单元8再识金属与金属材料
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.氨基钠是合成维生素的原料,工业上利用金属钠和液氨生产氨基钠的主要原理如图1,现用液氨与金属钠反应,实验结果如图2所示。下列分析错误的是
A.金属钠的投加量越多生成氨基钠的量越多
B.反应釜中发生的反应为置换反应
C.其他条件相同时,控制温度能提高氨基钠产量
D.控制温度在时,金属钠与液氨没有恰好反应
2.有、、三种金属,若把、、分别放入稀盐酸中,溶解并产生氢气,、不反应;若把放入到溶液中,无任何现象,则、、的金属活动性顺序是
A. B. C. D.
3.分类和归纳是学习化学的科学思维方法。下列有关分类正确的是
A.金属材料:合金、氧化铁 B.混合物:空气、冰水混合物
C.氧化物:干冰、二氧化锰 D.缓慢氧化:酒精燃烧、食物腐败
4.浩如烟海的中国古代典籍中记录了许多化学知识,展示了中国古代人民的智慧。下列说法错误的是
A.《吕氏春秋·别类》记载“金(指铜)柔锡柔,合两柔则为刚”,铜锡合金的硬度比纯铜大
B.《为侯景叛移梁朝文》记载“抽薪止沸,翦草除根”,清除可燃物可以灭火
C.西汉古籍《淮南万毕术》中有“曾青(硫酸铜溶液)得铁则化为铜”,铁的金属活动性比铜强
D.《本草纲目拾遗》记载“强水性最烈,能蚀五金(金、银、铜、铅、铁)”,强水为盐酸
5.幸福需要劳动来创造。小明在家帮忙做家务,请运用化学知识分析,下列做法正确的是
A.炒完菜后的铁锅,无需清洗 B.用钢刷或钢丝球擦洗铝制炊具
C.进入菜窖取蔬菜时,提前做灯火试验 D.厨房垃圾共用一个垃圾袋,无须分类
6.下列实验操作能达到对应实验目的的是
选项 实验目的 实验操作
A 除去一氧化碳中的氧气 将混合气体通过足量灼热的铜粉
B 除去氯化亚铁溶液中混有的少量氯化锌 加入足量的铁粉,充分反应后,过滤
C 鉴别氧气和空气 分别伸入燃着的木条
D 鉴别二氧化锰和氧化铜粉末 观察颜色
A.A B.B C.C D.D
7.下列关于金属材料的说法正确的是
A.生铁的含碳量比钢低 B.黄铜的硬度比纯铜小
C.铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼 D.铁在潮湿空气中易生锈
8.下列物质能由金属和酸反应直接制取的是
A.CuCl2 B.FeCl3 C.ZnCl2 D.AgCl
9.把某稀硫酸分为等体积的两份,放入两个烧杯中,分别加入等质量的甲、乙两种金属,反应后金属都没有剩余。产生H2的质量随时间变化的趋势如下图。说法正确的是
(1)甲的活动性比乙强
(2)反应消耗等质量的金属
(3)反应消耗等质量的硫酸
(4)甲的相对原子质量不一定比乙小
A.(1)和(2) B.(2)和(4) C.(3)和(4) D.(1)和(3)
10.炼铁厂以赤铁矿(主要成分为)、焦炭、石灰石、空气等为原料来炼铁,主要反应过程如图所示。下列说法不正确的是
焦炭二氧化碳一氧化碳生铁
A.①中通入过量空气的目的是使焦炭充分利用
B.②中焦炭的作用只是提供热量
C.③中发生反应的化学方程式为
D.图中二氧化碳与一氧化碳在一定条件下可相互转化
二、非选择题
11.相同质量的 Mg、Zn、Fe三种金属,其原子个数由多到少的顺序是 ;向等量的 Mg、Zn、Fe中分别加入足量的稀硫酸至金属完全溶解,生成氢气的质量最多的是 。
12.伏打电池是历史上第一个能持续产生电流的化学电池,标志着电化学研究的开端(如图1);锌锰干电池是19世纪中期改进的便携式电池,采用干态电解液,解决了伏打电池的泄漏问题,成为现代一次性电池的雏形(如图2)。近年来燃料电池、锂电池等新型电池层出不穷。请回答下列问题。
(1)伏打电池(如图1),食盐水中的溶质主要是 (填化学式)。请写一个能比较电池中锌和银两种金属的活动性强弱的化学方程式: 。
(2)锌锰干电池(如图2),其中能导电的非金属单质是 (填化学式)。
(3)燃料电池的燃料在一定条件下与氧气反应,将 能转化为电能。
(4)请谈一谈你对新型电池研发的一点看法: 。
13.金属材料在生产生活中有广泛的应用。向一定质量的硝酸铝、硝酸铜和硝酸银的混合溶液中逐渐加入一定量的锌粉,使之充分反应后过滤,得到固体和滤液。
(1)如果滤液呈现蓝色,请写出一定发生反应的反应方程式 。
(2)如果在固体中加入稀盐酸,没有气体产生,则滤液中一定存在的溶质是 (写化学式)。
14.已知均为初中化学常见的物质。其中A、C常温下是气体,且组成元素相同,C的固体俗名叫“干冰”,B是赤铁矿的主要成分,E能用于改良酸性土壤,H是紫红色金属。它们的相互转化关系如图(图中反应条件均已略去)。请回答下列问题:
(1)写出E物质的俗称 ;
(2)写出反应①的化学方程式 ;
(3)反应③的现象为 ,属于 反应(填基本反应类型)。
15.海上生明月,九天揽星河。2025年4月24日我国神舟二十号载人飞船顺利升空,我国航天事业进入新发展阶段。
(1)飞船可为空间站运送多种物资,其中蔬菜、水果能为航天员们提供的主要营养物质是 。
(2)航天员舱外航天服使用了一种聚氨酯橡胶的新型材料,该材料属于 材料。
(3)铝合金广泛用于航天工业,一般情况下,铝合金的硬度比纯铝的 (选填“高”或“低”)。除了Al,金属Fe和Cu的含量也很高,若要验证三种金属的金属活动性顺序,只需一种试剂直接与上述三种金属反应就能达到目的,下列物质可以做这种试剂的是 (填序号)。
A.硫酸铝溶液 B.硫酸亚铁溶液 C.硫酸铜溶液 D.稀盐酸
(4)太空站中供给航天员呼吸的氧气大部分来自电解水,写出电解水的化学方程式: 。若通电分解7.2kg的水,理论上可以得到氧气 kg。(精确至0.1kg)
(5)水回收:通过蒸馏、过滤和催化氧化等技术,将尿液中的水分回收。利用冷凝器收集宇航员呼出的水蒸气和皮肤排出的汗水,在蒸馏和冷凝的过程中,不变的是分子间的_______(填选项序号)。
A.组成 B.结构 C.间隔
(6)太空站内也可利用二氧化碳与氢气在催化剂作用下反应生成水和甲烷,实现氢气的有效利用。请写出二氧化碳与氢气反应的化学方程式 ;液氢和液氧为返回舱提供动力,液氢做燃料的优点是 。
(7)返回舱返回时,其表面的“烧蚀层”会通过汽化等方式保护返回舱不因高温而烧毁。这是利用的灭火原理为 。
16.实验是学习化学的重要途径。
I.气体的制取
(1)选用装置A利用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 。为确保装置不漏气,应先检查装置的 ;集满氧气后,为防止水倒吸,应先 (填“将导管移出水面”或“熄灭酒精灯”)。
(2)实验室制取二氧化碳常选用的固体反应物是 。
(3)装置B中收集二氧化碳,是利用了二氧化碳的密度比空气 的性质;检验二氧化碳集满的操作为 。
II.金属的性质
(4)观察到灯泡发光,说明铁具有的性质是 。
(5)实验2中铁和稀硫酸反应的化学方程式为 。
(6)实验3能证明铁的金属活动性比铜的强,现象是 。
III.粗盐的提纯
(7)粗盐提纯正确的操作顺序是 (填标号)。
(8)操作E中,玻璃棒的作用是 。
17.金属材料是现代工业的基石,金属产量是衡量国家工业水平和生产力的主要标志。
(1)2025年长春航空展不仅是航空航天技术的盛会,更是化学创新成果的盛大阅兵。下列有关金属材料的说法不正确的是______(填字母)。
A.铜常用作导线,说明铜具有良好的导电性
B.“真金不怕火炼”说明金的熔点高
C.生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金
D.钛合金有多种优良性能,空间站的建造用到了钛合金
(2)据统计,世界上每年因锈蚀而报废的金属设备及材料高达当年金属产量的20%以上,为探究金属生锈的原因,以年产量最高的铁为研究对象,展开如下实验探究:
①实验b需要使用煮沸过迅速冷却的蒸馏水,煮沸处理蒸馏水的目的是 。
②上述实验大约需要一周的时间,为了缩短实验周期并快速观察到实验现象,同学们采取了以下改进措施: (写一种)。
(3)向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量Fe粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,向滤渣中滴加稀盐酸,无明显实验现象。
①写出该实验一定发生反应的化学方程式 。
②分析滤渣的成分 。
(4)同学们利用杠杆原理设计了如图所示的实验,实验前他们在杠杆的两端分别挂着质量相等的铜球和锌球(均已打磨),调节好杠杆平衡后,再将这两个金属球分别浸没在稀硫酸和硫酸亚铁溶液中进行实验(不考虑浮力的影响)。
①一段时间后,可观察到杠杆 (填“左高右低”“保持平衡”或“左低右高”)。
②请在该实验的基础上再补充一个实验,能得出锌、铁、铜三种金属的活动性顺序,简要写出实验操作: 。
(5)一定质量的锌与足量的稀硫酸充分反应,生成氢气的质量为4 g,计算参加反应的锌的质量。
18.铜及铜的化合物在生产生活中有广泛的应用。山东某县中学化学社团开展了有关铜的项目式学习活动。
项目一:古今铜的冶炼
中国古代已掌握了铜冶炼和铸造技术,现代铜冶炼废气、废水需经过处理后排放。
《淮南万毕术》中记载“曾青得铁则化为铜”,湿法炼铜产生酸性废水,含有的CuSO4、ZnSO4可以用铁炭混合物(铁粉和活性炭的混合物)除去。其他条件不变,废水pH对Cu2+、Zn2+去除率的影响如图所示。
(1)相同pH条件下,Cu2+的去除率高于Zn2+的原因可能是 。
(2)《周礼·考工记》中记载了铸造各类青铜器的配方。铜和青铜的相关性质见下表,推断铜冶炼过程中熔入锡的作用有 。
铜 青铜(含25%的锡)
熔点 1083℃ 800℃
硬度 3.0 5-6.6
注:硬度以金刚石的硬度10为标准,1表示很软,10表示很硬。
工业上利用反应Cu2S+O22Cu+SO2冶炼得到Cu,冶炼产生的烟气中含多种成分;经过水洗除杂后,烟气中部分气体分子的百分含量(×100%)随温度变化如图所示。
(3)上述冶炼得到Cu的反应的基本反应类型是 。
(4)图中虚线表示SO2或O2的变化,其中曲线X表示的物质是 。
项目二:制备硫酸铜晶体
查阅资料得知用废铜材制备硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)的流程如图。
(5)铜和浓硫酸也可反应生成硫酸铜溶液,反应原理为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,工业生产中不选择这种方法的原因为 。
(6)“转化”时反应的化学方程式为 。
硫酸铜几乎不溶于酒精,不同温度下在水中的溶解度见下表:
温度/℃ 20 40 60 80 100
溶解度/g 20.7 28.5 40 55 75.4
(7)“操作M”包括:蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、烘干等,晶体洗涤时采用酒精淋洗而不用水洗涤的原因为 。
19.金属材料在生产、生活和科学研究中应用广泛。上海硅酸盐研究所研制的多项关键材料成功应用于“嫦娥四号”,其中热控涂层有钛合金、镁合金;“嫦娥四号”探测器的四条主着陆腿采用的是高效吸能合金,这种合金中含有Fe、Mn、Al、Si等,具有极高的塑性和适中的强度,因而具有很高的吸能本领。
(1)工业制钛有一种反应为,X的化学式为 ;钛合金的硬度比组分中任何一种纯金属的硬度都 (填“大”或“小”)。
(2)铁制品易锈蚀,锈蚀的主要原因是铁与空气中的 、水蒸气等发生化学反应。请写出防止自行车链条锈蚀的一种方法 。
(3)氢化镁(MgH2)是一种贮氢合金,当它与H2O混合时会释放出氢气,同时生成一种叫氢氧化镁的碱。该反应的化学方程式为 。
(4)向AgNO3、Cu(NO3)2、Al(NO3)3的混合溶液中加入一定量的锌粉,充分反应后过滤,得到滤渣和无色滤液。
①滤液中一定含有哪些金属阳离子 ?(写离子符号)
②写出一个实验过程中发生反应的化学方程式 。
(5)工业上用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石炼铁,理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少?(结果保留一位小数)
《单元8再识金属与金属材料》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A A C D C C D C B B
1.A
【详解】A、50℃时,金属钠的投加量为1.0~2.5g时,氨基钠的含量增大,当金属钠的投加量从2.5g增加到3.5g时,氨基钠的含量是下降的,符合题意;
B、液氨与熔融金属钠反应生成氢气和氨基钠,一种单质和一种化合物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,该反应属于置换反应,不符合题意;
C、由图2可知:其他条件相同时,不同温度下氨基钠的含量不同,所以控制温度能提高氨基钠产量,不符合题意;
D、控制温度在50℃时,2.0g金属钠对应的氨基钠含量不是最高,说明此时2.0g金属钠与120mL液氨不是恰好完全反应,不符合题意。
故选:A。
2.A
【详解】在金属活动性顺序中,排在氢前面的金属能与酸反应置换出氢气,排在后面的则不能;活动性较强的金属一般可以将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。把X、Y、Z分别放入稀盐酸中,Z溶解并产生氢气,X、Y不反应,可知Z位于氢之前,X、Y位于氢后;而把Y放入到X(NO3)2溶液中,无任何现象,说明金属活动性X>Y。所以金属活动性顺序由强到弱应是Z>X>Y。
故选:A。
3.C
【详解】A、合金属于金属材料,而氧化铁是由铁元素和氧元素组成的化合物,属于金属氧化物,不属于金属材料,错误;
B、空气中含有氮气、氧气等多种物质,属于混合物;冰水混合物中冰是固态的水,只含有水一种物质,属于纯净物,错误;
C、干冰是固态二氧化碳,由碳和氧两种元素组成,其中一种元素是氧元素;二氧化锰由锰和氧两种元素组成,其中一种元素是氧元素,它们都符合氧化物的定义,即由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物,正确;
D、食物腐败是物质与氧气发生的缓慢的、不易察觉的氧化反应,属于缓慢氧化;酒精燃烧是剧烈的氧化反应,发光、放热,不属于缓慢氧化,错误。
故选C。
4.D
【详解】A、合金的硬度比组成它的纯金属大,“金(指铜)柔锡柔,合两柔则为刚”,铜锡合金的硬度比纯铜大,说法正确;
B、清除或使可燃物与其他物品隔离,隔绝氧气(或空气),以及使温度降到着火点以下,都能达到灭火的目的。“抽薪止沸,翦草除根”,清除可燃物可以灭火,说法正确;
C、“曾青(硫酸铜溶液)得铁则化为铜”,即铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,铁能将铜置换出来,说明铁的金属活动性比铜强,说法正确;
D、“强水性最烈,能蚀五金(金银铜铅铁)”,根据金属活动性顺序可知,金、银、铜的金属活动性比氢弱,因此金、银、铜均不能与盐酸反应,则该强水不是盐酸,说法错误。
故选D。
5.C
【详解】A、铁与水、氧气共存时会发生锈蚀,食盐能加快铁的锈蚀速率,因此炒完菜后的铁锅需要清洗,故选项做法错误;
B、通常情况下,铝能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,因此不能用钢刷或钢丝球擦洗铝制炊具,会损坏氧化铝膜,故选项做法错误;
C、久未开启的菜窖中容易积聚大量的二氧化碳,二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,进入久未开启的菜窖前可以先做灯火实验以检验二氧化碳含量是否过高,以保证人身安全,故选项做法正确;
D、将垃圾分类投放既能节约资源,又可以减少环境污染,所以应该将垃圾分类,故选项做法错误。
故选:C。
6.C
【详解】A、将混合气体通过足量灼热的铜粉,氧气会与铜反应(),但一氧化碳是还原性气体,在加热条件下能还原氧化铜生成二氧化碳(),引入新杂质CO2,不能达到实验目的。
B、铁的金属活动性比锌弱,不能与氯化锌溶液发生反应,无法除去氯化锌杂质,不能达到实验目的。
C、氧气具有助燃性,空气中氧气浓度较低。将燃着的木条分别伸入氧气和空气中,木条在氧气中会燃烧得更旺,在空气中则正常燃烧,现象不同,可以鉴别,能达到实验目的。
D、二氧化锰和氧化铜粉末都是黑色的,通过观察颜色无法区分,不能达到实验目的。
故选C。
7.D
【详解】A、生铁和钢是铁的两种合金,但是含碳量不同,生铁的含碳量为:2%-4.3%,钢的含碳量为:0.03%-2%,故说法错误;
B、黄铜是铜的合金,合金比组成它的纯金属的硬度大,故黄铜片比纯铜片的硬度大,故说法错误;
C、铝制品在空气中耐腐蚀是因为铝能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止内部铝的进一步氧化,故说法错误;
D、铁在潮湿的空气中,与水和氧气充分接触,易生锈,故说法正确。
故选D。
8.C
【详解】A、铜的金属活动性排在氢的后面,因此铜与盐酸不反应,不能得到氯化铜,不符合题意;
B、铁的金属活动性排在氢的前面,因此铁能与盐酸反应生成氯化亚铁,不能得到氯化铁,不符合题意;
C、锌的金属活动性排在氢的前面,因此锌能与盐酸反应生成氯化锌,符合题意;
D、银的金属活动性排在氢的后面,因此银与盐酸不反应,不能得到氯化银,不符合题意。
故选:C。
9.B
【详解】(1)由图可知,乙比甲反应快,说明乙的活动性比甲强,不正确;
(2)反应后金属都没有剩余,则说明生成的金属的质量相同,正确;
(3)由于生成的氢气的质量不同,氢气中的氢元素全来自于酸,则消耗的酸的质量不同,不正确;
(4)由于反应的质量比=物质的相对分子质量×化学计量数之比,则甲的相对原子质量不一定比乙小,正确。
故选B。
10.B
【详解】A、①中通入过量空气,能让焦炭充分燃烧生成CO2,使焦炭得到充分利用,该说法正确。
B、②中焦炭的作用有两个:一是燃烧放热提供高温,二是与CO2反应生成CO(还原剂),并非 “只是提供热量”,该说法错误。
C、③中是一氧化碳还原赤铁矿(主要成分为Fe2O3),反应的化学方程式为,该说法正确。
D、CO2与C在高温下可转化为CO,CO与O2(或金属氧化物)在一定条件下可转化为CO2,二者可相互转化,该说法正确。
故选B。
11. Mg>Fe>Zn Mg
【详解】原子的相对原子质量与其实际质量成正比。Mg(相对原子质量约为24)、Zn(相对原子质量约为65)、Fe(相对原子质量约为56),相对原子质量越小,相同质量的情况下,原子个数越多。所以相同质量的这三种金属,原子个数由多到少的顺序是Mg>Fe>Zn ;
Mg、Zn、Fe与稀硫酸反应时,化学方程式分别是、、,每24份质量的镁能反应生成2份质量的氢气,每65份质量的锌能反应生成2份质量的氢气,每56份质量的铁能反应生成2份质量的氢气,可知金属等质量的情况下,生成氢气的质量最多的是Mg。
12.(1) NaCl Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag
(2)C
(3)化学
(4)要注意环境保护、提高续航能力、便于回收等(合理均可)
【详解】(1)食盐水是氯化钠的水溶液,其溶质为氯化钠;比较锌和银两种金属的活动性强弱时,可用活动性强的金属置换活动性弱的金属,锌的活动性比银强,所以锌能与硝酸银发生置换反应生成硝酸锌和银,反应的化学方程式为Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag,故填:NaCl;Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag;
(2)石墨属于非金属单质,具有导电性,其化学式为C,故填:C;
(3)燃料电池燃料在一定条件下与氧气反应,是将化学能能转化为电能,故填:化学;
(4)新型电池研发要注意环境保护、提高续航能力、便于回收,突破材料与工艺瓶颈等,故填:要注意环境保护、提高续航能力、便于回收等(合理均可)。
13.(1)
(2)
【分析】根据金属活动性顺序Al>Zn>H>Cu>Ag,向一定质量的硝酸铝、硝酸铜和硝酸银的混合溶液中逐渐加入一定量的锌粉,锌不能与硝酸铝反应,锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,待硝酸银反应完,若还有锌粉,锌才能与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜。
【详解】(1)若滤液为蓝色,说明硝酸铜没有反应或部分参加反应,一定发生的反应是锌和硝酸银反应生成硝酸锌和银,反应的化学方程式为。
(2)如果在固体中加入稀盐酸,没有气体产生,说明固体中不含锌,即锌反应完全,一定发生了锌和硝酸银生成应硝酸锌和银,无法判断硝酸银是否反应完全,所以也不能确定硝酸铜是否反应,则滤液中一定存在硝酸铝和硝酸锌,化学式为。
14.(1)熟石灰/消石灰
(2)
(3) 铁表面覆盖一层红色物质,溶液由蓝色逐渐变成浅绿色 置换
【分析】A、C常温下是气体,且组成元素相同,C的固体俗名叫“干冰”,则C是二氧化碳,A是一氧化碳;B是赤铁矿的主要成分,则B是氧化铁;E能用于改良酸性土壤,则E是氢氧化钙;H是紫红色金属,则H是铜;一氧化碳和氧化铁在高温下生成铁和二氧化碳,则D是铁;二氧化碳和氢氧化钙反应生成白色沉淀G,则G是碳酸钙;铁和F溶液反应生成铜,则F可以是硫酸铜。
【详解】(1)由分析知,E是氢氧化钙,俗称熟石灰或消石灰;
(2)反应①是一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为:;
(3)反应③可以是铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,实验现象是铁表面覆盖一层红色物质,溶液由蓝色逐渐变成浅绿色,该反应中反应物是一种单质和一种化合物,生成物是另一种单质和另一种化合物,属于置换反应。
15.(1)维生素
(2)合成
(3) 高 BD
(4) 6.4
(5)AB
(6) 热值高、无污染
(7)降低可燃物温度至着火点以下
【详解】(1)蔬菜、水果中富含维生素;
(2)聚氨酯橡胶属于合成材料;
(3)合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大,则铝合金的硬度比纯铝的高;
A、硫酸铝溶液与铁、铜都不反应,无法比较铁和铜的金属活动性顺序,故选项错误;
B、铝能与硫酸亚铁溶液反应生成硫酸铝和铁,说明铝的金属活动性比铁强;铜与硫酸亚铁溶液不反应,说明铁的金属活动性比铜强,能达到验证三种金属活动性顺序的目的,故选项正确;
C、铝和铁都能与硫酸铜溶液反应,只能说明铝和铁的金属活动性比铜强,但无法比较铝和铁的金属活动性顺序,故选项错误;
D、稀盐酸与铝、铁都能反应产生氢气,且铝与稀盐酸反应更剧烈,说明铝的金属活动性比铁强,铜与稀盐酸不反应,说明铝、铁的金属活动性强于铜,能达到验证三种金属活动性顺序的目的,故选项正确;
故选:BD;
(4)水在通电条件下生成氢气和氧气,反应的化学方程式为:;
设通电分解7.2kg的水,理论上可以得到氧气的质量为
答:理论上可以得到氧气的质量为6.4kg;
(5)A 、水在蒸馏和冷凝过程中,分子的组成不变,始终是由氢、氧元素组成,故选项正确;
B、水在蒸馏和冷凝过程中,分子的结构也不变,一个水分子始终由两个氢原子和一个氧原子构成,故选项正确;
C、蒸馏是水由液态变为气态,分子间间隔增大;冷凝是水由气态变为液态,分子间间隔减小,所以分子间间隔发生了变化,故选项错误;
故选:AB;
(6)二氧化碳与氢气在催化剂作用下反应生成水和甲烷,反应的化学方程式为:;
液氢做燃料具有热值高的优点,氢气燃烧放出的热量比其他燃料多;同时,氢气燃烧的产物是水,无污染,对环境友好;
(7)返回舱不会被烧毁,是因为舱表面的“烧蚀层”会通过汽化等方式吸收热量,使温度未达到返回舱的着火点。
16.(1) 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 气密性 将导管移出水面
(2)大理石或石灰石
(3) 大 燃着的木条放在集气瓶口
(4)导电性
(5)Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
(6)铁丝上有红色物质析出,溶液由蓝色变成浅绿色
(7)DEC
(8)引流
【详解】(1)高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,故化学方程式为:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
制取气体的实验,为确保装置不漏气,应先检查装置的气密性;
集满氧气后,为防止水倒吸,应先将导管移出水面再熄灭酒精灯;
(2)实验室用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳故填:大理石或石灰石;
(3)装置B中收集二氧化碳的装置为向上排空气法收集装置,二氧化碳密度比空气大,故可采用向上排空气法收集;
二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,验满时燃着的木条放在集气瓶口,若熄灭,则集满;
(4)观察到灯泡发光,因为铁具有良好的导电性;
(5)实验2中铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,方程式为:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;
(6)实验3中铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,观察到铁丝上有红色物质析出,溶液逐渐变成浅绿色,说明铁与硫酸铜发生了反应,说明铁比铜活泼;
(7)粗盐提纯正确的操作顺序为溶解、过滤、蒸发,故填:D、E、C;
(8)操作E中,玻璃棒的作用是引流,防止液体溅出。
17.(1)B
(2) 除去水中溶解的氧气(合理即可) 向a中持续通入氧气(或将铁钉改为铁粉,合理即可)
(3) 一定含有Ag,可能含有Cu,一定不含Fe
(4) 左低右高 将铁球放入硫酸铜溶液中(合理即可)
(5)解:设参加反应的锌的质量为x
x=130 g
答:参加反应的锌的质量为130g。
【详解】(1)A、铜常用作导线,是因为铜具有良好的导电性,不符合题意;
B、“真金不怕火炼”说明金的化学性质稳定,高温下也与氧气不反应,不是金的熔点高,符合题意;
C、生铁和钢均是铁的合金,但是含碳量不同,生铁的含碳量为2%-4.3%,钢的含碳量为0.03%-2%,不符合题意;
D、钛合金有多种优良性能,如密度小、耐腐蚀、强度高等,因其优良性能,空间站的建造用到了钛合金,不符合题意。
故选B;
(2)①实验b需要使用煮沸过迅速冷却的蒸馏水,煮沸处理蒸馏水的目的是:除去水中溶解的氧气;
②上述实验大约需要一周的时间,为了缩短实验周期并快速观察到实验现象,同学们采取了以下改进措施:将铁钉改为铁粉,增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分,或是向a中持续通入氧气,增加氧气的含量;
(3)金属活动性:Fe>Cu>Ag,向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量Fe粉,铁先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,待硝酸银完全反应后,铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,向滤渣中滴加稀盐酸,无明显实验现象,铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,铜、银与稀盐酸不反应,则铁已经完全反应,铁可能是被硝酸银完全反应,也可能是与硝酸铜完全反应,故无法判断硝酸铜是否发生了反应。
①该实验中铁一定与硝酸银反应生成了硝酸亚铁和银,该反应的化学方程式为:;
②由分析可知,铁一定与硝酸银反应生成了银,铁是否与硝酸铜发生反应无法确定,铁完全反应,则滤渣中一定含银,可能含铜,一定不含铁;
(4)①实验前在杠杆的两端分别挂着质量相等的铜球和锌球(均已打磨),调节好杠杆平衡后,再将这两个金属球分别浸没在稀硫酸和硫酸亚铁的溶液中进行实验,铜与稀硫酸不反应,故左边质量不变,锌与硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁,即,65份质量的锌置换出56份质量的铁,固体质量减小,故一段时间后,可观察到杠杆左低右高;
②该实验中,铜与稀硫酸不反应,无明显现象,说明在金属活动性顺序里,铜排在氢后,锌与硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁,有黑色固体析出,说明锌比铁活泼,故还需要验证铁和铜的金属活动性顺序,可将铁球浸入硫酸铜溶液中,铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,有红色固体析出,说明铁比铜活泼,从而得出三种金属的活动性顺序(合理即可);
(5)见答案。
18.(1)铁能与硫酸铜反应而不能与硫酸锌反应(合理即可)
(2)降低熔点,增大硬度
(3)置换反应
(4)O2/氧气
(5)反应会生成二氧化硫,污染空气
(6)
(7)硫酸铜易溶于水,几乎不溶于酒精,用酒精淋洗可减少硫酸铜晶体的溶解损失
【详解】(1)相同pH条件下,Cu2+的去除率高于Zn2+,是因为在金属活动性顺序中,铁比铜活泼,铁能与硫酸铜发生置换反应,而铁与硫酸锌不反应。
(2)从表格数据可知,纯铜熔点为1083℃,青铜(含25%锡)熔点为800℃,纯铜硬度3.0,青铜硬度5~6.6,所以铜冶炼过程中熔入锡可降低熔点,增大硬度。
(3)反应,是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,符合置换反应的特征,基本反应类型是置换反应。
(4)烟气中含有氧气,氧气的初始含量不为0,所以曲线X表示的物质是O2。
(5)铜和浓硫酸反应,会生成二氧化硫,二氧化硫是空气污染物,会污染环境,所以工业生产中不选择这种方法。
(6)“转化” 时是铜(Cu)、双氧水(H2O2)和稀硫酸(H2SO4)反应生成硫酸铜(CuSO4)和水(H2O),化学方程式为。
(7)因为硫酸铜易溶于水,几乎不溶于酒精,用水洗涤时,硫酸铜会溶解在水中,导致晶体损失,所以用酒精淋洗可减少硫酸铜晶体的溶解损失。
19.(1) TiO2 大
(2) 氧气(O2) 涂油
(3)MgH2+2H2O=Mg(OH)2↓+2H2↑
(4) Al3+,Zn2+ 或
(5)解:设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是x。
答:理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是583.3t。
【详解】(1)根据化学反应前后原子数目和种类不变,反应前Ti:1个,F:4个,H:4个,S:2个,O:8个,反应后Ti:0个,F:4个,H:4个,S:2个,O:6个,因此X中含有一个Ti和2个O,故X的化学式为TiO2;
钛合金的硬度比组分中任何一种纯金属的硬度都大;
(2)锈蚀的主要原因是铁与空气中的氧气和水有关,防止自行车链条锈蚀的一种方法涂油;
(3)氢化镁(MgH2)与H2O混合时会释放出氢气,同时生成一种叫氢氧化镁的碱。该反应的化学方程式为MgH2+2H2O=Mg(OH)2↓+2H2↑;
(4)活动性顺序为:铝>锌>铜>银,锌和Al(NO3)3不反应,锌先和AgNO3反应,将硝酸银消耗完,再和Cu(NO3)2反应,
充分反应后过滤,得到滤渣和无色滤液,说明溶液中没有Cu(NO3)2,说明锌和硝酸银、硝酸铜都反应,反应的化学方程式为,。
则滤液中一定含有哪些金属阳离子是Al3+,Zn2+;
(5)详见答案。