2025年九年级中考化学一轮专题复习训练 金属综合复习(6分含答案)
金属
知识网络构
培优集训
1. 苏州是历史悠久的文化名城,古今建筑交相辉映。下列建筑材料属于金属材料的是( )
A. 旧城墙的青砖
B. 古城门的铜钉
C. 火车站立柱的水泥
D. 博物馆天窗的玻璃
2. 同学们在对校园内的一尊铸铁塑像开展项目化学习时,得出的以下观点中错误的是( )
A. 日常生活中,纯铁的使用量远远超过了铁合金
B. 生铁和钢性能差异的原因是二者含碳量不同
C. 工人为塑像刷漆是为了防止铁生锈
D. 本地区长年没有酸雨降落是塑像能长时间保存的重要原因之一
3. 锰(Mn)在钢铁、电池等领域有广泛应用,其金属活动性介于锌和铁之间。以下对金属锰化学性质的预测,不合理的是( )
A. 能与氧气发生化合反应
B. 能与氯化镁溶液发生置换反应
C. 能与稀盐酸发生置换反应
D. 能与硫酸铜溶液发生置换反应
4. 生产生活中所说的“五金”指的是金、银、铜、铁、锡五种金属,经人工加工可以制成艺术品、金属器件和装饰品等。 下列有关说法正确的是( )
A. 上述“五金”都具有银白色金属光泽
B. 上述“五金”分别投入稀盐酸中,其表面都会冒出气泡
C. 将上述“五金”中的铁的位置移到最后,刚好符合金属活动性由弱到强的顺序
D. 上述“五金”在自然界都主要以单质形式存在
5. 以下实验现象,正确的是( )
A. 反应后电子秤的示数为 230.5 g
B. 如图甲,注入硫酸铜溶液后,可观察到溶液变为蓝色
C. 对比实验乙的①③:可以探究接触空气是否是铁生锈的条件之一
D. 图乙一周过后,②铁钉产生的铁锈最多
6.“青、赤、黄、白、黑”乃中国传统五色,小明以“青”为线构建铜及其化合物的转化图如图所示[碱式碳酸铜的化学式为Cu2( OH)2CO3 ]。 下列说法正确的是( )
A.“丹青”变“曾青”可利用 Cu 与 FeSO4 溶液反应实现
B.“绿青”“曾青”和“玄青”中铜元素的化合价不同
C.“玄青”到“曾青”的转化中,可观察到黑色固体减少,溶液变蓝
D.“玄青”到“丹青”的转化一定发生置换反应
7. 打铁花是一种民间传统焰火表演,属于国家级非物质文化遗产。 其原理是将生铁烧至熔化成为铁水,再将铁水在空中用力击打而形成四处飞溅的耀眼“铁花”。
(1)生铁属于 _________(选填“纯净物”或“混合物”)。
(2)为了防止铁制品生锈,可采取的措施有 ________________(写一条即可)。
(3)高炉炼铁可获得生铁,其原理包含一氧化碳与氧化铁在高温下反应,反应的化学方程式是 __________________。
(4)将一定质量的铁粉加入到 ZnSO4 和CuSO4 的混合溶液中,充分反应后过滤,滤液中一定含有的溶质是 ___________________________(填化学式)。
8. 铜是重要的金属资源, 它对于改善人类生活、促进人类文明起着重要作用。
(1)铜的认识:生活中常用铜作导线,体现了铜的延展性和 _______ 性。
(2)铜的加工:青铜是金属冶铸史上最早的合金,其主要成分是铜和锡。 如表中的 A 和 B 分别表示铜和青铜中的一种。《吕氏春秋》记载:“金(铜)柔锡柔,合两柔则刚”,据此判断 A 是 _______。
注:硬度以金刚石的硬度为 10 作标准, 1 表示很软,10 表示很硬。
(3)铜的回收:某工厂的废水经预处理后得到含 FeSO4 和 CuSO4 的溶液。 为了减少污染并促进废物利用,工厂设计以下流程回收 Cu 和 FeSO4。
①步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为 _______________________________。
②溶液 C 中的溶质是 _____________。
9.学习完金属的化学性质,同学们来到实验室进行锌、铜、银三种金属活动性顺序的探究活动。实验桌上老师提供的药品有:锌片、铜片、银片、硫酸锌溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液和稀硫酸。
【制定计划】在老师的指导下,经过讨论,同学们设计出了以下几种实验方案:
方案一:铜片、硫酸锌溶液、硝酸银溶液;
方案二:锌片、银片、硫酸铜溶液;
方案三:锌片、铜片、硫酸铜溶液、硝酸银溶液;
你的设计方案是________。
【进行实验】小华同学选用方案三进行如下探究,请你帮他完成表格中的空白(注:表格中实验操作一栏用文字描述或图示表示均可):
实验操作 实验现象 分析与结论
________ 金属活动性:Cu________Ag(填“>”或“<”)
________ 锌片表面附着一层红色物质,溶液由蓝色逐渐变为无色。 金属活动性:Zn________Cu(填“>”或“<”),反应的化学方程式为________________。
【解释与结论】根据上述实验,小华得出三种金属活动性由强到弱的顺序是________。
【反思与评价】探究活动结束后,同学们分享自己的收获与不足,并进行反思:
(1)有同学提出,小华的实验中不用硫酸铜溶液也能得到相同的实验结论。简要说明其验证方法:________。
(2)经过讨论,大家一致认为以上实验方案中,方案________较好。
(3)小华提出,试管中的金属可以回收再利用,这样做的意义是________。
【拓展与延伸】好奇地小华在老师的指导下,把一定量的锌粒加入硫酸铜和硝酸银的混合溶液中,充分反应一段时间后,过滤,发现滤液呈无色。此时,滤渣中一定含有________,溶液中离子数目增加的是________。
10.科学兴趣小组采用不同方案对金属活动性的强弱进行了研究。
甲同学:将镁带和铜粉分别在酒精灯的外焰上加热,观察现象。
乙同学:把铁制容器和铝制容器放在同一潮湿环境中,一段时间后观察容器表面的锈蚀情况。
……
实验后,同学们进行汇报和评价交流。
(1)甲同学根据________的实验现象,得出金属镁的活动性比铜强。
(2)乙同学观察到铁制容器表面有明显的锈蚀现象,面铝制容器表面无明显变化,据此他得出铁的活动性比铝强的结论。小组讨论后一致认为乙同学的方案设计不合理,他们的理由是:铝制容器表面无明显变化是因为________导致容器中的铝无法与氧气接触发生反应,因此不能用此方法比较铁与铝的活动性强弱。
11.为了探究金属活动性,将锌和铜分别放入稀硫酸中,铜不反应而锌的表面有气泡产生,写出锌和稀硫酸反应的化学方程式:______。老师告诉学生,铜和浓硫酸在加热的条件下也能反应且产生气体。
【提出问题】铜与浓硫酸反应的生成物是什么?其中气体是什么?
【猜想假设】同学们对产生的气体作出了猜想。
猜想一:氢气;
猜想二:二氧化硫;
猜想三:氢气和二氧化硫的混合物。
【查阅资料】(1)二氧化硫可以使品红溶液褪色,也能和碱性溶液反应
(2)H2+CuOCu+H2O
【实验探究】师生设计了如下装置进行实验(部分仪器省略),请完成下列表格。
主要实验步骤 主要现象 解释或结论
①加热装置A一段时间 装置B中的现象是______ 有二氧化硫生成
②点燃装置D处酒精灯 装置D玻璃管中无明显现象 猜想______正确
③停止加热,将铜丝上提,向装置A中玻璃管鼓入空气 / /
④冷却,将A中液体用水稀释 A中液体变为______色 有硫酸铜生成
【表达交流】
(1)在步骤③中,鼓入空气的目的是______。
(2)请完成铜与浓硫酸反应的化学方程式:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+______
【反思拓展】
(1)若将装置A中铜丝换成锌片,随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐变小,装置D玻璃管中看到的现象是______。
(2)下列各组药品能够证明锌的活动性比铜强的是______(填序号)。
①锌、铜、稀盐酸 ②锌、硫酸铜溶液 ③锌、铜、氯化镁溶液
答案和解析
1. B 提示:青砖属于无机非金属材料,故 A 项错误; 水泥属于无机非金属材料,故 C 项错误;玻璃属于无机非金属材料,故 D 项错误。
2. A 提示:日常生活中,纯铁的使用量远远低于铁合金,故 A 项错误。
3. B 提示:活泼金属能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来,锰(Mn)的金属活动性介于锌和铁之间, 则其活动性比镁弱,不能与氯化镁反应,故 B 项错误。
4. C 提示:题述“五金”不是都具有银白色金属光泽,如金呈黄色,铜呈红色,故 A 项错误;在金属活动性顺序里,铁、锡排在氢前,将铁、锡投入稀盐酸中,均会产生气泡,金、银、铜排在氢后,将金、银、铜投入稀盐酸中,无气泡产生,故 B 项错误;上述“五金”中金、银的化学性质比较稳定,在自然界中主要以单质的形式存在,锡、铁、铜在自然界主要以化合物的形式存在,故 D 项错误。
5. A 提示:甲实验中,根据金属活动性铁>铜,铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,实验现象为有红色固体析出,得到浅绿色溶液,故 B 项错误;实验乙中,①号试管中铁钉同时与水和空气接触,生锈;②号试管中铁钉只与水接触,不生锈;③号试管中铁钉只与空气接触,不生锈;对比①③可以探究铁生锈的条件之一是与水接触,题图乙一周过后,①号试管中铁钉产生的铁锈最多,故 C、D 项错误。
6. C 提示:在金属活动顺序中,铜排在铁之后,不能与 FeSO4 溶液反应, 故 A 项错误;“绿青”碱式碳酸铜中氢氧根显-1 价,碳酸根显-2 价,设该碱式碳酸铜中铜元素的化合价为 x,根据化合物中各元素正负化合价的代数和为0,可得 2x+(-1)×2+(-2)= 0,解得 x=+2;“曾青”硫酸铜中硫酸根显-2 价,则铜元素化合价为+2 价;“玄青” 氧化铜中氧元素为-2 价,则铜元素化合价为+2 价;则“绿青”“曾青”和“玄青”中铜元素化合价相同,故 B 项错误;“玄青”氧化铜转化为“丹青”铜可以是氧化铜和一氧化碳在加热条件下反应生成铜和二氧化碳,此反应中反应物是两种化合物,不是置换反应,故 D 项错误。
7.(1)混合物
(2)保持铁制品表面干燥与洁净(合理即可)
(4)ZnSO4 和 FeSO4
提示:(1)生铁中含有铁和碳等,属于混合物。(2)铁与空气和水同时接触会发生锈蚀, 则为了防止铁制品生锈,可保持铁制品表面干燥与洁净,或在铁制品表面刷油漆等。(3)一氧化碳和氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳, 化学方程式为(4)根据金属活动性 Zn>Fe>Cu,将一定质量的铁粉加入到 ZnSO4 和 CuSO4 的混合溶液
中,铁不能与硫酸锌反应,铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,充分反应后过滤,滤液中一定含有的溶质是硫酸锌和硫酸亚铁,无法判断硫酸铜是否反应完全。
8.(1)导电
(2)铜
(3)①Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
②硫酸亚铁、硫酸
提示:(1)用铜作导线,体现了铜的延展性和导电性。(2)“金(铜)柔锡柔,合两柔则刚”说明合金硬度比组成它的纯金属的硬度大, 据此判断 A 表示的是纯金属,为铜。(3)①从含 FeSO4 和 CuSO4 的溶液回收 Cu 和FeSO4,则不能引入新的杂质,加入过量 M 后,得到固体 A 和溶液 B, 则 M 是铁,固体 A 为 Cu 和 Fe,溶液 B 为 FeSO4;向固体 A 中加入过量 N,可得到 Cu 和溶液 C,溶液 C 结晶后得到硫酸亚铁晶体, 则溶液 C 中含 FeSO4,N 为稀硫酸。步骤Ⅰ中,铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,发生反应的化学方程式为 Fe+CuSO4= FeSO4+Cu。 ②溶液 C 中的溶质是反应生成的硫酸亚铁和过量的硫酸。
9.【制订计划】锌片、铜片、硝酸银溶液和稀硫酸
【进行实验】有银白色固体析出,溶液由无色变为蓝色 > 将打磨过的锌片放入硫酸铜溶液中 > Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
【解释与结论】Zn>Cu>Ag
【反思与评价】(1)将打磨过的铜片放人硝酸银溶液中,铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,有银白色固体析出,说明金属活动性:Cu>Ag;再将打磨过的锌片放入反应后的溶液中,锌与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,有红色固体析出,说明金属活动性:Zn>Cu (2)一、二 (3)节约金属资源,减少污染
【拓展与延伸】Cu、Ag Zn2+
解析 【制订计划】锌能与稀硫酸反应生成氢气,说明在金属活动性顺序里,锌排在氢前面,铜与稀硫酸不反应,说明在金属活动性顺序里,铜排在氢后面;铜能与硝酸银反应生成硝酸铜和银,说明在金属活动性顺序里,铜排在银之前,可以验证三种金属的活动性顺序。【进行实验】铜能与硝酸银反应生成硝酸铜和银,溶液由无色变为蓝色,铜片上有银白色固体析出;该实验说明金属活动性:Cu>Ag;根据实验现象,锌片表面附着一层红色物质,溶液由蓝色逐渐变为无色,说明该实验是将打磨过的锌片放入硫酸铜溶液中,锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜;该实验说明,锌的活动性比铜强;反应的化学方程式为Zn+CuSO4=ZnSO4 +Cu。【解释与结论】由以上分析可知,三种金属活动性由强到弱的顺序是Zn>Cu>Ag。【反思与评价】(1)将打磨过的铜片放入硝酸银溶液中,铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,有银白色固体析出,说明金属活动性:Cu>Ag;再将打磨过的片放入反应后的溶液中,锌与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,有红色固体析出,说明金属活动性:Zn>Cu。(2)方案一、二所选试剂较少,操作简单。(3)试管中的金属回收再利用,可以节约金属资源且可以减少环境污染。【拓展与延伸】把一定量的锌粒加入硫酸铜和硝酸银的混合溶液中,锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,待硝酸银完全反应后,锌再与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜。充分反应一段时间后,过滤,发现滤液呈无色,说明硫酸铜已经完全反应,锌可能过量,也可能恰好与硫酸铜完全反应,故滤渣中一定含有Cu、Ag。锌与硝酸银反应生成硝酸锌和银,锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,溶液中离子数目增加的是Zn2+;铜离子、银离子数目逐渐减小,硫酸根离子和硝酸根离子不变。
10.(1)镁带燃烧而铜丝不能燃烧 (2)铝制容器表面有一层致密氧化膜
解析 (1)将镁带和铜粉分别在酒精灯的外焰上加热 ,镁带能剧烈燃烧,而铜会变黑,根据反应的剧烈程度可判断金属活动性强弱。(2)由铝和铁生锈时生成物质氧化铝和氧化铁的特点可知, 铝制容器表面无明显变化是因为铝制容器表面有一层致密氧化膜导致容器中的铝无法与氧气接触发生反应,因此不能用此方法比较铁与铝的活动性强弱。
11.Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
【实验探究】品红溶液褪色 二 蓝
【表达交流】(1)将装置A中生成的二氧化硫气体全部排出 (2)2H2O
【反思拓展】(1)黑色粉末变成红色,玻璃管内壁有水雾出现 (2)①②
解析 锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应的化学方程式为Zn+H2SO4═ZnSO4 +H2↑。【实验探究】实验得出该反应有二氧化硫生成,根据资料中提供的信息,二氧化硫可以使品红溶液褪色,所以装置B中对应的现象是品红溶液褪色;装置D玻璃管中装有黑色的氧化铜粉末,在加热的条件下向其中通入气体,无明显现象,说明气体中无氢气,因此猜想二正确;A试管中有硫酸铜生成,所以加水稀释后A中液体变为蓝色。【表达交流】(1)在步骤③中,鼓入空气可将将装置A中生成的二氧化硫气体全部排出;(2)根据质量守恒定律,反应前后原子的种类和个数不变,反应物中有1个铜原子、4个氢原子、2个硫原子、8个原子,生成物种现有1个铜原子、2个硫原子、6个氧原子,所以未知物应为2H2O。【反思拓展】(1)装置A中铜丝换成锌片,则锌与稀硫酸反应,生成氢气,装置D玻璃管中的氧化铜被还原,生成单质铜和水,看到的现象是黑色粉末变成红色,玻璃管内壁有水雾出现;
(2)①将锌、铜加入稀盐酸溶液中,锌反应有气泡冒出,铜不反应,无现象,说明铜位于氢的后面,锌位于氢的前面,能证明锌和铜的活动性强弱;②将锌放入硫酸铜溶液中,锌的表面置换出红色的铜,说明锌的活动性比铜强;③将锌和铜分别放入氯化镁溶液中均无明显现象,无法比较锌和铜的金属活动性强弱。金属材料 金属资源的利用和保护
立足教材·夯实基础
1.[2024·长沙]家电以旧换新,节约又环保。废旧电器中含有塑料、钢铁、玻璃、橡胶等材料,其中属于金属材料的是( )
A.塑料 B.钢铁 C.玻璃 D.橡胶
2.[2024·湖北]湖北省博物馆馆藏的越王勾践青铜剑,其主要成分为铜锡合金。下列有关铜锡合金说法正确的是( )
A.属于金属材料
B.熔点高于纯铜
C.硬度低于纯锡
D.铜、锡均能与稀硫酸反应
3.[2024·临沂]下列关于金属和金属材料的说法中正确的是( )
A.生铁和钢的含碳量不同
B.金属形成合金之后失去金属光泽
C.只有金属和金属之间才能形成合金
D.大多数金属在自然界中以单质形式存在
4.新沪教习题改编[2024·苏州]下列有关金属的说法正确的是( )
A.常温下,所有的金属单质均是固体
B.工业炼铁可用一氧化碳将铁的氧化物还原成铁
C.铁的锈蚀只与空气中的氧气有关
D.废旧铁制用品应该直接填埋处理
5.[2024·滨州]下列做法不能减缓或防止钢铁锈蚀的是( )
A.经常用食盐水清洗铁制品
B.保持铁制品表面清洁干燥
C.在铁制品表面涂油漆
D.在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属
6.新人教探究改编 某同学进行探究铁钉锈蚀条件的实验(如图),一段时间后观察现象。下列说法错误的是( )
A.四个实验中,生锈最快的是④中的铁钉
B.③中氯化钙的作用是作干燥剂
C.①中甲、乙、丙三处比较,生锈最明显的地方是甲
D.①②对比说明铁生锈需要氧气,①③对比说明铁生锈需要水
7.新人教图片改编 如图是炼铁高炉及炉内化学变化过程示意图,据图回答下列问题。
(1)请写出B区所发生主要反应的化学方程式:______________________________________。
(2)焦炭的作用是①____________________________,
②______________________________________。
(3)在高炉炼铁过程中进风口进入气体为__________。
(4)炉渣出口高于生铁出口的原因是_______________
______________________________________。
拓展进阶·提高能力
8.高新科技 我国自主研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”已成功首飞,制造该飞机使用了铝锂合金等多种合金。下列有关铝锂合金的说法错误的是
( )
A.铝锂合金的熔点比纯铝更低
B.铝锂合金的密度较小
C.铝锂合金是混合物
D.铝锂合金不能传热、导电
9.[2024·宁夏]2024年5月1日,我国第一艘电磁弹射型航空母舰——“福建”舰开展首次试航。航空母舰的建造涉及金属冶炼、材料性能等诸多领域。
(1)纯铜可制作航母电缆,主要利用了其优良的_____________性。
(2)《天工开物》中记载了我国古代“淘洗铁砂”“生熟炼铁”等钢铁冶炼技术。现代工业用赤铁矿和一氧化碳炼铁,反应的化学方程式为__________________。
(3)铁的合金比纯铁的应用更广泛,原因是_________
_____________________________________________。
(4)废旧金属回收利用的意义在于________________
___________________________________(写一条)。
10.创新装置 某学习小组设计了如图所示实验(夹持装置省略),探究铁的锈蚀条件。
(1)一段时间后观察到,A处铁丝依然光亮,B处铁丝表面灰暗,C处铁丝依然光亮,A、B处实验现象对比,可得出铁生锈与_____________有关。
(2)B、C处实验现象说明:决定铁生锈快慢的一个重要因素是__________________________。
拓展设问
(3)将上述C装置的烧杯中加入少量 _______(填选项字母)可使铁生锈的速率加快。 a.氯化钠溶液 b.无水乙醇 c.蔗糖溶液
核心素养·中考新考法
11.工艺流程 我国是世界上锌冶炼最早的国家。明代宋应星所著的《天工开物》中有关“火法”炼锌的工艺记载是“每炉甘石(主要成分是碳酸锌)十斤装载入
一泥罐内……然后逐层用煤炭饼(反应后生成一氧化碳)垫盛,其底铺薪,发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅(锌)也。”此工艺过程分解模拟如图。
(已知:Zn的冶炼温度为904℃,Zn 的沸点为906℃。)
(1)装入原料器之前,将炉甘石敲碎的目的是________
_____________________________________________。
(2)高温炉内,碳酸锌(ZnCO3)在高温条件下与煤的主要成分发生反应生成Zn和CO,反应的化学方程式为_____________________________________________。
(3)冷凝器中发生的变化属于____________________。
(4)我国古代冶锌晚于铁和铜,结合已知信息,分析说明其中的原因是_______________________________。
答案和解析
1.B 提示:塑料属于三大合成材料之一,故A项错误;玻璃的主要成分是硅酸盐,属于无机非金属材料,故C项错误;橡胶分为天然橡胶和合成橡胶,天然橡胶属于天然材料,合成橡胶属于合成材料,故D项错误。
2.A提示:铜锡合金的熔点低于纯铜,故B项错误;铜锡合金的硬度比纯锡大,故C项错误;铜不能和稀硫酸反应,故D项错误。
3.A提示:合金也是金属材料,有金属光泽,故B项错误;合金是指在一种金属中加热熔合了其他金属或非金属形成的具有金属特征的物质,可以含有非金属,故C项错误;大多数金属在自然界中以化合物的形式存在,只有少数很不活泼的金属元素如金等以单质形式存在,故D项错误。
4.B提示:常温下,不是所有的金属单质均是固体,如常温下汞呈液态,故A项错误;铁在空气中锈蚀,实际上是铁与空气中的氧气、水共同作用的结果,故C项错误;废旧铁制用品可回收再利用,直接填埋处理会浪费金属资源,故D项错误。
5.A 提示:铁在与氧气和水蒸气共存时会发生锈蚀,食盐水能加快铁的锈蚀速率,故A项错误。
6.C提示:①中甲、乙、丙三处比较,生锈最明显的地方是乙,乙处铁钉最易与氧气、水充分接触,故C项
错误。
7. (1)C+O2CO2、C+CO22CO
(2)(2)①作燃料,提供热量②产生CO
(3)热空气
(4)生铁的密度大于炉渣的密度提示:(1)B区中,发生的反应主要是碳燃烧生成了二氧化碳,二氧化碳在高温条件下,与碳反应生成了一氧化碳。(2)焦炭首先燃烧生成二氧化碳,放出热量;然后焦炭和二氧化碳高温下反应生成CO。(3)在高炉炼铁过程中进风口进入的气体为热空气。(4)由于生铁的密度大于炉渣的密度,所以生铁出口低于炉渣出口。
8.D提示:合金具有金属特征,能传热、导电,故D项错误。
9.(1)导电
(2)3CO+Fe2O32Fe+3CO2
(3)铁的合金比纯铁的抗腐蚀性能更好(或铁的合金比纯铁的硬度和强度更高)
(4)保护金属资源(合理即可)提示:(1)纯铜可制作航母电缆,主要利用了其优良的导电性。(2)现代工业用赤铁矿和一氧化碳炼铁,反应的化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
(3)铁的合金比纯铁的应用更广泛,原因是铁的合金比纯铁的抗腐蚀性能更好,硬度和强度更高。(4)废旧金属回收利用的意义在于保护金属资源、节约金属资源、
减少对环境的污染等。
10.(1)水
(2)氧气的浓度
(3)a
提示:(1)A、B处实验现象对比,A处铁丝只与氧气接触,铁丝表面依然光亮,B铁丝与水和氧气接触,铁丝表面灰暗,对比可得出铁生锈与水有关。(2)B处铁丝接触的是甲装置中不断生成的氧气,氧气浓度较大,铁丝表面灰暗,C处铁丝接触的是空气,氧气浓度较小,铁丝依然光亮,B、C处实验现象对比说明:决定铁生锈快慢的一个重要因素是氧气的浓度。(3)盐溶液可加快铁生锈的
速度。
11.(1)增大反应物间的接触面积,加快化学反应的速率
(2)2C+ZnCO3Zn+3CO↑
(3)物理变化
(4)锌的化学性质比较活泼,易被空气中的氧气氧化(合理即可)
提示:(1)装入原料器之前,将炉甘石敲碎的目的是增大反应物间的接触面积,加快化学反应的速率。(2)碳酸锌(ZnCO3)在高温条件下与煤的主要成分碳发生反应生成Zn和CO,反应的化学方程式为2C+ZnCO3Zn+3CO↑。
(3)冷凝器中,锌蒸气冷凝成固态锌,没有新物质生成,发生的变化属于物理变化。(4)我国古代冶锌晚于铁和铜,原因是锌的化学性质比较活泼,易被空气中的氧气
氧化。
11. A
12.(1)措施:将大典的时间定在“下午3点”;人民空军部队决定实弹参与阅兵典礼;工兵部队对重要区域进行扫雷检查并在开国大典前48小时实行戒严管制;京津卫戍区、公安总局等单位做好防空和社会面的控制工作。
(2)历史大事:开国大典;土地改革;抗美援朝。 原因:中华人民共和国的成立,开辟了中国历史的新纪元。中国人民经过一百多年的英勇斗争,终于推翻了帝国主义、封建主义和官僚资本主义的统治;中国真正成为独立自主的国家,占人类总数四分之一的中国人从此站立起来了。金属的化学性质
立足教材·夯实基础
1.新人教习题改编[2024·滨州]下列各组试剂不能验证铁、铜、银三种金属活动性强弱的是( )
A.CuSO4溶液 Fe Ag
B.FeSO4溶液 稀H2SO4 Cu Ag
C.AgNO3溶液 稀H2SO4 Fe Cu
D.AgNO3溶液 FeSO4溶液 Cu
2.易错点 向盛有一定量黄铜(铜锌合金)的烧杯中逐滴滴加稀硫酸,反应过程中产生气体的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.M点时,所得溶液呈蓝色
B.M、N、P点时,剩余固体的质量:M
D.根据数值a和b可计算稀硫酸中溶质的质量分数
3.新人教习题高仿要除去下列混合物中的杂质(括号内为杂质),写出除去杂质的化学方程式。
(1)除去ZnCl 溶液中的CuCl2:__________________
____________________________________________。
(2)Ag(Cu):___________________________________。
4.[2024·河南]金属与人类的生活密切相关。回答下列有关金属性质的问题。
(1)铝较为活泼,铝制品却很耐腐蚀的原因是____________________________________________。
(2)现将过量的锌粉加入到AgNO3和Mg(NO3) 的混合溶液中,充分反应后,过滤。过滤后留在滤纸上的固体是,_____________,请写出有关反应的化学方程式:__________________________________________。
5.新人教习题高仿某校化学兴趣小组的同学们帮助实验老师整理化学试剂室时,发现两个未贴标签的试剂瓶中分别存放银白色金属片。到底它们是哪两种金属 请同学们设计实验方案对这两种金属X和Y的金属活动性顺序进行实验探究。
(1)完成如下实验报告,并回答后续有关问题。
实验步骤 实验现象 结论
分别把这两种金属放入________溶液中,观察 金属Y表面无明 显变化;金属X的表面有大量气泡冒出。将燃着的木条放在金属X的试管口,气体燃烧 金属活动性顺 序:___________
(2)在进行上述实验之前,实验老师只知道X、Y可能是铝、银中的各一种,则根据实验结果说明X是 _____,反应的化学方程式为___________________________。
(3)小明同学提出,还可以用金属与盐溶液反应验证金属活动性顺序,请设计实验验证Al和Cu的金属活动性:___________________________________________高能力
传统文化[2024·湖北]《宋会要辑稿》记载:“浸铜之法,先取生铁打成薄片,……浸渍数日,铁片为胆水(硫酸铜溶液)所薄,上生赤煤,取出刮洗……入炉烹炼,……方成铜。”下列理解错误的是( )
A.“打成薄片”增大了反应的接触面积
B.“铁片为胆水所薄”发生了置换反应
C.“上生赤煤”指铁片上生成了红色的煤
D.“浸铜之法”可知铁的金属活动性比铜强
7.[2023·广西]向三个烧杯中分别放入足量的Mg、Al、Fe粉末,同时加入质量分数相同的100g稀盐酸,充分反应。反应的有关图像错误的是( )
8.难点[2024·齐齐哈尔]将一定质量的铁粉放入硝酸锌和硝酸银的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。下列说法正确的是( )
A.若滤液呈浅绿色,则滤液中只含有硝酸亚铁
B.若滤渣中的成分能被磁铁吸引,则滤渣中一定含有两种金属
C.若向滤液中加入锌片,有固体析出,则滤液中一定含有硝酸银
D.将所得滤渣洗涤、干燥后称量,质量可能与所加铁粉的质量相等
9.重点[2024·陕西]化学课堂上,老师为同学们演示了如图所示的实验。
(1)铜丝插入AgNO3溶液一段时间后,观察到的两个现象分别是 ____________________________________,
发生反应的化学方程式是_______________________
_____________________________________________。
(2)铝丝表面析出红色固体时,试管内溶液中的溶质一定有_________________。
10.[2024·遂宁]回收利用废旧金属既可以保护环境,又能节约资源。现有一份废铜料(含有金属铜及少量铁和银),化学兴趣小组欲回收其中的铜,设计并进行了如图实验:
已知:Cu+2FeCl3CuCl2+2FeCl2;
Ag+FeCl3AgCl↓+FeCl2
完成下列各题。
(1)步骤2中涉及的操作名称是___________________。
(2)溶液A中的溶质是____________________。
(3)步骤4中反应的化学方程式 __________________
_____________________________________________。
核心素养·中考新考法
11.创新装置利用如图所示装置验证锌、铜、银的金属活动性顺序。在甲中注入某溶液,无现象,一段时间后打开弹簧夹K,剩余液体全部注入试管乙,则甲中放置的金属是________, 乙中的现象是 _____________,
反应的化学方程式为 __________________________。
答案和解析
1.B 提示:Cu、Ag与FeSO4溶液、稀H SO4均不反应,说明了金属活动性铁>铜,铁>银,但无法确定银和铜的
活动性强弱,故B项错误。
2.D 提示:锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,铜与硫酸不反应,M点时,所得溶液呈无色,故A项错误;随着稀硫酸的加入,锌不断被消耗,剩余固体的质量逐渐减小,N点时,氢气质量达到最大值,锌完全被消耗,此时剩余固体质量=铜的质量,铜与稀硫酸不反应,则P点时,剩余固体质量与N点时相等,故M、N、P点时,剩余固体的质量:M>N=P,故B项错误;M点和N点时,锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,此时溶液中溶质只有硫酸锌;P点时,加入了过量的稀硫酸,铜与稀硫酸不反应,此时溶液中含有稀硫酸和硫酸锌两种溶质,故C项错误。
3.(1)Zn+CuCl2ZnCl2+Cu
(2)Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag
4.(1)铝与空气中的氧气反应,其表面生成致密的氧化铝薄膜
(2)银和锌(或Ag、Zn)
Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag
提示:(1)铝的化学性质活泼,铝制品却很耐腐蚀,是因为铝能和空气中的氧气反应生成致密的氧化铝保护膜,阻止反应的进行。(2)根据金属活动性Mg>Zn>Ag可知,锌不能与硝酸镁反应,故过滤后滤液中的溶质含有原混合液中的Mg(NO3)2;过量的锌与硝酸银反应生成银和硝酸锌,反应生成了Zn(NO3) ,故过滤后滤液中溶质有Mg(NO3)2、Zn(NO3)2,过滤后滤渣有置换出来的Ag以及剩余的Zn。
5.(1)稀盐酸(或稀硫酸)X>Y
(2)铝 2Al+6HCl2AlCl3+3H ↑
[或 2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H ↑]
(3)2Al+3Cu(NO3)22Al(NO3)з+3Cu
提示:(1)根据实验现象,金属X的表面有大量气泡冒出,将燃着的木条放在金属X的试管口,气体能燃烧,说明将这两种金属放入的是稀酸溶液中,可为稀盐酸,金属Y表面无明显变化,金属X的表面有大量气泡冒出,说明金属活动性X>Y。
(2)X能和稀盐酸反应,银不能和稀盐酸反应,根据实验结果说明X是铝,铝和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气。
(3)用铝和硝酸铜溶液混合证明铝、铜的活动性,把铝片伸入硝酸铜溶液中,铝片表面附着一层红色固体,溶液由蓝色变为无色说明铝比铜活泼,铝能和硝酸铜反应生成硝酸铝和铜,反应的化学方程式为2Al+3Cu(NO3)22Al(NOз)3+3Cu。
6.C 提示:“上生赤煤”指铁片上生成了红色的铜,故C项错误。
7.D 提示:金属过量,最终消耗酸的量相同,则消耗相同质量的酸,消耗金属的质量关系为Fe>Mg>Al,故D项错误。
8.B提示:铁不能和硝酸锌反应,铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,硝酸亚铁在溶液中显浅绿色,若滤液呈浅绿色,则滤液中一定含有生成的硝酸亚铁和不参与反应的硝酸锌,故A项错误;铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,锌和硝酸亚铁反应生成铁和硝酸锌,若向滤液中加入锌片,有固体析出,不能说明滤液中一定含有硝酸银,因为滤液中一定有生成的硝酸亚铁,析出的固体可能是锌和硝酸亚铁反应生成的铁,故C项错误;铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,由反应的化学方程式Fe+2AgNO3Fe(NO3)2+2Ag可知,每56份质量的铁完全反应能置换出216份质量的银,反应后固体质量变大,所以将所得滤渣洗涤、干燥后称量,质量一定大于所加铁粉的质量,故D项错误。
9.(1)铜丝表面有银白色固体析出,溶液由无色变为蓝色Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
(2)Al( NO3)3
提示:(1)铜和硝酸银反应生成银和硝酸铜,则可观察到铜丝表面有银白色固体析出,溶液由无色变为蓝色。(2)铜为红色,铝丝表面析出红色固体,说明铝和硝酸铜反应生成了铜和硝酸铝,所以试管内溶液中的溶质一定有硝酸铝,可能含有硝酸铜。
10.(1)过滤
(2)FeSO4、H2SO4(或硫酸亚铁、硫酸)
(3)Fe+CuCl2=FeCl2+Cu
提示:(1)步骤2中将溶液与滤渣分开了,则是过滤操作。(2)溶液A中的溶质是反应生成的硫酸亚铁和过量的稀硫酸中的H2SO4。(3)滤渣A为铜和银,由题干可知,加入适量FeCl 溶液后所得溶液B为CuCl 和FeCl 混合液,步骤4中加入试剂X后得到FeCl 和Cu,则X为Fe,发生的反应是铁和氯化铜反应生成氯化亚铁和铜,反应的化学方程式是Fe+CuCl2Cu+FeCl2。
11.银(或Ag)金属表面有红色固体出现,溶液由蓝色变成无色Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
提示:三种金属的活动性由强到弱为锌>铜>银,根据“三取中”的验证方法,可以用锌片、硫酸铜溶液、银
片来验证三种金属的活动性顺序。由题干可知,在甲中注入某溶液,无现象,则甲中放置的是银片,乙中放置的是锌片,向甲中注入的是硫酸铜溶液,观察到无现象,证明铜比银活泼,打开弹簧夹K,硫酸铜溶液流入乙中和锌反应生成铜和硫酸锌,现象为金属表面有红色固体出现,溶液由蓝色变成无色。金属活动性顺序的验证与探究 金属与盐溶液反应后滤液、滤渣成分分析
金属活动性顺序的验证与探究
考向一 金属活动性顺序的验证
1.[2024·长沙改编]通过实验可以验证物质的性质。 下列试剂中,不能验证铁、铜的金属活动性顺序的是( )
A. 稀硫酸 B. 氯化亚铁溶液
C. 硫酸铜溶液 D. 澄清石灰水
2. 某兴趣小组为验证 Zn、Fe、Cu、Ag 四种金属的活动性,进行如图甲、乙、丙所示的三个实验。
(1)请写出丙实验中的现象:__________
_______________,甲中发生反应的化学方程式为 _______________________。
(2)小组同学随后发现该实验无法得出四种金属的活动性顺序,于是补充图丁实验,最终得出四种金属活动性顺序。若图丁中的溶液 B 为稀盐酸, 则 A 是 _______。
考向二 探究未知金属的活动性顺序
3. 如图所示,在打磨后的两种金属片上滴加不同的溶液,金属 M 上仅③处有现象,金属 N 上仅⑤处无明显现象。 四种金属的活动性由强至弱依次为( )
A. 铁、M、银、N B. N、铁、M、银
C. 铁、N、M、银 D. M、铁、N、银
4. 常见金属活动性顺序未包含锰,某校化学兴趣小组想要确定锰、铁、铜的金属活动性顺序,于是进行了以下探究活动。
【查阅资料】硫酸锰中锰元素显+2 价,其溶液颜色呈浅粉红色。
【猜想与假设】猜想一:Fe>Cu>Mn;猜想二:Mn>Fe>Cu;猜想三:_____________。
【设计实验】同学们经过讨论一致认为,可以先探究 Mn 与酸是否反应,确定锰在金属活动顺序中是否位于氢前。
【试剂选用】纯铁片、纯铜片、纯锰片、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硫酸锰溶液、稀硫酸
【进行实验】
实验过程中,甲同学发现还可以利用金属与盐溶液的反应得出锰与铁、铜的金属活动性顺序。
金属与盐溶液反应后滤液、滤渣成分分析
考向一 金属与盐溶液反应后滤液、滤渣成分分析
类型一 一种金属与两种盐溶液反应
1.[2024·广元]向一定量 CuCl2、FeCl2 的混 合溶液中加入一定量锌粉,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。 下列说法正确的是( )
A. 若滤渣中只有一种金属,则滤液中溶质一定有三种
B. 若滤渣中有两种金属,则滤液中溶质一定有两种
C. 若滤液中只有一种溶质,则向滤渣中加入稀硫酸一定有气泡产生
D. 若滤液中有两种溶质,则向滤渣中加入稀硫酸不可能有气泡产生
2. 将一定质量的某种金属 M 的粉末放入AgNO3 和 Cu(NO3)2 的混合溶液中,实验过程及实验现象如图所示,结合实验现象判断,以下结论中错误的是( )
A. 滤液中一定不含银离子
B. 滤渣中一定含有三种金属单质
C. 滤液中只含有一种金属阳离子
D. 金属 M 可能是单质铁
类型二 两种金属与一种盐溶液反应
3. 在盛有锌粉和铁粉混合物的烧杯中加入一定量硝酸银溶液,充分反应后过滤,关于滤渣和滤液的说法不正确的是( )
A. 滤液中可能存在三种金属阳离子
B. 若滤液呈浅绿色,则滤渣中一定无锌
C. 若滤渣只有两种,可用磁铁将二者分离
D. 滤渣的质量和反应前固体相比,可能不变
4. 向铝粉和铁粉的混合物中加入一定质量的 Mg(NO3)2 和 AgNO3 的混合溶液,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,下列说法正确的是( )
A. 滤液中最少含有三种溶质
B. 滤渣中最多含有四种物质
C. 滤渣中一定有银、铁,可能含有铝
D. 若滤液呈浅绿色,则滤渣中可能含有铁
考向二 金属与盐溶液反应的图像分析
5.[2024·张家口一模]向一定量硝酸镁、硝酸银的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量。 下列图像能正确反映对应关系的是( )
6. 在一定质量锌粉中,先逐滴加入一定量的硝酸铜溶液,充分反应后再逐滴加入硝酸银溶液,剩余固
体质量与所加溶液总质量的关系如图所示。
(1)写出 cd 段发生反应的化学方程式:___________
____________________。
(2)e 点溶液中金属离子有 _____________
_______________。
答案和解析
金属活动性顺序的验证与探究
1. D 提示:铁、铜均不与澄清石灰水反应,不能验证铁、铜的金属活动性顺序,故 D 项错误。
2.(1)铜片上有银白色固体析出,溶液由无色变成蓝色 Zn+2HCl= ZnCl2+H2↑
(2)铜片
提示:(1)丙实验中铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,故实验现象为铜片上有银白色固体析出, 溶液由无色变为蓝色;甲实验中,锌能置换稀盐酸中的氢, 反应的化学方程式为Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑。(2)甲实验中锌能置换稀盐酸中的氢,说明锌的活动性大于氢, 乙实验中铁与盐酸反应,说明铁排在氢的前面,甲中产生气泡的速率比乙中快, 说明锌比铁活泼,二者都排在氢前,丙实验中铜与硝酸银反应,说明铜的活动性大于银,甲、乙、丙三实验,无法比较铁与铜的金属活动性强弱,若题图丁中的溶液 B 是稀盐酸,则固体 A 为铜,铜与盐酸不反应,说明铜的活动性小于氢, 则可证明铁比铜活泼, 由此可得出四种金属活动性为锌>铁>铜>银。
3. C 提示:由题意可知,在 2 种打磨后的金属片上滴加不同的溶液,金属 M 上仅③处有现象,说明了 M 金属位于氢的后面,比银活泼;金属 N 上仅⑤处无明显现象, 说明了 N 的活动性比铁弱,位于氢的前边,由此可得出金属的活动性强弱顺序是 铁、N、M、银。
4.【猜想与假设】Fe>Mn>Cu
【进行实验】铁片与锰片表面产生气泡,铜片表面无明显现象,铁片表面产生气泡的速率比锰片慢
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
Mn+H2SO4=MnSO4+H2↑
取大小相同的两块纯铁片,分别放入装有硫酸铜溶液和硫酸锰溶液的试管中,观察实验现象(合理即可)装有硫酸锰溶液的试管中无明显现象, 装有硫酸铜溶液试管中的铁片表面有红色固体析出, 溶液由蓝色变为浅绿色(对应上一空)
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu(对应上一空)
提示:【猜想与假设】结合已有的猜想,还可猜想 Mn 的金属活动性位于 Fe 和 Cu 之间。【进行实验】由实 验结论可知,猜想二正确,即金属活动性是 Mn>Fe>Cu, 则将三种金属放入装有相同浓度和相同体积稀硫酸的试管中,可观察到铁片和锰片表面产生气泡,铜片表面无明显现象,铁片表面产生气泡的速率比锰片慢。 铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气, 锰与稀硫酸反应生成硫酸锰和氢气。 利用金属与盐溶液的反应得出锰与铁、 铜的金属活动性顺序,则可依据“三取中”的验证方法选用纯锰片、硫酸亚铁溶液、纯铜片或硫酸锰溶液、铁片和硫酸铜溶液进行实验。
金属与盐溶液反应后滤液、滤渣成分分析
1. C 提示:金属活动性顺序为 Zn >Fe>Cu,向一定量 CuCl2、FeCl2 的混合溶液中加入一定量锌粉,锌先与CuCl2 反应生成氯化锌和铜,CuCl2反应完,若还有锌粉,锌才能与FeCl2反应生成氯化锌和铁。 若滤渣中只有一种金属,该金属是铜,滤液中溶质不一定有三种,也可能是锌和氯化铜恰好完全反应, 此时滤液中溶质为氯化亚铁和氯化锌两种, 故 A 项错误;若滤渣中有两种金属,滤液中溶质不一定有两种,也可能是锌和氯化亚铁恰好完全反应,此时滤液中溶质只有氯化锌一种, 故 B 项错误;若滤液中有两种溶质,说明溶质是氯化锌、氯化亚铁,若氯化亚铁部分参加了反应,滤渣中含有铜、铁,铁能与稀硫酸反应生成氢气, 则向滤渣中加入稀硫酸有气泡产生,故 D 项错误。
2. D 提示: 将金属 M 的粉末放入 AgNO3 和 Cu(NO3)2 的混合溶液中,硝酸铜溶液呈蓝色,反应后得到无色溶液和固体粉末,说明金属 M 已置换出 Cu(NO3)2 中的铜,而银的金属活动性比铜弱,则 M 要先和 AgNO3反应,等AgNO3反应完后再和 Cu(NO3 )2 反应,过滤后向滤渣中加入稀盐酸,产生无色气体,说明金属 M 过量,则 AgNO3 和 Cu(NO3 )2 都完全反应;向滤液中滴加稀盐酸无沉淀生成,再次验证硝酸银已经完全反应。 加入M 后得到无色溶液,则金属 M 不可能是单质铁,故 D 项错误。
3. D 提示:由 Zn+2AgNO3=Zn(NO3 )2+ 2Ag 可知,每 65 份质量的锌可置换出 216 份质量的银;由 Fe+2AgNO3= Fe(NO3)2+2Ag 可知, 每 56 份质量的铁可置换出 216 份质量的银,只有锌参加反应或锌、铁都参加反应,反应后滤渣的质量一定增大,故 D 项错误。
4. D 提示:四种金属的活动性由强到弱的顺序为镁>铝>铁>银,铝、铁的金属活动性均比镁弱,铝粉和铁粉的混合物中加入一定质量的 Mg(NO3 )2 和 AgNO3 混合溶液,铝、铁均不能和 Mg(NO3)2 发生反应,铝先和硝酸银反应生成硝酸铝和银,铝反应完,若还有硝酸银,铁再与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银。 若铝过量,铁不参加反应, 则此时滤液中的溶质是不能反应的 Mg(NO3)2 和反应生成的 Al(NO3)3,滤液中最少含有两种溶质,滤渣中最多是铝、铁、银三种物质,故 A、B 项错误;铝、铁不能和 Mg(NO3)2 发生反应,铝先和硝酸银反应生成硝酸铝和银,铝反应完,若还有硝酸银,铁再与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,则滤渣中一定有银,可能含有铁、铝,故 C 项错误。
5. C 提示:金属活动性顺序为 Mg> Fe>Ag,向一定量硝酸镁、硝酸银的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量,铁粉不能与 Mg(NO3)2 溶液反应,溶液中硝酸镁的质量不变,故 A 项错误; 铁与 AgNO3 反应生成硝酸亚铁和银,溶液中硝酸亚铁的质量从零开始增加,至完全反应不再发生改变,故 B 项错误;反应一开始就会生成银,故 D 项错误。
6.(1)Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
(2)锌离子、铜离子、银离子(或 Zn2+ 、Cu2+ 、Ag+ )
提示:(1)在一定质量锌粉中,先逐滴加入一定量的硝酸铜溶液,锌与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜;充分反应后再逐滴加入硝酸银溶液;由图像可知, 硝酸银参与两个不同的反应(即 bc 段和 cd 段),说明锌有剩余,硝酸铜反应完全;由金属活动性顺序为 Zn>Cu>Ag,, 锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银, 待锌反应完全后, 铜再与硝酸银反应生成硝酸铜和银。 cd 段是铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,该反应的化学方程式为 Cu+2AgNO3=Cu(NO3 )2+2Ag。
(2)cd 段铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,d 点时铜恰好完全反应,e点硝酸银过量,溶液中的溶质为硝酸锌、硝酸铜、硝酸银,e 点溶液中金属离子有锌离子、铜离子、银离子。金属与盐溶液反应后滤液、滤渣成分分析
考向一 金属与盐溶液反应后滤液、滤渣成分分析
类型一 一种金属与两种盐溶液反应
1.[2024·广元]向一定量 CuCl2、FeCl2 的混 合溶液中加入一定量锌粉,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。 下列说法正确的是( )
A. 若滤渣中只有一种金属,则滤液中溶质一定有三种
B. 若滤渣中有两种金属,则滤液中溶质一定有两种
C. 若滤液中只有一种溶质,则向滤渣中加入稀硫酸一定有气泡产生
D. 若滤液中有两种溶质,则向滤渣中加入稀硫酸不可能有气泡产生
2. 将一定质量的某种金属 M 的粉末放入AgNO3 和 Cu(NO3)2 的混合溶液中,实验过程及实验现象如图所示,结合实验现象判断,以下结论中错误的是( )
A. 滤液中一定不含银离子
B. 滤渣中一定含有三种金属单质
C. 滤液中只含有一种金属阳离子
D. 金属 M 可能是单质铁
类型二 两种金属与一种盐溶液反应
3. 在盛有锌粉和铁粉混合物的烧杯中加入一定量硝酸银溶液,充分反应后过滤,关于滤渣和滤液的说法不正确的是( )
A. 滤液中可能存在三种金属阳离子
B. 若滤液呈浅绿色,则滤渣中一定无锌
C. 若滤渣只有两种,可用磁铁将二者分离
D. 滤渣的质量和反应前固体相比,可能不变
4. 向铝粉和铁粉的混合物中加入一定质量的 Mg(NO3)2 和 AgNO3 的混合溶液,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,下列说法正确的是( )
A. 滤液中最少含有三种溶质
B. 滤渣中最多含有四种物质
C. 滤渣中一定有银、铁,可能含有铝
D. 若滤液呈浅绿色,则滤渣中可能含有铁
考向二 金属与盐溶液反应的图像分析
5.[2024·张家口一模]向一定量硝酸镁、硝酸银的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量。 下列图像能正确反映对应关系的是( )
6. 在一定质量锌粉中,先逐滴加入一定量的硝酸铜溶液,充分反应后再逐滴加入硝酸银溶液,剩余固
体质量与所加溶液总质量的关系如图所示。
(1)写出 cd 段发生反应的化学方程式:___________
____________________。
(2)e 点溶液中金属离子有 _____________
_______________。
答案和解析
1. C 提示:金属活动性顺序为 Zn >Fe>Cu,向一定量 CuCl2、FeCl2 的混合溶液中加入一定量锌粉,锌先与CuCl2 反应生成氯化锌和铜,CuCl2反应完,若还有锌粉,锌才能与FeCl2反应生成氯化锌和铁。 若滤渣中只有一种金属,该金属是铜,滤液中溶质不一定有三种,也可能是锌和氯化铜恰好完全反应, 此时滤液中溶质为氯化亚铁和氯化锌两种, 故 A 项错误;若滤渣中有两种金属,滤液中溶质不一定有两种,也可能是锌和氯化亚铁恰好完全反应,此时滤液中溶质只有氯化锌一种, 故 B 项错误;若滤液中有两种溶质,说明溶质是氯化锌、氯化亚铁,若氯化亚铁部分参加了反应,滤渣中含有铜、铁,铁能与稀硫酸反应生成氢气, 则向滤渣中加入稀硫酸有气泡产生,故 D 项错误。
2. D 提示: 将金属 M 的粉末放入 AgNO3 和 Cu(NO3)2 的混合溶液中,硝酸铜溶液呈蓝色,反应后得到无色溶液和固体粉末,说明金属 M 已置换出 Cu(NO3)2 中的铜,而银的金属活动性比铜弱,则 M 要先和 AgNO3反应,等AgNO3反应完后再和 Cu(NO3 )2 反应,过滤后向滤渣中加入稀盐酸,产生无色气体,说明金属 M 过量,则 AgNO3 和 Cu(NO3 )2 都完全反应;向滤液中滴加稀盐酸无沉淀生成,再次验证硝酸银已经完全反应。 加入M 后得到无色溶液,则金属 M 不可能是单质铁,故 D 项错误。
3. D 提示:由 Zn+2AgNO3=Zn(NO3 )2+ 2Ag 可知,每 65 份质量的锌可置换出 216 份质量的银;由 Fe+2AgNO3= Fe(NO3)2+2Ag 可知, 每 56 份质量的铁可置换出 216 份质量的银,只有锌参加反应或锌、铁都参加反应,反应后滤渣的质量一定增大,故 D 项错误。
4. D 提示:四种金属的活动性由强到弱的顺序为镁>铝>铁>银,铝、铁的金属活动性均比镁弱,铝粉和铁粉的混合物中加入一定质量的 Mg(NO3 )2 和 AgNO3 混合溶液,铝、铁均不能和 Mg(NO3)2 发生反应,铝先和硝酸银反应生成硝酸铝和银,铝反应完,若还有硝酸银,铁再与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银。 若铝过量,铁不参加反应, 则此时滤液中的溶质是不能反应的 Mg(NO3)2 和反应生成的 Al(NO3)3,滤液中最少含有两种溶质,滤渣中最多是铝、铁、银三种物质,故 A、B 项错误;铝、铁不能和 Mg(NO3)2 发生反应,铝先和硝酸银反应生成硝酸铝和银,铝反应完,若还有硝酸银,铁再与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,则滤渣中一定有银,可能含有铁、铝,故 C 项错误。
5. C 提示:金属活动性顺序为 Mg> Fe>Ag,向一定量硝酸镁、硝酸银的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量,铁粉不能与 Mg(NO3)2 溶液反应,溶液中硝酸镁的质量不变,故 A 项错误; 铁与 AgNO3 反应生成硝酸亚铁和银,溶液中硝酸亚铁的质量从零开始增加,至完全反应不再发生改变,故 B 项错误;反应一开始就会生成银,故 D 项错误。
6.(1)Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
(2)锌离子、铜离子、银离子(或 Zn2+ 、Cu2+ 、Ag+ )
提示:(1)在一定质量锌粉中,先逐滴加入一定量的硝酸铜溶液,锌与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜;充分反应后再逐滴加入硝酸银溶液;由图像可知, 硝酸银参与两个不同的反应(即 bc 段和 cd 段),说明锌有剩余,硝酸铜反应完全;由金属活动性顺序为 Zn>Cu>Ag,, 锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银, 待锌反应完全后, 铜再与硝酸银反应生成硝酸铜和银。 cd 段是铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,该反应的化学方程式为 Cu+2AgNO3=Cu(NO3 )2+2Ag。
(2)cd 段铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,d 点时铜恰好完全反应,e点硝酸银过量,溶液中的溶质为硝酸锌、硝酸铜、硝酸银,e 点溶液中金属离子有锌离子、铜离子、银离子。金属与酸反应的图像题
考向一 金属与酸反应的曲线
1.足量的稀硫酸分别与等质量的镁、铝两种金属反应,下列图像能正确反映产生氢气的质量(m)与反应时间(t)之间的关系的是( )
2.现有等质量的铁和锌两种金属,分别与等质量同浓度的稀盐酸充分反应,产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示。根据图中所提供的信息,得出的结论
不正确的是( )
A.充分反应后消耗的稀盐酸一样多
B.图线A表示锌的反应情况
C.反应结束后至少有一种金属剩余,则剩余金属一定是为锌
D.金属B反应过程中可观察到金属溶解、有气泡产生、溶液变为浅绿色
3.向两个盛有相同质量铝粉和铁粉的烧杯中,分别滴加相同浓度的稀硫酸,产生氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.a点时,两个烧杯中的酸都恰好完全反应
B.b点时,两个烧杯中产生氢气的质量相同
C.c点时,两个烧杯中都无金属剩余
D.右侧曲线不能反映铁和铝的金属活动性强弱
考向二 金属与酸反应的质量变化曲线
4.取一定质量的锌粒和铜片于同一敞口容器中,再逐渐加入稀硫酸。加入稀硫酸的质量与有关量的变化关系图正确的是( )
5.分别向同质量、同质量分数的稀盐酸中加入X、Y两种金属粉末,反应时的质量关系如图所示。下列说法正
确的是( )
A.加入金属的质量:X=Y
B.金属的活动性:X>Y
C.参加反应的酸的质量:X=Y
D.最终所得溶液的质量:X
A.完全反应所需时间:丙>甲>乙
B.生成氢气的质量:甲>乙>丙
C.相对原子质量:乙>丙>甲
D.消耗硫酸的质量:甲>乙>丙
7.在两只烧杯中分别放入相同质量的镁、锌两种金属,然后向两只烧杯中分别倒入相同质量、相同质量分数的稀硫酸,反应产生氢气的质量与消耗硫酸的质量关系如图。综合以上信息得到以下结论,合理的是( )
A.从图象可以看出,金属镁比金属锌的活动性强
B.若两种金属都有剩余,二者得到的氢气质量相同
C.若硫酸有剩余,二者得到氢气的质量相同
D.若两种金属完全溶解,二者消耗硫酸的质量相同
8.黄铜的颜色与黄金相似,在生活中常常误认为黄金。兴趣小组为探究某黄铜(铜锌合金)中锌的含量,向10.0g该黄铜中加稀硫酸,测得实验数据如图所示。以下分析错误的是( )
A.a点时,锌有剩余
B.c点时,硫酸没有完全参与反应
C.该黄铜中锌的质量分数为44%
D.所用稀硫酸的溶质质量分数为8.29%
9.将质量相等的Mg、Al、Zn三种金属分别放入质量和质量分数均相等的三份稀硫酸中,反应结束后,生成氢气的质量关系不可能的是( )
A B C D
10.向质量均为m的锌粉和铁粉中分别滴加100g相同质量分数的稀硫酸,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.反应后均得到无色溶液
B.反应结束后两种金属均有剩余
C.折线b表示的是铁和稀硫酸反应的情况
D.反应结束后所得溶液的质量相等
11.现有某铁样品5.6g,含有的杂质为镁、锌、铜中的两种或三种。向其中逐渐加入溶质质量分数为9.8%的稀硫酸,产生氢气质量与加入稀硫酸质量的关系如下图所示。则下列结论正确的个数是( )
①恰好完全反应时,一定没有固体剩余
②x的值为0.2
③铁样品中可能含有镁
④M点对应的溶液中含有2种或3种溶质
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
12.往 80g 含有硝酸铜和硝酸银的混合溶液中加入一定量的镁粉,加入的镁粉的质量与溶液质量变化如图所示。试分析计算:
(1)a→b段表示镁粉与混合溶液中的______反应。(填化学式)
(2)原混合溶液中硝酸铜的质量分数是多少?(写出计算过程,精确到0.1%)
13.在相同质量、相同质量分数的稀硫酸中,分别加入足量的Mg、Fe、Zn三种金属,其发生反应的质量关系如图所示。读识如图并判断,下面推理合理的是( )
①反应速率:Mg>Fe>Zn
②反应生成氢气质量:Mg=Fe=Zn
③反应后溶液质量:Mg=Fe=Zn
④反应后溶液溶质质量分数:Mg<Fe<Zn
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
答案和解析
1.C提示:酸足量时,根据公式金属与酸反应时生成的 可知,等质量的镁、铝分别与稀硫酸时生成氢气的质量大小关系是Al>Mg,故A、B项错误;镁比铝活泼,反应需要时间较短,故D项错误。
2.C提示:根据
Zn+2HClZnCl2+H ↑、
65 2
Fe+2HClFeCl2+H ↑
56 2
则生成等质量氢气时,消耗的锌的质量更多,若有一种金属剩余,则剩余金属一定为铁,故C项错误。
3.D 提示:a点时,甲烧杯中的酸恰好完全反应,乙烧杯中的酸有剩余,故A项错误;由题图可知,b点时,铁粉早已反应完,两个烧杯中产生氢气的质量不相同,故B项错误;c点之后,两个烧杯都能继续产生氢气,则c点时两个烧杯中都有金属剩余,故C项错误。
4.C提示:铜与稀硫酸不反应,随着稀硫酸的加入,铜片的质量不变,故A项错误;锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,随着稀硫酸的加入,锌粒不断减少直至为0,故B项错误;锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,随着稀硫酸的不断加入,硫酸锌的质量从0开始不断增加,当锌完全消耗,硫酸锌的质量不变,故D项错误。
5.C提示:由题图可知,加入的金属的质量:X>Y,故A项错误;由于该图坐标没有表示时间的,则无法比较金属活动性顺序,故B项错误;由题图可知,生成的氢气的质量相同,说明消耗的酸的质量相同,根据质量守恒定律,由于消耗的金属质量X>Y,则最终所得溶液的质量:X>Y,故D项错误。
6.C 解析 由题意甲、乙、丙三种金属分别与三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸反应,金属完全反应,根据图示可知,金属乙反应的氢气质量最先达到最大值,其次是金属甲,最后是金属丙,即金属乙最先反应完,其次是金属甲,金属丙最后反应完,因此完全反应所需时间的关系为丙>甲>乙,A正确;图示中曲线平行于x轴时,生成的氢气质量达到最大值,三种金属生成氢气的质量甲最大,其次是乙,最小的是丙,即生成氢气的质量甲>乙>丙,B正确;甲、乙、丙在生成物中均显+2价,若金属元素的符号为M,与稀硫酸反应的通式为M+H2SO4=MSO4+H2↑,设金属的相对原子质量为,金属的质量为,生成氢气的质量为,根据方程式可知,则有,已知甲、乙、丙三种金属的质量相等,则金属的相对原子质量与生成氢气的质量成反比,图示中生成氢气的质量关系为甲>乙>丙,故三种金属的相对原子质量关系为甲<乙<丙,C错误;由反应的方程式可知生成的氢气中的氢元素全部来自于硫酸,根据质量守恒定律元素守恒,生成的氢气质量越大,消耗的硫酸质量越大,图示中生成氢气的质量关系为甲>乙>丙,故消耗硫酸的质量关系为甲>乙>丙,D正确。
7.B 图像体现的是产生氢气质量与消耗硫酸质量之间的关系,没有体现与时间之间的关系,因此无法比较镁、锌反应的速率,无法得出镁和锌的活动性强弱,A错误;若两种金属都有剩余,则消耗的硫酸质量相等,根据氢元素质量守恒,产生的氢气均来自硫酸中的氢元素,故二者得到的氢气质量相同,B正确;若硫酸有剩余,根据反应的化学方程式可知,相同质量的镁、锌产生氢气的质量为:镁>锌,C错误;若两种金属完全溶解,根据反应的化学方程式可知,相同质量的镁、锌与硫酸反应,消耗硫酸的质量为:镁>锌,D错误。
8.D解析 a点时,固体质量还在减少,说明锌未完全反应,锌有剩余,A正确;c点时,稀硫酸过量,硫酸没有完全参与反应,B正确;剩余固体的质量就是黄铜中铜的质量,即黄铜中铜的质量为5.6g,则黄铜中锌的质量=10.0g-5.6g=4.4g,故该黄铜中锌的质量分数为,C正确;由图示可知,10g-8.7g=1.3g锌能与20g稀硫酸恰好完全反应,设参加反应的硫酸的质量x
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
65 98
1.3g x
65:98=1.3g:x
x=1.96g
所用稀硫酸的溶质质量分数=,D错误。
9.C解析 如果金属都过量,则生成氢气质量决定于稀硫酸,由于是质量和溶质质量分数均相同的三份稀硫酸,因此生成氢气质量相等,A选项对应关系有可能;如果稀硫酸过量,则生成氢气质量决定于金属质量,镁、铝、锌和稀硫酸反应的化学方程式及其质量关系:
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
24 2
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
54 6
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
65 2
由以上质量关系可知,相等质量的金属完全反应时,铝反应生成氢气质量最大,其次是镁,锌反应生成氢气质量最小,B选项对应关系有可能;如果镁、锌反应生成氢气质量相等,则稀硫酸不足,对于铝来说,稀硫酸也是不足,因此生成氢气质量应该相等,C选项对应关系没有可能;当铝恰好和硫酸反应时,镁过量,锌不足,镁、铝和稀硫酸反应生成的氢气质量相等,锌和稀硫酸反应生成的氢气质量小于镁、铝和稀硫酸反应生成的氢气质量,D选项对应关系有可能。
10.C 解析 锌反应后得到硫酸锌溶液是无色的,铁反应后得到的溶液是浅绿色的硫酸亚铁溶液,A错误;根据图像可知,当氢气质量不再增加时,稀硫酸的质量都小于100g,说明稀硫酸对于锌、铁都是过量的,则反应结束后两种金属都没有剩余,B错误;根据化学方程式易知,等质量的锌和铁与足量相同的硫酸反应,铁产生的氢气质量多于锌产生的氢气,折线b表示的是铁和稀硫酸反应的情况,C正确;根据图像,等质量的锌和铁与相同质量的硫酸反应,锌和铁反应结束后得到的氢气质量不等,氢气逸出,则所得溶液的质量不相等,D错误。
11.A 解析 100g稀硫酸,恰好完全反应,生成氢气质量,消耗铁、镁、锌的质量分别为:
H2SO4 ~ H2↑ Fe ~ H2SO4 Mg ~ H2SO4 Zn ~ H2SO4
98 2 56 98 24 98 65 98
100g×9.8% x a 100g×9.8% b 100g×9.8% c 100g×9.8%
x=0.2g a=5.6g b=2.4g c=6.5g
5.6g的铁生成氢气的质量为0.2g,5.6g的锌生成氢气的质量小于0.2g,5.6g的铜生成氢气的质量为0,5.6g的镁生成氢气的质量大于0.2g,铁样品中含有的杂质可能是镁和铜,可能是镁、锌,可能是镁、锌、铜的混合物,样品中一定含有镁,③错误;假如杂质是镁、锌、铜的混合物,恰好完全反应时,一定有固体剩余,①错误;由分析可知,生成氢气的质量为0.2g,即x的值为0.2,②正确;M点硫酸是过量的,铁和硫酸反应生成硫酸亚铁、锌和硫酸反应生成硫酸锌、镁和硫酸反应生成硫酸镁,所以对应的溶液中含有3种或4种溶质,④错误。
12.(1)AgNO3 (2)23.5%
解析 (1)由金属活动性顺序可知活动性:镁>铜>银,向硝酸铜和硝酸银的混合溶液中加入一定量的镁粉,镁先与硝酸银反应生成硝酸镁和银,硝酸银反应完全后,镁再与硝酸铜反应生成硝酸镁和铜,所以a→b段表示镁粉与混合溶液中的AgNO3反应。
(2)设混合溶液中硝酸铜的质量为x。
Mg+Cu(NO3)2=Mg(NO3)2+Cu 溶液减量
24 188 64 64-24=40
x 60.8g-56.8g=4g
188﹕40=x﹕4g解得x=18.8g
原混合溶液中硝酸铜的质量分数=18.8g/80g×100%=23.5%
13.D 解析 镁、锌、铁和硫酸反应的化学方程式为:
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
24 98 2
4.8g 0.4g
反应后溶质为:19.6g+4.8g-0.4g=24g
溶质质量分数为:×100%
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
65 98 2
13g 0.4g
反应后溶质为:19.6+13g-0.4g=32.2g
溶质质量分数为:×100%
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
56 2
11.2g 0.4g
反应后溶质为:19.6g+11.2g-0.4g=30.4g
溶质质量分数为:×100%
①三种金属的活动性顺序为:Mg>Zn>Fe,所以反应速率:Mg>Zn>Fe,A错误;
②依据化学方程式可知,反应生成氢气质量:Mg=Fe=Zn,B正确;
③通过推导可知,硫酸中的溶剂质量相等,反应后溶液质量:Mg<Fe<Zn,C错误;
④通过计算比较可知,反应后溶液溶质质量分数:Mg<Fe<Zn,故正确。
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