄铜渣,其主要含有Cu、Zn、CuO和ZnO。为从黄铜渣中回收种金属并制得ZnSO4固体,某小组设计如下方案:
①溶液B中的溶质成分是______。
②固体C与X反应的化学方程式为______。
③操作Ⅰ和操作Ⅱ中都要用到一种玻璃仪器,该仪器在操作Ⅱ中的作用是什么?______。
(4)过氧化钠(Na2O2
)可用于呼吸面罩中作为氧气的。它能与水反应生成一种碱和氧气,也能与二氧化碳反应生成一种盐和氧气。
①过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式为______。
②使用一段时间后,小明将呼吸面罩中的过氧化钠放入水中,在此过程中无气泡产生,请设计实验检验溶液中溶质的成分______(简要写出实验步骤、现象及结论)。
(5)金属铝能与氢氧化钠溶液反应,反应式为。若将5.4g铝加入到80g氢氧化钠溶液中两者恰好完全反应,则氢氧化钠溶液中溶质质量分数是多少?______
22.金属材料是人类社会发展见证者,人类文明和社会进步同金属材料关系十分密切。
(一)生活中的金属
(1)没有镁的存在,就不能形成叶绿素,也就没有光合作用,这里的镁是指______。
A、单质 B、元素 C、原子
(2)家用热水瓶内胆上的银白色金属是______,铝制品在空气中耐腐蚀的原因是______(用化学方程式表示)。
(3)为了减少和避免雷电对高层建筑的危害,需安装由金属材料制成的避雷装置,这主要是利用了金属材料的______。(填序号)
A.密度大 B.导电性 C.导热性 D.熔点高
(二)一氧化碳还原氧化铁
【查阅资料】(1)氢氧化钙溶液能吸收二氧化碳;
(2)一氧化碳还原氧化铁是逐步失去氧元素的过程。
铁及铁的氧化物 Fe FeO Fe2O3 Fe3O4
颜色 黑色 黑色 红棕色 黑色
能否被磁铁吸引 能 不能 不能 能
【实验探究】兴趣小组设计了如上图实验装置进行实验。将24.0g氧化铁粉末放入玻璃管中,反应一段时间后,得到黑色固体粉末,并能全被磁铁吸引。
兴趣小组猜想黑色粉末可能是:(1)铁粉;(2)四氧化三铁;(3)你的猜想是______。
反应前后称量相关装置和物质的总质量,其数据如下表:
反应前 反应一段时间后
Ⅰ组 玻璃管和红色粉末的总质量为44.0 g 玻璃管和固体物质的总质量为43.2g
Ⅱ组 试管和所盛溶液的总质量为30.0 g 洗气瓶和瓶中物质的总质量为32.1g
【交流讨论】
(1)实验前应该先______。
(2)在装置A中先通CO气体的作用是______。
(3)应该选择______组的实验数据计算来确定黑色粉末的成分,不选择另一组的理由是______。
最终计算结果表明:黑色粉末是______,请写出该变化的化学方程式______。
(三)碱式碳酸镁晶体成分的确定
【查阅资料】(1)Mg(OH)2:白色固体,难溶于水,受热会分解成氧化镁和水;
(2)MgCO3:白色固体,微溶于水,受热会分解成氧化镁和二氧化碳;
(3)MgCO3的热稳定性比Mg(OH)2的热稳定性更强。
工业生产中得到的碱式碳酸镁晶体是xMgCO3 yMg(OH)2 zH2O,为精确测量晶体的组成,小组同学取4.66g该晶体,用热分析仪对固体进行热分解(加热使之逐步分解,首先失去结晶水,最后完全反应),测定剩余固体质量与分解温度之间关系。
【数据处理】剩余固体质量与加热时间关系如图所示:
请回答下列问题:
(1)0~t1固体质量没有发生变化的原因可能是______。
(2)晶体中结晶水的质量为______g。
(3)t4~t5段固体为______和MgO(写化学式)。
(4)根据图中数据推算xMgCO3 yMg(OH)2 zH2O中x:y:z的最简比为______。
参考答案:
1.C
【详解】
A、铜活动性较弱,人类最早使用铜器,错误;
B、铜为红色固体,错误;
C、生铁和钢都属于铁合金,正确;
D、铜在高温下能与氧气反应生成黑色氧化铜,错误。
故选C。
2.D
【详解】
铝能制成铝箔是因为铝具有良好的延展性,与导电性、抗腐蚀性、导热性无关。
故选D。
3.B
【详解】
A. 城市街道洒水降尘,可减少空气中可吸入颗粒物,有利于改善空气质量,正确; B. 将废旧电池深埋,不能将污染物消除,不能改善环境,错误;C. 工业废气处理后再排放,有利于保护环境,正确; D. 相对于开私家车,提倡乘坐公交车或地铁出行,可减少污染物的排放,正确。 故选B。
4.D
【详解】
A、铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,,错误;
B、铜活动性较弱,不和稀硫酸反应,错误;
C、二氧化碳是空气成分之一,不是导致酸雨的原因,错误;
D、氢气具有还原性,可以还原氧化铜生成铜,正确。
故选D。
5.B
【详解】
A、硝酸钾晶体析出,没有新物质生成,属于物理变化;故选项错误;
B、石灰石用于炼铁,铁是新物质,属于化学变化;故选项正确;
C、探究铁生锈的条件中没有氧气,不能生锈,没有新物质生成,属于物理变化;故选项错误;
D、黄铜和纯铜比硬度,没有新物质生成,属于物理变化;故选项错误;
故选:B。
6.B
【详解】
A、合金具有良好的抗腐蚀性,所以硬币镀镍或镀铜能提高耐腐蚀性,故 A正确;
B、铝常常用于户外输电线,是因为铝具有良好的导电性,且密度小,故 B 错误;
C、在金属中熔合某些金属,改变了金属的内部结构,提高了抗腐蚀和抗氧化能力,故 C正确;
D、钛合金与人体有很好的相容性,是指它很少会被人体所排斥,同时它又具有很高的强度,因此适合制造人工骨骼,故 D 正确。
故选B。
7.A
【详解】
A、氧气能被液化贮存于钢瓶是因为分子间有空隙且空隙能改变,正确;
B、可燃物着火点是不变的,错误;
C、硬水是含较多可溶性钙、镁矿物质的水;生活中常用加热煮沸的方法降低水的硬度,将水煮沸能降低水中钙、镁元素的含量,不是金属的含量,错误;
D、铁质水龙头表面镀铬可防锈是隔绝了空气了氧气和水,错误。
故选A。
8.D
【详解】
A、铜不能与盐酸反应,由①得出铜位于氢之后;铁能置换硝酸银中的银,由②说明铁比银强;铜能置换硝酸银中的银,由③说明铜比银强;方案不能说明铁与铜的强弱关系;故A不可行;
B、铁能与盐酸反应,由①得出铁位于氢之前;铜不能与盐酸反应,由②得出铜位于氢之后;铁能置换硝酸银中的银,由③说明铁比银强;方案不能说明铜与银的强弱关系;故B不可行;
C、铁能与盐酸反应,由①得出铁位于氢之前;铁能置换硝酸银中的银,由②说明铁比银强;铜能置换硝酸银中的银,由③说明铜比银强;方案不能说明铁与铜的强弱关系;故C不可行;
D、铁能与盐酸反应,由①得出铁位于氢之前;铜不能与盐酸反应,由②得出铜位于氢之后;铜能置换硝酸银中的银,由③说明铜比银强;方案得出:铁比铜强,铜比银强,能证明铁、铜、银三种金属的活动性顺序;故D可行;
故选D.
9.B
【详解】
A. 金属材料包括金属单质以及纯金属形成的合金,可能含有非金属元素,错误;B. 多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属更好,正确;C. 双动力公交车部分部件是由非金属材料制造的,错误;D. 地球上有金属资源,错误。故选B。
10.D
【详解】
A、用地沟油制备生物柴油作燃料,节约资源,正确;B、铁制品表面涂油漆以防止生锈,节约资源,正确;C、含汞、镉元素的废弃物回收处理,保护环境,正确;D、冶炼铁时产生的废气直接排放,不利于保护环境,错误。故选D
11.C
【详解】
①常温下向一定质量的稀盐酸中加入足量镁条,镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,水的质量不变,符合题意;
②镁与稀盐酸反应放出热量,溶液的温度逐渐升高,待完全反应后,温度最高,后逐渐降低至室温,不符合题意;
③镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,气体体积逐渐增大,待完全反应后,不再变化,符合题意;
④镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,生成氢气的质量逐渐增大,待完全反应后,不再变化,符合题意。
故正确的是①④。
故选C,
12.C
【详解】
A、在金属活动性顺序里,铜排在氢后,铜不能与盐酸或硫酸发生反应。A错。
B、在金属活动性顺序里,氢前金属与盐酸或硫酸反应,金属会逐渐减少直至消失;氢后金属与盐酸或硫酸不反应,无明显现象。B错。
C、在金属活动性顺序里,氢前金属与盐酸或硫酸反应,产生气泡;氢后金属与盐酸或硫酸不反应,无明显现象。C正确。
D、比较金属活动性顺序时,一定要控制变量,否则无法比较。D错。
综上所述:选择C。
13.B
【详解】
A、二氧化碳与水反应生成碳酸,酸能使紫色石蕊试液变红,一氧化碳不可以,故能区分,不符合题意;
B、氢气和甲烷燃烧颜色均为淡蓝色,故不能区分,符合题意;
C、氧气能使燃着的木条燃烧的更旺,二氧化碳能使木条熄灭,故能区分,不符合题意;
D、区别真黄金与假黄金(即铜锌合金),假黄金因含铜灼烧后变黑,真黄金不变色,故能区分,不符合题意。
故选B。
14.A
【详解】
由分析得:
A、滤液中的溶质只有硝酸亚铁,正确;
B、铁过量,硝酸铜完全反应,错误;
C、滤渣中有生成的铜和银、过量的铁,错误;
D、滤渣中有银、铜、铁,错误。
故选A。
15.A
【详解】
A、方案一:加入盐酸黄铜中的锌与酸反应放出氢气,可看到有气泡产生,黄金不与盐酸反应无明显现象,现象不同可以区分。方案二:加入硫酸铜,锌和硫酸铜反应生成铜和硫酸锌,可看到有红色固体析出,金不与硫酸铜反应,无明显现象,现象不同可以区分。都合理。
B、方案一:升高温度硝酸钾溶解度升高,饱和溶液变为不饱和溶液,现象相同不能区分。方案二:加入硝酸钾,不饱和的硝酸钾溶液能溶解,饱和的硝酸钾溶液不能溶解,现象不同可以区分。不都合理。
C、方案一:磁铁能吸引生铁和钢,现象相同不能区分。方案二:生铁的含碳量比钢高,理论上加入足量稀盐酸,比较剩余固体生铁剩余的比钢多。但因为含碳量均较低,实验现象不明显,称量较为困难,不合理。都不合理。
D、方案一:食盐溶于水温度几乎不变,硝酸铵溶于水温度降低,现象不同可以区分。方案二:实验室内不能品尝药品味道,不合理。不都合理。
故选A。
16.D
【详解】
A、X气体中含有氮元素、氢元素,所以一定不是单质,氧化铜属于化合物,所以B管中反应一定不是置换反应,错误;
B、实验前B管重20.32克,实验后B管重20.00克,所以氧化铜中氧元素质量为0.32g,因为氧元素和氢元素结合生成水,所以氢元素质量为:0.04g,收集到生成的氮气0.28克,气体中氮元素质量为0.28g,所以氮元素与氢元素原子个数比为:,所以气体不是氨气,错误;
C、实验前B管重20.32克,实验后B管重20.00克,所以氧化铜中氧元素质量为0.32g,因为氧元素和氢元素结合生成水,所以氢元素质量为:0.04g,所以生成水的质量为:0.32g+0.04g=0.36g,该反应中生成的水与氮气的分子个数比为,错误;
D、实验前B管重20.32克,实验后B管重20.00克,所以氧化铜中氧元素质量为0.32g,因为氧元素和氢元素结合生成水,所以氢元素质量为:0.04g,收集到生成的氮气0.28克,气体中氮元素质量为0.28g,气体X中氮元素与氢元素的质量比为:0.28g:0.04g=7:1,正确。
故选D。
17. Cu-Fe 0.4 44%
【详解】
(1)根据提供的硫酸可知,只有两种金属一种能与硫酸反应而另一种不能与硫酸反应才能测出铜的质量分数,合金中Cu-Fe组合符合该条件;
(3)根据表格提供的数据,40g硫酸最多生成0.3g氢气,第二次只生成0.1g,说明金属全部参加了反应,故生成氢气的总质量为:0.3g+0.1g=0.4g;
(4)解:设Cu-Fe合金中铁的质量为x
该合金中铜的质量分数为 ×100%=44%,
答:铜的质量分数为44%。
18. 待蒸发皿中出现较多固体时,停止加热 ①②③④⑤ Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 吸收生成的二氧化碳并收集尾气 甲物质的溶解度随温度升高而增大 甲
【详解】
本题考查了蒸发的操作,水的电解实验的结论,炼铁的原理和溶解度曲线的应用。
(1)进行蒸发操作时要待蒸发皿中出现较多固体时,停止加热。
(2)①正极产生的是氧气,负极产生氢气,正确;②a、b生成的气体分别是氢气与氧气,气体的体积比约为2:1,正确;③a试管内产生的气体是氢气能燃烧,正确;④b试管内产生的气体氧气能使带火星的木条复燃,正确;⑤化学反应前后元素的种类不变,符合质量守恒定律,正确;⑥该实验说明水是由氢元素与氧元素组成,不是由氢气与氧气组成,错误。故选①②③④⑤;
(3)①由图示可知,装置A玻璃管中发生反应是,在高温条件下一氧化碳与氧化铁反应生成了铁和二氧化碳,化学反应方程式是:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2;
②根据装置B的特点可知,装置B的作用是吸收生成的二氧化碳并收集尾气;
(4)①根据溶解度曲线,可以推测甲物质的溶解度随温度升高而增大;
②向烧杯内的水中加入硝酸铵固体后,由于温度降低,甲物质的溶解度随温度的降低而减小,盛甲溶液的试管中有晶体析出。
19. 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%。
【详解】
(1)A、地壳中含量最多的金属是铝,但是铝的开发不是最早的,故金属在自然界的含量与开发利用顺序无关,不符合题意;
B、金属冶炼的难易程度与开发利用的顺序有关,冶炼越容易,开发利用越早,符合题意;
C、金属的导电性与开发利用顺序无关,不符合题意;
D、金属越活泼,开发利用的越晚,符合题意。
故选BD;
(2)A、电缆是利用金属的导电性,不符合题意;
B、电热壶是利用金属的导热性,符合题意;
C、金属包装材料是利用金属的延展性,不符合题意;
D、金属乐器是利用金属具有金属光泽,硬度大,不符合题意。
故选B;
(3)铝的化学性质比较活泼,常温下,铝能与空气中的氧气反应,在其表面形成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步被氧化,该反应的化学方程式为;
(4)①A装置玻璃管中,一氧化碳能与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,故可观察到的现象为:固体粉末由红棕色逐渐变为黑色;
B装置中,二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,该反应的化学方程式为;
②一氧化碳具有可燃性,混有一定量的空气,遇到明火,容易发生爆炸,故实验开始时要先通入CO的目的是:排尽空气,防止发生爆炸;
③因为未反应的一氧化碳进入B装置中,B收集了CO,不会逸散到空气中,因此不需要尾气处理装置;
(5)见答案。
20.(1)试管
(2) B CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(3) 2KClO32KCl+3O2↑ A 防止水槽中的水倒流使试管骤冷发生炸裂 b
(4) b 硫酸的质量分数 测量等时间内生成氢气的体积 a 等质量的铁完全反应生成氢气的质量比锌多
【解析】
(1)
由图可知,仪器X的名称是试管,故填试管。
(2)
实验室制取氧气可选择过氧化氢和二氧化锰的混合物,制取二氧化碳的原理是碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,都是固体与液体在常温下反应生成气体的反应,发生装置都可选用固液常温发生装置,即装置B,故填B;
制取二氧化碳的原理是碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,故反应的化学方程式写为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
(3)
氯酸钾在二氧化锰作催化剂和加热的条件下反应生成氯化钾和氧气,故反应的化学方程式写为:2KClO32KCl+3O2↑;
氯酸钾在二氧化锰作催化剂和加热条件下反应生成氧气是固体受热生成气体的反应,应选择固体受热发生装置,即装置A,故填A;
E装置为排水法收集气体,加热氯酸钾与二氧化锰的混合物生成氧气,且选择E装置收集氧气,实验完毕后,先将导管从水槽中移出,再熄灭酒精灯,能够防止水槽中的水倒流使试管骤冷发生炸裂,故填防止水槽中的水倒流使试管骤冷发生炸裂;
加热氯酸钾制取氧气时误把高锰酸钾当成了二氧化锰加入,高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,生成的而氧化钠能够作氯酸钾分解的催化剂,所以产生的结果是有氧气生成且质量变多,故填b。
(4)
氢气的密度比空气的密度小,用F装置收集氢气,气体应从短管,即b管进入瓶中,故填b;
①由实验1、3的数据可知,稀硫酸的质量分数为10%时,生成10mL氢气需要78s,硫酸的质量分数为40%时,生成10mL的氢气需要9s,所以该实验中对锌与稀硫酸反应快慢影响比较大的因素是硫酸的质量分数,故填硫酸的质量分数;
比较不同条件下锌与稀硫酸反应的快慢有不同的方法,除测量产生相同体积的氢气所需时间,还可以采用的测量方法是测量等时间内生成氢气的体积,故填测量测量等时间内生成氢气的体积;
铜、碳、硅都不能与酸反应生成氢气,而铁能够与酸反应生成氢气,且根据化学方程式可知,等质量的铁完全反应生成氢气的质量比锌多,即如果锌中混有铜或碳、硅,则生成的氢气的质量一定小于0.2g,如果锌中混有铁,则生成的氢气的质量一定大于0.2g,故填a;等质量的铁完全反应生成氢气的质量比锌多。
21. A 金属活动性强弱 H2SO4、ZnSO4、CuSO4
搅拌,防止局部温度过高,造成液滴飞溅
取适量溶液于试管中,加入过量的氯化钙溶液,产生白色沉淀,说明含碳酸钠,静置,向上层清液中加入无色酚酞试液,无色酚酞试液变红,说明含氢氧化钠; 解:设氢氧化钠溶液中溶质质量分数是x
x=10%
【详解】
(1)A、黄铜是铜的合金,合金比组成它的纯金属的硬度大,故黄铜硬度比铜大,符合题意;
B、合金比组成它的纯金属的熔点低,故黄铜熔点比铜低,不符合题意;
C、合金抗腐蚀性好,但是还是会被腐蚀,不符合题意。
故选A;
(2)从化学反应的角度看,决定开发年代先后顺序的关键因素是金属活动性强弱,金属活动性越强,开发的越晚;
(3)①该实验的目的是回收金属并制得硫酸锌,故可向黄铜渣中加入过量稀硫酸,铜与稀硫酸不反应,氧化锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和水,氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,故固体A为铜,溶液B中的溶质是:H2SO4、ZnSO4、CuSO4;
②向溶液B中加入过量的Y,Y应为锌,锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,故固体C中含过量的锌和反应生成的铜,加入适量X,X为稀硫酸,锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,该反应的化学方程式为:;
③操作Ⅰ实现了固液分离,是过滤,操作Ⅱ使溶液变为固体,为蒸发,过滤和蒸发均需要用到玻璃棒,蒸发中,玻璃棒的作用是:搅拌,防止局部温度过高,造成液滴飞溅;
(4)①过氧化氢与二氧化碳反应生成一种盐和氧气,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,反应物中含Na、O、C,生成物中含O,还应含Na、C,故生成的盐是碳酸钠,该反应的化学方程式为:;
②过氧化钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠和氧气,呼出气体中也含水,过氧化钠能与水反应生成氢氧化钠和氧气,碳酸钠能与氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠,可用过量的氯化钙检验碳酸钠,且将碳酸钠除尽,然后用无色酚酞试液检验是否含氢氧化钠,故取适量溶液于试管中,加入过量的氯化钙溶液,产生白色沉淀,说明含碳酸钠,静置,向上层清液中加入无色酚酞试液,无色酚酞试液变红,说明含氢氧化钠;
(5)见答案。
22. B Ag##银 4Al+3O2=2Al2O3 B 铁和四氧化三铁 检查装置气密性 排除装置内原有的空气,防止发生爆炸 Ⅰ CO跑出时带走了部分水蒸气(合理答案均给分) Fe3O4##四氧化三铁 3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO2 未达到反应所需温度(其他相近的意思也给分) 0.72 MgCO3 4:1:4
【详解】
(一)生活中的金属
(1)镁在植物中的存在是以化合物的形式存在,所以这里的镁是指镁元素,故选B。
(2)家用热水瓶内胆上的银白色金属是银;
铝制品在空气中耐腐蚀的原因是铝与氧气反应生成致密的氧化膜,阻止铝进一步被氧化,反应的化学方程式为:。
(3)安装由金属材料制成的避雷装置,主要是利用了金属材料的导电性,故选B。
(二)一氧化碳还原氧化铁
猜想:根据固体颜色,产生的是黑色固体,排除Fe2O3,根据黑色固体能全被磁铁吸引排除FeO,所以黑色固体是铁粉或四氧化三铁中的一种或两种,故猜想三为:铁粉和四氧化三铁。
交流讨论:
(1)实验前应该先检查装置的气密性。
(2)CO有可燃性,与氧气接触受热时可能会发生爆炸,所以在装置A中先通CO气体的作用是:排除装置内原有的空气,防止发生爆炸。
(3)由于通入的一氧化碳不能完全反应,一部分会逸出,从石灰水中逸出时,会带出水份,使装置内物质质量变小;另外一氧化碳还原氧化铁生成的二氧化碳不能保证完全被澄清的石灰水吸收,如果二氧化碳的逸出速度大于反应速度,也会使B中的实验数值减少,故选用Ⅰ组实验数据来完成计算,故答案填:CO跑出时带走了部分水蒸气或二氧化碳不能完全被澄清的石灰水吸收,理由合理即可(检验二氧化碳必须用澄清的石灰水,吸收二氧化碳最好用氢氧化钠饱和溶液)。
由Ⅰ组实验数据可知,固体质量减少了,说明氧化铁被还原后,质量减少了0.8g,则反应后得到固体的质量为: ;如果氧化铁被还原后,生成铁和二氧化碳,则生成铁的质量即为氧化铁中铁元素的质量,所以生成铁的质量为:
,与23.2g不相等,所以黑色固体不是铁粉;如果生成的是四化三铁,四氧化三铁中铁元素质量和氧化铁中铁元素质量是相等的,所以四氧化三铁的质量为: ,所以该黑色固体为四氧化三铁;反应的化学方程式为: 。
(三)碱式碳酸镁晶体成分的确定
MgCO3的热稳定性比Mg(OH)2的热稳定性更强,从图示中可以看出,t1~t2是氢氧化镁失去结晶水的过程,所以晶体中结晶水的质量为:;
t3~t4是氢氧化镁达到分解温度,分解生成氧化镁和水的过程,减少的质量为氢氧化镁分解生成水的质量,所以生成水的质量为:;
t5~t6是碳酸镁达到分解温度生成氧化镁和二氧化碳的过程,减少的质量为碳酸镁分解生成二氧化碳的质量,所以生成二氧化碳的质量为:;
每一个质量前少的过程前面图像有一段是不变的,是加热过程吸热过程,还没达到相应反应的分解温度的过程。
(1)由题中信息可知,碱式碳酸镁晶体充分受热后,可生成氧化镁、水和二氧化碳,质量减少,但0~t1固体质量没有发生变化说明:未达到反应所需温度。
(2)晶体中结晶水的质量为:。
(3)t4~t5段,氢氧化镁已经分解结束,但还没有达到碳酸镁的分解温度,所以此时的固体中有没分解的MgCO3和Mg(OH)2分解生成的MgO。
解:设氢氧化镁的质量为. 设:碳酸镁的质量为.
则该化合物中碳酸镁、氢氧化镁、结晶水的质量比可表示为:,即:,所以。