【课时培优】浙教版科学九上 2.2金属的化学性质

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九年级上册科学第2章 物质转化与材料利用
第2节 金属的化学性质
一、基础达标
1．铁是一种常见的金属，用途非常广泛。下列物品主要利用铁的化学性质的是（　　）
A．铁锅 B．测电笔
C．脱氧剂 D．铁门
2．某工厂排放的废水中含有较多的硫酸铜，从回收利用铜的角度考虑，切实可行的方案是在废水中加入（　　）
A．盐酸 B．硫酸 C．铁粉 D．碳酸钙
3．当轻轨列车开动时，在轻轨列车跟架空电线的接触点上，由于高速摩擦会产生高温，因此接触点上的材料应具有耐高温、不易氧化、能导电的性质。因此，该接触点上的材料，较为合适的物质是（　　）。
A．石墨 B．金刚石 C．铝 D．铁
4．“胜哥”设计了一文化衫图案，你的美（Mg）偷走我的心（Zn）能发生，是由于镁的（　　）
A．延展性好 B．导电性好
C．导热性好 D．金属活动性比锌强
5．我国的海域面积辽阔，所以制船业很发达。建造船的主要材料铁在海水中容易被锈蚀，因此通常在轮船的吃水线以下焊接比铁更活泼的金属块，用于保护铁质船壳。该金属块的材料可以是（　　）
A．金 B．银 C．锌 D．铜
6．如图所示，两支试管里装有相同质量的铁片与铝片，同时加入相同质量与质量分数的稀盐酸，根据产生气泡的快慢不同，可推测铁与铝具有不同的（　　）
A．颜色 B．熔点
C．金属延展性 D．金属活动性
7．电脑芯片的制作需要硅，硅可用石英砂制取，其中涉及的反应有，该反应属于（　　）
A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应
8．小科通过微信公众号“胜哥课程”观看了《探究铁生锈的因素》科学视频，对相关知识有了深刻的理解。如图所示，“胜哥”在盛水的试管中放入一根洁净的铁钉，用带U形管的胶塞塞紧，U形管内水面处于同一高度。一周后观察到U形管内的水面（　　）
A．左高右低 B．左低右高
C．一样高 D．水从右侧溢出
9．我国自主研发的新型涂层和阴极保护联合防护技术应用在珠港澳大桥上，如图所示为大桥的钢结构模型，其中最容易生锈处为（　　）
A．A处 B．B处 C．C处 D．D处
10．如图是一款变色眼镜的示意图，该款变色眼镜的玻璃中加入了溴化银（AgBr）和氧化铜。在强光照射下，溴化银分解成溴（Br2）和银，玻璃颜色变深，请判断此反应属于　 　（填基本反应类型）。当光线变暗时，溴和银在氧化铜作用下，重新生成溴化银，玻璃颜色变浅，氧化铜在该反应中起　 　作用。
11．金属是一类重要的材料，在日常生活和工农业生产中有广泛的应用。
（1）高层建筑的楼顶常装有用钢铁做的避雷针，其作用是将雷电引导到地下，这说明钢铁具 有良好的　 　性（填一物理性质）；
（2）小王家厨房里的菜刀生锈了，铁生锈需要有　 　（填名称）的参与。除锈可以用砂纸打磨，也可以通过化学方法用厨房中的　 　除锈。为了防止除锈后的菜刀再生锈，可以采取的措施有　 　（任写一种）。
二、巩固提升
12．锰（Mn）是一种应用广泛的金属材料。“胜哥”将锰条放入稀盐酸中，发现锰条表面产生气泡，其反应化学方程式为：Mn+2HCl=MnCl2+H2↑。据此实验结果分析，下列说法不正确的是（　　）
A．该反应属于置换反应
B．锰的金属活动性比银强
C．锰条能与硫酸铜溶液反应
D．利用锰条和硫酸锌溶液不能比较出锰与锌的金属活动性强弱
13．用三段粗细均匀、质量相等的铁丝与不同溶液反应研究金属的性质。将三段铁丝拼接在同一个平面内，使相互夹角均为120°，悬挂后静止时如图甲。现将oc段铁丝浸入某一无色溶液中，一段时间后取出晾干，悬挂后出现如图乙所示现象，则该溶液可能是（）
A．稀硫酸 B．硫酸锌溶液 C．硝酸银溶液 D．硫酸铜溶液
14．如图是某反应的微观变化示意图，下列说法正确的是 (　　)
A．该反应属于置换反应
B．该反应中涉及三种氧化物
C．参加反应的甲、乙分子个数比为1：2
D．该反应前后硫元素的化合价发生了变化
15． 小科通过微信公众号“胜哥课程”观看了一系列科学视频，实验操作技能有了很大的提高。下列实验设计能达到实验目的的是 (　　)
A．①探究铁锈蚀的条件 B．②验证质量守恒定律
C．③证明二氧化碳能与水反应 D．④测定空气中氧气的体积分数
16．人们发现青铜器在含有Cl-的环境中易生成CuCl(氯化亚铜)，随着环境条件的变化而发生锈蚀，锈层物质成分如图所示。粉状锈的形成机理是：下列叙述错误的是
A．Cu2(OH)2CO3(铜绿)中Cu和C的原子个数比是2：1
B．CuCl与O2、H2O的反应属于化合反应
C．CuCl中铜元素的化合价是+1价
D．在干燥、无氧的环境中有利于青铜器的保护
17．“胜哥”向质量均为m的两种不同金属a和b中分别滴加50g相同浓度的稀硫酸，反应过程中产生氢气的质量与所加稀硫酸的质量关系如图所示，则下列说法不正确的是
A．滴加 50g稀硫酸后的溶液质量关系为ma>mb
B．滴加 50g稀硫酸后溶液中均含有两种溶质
C．若金属a是铁，则金属b可能是锌
D．两种金属的活动性均排在H前面
18． 有一种纳米润滑添加剂，由铝粉、铜粉、氧化铝粉末中的一种或几种组成，“胜哥”为了探究其成分，取样品分成两份，所做实验及现象如图所示：
（1）样品 1产生气泡的化学方程式是　 　。
（2）根据上述实验，可知该粉末中一定有　 　。
19．某废弃物中可能含有中的一种或几种，为便于回收利用，“胜哥”取其样品进行成分确定实验。其流程图如下：
（1）气体A的化学式是　 　。
（2）步骤Ⅱ中产生的实验现象是　 　。
（3）“胜哥”为确定是否存在，进一步检测发现溶液B中的溶质种类有3种，试分析能否直接得到废弃物中含有。　 　
20．纳米铁粉是指颗粒小到纳米级的铁粉，可用于处理废水中的许多重金属离子．例如：利用纳米铁粉与硫酸铜溶液反应除去重金属铜离子．
（1）写出纳米铁粉与硫酸铜反应的化学方程式　 　．
（2）相同条件下，等质量的纳米铁粉比普通铁粉去除重金属离子速率快得多，其原因是　 　．
（3）制备纳米铁粉的原理：．下图为某次制备纳米铁粉过程中的部分物质质量情况，则　 　（用数据和n表示）
21．中国古代文献记载了丰富的化学知识。
（1）《天工开物》中记载了金、铜、铁、锌等金属，这些金属中能与稀盐酸反应的有　 　（写化学式）。
（2）古典籍中有“银针验毒”的记载。请你对相关化学方程式配平：4Ag+2H2S+O2=2　 　+2H2O
（3）我国是最早应用湿法冶铜的国家：用铁与“胆水”（含CuSO4的溶液）反应获得铜，其原理为　 　（用化学方程式表示）。
22．将金属X插入烧杯内的 AgNO3溶液中（如右图），观察到溶液颜色变蓝后取出X，向烧杯内再加入一定量锌粉，振荡后，溶液蓝色逐渐消失。
（1） 金属X是　 　。
（2）加入锌粉后，溶液蓝色逐渐消失的原因是　 　。
（3）实验结束后，过滤烧杯内的液体，则滤渣中一定含有的物质是　 　。
23．中国芯片技术正在蓬勃发展，5G芯片主要采用硅、锗、镓及其化合物等材料制成，其中氮化镓（GaN）是关键材料之一。在氨气流（NH3）中高温加热金属镓（Ga）30分钟可制得疏松的灰色粉末氮化镓和氢气。
（1）氮化镓非常稳定，即使在浓酸或浓碱中也不容易分解，这属于　 　性质（选填“物理”或“化学”）。
（2）芯片是由　 　材料制成的（选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）
（3）制取氮化镓的反应，属于基本反应类型中的　 　反应。
24．人类对科学规律的认识常需经历漫长的探索过程，对金属活动性规律的认识也是如此。小金运用该规律开展实验，向硝酸铜和硝酸银的混合溶液中逐渐加入铁粉，溶液质量变化如图所示。
（1）B点时溶液中所含的金属阳离子有　 　。
（2）C点之后，溶液中存在的金属为　 　。
25．图甲所示为探究铁钉锈蚀条件的实验，图乙所示为用稀盐酸除铁钉表面的铁锈的实验，回答问题：
（1）如图甲所示实验，若实验结果是试管①③中空气空气干燥的的铁钉不生锈，试管②中铁钉生锈：则可得出铁钉生锈的条件是：　 　
（2）如图乙所示实验，若观察到试管中铁钉变得光亮且表面有气泡生成，溶液呈黄色；此时溶液中存在的微粒除H+和 CI-外，还有　 　
26．小科通过实验知道金属锌能与可溶性的硝酸银反应，他产生疑问：“金属锌是否能与不溶性的氯化银反应 ”，于是他进行如下研究：
【实验步骤】①取 10mL 的AgNO3溶液于烧杯中， 逐滴加入NaCl 溶液至过量；
②过滤后再用蒸馏水洗涤沉淀 3 次，向第 3 次所得洗涤液中加入AgNO3溶液， 无明显现象；
③将洗涤后的沉淀放入另一烧杯中，加入 50mL 蒸馏水，将锌片加入烧杯中，并搅拌 (如图)；
④10分钟后，将烧杯中的混合物进行过滤。过滤后，向滤液中滴加AgNO3溶液，观察现象。
【验证与推理】
（1）步骤②中，向第3 次洗涤液加入AgNO3溶液的目的是　 　。
（2）步骤③中，锌片放入前需进行预处理，消除表面氧化膜对实验的影响，预处理的具体操作是　 　。
（3）步骤④中若观察到有白色沉淀生成，可得出的结论是　 　。
（4）小科观察到锌片表面有灰黑色固体生成。取生成的灰黑色固体于试管中，加入稀硫酸，若发现　 　，证明有Ag生成。
27．“胜哥”将铁粉和稀硫酸先后加入到一定量的硫酸铜溶液中，搅拌使之充分反应。实验过程中，加入物质的质量与烧杯中剩余固体的质量关系如图所示。
（1）a点时剩余的固体物质是　 　（填化学式）。
（2）n点对应的横坐标数值是
（3） 实验过程中共产生 FeSO4多少克？
（4）模型能够直观反映化学变化的结果。将一定质量的镁条放入某一溶液（如图），其溶质硫酸铜和硫酸亚铁的质量相同，充分反应后烧杯内固体的组成和质量大小关系不可能的是　 　。
28．小明通过微信公众号“胜哥课程”学习了置换反应的相关内容之后尝试用“宏观—微观—符号”三重表征来描述物质及其变化．
①②
（1）小明做了图①中的实验后，建立了图②的微观模型．请根据图②写出金属A与硝酸银溶液反应的化学方程式：　 　．
（2）实验①的反应过程中，三种离子的个数比可能是____．
A． B． C． D．
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】金属的化学性质
【解析】【分析】物质在化学变化中表现出来的性质叫化学性质，如可燃性、助燃性、氧化性、还原性、酸碱性、稳定性等。物质不需要发生化学变化就表现出来的性质，叫物理性质；物理性质经常表现为：颜色、状态、气味、密度、硬度、熔点、沸点、导电性、导热性、溶解性、挥发性、吸附性、延展性等。
【解答】A.铁制作铁锅，是利用铁的导热性，属于物理性质。A错误。
B.铁制测电笔是利用铁的导电性，属于铁的物理性质。B错误。
C.铁制脱氧剂是利用铁的还原性，属于化学性质。C正确。
D.铁制作铁门是利用铁合金的硬度大，属于铁的物理性质。D错误。
故答案为：C。
2．【答案】C
【知识点】金属的化学性质
【解析】【分析】根据从盐溶液中回收金属需加入活泼金属分析。
【解答】A、盐酸不能与硫酸铜反应，不能回收铜，不符合题意；
B、硫酸不能与硫酸铜反应，不能回收铜，不符合题意；
C、铁能与硫酸铜反应生成铜，可从硫酸铜溶液中回收铜，符合题意；
D、碳酸钙不能与硫酸铜反应，不能回收铜，不符合题意；
故选C。
3．【答案】A
【知识点】金属的化学性质
【解析】【分析】根据碳单质和金属的性质分析。
【解答】 接触点上的材料应具有耐高温、不易氧化、能导电的性质 ，金刚石不导电，铝和铁易氧化，石墨化学性质稳定，耐高温，不易氧化且能导电；
故选A。
4．【答案】D
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】由金属活动性强弱顺序可知：金属活动性强的金属（钾钙钠除外），能从盐溶液中置换出金属活动性弱的金属。
【解答】你的美（Mg）偷走我的心（Zn）能发生，是由于镁的金属活动性比锌强，能从硫酸锌盐溶液中置换出金属锌，发生的反应为：Mg+ZnSO4=MgSO4+Zn。D选项正确。
故答案为：D
5．【答案】C
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据金属活动性顺序表分析。
【解答】 建造船的主要材料铁在海水中容易被锈蚀，因此通常在轮船的吃水线以下焊接比铁更活泼的金属块，用于保护铁质船壳 ，金、银、铜的活动性都小于铁，锌的活动性大于铁，可用于金属块的材料 ；
故选C。
6．【答案】D
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据金属与酸反应产生氢气，活动性越强的金属反应速率越快分析。
【解答】 两支试管里装有相同质量的铁片与铝片，同时加入相同质量与质量分数的稀盐酸，根据产生气泡的快慢不同，可推测铁与铝具有不同的金属活动性；
故选D。
7．【答案】C
【知识点】置换反应及其应用
【解析】【分析】置换反应是指单质与化合物反应生成另外的单质和化合物的化学反应。
【解答】A.反应物、生成物都有两种，不是化合反应。A错误。
B.为单质与化合物反应生成新单质、化合物的反应，属于置换反应。B正确。
C.反应物、生成物均有单质，不是复分解反应。C错误。
D.反应物有两种，不是分解反应。D错误。
故答案为：B。
8．【答案】A
【知识点】金属的腐蚀与防护
【解析】【分析】根据铁生锈消耗试管内氧气分析。
【解答】铁生锈消耗试管内氧气，使压强减小，则U形管中液面会出现左高右低的现象；
故答案为：A。
9．【答案】B
【知识点】金属的腐蚀与防护
【解析】【分析】根据铁生锈的条件判断。
【解答】铁与空气中的氧气接触，再与水接触，就会生成铁锈。根据图片可知，B点的铁同时与水和空气接触，因此最容易生锈，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
10．【答案】分解反应；催化
【知识点】催化剂在化学反应中的作用；置换反应及其应用
【解析】【分析】分解反应是化学反应的常见的四大基本反应类型之一，是指由一种物质反应生成两种或两种以上新物质的反应。在化学反应里能改变反应物化学反应速率（提高或降低）而不改变化学平衡，且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂（固体催化剂也叫触媒）。
【解答】 在强光照射下，溴化银分解成溴（Br2）和银， 由一种物质变成两种物质，符合分解反应的特征； 当光线变暗时，溴和银在氧化铜作用下，重新生成溴化银， 生成物中没有与氧化铜有关的任何元素，则说明氧化铜在化学反应前后没有发生任何改变，所以氧化铜作为催化剂，催化反应的进行；
故答案为：分解反应；催化。
11．【答案】（1）导电
（2）氧气和水蒸气；食醋；涂上一层植物油
【知识点】金属的腐蚀与防护
【解析】【分析】（1）高层建筑的楼顶常装有用钢铁做的避雷针，其作用是将雷电引导到地下，这说明钢铁具有良好的导电性；（2）小王家厨房里的菜刀生锈了，铁生锈需要有氧气和水蒸气的参与，除锈可以用砂纸打磨，也可以通过化学方法用厨房中的食醋除锈；铁生锈的条件是有水和氧气，为了防止生锈可以从铁生锈的条件出发，控制生锈的条件，可以采取的措施有：涂上一层植物油；保持菜刀表面的干燥与洁净；
【解答】（1）高层建筑的楼顶常装有用钢铁做的避雷针，其作用是将雷电引导到地下，这说明钢铁具有良好的导电性；
（2）小王家厨房里的菜刀生锈了，铁生锈需要有氧气和水蒸气的参与，除锈可以用砂纸打磨，也可以通过化学方法用厨房中的食醋除锈；为了防止除锈后的菜刀再生锈，可以采取的措施有：涂上一层植物油；保持菜刀表面的干燥与洁净；故答案为：（1）导电性；（2）氧气和水蒸气；食醋；涂上一层植物油（或保持菜刀表面的干燥与洁净）
12．【答案】D
【知识点】金属的化学性质；金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强；位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢；位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。
【解答】A. 该反应反应物是一种单质和一种化合物，生成物也是一种单质和一种化合物，属于置换反应，故正确，不符合题意；
B. 锰能与盐酸反应，锰排在氢之前，银排在氢之后，锰的金属活动性比银强，故正确，不符合题意；
C. 锰能与盐酸反应，锰排在氢之前，锰条能与硫酸铜溶液反应，故正确，不符合题意；
D. 利用锰条和硫酸锌溶液不能比较出锰与锌的金属活动性强弱，故错误，符合题意；
故答案为：D。
13．【答案】C
【知识点】金属的化学性质；金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】出现乙图现象，说明现将oc段铁丝浸入某一无色溶液中，铁丝质量增加。
【解答】A.稀硫酸与铁反应，OC质量减小，不合题意，A错误；
B. 硫酸锌溶液与铁不反应，B错误；
C. 硝酸银溶液与铁反应，铁丝变成银，质量变大，符合题意，C正确；
D. 硫酸铜溶液为蓝色，与铁丝浸入某一无色溶液中题意不符，D错误；
故答案为：C。
14．【答案】D
【知识点】元素化合价的规则与计算；置换反应及其应用
【解析】【分析】A.根据置换反应的特点进行解答；
B.根据氧化物的定义进行解答；
C.根据质量守恒定律进行解答；
D.根据硫元素的化合价进行解答。
【解答】A.从图中可以看出，反应物为一种单质与一种化合物，生成物为两种化合物，不属于置换反应，故A错误；
B.甲为硫化氢，乙为氧气，生成物为水和二氧化硫，该反应涉及2种氧化物，故B错误；
C.参加反应的甲与乙的分子个数分别为2和3，因此分子个数比为2：3，故C错误；
D.在硫化氢中，硫元素的化合价为-2，在二氧化硫中，硫元素的化合价为+4，因此反应前后硫元素的化合价发生了变化，故D正确。
故答案为：D。
15．【答案】B
【知识点】空气的成分及探究；质量守恒定律及其应用；金属的腐蚀与防护；二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】 质量守恒定律是由俄国科学家罗蒙诺索夫于1756年发现。是在化学反应前后，参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和，它是自然界普遍存在的基本定律之一 。
【解答】A、由图可知，左侧试管中的铁钉只与干燥的空气接触，右侧试管中的铁钉只与水接触，一段时间后，两支试管中的铁钉都不发生锈蚀，不能探究铁锈蚀的条件，选项错误；
B、碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，有新物质生成，发生了化学变化，且反应在密
闭装置中进行，反应前后左侧装置中的物质的质量保持不变，即该实验能够验证质量守恒定律，选项
正确；
C、由图可知，盛有二氧化碳的软塑料瓶中加入少量的水，旋紧瓶盖，振荡，软塑料瓶变瘪，瓶中二氧化碳减少，可能是二氧化碳溶于水所致，不能证明二氧化碳能与水反应，选项错误；
D、木炭与空气中的氧气发生燃烧生成氧化碳气体，反应前后装置中的气体的体积变化不明显，不能测定空气中氧气的体积分数，选项错误，
故答案为：B。
16．【答案】B
【知识点】元素化合价的规则与计算；化合反应和分解反应；金属的腐蚀与防护
【解析】【分析】A、根据化学式右下角数字为原子个数比分析；
B、根据化合反应符合“多变一”的特点分析；
C、根据化合物中元素化合价代数和为0分析；
D、根据铜生锈与氧气、水有关分析。
【解答】A、 Cu2(OH)2CO3(铜绿)中Cu和C的原子个数比是2：1 ，不符合题意；
B、 CuCl与O2、H2O的反应生成物两种物质，不属于化合反应 ，符合题意；
C、 CuCl中氯元素化合价为－1价，由化合物中元素化合价代数和为0可知，铜元素的化合价是+1价 ，不符合题意；
D、铜生锈与水、氧气有关， 在干燥、无氧的环境中有利于青铜器的保护 ，不符合题意；
故选B。
17．【答案】A
【知识点】质量守恒定律及其应用；金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】A、根据等质量金属与等质量过量的酸反应，产生氢气越多，所得溶液质量越小分析；
B、根据加入稀硫酸过量后溶液中溶质还一定有硫酸分析；
C、根据等质量铁和锌完全反应产生氢气质量关系分析；
D、根据能与酸反应的金属排在金属活动性氢前分析。
【解答】A、滴加 50g稀硫酸后，a产生氢气质量大于b，则反应后的溶液质量关系为maB、 滴加 50g稀硫酸后硫酸均过量，溶液中除生成的盐外还都含硫酸，即均含有两种溶质 ，不符合题意；
C、铁和锌形成化合物均为+2价，铁的相对原子质量小于锌，若金属a是铁，则金属b可能是锌 ，不符合题意；
D、 两种金属都能与酸反应，活动性均排在H前面 ，不符合题意；
故选A。
18．【答案】（1）2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑
（2）铝粉、铜粉、氧化铝粉末
【知识点】金属的化学性质
【解析】【分析】根据取少量该粉末（样品1），加入足量稀盐酸，有气泡产生并有固体残留，所以样品中一定含有铝和铜；另取少量该粉末（样品2），加入一定量的硝酸银溶液，充分反应后过滤，得到滤渣和蓝色滤液，所以样品中一定含有铜，并且铝已经反应完全，滤渣中加入一定量稀盐酸，滤渣部分溶解，说明含有氧化铝分析。
【解答】（1）取少量该添加剂（样品1），加入足量稀盐酸，有气泡产生，发生的反应是铝和盐酸反应生成氯化铝和氢气，化学方程式为2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑。
（2）取少量该粉末（样品1），加入足量稀盐酸，有气泡产生并有固体残留，所以样品中一定含有铝和铜；
另取少量该粉末（样品2），加入一定量的硝酸银溶液，充分反应后过滤，得到滤渣和蓝色滤液，所以样品中一定含有铜，并且铝已经反应完全，滤渣中加入一定量稀盐酸，滤渣部分溶解，说明含有氧化铝；
所以，该粉末中一定有铝粉、铜粉、氧化铝粉末。
19．【答案】（1）H2
（2）有红色固体析出，溶液由蓝色变无色，有气泡产生
（3）不能，因为锌和镁均能和硫酸发生反应
【知识点】金属的化学性质；金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】步骤一中发生的反应为：氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水，镁与硫酸反应生成硫酸镁和氢气，锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，硫酸过量；
步骤Ⅱ中发生的反应：硫酸铜与锌反应生成硫酸锌和铜，过量的锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气。
【解答】（1）镁与硫酸反应生成硫酸镁和氢气，锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，生成气体A为氢气，化学式是H2。
（2）氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水，步骤Ⅱ中硫酸铜与锌反应生成硫酸锌和铜，过量的锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，所以，产生的实验现象是有红色固体析出，溶液由蓝色变无色，有气泡产生。
（3）小龙为确定Mg、Zn是否存在，进一步检测发现溶液B中的溶质种类有3种，试分析能否直接得到废弃物中含有Zn。
不能，因为锌和镁均能和硫酸发生反应。
20．【答案】（1）
（2）纳米铁粉颗粒更小，反应时的接触面更大，反应速度更快
（3）
【知识点】质量守恒定律及其应用；根据化学反应方程式的计算；金属的化学性质；金属活动性顺序及其应用；置换反应及其应用
【解析】【分析】质量守恒定律：参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。六个不变：宏观：1.反应前后物质总质量不变 2.元素的种类不变 3.各元素的总质量不变；微观：4.原子的种类不变；5.原子的数目不变；6.原子的质量不变。两个一定改变：宏观：物质种类改变。微观：物质的粒子构成方式一定改变。两个可能改变：宏观：元素的化合价可能改变微观：分子总数可能会改变。 置换反应是单质与化合物反应生成另外的单质和化合物的化学反应，是化学中四大基本反应类型之一，包括金属与金属盐的反应，金属与酸的反应等。它是一种单质与一种化合物作用，生成另一种单质与另一种化合物的反应。
【解答】（1） 写出纳米铁粉与硫酸铜反应的化学方程式 ：，属于置换反应；
（2） 相同条件下，等质量的纳米铁粉比普通铁粉去除重金属离子速率快得多，其原因是 纳米铁粉颗粒更小，反应时的接触面更大，反应速度更快 ；
（3）根据质量守恒定律，参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和，从图中可以看出产生的HCl的质量为m；参加反应的H2的质量为（b-n）克，FeCl2的质量为a克，所以X=；
故答案为：（1） （2） 纳米铁粉颗粒更小，反应时的接触面更大，反应速度更快 （3）
21．【答案】（1）Fe和Zn
（2）Ag2S
（3）Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】（1）金属活动性顺序中，排在氢前面的金属能与稀盐酸反应；
（2）化学反应前后，元素种类不变，元素的原子个数不变。
（3）排在前面的金属能与后面金属的盐溶液发生置换反应。
【解答】（1）金属活动性顺序中，铁、锌排在氢前面，能与稀盐酸反应；金、铜排在氢后面，不能与稀盐酸反应。所以答案是：铁和锌
（2）反应前，4Ag、4H、2S、2O，反应后已有4H、2O，还少4Ag、2S，所以答案为：Ag2S
（3）铁排在铜前面，所以铁能与 CuSO4 溶液发生置换反应，所以答案为： Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
22．【答案】（1）铜
（2）锌与硝酸铜溶液反应，溶液中铜离子逐渐消失
（3）银、铜
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】（1）根据铜离子的溶液呈蓝色分析；
（2）根据锌能与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜分析；
（3）根据反应后溶液呈无色，铜离子全部被置换，铜能置换出硝酸银中的银分析。
【解答】（1） 将金属X插入烧杯内的 AgNO3溶液中，观察到溶液颜色变蓝后取出X， 说明X是活动性比银强的铜。
（2） 加入锌粉后，溶液蓝色逐渐消失是由于锌与硝酸铜溶液反应，溶液中铜离子逐渐消失 。
（3） 铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜，锌与硝酸铜反应生成铜和硝酸锌，因反应后溶液颜色为无色，说明铜离子全部被锌置换出来，则实验结束后，过滤烧杯内的液体，则滤渣中一定含有的物质是银、铜。
故答案为：（1）铜；（2） 锌与硝酸铜溶液反应，溶液中铜离子逐渐消失 ；（3）银、铜。
23．【答案】（1）化学
（2）半导体
（3）置换
【知识点】化学性质与物理性质的差别及应用；半导体和超导体；置换反应及其应用
【解析】【分析】（1）根据化学性质的特点分析。
（2）根据芯片是由半导体材料制成的分析。
（3）根据置换反应的特点分析。
【解答】（1）氮化镓非常稳定，即使在浓酸或浓碱中也不容易分解，需要在化学反应中表现出来，这属于化学性质。
（2）芯片是由半导体材料制成的。
（3）氨气流（NH3）中高温加热金属镓（Ga）30分钟可制得疏松的灰色粉末氮化镓和氢气，此反应中反应物是一种单质和一种化合物，生成物也是一种单质和一种化合物，制取氮化镓的反应，属于基本反应类型中的置换反应。
24．【答案】（1）Fe2+ 、Cu2+
（2）Cu、Fe、Ag
【知识点】金属的化学性质；置换反应及其应用
【解析】【分析】根据金属活动性顺序为Fe＞Cu＞Ag，向硝酸铜和硝酸银的混合溶液中逐渐加入铁粉，铁先与AgNO3反应生成硝酸亚铁和银，AgNO3反应完，铁才能与Cu（NO3）2反应生成硝酸亚铁和铜，进行分析解答。
【解答】（1）金属活动性顺序为Fe＞Cu＞Ag，向硝酸铜和硝酸银的混合溶液中逐渐加入铁粉，铁先与AgNO3反应生成硝酸亚铁和银，AgNO3反应完，铁才能与Cu（NO3）2反应生成硝酸亚铁和铜，B点时铁和硝酸银恰好完全反应，溶液中所含的金属阳离子有Cu2+、Fe2+。
（2）C点铁和硝酸铜恰好完全反应，则C点之后，溶液中存在的金属为银、铜、铁。
25．【答案】（1）铁钉与水和空气（或氧气）同时接触
（2）Fe2＋、Fe3＋、H2O
【知识点】金属的腐蚀与防护
【解析】【分析】（1）根据铁制品生锈的原因进行解答；
（2）根据铁钉和盐酸的反应生成进行解答。
【解答】（1）通过甲实验可以得出，试管②中铁钉生锈，说明铁钉生锈的条件是：铁钉与水和空气（或氧气）同时接触；
（2）铁锈的主要成分是氧化铁，与稀盐酸反应生成氯化铁和水，铁锈反应完毕后，铁继续与稀盐酸反应，生成氯化亚铁和氢气，因此溶液中存在的微粒除H+和 CI-外，还有Fe2＋、Fe3＋、H2O。
故答案为：（1）铁钉与水和空气（或氧气）同时接触；（2）Fe2＋、Fe3＋、H2O。
26．【答案】（1）检验沉淀中是否还含有 NaCl
（2）用砂纸打磨锌片表面
（3）金属锌能与不溶性的氯化银反应，且有ZnCl2生成
（4）无明显现象
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】①取 10mL 的AgNO3溶液于烧杯中， 逐滴加入NaCl 溶液至过量，硝酸银与氯化钠反应生成氯化银沉淀和硝酸钠；
②过滤后再用蒸馏水洗涤沉淀 3 次，向第 3 次所得洗涤液中加入AgNO3溶液， 无明显现象，则说明第3次洗涤后沉淀中没有氯化钠；
③将洗涤后的沉淀放入另一烧杯中，加入 50mL 蒸馏水，将锌片加入烧杯中，并搅拌；
④10分钟后，将烧杯中的混合物进行过滤。过滤后，向滤液中滴加AgNO3溶液，如出现白色沉淀，说明锌与氯化银反应生成银和氯化锌，如没有出现白色沉淀，说明锌与氯化银不反应，据此解答。
【解答】（1）步骤②中，向第3 次洗涤液加入AgNO3溶液的目的是检验沉淀中是否还含有 NaCl；
（2）步骤③中，锌片放入前需进行预处理，消除表面氧化膜对实验的影响，预处理的具体操作是用砂纸打磨锌片表面；
（3）步骤④中若观察到有白色沉淀生成，可得出的结论是金属锌能与不溶性的氯化银反应，且有ZnCl2生成；
（4）小科观察到锌片表面有灰黑色固体生成。取生成的灰黑色固体于试管中，加入稀硫酸，若发现无明显现象，证明有Ag生成。
故答案为：（1）检验沉淀中是否还含有 NaCl；（2）用砂纸打磨锌片表面；（3）金属锌能与不溶性的氯化银反应，且有ZnCl2生成；（4）无明显现象。
27．【答案】（1）CuFe
（2）11.2
（3）解：设5.6g铁粉与硫酸铜反应生成铜的质量为x，硫酸亚铁的质量为y
x=6.4g， y=15.2g
设铁粉与稀硫酸反应生成硫酸亚铁的质量为z
z=15.2g
Y+z=15.2g+15.2g=30.4g
（4）C
【知识点】金属的化学性质；置换反应及其应用
【解析】【分析】由题意和图示可知，将铁粉和稀硫酸先后加入到一定量的硫酸铜溶液中，铁能与硫酸铜反应生成了硫酸亚铁和铜，再加入稀硫酸时，固体的质量能减小，说明了铁有剩余，铁与稀硫酸反应生成了硫酸亚铁和氢气，铜与稀硫酸不反应。
【解答】（1）由分析可知，a点时，铁与硫酸铜未反应完，固体物质是铁和铜，在b点时，稀硫酸与铁未反应完，固体物质是铁和铜；
（2）加入铁粉5.6克，硫酸铜完全反应，铜被铁完全置换出来，则m=6.4克，n点纵坐标为12g，则n点 对应的横坐标数值是（12g-6.4g）+5.6g=11.2g；
（3）两个化学反应过程都产生硫酸亚铁，前后两个过程消耗的铁都为5.6g，代入化学方程式即可得到 共产生 FeSO4多少克 。
（4）A.硫酸铜中铜元素的质量分数为40%，硫酸亚铁中铁元素的质量分数约为36.8%，则等质量的硫酸铜和硫酸亚铁中，铜元素的质量大于铁元素的质量。镁、铁、铜的金属活动性依次减弱，将镁条放人硫酸铜和硫酸亚铁的混合溶液中，镁先和硫酸铜反应生成硫酸镁和铜，硫酸铜反应完全后，镁再和硫酸亚铁反应生成铁和硫酸镁。若镁恰好和硫酸铜反应完全且无剩余，则得到的金属只有铜，A项正确；
B.若镁和硫酸铜.硫酸亚铁都恰好反应完全，镁不再剩余，则得到的金属是铜和铁，且铜的质量大于铁的质量，B项正确；
CD.若镁剩余，则铜、铁完全被置换出来，得到的金属是镁、铁、铜，铜的质量大于铁的质量'，C项错误，D项正确。
故答案为：C。
28．【答案】（1）
（2）B；D
【知识点】置换反应及其应用
【解析】【分析】根据置换反应发生条件以及质量守恒定律写出化学方程式，根据正负电荷量代数和为零求解 三种离子的个数比 。
【解答】（1）根据置换反应发生条件以及质量守恒定律，类比铜与硝酸银的反应，可得 A与硝酸银溶液反应的化学方程式为；
（2）代入每个选项的比值，由于正负电荷代数和为零，BD选项符合正负电荷代数和为零；
故答案为：BD。
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