第八单元金属和金属材料基础练习
一、选择题
1.下列事实不能用金属活动性顺序来解释的是( )
A.真金不怕火炼
B.不能用铁制容器配制农药波尔多液
C.我国在春秋时期就会炼铁,但炼铝却是最近一百多年的事
D.铝制品比铁制品耐腐蚀
2.如图是实验室模拟工业炼铁的实验装置图,下列说法不正确的是
A.B处玻璃管内发生的化学反应是氧化还原反应
B.在点燃酒精喷灯前,应先通入CO气体排尽装置中的空气
C.该实验可以观察到B处固体从黑色逐渐变成红色
D.该模拟实验缺少尾气处理装置,会污染空气
3.下图是某反应的微观过程示意图,下列说法正确的是
A.反应物与生成物均为单质 B.该反应中A、B、C的分子个数之比为
C.该反应属于置换反应 D.反应中两种元素的化合价均改变
4.从化学的角度对下列语进行解释,其中不正确的是( )
A.”花香四溢“﹣﹣分子在不断运动
B.“热胀冷缩”﹣﹣分子间间隔发生了改变
C.“点石成金”﹣﹣化学反应前后元素种类会发生变化
D.百炼成钢”﹣﹣通过反复锤炼,减少铁合金中碳元素的含量
5.锰(Mn)是维持人体正常生命活动所必须的微量元素,锰元素的某些信息如图所示,它的金属活动顺序位于铝和锌之间,在溶液中以Mn2+形式存在,则表述正确的是( )
A.锰原子的中子数为25
B.锰原子的核外电子数为2
C.K2MnO4中锰元素化合价为+2
D.金属锰与稀盐酸反应的化学方程式为Mn+2HCl=MnCl2+H2↑
6.我国著名的炼丹著作《周易参同契》提出:“胡粉投火中,色坏还为铅.”胡粉是碱式碳酸【铅Pb3(OH)2(CO3)2】,在上述过程中先分解为氧化铅(PbO),然后被碳还原为铅(Pb).其中未涉及到的反应类型是
A.化合反应 B.置换反应 C.分解反应 D.氧化还原反应
7.如图是某化学反应的微观模型,下列对图示模型理解正确的是
A.反应过程中有三种单质分子 B.整个变化过程中没有伴随物理变化
C.该反应的反应类型是置换反应 D.参加反应的分子的个数比可以是3:2
8.下列有关资源能源的叙述中错误的是
A.海洋是地球上巨大的资源宝库,海水中含80多种矿物
B.金属资源主要存在于地壳和海洋中
C.空气中含量最多的化合物是二氧化碳
D.可燃冰主要成分是甲烷水合物,它将成为代替化石燃料的新能源
9.下列属于置换反应的是
A.铁丝在氧气中燃烧 B.加热高锰酸钾制氧气
C.二氧化碳通入石灰水中 D.锌和稀硫酸制氢气
10.某初三化学兴趣小组在探究金属镁、铝、锌、铁的化学性质时,通过实验得到下面关系图。判断下列说法正确的是
A.四种金属与酸反应的速率:A1>Mg>Fe>Zn
B.四种金属的活动性顺序:Mg>A1>Zn>Fe
C.同质量的四种金属与足量酸反应得到氢气的质量:Al>Mg>Fe>Zn
D.生成等质量氢气,需要四种金属质量Al>Mg>Fe>Zn
11.铝锂合金广泛用于制造飞机等,已知锂元素在周期表中的相关信息及铝原子结构示意图如图所示。下列说法正确的是
A.锂铝合金的硬度比金属铝的硬度小
B.锂元素的相对原子质量为6.94 g
C.x的数值为3
D.铝元素是地壳中含量最多的元素
12.能一次性验证Cu、Ag、Zn三种金属活动性顺序的一组试剂是
A.Cu、Ag、ZnCI2溶液 B.Ag、Zn、Cu(NO3)2
C.Cu、Ag、Zn、稀盐酸 D.Ag、ZnSO4溶液、CuSO4溶液
二、填空与简答
13.分类、类比、归纳是学习化学常用的方法。
(1)弄清事物的原因才能找到解决的办法,知道燃烧的条件才能懂得灭火的方法。下列灭火事例中灭火的原理相同的是 ,灭火原理是 。
A.吹灭蜡烛火焰 B.油锅着火盖锅盖灭火 C.用高压水枪灭楼房着火 D.用沙士灭火
(2)查阅资料得到规律:不同种金属和水反应时,反应条件要求越低,金属活动性就越强,例如:铯(Cs)在常温下就能和冷水反应,而镁只能和热水反应。
根据规律,得出活动性:Cs (填“强于”或“弱于”)Mg。类比上述化学方程式,写出钠和水反应的化学方程式 。
14.由两种元素组成的某合金6g与足量的稀硫酸充分反应后,生成0.2g氢气。下列说法不合理的是 (填字母)。
A 合金中的元素可能是Fe和Cu
B 所得溶液中的溶质可能是硫酸镁和硫酸
C 合金中的元素可能是Zn和Fe
D 所得溶液中的溶质可能是硫酸铝和硫酸
E 合金中的元素可能是Zn和Ag
F 所得溶液中的溶质可能是硫酸镁、硫酸铝和硫酸
15.折叠式电动车成为了上班族热爱的交通工具,请根据图示回答下列问题:
(1)上述含有的金属元素是 (写符号,一种即可下同)。
(2)不锈钢是 (填“纯净物”或“混合物”),工业上以生铁为原料冶炼成制,生铁和钢的主要区别是 。
(3)铝的金属活动性比铁的 (填 “强”或“弱”).空气中,铝比铁具有更好的抗腐蚀性,原因是 ,(写出有关化学方程式)。
(4)大量材料的出现给人类生活带来了积极的影响,请谈谈化学与生活的关系: 。
16.铁合金在生产、生活中应用广泛。
(1)自然界中的铁元素主要以(“单质“或“化合物”) 的形式存在。炼铁的一种矿石是 。
(2)制作工具用生铁而不用纯铁的主要原因是纯铁 。在防盗门表面喷漆,可防止铁与空气中的 接触而生锈,喷漆前可用稀盐酸除去铁表面的锈迹,反应的化学方程式为 。
17.有关物质的转化关系如下图所示,其中A为天然气的主要成分,在通常情况下,X、Y、E为气体,Z为固态单质,B、C、D为三种常温下状态各不相同的氧化物(部分反应的条件未注明)。
回答下列问题:
(1)写物质化学式:E ;Y 。
(2)写出C的一种用途 。
(3)④反应的基本类型是 。
(4)写出下列反应的化学方程式:① ②
(5)E、Y的混合物称为“合成气”,若用其合成C2H5OH(酒精),则反应中E、Y的质量比为 。
18.2018年5月1l日,人民日报报道:中国科技大学曾杰教授研究团队发现新型催化剂,把CO2与H2高效转化为清洁液体燃料甲醇,实现了“人工碳循环”。如图为某科研小组设计的利用化学链燃烧产生的高浓度CO2制备甲醇的流程图,据图回答:
(1)图1是利用镍(Ni)进行化学链燃烧的流程图。与传统的燃料燃烧方式相比,化学链燃烧排放的CO2浓度高,易于收集。
①空气反应器中,金属镍与氧气在一定条件下燃烧生成氧化镍(NiO);燃料反应器中发生的部分化学反应如下:Ⅰ.H2+NiONi+H2O;Ⅱ.CO+NiONi+CO2,其中属于置换反应的是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”),反应Ⅱ中发生还原反应的物质是 。
②与CO、H2直接在空气中燃烧相比,化学链燃烧排放出的CO2浓度更高的原因是 。
(2)图2是利用高浓度CO2制取甲醇的流程图:吸收池内,饱和碳酸钠溶液吸收高浓度CO2生成碳酸氢钠;分解池内,碳酸氢钠受热分解放出CO2;合成塔内,利用新型催化剂,CO2与H2反应生成甲醇(CH4O)与水。
①吸收池内生成碳酸氢钠的化学方程式是 。
②合成塔内生成甲醇的化学反应中,参加反应的H2与CO2的质量比是 。该反应中,原料H2的理想来源是 。如果将来H2的制取技术取得突破,“CO2与H2反应高效变甲醇”这一世界领先的研究成果的意义是 (答出一条即可)。
三、科学探究题
19.金属铁及其合金是世界上年产量最高、应用最广泛的金属材料,也是我们初中重点学习的金属单质。
(1)金属的化学性质主要是由金属的活动性决定的。
如图①观察到的现象是 ,反应的化学方程式为 以上实验可得出铝和铜的金属活动性强弱为 ;若Y为硫酸铜,X为铁,③中观察到 ,即可证明铜的活动性比铁强。
(2)某同学用如图装置,进行还原氧化铁的实验(图中夹持已略去),检查装置气密性,加入药品,在装置中充满二氧化碳后进行实验。
①缓缓通入CO2,点燃A处酒精喷灯,加热一段时间,硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为 。
②点燃B处酒精喷灯,加热一段时间后B处玻璃管内观察到的实验现象是 ,硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为 。
③该实验说明 具有还原性。
(3)工业上利用赤铁矿炼铁的过程如图所示:
炼铁原料的选择:图中缺少的炼铁原料是 。我们一般选择赤铁矿(主要成分Fe2O3)而不用黄铁矿(主要成分FeS2)来炼铁,原因是 。高炉炼铁的产物:将高炉气体的主要成分补充完整 。高炉炼铁的产物还有 。
(4)为了探究钢铁锈蚀的条件,取4枚洁净无锈的铁钉,分别放入4支试管中如图所示:
为了证明铁生锈需要同时接触水和氧气,我们必须进行的实验是 (填序号,下同)。若要证明其他条件相同时,有氯化钠存在会加速铁的锈蚀,需要进行的实验是 。
四、计算题
20.黄铜(铜锌合金)的外观与黄金极为相似、容易以假乱真。小红同学想测定黄铜中锌的含量。她称取20g黄铜样品放入烧杯中,加入足量稀硫酸充分反应后,测得生成氢气的质量为0.2g。
(1)该反应属于 (填基本反应类型)。
(2)求黄铜样品中铜的质量分数(写计算过程)。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【详解】A、真金不怕火炼,是因为金的化学性质不活泼,能用金属活动性顺序来解释;
B、铁比铜活泼,不能用铁制容器配制农药波尔多液,是因为铁能和硫酸铜反应,能用金属活动性顺序来解释;
C、我国在春秋时期就会炼铁,但炼铝却是最近一百多年的事,是因为铝比铁活泼,不容易被人类发现和利用,能用金属活动性顺序来解释;
D、铝比铁活泼,而铝制品比铁制品耐腐蚀,是因为铝能和氧气反应生成氧化铝保护膜,不能用金属活动性顺序来解释。故选D。
2.C
【详解】A.得氧的过程是氧化反应,失氧的过程是还原反应,B处玻璃管内发生的化学反应是氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳,是氧化还原反应,故选项A说法正确;
B.CO与空气的混合气体,点燃或加热时可能发生爆炸,在点燃酒精喷灯前,应先通入CO气体排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸,故选项B说法正确;
C.氧化铁是红色固体,铁粉是黑色固体,该实验可以观察到B处固体从红色逐渐变成黑色,故选项C说法错误;
D.一氧化碳是大气污染物,该模拟实验缺少尾气处理装置,会污染空气,故选项D说法正确。
故选C。
3.D
【详解】A、反应物A和B均是由同种元素组成的纯净物,属于单质,C是由不同种元素组成的纯净物,属于化合物,故A不正确;
B、由反应的微观过程示意图可知,反应是1个A分子和3个B分子生成2个C分子,该反应中A、B、C的化学计量数之比为1: 3: 2,故B不正确;
C、由反应的微观过程示意图可知,反应是1个A分子和3个B分子生成2个C分子,符合“多变一”的特征,是化合反应,故C不正确;
D、反应物A和B均是由同种元素组成的纯净物,属于单质,化合价为0,C是由不同种元素组成的纯净物,化合价不为0,化合价均改变,故D正确。
故选D。
4.C
【详解】A、“花香四溢”,在远处就能闻到淡淡的香味,是因为花香中含有的分子是在不断的运动的,向四周扩散,使人闻到花香,故选项说法正确;
B、“热胀冷缩”﹣﹣分子间间隔发生了改变,故选项说法正确;
C、由质量守恒定律可知,化学反应前后元素的种类不变;石灰石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙是由钙、碳、氧三种元素组成的,黄金是由金元素组成的,因此石灰石是不可能变成黄金的,故选项说法错误;
D、在古代,人们把烧红的生铁放在铁砧上反复捶打,最终使生铁转化为钢,这就是“千锤百炼”、“百炼成钢”的来历,目的是让碳和氧气反应生成二氧化碳,从而降低含碳量,故选项说法正确。
故选C。
【点睛】分子是构成物质的一种粒子,它的体积很小,分子在不断运动,分子间有一定的间隔。
5.D
【详解】A、由锰元素元素周期表的一格的信息,上角的数字为25,表示原子序数为25;根据原子序数=核电荷数=质子数,锰原子核内有25个质子;汉字下面的数字表示相对原子质量,锰元素的相对原子质量为54.94,锰原子的中子数为55-25=30,故选项说法错误。
B、原子中,原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数,锰原子的核外电子数为25,故选项说法错误。
C、设K2MnO4中锰元素的化合价是m,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得:(+1)×2+m+(-2)×4=0,则m=+6价,故选项说法错误。
D、锰的金属活动顺序位于铝和锌之间,在溶液中以Mn2+形式存在,金属锰与稀盐酸反应生成氯化锰和氢气,化学方程式为Mn+2HCl=MnCl2+H2↑,故选项说法正确。
故选:D。
6.A
【分析】化合反应是“多变一”;分解反应是“一变多”;置换反应是一种单质和一种化合物反应生成新单质和新化合物;氧化还原反应是反应前后元素化合价发生变化的反应。
【详解】碱式碳酸铅受热生成氧化铅、水和二氧化碳,是“一变多”,属于分解反应,碳与氧化铅反应生成铅和二氧化碳,既属于置换反应,也属于氧化还原反应,未涉及“多变一”的化合反应。
故选A。
7.D
【分析】由图可知,该反应是硫化氢和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化硫和水,该反应的化学方程式为。
【详解】A、由图可知,反应过程中共有氧分子一种单质分子,不符合题意;
B、化学变化一定伴随着物理变化,不符合题意;
C、该反应的生成物都是化合物,不属于置换反应,不符合题意;
D、由化学方程式可知,参加反应的分子的个数比可以是3:2,符合题意。
故选D。
8.A
【详解】A、海洋不仅繁衍着无数水生生物,还蕴藏着丰富的化学资源,按目前测定,海水中含有的化学元素有80多种,不是80多种矿物,符合题意;
B、地球上的金属资源广泛存在于海洋和地壳中,除金、银等少数很不活泼的金属有单质形式存在外,其余都以化合物的形式存在,不符合题意;
C、空气的成分按体积计算:氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其他气体和杂质:0.03%,氮气和氧气均属于单质,二氧化碳是空气中含量最多的化合物,不符合题意;
D、可燃冰主要成分是甲烷水合物,它将成为代替化石燃料的新能源,但是目前在开采技术上还存在着困难,不符合题意。
故选A。
9.D
【详解】置换反应是指一种单质和一种化合物反应生成另外一种单质和另外一种化合物的反应。
A、铁在氧气中燃烧生成一种物质,不属于置换反应,故A不正确;
B、高锰酸钾受热分解生成三种物质,不属于置换反应,故B不正确;
C、二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,没有单质参与,不属于置换反应,故C不正确;
D、锌和稀硫酸反应生成氢气和硫酸锌,符合置换反应的特征,属于置换反应,故D正确。
故选:D。
10.C
【详解】A、金属活动性顺序:Mg>Al>Zn>Fe,活动性越强,与酸反应的速率越快,因此反应速率:Mg>Al>Zn>Fe,故A项错误;
B、该图像为产生氢气的质量随加入金属质量的变化图像,不能反应与酸反应的速率,因此根据图像无法判断四种金属的活动性顺序,故B项错误;
C、根据图像可知:若都是0.9g的Al、Mg、Fe、Zn四种金属,分别和足量的酸反应生成氢气由多到少的顺序:Al>Mg>Fe>Zn,故C项正确;
D、根据图像可知:生成0.1g的氢气消耗Al、Mg、Fe、Zn的质量比为0.9g:1.2g:2.8g:3.25g=18:24:56:65,需要四种金属的质量Al答案:C。
11.C
【详解】A、合金的硬度大于其组成中纯金属的硬度,故锂铝合金的硬度比金属铝的硬度大,选项错误;
B、由元素周期表一格知,最下方数字为相对原子质量,相对原子质量单位为“1”,故锂元素的相对原子质量为6.94,选项错误;
C、原子中质子数等于核外电子数,13=2+8+x,x=3,选项正确;
D、地壳中含量位于前四位的依次是:O、Si、Al、Fe,氧元素是地壳中含量最多的元素,选项错误。
故选C。
12.B
【分析】根据金属活动性Ag<Cu<Zn,进行分析。
【详解】A、因为金属活动性Ag<Cu<Zn,因此铜、银不和氯化锌反应,无法判断铜、银之间的金属活动性,不符合题意;
B、根据金属活动性Ag<Cu<Zn,锌能和硝酸铜溶液反应,锌表面有红色物质,蓝色溶液逐渐褪色,硝酸铜不能和银反应,能说明金属活动性Ag<Cu<Zn,符合题意;
C、因为金属活动性Ag<Cu<H<Zn,因此铜、银不和稀盐酸反应,无法判断铜、银之间的金属活动性,不符合题意;
D、因为金属活动性Ag<Cu<Zn,因此银不和硫酸锌、硫酸铜反应,无法判断铜、锌之间的金属活动性,不符合题意;
故选B。
13. AC(或BD) 降温到燃烧物的着火点以下(或使燃烧物与氧气隔绝) 强于
【详解】(1)燃烧的条件:可燃物、温度达到可燃物着火点、可燃物与氧气接触;灭火就是破坏燃烧的条件达到灭火的目的。
A.吹灭蜡烛火焰是降低温度到着火点以下;
B.油锅着火盖锅盖灭火是隔绝氧气;
C.用高压水枪灭楼房着火是降低温度到着火点以下;
D.用沙士灭火,是隔绝氧气;
故选灭火的原理相同的是AC(或BD),灭火原理是降温到燃烧物的着火点以下(或使燃烧物与氧气隔绝)
(2)不同种金属和水反应时,反应条件要求越低,金属活动性就越强;铯(Cs)在常温下就能和冷水反应而镁只能和热水反应,说明活动性:Cs强于Mg。类比上述化学方程式,可知活泼金属和水反应生成对应的碱和氢气,故钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,。
14.E、F
【详解】A、铁和稀硫酸反应方程式为:;每56份的铁生成2份氢气,铜不与稀硫酸反应,所以若是5.6g铁与0.4g铜则生成0.2g氢气,正确;
B、镁和硫酸反应方程式为:;每24份的镁生成2份氢气,铜不与硫酸反应,若是2.4g镁与3.6g铜则生成0.2g氢气,加入的硫酸过量,溶质是硫酸镁和硫酸,正确;
C、铁和稀硫酸反应方程式为:,每56份的铁生成2份氢气;锌和硫酸反应的方程式为: ,每65份的锌生成2份氢气,故产生0.2g氢气需要铁5.6g,需要锌6.5g,故合金中的元素可能是Zn和Fe,正确;
D、铝和稀硫酸反应方程式为:,每54份铝参与反应生成6份氢气,铜不与硫酸反应,故若是1.8g铝与4.2g铜则生成0.2g氢气,加入的硫酸过量,溶质是硫酸铝和硫酸,正确;
E、锌和硫酸反应的方程式为:,每65份的锌生成2份氢气,银不和硫酸反应,合金中的元素可能是Zn和Ag错误,因为它们的混合物生成的氢气不到0.2g;
F、镁和硫酸反应的方程式为:,每24份的镁生成2份氢气,铝和稀硫酸反应方程式为: ,每54份铝参与反应生成6份氢气,故产生0.2g氢气需要镁2.4g,需要铝1.8g,故不可能是镁和铝的混合物,故所得溶液中的溶质不可能是硫酸镁、硫酸铝和硫酸,错误;
故填:E、F。
15. Fe或Al 混合物 含碳量不同 强 化学的发展促进了人类社会的进步,提高了人类的生活质量
【分析】混合物是由两种或两种以上物质组成。
【详解】(1)上述含有金属元素的物质是不锈钢、铝制轮毂,不锈钢中含有的金属元素是铁,铝制轮毂中含有的金属元素是铝,元素符号为Fe、Al。
(2)不锈钢是一种铁合金,主要成分是铁,还含有少量的铬、镍等,故是混合物;工业上以生铁为原料冶炼成钢,生铁和钢的主要区别是含碳量不同,生铁中的含碳量在2%到4.3%之间,钢中的含碳量在0.03%到2%之间;
(3)铝的金属活动性比铁的强,但铝与空气中的氧气反应生成结构致密的氧化铝薄膜,可以防止内部的铝进一步被氧化,故铝比铁具有更好的抗腐蚀性,反应的化学方程式为
。
(4)大量材料的出现给人类生活带来了积极的影响,化学的发展促进了人类社会的进步,提高了人类的生活质量。
【点睛】铝与空气中的氧气反应生成结构致密的氧化铝薄膜,可以防止内部的铝进一步被氧化。
16.(1) 化合物 赤铁矿或磁铁矿等
(2) 质软 氧气、水
【详解】(1)地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中,除少数很不活泼的金属(如金、银等)以单质形式存在外,其余的都以化合物的形式存在;自然界中的铁元素主要以化合物的形式存在。炼铁的一种矿石是赤铁矿或磁铁矿等。
(2)制作工具用生铁而不用纯铁的主要原因是纯铁质软;在防盗门表面喷漆,可防止铁与空气中的氧气、水接触而生锈;铁锈的主要成分是氧化铁,其与盐酸反应生成氯化铁和水,反应的化学方程式是:。
17. CO H2 灭火 置换反应 7 :1
【详解】(1)A为天然气的主要成分,所以A是甲烷,在通常情况下,X、Y、E为气体,Z为固态单质,B、C、D为三种常温下状态各不相同的氧化物,Z和盐酸反应会生成浅绿色溶液和气体Y,所以Z是铁,Y是氢气,B分解会生成氢气和气体X,所以B是水,X是氧气,氧气和Z点燃生成的D和E高温会生成铁,所以E是一氧化碳,C是二氧化碳,D是四氧化三铁,甲烷和氧气点燃生成水和二氧化碳,甲烷和水反应生成一氧化碳和氢气,经过验证,推导正确,所以E是CO,Y是H2;
(2)通过推导可知,C是二氧化碳,可以用来灭火;
(3)④反应的基本类型是置换反应;
(4)①甲烷和水在催化剂的条件下生成一氧化碳和氢气,化学方程式为:CH4+H2O CO+3H2;
②水在通电的条件下生成氢气和氧气,化学方程式为:2H2O 2H2↑+O2↑;
(5)E、Y的混合物称为“合成气”,若用其合成C2H5OH(酒精),则反应中E、Y的质量比为7:1。
18. I NiO 氮气等被分离出去 Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 3:22 水 减轻全球变暖
【详解】(1)①根据置换反应的概念解答;根据物质失去氧元素解答;②根据空气中的氮气被分离出去分析解答;(2)①根据碳酸钠与水和二氧化碳反应生成碳酸氢钠解答;②根据反应的化学方程式解答;(1)①Ⅰ.H2+NiONi+H2O,是单质和化合物反应生成新的单质和新的化合物,属于置换反应;Ⅱ.CO+NiONi+CO2,其中NiO失氧发生还原反应;②与CO、H2直接在空气中燃烧相比,由于空气中氮气被分离出去,所以化学链燃烧排放出的CO2浓度更高;(2)①吸收池内是碳酸钠和二氧化碳以及水反应生成碳酸氢钠,反应的化学方程式是 Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3;②合成塔内生成甲醇的化学反应中,参加反应的H2与CO2的反应为3H2+CO2=CH4O+H2O,参加反应的H2与CO2的质量比是6:44,化简得 3:22;该反应中,原料H2的理想来源是水;如果将来H2的制取技术取得突破,“CO2与H2反应高效变甲醇”这一世界领先的研究成果的意义是减轻全球变暖(合理即可)。
19.(1) 溶液中有气泡产生 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑ Al>Cu 铁表面有红色的固体析出,溶液由蓝色变成浅绿色
(2) CO2+C2CO 红色的固体变黑 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 CO/一氧化碳
(3) 焦炭 含铁量低,且防止产生SO2污染大气 CO、CO2、N2 生铁
(4) ①②③ ③④
【详解】(1)Al能与稀硫酸反应生成硫酸铝与氢气,则①中可以观察到溶液中有气泡产生,反应的化学方程式为:2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑;实验①可以证明金属活动性Al>H,实验②中无反应现象,说明Cu不能与稀硫酸反应,证明金属活动性H>Cu,综上得出金属活动性Al>Cu;铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁与铜,铜为红色固体,硫酸铜的溶液为蓝色,硫酸亚铁的溶液为浅绿色,若观察到实验③中铁表面有红色的固体析出,溶液由蓝色变成浅绿色,则证明金属活动性Fe>Cu;
(2)①CO2能在高温下与C反应生成CO,反应化学方程式为:CO2+C2CO;
②氧化铁能与CO在高温下反应生成铁与CO2,氧化铁为红色固体,铁粉为黑色的固体,则能观察到B中的现象为红色的固体变黑;化学反应方程式为:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2;
③该实验证明了CO具有还原性,能将氧化铁还原为Fe;
(3)工业炼铁中原料为赤铁矿、焦炭、石灰石、空气;黄铁矿中铁的含量较低,且反应过程中会产生大气污染物SO2,则一般不选择黄铁矿为炼铁原料;工业炼铁过程中产生的高炉气体有N2、CO、CO2、SO2;高炉炼铁中产生的铁为生铁,根据图示可知高炉炼铁的产物还有生铁;
(4)①中铁只与空气接触,②中铁只与水接触,③中铁与水、氧气接触,观察实验①②③发现只有③中的铁钉生锈,则证明铁生锈需要同时接触水和氧气;
对比实验③④,③中为蒸馏水,④中为食盐水,观察实验可知④中铁钉生锈较快,食盐水中的溶质为NaCl,则得出结论其他条件相同时,有氯化钠存在会加速铁的锈蚀。
20.(1)置换反应;
(2) 解:设黄铜样品中锌的质量为x
x=6.5g
黄铜样品中铜的质量分数为:
答:黄铜样品中铜的质量分数为67.5%。
【详解】(1)锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,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;
(2)见答案。
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