浙教版科学九上第二章 第2节 金属的化学性质同步练习(优生加练)
一、单选题
1.(2021·余杭模拟)向质量均为m的锌粉和铁粉中分别滴加100g同浓度的稀硫酸,反应过程中产生气体的质量与所加稀硫酸的质量关系如图所示,下列叙述正确的是( )
A.a表示的是锌和稀硫酸反应的情况
B.反应后均得到无色溶液
C.由图可知,锌比铁的化学活动性强
D.反应结束后两种金属均有剩余,所得溶液的质量相等
2.(2021九下·杭州开学考)某溶液含有 Cu(NO3)2 和 AgNO3,现向其中加入一定量的锌粉进行处理,并绘制参加反应的锌与溶液中溶质种类的关系图(如图所示),下列说法中不正确的是( )
A.Cu 的活动性比 Ag 强,只用盐酸无法探究两者活动性强弱
B.当溶质种类为1种时,金属单质种类可能为2种
C.c~d 间(不含两点)的溶液中金属离子为 Zn2+、Cu2+
D.从 m1 变化到 m2 时,溶液中硝酸铜的质量分数不变
3.(2020九上·新昌期末)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.两支试管混合后,固体总质量一定增加
C.滤液中的溶质一定有FeCl2、ZnCl2和CuCl2
D.滤渣中一定有Cu,一定没有Fe和Zn
4.(2020九上·柯桥月考)向等质量的锌粉和铁粉中加入过量的稀硫酸,下列图像能正确反映其对应关系的是( )
A. B.
C. D.
5.(2020九上·椒江期中)在硝酸铜、硝酸锌和硝酸银的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。下列结论中正确的是( )
A.如果滤渣中有铁粉,则滤液中一定没有硝酸铜、硝酸银
B.如果滤渣中有铜粉,则滤液中一定没有硝酸铜
C.如果滤渣中没有铜粉,则滤液中一定没有硝酸银
D.如果滤渣中没有铁粉,则滤液中一定有硝酸铜、硝酸亚铁、硝酸锌
6.(2020九上·长兴期中)在溶质为Cu(NO3)2、AgNO3和Al(NO3)3的溶液中加入一定量的锌粉,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。下列判断正确的是( )
A.向滤渣中加入稀盐酸可能有气泡产生
B.滤渣中一定有Ag,可能有Cu和Zn
C.滤液中一定无AgNO3
D.滤液中可能有四种金属离子
7.(2020九上·下城期中)向AgNO3溶液中加入一定质量的Al和Fe的混合粉末,充分反应后过滤,得到滤渣和浅绿色滤液。关于该滤渣和滤液有下列四种说法:①向滤渣中加入稀盐酸,一定有气泡产生。
②向滤液中加入稀盐酸,一定有沉淀产生。 ③滤渣中一定含有Ag,可能有Fe。 ④滤液中一定含有Fe(NO3)2,一定不含AgNO3,可能含有Al(NO3)3。以上说法正确的个数为( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
8.(2020九上·杭州期中)为了探究金属与盐溶液的反应规律,将一定质量的锌粉和银粉加入Cu(NO3)2溶液中,充分反应,实验过程及实验现象如图所示,则下列判断中正确的是( )
A.滤液中可能含有Ag+ B.滤渣中可能含有单质锌
C.滤液中一定含有Cu2+ D.滤渣中一定含有单质铜
9.(2020九上·绍兴月考)向硝酸铜、硝酸银和硝酸铝的混合溶液中加入一定质量的锌粉,充分反应后,过滤,得到滤渣和滤液。以下判断正确的是( )
A.若滤液为蓝色,则滤渣中一定有银和铜
B.若向滤液中加入稀盐酸无白色沉淀生成,则滤液中一定没有硝酸铜
C.若向滤渣中加入稀盐酸有气体产生,则滤液中只含有硝酸铝和硝酸锌
D.若反应前加入的锌粉质量和反应后滤渣的质量相等,则滤渣中一定不含锌粉和铝粉
10.(2020九上·江北期中)将一定量金属 M 加入 ZnSO4 和 CuSO4的混合溶液中,充分反应后,过滤,得到固体滤渣,滤液为无色,向滤渣中滴加稀盐酸有气泡产生。下列有关判断正确的是 ( )
A.金属活动性:M>Zn>Cu
B.滤液中可能只含有一种溶质
C.滤渣中一定含有金属 M
D.该过程一定发生了如下反应:M+CuSO4=Cu+MSO4
11.(2020九上·杭州月考)将6g不纯锌(含杂质M)和6g不纯铁(含杂质N),分别加入到足量的稀硫酸中,反应到不再有氢气放出时,得到氢气的质量都是0.2g.则M、N可能是( )
A.M为Mg,N为Cu B.M为Fe,N为Al
C.M为Al,N为Na D.N为Cu,N为Zn
12.某溶液含有Cu(NO3)2和AgNO3,现向其中加入一定量的锌粉,参加反应的锌的质量与溶液中金属离子种类的关系如图所示。下列说法中不正确的是( )
A.a~b间(不含两点)的溶液中金属离子为Zn2+、Ag+、Cu2+
B.c~d间(不含两点)的溶液中金属离子为Zn2+、Cu2+
C.当参加反应的锌的质量为m3时,溶液中金属离子为Zn2+
D.当参加反应的锌的质量分别为m1、m2时,溶液中Cu(NO3)2的质量分数相等
13.往硝酸银、硝酸铜、硝酸锌的混合溶液中加入一定量的铁粉,待反应完成后再过滤,可能存在的情况是( )
A.滤纸上有Ag,滤液中有Ag+、Cu2+、Zn2+、Fe2+
B.滤纸上有Ag、Cu,滤液中有Ag+、Zn2+、Fe2+
C.滤纸上有Ag、Cu、Fe,滤液中有Cu2+、Zn2+、Fe2+
D.滤纸上有Ag、Cu、Fe、Zn,滤液中有Zn2+、Fe2+
14.在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定量的镁粉,充分反应后过滤,向滤出的固体中滴加稀盐酸,没有气泡产生。下列判断正确的是( )
A.滤出的固体中一定含有铜,可能含有铁和镁
B.滤出的固体中一定含有铜,一定不含铁和镁
C.滤液中一定含有氯化镁和氯化亚铁,一定不含氯化铜
D.滤液中一定含有氯化镁、氯化亚铁、氯化铜
15.向一定质量AgNO3 和Cu(NO3)2的混合溶液中加入Zn,溶液质量与加入Zn的质量关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.a点溶液中的溶质有3种
B.c点溶液中溶质为Zn(NO3)2
C.若取b~c段溶液,滴加稀盐酸,不会产生白色沉淀
D.取d点时的固体,加入稀盐酸,无气泡产生
16.(2020·余杭模拟)将质量均为20克的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稀硫酸中,反应完成后,生成氢气的质量关系不可能的是( )
A. B.
C. D.
17.(2020·萧山模拟)将一定量的铜锌混合粉末放入盛有硝酸银溶液的烧杯中,不断搅拌,充分反应后过滤。向得到的滤渣和滤液分别加入足量的稀盐酸,均无现象。则滤渣中( )
A.一定有银,可能有铜和锌
B.一定有银,可能有铜,一定没有锌
C.一定有银和铜,可能有锌
D.一定有银和铜,一定没有锌
18.(2020·三门模拟)为探究锌、铜、铁三种金属的活动性顺序,兴趣小组做了如图甲所示实验,实验结束后,将试管①、试管②内的物质全部倒入同一烧杯中,充分反应后发现烧杯中的红色固体物质明显增多(如图乙所示)。下列说法正确的是( )
A.甲图试管①中反应后固体可能不含铁
B.甲图试管②中反应后固体可能含铁
C.反应后烧杯中的固体一定含有铁
D.烧杯中最后所得固体的质量一定大于2a克
19.(2020九上·江干期末)向AgNO3、Cu(NO3)2和Fe(NO3)2的混合溶液中加入一定量的Zn粉,充分反应后过滤,将滤渣洗涤、干燥、称量,发现滤渣的质量等于加入Zn粉的质量。下列分析正确的是( )
A.滤液中的溶质至少有两种
B.取反应后的滤液滴加稀盐酸,一定无白色沉淀
C.取反应后的滤渣滴加稀盐酸,一定有气泡生成
D.反应后所得的溶液一定是无色的
二、填空题
20.(2021九下·金华月考)某科学小组向一定量Mg(NO3)2、AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的锌粉,然后过滤,并对滤液和滤渣的成分进行了分析和实验探究。
(1)向滤液中滴加稀盐酸,有白色沉淀产生,则滤渣中的成分是 。
(2)向滤渣中滴加稀盐酸,有气泡产生,则滤液中的溶质是 。
21.(2020九上·椒江期中)镁、铝、锌的混合物40g与足量的稀硫酸完全反应,蒸发水后得到136g固体,则反应过程中放出氢气的质量为 g。
22.我们知道,在金属活动顺序中,金属越靠前,越容易把后面的金属从它们的盐溶液中置换出来.现把铁片和铜片同时放入盛有硝酸银溶液的试管中充分反应后过滤,在滤纸上留下少量的金属.然后在滤液里滴入盐酸,用化学符号回答:
(1)若滴加盐酸后产生白色沉淀,则滤纸上的金属是 ,
(2)若滴加盐酸后没有沉淀产生,则滤纸上一定有的金属是 可能有的金属是
(3)滴加盐酸后无论有没有沉淀产生,滤液中都一定有的金属离子是
23.(2019九下·秀洲月考)如图所示,R是滑动变阻器,它的金属滑片垂直固定在等臂金属杠杆的中央且可以随杠杆左右移动。杠杆两端分别悬挂100 g等体积的Mg金属球和Fe金属球,此时杠杆平衡。再将两球同时分别浸没到100 g质量分数为9.8%的稀硫酸中,反应过程中金属球排开液体的体积及杯内液体密度变化忽略不计。则可观察到:
(1)反应过程中溶液变色的是 (填“左边”或“右边”)的烧杯。
(2)从反应开始到结束,灯泡L的亮暗情况为 。
24.(2018九上·天台月考)向盛有一定质量AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液的试管中加入Zn,溶液质量与加入Zn的质量关系如图所示,试回答:
(1)试写出ab段反应的化学方程式 ;
(2)若整个过程分为ab段、bc段和cd段,则试管中哪两段相应物质在加入稀盐酸时分别会有白色沉淀、气泡产生的是 (选填);
①ab、bc
②bc、cd ③ab、cd
25.(2018·绍兴模拟)已知氯气的氧化性很强,与金属发生反应一般生成高价态的金属氯化物。现有铜、铝、镁、铁、锌五种金属中的两种组成的混合物,取该混合物4g与足量的氯气反应后,固体质量增加7.1g;等质量的该金属混合物投入足量的盐酸中,产生氢气0.2g。金属混合物的组成情况可能有 种,分别为 。
26.化学小组探究镁、铁、铜三种金属的活动性顺序,设计了下图所示实验方案.
(1)试管乙中观察到的现象是 ,反应的化学方程式为 .
(2)同学们经讨论后认为该方案可以优化, 试管的实验是多余的.
(3)去掉多余的实验,同学们将另两只试管中反应后的物质倒入同一大烧杯中,一段时间后过滤,
向滤渣中加入稀硫酸,有气泡产生,则滤渣的成分可能是 .
27.某同学做了个如图实验,将一个塑料小球放入盛有硫酸铜溶液的烧杯中,小球漂浮于液面,将足量的铁粉投放到烧杯中,充分反应.
(1)实验中观察到铁粉表面有 色物质析出,写出有关反应的化学方程式 .
(2)若溶液体积变化忽略不计,则塑料小球浸入液体中的体积跟原来相比 (填“变大”或“变小”“不变”),原因是什么? .
28.铁在空气中生锈的原因是铁跟空气中的发生了 反应,如果把铁放入到盐酸中,反应后跟反应前相比,溶液的质量 (填“减小”“不变”“增大”)。“湿法炼铜”的原理是硫酸铜溶液和铁反应,该反应的化学方程式是 。
29. 某化工厂的废液中含有硝酸银、硝酸亚铁和硝酸锌.某同学取适量的上述废液样品,将一定质量的镁粉加入样品中,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣.请填空:
(1)若得到的滤液为浅绿色,则滤液中的溶质一定含有 (填写化学式,下同),可能含有 .
(2)若得到的滤液为无色,则滤渣中至少含有 种金属.
(3)反应后得到滤渣的质量 (选填“小于”、“大于”或“等于”)反应前加入镁粉的质量.
三、解答题
30.(2019·温州模拟)烧杯中盛放有一定量的硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液,现向溶液中缓缓加入锌粉,经搅拌使其与溶液中的溶质恰好完全反应。现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,甲、乙、丙三位同学分别作出了烧杯中的固体质量随加入的锌粉质量变化的大致关系图。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。
(1)三位同学所作的图中,你认为正确的有 。
(2)请解释你认为正确的关系图中烧杯内固体质量变化形成的原因。
31.金属在日常生活中有着广泛的用途,常见金属的活动性顺序如图:
请回答下面问题:
(1)金属活动性顺序表中的X是 元素。
(2)把一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中,过了一会儿,观察到的现象有 ,该反应的化学方程式为 。
(3)向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量的Zn粉,溶液质量随反应时间的变化情况如图所示,图中B点溶液中含有的溶质有 。
32.(2018·浙江模拟)某兴趣小组用15g镁条与溶质质量分数为49%的稀硫酸反应,测得产生氢气的质量与稀硫酸的质量关系如图(假设镁条中除表面含有氧化镁外,还有其它难溶性杂质且不与稀硫酸反应),试分析回答:
(1)当稀硫酸质量为90g时,取出部分溶液加入碳酸钡粉末,则会产生的现象是 。
(2)稀硫酸质量在0~20g范围内,试用化学方程式解释未产生气体的原因 。
(3)求出P的值。
(4)当稀硫酸质量为70g时,所得溶液中溶质质量分数是多少
33.(2018·浙江模拟)某科学探究小组的同学取来一小块生铁(表面有铝粉涂层)片,用砂纸打磨除净涂层。为测定此样品中铁的质量分数,他们将样品放入烧杯中,再加入“足量”的稀盐酸,称量数据见下表:
请回答下列问题:
(1)在实验中如何确保所加入的稀盐酸为“足量” 。
(2)计算该生铁样品中铁的质量分数(写出计算步骤,计算结果精确到0.1%)。
(3)按以上测定方法,则以下操作中会使该样品中铁的质量分数测定值偏小的是 。
A.加入的稀盐酸不足量
B.换用溶质质量分数更高的盐酸进行实验
C.未将样品表面涂层(已完全氧化)打磨干净
D.将表面涂层打磨干净的生铁样品磨成粉末
34.(2018九上·慈溪期末)从废铝锅上剪下6g铝片(表面被氧化,且含有不与酸反应的杂质)放在烧杯中,将100g稀盐酸分5次加入烧杯中,测得烧杯中物质的质量变化如下表所示,求:
第1次 第2次 第3次 第4次 第5次
加盐酸的质量/g 20 20 20 20 20
烧杯中的质量/g 26 46 65.9 85.8 105.8
(1)第5次加入稀盐酸时,烧杯中溶质是 (填化学式)。
(2)在右图中画出生成H2的质量与所加稀盐酸的质量关系。
(3)所加稀盐酸的容质质量分数。
(4)己被氧化的铝占未被氧化前铝片的质量分数。
四、实验探究题
35.古往今来,金属材料和制品在我们的社会生活中一直起着非常重要的作用。
(1)考古工作者发现铁质的出土文物往往锈蚀严重,铁生锈的条件是 。在实验室常用稀盐酸清除铁锈,化学方程式为 。
(2)近年来,我国高铁建设促进了经济、社会的快速发展。制造铁轨的材料是合金钢,主要原因是合金钢具有 的优越性能(要求只答一条)。
(3)某同学在实验室进行了两个有关金属性质的实验:
实验Ⅰ:硫酸铝溶液和铁粉混合;
实验Ⅱ:硫酸铜溶液与铁粉混合。
在上述两个实验结束后,该同学将实验Ⅰ和Ⅱ的物质全部倒入同一个烧杯中,发现烧杯内的红色固体明显增多,原因是 (用文字说明)。一段时间后过滤,向滤渣中滴加盐酸,结果没有气泡产生。那么,滤液中所含金属离子的情况可能是 (填序号)。
①Al3+②Al3+、Fe2+③Al3+、Fe3+
④Fe2+、Cu2+⑤Al3+、Fe2+、Cu2+
36.(2019九上·鄞州月考)为了比较甲、乙两种金属的活动性强弱和相对原子质量大小,小吴设计了一套实验装置(如图)。他取两种金属(表面积相同)各m克,分别加入足量的稀硫酸(相同质量和质量分数)进行反应。在相同条件下测定不同时间内收集 到的气体体积,实验记录如下表:
反应时间(秒) 20 40 60 80 100 120 140
收集到的气体体积(毫升) 甲金属 25 60 95 130 160 170 170
乙金属 30 75 120 150 150 150 150
(1)由实验结果可知:金属活动性较强的是 。
(2)为使得到的实验数据准确,小吴开始收集气体的时间点应该是________。
A.导管口一有气泡冒出时
B.冒出气泡连续且均匀时
C.检验产生的气体纯净时
(3)根据已有实验数据,要比较甲、乙两种金属的相对原子质量大小,还需知道_______。
A.参加反应的硫酸质量 B.生成物中金属元素的化合价
37.金属材料在生产、生活中有着广泛的应用,人类的生产和生活都离不开金属。
(1)新型材料纳米级铁粉具有广泛的用途,它比普通铁粉更易与氧气反应,其制备的主要流程如图1所示。
高温反应器中反应的化学方程式为 。反应前需向反应器中通入氮气,目的是 ;
(2)金属活动性顺序有重要的应用。铜、铝、铁为日常生活中常见的金属,某化学兴趣小组的同学在探究铝、铜、铁三种金属的有关性质时,进行了如图2的实验:在A实验中发生反应的化学方程式为 。将A实验结束后①、②试管内的物质倒入烧杯中,发现烧杯中的红色固体物质明显增多,其原因是 ,一段时间后过滤,滤液中的溶质一定有 (填化学式);
(3)某同学在—定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后,他对反应过程进行了分析,得到了图3的图像(横坐标表示加入铁的质量),其中错误的是 (填字母序号)。
38.(2018九下·金华月考)金属材料中铜是人类应用比较广泛的金属之一,某学习小组欲测定铜的相对原子质量,设计如下实验方案,步骤如下:
①连接好装置;②检查装置气密性;③装入药品;④ ;⑤D 中黑色固体完全反应变成红色后,停止加热;⑥待 D 中玻璃管冷却至室温,关闭分液漏斗活塞;⑦数据处理。
(1)实验步骤④的正确操作是 (填序号)
A.先点燃酒精灯加热,一段时间后再打开分液漏斗活塞,滴加盐酸
B.先打开分液漏斗活塞,滴加稀盐酸;一段时间后点燃酒精灯加热
C.打开活塞滴加盐酸和点燃酒精灯加热,谁先谁后都可以
(2)B 装置中水的作用 ,装置 B 中长玻璃管的作用是使装置气压平衡。
(3)已知:CuO 样品质量为 m1 克,E 中增重为 m2 克,D 中反应后的固体质量为 m3 克,A 中反应产生氢气的质量为 m4 克,以下数据中能计算铜的相对原子质量的是( )
A.m1、m2 B.m2、m3 C.m1、m3 D.m2、m4
(4)若使制取氢气是装置随开随用,随关随停,可选用下列装置中的
39.(2017九上·浙江月考)课外探究时,某兴趣小组同学选择了“金属和酸反应快慢与什么因素有关”课题。
(1)其他条件相同,同种金属与不同质
量分数的盐酸反应,反应的快慢不同。取质量相等的铝片,分别放入5%、20%的足量稀盐酸中。实验表明盐酸浓度越大,反应进行越快。如图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是三位同学记录实验生成氢气的质量(m)
与反应时间(t)的关系曲线,其中正确的是 。
(2)其他条件相同,不同金属与相同质量分数的盐酸反应,反应的快慢不同。取质量相等的镁片、锌片、铁片中的两种金属,分别放入溶质质量分数相同的足量稀盐酸中,生成氢气的质量(m)与反应时间(t)的关系曲线如图甲所示。则曲线A对应的金属与稀盐酸反应后生成的盐的名称是 ;图中曲线B对应的金属是 。
(3)其他条件相同,颗粒大小不同的同种金属与相同质量分数的盐酸反应,反应的快慢不同。取质量相等的锌粉和锌片,分别放入溶质质量分数相同的足量稀盐酸中,锌粉与盐酸反应生成氢气的质量
(m)与反应时间(t)的关系曲线如图乙所示,请在答题卡的该图上用实线“——”补画出锌片与盐酸反应生成氢气的质量(m)与反应时间(t)的关系曲线。
(4)请你再提出一个影响金属与盐酸反应快慢的合理因素 。
五、综合说理题
40.(2016九下·秀洲期中)小刚同学发现自己家的厨房的钢窗比卧室钢窗锈蚀的严重,原因是什么?正确处理的方法?
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据等质量锌和铁完全反应,铁消耗硫酸的质量大于锌,产生氢气质量铁大于锌、金属活动性顺序判断需利用反应速率分析。
【解答】A、因等质量锌和铁完全反应,铁消耗硫酸的质量大于锌,产生氢气质量铁大于锌,a产生氢气质量小于b,则a表示的是锌和稀硫酸反应的情况,符合题意;
B、铁与硫酸反应生成溶液呈浅绿色,不符合题意;
C、图示中没有表示出反应速率的快慢,不能证明锌与铁的活动性强弱 ,不符合题意;
D、 反应结束后消耗酸的质量不相等,说明酸没有完全反应,则两种金属没有剩余,产生氢气质量不相等,所得溶液的质量不相等,不符合题意;
故选A。
2.【答案】D
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据某溶液含有 Cu(NO3)2 和 AgNO3,现向其中加入一定量的锌粉,锌先与硝酸银反应,然后再与硝酸铜反应,且与硝酸银反应溶液质量减小,与硝酸铜反应溶液质量增加分析。
【解答】A、 Cu 的活动性比 Ag 强,但都不能与盐酸反应,只用盐酸无法探究两者活动性强弱 ,不符合题意;
B、 当溶质种类为1种时,则为硝酸锌,则金属中一定含铜和银,可能含锌,不符合题意;
C、 c~d 间溶质种类为两种,则为硝酸铜和硝酸锌,溶液中金属离子为 Zn2+、Cu2+ ,不符合题意;
D、 从 m1 变化到 m2 时,溶液中硝酸铜的质量不变,但因锌与硝酸银反应时溶液质量减小,所以硝酸铜质量分数增加 ,符合题意;
故选D。
3.【答案】C
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据铁能与氯化铜溶液反应,而不能与氯化锌反应,铁和锌都能与盐酸反应产生氢气分析。
【解答】A、滤渣中加少量稀盐酸,无明显现象,说明滤渣中不含铁和锌,则证明铁的活动性小于锌,大于铜,不符合题意;
B、 两支试管混合后,铁与氯化铜反应,由方程式Fe+CuCl=FeCl+Cu可知,每56份质量的铁置换出64份质量的铜,固体总质量一定增加 ,不符合题意;
C、 滤液中的溶质一定有FeCl2、ZnCl2可能有CuCl2 ,符合题意;
D、 滤渣中一定有Cu,一定没有Fe和Zn ,不符合题意;
故选C。
4.【答案】C
【知识点】金属的化学性质
【解析】【分析】本题是图像的判断题,解答时要通过题目要求分析涉及到的各物质之间量的关系,结合变化趋势先做出判断,如随着横坐标物质量的变化,纵坐标表示的物质的量的变化趋势,增加或降低等,再确定图形中的起点、终点、转折点是否符合题意。
【解答】AB、 等质量的锌粉和铁粉中加入过量的稀硫酸 ,最终反应结束后,铁产生氢气质量大于锌,AB不符合题意;
CD、反应的硫酸质量相等时,生成氢气质量相等,最终铁和稀硫酸反应生成的氢气比锌多,C符合题意,D不符合题意;
故选C。
5.【答案】A
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【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;且两种金属的活动性相差越大,反应越先进行,据此分析判断。
【解答】A.铁不能和硝酸锌反应,因此滤渣中肯定没有锌;铁先和硝酸银反应,再和硝酸铜反应,如果滤渣中有铁,那么说明铜和银被全部置换出来,滤液中肯定没有硝酸银和硝酸铜,故A正确;
B.如果滤渣中有铜粉,那么可能是铁的质量不够多,只能置换出部分铜,即滤液中可能存在硝酸铜,故B错误;
C.如果滤渣中没有铜粉,那么应该是铁和硝酸铜的反应还没有开始,溶液中的硝酸银可能还没有反应结束,即滤液中可能存在硝酸银,故C错误;
D.如果滤渣中没有铁粉,那么可能是铁恰好与硝酸银和硝酸铜完全反应,即滤液中只有硝酸锌,故D错误。
故选A。
6.【答案】D
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】锌的金属活动性比银、铜强,比铝弱,根据金属活动性顺序和金属锌的质量是否足够进行分析即可。
【解答】锌的金属活动性比银、铜强,比铝弱,在溶质为Cu(NO3)2、AgNO3和Al(NO3)3的溶液中加入一定量的锌粉,不能与硝酸铝溶液反应,锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,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。充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液,说明滤液中含有硝酸铜。
A.滤液中含有硝酸铜,则锌不可能有剩余,则向滤渣中加入稀盐酸,不可能有气泡产生,故A错误;
B.滤渣中一定有Ag,无法确定硝酸铜是否参加了反应,可能是部分参加了反应,因此滤渣中可能有Cu,但不可能含有锌,故B错误;
C.无法确定硝酸银是否完全参加了反应,滤液中可能含有AgNO3,故C错误;
D.如果硝酸银部分参加了反应,那么滤液中含有AgNO3和反应产物硝酸锌,还有没开始反应的硝酸铜以及不能反应的硝酸铝,故D正确。
故选D。
7.【答案】B
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】 根据向AgNO3溶液中加入一定质量的Al和Fe的混合粉末,铝先与硝酸银反应,然后铁再与硝酸银反应及亚铁离子溶液呈浅绿色分析。
【解答】 向AgNO3溶液中加入一定质量的Al和Fe的混合粉末,铝先与硝酸银反应,然后铁再与硝酸银反应,最终得到滤渣和浅绿色滤液, 说明溶液中一定有硝酸铝和硝酸亚铁,可能有硝酸银,固体中一定有银,可能有铁,一定不能有铝; ①向滤渣中加入稀盐酸,可能有气泡产生,错误;②向滤液中加入稀盐酸,可能有沉淀产生,错误; ③滤渣中一定含有Ag,可能有Fe,正确; ④滤液中一定含有Fe(NO3)2,可能含AgNO3,一定不含Al(NO3)3,错误;
故选B。
8.【答案】D
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据锌的活动性大于铜,能与铜盐反应,银的活动性小于铜,不能与铜盐反应分析。
【解答】A、 将一定质量的锌粉和银粉加入Cu(NO3)2溶液中, 锌能与硝酸铜反应,银不能反应,反应后得到无色溶液,说明锌将铜离子全部置换出来,滤渣中加入盐酸有气泡产生,说明锌过量,滤液中一定不含银离子,不符合题意;
B、滤渣中一定含有锌 ,不符合题意;
C、 滤液中一定不含有Cu2+ ,不符合题意;
D、 滤渣中一定含有单质铜 、锌和银,符合题意;
故选D。
9.【答案】C
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据向硝酸铜、硝酸银和硝酸铝的混合溶液中加入一定质量的锌粉, 锌不与硝酸铝反应,先与硝酸银反应,然后再与硝酸铜反应分析。
【解答】 向硝酸铜、硝酸银和硝酸铝的混合溶液中加入一定质量的锌粉, 锌不与硝酸铝反应,先与硝酸银反应,然后再与硝酸铜反应;
A、 若滤液为蓝色,则滤渣中一定有银,可能含铜 ,不符合题意;
B、 若向滤液中加入稀盐酸无白色沉淀生成,说明硝酸银没有剩余,则滤液中一定没有硝酸银,硝酸铜不能确定 ,不符合题意;
C、 若向滤渣中加入稀盐酸有气体产生,说明滤渣中有锌剩余,则滤液中一定不含硝酸银和硝酸铜,只含有硝酸铝和硝酸锌 ,符合题意;
D、锌与硝酸铜反应固体质量减少,与硝酸银反应固体质量增加,若反应前加入的锌粉质量和反应后滤渣的质量相等,说明锌一定将硝酸银全部反应且硝酸铜也发生了反应,滤渣中一定不含铝粉,可能含锌粉,不符合题意;
故选C。
10.【答案】B
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据在金属活动性顺序中排在前面的金属能与排在后面的金属的盐溶液发生反应,排在氢前的金属能与酸发生反应分析。
【解答】 将一定量金属 M 加入 ZnSO4 和 CuSO4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M能将硫酸铜全部反应,并生成铜,铜不与盐酸反应,向滤渣中滴加稀盐酸有气泡产生,说明M能与酸反应且有剩余; A、若M能与硫酸锌反应,则金属活动性M>Zn>Cu ,若M不能与硫酸锌反应,则金属活动性Zn>M>Cu, 不符合题意;
B、若M能与硫酸锌反应,则滤液中可能只含有M的盐溶液一种溶质 ,符合题意;
C、 滤渣中一定含有金属 M和铜 ,不符合题意;
D、不能确定M的化合价,所以不能写出M与硫酸铜反应的方程式,不符合题意;
故选B。
11.【答案】A
【知识点】金属的化学性质;金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】金属与酸完全反应放出氢气的质量可利用公式“氢气质量= ×金属质量”求得;使用以上方法,对金属中杂质甲、乙进行推断。
【解答】根据金属完全反应放出氢气质量的计算公式: ×金属质量得到:
6g锌完全反应放出氢气的质量=,
则该锌粉中的M应该是能与酸反应放出氢气的金属,且同等质量的金属甲完全反应产生氢气质量大于锌;而D选项中铜不能与酸反应产生氢气,故D不正确;
而等质量的铁、铝、镁与酸完全反应放出氢气的质量都比锌大,因此M可能是铁、铝和镁;
6g铁与酸完全反应放出氢气的质量=,
则铁粉中金属N不能与酸反应或虽是能与酸反应放出氢气但等质量的金属N完全反应放出氢气的质量小于铁;而选项B中等质量的铝,C选项中等质量的Na完全反应放出氢气的质量大于铁,故B,C错误。
故选A。
12.【答案】D
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【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。
【解答】 向硝酸铜和硝酸银的混合溶液中加入一定量的锌粉, 锌先与硝酸银反应,然后再与硝酸铜反应;
A、 a~b间为锌与硝酸银的反应,溶液中金属离子三种,为Zn2+、Ag+、Cu2+ ,不符合题意;
B、 c~d间为锌与硝酸铜的反应,溶液中金属离子有两种,为Zn2+、Cu2+ ,不符合题意;
C、 当参加反应的锌的质量为m3时,锌过量,硝酸铜和硝酸银全部反应,溶液中金属离子只有Zn2+ ,不符合题意;
D、 当参加反应的锌的质量分别为m1、m2时,溶液中硝酸铜质量相等,但m1溶液质量小于m2时溶液质量,所以Cu(NO3)2的质量分数不相等 ,符合题意;
故选D。
13.【答案】A
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【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,根据反应是否发生也可证明金属的活动性的强弱。
【解答】 往硝酸银、硝酸铜、硝酸锌的混合溶液中加入一定量的铁粉, 铁先与硝酸银反应,然后再与硝酸铜反应,不能和硝酸锌反应,所以滤纸上一定存在银,可能存在铜或铁,滤液中一定存在硝酸锌和硝酸亚铁,可能存在硝酸铜、硝酸银;
故选A。
14.【答案】B
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定量的镁粉, 镁先与氯化铜反应,然后再与氯化亚铁反应及铁和镁与盐酸反应产生氢气,铜不与盐酸反应分析。
【解答】 在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定量的镁粉, 镁先与氯化铜反应,然后再与氯化亚铁反应,向滤出的固体中滴加稀盐酸,没有气泡产生,说明固体中没有镁和铁,则只有铜,滤液中一定有氯化镁和氯化亚铁,可能有氯化铜,分析各选项,B符合题意;
故选B。
15.【答案】D
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据 向一定质量AgNO3 和Cu(NO3)2的混合溶液中加入Zn,锌先与硝酸银反应,然后再与硝酸铜反应分析。
【解答】A、 a点溶液为锌与部分硝酸银反应的图像,溶液中的溶质有硝酸银、硝酸铜和硝酸锌3种,不符合题意;
B、c点为锌与硝酸铜刚好完全反应图像,溶液中溶质只有Zn(NO3)2 ,不符合题意;
C、b~c段溶液为锌与硝酸铜反应的图像,溶液成分为硝酸铜和硝酸锌,若取b~c段溶液,滴加稀盐酸,不会产生白色沉淀 ,不符合题意;
D、d点时的固体为锌过量,成分为锌、铜、银,加入稀盐酸,有气泡产生 ,符合题意;
故选D。
16.【答案】D
【知识点】金属的化学性质;金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据三种金属与稀硫酸反应的化学方程式可以计算出生成氢气的量。题中没有具体告诉我们稀硫酸的量,所以可对稀硫酸的量进行讨论。
【解答】A、当三种金属都过量时,根据等量的稀硫酸计算得到氢气的质量,可得氢气质量相等,A选项可能;
B、如果三个反应中酸过量,24份的Mg可得2份质量的氢气,56份的Fe可得2份质量的氢气,65份的Zn可得2份质量的氢气。现在金属的质量都是20g,得到氢气的质量应该是Mg>Fe>Zn,B选项可能;
C、三种金属与稀硫酸反应时,等量的金属消耗稀硫酸的量由大到小顺序是,Mg>Fe>Zn,所以当金属Mg、Fe有过量Zn消耗完时,Mg和Fe反应产生的氢气相同,Zn产生的氢气较少,C选项可能;
D、三种金属与稀硫酸反应时,等量的金属消耗稀硫酸的量由大到小顺序是,Mg>Fe>Zn,所以当金属Mg有过量Fe、Zn消耗完时,产生氢气的质量是Mg最大,Fe、Zn产生的氢气根据金属计算可得Fe产生的氢气质量大于Zn产生氢气的质量,D不可能出现,D正确。
故选D
17.【答案】B
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据一定量的铜锌混合粉末放入盛有硝酸银溶液的烧杯中, 锌先与硝酸银反应,然后铜再与硝酸银反应分析。
【解答】 将一定量的铜锌混合粉末放入盛有硝酸银溶液的烧杯中, 锌先与硝酸银反应,然后铜再与硝酸银反应, 向得到的滤渣和滤液分别加入足量的稀盐酸,均无现象 ,说明滤液中硝酸银没有剩余,一定有硝酸锌,可能有硝酸铜,滤渣中锌一定没有剩余,一定有银,可能有铜;
故答案为:B。
18.【答案】D
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】A、根据锌的活动性大于铁分析;
B、根据铁能与硫酸铜反应生成红色的铜分析;
C、根据反应后反应物可能有剩余分析;
D、根据铁与硫酸铜反应固体质量增加分析。
【解答】A、 甲图试管①中铁不与氯化锌反应,反应后固体一定含铁,不符合题意;
B、 试管①、试管②内的物质全部倒入同一烧杯中,充分反应后发现烧杯中的红色固体物质明显增多 ,说明试管②中有氯化铜剩余,则反应后固体不定不含铁,不符合题意;
C、 反应后烧杯中的固体可能含有铁,不符合题意;
D、 铁与氯化铜溶液反应生成铜,固体质量增加,烧杯中最后所得固体的质量一定大于2a克 ,符合题意;
故答案为:D。
19.【答案】B
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据 AgNO3、Cu(NO3)2和Fe(NO3)2的混合溶液中加入一定量的Zn,锌先与硝酸银反应,且溶液质量减少,固体质量增加,再与硝酸铜反应,溶液质量增加,固体减少,最后与硝酸亚铁反应,固体质量减少,溶液增加分析。
【解答】 A、向AgNO3、Cu(NO3)2和Fe(NO3)2的混合溶液中加入一定量的Zn粉,通过方程式可知,锌与硝酸银反应固体质量增加,与硝酸铜和硝酸亚铁反应固体质量减少,将滤渣洗涤、干燥、称量,发现滤渣的质量等于加入Zn粉的质量,则锌一定与硝酸银和硝酸铜发生了反应,可能与硝酸亚铁发生了反应,滤液中溶质至少一种,不符合题意;
B、 滤液中一定没有硝酸银剩余,取反应后的滤液滴加稀盐酸,一定无白色沉淀 ,符合题意;
C、 反应后的滤渣中一定有银和铜,可能有铁,取反应后的滤渣滴加稀盐酸,不一定有气泡生成 ,不符合题意;
D、 反应后所得的溶液中可能有硝酸亚铁和硝酸铜,不一定是无色的 ,不符合题意;
故选B。
20.【答案】(1)Ag
(2)Mg(NO3)2、Zn(NO3)2、
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据 向一定量Mg(NO3)2、AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的锌粉 ,锌不能与硝酸镁反应,先与硝酸银反应,再与硝酸铜反应分析。
【解答】(1) 向一定量Mg(NO3)2、AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的锌粉 ,锌不能与硝酸镁反应,先与硝酸银反应,再与硝酸铜反应, 向滤液中滴加稀盐酸,有白色沉淀产生,说明溶液中含有硝酸银,即硝酸银部分反应,硝酸铜和硝酸镁没有反应,则滤渣中的成分只有银;
(2) 向滤渣中滴加稀盐酸,有气泡产生,说明锌过量,溶液中硝酸银和硝酸铜全部反应,则滤液中的溶质是硝酸镁和硝酸锌;
故答案为:(1) Ag ;(2) Mg(NO3)2、Zn(NO3)2。
21.【答案】2
【知识点】金属的化学性质
【解析】【分析】首先用固体质量减去原来金属混合物的质量得到其中硫酸根的质量,再根据稀硫酸的化学式得到其中氢元素和硫酸根的质量之比,进而计算出氢元素的质量,即产生氢气的质量。
【解答】镁、铝、锌都能够和稀硫酸反应生成氢气,生成硫酸镁、硫酸铝、硫酸锌的混合物136g,
根据反应前后元素质量不变,则硫酸镁、硫酸铝、硫酸锌三种物质的混合物中含硫酸根的质量为:
136g-40g=96g;
硫酸的化学式为H2SO4,其中氢元素与硫酸根的质量比:(1×2):(32+16×4)=1:48,
则硫酸中所含硫酸根的质量为96g时,对应氢元素的质量为x,
,
解得:x=2g;
即反应中产生的氢气质量为2g。
22.【答案】(1)Ag
(2)Ag;Cu
(3)Fe2+
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】将铜和铁放入硝酸银的溶液中,铁先与硝酸银反应,当铁完全反应后,铜才能与硝酸银反应置换出铜,分析即可。【解答】(1)向滤液中滴加稀盐酸产生白色沉淀,说明溶液中硝酸银溶液有剩余,这时铁和铜全部反应,故滤纸上的金属只有Ag;
(2)向滤液中滴加盐酸后没有沉淀产生,说明滤液中没有硝酸银,则硝酸银完全反应,这时滤纸上一定含有被置换出来的银;但不能确定铜是否与生成的硝酸银完全反应,可能含有的金属是铜;
(3)滤纸上出现少量的金属,肯定有银生成,因此铁片肯定硝酸银反应,那么滴加盐酸后无论有没有沉淀产生,滤液中都一定有的金属离子是Fe2+。
23.【答案】(1)右
(2)先变亮再变暗
【知识点】金属的化学性质
【解析】【分析】常见金属能与氧气反应,也能与盐酸,硫酸及盐溶液反应.
【解答】(1)铁能和稀硫酸溶液反应生成硫酸亚铁,硫酸亚铁颜色为绿色,故右边烧杯溶液变色;
(2)开始镁反应快,铁反应慢,故右边质量大,杠杆右端下沉,滑片向右移动,电阻减小,电流增大,灯泡变亮; 100克镁和铁与100克质量分数9.8%稀硫酸反应,镁只需要2.4克,铁只需5.6克,故镁剩余的多,导致左边质量大,滑片向左移动,电阻变大,电流变小,灯泡变暗。
故答案为:(1)右;(2)先变亮再变暗
24.【答案】(1)2AgNO3+Zn=Zn(NO3)2+2Ag
(2)③
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据金属活动性顺序分析,在金属活动性顺序表中,排在前面的金属能与排在后面的金属的盐溶液反应,且两金属相差越多越容易反应。
【解答】 (1)向盛有一定质量AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液的试管中加入Zn ,锌会先与硝酸银溶液反应,然后再与硝酸铜溶液反应,所以ab段反应为锌与硝酸银的反应,方程式为 2AgNO3+Zn=Zn(NO3)2+2Ag ;
(2) ab段为锌与硝酸银的反应、bc段为锌与硝酸铜的反应,cd段为锌过量反应结束的过程,所以加入盐酸时ab段硝酸银会与盐酸反应产生白色沉淀,cd段有锌,锌能与盐酸反应产生气泡。
25.【答案】2;铝和锌,镁和锌
【知识点】金属的化学性质;金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】分两步对问题采用极端假设的方法进行①假设只有一种金属与氯气反应;②假设只有一种金属反应生成了0.2g氢气,,据此取两者的重合部分即可。
【解答】由题意中关于氯气的特点可建立如下的反应关系:
Cu+Cl2= CuCl2 ;2Al+3Cl2=2 AlCl3 ;Mg+Cl2= MgCl2 ;2Fe+3Cl2=2FeCl3
固体质量增加7.1g,即Cl的质量为7.1g,若仅有一种金属,且增加7.1g,则根据反应关系可求得金属的质量分别是:Cu6.4g;Al1.8g;Mg2.4g;Fe3.73g;Zn6.5g, 而混合物4g意味着两者质量的平均值可能等于4克,即一种金属的质量大于4克,另一种小于4克, 故可能的组合为Cu---Al;Cu---Mg;Cu---Fe;Zn---Al;Zn---Mg;Zn---Fe六种。
同理,若仅有一种金属,产生氢气0.2g,则依据金属与盐酸反应的方程式可计算出对应的金属质量分别是:Al1.8g;Mg2.4g;Fe5.6g;Zn6.5g, 而混合物4g意味着两者质量的平均值可能等于4克,即一种金属的质量大于4克,另一种小于4克,故可能的组合为Cu---Al;Cu---Mg;Zn---Al;Zn---Mg;Al---Fe;Mg---Fe六种。
符合两种情况的共4种:Cu---Al;Cu---Mg;Zn---Al;Zn---Mg。但五种金属中要排除铜和铁,原因是铜不与盐酸反应而会与氯气反应,铁与盐酸反应生成FeCl2而与氯气反应生成FeCl3,均不能同时满足固体质量增加7.1g并产生氢气0.2g的要求。
故答案为:2;铝和锌、镁和锌
26.【答案】溶液有蓝色变为浅绿色,生成红色固体;Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;丙;Cu、Fe;Cu、Fe、Mg
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】(1)根据金属与盐溶液能否反应来比较金属的活泼性,根据反应写出反应的方程式;
(2)根据实验甲乙已经判断出金属的活动性顺序,所以丙实验多余;
(3)根据金属活动性顺序判断.
【解答】(1)乙中,若铁丝表面出现红色物质,溶液由蓝色变成浅绿色,可证明铁的活动性强于铜,该反应的化学方程式为:Fe+CuSO4═FeSO4+Cu;
(2)实验甲乙已经判断出金属的活动性顺序,所以丙实验多余;
(3)将另两只试管中反应后的物质倒入同一大烧杯中,一段时间后过滤,向滤渣中加入稀硫酸,有气泡产生,说明有活泼金属存在所以滤渣中一定有铁或铁、镁.
故答案为:
(1)溶液有蓝色变为浅绿色,生成红色固体;Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;(2)丙;(3)Cu、Fe;Cu、Fe、Mg.
27.【答案】红;Fe+CuSO4═Cu+FeSO4;变大;溶液密度减小,塑料小球所受浮力减小,因此进入溶液的体积增加
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【解答】(1)由于金属铁可以从硫酸铜溶液中置换出单质铜而最终变成硫酸亚铁溶液,所以会在铁粉表面观察到有红色物质出现;故答案为:红,Fe+CuSO4═Cu+FeSO4;
(2)反应使得原溶液的溶质CuSO4转变为反应后的FeSO4,二者质量关系为160份质量的CuSO4转变为152份质量的FeSO4,溶质质量减小则溶液质量减小,溶液体积基本保持不变,则溶液密度减小,故塑料小球所受浮力减小,浸入溶液的体积增大.
故答案为:(1)红,Fe+CuSO4═Cu+FeSO4;(2)变大;溶液密度减小,塑料小球所受浮力减小,因此进入溶液的体积增加.
【分析】(1)分析所发生的反应,回答反应中所出现的现象并写出反应的化学方程式;
(2)分析反应前后溶液质量变化,得出溶液密度受反应影响情况,判断液面上小球浸入液体中体积变化.
28.【答案】水和氧气;增大;Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
【知识点】金属的化学性质
【解析】【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;
铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气;
硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜。
【解答】铁在空气中生锈的原因是铁跟空气中的水和氧气发生了反应;
铁和稀盐酸反应的化学方程式及其铁和氢气的质量比为:Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
56 2
即当有56份质量的铁反应时生成2份质量的氢气,随着反应的进行,溶液的质量在增大。
硫酸铜和铁反应的化学方程式为:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。
故答案为:水和氧气 增大 Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
29.【答案】Zn(NO3)2、Mg(NO3)2、Fe(NO3)2;AgNO3;Ag、Fe;大于
【知识点】金属的化学性质
【解析】【解答】(1)将一定质量的镁粉加入样品中,镁先和硝酸银反应,再和硝酸亚铁反应,最后和硝酸锌反应,若得到的滤液为浅绿色,说明硝酸亚铁没有完全反应或没有反应,则滤液中的溶质一定含有硝酸银和镁反应生成的Mg(NO3)2、没有反应的Zn(NO3)2和Fe(NO3)2;如果镁的量很少,则硝酸银可能有一部分没有反应,因此可能含有AgNO3;
(2)若得到的滤液为无色,说明硝酸银和硝酸亚铁已经完全反应,硝酸锌是否反应无法确定,因此滤渣中至少含有Ag、Fe种金属;
(3)镁和硝酸银、硝酸亚铁、硝酸锌反应的化学方程式及其质量关系为:
Mg+2AgNO3=Mg(NO3)2+2Ag,Mg+Fe(NO3)2=Mg(NO3)2+Fe,Mg+Zn(NO3)2=Mg(NO3)2+Zn,
24 216 24 56 24 65
由反应的质量关系可知,反应后得到滤渣的质量大于反应前加入镁粉的质量.
故填:Zn(NO3)2、Mg(NO3)2、Fe(NO3)2;AgNO3;Ag、Fe;大于.
【分析】镁能和硝酸银反应生成硝酸镁和银,能和硝酸亚铁反应生成硝酸镁和铁,能和硝酸锌反应生成硝酸镁和锌;硝酸亚铁溶液是浅绿色溶液.
30.【答案】(1)甲、乙、丙
(2)①加入AgNO3和Fe(NO3)2的混合液中,根据金属活动性顺序可知,锌先与AgNO3反应:Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag,从化学方程式可知,每65份锌参加反应能生成216份银,即生成银的质量大于参加反应的锌的质量,所以表示其质量变化关系的线段OB与X轴的夹角要大于45°。
②BC段表示锌与Fe(NO3)2反应:Zn+Fe(NO3)2=Fe+Zn(NO3)2,从化学方程式可知,每65份锌参加反应只生成56份铁,即生成铁的质量小于参加反应的锌的质量,所以线段BC与X轴的夹角要小于450。
③当锌粉恰好与溶液中两种溶液完全反应时:
a.若生成的银与铁的总质量大于参加反应的锌的质量,即C点位于ON线的上方,如甲图所示。
b.若生成的银与铁的总质量等于参加反应的锌的质量,则C点位于ON线上,即如图乙所示。
c.若生成的银与铁的总质量小于参加反应的锌的质量,则C点位于ON线的下方,如丙图所示。
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据金属活动性顺序中排在前面的金属能与排在后面的金属的盐溶液发生反应,且两金属相差越远越先反应,再利用方程式确定反应前后固体质量的变化,结合图像解答。
31.【答案】(1)Hg
(2)铝丝上附着红色固体,溶液蓝色变浅;2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)3
(3)Cu(NO3)2、Zn(NO3)2
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据金属活动性顺序表分析,在金属活动性顺序中,排在前面的金属能与排在后面的金属的盐溶液发生反应。
【解答】(1)金属活动性顺序表中的X是为汞;(2)铝的活动性比铜强,所以铝能与 硫酸铜溶液反应生成硫酸铝和铜,因此可观察到铝丝上附着红色固体,溶液蓝色变浅,反应方程式为2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)3;(3)向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量的Zn粉,锌先与硝酸银溶液反应生成硝酸锌和银,溶液质量减少,再与硝酸铜溶液反应生成硝酸锌和铜,溶液质量增加,图B为硝酸银刚好完全反应时的图像,则溶质为硝酸锌和硝酸铜。
32.【答案】(1)冒气泡同时产生白色沉淀
(2)MgO+H2SO4=MgSO4+H2O
(3)解:
Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑
24 98 120 2
X 50g×49% a p
X=6g a=30g p=0.5g
(4)解:
MgO + H2SO4= MgSO4 +H2O
40 98 120
Y 20g×49% b
Y=4g b=12g
MgSO4%=42g/(10+70-0.5)=52.8%
【知识点】金属的化学性质
【解析】【分析】金属与酸反应生成盐和氢气;金属氧化物与酸反应生成盐和水;
【解答】(1)当稀硫酸质量为90g时,由图像可知,酸过量,取出部分溶液加入碳酸钡粉末,由于碳酸钡可溶于酸,故可以观察到有气泡生成,并生成新的沉淀;故答案为:固体溶解,有气泡产生且有沉淀产生;
(2)镁是活泼的金属,所以表面有金属氧化物生成;所以酸先跟氧化镁反应,无气体出现;故答案为:MgO+H2SO4=MgSO4+H2O;
(3)P点是氢气的质量
解:设m(Mg)=Xg; m(H2)=Pg;
Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑
24 98 120 2
X 50g×49% a p
X=6g a=30g p=0.5g
故答案为:0.5g;
(4)设m(MgO)=Y g;m(MgSO4)=bg;
MgO +H2SO4=MgSO4 +H2O
40 98 120
Y 20g×49% b
Y=4g b=12g
MgSO4%=42g/(10+70-0.5)=52.8%;
故答案为:(1)固体溶解,有气泡产生且有沉淀产生;(2)MgO+H2SO4=MgSO4+H2O;(3)0.5g;(4)52.8%.
33.【答案】(1)继续滴加稀盐酸,观察到不再产生气泡为止
(2)解:根据质量守恒定律,生成氢气的质量为(12+32.5+200)-244.1=0.4g
Fe+2HC l= FeCl2+ H2↑
56 2
Xg 0.4g
X=11.2g
Fe%=11.2/12=93.3%
(3)A;C
【知识点】金属的化学性质
【解析】【分析】(1)加入“足量”的稀盐酸后将不能再看到反应产生的气泡,可能通过逐渐加入的方式来观察是否有气泡来确保“足量”;
(2)先根据表格中总质量的变化计算出生成H2的质量,由生成H2的量根据铁与稀盐酸反应的化学方程式计算出Fe的质量,再有样品质量计算出铁的质量分数;
(3)铁的质量是根据生成H2的质量计算得到的,所以导致H2质量减小的原因都将造成铁的质量分数偏小。
【解答】(1)加入“足量”的稀盐酸后将不能再看到反应产生的气泡,所以可通过继续滴加稀盐酸,观察到不再产生气泡为止,来确保所加入的稀盐酸为“足量”;
(3)铁的质量是根据生成H2的质量计算得到的,所以导致H2质量减小的原因都将造成铁的质量分数偏小。
A、加入的稀盐酸不足量,铁有剩余产生的H2的量偏小,计算得到的铁的质量也偏小,A正确;
B、换用溶质质量分数更高的盐酸进行实验,浓度高的盐酸具有挥发性,易将挥发的这部分质量也当成是H2的质量,将使铁的质量偏大,B错误;
C、未将样品表面涂层(已完全氧化)打磨干净,表面氧化的未打磨掉反应时不会产生H2,H2质量偏小,C正确;
D、将表面涂层打磨干净的生铁样品磨成粉末,不影响铁的质量分数,D错误。
故选AC
故答案为:(1)继续滴加稀盐酸,观察到不再产生气泡为止;(3)AC
34.【答案】(1)AlCl3、HCl
(2)解:如图所示:
(3)解:第3次实验中,20g稀盐酸中的氯化氢完全反应,设20g稀盐酸中氯化氢质量为x。
2Al+ 6HCl═2AlCl3+ 3H2↑
219 6
x 60g+6g-65.9g
219/ x =6/(60g+6g 65.9g)
x =3.65g
稀盐酸的溶质质量分数为:3.65g/20g×100%=18.25%
(4)解:设样品中含有Al的质量为y。
2Al+ 6HCl═2AlCl3+ 3H2↑
54
6
y
0.2g
54/6=y/0.2g
y =1.8g
设样品中含有氧化铝质量为z。
Al2O3+ 6HCl═2AlCl3+3H2O
102 219
z 40g×18.25%
102/z=219/(40g×18.25%)
z=3.4g
3.4g氧化铝中铝元素质量为:3.4g×(54/102)×100%=1.8g
杂质的质量=6g-3.4g-1.8g=0.8g
已被氧化的铝占未被氧化前铝片的质量分数是:
1.8g/(1.8g+1.8g+0.8g)×100%=41%
【知识点】金属的化学性质
【解析】【分析】(1)由于铝表面被氧化,刚开始时氧化铝与盐酸反应没有气体跑出,所以烧杯中的总质量不变,当铝开始与盐酸反应时有气体跑出,烧杯中的总质量开始变化。由第3次加入20g盐酸生成了0.1g氢气,第4次加入20g盐酸又生成0.1g氢气可知,20g盐酸全部反应能生成0.1g氢气。第5次加入20g盐酸后,烧杯中的总质量没有减小,说明此时金属铝已经没有了,加入的盐酸没有参加反应,据此可以判断溶质;
(2)根据表格数据可知,氢气从盐酸加入40g之后开始产生,加入80g时金属消耗完氢气不再产生,总共生成氢气0.2g;
(3)根据表格中的第3次或第4次数据中可知20g稀盐酸与金属铝反应能生成0.1g氢气,根据氢气质量可以计算出20g稀盐酸中HCl的质量,再算出稀盐酸的溶质质量分数;
(4)根据生成氢气的质量计算出金属铝的质量,根据之前消耗的40g稀盐酸的质量计算出氧化铝的质量,再计算出氧化铝中铝的质量(这是已被氧化的铝的质量)。未被氧化前铝片包含杂质,所以要算出杂质的质量,用6g减去氧化铝的质量和样品中铝的质量。用刚才计算得到的已被氧化的铝的质量除以未被氧化前铝和杂质的总质量,即得质量分数。
【解答】(1)由第3次加入20g盐酸生成了0.1g氢气,第4次加入20g盐酸又生成0.1g氢气可知,20g盐酸全部反应能生成0.1g氢气。第5次加入20g盐酸后,烧杯中的总质量没有减小,说明此时金属铝已经没有了,加入的盐酸没有参加反应,所以烧杯中溶质有反应生成的AlCl3和刚加入的HCl;
故答案为:(1)AlCl3、HCl
35.【答案】(1)铁与氧气、水同时接触;Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
(2)硬度大(或机械强度好,或韧性好等)
(3)实验Ⅱ中硫酸铜溶液有剩余,而实验Ⅰ中的铁粉又能与实验Ⅱ中剩余的硫酸铜发生置换反应生成铜和硫酸亚铁;②⑤
【知识点】金属活动性顺序及其应用;金属的腐蚀与防护
【解析】【分析】(1)根据铁生锈实质及氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水分析;
(2)根据合金的性质分析;
(3)根据金属活动性顺序中排在前面的金属能与排在后面的金属的盐溶液发生反应分析。
【解答】(1) 铁生锈的条件是铁与氧气、水同时接触, 在实验室常用稀盐酸清除铁锈,化学方程式为 Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O ;
(2) 合金钢具有硬度大、机械强度好、韧性好等性能;
(3)铁不能与硫酸铝反应,能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,将两实验中物质倒入同一烧杯中, 烧杯内的红色固体明显增多, 说明实验 Ⅱ中硫酸铜过量,与实验Ⅰ 中铁发生了反应生成了铜;一段时间后向滤渣中加盐酸,没有气泡产生,说明铁全部反应,滤液中成分可能是硫酸亚铁、硫酸铝,也可能是硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸铜,所含金属离子情况可能是 ②⑤ ;
故答案为:(1) 铁与氧气、水同时接触 ; Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O ;(2) 硬度大(或机械强度好,或韧性好等) ;(3) 实验Ⅱ中硫酸铜溶液有剩余,而实验Ⅰ中的铁粉又能与实验Ⅱ中剩余的硫酸铜发生置换反应生成铜和硫酸亚铁 ;②⑤ 。
36.【答案】(1)乙
(2)A
(3)B
【知识点】金属的化学性质
【解析】【分析】可以根据相同的时间产生气体的多少来比较金属的活泼性。
【解答】(1)由图表格中的数据可以看出:最后甲生成的氢气的质量比乙大,但是乙在单位时间内产生的氢气却比甲多,所有由此判断乙的金属活动性较强。
(2)为使得到的实验数据准确,应该在有气泡冒出时就应该收集。
(3)根据金属与酸反应生成氢气的质量=,所以要比较甲、乙两种金属的相对原子质量大小,还需知道生成物中金属元素的化合价。
故答案为:(1)乙(2)A(3)B
37.【答案】(1)FeCl2+H2 2HCl+Fe;防止发生爆炸(或防止纳米铁被氧气氧化)
(2)Fe+CuSO4=Cu+FeSO4;未反应的铁继续与硫酸铜反应;FeSO4、Al2(SO4)3
(3)D
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】(1)根据流程图中反应前后物质分析;根据氢气的性质分析;
(2)根据金属活动性顺序分析,在金属活动性顺序中排在前面的金属能与排在后面的金属的盐溶液发生反应;
(3)根据各反应的过程及图像的起点、转折点进行分析。
【解答】(1) 高温反应器中为氯化亚铁与氢气生成氯化氢和铁的反应,化学方程式为 FeCl2+H2 2HCl+Fe ;因氢气与空气混合气体受热可能会发生爆炸,所以反应前需向反应器中通入氮气排除装置内空气,以防止发生爆炸;
(2) 在A实验中铁能与硫酸铜反应,不能与硫酸铝反应,所以发生反应的化学方程式为 Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 ; 将A实验结束后①、②试管内的物质倒入烧杯中,发现烧杯中的红色固体物质明显增多, 说明②试管内硫酸铜有剩余, ① 试管中铁粉与硫酸铜反应生成了铜; 一段时间后过滤,滤液中的溶质一定有生成的硫酸亚铁和未反应的硫酸铝;
(3) —定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁粉, 铁先与硝酸银溶液反应,然后再与硝酸铜溶液反应,所以铜的质量刚开始不增加,等硝酸银反应完全后再始增加,直到硝酸铜反应结束保持不变,A正确;铁与硝酸银溶液反应,溶液质量减少,所以混合溶液质量变小,硝酸铜质量分数变大,待铁与硝酸铜反应时,随硝酸铜的减少而减小,直到全部反应,B正确;铁与硝酸银溶液反应和与硝酸铜溶液反应,溶液质量都减小,但与硝酸银溶液反应减少的质量大,C正确;在未加入铁粉时,混合溶液中只含有硝酸银和硝酸铜两种溶质,而不是三种溶质,D错误;
故答案为:(1)FeCl2+H2 2HCl+Fe ; 防止发生爆炸(或防止纳米铁被氧气氧化) ;(2)Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 ;未反应的铁继续与硫酸铜反应;FeSO4、Al2(SO4)3;(3)D。
38.【答案】(1)B
(2)吸收 HCl 气体
(3)A;B;C
(4)ABC
【知识点】金属的化学性质
【解析】【分析】该题是氢气还原氧化铜的综合实验题;
【解答】(1)装入药品之后,要开始混合药品,因此要开始滴加HCl;氢气还原氧化铜中因为氢气是可燃性气体,因此要通气体一段时间后再加热;故答案为:B;
(2)HCl具有挥发性,氢气中会混有HCl气体,会影响实验结果,而HCl是易溶于水的,故答案为:吸收 HCl 气体;
(3)A、CuO+H2=Cu+H2O
x+16 18
m1 m2
故A可以;
B、CuO+H2=Cu+H2O
x 18
m3 m2
故B可以;
C、CuO+H2=Cu+H2O
x+16 x
m1 m3
故C可以;
D、氢气的量是过量的,参与反应的氢气质量未知,因此不可以直接用产生的氢气质量来计算;故D不可以;
故答案为:ABC;
(4)要实现随开随用,随关随停,一定要实现气压的改变及固液分离即可;故ABC都可以;
故答案为:(1)B;(2)吸收 HCl 气体;(3)ABC;(4)ABC。
39.【答案】(1)Ⅲ
(2)氯化亚铁;锌(Zn)
(3)
(4)温度对金属与盐酸反应快慢也有影响
【知识点】置换反应及其应用
【解析】【分析】(1)反应物种类相同时,反应物浓度高,反应速率快,20%的盐酸比5%的盐酸反应速率分析;(2)金属活动性顺序及同价态金属与酸反应时生成的氢气量与其相对原子质量呈反比;(3)其他条件相同,颗粒大小不同的同种金属与相同质量分数的盐酸反应,因此锌粉比锌片反应的速率快,但由于两种金属的质量相等,因此最终产生的氢气也相等;(4)金属与盐酸反应快慢还受温度的影响。
【解答】(1)反应物种类相同时,反应物浓度高,反应速率快,20%的盐酸比5%的盐酸反应速率快,取质量相同的锌片生成的氢气质量相同,故为Ⅲ;
(2)镁的活动性比锌强,锌的活动性比铁强,同价态三种金属与酸反应时生成的氢气量与其相对原子质量呈反比,所以取质量相等的镁片、铁片和锌片,分别放入溶质质量分数相同的足量稀盐酸中时镁产生的氢气最多,锌生成的氢气量小,因此镁反应的特点是“快而多”,坐标中没有体现出来镁的坐标;锌和铁对比,可知锌反应的特点是快而少,所以B是锌,A是铁,铁和盐酸反应产生氯化亚铁和氢气,故答案为:氯化亚铁;锌;
(3)其他条件相同,颗粒大小不同的同种金属与相同质量分数的盐酸反应,因此锌粉比锌片反应的速率快,但由于两种金属的质量相等,因此最终产生的氢气也相等,故补充的坐标为:
(4)金属与盐酸反应快慢还受温度的影响。故答案为:温度对金属与盐酸反应快慢也有影响。
40.【答案】解:厨房中的水蒸气比卧室中的水蒸气含量高,所以厨房的钢窗比卧室的钢窗锈蚀严重.可以先将铁锈除掉,在清洁和干燥的钢窗上刷上一层油漆.
故答案为:厨房中的水蒸气比卧室中的水蒸气含量高;刷上一层油漆
【知识点】金属的腐蚀与防护
【解析】【分析】铁在与氧气和水充分接触时容易生锈,水和氧气同时存在是铁生锈的必要条件;如果缺少水或缺少氧气,或者缺少氧气和水,铁就不容易生锈.
1 / 1浙教版科学九上第二章 第2节 金属的化学性质同步练习(优生加练)
一、单选题
1.(2021·余杭模拟)向质量均为m的锌粉和铁粉中分别滴加100g同浓度的稀硫酸,反应过程中产生气体的质量与所加稀硫酸的质量关系如图所示,下列叙述正确的是( )
A.a表示的是锌和稀硫酸反应的情况
B.反应后均得到无色溶液
C.由图可知,锌比铁的化学活动性强
D.反应结束后两种金属均有剩余,所得溶液的质量相等
【答案】A
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据等质量锌和铁完全反应,铁消耗硫酸的质量大于锌,产生氢气质量铁大于锌、金属活动性顺序判断需利用反应速率分析。
【解答】A、因等质量锌和铁完全反应,铁消耗硫酸的质量大于锌,产生氢气质量铁大于锌,a产生氢气质量小于b,则a表示的是锌和稀硫酸反应的情况,符合题意;
B、铁与硫酸反应生成溶液呈浅绿色,不符合题意;
C、图示中没有表示出反应速率的快慢,不能证明锌与铁的活动性强弱 ,不符合题意;
D、 反应结束后消耗酸的质量不相等,说明酸没有完全反应,则两种金属没有剩余,产生氢气质量不相等,所得溶液的质量不相等,不符合题意;
故选A。
2.(2021九下·杭州开学考)某溶液含有 Cu(NO3)2 和 AgNO3,现向其中加入一定量的锌粉进行处理,并绘制参加反应的锌与溶液中溶质种类的关系图(如图所示),下列说法中不正确的是( )
A.Cu 的活动性比 Ag 强,只用盐酸无法探究两者活动性强弱
B.当溶质种类为1种时,金属单质种类可能为2种
C.c~d 间(不含两点)的溶液中金属离子为 Zn2+、Cu2+
D.从 m1 变化到 m2 时,溶液中硝酸铜的质量分数不变
【答案】D
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据某溶液含有 Cu(NO3)2 和 AgNO3,现向其中加入一定量的锌粉,锌先与硝酸银反应,然后再与硝酸铜反应,且与硝酸银反应溶液质量减小,与硝酸铜反应溶液质量增加分析。
【解答】A、 Cu 的活动性比 Ag 强,但都不能与盐酸反应,只用盐酸无法探究两者活动性强弱 ,不符合题意;
B、 当溶质种类为1种时,则为硝酸锌,则金属中一定含铜和银,可能含锌,不符合题意;
C、 c~d 间溶质种类为两种,则为硝酸铜和硝酸锌,溶液中金属离子为 Zn2+、Cu2+ ,不符合题意;
D、 从 m1 变化到 m2 时,溶液中硝酸铜的质量不变,但因锌与硝酸银反应时溶液质量减小,所以硝酸铜质量分数增加 ,符合题意;
故选D。
3.(2020九上·新昌期末)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.两支试管混合后,固体总质量一定增加
C.滤液中的溶质一定有FeCl2、ZnCl2和CuCl2
D.滤渣中一定有Cu,一定没有Fe和Zn
【答案】C
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据铁能与氯化铜溶液反应,而不能与氯化锌反应,铁和锌都能与盐酸反应产生氢气分析。
【解答】A、滤渣中加少量稀盐酸,无明显现象,说明滤渣中不含铁和锌,则证明铁的活动性小于锌,大于铜,不符合题意;
B、 两支试管混合后,铁与氯化铜反应,由方程式Fe+CuCl=FeCl+Cu可知,每56份质量的铁置换出64份质量的铜,固体总质量一定增加 ,不符合题意;
C、 滤液中的溶质一定有FeCl2、ZnCl2可能有CuCl2 ,符合题意;
D、 滤渣中一定有Cu,一定没有Fe和Zn ,不符合题意;
故选C。
4.(2020九上·柯桥月考)向等质量的锌粉和铁粉中加入过量的稀硫酸,下列图像能正确反映其对应关系的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】金属的化学性质
【解析】【分析】本题是图像的判断题,解答时要通过题目要求分析涉及到的各物质之间量的关系,结合变化趋势先做出判断,如随着横坐标物质量的变化,纵坐标表示的物质的量的变化趋势,增加或降低等,再确定图形中的起点、终点、转折点是否符合题意。
【解答】AB、 等质量的锌粉和铁粉中加入过量的稀硫酸 ,最终反应结束后,铁产生氢气质量大于锌,AB不符合题意;
CD、反应的硫酸质量相等时,生成氢气质量相等,最终铁和稀硫酸反应生成的氢气比锌多,C符合题意,D不符合题意;
故选C。
5.(2020九上·椒江期中)在硝酸铜、硝酸锌和硝酸银的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。下列结论中正确的是( )
A.如果滤渣中有铁粉,则滤液中一定没有硝酸铜、硝酸银
B.如果滤渣中有铜粉,则滤液中一定没有硝酸铜
C.如果滤渣中没有铜粉,则滤液中一定没有硝酸银
D.如果滤渣中没有铁粉,则滤液中一定有硝酸铜、硝酸亚铁、硝酸锌
【答案】A
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【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;且两种金属的活动性相差越大,反应越先进行,据此分析判断。
【解答】A.铁不能和硝酸锌反应,因此滤渣中肯定没有锌;铁先和硝酸银反应,再和硝酸铜反应,如果滤渣中有铁,那么说明铜和银被全部置换出来,滤液中肯定没有硝酸银和硝酸铜,故A正确;
B.如果滤渣中有铜粉,那么可能是铁的质量不够多,只能置换出部分铜,即滤液中可能存在硝酸铜,故B错误;
C.如果滤渣中没有铜粉,那么应该是铁和硝酸铜的反应还没有开始,溶液中的硝酸银可能还没有反应结束,即滤液中可能存在硝酸银,故C错误;
D.如果滤渣中没有铁粉,那么可能是铁恰好与硝酸银和硝酸铜完全反应,即滤液中只有硝酸锌,故D错误。
故选A。
6.(2020九上·长兴期中)在溶质为Cu(NO3)2、AgNO3和Al(NO3)3的溶液中加入一定量的锌粉,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。下列判断正确的是( )
A.向滤渣中加入稀盐酸可能有气泡产生
B.滤渣中一定有Ag,可能有Cu和Zn
C.滤液中一定无AgNO3
D.滤液中可能有四种金属离子
【答案】D
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】锌的金属活动性比银、铜强,比铝弱,根据金属活动性顺序和金属锌的质量是否足够进行分析即可。
【解答】锌的金属活动性比银、铜强,比铝弱,在溶质为Cu(NO3)2、AgNO3和Al(NO3)3的溶液中加入一定量的锌粉,不能与硝酸铝溶液反应,锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,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。充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液,说明滤液中含有硝酸铜。
A.滤液中含有硝酸铜,则锌不可能有剩余,则向滤渣中加入稀盐酸,不可能有气泡产生,故A错误;
B.滤渣中一定有Ag,无法确定硝酸铜是否参加了反应,可能是部分参加了反应,因此滤渣中可能有Cu,但不可能含有锌,故B错误;
C.无法确定硝酸银是否完全参加了反应,滤液中可能含有AgNO3,故C错误;
D.如果硝酸银部分参加了反应,那么滤液中含有AgNO3和反应产物硝酸锌,还有没开始反应的硝酸铜以及不能反应的硝酸铝,故D正确。
故选D。
7.(2020九上·下城期中)向AgNO3溶液中加入一定质量的Al和Fe的混合粉末,充分反应后过滤,得到滤渣和浅绿色滤液。关于该滤渣和滤液有下列四种说法:①向滤渣中加入稀盐酸,一定有气泡产生。
②向滤液中加入稀盐酸,一定有沉淀产生。 ③滤渣中一定含有Ag,可能有Fe。 ④滤液中一定含有Fe(NO3)2,一定不含AgNO3,可能含有Al(NO3)3。以上说法正确的个数为( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】B
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】 根据向AgNO3溶液中加入一定质量的Al和Fe的混合粉末,铝先与硝酸银反应,然后铁再与硝酸银反应及亚铁离子溶液呈浅绿色分析。
【解答】 向AgNO3溶液中加入一定质量的Al和Fe的混合粉末,铝先与硝酸银反应,然后铁再与硝酸银反应,最终得到滤渣和浅绿色滤液, 说明溶液中一定有硝酸铝和硝酸亚铁,可能有硝酸银,固体中一定有银,可能有铁,一定不能有铝; ①向滤渣中加入稀盐酸,可能有气泡产生,错误;②向滤液中加入稀盐酸,可能有沉淀产生,错误; ③滤渣中一定含有Ag,可能有Fe,正确; ④滤液中一定含有Fe(NO3)2,可能含AgNO3,一定不含Al(NO3)3,错误;
故选B。
8.(2020九上·杭州期中)为了探究金属与盐溶液的反应规律,将一定质量的锌粉和银粉加入Cu(NO3)2溶液中,充分反应,实验过程及实验现象如图所示,则下列判断中正确的是( )
A.滤液中可能含有Ag+ B.滤渣中可能含有单质锌
C.滤液中一定含有Cu2+ D.滤渣中一定含有单质铜
【答案】D
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据锌的活动性大于铜,能与铜盐反应,银的活动性小于铜,不能与铜盐反应分析。
【解答】A、 将一定质量的锌粉和银粉加入Cu(NO3)2溶液中, 锌能与硝酸铜反应,银不能反应,反应后得到无色溶液,说明锌将铜离子全部置换出来,滤渣中加入盐酸有气泡产生,说明锌过量,滤液中一定不含银离子,不符合题意;
B、滤渣中一定含有锌 ,不符合题意;
C、 滤液中一定不含有Cu2+ ,不符合题意;
D、 滤渣中一定含有单质铜 、锌和银,符合题意;
故选D。
9.(2020九上·绍兴月考)向硝酸铜、硝酸银和硝酸铝的混合溶液中加入一定质量的锌粉,充分反应后,过滤,得到滤渣和滤液。以下判断正确的是( )
A.若滤液为蓝色,则滤渣中一定有银和铜
B.若向滤液中加入稀盐酸无白色沉淀生成,则滤液中一定没有硝酸铜
C.若向滤渣中加入稀盐酸有气体产生,则滤液中只含有硝酸铝和硝酸锌
D.若反应前加入的锌粉质量和反应后滤渣的质量相等,则滤渣中一定不含锌粉和铝粉
【答案】C
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据向硝酸铜、硝酸银和硝酸铝的混合溶液中加入一定质量的锌粉, 锌不与硝酸铝反应,先与硝酸银反应,然后再与硝酸铜反应分析。
【解答】 向硝酸铜、硝酸银和硝酸铝的混合溶液中加入一定质量的锌粉, 锌不与硝酸铝反应,先与硝酸银反应,然后再与硝酸铜反应;
A、 若滤液为蓝色,则滤渣中一定有银,可能含铜 ,不符合题意;
B、 若向滤液中加入稀盐酸无白色沉淀生成,说明硝酸银没有剩余,则滤液中一定没有硝酸银,硝酸铜不能确定 ,不符合题意;
C、 若向滤渣中加入稀盐酸有气体产生,说明滤渣中有锌剩余,则滤液中一定不含硝酸银和硝酸铜,只含有硝酸铝和硝酸锌 ,符合题意;
D、锌与硝酸铜反应固体质量减少,与硝酸银反应固体质量增加,若反应前加入的锌粉质量和反应后滤渣的质量相等,说明锌一定将硝酸银全部反应且硝酸铜也发生了反应,滤渣中一定不含铝粉,可能含锌粉,不符合题意;
故选C。
10.(2020九上·江北期中)将一定量金属 M 加入 ZnSO4 和 CuSO4的混合溶液中,充分反应后,过滤,得到固体滤渣,滤液为无色,向滤渣中滴加稀盐酸有气泡产生。下列有关判断正确的是 ( )
A.金属活动性:M>Zn>Cu
B.滤液中可能只含有一种溶质
C.滤渣中一定含有金属 M
D.该过程一定发生了如下反应:M+CuSO4=Cu+MSO4
【答案】B
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据在金属活动性顺序中排在前面的金属能与排在后面的金属的盐溶液发生反应,排在氢前的金属能与酸发生反应分析。
【解答】 将一定量金属 M 加入 ZnSO4 和 CuSO4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M能将硫酸铜全部反应,并生成铜,铜不与盐酸反应,向滤渣中滴加稀盐酸有气泡产生,说明M能与酸反应且有剩余; A、若M能与硫酸锌反应,则金属活动性M>Zn>Cu ,若M不能与硫酸锌反应,则金属活动性Zn>M>Cu, 不符合题意;
B、若M能与硫酸锌反应,则滤液中可能只含有M的盐溶液一种溶质 ,符合题意;
C、 滤渣中一定含有金属 M和铜 ,不符合题意;
D、不能确定M的化合价,所以不能写出M与硫酸铜反应的方程式,不符合题意;
故选B。
11.(2020九上·杭州月考)将6g不纯锌(含杂质M)和6g不纯铁(含杂质N),分别加入到足量的稀硫酸中,反应到不再有氢气放出时,得到氢气的质量都是0.2g.则M、N可能是( )
A.M为Mg,N为Cu B.M为Fe,N为Al
C.M为Al,N为Na D.N为Cu,N为Zn
【答案】A
【知识点】金属的化学性质;金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】金属与酸完全反应放出氢气的质量可利用公式“氢气质量= ×金属质量”求得;使用以上方法,对金属中杂质甲、乙进行推断。
【解答】根据金属完全反应放出氢气质量的计算公式: ×金属质量得到:
6g锌完全反应放出氢气的质量=,
则该锌粉中的M应该是能与酸反应放出氢气的金属,且同等质量的金属甲完全反应产生氢气质量大于锌;而D选项中铜不能与酸反应产生氢气,故D不正确;
而等质量的铁、铝、镁与酸完全反应放出氢气的质量都比锌大,因此M可能是铁、铝和镁;
6g铁与酸完全反应放出氢气的质量=,
则铁粉中金属N不能与酸反应或虽是能与酸反应放出氢气但等质量的金属N完全反应放出氢气的质量小于铁;而选项B中等质量的铝,C选项中等质量的Na完全反应放出氢气的质量大于铁,故B,C错误。
故选A。
12.某溶液含有Cu(NO3)2和AgNO3,现向其中加入一定量的锌粉,参加反应的锌的质量与溶液中金属离子种类的关系如图所示。下列说法中不正确的是( )
A.a~b间(不含两点)的溶液中金属离子为Zn2+、Ag+、Cu2+
B.c~d间(不含两点)的溶液中金属离子为Zn2+、Cu2+
C.当参加反应的锌的质量为m3时,溶液中金属离子为Zn2+
D.当参加反应的锌的质量分别为m1、m2时,溶液中Cu(NO3)2的质量分数相等
【答案】D
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【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。
【解答】 向硝酸铜和硝酸银的混合溶液中加入一定量的锌粉, 锌先与硝酸银反应,然后再与硝酸铜反应;
A、 a~b间为锌与硝酸银的反应,溶液中金属离子三种,为Zn2+、Ag+、Cu2+ ,不符合题意;
B、 c~d间为锌与硝酸铜的反应,溶液中金属离子有两种,为Zn2+、Cu2+ ,不符合题意;
C、 当参加反应的锌的质量为m3时,锌过量,硝酸铜和硝酸银全部反应,溶液中金属离子只有Zn2+ ,不符合题意;
D、 当参加反应的锌的质量分别为m1、m2时,溶液中硝酸铜质量相等,但m1溶液质量小于m2时溶液质量,所以Cu(NO3)2的质量分数不相等 ,符合题意;
故选D。
13.往硝酸银、硝酸铜、硝酸锌的混合溶液中加入一定量的铁粉,待反应完成后再过滤,可能存在的情况是( )
A.滤纸上有Ag,滤液中有Ag+、Cu2+、Zn2+、Fe2+
B.滤纸上有Ag、Cu,滤液中有Ag+、Zn2+、Fe2+
C.滤纸上有Ag、Cu、Fe,滤液中有Cu2+、Zn2+、Fe2+
D.滤纸上有Ag、Cu、Fe、Zn,滤液中有Zn2+、Fe2+
【答案】A
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【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,根据反应是否发生也可证明金属的活动性的强弱。
【解答】 往硝酸银、硝酸铜、硝酸锌的混合溶液中加入一定量的铁粉, 铁先与硝酸银反应,然后再与硝酸铜反应,不能和硝酸锌反应,所以滤纸上一定存在银,可能存在铜或铁,滤液中一定存在硝酸锌和硝酸亚铁,可能存在硝酸铜、硝酸银;
故选A。
14.在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定量的镁粉,充分反应后过滤,向滤出的固体中滴加稀盐酸,没有气泡产生。下列判断正确的是( )
A.滤出的固体中一定含有铜,可能含有铁和镁
B.滤出的固体中一定含有铜,一定不含铁和镁
C.滤液中一定含有氯化镁和氯化亚铁,一定不含氯化铜
D.滤液中一定含有氯化镁、氯化亚铁、氯化铜
【答案】B
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定量的镁粉, 镁先与氯化铜反应,然后再与氯化亚铁反应及铁和镁与盐酸反应产生氢气,铜不与盐酸反应分析。
【解答】 在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定量的镁粉, 镁先与氯化铜反应,然后再与氯化亚铁反应,向滤出的固体中滴加稀盐酸,没有气泡产生,说明固体中没有镁和铁,则只有铜,滤液中一定有氯化镁和氯化亚铁,可能有氯化铜,分析各选项,B符合题意;
故选B。
15.向一定质量AgNO3 和Cu(NO3)2的混合溶液中加入Zn,溶液质量与加入Zn的质量关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.a点溶液中的溶质有3种
B.c点溶液中溶质为Zn(NO3)2
C.若取b~c段溶液,滴加稀盐酸,不会产生白色沉淀
D.取d点时的固体,加入稀盐酸,无气泡产生
【答案】D
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据 向一定质量AgNO3 和Cu(NO3)2的混合溶液中加入Zn,锌先与硝酸银反应,然后再与硝酸铜反应分析。
【解答】A、 a点溶液为锌与部分硝酸银反应的图像,溶液中的溶质有硝酸银、硝酸铜和硝酸锌3种,不符合题意;
B、c点为锌与硝酸铜刚好完全反应图像,溶液中溶质只有Zn(NO3)2 ,不符合题意;
C、b~c段溶液为锌与硝酸铜反应的图像,溶液成分为硝酸铜和硝酸锌,若取b~c段溶液,滴加稀盐酸,不会产生白色沉淀 ,不符合题意;
D、d点时的固体为锌过量,成分为锌、铜、银,加入稀盐酸,有气泡产生 ,符合题意;
故选D。
16.(2020·余杭模拟)将质量均为20克的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稀硫酸中,反应完成后,生成氢气的质量关系不可能的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】金属的化学性质;金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据三种金属与稀硫酸反应的化学方程式可以计算出生成氢气的量。题中没有具体告诉我们稀硫酸的量,所以可对稀硫酸的量进行讨论。
【解答】A、当三种金属都过量时,根据等量的稀硫酸计算得到氢气的质量,可得氢气质量相等,A选项可能;
B、如果三个反应中酸过量,24份的Mg可得2份质量的氢气,56份的Fe可得2份质量的氢气,65份的Zn可得2份质量的氢气。现在金属的质量都是20g,得到氢气的质量应该是Mg>Fe>Zn,B选项可能;
C、三种金属与稀硫酸反应时,等量的金属消耗稀硫酸的量由大到小顺序是,Mg>Fe>Zn,所以当金属Mg、Fe有过量Zn消耗完时,Mg和Fe反应产生的氢气相同,Zn产生的氢气较少,C选项可能;
D、三种金属与稀硫酸反应时,等量的金属消耗稀硫酸的量由大到小顺序是,Mg>Fe>Zn,所以当金属Mg有过量Fe、Zn消耗完时,产生氢气的质量是Mg最大,Fe、Zn产生的氢气根据金属计算可得Fe产生的氢气质量大于Zn产生氢气的质量,D不可能出现,D正确。
故选D
17.(2020·萧山模拟)将一定量的铜锌混合粉末放入盛有硝酸银溶液的烧杯中,不断搅拌,充分反应后过滤。向得到的滤渣和滤液分别加入足量的稀盐酸,均无现象。则滤渣中( )
A.一定有银,可能有铜和锌
B.一定有银,可能有铜,一定没有锌
C.一定有银和铜,可能有锌
D.一定有银和铜,一定没有锌
【答案】B
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据一定量的铜锌混合粉末放入盛有硝酸银溶液的烧杯中, 锌先与硝酸银反应,然后铜再与硝酸银反应分析。
【解答】 将一定量的铜锌混合粉末放入盛有硝酸银溶液的烧杯中, 锌先与硝酸银反应,然后铜再与硝酸银反应, 向得到的滤渣和滤液分别加入足量的稀盐酸,均无现象 ,说明滤液中硝酸银没有剩余,一定有硝酸锌,可能有硝酸铜,滤渣中锌一定没有剩余,一定有银,可能有铜;
故答案为:B。
18.(2020·三门模拟)为探究锌、铜、铁三种金属的活动性顺序,兴趣小组做了如图甲所示实验,实验结束后,将试管①、试管②内的物质全部倒入同一烧杯中,充分反应后发现烧杯中的红色固体物质明显增多(如图乙所示)。下列说法正确的是( )
A.甲图试管①中反应后固体可能不含铁
B.甲图试管②中反应后固体可能含铁
C.反应后烧杯中的固体一定含有铁
D.烧杯中最后所得固体的质量一定大于2a克
【答案】D
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】A、根据锌的活动性大于铁分析;
B、根据铁能与硫酸铜反应生成红色的铜分析;
C、根据反应后反应物可能有剩余分析;
D、根据铁与硫酸铜反应固体质量增加分析。
【解答】A、 甲图试管①中铁不与氯化锌反应,反应后固体一定含铁,不符合题意;
B、 试管①、试管②内的物质全部倒入同一烧杯中,充分反应后发现烧杯中的红色固体物质明显增多 ,说明试管②中有氯化铜剩余,则反应后固体不定不含铁,不符合题意;
C、 反应后烧杯中的固体可能含有铁,不符合题意;
D、 铁与氯化铜溶液反应生成铜,固体质量增加,烧杯中最后所得固体的质量一定大于2a克 ,符合题意;
故答案为:D。
19.(2020九上·江干期末)向AgNO3、Cu(NO3)2和Fe(NO3)2的混合溶液中加入一定量的Zn粉,充分反应后过滤,将滤渣洗涤、干燥、称量,发现滤渣的质量等于加入Zn粉的质量。下列分析正确的是( )
A.滤液中的溶质至少有两种
B.取反应后的滤液滴加稀盐酸,一定无白色沉淀
C.取反应后的滤渣滴加稀盐酸,一定有气泡生成
D.反应后所得的溶液一定是无色的
【答案】B
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据 AgNO3、Cu(NO3)2和Fe(NO3)2的混合溶液中加入一定量的Zn,锌先与硝酸银反应,且溶液质量减少,固体质量增加,再与硝酸铜反应,溶液质量增加,固体减少,最后与硝酸亚铁反应,固体质量减少,溶液增加分析。
【解答】 A、向AgNO3、Cu(NO3)2和Fe(NO3)2的混合溶液中加入一定量的Zn粉,通过方程式可知,锌与硝酸银反应固体质量增加,与硝酸铜和硝酸亚铁反应固体质量减少,将滤渣洗涤、干燥、称量,发现滤渣的质量等于加入Zn粉的质量,则锌一定与硝酸银和硝酸铜发生了反应,可能与硝酸亚铁发生了反应,滤液中溶质至少一种,不符合题意;
B、 滤液中一定没有硝酸银剩余,取反应后的滤液滴加稀盐酸,一定无白色沉淀 ,符合题意;
C、 反应后的滤渣中一定有银和铜,可能有铁,取反应后的滤渣滴加稀盐酸,不一定有气泡生成 ,不符合题意;
D、 反应后所得的溶液中可能有硝酸亚铁和硝酸铜,不一定是无色的 ,不符合题意;
故选B。
二、填空题
20.(2021九下·金华月考)某科学小组向一定量Mg(NO3)2、AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的锌粉,然后过滤,并对滤液和滤渣的成分进行了分析和实验探究。
(1)向滤液中滴加稀盐酸,有白色沉淀产生,则滤渣中的成分是 。
(2)向滤渣中滴加稀盐酸,有气泡产生,则滤液中的溶质是 。
【答案】(1)Ag
(2)Mg(NO3)2、Zn(NO3)2、
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据 向一定量Mg(NO3)2、AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的锌粉 ,锌不能与硝酸镁反应,先与硝酸银反应,再与硝酸铜反应分析。
【解答】(1) 向一定量Mg(NO3)2、AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的锌粉 ,锌不能与硝酸镁反应,先与硝酸银反应,再与硝酸铜反应, 向滤液中滴加稀盐酸,有白色沉淀产生,说明溶液中含有硝酸银,即硝酸银部分反应,硝酸铜和硝酸镁没有反应,则滤渣中的成分只有银;
(2) 向滤渣中滴加稀盐酸,有气泡产生,说明锌过量,溶液中硝酸银和硝酸铜全部反应,则滤液中的溶质是硝酸镁和硝酸锌;
故答案为:(1) Ag ;(2) Mg(NO3)2、Zn(NO3)2。
21.(2020九上·椒江期中)镁、铝、锌的混合物40g与足量的稀硫酸完全反应,蒸发水后得到136g固体,则反应过程中放出氢气的质量为 g。
【答案】2
【知识点】金属的化学性质
【解析】【分析】首先用固体质量减去原来金属混合物的质量得到其中硫酸根的质量,再根据稀硫酸的化学式得到其中氢元素和硫酸根的质量之比,进而计算出氢元素的质量,即产生氢气的质量。
【解答】镁、铝、锌都能够和稀硫酸反应生成氢气,生成硫酸镁、硫酸铝、硫酸锌的混合物136g,
根据反应前后元素质量不变,则硫酸镁、硫酸铝、硫酸锌三种物质的混合物中含硫酸根的质量为:
136g-40g=96g;
硫酸的化学式为H2SO4,其中氢元素与硫酸根的质量比:(1×2):(32+16×4)=1:48,
则硫酸中所含硫酸根的质量为96g时,对应氢元素的质量为x,
,
解得:x=2g;
即反应中产生的氢气质量为2g。
22.我们知道,在金属活动顺序中,金属越靠前,越容易把后面的金属从它们的盐溶液中置换出来.现把铁片和铜片同时放入盛有硝酸银溶液的试管中充分反应后过滤,在滤纸上留下少量的金属.然后在滤液里滴入盐酸,用化学符号回答:
(1)若滴加盐酸后产生白色沉淀,则滤纸上的金属是 ,
(2)若滴加盐酸后没有沉淀产生,则滤纸上一定有的金属是 可能有的金属是
(3)滴加盐酸后无论有没有沉淀产生,滤液中都一定有的金属离子是
【答案】(1)Ag
(2)Ag;Cu
(3)Fe2+
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】将铜和铁放入硝酸银的溶液中,铁先与硝酸银反应,当铁完全反应后,铜才能与硝酸银反应置换出铜,分析即可。【解答】(1)向滤液中滴加稀盐酸产生白色沉淀,说明溶液中硝酸银溶液有剩余,这时铁和铜全部反应,故滤纸上的金属只有Ag;
(2)向滤液中滴加盐酸后没有沉淀产生,说明滤液中没有硝酸银,则硝酸银完全反应,这时滤纸上一定含有被置换出来的银;但不能确定铜是否与生成的硝酸银完全反应,可能含有的金属是铜;
(3)滤纸上出现少量的金属,肯定有银生成,因此铁片肯定硝酸银反应,那么滴加盐酸后无论有没有沉淀产生,滤液中都一定有的金属离子是Fe2+。
23.(2019九下·秀洲月考)如图所示,R是滑动变阻器,它的金属滑片垂直固定在等臂金属杠杆的中央且可以随杠杆左右移动。杠杆两端分别悬挂100 g等体积的Mg金属球和Fe金属球,此时杠杆平衡。再将两球同时分别浸没到100 g质量分数为9.8%的稀硫酸中,反应过程中金属球排开液体的体积及杯内液体密度变化忽略不计。则可观察到:
(1)反应过程中溶液变色的是 (填“左边”或“右边”)的烧杯。
(2)从反应开始到结束,灯泡L的亮暗情况为 。
【答案】(1)右
(2)先变亮再变暗
【知识点】金属的化学性质
【解析】【分析】常见金属能与氧气反应,也能与盐酸,硫酸及盐溶液反应.
【解答】(1)铁能和稀硫酸溶液反应生成硫酸亚铁,硫酸亚铁颜色为绿色,故右边烧杯溶液变色;
(2)开始镁反应快,铁反应慢,故右边质量大,杠杆右端下沉,滑片向右移动,电阻减小,电流增大,灯泡变亮; 100克镁和铁与100克质量分数9.8%稀硫酸反应,镁只需要2.4克,铁只需5.6克,故镁剩余的多,导致左边质量大,滑片向左移动,电阻变大,电流变小,灯泡变暗。
故答案为:(1)右;(2)先变亮再变暗
24.(2018九上·天台月考)向盛有一定质量AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液的试管中加入Zn,溶液质量与加入Zn的质量关系如图所示,试回答:
(1)试写出ab段反应的化学方程式 ;
(2)若整个过程分为ab段、bc段和cd段,则试管中哪两段相应物质在加入稀盐酸时分别会有白色沉淀、气泡产生的是 (选填);
①ab、bc
②bc、cd ③ab、cd
【答案】(1)2AgNO3+Zn=Zn(NO3)2+2Ag
(2)③
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据金属活动性顺序分析,在金属活动性顺序表中,排在前面的金属能与排在后面的金属的盐溶液反应,且两金属相差越多越容易反应。
【解答】 (1)向盛有一定质量AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液的试管中加入Zn ,锌会先与硝酸银溶液反应,然后再与硝酸铜溶液反应,所以ab段反应为锌与硝酸银的反应,方程式为 2AgNO3+Zn=Zn(NO3)2+2Ag ;
(2) ab段为锌与硝酸银的反应、bc段为锌与硝酸铜的反应,cd段为锌过量反应结束的过程,所以加入盐酸时ab段硝酸银会与盐酸反应产生白色沉淀,cd段有锌,锌能与盐酸反应产生气泡。
25.(2018·绍兴模拟)已知氯气的氧化性很强,与金属发生反应一般生成高价态的金属氯化物。现有铜、铝、镁、铁、锌五种金属中的两种组成的混合物,取该混合物4g与足量的氯气反应后,固体质量增加7.1g;等质量的该金属混合物投入足量的盐酸中,产生氢气0.2g。金属混合物的组成情况可能有 种,分别为 。
【答案】2;铝和锌,镁和锌
【知识点】金属的化学性质;金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】分两步对问题采用极端假设的方法进行①假设只有一种金属与氯气反应;②假设只有一种金属反应生成了0.2g氢气,,据此取两者的重合部分即可。
【解答】由题意中关于氯气的特点可建立如下的反应关系:
Cu+Cl2= CuCl2 ;2Al+3Cl2=2 AlCl3 ;Mg+Cl2= MgCl2 ;2Fe+3Cl2=2FeCl3
固体质量增加7.1g,即Cl的质量为7.1g,若仅有一种金属,且增加7.1g,则根据反应关系可求得金属的质量分别是:Cu6.4g;Al1.8g;Mg2.4g;Fe3.73g;Zn6.5g, 而混合物4g意味着两者质量的平均值可能等于4克,即一种金属的质量大于4克,另一种小于4克, 故可能的组合为Cu---Al;Cu---Mg;Cu---Fe;Zn---Al;Zn---Mg;Zn---Fe六种。
同理,若仅有一种金属,产生氢气0.2g,则依据金属与盐酸反应的方程式可计算出对应的金属质量分别是:Al1.8g;Mg2.4g;Fe5.6g;Zn6.5g, 而混合物4g意味着两者质量的平均值可能等于4克,即一种金属的质量大于4克,另一种小于4克,故可能的组合为Cu---Al;Cu---Mg;Zn---Al;Zn---Mg;Al---Fe;Mg---Fe六种。
符合两种情况的共4种:Cu---Al;Cu---Mg;Zn---Al;Zn---Mg。但五种金属中要排除铜和铁,原因是铜不与盐酸反应而会与氯气反应,铁与盐酸反应生成FeCl2而与氯气反应生成FeCl3,均不能同时满足固体质量增加7.1g并产生氢气0.2g的要求。
故答案为:2;铝和锌、镁和锌
26.化学小组探究镁、铁、铜三种金属的活动性顺序,设计了下图所示实验方案.
(1)试管乙中观察到的现象是 ,反应的化学方程式为 .
(2)同学们经讨论后认为该方案可以优化, 试管的实验是多余的.
(3)去掉多余的实验,同学们将另两只试管中反应后的物质倒入同一大烧杯中,一段时间后过滤,
向滤渣中加入稀硫酸,有气泡产生,则滤渣的成分可能是 .
【答案】溶液有蓝色变为浅绿色,生成红色固体;Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;丙;Cu、Fe;Cu、Fe、Mg
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】(1)根据金属与盐溶液能否反应来比较金属的活泼性,根据反应写出反应的方程式;
(2)根据实验甲乙已经判断出金属的活动性顺序,所以丙实验多余;
(3)根据金属活动性顺序判断.
【解答】(1)乙中,若铁丝表面出现红色物质,溶液由蓝色变成浅绿色,可证明铁的活动性强于铜,该反应的化学方程式为:Fe+CuSO4═FeSO4+Cu;
(2)实验甲乙已经判断出金属的活动性顺序,所以丙实验多余;
(3)将另两只试管中反应后的物质倒入同一大烧杯中,一段时间后过滤,向滤渣中加入稀硫酸,有气泡产生,说明有活泼金属存在所以滤渣中一定有铁或铁、镁.
故答案为:
(1)溶液有蓝色变为浅绿色,生成红色固体;Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;(2)丙;(3)Cu、Fe;Cu、Fe、Mg.
27.某同学做了个如图实验,将一个塑料小球放入盛有硫酸铜溶液的烧杯中,小球漂浮于液面,将足量的铁粉投放到烧杯中,充分反应.
(1)实验中观察到铁粉表面有 色物质析出,写出有关反应的化学方程式 .
(2)若溶液体积变化忽略不计,则塑料小球浸入液体中的体积跟原来相比 (填“变大”或“变小”“不变”),原因是什么? .
【答案】红;Fe+CuSO4═Cu+FeSO4;变大;溶液密度减小,塑料小球所受浮力减小,因此进入溶液的体积增加
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【解答】(1)由于金属铁可以从硫酸铜溶液中置换出单质铜而最终变成硫酸亚铁溶液,所以会在铁粉表面观察到有红色物质出现;故答案为:红,Fe+CuSO4═Cu+FeSO4;
(2)反应使得原溶液的溶质CuSO4转变为反应后的FeSO4,二者质量关系为160份质量的CuSO4转变为152份质量的FeSO4,溶质质量减小则溶液质量减小,溶液体积基本保持不变,则溶液密度减小,故塑料小球所受浮力减小,浸入溶液的体积增大.
故答案为:(1)红,Fe+CuSO4═Cu+FeSO4;(2)变大;溶液密度减小,塑料小球所受浮力减小,因此进入溶液的体积增加.
【分析】(1)分析所发生的反应,回答反应中所出现的现象并写出反应的化学方程式;
(2)分析反应前后溶液质量变化,得出溶液密度受反应影响情况,判断液面上小球浸入液体中体积变化.
28.铁在空气中生锈的原因是铁跟空气中的发生了 反应,如果把铁放入到盐酸中,反应后跟反应前相比,溶液的质量 (填“减小”“不变”“增大”)。“湿法炼铜”的原理是硫酸铜溶液和铁反应,该反应的化学方程式是 。
【答案】水和氧气;增大;Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
【知识点】金属的化学性质
【解析】【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;
铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气;
硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜。
【解答】铁在空气中生锈的原因是铁跟空气中的水和氧气发生了反应;
铁和稀盐酸反应的化学方程式及其铁和氢气的质量比为:Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
56 2
即当有56份质量的铁反应时生成2份质量的氢气,随着反应的进行,溶液的质量在增大。
硫酸铜和铁反应的化学方程式为:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。
故答案为:水和氧气 增大 Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
29. 某化工厂的废液中含有硝酸银、硝酸亚铁和硝酸锌.某同学取适量的上述废液样品,将一定质量的镁粉加入样品中,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣.请填空:
(1)若得到的滤液为浅绿色,则滤液中的溶质一定含有 (填写化学式,下同),可能含有 .
(2)若得到的滤液为无色,则滤渣中至少含有 种金属.
(3)反应后得到滤渣的质量 (选填“小于”、“大于”或“等于”)反应前加入镁粉的质量.
【答案】Zn(NO3)2、Mg(NO3)2、Fe(NO3)2;AgNO3;Ag、Fe;大于
【知识点】金属的化学性质
【解析】【解答】(1)将一定质量的镁粉加入样品中,镁先和硝酸银反应,再和硝酸亚铁反应,最后和硝酸锌反应,若得到的滤液为浅绿色,说明硝酸亚铁没有完全反应或没有反应,则滤液中的溶质一定含有硝酸银和镁反应生成的Mg(NO3)2、没有反应的Zn(NO3)2和Fe(NO3)2;如果镁的量很少,则硝酸银可能有一部分没有反应,因此可能含有AgNO3;
(2)若得到的滤液为无色,说明硝酸银和硝酸亚铁已经完全反应,硝酸锌是否反应无法确定,因此滤渣中至少含有Ag、Fe种金属;
(3)镁和硝酸银、硝酸亚铁、硝酸锌反应的化学方程式及其质量关系为:
Mg+2AgNO3=Mg(NO3)2+2Ag,Mg+Fe(NO3)2=Mg(NO3)2+Fe,Mg+Zn(NO3)2=Mg(NO3)2+Zn,
24 216 24 56 24 65
由反应的质量关系可知,反应后得到滤渣的质量大于反应前加入镁粉的质量.
故填:Zn(NO3)2、Mg(NO3)2、Fe(NO3)2;AgNO3;Ag、Fe;大于.
【分析】镁能和硝酸银反应生成硝酸镁和银,能和硝酸亚铁反应生成硝酸镁和铁,能和硝酸锌反应生成硝酸镁和锌;硝酸亚铁溶液是浅绿色溶液.
三、解答题
30.(2019·温州模拟)烧杯中盛放有一定量的硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液,现向溶液中缓缓加入锌粉,经搅拌使其与溶液中的溶质恰好完全反应。现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,甲、乙、丙三位同学分别作出了烧杯中的固体质量随加入的锌粉质量变化的大致关系图。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。
(1)三位同学所作的图中,你认为正确的有 。
(2)请解释你认为正确的关系图中烧杯内固体质量变化形成的原因。
【答案】(1)甲、乙、丙
(2)①加入AgNO3和Fe(NO3)2的混合液中,根据金属活动性顺序可知,锌先与AgNO3反应:Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag,从化学方程式可知,每65份锌参加反应能生成216份银,即生成银的质量大于参加反应的锌的质量,所以表示其质量变化关系的线段OB与X轴的夹角要大于45°。
②BC段表示锌与Fe(NO3)2反应:Zn+Fe(NO3)2=Fe+Zn(NO3)2,从化学方程式可知,每65份锌参加反应只生成56份铁,即生成铁的质量小于参加反应的锌的质量,所以线段BC与X轴的夹角要小于450。
③当锌粉恰好与溶液中两种溶液完全反应时:
a.若生成的银与铁的总质量大于参加反应的锌的质量,即C点位于ON线的上方,如甲图所示。
b.若生成的银与铁的总质量等于参加反应的锌的质量,则C点位于ON线上,即如图乙所示。
c.若生成的银与铁的总质量小于参加反应的锌的质量,则C点位于ON线的下方,如丙图所示。
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据金属活动性顺序中排在前面的金属能与排在后面的金属的盐溶液发生反应,且两金属相差越远越先反应,再利用方程式确定反应前后固体质量的变化,结合图像解答。
31.金属在日常生活中有着广泛的用途,常见金属的活动性顺序如图:
请回答下面问题:
(1)金属活动性顺序表中的X是 元素。
(2)把一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中,过了一会儿,观察到的现象有 ,该反应的化学方程式为 。
(3)向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量的Zn粉,溶液质量随反应时间的变化情况如图所示,图中B点溶液中含有的溶质有 。
【答案】(1)Hg
(2)铝丝上附着红色固体,溶液蓝色变浅;2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)3
(3)Cu(NO3)2、Zn(NO3)2
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据金属活动性顺序表分析,在金属活动性顺序中,排在前面的金属能与排在后面的金属的盐溶液发生反应。
【解答】(1)金属活动性顺序表中的X是为汞;(2)铝的活动性比铜强,所以铝能与 硫酸铜溶液反应生成硫酸铝和铜,因此可观察到铝丝上附着红色固体,溶液蓝色变浅,反应方程式为2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)3;(3)向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量的Zn粉,锌先与硝酸银溶液反应生成硝酸锌和银,溶液质量减少,再与硝酸铜溶液反应生成硝酸锌和铜,溶液质量增加,图B为硝酸银刚好完全反应时的图像,则溶质为硝酸锌和硝酸铜。
32.(2018·浙江模拟)某兴趣小组用15g镁条与溶质质量分数为49%的稀硫酸反应,测得产生氢气的质量与稀硫酸的质量关系如图(假设镁条中除表面含有氧化镁外,还有其它难溶性杂质且不与稀硫酸反应),试分析回答:
(1)当稀硫酸质量为90g时,取出部分溶液加入碳酸钡粉末,则会产生的现象是 。
(2)稀硫酸质量在0~20g范围内,试用化学方程式解释未产生气体的原因 。
(3)求出P的值。
(4)当稀硫酸质量为70g时,所得溶液中溶质质量分数是多少
【答案】(1)冒气泡同时产生白色沉淀
(2)MgO+H2SO4=MgSO4+H2O
(3)解:
Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑
24 98 120 2
X 50g×49% a p
X=6g a=30g p=0.5g
(4)解:
MgO + H2SO4= MgSO4 +H2O
40 98 120
Y 20g×49% b
Y=4g b=12g
MgSO4%=42g/(10+70-0.5)=52.8%
【知识点】金属的化学性质
【解析】【分析】金属与酸反应生成盐和氢气;金属氧化物与酸反应生成盐和水;
【解答】(1)当稀硫酸质量为90g时,由图像可知,酸过量,取出部分溶液加入碳酸钡粉末,由于碳酸钡可溶于酸,故可以观察到有气泡生成,并生成新的沉淀;故答案为:固体溶解,有气泡产生且有沉淀产生;
(2)镁是活泼的金属,所以表面有金属氧化物生成;所以酸先跟氧化镁反应,无气体出现;故答案为:MgO+H2SO4=MgSO4+H2O;
(3)P点是氢气的质量
解:设m(Mg)=Xg; m(H2)=Pg;
Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑
24 98 120 2
X 50g×49% a p
X=6g a=30g p=0.5g
故答案为:0.5g;
(4)设m(MgO)=Y g;m(MgSO4)=bg;
MgO +H2SO4=MgSO4 +H2O
40 98 120
Y 20g×49% b
Y=4g b=12g
MgSO4%=42g/(10+70-0.5)=52.8%;
故答案为:(1)固体溶解,有气泡产生且有沉淀产生;(2)MgO+H2SO4=MgSO4+H2O;(3)0.5g;(4)52.8%.
33.(2018·浙江模拟)某科学探究小组的同学取来一小块生铁(表面有铝粉涂层)片,用砂纸打磨除净涂层。为测定此样品中铁的质量分数,他们将样品放入烧杯中,再加入“足量”的稀盐酸,称量数据见下表:
请回答下列问题:
(1)在实验中如何确保所加入的稀盐酸为“足量” 。
(2)计算该生铁样品中铁的质量分数(写出计算步骤,计算结果精确到0.1%)。
(3)按以上测定方法,则以下操作中会使该样品中铁的质量分数测定值偏小的是 。
A.加入的稀盐酸不足量
B.换用溶质质量分数更高的盐酸进行实验
C.未将样品表面涂层(已完全氧化)打磨干净
D.将表面涂层打磨干净的生铁样品磨成粉末
【答案】(1)继续滴加稀盐酸,观察到不再产生气泡为止
(2)解:根据质量守恒定律,生成氢气的质量为(12+32.5+200)-244.1=0.4g
Fe+2HC l= FeCl2+ H2↑
56 2
Xg 0.4g
X=11.2g
Fe%=11.2/12=93.3%
(3)A;C
【知识点】金属的化学性质
【解析】【分析】(1)加入“足量”的稀盐酸后将不能再看到反应产生的气泡,可能通过逐渐加入的方式来观察是否有气泡来确保“足量”;
(2)先根据表格中总质量的变化计算出生成H2的质量,由生成H2的量根据铁与稀盐酸反应的化学方程式计算出Fe的质量,再有样品质量计算出铁的质量分数;
(3)铁的质量是根据生成H2的质量计算得到的,所以导致H2质量减小的原因都将造成铁的质量分数偏小。
【解答】(1)加入“足量”的稀盐酸后将不能再看到反应产生的气泡,所以可通过继续滴加稀盐酸,观察到不再产生气泡为止,来确保所加入的稀盐酸为“足量”;
(3)铁的质量是根据生成H2的质量计算得到的,所以导致H2质量减小的原因都将造成铁的质量分数偏小。
A、加入的稀盐酸不足量,铁有剩余产生的H2的量偏小,计算得到的铁的质量也偏小,A正确;
B、换用溶质质量分数更高的盐酸进行实验,浓度高的盐酸具有挥发性,易将挥发的这部分质量也当成是H2的质量,将使铁的质量偏大,B错误;
C、未将样品表面涂层(已完全氧化)打磨干净,表面氧化的未打磨掉反应时不会产生H2,H2质量偏小,C正确;
D、将表面涂层打磨干净的生铁样品磨成粉末,不影响铁的质量分数,D错误。
故选AC
故答案为:(1)继续滴加稀盐酸,观察到不再产生气泡为止;(3)AC
34.(2018九上·慈溪期末)从废铝锅上剪下6g铝片(表面被氧化,且含有不与酸反应的杂质)放在烧杯中,将100g稀盐酸分5次加入烧杯中,测得烧杯中物质的质量变化如下表所示,求:
第1次 第2次 第3次 第4次 第5次
加盐酸的质量/g 20 20 20 20 20
烧杯中的质量/g 26 46 65.9 85.8 105.8
(1)第5次加入稀盐酸时,烧杯中溶质是 (填化学式)。
(2)在右图中画出生成H2的质量与所加稀盐酸的质量关系。
(3)所加稀盐酸的容质质量分数。
(4)己被氧化的铝占未被氧化前铝片的质量分数。
【答案】(1)AlCl3、HCl
(2)解:如图所示:
(3)解:第3次实验中,20g稀盐酸中的氯化氢完全反应,设20g稀盐酸中氯化氢质量为x。
2Al+ 6HCl═2AlCl3+ 3H2↑
219 6
x 60g+6g-65.9g
219/ x =6/(60g+6g 65.9g)
x =3.65g
稀盐酸的溶质质量分数为:3.65g/20g×100%=18.25%
(4)解:设样品中含有Al的质量为y。
2Al+ 6HCl═2AlCl3+ 3H2↑
54
6
y
0.2g
54/6=y/0.2g
y =1.8g
设样品中含有氧化铝质量为z。
Al2O3+ 6HCl═2AlCl3+3H2O
102 219
z 40g×18.25%
102/z=219/(40g×18.25%)
z=3.4g
3.4g氧化铝中铝元素质量为:3.4g×(54/102)×100%=1.8g
杂质的质量=6g-3.4g-1.8g=0.8g
已被氧化的铝占未被氧化前铝片的质量分数是:
1.8g/(1.8g+1.8g+0.8g)×100%=41%
【知识点】金属的化学性质
【解析】【分析】(1)由于铝表面被氧化,刚开始时氧化铝与盐酸反应没有气体跑出,所以烧杯中的总质量不变,当铝开始与盐酸反应时有气体跑出,烧杯中的总质量开始变化。由第3次加入20g盐酸生成了0.1g氢气,第4次加入20g盐酸又生成0.1g氢气可知,20g盐酸全部反应能生成0.1g氢气。第5次加入20g盐酸后,烧杯中的总质量没有减小,说明此时金属铝已经没有了,加入的盐酸没有参加反应,据此可以判断溶质;
(2)根据表格数据可知,氢气从盐酸加入40g之后开始产生,加入80g时金属消耗完氢气不再产生,总共生成氢气0.2g;
(3)根据表格中的第3次或第4次数据中可知20g稀盐酸与金属铝反应能生成0.1g氢气,根据氢气质量可以计算出20g稀盐酸中HCl的质量,再算出稀盐酸的溶质质量分数;
(4)根据生成氢气的质量计算出金属铝的质量,根据之前消耗的40g稀盐酸的质量计算出氧化铝的质量,再计算出氧化铝中铝的质量(这是已被氧化的铝的质量)。未被氧化前铝片包含杂质,所以要算出杂质的质量,用6g减去氧化铝的质量和样品中铝的质量。用刚才计算得到的已被氧化的铝的质量除以未被氧化前铝和杂质的总质量,即得质量分数。
【解答】(1)由第3次加入20g盐酸生成了0.1g氢气,第4次加入20g盐酸又生成0.1g氢气可知,20g盐酸全部反应能生成0.1g氢气。第5次加入20g盐酸后,烧杯中的总质量没有减小,说明此时金属铝已经没有了,加入的盐酸没有参加反应,所以烧杯中溶质有反应生成的AlCl3和刚加入的HCl;
故答案为:(1)AlCl3、HCl
四、实验探究题
35.古往今来,金属材料和制品在我们的社会生活中一直起着非常重要的作用。
(1)考古工作者发现铁质的出土文物往往锈蚀严重,铁生锈的条件是 。在实验室常用稀盐酸清除铁锈,化学方程式为 。
(2)近年来,我国高铁建设促进了经济、社会的快速发展。制造铁轨的材料是合金钢,主要原因是合金钢具有 的优越性能(要求只答一条)。
(3)某同学在实验室进行了两个有关金属性质的实验:
实验Ⅰ:硫酸铝溶液和铁粉混合;
实验Ⅱ:硫酸铜溶液与铁粉混合。
在上述两个实验结束后,该同学将实验Ⅰ和Ⅱ的物质全部倒入同一个烧杯中,发现烧杯内的红色固体明显增多,原因是 (用文字说明)。一段时间后过滤,向滤渣中滴加盐酸,结果没有气泡产生。那么,滤液中所含金属离子的情况可能是 (填序号)。
①Al3+②Al3+、Fe2+③Al3+、Fe3+
④Fe2+、Cu2+⑤Al3+、Fe2+、Cu2+
【答案】(1)铁与氧气、水同时接触;Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
(2)硬度大(或机械强度好,或韧性好等)
(3)实验Ⅱ中硫酸铜溶液有剩余,而实验Ⅰ中的铁粉又能与实验Ⅱ中剩余的硫酸铜发生置换反应生成铜和硫酸亚铁;②⑤
【知识点】金属活动性顺序及其应用;金属的腐蚀与防护
【解析】【分析】(1)根据铁生锈实质及氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水分析;
(2)根据合金的性质分析;
(3)根据金属活动性顺序中排在前面的金属能与排在后面的金属的盐溶液发生反应分析。
【解答】(1) 铁生锈的条件是铁与氧气、水同时接触, 在实验室常用稀盐酸清除铁锈,化学方程式为 Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O ;
(2) 合金钢具有硬度大、机械强度好、韧性好等性能;
(3)铁不能与硫酸铝反应,能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,将两实验中物质倒入同一烧杯中, 烧杯内的红色固体明显增多, 说明实验 Ⅱ中硫酸铜过量,与实验Ⅰ 中铁发生了反应生成了铜;一段时间后向滤渣中加盐酸,没有气泡产生,说明铁全部反应,滤液中成分可能是硫酸亚铁、硫酸铝,也可能是硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸铜,所含金属离子情况可能是 ②⑤ ;
故答案为:(1) 铁与氧气、水同时接触 ; Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O ;(2) 硬度大(或机械强度好,或韧性好等) ;(3) 实验Ⅱ中硫酸铜溶液有剩余,而实验Ⅰ中的铁粉又能与实验Ⅱ中剩余的硫酸铜发生置换反应生成铜和硫酸亚铁 ;②⑤ 。
36.(2019九上·鄞州月考)为了比较甲、乙两种金属的活动性强弱和相对原子质量大小,小吴设计了一套实验装置(如图)。他取两种金属(表面积相同)各m克,分别加入足量的稀硫酸(相同质量和质量分数)进行反应。在相同条件下测定不同时间内收集 到的气体体积,实验记录如下表:
反应时间(秒) 20 40 60 80 100 120 140
收集到的气体体积(毫升) 甲金属 25 60 95 130 160 170 170
乙金属 30 75 120 150 150 150 150
(1)由实验结果可知:金属活动性较强的是 。
(2)为使得到的实验数据准确,小吴开始收集气体的时间点应该是________。
A.导管口一有气泡冒出时
B.冒出气泡连续且均匀时
C.检验产生的气体纯净时
(3)根据已有实验数据,要比较甲、乙两种金属的相对原子质量大小,还需知道_______。
A.参加反应的硫酸质量 B.生成物中金属元素的化合价
【答案】(1)乙
(2)A
(3)B
【知识点】金属的化学性质
【解析】【分析】可以根据相同的时间产生气体的多少来比较金属的活泼性。
【解答】(1)由图表格中的数据可以看出:最后甲生成的氢气的质量比乙大,但是乙在单位时间内产生的氢气却比甲多,所有由此判断乙的金属活动性较强。
(2)为使得到的实验数据准确,应该在有气泡冒出时就应该收集。
(3)根据金属与酸反应生成氢气的质量=,所以要比较甲、乙两种金属的相对原子质量大小,还需知道生成物中金属元素的化合价。
故答案为:(1)乙(2)A(3)B
37.金属材料在生产、生活中有着广泛的应用,人类的生产和生活都离不开金属。
(1)新型材料纳米级铁粉具有广泛的用途,它比普通铁粉更易与氧气反应,其制备的主要流程如图1所示。
高温反应器中反应的化学方程式为 。反应前需向反应器中通入氮气,目的是 ;
(2)金属活动性顺序有重要的应用。铜、铝、铁为日常生活中常见的金属,某化学兴趣小组的同学在探究铝、铜、铁三种金属的有关性质时,进行了如图2的实验:在A实验中发生反应的化学方程式为 。将A实验结束后①、②试管内的物质倒入烧杯中,发现烧杯中的红色固体物质明显增多,其原因是 ,一段时间后过滤,滤液中的溶质一定有 (填化学式);
(3)某同学在—定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后,他对反应过程进行了分析,得到了图3的图像(横坐标表示加入铁的质量),其中错误的是 (填字母序号)。
【答案】(1)FeCl2+H2 2HCl+Fe;防止发生爆炸(或防止纳米铁被氧气氧化)
(2)Fe+CuSO4=Cu+FeSO4;未反应的铁继续与硫酸铜反应;FeSO4、Al2(SO4)3
(3)D
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】(1)根据流程图中反应前后物质分析;根据氢气的性质分析;
(2)根据金属活动性顺序分析,在金属活动性顺序中排在前面的金属能与排在后面的金属的盐溶液发生反应;
(3)根据各反应的过程及图像的起点、转折点进行分析。
【解答】(1) 高温反应器中为氯化亚铁与氢气生成氯化氢和铁的反应,化学方程式为 FeCl2+H2 2HCl+Fe ;因氢气与空气混合气体受热可能会发生爆炸,所以反应前需向反应器中通入氮气排除装置内空气,以防止发生爆炸;
(2) 在A实验中铁能与硫酸铜反应,不能与硫酸铝反应,所以发生反应的化学方程式为 Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 ; 将A实验结束后①、②试管内的物质倒入烧杯中,发现烧杯中的红色固体物质明显增多, 说明②试管内硫酸铜有剩余, ① 试管中铁粉与硫酸铜反应生成了铜; 一段时间后过滤,滤液中的溶质一定有生成的硫酸亚铁和未反应的硫酸铝;
(3) —定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁粉, 铁先与硝酸银溶液反应,然后再与硝酸铜溶液反应,所以铜的质量刚开始不增加,等硝酸银反应完全后再始增加,直到硝酸铜反应结束保持不变,A正确;铁与硝酸银溶液反应,溶液质量减少,所以混合溶液质量变小,硝酸铜质量分数变大,待铁与硝酸铜反应时,随硝酸铜的减少而减小,直到全部反应,B正确;铁与硝酸银溶液反应和与硝酸铜溶液反应,溶液质量都减小,但与硝酸银溶液反应减少的质量大,C正确;在未加入铁粉时,混合溶液中只含有硝酸银和硝酸铜两种溶质,而不是三种溶质,D错误;
故答案为:(1)FeCl2+H2 2HCl+Fe ; 防止发生爆炸(或防止纳米铁被氧气氧化) ;(2)Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 ;未反应的铁继续与硫酸铜反应;FeSO4、Al2(SO4)3;(3)D。
38.(2018九下·金华月考)金属材料中铜是人类应用比较广泛的金属之一,某学习小组欲测定铜的相对原子质量,设计如下实验方案,步骤如下:
①连接好装置;②检查装置气密性;③装入药品;④ ;⑤D 中黑色固体完全反应变成红色后,停止加热;⑥待 D 中玻璃管冷却至室温,关闭分液漏斗活塞;⑦数据处理。
(1)实验步骤④的正确操作是 (填序号)
A.先点燃酒精灯加热,一段时间后再打开分液漏斗活塞,滴加盐酸
B.先打开分液漏斗活塞,滴加稀盐酸;一段时间后点燃酒精灯加热
C.打开活塞滴加盐酸和点燃酒精灯加热,谁先谁后都可以
(2)B 装置中水的作用 ,装置 B 中长玻璃管的作用是使装置气压平衡。
(3)已知:CuO 样品质量为 m1 克,E 中增重为 m2 克,D 中反应后的固体质量为 m3 克,A 中反应产生氢气的质量为 m4 克,以下数据中能计算铜的相对原子质量的是( )
A.m1、m2 B.m2、m3 C.m1、m3 D.m2、m4
(4)若使制取氢气是装置随开随用,随关随停,可选用下列装置中的
【答案】(1)B
(2)吸收 HCl 气体
(3)A;B;C
(4)ABC
【知识点】金属的化学性质
【解析】【分析】该题是氢气还原氧化铜的综合实验题;
【解答】(1)装入药品之后,要开始混合药品,因此要开始滴加HCl;氢气还原氧化铜中因为氢气是可燃性气体,因此要通气体一段时间后再加热;故答案为:B;
(2)HCl具有挥发性,氢气中会混有HCl气体,会影响实验结果,而HCl是易溶于水的,故答案为:吸收 HCl 气体;
(3)A、CuO+H2=Cu+H2O
x+16 18
m1 m2
故A可以;
B、CuO+H2=Cu+H2O
x 18
m3 m2
故B可以;
C、CuO+H2=Cu+H2O
x+16 x
m1 m3
故C可以;
D、氢气的量是过量的,参与反应的氢气质量未知,因此不可以直接用产生的氢气质量来计算;故D不可以;
故答案为:ABC;
(4)要实现随开随用,随关随停,一定要实现气压的改变及固液分离即可;故ABC都可以;
故答案为:(1)B;(2)吸收 HCl 气体;(3)ABC;(4)ABC。
39.(2017九上·浙江月考)课外探究时,某兴趣小组同学选择了“金属和酸反应快慢与什么因素有关”课题。
(1)其他条件相同,同种金属与不同质
量分数的盐酸反应,反应的快慢不同。取质量相等的铝片,分别放入5%、20%的足量稀盐酸中。实验表明盐酸浓度越大,反应进行越快。如图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是三位同学记录实验生成氢气的质量(m)
与反应时间(t)的关系曲线,其中正确的是 。
(2)其他条件相同,不同金属与相同质量分数的盐酸反应,反应的快慢不同。取质量相等的镁片、锌片、铁片中的两种金属,分别放入溶质质量分数相同的足量稀盐酸中,生成氢气的质量(m)与反应时间(t)的关系曲线如图甲所示。则曲线A对应的金属与稀盐酸反应后生成的盐的名称是 ;图中曲线B对应的金属是 。
(3)其他条件相同,颗粒大小不同的同种金属与相同质量分数的盐酸反应,反应的快慢不同。取质量相等的锌粉和锌片,分别放入溶质质量分数相同的足量稀盐酸中,锌粉与盐酸反应生成氢气的质量
(m)与反应时间(t)的关系曲线如图乙所示,请在答题卡的该图上用实线“——”补画出锌片与盐酸反应生成氢气的质量(m)与反应时间(t)的关系曲线。
(4)请你再提出一个影响金属与盐酸反应快慢的合理因素 。
【答案】(1)Ⅲ
(2)氯化亚铁;锌(Zn)
(3)
(4)温度对金属与盐酸反应快慢也有影响
【知识点】置换反应及其应用
【解析】【分析】(1)反应物种类相同时,反应物浓度高,反应速率快,20%的盐酸比5%的盐酸反应速率分析;(2)金属活动性顺序及同价态金属与酸反应时生成的氢气量与其相对原子质量呈反比;(3)其他条件相同,颗粒大小不同的同种金属与相同质量分数的盐酸反应,因此锌粉比锌片反应的速率快,但由于两种金属的质量相等,因此最终产生的氢气也相等;(4)金属与盐酸反应快慢还受温度的影响。
【解答】(1)反应物种类相同时,反应物浓度高,反应速率快,20%的盐酸比5%的盐酸反应速率快,取质量相同的锌片生成的氢气质量相同,故为Ⅲ;
(2)镁的活动性比锌强,锌的活动性比铁强,同价态三种金属与酸反应时生成的氢气量与其相对原子质量呈反比,所以取质量相等的镁片、铁片和锌片,分别放入溶质质量分数相同的足量稀盐酸中时镁产生的氢气最多,锌生成的氢气量小,因此镁反应的特点是“快而多”,坐标中没有体现出来镁的坐标;锌和铁对比,可知锌反应的特点是快而少,所以B是锌,A是铁,铁和盐酸反应产生氯化亚铁和氢气,故答案为:氯化亚铁;锌;
(3)其他条件相同,颗粒大小不同的同种金属与相同质量分数的盐酸反应,因此锌粉比锌片反应的速率快,但由于两种金属的质量相等,因此最终产生的氢气也相等,故补充的坐标为:
(4)金属与盐酸反应快慢还受温度的影响。故答案为:温度对金属与盐酸反应快慢也有影响。
五、综合说理题
40.(2016九下·秀洲期中)小刚同学发现自己家的厨房的钢窗比卧室钢窗锈蚀的严重,原因是什么?正确处理的方法?
【答案】解:厨房中的水蒸气比卧室中的水蒸气含量高,所以厨房的钢窗比卧室的钢窗锈蚀严重.可以先将铁锈除掉,在清洁和干燥的钢窗上刷上一层油漆.
故答案为:厨房中的水蒸气比卧室中的水蒸气含量高;刷上一层油漆
【知识点】金属的腐蚀与防护
【解析】【分析】铁在与氧气和水充分接触时容易生锈,水和氧气同时存在是铁生锈的必要条件;如果缺少水或缺少氧气,或者缺少氧气和水,铁就不容易生锈.
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