备战2023新中考二轮科学专题导练 考点08 金属活动性、化学计算

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 考点精讲 1.  １．排在H前的金属能与稀硫酸或稀盐酸反应，置换出酸里的氢，产生H2 . ２．排在H后的金属不能与稀硫酸或稀盐酸反应，不能置换出酸里的氢． ３．排在前面的金属能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来．       金属A+盐(含B)=金属B+盐(含A)注: K、Ca、Ｎa等活泼金属不与盐溶液反应来置换其他金属，因为常温下它们能与水反应。   3.化学方程式的计算根据化学方程式进行计算的步骤（1）设未知数量……………设（2）写出化学方程式……………写（3）标出相关物质的已知量和未知量……………标（4）列比例式，求解……………列（5）简明地写出答案……………答化学方程式计算的四种类型：①已知反应物的质量求生成物的质量；②已知生成物的质量求反应物的质量；③已知一种反应物的质量求另一种反应物的质量；④已知一种生成物的质量求另一种生成物的质量。真题解析例题1．用镍钛合金制成的宇宙飞船自展天线，在低温下被折叠，进入太空后，在阳光照射下可重新展开，恢复成原状。关于此天线制作材料的描述错误的是（　　）A．具有形状记忆功能 B．具有很低的熔点C．具有良好的延展性 D．具有良好的导电性答案1．B【解析】【详解】用镍钛合金制成的宇宙飞船自展天线，在低温下被折叠，进入太空后，在阳光照射下可重新展开，恢复成原状，说明它具有形状记忆功能、良好的延展性、良好的导电性，而镍钛合金的熔点也很高，只有B错误。故选B。 2．某学习小组在做氢气还原氧化铜的实验时，在试管内加入氧化铜固体10g，通入氢气一会儿后再给氧化铜加热，反应完全后撤去酒精灯并停止通入氢气，在空气中将试管冷却，发现部分红色固体又变回黑色，称得试管中剩余固体质量为8.4克。（1）“在空气中将试管冷却”会导致______，使“部分红色固体又变回黑色”。（2）按此实验操作及获得的数据，可知试管剩余固体中有氧化铜______克。（3）该小组想设计方案研究相同条件下一氧化碳和氢气哪个还原氧化铁的量更多，将一氧化碳和氢气等体积混合后先通过图甲装置，再通过图乙中的部分装置组合，为达到实验目的，图甲装置应依次与图乙中的______连接。答案2．     灼热的铜被氧化     2解：设参加反应的氧化铜的质量为x。，x=8g可知试管剩余固体中有氧化铜的质量为：10g-8g=2g。     cba【解析】【详解】（1）“在空气中将试管冷却”会导致灼热的铜被氧化，使“部分红色固体又变回黑色”。（2）见答案 （3）该小组想设计方案研究相同条件下一氧化碳和氢气哪个还原氧化铁的量更多，将一氧化碳和氢气等体积混合后先通过图甲装置，再通过图乙中的部分装置组合，为达到实验目的，必须通过验证生成的产物的多少，故先吸收水，再吸收二氧化碳，最后尾气处理，故图甲装置应依次与图乙中的cba连接。 3．整理和归纳是有效的学习方法。下面是学习小组的同学对Mg、Fe、Cu、Hg、Ag五种金属相关知识的归纳复习，请你参与并回答问题：（1）从物理性质上看，每种金属都有自己的特性。你认为Hg与其它金属的不同之处是_______。（2）从化学性质上看，与盐酸反应最剧烈的是_______，这五种金属中，有一种金属的盐溶液能与其他四种金属发生反应，该金属是_______。（3）性质决定用途，用途反映性质是重要的化学学科思想。用镁粉制作的烟花在夜空中发出耀眼的白光，这是利用了镁的_______性。答案3．     常温下是液体     Mg##镁     Ag##银     可燃【解析】【详解】（1）从物理性质上看，汞常温下为液态金属，与其他金属不同。（2）根据金属活动性顺序可知，位置靠前的金属与盐酸反应越剧烈，故镁与盐酸反应最剧烈；有一种金属的盐溶液能与其他四种金属发生反应，说明该金属的活动性最弱，故该金属为银。（3）用镁粉制作的烟花在夜空中发出耀眼的白光，这是利用了镁的可燃性。 4．实验室的某一废液中含有CuCl2、FeC12和AlCl3三种溶质。小科设计了如下流程来回收AlCl3和有关金属。根据以下实验过程和现象回答问题：（1）金属X为___________（填化学式），操作①需要的玻璃仪器有___________（写出两种）。（2）固体B中含金属___________（填化学式），操作②为___________。答案4．     Al     烧杯、漏斗或烧杯、玻璃棒或玻璃棒、漏斗     Al、Fe、Cu     用磁铁吸引【解析】【分析】某一废液中含有CuCl2、FeC12和AlCl3三种溶质，要回收AlCl3和有关金属，则是要回收AlCl3和Fe、Cu。【详解】（1）根据以上分析可知，金属X为Al，通过过滤可将难溶于水的固体物质与水分离，操作①是过滤，过滤操作中需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。（2）因为加入过量的金属Al，所以固体B中含置换出的金属Fe、Cu以及过量的Al，操作②为用磁铁吸引。 5．人类对金属活动性规律的认识经历了漫长的探索过程，如图甲1625年，格劳贝尔发现将金属放入稀盐酸中会“消失”1766年，卡文迪许用金属与酸反应制取了一种“可燃空气”1865年，贝开托夫经过大量的实验得出了金属活动性规律甲 （1）用金、银、镁三种金属重温格劳贝尔实验，会“消失”的金属有__________。（2）卡文迪许制取的“可燃空气”是__________。（3）运用贝开托夫得出的规律开展实验，向硝酸钠和硝酸银的混合溶液中逐渐加入铁粉，溶液质量变化如图乙所示，则B点时溶液中所含的金属阳离子有__________（用离子符号表示）。 答案：5．     镁##Mg     氢气##H2     Na+、Fe2+【解析】【详解】（1）在金属活动性顺序表中，镁位于氢的前面，能与酸反应，所以则会“消失”的金属有镁。（2）由于较活泼的金属能与酸反应生成了氢气，所以“可燃空气”就是氢气。（3）由于金属的活动性顺序是钠＞铁＞银，向硝酸钠和硝酸银的混合溶液中逐渐加入铁粉，铁只和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银。由图像可知，B点时铁与硝酸银恰好反应，则溶液中所含的金属阳离子有Fe2+和未参与反应的硝酸钠中的Na+。
突破提升一、选择题1．小陈向装有硫酸铜溶液的烧杯中加入一定量铁粉，测得烧杯中溶液质量随加入铁粉质量的变化关系如图，则以下分析正确的是（　　）A．点a时的溶液中暂无金属铜生成B．当加入铁粉质量为m1时，溶液变为无色透明C．点b时过滤出烧杯中的固体，加入稀盐酸后会产生气泡D．若纵坐标表示烧杯内物质的总质量，所得图像不变二、探究题2．某科学兴趣小组为探究铝和铜的金属活动性强弱，开展了以下探究活动。编号操作现象甲将表面未打磨的铝丝浸入CuSO4溶液中无明显现象、乙将表面打磨的铝丝浸入CuSO4溶液中铝丝表面析出红色固体丙将表面未打磨的铝丝浸入CuCl2溶液中铝丝表面析出红色固体 （1）比较实验乙和实验_________（选填“甲”或“丙”）可知：打磨能破坏氧化铝薄膜。（2）实验乙中反应的化学方程式为_________________________，据此可知金属活动性A1强。（3）查阅资料得知：CuSO4溶液中有Cu2+、SO42-、H2O三种粒子，CuCl2溶液中有Cu2+、Cl-、H2O三种粒子。下列是某位同学对实验丙的现象进行的分析，你认为下列猜想合理的是________（填字母）。A．H2O破坏了氧化铝膜           B．Cl-破坏了氧化铝膜C．Cu2+-破坏了氧化铝膜 D．SO42--破坏了氧化铝膜3．镍（Ni）元素存在于我们生活用品中，例如保温杯的不锈钢就含有。为了了解镍金属活动性的强弱，某兴趣小组的同学将等量的镍和镁与等质量等浓度的稀硫酸进行实验。将金属与稀硫酸同时加入反应装置中，当稀硫酸过量时记录反应时间和生成氢气质量，得到如图甲所示的图像；当金属过量时记录反应时间和生成氢气的质量，得到如图乙所示的图像。若将镁置于反应装置中，然后向反应装置中逐渐滴加稀硫酸，每加一滴完全反应后再加下一滴，以此形式滴加至过量，记录镁完全反应时生成氢气的质量和消耗稀硫酸的质量，得到如图所示的图像。（反应的化学方程式：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑；Ni+H2SO4=NiSO4+H2↑）（1）查阅资料得知，与等质量等浓度的同种酸反应，当同种金属的相同质量时，粉末状的要比块状的反应快。则以上实验中，镁和镍还需要控制________相同。（2）下列对于甲乙两图理解的说法正确的是________（可多选）。A．甲图中反应结束后两种金属一定没有剩余　　B．乙图中反应结束后稀硫酸可能有剩余C．甲图中反应结束后消耗稀硫酸的质量不相等　　D．乙图中反应结束后消耗稀硫酸的质量相等（3）取与镁等质量的镍置于反应装置中，然后采用与镁相同的方式向反应装置中滴加稀硫酸。请在丙图上画出镍与稀硫酸反应产生氢气质量与稀硫酸质量的关系图，标出镍完全反应时生成氢气质量和消耗稀硫酸的质量。________4．研究性学习小组的同学用氢气还原氧化铜的原理测定水的组成。请你一起对此展开探究。[设计方案]甲同学利用如图装置及药品进行实验，洗气瓶B中浓硫酸的作用是______。[实验探究]当玻璃管中固体由黑色转变为红色时，实验测得：①装置C的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了1.6g；②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了1.82g， 用此数据算得水中H、O元素的质量比为______， 而由水的化学式计算得出H、O元素的质量比为为1：8。[分析交流]假设装置内原有空中的水蒸气，CO2已预先排尽，生成的水完全被D中碱石灰吸收。针对上述实验结果与理论值有偏差，乙同学认为：该装置存在缺陷，应在D装置后，再连接个盛碱石灰的干燥管，增加该装置的作用是______，小组同学用改进后的装置重新实验得到了正确结果。5．图甲装置可以用来比较不同金属与稀盐酸反应的快慢情况，其中的压强传感器能够测出密闭容器内的气压大小。现将等质量的镁、铝、铁与等量的等浓度的稀盐酸反应的相关数据记录如图乙。已知在等温、等体积条件下，装置内气压与气体的量成正比。   （1）实验中还要控制成一致的变量是___________ 。（2）分析乙图，根据___________得出三次实验的盐酸都已反应完全。       （3）在进行上述实验过程中，发现每组实验测得的装置内压强的实际值都比计算得到的理论值大。如图丙所示。请分析可能的原因___________ 。三、简答题6．日常生活中接触的金属材料，大多属于合金。其中黄铜是以锌作为主要添加元素的铜合金。已知组成某蛋壳的黄铜中只含有锌和铜，现将22g该弹壳碾成粉末后放入盛有足量的稀硫酸烧杯中，测的反应过程中生成的氢气的质量（单位为g）与反应时间（单位为min）的关系如图所示。试计算：（1）由题意可知，反应生成氢气的质量共_______g；（2）若欲计算反应后所得溶液的质量，你认为至少还应该补充的一个条件是__________。（3）弹壳中铜的质量？四、填空题7．氢气、木炭、一氧化碳是金属冶炼中常用的还原剂。如图甲是氢气还原氧化铜的实验，如图乙是木炭还原氧化铁的实验，如图丙是一氧化碳还原氧化铜的实验。（1）甲实验反应后试管中出现红色固体变成黑色现象的原因________；（2）乙实验的冶炼效果不理想，后采用酒精喷灯代替普通酒精灯重做此实验效果较理想。由此可以推断，冶炼不理想的原因________。（3）丙实验中为防止发生CO中毒，应先点燃________（填A或B）酒精灯。8．请按要求完成下列金属性质的实验：       （1）在一定量AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量铁粉充分反应后，溶液中溶质成分不可能是___________A．Fe（NO3）2、AgNO3、Cu（NO3）2  B．Cu（NO3）2、Fe（NO3）2  C．AgNO3、Fe（NO3）2D．Fe（NO3）2（2）研究一：金属与酸反应过程中的能量变化：打磨后的镁条与稀盐酸反应，试管外壁发烫，说明该反应___________（填“吸热”或“放热”）。研究二：金属与盐溶液反应过程中的相关变化。（3）某同学用硫酸铜溶液把“铁勺”变“铜勺”，其反应的化学方程式为___________9．金属材料在生产和生活中有着广泛的应用。（1）下列物质中不属于合金的是___________（填字母）。A．金刚石        B．青铜     C．生铁（2）铜可制成导线，主要是因为铜是具___________。（3）铝为银白色金属，在空气中不易被完全腐蚀的原因是___________。（4）写出铝与稀盐酸反应的方程式___________10．为研究铁、铜、银的金属活动性强弱，小明从现有的硝酸铜溶液、硝酸亚铁溶液、硝酸银溶液、铜丝、铁丝中选取四种药品进行实验，如图。（1）实验中观察到，铁丝表面有___________色固体析出；请写出铜丝与硝酸银反应的化学方程式___________； （2）上述实验用了四种药品，小金说只要从上述药品中选用三种药品就可以得出三种金属的活动性强弱关系。这三种药品是___________。
答案：1．C【解析】【分析】向装有硫酸铜溶液的烧杯中加入一定量铁粉，发生反应：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4，56份质量的铁反应生成64份质量的铜，反应后固体质量增多，所以溶液质量减少。【详解】A. 点a时的溶液中有金属铜生成，此选项错误；B. 当加入铁粉质量为m1时，硫酸铜恰好完全反应生成硫酸亚铁溶液，溶液是浅绿色的，此选项错误；C. 点b时加入的铁过量，过滤出烧杯中的固体，固体中含有铁和铜，加入稀盐酸后，铁会和稀盐酸反应产生气泡，此选项正确；D. 若纵坐标表示烧杯内物质的总质量，因为化学反应遵守质量守恒定律，反应后烧杯内物质的总质量不变，所得图像会发生改变，此选项错误。故选C。2．     甲     2Al+3CuSO4=Al2（SO4）3+3Cu     B【解析】【详解】（1）依据实验方案中的甲、乙实验操作和实验现象可知，比较实验乙和实验甲可得知，打磨能破坏氧化铝薄膜。（2）将表面打磨后的铝丝浸入CuSO4溶液中，铝丝表面析出红色固体，说明铝与硫酸铜溶液反应生成硫酸铝和铜，则反应方程式为2Al+3CuSO4=Al2（SO4）3+3Cu，说明铝的活泼性强于铜。（3）CuSO4溶液中有Cu2+、SO42-、H2O三种粒子，CuCl2溶液中有Cu2+、Cl-、H2O三种粒子，对比溶液中粒子的种类，不同的是硫酸根离子和氯离子，对比甲、丙两实验的现象，甲无明显现象，实验结论排除SO42-对氧化铝薄膜的破坏，说明Cl-能破坏氧化铝薄膜。故选B。3．     表面积     A，C，D     【解析】【详解】（1）与等质量等浓度的同种酸反应，当同种金属的相同质量时，粉末状的要比块状的反应快，这说明反应物的表面积会影响反应速率，则以上实验中，镁和镍还需要控制表面积相同。（2）A、根据题意可知，甲图中两种金属完全反应，自然没有剩余，故A正确；B、根据题意可知，乙图中稀硫酸质量相同且完全反应，则稀硫酸肯定没有剩余，故B错误；C、在甲图中，生成氢气的质量与稀硫酸的质量呈正比，既然生成氢气的质量不等，那么消耗稀硫酸的质量也不相等，故C正确；D、在乙图中，生成氢气的质量相等，则消耗稀硫酸的质量相等，故D正确。故选ACD。（3）根据图片可知，金属镁完全反应时，生成氢气0.57g，消耗稀硫酸285g；设参加反应的镁的质量为x， 解得：x=6.84g；则金属镍的质量也是6.84g，设与镍完全反应生成氢气的质量为y， 解得：y=0.23g；设金属镍完全反应时消耗稀硫酸的质量为z，因为生成氢气的质量与消耗稀硫酸的质量呈正比，所以得到：；解得：z=115g。根据上面的信息，作图如下：。4．     吸收水蒸气     11：80     防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入D装置【解析】【详解】设计方案：浓硫酸具有吸水性，洗气瓶B中浓硫酸的作用是吸收水蒸气。实验探究：C装置质量减少量为氧化铜中氧元素质量，D装置增加量为生成水的质量。通过题中的数据，计算得出水中氧元素的质量是1.6g，氢元素的质量是1.82g-1.6g=0.22g，所以水中H、O元素的质量比为：0.22g：1.6g=11：80。分析交流：因为空气中的水、二氧化碳进入了干燥管，影响了结果，所以应该在D装置后面再连接一个干燥管，这样能够防止空气中的水和二氧化碳进入D中。5．     金属颗粒大小     最终装置内气压相同     氢气中混入了氯化氢气体或水蒸气【解析】【详解】（1）实验中还要控制成一致的变量是：金属颗粒大小。（2）分析乙图，根据最终装置内气压相同，得出三次实验的盐酸都已反应完全。（3）在金属和稀盐酸反应的过程中，由于不断放热，因此会生成水蒸气，挥发出HCl气体，它们与氢气混合在一起，使装置内的压强增大。在进行上述实验过程中，发现每组实验测得的装置内压强的实际值都比计算得到的理论值大。可能的原因：氢气中混入了氯化氢气体或水蒸气。6．(1) 0.2； (2) 稀硫酸的质量  (3) 设黄铜中锌的质量为x    x=6.5g弹壳中铜的质量为：22g-6.5g=15.5g。【解析】【详解】（1）由题意及图示分析可知，反应生成氢气的质量为0.2g。（2）若要计算反应后所得溶液的质量，还应知道稀硫酸的质量，锌加稀硫酸的质量减去产生氢气的质量就是反应后所得溶液的质量。（3）解析见答案。7．     反应结束后未继续通入氢气（生成的铜又被空气氧化）     反应需要高温条件（反应缺少高温条件）     B【解析】【详解】（1）甲实验反应后试管中出现红色固体变成黑色现象的原因是反应结束后未继续通入氢气，生成的铜又被空气中的氧气氧化为氧化铜；（2）乙实验的冶炼效果不理想，后采用酒精喷灯代替普通酒精灯重做此实验效果较理想。由此可以推断，冶炼不理想的原因是反应需要高温条件。（3）丙实验中为防止发生CO中毒，应先点燃B酒精灯，以防尾气中的一氧化碳排放到空气中，造成一氧化碳中毒。8．     C     放热     Fe+CuSO4=Cu+FeSO4【解析】【详解】（1）铁粉先和硝酸银反应，生成硝酸亚铁和银单质，再和硝酸铜反应，生成硝酸亚铁和铜单质。A、如果铁粉质量很小，那么只和部分硝酸银反应，那么溶质为反应产物硝酸亚铁、未反应的硝酸银和硝酸铜，故A不合题意；B、如果铁的质量不够多，那么只和硝酸银完全反应或者只和部分硝酸铜反应，那么溶质为反应产生硝酸亚铁和剩余的硝酸铜，故B不合题意；C、如果溶液中存在硝酸银，那么硝酸铜还没有开始反应，因此只要有硝酸银存在，那么硝酸铜肯定同时存在，故C符合题意；D、如果硝酸铜完全反应，那么溶质只有反应产物硝酸亚铁，故D不合题意。故选C。（2）金属与酸反应过程中的能量变化：打磨后的镁条与稀盐酸反应，试管外壁发烫，说明该反应放热。（3）铁和硫酸铜反应，生成硫酸亚铁和铜单质，反应的方程式为：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。9．     A     导电性     铝表面被空气氧化生成了致密的氧化层，可防止铝进一步被腐蚀     2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑【解析】【详解】（1）金刚石是碳，不属于合金，青铜是铜的合金，生铁是铁的合金，故选A。（2）铜具有导电性，可制成导线。（3）在空气中铝制品更耐腐蚀，原因是：铝表面被空气氧化生成了致密的氧化层，可防止铝进一步被腐蚀。（4）铝与盐酸的反应，生成了氯化铝和氢气，反应的方程式：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑。10．     红     Cu+2AgNO3=Cu（NO3）2+2Ag     铜丝、硝酸亚铁溶液、硝酸银溶液【解析】【分析】【详解】（1）铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，所以实验中观察到铁丝表面有红色的铜析出；铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，化学方程式为：Cu+2AgNO3=Cu（NO3）2+2Ag。（2）从上述药品中选用三种药品就可以得出三种金属的活动性强弱关系，这三种药品是铜丝、硝酸亚铁溶液、硝酸银溶液。铜不能与硝酸亚铁溶液反应，所以铜活动性比铁弱，铜能置换出硝酸银溶液中的的银，说明铜的活动性比银强。