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初中化学中考复习 4专题四 金属与金属矿物 课件 2021年中考化学（全国）一轮复习
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这是一份初中化学中考复习 4专题四 金属与金属矿物 课件 2021年中考化学（全国）一轮复习，共60页。
中考化学
专题四 金属与金属矿物
A组 2020年全国中考题组
考点一 金属材料
1.(2020山西,4,2分)东汉时期的“马踏飞燕”堪称我国古代青铜器艺术中无与伦比的珍品。其制作材料 属于 ( ) A.合成材料 B.天然材料C.金属材料 D.复合材料
答案 C 青铜属于金属材料,故选C。
2.(2020湖南长沙,9,3分)北斗系统的全面建成彰显了中国航天的力量,在航天科技中会用到大量金属材 料。下列有关金属材料的说法正确的是 ( )A.合金中一定只含金属元素B.纯铜比黄铜的硬度更大C.生锈的钢铁制品没有回收价值D.钛和钛合金被广泛用于火箭、导弹等
答案 D A项,合金是在金属中加热熔合某些金属或非金属制成的,错误;B项,通常合金比组成它的纯 金属的硬度大,黄铜是铜锌合金,故纯铜比黄铜的硬度小,错误;C项,生锈的钢铁制品回收利用不仅可以节 约金属资源,还可以减少对环境的污染,错误;D项,钛和钛合金具有很多优良的性能,被广泛用于火箭、导 弹等,正确。
3.(2020河南,21,2分)化学与人类社会生活密不可分,请回答下列问题。(1)我们倡导“低碳”生活,“低碳”是指哪种物质的较低量排放?(2)铝的化学性质活泼,为什么铝制品却具有很好的抗腐蚀性能?
答案 (1)二氧化碳(或CO2)的较低量排放。(1分)(2)铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化。(1分)
解析 (1)“低碳”生活中的“低碳”,是指二氧化碳的较低量排放。(2)铝在常温下与空气中的氧气发 生反应,其表面生成一层致密的氧化铝保护膜,使里层的铝不能被氧化,因此铝制品具有很好的抗腐蚀性 能。
4.(2020北京,6,1分)下列不能与稀盐酸反应的金属是 ( )A.Cu B.Zn C.Al D.Mg
考点二 金属的性质和用途
答案 A 在金属活动性顺序中,排在氢后面的金属不能与稀盐酸发生置换反应。铜是位于氢后的金 属,不能和稀盐酸发生反应,故选A。
知识拓展 金属活动性顺序的应用:①金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,金属的活动性越强。②在 金属活动性顺序中,位于氢前的金属能够与稀盐酸或稀硫酸发生置换反应生成盐和氢气。③在金属活 动性顺序中,位于前面的金属(除K、Ca、Na外)能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
5.(2020黑龙江齐齐哈尔,15,2分)向硝酸银溶液中加入一定质量的锌粉和铜粉的混合物,充分反应后过滤, 得到滤渣和滤液。以下推断正确的是(双选) ( )A.若向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,则滤渣中一定有银、铜、锌B.若滤液为无色,则滤渣中一定有锌C.若滤液为蓝色,则滤液中一定有硝酸银、硝酸铜和硝酸锌D.滤渣的质量一定比反应前锌粉和铜粉混合物质量大
答案 AD 向硝酸银溶液中加入一定质量的锌粉和铜粉的混合物,锌粉先和硝酸银溶液反应。若锌粉 反应完了,溶液中还有硝酸银剩余,铜粉再和硝酸银溶液反应。A项,若向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生, 说明锌粉有剩余,则铜没有和硝酸银溶液反应,滤渣中一定有银、铜、锌,正确。B项,若滤液为无色,说明 铜没有和硝酸银溶液反应,则滤渣中一定有银、铜,错误。C项,若滤液为蓝色,则滤液中一定有硝酸铜和 硝酸锌,硝酸银可能有,也可能没有,错误。D项,由反应Zn+2AgNO3 Zn(NO3)2+2Ag65 2×108Cu+2AgNO3 Cu(NO3)2+2Ag64 2×108可知每消耗掉65份质量的锌,就会生成216份质量的银;每消耗掉64份质量的铜,就会生成216份质量的 银,正确。
6.(2020广西北部湾经济区,25,6分)金属材料广泛应用于生产、生活中。(1)用铜作导线,利用了铜的延展性和 性。(2)镁是一种活泼的金属,请写出镁与稀盐酸反应的化学方程式 。(3)将等质量的A、B、C三种金属(生成物中金属元素均为+2价),分别放入质量分数相等且足量的稀盐 酸中,产生H2的质量与反应时间的关系如图所示。A、B、C三种金属中,金属活动性由强到弱的顺序是 ,相对原子质量最大的是 。 (4)向一定量的硝酸银和硝酸亚铁混合溶液中加入m g 锌粉,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。下列分 析正确的是 (填字母序号)。A.若滤渣只含一种金属,则滤液中的溶质只有三种B.若滤液中含有两种金属离子,则滤渣中的固体只有两种
C.若最终得到的滤渣质量仍为m g,则滤液中溶质最多有两种D.若向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,则滤液中的溶质最多有两种
答案 (1)导电 (2)Mg+2HCl MgCl2+H2↑ (3)A>C>B C (4)C、D
解析 (1)铜具有良好的延展性和导电性,可用作导线。(2)镁与稀盐酸反应的化学方程式为Mg+2HCl MgCl2+H2↑。(3)金属的活动性越强,金属与稀盐酸反应生成氢气的速率越快,题图中直线的斜率越大,根据题图可知,A、B、C三种金属的活动性由强到弱的顺序为A>C>B;由于生成物中金属元素均为+2价,所以金属元素的相对原子质量越大,生成的氢气越少,根据题图可知,金属C产生的氢气最少,所以相 对原子质量最大的是C。(4)根据金属的活动性顺序可知,金属活动性:Zn>Fe>Ag,向一定量的硝酸银和 硝酸亚铁混合溶液中加入锌粉,锌粉会先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,若锌粉有剩余,锌粉会继续与硝 酸亚铁反应生成硝酸锌和铁,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。若滤渣中只含一种金属,则Zn的量不 足,滤渣为Ag,滤液中溶质可能为硝酸银、硝酸亚铁、硝酸锌三种,也可能为硝酸亚铁、硝酸锌两种,故A 不正确。若滤液中含有两种金属离子,则滤液中溶质为Zn(NO3)2和Fe(NO3)2,滤渣可能有两种情况:第一 种,Zn只与硝酸银反应,滤渣中的固体为Ag;第二种,Zn与硝酸银反应,并与部分硝酸亚铁反应,滤渣中的固 体为Ag、Fe两种,故B不正确。当Zn置换Ag时,滤渣的质量增大,当Zn置换Fe时,滤渣的质量减小,由于反 应前后固体质量不变,所以Zn必定置换出了Ag和Fe,所以硝酸银完全反应,硝酸亚铁反应有两种情况:第 一种,硝酸亚铁完全反应,此时滤液中的溶质只有硝酸锌;第二种,硝酸亚铁部分反应,此时滤液中溶质有 硝酸锌和硝酸亚铁,故C正确。若向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,说明滤渣中含有铁或锌、铁的混合 物,此时银完全被置换出来,溶液中不含硝酸银,若硝酸亚铁部分反应,则滤液中含有硝酸亚铁和硝酸锌两
种溶质,若硝酸亚铁完全反应,则滤液中只含硝酸锌一种溶质,故D正确。
方法技巧 向混合盐溶液中加入能与混合盐溶液反应的金属,按照“远距离先置换”的原则,判断哪个 反应先发生,哪个反应后发生,然后结合选项进行解答。
7.(2020重庆A,20,5分)今年新冠病毒肆虐全球,抗疫过程中我们用到了多种材料。(1)医用口罩、隔离服、防护罩中的材料大部分是 (填“天然”或“合成”)材料。(2)修建火神山、雷神山两座医院时用到了大量铝合金材料,铝合金密度小、硬度大、耐腐蚀。铝制品 耐腐蚀的原因是 (用化学方程式表示)。铝合金中主要含铝、铜、镁三种 金属,为验证这三种金属的活动性顺序,某同学设计了以下3个实验: 实验甲中铝丝表面会出现的现象是 ,实验甲能得出的结论是 的金属 活动性更强,另一位同学认为实验乙、丙中均无明显现象,对完整的结论没有作用,都可以省去。你的看
法是 (填序号)。A.乙、丙都可以省去B.乙、丙都不能省去C.丙可以省去,乙不能省D.乙可以省去,丙不能省
答案 (5分)(1)合成(1分)(2)4Al+3O2 2Al2O3(1分) 有红色固体(1分) Al(或铝)(1分) C(1分)
解析 (1)医用口罩、隔离服、防护罩中的材料大部分属于合成材料。(2)因为铝在常温下容易和氧气 反应生成一层致密的氧化铝薄膜,阻碍铝进一步被腐蚀,所以铝抗腐蚀性好;三种金属的活动性顺序为 Mg>Al>Cu,Al可以从CuSO4溶液中置换出金属铜,所以实验甲中的现象为铝丝表面有红色固体析出;实 验甲可证明金属活动性:Al>Cu,实验乙可证明金属活动性:Mg>Al,综合分析实验甲和乙已经可以探究出 三种金属的活动性顺序,故实验丙可以省去。
考点三 金属资源
8.(2020广东广州,17,2分)铁制品通常比铝制品更容易锈蚀,下列说法正确的是 ( )A.铁的金属活动性比铝强B.铝在自然界中以单质形式存在C.锈蚀的铁制品无回收价值D.自行车链条涂油有防锈作用
答案 D 铁的金属活动性比铝弱,故A错误;铝化学性质比较活泼,所以铝在自然界中以化合物形式存 在,故B错误;锈蚀的铁制品可回收,故C错误;自行车链条涂油能阻止铁制品与水、空气接触,防止铁制品 生锈,故D正确。
9.(2020辽宁葫芦岛,20,5分)铁及其合金在生产生活中有着广泛的应用。(1)近年来,我国高铁建设促进了经济、社会的快速发展。制造铁轨的材料是铁合金,与纯铁相比较,铁合 金具有 (答一点)的优良性能。(2)工业上可用稀盐酸除去铁锈,该反应的化学方程式为 。(3)为了防止家中常用的铁锅生锈,你的做法是 。除防止金属腐蚀外,请再写出 一条保护金属资源的有效途径 。
答案 (5分)(1)硬度高(合理给分)(1分)(2)Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O(2分)(3)洗净擦干(合理给分)(1分) 回收利用废旧金属(或有计划、合理开采矿物或寻找金属的代用品)(1分)
解析 (1)制造铁轨的材料是铁合金,与纯铁相比较,铁合金具有硬度高的优良性能。(2)铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁与盐酸反应的化学方程式为Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O。(3)铁与氧气、水共存时会生锈,为了防止家中常用的铁锅生锈,在使用完毕后要洗净擦干;除防止金属腐 蚀外,回收利用废旧金属,有计划、合理开采矿物或寻找金属的代用品,都是保护金属资源的有效途径。
10.(2020四川南充,16,7分)金属与人类生活密切相关,回答下列问题。(1)铯原子钟300年误差不超过5秒。铯元素在元素周期表中的信息如图所示,则铯的相对原子质量是 。 (2)将黄铜片和纯铜片相互刻画,发现纯铜片表面留下较深的划痕,则它们的硬度大小关系是:纯铜 黄铜(填“>”“<”或“=”)。(3)金属资源储量有限,而且不可再生。下列措施能够减缓金属消耗速度的是 。A.回收利用废旧金属B.加大对金属矿物的开采,提高金属产量C.寻找和开发金属的替代品D.提高金属制品的防腐能力,延长金属制品的使用寿命(4)铁是目前世界年产量最高的金属,但易生锈,写出用稀盐酸除铁锈的化学方程式 。
(5)往硝酸银溶液中加入一定量的锌和铜的混合物,充分反应后,过滤,滤液为蓝色,则滤液中一定含有的 金属离子是 。
答案 [(1)、(2)、(3)题各1分,(4)、(5)题各2分,共7分](1)132.9 (2)< (3)ACD (4)Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O (5)Zn2+、Cu2+
解析 (1)由题图可知,铯的相对原子质量为132.9;(2)通常合金的硬度比其组分金属的大,黄铜是铜锌合 金,因此纯铜的硬度小于黄铜;(3)保护金属资源,减缓金属消耗速度的方法包括:防止金属制品锈蚀,合理 开发利用金属资源,寻找和开发新材料,代替金属材料,回收利用废旧金属等,故选ACD;(4)铁锈的主要成 分是Fe2O3,与盐酸反应生成氯化铁和水;(5)三种金属的活动性顺序为锌>铜>银,往硝酸银溶液中加入一 定量的锌和铜的混合物,硝酸银首先和锌反应,化学方程式为Zn+2AgNO3 Zn(NO3)2+2Ag,若锌完全反应后硝酸银有剩余,则硝酸银会继续与铜反应,化学方程式为Cu+2AgNO3 Cu(NO3)2+2Ag,过滤后,滤液为蓝色,则滤液中一定含有Cu2+、Zn2+,可能有Ag+,滤渣中一定有Ag,可能有Cu。
B组 2016—2019年全国中考题组
考点一 金属材料
1.(2018江西,1,2分)常温下为液态的金属是 ( )A.汞 B.金 C.银 D.铝
答案 A 汞是熔点最低的金属,常温下呈液态。
知识归纳 地壳中元素的含量在前四位的依次为氧、硅、铝、铁,生物细胞中元素含量在前四位的依 次为氧、碳、氢、氮,海水中含量最高的是氧元素,空气中含量最高的是氮元素,人体中含量最高的金属 元素是钙。
2.(2019湖南衡阳,17,2分)下列有关金属材料的说法中,正确的是 ( )A.地壳中含量最高的金属元素是铁B.钢的性能优良,所以钢是纯净的铁C.多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属更好D.银的导电性最好,大多数电线都是用银作材料
答案 C 地壳中元素的含量在前四位的依次为氧、硅、铝、铁,含量最高的金属元素是铝,故A错误; 钢属于铁合金,主要成分是铁,还含有碳等其他成分,故B错误;合金是在金属中加热熔合了某些金属或非 金属制成的,可以根据需要,增强其抗腐蚀性能,故C正确;银的导电性最好,铜的导电性仅次于银,受价格 和资源的影响,大多数电线都是用铜作材料,故D错误。
关键点拨 物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用 途时,还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利,以及废料是否易于回收和对环境的影响等多 种因素。
3.(2016湖北襄阳,44,3分)我们的生活用品,大都是由金属材料制成的。(1)金属材料包括金属以及它们的 。(2)金属铜常用来做导线,是利用了铜良好的延展性和 性。(3)将一定量的锌粉加入到硫酸亚铁、硫酸铜的混合溶液中,一段时间后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,观察 到有气泡产生,则滤液中一定含有的溶质有 。
答案 (1)合金 (2)导电 (3)ZnSO4(或“硫酸锌”)
解析 (1)金属材料包括纯金属及其合金;(2)金属具有良好的延展性、导电性、导热性等,用金属铜做导 线利用了铜的导电性和延展性;(3)锌粉先和CuSO4反应,再与FeSO4反应,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产 生,说明固体中一定有Cu、Fe,可能有过量的锌,所以滤液中一定含有ZnSO4,可能含有FeSO4。
审题技巧 解答第(3)问时,注意审题,抓住突破口“向滤渣中加入稀盐酸,观察到有气泡产生”。
知识拓展 当一种金属能够置换出盐溶液中的两种金属时,应依据“距离远的先反应”原则,判断反应 顺序。例如,将一定量的锌粉加入硫酸亚铁、硫酸铜的混合溶液中,锌粉先和CuSO4反应,再与FeSO4反 应。
4.(2018山西,23,3分)当你漫步阿根廷的布宜诺斯艾丽斯时,会被这里精美绝伦的雕塑所吸引,“花之魂” 就是世界10大奇异雕塑之一(图甲),它是由钢和铝(6%~16%)加工而成的巨型“花朵”。傍晚时分“花 朵”霓虹闪烁,将城市的夜晚打扮得流光溢彩,美轮美奂。 (1)钢、铝加工而成的“花之魂”比铁雕塑性能优良之处 (写一条)。(2)目前金属耗速过快,替代材料越来越多。列举生活中常用的一种合成材料 。(3)图乙是铝的原子结构示意图,铝原子在化学反应中易 电子(填“得”或“失”)。
答案 (1)耐腐蚀(或不易生锈/硬度大/经久耐用)(合理即可)(2)塑料(或合成纤维/合成橡胶/聚乙烯)(合理即可)(3)失
解析 (1)钢、铝比铁耐腐蚀、不易生锈、硬度大、经久耐用。(2)塑料、合成纤维、合成橡胶是生活 中常用的合成材料。(3)铝原子最外层有3个电子,在化学反应中易失去3个电子。
5.(2018陕西A,19,4分)人类文明进步与金属材料发展关系十分密切。(1)铝合金被广泛应用于制造飞机、高铁等,这是因为铝合金具有 、质量轻、耐腐蚀等特性。(2)化学兴趣小组为了鉴别某黄色金属是黄金还是黄铜(铜锌合金),设计了如下方案:①取样,在空气中加热②取样,加入硝酸银溶液③取样,加入硫酸锌溶液其中不合理的是 (填序号)。某同学提出还可以用稀硫酸鉴别,他所依据的反应原理是 (用化学方程式表示)。
答案 (1)硬度大或强度大(2)③ Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑(无“↑”符号扣1分,化学式错误扣2分)
解析 (1)铝合金广泛应用于制造飞机、高铁等,主要是因为铝合金的硬度大或强度大、质量轻、耐腐 蚀等。(2)金的化学性质非常稳定,在空气中加热跟氧气不反应,而铜锌合金加热会与氧气反应而变黑,因 此①可以鉴别;金和硝酸银溶液不反应,而铜、锌能与硝酸银溶液发生置换反应,因此②可以鉴别;硫酸 锌与金和铜、锌都不反应,无法鉴别,因此③不合理。在金属活动性顺序中,Zn排在H前,可以和稀硫酸发 生置换反应,反应的化学方程式为Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑。
考点二 金属的性质和用途
6.(2017江西,4,2分)我省明代科学家宋应星所著的《天工开物》中,详细记述了金、铜、铁、锌等金属 的开采和冶炼方法,记述的金属中金属活动性最强的是 ( )A.金 B.铜 C.铁 D.锌
答案 D 根据金属活动性顺序可知,四种金属活动性由强到弱的顺序为锌、铁、铜、金,故选D。
7.(2018四川成都,11,3分)探究锌、铜、镁的金属活动性时,下列现象、分析或结论正确的是 ( )A.盐酸的浓度可以不同 B.铜片表面有气泡C.镁片的试管发烫 D.活动性:Cu>Zn>Mg
答案 C 探究镁、锌、铜金属活动性顺序时,要控制其他变量相同,如盐酸浓度、体积以及金属的表 面积等,A错误;铜与盐酸不反应,看不到气泡,B错误;镁片与盐酸反应剧烈,放出大量的热,试管发烫,C正 确;活动性Mg>Zn>Cu,D错误。
8.(2019山东潍坊,18,2分)向m克 AgNO3、Cu(NO3)2和Fe(NO3)2的混合溶液中加入Zn,充分反应后过滤,所 得滤液质量仍为m克。下列说法正确的是 ( )A.滤渣中一定有Ag、Cu、FeB.滤液中一定没有AgNO3C.滤液中一定含有Zn(NO3)2、Fe(NO3)2D.该过程至少发生了三个化学反应
答案 B 根据金属活动性顺序,锌先和硝酸银反应,再和硝酸铜反应,最后和硝酸亚铁反应,根据反应的 质量比可知:锌和硝酸银反应导致溶液质量减少,锌和硝酸铜、硝酸亚铁反应都导致溶液质量增加。反 应前后溶液质量不变,说明锌先与硝酸银完全反应,再和硝酸铜反应,可能和硝酸亚铁发生了反应,所以滤 渣中一定有银、铜,可能有铁和过量的锌,故A错误;硝酸银一定反应完全,故B正确;硝酸亚铁可能没有反 应,也可能部分反应,也可能已完全反应,所以溶液中不一定有硝酸亚铁,故C错误;根据上述分析,该过程 中至少发生了两个反应,故D错误。
疑难解析 本题的难点在于反应前后溶液的质量不变,锌和硝酸银反应导致溶液质量减少,锌和硝酸 铜、硝酸亚铁反应均导致溶液质量增加,说明至少发生了两个反应。
9.(2019北京,21,2分)用粗木棍在涂有蜡的锌板上写“明”“和”两个字,露出下面的锌板。向“明”字 上滴加CuSO4溶液,向“和”字上滴加盐酸。 (1)“明”字上的现象是 。(2)“和”字上产生气泡,用化学方程式解释: 。
答案 (1)有红色固体生成,溶液颜色变浅 (2)Zn+2HCl ZnCl2+H2↑
解析 (1)锌与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸锌溶液,故“明”字上的现象是出现红色固体,溶液颜色变 浅。(2)向“和”字上滴加盐酸,锌与盐酸反应生成氯化锌和氢气,化学方程式为Zn+2HCl ZnCl2+H2↑。
10.(2017天津,21,10分)金属材料广泛应用于生产生活中。(1)铝块能制成铝箔是利用了铝的 性(填“导电”或“延展”)。(2)为探究铝、铜的金属活动性顺序,某同学选用了下列药品进行实验,其中可行的是 (填字母)。A.铝丝、铜丝、氯化镁溶液B.铝丝、铜丝、硫酸铜溶液(3)A~G是初中化学常见的物质。已知A为黑色固体单质,B为红棕色粉末,G为紫红色固体单质,它们的 转化关系如下图所示,回答问题。
①写出化学式:A ;B 。②反应Ⅱ的化学方程式为 。③反应Ⅲ的化学方程式为 。(4)用1 600 t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为 t(结果保留至 0.1)。
答案 (10分)(1)延展 (2)B(3)①C Fe2O3 ②CO2+C 2CO ③Fe+CuSO4 FeSO4+Cu (4)933.3
解析 (1)铝块能制成铝箔是利用了铝的延展性。(2)铝丝、铜丝都不能与氯化镁溶液反应,不能验证 铝、铜两种金属的活动性;铝丝能与硫酸铜溶液反应,证明铝的活动性比铜强。(3)A为黑色固体单质,B 为红棕色粉末,G为紫红色固体单质,结合图中转化关系可知A为碳,B为氧化铁,氧化铁和碳在高温下反 应生成铁和二氧化碳;二氧化碳和碳在高温下反应生成一氧化碳,一氧化碳和氧化铜加热反应生成铜,铁 和硫酸铜溶液反应也生成铜。(4)根据铁原子守恒,可知炼出生铁的质量为1 600 t×80%× ÷96%≈933.3 t。
11.(2018辽宁沈阳,17,7分)为了防止污染,用黄铜矿(主要成分是CuFeS2及少量含Zn的化合物)炼铜时,将 产生的废气、废液转换成工业原料,设计流程如下:(假定每一步都完全反应) (1)废气处理后得到的产品X是 。(2)写出步骤①中反应的化学方程式: 。(3)步骤②的操作是 。(4)滤液a和滤液b中溶质的成分 (填“相同”或“不相同”)。(5)若操作过程中物质的损失忽略不计,要生成2.8 g B和3.2 g D,则加入Zn的质量应至少大于 g。
答案 (1)H2SO4(或硫酸)(2)Zn+FeSO4 ZnSO4+Fe、Zn+CuSO4 ZnSO4+Cu(3)用磁铁吸引 (4)相同 (5)6.5
解析 (1)三氧化硫与水反应生成硫酸,因此产品X是硫酸。(2)锌比铜、铁金属活动性强,废液中加入过 量锌,锌与硫酸铜、硫酸亚铁发生置换反应,得到的固体A为生成的铜、铁和过量的锌的混合物,滤液a为 硫酸锌溶液。(3)固体A为铜、铁、锌的混合物,用磁铁吸引后得到的固体B为铁,固体C为铜和锌的混合 物,加入适量的稀硫酸,锌与稀硫酸反应生成硫酸锌,铜不反应,故固体D为铜,滤液b为硫酸锌溶液。(4)滤 液a、b中溶质的成分相同,均为硫酸锌。(5)B为铁,D为铜,根据锌与硫酸亚铁反应的化学方程式,可计算 出生成2.8 g铁需要锌的质量为3.25 g;根据锌与硫酸铜反应的化学方程式,可计算出生成3.2 g铜需要锌 的质量为3.25 g,故加入的锌的质量应至少大于3.25 g+3.25 g=6.5 g。
考点三 金属资源
12.(2019四川成都,3,3分)今年世界地球日的主题为“珍爱美丽地球·守护自然资源”。下列做法与此不 相符的是 ( )A.废旧金属回收利用B.农业上过量施用化肥、农药C.有计划、合理地开采矿物D.使用新型、可降解的塑料制品
答案 B A项,废旧金属回收利用既能节约金属资源,又能保护环境,符合世界地球日的主题;B项,农业 上过量施用化肥、农药,既浪费化肥和农药,又会造成土壤和水体污染,不符合世界地球日的主题;C项,有 计划、合理地开采矿物有利于保护矿物资源,符合世界地球日的主题;D项,使用新型、可降解的塑料制 品是防治“白色污染”的有效方法,符合世界地球日的主题。
13.(2017黑龙江哈尔滨,5,2分)下列生活中的做法错误的是 ( )A.用生石灰作食品干燥剂B.用汽油或加了洗涤剂的水来除去衣服上的油污C.钢铁表面采用涂油、刷漆、镀铬等方法都能防止钢铁生锈D.燃气灶的火焰出现橙色或黄色时,可调小炉具进风口
答案 D 生石灰能和水反应,可用作食品干燥剂,故A正确;汽油可以溶解油污,洗涤剂具有乳化功能,都 可以除去衣服上的油污,故B正确;钢铁表面采用涂油、刷漆、镀铬等方法能隔绝空气中的氧气和水,防 止钢铁生锈,故C正确;燃气灶的火焰出现橙色或黄色时,说明氧气不足,应调大炉具进风口,故D错误。
14.(2018辽宁沈阳,16,5分)世界上每年都有将近总产量十分之一的钢铁锈蚀,造成了巨大的经济损失。 为探究铁锈蚀的原因,分别取3枚洁净无锈的铁钉放入试管中,进行如下实验: (1)进行实验一时,老师指导同学们先向迅速冷却后的沸水中,放入一截打磨光亮的略长于铁钉的镁带,几 分钟后再放入铁钉。镁带的作用是 。(2)大多数同学都观察到了实验一、实验二中铁钉无锈,实验三中铁钉生锈的现象,得出铁生锈的条件是 。某同学却发现本组实验二中的铁钉表面出现了少量铁锈,经仔细检查
后发现胶塞已塞紧,产生这种现象的原因可能是 。(3)工业上用锈蚀的废旧铁制品可以回炉炼铁,原理是 (用化学方程 式表示)。在生活中人们对废旧金属合理的处理方法通常有 (写一种)。
答案 (1)除去水中的氧气(2)铁与氧气和水共同作用 生石灰的量不足;生石灰已失效;铁钉与生石灰直接接触(其他合理答案均 可)(3)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 投放到可回收垃圾桶;卖给废品回收站等(其他合理答案均可)
解析 (1)镁带的作用是除去水中的氧气,使铁钉不与氧气接触。(2)实验一中铁钉只与水接触没有生锈; 实验二中铁钉只与氧气接触没有生锈;实验三中铁钉同时接触水和氧气发生锈蚀,故铁生锈的条件是与 氧气和水共同作用。生石灰若已经失效或生石灰的量不足等,会导致试管中的空气不干燥,使实验二中 的铁钉表面出现少量铁锈。(3)铁锈的主要成分是氧化铁,用其进行回炉炼铁的原理是氧化铁与一氧化 碳在高温下反应生成铁和二氧化碳;在生活中人们对废旧金属合理的处理方法通常有投放到可回收垃 圾桶、卖给废品回收站等。
15.(2019内蒙古呼和浩特,13,4分)我国自主设计的大型客机成功试飞,首艘国产航母正式下水,标志着我 国的金属材料制造技术取得重大突破。根据所学知识回答下列问题:
(1)常温下一些金属的物理性质数据如上表,据此可知高压输电线最好选用金属 (填字母);C的合 金通常可以做菜刀、锤子等,其合金的硬度 5(填“>”“<”或“=”)。(2)铁矿石有多种,如赤铁矿(主要成分Fe2O3)和磁铁矿(主要成分Fe3O4)等。写出磁铁矿的主要成分与一 氧化碳反应的化学方程式 。(3)在Fe(NO3)2和AgNO3的混合溶液中,加入一定量镁粉和锌粉的混合物,充分反应后过滤,得到滤渣和滤 液。下列说法中正确的是 (填序号)。a.若滤液为浅绿色,则滤渣中可能有锌b.滤液中一定有Mg(NO3)2,滤渣中一定有银c.若取少量滤液,加入KCl溶液,无明显现象,则滤渣中一定有铁d.若取少量滤渣,加入稀盐酸,产生气泡,则滤渣的组成有三种情况
答案 (1)B >(每空1分) (2)4CO+Fe3O4 3Fe+4CO2(1分,不写条件不给分)(3)bd(1分,全部答对给分)
解析 (1)由表可知,B金属的导电性适中,密度小,硬度较小,所以适于做电缆。合金的硬度一般大于纯金 属的硬度。(2)磁铁矿的主要成分Fe3O4与一氧化碳反应的化学方程式:4CO+Fe3O4 3Fe+4CO2。(3)Fe(NO3)2和AgNO3的混合溶液中,加入一定量镁粉和锌粉的混合物。镁粉一定和硝酸银溶液反应,生 成银和硝酸镁。所以,滤液中一定有硝酸镁,滤渣中一定有银,b正确。若取少量滤渣,加入稀盐酸产生气 泡,说明有氢前金属。根据金属活动性顺序,滤渣中一定有金属Fe。滤渣的组成可能有Ag、Fe;Ag、 Fe、Zn;Ag、Fe、Zn、Mg三种情况,d正确。若溶液呈浅绿色,说明Fe(NO3)2有剩余,则滤渣中一定有Ag, 可能有Fe,一定没有Zn,a错误。若取少量滤液,加入KCl溶液,无明显现象,说明AgNO3反应完全,则滤渣中 一定有Ag,可能有Fe,c错误。
方法技巧 金属与混合盐溶液反应时,滤渣中一定有最不活泼的金属,滤液中一定有最活泼金属的盐溶 液。
16.(2019云南,24,8分)金属及金属材料在生产、生活中有广泛的应用。(1)近年来,我省多地纷纷开展文明城市创建工作,垃圾分类回收是其中一项重要举措。某市街道垃圾桶 如图所示,请回答下列问题: ①图中标识的物质,属于金属材料的是 (写出一种即可)。②使用铝合金做内筒的优点是 (写出一点即可)。某品牌饮料的空易拉罐应收入 (填
“可回收”或“不可回收”)筒中。③铁制品锈蚀的过程,实际上是铁跟空气中的 发生化学反应的过程;除去铁制品表面的铁锈可 用稀盐酸,反应的化学方程式为 。(2)将甲、乙、丙三种金属分别投入稀硫酸中,甲、丙表面有气泡产生,乙无明显现象;若将甲放入丙的硫 酸盐溶液中,一段时间后,甲的表面有丙析出。由此推断这三种金属的活动性由强到弱的顺序是 。(3)将一定质量的铁粉加入到Al(NO3)3、Cu(NO3)2、AgNO3三种物质的混合溶液中,充分反应后过滤,得到 滤液和滤渣。下列有关说法正确的是 (填字母)。A.若滤液为蓝色,则滤渣中一定有银,可能有铜B.若滤渣中含有银、铜、铁,则滤液中一定含有Al3+、Fe3+、N C.若滤液为浅绿色,则滤渣中一定含银、铜、铝D.若滤渣中加稀盐酸无气泡产生,则滤液中一定有Al3+、Fe2+、Cu2+,可能有Ag+
答案 (8分)(1)①铁质外筒(或铝合金内筒) ②抗腐蚀性强(合理均可) 可回收 ③水和氧气 Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O(化学式错一个不得分,配平、条件、状态不全总扣1分) (2)甲>丙>乙 (3)A
解析 (1)金属材料包括纯金属和合金,铁制外筒和铝合金内筒都属于金属材料,铝合金具有良好的抗腐 蚀性;金属材料属于可回收物;铁生锈的条件是铁与空气、水同时接触;铁锈的主要成分是氧化铁,与盐 酸反应的化学方程式为Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O。(2)由题意可知:甲、丙的金属活动性在氢前,乙的金属活动性在氢后,甲能将丙从其硫酸盐中置换出来, 说明甲的金属活动性强于丙,故三种金属的活动性由强到弱的顺序为甲>丙>乙。(3)根据金属活动性顺序可知,将铁加入硝酸铝、硝酸铜、硝酸银的混合溶液中,铁不能与硝酸铝反应,先 与硝酸银反应,再与硝酸铜反应。若滤液呈蓝色,说明加入铁的量较少,铁与硝酸银反应,不一定与硝酸铜 反应,则滤液中一定含有硝酸铝、硝酸亚铁、硝酸铜,可能含有硝酸银;滤渣中一定含有银,可能含有铜,A 正确。铁与盐溶液发生置换反应生成亚铁盐,所以滤液中不含铁离子,B错误。铁不能与硝酸铝发生置 换反应,所以滤渣中不含铝,C错误。若滤渣中加入稀盐酸没有气泡生成,说明铁不过量,则滤渣只能有两 种可能:一是只有银;二是银和铜。滤液有三种可能性:一是含有铝离子、亚铁离子、铜离子、银离子; 二是含有铝离子、亚铁离子、铜离子;三是含有铝离子和亚铁离子,故滤液中不一定含有铜离子,D错误。
知识拓展 金属活动性顺序的应用有三个方面:一、判断金属的活动性强弱,二、根据能否与酸发生置 换反应判断金属是否位于氢前,三、根据金属能否与盐溶液发生置换反应验证金属的活动性强弱。
方法技巧 解答将一种金属加入含有多种溶质的盐溶液中这样的题目,首先根据金属活动性顺序判断 加入的金属能与哪些盐反应,其次再根据反应由远及近的原则判断反应的顺序,最后根据加入金属的量 判断滤渣、滤液的情况。
C组 教师专用题组
考点一 金属材料
1.(2020湖北武汉,5,3分)化学概念在逻辑上存在并列、交叉和包含关系,可用下图表示这三种关系。 以下关系界定错误的是 ( )A.合金和金属材料属于包含关系B.金属元素和非金属元素属于并列关系C.盐和化合物属于包含关系D.物理变化和化学变化属于交叉关系
答案 D A项,金属材料包括纯金属和合金,因此合金和金属材料属于包含关系,正确;B项,元素包含金 属元素和非金属元素,金属元素和非金属元素属于并列关系,正确;C项,化合物可分为氧化物、酸、碱、 盐等,因此盐和化合物属于包含关系,正确;D项,物理变化是变化过程中没有生成新物质的变化,化学变化 过程中有新物质生成,两种变化应属于并列关系,错误。
2.(2018四川成都,10,3分)科学家发现一种新金属。根据下表信息推测其用途错误的是 ( )
A.用于焊接金属 B.制造航天飞机C.制外科手术刀 D.用于通讯设备
答案 A 该金属的熔点(2 500 ℃)高,不能用来焊接金属,A错误;该金属密度小、抗腐蚀性好、强度与 钢相似,可用于制造航天飞机、制外科手术刀,导电性良好,可用于通讯设备,故B、C、D正确。
3.(2019广东广州,11,2分)中国古代诗句中蕴含很多化学原理,下列诗句的解释不正确的是 ( )
答案 D 由“三金合冶成宝锷”可知“宝锷”的成分为合金,故A正确; 闻到花香是因为分子在不停 地运动,故B正确;因为金的密度比沙大,所以“吹尽狂沙始到金”,故C正确;“烈火焚烧”是指高温煅烧 石灰石,得到的是生石灰,故D错误。
4.(2016内蒙古呼和浩特,5,2分)在①合金、黄铁矿、石油、纯碱 ②N2、P、Mg、O3 ③Al2O3、Fe3O4、CuO、SO3三组物质中,每组有一种物质在分类上与其他物质不同,这三种物质分别是 ( )A.纯碱、Mg、SO3 B.黄铁矿、Mg、Al2O3C.合金、O3、Fe3O4 D.纯碱、P、SO3
答案 A ①合金、黄铁矿、石油是混合物,纯碱是纯净物;②N2、P、O3是非金属单质,Mg是金属单质; ③Al2O3、Fe3O4、CuO是金属氧化物,SO3是非金属氧化物,故选A。
5.(2018贵州贵阳,34,7分)人类社会发展离不开金属材料。下图是某硬铝的主要成分。(1)硬铝属于 (填“合金”或“纯金属”)。(2)将适量硬铝(已用砂纸打磨处理)放入足量稀硫酸中,观察到的现象为 ,反 应的化学方程式有 。(3)将足量硬铝粉末放入硝酸银溶液中,充分反应后,溶液出现蓝色。出现蓝色的原因是 ,写出此时溶液中溶质成分并说明理由 。
硬铝含Al、Mg、Cu(不考虑杂质)
答案 (7分,除标注外,每空1分)(1)合金(2)有气泡冒出,固体减少 Mg+H2SO4 MgSO4+H2↑、2Al+3H2SO4 Al2(SO4)3+3H2↑(2分)(3)有硝酸铜生成,硝酸铜溶液呈蓝色 由于溶液出现蓝色,根据金属的活动性:Mg>Al>Cu>Ag,说明 Mg、Al、Cu均与硝酸银发生反应,由于硬铝粉末足量,所以溶液中无硝酸银。溶质只有硝酸镁、硝酸 铝、硝酸铜(2分)
解析 (1)硬铝中含有铝、镁、铜,因此是铝的合金;(2)硬铝中含有两种活泼金属:铝和镁,它们都能与稀 硫酸反应产生氢气,因此观察到有气泡产生,固体逐渐减少;(3)溶液呈蓝色,说明铜参加了反应,由于金属 活动性:Mg>Al>Cu>Ag,说明Mg、Al、Cu均发生了反应,此时溶液中的溶质是硝酸镁、硝酸铝、硝酸 铜。
6.(2017湖北黄冈,28,7分)化学就在我们身边,化学与生产、生活息息相关。请回答下列问题:(1)人类社会的生活和发展离不开常见金属和金属材料,用我们学到的化学知识和方法能分析和解释许 多现象。①下列生活用品,主要利用金属具有良好导热性的是 ( ) ②下列事实不能用金属活动性顺序解释的是 ( )A.铝制品抗腐蚀能力比铁制品强B.铜能将银从硝酸银溶液中置换出来C.不能用金属铜与稀硫酸反应制取氢气D.铁的硬度比铜大(2)氧气是一种化学性质比较活泼的气体,在点燃和加热的条件下能与许多物质发生化学反应。试回答
下列与氧气有关的问题:①空气中,氧气的体积分数约占 。②如图是一些物质与氧气反应的实验,甲中物质安静燃烧时火焰的颜色是 ,任选一个实验,写出 一个化学反应的方程式 。 ③下图是某燃煤发电厂处理废气的装置示意图。其工艺原理是:向废气处理塔中投入CaCO3和鼓入空 气,在高温条件下,将SO2全部吸收。
(Ⅰ)废气处理塔中发生的反应可用一个总化学方程式表示,写出这个反应的化学方程式: 。(Ⅱ)若该发电厂每天有16 kg二氧化硫产生,则投入的CaCO3的质量至少是 kg。
答案 (每空1分,共7分)(1)①A ②A、D(2)①1/5(或21%)②蓝紫色 S+O2 SO2(或4P+5O2 2P2O5或3Fe+2O2 Fe3O4)③(Ⅰ)2SO2+2CaCO3+O2 2CaSO4+2CO2(Ⅱ)25
解析 (1)①铸铁炊具主要利用了铁的导热性良好,金属细丝主要利用了金属的延展性,铜制电缆主要利 用了铜的导电性,铁锤主要利用了铁的硬度大的性质,因此本题选A。②铝在常温下与空气中的氧气反 应生成一层致密的氧化铝薄膜,保护了里层的铝不再被氧化,因此抗腐蚀能力比铁强,这个事实不能用金 属活动性顺序解释;铜能置换硝酸银溶液中的银是因为铜的活动性比银大,铜不能与稀硫酸反应是因为 在金属活动性顺序中铜排在氢之后,B、C均可用金属活动性顺序解释;铁的硬度比铜大与铁的物理性质 有关,不能用金属活动性顺序解释,故本题选A、D。(2)①空气中氧气的体积分数约占21%。②甲中是硫在氧气中燃烧,火焰的颜色是蓝紫色,其化学方程式 为S+O2 SO2。③(Ⅰ)在高温条件下,进入处理塔中的物质是燃煤产生的气体(主要含二氧化硫)、碳酸钙和空气,因此反应物是二氧化硫、碳酸钙、氧气,从处理塔分离出来的物质是硫酸钙和洁净的气体, 由于碳酸钙高温分解生成二氧化碳,故推知洁净的气体中一定有二氧化碳,反应的化学方程式为2SO2+2CaCO3+O2 2CaSO4+2CO2;(Ⅱ)若每天要吸收16 kg的二氧化硫,则可根据反应的化学方程式求得需要投入的碳酸钙的质量。
失分警示 处理塔中发生反应的化学方程式容易写错。判断处理塔中的反应物和生成物时,可根据箭 头的指向分析,箭头指向塔内的是反应物,箭头指向塔外的是生成物,由此写出化学方程式。
考点二 金属的性质和用途
7.(2016重庆B,12,2分)下列事实能说明铝的金属活动性比铁或铜强的是 ( )A.铝在地壳中含量比铁高B.铝的熔点低于铜的熔点C.空气中铁比铝更容易被腐蚀D.铝丝在硫酸铜溶液中能形成“铜树”
答案 D 铝在地壳中含量比铁高,与金属活动性无关,A项不符合题意;铝的熔点低于铜的熔点,与金属 活动性无关,B项不符合题意;空气中铁比铝更容易被腐蚀,是因为铝在空气中能与氧气反应,表面生成一 层致密的氧化铝薄膜,不能说明铝的金属活动性比铁强,C项不符合题意;铝丝在硫酸铜溶液中能形成 “铜树”,是因为铝的金属活动性比铜强,能与硫酸铜溶液发生置换反应,D项符合题意。
8.(2017江西,9,2分)根据反应事实能推导影响化学反应的因素,以下推理中错误的是 ( )
答案 B 铁的活动性强于铜而银的活动性弱于铜,铁能与硫酸铜溶液发生置换反应而银不能,说明影 响化学反应的因素是反应物的性质,故A推理正确。氧气充足时,木炭能够充分燃烧生成二氧化碳;氧气 不足时,木炭不能充分燃烧,生成物为一氧化碳,因此影响化学反应的因素是反应物的量,故B推理错误。 硫在氧气中比在空气中燃烧更剧烈,说明影响化学反应的因素是反应物的浓度,故C推理正确。D项,锌 粉与稀盐酸的接触面积更大,反应更剧烈,说明反应物的接触面积越大,反应越剧烈,故D推理正确。
知识拓展 影响化学反应速率的因素分为内因和外因,内因是反应物本身的性质;外因是温度、浓度、 压强、催化剂、光、反应物之间的接触面积和反应物的状态等。
9.(2020湖南常德,14,3分)向盛有AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液的试管中加入一定量的铁粉,充分反应后过 滤,滤液呈蓝色。下列判断正确的是 ( )A.滤渣可能含有铜B.滤液的质量可能比原溶液的质量大C.滤液中可能含有Fe(NO3)3和Cu(NO3)2D.向滤渣中加入稀盐酸,可能有气泡产生
答案 A 由于金属活动性顺序:Fe>Cu>Ag,向盛有AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液的试管中加入一定量的 铁粉,先发生的反应是2AgNO3+Fe 2Ag+Fe(NO3)2 ,后发生的反应是Cu(NO3)2+Fe Cu+Fe(NO3)2 ,充分反应后过滤,滤液呈蓝色。A项,根据滤液呈蓝色可知,滤液中有硝酸铜,则铁与硝酸铜还未反应或铁 与硝酸铜部分发生了反应,故滤渣中可能不含铜,也可能含有铜,正确;B项,根据化学方程式及铁、铜、银 相对原子质量分别为56、64、108可知,只要反应发生,溶液质量都会减小,故滤液质量一定比原溶液质 量小,错误;C项,只要反应发生就会生成硝酸亚铁,现滤液呈蓝色,故滤液中一定含有硝酸亚铁和硝酸铜, 错误;D项,由于溶液中含有硝酸铜,则滤渣中一定没有铁粉,加入稀盐酸,不会有气泡产生,错误。
疑难突破 金属与盐溶液反应时,通常先置换金属活动性更弱的金属,以本题中铁与硝酸银、硝酸铜溶 液反应为例,如果铁粉先与硝酸铜溶液反应置换出铜粉,铜粉也会与硝酸银溶液反应置换出银粉,故最终 还是相当于铁粉与硝酸银溶液先反应。
10.(2019湖北武汉,8,3分)将一定质量的硫酸和硫酸亚铁的混合溶液加入到盛有锌和氧化铜的混合物的 烧杯中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。关于滤渣和滤液,下列说法正确的是 ( )A.滤渣中最多有三种物质B.若滤液呈无色,滤液中的溶质可能有两种C.滤液的质量可能小于原混合溶液的质量D.若滤液中含有硫酸铜,滤渣中可能有两种物质
答案 D 发生的反应有:CuO+H2SO4 CuSO4+H2O、CuSO4+Zn ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑、Zn+FeSO4 ZnSO4+Fe。因为所给的物质量是未知的,反应后所得的滤渣中最多有锌、铁、铜和氧化铜四种物质,故A错误。若滤液是无色的,说明锌已经和硫酸亚铁反应完全,说明锌是足量 的,则滤液中的溶质只有硫酸锌一种,故B错误。相对原子质量的大小顺序为Zn>Cu>Fe>H,所以进入溶 液的锌的质量大于析出的铜、铁以及氢气质量,CuO与H2SO4反应也可使溶液质量增加,则滤液的质量一 定大于原混合溶液的质量,故C错误。若滤液中含有硫酸铜,则说明滤渣中一定没有锌和铁,可能有Cu和 CuO两种物质,故D正确。
11.(2018云南昆明,20,3分)向AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的Zn、Fe和Cu的混合粉末,充分 反应后,过滤,洗涤,得到滤渣和滤液。下列说法正确的有 ( )①滤渣中一定有Ag,滤液中可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3②当滤液为蓝色时,滤渣中一定有Cu、Ag,一定没有Zn、Fe③向滤渣中加入盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定有Fe、Cu、Ag,可能有Zn④向滤液中加入KCl溶液,无明显现象,则滤液中一定有Zn(NO3)2,可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2,滤渣中可能 有Zn、Fe、CuA.1种 B.2种 C.3种 D.4种
答案 C ①根据金属活动性顺序,锌、铁、铜均比银活泼,均能与硝酸银发生置换反应,滤渣中一定有 银,锌先与硝酸银反应,滤液中一定有硝酸锌,当加入的混合粉末较少,硝酸银不能完全反应时,滤液中有 硝酸亚铁、硝酸铜、硝酸银,故①正确;②当滤液为蓝色时,溶液中一定有硝酸铜,滤渣中一定没有能与 硝酸铜反应的锌、铁,滤渣中一定有银,可能有铜,故②错误;③向滤渣中加入盐酸,有气泡产生,则滤渣中 一定有铁,可能有锌,因为有铁,故硝酸银、硝酸铜完全反应,滤渣中一定还有铜、银,③正确;④向滤液中 加入氯化钾溶液,无明显现象,则滤液中一定没有硝酸银,锌、铁、铜中锌最活泼,锌先与硝酸银反应,则 滤液中一定有硝酸锌,若锌的量较少,铁、铜参加反应,则滤液中有硝酸亚铁和硝酸铜,若锌的量足够多, 锌有剩余,则滤渣中有锌、铁、铜,故④正确。
12.(2017湖北黄冈,26,4分)化学是以实验为基础的学科,根据实验甲、实验乙回答下列问题:(1)甲实验验证了硫酸铵的物理性质是 (答一条即可);化学性质是 。(2)乙实验是金属与酸反应的实验,实验过程中可观察到A试管中的现象是 ,B中铁 片反应后溶液呈 色。
答案 (每空1分,共4分)(1)硫酸铵易溶于水(或硫酸铵溶于水)硫酸铵能与熟石灰反应(硫酸铵能与碱反应)(2)有大量气泡冒出 浅绿
解析 (1)硫酸铵易溶于水,溶解性属于物理性质;硫酸铵与熟石灰混合研磨后产生氨气,说明硫酸铵能与 碱发生化学反应放出氨气,属于化学性质。(2)锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,因此会观察到A中有 大量的气泡产生;铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,硫酸亚铁溶液呈浅绿色。
13.(2020云南,24,7分)金属在生产、生活和社会发展中的应用较为广泛。(1)铜丝、铝丝常用作导线,是因为它们具有良好的 性。(2)早在明代宋应星所著的《天工开物》里就对铁器的生产和使用有所记载,到了现代,炼铁技术得到进 一步发展,炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁的反应,请写出该反应的化学方程式: ,该反应 (填“属于”或“不属于”)置换反应。(3)钢窗表面喷漆不仅美观,而且可有效防止铁与空气中的 接触而生锈。(4)某同学对含X、Y、铜、银四种金属的混合物进行如下探究,根据实验流程回答下列问题: ①四种金属的活动性由强到弱的顺序是 ;
②溶液C中所含溶质的成分可能有 种情况。
答案 (1)导电(2)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 不属于(3)水蒸气和氧气(错填和漏填均不给分)(4)①Y>X>Cu>Ag ②3
解析 (1)性质决定用途,铜丝、铝丝常用作导线,是因为它们具有良好的导电性。(2)置换反应是指一种 单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,而反应3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2不符合置换反应的特征。(3)铁生锈的条件是铁与氧气、水同时接触,所以钢窗表面喷漆防锈的原理是防止 铁与空气中的水、氧气接触。(4)①向X、Y、Cu、Ag中加入一定量稀硫酸后,有气体产生,则混合金属 中一定有氢前金属;将混合物过滤,则固体甲中一定含有Cu、Ag;滤液A和过量金属Y反应后,得到固体混 合物乙,说明滤液A中含有X的盐溶液。综合以上分析可得四种金属的活动性由强到弱的顺序为Y>X> Cu>Ag。②固体混合物乙中含有X、Y两种金属,且金属活动性Y>X,加入一定量硝酸银溶液后,有以下 三种可能:金属Y足量时,滤液C中溶质为Y的硝酸盐;金属Y不足量,金属X足量时,滤液C中溶质为Y的硝 酸盐和X的硝酸盐;金属Y、X均不足量时,滤液C中溶质为Y的硝酸盐、X的硝酸盐和硝酸银。
方法技巧 向一定量的盐溶液中加入两种不同金属,把加入的金属和盐溶液中的金属按金属活动性顺 序由强到弱排列,先判断哪些加入的金属能与盐溶液发生置换反应,再按照“远距离,先置换”的原则判 断哪个反应先发生,哪个反应后发生。
14.(2017陕西A,19,5分)我国每年报废的手机超过1亿部。废旧手机的电路板中含有铝、铁、铜、银、 金等多种金属,随意丢弃既会造成资源浪费,也会污染土壤和水体。化学兴趣小组为回收其中的铜,设计 并进行了如下实验。已知:Cu+H2O2+H2SO4 CuSO4+2H2O;不考虑金、银发生类似反应。 (1)将电路板粉碎成粉末的目的是 。(2)步骤①所得滤液中的溶质除硫酸外,还有 。(3)步骤②中的实验现象是:固体部分溶解, 。(4)步骤④中反应的化学方程式是 。
答案 (1)增大接触面积,使反应更充分,加快反应速率(答案合理即可)(2)FeSO4和Al2(SO4)3或硫酸亚铁和硫酸铝(只写一种物质或有错不得分)(3)溶液由无色变为蓝色或溶液变为蓝色(4)Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑(无“↑”符号扣1分,化学式错误扣2分)
解析 (1)将电路板粉碎是为了增大接触面积,和硫酸充分反应,加快反应速率;(2)铝和铁可以和硫酸反 应生成硫酸铝和硫酸亚铁,所以步骤①所得滤液中除了有硫酸外,还有硫酸亚铁和硫酸铝;(3)由已知信息 知,步骤②中铜溶解得到硫酸铜溶液,因此实验现象为固体部分溶解,溶液变为蓝色;(4)步骤③得到的滤 渣为铜和过量的铁,步骤④中稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气。
易错警示 铁与稀硫酸的反应属于置换反应,生成的化合物中铁元素显+2价,即铁与稀硫酸反应生成硫 酸亚铁,而不是硫酸铁。
考点三 金属资源
15.(2019江苏苏州,12,2分)下列说法正确的是 ( )A.铁是地壳中含量最多的金属元素B.铁制品在潮湿的空气中容易生锈C.多数合金的熔点高于它的成分金属D.铝制品在空气中耐腐蚀是因为铝不活泼
答案 B A项,铝是地壳中含量最多的金属元素,错误。B项,铁在空气中锈蚀,实际上是铁跟空气中的 氧气和水共同作用的结果,铁制品在潮湿的空气中容易生锈,正确。C项,多数合金的熔点低于它的成分 金属,错误。D项,铝制品在空气中耐腐蚀,是因为铝在空气中能与氧气反应,在其表面生成一层致密的氧 化铝薄膜,阻止内部的铝进一步被氧化,错误。
16.(2018吉林,9,1分)下列实验设计能够实现其对应实验目的的是 ( )
答案 D 玻璃管与外界相通,不能验证质量守恒定律,A错误;木炭燃烧消耗氧气,生成二氧化碳,集气瓶 内压强几乎不变,不能测定空气中氧气的含量,B错误;C项,两支试管,第一支有水无氧气,第二支有氧气无 水,铁钉都不生锈,不能探究铁钉锈蚀的条件,C错误;滤纸片和乒乓球片都是可燃物,都与氧气接触,乒乓 球片的着火点低先燃烧,说明燃烧的条件之一是温度达到着火点,D正确。
17.(2020湖南常德,17,9分)手推车是超市购物的常用工具。请按要求回答下列问题: (1)如图所标示的手推车各部件中,属于金属材料的是 ,属于有机高分子材料的是 ;(2)车篮一般用铝合金而不用纯铝制造的原因是 ;(3)生铁支架在春夏之季更易生锈的原因是 ;(4)工业上常用赤铁矿冶炼生铁,其化学原理是 (用化学方程式表示,下同);
生铁制品不能与波尔多液长期接触的原因是 ,基本反应类型是 。
答案 (1)铝合金、生铁 塑料、橡胶(写铝合金车篮等也可,少答或错答不给分)(2)铝合金硬度大、更耐腐蚀、机械性能好(任答一点,其他合理答案也可)(3)春夏之季空气更潮湿(或湿度大、水蒸气含量高等,其他合理答案也可)(4)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 (不写条件不给分,标示CO2↑不给分) Fe+CuSO4 FeSO4+Cu(标示Cu↓不给分) 置换反应
解析 (1)金属材料包括纯金属以及它们的合金,铝合金、生铁都是合金;有机高分子材料包括塑料、纤 维、橡胶等。(2)合金的很多性能一般比组成它们的纯金属更好,纯铝硬度小,铝合金硬度大、更耐腐 蚀、机械性能好。(3)铁与氧气、水反应生成铁锈,春夏之季空气更潮湿,所以生铁支架更易生锈。(4)赤 铁矿主要成分是氧化铁,炼铁是用一氧化碳把铁从赤铁矿里还原出来,故反应的化学方程式为 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 ;波尔多液由硫酸铜与石灰乳配制而成,生铁主要成分是铁,不能与波尔多液长期接触是因为铁与硫酸铜会发生反应,化学方程式为Fe+CuSO4 FeSO4+Cu ,此反应是单质与化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应。
18.(2019广东深圳,11,8分)生铁用途十分广泛。工业上利用赤铁矿(主要成分是 Fe2O3,还含少量 SiO2 等 杂质)冶炼生铁的过程如下: 回答下列问题:(1)生铁属于 材料(填“合成”或“金属”)。“高炉气体”中的 (填化学式)会导致酸 雨。(2)“煅烧”时:①生成CO 的反应之一为C+CO2 2CO,该反应属于 反应(填基本反应类型)。②用化学方程式表示利用 CO 炼铁的原理 。③CaCO3 和 SiO2 固体在高温条件下发生反应,生成 CO2 气体和 CaSiO3,该反应的化学方程式为 。
(3)生活中铁制品锈蚀的过程,实际上是 Fe 与空气中 、 等发生化学反应的过程。下列 措施能防止铁制品锈蚀的是 (填标号)。A.涂油、喷漆 B.镀耐腐蚀的铬层C.用盐水清洗 D.久置于酸性环境
答案 (1)金属 SO2 (2)①化合 ②3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 ③CaCO3+SiO2 CaSiO3 +CO2↑ (3)水 氧气 AB
解析 (1)合成材料指的是塑料、合成纤维、合成橡胶等材料;能够引起酸雨的是 SO2 和氮的氧化物。 (2)①该反应为两种物质生成一种物质的反应,符合化合反应的定义。(3)铁生锈需要与氧气和水同时接 触,涂油、喷漆、镀铬都是在铁制品表面形成保护膜,使铁制品隔绝水或氧气,达到防锈目的;而铁制品 在盐水、酸性环境中更易生锈,因此选A、B。
19.(2017四川成都,18,9分)工业上炼铁炼钢和轧制钢材的主要流程如下图: 已知生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%。(1)反应:①Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2,②Fe2O3+3C 2Fe+3CO。属于置换反应的是 ,用于高炉炼铁的原理是 。(填序号)(2)炼铁的固体原料需经过粉碎,其目的是 。(3)热空气和高炉气体的主要成分有一种相同,这种气体的化学式是 。炉渣中含有硅酸钙 (CaSiO3),其中硅元素的化合价是 。
(4)炼钢炉中,通入纯氧的目的是 。将钢锭轧成钢板, 体现了金属的 性。(5)钢铁制品可能会生锈,写出用稀硫酸除锈反应的化学方程式: 。
答案 (1)② ①(2)增大反应物接触面积,加快反应速率(3)N2 +4(4)使生铁中的碳转化为二氧化碳,降低生铁中碳含量 延展(5)Fe2O3+3H2SO4 Fe2(SO4)3+3H2O
解析 (1)反应①的反应物中没有单质,不是置换反应;反应②为一种单质和一种化合物生成另一种单质 和另一种化合物的反应,属于置换反应。高炉炼铁的原理是利用一氧化碳还原氧化铁制备铁,故选①。(2)炼铁的固体原料需经过粉碎,其目的是增大反应物的接触面积,加快反应速率。(3)空气的主要成分是氮气和氧气,但氮气不参与炼铁的反应,故热空气和高炉气体中相同的主要成分是 N2;CaSiO3中Ca显+2价,O显-2价,则Si的化合价为+4。(4)生铁的含碳量为 2%~4.3%,钢的含碳量为 0.03%~2%,故炼钢炉中,通入纯氧的目的是使生铁中的碳与 氧气反应转化为二氧化碳;将钢锭轧成钢板,体现了金属的延展性。(5)稀硫酸与氧化铁反应生成硫酸铁和水,化学方程式为Fe2O3+3H2SO4 Fe2(SO4)3+3H2O。
20.(2020安徽,16,6分)金属防腐是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如下研 究。【认识铁的腐蚀】(1)下列环境中的铁制品最容易生锈的是 (填字母序号)。A.未擦干的铁锅B.涂油漆的栏杆C.盛水的不锈钢水杯(2)铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,其中铁元素的化合价是 。【探究铁的腐蚀】(3)该小组用下图甲装置进行实验,起始时量筒内水面处于50 mL刻度处,之后水面缓慢上升。几天后水 面最终处于约 (填“40”或“10”)mL刻度处,原因是 。
【拓展探究】(4)小强同学进行如下实验:取铁钉用砂纸打磨,称其质量,按上图乙安装装置,放置3天,再取出铁钉称量。 在不同温度下重复上述实验,得到铁钉质量增加情况如下表。
小强同学的实验是探究 因素对铁钉腐蚀快慢的影响,结论是 。注意:若答对第(5)小题奖励3分。(5)有同学认为小强的实验未能真实反映50 ℃以后铁钉腐蚀的快慢,理由是50 ℃以后铁钉质量没有变 化。请分析铁钉质量没有变化的原因: ;改进实验方案证明你的分析: 。
答案 (6分)(1)A(1分)(2)+3(1分)(3)40(1分) 铁腐蚀消耗O2,且空气中的氧气含量约占1/5(1分)(4)温度(1分) 温度越高,铁腐蚀越快(1分,其他合理答案均可)注意:若答对第(5)小题奖励3分。(5)50 ℃以后,试管中的氧气耗尽,铁钉的腐蚀停止(1分,其他合理答案均可) 用容积较大的容器代替装 置乙中的试管,分别在50 ℃、60 ℃,70 ℃下重复上述实验(2分,其他合理答案均可)
解析 (1)未擦干的铁锅同时接触水和氧气,最容易生锈,故选A。(2)设Fe2O3中铁元素的化合价为x,氧元 素的化合价为-2,根据化合物中各元素的化合价代数和为0可得, 2x+(-2)×3=0,解得x=+3。 (3)空气中氧气 的体积分数约为1/5,铁锈蚀消耗氧气,氧气被完全消耗,液面上升约50 mL×1/5=10 mL,所以液面最终处于 约40 mL刻度处。(4)根据放置3天不同温度下铁钉的质量可知,小强同学探究的是温度对铁钉锈蚀快慢 的影响,随着温度的升高,铁钉的质量增加,说明温度越高,铁钉锈蚀越快。(5)由于实验是在一个封闭的 试管中进行的,若50 ℃以后,氧气被耗尽,铁钉的锈蚀就会停止,铁钉的质量将不再变化,这时实验就不能 真实反映出50 ℃以后铁钉锈蚀的快慢。为了保证氧气在50 ℃以后不被完全消耗,可以用容积较大的容 器代替装置乙中的试管,分别在50 ℃、60 ℃、70 ℃下重复题述实验。
易错警示 设计实验探究50 ℃、60 ℃、70 ℃下铁钉锈蚀的快慢,要注意控制变量。
考点一 金属材料
1.(2019四川成都二十三中二模,10)选择铸造硬币的金属材料不需要考虑的因素是 ( )A.金属材料的导电性 B.金属材料的耐腐蚀性C.金属材料的硬度 D.金属材料本身价格
答案 A 金属的导电性,不是选择铸造硬币的材料需要考虑的因素,故选A。金属的耐腐蚀性、金属的 硬度、金属材料本身价格,是选择铸造硬币的材料需要考虑的因素,故B、C、D不选。
思路分析 物质的用途主要是由物质的性质决定的,但还要考虑原料是否易得、能否保护有限的资 源、是否美观、是否便利,以及废料是否易于回收和对环境是否有害等多种因素。
2.(2020安徽二模,11)如图所示为同学们使用的一种碳素墨水笔。 (1)在组成这种墨水笔的各种材料中,含有的合金是 (写一种即可,下同),属于有机合成材料的是 。(2)长期保存的档案材料需使用碳素墨水笔填写,其原因是 。(3)写出一种不锈钢相比于其成分金属的优点: 。(4)废旧钢材和铝合金等金属材料应回收利用,这样做的意义是 。
答案 (1)铁合金(或铝合金) 橡胶(或塑料) (2)在常温下碳的化学性质很稳定(3)抗腐蚀性增强(合理即可)(4)节约金属资源、保护环境
解析 (1)铁合金、铝合金属于合金;合成橡胶和塑料属于有机合成材料;(2)需要长期保存的档案材料需 使用碳素墨水笔填写,是因为碳素墨水的主要成分是碳,在常温下碳的化学性质很稳定;(3)一般合金的硬 度大于其组成金属的硬度,抗腐蚀性增强;(4)废旧金属应回收利用,这样做可以节约金属资源、保护环 境。
3.(2020广东佛山顺德二模,17)如图是一种太阳能电池板的示意图,回答下列问题: (1)图中有标号的材料中,属于金属材料的是 (填标号,下同),主要成分为非金属单质的是 。(2)图中使用了两种合金。合金与纯金属相比,有许多优良性能,如 (写出1点即可)。(3)“铜丝导线”若长时间裸露在空气中,则表面会出现一层铜绿[化学式为Cu2(OH)2CO3],它是铜与空气
中的O2、H2O、 (填化学式)共同反应的产物。铜绿在加热条件下会分解生成三种氧化物,请写出 铜绿分解反应的化学方程式: 。(4)推广使用太阳能电池的意义是 (写出1点即可)。
答案 (1)①②⑤ ③ (2)耐腐蚀(3)CO2 Cu2(OH)2CO3 2CuO+H2O+CO2↑(4)节约化石能源(减少环境污染等)
解析 (1)题图中有标号的材料中,属于金属材料的是①②⑤,主要成分为非金属单质的是③。(2)合金与纯金属相比,有许多优良性能,如硬度大、密度小、耐腐蚀等。(3)“铜丝导线”若长时间裸露在空气中,则表面会出现一层铜绿[化学式为Cu2(OH)2CO3],它是铜与空气 中的O2、H2O、CO2共同反应的产物。铜绿在加热条件下会分解生成三种氧化物,即氧化铜、水和二氧 化碳。(4)推广使用太阳能电池可节约化石能源、减少环境污染等。
4.(2019辽宁鞍山一模,17)材料有着广泛的应用,根据下列信息回答问题。
(1)上述材料中属于有机合成材料的是 ;属于合金的是 。(2)纳米铁粉能吸附废水中的某些污染物,吸附后经沉降、 (填操作名称)可除去污染物。下列 物质也能因吸附而净水的是 (填字母序号)。a.生石灰 b.活性炭 c.纯碱(3)纳米铁粉还能去除废水中的重金属离子(如铜离子),写出铁粉与含硫酸铜的废水反应的化学方程式: 。
答案 (1)高强度涤纶 特种钢 (2)过滤 b(3)Fe+CuSO4 Cu+FeSO4
解析 (1)高强度涤纶属于有机合成材料;特种钢属于合金。(2)纳米铁粉能吸附废水中的某些污染物,吸 附后经沉降、过滤可以除去污染物;活性炭也具有吸附性。(3)铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁。
考点二 金属的性质和用途
5.(2018湖北孝感一模,9)黄金是Au对应的单质,化学性质很稳定。而假黄金是铜锌合金,颜色和外形似黄 金。下列不能区分黄金与假黄金的方法是 ( )A.在空气中灼烧 B.放在盐酸中C.观察颜色 D.放在稀硫酸中
答案 C A项,在空气中灼烧,假黄金中的铜与氧气反应生成黑色的氧化铜,而黄金无明显变化,可以区 分;B项,铜锌合金中的锌与盐酸反应放出氢气,而黄金不与盐酸反应,有气泡产生的为铜锌合金,可以区 分;C项,黄金与假黄金颜色相似,无法区分;D项,铜锌合金中的锌与稀硫酸反应放出氢气,而黄金不与稀硫 酸反应,有气泡产生的为铜锌合金,可以区分。
6.(2020浙江模拟,9)小柯为比较Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序,进行了如图甲所示的实验。实验后 把两试管中的物质倒入烧杯中(如图乙),发现烧杯内的红色固体明显增多,充分反应后过滤。滤液中含 有的金属离子可能的组成有 ( )①Mg2+ ②Mg2+和Fe2+ ③Fe2+和Cu2+ ④Mg2+、Fe2+和Cu2+ A.①② B.①③ C.②④ D.③④
答案 C 由于镁的活动性大于铁,铁不能与硫酸镁反应;铁的活动性大于铜,铁能将铜从其盐溶液中置 换出来。由题意可知,实验后把两试管中的物质倒入烧杯中,发现烧杯内的红色固体明显增多,说明了b 中的铁粉在倒入烧杯中之前就已完全反应了,倒入烧杯后a中的铁粉又与b中过量的硫酸铜发生了反 应。若硫酸铜完全反应,溶液中的阳离子是Mg2+和Fe2+;若硫酸铜没有完全反应,溶液中的阳离子是Mg2+、Fe2+和Cu2+,C正确。
思路分析 在金属活动性顺序中,位于前面的金属能将位于后面的金属从其盐溶液中置换出来,据此分 析判断。
7.(2019内蒙古呼和浩特一模,8)向一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁粉,反应过程中,测 得混合物中溶液的质量与加入铁粉的质量关系如图所示。有关该反应过程中的下列说法正确的是 ( ) A.a点,向溶液中滴加稀盐酸,无白色沉淀B.c点,向过滤后得到的固体中滴加稀盐酸,无气泡产生C.d点,溶液中的溶质为Fe(NO3)2和Cu(NO3)2D.e点,过滤后得到的固体中只含有2种物质
答案 B 向一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁粉时,铁先和硝酸银反应生成硝酸亚铁 和银,后和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜。a点时,溶液中含有硝酸银,向溶液中滴加稀盐酸,产生白色沉 淀氯化银,故A不正确;c点时,过滤后得到的固体中含有银和铜,向过滤后得到的固体中滴加稀盐酸,稀盐 酸不能和银、铜反应,因此无气泡产生,故B正确;d点时,铁和硝酸铜恰好完全反应,因此溶液中的溶质为 硝酸亚铁,故C不正确;e点时,过滤后得到的固体中含有银、铜和铁3种物质,故D不正确。
解题关键 当一种金属与溶液中的两种盐都能反应时,根据“距离远的优先反应”原则,可判断铁先和 硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,后和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜。
8.(2020吉林长春一模,17)根据所学的金属的相关知识,回答下列问题。(1)由金属活动性顺序可知:铁(Fe)比锡(Sn)的金属活动性 ;(2)下列合金投入足量的稀硫酸中,能够完全溶解的是 ;A.生铁 B.铝镁合金 C.黄铜(3)工业炼铁反应原理3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2中, 发生氧化反应;(4)利用锌粒、铜片和硝酸银溶液设计实验成功地比较了锌、铜、银三种金属的活动性,反应结束后,将 试管中所得的混合物过滤,得到固体和蓝色滤液,则此时滤液中的溶质为 。
答案 (1)强 (2)B (3)CO(4)Zn(NO3)2、Cu(NO3)2
解析 (1)由金属活动性顺序可知,铁在锡之前,故铁比锡的金属活动性强。(2)生铁中含有铁和碳,碳不 与稀硫酸反应,不能完全溶解,故A错误;铝镁合金中的铝和镁都能与稀硫酸反应,能完全溶解,故B正确;黄 铜是锌和铜的合金,其中的铜不与稀硫酸反应,不能完全溶解,故C错误。(3)工业炼铁反应原理3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2中,一氧化碳得到氧生成二氧化碳,故一氧化碳发生氧化反应。(4)利用锌粒、铜片和硝酸银溶液比较锌、铜、银三种金属的活动性,则先让铜与少量硝酸银溶液反应,铜表面有固体析出,说明 铜的活动性强于银,然后让锌与上一步反应生成的硝酸铜反应,锌表面有红色固体析出,说明锌的活动性 强于铜。反应结束后,将试管中所得的混合物过滤,得到固体和蓝色滤液,则此时滤液中一定含有Zn(NO3)2、Cu(NO3)2。
解题关键 熟知金属活动性顺序及其意义是本题的解题关键。
9.(2020天津南开期末,24)金属及其制品是现代生活中常见的材料,请回答下列问题:(1)铁和铝都可以制作炊具,主要利用了它们的 (填“导电”或“导热”)性。(2)依据金属活动性顺序,可知人类对铝的利用要比铜和铁 (填“早”或“晚”)得多。(3)有X、Y、Z三种不同的金属,分别与硫酸铜溶液、稀硫酸反应,实验记录如下表(表中“√”表示能 反应,“—”表示不能反应),则X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是 。
(4)向硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中加入一些锌粉,充分反应后过滤。若向滤渣中滴加稀盐酸有气泡 产生,则滤渣中一定含有的金属是 ,滤液中一定含有的溶质是 。(5)现有20 g赤铁矿石(其中杂质不参与反应)样品,用一氧化碳充分还原后,得到固体剩余物共15.5 g,请计 算该赤铁矿石中氧化铁的百分含量为 。
答案 (1)导热 (2)晚 (3)Y、Z、X(4)铜、铁 硫酸锌 (5)75%
解析 (1)铁和铝都可以制作炊具,主要利用了它们的导热性。(2)铝比铁、铜活泼,金属越活泼,越晚被 人类利用,可知人类对铝的利用要比铜和铁晚得多。(3)Y能和稀硫酸、硫酸铜溶液反应,说明Y比铜活 泼,在金属活动性顺序中排在氢前面;Z能和硫酸铜溶液反应,说明Z比铜活泼,不能和稀硫酸反应,说明Z 在金属活动性顺序中排在氢后面;X不能和硫酸铜溶液、稀硫酸反应,说明X在金属活动性顺序中排在铜 后面,因此X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是Y、Z、X。(4)向硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶 液中加入一些锌粉,充分反应后过滤,若向滤渣中滴加稀盐酸有气泡产生,说明滤渣中一定含有铜和铁,可 能含有锌,滤液中一定含有的溶质是反应生成的硫酸锌。(5)氧化铁中氧元素质量为20 g-15.5 g=4.5 g,氧 化铁的质量为4.5 g÷ =15 g,该赤铁矿石中氧化铁的百分含量为 ×100%=75%。
思路分析 要会利用金属活动性顺序分析实验,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。
考点三 金属资源
10.(2018江西萍乡一模,18)小玥寒假参观了安徽钢铁厂,亲身体会了金属的重要性。(1)工厂的电缆中含有大量的铜,这主要是利用铜的 。(2)工业上用一氧化碳和氧化铁在高温条件下炼铁的化学方程式是 。(3)钢铁厂回收废铁炼钢,这样做的好处是 (写一点即可)。(4)自行车是小玥的交通工具,防止自行车链条生锈的合理措施是 。
答案 (1)导电性 (2)3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2(3)节约金属资源(或有利于保护环境) (4)涂油
解析 (1)由铜的物理性质可知,用铜制电缆主要是利用铜的导电性;(2)一氧化碳与氧化铁在高温条件下 反应生成铁和二氧化碳;(3)废旧金属的回收是保护金属资源的途径之一,还有利于保护环境;(4)铁的锈 蚀是铁与空气中的水和氧气共同作用的结果,链条防锈可以涂油。
11.(2020云南红河开元一模,24)铁是应用最广泛的金属。(1)生活中用铁锅作炊具,利用了铁的 性。(2)铁制品锈蚀的过程,实际上是铁跟空气中的 发生了化学反应。铁锈的主要成分的化学式 为 ,为防止铁锅生锈,通常采取的措施是 (写一条)。(3)已知金属M和N能够发生如下反应:M+H2SO4 MSO4+H2↑;Fe+MCl2 M+FeCl2;N+FeCl2 Fe+NCl2。请判断Fe、Cu、M、N的活动性由强到弱的顺序是 ;以上三个化学反应均属于 (填基本反应类型)。(4)在AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量锌粉,充分反应后过滤,得滤渣和滤液。若滤液呈无色, 则滤渣中一定含有的物质是 (填化学式)。
答案 (1)导热 (2)氧气和水 Fe2O3 保持铁锅表面清洁干燥 (3)N>Fe>M>Cu 置换反应 (4)Ag、 Cu
解析 (1)生活中用铁锅作炊具,利用了铁的导热性。(2)铁制品锈蚀的过程,实际上是铁跟空气中的氧气 和水发生了化学反应。铁锈的主要成分为Fe2O3。为防止铁锅生锈,通常采取的措施是保持铁锅表面清 洁干燥。(3)由反应M+H2SO4 MSO4+H2↑可知,M位于氢的前边;由反应Fe+MCl2 M+FeCl2可知,铁位于M的前边;由反应N+FeCl2 Fe+NCl2可知,N位于铁的前边,则Fe、Cu、M、N的活动性由强到弱的顺序是N>Fe>M>Cu。以上三个化学反应均属于置换反应。(4)由于金属活动性强弱:锌>铜>银,在 AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量锌粉,锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,硝酸银完全反应 后,锌再与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜。充分反应后过滤,得滤渣和滤液。若滤液呈无色,说明溶液中硝 酸铜已完全反应,则滤渣中一定含有的物质是Ag和Cu。
一、选择题(每题2分,共10分)
1.(2020河南,6)金属材料在生产、生活中使用广泛。下列金属的用途利用了金属导电性的是 ( )A.铜制电线 B.铁制铁锅C.金制项链 D.铝制饮料罐
答案 A A项,铜制电线,是利用了铜的导电性;铁制铁锅,是利用了铁的导热性;金制项链,是利用金的化 学性质稳定且有金属光泽的性质;铝制饮料罐,是利用了铝的延展性。故选A。
2.(2019河北,3)下列有关金属及合金的说法错误的是( )A.常温下所有的金属都是固体B.铁制品在潮湿的空气中易生锈C.生铁和不锈钢都是金属材料D.铝片表面易生成致密的氧化膜
答案 A 金属在常温下大多数呈固态,但汞在常温下呈液态,A错误;铁生锈的条件是同时与水和氧气 接触,故铁在潮湿的空气中易生锈,B正确;生铁和钢都是铁的合金,合金属于金属材料,C正确;铝在常温下 与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝保护膜,故铝制品不易生锈,D正确。
知识拓展 生铁和钢都属于铁的合金,二者的主要区别是含碳量的高低,生铁的含碳量较高,为2%~4.3%, 钢的含碳量较低,为0.03%~2%,钢又分为碳素钢和合金钢。
3.(2019广东,12)探究铁生锈的条件,有利于寻找防止铁制品锈蚀的方法。下列对比实验设计与所探究的 条件(蒸馏水经煮沸并迅速冷却),对应关系正确的是 ( ) A.甲和乙:水 B.乙和丙:空气C.甲和丙:空气 D.甲和丁:水
答案 D 探究铁生锈的条件要采用控制变量法,通过甲和丁可探究水对铁钉生锈的影响,故选D。
4.(2019湖南衡阳,22)向CuO和铁粉的混合物中加入一定量的稀硫酸,微热充分反应后冷却、过滤,在滤 液中加入一枚洁净的铁钉,发现铁钉表面无任何变化。据此判断,下列结论正确的是 ( )A.滤液中一定含有FeSO4、H2SO4B.滤渣里一定有CuC.滤液中可能有CuSO4、H2SO4D.滤渣里一定有Cu和Fe
答案 B 向氧化铜和铁粉的混合物中加入一定量的稀硫酸,发生反应的化学方程式有:CuO+H2SO4 CuSO4+H2O、Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑、Fe+CuSO4 FeSO4+Cu。在滤液中加入一枚洁净的铁钉,发现铁钉表面无任何变化,说明滤液中一定没有H2SO4和CuSO4,故A、C均错误;由于滤液中没有硫 酸铜,则铜元素在滤渣中,滤渣里一定有Cu,故B正确;若铁粉与溶液中硫酸、硫酸铜恰好完全反应,则滤 渣里没有Fe,故D错误。
思路分析 先把氧化铜、铁粉和稀硫酸之间可能发生反应的化学方程式都写出来,然后根据关键实验 现象(铁钉放入滤液中无变化),推出滤液中一定没有能与铁反应的硫酸和硫酸铜。最后考虑滤渣,滤液 中没有铜离子,则滤渣中一定有金属铜,不一定有铁。
5.(2020湖北黄冈,27)已知金属R和Fe、H活动性强弱关系为Fe>R>H,下列说法正确的是 ( )A.金属R放入Zn(NO3)2溶液中,有锌析出B.金属R放入CuSO4溶液中,金属表面有红色固体析出C.金属铁(足量)放入R(NO3)2溶液中,溶液变黄色D.金属铁放入AgNO3溶液中,一段时间后溶液质量变大
答案 B 由于活动性:Zn>Fe>R,故金属R放入硝酸锌溶液中不能置换出锌,A错误;由于活动性:R>H> Cu,故R放入硫酸铜溶液中,可以置换出Cu,B正确;金属铁放入R(NO3)2溶液中,由于活动性:Fe>R,故铁能置 换出R,同时生成硝酸亚铁,溶液显浅绿色,不是黄色,C错误;金属铁放入硝酸银溶液中,由于金属活动性: Fe>Ag,故铁能置换出银,且每56份质量的铁可以置换出216份质量的银,一段时间后溶液质量变小,D错 误。
二、非选择题(共20分)
6.(2020陕西A,14)(4分)黄金、黄铜(铜锌合金)、黄铁矿(主要成分是FeS2)都是金黄色固体。(1)将黄铜片和纯铜片相互刻画时,有明显划痕的是 。(2)将黄铜片放入稀硫酸中,发生反应的化学方程式是 。(3)工业上用黄铁矿为原料生产硫酸,第一步的反应为4FeS2+11O2 8X+2Fe2O3。则X的化学式为 。
答案 (1)纯铜片或纯铜(2)Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑(3)SO2
解析 (1)合金与其组分金属比较,合金的硬度较大,因此黄铜的硬度大于纯铜,相互刻画时会在纯铜片上 留下明显划痕;(2)黄铜是铜锌合金,铜和稀硫酸不反应,因此发生反应的化学方程式为Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑;(3)根据质量守恒定律可知,X的化学式为SO2。
7.(2019陕西西安二模,10)(5分)我国著名化学家傅鹰教授有一句名言“科学只给我们知识,而历史却给 我们智慧”。在化学学习中了解知识的发展历程,可以促进我们正确理解科学本质。(1)我国西汉时期就有“曾青得铁则化为铜”的记载。这其中蕴含的湿法冶铜原理属于的基本反应类 型是 。(2)火药起源于唐朝。为使始火产生耀眼的白光,可在火药中加入一种金属,燃烧时反应的化学方程式是 。(3)人类大规模使用铁、铝、铜三种金属的年代先后顺序,与三种金属的活动性强弱关系密切。为了验 证铁、铝、铜三种金属的活动性强弱,我们除了需要铝和铜两种金属外,还需要的一种盐溶液可能是 。
答案 (1)置换反应 (2)2Mg+O2 2MgO(3)氯化亚铁溶液(合理即可)
解析 (1)“曾青得铁则化为铜”的原理是铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,属于置换反应;(2)镁燃烧 时发出耀眼的白光,故火药中加入的金属是镁,镁在氧气中燃烧生成氧化镁;(3)为了验证铁、铝、铜三种 金属的活动性强弱,我们除了需要铝和铜两种金属外,还需要亚铁盐溶液。
解题方法 验证三种金属活动性顺序的实验设计,取中间金属的盐溶液和两边金属或两边金属的盐溶 液和中间金属。
8.(2020天津,21)(5分)金属材料广泛应用于生产、生活中。 (1)上图台灯中,铜质插头是利用了金属铜的 性(填“导电”或“导热”)。灯管后面的反光片 为铝箔。铝在空气中与氧气反应,生成氧化铝,反应的化学方程式为 。(2)明代宋应星所著《天工开物》中记载了我国古代炼铁方法。现代工业利用高炉炼铁,其主要反应原 理是一氧化碳与氧化铁反应,该反应的化学方程式为 。(3)某锌粉含有铜、镁中的一种杂质,取该样品6.5 g与足量稀盐酸充分反应,生成氢气0.21 g,该锌粉中含
有的杂质是 。另取一定量该样品放入硫酸铜溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。将滤 渣洗净,滴入稀硫酸,有气泡产生,则滤液中一定含有的溶质是 (填化学式)。
答案 (1)导电 4Al+3O2 2Al2O3(2)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2(3)镁 MgSO4
解析 (1)铜具有导电性,台灯中铜质插头就是利用了该性质。铝在空气中与氧气反应,生成氧化铝,反应 的化学方程式为4Al+3O2 2Al2O3。(2)现代工业利用高炉炼铁,其主要反应原理是一氧化碳与氧化铁反应,该反应的化学方程式为Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2。(3)某锌粉含有铜、镁中的一种杂质,取该样品6.5 g与足量稀盐酸充分反应,若6.5 g全部是Zn,则生成0.2 g氢气,而实际生成氢气0.21 g,说明该锌粉中含 有的杂质是镁。另取该样品(锌、镁混合物)放入硫酸铜溶液中,充分反应后过滤,得到的滤渣能与稀硫 酸反应,则滤液中一定含有硫酸镁,可能含有硫酸锌。
解题思路 混合金属与盐溶液反应时,依据金属活动性顺序确定反应的先后顺序,然后按照每种金属的 量分析滤渣和滤液的成分。滤渣中一定含有最不活泼的金属,滤液中一定含有最活泼金属的盐。
9.(2019重庆A,19)(6分)成功着陆月球背面的“嫦娥四号”探测器使用了多种材料。(1)探测器上的五星红旗含有一种叫聚酰亚胺的有机高分子材料。该材料属于 (填“金属”或 “合成”)材料。(2)探测器使用的铝合金硬度比纯铝的硬度 (填“大”或“小”)。(3)探测器广泛使用了Al、Fe、Cu。利用它们完成如下实验:①将未打磨的铝片放入FeSO4溶液中,没有明显现象②将打磨过的铝片放入FeSO4溶液中,铝片表面有明显变化③将打磨过的铁片放入CuSO4溶液中,铁片表面变红实验①中无现象是因为铝片表面有一层致密的 (填化学式)薄膜。实验②中发生反应的化学方程式为 。实验③中铁片足量,充分反应后溶液变为 色。
答案 (1)合成 (2)大(3)Al2O3 2Al+3FeSO4 Al2(SO4)3+3Fe (浅)绿
解析 (1)聚酰亚胺是有机高分子材料,属于合成材料;(2)铝合金的硬度比纯铝的硬度大;(3)常温下铝可 与空气中的氧气发生反应,其表面被氧化生成一层致密的氧化铝薄膜,氧化铝的化学式为Al2O3;实验②中 铝和硫酸亚铁发生反应,生成硫酸铝和铁;③将打磨过的足量铁片放入硫酸铜溶液中,铁片表面变红,说 明铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,充分反应后溶液变为浅绿色。
中考化学
专题四 金属与金属矿物
A组 2020年全国中考题组
考点一 金属材料
1.(2020山西,4,2分)东汉时期的“马踏飞燕”堪称我国古代青铜器艺术中无与伦比的珍品。其制作材料 属于 ( ) A.合成材料 B.天然材料C.金属材料 D.复合材料
答案 C 青铜属于金属材料,故选C。
2.(2020湖南长沙,9,3分)北斗系统的全面建成彰显了中国航天的力量,在航天科技中会用到大量金属材 料。下列有关金属材料的说法正确的是 ( )A.合金中一定只含金属元素B.纯铜比黄铜的硬度更大C.生锈的钢铁制品没有回收价值D.钛和钛合金被广泛用于火箭、导弹等
答案 D A项,合金是在金属中加热熔合某些金属或非金属制成的,错误;B项,通常合金比组成它的纯 金属的硬度大,黄铜是铜锌合金,故纯铜比黄铜的硬度小,错误;C项,生锈的钢铁制品回收利用不仅可以节 约金属资源,还可以减少对环境的污染,错误;D项,钛和钛合金具有很多优良的性能,被广泛用于火箭、导 弹等,正确。
3.(2020河南,21,2分)化学与人类社会生活密不可分,请回答下列问题。(1)我们倡导“低碳”生活,“低碳”是指哪种物质的较低量排放?(2)铝的化学性质活泼,为什么铝制品却具有很好的抗腐蚀性能?
答案 (1)二氧化碳(或CO2)的较低量排放。(1分)(2)铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化。(1分)
解析 (1)“低碳”生活中的“低碳”,是指二氧化碳的较低量排放。(2)铝在常温下与空气中的氧气发 生反应,其表面生成一层致密的氧化铝保护膜,使里层的铝不能被氧化,因此铝制品具有很好的抗腐蚀性 能。
4.(2020北京,6,1分)下列不能与稀盐酸反应的金属是 ( )A.Cu B.Zn C.Al D.Mg
考点二 金属的性质和用途
答案 A 在金属活动性顺序中,排在氢后面的金属不能与稀盐酸发生置换反应。铜是位于氢后的金 属,不能和稀盐酸发生反应,故选A。
知识拓展 金属活动性顺序的应用:①金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,金属的活动性越强。②在 金属活动性顺序中,位于氢前的金属能够与稀盐酸或稀硫酸发生置换反应生成盐和氢气。③在金属活 动性顺序中,位于前面的金属(除K、Ca、Na外)能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
5.(2020黑龙江齐齐哈尔,15,2分)向硝酸银溶液中加入一定质量的锌粉和铜粉的混合物,充分反应后过滤, 得到滤渣和滤液。以下推断正确的是(双选) ( )A.若向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,则滤渣中一定有银、铜、锌B.若滤液为无色,则滤渣中一定有锌C.若滤液为蓝色,则滤液中一定有硝酸银、硝酸铜和硝酸锌D.滤渣的质量一定比反应前锌粉和铜粉混合物质量大
答案 AD 向硝酸银溶液中加入一定质量的锌粉和铜粉的混合物,锌粉先和硝酸银溶液反应。若锌粉 反应完了,溶液中还有硝酸银剩余,铜粉再和硝酸银溶液反应。A项,若向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生, 说明锌粉有剩余,则铜没有和硝酸银溶液反应,滤渣中一定有银、铜、锌,正确。B项,若滤液为无色,说明 铜没有和硝酸银溶液反应,则滤渣中一定有银、铜,错误。C项,若滤液为蓝色,则滤液中一定有硝酸铜和 硝酸锌,硝酸银可能有,也可能没有,错误。D项,由反应Zn+2AgNO3 Zn(NO3)2+2Ag65 2×108Cu+2AgNO3 Cu(NO3)2+2Ag64 2×108可知每消耗掉65份质量的锌,就会生成216份质量的银;每消耗掉64份质量的铜,就会生成216份质量的 银,正确。
6.(2020广西北部湾经济区,25,6分)金属材料广泛应用于生产、生活中。(1)用铜作导线,利用了铜的延展性和 性。(2)镁是一种活泼的金属,请写出镁与稀盐酸反应的化学方程式 。(3)将等质量的A、B、C三种金属(生成物中金属元素均为+2价),分别放入质量分数相等且足量的稀盐 酸中,产生H2的质量与反应时间的关系如图所示。A、B、C三种金属中,金属活动性由强到弱的顺序是 ,相对原子质量最大的是 。 (4)向一定量的硝酸银和硝酸亚铁混合溶液中加入m g 锌粉,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。下列分 析正确的是 (填字母序号)。A.若滤渣只含一种金属,则滤液中的溶质只有三种B.若滤液中含有两种金属离子,则滤渣中的固体只有两种
C.若最终得到的滤渣质量仍为m g,则滤液中溶质最多有两种D.若向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,则滤液中的溶质最多有两种
答案 (1)导电 (2)Mg+2HCl MgCl2+H2↑ (3)A>C>B C (4)C、D
解析 (1)铜具有良好的延展性和导电性,可用作导线。(2)镁与稀盐酸反应的化学方程式为Mg+2HCl MgCl2+H2↑。(3)金属的活动性越强,金属与稀盐酸反应生成氢气的速率越快,题图中直线的斜率越大,根据题图可知,A、B、C三种金属的活动性由强到弱的顺序为A>C>B;由于生成物中金属元素均为+2价,所以金属元素的相对原子质量越大,生成的氢气越少,根据题图可知,金属C产生的氢气最少,所以相 对原子质量最大的是C。(4)根据金属的活动性顺序可知,金属活动性:Zn>Fe>Ag,向一定量的硝酸银和 硝酸亚铁混合溶液中加入锌粉,锌粉会先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,若锌粉有剩余,锌粉会继续与硝 酸亚铁反应生成硝酸锌和铁,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。若滤渣中只含一种金属,则Zn的量不 足,滤渣为Ag,滤液中溶质可能为硝酸银、硝酸亚铁、硝酸锌三种,也可能为硝酸亚铁、硝酸锌两种,故A 不正确。若滤液中含有两种金属离子,则滤液中溶质为Zn(NO3)2和Fe(NO3)2,滤渣可能有两种情况:第一 种,Zn只与硝酸银反应,滤渣中的固体为Ag;第二种,Zn与硝酸银反应,并与部分硝酸亚铁反应,滤渣中的固 体为Ag、Fe两种,故B不正确。当Zn置换Ag时,滤渣的质量增大,当Zn置换Fe时,滤渣的质量减小,由于反 应前后固体质量不变,所以Zn必定置换出了Ag和Fe,所以硝酸银完全反应,硝酸亚铁反应有两种情况:第 一种,硝酸亚铁完全反应,此时滤液中的溶质只有硝酸锌;第二种,硝酸亚铁部分反应,此时滤液中溶质有 硝酸锌和硝酸亚铁,故C正确。若向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,说明滤渣中含有铁或锌、铁的混合 物,此时银完全被置换出来,溶液中不含硝酸银,若硝酸亚铁部分反应,则滤液中含有硝酸亚铁和硝酸锌两
种溶质,若硝酸亚铁完全反应,则滤液中只含硝酸锌一种溶质,故D正确。
方法技巧 向混合盐溶液中加入能与混合盐溶液反应的金属,按照“远距离先置换”的原则,判断哪个 反应先发生,哪个反应后发生,然后结合选项进行解答。
7.(2020重庆A,20,5分)今年新冠病毒肆虐全球,抗疫过程中我们用到了多种材料。(1)医用口罩、隔离服、防护罩中的材料大部分是 (填“天然”或“合成”)材料。(2)修建火神山、雷神山两座医院时用到了大量铝合金材料,铝合金密度小、硬度大、耐腐蚀。铝制品 耐腐蚀的原因是 (用化学方程式表示)。铝合金中主要含铝、铜、镁三种 金属,为验证这三种金属的活动性顺序,某同学设计了以下3个实验: 实验甲中铝丝表面会出现的现象是 ,实验甲能得出的结论是 的金属 活动性更强,另一位同学认为实验乙、丙中均无明显现象,对完整的结论没有作用,都可以省去。你的看
法是 (填序号)。A.乙、丙都可以省去B.乙、丙都不能省去C.丙可以省去,乙不能省D.乙可以省去,丙不能省
答案 (5分)(1)合成(1分)(2)4Al+3O2 2Al2O3(1分) 有红色固体(1分) Al(或铝)(1分) C(1分)
解析 (1)医用口罩、隔离服、防护罩中的材料大部分属于合成材料。(2)因为铝在常温下容易和氧气 反应生成一层致密的氧化铝薄膜,阻碍铝进一步被腐蚀,所以铝抗腐蚀性好;三种金属的活动性顺序为 Mg>Al>Cu,Al可以从CuSO4溶液中置换出金属铜,所以实验甲中的现象为铝丝表面有红色固体析出;实 验甲可证明金属活动性:Al>Cu,实验乙可证明金属活动性:Mg>Al,综合分析实验甲和乙已经可以探究出 三种金属的活动性顺序,故实验丙可以省去。
考点三 金属资源
8.(2020广东广州,17,2分)铁制品通常比铝制品更容易锈蚀,下列说法正确的是 ( )A.铁的金属活动性比铝强B.铝在自然界中以单质形式存在C.锈蚀的铁制品无回收价值D.自行车链条涂油有防锈作用
答案 D 铁的金属活动性比铝弱,故A错误;铝化学性质比较活泼,所以铝在自然界中以化合物形式存 在,故B错误;锈蚀的铁制品可回收,故C错误;自行车链条涂油能阻止铁制品与水、空气接触,防止铁制品 生锈,故D正确。
9.(2020辽宁葫芦岛,20,5分)铁及其合金在生产生活中有着广泛的应用。(1)近年来,我国高铁建设促进了经济、社会的快速发展。制造铁轨的材料是铁合金,与纯铁相比较,铁合 金具有 (答一点)的优良性能。(2)工业上可用稀盐酸除去铁锈,该反应的化学方程式为 。(3)为了防止家中常用的铁锅生锈,你的做法是 。除防止金属腐蚀外,请再写出 一条保护金属资源的有效途径 。
答案 (5分)(1)硬度高(合理给分)(1分)(2)Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O(2分)(3)洗净擦干(合理给分)(1分) 回收利用废旧金属(或有计划、合理开采矿物或寻找金属的代用品)(1分)
解析 (1)制造铁轨的材料是铁合金,与纯铁相比较,铁合金具有硬度高的优良性能。(2)铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁与盐酸反应的化学方程式为Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O。(3)铁与氧气、水共存时会生锈,为了防止家中常用的铁锅生锈,在使用完毕后要洗净擦干;除防止金属腐 蚀外,回收利用废旧金属,有计划、合理开采矿物或寻找金属的代用品,都是保护金属资源的有效途径。
10.(2020四川南充,16,7分)金属与人类生活密切相关,回答下列问题。(1)铯原子钟300年误差不超过5秒。铯元素在元素周期表中的信息如图所示,则铯的相对原子质量是 。 (2)将黄铜片和纯铜片相互刻画,发现纯铜片表面留下较深的划痕,则它们的硬度大小关系是:纯铜 黄铜(填“>”“<”或“=”)。(3)金属资源储量有限,而且不可再生。下列措施能够减缓金属消耗速度的是 。A.回收利用废旧金属B.加大对金属矿物的开采,提高金属产量C.寻找和开发金属的替代品D.提高金属制品的防腐能力,延长金属制品的使用寿命(4)铁是目前世界年产量最高的金属,但易生锈,写出用稀盐酸除铁锈的化学方程式 。
(5)往硝酸银溶液中加入一定量的锌和铜的混合物,充分反应后,过滤,滤液为蓝色,则滤液中一定含有的 金属离子是 。
答案 [(1)、(2)、(3)题各1分,(4)、(5)题各2分,共7分](1)132.9 (2)< (3)ACD (4)Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O (5)Zn2+、Cu2+
解析 (1)由题图可知,铯的相对原子质量为132.9;(2)通常合金的硬度比其组分金属的大,黄铜是铜锌合 金,因此纯铜的硬度小于黄铜;(3)保护金属资源,减缓金属消耗速度的方法包括:防止金属制品锈蚀,合理 开发利用金属资源,寻找和开发新材料,代替金属材料,回收利用废旧金属等,故选ACD;(4)铁锈的主要成 分是Fe2O3,与盐酸反应生成氯化铁和水;(5)三种金属的活动性顺序为锌>铜>银,往硝酸银溶液中加入一 定量的锌和铜的混合物,硝酸银首先和锌反应,化学方程式为Zn+2AgNO3 Zn(NO3)2+2Ag,若锌完全反应后硝酸银有剩余,则硝酸银会继续与铜反应,化学方程式为Cu+2AgNO3 Cu(NO3)2+2Ag,过滤后,滤液为蓝色,则滤液中一定含有Cu2+、Zn2+,可能有Ag+,滤渣中一定有Ag,可能有Cu。
B组 2016—2019年全国中考题组
考点一 金属材料
1.(2018江西,1,2分)常温下为液态的金属是 ( )A.汞 B.金 C.银 D.铝
答案 A 汞是熔点最低的金属,常温下呈液态。
知识归纳 地壳中元素的含量在前四位的依次为氧、硅、铝、铁,生物细胞中元素含量在前四位的依 次为氧、碳、氢、氮,海水中含量最高的是氧元素,空气中含量最高的是氮元素,人体中含量最高的金属 元素是钙。
2.(2019湖南衡阳,17,2分)下列有关金属材料的说法中,正确的是 ( )A.地壳中含量最高的金属元素是铁B.钢的性能优良,所以钢是纯净的铁C.多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属更好D.银的导电性最好,大多数电线都是用银作材料
答案 C 地壳中元素的含量在前四位的依次为氧、硅、铝、铁,含量最高的金属元素是铝,故A错误; 钢属于铁合金,主要成分是铁,还含有碳等其他成分,故B错误;合金是在金属中加热熔合了某些金属或非 金属制成的,可以根据需要,增强其抗腐蚀性能,故C正确;银的导电性最好,铜的导电性仅次于银,受价格 和资源的影响,大多数电线都是用铜作材料,故D错误。
关键点拨 物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用 途时,还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利,以及废料是否易于回收和对环境的影响等多 种因素。
3.(2016湖北襄阳,44,3分)我们的生活用品,大都是由金属材料制成的。(1)金属材料包括金属以及它们的 。(2)金属铜常用来做导线,是利用了铜良好的延展性和 性。(3)将一定量的锌粉加入到硫酸亚铁、硫酸铜的混合溶液中,一段时间后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,观察 到有气泡产生,则滤液中一定含有的溶质有 。
答案 (1)合金 (2)导电 (3)ZnSO4(或“硫酸锌”)
解析 (1)金属材料包括纯金属及其合金;(2)金属具有良好的延展性、导电性、导热性等,用金属铜做导 线利用了铜的导电性和延展性;(3)锌粉先和CuSO4反应,再与FeSO4反应,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产 生,说明固体中一定有Cu、Fe,可能有过量的锌,所以滤液中一定含有ZnSO4,可能含有FeSO4。
审题技巧 解答第(3)问时,注意审题,抓住突破口“向滤渣中加入稀盐酸,观察到有气泡产生”。
知识拓展 当一种金属能够置换出盐溶液中的两种金属时,应依据“距离远的先反应”原则,判断反应 顺序。例如,将一定量的锌粉加入硫酸亚铁、硫酸铜的混合溶液中,锌粉先和CuSO4反应,再与FeSO4反 应。
4.(2018山西,23,3分)当你漫步阿根廷的布宜诺斯艾丽斯时,会被这里精美绝伦的雕塑所吸引,“花之魂” 就是世界10大奇异雕塑之一(图甲),它是由钢和铝(6%~16%)加工而成的巨型“花朵”。傍晚时分“花 朵”霓虹闪烁,将城市的夜晚打扮得流光溢彩,美轮美奂。 (1)钢、铝加工而成的“花之魂”比铁雕塑性能优良之处 (写一条)。(2)目前金属耗速过快,替代材料越来越多。列举生活中常用的一种合成材料 。(3)图乙是铝的原子结构示意图,铝原子在化学反应中易 电子(填“得”或“失”)。
答案 (1)耐腐蚀(或不易生锈/硬度大/经久耐用)(合理即可)(2)塑料(或合成纤维/合成橡胶/聚乙烯)(合理即可)(3)失
解析 (1)钢、铝比铁耐腐蚀、不易生锈、硬度大、经久耐用。(2)塑料、合成纤维、合成橡胶是生活 中常用的合成材料。(3)铝原子最外层有3个电子,在化学反应中易失去3个电子。
5.(2018陕西A,19,4分)人类文明进步与金属材料发展关系十分密切。(1)铝合金被广泛应用于制造飞机、高铁等,这是因为铝合金具有 、质量轻、耐腐蚀等特性。(2)化学兴趣小组为了鉴别某黄色金属是黄金还是黄铜(铜锌合金),设计了如下方案:①取样,在空气中加热②取样,加入硝酸银溶液③取样,加入硫酸锌溶液其中不合理的是 (填序号)。某同学提出还可以用稀硫酸鉴别,他所依据的反应原理是 (用化学方程式表示)。
答案 (1)硬度大或强度大(2)③ Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑(无“↑”符号扣1分,化学式错误扣2分)
解析 (1)铝合金广泛应用于制造飞机、高铁等,主要是因为铝合金的硬度大或强度大、质量轻、耐腐 蚀等。(2)金的化学性质非常稳定,在空气中加热跟氧气不反应,而铜锌合金加热会与氧气反应而变黑,因 此①可以鉴别;金和硝酸银溶液不反应,而铜、锌能与硝酸银溶液发生置换反应,因此②可以鉴别;硫酸 锌与金和铜、锌都不反应,无法鉴别,因此③不合理。在金属活动性顺序中,Zn排在H前,可以和稀硫酸发 生置换反应,反应的化学方程式为Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑。
考点二 金属的性质和用途
6.(2017江西,4,2分)我省明代科学家宋应星所著的《天工开物》中,详细记述了金、铜、铁、锌等金属 的开采和冶炼方法,记述的金属中金属活动性最强的是 ( )A.金 B.铜 C.铁 D.锌
答案 D 根据金属活动性顺序可知,四种金属活动性由强到弱的顺序为锌、铁、铜、金,故选D。
7.(2018四川成都,11,3分)探究锌、铜、镁的金属活动性时,下列现象、分析或结论正确的是 ( )A.盐酸的浓度可以不同 B.铜片表面有气泡C.镁片的试管发烫 D.活动性:Cu>Zn>Mg
答案 C 探究镁、锌、铜金属活动性顺序时,要控制其他变量相同,如盐酸浓度、体积以及金属的表 面积等,A错误;铜与盐酸不反应,看不到气泡,B错误;镁片与盐酸反应剧烈,放出大量的热,试管发烫,C正 确;活动性Mg>Zn>Cu,D错误。
8.(2019山东潍坊,18,2分)向m克 AgNO3、Cu(NO3)2和Fe(NO3)2的混合溶液中加入Zn,充分反应后过滤,所 得滤液质量仍为m克。下列说法正确的是 ( )A.滤渣中一定有Ag、Cu、FeB.滤液中一定没有AgNO3C.滤液中一定含有Zn(NO3)2、Fe(NO3)2D.该过程至少发生了三个化学反应
答案 B 根据金属活动性顺序,锌先和硝酸银反应,再和硝酸铜反应,最后和硝酸亚铁反应,根据反应的 质量比可知:锌和硝酸银反应导致溶液质量减少,锌和硝酸铜、硝酸亚铁反应都导致溶液质量增加。反 应前后溶液质量不变,说明锌先与硝酸银完全反应,再和硝酸铜反应,可能和硝酸亚铁发生了反应,所以滤 渣中一定有银、铜,可能有铁和过量的锌,故A错误;硝酸银一定反应完全,故B正确;硝酸亚铁可能没有反 应,也可能部分反应,也可能已完全反应,所以溶液中不一定有硝酸亚铁,故C错误;根据上述分析,该过程 中至少发生了两个反应,故D错误。
疑难解析 本题的难点在于反应前后溶液的质量不变,锌和硝酸银反应导致溶液质量减少,锌和硝酸 铜、硝酸亚铁反应均导致溶液质量增加,说明至少发生了两个反应。
9.(2019北京,21,2分)用粗木棍在涂有蜡的锌板上写“明”“和”两个字,露出下面的锌板。向“明”字 上滴加CuSO4溶液,向“和”字上滴加盐酸。 (1)“明”字上的现象是 。(2)“和”字上产生气泡,用化学方程式解释: 。
答案 (1)有红色固体生成,溶液颜色变浅 (2)Zn+2HCl ZnCl2+H2↑
解析 (1)锌与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸锌溶液,故“明”字上的现象是出现红色固体,溶液颜色变 浅。(2)向“和”字上滴加盐酸,锌与盐酸反应生成氯化锌和氢气,化学方程式为Zn+2HCl ZnCl2+H2↑。
10.(2017天津,21,10分)金属材料广泛应用于生产生活中。(1)铝块能制成铝箔是利用了铝的 性(填“导电”或“延展”)。(2)为探究铝、铜的金属活动性顺序,某同学选用了下列药品进行实验,其中可行的是 (填字母)。A.铝丝、铜丝、氯化镁溶液B.铝丝、铜丝、硫酸铜溶液(3)A~G是初中化学常见的物质。已知A为黑色固体单质,B为红棕色粉末,G为紫红色固体单质,它们的 转化关系如下图所示,回答问题。
①写出化学式:A ;B 。②反应Ⅱ的化学方程式为 。③反应Ⅲ的化学方程式为 。(4)用1 600 t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为 t(结果保留至 0.1)。
答案 (10分)(1)延展 (2)B(3)①C Fe2O3 ②CO2+C 2CO ③Fe+CuSO4 FeSO4+Cu (4)933.3
解析 (1)铝块能制成铝箔是利用了铝的延展性。(2)铝丝、铜丝都不能与氯化镁溶液反应,不能验证 铝、铜两种金属的活动性;铝丝能与硫酸铜溶液反应,证明铝的活动性比铜强。(3)A为黑色固体单质,B 为红棕色粉末,G为紫红色固体单质,结合图中转化关系可知A为碳,B为氧化铁,氧化铁和碳在高温下反 应生成铁和二氧化碳;二氧化碳和碳在高温下反应生成一氧化碳,一氧化碳和氧化铜加热反应生成铜,铁 和硫酸铜溶液反应也生成铜。(4)根据铁原子守恒,可知炼出生铁的质量为1 600 t×80%× ÷96%≈933.3 t。
11.(2018辽宁沈阳,17,7分)为了防止污染,用黄铜矿(主要成分是CuFeS2及少量含Zn的化合物)炼铜时,将 产生的废气、废液转换成工业原料,设计流程如下:(假定每一步都完全反应) (1)废气处理后得到的产品X是 。(2)写出步骤①中反应的化学方程式: 。(3)步骤②的操作是 。(4)滤液a和滤液b中溶质的成分 (填“相同”或“不相同”)。(5)若操作过程中物质的损失忽略不计,要生成2.8 g B和3.2 g D,则加入Zn的质量应至少大于 g。
答案 (1)H2SO4(或硫酸)(2)Zn+FeSO4 ZnSO4+Fe、Zn+CuSO4 ZnSO4+Cu(3)用磁铁吸引 (4)相同 (5)6.5
解析 (1)三氧化硫与水反应生成硫酸,因此产品X是硫酸。(2)锌比铜、铁金属活动性强,废液中加入过 量锌,锌与硫酸铜、硫酸亚铁发生置换反应,得到的固体A为生成的铜、铁和过量的锌的混合物,滤液a为 硫酸锌溶液。(3)固体A为铜、铁、锌的混合物,用磁铁吸引后得到的固体B为铁,固体C为铜和锌的混合 物,加入适量的稀硫酸,锌与稀硫酸反应生成硫酸锌,铜不反应,故固体D为铜,滤液b为硫酸锌溶液。(4)滤 液a、b中溶质的成分相同,均为硫酸锌。(5)B为铁,D为铜,根据锌与硫酸亚铁反应的化学方程式,可计算 出生成2.8 g铁需要锌的质量为3.25 g;根据锌与硫酸铜反应的化学方程式,可计算出生成3.2 g铜需要锌 的质量为3.25 g,故加入的锌的质量应至少大于3.25 g+3.25 g=6.5 g。
考点三 金属资源
12.(2019四川成都,3,3分)今年世界地球日的主题为“珍爱美丽地球·守护自然资源”。下列做法与此不 相符的是 ( )A.废旧金属回收利用B.农业上过量施用化肥、农药C.有计划、合理地开采矿物D.使用新型、可降解的塑料制品
答案 B A项,废旧金属回收利用既能节约金属资源,又能保护环境,符合世界地球日的主题;B项,农业 上过量施用化肥、农药,既浪费化肥和农药,又会造成土壤和水体污染,不符合世界地球日的主题;C项,有 计划、合理地开采矿物有利于保护矿物资源,符合世界地球日的主题;D项,使用新型、可降解的塑料制 品是防治“白色污染”的有效方法,符合世界地球日的主题。
13.(2017黑龙江哈尔滨,5,2分)下列生活中的做法错误的是 ( )A.用生石灰作食品干燥剂B.用汽油或加了洗涤剂的水来除去衣服上的油污C.钢铁表面采用涂油、刷漆、镀铬等方法都能防止钢铁生锈D.燃气灶的火焰出现橙色或黄色时,可调小炉具进风口
答案 D 生石灰能和水反应,可用作食品干燥剂,故A正确;汽油可以溶解油污,洗涤剂具有乳化功能,都 可以除去衣服上的油污,故B正确;钢铁表面采用涂油、刷漆、镀铬等方法能隔绝空气中的氧气和水,防 止钢铁生锈,故C正确;燃气灶的火焰出现橙色或黄色时,说明氧气不足,应调大炉具进风口,故D错误。
14.(2018辽宁沈阳,16,5分)世界上每年都有将近总产量十分之一的钢铁锈蚀,造成了巨大的经济损失。 为探究铁锈蚀的原因,分别取3枚洁净无锈的铁钉放入试管中,进行如下实验: (1)进行实验一时,老师指导同学们先向迅速冷却后的沸水中,放入一截打磨光亮的略长于铁钉的镁带,几 分钟后再放入铁钉。镁带的作用是 。(2)大多数同学都观察到了实验一、实验二中铁钉无锈,实验三中铁钉生锈的现象,得出铁生锈的条件是 。某同学却发现本组实验二中的铁钉表面出现了少量铁锈,经仔细检查
后发现胶塞已塞紧,产生这种现象的原因可能是 。(3)工业上用锈蚀的废旧铁制品可以回炉炼铁,原理是 (用化学方程 式表示)。在生活中人们对废旧金属合理的处理方法通常有 (写一种)。
答案 (1)除去水中的氧气(2)铁与氧气和水共同作用 生石灰的量不足;生石灰已失效;铁钉与生石灰直接接触(其他合理答案均 可)(3)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 投放到可回收垃圾桶;卖给废品回收站等(其他合理答案均可)
解析 (1)镁带的作用是除去水中的氧气,使铁钉不与氧气接触。(2)实验一中铁钉只与水接触没有生锈; 实验二中铁钉只与氧气接触没有生锈;实验三中铁钉同时接触水和氧气发生锈蚀,故铁生锈的条件是与 氧气和水共同作用。生石灰若已经失效或生石灰的量不足等,会导致试管中的空气不干燥,使实验二中 的铁钉表面出现少量铁锈。(3)铁锈的主要成分是氧化铁,用其进行回炉炼铁的原理是氧化铁与一氧化 碳在高温下反应生成铁和二氧化碳;在生活中人们对废旧金属合理的处理方法通常有投放到可回收垃 圾桶、卖给废品回收站等。
15.(2019内蒙古呼和浩特,13,4分)我国自主设计的大型客机成功试飞,首艘国产航母正式下水,标志着我 国的金属材料制造技术取得重大突破。根据所学知识回答下列问题:
(1)常温下一些金属的物理性质数据如上表,据此可知高压输电线最好选用金属 (填字母);C的合 金通常可以做菜刀、锤子等,其合金的硬度 5(填“>”“<”或“=”)。(2)铁矿石有多种,如赤铁矿(主要成分Fe2O3)和磁铁矿(主要成分Fe3O4)等。写出磁铁矿的主要成分与一 氧化碳反应的化学方程式 。(3)在Fe(NO3)2和AgNO3的混合溶液中,加入一定量镁粉和锌粉的混合物,充分反应后过滤,得到滤渣和滤 液。下列说法中正确的是 (填序号)。a.若滤液为浅绿色,则滤渣中可能有锌b.滤液中一定有Mg(NO3)2,滤渣中一定有银c.若取少量滤液,加入KCl溶液,无明显现象,则滤渣中一定有铁d.若取少量滤渣,加入稀盐酸,产生气泡,则滤渣的组成有三种情况
答案 (1)B >(每空1分) (2)4CO+Fe3O4 3Fe+4CO2(1分,不写条件不给分)(3)bd(1分,全部答对给分)
解析 (1)由表可知,B金属的导电性适中,密度小,硬度较小,所以适于做电缆。合金的硬度一般大于纯金 属的硬度。(2)磁铁矿的主要成分Fe3O4与一氧化碳反应的化学方程式:4CO+Fe3O4 3Fe+4CO2。(3)Fe(NO3)2和AgNO3的混合溶液中,加入一定量镁粉和锌粉的混合物。镁粉一定和硝酸银溶液反应,生 成银和硝酸镁。所以,滤液中一定有硝酸镁,滤渣中一定有银,b正确。若取少量滤渣,加入稀盐酸产生气 泡,说明有氢前金属。根据金属活动性顺序,滤渣中一定有金属Fe。滤渣的组成可能有Ag、Fe;Ag、 Fe、Zn;Ag、Fe、Zn、Mg三种情况,d正确。若溶液呈浅绿色,说明Fe(NO3)2有剩余,则滤渣中一定有Ag, 可能有Fe,一定没有Zn,a错误。若取少量滤液,加入KCl溶液,无明显现象,说明AgNO3反应完全,则滤渣中 一定有Ag,可能有Fe,c错误。
方法技巧 金属与混合盐溶液反应时,滤渣中一定有最不活泼的金属,滤液中一定有最活泼金属的盐溶 液。
16.(2019云南,24,8分)金属及金属材料在生产、生活中有广泛的应用。(1)近年来,我省多地纷纷开展文明城市创建工作,垃圾分类回收是其中一项重要举措。某市街道垃圾桶 如图所示,请回答下列问题: ①图中标识的物质,属于金属材料的是 (写出一种即可)。②使用铝合金做内筒的优点是 (写出一点即可)。某品牌饮料的空易拉罐应收入 (填
“可回收”或“不可回收”)筒中。③铁制品锈蚀的过程,实际上是铁跟空气中的 发生化学反应的过程;除去铁制品表面的铁锈可 用稀盐酸,反应的化学方程式为 。(2)将甲、乙、丙三种金属分别投入稀硫酸中,甲、丙表面有气泡产生,乙无明显现象;若将甲放入丙的硫 酸盐溶液中,一段时间后,甲的表面有丙析出。由此推断这三种金属的活动性由强到弱的顺序是 。(3)将一定质量的铁粉加入到Al(NO3)3、Cu(NO3)2、AgNO3三种物质的混合溶液中,充分反应后过滤,得到 滤液和滤渣。下列有关说法正确的是 (填字母)。A.若滤液为蓝色,则滤渣中一定有银,可能有铜B.若滤渣中含有银、铜、铁,则滤液中一定含有Al3+、Fe3+、N C.若滤液为浅绿色,则滤渣中一定含银、铜、铝D.若滤渣中加稀盐酸无气泡产生,则滤液中一定有Al3+、Fe2+、Cu2+,可能有Ag+
答案 (8分)(1)①铁质外筒(或铝合金内筒) ②抗腐蚀性强(合理均可) 可回收 ③水和氧气 Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O(化学式错一个不得分,配平、条件、状态不全总扣1分) (2)甲>丙>乙 (3)A
解析 (1)金属材料包括纯金属和合金,铁制外筒和铝合金内筒都属于金属材料,铝合金具有良好的抗腐 蚀性;金属材料属于可回收物;铁生锈的条件是铁与空气、水同时接触;铁锈的主要成分是氧化铁,与盐 酸反应的化学方程式为Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O。(2)由题意可知:甲、丙的金属活动性在氢前,乙的金属活动性在氢后,甲能将丙从其硫酸盐中置换出来, 说明甲的金属活动性强于丙,故三种金属的活动性由强到弱的顺序为甲>丙>乙。(3)根据金属活动性顺序可知,将铁加入硝酸铝、硝酸铜、硝酸银的混合溶液中,铁不能与硝酸铝反应,先 与硝酸银反应,再与硝酸铜反应。若滤液呈蓝色,说明加入铁的量较少,铁与硝酸银反应,不一定与硝酸铜 反应,则滤液中一定含有硝酸铝、硝酸亚铁、硝酸铜,可能含有硝酸银;滤渣中一定含有银,可能含有铜,A 正确。铁与盐溶液发生置换反应生成亚铁盐,所以滤液中不含铁离子,B错误。铁不能与硝酸铝发生置 换反应,所以滤渣中不含铝,C错误。若滤渣中加入稀盐酸没有气泡生成,说明铁不过量,则滤渣只能有两 种可能:一是只有银;二是银和铜。滤液有三种可能性:一是含有铝离子、亚铁离子、铜离子、银离子; 二是含有铝离子、亚铁离子、铜离子;三是含有铝离子和亚铁离子,故滤液中不一定含有铜离子,D错误。
知识拓展 金属活动性顺序的应用有三个方面:一、判断金属的活动性强弱,二、根据能否与酸发生置 换反应判断金属是否位于氢前,三、根据金属能否与盐溶液发生置换反应验证金属的活动性强弱。
方法技巧 解答将一种金属加入含有多种溶质的盐溶液中这样的题目,首先根据金属活动性顺序判断 加入的金属能与哪些盐反应,其次再根据反应由远及近的原则判断反应的顺序,最后根据加入金属的量 判断滤渣、滤液的情况。
C组 教师专用题组
考点一 金属材料
1.(2020湖北武汉,5,3分)化学概念在逻辑上存在并列、交叉和包含关系,可用下图表示这三种关系。 以下关系界定错误的是 ( )A.合金和金属材料属于包含关系B.金属元素和非金属元素属于并列关系C.盐和化合物属于包含关系D.物理变化和化学变化属于交叉关系
答案 D A项,金属材料包括纯金属和合金,因此合金和金属材料属于包含关系,正确;B项,元素包含金 属元素和非金属元素,金属元素和非金属元素属于并列关系,正确;C项,化合物可分为氧化物、酸、碱、 盐等,因此盐和化合物属于包含关系,正确;D项,物理变化是变化过程中没有生成新物质的变化,化学变化 过程中有新物质生成,两种变化应属于并列关系,错误。
2.(2018四川成都,10,3分)科学家发现一种新金属。根据下表信息推测其用途错误的是 ( )
A.用于焊接金属 B.制造航天飞机C.制外科手术刀 D.用于通讯设备
答案 A 该金属的熔点(2 500 ℃)高,不能用来焊接金属,A错误;该金属密度小、抗腐蚀性好、强度与 钢相似,可用于制造航天飞机、制外科手术刀,导电性良好,可用于通讯设备,故B、C、D正确。
3.(2019广东广州,11,2分)中国古代诗句中蕴含很多化学原理,下列诗句的解释不正确的是 ( )
答案 D 由“三金合冶成宝锷”可知“宝锷”的成分为合金,故A正确; 闻到花香是因为分子在不停 地运动,故B正确;因为金的密度比沙大,所以“吹尽狂沙始到金”,故C正确;“烈火焚烧”是指高温煅烧 石灰石,得到的是生石灰,故D错误。
4.(2016内蒙古呼和浩特,5,2分)在①合金、黄铁矿、石油、纯碱 ②N2、P、Mg、O3 ③Al2O3、Fe3O4、CuO、SO3三组物质中,每组有一种物质在分类上与其他物质不同,这三种物质分别是 ( )A.纯碱、Mg、SO3 B.黄铁矿、Mg、Al2O3C.合金、O3、Fe3O4 D.纯碱、P、SO3
答案 A ①合金、黄铁矿、石油是混合物,纯碱是纯净物;②N2、P、O3是非金属单质,Mg是金属单质; ③Al2O3、Fe3O4、CuO是金属氧化物,SO3是非金属氧化物,故选A。
5.(2018贵州贵阳,34,7分)人类社会发展离不开金属材料。下图是某硬铝的主要成分。(1)硬铝属于 (填“合金”或“纯金属”)。(2)将适量硬铝(已用砂纸打磨处理)放入足量稀硫酸中,观察到的现象为 ,反 应的化学方程式有 。(3)将足量硬铝粉末放入硝酸银溶液中,充分反应后,溶液出现蓝色。出现蓝色的原因是 ,写出此时溶液中溶质成分并说明理由 。
硬铝含Al、Mg、Cu(不考虑杂质)
答案 (7分,除标注外,每空1分)(1)合金(2)有气泡冒出,固体减少 Mg+H2SO4 MgSO4+H2↑、2Al+3H2SO4 Al2(SO4)3+3H2↑(2分)(3)有硝酸铜生成,硝酸铜溶液呈蓝色 由于溶液出现蓝色,根据金属的活动性:Mg>Al>Cu>Ag,说明 Mg、Al、Cu均与硝酸银发生反应,由于硬铝粉末足量,所以溶液中无硝酸银。溶质只有硝酸镁、硝酸 铝、硝酸铜(2分)
解析 (1)硬铝中含有铝、镁、铜,因此是铝的合金;(2)硬铝中含有两种活泼金属:铝和镁,它们都能与稀 硫酸反应产生氢气,因此观察到有气泡产生,固体逐渐减少;(3)溶液呈蓝色,说明铜参加了反应,由于金属 活动性:Mg>Al>Cu>Ag,说明Mg、Al、Cu均发生了反应,此时溶液中的溶质是硝酸镁、硝酸铝、硝酸 铜。
6.(2017湖北黄冈,28,7分)化学就在我们身边,化学与生产、生活息息相关。请回答下列问题:(1)人类社会的生活和发展离不开常见金属和金属材料,用我们学到的化学知识和方法能分析和解释许 多现象。①下列生活用品,主要利用金属具有良好导热性的是 ( ) ②下列事实不能用金属活动性顺序解释的是 ( )A.铝制品抗腐蚀能力比铁制品强B.铜能将银从硝酸银溶液中置换出来C.不能用金属铜与稀硫酸反应制取氢气D.铁的硬度比铜大(2)氧气是一种化学性质比较活泼的气体,在点燃和加热的条件下能与许多物质发生化学反应。试回答
下列与氧气有关的问题:①空气中,氧气的体积分数约占 。②如图是一些物质与氧气反应的实验,甲中物质安静燃烧时火焰的颜色是 ,任选一个实验,写出 一个化学反应的方程式 。 ③下图是某燃煤发电厂处理废气的装置示意图。其工艺原理是:向废气处理塔中投入CaCO3和鼓入空 气,在高温条件下,将SO2全部吸收。
(Ⅰ)废气处理塔中发生的反应可用一个总化学方程式表示,写出这个反应的化学方程式: 。(Ⅱ)若该发电厂每天有16 kg二氧化硫产生,则投入的CaCO3的质量至少是 kg。
答案 (每空1分,共7分)(1)①A ②A、D(2)①1/5(或21%)②蓝紫色 S+O2 SO2(或4P+5O2 2P2O5或3Fe+2O2 Fe3O4)③(Ⅰ)2SO2+2CaCO3+O2 2CaSO4+2CO2(Ⅱ)25
解析 (1)①铸铁炊具主要利用了铁的导热性良好,金属细丝主要利用了金属的延展性,铜制电缆主要利 用了铜的导电性,铁锤主要利用了铁的硬度大的性质,因此本题选A。②铝在常温下与空气中的氧气反 应生成一层致密的氧化铝薄膜,保护了里层的铝不再被氧化,因此抗腐蚀能力比铁强,这个事实不能用金 属活动性顺序解释;铜能置换硝酸银溶液中的银是因为铜的活动性比银大,铜不能与稀硫酸反应是因为 在金属活动性顺序中铜排在氢之后,B、C均可用金属活动性顺序解释;铁的硬度比铜大与铁的物理性质 有关,不能用金属活动性顺序解释,故本题选A、D。(2)①空气中氧气的体积分数约占21%。②甲中是硫在氧气中燃烧,火焰的颜色是蓝紫色,其化学方程式 为S+O2 SO2。③(Ⅰ)在高温条件下,进入处理塔中的物质是燃煤产生的气体(主要含二氧化硫)、碳酸钙和空气,因此反应物是二氧化硫、碳酸钙、氧气,从处理塔分离出来的物质是硫酸钙和洁净的气体, 由于碳酸钙高温分解生成二氧化碳,故推知洁净的气体中一定有二氧化碳,反应的化学方程式为2SO2+2CaCO3+O2 2CaSO4+2CO2;(Ⅱ)若每天要吸收16 kg的二氧化硫,则可根据反应的化学方程式求得需要投入的碳酸钙的质量。
失分警示 处理塔中发生反应的化学方程式容易写错。判断处理塔中的反应物和生成物时,可根据箭 头的指向分析,箭头指向塔内的是反应物,箭头指向塔外的是生成物,由此写出化学方程式。
考点二 金属的性质和用途
7.(2016重庆B,12,2分)下列事实能说明铝的金属活动性比铁或铜强的是 ( )A.铝在地壳中含量比铁高B.铝的熔点低于铜的熔点C.空气中铁比铝更容易被腐蚀D.铝丝在硫酸铜溶液中能形成“铜树”
答案 D 铝在地壳中含量比铁高,与金属活动性无关,A项不符合题意;铝的熔点低于铜的熔点,与金属 活动性无关,B项不符合题意;空气中铁比铝更容易被腐蚀,是因为铝在空气中能与氧气反应,表面生成一 层致密的氧化铝薄膜,不能说明铝的金属活动性比铁强,C项不符合题意;铝丝在硫酸铜溶液中能形成 “铜树”,是因为铝的金属活动性比铜强,能与硫酸铜溶液发生置换反应,D项符合题意。
8.(2017江西,9,2分)根据反应事实能推导影响化学反应的因素,以下推理中错误的是 ( )
答案 B 铁的活动性强于铜而银的活动性弱于铜,铁能与硫酸铜溶液发生置换反应而银不能,说明影 响化学反应的因素是反应物的性质,故A推理正确。氧气充足时,木炭能够充分燃烧生成二氧化碳;氧气 不足时,木炭不能充分燃烧,生成物为一氧化碳,因此影响化学反应的因素是反应物的量,故B推理错误。 硫在氧气中比在空气中燃烧更剧烈,说明影响化学反应的因素是反应物的浓度,故C推理正确。D项,锌 粉与稀盐酸的接触面积更大,反应更剧烈,说明反应物的接触面积越大,反应越剧烈,故D推理正确。
知识拓展 影响化学反应速率的因素分为内因和外因,内因是反应物本身的性质;外因是温度、浓度、 压强、催化剂、光、反应物之间的接触面积和反应物的状态等。
9.(2020湖南常德,14,3分)向盛有AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液的试管中加入一定量的铁粉,充分反应后过 滤,滤液呈蓝色。下列判断正确的是 ( )A.滤渣可能含有铜B.滤液的质量可能比原溶液的质量大C.滤液中可能含有Fe(NO3)3和Cu(NO3)2D.向滤渣中加入稀盐酸,可能有气泡产生
答案 A 由于金属活动性顺序:Fe>Cu>Ag,向盛有AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液的试管中加入一定量的 铁粉,先发生的反应是2AgNO3+Fe 2Ag+Fe(NO3)2 ,后发生的反应是Cu(NO3)2+Fe Cu+Fe(NO3)2 ,充分反应后过滤,滤液呈蓝色。A项,根据滤液呈蓝色可知,滤液中有硝酸铜,则铁与硝酸铜还未反应或铁 与硝酸铜部分发生了反应,故滤渣中可能不含铜,也可能含有铜,正确;B项,根据化学方程式及铁、铜、银 相对原子质量分别为56、64、108可知,只要反应发生,溶液质量都会减小,故滤液质量一定比原溶液质 量小,错误;C项,只要反应发生就会生成硝酸亚铁,现滤液呈蓝色,故滤液中一定含有硝酸亚铁和硝酸铜, 错误;D项,由于溶液中含有硝酸铜,则滤渣中一定没有铁粉,加入稀盐酸,不会有气泡产生,错误。
疑难突破 金属与盐溶液反应时,通常先置换金属活动性更弱的金属,以本题中铁与硝酸银、硝酸铜溶 液反应为例,如果铁粉先与硝酸铜溶液反应置换出铜粉,铜粉也会与硝酸银溶液反应置换出银粉,故最终 还是相当于铁粉与硝酸银溶液先反应。
10.(2019湖北武汉,8,3分)将一定质量的硫酸和硫酸亚铁的混合溶液加入到盛有锌和氧化铜的混合物的 烧杯中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。关于滤渣和滤液,下列说法正确的是 ( )A.滤渣中最多有三种物质B.若滤液呈无色,滤液中的溶质可能有两种C.滤液的质量可能小于原混合溶液的质量D.若滤液中含有硫酸铜,滤渣中可能有两种物质
答案 D 发生的反应有:CuO+H2SO4 CuSO4+H2O、CuSO4+Zn ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑、Zn+FeSO4 ZnSO4+Fe。因为所给的物质量是未知的,反应后所得的滤渣中最多有锌、铁、铜和氧化铜四种物质,故A错误。若滤液是无色的,说明锌已经和硫酸亚铁反应完全,说明锌是足量 的,则滤液中的溶质只有硫酸锌一种,故B错误。相对原子质量的大小顺序为Zn>Cu>Fe>H,所以进入溶 液的锌的质量大于析出的铜、铁以及氢气质量,CuO与H2SO4反应也可使溶液质量增加,则滤液的质量一 定大于原混合溶液的质量,故C错误。若滤液中含有硫酸铜,则说明滤渣中一定没有锌和铁,可能有Cu和 CuO两种物质,故D正确。
11.(2018云南昆明,20,3分)向AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的Zn、Fe和Cu的混合粉末,充分 反应后,过滤,洗涤,得到滤渣和滤液。下列说法正确的有 ( )①滤渣中一定有Ag,滤液中可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3②当滤液为蓝色时,滤渣中一定有Cu、Ag,一定没有Zn、Fe③向滤渣中加入盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定有Fe、Cu、Ag,可能有Zn④向滤液中加入KCl溶液,无明显现象,则滤液中一定有Zn(NO3)2,可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2,滤渣中可能 有Zn、Fe、CuA.1种 B.2种 C.3种 D.4种
答案 C ①根据金属活动性顺序,锌、铁、铜均比银活泼,均能与硝酸银发生置换反应,滤渣中一定有 银,锌先与硝酸银反应,滤液中一定有硝酸锌,当加入的混合粉末较少,硝酸银不能完全反应时,滤液中有 硝酸亚铁、硝酸铜、硝酸银,故①正确;②当滤液为蓝色时,溶液中一定有硝酸铜,滤渣中一定没有能与 硝酸铜反应的锌、铁,滤渣中一定有银,可能有铜,故②错误;③向滤渣中加入盐酸,有气泡产生,则滤渣中 一定有铁,可能有锌,因为有铁,故硝酸银、硝酸铜完全反应,滤渣中一定还有铜、银,③正确;④向滤液中 加入氯化钾溶液,无明显现象,则滤液中一定没有硝酸银,锌、铁、铜中锌最活泼,锌先与硝酸银反应,则 滤液中一定有硝酸锌,若锌的量较少,铁、铜参加反应,则滤液中有硝酸亚铁和硝酸铜,若锌的量足够多, 锌有剩余,则滤渣中有锌、铁、铜,故④正确。
12.(2017湖北黄冈,26,4分)化学是以实验为基础的学科,根据实验甲、实验乙回答下列问题:(1)甲实验验证了硫酸铵的物理性质是 (答一条即可);化学性质是 。(2)乙实验是金属与酸反应的实验,实验过程中可观察到A试管中的现象是 ,B中铁 片反应后溶液呈 色。
答案 (每空1分,共4分)(1)硫酸铵易溶于水(或硫酸铵溶于水)硫酸铵能与熟石灰反应(硫酸铵能与碱反应)(2)有大量气泡冒出 浅绿
解析 (1)硫酸铵易溶于水,溶解性属于物理性质;硫酸铵与熟石灰混合研磨后产生氨气,说明硫酸铵能与 碱发生化学反应放出氨气,属于化学性质。(2)锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,因此会观察到A中有 大量的气泡产生;铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,硫酸亚铁溶液呈浅绿色。
13.(2020云南,24,7分)金属在生产、生活和社会发展中的应用较为广泛。(1)铜丝、铝丝常用作导线,是因为它们具有良好的 性。(2)早在明代宋应星所著的《天工开物》里就对铁器的生产和使用有所记载,到了现代,炼铁技术得到进 一步发展,炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁的反应,请写出该反应的化学方程式: ,该反应 (填“属于”或“不属于”)置换反应。(3)钢窗表面喷漆不仅美观,而且可有效防止铁与空气中的 接触而生锈。(4)某同学对含X、Y、铜、银四种金属的混合物进行如下探究,根据实验流程回答下列问题: ①四种金属的活动性由强到弱的顺序是 ;
②溶液C中所含溶质的成分可能有 种情况。
答案 (1)导电(2)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 不属于(3)水蒸气和氧气(错填和漏填均不给分)(4)①Y>X>Cu>Ag ②3
解析 (1)性质决定用途,铜丝、铝丝常用作导线,是因为它们具有良好的导电性。(2)置换反应是指一种 单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,而反应3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2不符合置换反应的特征。(3)铁生锈的条件是铁与氧气、水同时接触,所以钢窗表面喷漆防锈的原理是防止 铁与空气中的水、氧气接触。(4)①向X、Y、Cu、Ag中加入一定量稀硫酸后,有气体产生,则混合金属 中一定有氢前金属;将混合物过滤,则固体甲中一定含有Cu、Ag;滤液A和过量金属Y反应后,得到固体混 合物乙,说明滤液A中含有X的盐溶液。综合以上分析可得四种金属的活动性由强到弱的顺序为Y>X> Cu>Ag。②固体混合物乙中含有X、Y两种金属,且金属活动性Y>X,加入一定量硝酸银溶液后,有以下 三种可能:金属Y足量时,滤液C中溶质为Y的硝酸盐;金属Y不足量,金属X足量时,滤液C中溶质为Y的硝 酸盐和X的硝酸盐;金属Y、X均不足量时,滤液C中溶质为Y的硝酸盐、X的硝酸盐和硝酸银。
方法技巧 向一定量的盐溶液中加入两种不同金属,把加入的金属和盐溶液中的金属按金属活动性顺 序由强到弱排列,先判断哪些加入的金属能与盐溶液发生置换反应,再按照“远距离,先置换”的原则判 断哪个反应先发生,哪个反应后发生。
14.(2017陕西A,19,5分)我国每年报废的手机超过1亿部。废旧手机的电路板中含有铝、铁、铜、银、 金等多种金属,随意丢弃既会造成资源浪费,也会污染土壤和水体。化学兴趣小组为回收其中的铜,设计 并进行了如下实验。已知:Cu+H2O2+H2SO4 CuSO4+2H2O;不考虑金、银发生类似反应。 (1)将电路板粉碎成粉末的目的是 。(2)步骤①所得滤液中的溶质除硫酸外,还有 。(3)步骤②中的实验现象是:固体部分溶解, 。(4)步骤④中反应的化学方程式是 。
答案 (1)增大接触面积,使反应更充分,加快反应速率(答案合理即可)(2)FeSO4和Al2(SO4)3或硫酸亚铁和硫酸铝(只写一种物质或有错不得分)(3)溶液由无色变为蓝色或溶液变为蓝色(4)Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑(无“↑”符号扣1分,化学式错误扣2分)
解析 (1)将电路板粉碎是为了增大接触面积,和硫酸充分反应,加快反应速率;(2)铝和铁可以和硫酸反 应生成硫酸铝和硫酸亚铁,所以步骤①所得滤液中除了有硫酸外,还有硫酸亚铁和硫酸铝;(3)由已知信息 知,步骤②中铜溶解得到硫酸铜溶液,因此实验现象为固体部分溶解,溶液变为蓝色;(4)步骤③得到的滤 渣为铜和过量的铁,步骤④中稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气。
易错警示 铁与稀硫酸的反应属于置换反应,生成的化合物中铁元素显+2价,即铁与稀硫酸反应生成硫 酸亚铁,而不是硫酸铁。
考点三 金属资源
15.(2019江苏苏州,12,2分)下列说法正确的是 ( )A.铁是地壳中含量最多的金属元素B.铁制品在潮湿的空气中容易生锈C.多数合金的熔点高于它的成分金属D.铝制品在空气中耐腐蚀是因为铝不活泼
答案 B A项,铝是地壳中含量最多的金属元素,错误。B项,铁在空气中锈蚀,实际上是铁跟空气中的 氧气和水共同作用的结果,铁制品在潮湿的空气中容易生锈,正确。C项,多数合金的熔点低于它的成分 金属,错误。D项,铝制品在空气中耐腐蚀,是因为铝在空气中能与氧气反应,在其表面生成一层致密的氧 化铝薄膜,阻止内部的铝进一步被氧化,错误。
16.(2018吉林,9,1分)下列实验设计能够实现其对应实验目的的是 ( )
答案 D 玻璃管与外界相通,不能验证质量守恒定律,A错误;木炭燃烧消耗氧气,生成二氧化碳,集气瓶 内压强几乎不变,不能测定空气中氧气的含量,B错误;C项,两支试管,第一支有水无氧气,第二支有氧气无 水,铁钉都不生锈,不能探究铁钉锈蚀的条件,C错误;滤纸片和乒乓球片都是可燃物,都与氧气接触,乒乓 球片的着火点低先燃烧,说明燃烧的条件之一是温度达到着火点,D正确。
17.(2020湖南常德,17,9分)手推车是超市购物的常用工具。请按要求回答下列问题: (1)如图所标示的手推车各部件中,属于金属材料的是 ,属于有机高分子材料的是 ;(2)车篮一般用铝合金而不用纯铝制造的原因是 ;(3)生铁支架在春夏之季更易生锈的原因是 ;(4)工业上常用赤铁矿冶炼生铁,其化学原理是 (用化学方程式表示,下同);
生铁制品不能与波尔多液长期接触的原因是 ,基本反应类型是 。
答案 (1)铝合金、生铁 塑料、橡胶(写铝合金车篮等也可,少答或错答不给分)(2)铝合金硬度大、更耐腐蚀、机械性能好(任答一点,其他合理答案也可)(3)春夏之季空气更潮湿(或湿度大、水蒸气含量高等,其他合理答案也可)(4)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 (不写条件不给分,标示CO2↑不给分) Fe+CuSO4 FeSO4+Cu(标示Cu↓不给分) 置换反应
解析 (1)金属材料包括纯金属以及它们的合金,铝合金、生铁都是合金;有机高分子材料包括塑料、纤 维、橡胶等。(2)合金的很多性能一般比组成它们的纯金属更好,纯铝硬度小,铝合金硬度大、更耐腐 蚀、机械性能好。(3)铁与氧气、水反应生成铁锈,春夏之季空气更潮湿,所以生铁支架更易生锈。(4)赤 铁矿主要成分是氧化铁,炼铁是用一氧化碳把铁从赤铁矿里还原出来,故反应的化学方程式为 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 ;波尔多液由硫酸铜与石灰乳配制而成,生铁主要成分是铁,不能与波尔多液长期接触是因为铁与硫酸铜会发生反应,化学方程式为Fe+CuSO4 FeSO4+Cu ,此反应是单质与化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应。
18.(2019广东深圳,11,8分)生铁用途十分广泛。工业上利用赤铁矿(主要成分是 Fe2O3,还含少量 SiO2 等 杂质)冶炼生铁的过程如下: 回答下列问题:(1)生铁属于 材料(填“合成”或“金属”)。“高炉气体”中的 (填化学式)会导致酸 雨。(2)“煅烧”时:①生成CO 的反应之一为C+CO2 2CO,该反应属于 反应(填基本反应类型)。②用化学方程式表示利用 CO 炼铁的原理 。③CaCO3 和 SiO2 固体在高温条件下发生反应,生成 CO2 气体和 CaSiO3,该反应的化学方程式为 。
(3)生活中铁制品锈蚀的过程,实际上是 Fe 与空气中 、 等发生化学反应的过程。下列 措施能防止铁制品锈蚀的是 (填标号)。A.涂油、喷漆 B.镀耐腐蚀的铬层C.用盐水清洗 D.久置于酸性环境
答案 (1)金属 SO2 (2)①化合 ②3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 ③CaCO3+SiO2 CaSiO3 +CO2↑ (3)水 氧气 AB
解析 (1)合成材料指的是塑料、合成纤维、合成橡胶等材料;能够引起酸雨的是 SO2 和氮的氧化物。 (2)①该反应为两种物质生成一种物质的反应,符合化合反应的定义。(3)铁生锈需要与氧气和水同时接 触,涂油、喷漆、镀铬都是在铁制品表面形成保护膜,使铁制品隔绝水或氧气,达到防锈目的;而铁制品 在盐水、酸性环境中更易生锈,因此选A、B。
19.(2017四川成都,18,9分)工业上炼铁炼钢和轧制钢材的主要流程如下图: 已知生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%。(1)反应:①Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2,②Fe2O3+3C 2Fe+3CO。属于置换反应的是 ,用于高炉炼铁的原理是 。(填序号)(2)炼铁的固体原料需经过粉碎,其目的是 。(3)热空气和高炉气体的主要成分有一种相同,这种气体的化学式是 。炉渣中含有硅酸钙 (CaSiO3),其中硅元素的化合价是 。
(4)炼钢炉中,通入纯氧的目的是 。将钢锭轧成钢板, 体现了金属的 性。(5)钢铁制品可能会生锈,写出用稀硫酸除锈反应的化学方程式: 。
答案 (1)② ①(2)增大反应物接触面积,加快反应速率(3)N2 +4(4)使生铁中的碳转化为二氧化碳,降低生铁中碳含量 延展(5)Fe2O3+3H2SO4 Fe2(SO4)3+3H2O
解析 (1)反应①的反应物中没有单质,不是置换反应;反应②为一种单质和一种化合物生成另一种单质 和另一种化合物的反应,属于置换反应。高炉炼铁的原理是利用一氧化碳还原氧化铁制备铁,故选①。(2)炼铁的固体原料需经过粉碎,其目的是增大反应物的接触面积,加快反应速率。(3)空气的主要成分是氮气和氧气,但氮气不参与炼铁的反应,故热空气和高炉气体中相同的主要成分是 N2;CaSiO3中Ca显+2价,O显-2价,则Si的化合价为+4。(4)生铁的含碳量为 2%~4.3%,钢的含碳量为 0.03%~2%,故炼钢炉中,通入纯氧的目的是使生铁中的碳与 氧气反应转化为二氧化碳;将钢锭轧成钢板,体现了金属的延展性。(5)稀硫酸与氧化铁反应生成硫酸铁和水,化学方程式为Fe2O3+3H2SO4 Fe2(SO4)3+3H2O。
20.(2020安徽,16,6分)金属防腐是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如下研 究。【认识铁的腐蚀】(1)下列环境中的铁制品最容易生锈的是 (填字母序号)。A.未擦干的铁锅B.涂油漆的栏杆C.盛水的不锈钢水杯(2)铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,其中铁元素的化合价是 。【探究铁的腐蚀】(3)该小组用下图甲装置进行实验,起始时量筒内水面处于50 mL刻度处,之后水面缓慢上升。几天后水 面最终处于约 (填“40”或“10”)mL刻度处,原因是 。
【拓展探究】(4)小强同学进行如下实验:取铁钉用砂纸打磨,称其质量,按上图乙安装装置,放置3天,再取出铁钉称量。 在不同温度下重复上述实验,得到铁钉质量增加情况如下表。
小强同学的实验是探究 因素对铁钉腐蚀快慢的影响,结论是 。注意:若答对第(5)小题奖励3分。(5)有同学认为小强的实验未能真实反映50 ℃以后铁钉腐蚀的快慢,理由是50 ℃以后铁钉质量没有变 化。请分析铁钉质量没有变化的原因: ;改进实验方案证明你的分析: 。
答案 (6分)(1)A(1分)(2)+3(1分)(3)40(1分) 铁腐蚀消耗O2,且空气中的氧气含量约占1/5(1分)(4)温度(1分) 温度越高,铁腐蚀越快(1分,其他合理答案均可)注意:若答对第(5)小题奖励3分。(5)50 ℃以后,试管中的氧气耗尽,铁钉的腐蚀停止(1分,其他合理答案均可) 用容积较大的容器代替装 置乙中的试管,分别在50 ℃、60 ℃,70 ℃下重复上述实验(2分,其他合理答案均可)
解析 (1)未擦干的铁锅同时接触水和氧气,最容易生锈,故选A。(2)设Fe2O3中铁元素的化合价为x,氧元 素的化合价为-2,根据化合物中各元素的化合价代数和为0可得, 2x+(-2)×3=0,解得x=+3。 (3)空气中氧气 的体积分数约为1/5,铁锈蚀消耗氧气,氧气被完全消耗,液面上升约50 mL×1/5=10 mL,所以液面最终处于 约40 mL刻度处。(4)根据放置3天不同温度下铁钉的质量可知,小强同学探究的是温度对铁钉锈蚀快慢 的影响,随着温度的升高,铁钉的质量增加,说明温度越高,铁钉锈蚀越快。(5)由于实验是在一个封闭的 试管中进行的,若50 ℃以后,氧气被耗尽,铁钉的锈蚀就会停止,铁钉的质量将不再变化,这时实验就不能 真实反映出50 ℃以后铁钉锈蚀的快慢。为了保证氧气在50 ℃以后不被完全消耗,可以用容积较大的容 器代替装置乙中的试管,分别在50 ℃、60 ℃、70 ℃下重复题述实验。
易错警示 设计实验探究50 ℃、60 ℃、70 ℃下铁钉锈蚀的快慢,要注意控制变量。
考点一 金属材料
1.(2019四川成都二十三中二模,10)选择铸造硬币的金属材料不需要考虑的因素是 ( )A.金属材料的导电性 B.金属材料的耐腐蚀性C.金属材料的硬度 D.金属材料本身价格
答案 A 金属的导电性,不是选择铸造硬币的材料需要考虑的因素,故选A。金属的耐腐蚀性、金属的 硬度、金属材料本身价格,是选择铸造硬币的材料需要考虑的因素,故B、C、D不选。
思路分析 物质的用途主要是由物质的性质决定的,但还要考虑原料是否易得、能否保护有限的资 源、是否美观、是否便利,以及废料是否易于回收和对环境是否有害等多种因素。
2.(2020安徽二模,11)如图所示为同学们使用的一种碳素墨水笔。 (1)在组成这种墨水笔的各种材料中,含有的合金是 (写一种即可,下同),属于有机合成材料的是 。(2)长期保存的档案材料需使用碳素墨水笔填写,其原因是 。(3)写出一种不锈钢相比于其成分金属的优点: 。(4)废旧钢材和铝合金等金属材料应回收利用,这样做的意义是 。
答案 (1)铁合金(或铝合金) 橡胶(或塑料) (2)在常温下碳的化学性质很稳定(3)抗腐蚀性增强(合理即可)(4)节约金属资源、保护环境
解析 (1)铁合金、铝合金属于合金;合成橡胶和塑料属于有机合成材料;(2)需要长期保存的档案材料需 使用碳素墨水笔填写,是因为碳素墨水的主要成分是碳,在常温下碳的化学性质很稳定;(3)一般合金的硬 度大于其组成金属的硬度,抗腐蚀性增强;(4)废旧金属应回收利用,这样做可以节约金属资源、保护环 境。
3.(2020广东佛山顺德二模,17)如图是一种太阳能电池板的示意图,回答下列问题: (1)图中有标号的材料中,属于金属材料的是 (填标号,下同),主要成分为非金属单质的是 。(2)图中使用了两种合金。合金与纯金属相比,有许多优良性能,如 (写出1点即可)。(3)“铜丝导线”若长时间裸露在空气中,则表面会出现一层铜绿[化学式为Cu2(OH)2CO3],它是铜与空气
中的O2、H2O、 (填化学式)共同反应的产物。铜绿在加热条件下会分解生成三种氧化物,请写出 铜绿分解反应的化学方程式: 。(4)推广使用太阳能电池的意义是 (写出1点即可)。
答案 (1)①②⑤ ③ (2)耐腐蚀(3)CO2 Cu2(OH)2CO3 2CuO+H2O+CO2↑(4)节约化石能源(减少环境污染等)
解析 (1)题图中有标号的材料中,属于金属材料的是①②⑤,主要成分为非金属单质的是③。(2)合金与纯金属相比,有许多优良性能,如硬度大、密度小、耐腐蚀等。(3)“铜丝导线”若长时间裸露在空气中,则表面会出现一层铜绿[化学式为Cu2(OH)2CO3],它是铜与空气 中的O2、H2O、CO2共同反应的产物。铜绿在加热条件下会分解生成三种氧化物,即氧化铜、水和二氧 化碳。(4)推广使用太阳能电池可节约化石能源、减少环境污染等。
4.(2019辽宁鞍山一模,17)材料有着广泛的应用,根据下列信息回答问题。
(1)上述材料中属于有机合成材料的是 ;属于合金的是 。(2)纳米铁粉能吸附废水中的某些污染物,吸附后经沉降、 (填操作名称)可除去污染物。下列 物质也能因吸附而净水的是 (填字母序号)。a.生石灰 b.活性炭 c.纯碱(3)纳米铁粉还能去除废水中的重金属离子(如铜离子),写出铁粉与含硫酸铜的废水反应的化学方程式: 。
答案 (1)高强度涤纶 特种钢 (2)过滤 b(3)Fe+CuSO4 Cu+FeSO4
解析 (1)高强度涤纶属于有机合成材料;特种钢属于合金。(2)纳米铁粉能吸附废水中的某些污染物,吸 附后经沉降、过滤可以除去污染物;活性炭也具有吸附性。(3)铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁。
考点二 金属的性质和用途
5.(2018湖北孝感一模,9)黄金是Au对应的单质,化学性质很稳定。而假黄金是铜锌合金,颜色和外形似黄 金。下列不能区分黄金与假黄金的方法是 ( )A.在空气中灼烧 B.放在盐酸中C.观察颜色 D.放在稀硫酸中
答案 C A项,在空气中灼烧,假黄金中的铜与氧气反应生成黑色的氧化铜,而黄金无明显变化,可以区 分;B项,铜锌合金中的锌与盐酸反应放出氢气,而黄金不与盐酸反应,有气泡产生的为铜锌合金,可以区 分;C项,黄金与假黄金颜色相似,无法区分;D项,铜锌合金中的锌与稀硫酸反应放出氢气,而黄金不与稀硫 酸反应,有气泡产生的为铜锌合金,可以区分。
6.(2020浙江模拟,9)小柯为比较Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序,进行了如图甲所示的实验。实验后 把两试管中的物质倒入烧杯中(如图乙),发现烧杯内的红色固体明显增多,充分反应后过滤。滤液中含 有的金属离子可能的组成有 ( )①Mg2+ ②Mg2+和Fe2+ ③Fe2+和Cu2+ ④Mg2+、Fe2+和Cu2+ A.①② B.①③ C.②④ D.③④
答案 C 由于镁的活动性大于铁,铁不能与硫酸镁反应;铁的活动性大于铜,铁能将铜从其盐溶液中置 换出来。由题意可知,实验后把两试管中的物质倒入烧杯中,发现烧杯内的红色固体明显增多,说明了b 中的铁粉在倒入烧杯中之前就已完全反应了,倒入烧杯后a中的铁粉又与b中过量的硫酸铜发生了反 应。若硫酸铜完全反应,溶液中的阳离子是Mg2+和Fe2+;若硫酸铜没有完全反应,溶液中的阳离子是Mg2+、Fe2+和Cu2+,C正确。
思路分析 在金属活动性顺序中,位于前面的金属能将位于后面的金属从其盐溶液中置换出来,据此分 析判断。
7.(2019内蒙古呼和浩特一模,8)向一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁粉,反应过程中,测 得混合物中溶液的质量与加入铁粉的质量关系如图所示。有关该反应过程中的下列说法正确的是 ( ) A.a点,向溶液中滴加稀盐酸,无白色沉淀B.c点,向过滤后得到的固体中滴加稀盐酸,无气泡产生C.d点,溶液中的溶质为Fe(NO3)2和Cu(NO3)2D.e点,过滤后得到的固体中只含有2种物质
答案 B 向一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁粉时,铁先和硝酸银反应生成硝酸亚铁 和银,后和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜。a点时,溶液中含有硝酸银,向溶液中滴加稀盐酸,产生白色沉 淀氯化银,故A不正确;c点时,过滤后得到的固体中含有银和铜,向过滤后得到的固体中滴加稀盐酸,稀盐 酸不能和银、铜反应,因此无气泡产生,故B正确;d点时,铁和硝酸铜恰好完全反应,因此溶液中的溶质为 硝酸亚铁,故C不正确;e点时,过滤后得到的固体中含有银、铜和铁3种物质,故D不正确。
解题关键 当一种金属与溶液中的两种盐都能反应时,根据“距离远的优先反应”原则,可判断铁先和 硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,后和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜。
8.(2020吉林长春一模,17)根据所学的金属的相关知识,回答下列问题。(1)由金属活动性顺序可知:铁(Fe)比锡(Sn)的金属活动性 ;(2)下列合金投入足量的稀硫酸中,能够完全溶解的是 ;A.生铁 B.铝镁合金 C.黄铜(3)工业炼铁反应原理3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2中, 发生氧化反应;(4)利用锌粒、铜片和硝酸银溶液设计实验成功地比较了锌、铜、银三种金属的活动性,反应结束后,将 试管中所得的混合物过滤,得到固体和蓝色滤液,则此时滤液中的溶质为 。
答案 (1)强 (2)B (3)CO(4)Zn(NO3)2、Cu(NO3)2
解析 (1)由金属活动性顺序可知,铁在锡之前,故铁比锡的金属活动性强。(2)生铁中含有铁和碳,碳不 与稀硫酸反应,不能完全溶解,故A错误;铝镁合金中的铝和镁都能与稀硫酸反应,能完全溶解,故B正确;黄 铜是锌和铜的合金,其中的铜不与稀硫酸反应,不能完全溶解,故C错误。(3)工业炼铁反应原理3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2中,一氧化碳得到氧生成二氧化碳,故一氧化碳发生氧化反应。(4)利用锌粒、铜片和硝酸银溶液比较锌、铜、银三种金属的活动性,则先让铜与少量硝酸银溶液反应,铜表面有固体析出,说明 铜的活动性强于银,然后让锌与上一步反应生成的硝酸铜反应,锌表面有红色固体析出,说明锌的活动性 强于铜。反应结束后,将试管中所得的混合物过滤,得到固体和蓝色滤液,则此时滤液中一定含有Zn(NO3)2、Cu(NO3)2。
解题关键 熟知金属活动性顺序及其意义是本题的解题关键。
9.(2020天津南开期末,24)金属及其制品是现代生活中常见的材料,请回答下列问题:(1)铁和铝都可以制作炊具,主要利用了它们的 (填“导电”或“导热”)性。(2)依据金属活动性顺序,可知人类对铝的利用要比铜和铁 (填“早”或“晚”)得多。(3)有X、Y、Z三种不同的金属,分别与硫酸铜溶液、稀硫酸反应,实验记录如下表(表中“√”表示能 反应,“—”表示不能反应),则X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是 。
(4)向硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中加入一些锌粉,充分反应后过滤。若向滤渣中滴加稀盐酸有气泡 产生,则滤渣中一定含有的金属是 ,滤液中一定含有的溶质是 。(5)现有20 g赤铁矿石(其中杂质不参与反应)样品,用一氧化碳充分还原后,得到固体剩余物共15.5 g,请计 算该赤铁矿石中氧化铁的百分含量为 。
答案 (1)导热 (2)晚 (3)Y、Z、X(4)铜、铁 硫酸锌 (5)75%
解析 (1)铁和铝都可以制作炊具,主要利用了它们的导热性。(2)铝比铁、铜活泼,金属越活泼,越晚被 人类利用,可知人类对铝的利用要比铜和铁晚得多。(3)Y能和稀硫酸、硫酸铜溶液反应,说明Y比铜活 泼,在金属活动性顺序中排在氢前面;Z能和硫酸铜溶液反应,说明Z比铜活泼,不能和稀硫酸反应,说明Z 在金属活动性顺序中排在氢后面;X不能和硫酸铜溶液、稀硫酸反应,说明X在金属活动性顺序中排在铜 后面,因此X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是Y、Z、X。(4)向硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶 液中加入一些锌粉,充分反应后过滤,若向滤渣中滴加稀盐酸有气泡产生,说明滤渣中一定含有铜和铁,可 能含有锌,滤液中一定含有的溶质是反应生成的硫酸锌。(5)氧化铁中氧元素质量为20 g-15.5 g=4.5 g,氧 化铁的质量为4.5 g÷ =15 g,该赤铁矿石中氧化铁的百分含量为 ×100%=75%。
思路分析 要会利用金属活动性顺序分析实验,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。
考点三 金属资源
10.(2018江西萍乡一模,18)小玥寒假参观了安徽钢铁厂,亲身体会了金属的重要性。(1)工厂的电缆中含有大量的铜,这主要是利用铜的 。(2)工业上用一氧化碳和氧化铁在高温条件下炼铁的化学方程式是 。(3)钢铁厂回收废铁炼钢,这样做的好处是 (写一点即可)。(4)自行车是小玥的交通工具,防止自行车链条生锈的合理措施是 。
答案 (1)导电性 (2)3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2(3)节约金属资源(或有利于保护环境) (4)涂油
解析 (1)由铜的物理性质可知,用铜制电缆主要是利用铜的导电性;(2)一氧化碳与氧化铁在高温条件下 反应生成铁和二氧化碳;(3)废旧金属的回收是保护金属资源的途径之一,还有利于保护环境;(4)铁的锈 蚀是铁与空气中的水和氧气共同作用的结果,链条防锈可以涂油。
11.(2020云南红河开元一模,24)铁是应用最广泛的金属。(1)生活中用铁锅作炊具,利用了铁的 性。(2)铁制品锈蚀的过程,实际上是铁跟空气中的 发生了化学反应。铁锈的主要成分的化学式 为 ,为防止铁锅生锈,通常采取的措施是 (写一条)。(3)已知金属M和N能够发生如下反应:M+H2SO4 MSO4+H2↑;Fe+MCl2 M+FeCl2;N+FeCl2 Fe+NCl2。请判断Fe、Cu、M、N的活动性由强到弱的顺序是 ;以上三个化学反应均属于 (填基本反应类型)。(4)在AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量锌粉,充分反应后过滤,得滤渣和滤液。若滤液呈无色, 则滤渣中一定含有的物质是 (填化学式)。
答案 (1)导热 (2)氧气和水 Fe2O3 保持铁锅表面清洁干燥 (3)N>Fe>M>Cu 置换反应 (4)Ag、 Cu
解析 (1)生活中用铁锅作炊具,利用了铁的导热性。(2)铁制品锈蚀的过程,实际上是铁跟空气中的氧气 和水发生了化学反应。铁锈的主要成分为Fe2O3。为防止铁锅生锈,通常采取的措施是保持铁锅表面清 洁干燥。(3)由反应M+H2SO4 MSO4+H2↑可知,M位于氢的前边;由反应Fe+MCl2 M+FeCl2可知,铁位于M的前边;由反应N+FeCl2 Fe+NCl2可知,N位于铁的前边,则Fe、Cu、M、N的活动性由强到弱的顺序是N>Fe>M>Cu。以上三个化学反应均属于置换反应。(4)由于金属活动性强弱:锌>铜>银,在 AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量锌粉,锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,硝酸银完全反应 后,锌再与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜。充分反应后过滤,得滤渣和滤液。若滤液呈无色,说明溶液中硝 酸铜已完全反应,则滤渣中一定含有的物质是Ag和Cu。
一、选择题(每题2分,共10分)
1.(2020河南,6)金属材料在生产、生活中使用广泛。下列金属的用途利用了金属导电性的是 ( )A.铜制电线 B.铁制铁锅C.金制项链 D.铝制饮料罐
答案 A A项,铜制电线,是利用了铜的导电性;铁制铁锅,是利用了铁的导热性;金制项链,是利用金的化 学性质稳定且有金属光泽的性质;铝制饮料罐,是利用了铝的延展性。故选A。
2.(2019河北,3)下列有关金属及合金的说法错误的是( )A.常温下所有的金属都是固体B.铁制品在潮湿的空气中易生锈C.生铁和不锈钢都是金属材料D.铝片表面易生成致密的氧化膜
答案 A 金属在常温下大多数呈固态,但汞在常温下呈液态,A错误;铁生锈的条件是同时与水和氧气 接触,故铁在潮湿的空气中易生锈,B正确;生铁和钢都是铁的合金,合金属于金属材料,C正确;铝在常温下 与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝保护膜,故铝制品不易生锈,D正确。
知识拓展 生铁和钢都属于铁的合金,二者的主要区别是含碳量的高低,生铁的含碳量较高,为2%~4.3%, 钢的含碳量较低,为0.03%~2%,钢又分为碳素钢和合金钢。
3.(2019广东,12)探究铁生锈的条件,有利于寻找防止铁制品锈蚀的方法。下列对比实验设计与所探究的 条件(蒸馏水经煮沸并迅速冷却),对应关系正确的是 ( ) A.甲和乙:水 B.乙和丙:空气C.甲和丙:空气 D.甲和丁:水
答案 D 探究铁生锈的条件要采用控制变量法,通过甲和丁可探究水对铁钉生锈的影响,故选D。
4.(2019湖南衡阳,22)向CuO和铁粉的混合物中加入一定量的稀硫酸,微热充分反应后冷却、过滤,在滤 液中加入一枚洁净的铁钉,发现铁钉表面无任何变化。据此判断,下列结论正确的是 ( )A.滤液中一定含有FeSO4、H2SO4B.滤渣里一定有CuC.滤液中可能有CuSO4、H2SO4D.滤渣里一定有Cu和Fe
答案 B 向氧化铜和铁粉的混合物中加入一定量的稀硫酸,发生反应的化学方程式有:CuO+H2SO4 CuSO4+H2O、Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑、Fe+CuSO4 FeSO4+Cu。在滤液中加入一枚洁净的铁钉,发现铁钉表面无任何变化,说明滤液中一定没有H2SO4和CuSO4,故A、C均错误;由于滤液中没有硫 酸铜,则铜元素在滤渣中,滤渣里一定有Cu,故B正确;若铁粉与溶液中硫酸、硫酸铜恰好完全反应,则滤 渣里没有Fe,故D错误。
思路分析 先把氧化铜、铁粉和稀硫酸之间可能发生反应的化学方程式都写出来,然后根据关键实验 现象(铁钉放入滤液中无变化),推出滤液中一定没有能与铁反应的硫酸和硫酸铜。最后考虑滤渣,滤液 中没有铜离子,则滤渣中一定有金属铜,不一定有铁。
5.(2020湖北黄冈,27)已知金属R和Fe、H活动性强弱关系为Fe>R>H,下列说法正确的是 ( )A.金属R放入Zn(NO3)2溶液中,有锌析出B.金属R放入CuSO4溶液中,金属表面有红色固体析出C.金属铁(足量)放入R(NO3)2溶液中,溶液变黄色D.金属铁放入AgNO3溶液中,一段时间后溶液质量变大
答案 B 由于活动性:Zn>Fe>R,故金属R放入硝酸锌溶液中不能置换出锌,A错误;由于活动性:R>H> Cu,故R放入硫酸铜溶液中,可以置换出Cu,B正确;金属铁放入R(NO3)2溶液中,由于活动性:Fe>R,故铁能置 换出R,同时生成硝酸亚铁,溶液显浅绿色,不是黄色,C错误;金属铁放入硝酸银溶液中,由于金属活动性: Fe>Ag,故铁能置换出银,且每56份质量的铁可以置换出216份质量的银,一段时间后溶液质量变小,D错 误。
二、非选择题(共20分)
6.(2020陕西A,14)(4分)黄金、黄铜(铜锌合金)、黄铁矿(主要成分是FeS2)都是金黄色固体。(1)将黄铜片和纯铜片相互刻画时,有明显划痕的是 。(2)将黄铜片放入稀硫酸中,发生反应的化学方程式是 。(3)工业上用黄铁矿为原料生产硫酸,第一步的反应为4FeS2+11O2 8X+2Fe2O3。则X的化学式为 。
答案 (1)纯铜片或纯铜(2)Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑(3)SO2
解析 (1)合金与其组分金属比较,合金的硬度较大,因此黄铜的硬度大于纯铜,相互刻画时会在纯铜片上 留下明显划痕;(2)黄铜是铜锌合金,铜和稀硫酸不反应,因此发生反应的化学方程式为Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑;(3)根据质量守恒定律可知,X的化学式为SO2。
7.(2019陕西西安二模,10)(5分)我国著名化学家傅鹰教授有一句名言“科学只给我们知识,而历史却给 我们智慧”。在化学学习中了解知识的发展历程,可以促进我们正确理解科学本质。(1)我国西汉时期就有“曾青得铁则化为铜”的记载。这其中蕴含的湿法冶铜原理属于的基本反应类 型是 。(2)火药起源于唐朝。为使始火产生耀眼的白光,可在火药中加入一种金属,燃烧时反应的化学方程式是 。(3)人类大规模使用铁、铝、铜三种金属的年代先后顺序,与三种金属的活动性强弱关系密切。为了验 证铁、铝、铜三种金属的活动性强弱,我们除了需要铝和铜两种金属外,还需要的一种盐溶液可能是 。
答案 (1)置换反应 (2)2Mg+O2 2MgO(3)氯化亚铁溶液(合理即可)
解析 (1)“曾青得铁则化为铜”的原理是铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,属于置换反应;(2)镁燃烧 时发出耀眼的白光,故火药中加入的金属是镁,镁在氧气中燃烧生成氧化镁;(3)为了验证铁、铝、铜三种 金属的活动性强弱,我们除了需要铝和铜两种金属外,还需要亚铁盐溶液。
解题方法 验证三种金属活动性顺序的实验设计,取中间金属的盐溶液和两边金属或两边金属的盐溶 液和中间金属。
8.(2020天津,21)(5分)金属材料广泛应用于生产、生活中。 (1)上图台灯中,铜质插头是利用了金属铜的 性(填“导电”或“导热”)。灯管后面的反光片 为铝箔。铝在空气中与氧气反应,生成氧化铝,反应的化学方程式为 。(2)明代宋应星所著《天工开物》中记载了我国古代炼铁方法。现代工业利用高炉炼铁,其主要反应原 理是一氧化碳与氧化铁反应,该反应的化学方程式为 。(3)某锌粉含有铜、镁中的一种杂质,取该样品6.5 g与足量稀盐酸充分反应,生成氢气0.21 g,该锌粉中含
有的杂质是 。另取一定量该样品放入硫酸铜溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。将滤 渣洗净,滴入稀硫酸,有气泡产生,则滤液中一定含有的溶质是 (填化学式)。
答案 (1)导电 4Al+3O2 2Al2O3(2)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2(3)镁 MgSO4
解析 (1)铜具有导电性,台灯中铜质插头就是利用了该性质。铝在空气中与氧气反应,生成氧化铝,反应 的化学方程式为4Al+3O2 2Al2O3。(2)现代工业利用高炉炼铁,其主要反应原理是一氧化碳与氧化铁反应,该反应的化学方程式为Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2。(3)某锌粉含有铜、镁中的一种杂质,取该样品6.5 g与足量稀盐酸充分反应,若6.5 g全部是Zn,则生成0.2 g氢气,而实际生成氢气0.21 g,说明该锌粉中含 有的杂质是镁。另取该样品(锌、镁混合物)放入硫酸铜溶液中,充分反应后过滤,得到的滤渣能与稀硫 酸反应,则滤液中一定含有硫酸镁,可能含有硫酸锌。
解题思路 混合金属与盐溶液反应时,依据金属活动性顺序确定反应的先后顺序,然后按照每种金属的 量分析滤渣和滤液的成分。滤渣中一定含有最不活泼的金属,滤液中一定含有最活泼金属的盐。
9.(2019重庆A,19)(6分)成功着陆月球背面的“嫦娥四号”探测器使用了多种材料。(1)探测器上的五星红旗含有一种叫聚酰亚胺的有机高分子材料。该材料属于 (填“金属”或 “合成”)材料。(2)探测器使用的铝合金硬度比纯铝的硬度 (填“大”或“小”)。(3)探测器广泛使用了Al、Fe、Cu。利用它们完成如下实验:①将未打磨的铝片放入FeSO4溶液中,没有明显现象②将打磨过的铝片放入FeSO4溶液中,铝片表面有明显变化③将打磨过的铁片放入CuSO4溶液中,铁片表面变红实验①中无现象是因为铝片表面有一层致密的 (填化学式)薄膜。实验②中发生反应的化学方程式为 。实验③中铁片足量,充分反应后溶液变为 色。
答案 (1)合成 (2)大(3)Al2O3 2Al+3FeSO4 Al2(SO4)3+3Fe (浅)绿
解析 (1)聚酰亚胺是有机高分子材料,属于合成材料;(2)铝合金的硬度比纯铝的硬度大;(3)常温下铝可 与空气中的氧气发生反应,其表面被氧化生成一层致密的氧化铝薄膜,氧化铝的化学式为Al2O3;实验②中 铝和硫酸亚铁发生反应,生成硫酸铝和铁;③将打磨过的足量铁片放入硫酸铜溶液中,铁片表面变红,说 明铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,充分反应后溶液变为浅绿色。
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