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人教版九年级化学下册
第八单元课题2 金属的化学性质(解析版)
本部分知识主要包含四个方向的考点,分别为:
一、金属与氧气的反应
二、金属与酸的反应
三、金属与另一金属化合物溶液的反应
四、金属活动性顺序的判断和应用
在中考命题中,经常把这四个考点融合在一起进行考查,具体请看下面的中考真题。
1.(2023·四川巴中·统考中考真题)明代宋应星所著《天工开物》一书,介绍了“火法炼锌”的方法,把炉甘石()和煤炭饼装入炼锌罐,如图所示,泥封、“其底铺薪,发火煅红”“冷定毁罐取出”。下列说法错误的是
A.炉甘石()加入锌罐之前,将其粉碎的目的是增大反应物之间的接触面积
B.反应区中发生的反应之一:,该反应中体现了C的还原性
C.“冷定毁罐取出”的目的是防止锌在较高温度下再次被氧化
D.“火法炼锌”符合低碳发展理念
【答案】D
【详解】A. 将炉甘石进行粉碎的目的是增大反应物之间的接触面积,让反应更加充分,故不符合题意;
B. 碳具有还原性,可将氧化锌还原成锌单质,故不符合题意;
C. 为了防止热的锌与空气中的氧气发生反应,故“冷定”后方能错“毁罐”取锌,故不符合题意;
D. “火法炼锌”会产生二氧化碳,不符合低碳原理,故符合题意。
故选: D。
2(2023·山东聊城·统考中考真题)为证明Fe、Cu、Ag三种金属的活动性强弱,下列实验方案能达到目的的是
A.将Fe、Cu、Ag分别放入稀盐酸中
B.将Cu分别放入FeCl2、AgNO3溶液中
C.将Cu、Ag分别放入FeSO4溶液中
D.将Fe放入稀盐酸、Cu放入AgNO3溶液中
【答案】B
【详解】A、将Fe、Cu、Ag分别放入稀盐酸中,只有铁与稀盐酸反应生成气体产生气泡,而铜、银都不与稀盐酸反应,只能够证明铁的金属活动性比铜、银强,但不能验证铜、银活动性的关系,选项错误;
B、将Cu分别放入FeCl2、AgNO3溶液中,铜不与氯化亚铁反应,证明铜的活动性比铁弱,铜能够与硝酸银反应生成银和硝酸铜,证明铜的活动性比银强,选项正确;
C、将Cu、Ag分别放入FeSO4溶液中,铜、银都不与硫酸亚铁反应,证明铜、银的活动性都比铁弱,但不能验证铜、银活动性的关系,选项错误;
D、将Fe放入稀盐酸,铁与稀盐酸反应生成氢气产生气泡,证明铁位于金属活动性顺序表中氢的前面,Cu放入AgNO3溶液中反应生成硝酸铜和银,证明铜的活动性比银强,但不能验证铁与铜的活动性的关系,选项错误,故选B。
3.(2023·山东菏泽·统考中考真题)碲化镉薄膜电池是一种重要的太阳能电池,其材料之一镉(Cd)的制备是在铜镉渣(主要含有Cd、Zn、Cu、Fe单质)中加入足量的稀硫酸充分反应,过滤出铜渣,然后对滤液进行除铁净化,再加入锌粉置换出镉,下列金属的活动性顺序正确的是
A.Zn>Cu>Cd B.Zn>Cd>Cu C.Cu>Zn>Cd D.Cd>Zn>Cu
【答案】B
【详解】在铜镉渣(主要含有Cd、Zn、Cu、Fe单质)中加入足量的稀硫酸充分反应,过滤出铜渣,说明Cd、Zn、Fe均能与稀硫酸反应,Cu不与稀硫酸反应,说明Cd、Zn、Fe的位置排在氢的前面,Cu的位置排在氢的后面。
再加入锌粉能置换出镉,说明锌的金属活动性比镉强,即Zn>Cd,则三种金属的金属活动性顺序为:Zn>Cd>Cu。
故选B。
4.(2023·湖南永州·统考中考真题)三种金属X、Y、Z相互之间的反应关系如下:
①,Z和不反应
②
则X、Y、Z的金属活动性顺序为
A.X>Y>Z B.X>Z>Y C.Y>X>Z D.Y>Z>X
【答案】D
【详解】Y能和硫酸反应,Z不能和硫酸,则说明在金属活动性顺序中,Y位于氢元素前面,Z位于氢元素后面,则Y位于Z前面,Z能将X从其化合物中置换出来,则Z位于X前面,则金属活动性顺序:Y>Z>X。
故选D。
5.(2023·湖南郴州·统考中考真题)下列实验操作或现象描述正确的是
A.硫在空气中燃烧产生蓝紫色火焰
B.用剩的药品一定要放回原瓶
C.镁与盐酸反应吸收热量
D.点燃甲烷前,要先验纯
【答案】D
【详解】A、硫在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰。A不正确;
B、由实验室剩余药品的处理原则,实验用剩的药品不能放回原瓶,也不能随意丢弃,更不能带出实验室,要放入指定的容器内。B不正确;
C、镁与盐酸反应放出热量。C不正确;
D、不纯的甲烷在点燃时容易发生爆炸,故点燃甲烷气体之前必须先验纯。D正确。
综上所述:选择D。
6.(2023·山东泰安·统考中考真题)下列实验方案能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验方案
A 除去铁粉中的铜粉 加入足量的稀硫酸,充分反应后过滤
B 除去中的CO 通入过量的氧气后点燃
C 鉴别铁粉和氧化铜粉末 取样后,分别加入适量稀盐酸
D 检验中是否混有 点燃,火焰上方罩干冷烧杯
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A、铁粉能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁溶液和氢气,铜不与稀硫酸反应,除去了原物质,不符合题意;
B、除去二氧化碳中的一氧化碳不能够点燃,这是因为当二氧化碳(不能燃烧、不能支持燃烧)大量存在时,少量的一氧化碳是不会燃烧的,不符合题意;
C、铁粉与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,溶液呈浅绿色,并且有气泡产生,氧化铜粉末与稀盐酸反应生成氯化铜和水,溶液呈蓝色,没有气泡产生,符合题意;
D、氢气、甲烷燃烧均生成水,点燃,在火焰上方罩一个干冷烧杯,均会出现水雾,不能鉴别,不符合题意。
故选C。
7.(2023·内蒙古呼和浩特·统考中考真题)某兴趣小组为探究Zn、Fe、Cu三种金属的活动性,进行如图所示探究实验。
下列有关实验的说法不正确的是
A.甲试管中观察到的现象是Fe表面产生气泡,溶液由无色变为浅绿色
B.通过乙试管的实验可以比较Zn与Fe的金属活动性强弱
C.若a是Zn,b是溶液,即可实现实验目的
D.若a是Fe,b是溶液,则无需甲试管的实验也能实现实验目的
【答案】C
【详解】A、甲试管中铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,因此可观察到Fe表面产生气泡,溶液由无色变为浅绿色,故选项说法正确;
B、实验中乙试管中无明显现象,说明锌的活动性比铁强,故选项说法正确;
C、丙试管中,若a是Zn,b是溶液,实验中锌能置换出铜,说明锌的活动性比铜强,结合乙试管中的实验现象可知,锌的活动性比铁强,但无法比较铁、铜的活动性,故选项说法不正确;
D、丙试管中,若a是Fe,b是溶液,实验中铁能置换出铜,说明铁的活动性比铜强,结合乙试管中的实验现象可知,锌的活动性比铁强,能得出Zn、Fe、Cu三种金属的活动性:Zn>Fe>Cu,故选项说法正确。
故选C。
8.(2023·黑龙江齐齐哈尔·统考中考真题)将一定质量的金属镁放入硝酸银和硝酸铜的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,下列说法正确的是
A.若滤液为无色溶液,则滤渣中一定含有镁
B.若向滤渣中加入稀盐酸,没有气泡产生,则滤渣中一定含有银和铜
C.若滤液为蓝色溶液,则滤液中至少含有三种金属离子
D.若加入镁的质量为2.4g,则滤渣的质量一定大于2.4g
【答案】D
【分析】活动性Mg>Cu>Ag,则加入镁后镁先和硝酸银反应生成硝酸镁和银,后和硝酸铜反应生成硝酸镁和铜。
【详解】A、若滤液为无色溶液,则硝酸铜全部反应,但无法判断镁和硝酸铜恰好完全反应还是镁有剩余,滤渣中可能有镁,错误;
B、若向滤渣中加入稀盐酸,没有气泡产生,则没有氢前金属镁剩余,滤渣中一定有开始反应就置换出的银,但无法确定是否有铜,错误;
C、若滤液为蓝色溶液,则溶液中一定有硝酸铜存在,溶液中一定还有反应生成的硝酸镁,但是没有办法确定是否有硝酸银剩余,则至少有二种金属离子。错误;
D、,,镁和硝酸铜、硝酸锌反应后得到的固体质量都增加,所以若加入镁的质量为2.4g,则滤渣的质量一定大于2.4g。正确;
故选D。
9.(2023·山东临沂·统考中考真题)金属及其制品是现代生活中不可缺少的材料和工具。请完成下列问题:
(1)铜经常用作导线,这是利用了铜的 性。
(2)铝的化学性质很活泼,通常铝制品却很耐腐蚀,原因是 。
(3)如图是探究铜、铝、银三种金属活动性顺序的实验。
①实验b中发生反应的化学方程式是 。
②通过实验a、b得出三种金属活动性由强到弱的顺序是 。
【答案】(1)导电
(2)在常温下铝与氧气反应生成一层致密的氧化铝保护膜,阻止内部铝的进一步氧化
(3)
铝>铜>银
【详解】(1)铜具有导电性,经常用作导线;
(2)铝的化学性质很活泼,通常铝制品却很耐腐蚀,是因为在常温下铝与氧气反应生成一层致密的氧化铝保护膜,阻止内部铝的进一步氧化;
(3)①试管b中铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,该反应的化学方程式为:;
②试管a中铜不能与硝酸铝溶液反应,说明铝比铜活泼,试管b中铜与硝酸银溶液反应,说明铜比银活泼,故通过实验a、b得出三种金属活动性由强到弱的顺序是铝>铜>银。
10.(2023·河南·统考中考真题)某化学小组用下图所示实验装置,探究铝、铜、银的金属活动性顺序。
(1)铝丝浸入溶液前需要先用砂纸打磨,其目的是什么?
(2)请写出装置A或B中发生反应的化学方程式。
(3)通过图示中的实验不能判断铜、银的金属活动性顺序,请补充实验继续探究。(简要叙述实验步骤)
【答案】(1)除去铝丝表面氧化膜
(2)Al+3AgNO3=Al(NO3)3+3Ag或2Al+3Cu(NO3)2=2Al(NO3)3+3Cu
(3)将铜丝插入到硝酸银溶液中(或将银丝插入到硝酸铜溶液中)
【详解】(1)铝极易与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,故铝丝浸入溶液前需要先用砂纸打磨,其目的是除去铝丝表面氧化膜。
(2)装置A为铝和硝酸银反应生成硝酸铝和银,故方程式为Al+3AgNO3=Al(NO3)3+3Ag,装置B为铝和硝酸铜反应生成硝酸铝和铜,故方程式为2Al+3Cu(NO3)2=2Al(NO3)3+3Cu,写一个即可。
(3)装置A铝可以置换出银,说明铝的金属活动性比银强,装置B铝能置换出铜,说明铝的金属活动性比铜强,故无法比较铜、银的金属活动性顺序,故补充实验为将铜丝插入到硝酸银溶液中,若铜能置换出银,则铜的金属活动性强于银,或将银丝插入到硝酸铜溶液中,观察银不能置换出铜,也可以判断出铜的金属活动性强于银。
11.(2023·四川凉山·统考中考真题)请用化学用语填空。
(1)食盐中添加少量碘酸钾,可预防因缺碘导致的甲状腺肿大,请标出碘酸钾(KIO3)中碘元素的化合价 。
(2)用铁锅炒菜加入食醋,可生成少量的醋酸亚铁起到一定的补铁作用,请写出醋酸亚铁中阳离子的符号 。
(3)铝制高压锅有较强的抗腐蚀性能,是源于其表面有一层致密的保护膜,请写出保护膜形成的化学方程式 。
【答案】(1)
(2)Fe2+
(3)
【详解】(1)根据常见元素的化合价可知,钾元素显示+1价,氧元素显示-2价,根据化合物中各元素的化合价和为0,设碘元素的化合价为x,则(+1)+x+(-2)×3=0,解得x=+5,则碘酸钾(KIO3)中碘元素的化合价表示为。
(2)醋酸亚铁中阳离子为亚铁离子,符号为Fe2+。
(3)铝在空气中有很好的抗腐蚀性,是因为铝易与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,反应的化学方程式为。
12.(2023·湖北襄阳·统考中考真题)金属在生活、生产中有着广泛的应用,金属材料已成为社会发展的重要物质基础。
(1)我国“天问一号”火星探测器成功降落火星,实现了中国航天史无前例的突破。在探测器运行系统中使用了铜丝作电线,是因为铜具有良好的 性和延展性。
(2)第24届冬奥会纪念币的材质为黄铜合金,强度高,耐腐蚀。若将少量黄铜合金投入到足量稀盐酸中, (填“有”或“没有”)固体剩余。
(3)“嫦娥五号”使用的记忆合金再次让全世界关注新合金材料。Mg2Cu是一种能够储存氢能源的合金,它吸氢后生成MgCu2合金和MgH2,而MgH2和稀盐酸反应能产生氢气。MgH2和HCl反应的化学方程式是 。
【答案】(1)导电
(2)有
(3)MgH2+2HCl=MgCl2+2H2↑
【详解】(1)用铜丝作电线,是因为铜具有良好的导电性和延展性;故答案为:导电。
(2)若将少量黄铜合金投入到足量稀盐酸中,有固体剩余,是因为黄铜中含有锌和铜,锌能和稀盐酸反应,铜不能和稀盐酸反应;故答案为:有。
(3)MgH2和HCl反应生成氯化镁和氢气,反应的化学方程式是MgH2+2HCl=MgCl2+2H2↑。
13.(2023·湖南衡阳·统考中考真题)黄铜(锌和铜的合金)在古代应用非常广泛,古人用炉甘石(),赤铜()和木炭制备黄铜,其中—种流程如下:
(1)黄铜和纯铜相比较,硬度更大的是 。
(2)反应Ⅱ中赤铜与木炭反应生成铜和二氧化碳,请写出此反应的化学方程式 。
(3)黄铜与黄金外观上非常相似,请用一种方法对两者进行区分 。
【答案】(1)黄铜
(2)
(3)取少量两者置于试管中,向试管中加入适量稀盐酸,有气泡生成的是黄铜,无明显现象的是黄金
【详解】(1)合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高,抗腐蚀性也更好,黄铜是锌和铜的合金,故硬度更大的是黄铜;
(2)反应Ⅱ中赤铜与木炭在1100℃~1300℃时反应生成铜和二氧化碳气体,化学方程式为;
(3)黄铜是锌和铜的合金,锌可以与稀盐酸反应生成氢气和氯化锌,而黄金化学性质稳定,不与稀盐酸反应,故区分方法是:取少量两者置于试管中,向试管中加入适量稀盐酸,有气泡生成的是黄铜,无明显现象的是黄金。
14.(2023·四川成都·统考中考真题)利用如图实验探究金属的化学性质。
(1)实验一:水的作用是 。实验中,观察到发出白光后铁丝并未燃烧,原因是 。
(2)实验二:两个反应均生成了 (填物质名称)。比较铁和铝的金属活动性强弱,从试剂角度需考虑:①加入同样大小的铁片和铝片;② 。
(3)实验三:反应的化学方程式为 。再补充一个实验可得出的金属活动性顺序。设计并进行实验,补全下表。
实验步骤(可用图示) 实验现象 实验结论
【答案】(1) 防止燃烧产物下落使集气瓶炸裂 火柴燃烧消耗了较多的氧气,使氧气不足
(2) 氢气 加入等体积等浓度的稀盐酸
(3) (或取少量硫酸亚铁溶液于试管中,伸入铜丝与溶液反应) 无明显变化
【详解】(1)实验一中,集气瓶底部加少量水,是为了防止燃烧产物下落使集气瓶炸裂;实验中,观察到发出白光后铁丝并未燃烧,是因为火柴燃烧消耗了较多的氧气,使氧气不足;
(2)铁和铝的金属活动性都在氢之前,都可与稀盐酸反应生成氢气;比较铁和铝的金属活动性强弱,从试剂角度需考虑两点:①加入同样大小的铁片和铝片,②加入等体积等浓度的稀盐酸;
(3)在实验三中铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,反应的化学方程式为:Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2;为探究Cu、Fe、Ag 的金属活动性顺序, (或取少量硫酸亚铁溶液于试管中,伸入铜丝与溶液反应),无明显变化,说明铁金属活动性强于铜,从而得出Cu、Fe、Ag 的金属活动性顺序为Fe>Cu>Ag 。
15.(2023·宁夏·统考中考真题)学习小组在实验室探究铜、锌、银三种金属活动性顺序。
【设计与实验】同学们设计并进行图3所示实验(实验中所用金属均已用砂纸打磨)。
【解释与结论】
(1)实验Ⅰ中只有一支试管内有气泡产生,反应的化学方程式为 。
(2)实验Ⅱ中实验现象是 。
(3)上述实验涉及的基本反应类型是 。
由上述实验得出三种金属活动性由强到弱的顺序是锌、铜、银。
【反思与交流】
(4)请你另设计一个实验方案验证这三种金属的活动性顺序 (写出所用试剂即可)。
(5)某同学又取了金属M放入试管中,滴加稀硫酸,发现有气泡产生,请你推测:金属M (填“能”或“不能”)与硫酸铜溶液发生化学反应。
【拓展与延伸】
(6)同学们用不同形状的锌和不同溶质质量分数的稀硫酸在室温下进行实验,探究锌与稀硫酸反应快慢的影响因素,实验记录表:
实验编号 硫酸的溶质质量分数 (均取20mL) 锌的形状 (均取1g) 氢气的体积(mL) (均收集3分钟)
① 20% 锌粒 31.7
② 20% 锌片 50.9
③ 30% 锌粒 61.7
④ 30% 锌片 79.9
实验①②对比说明 ;要比较不同溶质质量分数的稀硫酸对反应快慢的影响,应选择的实验编号是 。由此得出不同形状的锌和不同溶质质量分数的稀硫酸都会影响反应快慢。
【答案】(1)
(2)铜片表面有银白色固体生成,溶液由无色变成蓝色
(3)置换反应
(4)锌、硫酸铜溶液、银
(5)能
(6) 在其他条件相同时,锌与稀硫酸接触面积越大,反应速率越快 ①③或②④
【详解】(1)铜、锌、银三种金属中,只有锌的金属活动性排在氢的前面,即只有锌能与稀硫酸反应,实验Ⅰ中锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应的化学方程式为;
(2)实验Ⅱ中铜片与硝酸银溶液反应生成银和硝酸铜,故观察到的实验现象是铜片表面有银白色固体生成,溶液由无色变成蓝色;
(3)实验Ⅰ中锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,实验Ⅱ中铜片与硝酸银溶液反应生成银和硝酸铜,这两个化学反应都是由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,都属于置换反应,故上述实验涉及的基本反应类型是置换反应;
(4)验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序,可以用硫酸铜溶液,锌与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸锌,说明锌的金属活动性锌大于铜的金属活动性,银与硫酸铜溶液不反应,说明铜的金属活动性大于银的金属活动性,则三种金属活动性由强到弱的顺序是锌、铜、银,故验证这三种金属的活动性顺序可用锌、硫酸铜溶液、银;
(5)某同学又取了金属M放入试管中,滴加稀硫酸,发现有气泡产生,说明金属M的活动性大于氢,而铜的金属活动性小于氢,则金属M的活动性大于铜,故金属M能与硫酸铜溶液发生化学反应;
(6)根据实验记录表可知,实验①②对比说明在其他条件相同时,锌与稀硫酸接触面积越大,反应速率越快,比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响,其他因素应该相同,根据控制变量法,应选择的实验编号是①③或②④,由此得出不同形状的锌和不同溶质质量分数的稀硫酸都会影响反应快慢。
16.(2023·四川雅安·统考中考真题)化学兴趣小组为测定某锌样品(杂质不与酸反应)中的质量分数,取锌样品逐滴加入稀,待不再有气泡产生时停止滴加药品,共用去稀的质量为。反应后测得混合物的总质量为。请计算:
(1)硫酸中硫、氧的元素质量比为 。
(2)生成氢气的质量为 。
(3)样品中的质量分数。(写出计算过程,计算结果精确到)
【答案】(1)1:2
(2)0.2g
(3)解:设参加反应的锌的质量为x,
样品中Zn的质量分数为
答:样品中的质量分数为65.0%。
【详解】(1)硫酸化学式为,硫酸中硫、氧的元素质量比为32:(16×4)=1:2;
(2)硫酸与锌反应生成硫酸锌和氢气,根据质量守恒定律,生成氢气的质量为10.0g+100.0g-109.8g=0.2g;
(3)见答案。
17.(2023·广东广州·统考中考真题)我国古代科技璀璨夺目,金属的冶炼与使用在当时已处于世界先进水平。
(1)日常生活中,适合制作电缆的金属是______(填标号)。
A.金 B.铜 C.汞 D.钨
(2)明代《天工开物》描述了锡的冶炼方法,如图a。
①原料锡砂中的SnO2和木炭反应得到锡和二氧化碳,化学方程式为 。
②炼锡时混入少许铅形成合金,产物更易熔化流出,原因是 。
(3)图b为古代炼锌工艺原理示意图。炉甘石成分是ZnCO3,高温易分解生成ZnO。
①泥罐外煤饼的主要作用是燃烧提供热量,泥罐内煤粉的主要作用是 。
②已知锌的沸点为907℃。泥罐下部温度可达1200℃,上部约为600℃,该工艺从反应混合物中收集液态锌的方法属于 (填标号)。
A.结晶 B.蒸发 C.蒸馏 D.升华
③必须冷却后才能取锌,是为了防止发生反应: (写化学方程式)。
(4)湿法冶金利用置换反应。向Cu(NO3)2、AgNO3混合液中加入Fe粉,充分反应后过滤。若滤渣中有两种金属,则滤液中一定不含的金属阳离子是 。
【答案】(1)B
(2)
形成合金熔点降低
(3) 作还原剂 C
(4)银离子/Ag+
【详解】(1)适合制作电缆的金属应该具有良好的导电性,且价格还应该便宜,
A、金具有导电性,但是价格昂贵,不符合题意;
B、铜具有良好的导电性,且价格低廉,符合题意;
C、汞在常温下是液态,不符合题意;
D、钨的熔点高,不适合制作电缆,不符合题意;
故选B;
(2)①原料锡砂中的SnO2和木炭高温下反应得到锡和二氧化碳,该反应的化学方程式为;
②合金的熔点低于其组成中纯金属的熔点,炼锡时混入少许铅形成合金,产物更易熔化流出,原因是形成合金熔点降低;
(3)①煤粉的主要成分是碳,在高温的条件下,碳酸锌分解为氧化锌和二氧化碳,在罐中,碳与氧化锌在高温的条件下反应生成锌和二氧化碳,碳能夺取氧化锌中的氧将其还原为锌,所以泥罐内煤粉的主要作用是做还原剂;
②由于锌的沸点为907℃,泥罐下部温度可达1200℃,上部约为600℃,此时锌由气态转化为液态;
A、结晶是物质由液态变为固态的过程,不符合题意;
B、蒸发是指将溶液中的溶剂通过加热使其除去水分,剩下溶质固体,蒸发的目的是将溶液中的溶质分离出来,不符合题意;
C、蒸馏是将液体先通过加热使其气化,再通过冷凝使其液化的过程,蒸馏是根据混合物的沸点不同进行分离,锌的沸点为907℃,泥罐下部温度可达1200℃,上部约为600℃,在冷凝区,锌由气态转化为液态,故工艺从反应混合物中收集液态锌的方法属于蒸馏,符合题意;
D、升华是指固态物质不经液态直接变为气态的过程,不符合题意;
故选C;
③必须冷却后才能取锌,是为了防止生成的锌在较高温度下又被氧化成氧化锌,该反应的化学方程式为;
(4)根据金属活动性顺序:铁>氢>铜>银,向Cu(NO3)2、AgNO3混合液中加入Fe粉,铁会先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,待硝酸银反应完全,铁有剩余,铁会与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,充分反应后过滤。若滤渣中有两种金属,则为银和铜,可确定硝酸银中的银一定被全部置换出来,无法判断硝酸铜是否有剩余,则滤液中一定不含的金属阳离子是阴离子银离子(Ag+)。
18.(2023·福建·统考中考真题)为完成“研究钢铁防护的方法”的实践性作业,学习小组查得资料:钢铁膜化处理是钢铁防护的重要方法,其目的是在钢铁表面形成致密、均匀的保护膜。检验膜的抗腐蚀性能要做“滴铜实验”,即往钢铁表面滴加含硫酸铜的腐蚀剂,60s后钢铁表面才出现红色物质,表明抗腐蚀性能达标,且越迟出现红色物质的越好。请和小组同学使用某种膜化剂开展如下研究。
I.验证膜的抗腐蚀性能
【实验1】将有膜化和未膜化的薄钢片分别进行滴铜实验,有膜化的薄钢片出现红色物质的时间明显推迟。
(1)出现红色物质的原因是 (用化学方程式表示)。
(2)有膜化的薄钢片出现红色物质的时间明显推迟,其原因是 。
Ⅱ.探究膜化条件对膜层外观的影响
【实验2】其他条件相同时,将薄钢片放入pH=3、不同温度的膜化剂中浸泡20min,观察钢片表面形成的膜层外观。结果如下:
温度℃ 50 60 70 80
膜层外观 粗糙 致密、均匀 致密、均匀 粗糙
【实验3】已知pH≥3.5时,膜化剂不稳定。其他条件相同时,将薄钢片放入60℃、不同pH的膜化剂中浸泡20min,观察钢片表面形成的膜层外观。结果如下:
pH 1.5 2.0 2.5 3.0
膜层外观 易脱落 粗糙 致密、均匀 致密、均匀
(3)实验3的目的是 。
(4)根据实验2、实验3的结果,膜层外观符合要求的温度、pH的范围依次为 、 。
Ⅲ.确定抗腐蚀性能较好的膜化条件
【实验4】依次选取实验2、实验3膜层外观符合要求的钢片进行对比实验,分别确定适宜的温度、pH。
(5)实验4中,确定适宜温度的实验方案是 。
IV.实践反思
(6)反思上述实践活动,提出一个关于钢铁膜化处理可进一步探究的问题。
答: 。
【答案】(1)
(2)腐蚀剂将致密保护膜破坏需要一定的时间(或其他合理答案)
(3)探究不同pH的膜化剂对膜层外观的影响
(4) 60-70℃ 2.5~3.0
(5)取60℃、70℃膜化处理后的钢片,分别进行滴铜实验,观察并记录钢片表面从滴入腐蚀剂到开始出现红色物质的时间
(6)膜化剂浓度对钢铁膜化处理效果有何影响(或其他合理答案)
【详解】(1)钢是铁合金。出现红色物质的反应为铁和硫酸铜生成硫酸亚铁和铜,化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
(2)有膜化的薄钢片出现红色物质的时间明显推迟,说明加入的硫酸铜试剂与铁接触到需要较长时间,但最终接触到,则其原因可能是腐蚀剂将致密保护膜破坏需要一定的时间。
(3)实验3中,其他条件相同时,将薄钢片放入不同pH的膜化剂中浸泡,观察钢片表面形成的膜层外观,变量是pH,则实验目的是探究不同pH的膜化剂对膜层外观的影响。
(4)膜层外观致密、均匀时符合要求。从实验2结果可知,60℃、70℃膜层外观是致密、均匀的,所以温度范围可确定为60-70℃。从实验3结果可知,pH2.5、3.0时膜层外观是致密、均匀的,所以pH范围可确定为2.5~3.0。
(5)实验2中,60℃、70℃膜化处理后的钢片膜层外观符合要求。抗腐蚀性能的测定是进行滴铜实验,越迟出现红色物质的越好。所以实验方案是取60℃、70℃膜化处理后的钢片,分别进行滴铜实验,观察并记录钢片表面从滴入腐蚀剂到开始出现红色物质的时间。
(6)实验2、实验3分别探究了温度、pH对钢铁膜化处理效果的影响。从实验过程中可知,形成膜层需要膜化剂,且都提到了在膜化剂中浸泡20min,所以还可以探究膜化剂浓度对钢铁膜化处理效果有何影响或在膜化剂中浸泡的时间对钢铁膜化处理效果有何影响等。
19.(2023·云南·统考中考真题)“乌铜走银”是云南省石屏县始创的一种独特的铜制工艺品技艺,迄今已有300余年的历史。
(1)乌铜是一种合金,其硬度比纯铜 (填“大”或“小);乌铜经锻打、碾压可做成不同厚度的乌铜片,说明乌铜具有良好的 。
(2)“乌钢走银”的技艺是在乌铜上雕刻各种图案,然后将熔化的银水填入图案中,冷却后打磨光滑。银长时间放置后依然光亮,原因是 。
(3)乌铜表面的黑色物质主要是氧化铜。利用稀硫酸和铁从氧化铜中得到铜单质可通过以下两种方案实现:
方案一:
方案二:
①上述两种方案中较优的是 ,理由是 ;
②西汉刘安所著《淮南万毕术》中提到“曾青得铁则化为铜”,方案二中体现这一过程的化学方程式为 。
(4)乌铜的废料经初步处理后可得到和的混合溶液。若向其中加入一定量的金属,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。下列说法正确的是_______(填标号)。
A.滤渣中一定含有的金属是
B.滤液中可能含有的溶质是
C.若向滤渣中加入稀盐酸,无明显现象,则滤渣中一定含有
D.若向滤液中加入稀盐酸,无明显现象,则滤液可能呈蓝色
E.若向滤液中加入稀盐酸,产生白色沉淀,则滤液中一定含有的金属离子是
【答案】(1) 大 延展性
(2)银常温下化学性质稳定
(3) 方案二 反应条件都是常温,节约能源 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(4)DE
【详解】(1)合金的硬度比其组成中纯金属的硬度大,则乌铜的硬度比纯铜大;乌铜具有良好的延展性,则可以经锻打、碾压可做成不同厚度的乌铜片;
(2)银常温下化学性质稳定,则银长时间放置后依然光亮;
(3)①方案一中H2与CuO反应需要加热,方案二中反应均在常温下进行,则方案二较优,可以节约能源;
②曾青得铁则化为铜原理为Fe与CuSO4反应生成FeSO4与Cu,化学反应方程式为:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;
(4)A、金属活动性Zn>Cu>Ag,则将Zn加入含有AgNO3、Cu(NO3)2的溶液中,Zn先与AgNO3反应生成Zn(NO3)2与Ag,后与Cu(NO3)2反应生成Zn(NO3)2与Cu,则反应后滤渣中一定含有Ag,可能含有Cu,故选项说法错误;
B、根据上述分析可知反应后溶液中一定含有Zn(NO3)2,不可能只含有AgNO3、Cu(NO3)2,故选项说法错误;
C、向滤渣中加入稀盐酸没有明显现象,则一定没有Zn,无法得出结论含有Cu,故选项说法错误;
D、向滤渣中加入稀盐酸没有明显现象,则Zn被消耗完,若Zn没有与Cu(NO3)2反应,或与部分Cu(NO3)2反应,则反应后溶液中有Cu(NO3)2剩余,溶液为蓝色,故选项说法正确;
E、若向滤液中加入稀盐酸,产生白色沉淀,说明溶液中含有AgNO3,Zn只与部分AgNO3反应,Cu(NO3)2没有参加反应,则溶液中溶质为AgNO3、Cu(NO3)2、Zn(NO3)2,含有金属离子为,故选项说法正确。
故选DE。
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人教版九年级化学下册
第八单元课题2 金属的化学性质(解析版)
本部分知识主要包含四个方向的考点,分别为:
一、金属与氧气的反应
二、金属与酸的反应
三、金属与另一金属化合物溶液的反应
四、金属活动性顺序的判断和应用
在中考命题中,经常把这四个考点融合在一起进行考查,具体请看下面的中考真题。
1.(2023·四川巴中·统考中考真题)明代宋应星所著《天工开物》一书,介绍了“火法炼锌”的方法,把炉甘石()和煤炭饼装入炼锌罐,如图所示,泥封、“其底铺薪,发火煅红”“冷定毁罐取出”。下列说法错误的是
A.炉甘石()加入锌罐之前,将其粉碎的目的是增大反应物之间的接触面积
B.反应区中发生的反应之一:,该反应中体现了C的还原性
C.“冷定毁罐取出”的目的是防止锌在较高温度下再次被氧化
D.“火法炼锌”符合低碳发展理念
2(2023·山东聊城·统考中考真题)为证明Fe、Cu、Ag三种金属的活动性强弱,下列实验方案能达到目的的是
A.将Fe、Cu、Ag分别放入稀盐酸中
B.将Cu分别放入FeCl2、AgNO3溶液中
C.将Cu、Ag分别放入FeSO4溶液中
D.将Fe放入稀盐酸、Cu放入AgNO3溶液中
3.(2023·山东菏泽·统考中考真题)碲化镉薄膜电池是一种重要的太阳能电池,其材料之一镉(Cd)的制备是在铜镉渣(主要含有Cd、Zn、Cu、Fe单质)中加入足量的稀硫酸充分反应,过滤出铜渣,然后对滤液进行除铁净化,再加入锌粉置换出镉,下列金属的活动性顺序正确的是
A.Zn>Cu>Cd B.Zn>Cd>Cu C.Cu>Zn>Cd D.Cd>Zn>Cu
4.(2023·湖南永州·统考中考真题)三种金属X、Y、Z相互之间的反应关系如下:
①,Z和不反应
②
则X、Y、Z的金属活动性顺序为
A.X>Y>Z B.X>Z>Y C.Y>X>Z D.Y>Z>X
5.(2023·湖南郴州·统考中考真题)下列实验操作或现象描述正确的是
A.硫在空气中燃烧产生蓝紫色火焰
B.用剩的药品一定要放回原瓶
C.镁与盐酸反应吸收热量
D.点燃甲烷前,要先验纯
6.(2023·山东泰安·统考中考真题)下列实验方案能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验方案
A 除去铁粉中的铜粉 加入足量的稀硫酸,充分反应后过滤
B 除去中的CO 通入过量的氧气后点燃
C 鉴别铁粉和氧化铜粉末 取样后,分别加入适量稀盐酸
D 检验中是否混有 点燃,火焰上方罩干冷烧杯
A.A B.B C.C D.D
7.(2023·内蒙古呼和浩特·统考中考真题)某兴趣小组为探究Zn、Fe、Cu三种金属的活动性,进行如图所示探究实验。
下列有关实验的说法不正确的是
A.甲试管中观察到的现象是Fe表面产生气泡,溶液由无色变为浅绿色
B.通过乙试管的实验可以比较Zn与Fe的金属活动性强弱
C.若a是Zn,b是溶液,即可实现实验目的
D.若a是Fe,b是溶液,则无需甲试管的实验也能实现实验目的
8.(2023·黑龙江齐齐哈尔·统考中考真题)将一定质量的金属镁放入硝酸银和硝酸铜的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,下列说法正确的是
A.若滤液为无色溶液,则滤渣中一定含有镁
B.若向滤渣中加入稀盐酸,没有气泡产生,则滤渣中一定含有银和铜
C.若滤液为蓝色溶液,则滤液中至少含有三种金属离子
D.若加入镁的质量为2.4g,则滤渣的质量一定大于2.4g
9.(2023·山东临沂·统考中考真题)金属及其制品是现代生活中不可缺少的材料和工具。请完成下列问题:
(1)铜经常用作导线,这是利用了铜的 性。
(2)铝的化学性质很活泼,通常铝制品却很耐腐蚀,原因是 。
(3)如图是探究铜、铝、银三种金属活动性顺序的实验。
①实验b中发生反应的化学方程式是 。
②通过实验a、b得出三种金属活动性由强到弱的顺序是 。
10.(2023·河南·统考中考真题)某化学小组用下图所示实验装置,探究铝、铜、银的金属活动性顺序。
(1)铝丝浸入溶液前需要先用砂纸打磨,其目的是什么?
(2)请写出装置A或B中发生反应的化学方程式。
(3)通过图示中的实验不能判断铜、银的金属活动性顺序,请补充实验继续探究。(简要叙述实验步骤)
11.(2023·四川凉山·统考中考真题)请用化学用语填空。
(1)食盐中添加少量碘酸钾,可预防因缺碘导致的甲状腺肿大,请标出碘酸钾(KIO3)中碘元素的化合价 。
(2)用铁锅炒菜加入食醋,可生成少量的醋酸亚铁起到一定的补铁作用,请写出醋酸亚铁中阳离子的符号 。
(3)铝制高压锅有较强的抗腐蚀性能,是源于其表面有一层致密的保护膜,请写出保护膜形成的化学方程式 。
12.(2023·湖北襄阳·统考中考真题)金属在生活、生产中有着广泛的应用,金属材料已成为社会发展的重要物质基础。
(1)我国“天问一号”火星探测器成功降落火星,实现了中国航天史无前例的突破。在探测器运行系统中使用了铜丝作电线,是因为铜具有良好的 性和延展性。
(2)第24届冬奥会纪念币的材质为黄铜合金,强度高,耐腐蚀。若将少量黄铜合金投入到足量稀盐酸中, (填“有”或“没有”)固体剩余。
(3)“嫦娥五号”使用的记忆合金再次让全世界关注新合金材料。Mg2Cu是一种能够储存氢能源的合金,它吸氢后生成MgCu2合金和MgH2,而MgH2和稀盐酸反应能产生氢气。MgH2和HCl反应的化学方程式是 。
13.(2023·湖南衡阳·统考中考真题)黄铜(锌和铜的合金)在古代应用非常广泛,古人用炉甘石(),赤铜()和木炭制备黄铜,其中—种流程如下:
(1)黄铜和纯铜相比较,硬度更大的是 。
(2)反应Ⅱ中赤铜与木炭反应生成铜和二氧化碳,请写出此反应的化学方程式 。
(3)黄铜与黄金外观上非常相似,请用一种方法对两者进行区分 。
14.(2023·四川成都·统考中考真题)利用如图实验探究金属的化学性质。
(1)实验一:水的作用是 。实验中,观察到发出白光后铁丝并未燃烧,原因是 。
(2)实验二:两个反应均生成了 (填物质名称)。比较铁和铝的金属活动性强弱,从试剂角度需考虑:①加入同样大小的铁片和铝片;② 。
(3)实验三:反应的化学方程式为 。再补充一个实验可得出的金属活动性顺序。设计并进行实验,补全下表。
实验步骤(可用图示) 实验现象 实验结论
15.(2023·宁夏·统考中考真题)学习小组在实验室探究铜、锌、银三种金属活动性顺序。
【设计与实验】同学们设计并进行图3所示实验(实验中所用金属均已用砂纸打磨)。
【解释与结论】
(1)实验Ⅰ中只有一支试管内有气泡产生,反应的化学方程式为 。
(2)实验Ⅱ中实验现象是 。
(3)上述实验涉及的基本反应类型是 。
由上述实验得出三种金属活动性由强到弱的顺序是锌、铜、银。
【反思与交流】
(4)请你另设计一个实验方案验证这三种金属的活动性顺序 (写出所用试剂即可)。
(5)某同学又取了金属M放入试管中,滴加稀硫酸,发现有气泡产生,请你推测:金属M (填“能”或“不能”)与硫酸铜溶液发生化学反应。
【拓展与延伸】
(6)同学们用不同形状的锌和不同溶质质量分数的稀硫酸在室温下进行实验,探究锌与稀硫酸反应快慢的影响因素,实验记录表:
实验编号 硫酸的溶质质量分数 (均取20mL) 锌的形状 (均取1g) 氢气的体积(mL) (均收集3分钟)
① 20% 锌粒 31.7
② 20% 锌片 50.9
③ 30% 锌粒 61.7
④ 30% 锌片 79.9
实验①②对比说明 ;要比较不同溶质质量分数的稀硫酸对反应快慢的影响,应选择的实验编号是 。由此得出不同形状的锌和不同溶质质量分数的稀硫酸都会影响反应快慢。
16.(2023·四川雅安·统考中考真题)化学兴趣小组为测定某锌样品(杂质不与酸反应)中的质量分数,取锌样品逐滴加入稀,待不再有气泡产生时停止滴加药品,共用去稀的质量为。反应后测得混合物的总质量为。请计算:
(1)硫酸中硫、氧的元素质量比为 。
(2)生成氢气的质量为 。
(3)样品中的质量分数。(写出计算过程,计算结果精确到)
17.(2023·广东广州·统考中考真题)我国古代科技璀璨夺目,金属的冶炼与使用在当时已处于世界先进水平。
(1)日常生活中,适合制作电缆的金属是______(填标号)。
A.金 B.铜 C.汞 D.钨
(2)明代《天工开物》描述了锡的冶炼方法,如图a。
①原料锡砂中的SnO2和木炭反应得到锡和二氧化碳,化学方程式为 。
②炼锡时混入少许铅形成合金,产物更易熔化流出,原因是 。
(3)图b为古代炼锌工艺原理示意图。炉甘石成分是ZnCO3,高温易分解生成ZnO。
①泥罐外煤饼的主要作用是燃烧提供热量,泥罐内煤粉的主要作用是 。
②已知锌的沸点为907℃。泥罐下部温度可达1200℃,上部约为600℃,该工艺从反应混合物中收集液态锌的方法属于 (填标号)。
A.结晶 B.蒸发 C.蒸馏 D.升华
③必须冷却后才能取锌,是为了防止发生反应: (写化学方程式)。
(4)湿法冶金利用置换反应。向Cu(NO3)2、AgNO3混合液中加入Fe粉,充分反应后过滤。若滤渣中有两种金属,则滤液中一定不含的金属阳离子是 。
18.(2023·福建·统考中考真题)为完成“研究钢铁防护的方法”的实践性作业,学习小组查得资料:钢铁膜化处理是钢铁防护的重要方法,其目的是在钢铁表面形成致密、均匀的保护膜。检验膜的抗腐蚀性能要做“滴铜实验”,即往钢铁表面滴加含硫酸铜的腐蚀剂,60s后钢铁表面才出现红色物质,表明抗腐蚀性能达标,且越迟出现红色物质的越好。请和小组同学使用某种膜化剂开展如下研究。
I.验证膜的抗腐蚀性能
【实验1】将有膜化和未膜化的薄钢片分别进行滴铜实验,有膜化的薄钢片出现红色物质的时间明显推迟。
(1)出现红色物质的原因是 (用化学方程式表示)。
(2)有膜化的薄钢片出现红色物质的时间明显推迟,其原因是 。
Ⅱ.探究膜化条件对膜层外观的影响
【实验2】其他条件相同时,将薄钢片放入pH=3、不同温度的膜化剂中浸泡20min,观察钢片表面形成的膜层外观。结果如下:
温度℃ 50 60 70 80
膜层外观 粗糙 致密、均匀 致密、均匀 粗糙
【实验3】已知pH≥3.5时,膜化剂不稳定。其他条件相同时,将薄钢片放入60℃、不同pH的膜化剂中浸泡20min,观察钢片表面形成的膜层外观。结果如下:
pH 1.5 2.0 2.5 3.0
膜层外观 易脱落 粗糙 致密、均匀 致密、均匀
(3)实验3的目的是 。
(4)根据实验2、实验3的结果,膜层外观符合要求的温度、pH的范围依次为 、 。
Ⅲ.确定抗腐蚀性能较好的膜化条件
【实验4】依次选取实验2、实验3膜层外观符合要求的钢片进行对比实验,分别确定适宜的温度、pH。
(5)实验4中,确定适宜温度的实验方案是 。
IV.实践反思
(6)反思上述实践活动,提出一个关于钢铁膜化处理可进一步探究的问题。
答: 。
19.(2023·云南·统考中考真题)“乌铜走银”是云南省石屏县始创的一种独特的铜制工艺品技艺,迄今已有300余年的历史。
(1)乌铜是一种合金,其硬度比纯铜 (填“大”或“小);乌铜经锻打、碾压可做成不同厚度的乌铜片,说明乌铜具有良好的 。
(2)“乌钢走银”的技艺是在乌铜上雕刻各种图案,然后将熔化的银水填入图案中,冷却后打磨光滑。银长时间放置后依然光亮,原因是 。
(3)乌铜表面的黑色物质主要是氧化铜。利用稀硫酸和铁从氧化铜中得到铜单质可通过以下两种方案实现:
方案一:
方案二:
①上述两种方案中较优的是 ,理由是 ;
②西汉刘安所著《淮南万毕术》中提到“曾青得铁则化为铜”,方案二中体现这一过程的化学方程式为 。
(4)乌铜的废料经初步处理后可得到和的混合溶液。若向其中加入一定量的金属,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。下列说法正确的是_______(填标号)。
A.滤渣中一定含有的金属是
B.滤液中可能含有的溶质是
C.若向滤渣中加入稀盐酸,无明显现象,则滤渣中一定含有
D.若向滤液中加入稀盐酸,无明显现象,则滤液可能呈蓝色
E.若向滤液中加入稀盐酸,产生白色沉淀,则滤液中一定含有的金属离子是
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