5.1 金属的性质和利用
一.选择题(共10小题)
1.某金属加工厂生产过程中的废液含有少量的硝酸银和硝酸铜,为回收利用资源和防止污染,该厂向废液中加入一定量的铁粉,反应停止后过滤,向滤液中加入少量的稀盐酸,无沉淀产生,则下列有关说法正确的是( )
A.滤出的固体中一定含有银,也能含有铜
B.滤出的固体中一定含有银和铜,一定不含铁
C.滤液中一定含有硝酸亚铁,一定没有硝酸银
D.滤液中一定含有硝酸亚铁,可能含有硝酸银和硝酸铜
2.将质量相等的铝粉和铁粉分别与同体积、同质量分数稀硫酸反应.反应情况如图所示.有关叙述中可能正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.铝的活动性比铁的强,相对原子质量比铁的大
B.铝粉和铁粉均为5.6g,硫酸均为100g,其溶质质量分数为19.6%
C.硫酸、铝粉均反应完,铁粉有剩余
D.硫酸、铁粉均反应完,铝粉有剩余
3.印刷铜制电路板的“腐蚀液”为FeCl ( http: / / www.21cnjy.com )3溶液.已知铜、铁均能与FeCl3溶液反应,反应方程式为:Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2;Fe+2FeCl3=3FeCl2.现将一包铜、铁的混合粉末加入到盛有FeCl3溶液的烧杯中,充分反应后烧杯中仍有少量固体,关于烧杯中物质组成的说法正确的是( )
A.溶液中一定含有FeCl3,固体一定是Fe和Cu
B.溶液中一定含有FeCl2,固体一定含Cu
C.溶液中一定含有FeCl2,固体可能含Fe和Cu
D.溶液中可能含有FeCl3,固体可能含Cu
4.【资料获悉】铁在高温条件下与氧化铜反应:2Fe+3CuOFe2O3+3Cu,铜在氯化铁溶液中发生反应:Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2
一定质量的铁与氧化铜的混合物,在高温条件 ( http: / / www.21cnjy.com )下恰好完全反应.将反应后的固体粉末倒入盛有足量稀盐酸的烧杯中,振荡,充分反应后静置,然后从烧杯中取适量溶液(表示为“甲”)于试管中,并加入一定质量的锌粉,充分反应后过滤,得到滤液乙和固体丙.下列判断正确的是( )
①甲中不含FeCl3;
②甲中含有FeCl3;
③若向固体丙加稀盐酸无明显现象,则滤液乙中一定含有ZnCl2、FeCl2,可能含有CuCl2;
④若向固体丙加稀盐酸有气体产生,则滤液乙中可能含有ZnCl2、FeCl2,一定不含有CuCl2.
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
5.向Mg(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2混合液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤.下列情况不可能存在的是( )
A.滤纸上有Ag,滤液中有Ag+、Cu2+、Fe2+、Mg2+
B.滤纸上有Ag、Cu,滤液中有Cu2+、Fe2+、Mg2+
C.滤纸上有Ag、Cu、Fe,滤液中有Fe2+、Mg2+
D.滤纸上有Ag、Cu、Fe,滤液中有Cu2+、Fe2+、Mg2+
6.电子工业制作电路板的过程中,用FeCl ( http: / / www.21cnjy.com )3溶液来溶解电路板中多余的铜,反应如下:2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2.FeCl3溶液也可跟铁发生反应:2FeCl3+Fe═3FeCl2.现向FeCl3溶液中加入一定量的铁粉和铜粉,充分反应后,发现有固体剩余.下面有关说法不正确的是( )
A.向剩余的固体加入稀盐酸,若无气体放出,说明反应后的溶液中没有Cu2+
B.若剩余固体是铜与铁的混合物,则说明反应后的溶液中只有Fe2+
C.剩余固体可能只含有铜
D.剩余固体中如果有铁,一定也有铜
7.下列实验用如图表示合理的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.向锌铜合金中加入慢慢加入足量的稀硫酸;Y轴表示剩余固体的质量
B.高温灼烧氧化铁和足量炭粉的混合物;Y轴表示剩余固体中氧元素的质量
C.往碳酸钙中慢慢加入足量盐酸;Y轴表示产生气体的质量
D.往澄清石灰水中不断通入CO2;Y轴表示生成沉淀的质量
8.已知钠、钾都是活泼金属 ( http: / / www.21cnjy.com ),都能与水反应生成氢气和对应的碱.将一定质量的钠、钾分别投入质量相等的足量的纯水中,产生氢气的质量随时间变化的曲线如图所示.下列说法错误的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.曲线a表示钠与水反应的图象,曲线b表示钾与水反应的图象
B.参加反应的钠的质量大于钾的质量
C.参加反应的水的质量相等
D.反应后NaOH溶液的溶质质量分数小于KOH溶液的溶质质量分数
9.一氧化碳在高温条件下与氧化铁反应可 ( http: / / www.21cnjy.com )能生成四氧化三铁、氧化亚铁和铁.同学们为了验证老师用一氧化碳还原氧化铁实验后的固体中一定有铁存在,对反应后的固体采取了多种方法进行试验,其结果不能明确说明问题的是( )
A.固体与稀盐酸反应有气体产生
B.与硫酸铜溶液反应黑色固体变红
C.固体粉末用磁铁吸被吸引
D.给黑色固体加热观察颜色变化
10.把6.5g金属混合物(其中含 ( http: / / www.21cnjy.com )有锌和下列某一种金属),投入到足量的稀硫酸中充分反应后,收集到0.22g H2,则此金属混合物中含有的另一种金属不可能是( )
A.Fe B.Mg C.Cu D.Al
二.填空题(共5小题)
11.化学实验室要从含少量铜粉的银 ( http: / / www.21cnjy.com )、锰(Mn)混合金属粉末中分离出贵金属,并获得一种盐晶体,将有关三种金属随意编号为:A、B、C,并设计了如图流程:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)A、B、C三种金属的活动性顺序为 > >
.
(2)金属C是 ,操作a的名称是 .
(3)已知A的硫酸盐中A元素显+2价,请写出步骤①的反应的化学方程式: .
12.在实验课中,各小组作了如下实验:
( http: / / www.21cnjy.com )实验后,同学们按老师要求将废液都倒在指定的大烧杯中,小科猜想该烧杯中的废液可能有硫酸铜、硫酸锌、硫酸亚铁…,应该可以从中提炼出铁和铜.经思考后,他设计了如图所示的实验,并设法使滤液甲和乙所含的溶质相同.
( http: / / www.21cnjy.com )
则固体C是 ,操作③的名称是 ,实验中所加的过量金属粉末是
.
13.我国第四套人民币硬币中使用到镍(Ni) ( http: / / www.21cnjy.com )、铜、铁等金属.某兴趣小组决定探究Ni、Fe、Cu的金属活动性顺序.
(1)【查阅资料】
镍能与盐酸或稀硫酸反应,生成可溶于水的正二价镍盐,并放出氢气.
①写出镍与盐酸反应的化学方程式 .
②结合所学知识, (填“能”或“不能”)直接比较出Ni、Fe的金属活动性强弱.
(2)【探究实验】(所用金属片均已用砂纸打磨.)
( http: / / www.21cnjy.com )(3)【迁移应用】
用镍片、硫酸亚铁溶液和 溶液通过实验也能判断Fe、Ni、Cu的金属活动性顺序.
14.下列是同学们在课外的一些探究,请你参与.
把一根铁丝绕成螺圈(如图甲 ( http: / / www.21cnjy.com )),然后罩在酒精灯的火焰上(如图乙),火焰很快就几乎“消失”了,3~5秒后酒精灯的火焰又出现了(如图丙).如果把铁丝换成铜丝或铝丝,实验结果相似.请写出铝丝与氧气反应的化学方程式:
.
(1)不同的金属丝实验结果相似,说明火焰的“消失”与 无关.
(2)请继续探究火焰的“消失”与再现的原因:
[提出假设]
火焰几乎“消失”可能是金属与氧气反应,消耗了氧气;而当金属表面完全反应后,火焰即正常了.
[设计方案] .
(3)后来实验证明,上述假设是错误的,请你再提出一种假设:
(假设与方案合理的,共奖励4分,计入总分,但总分不超过60分)
[你的假设]
[验证方案] .
( http: / / www.21cnjy.com )
15.在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中,废液(主要含有FeCl2和CuCl2)处理和资源回收的工业流程如图:
( http: / / www.21cnjy.com )
试回答下列问题:
(1)过程①中Cu和FeCl3反应的化学方程式: ;过程②加入铁屑后发生的置换反应的化学方程式: ;
(2)步骤②得到滤渣的成分是 ;步骤③的操作是过滤、 、干燥等.
(3)Fe(OH)2与O2和H2O反应生成 色Fe(OH)3.写出相关的化学方程式为: .
5.1 金属的性质和利用
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
1.某金属加工厂生产过程 ( http: / / www.21cnjy.com )中的废液含有少量的硝酸银和硝酸铜,为回收利用资源和防止污染,该厂向废液中加入一定量的铁粉,反应停止后过滤,向滤液中加入少量的稀盐酸,无沉淀产生,则下列有关说法正确的是( )
A.滤出的固体中一定含有银,也能含有铜
B.滤出的固体中一定含有银和铜,一定不含铁
C.滤液中一定含有硝酸亚铁,一定没有硝酸银
D.滤液中一定含有硝酸亚铁,可能含有硝酸银和硝酸铜
考点: 金属活动性顺序及其应用.
专题: 压轴实验题;金属与金属材料.
分析: 在金属活动性顺序中,铁排在铜和 ( http: / / www.21cnjy.com )银的前边,可以和硝酸银及硝酸铜溶液反应,生成银和铜以及硝酸亚铁,向滤液中加入少量的稀盐酸,无沉淀产生,说明滤液中没有硝酸银.
解答: 解:由题意可知,在金属活动性顺 ( http: / / www.21cnjy.com )序中,铁排在铜和银的前边,可以和硝酸银及硝酸铜溶液反应,生成银和铜以及硝酸亚铁.向滤液中加入少量的稀盐酸,无沉淀产生,说明滤液中一定没有硝酸银.滤出的固体中一定有银.滤液中一定有硝酸亚铁.由以上分析可知:
A、滤出的固体中一定含有银,可能有铜.A正确;
B、滤出的固体中一定含有银,可能含有铜和铁.B错误;
C、滤液中一定有硝酸亚铁,一定没有硝酸银.C正确;
D、滤液中一定有硝酸亚铁,一定没有硝酸银,可能含有硝酸铜.D错误.
故选AC.
点评: 本题考查的金属与混合盐溶液的反应,完成此题,可以依据金属活动性顺序以及题干提供的信息进行.所以要求同学们在平时的学习中加强基础知识的记忆,以便能够灵活应用.
2.将质量相等的铝粉和铁粉分别与同体积、同质量分数稀硫酸反应.反应情况如图所示.有关叙述中可能正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.铝的活动性比铁的强,相对原子质量比铁的大
B.铝粉和铁粉均为5.6g,硫酸均为100g,其溶质质量分数为19.6%
C.硫酸、铝粉均反应完,铁粉有剩余
D.硫酸、铁粉均反应完,铝粉有剩余
考点: 金属的化学性质.
专题: 压轴实验题;金属与金属材料.
分析: 根据等质量金属完全反应放出 ( http: / / www.21cnjy.com )氢气质量大小关系:Al>Fe,若质量相等的铝、铁都完全反应,铝与酸反应放出氢气的量一定大于铁与酸的反应;由图可以看出,最后铝和铁生成的氢气质量相同,故置换出的氢的质量相等,说明硫酸全部参加反应,根据同质量的铝铁生成的氢气量是铝大于铁,然后根据反应的化学方程式,根据铝和铁与硫酸反应的质量关系,判断消耗铝和铁的质量情况.
解答: 解:A、由图示分析可知铝产生氢气的斜率比铁大,故铝的活动性比铁的强;铝的相对原子质量是27,铁的是56,故A错误;
B、利用方程式的计算求出消耗相同硫酸时需要铝铁的质量大小关系:
设19.6g的硫酸(100g,其溶质质量分数为19.6%)完全反应需要铝的质量为x,铁的质量为y
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
54 294
x 19.6g
= x=1.8g
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
56 98
y 19.6g
= y=11.2g
由此可以看出,产生等质量的氢气需要铁的质量大,而铁只有5.6g,铝剩余,故B错误;
C、由图示分析可知两者最终生成的氢气质量 ( http: / / www.21cnjy.com )相等,所以消耗的酸量一定相等,也就是稀硫酸一定完全反应,而依据化学方程式的计算可知同质量的铝要比铁生成的氢气要多,故产生等质量的氢气铁完全反应而铝可能有剩余,故C错误;
D、由图示分析可知两者最终生成的氢气 ( http: / / www.21cnjy.com )质量相等,所以消耗的酸量一定相等,也就是稀硫酸一定完全反应,而依据化学方程式的计算可知同质量的铝要比铁生成的氢气要多,故产生等质量的氢气铁完全反应而铝可能有剩余,故D正确;
故选项为:D.
点评: 本题考查了金属与酸反应生成氢气 ( http: / / www.21cnjy.com )的质量关系,完成此题,可以依据金属与酸反应的化学方程式,计算所需的金属与酸的质量关系,进而进行合理的判断.
3.印刷铜制电路板的“腐蚀液” ( http: / / www.21cnjy.com )为FeCl3溶液.已知铜、铁均能与FeCl3溶液反应,反应方程式为:Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2;Fe+2FeCl3=3FeCl2.现将一包铜、铁的混合粉末加入到盛有FeCl3溶液的烧杯中,充分反应后烧杯中仍有少量固体,关于烧杯中物质组成的说法正确的是( )
A.溶液中一定含有FeCl3,固体一定是Fe和Cu
B.溶液中一定含有FeCl2,固体一定含Cu
C.溶液中一定含有FeCl2,固体可能含Fe和Cu
D.溶液中可能含有FeCl3,固体可能含Cu
考点: 金属活动性顺序及其应用.
专题: 压轴实验题;金属与金属材料.
分析: 在金属活动性顺序中,铁>铜,位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来.
解答: 解:由题意可知,将一包铜、铁的混合粉末加入到盛有FeCl3溶液的烧杯中,能发生的反应有①Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2,②Fe+2FeCl3=3FeCl2,③Fe+CuCl2═FeCl2+Cu,铜和铁都能与氯化铁反应生成氯化亚铁,故所得溶液中一定含有氯化亚铁,充分反应后仍有少量固体,根据反应的方程式可知一定含有铜,由于铁的量不确定,故可能含有铁,有铜存在,则溶液中不可能含有氯化铁.由此可知;
A、由于有铜存在,溶液中一定不含有FeCl3,固体中不一定含有铁.故A错误;
B、溶液中一定含有FeCl2,固体一定含Cu.故B正确;
C、固体中一定含有铜,可能含有铁.故C错误;
D、溶液中不含有FeCl3,固体一定含Cu.故D错误.
故选B.
点评: 本题考查了常见金属与盐溶液间的反应,完成此题,可以依据金属活动性顺序及其意义进行.
4.【资料获悉】铁在高温条件下与氧化铜反应:2Fe+3CuOFe2O3+3Cu,铜在氯化铁溶液中发生反应:Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2
一定质量的铁与氧化铜的混合物,在高温 ( http: / / www.21cnjy.com )条件下恰好完全反应.将反应后的固体粉末倒入盛有足量稀盐酸的烧杯中,振荡,充分反应后静置,然后从烧杯中取适量溶液(表示为“甲”)于试管中,并加入一定质量的锌粉,充分反应后过滤,得到滤液乙和固体丙.下列判断正确的是( )
①甲中不含FeCl3;
②甲中含有FeCl3;
③若向固体丙加稀盐酸无明显现象,则滤液乙中一定含有ZnCl2、FeCl2,可能含有CuCl2;
④若向固体丙加稀盐酸有气体产生,则滤液乙中可能含有ZnCl2、FeCl2,一定不含有CuCl2.
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
考点: 金属的化学性质;酸的化学性质.
专题: 压轴实验题;金属与金属材料.
分析: 有信息提供的方程式中物质反应时的关系分析氯化铁是否含有,根据甲的成分以及盐溶液与金属反应的规律分析滤液的成分;
解答: 解:铁在高温条件下与氧化铜反应:2Fe+3CuOFe2O3+3Cu;铜在氯化铁溶液中发生反应:Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2以及Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O可以建立以下关系式:
Fe2O3~2FeCl3~Cu根据铁在高温条件下与氧化铜反应:2Fe+3CuOFe2O3+3Cu可知生成物质氧化铁和铜的个数比是1:3,因此氯化铁一定能完全被铜反应,所以甲中不含FeCl3;所以溶液中存在FeCl2和CuCl2,由于相关金属的活动性顺序是锌>铁>铜,所以放入锌粒后锌首先置换出铜,所以固体若向固体丙加稀盐酸无明显现象,说明固体不是铁和锌,所以滤液乙中一定含有ZnCl2、FeCl2,可能含有CuCl2,若向固体丙加稀盐酸有气体产生,可能是锌(过量)或铁和锌(过量),因此溶液中不可能含有CuCl2,一定含有ZnCl2可能含有FeCl2,
综上所述①③正确;
故选A
点评: 此题是一道信息给予题,充分利用题干信息以及金属与盐溶液的反应的规律,其中根据提示的反应判断甲的成分是本题的难点;
5.向Mg(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2混合液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤.下列情况不可能存在的是( )
A.滤纸上有Ag,滤液中有Ag+、Cu2+、Fe2+、Mg2+
B.滤纸上有Ag、Cu,滤液中有Cu2+、Fe2+、Mg2+
C.滤纸上有Ag、Cu、Fe,滤液中有Fe2+、Mg2+
D.滤纸上有Ag、Cu、Fe,滤液中有Cu2+、Fe2+、Mg2+
考点: 金属活动性顺序及其应用.
专题: 压轴实验题;金属与金属材料.
分析: 在金属活动性顺序中,氢前的金属能与酸反应生成氢气,位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来.
解答: 解:在金属活动性顺序中,镁>铁>铜 ( http: / / www.21cnjy.com )>银,铁不能与硝酸镁反应,故滤液中一定含有Mg2+,铁能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,能与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,故滤液只一定含有Fe2+,铜能与硝酸银反应生成硝酸铜和银,故滤纸上一定含有银.有上述分析可知:
A、若加入的铁粉量少,只能与 ( http: / / www.21cnjy.com )部分硝酸银反应生成银,故滤纸上滤纸上有Ag,滤液中有Ag+、Cu2+、Fe2+、Mg2+,故A正确;
B、若加入的铁粉量较少,能将硝酸银全部反应生成银,能与部分Cu(NO3)2反应,故滤纸上有Ag、Cu,滤液中有Cu2+、Fe2+、Mg2+,故B正确;
C、当铁加入过量时,能将全部的硝酸银和硝酸铜置换出来,铁粉有剩余,则滤纸上有Ag、Cu、Fe,滤液中有Fe2+、Mg2+,故C正确;
D、当滤纸上有铁时,溶液中不可能有Cu2+.故D错误.
故选D.
点评: 本题考查了金属活动性顺序的应用,完成此题,可以依据金属活动性顺序及其意义进行,可以考虑加入的铁粉的量进行分析.
6.电子工业制作电路板的过程中,用Fe ( http: / / www.21cnjy.com )Cl3溶液来溶解电路板中多余的铜,反应如下:2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2.FeCl3溶液也可跟铁发生反应:2FeCl3+Fe═3FeCl2.现向FeCl3溶液中加入一定量的铁粉和铜粉,充分反应后,发现有固体剩余.下面有关说法不正确的是( )
A.向剩余的固体加入稀盐酸,若无气体放出,说明反应后的溶液中没有Cu2+
B.若剩余固体是铜与铁的混合物,则说明反应后的溶液中只有Fe2+
C.剩余固体可能只含有铜
D.剩余固体中如果有铁,一定也有铜
考点: 金属活动性顺序及其应用.
专题: 压轴实验题;金属与金属材料.
分析: 掌握住金属的活动性顺序,金属和 ( http: / / www.21cnjy.com )盐反应若想生成新的金属,必须是在金属活动性顺序表中前面的金属可以把排在它后面的金属从盐溶液中置换出来.
解答: 解:由题意可知,在这一过程中发生的反应可能有2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2,2FeCl3+Fe═3FeCl2
A.向剩余的固体加入稀盐酸,若无气体放出,说明固体没有金属铁,因此溶液中可能有Cu2+,也可能没有,故A不正确
B.若剩余固体是铜与铁的混合物,溶液中不可能有Cu2+和Fe3+,则说明反应后的溶液中只有Fe2+.故B正确;
C.由于铁首先和氯化铁溶液反应,因此若有剩余固体时有可能只有铜,故C正确;
D.由于铁首先和氯化铁溶液反应,因此剩余固体中如果有铁一定也有铜,故D正确.
故选A.
点评: 本题主要考查了对金属活动性顺序的应用,加强学生对信息资料的分析能力的培养,培养学生分析能力、解决问题的能力.
7.下列实验用如图表示合理的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.向锌铜合金中加入慢慢加入足量的稀硫酸;Y轴表示剩余固体的质量
B.高温灼烧氧化铁和足量炭粉的混合物;Y轴表示剩余固体中氧元素的质量
C.往碳酸钙中慢慢加入足量盐酸;Y轴表示产生气体的质量
D.往澄清石灰水中不断通入CO2;Y轴表示生成沉淀的质量
考点: 金属活动性顺序及其应用.
专题: 压轴实验题;金属与金属材料.
分析: A、锌铜合金中铜不能与稀硫酸反应,剩余固体的质量不能为零;
B、根据氧化铁和足量炭粉在高温时的反应的产物分析.
C、根据碳酸钙与盐酸反应,分析产生的气体与时间之间的关系;
D、根据氢氧化钙与二氧化碳的反应,分析产生的沉淀与时间之间的关系.
解答: 解:A、由于锌铜合金中铜不能与稀硫酸反应,剩余固体的质量不能为零,故A错误;
B、在高温条件下,氧化铁和足量炭粉在高温 ( http: / / www.21cnjy.com )时的反应生成了铁和二氧化碳,剩余的固体由氧化铁和足量炭粉的混合物逐渐转变为铁和碳,氧元素的质量逐渐减小,直到为零,故B正确;
C、碳酸钙与盐酸反应生了氯化钙、水和二氧化碳气体,生成的气体的质量逐渐增大,故C错误;
D、氢氧化钙与二氧化碳的反应生成了碳酸钙沉淀和水,生成的沉淀的质量逐渐增大,故D错误.
故选B.
点评: 在解题时,会根据发生的反应分析一些量与时间之间的关系,找出符合图象的选择项.
8.已知钠、钾都是活泼金属,都能与水反应生成 ( http: / / www.21cnjy.com )氢气和对应的碱.将一定质量的钠、钾分别投入质量相等的足量的纯水中,产生氢气的质量随时间变化的曲线如图所示.下列说法错误的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.曲线a表示钠与水反应的图象,曲线b表示钾与水反应的图象
B.参加反应的钠的质量大于钾的质量
C.参加反应的水的质量相等
D.反应后NaOH溶液的溶质质量分数小于KOH溶液的溶质质量分数
考点: 金属的化学性质;金属活动性顺序及其应用;根据化学反应方程式的计算.
专题: 压轴实验题;有关化学方程式的计算.
分析: 由图可知两种金属产生的氢气的质量是相等的,根据金属活动性顺序和反应的化学方程式计算出相关的量来解答此题.
解答: 解:A、在金属活动性顺序表中 ( http: / / www.21cnjy.com )钾的活动性要大于钠,故钾反应的速度要快,所消耗的时间要短.因此曲线b表示钠与水反应的图象,曲线a表示钾与水反应的图象.故A的说法是错误的;
B、C、D:由化学方程式:2Na+2H2O═2NaOH+H2↑ 2K+2H2O═2KOH+H2↑
46 36 80 2 78 36 112 2
可知:每产生2份质量的氢气需要消耗46份质量的钠和36份质量的水,同时产生80份质量的氢氧化钠;同样每产生2份质量的氢气需要消耗78份质量的钾和36份质量的水,同时产生112份质量的氢氧化钾.根据上图可知,二者产生的氢气的质量是相等的,所以参加反应的钠的质量要小于参加反应的钾的质量,参加反应的水的质量相等,同时生成的氢氧化钠的质量小于氢氧化钾的质量.根据公式:溶质的质量分数=×100%,可知反应后NaOH溶液的溶质质量分数小于KOH溶液的溶质质量分数.
故选A、B.
点评: 根据图示获取信息:金属产生的氢气质量是相等的,然后根据化学方程式所体现的各物质的质量比求出其他物质的质量来解答此类题型.
9.一氧化碳在高温条件下与氧化铁反应可 ( http: / / www.21cnjy.com )能生成四氧化三铁、氧化亚铁和铁.同学们为了验证老师用一氧化碳还原氧化铁实验后的固体中一定有铁存在,对反应后的固体采取了多种方法进行试验,其结果不能明确说明问题的是( )
A.固体与稀盐酸反应有气体产生
B.与硫酸铜溶液反应黑色固体变红
C.固体粉末用磁铁吸被吸引
D.给黑色固体加热观察颜色变化
考点: 金属的化学性质;常见金属的特性及其应用.
专题: 压轴实验题;物质的鉴别题.
分析: 在四氧化三铁、氧化亚铁和铁三种物 ( http: / / www.21cnjy.com )质中要证明铁的存在,要利用铁与其他两种物质不同的性质进行验证,如铁能与酸反应放出气体,而铁的氧化物与酸反应不能放出气体,铁能置换出盐中的铜,铁还能与氧气反应,而铁的氧化物不能再与氧气反应,用磁石吸引的方法不能证明一定有铁,因为四氧化三铁也能被磁石吸引.
解答: 解:A、固体与稀盐酸反应有气体产生,能证明固体中有铁,因为四氧化三铁、氧化亚铁与酸反应不放出气体.故此项错误.
B、与硫酸铜溶液反应黑色固体变红,说明铁把铜置换了出来,能证明固体中含铁,故此项错误.
C、因为四氧化三铁和铁都能被磁铁吸引,因此不能证明固体粉末中一定含铁,故此项正确.
D、给黑色固体加热观察颜色变化,如变成红色说明含有铁,故此项错误.
故选:C
点评: 此题巧妙的考查了铁的化学性质,能提高同学们分析问题的能力,是一道好题.
10.把6.5g金属混合物(其中含 ( http: / / www.21cnjy.com )有锌和下列某一种金属),投入到足量的稀硫酸中充分反应后,收集到0.22g H2,则此金属混合物中含有的另一种金属不可能是( )
A.Fe B.Mg C.Cu D.Al
考点: 金属的化学性质;根据化学反应方程式的计算.
专题: 压轴实验题;推断混合物的可能组成.
分析: 假设该金属全部是锌计算出产生氢气质量为0.2g,因为实际产生氢气0.22g,所以另一种金属与锌相比,相同质量时必需产生氢气比锌多.
解答: 解:设该金属全部是锌,6.5g锌与硫酸反应产生氢气的质量为X则:
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
65 2
6.5g X
根据:解得X=0.2g,因为收集到0.22g H2,所以另一种金属产生氢气的质量必须比同质量的锌产生氢气质量多,铁、镁、铝产生的氢气都比相同质量的锌产生氢气多,而铜不与酸反应,所以不可能是铜.
故选C.
点评: 解答本题关键是要知道假设该金属全部是锌,计算出产生氢气的质量,再与实际产生氢气比较,再进一步分析即可.
二.填空题(共5小题)
11.化学实验室要从含少量铜粉的银、 ( http: / / www.21cnjy.com )锰(Mn)混合金属粉末中分离出贵金属,并获得一种盐晶体,将有关三种金属随意编号为:A、B、C,并设计了如图流程:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)A、B、C三种金属的活动性顺序为 A >
B > C
.
(2)金属C是 Ag ,操作a的名称是
蒸发结晶 .
(3)已知A的硫酸盐中A元素显+2价,请写出步骤①的反应的化学方程式: Mn+H2SO4=MnSO4+H2↑ .
考点: 金属的化学性质;蒸发与蒸馏操作;书写化学方程式、文字表达式、电离方程式.
专题: 压轴实验题;金属与金属材料.
分析: 利用金属活动性顺序判断金属是否与酸反应、金属是否能与盐溶液的反应.另外,还得知道结晶是从溶液中得到溶质的一种办法.
解答: 解:(1)在金属活动性顺序中, ( http: / / www.21cnjy.com )铜、银排在氢的后面,所以不能与酸反应放出氢气,由题意可知三种金属中只有A能与稀硫酸反应生成无色气体和A的盐溶液,所以我们判断A是
Mn;金属B、C的混合物加入 ( http: / / www.21cnjy.com )足量的含硝酸银的回收液中,过滤后得到金属C,说明金属C不能与硝酸银溶液反应,金属B能与硝酸银溶液反应,我们在教材中学过“在金属活动性顺序中,只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来”,所以我们得知金属B的活动性大于金属C的活动性,又因为在金属活动性顺序中,铜排在银的前面,所以B是Cu,C是银.故答案为:A B C
(2)我们得知金属B的活动性大于金属C的活动性,又因为在金属活动性顺序中,铜排在银的前面,所以B是Cu,C是银.
要想从A的盐溶液中得到A的硫酸盐晶体,我们可以采用蒸发结晶的办法;
故答案为:Ag;蒸发结晶;
(3)已知A的硫酸盐中A元 ( http: / / www.21cnjy.com )素显+2价,硫酸根显﹣2价,又因为金属 A我们已得知是Mn,所以A的硫酸盐的化学式是MnSO4,故答案为:Mn+H2SO4=MnSO4+H2↑
点评: 此题以实验设计流程的形式让学生去利用金属活动性顺序表解决有关金属化学性质的问题,有一定的深度和广度.
12.在实验课中,各小组作了如下实验:
( http: / / www.21cnjy.com )
实验后,同学们按老师要求将废液都倒在指定的 ( http: / / www.21cnjy.com )大烧杯中,小科猜想该烧杯中的废液可能有硫酸铜、硫酸锌、硫酸亚铁…,应该可以从中提炼出铁和铜.经思考后,他设计了如图所示的实验,并设法使滤液甲和乙所含的溶质相同.
( http: / / www.21cnjy.com )
则固体C是 铁 ,操作③的名称是
过滤 ,实验中所加的过量金属粉末是 锌
.
考点: 金属活动性顺序及其应用.
专题: 压轴实验题;金属与金属材料.
分析: 根据题意,固体C能被磁铁所吸起,应是 ( http: / / www.21cnjy.com )铁,根据提炼出铁和铜流程图,结合溶液的成分及金属的活动性,当加入过量的锌粉时,过量锌粉与硫酸铜、硫酸锌、硫酸亚铁等的混合溶液反应后,将溶液中的铁、铜全部置换出来,所得溶液为ZnSO4溶液,铜粉与锌粉的混合物与足量稀硫酸反应后,所得溶液为ZnSO4溶液;由实验过程图可判断,操作③完成后原混合物分成了固体和滤液两部分;利用这一特点可判断操作③为过滤操作.
解答: 解:由题意可知,固体C能被磁铁所吸起,应是铁.由于金属活动性是锌>铁>铜,当加入过量的锌粉时,过量锌粉与硫酸铜、硫酸锌、硫酸亚铁的混合溶液反应后,将溶液中的铁、铜全部置换出来,所得溶液为ZnSO4溶液;铜粉与锌粉的混合物与适量稀硫酸反应后,所得溶液为ZnSO4溶液,能使滤液甲和乙所含的溶质相同;由实验过程图可判断,操作③完成后原混合物分成了固体和滤液两部分;利用这一特点可判断操作③为过滤操作.
故答为:铁;过滤;锌.
点评: 此题是对物质分离知识的考查,解题时只要抓住反应过程中金属与盐溶液的反应实质,并结合相关的实验过程就能顺利解题.
13.我国第四套人民币硬币中使用到镍(Ni)、铜、铁等金属.某兴趣小组决定探究Ni、Fe、Cu的金属活动性顺序.
(1)【查阅资料】
镍能与盐酸或稀硫酸反应,生成可溶于水的正二价镍盐,并放出氢气.
①写出镍与盐酸反应的化学方程式 Ni+2HCl=NiCl2+H2↑ .
②结合所学知识, 能 (填“能”或“不能”)直接比较出Ni、Fe的金属活动性强弱.
(2)【探究实验】(所用金属片均已用砂纸打磨.)
( http: / / www.21cnjy.com )(3)【迁移应用】
用镍片、硫酸亚铁溶液和 硫酸铜 溶液通过实验也能判断Fe、Ni、Cu的金属活动性顺序.
考点: 金属活动性顺序及其应用;书写化学方程式、文字表达式、电离方程式.
专题: 压轴实验题;金属与金属材料.
分析: 根据金属活动性顺序表进行判断,氢前边的金属会与稀硫酸、盐酸反应产生氢气,且活动性越强,产生的气泡速率越快;但氢后边的金属不会与稀硫酸、盐酸反应产生氢气;位于前边的金属会把后边的金属从其盐溶液中置换出来,Zn的活动性比Cu的强,然后利用题干叙述的内容,从中提取有用的信息,完成这三种金属的活动性探究.
解答: 解:(1)①根据查阅的资料,Ni显正 ( http: / / www.21cnjy.com )二价,故与盐酸反应时生成二价镍盐,同时生成氢气,反应的方程式为:Ni+2HCl=NiCl2+H2↑;
②镍和铁都能与盐酸或稀硫酸反应,并放出氢气,因此根据二者产生气泡的速率快慢比较二者的活动性强弱;
(2)因为镍和铁都在氢的前面 ( http: / / www.21cnjy.com ),故铜不能置换出镍,观察到的现象是:没有明显现象;铁可以置换出镍,因此三种金属活动性由强到弱的顺序为:Fe、Ni、Cu;
(3)金属和盐溶液发生置换反应的规律是排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来,所以利用金属和盐溶液的置换反应进行验证.
故可选择中间的金属与其它两种金属 ( http: / / www.21cnjy.com )的盐溶液能否发生置换反应进行验证:在两只试管中分别放入打磨光亮的镍片,再加入硫酸亚铁溶液和硫酸铜溶液中;现象为:在硫酸亚铁溶液中的镍片没有变化,在硫酸铜溶液中的镍片表面出现红色物质;
故答案为:(1)①Ni+2HCl=NiCl2+H2↑;②不能;
(2)没有明显现象;Fe、Ni、Cu;
(3)硫酸铜溶液.
点评: 本题是对金属活动性顺序的考查,运用 ( http: / / www.21cnjy.com )实验探究金属的活动性顺序,考查了实验探究的过程,注重学生运用实验分析实验能力的培养,可依据氢前边的金属会与稀硫酸、盐酸反应产生氢气,但氢后边的金属不会与稀硫酸、盐酸反应产生氢气,位于前边的金属会把后边的金属从其盐溶液中置换出来进行分析.
14.下列是同学们在课外的一些探究,请你参与.
把一根铁丝绕成螺圈(如图甲),然后罩在 ( http: / / www.21cnjy.com )酒精灯的火焰上(如图乙),火焰很快就几乎“消失”了,3~5秒后酒精灯的火焰又出现了(如图丙).如果把铁丝换成铜丝或铝丝,实验结果相似.请写出铝丝与氧气反应的化学方程式:
4Al+3O2=2Al2O3 .
(1)不同的金属丝实验结果相似,说明火焰的“消失”与 金属的种类 无关.
(2)请继续探究火焰的“消失”与再现的原因:
[提出假设]
火焰几乎“消失”可能是金属与氧气反应,消耗了氧气;而当金属表面完全反应后,火焰即正常了.
[设计方案] 将灼烧冷却后的金属螺圈再罩在酒精灯火焰,观察火焰情况 .
(3)后来实验证明,上述假设是错误的,请你再提出一种假设:
(假设与方案合理的,共奖励4分,计入总分,但总分不超过60分)
[你的假设] 可能是冷的金属丝吸收了酒精燃烧放出的热,一段时间后当金属丝较热时,火焰即恢复原状
[验证方案] 将金属螺圈加热后立即罩在火焰上,观察火焰情况 .
( http: / / www.21cnjy.com )
考点: 金属的化学性质.
专题: 压轴实验题;金属与金属材料.
分析: 根据化学方程式的书写分析即可;
(1)根据题中信息分析实验的变量即可解答;
(2)根据题中信息分析设计方案;
(3)根据金属的性质作出假设然后设计实验进行验证.
解答: 解:铝丝与氧气反应生成氧化铝,该反应的化学方程式是4Al+3O2=2Al2O3;
故答案为:4Al+3O2=2Al2O3;
(1)既然不同的金属丝实验结果相似,说明火焰的“消失”与金属的种类无关;
故答案为:金属的种类;
(2)可以设计实验:将灼烧冷却后的金属螺圈再罩在酒精灯火焰,观察火焰情况;
故答案为:将灼烧冷却后的金属螺圈再罩在酒精灯火焰,观察火焰情况;
(3)[你的假设]3~5秒后酒精灯 ( http: / / www.21cnjy.com )的火焰又出现了,因此可以考虑是金属吸热的原因,因此可作出假设:可能是冷的金属丝吸收了酒精燃烧放出的热,一段时间后当金属丝较热时,火焰即恢复原状;
故答案为:可能是冷的金属丝吸收了酒精燃烧放出的热,一段时间后当金属丝较热时,火焰即恢复原状;
[验证方案]可以将金属螺圈加热后立即罩在火焰上,观察火焰情况;
故答案为:将金属螺圈加热后立即罩在火焰上,观察火焰情况.
点评: 本题主要考查了金属的性质,通过实验考查了学生探究问题的能力,难度不大.
15.在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中,废液(主要含有FeCl2和CuCl2)处理和资源回收的工业流程如图:
( http: / / www.21cnjy.com )
试回答下列问题:
(1)过程①中Cu和FeCl3反 ( http: / / www.21cnjy.com )应的化学方程式: 2FeCl3+Cu=CuCl2++2FeCl2 ;过程②加入铁屑后发生的置换反应的化学方程式:
Fe+CuCl2=Cu+FeCl2 ;
(2)步骤②得到滤渣的成分是 铁和铜 ;步骤③的操作是过滤、
洗涤 、干燥等.
(3)Fe(OH)2与O2和H2O反应生成 红褐 色Fe(OH)3.写出相关的化学方程式为:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 .
考点: 金属活动性顺序及其应用.
专题: 压轴实验题;金属与金属材料.
分析: 根据反应物、生成物和质量守恒定律可以书写化学方程式;
排在金属活动性顺序前面的金属,能够把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来.
解答: 解:(1)铜和氯化铁反应能生成氯化亚铁和氯化铜,反应的化学方程式为:2FeCl3+Cu=CuCl2++2FeCl2.
故填:2FeCl3+Cu=CuCl2++2FeCl2.
铁和氯化铁反应能生成氯化亚铁,属于化合 ( http: / / www.21cnjy.com )反应;铁和氯化铜反应能生成铜和氯化亚铁,属于置换反应,反应的化学方程式为:Fe+CuCl2=Cu+FeCl2.
故填:Fe+CuCl2=Cu+FeCl2.
(2)步骤②得到滤渣的成分是反应生成的铜和剩余的铁,步骤③的操作是过滤、洗涤、干燥等.
故填:铁和铜;洗涤.
(3)Fe(OH)2与O2和H2O ( http: / / www.21cnjy.com )反应生成Fe(OH)3的化学方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,氢氧化铁是红褐色的固体.
故填:红褐;4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3.
点评: 书写化学方程式时要注意四步, ( http: / / www.21cnjy.com )一是反应物和生成物的化学式要正确,二是遵循质量守恒定律,三是写上必要的条件,四是看是否有“↑”或“↓”.