课题2金属的化学性质
1.向AgNO3、Cu(NO3)2、Zn(NO3)2,混合溶液中加入一定量的铁粉,反应停止后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气体产生.则下列结论正确的是()
A.滤液中一定有Fe(NO3)3
B.滤渣只含Ag和Cu,一定无Zn
C.滤渣中一定有Ag、Cu和Fe,一定无Zn
D.滤渣中可能有Ag、Cu、Fe和Zn
2.将等质量且形状大小相同的甲、乙两种金属分别加入到等质量且溶质质量分数相同的稀盐酸中,产生氢气的质量随反应时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是
A.甲的金属活动性比乙强
B.甲可能是镁,乙可能是铝
C.反应结束时,甲一定无剩余,乙可能有剩余
D.甲的相对原子质量一定小于乙
3.在某铁的样品中,可能含有Zn、Mg、Al、Cu等金属杂质中的2种,取2.8g样品跟足量稀硫酸反应,得到0.2gH2,则此铁的样品中不可能含有的金属杂质是( )
A.Cu和Mg B.Zn和Cu
C.Zn和Al D.Mg和Al
4.下列有关金属的说法中,不正确的是( )
A.铜有良好的导电性,常用于制作导线
B.所有的金属都能与稀盐酸反应生成氢气
C.铁制品在干燥的空气中不易生锈
D.不锈钢具有较强的耐腐蚀性,可用于制作医疗器具
5.化学趣味小组在学习了金属的化学性质后,对金属R的活动性进行探究发现:将金属R放入稀盐酸中,观察到有气泡产生(该反应的化学方程式可表示为:R+2HCl2=RCl2+H2↑),将R放入ZnSO4溶液中无任何变化。下列化学方程式书写错误的是( )
A.R+MgSO4=RSO4+Mg B.R+CuSO4=RSO4+Cu
C.R+H2SO4=RSO4+H2↑ D.2A1+3RSO4=Al2(SO4)3+3R
6.“愚人金”实为铜锌合金,外观与黄金极为相似,常被不法商贩冒充黄金牟取暴利,下列关于鉴别“愚人金”与黄金的实验方案,合理的是
比较硬度,硬度小的是“愚人金”
灼烧,表面变色的是“愚人金”
浸没在稀硫酸中,表面有气泡产生的是“愚人金”
浸没在硫酸锌溶液中,表面附着白色物质的是“愚人金”
A. B. C. D.
7.常温下向一定质量的稀盐酸中逐渐加入镁条,充分反应(忽略挥发)。下列图像正确的是
A.①② B.②③ C.①④ D.②④
8.在等质量、同浓度的稀硫酸中分别投人Mg、Al、Fe的粉末,完全溶解后,溶液质量仍相等,则投入金属的质量关系是
A.Mg>Al>Fe
B.Al>Mg> Fe
C.Fe>Mg> Al
D.Mg=Al= Fe
9.如图为某文化衫图案,你的美(Mg)偷走我的心(Zn)能发生,是由于镁的( )
A.延展性好 B.导电性好
C.导热性好 D.金属活动性比锌强
10.把一定质量的锌粉放入Cu(NO3)2溶液中,充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气体产生。下列对于滤渣的说法正确是
A.只有Cu B.只有Zn
C.一定有Zn和Cu D.一定有Cu,可能有Zn
11.阅读关于《21世纪的能源金属﹣﹣锂(Li)》的科普短文,回答问题。
锂是一种银白色金属、质较软,密度比所有的油都小,故应存放于液态石蜡中。锂能与稀硫酸迅速反应生成硫酸锂(Li2SO4)和氢气,遇水反应生成氢氧化锂和氢气,并且放出热量。1800年发明世界上第一个电池,后来陆续发明了干电池、铅蓄电池。锂电池是21世纪才研制开发的优质能源,是很有前途的动力电池。当前手机中广泛使用的电池、主要是高能锂电池。用锂电池发电来开动汽车,行车费只有普通汽油发动机车的1/3.锂电池对环境的影响不大,不论生产、使用和报废都不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质。
(1)根据短文内容归纳出锂的物理性质_____(写一点)。
(2)用化学方程式表示锂的一条化学性质_____。
(3)依据短文内容判断:锂着火了_____(填“能”或“不能”)用水来灭火;上述金属中Li、Hg的金属活动性由强到弱的顺序是_____。
(4)手机、电动自行车、电动汽车广泛使用锂电池的优点是_____。
12.飞机制造大量使用了金属、橡胶和复合材料。请根据所学知识和有关信息回答问题。
(1)飞机材料往往使用大量的铝合金而不使用纯铝,其原因是合金的硬度__(填大于或小于)纯金属的硬度。
(2)金属铜在飞机材料中也有应用。同时铜也容易形成钢锈Cu2(OH)2CO3,在加热的条件下,铜锈分解产生三种常见的氧化物且所有元素化合价不发生变化。根据描述,书写该反应的化学方程式: ____。
(3)现有三种金属铁、铝、铜,欲要验证其金属活动性强弱,下列方法不可行的是___(填序号)。
A Fe、Al、CuSO4溶液
B Fe、Al、Cu、H2SO4溶液
C Al、Cu、FeSO4溶液
D Fe、Al2(SO4)3溶液、CuSO4溶液
13.金属是人类宝贵的资源。
(1)人们对铝的利用比铜和铁晚。金属的发现和利用的先后顺序主要与________(填字母序号)有关。
A金属的活动性
B金属的导电性
C金属的导热性
(2)铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化物薄膜,该氧化物薄膜可以起到的作用是_________,因此在生活中不能经常用钢丝球擦洗铝制品。
(3)用如图所示实验探究铜和银的金属活动性强弱,该实验中的现象是________,写出反应的化学方程式_________。
14.为探究铁、铜、银的金属活动性,设计了下图实验。
(1)为达到实验目的,X溶液应选择______。
(2)观察到______的实验现象,说明金属活动性顺序为铁>铜>银。
15.现有A、B两种银白色的金属,某同学想要探究这两种金属的活动性
(设计实验)
取大小相同的两块金属,用砂纸打磨光亮,分别放入两支试管中再加入等量的同种稀盐酸,操作与现象如表:
实验
试管1
试管2
操作
现象
金属表面产生气泡较慢
金属表面产生气泡较快
(思考结论)
(1)通过上述实验,判断出两种金属的活动性顺序是A _____B(填“>”或“<”)。
(2)假设金属B是铝,写出其中发生反应的化学方程式_____。
(3)实验前用砂纸打磨金属片的目的是_____。
参考答案
1.C
【详解】
在金属活动性顺序中,锌>铁>氢>铜>银,铁不能与硝酸锌反应,故滤渣中一定不含有锌,在滤渣中加入盐酸有气体产生,则一定含有铁,说明加入的铁粉过量,铁能与硝酸银反应生成银和硝酸亚铁,能与硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁,所以一定含有银和铜,滤液中不会含有硝酸铁,观察选项,故选:C。
【点睛】
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,解此题的关键是看哪种物质有剩余,与这种剩余物质反应的物质将均不能与此共存。
2.D
【详解】
A、从图象中不难看出,金属甲完全反应需要的时间短,说明金属甲的反应速率快,即金属甲的金属活动性强,金属甲比乙活泼,选项正确,不符合题意;
B、根据反应方程式,,54:6=18:2,即等质量的金属,镁产生的气体比铝少,且镁比铝活泼,镁产生的气体速率比铝快,故甲、乙两种金属可能分别为镁、铝,选项正确,不符合题意;C、乙产生的氢气更多,所以消耗的盐酸更多,而两实验盐酸的量相同,故与甲反应的盐酸一定剩余,甲已经完全反应,选项正确,不符合题意;
D、金属与酸反应产生的量与金属相对原子质量和金属的化合价有关,由于金属的化合价不确定,不能比较金属的相对原子质量,,选项错误,符合题意。故选D。
【点睛】
对于活泼金属,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;化合价相同的等质量金属完全反应放出氢气的质量与金属的相对原子质量成反比。
3.B
【详解】
铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,根据反应方程式,要生成0.2gH2,需要铁的质量为5.6g;锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,根据反应方程式,要生成0.2gH2,需要锌的质量为6.5g;镁与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,根据反应方程式,要生成0.2gH2,需要镁的质量为2.4g;铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,根据反应方程式,要生成0.2gH2,需要铝的质量为1.8g;铜与稀硫酸不反应,已知2.8g含铁与其它金属的样品跟足量稀硫酸反应,得到0.2gH2,5.6g铁反应生成0.2gH2,比2.8g大,利用平均质量法,另外两种金属中的一种与稀硫酸反应生成0.2gH2消耗的质量比2.8g小才能满足题意,即另外两种金属一定要包含铝和镁中的任意一种,则B选项锌和铜的杂质不可行,符合题意。故选B。
4.B
【详解】
A、铜具有良好的延展性和导电性,可以用于制作导线,说法正确,不符合题意;
B、在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能与稀盐酸反应生成氢气,位于氢后面的金属不能与稀盐酸反应生成氢气,符合题意;
C、铁生锈的条件是铁和氧气、水接触,故铁制品在干燥的空气中不易生锈,不符合题意;
D、不锈钢具有良好的耐腐蚀性,可用于制作医疗器具,不符合题意。
故选B。
5.A
【解析】
将金属R放入稀盐酸中,观察到有气泡产生,说明R能与稀盐酸反应,即活动性R>H;由R+2HCl2=RCl2+H2↑可知,R在化合物中显+2价;将R放入ZnSO4溶液中无任何变化,说明Zn的金属活动性比R强,即Zn>R。A、由于金属活动性Mg>Zn>R,所以R不能与MgSO4反应,错误;B、由于金属活动性R>H>Cu,所以R能与CuSO4反应,化学方程式R+CuSO4=RSO4+Cu,正确;C、金属活动性R>H, R能与H2SO4反应,化学方程式R+H2SO4=RSO4+H2↑,正确;D、由于金属活动性Al>Zn>R,所以Al能与RSO4反应,化学方程式2A1+3RSO4=Al2(SO4)3+3R,正确。故选A。
点睛:掌握金属活动性应用“反应则活泼、不能反应则不活泼”是正确解答此类题的关键。
6.D
【解析】
比较硬度,合金的硬度比纯金属的硬度大,故硬度小的是纯金,故错误;
灼烧,铜能够和氧气反应产生氧化铜,表面变黑色的是“愚人金”,故正确;
浸没在稀硫酸中,锌能够和稀硫酸反应产生氢气,因此表面有气泡产生的是“愚人金”,故正确;
浸没在硫酸锌溶液中,三种金属都不能和硫酸锌反应,无法鉴别,故错误;
故选D。
7.C
【解析】
①常温下向一定质量的稀盐酸中逐渐加入镁条,镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气,每24份质量的镁能置换出2份质量的氢气,溶液的质量不断增加,盐酸反应结束,溶液的质量不再增大,正确;②金属与酸的反应是放热反应,溶液的温度逐渐升高,当反应结束后,温度下降,会恢复到原温度,错误;③镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气,反应过程中气体的体积不断增加,盐酸反应结束,气体的体积不再增大,气体的体积不会一直增大,错误;④根据质量守恒定律可知,化学反应前后元素的质量不变,氯元素的质量在反应前后不变,正确。图像正确的是①④。故选C。
点睛:解题的关键是结合所涉及的化学知识,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。
8.B
【详解】
解:将Mg、Fe、Al三种金属分别投入足量且质量相等,溶液中溶质的质量分数也相等的硫酸中;根据化学方程式来计算分析:投入Mg、Al、Fe的质量为x、y、z,
由于反应结束后溶液的质量仍相等,说明溶液增加的质量相等,即加入的金属质量减去生成的氢气的质量相等,所以x-=y-=z-,即:,比较各比例关系可以知道:,所以可以判断加入金属的质量:y>x>z,即投入的金属质量关系为:Al>Mg>Fe。故选B。
9.D
【解析】
你的美(Mg)偷走我的心(Zn)能发生,是由于镁的金属活动性比锌强,能和硫酸锌反应生成硫酸镁和锌,反应的化学方程式为: Mg+ZnSO4=MgSO4+Zn。故选D。
点睛:金属活动顺序表中,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.C
【详解】
由金属活动性顺序的应用可知,将锌粉放入Cu(NO3)2溶液中,锌能置换出铜,生成了硫酸锌;由向滤渣中加入稀盐酸,有气体产生,说明了锌有剩余,溶液中无Cu(NO3)2。
A、只有Cu,不符合题意;
B、只有Zn,不符合题意;
C、一定有Zn和Cu,符合题意;
D、一定有Cu,可能有Zn,不符合题意。故选C。
11.银白固体(或密度比油小) 或 不能 Li>Hg 对环境无污染
【详解】
(1)物理性质是不需要发生化学变化就表现出来的性质,所以锂的物理性质是:银白色金属,密度比油小;
(2)锂和水反应生成氢氧化锂和氢气,锂能与稀硫酸迅速反应生成硫酸锂和氢气,化学方程式为:, ;
(3)锂着火了不能用水灭火,原因是锂能与水反应生成氢气;根据锂能与稀硫酸迅速反,而汞不能与酸反应的性质,可知锂的金属活动性比汞强;
(4)锂电池广泛用于手机、电动自行车、电动汽车的好处是对环境无污染。
12.大于 A
【解析】
(1)飞机材料往往使用大量的铝合金而不使用纯铝,其原因是合金的硬度大于纯金属的硬度。(2)金属铜在飞机材料中也有应用。同时铜也容易形成铜锈Cu2(OH)2CO3,在加热的条件下,铜锈分解产生三种常见的氧化物且所有元素化合价不发生变化,说明碱式碳酸铜受热分解生成氧化铜、水和二氧化碳,该反应的化学方程式:Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑。(3)A.Fe、Al分别伸入CuSO4溶液,表面都析出红色固体,说明铜最不活泼,不能比较铁和铝的活泼性;B.Fe、Al、Cu分别伸入H2SO4溶液,铝表面产生气泡速率比铁表面产生气泡速率快,说明铝比铁活泼,铜表面无明显现象,说明铜不如铁、铝活泼;C.Al、Cu分别伸入FeSO4溶液,铝表面析出黑色固体,是因为铝和硫酸亚铁反应生成硫酸铝和铁,说明铝比铁活泼,铜表面无明显现象,说明铁比铜活泼;D.Fe分别伸入Al2(SO4)3溶液、CuSO4溶液,伸入硫酸铝溶液中无明显现象,说明铝比铁活泼,伸入硫酸铜溶液中铁表面析出红色固体,说明铁比铜活泼;由以上分析可知,A实验不可行。故填:(1)大于;(2)Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑;(3)A。
13.A 阻止内层的铝进一 步被氧化 铜片表面有银白色固体析出,溶液由无色逐渐变为蓝色
【详解】
(1)金属大规模开发利用主要和金属的活动性有关,活动性弱的金属容易以单质形式存在,易被开发和利用;活动性强的金属一般以化合物形式存在,有的还比较难冶炼。故填:A;
(2)铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化物薄膜,该氧化物薄膜可以起到的作用是阻止内层的铝进一 步被氧化,因此在生活中不能经常用钢丝球擦洗铝制品。故填:阻止内层的铝进一 步被氧化;
(3)铜和硝酸银反应生成银和硝酸铜,该实验中的现象是:铜片表面有银白色固体析出,溶液由无色逐渐变为蓝色,反应的化学方程式为。
故填:铜片表面有银白色固体析出,溶液由无色逐渐变为蓝色;。
14.硫酸铜溶液 ①中无明显现象,②中有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色
【详解】
(1)在验证三种金属活动性强弱时,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,实验探究铁、铜、银的金属活动性强弱,可选用银、硫酸铜溶液、铁,银与硫酸铜溶液不能反应,说明铜的活动性大于银,铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,说明铁的活动性大于铜,根据上述实验可知三种金属的活动性顺序为铁>铜>银。为达到实验目的,X溶液应选择硫酸铜溶液;
(2)根据第(1)题的分析可知:观察到①中无明显现象,②中有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色的实验现象,说明金属活动性顺序为铁>铜>银。
【点睛】
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。
15.< 2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑ 除去金属表面的氧化膜或污物,利于反应进行
【详解】
(1)试管1中金属表面产生气泡较慢,试管2中金属表面产生气泡较快,判断出两种金属的活动性顺序是A<B。(2)铝和稀盐酸反应生成氯化铝(AlCl3)和氢气,反应的化学方程式为:2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑。
(3)金属的表面可能有与氧气反应生成的氧化物或污物,用砂纸打磨金属片,其目的是除去金属表面的氧化膜,利于反应进行。
【点睛】
对于活泼金属,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;化合价相同的等质量金属完全反应放出氢气的质量与金属的相对原子质量成反比。