金属
1.将锌粉持续加入到100g含有AgNO3和Cu(NO3)2两种溶质的混合溶液中,充分反应。当加入锌粉的质量为6.5g时,溶液质量最小;当加入锌粉的质量为13.0g时,恰好完全反应。下列是反应中的相关量随加入锌的质量变化的关系图,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
2.工业炼铁的部分反应如下所示,则( )
O2CO2COFe
A.X可以是木炭
B.X与CO都具有氧化性
C.③反应后的尾气可直接排放
D.Y中铁元素以游离态存在
3.如图是某兴趣小组探究金属化学性质时做的两组实验。实验结束后,将两组实验试管中的物质全部倒入一个洁净的烧杯中,甲烧杯中的物质完全反应后,发现红色固体物质明显增多,下列说法正确的是( )
①试管②反应后的固体中一定不含铁
②完全反应后,甲烧杯中的固体一定含有铁
③完全反应后,甲烧杯中的溶液中可能含有Cu2+
④完全反应后,甲烧杯中的溶液中一定含有Mg2+、Fe2+
⑤完全反应后,甲烧杯中的溶液质量与反应前加入试管①和②中氯化铁和氯化铜溶液的质量总和可能相等
A.①③④ B.②③④ C.①③④⑤ D.②⑤
4.向一定质量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入a克锌粉和铁粉的混合物,充分反应后过滤,得到不饱和的滤液和滤渣,将滤渣洗涤、干燥后再称量,得到的固体质量仍为a克。下列分析合理的是( )
①滤渣中可能有铜
②向滤渣中加稀盐酸,可能有气泡产生
③滤液中一定有Mg(NO3)2、Zn(NO3)2和Fe(NO3)2,可能有Cu(NO3)2
④若忽略过滤操作中溶液损失,滤液中溶质的质量一定大于原混合溶液溶质的质量
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
5.如图是某兴趣小组探究金属化学性质时做的两组实验。实验结束后,将两组实验试管中的物质全部倒入一个洁净的烧杯中,甲烧杯中的物质完全反应后,发现红色固体物质明显增多,下列说法正确的是( )
①试管②反应后的固体中一定不含铁
②完全反应后,甲烧杯中的固体一定含有铁
③完全反应后,甲烧杯中的溶液中可能含有Cu2+
④完全反应后,甲烧杯中的溶液中一定含有Mg2+、Fe2+
⑤完全反应后,甲烧杯中的溶液质量与反应前加入试管①和②中氯化铁和氯化铜溶液的质量总和可能相等
A.①③④ B.②③④ C.①③④⑤ D.②⑤
6.某溶液含有Cu(NO3)2和AgNO3,现向其中加入一定量的锌粉,参加反应的锌的质量与溶液中金属离子种类的关系(如图所示).下列说法不正确的是( )
A.a﹣b 间(不含两点)的溶液中金属离子为Zn2+、Ag+、Cu2+
B.c﹣d 间(不含两点)的溶液中金属离子为Zn2+、Cu2+
C.当参加反应的锌的质量为m3时,溶液中金属离子为Zn2+
D.当参加反应的锌的质量分别为m1、m2时,溶液中Cu(NO3)2的质量分数相等
7.向一定质量的Mg(NO3)2、AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中加入铁粉,反应过程中,测得混合物中溶液的质量与加入铁粉的质量关系如图所示。对该反应过程描述下列说法正确的是( )
A.a点,向溶液中滴加稀盐酸,无白色沉淀
B.c点,向过滤后得到的固体中滴加稀盐酸,无气泡产生
C.d点,溶液中溶质为Mg(NO3)2、Fe(NO3)2和Cu(NO3)2
D.e点,过滤后得到的固体中只含有2种物质
8.一定质量M、N两种金属,分别与相同质量和相同质量分数的稀硫酸反应,生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示。分析图象得到的以下结论中,不正确的是( )
A.两种金属的活动性:M>N
B.两种金属生成氢气的质量:M=N
C.两种金属消耗稀硫酸的质量:M=N
D.充分反应后,得到溶液的质量:M=N
9. 2021年11月1日建党100周年纪念币开始兑换,纪念币外环部分是铜锌合金。为测定外环的铜锌合金(假设合金中仅含铜、锌)中铜的质量分数,兴趣小组同学称取制作硬币材料余料样品粉末10g于烧杯中,加入稀硫酸,用精密仪器测得反应中烧杯中剩余物质的总质量与加入的稀硫酸质量关系如图所示:
(1)样品粉末完全反应生成氢气的总质量为 g。
(2)该样品粉末中铜的质量分数为多少?(写出计算过程)
(3)实验完全反应,过滤,滤液中锌元素的质量为 g。
化学实验室要从X、银、铜、锌四种金属混合物中分离某贵重金属.流程如下:(未作特别说明的“固体”,可能为纯净物或化合物)
(1)四种金属的活动性有强到弱的顺序是 ;
(2)过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和 ;
(3)滤液A中共含有 种溶质;
(4)为了检验滤液C中的溶质成分:向其中加入稀盐酸,有白色沉淀产生,则滤液C中一定含有的阳离子 (填离子符号).
11.某同学用含有CO2的CO来模拟炼铁实验,并检验气体产物和收集尾气,他设计了如图所示的微型实验装置(夹持设备已略去)。
(1)装置A的作用是什么? 。
(2)写出B处玻璃管中发生反应的现象: 。
(3)实验结束后,D中有部分溶液进入E处量筒中,请设计实验方案,确定该溶液中含有氢氧化钠: 。
12.铁在自然界中以铁矿石形式分布很广。资料显示:在炼铁过程中,Fe2O3是在一定温度下逐步失去其中的氧,依次生成Fe3O4、FeO和Fe。小金在实验室找到一些铁锈样品进行实验探究,他所用的实验装置如图甲所示
(1)实验时先点燃的酒精灯是 (选“A”或“B”)。
(2)待反应完成后,将所得黑色固体物质放入足量的稀硫酸中。小金认为该物质中并不含铁,他的依据是 。
(3)为了解释这一反常现象,他查到某炼铁厂对氧化铁和一氧化碳进行的热反应分析,根据相关的数据绘制图象如图乙,通过分析确定实验没有得到铁的主要原因是 。
13.某兴趣小组用12g镁条与溶质质量分数为49%的稀硫酸反应,测得产生氢气的质量与稀硫酸的质量关系如图(假设镁条中除表面含有氧化镁外,还有其它难溶性杂质且不与稀硫酸反应),试分析回答:
(1)稀硫酸质量在0~20g范围内,试用化学方程式解释未产生气体的原因 。
(2)当稀硫酸质量为90g时,取出部分溶液加入碳酸钡粉末,则会产生的现象是 。
(3)求出P的值。(写出计算过程,下同)
(4)计算该镁条中氧化镁的质量分数。(结果精确到0.1%)
14.Cu与Zn的合金称为黄铜,有优良的导热性和耐腐蚀性,可用作各种仪器零件。某化学兴趣小组的同学为了测定某黄铜的组成,取20g该黄铜样品于烧杯中,向其中分5次加入相同溶质质量分数的稀硫酸,使之充分反应。每次所用稀硫酸的质量及剩余固体的质量记录于下表:
试回答下列问题:
加入稀硫酸的质量(g) 充分反应后剩余固体的质量(g)
第1次 40 m
第2次 40 14.8
第3次 40 12.2
第4次 40 11.2
第5次 40 11.2
(1)从以上数据可知,最后剩余的11.2g固体的成分是 ;表格中,m= 。
(2)黄铜样品中锌的质量分数为 。
(3)计算所用稀硫酸中硫酸的质量分数是多少?
答案及解析
1.解:A、由分析可知,混合溶液中硝酸银质量为34g,当加入锌从0到6.5g,锌与硝酸银反应,硝酸银质量减小,锌为6.5g,硝酸银质量为0,故A错误。
B、锌先与硝酸银反应生成银和硝酸锌,此时硝酸铜质量不变,当锌大于6.5g锌与硝酸铜反应,硝酸铜质量减小,当锌质量为13g时硝酸铜完全反应,硝酸铜质量为0,故B错误。
C、由分析可知,6.5g锌反应生成银质量为21.6g,当锌的质量为13g时生成固体总质量为21.6g+6.4g=28.0g,故C正确。
D、当锌为6.5g时硝酸锌的质量分数为22.3%,当锌质量为13g,硝酸锌的质量分数为44.5%,故D错误。
故选:C。
2.解:A、碳与氧气反应生成二氧化碳,木炭的主要成分是碳,可以是木炭,故选项说法正确。
B、碳与氧气反应生成二氧化碳,二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳,X是碳,碳与CO都具有还原性,故选项说法错误。
C、③是一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,一氧化碳有毒,直接排放到空气中会污染环境,反应后的尾气不能直接排放,故选项说法错误。
D、Y是氧化铁,铁元素以化合态存在,故选项说法错误。
故选:A。
3.解:由于金属的活动性顺序是镁>铁>铜,铁不能与氯化镁反应,能与氯化铜反应生成氯化亚铁和铜,混合后红色固体增多,说明铁与氯化铜继续反应,而①试管内铁与氯化镁不反应,②中铁与氯化铜反应生成铜,此时红色物质增多,说明②中铁已经反应完毕,有剩余的氯化铜;
①、根据红色物质增多,可知②中氯化铜过量,铁已经反应完毕,选项①正确;
②甲中铁与氯化铜反应后是否有剩余无法判断,选项②错误;
③完全反应后,甲中氯化铜是否有剩余无法判断,所以可能含有铜离子,选项③正确;
④氯化镁不参与反应,镁离子一定存在,而铁与氯化铜一定发生了反应,生成了氯化亚铁,因此一定含有亚铁离子,选项④正确;
⑤铁与氯化铜反应生成氯化亚铁和铜,每56份质量的铁能置换出64份质量的铜,则完全反应后,甲烧杯中的溶液质量一定小于反应前加入试管①和②氯化铁和氯化铜溶液的质量总和,故⑤错误。
由上述分析可知,A正确。
故选:A。
4.解:向一定质量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入a克锌粉和铁粉的混合物,硝酸镁不能反应,硝酸铜先和锌反应生成硝酸锌和铜,反应后固体质量减小,后和铁反应生成硝酸亚铁和铜,反应后固体质量增大,充分反应后过滤,得到不饱和的滤液和滤渣,将滤渣洗涤、干燥后再称量,得到的固体质量仍为a克,说明锌完全反应,铁部分或全部反应;
①滤渣中一定有铜,该选项说法不正确;
②向滤渣中加稀盐酸,可能有气泡产生,例如铁过量时,铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,该选项说法正确;
③滤液中一定有不反应的Mg(NO3)2、反应生成的Zn(NO3)2和Fe(NO3)2,可能有过量的Cu(NO3)2,该选项说法正确;
④若忽略过滤操作中溶液损失,滤液中溶质的质量一定等于原混合溶液溶质的质量,是因为加入a克锌粉和铁粉得到的固体质量仍为a克,即反应前后固体质量相等,该选项说法不正确。
故选:C。
5.解:由于金属的活动性顺序是镁>铁>铜,铁不能与氯化镁反应,能与氯化铜反应生成氯化亚铁和铜,混合后红色固体增多,说明铁与氯化铜继续反应,而①试管内铁与氯化镁不反应,②中铁与氯化铜反应生成铜,此时红色物质增多,说明②中铁已经反应完毕,有剩余的氯化铜;
①、根据红色物质增多,可知②中氯化铜过量,铁已经反应完毕,选项①正确;
②甲中铁与氯化铜反应后是否有剩余无法判断,选项②错误;
③完全反应后,甲中氯化铜是否有剩余无法判断,所以可能含有铜离子,选项③正确;
④氯化镁不参与反应,镁离子一定存在,而铁与氯化铜一定发生了反应,生成了氯化亚铁,因此一定含有亚铁离子,选项④正确;
⑤铁与氯化铜反应生成氯化亚铁和铜,每56份质量的铁能置换出64份质量的铜,则完全反应后,甲烧杯中的溶液质量一定小于反应前加入试管①和②氯化铁和氯化铜溶液的质量总和,故⑤错误。
由上述分析可知,A正确。
故选:A。
6.解:锌粉加入Cu(NO3)2和AgNO3的混合液中,锌粉会先和AgNO3发生反应,后跟Cu(NO3)2发生反应。
A、通过坐标可以看出,a~b间溶液中有三种离子,锌会参与置换反应,溶液中有Zn2+,Ag+未反应完全,所以溶液中的离子是Zn2+、Ag+、Cu2+,故A正确;
B、通过坐标可以看出,c~d间溶液中有两种离子,说明锌和硝酸银完全反应,所以溶液中的离子是Zn2+、Cu2+,故B正确;
C、当参加反应的锌的质量为m3时,溶液中含有的离子有一种,说明锌和硝酸铜、硝酸银完全反应,溶液中的离子是锌离子,故C正确;
D、当参加反应的锌的质量分别为m1、m2时,溶液中Cu(NO3)2的质量不变,但加入的锌的质量m1,m2不相等,置换出的银的质量不相等,所以溶液的质量也不相等,溶液中Cu(NO3)2的质量分数就不会相等,故D错误。
故选:D。
7.解:A、a点溶液中含有硝酸银,向溶液中滴加稀盐酸,产生白色沉淀,故A错误;
B、c点,向过滤后得到的固体(银和铜)中滴加稀盐酸,无气泡产生,故B正确;
C、d点,溶液中的溶质为硝酸亚铁和硝酸镁,故C错误;
D、e点,过滤后得到的固体中含有3种物质,即银、铜、铁,故D错误。
故选:B。
8.解:A、由图像可知,在反应相同的时间内,M生成的氢气比N多,则两种金属的活动性:M>N,故A正确;
B、由图象可知,最终金属M和金属N生成的氢气质量相等,故B正确;
C、由图象可知,生成的氢气的质量相同,则参加反应的稀硫酸的质量也是相等的,故C正确;
D、由于两种金属的相对原子质量大小不能确定,充分反应后,得到溶液的质量也无法比较,故D错误。
故选:D。
9. (1)0.2
(2)解:设g黄铜粉末中锌的质量为x
Zn+H2SO4=ZnSO4+ H2↑
65 2
x 0.2g
65:2=x:0.2g
x=6.5g
黄铜中铜的质量分数为(10g-6.5g)/10g×100%=35%
答:黄铜中铜的质量分数为35%(3)6.5
【解析】(1)根据图像可知,当加入100g稀硫酸时,剩余物质的总质量为109.8g,则生成氢气的质量:100g+10g-109.8g=0.2g;
(3)反应结束后,样品中的锌全部进入溶液,因此滤液中锌元素的质量等于样品中锌的质量,即6.5g。
10.解:根据金属的活泼性顺序:锌>氢>铜>银,故向锌、X、铜、银的金属混合物中加入稀硫酸,锌一定参加反应产生气泡,而铜和银一定没反应,得到的滤液A再加入过量的锌得到混合物乙和滤液B,说明锌除了和过量的硫酸反应产生气体外,还和盐溶液发生了置换反应,因此说明锌的活动性比X强,且X位于氢前;由于硫酸过量,固体甲含有铜和银,铜和硝酸银反应产生硝酸铜和银.因此:
(1)四种金属的活动性顺序由强到弱的是:Zn>X>Cu>Ag;
(2)过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒,其玻璃棒的作用是引流;
(3)由上述分析可知,滤液A一定有硫酸锌、剩余的硫酸和x的硫酸盐三种溶质;
(4)由向其中加入稀盐酸,有白色沉淀产生,说明有硝酸银剩余,故滤液C中一定含有的阳离子是铜和硝酸银反应生成的铜离子和剩余的硝酸银中的银离子,符号为:Ag+、Cu2+.
故答为:(1)Zn>x>Cu>Ag;(2)玻璃棒; (3)3;(4)Ag+,Cu2+.
11.解:(1)一氧化碳与氢氧化钠不反应,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,所以装置A的作用是除去一氧化碳中的二氧化碳;故填:除去一氧化碳中的二氧化碳;
(2)B处发生的反应是在高温的条件下,一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳,所以B处玻璃管中发生反应的现象是红棕色粉末慢慢变成黑色;故填:红棕色粉末慢慢变成黑色;
(3)装置中氢氧化钠能与生成的二氧化碳反应生成碳酸钠,要检验反应后E中是否含有氢氧化钠,取少量溶液于试管中,向试管中加入足量的氯化钙(或氯化钡)溶液,有白色沉淀产生,静置,向上层清液滴加酚酞,溶液变红,说明含有氢氧化钠;故填:取少量溶液于试管中,向试管中加入足量的氯化钙(或氯化钡)溶液,有白色沉淀产生,静置,向上层清液滴加酚酞,溶液变红,说明含有氢氧化钠。
12.解:(1)实验时,先通入一氧化碳排净装置内的空气,为防止尾气中的一氧化碳造成空气污染,所以应先点燃B处的酒精灯,故填:B;
(2)铁能与稀硫酸反应释放出氢气,小金得到此结论的依据是没有气泡产生。故填:没有气泡产生;
(3)酒精灯能够提供的温度是400℃﹣﹣700℃,而氧化铁完全反应的温度应该在800℃以上,实验失败的主要原因是使用酒精灯加热氧化铁达不到完全反应所需的温度;故填:使用酒精灯加热氧化铁达不到完全反应所需的温度。
13.(1)MgO+H2SO4=MgSO4+H2O
(2)产生气泡和白色沉淀
(3)解:根据题意可知与金属镁反应的硫酸的质量=50g×49%=24.5g
设生成氢气的质量为x
Mg+ H2SO4 =MgSO4 + H2↑
98 2
24.5g x
= x=0.5g
(4)解:根据题意可知与氧化镁反应的硫酸的质量=20g×49%=9.8g
设氧化镁的质量为y
MgO+ H2SO4= MgSO4 +H2O
40 98
y 9.8g
= y=4gMgO%=4g/12g ≈ 33.3%
【解析】(1)当稀硫酸的质量在0~20g之间时,没有氢气产生,即氧化镁和稀硫酸反应,生成硫酸镁和水,则反应的方程式为: MgO+H2SO4=MgSO4+H2O 。
(2)当稀硫酸质量为90g时,取出部分溶液加入碳酸钡粉末,则会产生的现象是:产生气泡和白色沉淀。
14.(1)Cu;17.4
(2)44%
(3)设所用稀硫酸中硫酸的质量分数为x
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
65 98
2.6g 40gx
65:98=2.6g:40gx
x=9.8%
【解析】(1)由表中数据可知,第4次后再增加稀硫酸,固体质量不再减少,说明能与稀硫酸反应的锌完全反应,11.2克为不能与稀硫酸反应的铜的质量,40克稀硫酸完全反应消耗锌的质量为2.6g,则m=14.8+2.6=17.4;
(2)黄铜中锌的质量分数为=44%;
(
1
)