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2.2 金属的化学性质(第2课时) 分层练习
科学观念:熟记金属活动性顺序表,会应用其解释相关现象;会从电子得失和得氧、失氧角度了解氧化还原反应;了解金属锈蚀的条件和防护措施。
科学思维:能运用归纳、分析的科学思维的方法。
探究实践:通过对比分析、举例分析、设计实验方案等方法对金属的活动性顺序进行探究。
态度责任:通过对金属的性质和应用的学习,体会金属对人类生活和生产的意义。
01 金属活动性顺序
1.(2024九上·诸暨月考)为探究Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序,某兴趣小组设计了如图所示的四组实验方案,其中不能达到实验目的的是( )
A. B. C. D.
2.(2024.衢州模拟)为了测定金属活动性强弱,小科设计了如图所示的实验,向打过的金属X和金属Y上滴加不同溶液,金属X上仅①处有明显现象,金属Y上③和④处均有明显现象。据此可判断出金属 X、金属 Y、铁和银的活动性由强到弱的顺序为( )
A.X>Y>Fe>Ag B.Y>Fe>X>Ag C.Y>X>Fe>Ag D.X>Fe>Y>Ag
3.(2024九上·杭州期末)在FeCl2和CuCl2的混合溶液中加入Zn粉,下列说法错误的是( )
A.若反应完成后Zn无剩余,溶液中若有CuCl2,则一定有FeCl2
B.若反应完成后Zn无剩余,溶液中若无CuCl2,则可能有FeCl2
C.若反应完成后Zn有剩余,则溶液中有ZnCl2,无CuCl2和FeCl2
D.若反应完成后Zn有剩余,则溶液中有ZnCl2,无CuCl2,可能有FeCl2
4.向一定量硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入锌粉,所得溶液的质量与加入锌粉的质量关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.a点所得溶液中的溶质是硝酸铜、硝酸锌
B.向b点所得固体中加入盐酸有气泡产生
C.c点所得固体为银和铜
D.d点所得溶液中溶质一定有硝酸锌,可能有硝酸铜
02 金属的腐蚀及防护
1.(2024九上·拱墅期末)为了证明铁的锈蚀是铁与氧气、水共同作用的结果,下列实验必须做的是( )
A.①②③④ B.②③④ C.②④ D.③④
2.某同学设计了如图所示的装置探究铁锈蚀的条件。a管中装入的是少量煮沸的蒸馏水,b管中是干燥的空气。塞紧木塞,并调节L端与R端的液面高度一致,一段时间后观察。下列推断错误的是( )
A.a管中的铁钉会锈蚀
B.L端的液面低于R端
C.该实验可以证明铁的锈蚀需要空气和水
D.若将铁钉替换为相同大小的铜钉重复实验,常温下a中铜钉会生锈,b中铜钉很难生锈
3.(2023九上·绍兴月考)小乐利用如图甲所示装置探究“溶液中的阴离子种类对铁钉锈蚀的快慢是否有影响?”,实验中测得装置中溶液上方氧气浓度变化曲线如图乙所示。则下列分析错误的是( )
A.实验装置里将铁钉一半浸在溶液中,是为了满足铁锈蚀的条件
B.实验中可根据溶液上方氧气浓度变化的快慢,判断铁钉锈蚀的快慢
C.实验所用三种溶液中,铁钉在含氯离子的溶液中锈蚀最快
D.根据三条曲线都是“先陡后缓”,可知影响铁钉锈蚀快慢的因素是阴离子种类
1.利用如图所示的实验验证铁、铜、银的金属活动性顺序,下列实验组合中能得出正确结论的是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
2.下列四个实验中只需要完成三个就能证明Zn、Cu、Ag三种金属的活动性顺序,其中不必进行的实验是( )
A.将锌片放入稀硫酸 B.将铜片放入稀硫酸
C.将锌片放入硝酸银溶液 D.将铜片放入硝酸银溶液
3.将过量的铁粉加入硝酸锌和硫酸铜混合溶液中,充分反应后过滤,留在滤纸上的金属是( )
A.锌、铜 B.铁、锌、铜 C.铁、铜 D.铁、锌
4.锰()和镍()是两种不常见的金属,为了比较锰、镍和铁的金属活动性,小龙在老师的指导下进行了实验,结果如下表:
加金属锰 加金属铁 加金属镍
硝酸锰溶液 ________ 有金属析出 无金属出现
则三种金属的活动性顺序为( )
A. B. C. D.
5.兴趣小组想初步了解金属R的活动性强弱,进行了如图实验。根据实验现象,下列推测错误的是( )
A.R>Zn B.R>Ag C.Zn>Cu D.R>H
6.已知X、Y、Z三种二价金属在金属活动顺序中的位置为X>Y>(H)>Z,则一定不能发生的反应是( )
A.Y+2HCl=YCl2+H2↑ B.Z+XSO4=ZSO4+X
C.X+Y(NO3)2=X(NO3)2+Y D.X+H2SO4=XSO4+H2↑
7.实验是学习化学、培养探究素养的重要途径。下列实验分析中,不正确的是( )
A.实验一可以验证可燃物燃烧的条件 B.实验二可以验证铁制品锈蚀的条件
C.实验三为浓硫酸的稀释过程 D.实验四可以比较空气和呼出气体中氧气的含量
8.小义在验证Al、Cu、Ag三种金属活动性顺序时,制出了美丽的“金属树”。其方法为向两个放有宣纸的培养皿中分别滴入适量的CuSO4溶液、AgNO3溶液,再放入铝丝,一段时间后观察到的实验现象如图,下列说法错误的是( )
A.得到“铜树”后的溶液可能是无色的溶液
B.实验前需要打磨铝丝是为了除去表面致密的氧化膜
C.上述实验现象能得出Al、Cu、Ag三种金属的活动性顺序
D.得到“银树”反应的化学方程式为Al+3AgNO3=3Ag+Al(NO3)3
9.将一定质量的Zn加入到Mg(NO3)2、Fe(NO3)2、AgNO3三种物质的混合溶液中,充分反应后过滤,滤液仍为浅绿色,则下列判断正确的是( )
A.滤渣一定为Ag、Fe B.向滤液中滴加稀盐酸,一定产生白色沉淀
C.滤液中最多含有三种溶质 D.反应前后金属固体的质量可能不变
10.用如图所示装置探究铜生锈的条件,一个月后发现铜丝未生锈。下列叙述错误的是( )
A.金属的腐蚀是金属从单质变成化合物的过程
B.在潮湿的空气中,铝比铁耐锈蚀
C.在有氧气和水的条件下,铜比铁易生锈
D.铜生锈可能与空气中的O2、H2O和CO2有关
11.在硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤液中滴加适量盐酸,没有明显现象,则下列说法正确的是( )
A.滤渣中一定有Ag、Cu、滤液中一定有Fe(NO3)2
B.滤渣中一定有Ag、Cu、滤液中一定没有AgNO3和Cu(NO3)2
C.滤渣中一定有Ag,滤液中一定有Fe(NO3)2,可能有Cu(NO3)2
D.滤渣中一定有Ag,滤液中一定没有AgNO3和Cu(NO3)2
12.如图是铁元素的价类图,每一条射线表示一种物质类别,同一圆圈铁元素化合价相同。下列说法正确的是( )
A.转化e→d中产生红褐色沉淀
B.转化a→Fe一定属于置换反应
C.若cd线代表碱类,则c点表示Fe(OH)3
D.转化Fe→f可为2Fe+3CuCl2=2FeCl3+3Cu
13.为探究铁制品锈蚀的条件,利用图甲所示装置进行如下实验,将干燥的O2从导管a通入U形管(装置气密性良好,药品如图所示);待U形管内充满O2后,在导管b处连接一活塞推至底部的注射器。收集20mLO2后,在导管a处连接乳胶管,并用止水夹夹紧,如图乙所示。一段时间后,观察U形管内的铁丝,其现象如表所示,下列说法正确的是( )
观察对象 现象
①干燥的普通铁丝 没有明显变化
②潮湿的普通铁丝 较多红褐色锈斑
③潮湿的纯铁丝 没有明显变化
A.用点燃的火柴靠经b管口检验U型管内氧气是否已满
B.通过①③对比可以得出铁生锈需要水
C.本实验可以证明铁生锈是否需要氧气
D.通过本实验现象可以证明纯铁更易生锈
14.向三个烧杯中分别放入足量的Mg、Al、Fe粉末,同时加入质量分数相同的100g稀盐酸,充分反应。反应的有关图像错误的是( )
A. B. C. D.
15.废旧手机中含有贵金属金(Au),图是回收Au的简略流程图,下列说法错误的是( )
A.粉碎可以增大反应物的接触面积,加快反应速率
B.滤液a中的阳离子是和
C.在滤液b中加入过量的氢氧化钠溶液,会产生蓝色沉淀
D.由上述过程可知,Zn、Au、Cu三种金属的活动性顺序为Zn>Cu>Au
16.向盛有一定质量MgSO4、FeSO4和CuSO4混合溶液的烧杯中,加入锌粉至过量使其充分反应(溶液始终未饱和),烧杯中溶质、溶剂和金属的质量随锌粉质量变化情况如图所示。下列说法正确的是( )
A.丙代表烧杯中金属的质量
B.bc段发生反应:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
C.溶液的质量a>c
D.c点溶液一定是无色的
17.向盛有硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中缓缓加入锌粉,经搅拌使锌粉与溶液中的溶质恰好完全反应。现根据可能出现的情况,以加入锌粉的质量为横坐标,以烧杯中生成的固体质量为纵坐标,小科同学分别作了三幅关系图。其中A点表示锌粉与溶液中的溶质恰好完全反应时的质量。下列说法正确的是( )
A.甲图中硝酸亚铁的溶质质量分数在B点时最大
B.反应结束时,三种情况的溶液溶质种类不同
C.丙图表示反应结束时,参加反应的锌的质量小于生成的银与铁的总质量
D.线段OB与x轴夹角>45°>线段BC与x轴夹角的主要原因是三种金属的金属活动性不同
18.酸碱盐是我们学过的重要物质,请根据相关知识回答下列问题:
(1)稀硫酸能除铁锈(铁锈的主要成分是氧化铁),写出稀硫酸除铁锈的方程式 。
(2)古人用“湿法炼铜”可获取铜单质,该反应的化学方程式为 。反应现象是
19.为验证镁、铁、铜三种金属的活动性顺序,小涛设计了如图所示的实验方案。请完成下列问题:
(1)实验乙中可以证明铁的活动性大于铜的证据是: 。
(2)同学们经讨论后认为该方案可以优化, 的实验是多余的。
20.铁是生产、生活中应用广泛的一种金属,如图是研究小组在探究铁生锈条件中的一组实验,一段时间后,请你回答以下问题。
(1)B试管中植物油的作用: 。
(2)观察到A试管中铁钉 处锈蚀最严重。
(3)把蒸馏水煮沸的目的是 。
21.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】同学们设计并进行如图所示实验(实验中所用金属均已用砂纸打磨)。
【解释与结论】实验Ⅱ中实验现象是 。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】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,则金属M (选填“能”或“不能”)与硫酸铜溶液发生化学反应。
【拓展与延伸】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3min)
① 20% 锌粒 31.7
② 20% 锌片 50.9
③ 30% 锌粒 61.7
④ 30% 锌片 79.9
(1)实验①②对比说明 ;
(2)若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 。学习小组由此得出影响锌和稀硫酸反应快慢的部分因素。
22.某同学发现,海边铁制渔船上的锈迹比江边铁制渔船的多。他提出猜测:海水可能会加快铁的生锈。为验证这一猜测,设计了如图所示实验并操作。
①连接实验仪器并进行气密性检查。
②称取一定量铁粉和活性炭,在研钵内混合均匀待用。分别将浸有海水和蒸馏水的棉花平铺在锥形瓶A、B底部。
③用纸槽取等量铁粉和活性炭粉快速均匀平铺在棉花上,迅速把带有温度传感器的橡皮塞旋紧,如图甲所示。
④持续采点,绘制温度的变化曲线,如图乙所示。
【查阅资料】采用活性炭可使铁粉疏松、透气。
请结合上述过程,完成下列回答:
(1)该实验选用铁粉,而不用铁丝的原因是 。
(2)根据该实验得出海水会加快铁生锈的依据是 。
(3)暖宝宝反应原理与铁锈蚀原理相同。根据以上探究分析,为了加快暖宝宝发热速度,原料中除铁粉和活性炭外,还可以加入 (填物质类别或名称)。
23.某兴趣学习小组以“铁锈蚀”为主题展开了项目化学习。
【任务一】定性探究铁锈蚀的因素
【查阅资料】①氯化钙固体可作干燥剂。
②一定条件下,某些物质如碳可加快铁的锈蚀,但其本身不参加反应。
【进行实验】取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管,进行图1实验,现象如表。
试管 A B C D
一周后现象 铁钉表面有一层铁锈 铁钉表面无明显变化 铁钉表面无明显变化 铁钉表面有厚层铁锈
【得出结论】
(1)对比A、B、C试管中实验现象,说明铁锈蚀主要是与空气中的 发生反应;
(2)对比A、D试管中实验现象,说明铁锈蚀还与 有关;
【任务二】定量探究铁锈蚀的因素
小组同学按以下步骤进行实验再探究。
步骤1:小组同学设计了图2装置;
步骤2:检查气密性;
步骤3:将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶,t1时刻加入2mL饱和NaCl溶液后,再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上,采集数据。
据图3,铁锈蚀的过程中放热。
【任务三】拓展延伸
(3)据图4,对比AB段和BC段说明 ,分析t3时刻后压强突然变大的原因是 。
24.黄铜是由铜和锌组成的合金,常被用于制造阀门、水管、空调内外机连接管和散热器等。当黄铜的含锌量不同时,其性能不同,见下表。小实同学用足量的稀硫酸对10克某铜锌合金样品进行科学探究,有关数据见下图。
含锌量 性能及用途 性能及用途
≤35% 塑性好,适于冷热加压加工 一
36%~46% 塑性减小而抗拉强度上升,只适于热压力加工 二
>46% 抗拉强度下降,无使用价值 三
请回答以下问题:
(1)图中M的值为 克。
(2)求这块合金样品中所含锌的质量分数 。(列式计算)
(3)这块铜锌合金样品属于等级 (选填“一”、“二”或“三”)
25.为测定某实验废液中硫酸铜和硫酸的质量分数,分别在三只烧杯中倒入50g废液,并在烧杯中加入一定量的铁粉。实验结束后,测得的数据见如表:
第一组 第二组 第三组
反应前加入铁粉质量/g 5.6 8.4 11.2
反应后剩余固体的质量/g 3.2 3.2 6.0
反应后质量(H2)损失/g 0.1 0.2 0.2
请回答:
(1)对比第一、二组数据,第一组实验结束后,废液中的 (填化学式)已全部参加反应。
(2)通过分析第二、三组数据,50g废液与铁粉反应生成氢气质量最多为 。
(3)请分析计算废液中硫酸铜的质量分数。
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2.2 金属的化学性质(第2课时) 分层练习
科学观念:熟记金属活动性顺序表,会应用其解释相关现象;会从电子得失和得氧、失氧角度了解氧化还原反应;了解金属锈蚀的条件和防护措施。
科学思维:能运用归纳、分析的科学思维的方法。
探究实践:通过对比分析、举例分析、设计实验方案等方法对金属的活动性顺序进行探究。
态度责任:通过对金属的性质和应用的学习,体会金属对人类生活和生产的意义。
01 金属活动性顺序
1.【答案】D
【解析】【分析】在金属活动性顺序表中,排在前面的金属能够将后面的金属从盐溶液中置换出来,据此分析判断。
【解答】A.铜不能和稀盐酸反应,而铁能够和稀盐酸反应,说明活动性铁>铜。铜能够和硝酸银反应,则活动性铜>银,那么活动性铁>铜>银,故A不合题意;
B.铜不能和硫酸亚铁反应,则活动性铁>铜;铜能够和硝酸银反应,则活动性铜>银,因此活动性铁>铜>银,故B不合题意;
C.铁能够和硫酸铜反应,则活动性铁>铜;银不能和硫酸铜反应,则活动性铜>银,因此活动性铁>铜>银,故C不合题意;
D.银和铜都不能与硫酸亚铁反应,则它们的活动性都小于铁,但是无法比较二者的活动性大小,故D符合题意。
故选D。
2.【答案】B
【解析】【分析】根据金属能否与盐溶液反应,可确定金属的活动性强弱分析。
【解答】由所给实验及现象可知,X能与硝酸银反应, 不能与氯化亚铁反应,则活动性Fe>X>Ag,Y能与硝酸银、硝酸亚铁反应,则Y>Fe,由引可知, 金属 X、金属 Y、铁和银的活动性由强到弱的顺序为 Y>Fe>X>Ag。
故选B。
3.【答案】D
【解析】【分析】根据金属活动性顺序的应用分析,在金属活动性顺序表中,排在氢前的金属能与酸发生反应,排在前面的金属能与排在后面的金属的盐溶液反应,且两金属活动性相差越大越容易反应。
解答】 在FeCl2和CuCl2的混合溶液中加入Zn粉, 锌要先与氯化铜反应,然后再与氯化亚铁反应。
A、若锌无剩余,氯化铜未全部反应,则溶液中一定有氯化亚铁没有反应,不符合题意;
B、若锌无剩余,溶液中无氯化铜,则氯化亚铁可能也全部反应,也可能剩余,不符合题意;
C、若锌有剩余,则溶液中一定没有氯化铜和氯化亚铁,不符合题意;
D、若锌有剩余,则溶液中一定没有氯化铜和氯化亚铁,符合题意;
故答案为:D。
4.【答案】C
02 金属的腐蚀及防护
1.【答案】B
【解析】【分析】根据铁在空气中锈蚀,实际上是铁跟空气中的氧气、水共同作用的结果,进行分析判断。
【解答】试管②的铁钉只能与干燥的空气接触,试管③中的铁钉只能与水接触,试管④中的铁钉能与氧气、水充分接触,一段时间后,试管④中的铁钉生锈,试管②、③的铁钉没有生锈,对比③、④二两支试管中的铁钉,说明铁生锈需要与氧气接触;对比②、④两支试管中的铁钉,说明铁生锈需要与水接触;故实验必须做的是②③④。
故选:B。
2.【答案】B
【解析】【分析】铁与水和氧气同时接触时容易生锈,铜与水、氧气、二氧化碳同时接触时容易生锈,据此分析判断。
【解答】A.a管中的铁钉与水和氧气同时接触,会锈蚀,故A正确不合题意;
B.a管中的铁钉与水和氧气同时接触,会锈蚀,过程中消耗氧气,导致气压减小,从而导致L端的液面高于R端,故B错误符合题意;
C.a中浸泡在水中的铁钉不生锈,露出的生锈,证明需要空气,故C正确不合题意;
D.若将铁钉替换为相同大小的铜钉重复实验,常温下a中铜钉会生锈(与水、氧气、二氧化碳同时接触),b中铜钉很难生锈(与水隔绝),故D正确不合题意。
故选B。
3.【答案】D
【解析】【分析】根据铁生锈是铁与氧气和水作用,所给三种物质影响氧气浓度的变化趋势确定铁生锈影响因素分析。
【解答】A、 铁生锈是铁与氧气和水共同作用,实验装置里将铁钉一半浸在溶液中,是为了满足铁锈蚀的条件 ,不符合题意;
B、铁钉生锈消耗氧气,实验中可根据溶液上方氧气浓度变化的快慢,判断铁钉锈蚀的快慢 ,不符合题意;
C、由图像可知,实验所用三种溶液中,铁钉在含氯离子的溶液中锈蚀最快 ,不符合题意;
D、 根据三条曲线都是“先陡后缓”,可知影响铁钉锈蚀快慢的因素是阳离子种类 ,由三曲线变化趋势不同,可知阴离子种类影响铁钉锈快慢,符合题意;
故选D。
1.A
【详解】①中的铜丝表面附着一层银白色固体,说明反应发生了,验证了Cu>Ag;
②中铁丝表面附着一层红色固体,说明反应发生了,验证了Fe >Cu;
③中铁丝表面附着一层银白色固体,说明反应发生了,验证了Fe > Ag;
④中无现象,说明H>Cu。
①②即可证明Fe >Cu>Ag。
故选A。
2.C
【详解】分析四个实验,可发现验证实验的设计思路为:根据三种金属与酸反应情况,可验证锌的活动性比铜、银强;然后利用金属铜和硝酸银溶液的置换反应,验证铜的活动性比银强;对比四个实验,实验A证明金属锌能置换出酸中的氢,说明金属锌的活动性排在金属活动性顺序表(H)的前面;实验B证明金属铜不能置换出酸中的氢,说明金属铜的活动性排在金属活动性顺序表(H)的后面;C证明锌的活动性比银强;实验D证明铜的活动性比银强;故A、B实验说明锌>铜,D实验说明铜>银,因此可得出锌>铜>银,所以不做实验C也不影响三种金属活动性的判断;
故选C。
【点睛】在金属活动性顺序中,位于氢前面的金属能置换出酸中的氢,位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来,据此进行分析解答。
3.C
【详解】由金属活动性Zn>Fe>Cu,将过量的铁粉加入硝酸锌和硫酸铜混合溶液中,铁不能与硝酸锌溶液反应,能与硫酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,充分反应后过滤,留在滤纸上的金属是铁、铜。故选C。
4.C
【详解】由题意可知,将铁加入硝酸锰溶液,有金属析出,说明铁的金属活动顺序比锰强,即;将镍加入硝酸锰溶液,无金属析出,说明镍的金属活动顺序比锰弱,即;则三种金属的活动性顺序为:,故选C。
5.A
【详解】将金属R和银放入稀硫酸中,R金属表面出现气泡,说明R>H>Ag;将金属R和铜放入硫酸锌中,无明显现象,说明Zn>Cu,Zn> R。故选A。
6.B
【分析】在金属活动性顺序中从左到右金属活动性逐渐减弱,X、Y、Z三种二价金属在金属活动性顺序中的相对位置为X Y(H) Z,X比Y(H)活泼,Y(H)比Z活泼,X和Y排在氢前面可以与稀盐酸(或稀硫酸)反应生成氢气,Z排在氢后面的则不可以。
【详解】A、Y+2HCl= YCl2+H2↑,Y排在氢前面可以与稀盐酸(或稀硫酸)反应生成氢气,故A正确;
B、Z和XSO4 不反应,X排在Z前面,X比Z活泼,排在前面金属能把排在其后面的金属从其可溶性化合物溶液中置换出来,故B错误;
C、X+Y(NO3)2= X(NO3)2+Y,X排在Y前面,X比Y活泼,故C正确;
D、X+H2SO4(稀)=XSO4+H2↑,X排在氢前面可以与稀盐酸(或稀硫酸)反应生成氢气,故D正确。
故选B。
7.B
【详解】A、铜片上的白磷燃烧,红磷不燃烧,水中的白磷不能燃烧,薄铜片上的白磷能与氧气接触,温度能达到着火点,水中的白磷不能与氧气接触,红磷温度没有达到着火点;可得出燃烧需要与氧气接触,且温度达到着火点,分析正确,不符合题意;
B、第一支试管中的铁钉只能与水接触;第二支试管中的铁钉只能与干燥的空气接触;一段时间后,两支试管的铁钉没有生锈,不能用于探究铁生锈条件,分析错误,符合题意;
C、水的密度比浓硫酸小,水加入浓硫酸中,水会浮在浓硫酸上面,溶解时放出的热能使水立刻沸腾,使硫酸液滴向四周飞溅,稀释浓硫酸时,要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌,以使热量及时的扩散,实验三为浓硫酸的稀释过程,分析正确,不符合题意;D、图中实验,伸入呼出气体的是木条熄灭,伸入空气中的气体正常燃烧,可以比较空气和呼出气体中氧气的含量,分析正确,不符合题意。
故选B。
8.C
【详解】A、铝与硫酸铜反应生成硫酸铝和铜,如果铝过量,则得到“铜树”后的溶液是无色溶液,说法正确;
B、由于铝易与空气中的氧气反应在其表面形成致密的氧化铝的薄膜,实验前需要打磨铝丝是因为除去表面致密的氧化膜,说法正确;
C、该实验能证明铝最活泼,不能比较铜和银的活动性顺序,不能证明Al、Cu、Ag三种金属活动性顺序,说法错误;
D、得到“银树”反应的反应是铝与硝酸银反应生成硝酸铝和银,方程式是:Al+3AgNO3=Al(NO3)3+3Ag,说法正确。
故选C。
9.D
【分析】金属活动性:镁>锌>铁>银,将一定质量的Zn加入到Mg(NO3)2、Fe(NO3)2、AgNO3三种物质的混合溶液中,不能与Mg(NO3)2溶液反应,锌先与AgNO3反应生成硝酸锌和银,反应是:;AgNO3反应完,若还有锌粉,锌才能与Fe(NO3)2反应生成硝酸锌和铁反应是:;充分反应后过滤,滤液仍为浅绿色,说明滤液中含有硝酸亚铁,不能确定是否有硝酸银,硝酸亚铁可能部分参加了反应,也可能没有参加反应。
【详解】A、根据分析知道,滤渣中一定含有银,可能含有铁,不符合题意;
B、根据分析,如果硝酸亚铁部分参加了反应,则滤液中不含硝酸银,滤液中滴加稀盐酸,没有白色沉淀生成,不符合题意;
C、根据分析,如果硝酸银有剩余,滤液中最多含有硝酸镁、硝酸银、硝酸锌、硝酸亚铁四种溶质,不符合题意;
D、根据分析可知,每65份质量的锌可置换出216份质量的银,金属的质量会增加;锌与硝酸亚铁溶液反应生成硝酸锌溶液和铁,每65份质量的铁可置换出56份质量的铁,金属的质量会减少;若同时发生两个反应,则反应前后金属固体的质量可能不变,符合题意。
故选D。
10.C
【详解】A、金属的腐蚀,实际上是金属与氧气、水等发生反应,是金属从单质变成化合物的过程,故选项说法正确;
B、在潮湿的空气中,铝比铁耐锈蚀,是因为铝在空气中能与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止内部的铝进一步被氧化,故选项说法正确;
C、用如图所示装置探究铜生锈的条件,一个月后发现铜丝未生锈,说明在有氧气和水的条件下,铜不如铁易生锈,故选项说法不正确;
D、用如图所示装置探究铜生锈的条件,氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳,氢氧化钠固体能防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入盛有铜丝的试管中,一个月后发现铜丝未生锈,说明铜生锈可能与空气中的O2、H2O和CO2有关,故选项说法正确。
故选C。
11.C
【分析】根据三种金属活动性由强到弱的顺序:铁>铜>银,当把铁粉加入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中时,银首先被置换出来,在银完全置换后,铜才能被置换出来;一定量的铁粉,可能完全转换出铜和银,也可能只置换出全部的银或是置换出部分的银。向滤液中加入稀 HCl,无明显现象,说明溶液中的银已全部置换出来,滤渣中一定有Ag。
【详解】A、根据分析可知滤渣中一定含有银,但不一定含有铜;错误;
B、根据分析可知滤渣中一定含有银,但不一定含有铜;错误;
C、一定量的铁粉,可能完全转换出铜和银,也可能只置换出全部的银或是置换出部分的银,根据向滤液中滴加适量盐酸,没有明显现象可知,银全部被置换出来,铜可能被全部置换,也可能被部分置换,滤渣中一定有Ag,可能有Cu、滤液中一定没有AgNO3,可能有Cu(NO3)2,一定存在Fe(NO3)2,正确;
D、一定量的铁粉,可能完全转换出铜和银,也可能只置换出全部的银或是置换出部分的银,根据向滤液中滴加适量盐酸,没有明显现象可知,银全部被置换出来,铜可能被全部置换,也可能被部分置换,滤渣中一定有Ag,可能有Cu、滤液中一定没有AgNO3,可能有Cu(NO3)2,一定存在Fe(NO3)2,错误;
故选C。
12.A
【详解】A、由图知,d可为碱,其中铁元素化合价为+3,为氢氧化铁,e为盐,则e→d中产生红褐色沉淀,正确;
B、a为氧化铁,转化a→Fe的反应可为一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳,反应物为两种化合物,不属于置换反应,错误;
C、若c、d线代表碱类,d点中铁元素化合价为+3,表示Fe(OH)3,c点中铁元素化合价为+2,表示Fe(OH)2,错误;
D、f为盐,铁元素化合价可为+2,可为氯化亚铁,Fe→f可为铁和氯化铜生成氯化亚铁和铜,错误。
故选A。
13.A
【详解】A、从a口通入氧气,若想知道是否充满氧气,则需要在b出口处检查是否有氧气逸出,氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,在b导管口放带火星的木条,如果木条复燃,则充满氧气,正确;
B、根据对比实验的基本要求,变量只有一个,其他条件完全相同,该结实验中存在两个变量,一个是水,一个铁丝种类,因此通过①③对比不能得到铁生锈需要水,错误;
C、本实验中所有的铁丝都与氧气接触,没有设置只通入氧气而其他条件不同的对比实验,不能证明铁生锈是否需要氧气,错误;
D、②潮湿的普通铁丝有较多红褐色锈斑,而③潮湿的纯铁丝没有明显变化,说明纯铁不易生锈,错误。
故选A。
14.D
【详解】A、,,,因为金属足量则稀盐酸完全反应。如反应73份质量的HCl,溶液质量的增加情况为:镁增加24-2=22份,铝增加份,铁增加56-2=54份,所以溶液增加质量Fe>Mg>Al,图示正确;
B、消耗73份质量的HCl需要镁的质量为24份,铝的质量为份,铁的质量56份,所以消耗相同质量的稀盐酸需要金属的质量Fe>Mg>Al,金属过量,最终稀盐酸全部消耗,则最终消耗稀盐酸质量相同,图示正确;
C、向三个烧杯中分别放入足量的Mg、A1、Fe粉末,同时加入质量分数相同的100g稀盐酸,最终生成的氢气质量相等,镁的金属活动性强于铝强于铁,故镁的反应速率大于铝大于铁,图示正确;
D、从B分析可知,最终稀盐酸全部反应,消化金属的质量Fe>Mg>Al。金属活动性Mg>Al>Fe,则相同时间内消耗的金属Mg>Al>Fe,图示错误。
故选D。
15.B
【详解】A、粉碎目的是增大反应物的接触面积,加快反应速率,故说法正确;
B、排在氢前面的金属能与酸反应生成盐和氢气,Fe、Zn、Au、Cu中加入过量的稀硫酸,Fe、Zn分别与硫酸反应生成硫酸亚铁、硫酸锌,滤液a中含有硫酸亚铁、硫酸锌和硫酸,阳离子是Fe2+、Zn2+和H+,故说法错误;
C、铜与氧气反应生成氧化铜,硫酸铜与硫酸反应生成硫酸铜和水,加入过量的氢氧化钠溶液,氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钠,会产生蓝色沉淀,故说法正确;
D、由上述过程Fe、Zn、Au、Cu中加入过量的稀硫酸,Fe、Zn分别与硫酸反应,说明Fe、Zn金属活动性大于Au、Cu,Au、Cu与氧气中加入铜反应,金不反应,说明金属活动性铜大于金,三种金属的活动性顺序为Zn>Cu>Au,故说法正确。
故选B。
16.A
【详解】向盛有一定质量MgSO4、FeSO4和CuSO4混合溶液的烧杯中,加入锌粉至过量,锌先与硫酸铜反应生成铜和硫酸锌,然后再硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁,锌与不能与硫酸镁反应。
A、丙起点为原点,随锌的加入,质量增加,丙代表烧杯中金属的质量。符合题意;
B、 bc段为锌与硫酸亚铁的反应,方程式为Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe 。不符合题意;
C、锌与硫酸铜和硫酸亚铁反应时,溶液质量都增加,则 溶液的质量aD、 c点溶液中硫酸亚铁未完全反应,溶液呈浅绿色 。不符合题意;
故选A。
17.A
【详解】锌的金属活动性比银、铁强,向盛有硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中缓缓加入锌粉,经搅拌使锌粉与溶液中的溶质恰好完全反应,锌粉先与AgNO3反应生成硝酸锌和银,AgNO3反应完,锌粉才能与Fe(NO3)2反应生成硝酸锌和铁。Zn+2AgNO3═Zn(NO3)2+2Ag,由反应时的质量比可知,每65份质量的锌可置换出216份质量的银,固体的质量会增加;Zn+Fe(NO3)2═Zn(NO3)2+Fe,每65份质量的锌可置换出56份质量的铁,固体的质量会减少。当增加的质量大于减少的质量时,甲正确;当增加的质量等于减少的质量时,乙正确;增加的质量小于减少的质量时,丙正确;图象甲、乙、丙均有可能正确。
A、B点时硝酸银完全消耗,硝酸亚铁没有参加反应,甲图中硝酸亚铁的溶质质量分数在B点时最大,正确;
B、反应结束时,三种情况的溶液溶质种类是相同的,均是硝酸锌,错误;
C、丙图表示反应结束时,参加反应的锌的质量大于生成的银与铁的总质量,错误;
D、线段OB与X轴夹角>45°>线段BC与X轴夹角的主要原因,是三种金属的质量的不同,错误。
故选A。
18. Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 溶液变为浅绿色,有红色固体出现
【详解】(1)铁锈的主要成分是氧化铁,稀硫酸除铁锈的反应原理为氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水,化学方程式为:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O。
(2)古人用“湿法炼铜”可获取铜单质,该反应为铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,化学方程式为Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。反应现象是溶液变为浅绿色,有红色固体出现。
19.(1)析出红色固体
(2)丙
【详解】(1)实验乙中铁与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁溶液,观察到析出红色固体,即可证明铁的活动性大于铜,故填:析出红色固体;
(2)甲中,镁能够和硫酸亚铁反应,则说明金属活动性镁>铁;乙中,铁和硫酸铜反应,则说明金属活动性铁>铜,据此可以比较三者的金属活动性强弱,故丙的实验是多余的,故填:丙。
20. 防止氧气溶于水 b 除去水中的溶解的氧气
【详解】(1)B试管中植物油的作用:防止氧气溶于水;
(2)铁生锈需要与氧气和水同时接触;A中铁钉b处与氧气和水接触最充分,生锈最严重。
(3)温度升高,气体在水中的溶解度减小,把蒸馏水煮沸的目的是除去水中的溶解的氧气。
21. 铜片表面有银白色固体物质生成,溶液由无色变成浅蓝色 能 相同条件下,锌片比锌粒与稀硫酸反应速率快 ①③/②④
【详解】[解释与结论]
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, 并结合金属活动性顺序可知:铜片与硝酸银溶液反应生成银和硝酸铜,实验Ⅱ中实验现象是铜片表面有银白色固体物质生成,溶液由无色变成浅蓝色。
[反思与交流]
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,则金属活动性:M>H,由金属活动性顺序可知氢、铜金属活动性:H>Cu,则金属活动性:M>Cu,金属M能与硫酸铜溶液发生化学反应。
[拓展延伸]
(1)实验①②硫酸的溶质质量分数为20%、体积为20mL,锌的质量为1g,锌的形状不同,收集3min氢气的体积①>②,说明实验①反应速率比实验②快,实验①②对比说明相同条件下,锌片比锌粒与稀硫酸反应速率快。
(2)若要比较不同溶质质量分数的稀硫酸对反应快慢的影响,变量是硫酸的质量分数,硫酸的体积、锌的形状、锌的质量均相同,应选择的实验编号是①③或②④。学习小组由此得出影响锌和稀硫酸反应快慢的部分因素。
22. 增大反应物接触面积,能使反应更快、更充分 单位时间内,A中温度升高比B中快,并且最终A中温度比B中高 氯化钠或盐
【详解】(1)该实验选用铁粉,而不用铁丝的原因是增大反应物接触面积,能使反应更快、更充分;
(2)根据该实验得出海水会加快铁生锈的依据是单位时间内,A中温度升高比B中快,并且最终A中温度比B中高;
(3)暖宝宝反应原理与铁锈蚀原理相同。根据以上探究分析,为了加快暖宝宝发热速度,原料中除铁粉和活性炭外,还可以加入氯化钠或盐。
23. 水、氧气 氯化钠溶液 氯化钠溶液能够促进铁生锈 稀盐酸和铁反应生成氯化亚铁和氢气
【详解】(1)对比A、B、C试管中实验现象可知,A中铁与水和氧气同时接触,生锈,B中铁与氧气隔绝,不生锈,C中铁与水隔绝,不生锈,说明铁锈蚀主要是与空气中的水、氧气发生反应;
(2)对比A、D试管中实验现象,说明铁锈蚀还与氯化钠溶液有关;
(3)据图4,对比AB段和BC段说明氯化钠溶液能够促进铁生锈,t3时刻后压强突然变大的原因是稀盐酸和铁反应生成氯化亚铁和氢气。
24. 109.8 设参加反应的锌的质量为x,
x=6.5g;
合金中锌的质量分数为:×100%=65%>46%,
答:合金中锌的质量分数为65% 三
【详解】(1)根据图像可知,加入120g稀硫酸时总质量为129.8g,那么生成氢气的质量为:10g+120g-129.8g=0.2g;B点时加入稀硫酸的质量为100g,那么总质量为:10g+100g-0.2g=109.8g,即图中M的数值为109.8g;
(2)见答案;
(3)根据表格数据可知,这块铜锌合金样品属于等级三。
25. CuSO4 0.2g 设参加反应的硫酸铜的质量为x。
得x=8g
CuSO4%=100%=16%。
答:废液中硫酸铜的质量分数16%。
【详解】(1)对比第一、二组数据,第一组中加入5.6g铁粉,生成0.1g氢气,剩余固体的质量为3.2g;第二组中加入8.4g铁粉,生成0.2g氢气,剩余固体的质量为3.2g;第一组、第二组实验结束后,剩余固体的质量相等,说明第一组实验结束后,废液中的CuSO4已全部参加反应,生成铜的质量为3.2g。
(2)第二组中加入8.4g铁粉,生成0.2g氢气;第三组加入11.2g铁粉,生成0.2g氢气;通过分析第二、三组数据,50g废液与铁粉反应生成氢气质量最多为0.2g。
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