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九上第二章 期末备考
(复习范围:2.1-2.2)
考点一、金属与非金属
考点精要:金属的物理性质:金属都有特殊的光泽;大多数金属的颜色为银白色或灰色,但金为金黄色,铜为紫红色;金属在常温下为固态(除汞外,常温下为液态);金属比较硬,具有良好的导热性、导电性和延展性。
非金属的物理性质:大多数非金属没有光泽,表面暗淡。大多数固体为灰黑色(磷为白色或暗红色);多数气体无颜色,少数气体有颜色;溴是唯一在常温下呈液态的非金属单质。非金属硬度一般较小,但差异很大,一般不具备导电性、导热性,也没有延展性。
典例1:(2022九上·东阳月考)人们的日常生活离不开金属,高科技新材料开发和应用也需要金属。
(1)根据上图金属应用实例推断,金属具有的物理性质有(写出1条即可): ;
(2)日常使用的金属材料多数属于合金,下表列出了一些常见合金的主要成分和性能。
合金 合金的主要性能 主要成分及纯金属的性能
焊锡 熔点183 °C 锡:熔点232°C;铅:熔点327 °C
硬铝 强度和硬度好 铝、铜、镁等。硬度小,质软
不锈钢 抗腐蚀性好 铁、铬、镍等。纯铁抗腐蚀性能不如不锈钢
由表中信息可以推断,与组成合金的纯金属相比,合金的优点一般有(填序号,可多选) 。
①强度更低 ②硬度更高 ③熔点更高 ④抗腐蚀性更好
【答案】(1)良好导电性、良好导热性、良好延展性 (2)②④
【解析】(1)金属一般具有良好的导热性、导电性、延展性等方面的性质;
(2)合金是指由一种金属和其它金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质,与组成合金的纯金属相比,合金的优点一般有强度好、熔点低、抗腐蚀性更好等。
【解答】(1)由图中可知,可以用作导线说明金属的导电性良好,可以用作炊具说明金属的导热性良好,金属具有的物理性质有 良好导电性、良好导热性、良好延展性 。
(2)由上表推断,与组成合金的纯金属相比,合金的优点一般有强度好、熔点低、抗腐蚀性更好等。
故选 ②④ 。
考点二、常见金属材料
考点精要:金属材料包括金属和合金两大类。当把金属材料变成纳米级的粒子时,金属的性质会发生变化,甚至与原来的性质完全不同。把一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质,就称为合金。钢是一种由铁和碳等元素组成的合金,生活中常见的合金还有铜合金、铝合金及钛合金等,合金往往比纯金属具有更好的性能。
典例2:(2022·浙江·宁波市九年级期末)金属材料在生产生活中有广泛的用途,人类的生产生活离不开金属。
(1)铜制插头,这是利用金属铜具有良好的________的性质。
(2)铁制品易锈蚀,工厂用稀硫酸除去铁锈的原理是________。(用化学方程式表示)
【答案】导电性 Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
【解析】(1)铜制插头,这是利用金属铜具有良好的导电性的性质。
(2)铁锈主要成分是氧化铁,与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,工厂用稀硫酸除去铁锈的原理是: Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O。
考点三、金属与氧气反应
考点精要:有些金属在常温下就能与氧气反应,如金属铝的表面易生成一层致密的氧化铝保护膜,它能阻止金属铝继续被空气氧化;酸性或碱性物质会破坏铝的氧化膜,故不可用铝制容器盛酸性或碱性物质,也不要用铁丝球等来擦洗铝制品。有些金属能在氧气中燃烧,写出镁在氧气中燃烧的化学方程式:2Mg+O22MgO;写出铁在氧气中燃烧的化学方程式:3Fe+2O2Fe3O4。有些金属不能燃烧,但能生成氧化物,如铜在加热条件下能生成黑色的氧化铜。铁、铜在潮湿的空气中会生锈,铁锈的主要成分是Fe2O3,铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3
典例3:(2022·浙江温州中考真题)如图所示,两只燃烧匙里装有相同质量的镁粉与锌粉,分别在空气中加热燃烧。根据燃烧难易及剧烈程度不同,可推测镁与锌具有不同的( )
A.颜色 B.熔点 C.金属延展性 D.金属活动性
【答案】D
【解析】根据题意,两只燃烧匙里装有相同质量的镁粉与锌粉,分别在空气中加热燃烧,燃烧难易及剧烈程度不同,结合金属的化学性质、物理性质,进行分析判断。
两只燃烧匙里装有相同质量的镁粉与锌粉,分别在空气中加热燃烧,如图所示镁粉燃烧时反应剧烈,根据燃烧难易及剧烈程度不同,说明镁比锌金属活动性强。
考点四、金属与酸反应
考点精要:反应特性:金属+酸→盐+H2↑。
(1)铝与稀盐酸反应 现象:反应较剧烈,产生大量气泡,放出热量;
化学方程式:2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑。
(2)镁或锌与稀盐酸或稀硫酸反应 现象:金属表面都有气泡产生;
化学方程式:Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑;Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑。
结论:能跟酸反应并产生氢气的金属,是较活泼的金属。
(3)铜与稀盐酸或稀硫酸反应 现象:没有明显现象。
典例4:(2022·浙江杭州·一模)小乐将表面锈蚀的铁钉放入烧杯中,然后加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸,产生氢气的质量和加入稀盐酸的质量如图所示。
(1)当稀盐酸质量小于10克时,铁钉表面看不到明显的气泡,原因是___________。
(2)生成氢气的质量为多少克___________?
【答案】稀盐酸和铁钉表面的铁锈反应,未产生气泡 与铁反应消耗氯化氢的质量是(60g-10g)×14.6%=7.3g,设生成氢气的质量为x
x=0.2g
答:生成氢气的质量为0.2g。
【解析】(1)当稀盐酸的质量为10g时,不产生氢气的原因是稀盐酸只和铁钉表面的铁锈氧化铁反应,不产生气体;
考点五、判断金属活动性强弱
考点精要:在金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,金属在水溶液中就越容易失去电子变成离子,它的活动性就越强;金属的位置越靠后,该金属的阳离子在水溶液中就越容易获得电子变成原子。
记住两种应用:(1)判断金属与酸的反应:排在氢前面的金属能置换出酸中的氢,而排在氢后面的金属不能置换出酸中的氢;(2)判断金属与盐的反应:排在前面的金属一般能把排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
注意三个要点:(1)适用范围:金属活动性顺序仅适用于在水溶液中的反应,超出此范围则不一定适用;(2)判断金属跟酸反应时的要点:①酸:这里的酸一般是指稀硫酸、稀盐酸等非氧化性强酸,不包括浓硫酸和硝酸等强氧化性酸;②金属:铁与酸(如:稀硫酸、稀盐酸)反应,生成+2价的亚铁盐;(3)判断金属跟盐反应时的要点:①盐:盐必须是可溶的,因为金属与盐的反应必须在溶液中进行;②金属:铁与盐反应,生成+2价的铁盐。
典例5:(2022·浙江杭州·一模)钪钛合金广泛应用于航天领域。小乐为了研究钪(Sc)和钛(Ti)的化学活动性强弱,将Sc和Ti分别与盐酸反应,发现只有Sc表面产生气泡。据此实验结果判断,下列说法错误的是( )
A.Sc能与盐酸反应
B.Sc的化学活动性强于Ti
C.仅用Ti、Cu和稀盐酸,能比较Ti和Cu的化学活动性强弱
D.仅用Sc和CuSO4溶液,能比较Sc和Cu的化学活动性强弱
【答案】C
【解析】A、根据题意可知将Sc和Ti分别与盐酸反应,发现只有Sc表面产生气泡,说明Sc的金属活动性大于氢和Ti,故Sc能与盐酸反应,A选项不符合题意。
B、根据题意可知将Sc和Ti分别与盐酸反应,发现只有Sc表面产生气泡,说明Sc的金属活动性强于Ti,故B选项不符合题意。
C、由题可知Ti、Cu的金属活动性都在氢之后,故均不能和稀盐酸反应,所以不能仅用Ti、Cu和稀盐酸来判断Ti和Cu的化学活动性的强弱,故C选项符合题意。
D、由题可知Sc的金属活动性在铜之前,故Sc可以置换出CuSO4中的铜,可以判断两者的金属活动性强弱,故D选项不符合题意
考点六、金属的锈蚀及其保护
考点精要:金属的锈蚀既与周围环境中的空气、水等物质有关,也与金属内部的结构有关。根据金属锈蚀的条件,防止金属生锈的方法可以是:(1)保持金属制品(特别是钢铁)表面的洁净和干燥;(2)在金属制品(特别是钢铁)表面涂上一层保护膜,如涂油、喷漆、覆盖搪瓷、塑料等;(3)改变金属的自身结构,如加入铬、镍等制成不锈钢。
典例6:(2022九上·舟山期末)你注意过吗?家庭使用的铁制工具隔一段时间不用就变得锈迹斑斑,而广场上矗立的不锈钢雕塑,几经风霜雨雪总能保持原有的本色。
(1)铁与空气中的 直接接触会导致铁制品的锈蚀。
(2)不锈钢是钢铁中添加了Cr(铬)、Ni(镍)、Mn(锰)等元素,才有了耐腐蚀性。这种将多种金属.熔合在一起的材料称为合金,它是 。(选填“混合物”、“纯净物”或“有机化合物”)
【答案】(1)水、氧气 (2)混合物
【解析】(1)铁生锈是铁与水和氧气共同作用的结果;
(2)合金是金属与金属或金属与非金属熔合而成的混合物。
考点七、置换反应中滤液、滤渣成分的分析
考点精要:向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁粉,反应后过滤,得滤渣和滤液,则滤渣和滤液的成分可能是:(铁先和AgNO3 反应,再和Cu(NO3)2反应)
①铁粉的量不足,AgNO3 没有反应完(向滤渣中加入稀盐酸,没有气泡产生)
滤渣:Ag 滤液:AgNO3、Cu(NO3)2 、Fe(NO3)2
②铁粉与AgNO3溶液恰好完全反应,CuSO4溶液没有参与反应(向滤渣中加入稀盐酸,没有气泡产生)
滤渣:Ag 滤液:Cu(NO3)2 、Fe(NO3)2
③铁粉与CuSO4溶液发生反应,但CuSO4溶液没有反应完(向滤渣中加入稀盐酸,没有气泡产生)
滤渣:Ag 、Cu 滤液:Cu(NO3)2 、Fe(NO3)2
④铁粉与CuSO4溶液恰好完全反应(向滤渣中加入稀盐酸,没有气泡产生)
滤渣:Ag 、Cu 滤液: Fe(NO3)2
⑤CuSO4溶液恰好完全反应完,铁粉没有反应完(向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生)
滤渣:Ag 、Cu、Fe 滤液: Fe(NO3)2
典例7:(2022·嘉兴模拟)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。小嘉选用锡、铜、锌三种金属重温实验,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。小嘉运用该规律开展实验,向硝酸铜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________。
【答案】(1)锡、锌(2)氢气(3)Cu2+、Fe2+
【解析】(1)在金属活动性顺序表中,只有排在氢前面的金属才能和酸反应生成氢气;
(2)活泼金属和酸反应,生成盐和氢气;氢气具有可燃性,遇明火容易爆炸;
(3)跟机铁粉和两种盐的反应过程分析判断。
【解答】(1)锡、铜、锌中,只有锡和锌排在氢的前面,因此会“消失”的金属是锡和锌。
(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”,其实该气体就是氢气,从此为探索金属活动性打开了新思路。
(3)铁粉先和硝酸银反应,生成硝酸亚铁和银单质,再和硝酸铜反应,生成硝酸亚铁和铜单质。由于银和铜的原子量都大于铁,所以溶液的质量都会减小,且前者质量减小的速度大于后者,那么AB段为铁和硝酸银的反应,B点时硝酸银完全反应,硝酸铜还没有开始反应,因此溶质为硝酸亚铁和硝酸铜,溶液中的阳离子为 Cu2+、Fe2+
考点八、金属与酸反应图像
考点精要:解题关键:
一看:横、纵坐标的含义;
二看:化学反应中的折点的含义:一般认为每一折点代表一个反应的开始或结束;
三看:理解曲线的变化或趋势。即图像是上升,下降,还是平直。
一般规律:
①反应快慢:看倾斜角度(只有时间图像才能说反应快慢);
②产物质量:看图像纵坐标最大值;由完全反应掉反应物质量决定;
③反应起始时间:若反应条件为加热(高温),开始时间大于零。
催化剂能改变反应所需时间但不影响生成物质量。
典例8:(2021·余姚模拟)现有质量相等的甲、乙、丙三种金属,分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中,生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示气(已知甲、乙、丙在生成物中均显+2价)。则下列说法正确的是( )
A.甲、乙、丙依次可能是Mg、Zn、Fe
B.金属活动性:甲>乙>丙
C.相对原子质量:乙>丙>甲
D.消耗硫酸的质量:甲>乙>丙
【答案】D
【解析】(1)(2)金属越活泼,反应速率越快,反应需要时间越短;
(3)根据M+H2SO4=MSO4+H2↑可知,当金属完全反应时,相对原子质量越大,生成氢气质量越少;
(4)反应生成的氢气中的氢元素完全来自于硫酸。
【解答】由图中信息可知,完全反应所需时间:乙<甲<丙,则金属活动性强弱是:乙>甲>丙,则甲、乙、丙依次不可能是Mg、Zn、Fe,故A、B错误;
甲、乙、丙在生成物中均显+2价,稀硫酸足量,相对原子质量越大,生成的氢气质量越小,因此相对原子质量:丙>乙>甲,故C错误;
生成的氢气中的氢元素完全来自于硫酸,因此生成氢气质量越大,消耗硫酸质量越大,因此消耗硫酸的质量:甲>乙>丙,故D正确。
1.(2022·浙江台州·九年级期末)如图是中国人民银行发行的冬奥会纪念币。在选择铸造纪念币的材料时,不需要考虑的因素是( )
A.金属的硬度 B.金属的耐腐蚀性
C.金属的导电性 D.金属的延展性
【答案】C
【解析】根据硬币的流通特点可知:铸造出的纪念币要有较强的耐腐蚀性、硬度较大且硬币价值与面值的吻合度要接近,金属的延展性较好,也便于铸造硬币。而金属的导电性、导热性等不是铸造硬币所考虑的因素,故C符合题意。
2.(2021·浙江温州·九年级期中)用镍钛合金制成的宇宙飞船自展天线,在低温下被折叠,进入太空后,在阳光照射下可重新展开,恢复成原状。关于此天线制作材料的描述错误的是( )
A.具有形状记忆功能 B.具有很低的熔点
C.具有良好的延展性 D.具有良好的导电性
【答案】B
【解析】用镍钛合金制成的宇宙飞船自展天线,在低温下被折叠,进入太空后,在阳光照射下可重新展开,恢复成原状,说明它具有形状记忆功能、良好的延展性、良好的导电性,而镍钛合金的熔点也很高,只有B错误。
3.(2022九上·义乌期中)飞机的制造材料主要是铝合金。一架普通的飞机,差不多要用50万个铝合金做的铆钉,飞机的外壳、机翼、机尾螺旋桨、引擎的许多部件也是用铝合金制成的。对此,下列叙述错误的是( )
A.铝合金的导电性极差,使飞机不容易被闪电击中
B.铝的密度比较小,大量使用铝材能减小飞机质量,有利于飞行
C.铝的表面容易形成致密的氧化物保护膜,不容易生锈
D.飞机材料采用铝合金而不用纯铝的主要原因,是纯铝比较软而铝合金比较硬
【答案】A
【解析】A.铝合金的导电能力很强,故A错误符合题意;
B.铝的密度比较小,大量使用铝材能减小飞机质量,有利于飞行,故B正确符合题意;
C.铝的表面容易形成致密的氧化物保护膜,不容易生锈,故C正确不合题意;
D.飞机材料采用铝合金而不用纯铝的主要原因,是纯铝比较软而铝合金比较硬,故D正确不合题意。
4.(2022九下·杭州月考)氧气的化学性质比较活泼,能与许多物质发生氧化反应,下列有关氧气的说法正确的是( )
A.镁片放置在空气中,不需要加热就能够在表面生成MgO
B.铁丝加热后放入氧气中,燃烧生成Fe2O3固体
C.木炭伸入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧,发出白光
D.铜在加热的条件下能与氧气反应,固体由黑色变为红色
【答案】A
【解析】A、镁的化学性质活泼,镁片放置在空气中,不需要加热就能够在表面生成MgO ,符合题意;
B、铁丝加热后放入氧气中,燃烧生成Fe3O4固体,不符合题意;
C、木炭不经点点燃伸入盛有氧气的集气瓶中不会燃烧 ,不符合题意;
D、铜在加热的条件下能与氧气反应,固体由红色变为黑色 ,不符合题意;
5.(2022·浙江杭州·九年级期末)下列物质间的转化,不能通过一步反应实现的是( )
A.Cu→Cu(NO3)2 B.Cu(OH)2→CuO C.BaCl2→BaSO4 D.CaCO3→Ca(OH)2
【答案】D
【解析】A、铜能与硝酸银溶液反应生成硝酸铜,不符合题意;
B、氢氧化铜受热分解可生成氧化铜,不符合题意;
C、氯化钡与硫酸钠反应可生成硫酸钡,不符合题意;
D、碳酸钙难溶于水,不能一步转化为氢氧化钙,符合题意。
6.(2022·浙江舟山中考真题)取一段镁条放入盛有少量稀盐酸的试管中,用手摸试管外壁会感觉发烫,反应的化学方程式为Mg+2HCl=MgCl2+H2↑。下列有关说法正确的是( )
A.反应中无明显现象 B.反应是一个吸热反应
C.反应后溶液中溶质质量减少 D.反应说明镁能置换出酸中的氢
【答案】D
【解析】A、取一段镁条放入盛有少量稀盐酸的试管中,镁和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,有气泡产生,故选项说法错误;
B、用手摸试管外壁会感觉发烫,说明放出了热量,故选项说法错误;
C、由反应的化学方程式为:,每24份质量的镁可置换出2份质量的氢气,溶液的质量会增加,故选项说法错误;
D、由反应的化学方程式为,反应说明镁能置换出酸中的氢,故选项说法正确。
7.(2022·浙江舟山市九年级阶段练习)向等质量、等浓度的稀硫酸中分别加入足量的镁、锌、铁三种金属,下列图像能正确反映其对应关系的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】最终稀硫酸完全反应,生成氢气质量相等,镁比锌活泼,锌比铁活泼,因此镁反应时间最短,铁反应时间最长。
8.(2022九上·西湖期末)将一定量的铜铁混合粉末放入盛有硝酸银溶液的烧杯中,不断搅拌,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。向滤渣中加入足量稀盐酸,无现象,向滤液中加入稀盐酸,有白色沉淀。则滤渣的成分是( )
A.银 B.银、铁 C.银、铜 D.银、铜、铁
【答案】A
【解析】根据铜和铁都能与硝酸银反应,硝酸银剩余,则固体铜和铁都不能剩余分析。
将一定量的铜铁混合粉末放入盛有硝酸银溶液的烧杯中,铜和铁都能与硝酸银溶液反应,向滤渣中加入足量稀盐酸,无现象,说明滤渣中一定没有铁,向滤液中加入稀盐酸,有白色沉淀,说明硝酸银有剩余,则滤渣中只有银。
9.(2022·浙江浙江·中考真题)如图曲线能正确反映下列化学变化中y与x变化关系的是( )
A.锌粒中滴入稀硫酸:y代表氢气的质量
B.CaCl2溶液中通入CO2气体:y代表沉淀的质量
C.氢氧化钠溶液中滴入稀盐酸:y代表混合溶液的pH
D.CuSO4和HCl的混合溶液中加入NaOH溶液:y代表沉淀的质量
【答案】D
【解析】A、锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,一开始就产生氢气,与图像不符,故选项错误;
B、二氧化碳不能与氯化钙溶液反应,不会产生沉淀,与图像不符,故选项错误;
C、氢氧化钠溶液中滴入稀盐酸,碱性逐渐减弱,酸性逐渐增强,pH的变化是从大于7逐渐的减小到等于7、小于7,与图像不符,故选项错误;
D、CuSO4和HCl的混合溶液中加入NaOH溶液,氢氧化钠先与盐酸反应生成氯化钠和水,开始时不会生成沉淀,盐酸消耗完再与硫酸铜反应会生成氢氧化铜沉淀,故沉淀的质量先是零,滴加一定量的氢氧化钠溶液后,再不断上升,最后反应结束,不再生成沉淀,形成一条水平直线;与图像相符,故选项正确。
10.(2022·浙江杭州·九年级期末)向盛有一定质量的黄铜(铜锌合金)粉末的烧杯中逐滴滴加稀硫酸,边滴加边搅拌,反应过程中烧杯内剩余固体与加入稀硫酸的质量关系如图所示。下列分析正确的是( )
A.通过a、c点时固体的质量可以计算锌的质量分数
B.b点的现象是溶液变为蓝色
C.d点的现象是有气泡产生
D.d点时溶液的pH大于c点时的pH
【答案】A
【解析】A、a点是黄铜质量,c点锌恰好完全反应,此时剩余固体质量为不反应的铜的质量,所以通过a、c点时固体的质量可以计算锌的质量分数,故A正确;
B、b点是稀硫酸和锌反应生成硫酸锌和氢气,有气泡生成,硫酸锌溶液是无色的,故B错误;
C、d点硫酸过量,溶质是硫酸锌和硫酸,没有明显现象,故C错误;
D、c点硫酸锌溶液呈中性,pH═7,d点硫酸呈酸性,pH<7,所以d点时溶液的pH小于c点时的pH,故D错误。
11.(2022·浙江绍兴·中考真题)小敏称取等质量的铜粉和铁粉,分别加入25毫升溶质质量分数为12%的硝酸银溶液中(如图所示),充分反应。下列情况可能出现的是( )
A.铁和铜都有剩余,甲、乙生成银的质量比为7:8
B.铁和铜都没有剩余,甲、乙生成银的质量比为1:1
C.铁有剩余,铜没有剩余,甲、乙生成银的质量比为16:15
D.铜有剩余,铁没有剩余,甲、乙生成银的质量比为15:14
【答案】C
【解析】由于金属的活动性顺序是铁>铜>银,等质量的铜粉和铁粉,分别加入25毫升溶质质量分数为12%的硝酸银溶液中,反应的质量关系是:
A.铁和铜都有剩余时,硝酸银全部参加反应,因为硝酸银溶液的体积和溶质质量分数相同,因此甲、乙生成银的质量比为1:1,故A错误;
B.铁和铜都没有剩余,则金属铜和银全部反应,根据化学方程式,设金属的质量均为m,则生成银的质量比为:甲、乙生成银的质量比为,故B错误。
C.由方程式可知,每64份质量的铜能与340份质量的硝酸银溶液恰好反应,每56份质量的铁能与340份质量的硝酸银溶液恰好反应,等质量的硝酸银溶液完全反应消耗的铜的质量大于铁的质量,故铁有剩余时,铜能完全反应,C选项有可能出现,故C正确。
D.等质量的铜和银,铜有剩余,则铁一定有剩余,故D错误。
12.(2022九上·嵊州期末)在盐酸中加入过量的某种金属粉末,反应的微观模型如图所示,图中圆圈表示该反应前后溶液中存在的主要离子。
(1)该金属粉末可能是 。
A.Cu B.Mg C.Al D.Na
(2)图中“ ”所代表的离子是 (填离子符号)。
【答案】(1)B;C (2)Cl-
【解析】根据反应的实质,可以知道溶液里面粒子的变化情况;
根据金属活动性顺序表,只要是氢前金属都可以和稀盐酸发生置换反应。所以只有镁和铝可以。
(1)反应前,溶液中含有大量的氢离子、氯离子,金属粉末与盐酸反应后,跟图片相符的是Mg和Al,铜与盐酸不反应,因此该金属粉末可能是Mg和Al 。
(2)反应前后溶液中都存在的离子是氯离子,所以图中“” 所代表的离子是Cl-。
13.(2022·浙江舟山·中考真题)从镍氢电池到锂电池,再到钠电池,钾电池,科学家在不断提升电池的性能。
(1)金属原子失去电子后形成___________(选填“阴”或“阳”)离子,锂、钠、钾等金属很容易失去电子,所以常被用作电池材料。
(2)研究表明,半径越大的金属离子越容易在电池正负极之间移动,充电速度越快。如图是锂、钠、钾三种金属的离子半径大小,电池容量相同的这三种电池,充满电的时间最短的是___________电池。
【答案】阳 钾
【解析】(1)电子带负电,金属原子失去电子后形成带正电荷的阳离子;
(2)由题意,研究表明,半径越大的金属离子越容易在电池正负极之间移动,充电速度越快,由锂、钠、钾三种金属的离子半径大小,钾离子半径最大,电池容量相同的这三种电池,充满电的时间最短的是钾电池。
14.(2022九上·舟山开学考)科学探究可以培养学生良好的科学思维。某兴趣小组进行了金属燃烧实验:
实验 1 2 3
步骤 将一片铝箔在空气中用酒精灯加热 将另一片相同铝箔伸入到充满氧气的集气瓶中,引燃 将一段镁条在空气中用酒精灯加热
现象 铝箔不燃烧,熔化后也不滴下,外面立即形成一层薄膜 铝箔剧烈燃烧,发出耀眼白光 镁条剧烈燃烧,发出耀眼白光
试回答下列问题:
(1)进行1、2实验的目的是为研究铝和氧气反应的剧烈程度是否与氧气的 有关。
(2)某同学分析1、3实验后就得出了如下结论:不同金属的活动性是不同的。其他同学认为这个结论不可靠,你认为他们的理由是
【答案】(1)浓度 (2)只用镁、铝做实验,选择的金属样品种类太少
【解析】(1)根据表格数据分析哪个因素不同即可;
(2)在科学探究中,往往需要换用不同的实验器材反复进行多次实验,从而收集多组数据,这样得到的结论会更加客观,具有普遍意义。
【解答】(1)空气中氧气的浓度明显低于氧气瓶中氧气的浓度,则进行1、2实验的目的是为研究铝和氧气反应的剧烈程度是否与氧气的浓度有关。
(2)某同学分析1、3实验后就得出了如下结论:不同金属的活动性是不同的。其他同学认为这个结论不可靠,我认为他们的理由是:只用镁、铝做实验,选择的金属样品种类太少。
15.(2021九上·嘉兴期末)2021年6月,嘉兴市有轨电车T1线示范段正式开通。
(1)列车轨道由锰钢制成,锰钢属于 材料
(选填“合金”或“有机合成”)。
(2)已知锰的金属活动性介于镁和锌之间,通过实验来比较铁和锰的金属活动性强弱,下列试剂中可以选用的是________。
A.Fe、Mn、ZnSO4溶液 B.Fe、Mn、CuSO4溶液 C.Cu、FeSO4 溶液、MnSO4溶液
【答案】(1)合金 (2)A
【解析】(1) 锰钢为合金;
(2)铁不能与硫酸锌反应,而锰能与硫酸锌反应,可证明锰的活动性大于铁,A正确;铁和锰都能与硫酸铜溶液反应,无法证明铁、锰的活动性强弱,B错误;铜与硫酸亚铁、硫酸锰都不反应,无法证明铁、锰活动性强弱,C错误;
16.(2022·丽水模拟)为探究镁、铁、铜三种金属的活动性顺序,小涛设计了如图所示的实验方案。请完成下列问题:
(1)同学们经讨论后认为该方案可以优化,________试管的实验是多余的;
(2)去掉多余的实验,同学们将另两只试管中反应后的物质倒入同一大烧杯中,一段时间后过滤,向滤渣中加入稀硫酸,有气泡产生,则组成滤渣的所有可能是 ________。
【答案】(1)丙 (2)Cu、Fe和Cu、Fe、Mg
【解析】(1)根据金属能否与盐溶液反应验证金属活动性强弱分析;
(2)根据铜不能与硫酸反应,铁和镁能与硫酸反应,滤渣中固体存在的顺序为先强后强分析。
【解答】(1)甲试管可得出镁的活动性大于铁,乙试管可得出铁的活动性大于铜,甲乙试管即可得出镁、铁、铜的活动性顺序,丙可得出镁的活动性大于铜,该实验多余;
(2)去掉多余的实验,将另两只试管中反应后的物质倒入同一大烧杯中,一段时间后过滤,向滤渣中加入稀硫酸,有气泡产生,说明滤渣中一定有铁和铜,可能有镁,则组成滤渣的所有可能是 Cu、Fe和Cu、Fe、Mg。
17.(2022·浙江丽水·中考真题)小丽和小科在做“金属与酸反应”的实验时,他们分别将镁条投入盛有稀盐酸的试管中,小丽加入少量镁条,而小科加入了足量镁条。一段时间后,小科的试管底部“意外”地出现了灰白色固体。为探究该固体是什么物质,他们开展了如下探究:
[提出问题]足量镁和稀盐酸反应生成的灰白色固体是什么
[查阅资料]氢氧化镁和碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]都难溶于水,但都能与稀硝酸反应,后者能生成Mg(NO3)2
[建立假设]假设1:未溶解完的氯化镁;假设2:氢氧化镁;假设3:碱式氯化镁…
[进行实验]将灰白色固体过滤、充分洗涤后进行如下实验:
序号 实验操作 实验现象 实验结论
实验一 取灰白色固体于试管中,加入足量蒸馏水,充分振荡 固体不溶解 假设1______。
实验二 取灰白色固体于试管中,加入足量稀硝酸,充分振荡 固体溶解 假设2不成立
往上述溶液中滴加硝酸银溶液 ______。
[评价交流]小丽认为该灰白色固体平定是碱式氯化镁。小科认为上述探究还不足以说明该固体就是碱式氯化镁,其理由是______。
[继续探究]…
【答案】不成立 产生白色沉淀 只证明了氯元素的存在,未证明碱式氯化镁中的其他元素
【解析】{进行实验}
实验一:氯化镁溶于水,取灰白色固体于试管中,加入足量蒸馏水,充分振荡固体不溶解,说明白色固体不是未溶解的氯化镁,即假设1不成立,故填不成立。
实验二:假设2不成立,说明白色固体不是氢氧化镁,取灰白色固体于试管中,加入足量稀硝酸,充分振荡,固体溶解,说明固体可能是碱式氯化镁,或碱式氯化镁和氢氧化镁的混合物,根据碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]难溶于水,但能与稀硝酸反应,生成Mg(NO3)2和HCl,所以往上述溶液中滴加硝酸银溶液,盐酸与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀和硝酸,因此可以观察到的现象为产生白色沉淀,故填产生白色沉淀。
{评价交流}
通过以上探究,只证明了氯元素的存在,未证明碱式氯化镁中的其它元素,因此上述探究还不足以说明该固体就是碱式氯化镁,故填只证明了氯元素的存在,未证明碱式氯化镁中的其它元素。
18.(2022·浙江宁波·中考真题)久置的镁带表面会有一层灰黑色固体。为了测量久置镁带中金属镁的质量分数,同学们提出了两种实验方法:
物理方法:取一定质量的镁带,用砂纸打磨,除尽表面的灰黑色固体,根据剩余固体质量计算金属镁的质量分数。
化学方法:取一定质量的镁带,与足量的稀硫酸反应,根据测得生成气体体积计算金属镁的质量分数。
(1)经讨论,同学们否定了物理方法。理由是:打磨过程中___________。
(2)常温常压下氢气密度已知,因此大家认为化学方法可行。
(提示:镁与稀硫酸反应放热;灰黑色固体除氧化镁外,还存在少量碱式碳酸镁【MgCO3 Mg(OH)2】,它与酸反应会产生CO2气体;碱石灰是CaO和NaOH的混合物)同学们从下列装置中选择合适的装置,组装并进行实验,
A. B. C. D.
①图C、D虚线框内有一种测量体积的仪器(未画出),该仪器是___________。
②完成该实验应选择的装置为___________(填字母)。
③结合实验方法和选择的装置分析,会造成实验结果不准确的是___________。
A.加入稀硫酸不足,镁带有剩余 B.装置气密性不好 C.反应结束,立即读数
【答案】可能会除去部分镁 量筒 ABC ABC
【解析】(1)物理方法:取一定质量的镁带,用砂纸打磨,除尽表面的灰黑色固体,根据剩余固体质量计算金属镁的质量分数,否定了物理方法,是因为打磨过程中可能会除去部分镁。
(2)①测量液体体积的仪器是量筒;
②镁带与硫酸反应是固液不加热型,用A做发生装置;由于灰黑色固体除了氧化镁之外,还存在少量碱式碳酸镁MgCO3 Mg(OH)2,它与酸反应会产生CO2气体,故可用碱石灰吸收二氧化碳,选用的装置是B,氢气密度比水小,难溶于水,因此用装置C收集氢气,从短管进入,水从长管排出到量筒,量筒内水的体积即为生成氢气体积,故完成该实验应选择的装置为ABC;
③A.加入稀硫酸不足,镁带有剩余,金属镁的质量分数偏小,会造成实验结果不准确;
B.装置气密性不好,氢气体积不准确,求得镁质量不准确,会造成实验结果不准确;
C.镁与稀硫酸反应放热,反应结束,立即读数,氢气体积受热膨胀偏大,会造成实验结果不准确。
故选ABC。
19.(2020九上·滨江月考)小华想测定Cu—Zn合金和Cu—Ag合金中铜的质量分数,实验室只提供了一瓶稀盐酸和相关的仪器。
(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)若想测出该盐酸的质量分数,你认为实验时必须提供和测出的数据是____(选填序号)。
A.参加反应的合金质量 B.参加反应的稀盐酸的质量 C.产生气体的质量.
(3)为了测定该合金的组成,小华称取10克该合金粉末,在粉末中加入足量稀盐酸反应,生成氢气的质量(m)与反应时间(t)的关系曲线如图,求出该合金中铜的质量分数。(列式计算)
【答案】(1)Cu-Zn
(2)B,C
(3)根据图片可知,生成氢气的质量为0.2g,
设参加反应的锌的质量为x,
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑;
65 2
x 0.2g
;
解得:x=6.5g;
那么铜的质量分数为:。
【解析】(1)在金属活动性顺序表中,只有排在氢前面的金属才能与酸反应生成氢气;
(2)利用生成氢气的质量,结合锌和稀盐酸反应的方程式可以计算出参加反应的稀盐酸的溶质HCl的质量,最后根据计算出稀盐酸的质量分数。
(3)根据图像确定生成氢气的质量,利用反应的方程式计算出参加反应的锌的质量,用合金的质量减去锌的质量就是铜的质量,并计算出它的质量分数。
【解答】(1)在三种金属中,只有金属锌能够与酸反应生成氢气,铜和银都不能与酸反应,因此只能测出Cu-Zn合金的铜的质量分数;
(2)若想测出该盐酸的质量分数,我认为实验时必须提供和测出的数据是:参加反应的稀盐酸的质量 和产生气体的质量.故选BC。
(3)根据图片可知,生成氢气的质量为0.2g,
设参加反应的锌的质量为x,
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑;
65 2
x 0.2g
; 解得:x=6.5g;
那么铜的质量分数为:。
20.(2021九下·台州月考)某金属混合物的主要成分是锌、铁和铜,课外兴趣小组将500克稀硫酸溶液不断加到50克金属混合物中得到如下数据:
次数 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次
加入稀硫酸溶液的质量/克 100 100 100 100 100
剩余固体的质量/克 37 24.9 a 3 3
(1)表格中“a”的值为________;
(2)其所用稀硫酸溶液的溶质质量分数为多少?
(3)第2次反应结束后,溶液中含有的溶质有________。
【答案】(1)13.7
(2)继续加入100g硫酸,所以在13.7的基础上继续减少11.2g剩余2.5g,结果是剩余3g,说明硫酸过量,铁完全反应。
100g硫酸对应锌的减少量为13g,
设100g硫酸中溶质的质量为x.
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
65 98
13g x
; 解得:x=19.6g;
则硫酸中溶质的质量分数为。
(3)FeSO4、ZnSO4
【解析】(1)在锌、铁和铜三种金属,锌和铁都能和硫酸反应,只有铜不和硫酸反应,所以不断加入硫酸最后剩余的是铜,也就是铜的质量为3g.由于锌铁的活动性是锌比铁活泼,根据金属反应的优先原则,锌先和硫酸反应,等到锌完全后铁才能和硫酸反应,据此分析计算a的值;
(2)根据第1组数据可知,加入100g稀硫酸,固体质量减少13g,即有13g锌完全反应,根据锌和稀硫酸反应的方程式计算出参加反应的硫酸溶质的质量,最后根据计算它的溶质质量分数。
(3)根据前面的分析,确定第2次时参加反应的物质,从而确定溶质种类。
【解答】(1)在锌、铁和铜三种金属,锌和铁都能和硫酸反应,只有铜不和硫酸反应,所以不断加入硫酸最后剩余的是铜,也就是铜的质量为3g.由于锌铁的活动性是锌比铁活泼,根据金属反应的优先原则,锌先和硫酸反应,等到锌完全后铁才能和硫酸反应。
消耗等质量的硫酸,需要锌和铁的质量为65:56,也就是当加入等质量的酸,如果是同种金属,则引起的固体质量变化相等,而现在加入第一次硫酸,引起的质量变化为:50g-37g=13g,而第二次是:37g-24.9g=12.1g,说明第一次加入酸,只有锌参加了反应,第二次是锌和铁参加的反应。
此时如果100g硫酸消耗的铁的质量为 , 而当加入第三次硫酸的时候只有铁和硫酸反应,所以可知固体在24.9g的基础上减少了11.2g,所以a=24.9g-11.2g=13.7g。
(2)综上所述,继续加入100g硫酸,所以在13.7的基础上继续减少11.2g剩余2.5g,结果是剩余3g,说明硫酸过量,铁完全反应。
100g硫酸对应锌的减少量为13g,
设100g硫酸中溶质的质量为x.
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
65 98
13g x
; 解得:x=19.6g;
则硫酸中溶质的质量分数为。
(3)第2次反应结束后,锌已经完全反应,而铁没有完全反应,那么溶质为硫酸锌和硫酸亚铁,即 FeSO4、ZnSO4 。
21.(2022·浙江绍兴·九年级期末)某同学为探究铜铁合金中铁的质量分数,先后进行了四次实验,实验数据如表。请分析与计算:
第一次 第二次 第三次 第四次
所取合金的质量/g 10 10 20 20
所加稀硫酸的质量/g 100 120 80 180
生成氢气的质量/g 0.2 0.2 0.2 X
(1)表中X=___________;
(2)第___________次实验中,稀硫酸过量;
(3)求铜铁合金中铁的质量分数_________;
(4)求所加稀硫酸的溶质质量分数_________。
【答案】(1)0.4 (2)一、二、四
(3)解:设铜铁合金中铁的质量为m,所加稀硫酸的溶质质量为n,
铜铁合金中铁的质量分数为×100%=56%;
(4)12.25%。所加稀硫酸的溶质质量分数为×100%=12.25%;
【解析】(1)由表中的数据对比可知,一、二次实验对比,说明10g合金与足量硫酸反应最多生成0.2g氢气;一、三次实验对比,说明80g稀硫酸与足量合金反应最多生成0.2g氢气,即10g合金与80g稀硫酸恰好完全反应生成0.2g氢气,则第四次实验中加入180g稀硫酸,生成氢气的质量为0.4g,故填:0.4g;
(2)由上述分析可知,10g合金与80g稀硫酸恰好完全反应,则第一、二、四次实验中,稀硫酸过量,故填:一、二、四;
22.(2022·浙江绍兴·中考真题)举重前运动员常常会抓一把“镁粉”在手里搓,以起到防滑效果,某种“镁粉”中只含有MgO,Mg(OH)2,MgCO3中的一种或几种固体。某兴趣小组对其成分展开了探究分别取4.2克MgO,Mg(OH)2,MgCO3和“镁粉”置于烧杯中,逐滴加入相同溶质质量分数的稀盐酸直至粉末恰好消失。四种固体消耗稀盐酸的质量如表所示,且烧杯③和烧杯④中产生了大量气泡。请结合实验现象和数据回答问题。
物质 MgO Mg(OH)2 MgCO3 “镁粉”
消耗稀盐酸的质量/克 121.8 m 58.0 61.9
(1)烧杯③中产生的气体是___________。
(2)“镁粉”中不只含有MgCO3一种物质,理由是___________。
(3)表格中m的值为多少?(请写出计算过程)___________
(4)为确定“镁粉”的具体成分,兴趣小组补充了如下实验:取“镁粉”和MgCO3各4.2克,加入足量稀盐酸,生成相同条件下的气体体积分别为952毫升和1120毫升,由此可知该种“镁粉”的成分是___________。
【答案】CO2 相等质量的“镁粉”和MgCO3消耗稀盐酸的质量不同
设与碳酸镁反应消耗的氯化氢的质量为x,
x=3.65g
所用盐酸中溶质的质量分数为
设与氢氧化镁反应消耗的氯化氢的质量为y,
y≈5.286g
消耗盐酸的质量为
故表格中m的值为84.0 MgCO3和Mg(OH)2
【解析】(1)碳酸镁与盐酸反应生成氯化镁、水和二氧化碳,所以烧杯③中产生的气体是二氧化碳。
(2)根据表格中的数据和取“MgCO3和“镁粉”样品4.2g,逐滴加入相同溶质质量分数的稀盐酸直至粉末恰好消失,消耗的盐酸质量不相等,可知“镁粉”中不只含有MgCO3一种物质。
(3)解析见答案。
(4)为确定“镁粉”的具体成分,同学们认为还需要补充如下实验:取“镁粉”和MgCO3各4.2克,加入足量稀盐酸,生成相同条件下的气体体积分别为952毫升和1120毫升;
设MgCO3的质量为m,则,解得m=3.57g,消耗盐酸的质量为;“镁粉”中另一种物质的质量为4.2g﹣3.57g=0.63g,消耗稀盐酸的质量为61.9g﹣49.3g=12.6g,则设4.2g该物质消耗稀盐酸质量为n,则,解得n=84g,故“镁粉”中除MgCO3外另一种物质为Mg(OH)2。
典例分析
典例分析
典例分析
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九上第二章 期末备考
(复习范围:2.1-2.2)
考点一、金属与非金属
考点精要:金属的物理性质:金属都有特殊的光泽;大多数金属的颜色为银白色或灰色,但金为金黄色,铜为紫红色;金属在常温下为固态(除汞外,常温下为液态);金属比较硬,具有良好的导热性、导电性和延展性。
非金属的物理性质:大多数非金属没有光泽,表面暗淡。大多数固体为灰黑色(磷为白色或暗红色);多数气体无颜色,少数气体有颜色;溴是唯一在常温下呈液态的非金属单质。非金属硬度一般较小,但差异很大,一般不具备导电性、导热性,也没有延展性。
典例1:(2022九上·东阳月考)人们的日常生活离不开金属,高科技新材料开发和应用也需要金属。
(1)根据上图金属应用实例推断,金属具有的物理性质有(写出1条即可): ;
(2)日常使用的金属材料多数属于合金,下表列出了一些常见合金的主要成分和性能。
合金 合金的主要性能 主要成分及纯金属的性能
焊锡 熔点183 °C 锡:熔点232°C;铅:熔点327 °C
硬铝 强度和硬度好 铝、铜、镁等。硬度小,质软
不锈钢 抗腐蚀性好 铁、铬、镍等。纯铁抗腐蚀性能不如不锈钢
由表中信息可以推断,与组成合金的纯金属相比,合金的优点一般有(填序号,可多选) 。
①强度更低 ②硬度更高 ③熔点更高 ④抗腐蚀性更好
考点二、常见金属材料
考点精要:金属材料包括金属和合金两大类。当把金属材料变成纳米级的粒子时,金属的性质会发生变化,甚至与原来的性质完全不同。把一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质,就称为合金。钢是一种由铁和碳等元素组成的合金,生活中常见的合金还有铜合金、铝合金及钛合金等,合金往往比纯金属具有更好的性能。
典例2:(2022·浙江·宁波市九年级期末)金属材料在生产生活中有广泛的用途,人类的生产生活离不开金属。
(1)铜制插头,这是利用金属铜具有良好的________的性质。
(2)铁制品易锈蚀,工厂用稀硫酸除去铁锈的原理是________。(用化学方程式表示)
考点三、金属与氧气反应
考点精要:有些金属在常温下就能与氧气反应,如金属铝的表面易生成一层致密的氧化铝保护膜,它能阻止金属铝继续被空气氧化;酸性或碱性物质会破坏铝的氧化膜,故不可用铝制容器盛酸性或碱性物质,也不要用铁丝球等来擦洗铝制品。有些金属能在氧气中燃烧,写出镁在氧气中燃烧的化学方程式:2Mg+O22MgO;写出铁在氧气中燃烧的化学方程式:3Fe+2O2Fe3O4。有些金属不能燃烧,但能生成氧化物,如铜在加热条件下能生成黑色的氧化铜。铁、铜在潮湿的空气中会生锈,铁锈的主要成分是Fe2O3,铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3
典例3:(2022·浙江温州中考真题)如图所示,两只燃烧匙里装有相同质量的镁粉与锌粉,分别在空气中加热燃烧。根据燃烧难易及剧烈程度不同,可推测镁与锌具有不同的( )
A.颜色 B.熔点 C.金属延展性 D.金属活动性
考点四、金属与酸反应
考点精要:反应特性:金属+酸→盐+H2↑。
(1)铝与稀盐酸反应 现象:反应较剧烈,产生大量气泡,放出热量;
化学方程式:2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑。
(2)镁或锌与稀盐酸或稀硫酸反应 现象:金属表面都有气泡产生;
化学方程式:Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑;Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑。
结论:能跟酸反应并产生氢气的金属,是较活泼的金属。
(3)铜与稀盐酸或稀硫酸反应 现象:没有明显现象。
典例4:(2022·浙江杭州·一模)小乐将表面锈蚀的铁钉放入烧杯中,然后加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸,产生氢气的质量和加入稀盐酸的质量如图所示。
(1)当稀盐酸质量小于10克时,铁钉表面看不到明显的气泡,原因是___________。
(2)生成氢气的质量为多少克___________?
考点五、判断金属活动性强弱
考点精要:在金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,金属在水溶液中就越容易失去电子变成离子,它的活动性就越强;金属的位置越靠后,该金属的阳离子在水溶液中就越容易获得电子变成原子。
记住两种应用:(1)判断金属与酸的反应:排在氢前面的金属能置换出酸中的氢,而排在氢后面的金属不能置换出酸中的氢;(2)判断金属与盐的反应:排在前面的金属一般能把排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
注意三个要点:(1)适用范围:金属活动性顺序仅适用于在水溶液中的反应,超出此范围则不一定适用;(2)判断金属跟酸反应时的要点:①酸:这里的酸一般是指稀硫酸、稀盐酸等非氧化性强酸,不包括浓硫酸和硝酸等强氧化性酸;②金属:铁与酸(如:稀硫酸、稀盐酸)反应,生成+2价的亚铁盐;(3)判断金属跟盐反应时的要点:①盐:盐必须是可溶的,因为金属与盐的反应必须在溶液中进行;②金属:铁与盐反应,生成+2价的铁盐。
典例5:(2022·浙江杭州·一模)钪钛合金广泛应用于航天领域。小乐为了研究钪(Sc)和钛(Ti)的化学活动性强弱,将Sc和Ti分别与盐酸反应,发现只有Sc表面产生气泡。据此实验结果判断,下列说法错误的是( )
A.Sc能与盐酸反应
B.Sc的化学活动性强于Ti
C.仅用Ti、Cu和稀盐酸,能比较Ti和Cu的化学活动性强弱
D.仅用Sc和CuSO4溶液,能比较Sc和Cu的化学活动性强弱
考点六、金属的锈蚀及其保护
考点精要:金属的锈蚀既与周围环境中的空气、水等物质有关,也与金属内部的结构有关。根据金属锈蚀的条件,防止金属生锈的方法可以是:(1)保持金属制品(特别是钢铁)表面的洁净和干燥;(2)在金属制品(特别是钢铁)表面涂上一层保护膜,如涂油、喷漆、覆盖搪瓷、塑料等;(3)改变金属的自身结构,如加入铬、镍等制成不锈钢。
典例6:(2022九上·舟山期末)你注意过吗?家庭使用的铁制工具隔一段时间不用就变得锈迹斑斑,而广场上矗立的不锈钢雕塑,几经风霜雨雪总能保持原有的本色。
(1)铁与空气中的 直接接触会导致铁制品的锈蚀。
(2)不锈钢是钢铁中添加了Cr(铬)、Ni(镍)、Mn(锰)等元素,才有了耐腐蚀性。这种将多种金属.熔合在一起的材料称为合金,它是 。(选填“混合物”、“纯净物”或“有机化合物”)
考点七、置换反应中滤液、滤渣成分的分析
考点精要:向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁粉,反应后过滤,得滤渣和滤液,则滤渣和滤液的成分可能是:(铁先和AgNO3 反应,再和Cu(NO3)2反应)
①铁粉的量不足,AgNO3 没有反应完(向滤渣中加入稀盐酸,没有气泡产生)
滤渣:Ag 滤液:AgNO3、Cu(NO3)2 、Fe(NO3)2
②铁粉与AgNO3溶液恰好完全反应,CuSO4溶液没有参与反应(向滤渣中加入稀盐酸,没有气泡产生)
滤渣:Ag 滤液:Cu(NO3)2 、Fe(NO3)2
③铁粉与CuSO4溶液发生反应,但CuSO4溶液没有反应完(向滤渣中加入稀盐酸,没有气泡产生)
滤渣:Ag 、Cu 滤液:Cu(NO3)2 、Fe(NO3)2
④铁粉与CuSO4溶液恰好完全反应(向滤渣中加入稀盐酸,没有气泡产生)
滤渣:Ag 、Cu 滤液: Fe(NO3)2
⑤CuSO4溶液恰好完全反应完,铁粉没有反应完(向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生)
滤渣:Ag 、Cu、Fe 滤液: Fe(NO3)2
典例7:(2022·嘉兴模拟)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。小嘉选用锡、铜、锌三种金属重温实验,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。小嘉运用该规律开展实验,向硝酸铜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________。
考点八、金属与酸反应图像
考点精要:解题关键:
一看:横、纵坐标的含义;
二看:化学反应中的折点的含义:一般认为每一折点代表一个反应的开始或结束;
三看:理解曲线的变化或趋势。即图像是上升,下降,还是平直。
一般规律:
①反应快慢:看倾斜角度(只有时间图像才能说反应快慢);
②产物质量:看图像纵坐标最大值;由完全反应掉反应物质量决定;
③反应起始时间:若反应条件为加热(高温),开始时间大于零。
催化剂能改变反应所需时间但不影响生成物质量。
典例8:(2021·余姚模拟)现有质量相等的甲、乙、丙三种金属,分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中,生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示气(已知甲、乙、丙在生成物中均显+2价)。则下列说法正确的是( )
A.甲、乙、丙依次可能是Mg、Zn、Fe
B.金属活动性:甲>乙>丙
C.相对原子质量:乙>丙>甲
D.消耗硫酸的质量:甲>乙>丙
1.(2022·浙江台州·九年级期末)如图是中国人民银行发行的冬奥会纪念币。在选择铸造纪念币的材料时,不需要考虑的因素是( )
A.金属的硬度 B.金属的耐腐蚀性
C.金属的导电性 D.金属的延展性
2.(2021·浙江温州·九年级期中)用镍钛合金制成的宇宙飞船自展天线,在低温下被折叠,进入太空后,在阳光照射下可重新展开,恢复成原状。关于此天线制作材料的描述错误的是( )
A.具有形状记忆功能 B.具有很低的熔点
C.具有良好的延展性 D.具有良好的导电性
3.(2022九上·义乌期中)飞机的制造材料主要是铝合金。一架普通的飞机,差不多要用50万个铝合金做的铆钉,飞机的外壳、机翼、机尾螺旋桨、引擎的许多部件也是用铝合金制成的。对此,下列叙述错误的是( )
A.铝合金的导电性极差,使飞机不容易被闪电击中
B.铝的密度比较小,大量使用铝材能减小飞机质量,有利于飞行
C.铝的表面容易形成致密的氧化物保护膜,不容易生锈
D.飞机材料采用铝合金而不用纯铝的主要原因,是纯铝比较软而铝合金比较硬
4.(2022九下·杭州月考)氧气的化学性质比较活泼,能与许多物质发生氧化反应,下列有关氧气的说法正确的是( )
A.镁片放置在空气中,不需要加热就能够在表面生成MgO
B.铁丝加热后放入氧气中,燃烧生成Fe2O3固体
C.木炭伸入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧,发出白光
D.铜在加热的条件下能与氧气反应,固体由黑色变为红色
5.(2022·浙江杭州·九年级期末)下列物质间的转化,不能通过一步反应实现的是( )
A.Cu→Cu(NO3)2 B.Cu(OH)2→CuO C.BaCl2→BaSO4 D.CaCO3→Ca(OH)2
6.(2022·浙江舟山中考真题)取一段镁条放入盛有少量稀盐酸的试管中,用手摸试管外壁会感觉发烫,反应的化学方程式为Mg+2HCl=MgCl2+H2↑。下列有关说法正确的是( )
A.反应中无明显现象 B.反应是一个吸热反应
C.反应后溶液中溶质质量减少 D.反应说明镁能置换出酸中的氢
7.(2022·浙江舟山市九年级阶段练习)向等质量、等浓度的稀硫酸中分别加入足量的镁、锌、铁三种金属,下列图像能正确反映其对应关系的是( )
A. B. C. D.
8.(2022九上·西湖期末)将一定量的铜铁混合粉末放入盛有硝酸银溶液的烧杯中,不断搅拌,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。向滤渣中加入足量稀盐酸,无现象,向滤液中加入稀盐酸,有白色沉淀。则滤渣的成分是( )
A.银 B.银、铁 C.银、铜 D.银、铜、铁
9.(2022·浙江浙江·中考真题)如图曲线能正确反映下列化学变化中y与x变化关系的是( )
A.锌粒中滴入稀硫酸:y代表氢气的质量
B.CaCl2溶液中通入CO2气体:y代表沉淀的质量
C.氢氧化钠溶液中滴入稀盐酸:y代表混合溶液的pH
D.CuSO4和HCl的混合溶液中加入NaOH溶液:y代表沉淀的质量
10.(2022·浙江杭州·九年级期末)向盛有一定质量的黄铜(铜锌合金)粉末的烧杯中逐滴滴加稀硫酸,边滴加边搅拌,反应过程中烧杯内剩余固体与加入稀硫酸的质量关系如图所示。下列分析正确的是( )
A.通过a、c点时固体的质量可以计算锌的质量分数
B.b点的现象是溶液变为蓝色
C.d点的现象是有气泡产生
D.d点时溶液的pH大于c点时的pH
11.(2022·浙江绍兴·中考真题)小敏称取等质量的铜粉和铁粉,分别加入25毫升溶质质量分数为12%的硝酸银溶液中(如图所示),充分反应。下列情况可能出现的是( )
A.铁和铜都有剩余,甲、乙生成银的质量比为7:8
B.铁和铜都没有剩余,甲、乙生成银的质量比为1:1
C.铁有剩余,铜没有剩余,甲、乙生成银的质量比为16:15
D.铜有剩余,铁没有剩余,甲、乙生成银的质量比为15:14
12.(2022九上·嵊州期末)在盐酸中加入过量的某种金属粉末,反应的微观模型如图所示,图中圆圈表示该反应前后溶液中存在的主要离子。
(1)该金属粉末可能是 。
A.Cu B.Mg C.Al D.Na
(2)图中“ ”所代表的离子是 (填离子符号)。
13.(2022·浙江舟山·中考真题)从镍氢电池到锂电池,再到钠电池,钾电池,科学家在不断提升电池的性能。
(1)金属原子失去电子后形成___________(选填“阴”或“阳”)离子,锂、钠、钾等金属很容易失去电子,所以常被用作电池材料。
(2)研究表明,半径越大的金属离子越容易在电池正负极之间移动,充电速度越快。如图是锂、钠、钾三种金属的离子半径大小,电池容量相同的这三种电池,充满电的时间最短的是___________电池。
14.(2022九上·舟山开学考)科学探究可以培养学生良好的科学思维。某兴趣小组进行了金属燃烧实验:
实验 1 2 3
步骤 将一片铝箔在空气中用酒精灯加热 将另一片相同铝箔伸入到充满氧气的集气瓶中,引燃 将一段镁条在空气中用酒精灯加热
现象 铝箔不燃烧,熔化后也不滴下,外面立即形成一层薄膜 铝箔剧烈燃烧,发出耀眼白光 镁条剧烈燃烧,发出耀眼白光
试回答下列问题:
(1)进行1、2实验的目的是为研究铝和氧气反应的剧烈程度是否与氧气的 有关。
(2)某同学分析1、3实验后就得出了如下结论:不同金属的活动性是不同的。其他同学认为这个结论不可靠,你认为他们的理由是
15.(2021九上·嘉兴期末)2021年6月,嘉兴市有轨电车T1线示范段正式开通。
(1)列车轨道由锰钢制成,锰钢属于 材料
(选填“合金”或“有机合成”)。
(2)已知锰的金属活动性介于镁和锌之间,通过实验来比较铁和锰的金属活动性强弱,下列试剂中可以选用的是________。
A.Fe、Mn、ZnSO4溶液 B.Fe、Mn、CuSO4溶液 C.Cu、FeSO4 溶液、MnSO4溶液
16.(2022·丽水模拟)为探究镁、铁、铜三种金属的活动性顺序,小涛设计了如图所示的实验方案。请完成下列问题:
(1)同学们经讨论后认为该方案可以优化,________试管的实验是多余的;
(2)去掉多余的实验,同学们将另两只试管中反应后的物质倒入同一大烧杯中,一段时间后过滤,向滤渣中加入稀硫酸,有气泡产生,则组成滤渣的所有可能是 ________。
17.(2022·浙江丽水·中考真题)小丽和小科在做“金属与酸反应”的实验时,他们分别将镁条投入盛有稀盐酸的试管中,小丽加入少量镁条,而小科加入了足量镁条。一段时间后,小科的试管底部“意外”地出现了灰白色固体。为探究该固体是什么物质,他们开展了如下探究:
[提出问题]足量镁和稀盐酸反应生成的灰白色固体是什么
[查阅资料]氢氧化镁和碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]都难溶于水,但都能与稀硝酸反应,后者能生成Mg(NO3)2
[建立假设]假设1:未溶解完的氯化镁;假设2:氢氧化镁;假设3:碱式氯化镁…
[进行实验]将灰白色固体过滤、充分洗涤后进行如下实验:
序号 实验操作 实验现象 实验结论
实验一 取灰白色固体于试管中,加入足量蒸馏水,充分振荡 固体不溶解 假设1______。
实验二 取灰白色固体于试管中,加入足量稀硝酸,充分振荡 固体溶解 假设2不成立
往上述溶液中滴加硝酸银溶液 ______。
[评价交流]小丽认为该灰白色固体平定是碱式氯化镁。小科认为上述探究还不足以说明该固体就是碱式氯化镁,其理由是______。
[继续探究]…
18.(2022·浙江宁波·中考真题)久置的镁带表面会有一层灰黑色固体。为了测量久置镁带中金属镁的质量分数,同学们提出了两种实验方法:
物理方法:取一定质量的镁带,用砂纸打磨,除尽表面的灰黑色固体,根据剩余固体质量计算金属镁的质量分数。
化学方法:取一定质量的镁带,与足量的稀硫酸反应,根据测得生成气体体积计算金属镁的质量分数。
(1)经讨论,同学们否定了物理方法。理由是:打磨过程中___________。
(2)常温常压下氢气密度已知,因此大家认为化学方法可行。
(提示:镁与稀硫酸反应放热;灰黑色固体除氧化镁外,还存在少量碱式碳酸镁【MgCO3 Mg(OH)2】,它与酸反应会产生CO2气体;碱石灰是CaO和NaOH的混合物)同学们从下列装置中选择合适的装置,组装并进行实验,
A. B. C. D.
①图C、D虚线框内有一种测量体积的仪器(未画出),该仪器是___________。
②完成该实验应选择的装置为___________(填字母)。
③结合实验方法和选择的装置分析,会造成实验结果不准确的是___________。
A.加入稀硫酸不足,镁带有剩余 B.装置气密性不好 C.反应结束,立即读数
19.(2020九上·滨江月考)小华想测定Cu—Zn合金和Cu—Ag合金中铜的质量分数,实验室只提供了一瓶稀盐酸和相关的仪器。
(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)若想测出该盐酸的质量分数,你认为实验时必须提供和测出的数据是____(选填序号)。
A.参加反应的合金质量 B.参加反应的稀盐酸的质量 C.产生气体的质量.
(3)为了测定该合金的组成,小华称取10克该合金粉末,在粉末中加入足量稀盐酸反应,生成氢气的质量(m)与反应时间(t)的关系曲线如图,求出该合金中铜的质量分数。(列式计算)
20.(2021九下·台州月考)某金属混合物的主要成分是锌、铁和铜,课外兴趣小组将500克稀硫酸溶液不断加到50克金属混合物中得到如下数据:
次数 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次
加入稀硫酸溶液的质量/克 100 100 100 100 100
剩余固体的质量/克 37 24.9 a 3 3
(1)表格中“a”的值为________;
(2)其所用稀硫酸溶液的溶质质量分数为多少?
(3)第2次反应结束后,溶液中含有的溶质有________。
21.(2022·浙江绍兴·九年级期末)某同学为探究铜铁合金中铁的质量分数,先后进行了四次实验,实验数据如表。请分析与计算:
第一次 第二次 第三次 第四次
所取合金的质量/g 10 10 20 20
所加稀硫酸的质量/g 100 120 80 180
生成氢气的质量/g 0.2 0.2 0.2 X
(1)表中X=___________;
(2)第___________次实验中,稀硫酸过量;
(3)求铜铁合金中铁的质量分数_________;
(4)求所加稀硫酸的溶质质量分数_________。
22.(2022·浙江绍兴·中考真题)举重前运动员常常会抓一把“镁粉”在手里搓,以起到防滑效果,某种“镁粉”中只含有MgO,Mg(OH)2,MgCO3中的一种或几种固体。某兴趣小组对其成分展开了探究分别取4.2克MgO,Mg(OH)2,MgCO3和“镁粉”置于烧杯中,逐滴加入相同溶质质量分数的稀盐酸直至粉末恰好消失。四种固体消耗稀盐酸的质量如表所示,且烧杯③和烧杯④中产生了大量气泡。请结合实验现象和数据回答问题。
物质 MgO Mg(OH)2 MgCO3 “镁粉”
消耗稀盐酸的质量/克 121.8 m 58.0 61.9
(1)烧杯③中产生的气体是___________。
(2)“镁粉”中不只含有MgCO3一种物质,理由是___________。
(3)表格中m的值为多少?(请写出计算过程)___________
(4)为确定“镁粉”的具体成分,兴趣小组补充了如下实验:取“镁粉”和MgCO3各4.2克,加入足量稀盐酸,生成相同条件下的气体体积分别为952毫升和1120毫升,由此可知该种“镁粉”的成分是___________。
典例分析
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典例分析
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精选精练
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