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【刷题补漏】华师大版九年级科学上册·备战期中
易错精选(四)金属
本练习训练范围:华师大版九上科学3章
一 金属的物理性质及用途
1.(2023秋 平阳县校级期中)《天工开物》是我国古代科技发展的智慧结晶。书中记载:“每金七厘造方寸金一千片”,体现了黄金具有的物理性质是( )
A.磁性 B.延展性 C.导电性 D.导热性
2.(2023秋 洞头区期中)小明将纸条分别紧紧卷在木棒和铁棒上,加热纸条(如图),木棒上的纸条立即燃烧,而铁棒上的纸条不会立即燃烧。据此推测木棒和铁棒具有不同的( )
A.密度 B.导热性 C.硬度 D.延展性
3.(2023秋 上虞区期中)如图是中国人民银行发行的中华人民共和国成立70周年纪念币。在选择铸造纪念币的材料时,不需要考虑的因素是( )
A.金属的硬度 B.金属的耐腐蚀性
C.金属的延展性 D.金属的导电性
二 合金与合金的性质
4.(2023秋 萧山区期中)近日狡猾的新冠病毒再次砸向我国部分省市,随着气温下降新冠病毒的活性会有所增加,大家一定要少聚集、勤洗手、戴口罩!防疫不松懈!为增强口罩的密封性,均放了鼻梁条,有的鼻梁条是铝合金的,关于铝合金的说法正确的是( )
A.铝合金属于纯净物
B.鼻梁条使用铝合金,利用其密度大、抗腐蚀性好的优点
C.铝合金属于金属材料
D.铝合金的熔点比金属铝高
5.(2023秋 滨江区期中)将两种或多种金属(或金属与非金属)在同一容器中加热使其熔合,冷凝后得到具有金属特性的熔合物﹣﹣合金。这是制取合金的常用方法之一。仅根据下表数据判断,适宜采用上述方法制取的合金是( )
金属 Na Mg Al Cu Fe
熔点/℃ 97.5 640 660 1 083 1 535
沸点/℃ 883 1 090 2 467 2 567 2 750
A.Fe﹣﹣Na合金 B.Al﹣﹣Na合金
C.Mg﹣﹣Fe合金 D.Cu﹣﹣Na合金
6.(2022秋 仙居县校级期中)去年10月初,小金参观了“神秘的古蜀文明”展览,他对用金箔制作的太阳神鸟(空气中保存完好)、用铜制作的太阳形器、用玉石(含Al2O3)制作的四节玉琮、用铜锡合金制作的青铜大立人作出以下判断,正确的是( )
A.保存太阳神鸟时需隔绝空气以防被氧化 B.加工太阳形器时未体现金属延展性
C.清洗玉琮时可使用稀盐酸等强酸性溶液 D.制作大立人时需几种金属熔合在一起
7.(2023秋 湖州期中)合金是由两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质。查阅资料可知合金的熔点低于其中任何一种金属的熔点。如表是几种金属熔点的数据。请回答下列问题:
金属 锡 铅 锑
熔点/℃ 232 327 630
(1)合金属于 (选填“化合物”或“混合物”)。
(2)如图表示铅锡合金的熔点随其中一种金属的质量分数变化的图像,则该图中横坐标表示 金属的质量分数。
(3)一般家用保险丝大都是用铅(不少于98%)和锑(0.3~1.5%)制成的合金,根据以上信息及生活经验判断该合金的熔点可能为 。
A.20﹣40℃ B.232﹣300℃ C.327﹣600℃ D.630﹣900℃
三 金属材料及其应用
8.(2023秋 越城区校级期中)创造了10909m深潜新纪录的“奋斗者号”载人潜水器的外壳由钛合金制造。钛合金属于( )
A.金属材料 B.无机非金属材料
C.合成材料 D.有机物
9.(2023秋 慈溪市校级期中)北斗系统的全面建成彰显了中国航天的力量,在航天科技中会用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是( )
A.合金中一定只含金属元素
B.纯铜比黄铜的硬度更大
C.生锈的钢铁制品没有回收价值
D.钛和钛合金被广泛用于火箭、导弹等
10.(2023秋 浙江期中)杭州雷峰塔是中国第一座彩色铜雕塔,其斗拱部分的材料为铜、锌组成的黄铜,黄铜这种材料属于( )
A.金属材料 B.非金属材料
C.有机合成材料 D.陶瓷材料
四 金属的回收利用及其重要性
11.(2023秋 瑞安市期中)为除去铜和氧化铜混合物中的氧化铜,达到回收金属铜的目的,小科向混合固体中逐滴加入过量的稀盐酸。
(1)实验中稀盐酸需加过量的目的是 。
(2)逐滴加入稀盐酸时,可观察到的现象是 。
(3)实验后得到金属铜与剩余溶液,小科结合建立模型的方法对反应前后的溶液成分进行分析。图甲为所加稀盐酸中各微粒数量的百分含量,请在图乙中完成反应后溶液中各微粒数量百分含量的模型图
五 金属的化学性质
12.(2023秋 慈溪市校级期中)如图所示,烧杯中盛有质量相等、质量分数相等的稀盐酸,天平调平后,同时向其中分别加入等质量的过量锌片和铁片,则从反应开始到反应结束的过程中,天平指针指向的变化是( )
A.先向左偏后平衡 B.先向左偏后向右偏
C.先向右偏后平衡 D.先向右偏后向左
13.(2024秋 苍南县期中)向两份装有等质量的镁粉和铁粉的烧杯中逐渐加入等浓度的稀硫酸直至过量,下列图像中正确的是( )
A. B. C. D.
14.(2022秋 西湖区校级期中)将等量的Mg、Fe、Zn三种金属分别放入质量和溶质质量分数均相同的三份硫酸中,反应完成后生成氢气的质量关系可能的是( )
A. B. C. D.
15.(2023秋 西湖区校级期中)在密闭容器中。分别用压强和温度传感器测定久置铝片与稀盐酸反应过程的图象如图。下列结论不正确的是( )
A.从整个反应过程中看,反应中有热量放出
B.0 50s时,变化不明显,是因为铝表面有一层氧化铝
C.60 100s容器内气压升高,主要由于温度升高的原因
D.100s后温度、气压降低的主要原因是因为反应结束
16.(2023秋 余杭区校级期中)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),其溶质硫酸锌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( )
A. B. C. D.
17.(2021秋 南湖区校级期中)相同质量的Mg、Fe、Zn三种金属,分别与足量的、质量相同、质量分数相同的稀H2SO4充分反应,生成氢气与消耗稀H2SO4的质量关系如图,分析图象所得的结论与事实相符的是( )
A.三种金属消耗稀H2SO4的质量:Mg<Fe<Zn
B.三种金属的失电子总数量:Mg>Fe>Zn
C.三种金属的活动性顺序:Mg=Fe=Zn
D.三种金属与稀H2SO4反应后溶液的质量:Mg>Fe>Zn
18.(2022秋 余杭区校级期中)向盛有一定质量的黄铜(铜锌合金)粉末的烧杯中逐滴滴加稀硫酸,边滴加边搅拌,反应过程中烧杯内剩余固体与加入稀硫酸的质量关系如图所示。下列分析正确的是( )
A.通过a、c点时固体的质量可以计算锌的质量分数
B.b点的现象是溶液变为蓝色
C.d点的现象是有气泡产生
D.d点时溶液的pH大于c点时的pH
19.(2023秋 慈溪市期中)如图为U盘的外观和内部结构示意图,请据此回答以下问题:
(1)制作保护套的材料,铝合金替代铁的主要优点是 (填一个最主要的即可)。
(2)铜箔即很薄的铜片。将铜加工成铜箔是利用了铜的 这一物理性质。
(3)闪存芯片通常用99.99%以上纯度的Si单质做原料。工业上利用碳与SiO2反应得到粗硅,然后在粗硅中通入Cl2得到SiCl4,再将SiCl4与氢在高温条件下反应得到高纯硅和一种化合物。据此可知,SiCl4与氢在高温条件下反应的化学方程式为 。
20.(2021秋 常山县期中)科学课上,老师说一种金属活动性较强的金属能把另一种金属活动性较弱的金属从它的盐溶液中置换出来,但一般不用K、Ca、Na等活泼金属来置换盐溶液中的其他金属元素。小科对此产生了疑问:若钠与硫酸铜溶液反应能生成铜吗?小科对此进行了探究。
【提出猜想】
猜想一:金属钠和硫酸铜溶液反应有铜生成。
猜想二:金属钠和硫酸铜溶液反应没有铜生成。
猜想三:金属钠和硫酸铜溶液反应除了铜之外还有其他产物。
在老师的指导下,小科把金属钠用小刀轻轻切下黄豆大小的一块放入盛有200毫升5%的硫酸铜溶液的烧杯中,观察到钠与溶液剧烈反应,并放出热量和气体,本身熔化成银白色的小圆球,浮在水面上做无规则的运动,直至消失,烧杯中溶液仍为蓝色,溶液中出现蓝色絮状沉淀,没有红色固体生成。
【查阅资料】钠常温下就能与水发生剧烈反应,反应方程式为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。
(1)小科提出猜想一的依据是什么? 。
(2)根据实验现象,可以得出的结论是: 。
(3)请结合资料和所学知识,写出实验中产生蓝色絮状沉淀的原理(写化学方程式) 。
21.(2022秋 海曙区期中)A﹣E为初中化学常见的物质,其中A能使带火星的木条复燃,E浓溶液能使小木棒变黑。它们反应转化关系如图所示(图中部分生成物未标出)。
(1)气体单质A的化学式是 ,金属单质B的化学式为 ;
(2)金属铁与蓝色溶液D反应的化学方程式: 。
22.(2023秋 海曙区校级期中)从废旧电子产品中可以提炼贵重金属,并得到硫酸铜溶液,某工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)铝是活泼金属,电子产品中的铝件却有良好的抗腐蚀性能,其原因是 。
(2)图中“操作”的名称是 。写出所得贵重金属中任意一种的化学式: 。
(3)反应①的化学方程式为 ,该反应的基本类型是 。
(4)反应②的化学方程式是 。
23.(2021秋 丽水期中)如图是小科探究铁生锈条件的装置,a、b两支具支试管中加入形状和大小完全相同的铁片,再向a中加入植物油,U形玻璃管内为红墨水,塞上橡皮塞后U形玻璃管内两端液面相平,整个装置气密性良好,放置一段时间。请写出该实验会出现的现象并解释原因。
24.(2023秋 诸暨市期中)黄铜(由铜和锌形成的合金)有较强的耐磨性能,在生活中有广泛的用途。晓军同学为了测定黄铜屑样品组成,分四组取样品与稀硫酸反应,其实验数据记录如下表:
样品 第1份 第2份 第3份 第4份
取样品质量(g) 25.0 25.0 25.0 25.0
取稀硫酸质量(g) 40.0 80.0 120.0 160.0
产生气体质量(g) 0.2 0.4 0.5 m
试计算:
(1)上表中m的数值是 ;
(2)通过分析上述数据可知,当黄铜样品和稀硫酸的质量比为 时,两者恰好完全反应;
(3)求所用稀硫酸中硫酸的质量分数?
六 金属活动性顺序及其应用
25.(2023秋 杭州期中)将金属M的粉末放入盛有硝酸铜溶液的烧杯中,充分反应后,溶液呈无色,继续向烧杯中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。根据上述实验分析,下列说法错误的是( )
A.金属活动性强弱顺序:M>Cu>Ag B.滤渣中可能有金属M
C.滤液中至少含有两种溶质 D.滤渣中一定有Ag
26.(2024秋 瑞安市期中)在学习金属相关知识时,小科往盛有硝酸银和硝酸铜混合溶液的烧杯中加入一定质量的铁粉,充分反应后烧杯内剩余固体的质量如图。则下列推断正确的是( )
A.反应后的溶液中有硝酸铜剩余
B.反应后的溶液中有硝酸银剩余
C.原溶液中硝酸银的质量等于硝酸铜的质量
D.原溶液中硝酸银的质量小于硝酸铜的质量
27.(2023秋 鹿城区期中)将一定量的金属M加入到ZnCl2和CuCl2的混合溶液中,充分反应后过滤,得固体滤渣,滤液为无色,向滤渣中滴加稀硫酸气泡产生,下列有关金属M、Zn、Cu的金属活动性判断一定正确的是( )
A.M>Zn B.Zn>M C.M>Cu D.Cu>M
28.(2023秋 瑞安市期中)小宁分别将不同质量的锌粉加入一定量的Cu(NO3)2和AgNO3混合溶液中,充分反应后过滤,以下是在不同情况下对滤渣或滤液成分的说法,错误的是( )
A.若滤液中只含一种溶质,滤渣一定含有Ag、Cu,可能含有Zn
B.当滤液含两种溶质时,滤渣一定含有Ag,可能含有Cu,一定不含Zn
C.若滤渣中有红色固体,滤液一定含有Zn(NO3)2,一定不含Cu(NO3)2
D.若向所得滤液中滴加稀盐酸有白色沉淀生成,滤渣一定只含有Ag
29.(2020秋 台州期中)兴趣小组按如图流程进行实验(每步均充分反应),反应结束后,将烧杯内物质进行过滤,向滤渣中加入少量稀盐酸,无明显现象,下列说法不正确的是( )
A.由实验可判断出铁、铜、锌的活动性顺序
B.滤液中的溶质一定有FeCl2、ZnCl2和CuCl2
C.滤渣中一定有Cu,一定没有Fe和Zn
D.两支试管混合后,固体总质量一定增加
30.(2023秋 东阳市期中)已知X.Y.Z三种二价金属在金属活动顺序中的相对位置为X、Y(H)、Z,判断以下反应不能发生的是( )
A.Y+2HCl═YCl2+H2↑ B.Z+XSO4═ZSO4+X
C.X+Y(NO3)2═X(NO3)2+Y D.X+H2SO4(稀)═XSO4+H2↑
31.(2020秋 海曙区校级期中)某化学小组用一定量AgNO3和Al(NO3)3的混合溶液加入铜粉和锌粉,充分反应后过滤,得到溶液甲和固体乙,如图所示:
则:①溶液甲中一定含有Al(NO3)3和Zn(NO3)2;
②固体乙中一定含有Ag,可能含有Cu和Zn;
③若溶液甲是蓝色,则溶液甲一定含有Al(NO3)3、Zn(NO3)2和Cu(NO3)2;
④向固体乙上滴加盐酸有气泡产生,则溶液甲中一定没有AgNO3和Cu(NO3)2.
上述四种说法正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
32.(2023秋 绍兴期中)小明同学取镁、铝、锌三种金属,分别放入盛有质量和质量分数都相等的稀盐酸的锥形瓶中,实验装置如图1,采集数据,得到如图2所示的气压变化曲线。
(1)镁、铝、锌与稀盐酸反应产生的相同气体是 (填化学式)。
(2)铝对应的曲线是B,反应速率先慢后快,其主要原因是 。
(3)从图2分析,以下结论正确的是 (填序号)。
①金属镁对应的气压变化曲线是A
②M点时参加反应的镁锌质量相等
③实验时取用的镁铝质量可能相等
33.(2023秋 滨江区期中)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】
(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 。
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】
(3)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】
(4)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 。
由此得出锌的形状和稀硫酸的溶质质量分数都会影响反应快慢。
34.(2024秋 拱墅区校级期中)锰钢(含Fe、Mn、C等)是具有优良金属性能的合金,在生产生活中有广泛的应用。
查阅文献得知:①锰是难溶于水的固体。②锰在水溶液中反应常显+2价,使溶液呈肉色。
兴趣小组同学为了解Mn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序,进行了如下探究。
(1)根据金属活动性顺序(Fe>Cu),对Mn的金属活动性提出了三种猜想:
猜想Ⅰ:Mn>Fe>Cu;猜想Ⅱ:Fe>Cu>Mn;猜想Ⅲ:Fe>Mn>Cu。
(2)初步探究:
实验序号 操作 现象 结论
1 将三种打磨好、粗细质量相同的金属片,分别放入相同的稀硫酸中 放入铁片溶液呈浅绿色,放入锰片溶质为肉色,放入铜片溶液为无色 猜想 错误
2 将打磨好的锰片放入硫酸亚铁溶液中 猜想Ⅰ正确
(3)进一步探究:兴趣小组同学认为有不同的方法可以比较铁、锰的活动性,兴趣小组又进行了新的探究:在盐酸中加入铁或锰进行反应。实验结果记录如下表:
实验编号 盐酸的浓度(均取20ml) 金属(均取2g) 金属的形状 收集50ml氢气所需时间/秒
① 10% 锰 粉状 70
② 10% 铁 片状 120
③ 20% 铁 片状 110
①依据以上实验结果能否推断出锰、铁活动性顺序?请判断并说明依据: 。
②你认为金属与酸的反应速度除了表中的影响因素还受哪些因素影响? (说出一项即可)
35.(2023秋 临海市校级期中)金属钯是稀有的贵金属之一。现有银(Ag)、铂(Pt)、钯(Pd)三种金属制成的戒指,某实验小组利用它们来探究三种金属的活动性顺序。
(1)将钯(Pd)戒指放入稀硫酸溶液中,戒指完好无损,可推测钯在金属活动性顺序表中位于铁之
(填“前”或“后”)。
(2)如图所示,将银、铂戒指分别放入装有PdCl2溶液的甲、乙两烧杯中,一段时间后取出,发现只有银戒指表面有明显变,推测甲烧杯中还可能出现的现象是 。通过该实验判断,(Ag)、铂(Pt)、钯(Pd)的金属活动性由强到弱顺序为 。
36.(2023秋 洞头区期中)人类对金属活动性的顺序的认识经历了漫长的时间。
材料一:我国晋代炼丹家葛洪用铁勺盛满曾青(硫酸铜溶液),几天后,铁勺表面红光闪闪,记载为“点铁成金“的故事,后来演变成湿法炼铜法。
材料二:贝采利乌斯是最早为金属活动性排序的科学家,他依靠定性的推测,对元素的电化次序排序为:Ag,Cu,Zn,Mg,Na。Na的电正性最强,Ag的电负性最强,但是设备落后无法定量实验,因此难以准确描述,他自己也认为排序不够准确。
材料三:贝开托夫设想找到一种参比物使金属与之发生作用,看反应的难易程度来判断金属活动性的强弱。他以水为参比物,镁跟水反应非常缓慢,铁常温下不跟水反应,得出镁金属的活动性比铁强,从而得出大部分金属活动性强弱。现代科学家发现,金属活动性排序还与反应的条件有关。
(1)请写出材料一中葛洪记载的“点铁成金”相关反应的化学方程式: 。
(2)材料三中能比较铁和镁的金属活动性强弱的参比物还可以是 (写出一种物质名称)。
(3)分析以上材料,下列关于金属活动性发现史的说法正确的是 (可多选)。
A.“点铁成金”是迷信故事,炼丹家的发现对科学发展没有贡献
B.由材料二可推测金属元素的电正性越强,金属活动性也越强
C.定性的推测不属于科学研究,定量实验才属于科学研究
D.现代科学家总结出来的金属活动性强弱规律今后还会不断完善
37.(2023秋 海宁市期中)为了探究Fe、Cu、Ag、R(R为未知金属)四种金属的金属活动性顺序,进行如下实验:如图甲所示,将四根金属丝同时插入烧杯中的溶液里,只观察到①中铁丝表面出现气泡,②中铁丝表面有紫红色物质;如图乙所示,一段时间后,将烧杯中铁丝替换为R丝进行实验,观察到①中R丝表面出现气泡,②中R丝表面无明显现象。“”“”””为相应金属丝插入烧杯前,烧杯中溶液里存在的阳离子。
(1)图乙所示的②中存在的阳离子是 (从“”“”“”中选填)。
(2)Fe、Cu、Ag、R四种金属的金属活动性顺序由强到弱依次为 。
七 常见的金属矿物及金属的冶炼
38.(2022秋 定海区期中)工业炼铁的部分反应如图所示,则下列说法正确的是( )
A.X可以是木炭
B.X与CO都具有氧化性
C.③反应后的尾气可直接排放
D.Y中铁元素以游离态存在
39.(2020秋 湖州期中)氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如图所示,下列有关说法错误的是( )
A.实验时都应该先通入气体后加热,防止发生爆炸
B.两者都可以通过观察固体颜色的变化判断反应是否发生
C.甲中试管口略向下倾斜,乙中玻璃管保持水平,是因为两种气体的密度不同
D.甲中无尾气处理装置而乙中有,是因为一氧化碳有毒而氢气无毒
40.(2023秋 慈溪市校级期中)《天工开物》记载的“生铁、熟铁连续生成工艺”,处于当时世界领先地位,是现代冶金工艺的雏形。其流程图如图所示:
(1)熔炼过程中,氧化铁与一氧化碳在高温下反应的化学方程式为 。
(2)通过搅拌向生铁中“充氧”可降低生铁的含碳量,此过程体现了氧气的 (选填“氧化性”或“还原性”)。
41.(2022秋 义乌市校级期中)在科学实验操作技能大赛中,小霞同学用所学的科学知识迅速搭建了一套“模拟炼铁”的冶炼装置(铁矿石的主要成分为Fe2O3)。
(1)为确保制得较纯净的CO,还需在C、D间加装盛放 (选填“碱石灰”或“氢氧化钠溶液”)的装置。(碱石灰的主要成分是CaO和NaOH固体)
(2)写出装置C中发生的化学反应: 。
(3)装置调整好以后,按照规范步骤进行实验,当观察到D装置出现:铁矿石颜色发生变化或 时,证明铁矿石一定有部分被还原了。
(4)实验结束时,在拆卸装置前得进行以下操作:先熄灭C、D中的酒精喷灯,待装置冷却后再停止滴加稀盐酸。目的是 。
(5)本实验还有一个不足之处,请你指出? 。
42.(2023秋 椒江区校级期中)两千多年前,我们的祖先经过长期实践,摸索出一套炼铜工艺。
(1)其中碳还原氧化铜的原理可以用实验装置如图甲、乙表示。
[提出问题]碳燃烧时可能生成CO2也可能生成CO,那么碳与氧化铜反应生成气体是否也有多种可能?
[作出猜想]猜想①:CO;猜想②:CO2;猜想③:CO和CO2。
[设计方案]实验装置如图乙。打开K,缓缓通入干燥的氮气一段时间,关闭K,点燃酒精喷灯和酒精灯,充分反应后,熄灭酒精喷灯和酒精灯,打开K,再通一段时间氮气。
方案一:从定性观察角度判断:猜想①成立的实验现象是 。
方案二:从定量计算角度判断。
取一定量炭粉和4g氧化铜的混合物进行实验,并测定表格中的四个数据。
反应前的质量 反应后的质量
A(玻璃管+固体) m1 m2
B+C(广口瓶+混合液) m3 m4
(2)若猜想②成立,则理论上(m4﹣m3 ) (填“<”“=”或“>”)( m1﹣m2)。
(3)若猜想③成立且CuO全部转化成Cu,则参加反应的碳的质量m的取值范围是 。
43.(2022秋 淳安县期中)某钢铁厂高炉炼铁的主要原料是焦炭、赤铁矿(主要成分是 Fe2O3 )、空气等,主要反应过程如下所示:
(1)A 的化学式是 。
(2)该钢铁厂年生产生铁 5×106 吨(生铁中铁的质量分数为 96%),则需要含铁的质量分数为 60%的赤铁矿石多少吨?
八 金属锈蚀的条件及其防护
44.(2024秋 苍南县期中)物质的结构、性质与用途之间存在一定的关系,合理利用三者关系,能更好地服务人类。结构一性质:铜在潮湿的空气中易生锈。古人通过往铜中加入锡,加热熔融后制成青铜合金,来增强防锈能力,其原理是( )
A.隔绝水 B.改变铜原子的种类
C.隔绝空气 D.改变金属内部结构
45.(2023秋 钱塘区校级期中)小明用三枚洁净无锈的铁钉,设计如图所示实验探究铁生锈的条件。下列说法错
误的是( )
A.乙试管中植物油的作用是隔绝空气
B.只有甲试管中的铁钉有明显锈迹
C.实验表明铁生锈是铁与空气和水共同作用的结果
D.乙、丙两支试管的实验现象说明铁生锈需要水
46.(2023秋 上城区校级期中)世界每年因锈蚀而损失的金属数量巨大,防止金属锈蚀已成为科学研究中的重大问题。下列有关金属锈蚀与保护措施中不正确的是( )
A.在铁表面刷油漆可以防止铁锈蚀
B.及时擦干被雨水淋湿的自行车可防止自行车生锈
C.铝的抗锈蚀性能比铁强,生活中可用钢丝球洗刷铝锅
D.铁锈蚀的实质是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生了化学变化
47.(2023秋 浙江期中)小科用细线将两根大小相同的铁钉,分别固定在如图所示的液面高度相同的甲、乙密闭装置中,放置几天后观察两个装置中铁钉的锈蚀程度及液面变化,下列表述中正确的是( )
A.甲装置中铁钉的锈蚀程度更明显 B.乙装置中铁钉的锈蚀程度更明显
C.甲装置中铁钉这一侧的液面下降 D.乙装置中铁钉这一侧的液面下降
48.(2023秋 萧山区期中)铁合金是生产生活中使用最广泛的金属材料,但铁制品容易被腐蚀而在表面生成红褐色的铁锈。为探究铁制品锈蚀的条件,寻找防止铁制品锈蚀的方法,现进行如下实验:
步骤1:利用如图所示装置,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,将导管a、b处的止水夹k1、k2夹紧。
步骤2:一段时间后,观察U形管内三处铁丝表面的变化情况。
回答下列问题:
(1)步骤2中,观察到①处没有明显变化,说明铁制品锈蚀的条件之一是需要有 (填化学式),②处可能观察到的现象是 ,③处没有明显变化,说明纯铁的抗腐蚀能力较 (填“强”或“弱”)。
(2)待U形管内有明显现象后,将b导管插入水中,打开止水夹k2,观察到 现象,说明该条件下铁制品锈蚀过程消耗了O2。
49.(2023秋 海曙区期中)如图所示为小博探究铁生锈条件的装置图(图中铁丝绒的固定装置未画出)。
(1)据图可知,小博探究的是铁生锈是否需要 。
(2)实验开始一段时间后,可观察到U形管中两侧液面高低情况是 。
(3)为进一步探究温度对铁生锈快慢的影响。小博将该装置(每组装置内铁丝绒质量均相等且足量)分别置于不同温度下进行实验,4小时后记录每组U形管两端液面高度差,具体数据如表:
温度/摄氏度 10 20 30 40 50 60 70
U形管两端液面高度差/厘米 2 4 6 7 8 8 8
小博分析数据后,在10﹣50℃范围内,温度越高,铁生锈越快。但小雅观察实验装置并查阅相关资料后,认为小博的实验不能真实反映50摄氏度以后铁生锈的快慢,其理由是50摄氏度后U形管两端液面高度差不变。请分析出现该现象的原因: 。
50.(2023秋 杭州期中)如图甲所示为探究铁钉锈蚀条件的实验,如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)通过②与③对照得出的结论,说出一种防止菜刀生锈的具体方法 。
(3)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Cl﹣外,还有 (不考虑H2O)。
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【刷题补漏】华师大版九年级科学上册·备战期中
易错精选(四)金属
本练习训练范围:华师大版九上科学3章
一.金属的物理性质及用途(共3小题)
1.(2023秋 平阳县校级期中)《天工开物》是我国古代科技发展的智慧结晶。书中记载:“每金七厘造方寸金一千片”,体现了黄金具有的物理性质是( )
A.磁性 B.延展性 C.导电性 D.导热性
【答案】B
【分析】根据金属的物理性质和用途,进行分析判断。
【解答】解:书中记载:“每金七厘造方寸金一千片”,说明黄金具有良好的延展性。
故选:B。
【点评】本题难度不大,物质的性质决定物质的用途,了解常见金属的物理性质和用途是正确解答此类题的关键。
2.(2023秋 洞头区期中)小明将纸条分别紧紧卷在木棒和铁棒上,加热纸条(如图),木棒上的纸条立即燃烧,而铁棒上的纸条不会立即燃烧。据此推测木棒和铁棒具有不同的( )
A.密度 B.导热性 C.硬度 D.延展性
【答案】B
【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】解:加热纸条(如图),木棒上的纸条立即燃烧,而铁棒上的纸条不会立即燃烧。据此推测木棒和铁棒具有不同的导热性;
故选:B。
【点评】本考点考查了物理性质和化学性质的区分,要记忆有关物质的性质,并能够在比较的基础上进行应用,本考点的基础性比较强,主要出现在选择题和填空题中.
3.(2023秋 上虞区期中)如图是中国人民银行发行的中华人民共和国成立70周年纪念币。在选择铸造纪念币的材料时,不需要考虑的因素是( )
A.金属的硬度 B.金属的耐腐蚀性
C.金属的延展性 D.金属的导电性
【答案】D
【分析】物质的用途主要是由物质的性质决定的,但还要考虑原料是否易得、价格、能否保护有限的金属资源、是否美观、是否便利,以及废料是否易于回收和对环境是否有害等多种因素。
【解答】解:A、金属的硬度,是选择铸造硬币的材料需要考虑的因素,故选项错误。
B、金属的耐腐蚀性,是选择铸造硬币的材料需要考虑的因素,故选项错误。
C、金属的延展性,是选择铸造硬币的材料需要考虑的因素,故选项错误。
D、金属的导电性,不是选择铸造硬币的材料需要考虑的因素,故选项正确。
故选:D。
【点评】本题难度不大,物质的性质决定物质的用途,掌握金属的性质和用途是正确解答此类题的关键。
二.合金与合金的性质(共4小题)
4.(2023秋 萧山区期中)近日狡猾的新冠病毒再次砸向我国部分省市,随着气温下降新冠病毒的活性会有所增加,大家一定要少聚集、勤洗手、戴口罩!防疫不松懈!为增强口罩的密封性,均放了鼻梁条,有的鼻梁条是铝合金的,关于铝合金的说法正确的是( )
A.铝合金属于纯净物
B.鼻梁条使用铝合金,利用其密度大、抗腐蚀性好的优点
C.铝合金属于金属材料
D.铝合金的熔点比金属铝高
【答案】C
【分析】A、合金是指由一种金属加热融合了其他金属或非金属而形成的具有金属特性的物质。
B、铝合金密度小、抗腐蚀性好。
C、金属材料包括纯金属和它们的合金。
D、合金的熔点比组成它的纯金属低。
【解答】解:A、合金是指由一种金属加热融合了其他金属或非金属而形成的具有金属特性的物质,故合金都是混合物,则铝合金属于混合物,故A错误。
B、鼻梁条使用铝合金,利用其密度小、抗腐蚀性好的优点,故B错误。
C、金属材料包括纯金属和它们的合金,铝合金属于金属材料,故C正确。
D、铝合金的熔点比金属铝低,故D错误。
故选:C。
【点评】解答本题要充分理解合金的含义和性质等方面的知识,只有这样才能对相关方面的问题做出正确的判断。
5.(2023秋 滨江区期中)将两种或多种金属(或金属与非金属)在同一容器中加热使其熔合,冷凝后得到具有金属特性的熔合物﹣﹣合金。这是制取合金的常用方法之一。仅根据下表数据判断,适宜采用上述方法制取的合金是( )
金属 Na Mg Al Cu Fe
熔点/℃ 97.5 640 660 1 083 1 535
沸点/℃ 883 1 090 2 467 2 567 2 750
A.Fe﹣﹣Na合金 B.Al﹣﹣Na合金
C.Mg﹣﹣Fe合金 D.Cu﹣﹣Na合金
【答案】B
【分析】根据表中所给物质的熔点和沸点分析,能一起熔合成合金的物质的熔点不是超过其他的物质的沸点。
【解答】解:A.铁的熔点高于钠的沸点,不符合题意;
B.铝的熔点低于钠的沸点,可以熔合,符合题意;
C.铁的熔点高于镁的沸点,不符合题意;
D.铜的熔点高于钠的沸点,不符合题意;
故选:B。
【点评】根据合金的概念:金属与金属或金属于非金属的混合物。
合金的熔点比各成分的熔点低,但硬度比各成分硬度高。
6.(2022秋 仙居县校级期中)去年10月初,小金参观了“神秘的古蜀文明”展览,他对用金箔制作的太阳神鸟(空气中保存完好)、用铜制作的太阳形器、用玉石(含Al2O3)制作的四节玉琮、用铜锡合金制作的青铜大立人作出以下判断,正确的是( )
A.保存太阳神鸟时需隔绝空气以防被氧化
B.加工太阳形器时未体现金属延展性
C.清洗玉琮时可使用稀盐酸等强酸性溶液
D.制作大立人时需几种金属熔合在一起
【答案】D
【分析】A、金的化学性质稳定。
B、加工太阳形器时体现金属延展性。
C、稀盐酸和氧化铝反应生成氯化铝和水。
D、制作大立人时需几种金属熔合在一起,例如铜锡合金就是铜和锡熔合在一起形成的。
【解答】解:A、金的化学性质稳定,保存太阳神鸟时不需隔绝空气,该选项不正确。
B、加工太阳形器时体现金属延展性,该选项不正确。
C、洗玉琮时,不能用稀盐酸,是因为稀盐酸和氧化铝反应生成氯化铝和水,该选项不正确。
D、制作大立人时需几种金属熔合在一起,例如铜锡合金就是铜和锡熔合在一起形成的,该选项正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
7.(2023秋 湖州期中)合金是由两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质。查阅资料可知合金的熔点低于其中任何一种金属的熔点。如表是几种金属熔点的数据。请回答下列问题:
金属 锡 铅 锑
熔点/℃ 232 327 630
(1)合金属于 混合物 (选填“化合物”或“混合物”)。
(2)如图表示铅锡合金的熔点随其中一种金属的质量分数变化的图像,则该图中横坐标表示 锡 金属的质量分数。
(3)一般家用保险丝大都是用铅(不少于98%)和锑(0.3~1.5%)制成的合金,根据以上信息及生活经验判断该合金的熔点可能为 B 。
A.20﹣40℃
B.232﹣300℃
C.327﹣600℃
D.630﹣900℃
【答案】(1)混合物;
(2)锡;
(3)B。
【分析】(1)根据合金的定义分析合金属于混合物;
(2)根据横坐标质量分数为零时熔点要比质量分数为100%时熔点高考虑本题;
(3)根据合金的特性,熔点比它的组成成分熔点要低来分析。
【解答】解:(1)合金是由两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质,属于混合物;
(2)横坐标质量分数为零时熔点要比质量分数为100%时熔点高,因为铅的熔点比锡的熔点高,所以横坐标表示锡的质量分数;
(3)合金的熔点比它的组成成分熔点要低,铅、锑这两种物质熔点最低的是327℃,最高是630℃,所以保险丝应该选择熔点比327℃低,且必须要高于室温,选项B符合题意。
故答案为:(1)混合物;
(2)锡;
(3)B。
【点评】解答本题关键是熟悉合金属于混合物,知道合金的特点。
三.金属材料及其应用(共3小题)
8.(2023秋 越城区校级期中)创造了10909m深潜新纪录的“奋斗者号”载人潜水器的外壳由钛合金制造。钛合金属于( )
A.金属材料 B.无机非金属材料
C.合成材料 D.有机物
【答案】A
【分析】金属材料包括纯金属和合金,无机非金属材料包括陶瓷、玻璃和水泥等,合成材料为合成橡胶、合成纤维和合成塑料,含有碳元素的化合物为有机物,据以上分析解答。
【解答】解:金属材料包括金属及合金,钛合金属于金属材料;
故选:A。
【点评】掌握金属材料的组成特点是解答本题的关键。
9.(2023秋 慈溪市校级期中)北斗系统的全面建成彰显了中国航天的力量,在航天科技中会用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是( )
A.合金中一定只含金属元素
B.纯铜比黄铜的硬度更大
C.生锈的钢铁制品没有回收价值
D.钛和钛合金被广泛用于火箭、导弹等
【答案】D
【分析】A.根据合金的组成来分析;
B.根据合金的性质来分析;
C.根据回收废旧金属的意义来分析;
D.根据钛及其合金的性质来分析。
【解答】解:A.合金中一定含有金属元素,还可以含有非金属元素,如生铁中含有非金属元素碳等,选项说法错误;
B.一般合金的硬度大于其组成中纯金属的硬度,所以纯铜比黄铜的硬度小,选项说法错误;
C.生锈的钢铁制品可以回收重新利用,这样既可以节约能源,又可以减少环境污染,选项说法错误;
D.钛和钛合金具有优良的性能,被广泛用于火箭、导弹、航天飞机和通信设备等,选项说法正确。
故选:D。
【点评】合金相对于组成它的金属来说,一般具有熔点较低、耐腐蚀性强、硬度大、机械强度大等方面的特点。
10.(2023秋 浙江期中)杭州雷峰塔是中国第一座彩色铜雕塔,其斗拱部分的材料为铜、锌组成的黄铜,黄铜这种材料属于( )
A.金属材料 B.非金属材料
C.有机合成材料 D.陶瓷材料
【答案】A
【分析】根据材料的分类来分析,金属材料包括纯金属和合金。
【解答】解:黄铜是一种铜合金,属于金属材料。
故选:A。
【点评】本题难度不大,掌握材料的分类是解题的关键。
四.金属的回收利用及其重要性(共1小题)
11.(2023秋 瑞安市期中)为除去铜和氧化铜混合物中的氧化铜,达到回收金属铜的目的,小科向混合固体中逐滴加入过量的稀盐酸。
(1)实验中稀盐酸需加过量的目的是 使混合物中的氧化铜完全反应 。
(2)逐滴加入稀盐酸时,可观察到的现象是 黑色粉末逐渐消失,溶液由无色变为蓝色 。
(3)实验后得到金属铜与剩余溶液,小科结合建立模型的方法对反应前后的溶液成分进行分析。图甲为所加稀盐酸中各微粒数量的百分含量,请在图乙中完成反应后溶液中各微粒数量百分含量的模型图
【答案】(1)使混合物中的氧化铜完全反应。
(2)黑色粉末逐渐消失,溶液由无色变为蓝色。
(3)。
【分析】(1)根据金属铜位于金属活动性顺序表中氢后面,不能和稀盐酸反应,而氧化铜可以和稀盐酸反应生成氯化铜和水进行分析。
(2)根据氧化铜(黑色固体粉末) 可以和稀盐酸反应生成氯化铜(溶于水形成蓝色溶液) 和水进行分析。
(3)根据稀盐酸中存在的微粒:氢离子、氯离子、水分子。由于混合物中的氧化铜可以和稀盐酸反应生成氯化铜(溶于水形成的溶液中含有铜离子和氯离子) 和水 (由水分子构成),进行分析。
【解答】解:(1)金属铜位于金属活动性顺序表中氢后面,不能和稀盐酸反应,而氧化铜可以和稀盐酸反应生成氯化铜和水,实验中稀盐酸需加过量的目的:使混合物中的氧化铜完全反应。
(2)氧化铜(黑色固体粉末) 可以和稀盐酸反应生成氯化铜(溶于水形成蓝色溶液) 和水,实验中逐滴加入稀盐酸时,可观察到的现象:黑色粉末逐渐消失,溶液由无色变为蓝色。
(3)稀盐酸中存在的微粒:氢离子、氯离子、水分子。由于混合物中的氧化铜可以和稀盐酸反应生成氯化铜(溶于水形成的溶液中含有铜离子和氯离子) 和水 (由水分子构成),反应的化学方程式:CuO+2HCl=CuCl2+H2O(每一个氧化铜分子和2个氢离子、2个氯离子作用生成1个铜离子、2个氯离子和一个水分子),结合反应可知反应后所得的溶液中增加的是铜离子,还有剩余的氢离子(比反应前减少了),同时水分子的个数增多,氯离子个数不变,如图:。
故答案为:(1)使混合物中的氧化铜完全反应。
(2)黑色粉末逐渐消失,溶液由无色变为蓝色。
(3)。
【点评】本题主要考查酸的化学性质等,注意完成此题,可以从题干中抽取有用的信息,结合已有的知识进行解题。
五.金属的化学性质(共13小题)
12.(2023秋 慈溪市校级期中)如图所示,烧杯中盛有质量相等、质量分数相等的稀盐酸,天平调平后,同时向其中分别加入等质量的过量锌片和铁片,则从反应开始到反应结束的过程中,天平指针指向的变化是( )
A.先向左偏后平衡 B.先向左偏后向右偏
C.先向右偏后平衡 D.先向右偏后向左
【答案】C
【分析】根据锌的活动性强于铁,与盐酸反应生成氢气的速率要快,以及生成的氢气全部来自于盐酸进行分析。
【解答】解:如图所示,烧杯中盛有质量相等、质量分数相等的稀盐酸,天平调平后,同时向其中分别加入等质量的过量锌片和铁片,锌的活动性强于铁,与盐酸反应生成氢气的速率要快,而氢气会逸散到空气中,导致左盘质量减少的要快,所以天平指针先向右偏;所用稀盐酸完全相同,金属过量,生成的氢气全部来自于盐酸,当盐酸完全反应后,生成的氢气质量相等,所以最终天平指针指向中央刻度线,即保持平衡。
故选:C。
【点评】本题考查了金属的化学性质以及天平的使用,难度不大,根据所学知识,结合题中信息,认真分析即可解答。
13.(2024秋 苍南县期中)向两份装有等质量的镁粉和铁粉的烧杯中逐渐加入等浓度的稀硫酸直至过量,下列图像中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据开始阶段,等质量的硫酸与足量的镁、铁反应时,酸完全反应,生成的氢气质量相等;镁的相对原子质量小于铁的相对原子质量,最后生成的氢气质量镁大于铁进行分析。
【解答】解:开始阶段,等质量的硫酸与足量的镁、铁反应时,酸完全反应,生成的氢气质量相等;镁的相对原子质量小于铁的相对原子质量,最后生成的氢气质量镁大于铁,故选:B。
【点评】本题是过程与图象结合题,是对学生识图能力的考查,解题的关键是能正确的分析各个反应的过程并能结合图象分析问题。
14.(2022秋 西湖区校级期中)将等量的Mg、Fe、Zn三种金属分别放入质量和溶质质量分数均相同的三份硫酸中,反应完成后生成氢气的质量关系可能的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】金属活动性顺序中,排在氢前面的金属,能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气,排在前面的金属,能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来。
【解答】解:A、如果稀硫酸足量,镁反应生成氢气最多,锌反应生成氢气最少,该选项正确。
B、当铁、锌反应生成的氢气质量相等时,应该是稀硫酸过量,则镁反应生成的氢气和锌、铁一样多,该选项不正确。
C、当三种金属都过量时,稀硫酸完全反应,生成氢气质量相等,该选项正确。
D、锌完全反应,铁和镁有剩余的时候,该选项正确。
故选:ACD。
【点评】会利用金属活动顺序表分析实验,氢前边的金属会与稀硫酸、盐酸反应,但氢后边的金属不会与稀硫酸、盐酸反应,前边的金属会把后边的金属从其盐溶液中置换出来。
15.(2023秋 西湖区校级期中)在密闭容器中。分别用压强和温度传感器测定久置铝片与稀盐酸反应过程的图象如图。下列结论不正确的是( )
A.从整个反应过程中看,反应中有热量放出
B.0 50s时,变化不明显,是因为铝表面有一层氧化铝
C.60 100s容器内气压升高,主要由于温度升高的原因
D.100s后温度、气压降低的主要原因是因为反应结束
【答案】C
【分析】根据铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,结合用压强和温度传感器测定铝与稀盐酸反应过程的图像,进行分析判断。
【解答】解:A、0~100s时,温度升高,反应过程中有热量放出,故选项说法正确。
B、0~50s时,变化不明显,是因为铝表面有一层致密氧化铝薄膜,氧化铝先与稀盐酸反应生成氯化铝和水,故选项说法正确。
C、铝与稀盐酸反应生成氯化铝溶液和氢气,60~100s容器内气压升高,主要由于有气体生成;其次属于放热反应,有温度升高的原因,故选项说法错误。
D、100s后温度、气压降低,是因为因为反应结束后,温度恢复至常温,故选项说法正确。
故选:C。
【点评】本题难度不大,掌握金属的化学性质、铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜等是正确解答本题的关键。
16.(2023秋 余杭区校级期中)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),其溶质硫酸锌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( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据金属的活动性顺序:镁>锌>铁,排在前面的金属可以将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来,然后根据方程式以及置换过程中质量的变化进行分析解答。
【解答】解:根据金属的活动性顺序:镁>锌>铁,将镁条加入溶质为硫酸锌和硫酸亚铁的溶液中,镁先与硫酸亚铁反应生成硫酸镁和铁,该反应方程式为Mg+FeSO4=MgSO4+Fe,即每24份质量的镁能置换出56份质量的铁,硫酸亚铁反应完全之后,若镁还有剩余,镁会与硫酸锌反应生成硫酸镁和锌,该反应方程式为Mg+ZnSO4=MgSO4+Zn,即每24份质量的镁能置换出65份质量的锌。
A、经上述分析,若镁无剩余,可能硫酸亚铁完全反应完,且硫酸锌反应了一部分,则生成的铁和锌的质量可能相等,故A不符合题意;
B、经上述分析,若镁无剩余,可能硫酸亚铁完全反应完,且硫酸锌反应了一部分,则生成的铁的质量可能大于生成的锌的质量,故B不符合题意;
C、经上述分析,若镁有剩余,说明硫酸亚铁和硫酸锌均反应完全,根据硫酸锌和硫酸亚铁的质量相同,则生成铁的质量一定小于生成锌的质量,而图示中生成铁和锌的质量相等是不合理的,故C符合题意;
D、经上述分析,若镁有剩余,说明硫酸亚铁和硫酸锌均反应完全,根据硫酸锌和硫酸亚铁的质量相同,则生成铁的质量一定小于生成锌的质量,故D不符合题意;
故选:C。
【点评】要学会利用金属活动性顺序表来解决此类问题,即排在前边的金属会把后边的金属从其盐溶液中置换出来。
17.(2021秋 南湖区校级期中)相同质量的Mg、Fe、Zn三种金属,分别与足量的、质量相同、质量分数相同的稀H2SO4充分反应,生成氢气与消耗稀H2SO4的质量关系如图,分析图象所得的结论与事实相符的是( )
A.三种金属消耗稀H2SO4的质量:Mg<Fe<Zn
B.三种金属的失电子总数量:Mg>Fe>Zn
C.三种金属的活动性顺序:Mg=Fe=Zn
D.三种金属与稀H2SO4反应后溶液的质量:Mg>Fe>Zn
【答案】B
【分析】金属活动性顺序中,排在氢前面的金属,能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气,排在前面的金属,能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来。
【解答】解:A、最终镁反应生成的氢气最多,锌反应生成的氢气最少,生成的氢气中的氢元素完全来自于硫酸,三种金属消耗稀H2SO4的质量:Mg>Fe>Zn,该选项说法不正确;
B、反应时,镁、铁、锌的1个原子都是失去2个电子,因此三种金属的失电子总数量:Mg>Fe>Zn,该选项说法正确;
C、三种金属的活动性顺序:Mg>Zn>Fe,该选项说法不正确;
D、反应生成氢气越多,最终形成溶液质量越小,三种金属与稀H2SO4反应后溶液的质量:Mg<Fe<Zn,该选项说法不正确。
故选:B。
【点评】会利用金属活动顺序表分析实验,氢前边的金属会与稀硫酸、盐酸反应,但氢后边的金属不会与稀硫酸、盐酸反应,前边的金属会把后边的金属从其盐溶液中置换出来.
18.(2022秋 余杭区校级期中)向盛有一定质量的黄铜(铜锌合金)粉末的烧杯中逐滴滴加稀硫酸,边滴加边搅拌,反应过程中烧杯内剩余固体与加入稀硫酸的质量关系如图所示。下列分析正确的是( )
A.通过a、c点时固体的质量可以计算锌的质量分数
B.b点的现象是溶液变为蓝色
C.d点的现象是有气泡产生
D.d点时溶液的pH大于c点时的pH
【答案】A
【分析】根据稀硫酸和锌反应生成硫酸锌和氢气,铜和硫酸不反应;显酸性溶液pH小于7,显中性溶液pH=7,显碱性溶液pH大于7进行分析。
【解答】解:a点是黄铜质量,c点锌恰好完全反应,此时剩余固体质量为不反应的铜的质量,所以通过a、c点时固体的质量可以计算锌的质量分数,故A正确;
B、b点是稀硫酸和锌反应生成硫酸锌和氢气,有气泡生成,硫酸锌溶液是无色的,故B错误;
C、d点硫酸过量,溶质是硫酸锌和硫酸,没有明显现象,故C错误;
D、c点硫酸锌溶液呈中性,pH═7,d点硫酸呈酸性,pH<7,所以d点时溶液的pH小于c点时的pH,故D错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
19.(2023秋 慈溪市期中)如图为U盘的外观和内部结构示意图,请据此回答以下问题:
(1)制作保护套的材料,铝合金替代铁的主要优点是 铝在空气中易与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝保护膜,从而阻止内部的铝进一步氧化 (填一个最主要的即可)。
(2)铜箔即很薄的铜片。将铜加工成铜箔是利用了铜的 延展性 这一物理性质。
(3)闪存芯片通常用99.99%以上纯度的Si单质做原料。工业上利用碳与SiO2反应得到粗硅,然后在粗硅中通入Cl2得到SiCl4,再将SiCl4与氢在高温条件下反应得到高纯硅和一种化合物。据此可知,SiCl4与氢在高温条件下反应的化学方程式为 SiCl4+2H2Si+4HCl 。
【答案】(1)铝在空气中易与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝保护膜,从而阻止内部的铝进一步氧化;
(2)延展性;
(3)SiCl4+2H2Si+4HCl。
【分析】(1)根据铝合金的性质来分析;
(2)根据铜的性质与用途来分析;
(3)根据化学反应的原理来分析。
【解答】解:(1)铁在与氧气、水蒸气同时接触时会发生锈蚀,而铝在空气中易与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝保护膜,从而阻止内部的铝进一步氧化,因此制作保护套的材料,铝合金替代铁;
(2)铜箔即很薄的铜片。将铜加工成铜箔是利用了铜的延展性这一物理性质;
(3)SiCl4与氢在高温条件下反应得到高纯硅和一种化合物,由质量守恒定律可知,该化合物是氯化氢,反应的化学方程式为SiCl4+2H2Si+4HCl;
故答案为:(1)铝在空气中易与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝保护膜,从而阻止内部的铝进一步氧化;
(2)延展性;
(3)SiCl4+2H2Si+4HCl。
【点评】本题考查的知识点较多,掌握金属材料的种类、铝的化学性质、金属性质与用途、化学方程式的写法是解题的关键。
20.(2021秋 常山县期中)科学课上,老师说一种金属活动性较强的金属能把另一种金属活动性较弱的金属从它的盐溶液中置换出来,但一般不用K、Ca、Na等活泼金属来置换盐溶液中的其他金属元素。小科对此产生了疑问:若钠与硫酸铜溶液反应能生成铜吗?小科对此进行了探究。
【提出猜想】
猜想一:金属钠和硫酸铜溶液反应有铜生成。
猜想二:金属钠和硫酸铜溶液反应没有铜生成。
猜想三:金属钠和硫酸铜溶液反应除了铜之外还有其他产物。
在老师的指导下,小科把金属钠用小刀轻轻切下黄豆大小的一块放入盛有200毫升5%的硫酸铜溶液的烧杯中,观察到钠与溶液剧烈反应,并放出热量和气体,本身熔化成银白色的小圆球,浮在水面上做无规则的运动,直至消失,烧杯中溶液仍为蓝色,溶液中出现蓝色絮状沉淀,没有红色固体生成。
【查阅资料】钠常温下就能与水发生剧烈反应,反应方程式为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。
(1)小科提出猜想一的依据是什么? 在金属活动性顺序表中,Na排在铜的前面 。
(2)根据实验现象,可以得出的结论是: 钠不能置换出硫酸铜中的铜,钠能与水反应生成气体 。
(3)请结合资料和所学知识,写出实验中产生蓝色絮状沉淀的原理(写化学方程式) 2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4 。
【答案】(1)在金属活动性顺序表中,Na排在铜的前面;
(2)钠不能置换出硫酸铜中的铜,钠能与水反应生成气体;
(3)2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4。
【分析】(1)根据金属活动性顺序:K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au进行分析;
(2)根据现象,烧杯中溶液仍为蓝色,溶液中出现蓝色絮状沉淀,没有红色固体生成进行分析;
(3)根据氢氧化钠与硫酸铜反应进行分析。
【解答】解:(1)由金属活动性顺序:K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au可知,Na排在铜的前面,排在前面的金属可以将后面的金属从其盐溶液中置换出来,故答案为:在金属活动性顺序表中,Na排在铜的前面;
(2)钠与溶液剧烈反应,并放出热量和气体,本身熔化成银白色的小圆球,浮在水面上做无规则的运动,直至消失,烧杯中溶液仍为蓝色,溶液中出现蓝色絮状沉淀,没有红色固体生成可知:钠不能置换出硫酸铜中的铜,钠能与水反应生成气体,故答案为:钠不能置换出硫酸铜中的铜,钠能与水反应生成气体;
(3)实验中产生蓝色絮状沉淀的原理是:2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4,故答案为:2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4。
【点评】本题主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
21.(2022秋 海曙区期中)A﹣E为初中化学常见的物质,其中A能使带火星的木条复燃,E浓溶液能使小木棒变黑。它们反应转化关系如图所示(图中部分生成物未标出)。
(1)气体单质A的化学式是 O2 ,金属单质B的化学式为 Cu ;
(2)金属铁与蓝色溶液D反应的化学方程式: Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 。
【答案】(1)O2;Cu。
(2)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
【分析】A能使带火星的木条复燃,则A为氧气,E浓溶液能使小木棒变黑,且稀溶液与铁反应生成氢气,可知E为硫酸,D为蓝色溶液,说明含有铜离子,而是C与稀硫酸反应生成的含有铜离子的溶液,则C含有铜元素,由此可知C为氧化铜,A氧气与铜在加热条件下反应生成C氧化铜,氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水,则D为硫酸铜,铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,则B为铜,据此分析回答此题。
【解答】解:(1)根据题目信息中,A能使带火星的木条复燃,可知A为氧气,E浓溶液能使小木棒变黑,且稀溶液与铁反应生成氢气,可知E为硫酸,D为蓝色溶液,说明含有铜离子,而是C与稀硫酸反应生成的含有铜离子的溶液,则C含有铜元素,由此可知C为氧化铜,A氧气与铜在加热条件下反应生成C氧化铜,氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水,则D为硫酸铜,铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,则B为铜,A为氧气,B为铜,C为氧化铜,D为硫酸铜,E为硫酸;
故答案为:O2;Cu。
(2)铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,书写化学方程式注意配平,所以化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;
故答案为:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
【点评】在解此类题时,首先要将题中的知识认知透,然后结合学过的知识进行解答。
22.(2023秋 海曙区校级期中)从废旧电子产品中可以提炼贵重金属,并得到硫酸铜溶液,某工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)铝是活泼金属,电子产品中的铝件却有良好的抗腐蚀性能,其原因是 通常情况下,铝能和空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止铝进一步反应 。
(2)图中“操作”的名称是 过滤 。写出所得贵重金属中任意一种的化学式: Au(或Pt) 。
(3)反应①的化学方程式为 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑ ,该反应的基本类型是 置换反应 。
(4)反应②的化学方程式是 2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2O 。
【答案】(1)通常情况下,铝能和空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止铝进一步反应;
(2)过滤;Au(或Pt);
(3)2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑;置换反应;
(4)2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2O。
【分析】(1)根据铝的性质分析回答;
(2)根据过滤的原理和常见的贵重金属的种类分析
(3)根据①中发生铝和硫酸反应产生硫酸铝和氢气回答;
(4)根据加热条件下稀硫酸和铜、氧气反应生成硫酸铜和水进行分析。
【解答】解:(1)铝是活泼金属,电子产品中的铝件却有良好的抗腐蚀性能,其原因是:通常情况下,铝能和空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止铝进一步反应。
(2)经过“操作”后得到了滤液和金属混合物,则是过滤;根据流程图,反应②后得到的是金和铂,化学式为:Au(或Pt);
(3)①中发生的反应是铝和硫酸反应产生硫酸铝和氢气,2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑,该反应是一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物的反应,属于置换反应;
(4)根据流程提供的信息:铜和氧气、硫酸在加热的条件下反应产生水和硫酸铜,化学方程式是:2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2O。
故答案为:(1)通常情况下,铝能和空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止铝进一步反应;
(2)过滤;Au(或Pt);
(3)2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑;置换反应;
(4)2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2O。
【点评】本题主要考查金属的性质,利用流程图及反应原理结合各方面条件进行判断、推理得出正确结论,要求思维缜密,逻辑推理能力强。
23.(2021秋 丽水期中)如图是小科探究铁生锈条件的装置,a、b两支具支试管中加入形状和大小完全相同的铁片,再向a中加入植物油,U形玻璃管内为红墨水,塞上橡皮塞后U形玻璃管内两端液面相平,整个装置气密性良好,放置一段时间。请写出该实验会出现的现象并解释原因。
【答案】a中铁钉没有变化,b中铁钉变红,红墨水液面左侧降低,右侧升高;b中铁片与水和氧气同时接触,发生锈蚀变红,气体减少压强减小,a侧压强大于b侧,将红墨水压向右侧,导致液面左侧降低,右侧升高。
【分析】根据铁生锈需要同时接触水和氧气的条件分析回答此题。
【解答】解:a中铁片有植物油覆盖,无法与水和氧气接触,b中铁片可与水和氧气接触,所以会发生锈蚀,因此b中气体减少,压强降低,a中压强不变,将红墨水压向b试管一侧,因此看到a中铁钉没有变化,b中铁钉变红,红墨水液面左侧降低,右侧升高;
故答案为:a中铁钉没有变化,b中铁钉变红,红墨水液面左侧降低,右侧升高;b中铁片与水和氧气同时接触,发生锈蚀变红,气体减少压强减小,a侧压强大于b侧,将红墨水压向右侧,导致液面左侧降低,右侧升高。
【点评】在解此类题时,首先要将题中的知识认知透,然后结合学过的知识进行解答。
24.(2023秋 诸暨市期中)黄铜(由铜和锌形成的合金)有较强的耐磨性能,在生活中有广泛的用途。晓军同学为了测定黄铜屑样品组成,分四组取样品与稀硫酸反应,其实验数据记录如下表:
样品 第1份 第2份 第3份 第4份
取样品质量(g) 25.0 25.0 25.0 25.0
取稀硫酸质量(g) 40.0 80.0 120.0 160.0
产生气体质量(g) 0.2 0.4 0.5 m
试计算:
(1)上表中m的数值是 0.5 ;
(2)通过分析上述数据可知,当黄铜样品和稀硫酸的质量比为 1:4 时,两者恰好完全反应;
(3)求所用稀硫酸中硫酸的质量分数?
【答案】(1)0.5;
(2)1:4;
(3)24.5%。
【分析】(1)依据表中数据分析;
(2)依据表中数据分析出恰好完全反应时,样品和稀硫酸的质量;
(3)依据锌与稀硫酸反应的方程式,和题中数据,计算出所用稀硫酸中硫酸的质量分数。
【解答】解:分析依据表中数据可知,每40.0g的稀硫酸与样品反应可生成0.2g氢气,当加入硫酸120.0g时,产生氢气为0.5g,说明25.0g样品中锌完全反应完了,所以第4份,加入160.0g的稀硫酸时,产生氢气也应为0.5g,则m=0.5,故填:0.5;
(2)分析依据表中数据可知,每40.0g的稀硫酸与样品反应可生成0.2g氢气,生成氢气为0.5g时,消耗硫酸的质量为=100g,则恰好完全反应时,黄铜样品和稀硫酸的质量比为25g:100g=1:4,故填:1:4;
(3)设100g稀硫酸中硫酸的质量为x
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
98 2
x 0.5g
=
x=24.5g
则所用稀硫酸中硫酸的质量分数为×100%=24.5%
答:所用稀硫酸中硫酸的质量分数为24.5%。
【点评】此题主要考查化学方程式的计算,主要是利用实验数据及反应方程式来分析和解决有关问题,结合各方面的条件得出正确结论。
六.金属活动性顺序及其应用(共13小题)
25.(2023秋 杭州期中)将金属M的粉末放入盛有硝酸铜溶液的烧杯中,充分反应后,溶液呈无色,继续向烧杯中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。根据上述实验分析,下列说法错误的是( )
A.金属活动性强弱顺序:M>Cu>Ag
B.滤渣中可能有金属M
C.滤液中至少含有两种溶质
D.滤渣中一定有Ag
【答案】B
【分析】金属活动性顺序中,排在氢前面的金属,能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气,排在前面的金属,能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来。
【解答】解:A、将金属M的粉末放入盛有硝酸铜溶液的烧杯中,充分反应后,溶液呈无色,是因为M和硝酸铜发生了反应,说明M比铜活泼,继续向烧杯中加入一定量的硝酸银溶液,充分反应后过滤,得到蓝色滤液,是因为铜和硝酸银发生了反应,说明铜比银活泼,因此金属活动性强弱顺序:M>Cu>Ag,该选项说法正确;
B、滤渣中不可能有金属M,这是因为如果含有M,则M和硝酸铜反应,滤液是无色溶液,该选项说法不正确;
C、滤液中至少含有两种溶质,即M的硝酸盐和硝酸铜,该选项说法正确;
D、滤渣中一定含有反应生成的银,该选项说法正确。
故选:B。
【点评】要会利用金属活动顺序表分析实验,氢前边的金属会与稀硫酸、盐酸反应,但氢后边的金属不会与稀硫酸、盐酸反应,前边的金属会把后边的金属从其盐溶液中置换出来。
26.(2024秋 瑞安市期中)在学习金属相关知识时,小科往盛有硝酸银和硝酸铜混合溶液的烧杯中加入一定质量的铁粉,充分反应后烧杯内剩余固体的质量如图。则下列推断正确的是( )
A.反应后的溶液中有硝酸铜剩余
B.反应后的溶液中有硝酸银剩余
C.原溶液中硝酸银的质量等于硝酸铜的质量
D.原溶液中硝酸银的质量小于硝酸铜的质量
【答案】D
【分析】根据金属活动性顺序为Fe>Cu>Ag,往盛有硝酸银和硝酸铜混合溶液的烧杯中加入一定质量的铁粉,铁优先与AgNO3反应生成硝酸亚铁和银,AgNO3反应完,若还有铁粉,铁才能与Cu(NO3)2反应生成硝酸亚铁和铜,进行分析判断。
【解答】解:A、金属活动性顺序为Fe>Cu>Ag,往盛有硝酸银和硝酸铜混合溶液的烧杯中加入一定质量的铁粉,铁优先与AgNO3反应生成硝酸亚铁和银,AgNO3反应完,若还有铁粉,铁才能与Cu(NO3)2反应生成硝酸亚铁和铜。由充分反应后烧杯内剩余固体的质量图可知,剩余固体为银、铜、铁,反应后的溶液中不可能有硝酸铜剩余,故选项说法错误。
B、由充分反应后烧杯内剩余固体的质量图可知,剩余固体为银、铜、铁,反应后的溶液中不可能有硝酸银剩余,故选项说法错误。
C、由充分反应后烧杯内剩余固体的质量图可知,生成银和铜的质量相等;由Fe+2AgNO3═Fe(NO3)2+2Ag可知,每340份质量的硝酸银可置换出216份质量的银;由Fe+Cu(NO3)2═Fe(NO3)2+Cu可知,每188份质量的硝酸铜可置换出64份质量的铜,则原溶液中硝酸银的质量不可能等于硝酸铜的质量,故选项说法错误。
D、根据C选项的解析可知,每340份质量的硝酸银可置换出216份质量的银;由Fe+Cu(NO3)2═Fe(NO3)2+Cu可知,每188份质量的硝酸铜可置换出64份质量的铜,生成银和铜的质量相等,则原溶液中硝酸银的质量小于硝酸铜的质量,故选项说法正确。
故选:D。
【点评】本题有一定难度,熟练掌握金属的化学性质、确定能发生的反应和反应的顺序是正确解答此类题的关键。
27.(2023秋 鹿城区期中)将一定量的金属M加入到ZnCl2和CuCl2的混合溶液中,充分反应后过滤,得固体滤渣,滤液为无色,向滤渣中滴加稀硫酸气泡产生,下列有关金属M、Zn、Cu的金属活动性判断一定正确的是( )
A.M>Zn B.Zn>M C.M>Cu D.Cu>M
【答案】C
【分析】将一定量金属M加入到ZnCl2和CuCl2的混合溶液中,充分反应后,过滤,得到固体滤渣,滤液为无色,说明氯化铜已完全反应,向滤渣中滴加稀硫酸有气泡产生,说明滤渣中含有能与稀硫酸反应的金属,进行分析判断。
【解答】解:将一定量金属M加入到ZnCl2和CuCl2的混合溶液中,充分反应后,过滤,得到固体滤渣,滤液为无色,说明氯化铜已完全反应,说明金属活动性M>Cu;向滤渣中滴加稀硫酸有气泡产生,说明滤渣中含有能与稀硫酸反应的金属,该金属可能是锌,也可能是M,无法确定M与锌的活动性强弱。
故选:C。
【点评】本题有一定难度,熟练掌握金属的化学性质、确定能发生的反应、综合考虑各种出现的情况是正确解答此类题的关键。
28.(2023秋 瑞安市期中)小宁分别将不同质量的锌粉加入一定量的Cu(NO3)2和AgNO3混合溶液中,充分反应后过滤,以下是在不同情况下对滤渣或滤液成分的说法,错误的是( )
A.若滤液中只含一种溶质,滤渣一定含有Ag、Cu,可能含有Zn
B.当滤液含两种溶质时,滤渣一定含有Ag,可能含有Cu,一定不含Zn
C.若滤渣中有红色固体,滤液一定含有Zn(NO3)2,一定不含Cu(NO3)2
D.若向所得滤液中滴加稀盐酸有白色沉淀生成,滤渣一定只含有Ag
【答案】C
【分析】金属活动性顺序中,排在氢前面的金属,能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气,排在前面的金属,能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来,并且金属越活泼,越容易和盐反应。
【解答】解:分别将不同质量的锌粉加入一定量的Cu(NO3)2和AgNO3混合溶液中,锌先和硝酸银反应生成硝酸锌和银,后和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜。
A、若滤液中只含一种溶质,滤渣一定含有Ag、Cu,可能含有Zn,例如锌过量时,该选项正确。
B、当滤液含两种溶质时,滤渣一定含有Ag,可能含有Cu,例如硝酸银完全反应,硝酸铜部分反应时,一定不含Zn,该选项正确。
C、若滤渣中有红色固体,滤液一定含有Zn(NO3)2,可能含Cu(NO3)2,例如硝酸铜部分反应时,该选项不正确。
D、若向所得滤液中滴加稀盐酸有白色沉淀生成,是因为盐酸和硝酸银反应生成白色沉淀氯化银和硝酸,即硝酸银部分反应,滤渣一定只含有Ag,该选项正确。
故选:C。
【点评】会利用金属活动顺序表分析实验,氢前边的金属会与稀硫酸、盐酸反应,但氢后边的金属不会与稀硫酸、盐酸反应,前边的金属会把后边的金属从其盐溶液中置换出来。
29.(2020秋 台州期中)兴趣小组按如图流程进行实验(每步均充分反应),反应结束后,将烧杯内物质进行过滤,向滤渣中加入少量稀盐酸,无明显现象,下列说法不正确的是( )
A.由实验可判断出铁、铜、锌的活动性顺序
B.滤液中的溶质一定有FeCl2、ZnCl2和CuCl2
C.滤渣中一定有Cu,一定没有Fe和Zn
D.两支试管混合后,固体总质量一定增加
【答案】B
【分析】金属的活动性强弱是锌>铁>铜,在进行实验时,铁不能与氯化锌反应,铁能与氯化铜反应生成了氯化亚铁和铜,反应结束后,将烧杯内物质进行过滤,向滤渣中加入少量稀盐酸,无明显现象,说明了铁没有剩余,据此分析判断有关的说法。
【解答】解:由于金属的活动性强弱是:锌>铁>铜,在进行实验时,铁不能与氯化锌反应,能与氯化铜反应生成了氯化亚铁和铜,反应结束后,将烧杯内物质进行过滤,向滤渣中加入少量稀盐酸,无明显现象,说明了铁没有剩余,滤渣中一定有Cu,一定没有Fe和Zn。所以:
A、根据铁不能与氯化锌反应,说明金属活动性锌>铁;能与氯化铜反应,说明金属活动性铁>铜;可以判断出铁、铜、锌的活动性顺序,故A说法正确;
B、由上述分析可知,滤液中的溶质一定有FeCl2、ZnCl2,可能含有CuCl2,说法B不正确;
C、由上述分析可知,滤渣中一定有Cu,一定没有Fe和Zn,故C说法正确。
D、由于每56份质量的铁能置换出64份质量的铜,所以两支试管混合后,固体总质量一定增加,故D说法正确;
故选:B。
【点评】本题难度不是很大,熟练掌握金属的化学性质、确定能发生的反应是正确解答此类题的关键。
30.(2023秋 东阳市期中)已知X.Y.Z三种二价金属在金属活动顺序中的相对位置为X、Y(H)、Z,判断以下反应不能发生的是
( )
A.Y+2HCl═YCl2+H2↑
B.Z+XSO4═ZSO4+X
C.X+Y(NO3)2═X(NO3)2+Y
D.X+H2SO4(稀)═XSO4+H2↑
【答案】B
【分析】在金属活动性顺序中,位于氢前的金属能置换出酸中的氢,位置在前的金属可以把位于其后的金属从其盐溶液中置换出来。
【解答】解:A、由于Y位于H的前边,故A能发生;
B、由于X位于Z的前边,故B不能发生;
C、由于X位于Y的前边,故C能发生;
D、由于X位于H的前边,故D能发生。
故选:B。
【点评】此题考查的是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的意义进行判断。
31.(2020秋 海曙区校级期中)某化学小组用一定量AgNO3和Al(NO3)3的混合溶液加入铜粉和锌粉,充分反应后过滤,得到溶液甲和固体乙,如图所示:
则:①溶液甲中一定含有Al(NO3)3和Zn(NO3)2;
②固体乙中一定含有Ag,可能含有Cu和Zn;
③若溶液甲是蓝色,则溶液甲一定含有Al(NO3)3、Zn(NO3)2和Cu(NO3)2;
④向固体乙上滴加盐酸有气泡产生,则溶液甲中一定没有AgNO3和Cu(NO3)2.
上述四种说法正确的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【分析】在金属活动性顺序中,排在前面的金属可以把位于它后面的金属从其盐溶液中置换出来,可简记为“前置后,盐可溶”.
【解答】解:金属活动性Al>Zn>Cu>Ag,所以锌粉优先与AgNO3发生反应,铜粉后与AgNO3发生反应,但是铜粉和锌粉都不能和Al(NO3)3发生反应,Al(NO3)3一定在溶液中;
①锌粉优先与AgNO3发生反应生成硝酸锌和银,铜粉和锌粉都不能和Al(NO3)3发生反应,所以溶液中一定有Al(NO3) 3和Zn(NO3)2;
②锌粉优先与AgNO3发生反应生成硝酸锌和银,固体乙中一定含有Ag,可能有Cu和Zn;
③若溶液甲是蓝色,说明铜已经与AgNO3发生反应,而锌已经全部反应,溶液甲一定含有Al(NO3)3、Zn(NO3)2和Cu(NO3)2;
④向固体乙上滴加盐酸有气泡产生,说明固体中有锌,锌过量,铜未参加反应,溶液中AgNO3被反应完全,溶液甲中一定没有AgNO3和Cu(NO3)2。
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.
32.(2023秋 绍兴期中)小明同学取镁、铝、锌三种金属,分别放入盛有质量和质量分数都相等的稀盐酸的锥形瓶中,实验装置如图1,采集数据,得到如图2所示的气压变化曲线。
(1)镁、铝、锌与稀盐酸反应产生的相同气体是 H2 (填化学式)。
(2)铝对应的曲线是B,反应速率先慢后快,其主要原因是 铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜,氧化铝先与稀盐酸反应生成氯化铝和水,氧化铝反应完,铝再与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气 。
(3)从图2分析,以下结论正确的是 ①③ (填序号)。
①金属镁对应的气压变化曲线是A
②M点时参加反应的镁锌质量相等
③实验时取用的镁铝质量可能相等
【答案】(1)H2;
(2)铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜,氧化铝先与稀盐酸反应生成氯化铝和水,氧化铝反应完,铝再与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气;
(3)①③。
【分析】(1)根据金属的化学性质,进行分析解答。
(2)根据金属的化学性质,进行分析解答。
(3)①根据镁、铝、锌三种金属中镁的金属活动性最强,进行分析判断。
②根据M点时AC曲线对应的气压相等,进行分析判断。
③根据最终铝产生的氢气的质量大于镁,进行分判断。
【解答】解:(1)镁、铝、锌与稀盐酸反应产生的相同气体是氢气,其化学式为H2。
(2)铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜,氧化铝先与稀盐酸反应生成氯化铝和水,氧化铝反应完,铝再与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,故铝对应的曲线是B,反应速率先慢后快。
(3)①镁、铝、锌三种金属中镁的金属活动性最强,反应速率最快,则金属镁对应的气压变化曲线是A。
②M点时AC曲线对应的气压相等,生成氢气的质量相等,生成等质量的氢气,消耗的锌的质量多,则M点时参加反应的镁锌质量不相等。
③稀盐酸的质量相等,最终铝产生的氢气的质量大于镁,等质量的镁和铝与足量的酸反应,铝产生的氢气的质量多,则实验时取用的镁铝质量可能相等。
故答案为:
(1)H2;
(2)铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜,氧化铝先与稀盐酸反应生成氯化铝和水,氧化铝反应完,铝再与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气;
(3)①③。
【点评】本题难度不大,理解题意和图示的含义、熟练掌握金属的化学性质是正确解答本题的关键。
33.(2023秋 滨江区期中)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】
(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 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 。
(2)实验Ⅱ中实验现象是 铜片表面有银白色固体生成,溶液由无色变成蓝色 。
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】
(3)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 能 (填“能”或“不能”)与硫酸铜溶液发生化学反应。
【拓展与延伸】
(4)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 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 ;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 ①③或②④ 。
由此得出锌的形状和稀硫酸的溶质质量分数都会影响反应快慢。
【答案】【解释与结论】(1)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;
(2)铜片表面有银白色固体生成,溶液由无色变成蓝色;
(3)能;
【拓展与延伸】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。
【分析】【解释与结论】(1)根据锌的金属活动性排在氢的前面,锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气来分析解答;
(2)根据铜片与硝酸银溶液反应生成银和硝酸铜来分析解答;
(3)根据金属M能与酸反应,而铜不能与酸反应来分析解答;
【拓展与延伸】根据实验记录表中的信息来分析解答;根据比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响,其他因素应该相同来分析解答。
【解答】解:【解释与结论】(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Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;故答案为:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;
(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;故答案为:铜片表面有银白色固体生成,溶液由无色变成蓝色;
(3)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;故答案为:能;
【拓展与延伸】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;故答案为 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。
【点评】本题主要考查了化学方程式的书写及其正确分析实验方面的内容,完成此题,可以依据金属活动性顺序及其意义进行。
34.(2024秋 拱墅区校级期中)锰钢(含Fe、Mn、C等)是具有优良金属性能的合金,在生产生活中有广泛的应用。
查阅文献得知:①锰是难溶于水的固体。②锰在水溶液中反应常显+2价,使溶液呈肉色。
兴趣小组同学为了解Mn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序,进行了如下探究。
(1)根据金属活动性顺序(Fe>Cu),对Mn的金属活动性提出了三种猜想:
猜想Ⅰ:Mn>Fe>Cu;猜想Ⅱ:Fe>Cu>Mn;猜想Ⅲ:Fe>Mn>Cu。
(2)初步探究:
实验序号 操作 现象 结论
1 将三种打磨好、粗细质量相同的金属片,分别放入相同的稀硫酸中 放入铁片溶液呈浅绿色,放入锰片溶质为肉色,放入铜片溶液为无色 猜想 Ⅱ 错误
2 将打磨好的锰片放入硫酸亚铁溶液中 溶液由浅绿色变为肉色 猜想Ⅰ正确
(3)进一步探究:兴趣小组同学认为有不同的方法可以比较铁、锰的活动性,兴趣小组又进行了新的探究:在盐酸中加入铁或锰进行反应。实验结果记录如下表:
实验编号 盐酸的浓度(均取20毫升) 金属(均取2克) 金属的形状 收集50毫升氢气所需时间/秒
① 10% 锰 粉状 70
② 10% 铁 片状 120
③ 20% 铁 片状 110
①依据以上实验结果能否推断出锰、铁活动性顺序?请判断并说明依据: 不能,实验过程中变量不唯一 。
②你认为金属与酸的反应速度除了表中的影响因素还受哪些因素影响? 酸的种类 (说出一项即可)
【答案】(2)实验1:Ⅱ;
实验2:溶液由浅绿色变为肉色;
(3)①不能,实验过程中变量不唯一;
②酸的种类。
【分析】(2)实验1:根据铁片和锰片能与稀硫酸反应,而铜不与稀硫酸反应,则锰的活动性大于铜来分析解答;
实验2:根据锰与硫酸亚铁溶液反应生成硫酸锰和铁来分析解答;
(3)①根据实验过程中变量不唯一来分析解答;
②根据金属与酸的反应速度除了表中的影响因素还受酸的种类影响来分析解答。
【解答】解:(2)实验1:将三种打磨好、粗细质量相同的金属片,分别放入相同的稀硫酸中,放入铁片溶液呈浅绿色,放入锰片溶质为肉色,说明铁片和锰片能与稀硫酸反应,而放入铜片溶液为无色,说明铜不与稀硫酸反应,则锰的活动性大于铜,因此猜想Ⅱ错误;
实验2:结论是猜想Ⅰ正确,说明锰的活动性比铁强,则将打磨好的锰片放入硫酸亚铁溶液中,锰与硫酸亚铁溶液反应生成硫酸锰和铁,则可观察到溶液由浅绿色变为肉色;
(3)①实验①②的金属种类不同、金属形状不同,实验中存在两个变量,不能通过金属与酸反应的快慢来比较铁、锰的活动性,实验①③的盐酸浓度、金属种类、金属形状都不同,实验中存在三个变量,不能通过金属与酸反应的快慢来比较铁、锰的活动性,则依据以上实验结果不能推断出锰、铁活动性顺序,依据是实验过程中变量不唯一;
②同形状、同质量的铁分别与同浓度的稀盐酸和稀硫酸反应,生成相同体积氢气所用时间不同,则金属与酸的反应速度还与酸的种类有关。
故答案为:(2)实验1:Ⅱ;
实验2:溶液由浅绿色变为肉色;
(3)①不能,实验过程中变量不唯一;
②酸的种类。
【点评】本题难度不大,考查金属活动性应用,掌握金属活动性应用“反应则活泼、不反应则不活泼”是正确解答此类题的关键。
35.(2023秋 临海市校级期中)金属钯是稀有的贵金属之一。现有银(Ag)、铂(Pt)、钯(Pd)三种金属制成的戒指,某实验小组利用它们来探究三种金属的活动性顺序。
(1)将钯(Pd)戒指放入稀硫酸溶液中,戒指完好无损,可推测钯在金属活动性顺序表中位于铁之 后 (填“前”或“后”)。
(2)如图所示,将银、铂戒指分别放入装有PdCl2溶液的甲、乙两烧杯中,一段时间后取出,发现只有银戒指表面有明显变,推测甲烧杯中还可能出现的现象是 有白色沉淀生成 。通过该实验判断,(Ag)、铂(Pt)、钯(Pd)的金属活动性由强到弱顺序为 银、钯、铂 。
【答案】(1)后;
(2)有白色沉淀生成;银、钯、铂。
【分析】(1)根据金属与酸反应的条件进行分析;
(2)根据金属与盐反应的条件进行分析;
【解答】解:(1)钯戒指放入稀硫酸溶液中,戒指完好无损,说明钯不与稀硫酸反应,钯排在氢的后面,铁排在氢的前面,故钯在金属活动顺序表中位于铁之后;
(2)将银、铂戒指分别放入氯化钯溶液中,银戒指表面有明显变化,说明银能与氯化钯反应生成钯和氯化银沉淀,会看到观察到有白色沉淀生成,银的金属活动性比钯强,铂与氯化钯不反应,说明铂的金属活动性比钯弱,则银、铂、钯的金属活动性由强到弱顺序为银、钯、铂。
故答案为:
(1)后;
(2)有白色沉淀生成;银、钯、铂。
【点评】本题难度不大,熟练掌握金属活动性顺序、化学方程式的书写方法并能灵活运用是正确解答本题的关键。
36.(2023秋 洞头区期中)人类对金属活动性的顺序的认识经历了漫长的时间。
材料一:我国晋代炼丹家葛洪用铁勺盛满曾青(硫酸铜溶液),几天后,铁勺表面红光闪闪,记载为“点铁成金“的故事,后来演变成湿法炼铜法。
材料二:贝采利乌斯是最早为金属活动性排序的科学家,他依靠定性的推测,对元素的电化次序排序为:Ag,Cu,Zn,Mg,Na。Na的电正性最强,Ag的电负性最强,但是设备落后无法定量实验,因此难以准确描述,他自己也认为排序不够准确。
材料三:贝开托夫设想找到一种参比物使金属与之发生作用,看反应的难易程度来判断金属活动性的强弱。他以水为参比物,镁跟水反应非常缓慢,铁常温下不跟水反应,得出镁金属的活动性比铁强,从而得出大部分金属活动性强弱。现代科学家发现,金属活动性排序还与反应的条件有关。
(1)请写出材料一中葛洪记载的“点铁成金”相关反应的化学方程式: Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 。
(2)材料三中能比较铁和镁的金属活动性强弱的参比物还可以是 氯化亚铁溶液 (写出一种物质名称)。
(3)分析以上材料,下列关于金属活动性发现史的说法正确的是 BD (可多选)。
A.“点铁成金”是迷信故事,炼丹家的发现对科学发展没有贡献
B.由材料二可推测金属元素的电正性越强,金属活动性也越强
C.定性的推测不属于科学研究,定量实验才属于科学研究
D.现代科学家总结出来的金属活动性强弱规律今后还会不断完善
【答案】(1)Fe+CuSO4=Cu+FeSO4;
(2)氯化亚铁溶液;
(3)BD。
【分析】(1)根据化学方程式的书写方法进行分析;
(2)根据金属活动性顺序的判断方法进行分析;
(3)根据文中的信息进行分析。
【解答】解:(1)湿法炼铜是指铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,化学方程式为:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4,故答案为:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4;
(2)比较铁和镁的金属活动性强弱的可以选择氯化亚铁溶液,镁能将氯化亚铁中的铁置换出来,故答案为:氯化亚铁溶液;
(3)A.“点铁成金”是迷信故事,但是科学发展有贡献,可以制得铜,错误;
B.由材料二可推测金属元素的电正性越强,金属活动性也越强,正确;
C.定性的推测和定量实验都属于科学研究,错误;
D.现代科学家总结出来的金属活动性强弱规律今后还会不断完善,正确;
故选BD。
【点评】金属活动性顺序中,前面的金属能把后面的金属从其盐溶液中置换出来。
37.(2023秋 海宁市期中)为了探究Fe、Cu、Ag、R(R为未知金属)四种金属的金属活动性顺序,进行如下实验:如图甲所示,将四根金属丝同时插入烧杯中的溶液里,只观察到①中铁丝表面出现气泡,②中铁丝表面有紫红色物质;如图乙所示,一段时间后,将烧杯中铁丝替换为R丝进行实验,观察到①中R丝表面出现气泡,②中R丝表面无明显现象。“”“”””为相应金属丝插入烧杯前,烧杯中溶液里存在的阳离子。
(1)图乙所示的②中存在的阳离子是 (从“”“”“”中选填)。
(2)Fe、Cu、Ag、R四种金属的金属活动性顺序由强到弱依次为 Fe>R>Cu>Ag 。
【答案】见试题解答内容
【分析】根据金属活动性顺序表的应用分析判断。根据铁与硫酸、硫酸铜的反应分析溶液中存在的阳离子;根据金属与酸、盐能否反应可以比较金属的活泼性的大小。
【解答】解:(1)由于铁与稀硫酸反应生成了硫酸亚铁和氢气,铁能与硫酸铜反应生成了硫酸亚铁和铜。若将铁丝替换为R丝进行实验,观察到①中R丝表面出现气泡,说明了R在金属活动性顺序表中位于氢的前边,由于乙中无明显现象,说明了烧杯乙中的溶质是FeSO4,没有硫酸铜,所以②中存在的阳离子是亚铁离子,应是。
(2)由①中铁丝表面出现气泡,说明了铁位于氢的前边,铜位于氢的后边;由②中铁丝表面有紫红色物质;说明了铁的活动性大于铜,铜的活动性大于银;一段时间后,将烧杯中铁丝替换为R进行实验,由于甲中出现气泡,说明了R在金属活动性顺序表中位于氢的前边;由于乙中无明显现象,烧杯乙中的溶质是FeSO4,说明R的活泼性小于铁,可得出Fe、Cu、Ag、R的活动性顺序由强到弱为:Fe>R>Cu>Ag。
故答案为:(1);
(3)Fe>R>Cu>Ag。
【点评】在金属活动性顺序中,只有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,要比较金属的活动性大小,常用金属与盐溶液的反应.要验证三种金属活动性大小关系时,通常采取“三取中”的方法即:取中间金属单质与两端的金属的盐溶液反应或取中间金属的盐溶液与两端金属的单质反应
七.常见的金属矿物及金属的冶炼(共6小题)
38.(2022秋 定海区期中)工业炼铁的部分反应如图所示,则下列说法正确的是( )
A.X可以是木炭
B.X与CO都具有氧化性
C.③反应后的尾气可直接排放
D.Y中铁元素以游离态存在
【答案】A
【分析】A、根据氧气的化学性质,进行分析判断。
B、根据二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳,进行分析判断。
C、根据一氧化碳具有毒性,会污染环境,进行分析判断。
D、根据Y是铁的氧化物,进行分析判断。
【解答】解:A、木炭在氧气中充分燃烧生成二氧化碳,X可以是木炭,故选项说法正确。
B、二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳,X与CO都具有还原性,故选项说法错误。
C、一氧化碳具有毒性,会污染环境,尾气不能直接排放,故选项说法错误。
D、Y是铁的氧化物,Y中铁元素以化合态存在,故选项说法错误。
故选:A。
【点评】本题难度不大,了解铁的冶炼原理、二氧化碳的化学性质等是正确解答本题的关键。
39.(2020秋 湖州期中)氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如图所示,下列有关说法错误的是( )
A.实验时都应该先通入气体后加热,防止发生爆炸
B.两者都可以通过观察固体颜色的变化判断反应是否发生
C.甲中试管口略向下倾斜,乙中玻璃管保持水平,是因为两种气体的密度不同
D.甲中无尾气处理装置而乙中有,是因为一氧化碳有毒而氢气无毒
【答案】C
【分析】根据氢气和一氧化碳均具有还原性,均能与氧化铜反应,分别生成铜和水、铜和二氧化碳,进行分析判断。
【解答】解:A、实验时都应该先通入气体后加热,排尽装置中的空气,防止发生爆炸,故选项说法正确。
B、氢气和一氧化碳均具有还原性,均能与氧化铜反应,分别生成铜和水、铜和二氧化碳,两者都可以通过观察固体颜色的变化判断反应是否发生,故选项说法正确。
C、甲中试管口略向下倾斜,是为了防止冷凝水回流到热的试管底部,炸裂试管;乙中玻璃管保持水平,是因为反应中并无水产生,与两种气体的密度不同无关,故选项说法错误。
D、甲中无尾气处理装置而乙中有,是因为一氧化碳有毒而氢气无毒,故选项说法正确。
故选:C。
【点评】本题难度不大,掌握氢气和一氧化碳均具有还原性、还原氧化铜的实验注意事项是正确解答本题的关键。
40.(2023秋 慈溪市校级期中)《天工开物》记载的“生铁、熟铁连续生成工艺”,处于当时世界领先地位,是现代冶金工艺的雏形。其流程图如图所示:
(1)熔炼过程中,氧化铁与一氧化碳在高温下反应的化学方程式为 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 。
(2)通过搅拌向生铁中“充氧”可降低生铁的含碳量,此过程体现了氧气的 氧化性 (选填“氧化性”或“还原性”)。
【答案】(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2;
(2)氧化性。
【分析】(1)根据熔炼过程中,主要是利用CO的还原性,在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳,进行分析解答。
(2)根据通过搅拌向生铁中“充氧”可降低生铁的含碳量,即碳和氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳,进行分析解答。
【解答】解:(1)熔炼过程中,主要是利用CO的还原性,在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
(2)通过搅拌向生铁中“充氧”可降低生铁的含碳量,即碳和氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳,此过程体现了氧气的氧化性。
故答案为:
(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2;
(2)氧化性。
【点评】本题难度不大,理解生铁、熟铁连续生成工艺流程、掌握炼铁的反应原理等是正确解答本题的关键。
41.(2022秋 义乌市校级期中)在科学实验操作技能大赛中,小霞同学用所学的科学知识迅速搭建了一套“模拟炼铁”的冶炼装置(铁矿石的主要成分为Fe2O3)。
(1)为确保制得较纯净的CO,还需在C、D间加装盛放 碱石灰 (选填“碱石灰”或“氢氧化钠溶液”)的装置。(碱石灰的主要成分是CaO和NaOH固体)
(2)写出装置C中发生的化学反应: CO2+C2CO 。
(3)装置调整好以后,按照规范步骤进行实验,当观察到D装置出现:铁矿石颜色发生变化或 玻璃管上方的黑色固体被磁铁吸引 时,证明铁矿石一定有部分被还原了。
(4)实验结束时,在拆卸装置前得进行以下操作:先熄灭C、D中的酒精喷灯,待装置冷却后再停止滴加稀盐酸。目的是 防止灼热的铁重新被氧气氧化 。
(5)本实验还有一个不足之处,请你指出? 没有尾气处理 。
【答案】(1)碱石灰;
(2)CO2+C2CO;
(3)玻璃管上方的黑色固体被磁铁吸引;
(4)防止灼热的铁重新被氧气氧化;
(5)没有尾气处理。
【分析】(1)根据碱石灰既可以吸收水分,也可以吸收二氧化碳,氢氧化钠溶液只能吸收二氧化碳进行分析;
(2)根据二氧化碳和碳在高温的条件下生成一氧化碳进行分析;
(3)根据铁可以被磁铁吸引进行分析;
(4)根据还原出的铁在高温下,易被氧气氧化进行分析;
(5)根据一氧化碳有毒,需要尾气处理进行分析。
【解答】解:(1)二氧化碳能与氢氧化钠反应,能够与氧化钙反应;通过C制得的一氧化碳气体中可能混有二氧化碳,因此为确保制得较纯净的CO,还需在C、D间加装盛放碱石灰的装置;
(2)二氧化碳和碳在高温的条件下生成一氧化碳,化学方程式为:CO2+C2CO;
(3)氧化铁为红色固体,若铁矿石变色,或玻璃管上方的黑色固体被磁铁吸引,说明铁矿石一定有部分被还原了;
(4)还原出的铁在高温下,易被氧气氧化,因此实验结束后,先熄灭C、D中的酒精喷灯,待装置冷却后再停止滴加稀盐酸,目的是防止灼热的铁重新被氧气氧化;
(5)一氧化碳有毒,会污染空气,所以本实验的不足之处是:没有尾气处理。
故答案为:(1)碱石灰;
(2)CO2+C2CO;
(3)玻璃管上方的黑色固体被磁铁吸引;
(4)防止灼热的铁重新被氧气氧化;
(5)没有尾气处理。
【点评】这是一道实验题,考查了一氧化碳还原氧化铁的原理等相关知识,有一定的综合度,能够掌握反应的原理及各实验步骤的作用是解答的关键。
42.(2023秋 椒江区校级期中)两千多年前,我们的祖先经过长期实践,摸索出一套炼铜工艺。
(1)其中碳还原氧化铜的原理可以用实验装置如图甲、乙表示。
[提出问题]碳燃烧时可能生成CO2也可能生成CO,那么碳与氧化铜反应生成气体是否也有多种可能?
[作出猜想]猜想①:CO;猜想②:CO2;猜想③:CO和CO2。
[设计方案]实验装置如图乙。打开K,缓缓通入干燥的氮气一段时间,关闭K,点燃酒精喷灯和酒精灯,充分反应后,熄灭酒精喷灯和酒精灯,打开K,再通一段时间氮气。
方案一:从定性观察角度判断:猜想①成立的实验现象是 B中无明显实验现象,D处气体能被点燃 。
方案二:从定量计算角度判断。
取一定量炭粉和4g氧化铜的混合物进行实验,并测定表格中的四个数据。
反应前的质量 反应后的质量
A(玻璃管+固体) m1 m2
B+C(广口瓶+混合液) m3 m4
(2)若猜想②成立,则理论上(m4﹣m3 ) = (填“<”“=”或“>”)( m1﹣m2)。
(3)若猜想③成立且CuO全部转化成Cu,则参加反应的碳的质量m的取值范围是 0.3g<m<0.6g 。
【答案】(1)B中无明显实验现象,D处气体能被点燃;
(2)=;
(3)0.3g<m<0.6g。
【分析】二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,浓硫酸能够吸收水蒸气,一氧化碳燃烧生成二氧化碳;
空气中含有二氧化碳、水蒸气等物质,如果不排出装置,会影响实验结果;
根据反应的化学方程式及其提供数据可以进行相关方面的计算。
【解答】解:(1)若猜想①成立,说明反应生成了一氧化碳,一氧化碳不能使澄清石灰水变浑浊,一氧化碳具有可燃性,故猜想①成立的实验现象是B中无明显实验现象,D处气体能被点燃;
(2)若猜想②成立,即反应生成的气体只是二氧化碳,m4﹣m3是吸收的二氧化碳质量,m1﹣m2是反应生成的二氧化碳质量,则理论上(m4﹣m3)=(m1﹣m2);
(4)设反应只生成一氧化碳时消耗碳质量为x,只生成二氧化碳时消耗碳质量为y,
CuO+CCu+CO↑,
80 12
4g x
=
x=0.6g,
2CuO+C2Cu+CO2↑,
160 12
4g y
=
y=0.3g,
由以上计算可知,若猜想③成立且CuO全部转化成Cu,则参加反应的碳的质量m的取值范围是0.3g<m<0.6g。
故答案为:(1)B中无明显实验现象,D处气体能被点燃;
(2)=;
(3)0.3g<m<0.6g。
【点评】本题主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
43.(2022秋 淳安县期中)某钢铁厂高炉炼铁的主要原料是焦炭、赤铁矿(主要成分是 Fe2O3 )、空气等,主要反应过程如下所示:
(1)A 的化学式是 CO2 。
(2)该钢铁厂年生产生铁 5×106 吨(生铁中铁的质量分数为 96%),则需要含铁的质量分数为 60%的赤铁矿石多少吨?
【答案】(1)CO2;
(2)8×106t。
【分析】(1)根据焦炭和过量空气中的氧气在高温下反应生成二氧化碳来分析;
(2)根据质量守恒定律,反应前后元素的种类和质量不变来分析。
【解答】解:(1)焦炭和过量空气中的氧气在高温下反应生成二氧化碳,所以生成物A是二氧化碳,化学式是CO2。
(2)根据质量守恒定律,反应前后元素的种类和质量不变,该钢铁厂年生产的生铁中铁的质量为:5×106t×96%=4.8×106t,所以需要含铁的质量分数为60%的赤铁矿石质量为:==8×106t。
故答案为:
(1)CO2;
(2)8×106t。
【点评】本题主要考查铁的冶炼及相关计算,难度不大,根据所学知识,结合题中信息,认真分析即可解答。
八.金属锈蚀的条件及其防护(共7小题)
44.(2024秋 苍南县期中)物质的结构、性质与用途之间存在一定的关系,合理利用三者关系,能更好地服务人类。结构一性质:铜在潮湿的空气中易生锈。古人通过往铜中加入锡,加热熔融后制成青铜合金,来增强防锈能力,其原理是( )
A.隔绝水 B.改变铜原子的种类
C.隔绝空气 D.改变金属内部结构
【答案】D
【分析】根据铁与氧气、水充分接触时容易生锈,使铁制品与氧气或水隔绝可以防止生锈,或者是改变金属的结构,制成合金等,进行分析解答。
【解答】解:古人通过往铜中加入锡,加热熔融后制成青铜合金,来增强防锈能力,其原理是改变金属内部结构。
故选:D。
【点评】本题难度不大,了解防止铁制品生锈的原理与措施是正确解答本题的关键。
45.(2023秋 钱塘区校级期中)小明用三枚洁净无锈的铁钉,设计如图所示实验探究铁生锈的条件。下列说法错
误的是( )
A.乙试管中植物油的作用是隔绝空气
B.只有甲试管中的铁钉有明显锈迹
C.实验表明铁生锈是铁与空气和水共同作用的结果
D.乙、丙两支试管的实验现象说明铁生锈需要水
【答案】D
【分析】铁与水和氧气同时接触时容易生锈,因此隔绝水和氧气可以防止铁制品生锈。
【解答】解:A、乙试管中植物油的作用是隔绝空气,该选项说法正确;
B、只有甲试管中的铁钉有明显锈迹,该选项说法正确;
C、甲中铁与水和氧气同时接触生锈,乙中铁与氧气隔绝,不能生锈,丙中铁与水隔绝,不能生锈,说明铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果,该选项说法正确;
D、乙、丙两支试管的实验现象不能说明铁生锈需要水,是因为乙中铁与水接触,不能生锈,该选项说法不正确。
故选:D。
【点评】防止金属生锈的方法很多,例如给金属涂一层油漆,给金属镀一层金属,把金属制成合金,给金属烤蓝等,都可以达到防止金属生锈的目的。
46.(2023秋 上城区校级期中)世界每年因锈蚀而损失的金属数量巨大,防止金属锈蚀已成为科学研究中的重大问题。下列有关金属锈蚀与保护措施中不正确的是( )
A.在铁表面刷油漆可以防止铁锈蚀
B.及时擦干被雨水淋湿的自行车可防止自行车生锈
C.铝的抗锈蚀性能比铁强,生活中可用钢丝球洗刷铝锅
D.铁锈蚀的实质是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生了化学变化
【答案】C
【分析】A、根据防止铁生锈的方法进行分析判断。
B、根据使铁与水或氧气隔绝可以防止铁锈蚀判断。
C、根据铝的化学性质进行分析判断。
D、根据铁生锈的条件进行分析判断。
【解答】解:A、铁表面刷油漆能使铁与水或氧气隔绝,从而达到防锈的目的,故选项说法正确。
B、及时擦干被雨水淋湿的自行车可防止自行车生锈,故选项说法正确。
C、铝的抗锈蚀性能比铁强,是因为铝易与空气中的氧气反应,生成一层致密的氧化铝保护膜,用钢丝球擦洗铝锅会破坏保护膜,故选项说法错误。
D、铁锈蚀的实质是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生了化学变化,生成铁锈,故选项说法正确。
故选:C。
【点评】本题难度不大,掌握铁生锈的条件、防止铁锈蚀的措施、金属的化学性质等即可正确解答本题。
47.(2023秋 浙江期中)小科用细线将两根大小相同的铁钉,分别固定在如图所示的液面高度相同的甲、乙密闭装置中,放置几天后观察两个装置中铁钉的锈蚀程度及液面变化,下列表述中正确的是( )
A.甲装置中铁钉的锈蚀程度更明显
B.乙装置中铁钉的锈蚀程度更明显
C.甲装置中铁钉这一侧的液面下降
D.乙装置中铁钉这一侧的液面下降
【答案】A
【分析】甲装置中,铁钉放在有水蒸气、氧气的空间,易生锈,浓硫酸具有吸水性,可以干燥气体,乙装置中,铁钉放在了干燥的空气中,不易生锈,据此分析。
【解答】解:A.甲装置中,铁钉放在有水蒸气、氧气的空间中,甲装置中铁钉的锈蚀程度更明显,故正确;
B.浓硫酸具有吸水性,可以干燥气体,乙装置中,铁钉放在了干燥的空气中,不易生锈,乙装置中铁钉的几乎没有锈蚀,故错误;
C.甲装置中铁钉这一侧氧气被消耗,气体压强减小,液面上升,故错误;
D.乙装置中铁钉几乎没锈蚀,是因为浓硫酸能够吸收水蒸气,导致铁钉不能和水接触,因此铁钉这一侧液面基本没变化,故错误;
故选:A。
【点评】掌握金属锈蚀的原理及浓硫酸的吸水性是解答本题的关键。
48.(2023秋 萧山区期中)铁合金是生产生活中使用最广泛的金属材料,但铁制品容易被腐蚀而在表面生成红褐色的铁锈。为探究铁制品锈蚀的条件,寻找防止铁制品锈蚀的方法,现进行如下实验:
步骤1:利用如图所示装置,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,将导管a、b处的止水夹k1、k2夹紧。
步骤2:一段时间后,观察U形管内三处铁丝表面的变化情况。
回答下列问题:
(1)步骤2中,观察到①处没有明显变化,说明铁制品锈蚀的条件之一是需要有 H2O (填化学式),②处可能观察到的现象是 产生较多红褐色的锈 ,③处没有明显变化,说明纯铁的抗腐蚀能力较 强 (填“强”或“弱”)。
(2)待U形管内有明显现象后,将b导管插入水中,打开止水夹k2,观察到 水倒吸入U形管内 现象,说明该条件下铁制品锈蚀过程消耗了O2。
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据U形管内已充满O2,观察到①处没有明显变化,;②处潮湿的普通铁丝与氧气接触,可能观察到的现象是:产生较多红褐色的锈;③处没有明显变化,进行分析;
(2)根据该条件下铁制品锈蚀过程消耗了O2,U形管内气压降低,在外界气压的作用下,会观察到水倒吸入U形管内的现象进行分析。
【解答】解:(1)步骤2中,U形管内已充满O2,观察到①处没有明显变化,说明铁制品锈蚀的条件之一是需要有水,化学式为:H2O;②处潮湿的普通铁丝与氧气接触,可能观察到的现象是:产生较多红褐色的锈;③处没有明显变化,说明纯铁的抗腐蚀能力较强;
(2)待U形管内有明显现象后,将b导管插入水中,打开止水夹k2,由于该条件下铁制品锈蚀过程消耗了O2,U形管内气压降低,在外界气压的作用下,会观察到水倒吸入U形管内的现象;
故答案为:(1)H2O;产生较多红褐色的锈;强;
(2)水倒吸入U形管内。
【点评】本题主要考查金属锈蚀的条件的探究等,注意完成此题,可以从题干中抽取有用的信息,结合已有的知识进行。
49.(2023秋 海曙区期中)如图所示为小博探究铁生锈条件的装置图(图中铁丝绒的固定装置未画出)。
(1)据图可知,小博探究的是铁生锈是否需要 水 。
(2)实验开始一段时间后,可观察到U形管中两侧液面高低情况是 左边下降右边上升 。
(3)为进一步探究温度对铁生锈快慢的影响。小博将该装置(每组装置内铁丝绒质量均相等且足量)分别置于不同温度下进行实验,4小时后记录每组U形管两端液面高度差,具体数据如表:
温度/摄氏度 10 20 30 40 50 60 70
U形管两端液面高度差/厘米 2 4 6 7 8 8 8
小博分析数据后,在10﹣50℃范围内,温度越高,铁生锈越快。但小雅观察实验装置并查阅相关资料后,认为小博的实验不能真实反映50摄氏度以后铁生锈的快慢,其理由是50摄氏度后U形管两端液面高度差不变。请分析出现该现象的原因: 氧气完全反应 。
【答案】(1)水。
(2)左边下降右边上升。
(3)氧气完全反应。
【分析】铁与水和氧气同时接触时容易生锈,温度越高生锈速率越快。
【解答】解:(1)据图可知,小博探究的是铁生锈是否需要水(左边铁丝绒与水隔绝,右边铁丝绒与水接触)。
故答案为:水。
(2)实验开始一段时间后,可观察到U形管中两侧液面高低情况是左边下降右边上升(左边铁丝绒与水隔绝,不能生锈,右边铁丝绒与水接触,能够生锈,氧气消耗,气压减小)。
故答案为:左边下降右边上升。
(3)小博的实验不能真实反映50摄氏度以后铁生锈的快慢,其理由是50摄氏度后U形管两端液面高度差不变。出现该现象的原因是氧气完全反应,铁丝绒不再锈蚀。
故答案为:氧气完全反应。
【点评】本题主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
50.(2023秋 杭州期中)如图甲所示为探究铁钉锈蚀条件的实验,如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: 铁与氧气、水同时接触 。
(2)通过②与③对照得出的结论,说出一种防止菜刀生锈的具体方法 用完洗净、擦干后置于干燥处 。
(3)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Cl﹣外,还有 Fe2+、Fe3+ (不考虑H2O)。
【答案】(1)铁与氧气、水同时接触;
(2)用完洗净、擦干后置于干燥处。
(3)Fe2+、Fe3+。
【分析】铁与水和氧气同时接触时容易生锈,因此隔绝水和氧气可以防止铁制品生锈。
【解答】解:(1)试管②中的铁钉能与氧气、水充分接触;试管①中的铁钉只能与水接触;试管③的铁钉只能与干燥的空气接触;实验结果是试管①③中的铁钉不生锈,试管②中铁钉生锈,可用于探究铁生锈条件是铁与氧气、水同时接触。
(2)通过②与③对照可知,铁生锈需要与水接触,一种防止菜刀生锈的具体方法是用完洗净、擦干后置于干燥处。
(3)图乙所示为用稀盐酸除铁钉表面的铁锈的实验,铁锈的主要成分氧化铁能与稀盐酸反应生成氯化铁和水,溶液呈黄色;观察到试管中铁钉变得光亮且表面有气泡生成,说明发生了铁和稀盐酸的反应,铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,此时溶液中存在的微粒除H+和Cl﹣外,还有Fe2+、Fe3+。
故答案为:
(1)铁与氧气、水同时接触;
(2)用完洗净、擦干后置于干燥处。
(3)Fe2+、Fe3+。
【点评】防止金属生锈的方法很多,例如给金属涂一层油漆,给金属镀一层金属,把金属制成合金,给金属烤蓝等,都可以达到防止金属生锈的目的。
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