第八单元 金属和金属材料 综合复习题
一、单选题
1.(2023上·辽宁沈阳·九年级统考期末)合金在生产、生活中有广泛应用。下列物质属于合金的是
A.氧化亚铁 B.金刚石 C.水银 D.不锈钢
2.(2023下·辽宁铁岭·九年级统考期末)常温下呈液态的金属是
A.金 B.银 C.铜 D.汞
3.(2023上·辽宁营口·九年级校考期末)分类是认识物质的常用方法,下列分类正确的是
A.化合物:汽水 B.单质:氢气 C.混合物:氯酸钾 D.纯净物:钢
4.(2023·辽宁·统考中考真题)现有铝、铜、银三种金属,另选一种试剂就可验证它们的金属活动性强弱,该试剂是
A.稀硫酸 B.硝酸镁溶液 C.硝酸铜溶液 D.硝酸铝溶液
5.(2023·辽宁锦州·统考中考真题)向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量铁粉,充分反应后,过滤。下列说法正确的是
A.若滤渣中没有Cu。滤液中一定含有AgNO3
B.若滤渣中有Cu,滤液中一定没有AgNO3和Cu(NO3)2
C.若滤渣中没有Fe,滤液中一定含有Fe(NO3)2,可能含有AgNO3和Cu(NO3)2
D.若滤渣中有Fe,滤液中一定没有Cu(NO3)2和Fe(NO3)2
6.(2023上·辽宁沈阳·九年级统考期末)下列反应属于置换反应的是
A. B.
C. D.
7.(2023·辽宁营口·统考中考真题)中华优秀传统文化源远流长。下列传统工艺中主要发生化学变化的是
A.炼生铁 B.晒海盐 C.扎风筝 D.捏面人
8.(2023·辽宁·统考中考真题)保护环境卫生,学会垃圾分类。快递纸箱属于下列图示中的
A. B. C. D.
二、多选题
9.(2023·辽宁盘锦·统考中考真题)硅广泛用于芯片等电子元件中、工业上使用二氧化硅(SiO2,和金刚石的结构相似)提取硅单质,其反应原理是SiO2+2CSi+2CO↑。下列说法正确的是
A.CO中C显+4价
B.该反应为置换反应
C.SiO2中硅、氧元素的质量比为32:28
D.二氧化硅由硅原子和氧原子构成
三、填空题
10.(2023·辽宁锦州·统考中考真题)C919飞机制造过程中,使用了大量的铝合金和钛合金。
(1)如图是铝的原子结构示意图,x= ;铝原子的核电荷数是 。
(2)钛合金的硬度比钛的硬度 (选填“大”或“小”)。
11.(2023上·辽宁抚顺·九年级期末)化学与生活息息相关,请用化学知识解释生活中的一些现象与应用。
(1)长期饮用硬水不利于人体健康,生活中可以通过 的方法降低水的硬度。
(2)“沙里淘金”说明金在自然界中以 (填“单质”或“化合物”)形式存在。
(3)药品包装经常用到铝箔,铝块能制成铝箔是因为铝具有 性。
(4)用扇子扇蜡烛火焰,可以一扇就灭的原理是 。
(5)用铅锑合金作保险丝而不用铅作保险丝的原因是 。
12.(2023上·辽宁大连·九年级统考期末)铜是人类最早使用的金属,在公元前就被人类用于制造器皿、武器等。出现于西汉时期的铜火锅在中华民族源远流长的饮食文化中留存至今,常见的传统铜火锅如右图所示。
(1)铜火锅主要利用了铜的性质是 。
(2)传统铜火锅使用的燃料多为木炭,市面销售的压制紧实的机制木炭不易引燃;可在风门内先点燃细枯枝或固体酒精,进而引燃烟囱内的木炭。这一操作说明燃烧需要的条件之一是 。
(3)使木炭快速燃烧,可采用的方法之一是 。当烟囱内的木炭燃烧过旺时,可在烟囱上放置一个装有水的碟子,使木炭燃烧变弱,该操作的原理是 。
(4)含碳燃料(木炭、煤炭、木柴等)在相对密闭的环境中燃烧易产生较多的一氧化碳,与血液中的 结合,危及生命;日常生活中预防一氧化碳中毒的有效措施是 。
13.(2023·辽宁大连·统考中考真题)化学小组设计图1实验来验证铁、铜、银的金属活动性顺序,并在实验后按照图2所示流程从试管B的溶液中回收铜和银。
(1)针对图1中的方案,只利用所给的四种试剂,再补充一个实验,即可达到实验目的,写出补充实验的操作及现象。
(2)分析图2的处理流程:滤渣里一定含有的物质是 ,成分最复杂的滤渣所对应的滤液中溶质的成分有 。判断所加铁粉是否已达成实验目的的方法是 。
(3)图2流程中,加入铁粉的质量与所得滤渣的质量关系是 (填“前者大于后者”、“前者小于后者”或“无法确定”)。
14.(2023·辽宁·统考中考真题)硅元素在元素周期表中的相关信息如图所示,请回答。
(1)硅的原子序数为 。
(2)硅的相对原子质量是 。
(3)硅属于 (填“金属元素”或“非金属元素”)。
(4)生产硅涉及的反应:,SiO2中硅元素的化合价为 ,该反应的基本反应类型是 。
15.(2023·辽宁阜新·统考中考真题)在人类社会的发展进程中,金属材料发挥着重要作用。结合学习的化学知识回答下列问题。
(1)生铁和钢是常见的两种铁合金,其主要区别是 。
(2)防止自行车链条生锈常用的方法是 。
(3)将一定量锌粉加入到硝酸镁和硝酸铜的混合溶液中,充分反应后过滤,得到无色滤液。则滤液中一定含有的溶质是 。
(4)工业上常用一氧化碳还原磁铁矿石冶炼生铁,写出该反应的化学方程式 。
16.(2023·辽宁大连·统考中考真题)金属材料在生产、生活中应用广泛。
(1)用铜作导线是因为其具有良好的 性。机器轴承用青铜而不用纯铜制,是因为青铜的硬度比纯铜的 。
(2)工业上用赤铁矿(主要成分为)和一氧化碳炼铁的化学方程式为 。生铁和钢都是铁的合金,从组成上看,二者的 不同。铁制品与空气中的 接触时容易锈蚀,防止铁制品锈蚀的方法之一是 。
17.(2023·辽宁丹东·统考中考真题)金属广泛应用于生活、生产中,其应用推动了社会发展。
(1)铁铸成铁锅是利用了铁具有良好的 性;铁锅用于烹饪食物是利用铁具有良好的 性;使用后的铁锅最好洗净后 ,再涂上食用油以防生锈。
(2)世界上每年因腐蚀而报废的铁,以上得到了回收利用。回收利用废旧金属的意义是 (答一点即可)。
(3)早在春秋战国时期,我国就利用铁矿石与木炭为原料冶炼生铁,在冶炼过程中将铁矿石粉碎,其目的是 。现代工业用赤铁矿(主要成分为)与一氧化碳在高温条件下冶炼生铁,该反应的化学方程式是 。
(4)我国高铁技术在世界处于领先地位。铁轨材料用钢而不用纯铁,原因是钢的强度和硬度比纯铁 (填“大”或“小”)。
18.(2023·辽宁·统考中考真题)早在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器。
【认识铁及其来源】
(1)铁元素在自然界中以 (填“单质”或“化合物”)形式存在。
(2)工业上从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属。赤铁矿是常见铁矿石,其主要成分的化学式为 。
【认识铁的性质】
(3)菜刀、锤子用铁制而不用铝制,是利用铁具有 的性质。
(4)将铁片放入硫酸锌和硫酸铜混合溶液中,写出发生反应的化学方程式 。
【铁的锈蚀和防护】
(5)下列环境中的铁制品最容易生锈的是_____(填字母)。
A.未擦干的铁锅 B.喷油漆的栏杆 C.盛水的不锈钢水杯
19.(2023·辽宁锦州·统考中考真题)化学与生活、环保密切相关。
(1)在日常生活中,为有效减缓或防止铁锅锈蚀,可采用的方法是 (填一种即可)。
(2)我市以“碳达峰、碳中和”为目标。引领城市绿色低碳发展。践行“低碳”生活,你的做法有 (写出一条即可)。
(3)开发利用新能源有利于缓解化石燃料的能源危机。氢气是一种理想的清洁能源,原因是 。请再列举一种新能源 。
20.(2023·辽宁营口·统考中考真题)人类从石器时代进入青铜器时代,继而进入铁器时代,就是以金属材料的使用为标志的。根据所学知识回答下列问题:
(1)将硬铝片和纯铝片相互刻画,纯铝片上留下划痕说明硬铝比纯铝的硬度 。
(2)生活中常用铜制导线,利用了铜具有良好的 性;
(3)“真金不怕火炼”说明金即使在高温下也不与 反应;
(4)实验室内铁架台经常因接触盐酸而被腐蚀,反应的化学方程式是 。
(5)保护金属资源的有效途径有 (答一种即可)。
四、流程题
21.(2023上·辽宁辽阳·九年级统考期末)白铜是铜、镍(Ni)合金,某学习小组同学欲利用废弃的白铜回收铜、镍两种金属。镍元素在化合物中常见的化合价为+2价,镍的金属活动性与铁相似。
(1)先向盛有等质量镍粉和锌粉的两支试管中分别加入相同的稀硫酸,观察到都有气泡产生,且锌粉与稀硫酸反应更剧烈,说明镍的金属活动性比锌 (填“强”或“弱”)。
(2)接下来,同学们设计了如下实验回收铜和镍。
上图中,固体A是 ,步骤②中反应的化学方程式是 (只写一个)。
(3)要验证Ni、Zn、Cu三种金属的活动性顺序,用下列各组药品进行实验,不能达到目的的是______(填字母)。
A.Ni、Zn、Cu、稀盐酸 B.Ni、Cu、ZnSO4溶液
C.Zn、Cu、NiSO4溶液 D.Ni、ZnSO4溶液、CuSO4溶液
22.(2023上·辽宁抚顺·九年级期末)我国古代冶金技术彰显了劳动人民的智慧。明代宋应星所著的《天工开物》一书介绍了“火法炼锌”的方法:把炉甘石(ZnCO3)和煤炭饼装入炼锌罐如下图所示,泥封,“其底铺薪,发火煅红”“冷定毁罐取出”。
(1)炉甘石(ZnCO3)加入锌罐之前,先将其粉碎的目的是 。
(2)反应区中,炉甘石(ZnCO3)在高温下分解生成二氧化碳和另一种氧化物,该氧化物的化学式是 。
(3)反应区中,煤炭中的碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳,写出反应的化学方程式:
(4)必须“冷定”后才能“毁罐”取锌,请从化学变化的角度解释其原因 。
(5)向硝酸镁和硝酸铜的混合溶液中,加入一定量的锌粉,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。则滤渣中一定含有 。
五、实验题
23.(2022上·辽宁鞍山·九年级统考期末)根据图示实验,回答下列问题。
(1)图1实验制取氢气的化学方程式为 。
(2)图2实验点燃氢气前,需 。
(3)图3实验测得V(a): V(b)=1:2,要确定水分子中氢氧原子个数比,还需要的数据有 (填序号)。
a.水的相对分子质量 b.氢气、 氧气的密度 c.氢原子、氧原子的质量
24.(2023·辽宁盘锦·统考中考真题)如图1所示,实验是学习化学的重要途径。
(1)仪器①的名称是 ,在实验室中防止其生锈的具体措施是 (答一点即可)。
(2)实验室用H2O2溶液和MnO2制取一瓶干燥的O2,应选择的装置组合是 (填字母)。此发生装置也可用于制CO2,该反应的化学方程式为 。
(3)实验室用KMnO4制取3.2g氧气,至少需要KMnO4的质量为 g。
(4)如图F所示,铁丝在O2中燃烧,实验后发现集气瓶底炸裂,其原因是 。
(5)科学家用“人工树叶”模拟光合作用,吸收CO2并获得O2,实现“碳中和”。其反应的微观示意图如图2所示:
①通过微观示意图可知,化学反应前后原子种类 (填“改变”或“不变”)。
②写出该反应的化学方程式 。
六、科学探究题
25.(2023上·辽宁大连·九年级统考期末)光亮的铜片在酒精灯上加热后,表面变黑。有人认为是铜和空气中的氧气发生了反应,但有人不同意这一观点,理由是 。为论证这两种观点,化学小组分工实验,开展研究。
【资料】铜在加热的条件下,不与空气中的氮气、二氧化碳发生反应。
实验1:取一片光亮的铜片在酒精灯上加热一段时间后,观察到铜片表面变黑。取下铜片,冷却后用白色纸巾反复擦拭,纸巾上有黑色物质,但铜片表面仍为黑色。然后将该铜片浸没在稀硫酸中,观察到溶液逐渐由无色变为蓝色。
实验2:用铝箔紧紧包裹一片光亮的铜片加热一段时间,冷却后打开铝箔,铜片表面不变黑。将该铜片浸没在稀硫酸中,观察到溶液中无明显现象。
实验3:取一片光亮的铜片,放在敞口的试管中加热一段时间后,铜片表面变黑。
(1)分析实验1、实验2,说明在加热的条件下铜与氧气发生反应的判断依据是 。
(2)实验3试管内发生反应的化学方程式为 。
(3)实验2中的铜片未变黑,说明在发生化学反应时,反应物要相互 。
(以上三组实验是对研究对象由表及里的“质”的分析,还可以对研究对象进行更加精准的“量”的分析。)
实验4:将一定量的铜粉放置在密闭玻璃管中加热,利用氧气传感器测定加热过程中玻璃管内氧气含量的变化情况,记录数据并绘制曲线图(如右图所示)。
(4)由曲线图推断铜与氧气发生反应的依据是 ,A点处固体的成分是 。
【反思应用】化学反应是否发生,可以通过分析反应物或生成物的“质”和“量”的变化情况进行判断。请你从“量”的角度另行设计实验,验证铜和氧气在加热的条件下发生反应,写出需要测定的数据 。
26.(2023上·辽宁葫芦岛·九年级统考期末)某化学兴趣小组同学要探究镁、铁、铜三种金属的活动性顺序,设计了如图所示的实验方案:
(1)试管乙中观察到的现象是 ,反应的化学方程式为 。
(2)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。
(3)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,得到不溶物和滤液,并对不溶物的成分进行如下探究:
【提出问题】烧杯中不溶物的成分是什么
【作出猜想】甲认为只有铜;
乙认为是 ;
丙认为是铜、铁、镁的混合物。
【验证实验】同学们通过实验确定了滤纸上物质的成分。请填写下列空白。
实验步骤 实验现象 实验结论
取少盘滤纸上剩余的物质置于试管中,向其中滴加适量的 甲猜想错误
27.(2023上·辽宁铁岭·九年级统考期末)学习完金属的化学性质,兴趣小组进行了如图所示的实验。
【查阅资料】硝酸铜溶液呈蓝色,硝酸亚铁溶液呈浅绿色,硝酸锌溶液呈无色。
【实验一】同学们进行如图一所示的实验,验证铁、锌、铜、银四种金属活动性强弱。
(1)试管①中观察到的实验现象是 。试管③中反应的化学方程式是 。
(2)你认为通过上述图一所示的三个实验能否验证铁、锌、铜、银四种金属在溶液中的活动性强弱 (填“能”或“不能”)。
【实验二】在完成实验的过程中,同学们将试管①②③内反应后的物质都倒入废液缸中(如图二)。小组同学对废液缸中混合物的成分产生了探究兴趣。待混合物充分反应后,过滤,得到滤渣和浅绿色滤液。
(3)小明将铁丝放入浅绿色滤液中,一段时间后,铁丝表面没有发生变化。由此判断滤液中含有的溶质是 (填化学式)。
探究滤渣的成分
【提出问题】滤渣的成分是什么?
【作出猜想】
(4)小明的猜想:银、铜、铁、锌
你的猜想:猜想I: ;
猜想II:银、铜、铁
【分析思考】
(5)同学认为小明的猜想不正确,结合上述的实验现象分析,小明的猜想不正确的原因是 。
七、科普阅读题
28.(2023·辽宁丹东·统考中考真题)阅读下列短文,并回答相关问题。
【材料一】芯片的主要材料由高纯度单晶硅(化学式为)制作,工业上用粗硅经两步反应制得单品硅。
第一步:粗硅和氯化氢在发生反应,生成三氯硅烷(化学式为)和氢气。第二步:三氯硅烷和氢气在时发生反应,生成单晶硅和氯化氢。
【材料二】石墨烯最有潜力成为硅的替代品,它是目前已知材料中电子传导速率最快的,石墨烯是将石墨逐层剥离,直到最后形成一个单层,厚度只有一个碳原子的单层石墨。
(1)制取单晶硅第二步反应的化学方程式是 ,该化学反应的基本类型是 。
(2)石墨烯属于 (填“单质”或“化合物”);石墨烯和石墨分别在空气中完全燃烧,产物 (填“相同”或“不同”)。
参考答案:
1.D
【分析】合金是指金属与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的混合物。
【详解】A、氧化亚铁属于金属氧化物,不属于合金,不符合题意;
B、金刚石属于非金属单质,不属于合金,不符合题意;
C、水银是汞的俗称,汞属于纯金属,不属于合金,不符合题意;
D、不锈钢是铁的合金,符合题意。
故选D。
2.D
【详解】A、常温下金是一种黄色的固体,不符合题意;
B、常温下银是一种银白色的固体,不符合题意;
C、常温下铜是一种红色的固体,不符合题意;
D、常温下汞是一种银白色的液体,符合题意。
故选D。
3.B
【详解】A.汽水中含有水、碳酸等,属于混合物,不符合题意;
B.氢气是由同种元素组成的纯净物,属于单质,符合题意;
C.氯酸钾是由不同元素组成的纯净物,属于化合物,不符合题意;
D.钢的主要成分是铁和碳,属于混合物,不符合题意,故选B。
4.C
【详解】A、铜、铝、银三种金属单质只有铝与稀硫酸反应,只能验证铝的活动性强于氢,铜、银的活动弱于氢,无法验证铜、银的活动性强弱,使用稀硫酸不能完成比较铜、铝、银的金属活动性强弱的实验目的,错误;
B、铜、铝、银三种金属单质都不能与硝酸镁溶液反应,使用硝酸镁溶液不能完成比较铜、铝、银的金属活动性强弱的实验目的,错误;
C、硝酸铜为可溶性盐,铝能与硝酸铜反应置换出铜,能验证铝的活动性强于铜,银与硝酸铜溶液不反应,能验证铜的活动性强于银,从而可以得出铝、铜、银的活动性顺序,正确;
D、铜、铝、银三种金属单质都不能与硝酸铝溶液反应,使用硝酸铝溶液不能完成比较铜、铝、银的金属活动性强弱的实验目的,错误。
故选C。
5.C
【详解】A、根据优先置换原理,当铁粉的质量很少时,铁粉首先置换银离子,铜离子不一定到得置换,故当铁粉恰好将银离子置换出来后,滤渣中没有Cu,滤液中不含有AgNO3,故A错误;
B、根据优先置换原理,当铁粉的质量很少时,铁粉首先置换银离子,铜离子不一定到得置换,若滤渣中有Cu,说明滤液中的AgNO3被反应完全,Cu(NO3)2可能反应完全,也可能剩一部分,故B错误;
C、滤渣中没有Fe时,铁粉被消耗完全,滤液中一定含有Fe(NO3)2,可能含有AgNO3和Cu(NO3)2,故C正确;
D、若滤渣中有Fe,说明AgNO3和Cu(NO3)2与铁粉完全反应,滤液中一定没有Cu(NO3)2和AgNO3,滤液中只含有Fe(NO3)2,故D错误。
故选C。
6.D
【详解】A、置换反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,该反应的生成物均是化合物,不属于置换反应,不符合题意;
B、该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应,不符合题意;
C、该反应符合“一变多”的特点,属于分解反应,不符合题意;
D、该反应符合“一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物”的反应,属于置换反应,符合题意。
故选D。
7.A
【详解】A、炼生铁是高温条件下,一氧化碳将铁从铁的化合物中还原出来,有新物质生成,属于化学变化;
B、晒海盐,只是状态的变化,没有新物质生成,属于物理变化;
C、扎风筝,只是形状的变化,没有新物质生成,属于物理变化;
D、捏面人,只是形状的变化,没有新物质生成,属于物理变化。
故选A。
8.B
【详解】快递纸箱属于可回收物;
答案:B。
9.BD
【详解】A、CO中氧元素显﹣2价,设碳元素的化合价是x,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得:x+(﹣2)=0,则x=+2价,故选项说法错误。
B、根据方程式知道,该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,属于置换反应,故选项说法正确。
C、SiO2中硅、氧元素的质量比为28:(16×2)=28:32,故选项说法错误。
D、二氧化硅和金刚石的结构相似,金刚石是由碳原子直接构成的,则二氧化硅由硅原子和氧原子构成,故选项说法正确。
故选:BD。
10.(1) 8 13
(2)大
【详解】(1)原子中核电荷=核外电子数,根据铝原子结构示意图可知,铝的核电荷数为13;则x=13-2-3=8;
(2)合金的硬度大于其组成中纯金属的硬度,则钛合金的硬度比钛的硬度大。
11.(1)煮沸
(2)单质
(3)延展
(4)降低温度到可燃物的着火点以下
(5)合金的熔点低于纯金属
【详解】(1)生活中可以通过加热煮沸的方法降低水的硬度,加热煮沸时,水中的钙离子、镁离子能够以碳酸钙沉淀、氢氧化镁沉淀的形式从水中析出,从而降低水的硬度;
(2)“沙里淘金”说明金的化学性质稳定,与土壤中的水以及氧气等物质不反应,在自然界中以单质形式存在;
(3)药品包装经常用到铝箔,铝块能制成铝箔是因为铝具有延展性;
(4)用扇子扇蜡烛火焰,可以一扇就灭,是因为用扇子扇,带走了热量,降低温度到可燃物的着火点以下,达到灭火的目的;
(5)用铅锑合金作保险丝而不用铅作保险丝的原因是合金的熔点低于纯金属。
12.(1)导热性
(2)温度达到可燃物的着火点
(3) 将木炭粉碎或扇风 减少烟囱内空气流通,降低烟囱内氧气含量
(4) 血红蛋白 保持空气流通
【详解】(1)火锅需要加热食物,所以铜火锅主要利用了铜的性质是导热性。
(2)木炭开始与空气接触不燃烧,之后用燃着的细枯枝或固体酒精引燃,温度升高达到木炭着火点,木炭燃烧,则说明燃烧需要的条件之一是温度达到可燃物的着火点。
(3)可燃物与氧气接触面积越大,燃烧越充分,氧气越充足,燃烧越充分。所以使木炭快速燃烧,可采用的方法之一是将木炭粉碎或扇风。可在烟囱上放置一个装有水的碟子,阻碍了空气的流通,减少烟囱内空气流通,降低烟囱内氧气含量,导致木炭燃烧变弱。
(4)一氧化碳与血液中的血红蛋白结合,阻止氧气和血红蛋白结合,造成人体缺氧,危及生命。日常生活中预防一氧化碳中毒的有效措施是保持空气流通,控制一氧化碳浓度。
13.(1)取少量稀盐酸于试管中,插入铜丝,铜丝表面无变化
(2) Ag/银 或、 向滤液中插入铁丝,观察是否有红色物质析出
(3)前者小于后者
【详解】(1)图1中铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,有气泡生成,溶液变为浅绿色,说明铁的金属活动性排在氢之前;铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,溶液变为蓝色,有银白色金属析出,说明铜的金属活动性比银强;则可通过,取少量稀盐酸于试管中,插入铜丝,铜丝表面无变化,说明铜的金属活动性比氢弱;故能验证铁的金属活动性强于铜,铜的金属活动性强于银;故填:取少量稀盐酸于试管中,插入铜丝,铜丝表面无变化;
(2)由(1)知,铁的金属活动性强于铜,铜的金属活动性强于银;则硝酸银和硝酸铜的溶液中加入铁粉,有以下情形:若铁粉不足,则铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,滤渣为银,溶质为硝酸银、硝酸铜、硝酸亚铁;若铁恰好和硝酸银完全反应,则溶质为硝酸铜和硝酸亚铁;若铁和硝酸银完全反应,和硝酸铜部分反应,则溶质为硝酸亚铁、硝酸铜,滤渣为铜、银;若铁和硝酸银、硝酸铜完全反应,则溶质为硝酸亚铁,滤渣为铜、银;若铁过量,则溶质硝酸亚铁,滤渣为铁、铜、银,但滤渣加入稀盐酸无现象,说明铁不会过量;成分最复杂的滤渣所对应的滤液中溶质的成分有或、;判断所加铁粉是否已达成实验目的的方法是向滤液中插入铁丝,若硝酸铜有剩余,则铁和硝酸铜会反应生成硝酸亚铁和铜,通过观察是否有红色物质析出来判断;故填:Ag;或、;向滤液中插入铁丝,观察是否有红色物质析出;
(3)铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,反应的化学方程式为,每56份质量的铁置换出108份质量的银;铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,反应的化学方程式为每56份质量的铁置换出64份质量的铜;故加入铁粉的质量与所得滤渣的质量关系是前者小于后者;故填:前者小于后者。
14.(1)14
(2)28.09
(3)非金属元素
(4) +4 置换反应
【详解】(1)元素周期表中元素名称左上角的数字表示原子序数,硅的原子序数为14;
(2)元素周期表中元素名称正下方的数字表示该原子的相对原子质量,硅的相对原子质量是28.09;
(3)硅含有“石”字旁,属于非金属元素;
(4)SiO2化合物中氧元素的化合价为-2价,依据化合物中各元素正负号化合价代数和为0可知:SiO2中硅元素的化合价为+4价,一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应,生产硅涉及的反应:,该反应的基本反应类型:置换反应。
15.(1)含碳量不同
(2)涂油
(3)Mg(NO3)2 和 Zn(NO3)2(或硝酸镁和硝酸锌)
(4)Fe3O4+ 4CO3Fe +4 CO2
【详解】(1)生铁是指含碳量为2%~4.3%的铁的合金,钢是指含碳量为0.03%~2%的铁的合金,生铁和钢是常见的两种铁合金,其主要区别是含碳量不同;
(2)给链条涂油,可以阻止铁和氧气、水接触,有效的防止其生锈,还可起到润滑作用,减小摩擦和减少磨损。防止自行车链条生锈常用的方法是涂油;
(3)锌的金属活动性比铜强,比镁弱,将锌粉放入硝酸镁和硝酸铜的混合溶液中,不能与硝酸镁溶液反应,能与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,充分反应后过滤,得到无色滤液,说明硝酸铜已完全反应,所以滤液中一定含有的溶质是硝酸锌[Zn(NO3)2]、硝酸镁[Mg(NO3)2];
(4)磁铁矿石主要成分是四氧化三铁,与一氧化碳在高温条件下生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为:Fe3O4+ 4CO3Fe +4 CO2。
16.(1) 导电 大
(2) 含碳量 氧气和水 保持铁制品表面洁净干燥(合理即可)
【详解】(1)用铜作导线是利用其有良好的导电性;用青铜(铜锡合金)制机器零件不易变形,是因为青铜的硬度比纯铜的大;
(2)工业上用赤铁矿(主要成分Fe2O3)炼铁时发生反应的化学方程式为:;生铁和钢是两种铁合金,从组成上看,二者的含碳量不同;金属铁的锈蚀条件:铁与氧气、水同时接触就会生锈;根据防止铁制品生锈的常用措施可知,防止铁锅锈蚀的一种方法是:保持其表面的洁净、干燥等。
17.(1) 延展 导热 擦干
(2)节约资源(合理即可)
(3) 增大铁矿石的接触面积,使反应充分
(4)大
【详解】(1)铁铸成铁锅是利用了铁具有良好的延展性;铁锅用于烹饪食物是利用铁具有良好的导热性;铁生锈的条件是铁与氧气和水接触,使用后的铁锅最好洗净后擦干,再涂上食用油以防生锈;
(2)回收利用废旧金属的意义是节约资源(合理即可);
(3)在冶炼过程中将铁矿石粉碎,其目的是增大铁矿石的接触面积,使反应充分。用赤铁矿与一氧化碳在高温条件下冶炼生铁,该反应的化学方程式是;
(4)合金的强度和硬度都比纯金属高,铁轨材料用钢而不用纯铁,原因是钢的强度和硬度比纯铁大。
18.(1)化合物
(2)
(3)硬度大
(4)
(5)A
【详解】(1)铁化学性质比较活泼,铁元素在自然界中以化合物形式存在,故填:化合物;
(2)赤铁矿的主要成分是氧化铁,其化学式为,故填:;
(3)因为铁的硬度大于铝,所以菜刀、锤子等用铁制而不用铝制,故填:硬度大;
(4)锌、铁、铜三种金属的活动性:锌>铁>铜,将将铁片放入硫酸锌和硫酸铜混合溶液中,铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,与硫酸锌不反应,反应的化学方程式为,故填:;
(5)铁制品腐蚀需要的条件是与水和氧气同时接触。
A、未擦干的铁锅,铁与水和氧气同时接触,铁锅易生锈,故选项符合题意;
B、涂油的栏杆,隔绝了空气和水,不易生锈,故选项不符合题意;
C、盛水的不锈钢水杯,不锈钢属于合金,抗腐蚀性强,不容易生锈,故选项不符合题意。
故选A。
19.(1)用后洗净擦干(或保持洁净干燥等合理即可)
(2)随手关灯(或旧书本循环利用等合理即可)
(3) 氢气燃烧产物是水,不污染环境,且燃烧值大 太阳能(或风能等合理即可)
【详解】(1)铁生锈的条件是铁与氧气和水接触,有效减缓或防止铁锅锈蚀,可采用的方法是用后洗净擦干或保持洁净干燥等;
(2)践行“低碳”生活,可通过随手关灯或旧书本循环利用等,减少能源的消耗,节约资源;
(3)氢气燃烧产物只有水,比较环保,且燃烧值大,是比较理想的能源;
目前正在开发和利用的新能源有:风能、太阳能、核能等。
20.(1)大
(2)导电
(3)氧气/O2
(4)
(5)回收利用废旧金属(或合理有效地开采矿物或寻找金属代用品)
【详解】(1)将硬铝片和纯铝片相互刻画,纯铝片上留下划痕说明硬铝比纯铝的硬度大, 合金的硬度大于构成其纯金属的硬度,故填:大;
(2)生活中常用铜制导线,是铜具有良好的导电性,故填:导电性;
(3)金的化学性质稳定,即使在高温条件下也很难与氧气发生化学反应,故填:氧气(或O2);
(4)实验室内铁架台经常因接触盐酸而被腐蚀,是盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气,化学方程式为,故填:;
(5)保护金属资源的有效途径有回收利用废旧金属、合理有效地开采矿物、寻找金属代用品,故填:回收利用废旧金属(或合理有效地开采矿物或寻找金属代用品)。
21.(1)弱
(2) 铜/Cu (或)
(3)B
【详解】(1)相同条件下,锌粉与稀硫酸反应比镍更剧烈,说明镍的金属活动性比锌弱;
(2)铜和稀硫酸不反应,所以固体A是铜,由题图可知,溶液B中溶质为Ni与H2SO4反应生成的NiSO4及剩余的H2SO4,②中加入锌粉后,Zn会与H2SO4和NiSO4发生反应,锌和硫酸镍反应生成硫酸锌和镍,反应的化学方程式为:,锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应的化学方程式为:;
(3)A、Ni、Zn能与稀盐酸反应而Cu不能,说明金属活动性:Ni>Cu、Zn>Cu,Zn与稀盐酸反应比Ni更剧烈,说明金属活动性:Zn>Ni,由此可得三种金属的活动性:Zn>Ni>Cu,故选项正确;
B、Ni、Cu与ZnSO4溶液均不反应,说明金属活动性:Zn>Cu、Zn>Ni,但无法比较Cu、Ni的活动性,故选项错误;
C、锌能和硫酸镍反应,说明锌比镍活泼,铜不能和硫酸镍反应,说明活动性锌>镍>铜,该故选项正确;
D、镍不能和硫酸锌反应,说明锌比镍活泼,镍能和硫酸铜反应,说明镍比铜活泼,故选项正确,故选:B。
22.(1)增大反应物接触面积,使反应更快更充分
(2)ZnO
(3)
(4)防止生成的锌在较高温度下又被氧化成氧化锌
(5)Cu
【详解】(1)炉甘石(ZnCO3)加入锌罐之前,先将其粉碎的目的是增大反应物间的接触面积,使反应更充分;
(2)炉甘石(ZnCO3)在高温下分解生成二氧化碳和另一种氧化物,根据质量守恒定律,反应前后元素的种类不变,反应前有锌元素、碳元素和氧元素,生成物二氧化碳中含有碳元素和氧元素,则另一氧化物中含有氧元素和锌元素,故该氧化物应为氧化锌,氧元素显示-2价,锌元素显示+2价,故其化学式为ZnO;
(3)反应区中,煤炭中的碳与氧化锌在高温条件下反应生成锌和二氧化碳,该反应方程式为;
(4)为防止反应生成的锌在高温下与氧气反应生成氧化锌,必须“冷定”后才能“毁罐”取锌;
(5)根据金属活动性顺序:镁>锌>氢>铜,所以向硝酸镁和硝酸铜的混合溶液中,加入一定量的锌粉,锌不能与硝酸镁反应,锌先与硝酸铜反应生成铜和硝酸锌,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液,说明硝酸铜有剩余,说明锌反应完全,则滤渣中一定含有Cu。
23.(1)
(2)检验氢气的纯度
(3)bc/cb
【详解】(1)由图可知是锌与稀硫酸反应制取氢气,是锌与硫酸反应生成硫酸锌与氢气,反应的化学方程式为。
(2)氢气具有可燃性,与氧气混合,点燃会发生爆炸,所以点燃氢气前,需检验氢气的纯度。
(3)图3实验测得V(a): V(b)=1:2,要确定水分子中氢氧原子个数比,还需要的数据有氢气、 氧气的密度和氢原子、氧原子的质量,根据氢气、氧气的体积和密度,可得出生成氢气、氧气的质量;用氢气、氧气的质量除以氢原子、氧原子的质量,可得氢氧原子的个数。
24.(1) 铁架台 喷漆
(2) BEC CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(3)31.6
(4)瓶底没有事先铺一层细沙或加入少量水
(5) 不变 CO2+2H2O CH4+2O2
【详解】(1)仪器①的名称是铁架台;铁在潮湿的空气中容易生锈,则在实验室中防止其生锈的具体措施是喷漆(合理即可);
(2)实验室用H2O2溶液和MnO2制取一瓶干燥的O2,该反应属于固液常温型,发生装置选择B,氧气的密度比空气大,可以向上排空气法(装置C)收集干燥的氧气还需要用E中的浓硫酸进行干燥;故填:BEC;
此发生装置也可用于制CO2,实验室制取二氧化碳的药品为大理石或石灰石(主要含有碳酸钙)与稀盐酸,反应是碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,该反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(3)设理论上至少需要取用高锰酸钾的质量为x,则:
解得:x=31.6g;
(4)铁丝在氧气中燃烧的生成物温度很高,如图F所示,铁丝在O2中燃烧,实验后发现集气瓶底炸裂,其原因是瓶底没有事先铺一层细沙或加入少量水;
(5)①通过微观示意图可知,化学反应前后原子种类不变;
②由微观反应示意图可知,该反应是由二氧化碳和水在一定条件下反应生成甲烷和氧气,反应的化学方程式为CO2+2H2OCH4+2O2。
25. 酒精(或含碳物质)不完全燃烧产生炭黑 在酒精灯上加热变黑的铜片与光亮的铜片浸没在稀硫酸中现象不同(或变黑的铜片用纸巾反复擦拭,铜片表面仍为黑色) 接触 铜粉在密闭容器中加热,氧气的含量逐渐减少 铜、氧化铜 加热前铜粉的质量、加热后固体的质量(或其它合理答案)
【详解】乙醇中含有碳元素,不充分燃烧会产生炭黑,则理由是酒精(或含碳物质)不完全燃烧产生炭黑。
(1)氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,铜和稀硫酸不反应,则分析实验1、实验2,在加热的条件下铜与氧气发生反应的判断依据是在酒精灯上加热变黑的铜片与光亮的铜片浸没在稀硫酸中现象不同(或变黑的铜片用纸巾反复擦拭,铜片表面仍为黑色)。
(2)实验3试管内发生反应为铜和氧气加热生成氧化铜,反应的化学方程式为。
(3)实验2中用铝箔紧紧包裹一片光亮的铜片加热一段时间,铜和氧气不接触,铜片未变黑,说明在发生化学反应时,反应物要相互接触。
(4)铜和氧气加热生成氧化铜,反应消耗氧气,密闭玻璃管中氧气会减少,则由曲线图推断铜与氧气发生反应的依据是铜粉在密闭容器中加热,氧气的含量逐渐减少,A点处铜没有反应完全,则固体的成分是铜、氧化铜。
[反思应用]验证铜和氧气在加热的条件下发生反应,需要测定反应前铜的质量,反应后铜的质量,两者质量进行对比,看是否有新物质生成,判断反应是否发生,则需要测定的数据加热前铜粉的质量、加热后固体的质量(或其它合理答案)。
26.(1) 铁表面有红色物质析出,溶液由蓝色变为浅绿色 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(2)丙
(3) 铜铁混合物 稀盐酸/稀硫酸 有气泡产生
【详解】(1)由图可知,试管乙中的反应是铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,观察到的现象是铁表面有红色物质析出,溶液由蓝色变为浅绿色,故填铁表面有红色物质析出,溶液由蓝色变为浅绿色;
铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,故反应的化学方程式写为:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
(2)试管甲中,镁与硫酸亚铁反应生成硫酸镁和铁,表明镁的金属活动性比铁强,试管乙中,铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,表明铁的金属活动性比铜强,所以不需要试管丙中的实验就能够验证镁、铁、铜的金属活动性的关系,即丙试管的实验是多余的,故填丙。
(3){作出猜想}如试管甲中的镁完全反应,则试管甲中的固体为铁,如试管乙中的铁不足,试管甲、乙中的物质混合后,试管甲中的铁与试管乙中的硫酸铜完全反应,则混合后的固体只有铜,如试管甲中的镁完全反应,试管乙中的铁没有完全反应,则混合后的固体是铁铜混合物,如试管甲中的镁没有完全反应,且试管乙中的铁也没有完全反应,则混合后的固体是铜、铁、镁的混合物,故填铁铜混合物。
{验证实验}由实验结论:甲猜想错误可知,剩余的固体中不只含有铜,还含有铁或镁,铁、镁能够与稀盐酸或稀硫酸反应生成氢气产生气泡,则实验步骤是取少盘滤纸上剩余的物质置于试管中,向其中滴加适量的稀盐酸或稀硫酸,故填稀盐酸或稀硫酸;
铁、镁能够与稀盐酸或稀硫酸反应生成氢气产生气泡,即观察到的现象是有气泡产生,故填有气泡产生。
27. 有红色固体生成,溶液从蓝色变成浅绿色 能 Zn(NO3)2、Fe(NO3)2 银、铜 锌与硝酸亚铁不能共存
【详解】[实验一]
(1)因为铁的金属活动性强于铜,试管①中是铁和硝酸铜溶液发生反应,生成铜单质和硝酸亚铁溶液,实验现象为:有红色固体生成,溶液从蓝色变成浅绿色;
铜的金属活动性强于银,所以试管③试铜单质和硝酸银溶液发生反应生成银单质和硝酸铜溶液,化学方程式是:2AgNO3+Cu=Cu(NO3)2+2Ag 。
(2)①的实验现象证明了铁能和硝酸铜溶液发生反应,所以铁的金属活动性大于铜;②锌单质能和硝酸亚铁溶液发生反应,所以锌的金属活动性大于铁;③铜单质和硝酸银溶液发生反应,所以铜的金属活动性大于银,综上可以得到金属活动性顺序为:锌>铁>铜>银。故图一所示的三个实验能验证铁、锌、铜、银四种金属在溶液中的活动性强弱。
[实验二]
(3)混合后的滤液呈浅绿色,说明滤液中有硝酸亚铁溶液,将铁丝插人浅绿色溶液中无明显现象发生,说明溶液中没有硝酸铜溶液、硝酸银溶液。滤液中还一定含有活动性强的Zn反应后生成的硝酸锌溶液。因而滤液中的溶质为Zn(NO3)2、Fe(NO3)2。
[作出猜想]
(4)向混合后的滤液中插入铁丝无现象,说明滤渣中一定含有Ag、Cu,可能含有Fe,一定没有Zn,因为猜想Ⅱ是Fe、Cu、Ag,因而猜想一是Ag、Cu。
[分析思考]
(5)小明的猜想一定不成立,因为锌的金属性活动性强于铁,所以锌会与硝酸亚铁溶液发生反应,锌与硝酸亚铁不能共存。
28.(1)
置换反应
(2) 单质 相同
【详解】(1)三氯硅烷和氢气在1000°C时发生反应,生成单品硅和氯化氢,化学方程式为:,该反应是由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物的反应,属于置换反应;
(2)石墨烯是由碳元素组成的纯净物,属于单质,石墨烯和石墨都是由碳元素组成的单质,由质量守恒定律可知,它们在空气中完全燃烧,产物都是二氧化碳。