【精准把脉·聚焦中考】2025年中考科学专项冲刺限时精练
精练04 金属相关问题
01 金属活动性顺序
金属活动性顺序(金属活动性由强逐渐减弱)
K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Pt、Au
金属活动性顺序的应用规律:
①金属跟酸反应:在金属活动性顺序中,只有排在氢前面的金属可以把酸中的氢置换出来。
②金属跟盐溶液的反应:在金属活动性顺序中,只有一种活动性较强的金属才能把另一种活动性较弱的金属从它的盐溶液中置换出来。
02 置换反应
1、定义
由一种单质跟一种化合物起反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。
2、通式: A【单质】+BC【化合物】=AC【另一种化合物】+B【单质】
03 金属还原实验
1、反应原理:3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO
2、装置
3、现象:红色粉末逐渐变为黑色;澄清石灰石变浑浊,尾气燃烧时产生蓝色火焰。
4、实验步骤
(1)检验装置的气密性;
(2)装入药品并固定装置;
(3)通入一氧化碳气体并点燃酒精灯;
(4)待装置内的空气全部排尽后点燃酒精喷灯给氧化铁加热;
(5)当试管内的红色粉末变为黑色时,停止加热;
(6)待玻璃管内的固体冷却后,停止通一氧化碳,并熄灭酒精灯。
5、实验结论
红色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁,一氧化碳在高温条件下得到了氧,生成了二氧化碳。
6、化学反应方程式
3CO + Fe2O32Fe + 3CO2 CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O 2CO+O22CO2
7、注意事项
(1)反应条件:高温;若无洒粉喷灯可在酒精灯火焰上加一个金属网罩。
(2)CO有剧毒,实验应在通风橱中进行,未反应完的气体要进行尾气处理;尾气处理方法有收集法、燃烧法(将CO转变为无毒的CO2)以防止污染空气。
(3)操作顺序:CO要“早出晚归”,酒精喷灯要“迟到早退”。
实验开始先通入CO,排尽装置内的空气,防止CO 与空气混合,加热时发生爆炸;实验完毕后要继续通入 CO气体,直到玻璃管冷却,防止高温下的铁与空气接触,被氧化。
04 制取H2常见的考点(图像问题)
1、相同条件下,金属Mg、Al、Zn、Fe与足量的稀盐酸反应,产生H2的速度由快到慢的是 。
2、过量的金属Mg、Al、Zn、Fe与等质量等浓度的稀盐酸反应制取的H2的质量比为 。
拓展:产生1g H2所需要的四种金属的质量分别是 。
画出图像1:(X-时间,Y-H2的质量)
3、等质量的金属Mg、Al、Zn、Fe与足量的稀盐酸反应制取的H2,产生H2的量由多到少的是 。
画出图像1:(X-时间,Y-H2的质量) 图像2:(X-HCl的质量,Y- H2的质量)
拓展:如何判断金属产生H2量的多少? 越小,等质量时产生的H2的量越多。
4、等质量金属与Mg、Al、Zn、Fe与足量的稀盐酸反应后,溶液质量增加量由大到小的是 。
5、生成相同化合价的金属(假设X、Y均为+2价),产生H2的量越小,相对分子量 。
01 金属的还原实验
1.如图,甲和乙分别是氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验,下列有关说法正确的是( )
A.甲实验试管口向下倾斜可防止氢气逸出
B.乙实验只能通过澄清石灰水是否变浑浊判断反应是否发生
C.都应先通入气体,再用酒精灯加热试管、玻璃管,以防止发生爆炸
D.氢气和一氧化碳都将氧化铜变成单质铜,都需尾气回收
2.某同学用含有CO2的CO来模拟炼铁实验,他设计如图所示的微型实验装置(夹持设备已略去)。已知:3CO+Fe2O32Fe+3CO2,一氧化碳为有毒气体,为防止刚生成的铁被空气氧化,反应结束后需继续通一会儿气,直至装置冷却。
(1)反应前要先通一段时间的气体,目的是 。
(2)写出B处玻璃管中发生反应的现象: 。
(3)装置D的作用 。
(4)实验结束后,D中有部分溶液进入E处量筒中,请设计实验方案,确定该溶液中含有氢氧化钠 。
3.小吴同学用如图所示的玻璃管进行碳与氧化铜的反应。实验时A处的黑色固体变红,B处的现象是澄清石灰水变浑浊。
(1)本实验中体现碳具有的化学性质是 (选填“氧化性”、“还原性”或“催化性”)。
(2)查阅资料发现:反应生成的红色固体除了铜以外还可能含有氧化亚铜(Cu2O),氧化亚铜可以与硫酸发生如下反应:Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+X,该生成物X的化学式为 。
(3)小吴同学取出反应后的红色固体物质于试管中,加入适量稀硫酸加热后发现 ,说明红色固体中含有氧化亚铜。
4.小杨通过实验研究一氧化碳和氧化铜的反应,其操作步骤及观察到的现象如下:
步骤1:连接装置并检查装置气密性。
步骤2:按图甲所示向双具支试管内加入木炭粉和氧化铜,用向上排空气法使双具支试管内集满二氧化碳后塞上带有导管和瘪气球的橡皮塞。
步骤3:按图乙所示将双具支试管固定在铁架台上,并使木炭粉平铺于试管底部;用酒精喷灯加热氧化铜一段时间,未观察到明显现象。
步骤4:将酒精喷灯移至木炭粉处,加热一段时间,观察到气球明显胀大;再次将酒精喷灯移至氧化铜处,加热一段时间,观察到黑色粉末变为紫红色固体。
(1)步骤2中,可用燃着的木条检验二氧化碳是否集满,燃着的木条应 (选填“放置在双具支试管口”或“伸入到双具支试管内”)。
(2)小杨设计步骤3的目的是 。
(3)实验中能表明一氧化碳具有还原性的实验现象是 。
(4)若要对CO气体进行回收再利用,小杨将反应后的混合气体通入以下装置,其中最为合理的是 。
5.某科学兴趣小组利用如图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略)。
(1)将该小组分为两组,各取48g氧化铁粉末按如图装置进行对比实验,甲组用酒精灯(火焰温度500℃~700℃)、乙组用酒精喷灯(火焰温度800℃~1000℃)分别对装置D充分加热,红色粉末均变为黑色粉末。两组分别用固体产物进行实验,记录如下。
操作步骤 甲组现象 乙组现象
称量反应后粉末质量(g) 44.2 33.6
取黑色粉末用磁铁吸引 部分能被磁铁吸引 全部能被磁铁吸引
取黑色粉末加入稀盐酸,振荡 部分溶解,无气泡 全部溶解,有气泡
资料:Ⅰ.已知铁的氧化物有FeO、Fe3O4、Fe2O3,在一定条件下,均能失去或逐步失去其中的氧,最终被还原为铁。
Ⅱ.Fe3O4是一种铁氧体磁性物质,不溶于水和酸。
Ⅲ.氧化铁和一氧化碳进行热反应分析的相关数据图。
完成下列问题:
(1)装置B的作用是 。
(2)通过计算证明甲组的固体产物可能是 。
(3)考虑到二氧化碳气体通入的不持续性,装置E的作用是 。
(4)从实验安全的角度考虑,如图装置还要采取的改进措施是 。
02 金属的活动性顺序
6.向硝酸银、硝酸铜、硝酸镁的混合溶液中加入一些铁粉,待完全反应后,再过滤。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Ag+、Fe2+、Mg2+
C.滤纸上有Ag、Cu,滤液中有Fe2+、Mg2+
D.滤纸上有Ag、Cu、Fe,滤液中有Fe2+、Mg2+
7.某学习小组做完铁与稀硫酸反应实验后,将反应后的混合物M全部倒入盛有一小块铜锌合金的烧杯中,发现有大量气泡产生。待充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。他们得出的结论中不正确的是( )
A.M中一定不含铁单质 B.滤液中可能含有两种金属离子
C.滤液中一定含有ZnSO4 D.滤渣中至少含有两种金属单质
8.半导体关键原材料钯、镍是重要战略性矿产,对国家的科技,军事有着重大意义。请根据数学图像表示的物质化学变化中的相关性质,得出铜、镍、钯三种金属的活动性强弱正确的是( )
A.铜>钯>镍 B.镍>铜>钯 C.镍>钯>铜 D.钯>铜>镍
9.钛(Ti)是一种具有优良性能的金属,小李同学在实验室研究Ti、Mg、Cu的活动性顺序,他在相同温度下,取大小相同的三种金属薄片,分别放入等质量等浓度的足量稀盐酸中,观察现象如表,下列说法正确的是( )
金属 Ti Mg Cu
现象 放出气泡速度缓慢 放出气泡速度快 无明显变化
A.三种金属的活动性由强到弱的顺序为Ti、Mg、Cu
B.钛粉中混有Mg,可用稀盐酸除去Mg
C.将镁条放入硫酸铜溶液中,溶液质量增加
D.将镁条放入可溶性钛盐溶液中,无明显现象可能是镁条表面有氧化膜
10.为比较Zn、Fe、Cu的金属活动性,在锌粉、铁粉的混合物中加入定量的硫酸铜溶液,反应前后的微观模型如图所示。
(1)反应后微观模型中的“?”处应填写的数值是 。
(2)由该反应微观模型可得出的金属活动性顺序为 。
A.Zn>Cu B.Cu>Fe C.Zn>Fe
(3)向反应后的混合物中添加过量的硫酸铜溶液,反应结束后液中一定存在的金属离子是 。
03 金属制取氢气图像问题
11.化学图像可以直观形象地反映化学反应中量的关系。以下等质量的金属与足量稀硫酸反应的图像正确的是( )
A.铁和锌 B.镁和铝 C.镁和铁 D.铝和锌
12.一定质量的锌、铁分别和等量的盐酸反应,产生氢气质量与时间的关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A.t1时,产生氢气的质量锌比铁大
B.t1时,产生氢气的速率锌比铁快
C.t2时,锌、铁消耗的盐酸质量相同
D.t2时,参加反应的锌的质量与铁相同
13.现有质量相等的甲、乙、丙三种金属粉末,分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中,生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示(已知甲、乙、丙在生成物中均显+2价)。则下列说法正确的是( )
A.甲、乙、丙依次可能是Mg、Fe、Zn
B.金属活动性:甲>乙>丙
C.相对原子质量:乙>丙>甲
D.消耗硫酸的质量:甲>乙>丙
14.如图,将质量相等的A、B、C三种金属分别投入装有足量稀盐酸的烧杯中,反应时间与生成氢气的质量关系如图所示,假设A、B、C三种金属反应时都生成了+2价的金属阳离子,请根据图回答:
(1)三种金属中,能够将其它两种金属从它们的盐溶液中置换出来的是 。
(2)三种金属的相对原子质量由大到小的顺序为 。
(3)若将金属B投入A的盐溶液中则反应结束后溶液质量将 。(填“变大”、“变小”或“不变”)
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1.如图所示为“氢气还原氧化铜”的实验装置,下列有关说法不正确的是( )
A.实验前先通氢气,再点燃酒精灯
B.该装置同样适用于CO还原氧化铜实验
C.玻璃管伸入试管底部有利于氢气与氧化铜充分接触
D.实验过程中看到黑色粉末变红,且试管口有水珠产生
2.《天工开物》中记载金属锌的冶炼方法:取炉甘石(主要成分:碳酸锌)十斤,装载入一泥罐内,然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,罐中炉甘石熔化成团。冷定,毁罐取出,即获得金属锌(已知主要发生的反应为:2C+ZnCO3Zn+3CO↑)。下列分析错误的是( )
A.炉甘石属于混合物
B.该反应中一氧化碳为还原剂
C.冷却时锌由气态转化为液态需要放热
D.“冷定“后再“毁罐“取锌是为防止锌重新被氧化
3.如图为CO还原CuO“微型”实验装置(夹持仪器略)。已知HCOOHHCOOH=H2O+CO↑。下列说法正确的是( )
A.挤压甲中胶头滴管的同时点燃酒精灯
B.乙中固体减少的质量等于丙中增加的质量
C.丙中气球阻碍了气流的单向流动可以去掉
D.装置内部空间越小,空气越易排尽,实验越安全
4.为探究金属的活动性强弱,用如图装置进行实验。下列说法不正确的是( )
A.实验前需要打磨金属片,除去表面的氧化膜
B.两试管加入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡
C.甲试管加入CuSO4溶液,能得出锌的金属活动性比铜强
D.两试管加入AgNO3溶液,能得出三种金属的活动性:Zn>Cu>Ag
5.小金在已调平的托盘天平左右两盘上各放一个相同质量的烧杯,往烧杯中分别加入相同溶质质量分数的硝酸银溶液,天平再次平衡,如图所示。现往烧杯中分别放入已打磨的相同质量的铁片和铜片。下列相关说法正确的是( )
A.反应一段时间后,天平会失去平衡
B.右盘烧杯中的溶液会逐渐变成黄色
C.反应后取出铁片,铁片总质量变大
D.实验能说明铁的化学性质比铜活泼
6.有等质量的A、B两金属,相对原子质量Ar(A)<Ar(B),将A放入质量分数为15%的稀硫酸中,B放入质量分数为15%的稀盐酸中,在反应中A、B均为正二价,产生氢气的质量随反应时间变化曲线如图。下列说法正确的是( )
A.产生氢气的速率A<B
B.反应后A、B一定都有剩余
C.消耗的稀硫酸和稀盐酸质量一定不相等
D.消耗B的质量一定小于A的质量
7.钴(Co)的金属活动性与铁相似,钴的化合物相关性质如表。下列预测合理的是( )
物质 CoO Co(OH)2 CoCl2 CoCO3
在水中的溶解性 难溶,灰绿色 固体 难溶,粉红色 固体 易溶,溶液呈 粉红色 难溶,粉红色 固体
A.Co能从MgCl2溶液中置换出Mg B.CoO能与盐酸反应得到粉红色溶液
C.CoCO3能与盐酸反应生成H2 D.Co(OH)2可由Co与NaOH溶液反应制得
8.将足量X、Y、Z、M四种金属分别投入等质量、等质量分数的稀盐酸中(反应关系如图甲),把金属Y、Z分别投入硝酸银溶液中(反应关系如图乙),据此判断X、Y、Z、M的金属活动性顺序是( )
A.M>X>Y>Z B.M>X>Z>Y
C.X>M>Z>Y D.X>M>Y>Z
9.用金属与酸溶液反应比较金属活动性强弱,对比反应放出热量比对比化学反应速率更具科学性。科学探究小组同学用三套相同装置进行实验并记录数据。下列说法不正确的是( )
金属 起始温度/℃ 反应过程中的最高温度/℃
Zn 20.5 46.3
Mg 20.5 60.1
Fe 20.5 23.6
A.应保持金属的形状、质量和酸的体积、浓度等变量相同
B.试管中有气泡放出,溶液最终均为无色
C.长颈漏斗可缓冲瓶内压强,以防塞子松动
D.实验证明:Mg>Zn>Fe
10.小乐将一定量的锌粉加入到Al(NO3)3、Fe(NO3)2和AgNO3的混合溶液中,充分反应后将混合物过滤得到滤液和滤渣。已知混合溶液中的某些阳离子个数随时间的变化如图所示,则下列分析正确的是( )
A.②表示的阳离子是Ag+
B.③表示的阳离子是Zn2+
C.过滤得到的滤渣中只有Ag和Fe
D.过滤得到的滤液中只有Zn(NO3)2和Al(NO3)3
11.兴趣小组为探究Fe、Cu、Ag三种金属的活动性,将铜片放入硝酸银溶液中,观察到铜片表面出现银白色物质。一段时间后将甲图试管中的物质过滤,向滤液中加铁片,析出固体的质量随时间变化如图乙所示,下列说法错误的是( )
A.该实验可以证明金属的活动性Fe>Cu>Ag
B.试管中的物质过滤后,滤液中的溶质有两种
C.a点对应的溶质有Cu(NO3)2、AgNO3
D.bc段析出的固体是铜
12.某小组以图1装置用CO还原CuO制取Cu,不同温度下反应4小时后固体物质的XRD图如图2所示(XRD图谱可用于判断某固体物质是否存在,不同固体出现的衍射峰的衍射角不同)。下列说法正确的是( )
A.400℃时固体产物只有Cu
B.实验中,随着温度的升高,CuO先全部转化为Cu2O,再转化为Cu
C.取32gCuO放在图1管中,在一定温度下全部转化为Cu时,消耗CO的质量大于11.2g
D.取32gCuO放在图1管中,在一定温度下实验,最终得到固体产物Cu和Cu2O的质量的为27.2g,则生成的CO2质量为14.2g
13.小明想设计实验来验证铁、铜、银的金属活动性,实验室中可选的材料有铁丝、铜丝、银丝、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液。
(1)实验前要用砂纸打磨铁丝表面的原因是 。
(2)为达到实验目的,乙试管中的X溶液应选择 。
(3)小明发现实验中甲试管铜丝表面出现黑色物质,对该黑色物质的成分提出了以下猜想并设计了A、B、C、D四组实验。
猜想一:可能是生成的银与溶液中的氧气反应,生成的氧化银为黑色。
猜想二:可能是硝酸银溶液浓度低,析出的银颗粒较小,吸收全部光呈黑色。
根据本实验结果,上述两个猜想被证实是正确的有 。
14.小科查阅资料发现:氢气还原氧化铜的实验中,若反应过程通入氢气时间不够,得到的固体产物是铜和氧化亚铜(Cu2O)组成的混合物。于是他对反应产物的生成情况进行了如下探究:利用图甲所示实验装置,称取若干份质量均为0.6克的氧化铜,在相同条件下分别用氢气还原不同时间,并检测固体中氧化亚铜的质量,结果如图乙。
(1)利用图甲装置进行氢气还原氧化铜的实验时,正确实验操作顺序为 。
①加热 ②停止加热 ③通入制好的纯净氢气 ④停止通氢气
(2)为解释实验结果,小科对氢气还原氧化铜的反应过程提出如下假设:反应过程包含有2CuO+H2Cu2O+H2O,H2+Cu2O2Cu+H2O两个反应。若假设成立,请列式计算出0.6克的氧化铜生成的Cu2O的最大质量为多少克?
(3)根据图乙所示的探究结果和计算结果分析,可以确定两个反应是 (填“同时进行”或者“分步进行”)。
(4)为确保反应所得固体中氧化亚铜尽可能少,可采取的措施是 。
15.小金同学想实验探究甲烷气体还原氧化铜的生成物情况。
资料:黄色粉末碳化铝(Al4C3)与盐酸或硫酸在常温下可发生剧烈反应成甲烷气体。
(1)上图为小金设计的实验装置,如果用碳化铝与酸反应来制取甲烷气体,则以下气体发生装置中可以选用的是 。
(2)乙装置中的浓硫酸的作用是 。
(3)点燃丙中酒精灯之前要把甲、乙、丙装置中的空气排出,甲中产生气体后活塞K1、K2的关闭情况为 。
A.K1、K2都关闭 B.K1、K2都打开 C.K1关闭,K2打开 D.K1打开,K2关闭
(4)把甲、乙、丙装置中的空气排出后,点燃丙中酒精灯,加热一段时间停止加热,继续通气,直到冷却。实验过程中记录的实验数据如表:
装置 丙 丁 戊 己
实验前装置总质量/g 210 397.8 371.5 365
实验后装置总质量/g 207.2 399.6 372.6 365
若装置丙中的氧化铜只还原成铜,根据实验数据,请写出丙中反应的化学方程式 。/ 让教学更有效 精品试卷 | 科学
【精准把脉·聚焦中考】2025年中考科学专项冲刺限时精练
精练04 金属相关问题
01 金属活动性顺序
金属活动性顺序(金属活动性由强逐渐减弱)
K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Pt、Au
金属活动性顺序的应用规律:
①金属跟酸反应:在金属活动性顺序中,只有排在氢前面的金属可以把酸中的氢置换出来。
②金属跟盐溶液的反应:在金属活动性顺序中,只有一种活动性较强的金属才能把另一种活动性较弱的金属从它的盐溶液中置换出来。
02 置换反应
1、定义
由一种单质跟一种化合物起反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。
2、通式: A【单质】+BC【化合物】=AC【另一种化合物】+B【单质】
03 金属还原实验
1、反应原理:3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO
2、装置
3、现象:红色粉末逐渐变为黑色;澄清石灰石变浑浊,尾气燃烧时产生蓝色火焰。
4、实验步骤
(1)检验装置的气密性
(2)装入药品并固定装置
(3)通入一氧化碳气体并点燃酒精灯
(4)待装置内的空气全部排尽后点燃酒精喷灯给氧化铁加热
(5)当试管内的红色粉末变为黑色时,停止加热
(6)待玻璃管内的固体冷却后,停止通一氧化碳,并熄灭酒精灯
5、实验结论:红色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁,一氧化碳在高温条件下得到了氧,生成了二氧化碳。
6、化学反应方程式
3CO + Fe2O32Fe + 3CO2 CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O 2CO+O22CO2
7、注意事项
(1)反应条件:高温;若无洒粉喷灯可在酒精灯火焰上加一个金属网罩。
(2)CO有剧毒,实验应在通风橱中进行,未反应完的气体要进行尾气处理;尾气处理方法有收集法、燃烧法(将CO转变为无毒的CO2)以防止污染空气。
(3)操作顺序:CO要“早出晚归”,酒精喷灯要“迟到早退”。
实验开始先通入CO,排尽装置内的空气,防止CO 与空气混合,加热时发生爆炸;实验完毕后要继续通入 CO气体,直到玻璃管冷却,防止高温下的铁与空气接触,被氧化。
04 制取H2常见的考点(图像问题)
1、相同条件下,金属Mg、Al、Zn、Fe与足量的稀盐酸反应,产生H2的速度由快到慢的是Mg>Al>Zn>Fe。
2、过量的金属Mg、Al、Zn、Fe与等质量等浓度的稀盐酸反应制取的H2的质量比为1:1:1:1。
拓展:产生1g H2所需要的四种金属的质量分别是 Mg:12g;Al:9g;Zn:32.5g;Fe:28g 。
画出图像1:(X-时间,Y-H2的质量)
3、等质量的金属Mg、Al、Zn、Fe与足量的稀盐酸反应制取的H2,产生H2的量由多到少的是 Al>Mg>Fe>Zn 。
画出图像1:(X-时间,Y-H2的质量) 图像2:(X-HCl的质量,Y- H2的质量)
拓展:如何判断金属产生H2量的多少?金属的相对原子质量/化合价越小,等质量时产生的H2的量越多。
4、等质量金属与Mg、Al、Zn、Fe与足量的稀盐酸反应后,溶液质量增加量由大到小的是 Zn<Fe<Mg<Al 。
5、生成相同化合价的金属(假设X、Y均为+2价),产生H2的量越小,相对分子量越大。
01 金属的还原实验
1.【答案】C
【分析】根据一氧化碳和氢气均具有还原性,均能与氧化铜反应,分别生成铜和二氧化碳、铜和水,进行分析判断。
【解答】解:A、甲实验试管口向下倾斜,可防止冷凝水回流到热的试管底部,使试管炸裂,故选项说法错误。
B、一氧化碳和氧化铜在加热条件下反应铜和二氧化碳,乙实验不是只能通过澄清石灰水是否变浑浊判断反应是否发生,还能通过黑色粉末变红色判断反应是否发生,故选项说法错误。
C、氢气和一氧化碳均具有还原性,都应先通入气体,再用酒精灯加热试管、玻璃管,以防止发生爆炸,故选项说法正确。
D、氢气和一氧化碳都将氧化铜变成单质铜,但氢气没有毒性,无需进行尾气回收,故选项说法错误。
故选:C。
【点评】本题难度不大,了解一氧化碳和氢气均具有还原性、实验注意事项等是正确解答本题的关键。
2.【答案】(1)排尽装置内的空气,防止加热时发生爆炸;
(2)红色粉末逐渐变黑;
(3)吸收反应生成的二氧化碳并收集一氧化碳;
(4)取少量E处溶液于试管中,先加入足量的氯化钙溶液(或氯化钡溶液等),若有白色沉淀生成,过滤,向滤液中滴加无色酚酞试液,若溶液变红,则说明溶液中含有氢氧化钠。
【分析】一氧化碳具有还原性,可以还原氧化铁得到铁和二氧化碳,二氧化碳可使澄清的石灰水变浑浊,氢氧化钠能够与二氧化碳反应而一氧化碳与之不反应,利用排液法可以收集到一氧化碳气体,据以上分析解答。
【解答】解:(1)反应前先通一段时间的气体,主要是因为一氧化碳具有可燃性,若装置内混有空气,一氧化碳与空气混合在加热条件下可能会发生爆炸,所以先通一氧化碳排尽装置内的空气,防止加热时发生爆炸;
(2)B处玻璃管中发生的反应是一氧化碳还原氧化铁,化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2,其现象为:红色粉末逐渐变黑。因为氧化铁是红棕色固体,被还原成铁粉后变为黑色;
(3)一氧化碳与氢氧化钠不反应,装置D中装有氢氧化钠溶液,由于反应生成的二氧化碳会进入D中,氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳,所以装置D的作用是吸收反应生成的二氧化碳并收集一氧化碳。
(4)实验结束后,D中有部分溶液进入E处量筒中,要确定该溶液中含有氢氧化钠,可以取少量E处溶液于试管中,先加入足量的氯化钙溶液(或氯化钡溶液等),若有白色沉淀生成,说明溶液中含有碳酸钠,然后过滤,向滤液中滴加无色酚酞试液,若溶液变红,则说明溶液中含有氢氧化钠。因为碳酸钠能与氯化钙(或氯化钡等)反应生成碳酸钙(或碳酸钡等)白色沉淀,除去碳酸钠后,再用酚酞检验氢氧化钠的存在。
故答案为:
(1)排尽装置内的空气,防止加热时发生爆炸;
(2)红色粉末逐渐变黑;
(3)吸收反应生成的二氧化碳并收集一氧化碳;
(4)取少量E处溶液于试管中,先加入足量的氯化钙溶液(或氯化钡溶液等),若有白色沉淀生成,过滤,向滤液中滴加无色酚酞试液,若溶液变红,则说明溶液中含有氢氧化钠。
【点评】合理设计实验,科学地进行实验、分析实验,是得出正确实验结论的前提,因此要学会设计实验、进行实验、分析实验,为学好化学知识奠定基础。
3.【答案】(1)还原性;
(2)H2O;
(3)溶液由无色变为蓝色。
【分析】(1)根据碳具有还原性,能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,进行分析解答。
(2)由质量守恒定律:反应前后,原子种类、数目均不变,进行分析解答。
(3)根据铜不与稀硫酸分析。
【解答】解:(1)碳具有还原性,能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳。
(2)由质量守恒定律:反应前后,原子种类、数目均不变,由反应的化学方程式,反应前铜、氢、氧、硫原子个数分别为2、2、5、1,反应后的生成物中铜、氢、氧、硫原子个数分别为2、0、4、1,根据反应前后原子种类、数目不变,则每个X分子由2个氢原子和1个氧原子构成,则物质X的化学式为H2O。
(3)铜不与稀硫酸,氧化亚铜与稀硫酸反应:Cu2O+H2SO4=CuSO4+H2O+Cu;可知取出反应后的红色固体物质于试管中,加入适量稀硫酸加热后发现溶液由无色变为蓝色,说明红色固体中含有氧化亚铜。
故答案为:
(1)还原性;
(2)H2O;
(3)溶液由无色变为蓝色。
【点评】本题难度不大,掌握碳具有还原性、化学反应前后原子守恒是正确解答本题的关键。
4.【答案】(1)放置在双具支试管口;
(2)证明二氧化碳不能与氧化铜发生反应;
(3)黑色粉末变为紫红色固体;
(4)c。
【分析】(1)根据二氧化碳的验满方法进行分析;
(2)根据实验的步骤进行分析;
(3)根据一氧化碳还原氧化铜的反应现象进行分析。
(4)根据尾气的处理方法来分析。
【解答】解:(1)用燃着的木条检验二氧化碳是否集满时,燃着的木条应该放在双具支试管口,若木条熄灭,则证明二氧化碳收集满;
(2)步骤3中,双具支试管内装满二氧化碳,用酒精喷灯加热氧化铜一段时间,未观察到明显现象,说明二氧化碳不能与氧化铜反应,再由步骤4中的现象,证明一氧化碳能与氧化铜发生反应;
(3)步骤4中,观察到黑色粉末变为紫红色固体,说明一氧化碳与氧化铜反应生成了铜,证明一氧化碳具有还原性;
(4)该小组同学若要对CO气体进行再回收利用,c装置既能吸收二氧化碳,又能收集一氧化碳,故选:c。
故答案为:
(1)放置在双具支试管口;
(2)证明二氧化碳不能与氧化铜发生反应;
(3)黑色粉末变为紫红色固体;
(4)c。
【点评】此题难度不大,掌握一氧化碳、二氧化碳的性质及读懂题目信息便能解答,要求学生能灵活应用所学知识。
5.【答案】(1)除去一氧化碳中的二氧化碳;
(2)FeO和Fe3O4的混合物;
(3)防止F中的液体倒吸入D装置中;
(4)在装置末尾增加一个尾气处理装置,且在AB之间增加一个E装置。
【分析】(1)根据氢氧化钠能与二氧化碳反应,分析装置B的作用;
(2)根据某元素质量分数计算;
(3)根据E中的液体会倒吸进入D装置分析E装置的作用;
(4)根据B装置中的液体会倒吸进入A装置分析;根据一氧化碳有毒分析。
【解答】解:(1)由于氢氧化钠能与二氧化碳反应,所以,装置B的作用是:除去一氧化碳中的二氧化碳;故答案为:除去一氧化碳中的二氧化碳;
(2)假设48gFe2O3全部还原成Fe3O4得到的质量为:48g×=46.4g,假设全部还原为FeO的得到质量为:48g×=43.2g,因为46.4g>44.2g>43.2g,由此可推测出,最后得到的是FeO和Fe3O4的混合物;故答案为:FeO和Fe3O4的混合物;
(3)由于由于由于F中的液体会倒吸进入D装置,所以,E装置的作用是:防止F中的液体倒吸入D装置;故答案为:防止F中的液体倒吸入D装置中;
(4)由于B装置中的液体会倒吸进入A装置,所以,从实验安全的角度考虑,上图装置还要采取的改进措施是:在装置AB间再增加一个E装置;一氧化碳有毒污染
空气,在装置末尾增加一个尾气处理装置。因此故答案为:在装置末尾增加一个尾气处理装置,且在AB之间增加一个E装置。
【点评】本题考查一氧化碳还原铁的氧化物的步骤、现象、化学反应式的书写,以及用不同的方法验证铁的存在,涉及的内容比较多,难度较大,需要同学们具有比较全面的化学知识才能完成本题。
02 金属的活动性顺序
6.【答案】B
【分析】在金属活动性顺序中,镁>铁>铜>银,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:
AgNO3、Cu(NO3)2、Mg(NO3)2 的混合溶液中加入一些铁粉,镁>铁>铜>银,铁不会与硝酸镁反应,故滤液中一定含有Mg2+,铁与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,生成的铜与硝酸银能反应生成硝酸铜和银,
A、当铁粉量不足时,只与部分硝酸银反应,生成银,仍有硝酸银剩余,故A正确;
B、在硝酸银与硝酸铜同时存在时,铁先与硝酸银充分反应后再与硝酸铜反应,因此若滤纸上有Cu,则滤液中一定没有Ag+,故B不正确;
C、当铁粉适量时,能与混合液中的硝酸银和硝酸铜恰好完全反应,生成银和铜,故C正确;
D、当铁粉过量时,与混合液中的硝酸银和硝酸铜完全反应,生成银和铜,铁有剩余,故D正确,
故选:B。
【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的意义进行。
7.【答案】D
【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:将反应后的混合物M全部倒入盛有一小块铜锌合金的烧杯中,发现有大量气泡产生,是因为稀硫酸和锌反应生成硫酸锌和氢气,说明稀硫酸和铁反应后过量。
A、稀硫酸过量,M中一定不含铁单质,该选项正确。
B、滤液中可能含有两种金属离子,即亚铁离子和锌离子,该选项正确。
C、滤液中一定含有硫酸锌,该选项正确。
D、滤渣中至少含有1种金属单质,即铜,该选项不正确。
故选:D。
【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。
8.【答案】B
【分析】根据图像的变化分析金属与酸的反应、金属与盐的反应来比较金属的活动性顺序。
【解答】解:由左边的图像可知,镍能与硫酸反应,铜不能与硫酸反应,说明了金属的活动性顺序是镍>铜;由右边的图像可知,铜能与氯化钯溶液反应,说明了金属的活动性顺序是铜>钯,综合以上分析可知,铜、镍、钯三种金属的活动性强弱是镍>铜>钯。
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。
9.【答案】D
【分析】A、根据金属活动性顺序表的应用分析比较金属的活动性强弱,在金属活动性顺序中,氢前的金属能与酸反应生成氢气,金属的位置越靠前,反应的越剧烈;
B、根据Ti和Mg的活动性进行分析判断;
C、从工业生产的成本进行分析;
D、根据镁的活动性进行分析判断。
【解答】解:A、由现象可以看出反应最快的是镁,其次是钛,无明显现象时铜;根据反应快慢、能否与酸反应与活动性之间的对应可以得出,三种金属活动性顺序为:Mg、Ti、Cu,故A错误;
B、Ti和Mg都与盐酸反应,在除去Mg的同时,Ti也除掉了,故B错误;
C、将镁条放入硫酸铜溶液中,镁24份质量的镁能置换出64份质量的铜,反应后溶液质量减少,故C错误;
D、由于镁比较活泼,会与空气中氧气反应生成氧化镁,氧化镁与钛盐溶液不反应,故D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查了金属活动性顺序表的应用,会利用金属活动顺序表设计实验,去验证金属的活动性强弱。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。
10.【答案】(1)20;
(2)A、C;
(3)Zn2+、Fe2+、Cu2+。
【分析】(1)反应前后原子的数目不变分析;
(2)根据图中微粒的变化进行分析;
(3)根据金属活动性Zn>Fe>Cu分析。
【解答】解:(1)反应后Zn原子的个数为100﹣80=20;
(2)反应的示意图可知,铁原子数目没有发生改变,锌原子数目减少,生成锌离子,铜离子数目减少,生成铜原子,是锌置换硫酸铜中的铜,说明金属活动性:Zn>Cu,Zn>Fe;
(3)金属活动性Zn>Fe>Cu,向反应后的混合物中添加过量的硫酸铜溶液,先与锌反应生成硫酸锌和铜,后与铁反应生成硫酸亚铁和铜,反应结束后液中一定存在硫酸锌、硫酸亚铁和过量的硫酸铜,所以金属离子是Zn2+、Fe2+、Cu2+。
故答案为:(1)20;
(2)A、C;
(3)Zn2+、Fe2+、Cu2+。
【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。
03 金属制取氢气图像问题
11.【答案】B
【分析】根据金属活动性越强,反应速率越快,结合等质量的金属与足量稀硫酸反应生成氢气的质量,进行分析判断。
【解答】解:A、锌的金属活动性比铁强,反应速率快,至完全反应所需时间短;金属完全反应产生氢气的质量为,等质量的金属与足量稀硫酸反应,产生氢气的质量为铁>锌,故选项图像错误。
B、镁的金属活动性比铝强,反应速率快,至完全反应所需时间短;金属完全反应产生氢气的质量为,等质量的金属与足量稀硫酸反应,产生氢气的质量为铝>镁,故选项图像正确。
C、镁的金属活动性比铁强,反应速率快,至完全反应所需时间短;金属完全反应产生氢气的质量为,等质量的金属与足量稀硫酸反应,产生氢气的质量为镁>铁,故选项图像错误。
D、等质量铝和锌分别和足量稀硫酸反应,若消耗稀硫酸的质量相同,则生成氢气质量相同,故开始两斜线重合;硫酸过量,产生氢气的质量为,则铝消耗的稀硫酸多,生成的氢气多,拐点高些,故选项图像错误。
故选:B。
【点评】本题有一定难度,是一道图像坐标与化学知识相结合的综合题,解题的关键是结合金属的化学性质,正确分析各变化的过程,注意分析坐标轴表示的意义、曲线的起点、折点及变化趋势,进而确定正确的图像。
12.【答案】D
【分析】A、根据图象比较t1时,锌、铁与盐酸产生氢气质量的多少;
B、根据图象比较t1时,锌、铁与盐酸产生氢气速率的大小;
C、根据图象比较t2时,参加反应的盐酸的质量;
D、根据图象比较t2时,参加反应的锌、铁质量.
【解答】解:A、由图象可知,t1时,产生氢气的质量锌比铁大,故A正确;
B、t1时,产生氢气的质量锌比铁大,所以产生氢气的速率锌比铁大,故B正确;
C、t2时,生成的氢气的质量相同,锌、铁消耗的盐酸质量相同,故C正确;
D、t2时,生成的氢气的质量相同,根据Zn~H2和Fe~H2,可知65gZn生成2g氢气,56gFe生成2g氢气,因此参加反应锌的质量与铁不同,故D错误。
故选:D。
【点评】活动性越强的金属与酸反应越剧烈,即反应放出氢气的速度越快;相同质量酸与足量金属反应生成氢气的质量相同,据此结合图象细心分析解答.
13.【答案】D
【分析】根据等质量的三种金属分别与足量的稀硫酸反应,相同时间内产生氢气较多(即反应剧烈)的金属活动性较强;由图示可以确定生成氢气的质量的多少,进而能确定相对原子质量的大小,进行分析判断。
【解答】解:A、由图可知,当金属都在发生反应时,相同时间内生成气体的质量由多到少的顺序是乙<甲<丙,Mg、Zn、Fe的活动性由强到弱的顺序为Mg、Zn、Fe,甲、乙、丙不可能依次是Mg、Zn、Fe,故选项说法错误。
B、金属的活动性越强,相同条件下与酸反应时,反应越剧烈,反应速率越快,根据图示可知,由图可知,完全反应所需反应时间的关系为乙<甲<丙,甲、乙、丙的活动顺序是乙>甲>丙,故选项说法错误。
C、甲、乙、丙在生成物中均显+2价,三种金属的化合价、金属的质量都相等,完全反应放出氢气的质量与金属的相对原子质量成反比,即产生氢气多的相对原子质量小;在三种金属完全反应后,放出H2的质量是甲>乙>丙;可判断相对原子质量是丙>乙>甲,故选项说法错误。
D、金属与酸的反应生成氢气时,氢气来源于酸中的氢元素,所以生成的氢气的质量与消耗稀硫酸的质量成正比,消耗硫酸的质量是甲>乙>丙,故选项说法正确。
故选:D。
【点评】本题难度不大,掌握金属的化学性质、明确确定金属的活动性顺序、金属的相对原子质量的方法是正确解答本题的关键。
14.【答案】(1)B;
(2)C>B>A;
(3)变大。
【分析】根据相同时间内产生氢气多(即反应越剧烈)金属活动性强,及化合价相同的金属,产生氢气的多少与金属的相对原子质量有关来分析。
【解答】(1)根据反应生成H2的质量与反应时间的关系图所示,当三种金属都发生反应时,相同时间内B放出氢气的质量大于A、C,可知B的活动性最强,能把活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来;
(2)三种金属的化合价都+2价、金属的质量都相等,金属与酸反应发生置换反应生成盐和氢气,化学方程式可写成,M+2HCl=MCl2+H2↑,设金属的质量为m,化相对原子质量为Ar,生成的氢气质量为x,
M+2HCl=MCl2+H2↑,
Ar 2
m x
,
因此完全反应放出氢气的质量与金属的相对原子质量成反比,即产生氢气多的相对原子质量小,根据反应生成H2的质量与反应时间的关系图所示,在三种金属完全反应后,放出H2的质量是A>B>C;
(3)将金属B投入A的盐溶液中发生置换反应生成盐和A,B的相对原子质量大,因此对应的盐溶液的相对分子质量也大,则会使反应结束后溶液质量将变大;
故答案为:(1)B;
(2)C>B>A;
(3)变大。
【点评】本题考查相同时间内产生氢气多(即反应越剧烈)金属活动性强,及化合价相同的金属,产生氢气的多少与金属的相对原子质量成反比。
15.【答案】B
【分析】氢气还原氧化铜生成铜和水,实验前先通氢气,排净装置内空气,实验结束后,继续通氢气,防止高温下生成的铜重新被氧气氧化,一氧化碳还原氧化铜得到铜和二氧化碳,一氧化碳有毒,不能直接排放到空气中,需要进行处理,据以上分析解答。
【解答】解:A.氢气是可燃性气体,与空气混合加热可能会发生爆炸,所以实验前先通氢气排尽装置内的空气,再点燃酒精灯,故正确;
B.一氧化碳是可燃性气体且有毒,该装置没有尾气处理装置,一氧化碳直接排放会污染空气,所以该装置不适用于CO还原氧化铜实验,故错误;
C.玻璃管伸入试管底部,能使氢气与氧化铜的接触面积增大,有利于氢气与氧化铜充分接触,故正确;
D.氢气还原氧化铜生成铜和水,氧化铜是黑色粉末,铜是红色固体,所以实验过程中会看到黑色粉末变红,且生成的水会在试管口冷凝成水珠,故正确。
故选:B。
【点评】合理设计实验,科学地进行实验、分析实验,是得出正确实验结论的前提,因此要学会设计实验、进行实验、分析实验,为学好化学知识奠定基础。
16.【答案】B
【分析】根据题干中的信息,以及反应的化学方程式2C+ZnCO3Zn+3CO↑来分析。
【解答】解:A、炉甘石的主要成分是碳酸锌,还含有其他杂质,属于混合物,故选项说法正确。
B、在还原反应中,夺取氧的物质是还原剂,所以该反应中碳为还原剂,故选项说法错误。
C、物质由气态转化为液态放出热量,所以冷却时锌由气态转化为液态会放热,故选项说法正确。
D、在加热条件下锌会和氧气反应,所以“冷定“后再“毁罐“取锌是为防止锌重新被氧化,故选项说法正确。
故选:B。
【点评】本题是材料信息题,难度不大,根据所学知识,结合题中信息,认真分析即可解答。
17.【答案】D
【分析】一氧化碳具有还原性,能与氧化铜在加热条件下生成铜和二氧化碳,结合实验注意事项,进行分析判断。
【解答】解:A、为了防止一氧化碳与空气混合在点燃时发生爆炸,挤压甲中的胶头滴管后,过一会儿再点燃酒精灯,以排尽装置中的空气,防止发生爆炸,故选项说法错误;
B、乙中一氧化碳和氧化铜加热生成铜和二氧化碳,乙中固体减少的质量是氧化铜中氧元素的质量,丙中二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,丙中增加的质量是生成二氧化碳的质量,二者不相等,故选项说法错误;
C、一氧化碳有毒,直接排放会污染空气,丙中气球可以收集尾气一氧化碳,防止污染空气,不可以去掉,故选项说法错误;
D、“微型”实验装置内空间较小,空气易排尽,实验危险系数小,故选项说法正确。
故选:D。
【点评】本题难度不大,掌握一氧化碳的化学性质(具有还原性)、装置的特点等是正确解答本题的关键。
18.【答案】D
【分析】根据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,进行分析判断。
【解答】解:A、实验前需要打磨金属片,除去表面的氧化膜,以防止对实验造成干扰,故A正确;
B、若向甲、乙试管加入稀盐酸,锌的金属活动性排在氢前面,铜的金属活动性排在氢后面,所以只有锌片表面能产生气泡,故B正确;
C、若向甲试管加入CuSO4溶液,锌表面覆盖着一层红色物质,溶液由蓝色变为无色,可得出锌的金属活动性比铜强,故C正确;
D、若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,锌、铜均能与硝酸银溶液反应,说明了金属活动性锌>银,铜>银,但无法确定锌和铜的活动性强弱,故D错误;
故选:D。
【点评】本题难度不大,考查金属活动性应用,明确金属活动性应用“反应则活泼、不反应则不活泼”是正确解答此类题的关键。
19.【答案】C
【分析】根据铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,进行分析判断。
【解答】解:A、铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,由于两个烧杯中均没有气体逸出,反应一段时间后,天平仍保持平衡,故选项说法错误。
B、铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,右盘烧杯中的溶液会逐渐变成蓝色,故选项说法错误。
C、铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,反应的化学方程式为Fe+2AgNO3═Fe(NO3)2+2Ag,每56份质量的铁可置换出216份质量的银,反应后取出铁片,铁片总质量变大,故选项说法正确。
D、铁、铜与硝酸银溶液反应,说明了金属活动性铁>银,铜>银,但无法确定铁和铜的活动性强弱,故选项说法错误。
故选:C。
【点评】本题有一定难度,熟练掌握金属的化学性质、反应时的质量关系等是正确解答本题的关键。
20.【答案】C
【分析】根据图象可以得出:①比较氢气的多少,从而可以判断出金属的相对原子质量的大小,得到氢气多的则相对原子质量小;②判断金属的活动性强弱,反应时间短或斜线斜率大的则该金属的活动性强。
【解答】解:A、金属的活动性越强的,和酸溶液反应时产生气体的速率也就越快,根据图象不难看出,金属A完全反应后所需要的时间短,即A的活动性强,故A错误;
B、等质量的不同金属得到的氢气一样多,说明参与反应的金属的质量一定不一样多,因此至少有一种金属剩余,故B错误;
C、由于得到的氢气一样多,根据元素的质量守恒可知,参加反应的稀盐酸和稀硫酸的溶质中氢元素的质量一定相等,又因这两种酸溶液中溶质的质量分数相同,从而说明参与反应的两种酸的质量一定不一样多,故C正确;
D、由于A的相对原子质量小,因此得到相同质量的氢气,参加反应的金属A的质量要少一些,故D错误;
故选:C。
【点评】本题难度较大,主要考查了金属的化学性质、金属活动性顺序的应用及有关的计算,培养学生分析问题、解决问题的能力。
21.【答案】B
【分析】A、根据钴的金属活动性与铁相似,则活动性比镁弱进行分析;
B、根据CoO是金属氧化物,可以和酸反应生成盐和水进行分析;
C、根据碳酸盐和酸反应生成盐、水、二氧化碳进行分析;
D、根据金属不会与碱反应进行分析。
【解答】解:A、钴的金属活动性与铁相似,所以活动性比镁弱,不会和氯化镁反应,故A错误;
B、CoO是金属氧化物,可以和酸反应生成盐和水,所以CoO和盐酸反应生成CoCl2和H2O,CoCl2易溶,溶液呈粉红色,故B正确;
C、碳酸盐和酸反应生成盐、水、二氧化碳,所以CoCO3能与盐酸反应生成二氧化碳,故C错误;
D、Co与NaOH溶液不反应,故D错误。
故选:B。
【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。
22.【答案】A
【分析】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,且金属的位置越靠前,其活动性越强,反应速率越快;在金属活动性顺序中,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,进行分析解答。
【解答】解:把等质量的X、Y、Z、M四种金属分别加入到等质量、等质量分数的足量稀盐酸中(反应关系如图甲),M、X能与稀盐酸反应生成氢气,Y、Z不能,且完全反应时M消耗的时间短,说明反应速率快,即金属活动性M>X>H>Y、Z。
把金属Y、Z分别投入硝酸银溶液中(反应关系如图乙),Y与硝酸银溶液反应生成银,Z与硝酸银溶液不反应,即金属活动性Y>Ag>Z。
故四种金属的活动性顺序为M>X>Y>Z。
故选:A。
【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。
23.【答案】B
【分析】根据题意,金属与酸溶液发生反应时,可通过金属与酸溶液发生反应现象、放出热量的多少作为判断金属活动性强弱的依据,进行分析判断。
【解答】解:A、该实验为对比实验,变量为金属的种类,则控制变量应保持金属的形状、质量和酸的体积、浓度等变量相同,说法正确,故该选项不符合题意;
B、金属活动性顺序表中,Zn、Mg、Fe均位于氢之前,均能与酸反应生成氢气,因此试管中均有气泡产生,但铁与酸反应生成的亚铁盐溶液呈浅绿色,则溶液最终不是均为无色,说法不正确,故该选项符合题意;
C、金属与酸反应放热,装置内气体受热膨胀,气压增大,长颈漏斗可缓冲瓶内压强,以防塞子松动,说法正确,故该选项不符合题意;
D、由表格数据可知,放出热量Mg>Zn>Fe,则金属活动性Mg>Zn>Fe,说法正确,故该选项不符合题意;
故选:B。
【点评】本题主要考查了金属活动性顺序及其应用,掌握金属活动性顺序应用等是正确解答本题的关键。
24.【答案】C
【分析】将一定量的锌粉加入到Al(NO3)3、Fe(NO3)2和AgNO3的混合溶液中,锌不能和硝酸铝反应,先和硝酸银反应生成硝酸锌和银,后和硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁。
【解答】解:A、②表示的阳离子是亚铁离子,故选项不正确。
B、③表示的阳离子是铝离子,故选项不正确。
C、亚铁离子有剩余,说明硝酸亚铁部分反应,滤渣中含有银和铁,故选项正确。
D、过滤得到的滤液中只有Zn(NO3)2和Al(NO3)3和硝酸亚铁,故选项不正确。
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。
25.【答案】C
【分析】在金属活动性顺序中,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,据此分析回答。
【解答】解:甲试管中的物质一定含有硝酸铜,可能含有硝酸银。向滤液中加铁片,铁的金属活动性比银、铜强,若含硝酸银,铁先与AgNO3反应生成硝酸亚铁和银,AgNO3反应完,若还有铁,铁才能与Cu(NO3)2反应生成硝酸亚铁和铜,由图示可知,一定发生了上述两个反应,0﹣b段发生是铁与硝酸银的反应,b﹣c段发生的是铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,
A、将铜片放入硝酸银溶液中,观察到铜片表面出现银白色物质,说明金属活动性铜>银;向滤液中加铁片,析出固体的质量,可以看出,铁先与AgNO3反应,铁后与Cu(NO3)2反应,说明金属活动性Fe>Cu>Ag,故正确;
B、由乙图可知,析出固体有两个拐点,说明加入铁后有两个反应发生,试管中的物质过滤后,滤液中的溶质有两种,故正确;
C、a点对应铁与部分硝酸银反应,溶液中所含的溶质是剩余的硝酸银、硝酸铜和生成的硝酸亚铁,故错误;
D、bc段发生的是铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,析出的固体是铜,故正确。
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。
26.【答案】C
【分析】A.根据图示信息分析400℃时固体中含有的物质;
B.根据图示信息分析实验中,随着温度的升高,含铜物质的转化规律;
C.根据实验前通入一氧化碳的作用、实验中消耗一氧化碳的质量,实验后一氧化碳的作用进行分析;
D.利用氧元素的质量差量法进行计算。
【解答】解:A.根据图示可知,400℃时,固体中含有CuO、Cu2O和Cu,A错误;
B.根据图示可知,实验中,随着温度的升高,CuO先转化为Cu2O和Cu,Cu2O再转化为Cu,B错误;
C.设:与32gCuO完全反应需CO的质量为x。
CO+CuOCu+CO2
28 80
x 32g
,x=11.2g;
该实验为防止爆炸,反应前先入CO排尽空气,反应结束后为防止氧化,通CO直至冷却,取32gCuO放在图1管中,在一定温度下全部转化为Cu时,消耗CO的质量大于11.2g,C正确;
D.设反应生成二氧化碳质量为y。
CO+CuOCu+CO2 减少的氧元素质量
44 16
y 32g﹣27.2g
,y=13.2g,D错误;
故选:C。
【点评】利用一氧化碳的可燃性、还原性、毒性三个性质进行分析解答。
27.【答案】(1)除去铁丝表面的氧化物,使铁丝能更好地参与反应;
(2)硫酸铜溶液;
(3)猜想二。
【分析】(1)根据实验前用砂纸打磨铁丝表面可以除去表面上的氧化物进行分析;
(2)根据实验要求结合金属活动性顺序进行分析;
(3)根据实验现象结合猜想进行分析,得出结论。
【解答】解:(1)实验前用砂纸打磨铁丝表面,是因为铁丝在空气中容易生锈,其表面会生成一层氧化物,这层氧化物会阻碍铁丝与其他溶液发生反应,影响实验结果,所以需要用砂纸打磨掉表面的氧化物,使铁丝能更好地参与反应;
(2)要验证铁、铜、银的金属活动性,已知甲试管中铜丝放入硝酸银溶液中,可验证铜和银的活动性,那么乙试管中应该选择硫酸铜溶液,将铁丝放入硫酸铜溶液中,若铁丝表面有红色物质析出,溶液由蓝色变为浅绿色,说明铁能置换出铜,从而验证铁和铜的活动性,这样就可以通过这两个实验比较出铁、铜、银的金属活动性顺序为铁>铜>银;
(3)A组实验中,铜丝在1%硝酸银溶液中表面出现黑色固体;B组实验中,铜丝在煮沸后的1%硝酸银溶液中表面仍出现黑色固体,说明黑色固体的产生与溶液中是否含有氧气无关,即猜想一不正确;C组实验中,铜丝在3%硝酸银溶液中表面出现黑色固体;D组实验中,铜丝在煮沸后的3%硝酸银溶液中表面出现银白色固体,说明在浓度较高且除去氧气的硝酸银溶液中,铜丝表面析出的是银白色的银,而在浓度较低的硝酸银溶液中,铜丝表面析出的银颗粒较小,吸收全部光呈黑色,即猜想二正确。
故答案为:
(1)除去铁丝表面的氧化物,使铁丝能更好地参与反应;
(2)硫酸铜溶液;
(3)猜想二。
【点评】合理设计实验,科学地进行实验、分析实验,是得出正确实验结论的前提,因此要学会设计实验、进行实验、分析实验,为学好化学知识奠定基础。
28.【答案】(1)③①②④。
(2)0.54g。
(3)同时进行。
(4)用氢气还原,时间尽量延长。
【分析】加热时氧化铜和氢气反应生成水和铜或水和氧化亚铜或水和氧化亚铜、铜。
根据化学方程式及其提供数据可以进行相关方面的计算和判断。
【解答】解:(1)利用图甲装置进行氢气还原氧化铜的实验时,正确实验操作顺序为通入制好的纯净氢气(排出装置中的空气,防止加热时发生爆炸)、加热、停止加热(继续通入氢气)、停止通氢气。
(2)按照2CuO+H2Cu2O+H2O进行时,生成氧化亚铜质量最大。
设生成氧化亚铜的最大质量是x。
2CuO+H2Cu2O+H2O
160 144
0.6g x
x=0.54g
答:0.6g的氧化铜生成的Cu2O的最大质量为0.54g。
(3)根据图乙所示的探究结果和计算结果分析,生成氧化亚铜最大质量是0.32g,可以确定两个反应是同时进行。
(4)为确保反应所得固体中氧化亚铜尽可能少,可采取的措施是用氢气还原,时间尽量延长,是因为时间越长,氧化亚铜含量越小。
故答案为:(1)③①②④。
(2)0.54g。
(3)同时进行。
(4)用氢气还原,时间尽量延长。
【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。
29.【答案】(1)B;
(2)干燥甲烷气体;
(3)D;
(4)7CuO+2CH47Cu+4H2O+CO2+CO。
【分析】(1)根据黄色粉末碳化铝(Al4C3)与盐酸或硫酸在常温下可发生剧烈反应成甲烷气体,分液漏斗可以控制液体的滴加速率,从而控制反应速率来分析解答;
(2)根据浓硫酸具有吸水性,且与甲烷不反应,可用浓硫酸干燥甲烷来分析解答;
(3)根据为保证排出装置内的空气,且不影响后续测定,应先让甲产生气体,然后K1打开,K2关闭来分析解答;
(4)根据题中数据来分析解答。
【解答】解:(1)黄色粉末碳化铝(Al4C3)与盐酸或硫酸在常温下可发生剧烈反应成甲烷气体,分液漏斗可以控制液体的滴加速率,从而控制反应速率,得到平稳气流,则用碳化铝与酸反应来制取甲烷气体,发生装置中可以选用的是B;
(2)浓硫酸具有吸水性,且与甲烷不反应,可用浓硫酸干燥甲烷,则乙装置中的浓硫酸的作用是吸收水分,干燥甲烷气体;
(3)为保证排出装置内的空气,且不影响后续测定,应先让甲产生气体,然后K1打开,K2关闭,故选:D;
(4)丙装置中减少的质量为氧化铜中氧元素的质量,则氧元素的质量为210g﹣207.2g=2.8g,故氧化铜的质量为2.8g÷(100%)=14g,氧化铜只还原成铜,则铜的质量为14g﹣2.8g=11.2g,装置丁中增加的质量就是生成水的质量,则生成水的质量为399.6g﹣397.8g=1.8g,1.8g水中氢元素的质量为1.8g100%=0.2g,根据反应前后氢元素质量不变,则消耗甲烷的质量为0.2g÷(100%)=0.8g,0.8g甲烷中碳元素的质量为0.8g﹣0.2g=0.6g,若碳元素全部转化为二氧化碳,则生成二氧化碳的质量为0.6g÷(100%)=2.2g,装置戊中增加的质量就是生成二氧化碳的质量,则二氧化碳的质量为372.6g﹣371.5g=1.1g,说明消耗的甲烷中的碳元素没有全部生成二氧化碳,则还会生成一氧化碳,根据质量守恒定律可知,生成一氧化碳的质量为14g+0.8g﹣11.2g﹣1.8g﹣1.1g=0.7g,化学计量数=物质质量÷相对分子质量,则该反应的化学方程式中CuO、CH4、Cu、H2O、CO2、CO的化学计量数之比为:::::7:2:7:4:1:1,则丙中反应的化学方程式 7CuO+2CH47Cu+4H2O+CO2+CO。
故答案为:(1)B;
(2)吸收水分,干燥甲烷气体;
(3)D;
(4)7CuO+2CH47Cu+4H2O+CO2+CO。
【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。
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