初中化学第八单元 金属和金属材料综合与测试单元测试复习练习题
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初中化学
一、单选题(本大题共15小题,共30.0分)
下列物质中,不属于合金的是( )
A. 黄铜B. 不锈钢C. 氧化汞D. 生铁
铜能被加工成厚度仅为7微米的超薄铜箔,说明铜具有良好的( )
A. 导电性B. 延展性C. 导热性D. 抗腐蚀性
类推是化学学习中常用的思维方法。下列类推正确的是( )
A. 活泼金属与酸反应有气体产生,则与酸反应产生气体的一定是活泼金属
B. 酸与碱发生中和反应生成盐和水,则生成盐和水的反应一定是中和反应
C. 单质一定是由同种元素组成的物质,则由同种元素组成的物质一定是单质
D. 碱性溶液能使酚酞溶液变红,则能使酚酞溶液变红的溶液一定是碱性溶液
2017年春季,在张献忠沉银现场,考古学家发现了金币、银币、铜币和银锭,还有铁刀、铁矛等兵器,金币银币光亮如初,铁刀铁矛锈迹斑斑。下列说法不正确的是( )
A. 金银铜铁都是重要的金属资源
B. 金银的化学性质比铜铁更稳定
C. 自然界中,金、银、铜、铁主要以单质的形式存在
D. 可以用银、铁、硫酸铜溶液验证银、铁、铜三种金属的活动性顺序
某些食品包装袋内常有一小包物质,用来吸收氧气和水份以防止食品腐败,常称“双吸剂”,下列物质中能用来作为食品袋内的“双吸剂”是( )
A. 活性炭B. 生石灰C. 铁粉D. 熟石灰
下列图示中物质的用途与其性质不一致的是( )
A. 铜有导电性
B. O2不易溶于水
C. H2的密度比空气小
D. 金刚石硬度大
推理是学习化学的一种重要方法,但推理必须科学、严谨。下列推理正确的是( )
A. 木炭在氧气中能燃烧,所以氧气具有可燃性
B. 不锈钢虽然是金属材料,但它属于混合物而不是金属单质
C. 原子核是由质子和中子构成的,故所有原子核中都一定含有质子和中子
D. 催化剂在反应前后质量不变,因此反应前后质量不变的物质一定是催化剂
对X、Y、Z三种金属活动性的实验研究过程如下:
(1)取大小相等的三种金属片,分别放入CuSO4溶液中,一段时间后,X、Z表面出现红色物质,Y没有现象
(2)取大小相等的X、Z两种金属片,分别放入相同的稀盐酸中,X、Z表面都产生气泡,但X产生气泡的速度明显比Z的快.
则X、Y、Z三种金属的活动性顺序是()
A. X>Z>YB. Z>Y>XC. X>Y>ZD. Z>X>Y
将等质量的锌分别放入足量的下列溶液中,充分反应后溶液质量减少的是( )
A. 稀硫酸B. 硫酸亚铁溶液C. 硝酸银溶液D. 氯化镁溶液
锰(Mn)和镍(Ni)都是金属,将镍丝插入硫酸锰溶液中,无变化;将镍丝插入硫酸铜溶液中,镍丝上有铜析出.则Mn、Ni、Cu的金属活动性由弱到强排列正确的是( )
A. Mn、Cu、NiB. Ni、Mn、CuC. Cu、Ni、MnD. Mn、Ni、Cu
下列物质是由金属和稀盐酸反应直接制取的是( )
A. FeCl3B. AlCl3C. CuCl2D. AgCl
某化学小组向一定量AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的Zn粉,充分反应后过滤得溶液A和固体B
,滤液A中所含的溶质不可能的情况是( )
A. Zn(NO3)2、AgNO3
B. Zn(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3
C. Zn(NO3)2、Cu(NO3)2
D. Zn(NO3)2
向等质量的锌粉和铁粉中分别加入足量稀硫酸,下列图象描述正确的是( )
A. B.
C. D.
某同学根据铜绿的成分Cu2(OH)2CO3作出猜想:金属铜锈蚀的条件除有氧气和水外,还必须有二氧化碳。为证明“必须有二氧化碳”,需要进行如图所示实验中的( )
A. 甲和乙B. 甲和丁C. 乙和丁D. 丙和丁
用“W”型玻璃管进行微型实验,如图所示。下列说法不正确的是()
A. a处红棕色粉末变为黑色
B. a处的反应为3CO+Fe2O32Fe+3CO2
C. b处澄清石灰水变浑浊证明有二氧化碳生成
D. 可利用点燃的方法进行尾气处理
二、填空题(本大题共2小题,共2.0分)
2016年12月26日,合肥地铁一号线正式通车,实现了我省地下交通的新突破。根据如图回答下列问题:
(1)图中所示材料中,属于金属材料的是______(填一种即可,下同);属于有机合成材料的是______;石墨电刷的使用主要利用其______性。
(2)地铁车身的表面都喷上一层油漆,目的 是为了防止铁与空气中的______发生反应而生锈。
(3)轨道交通的发展与炼钢工艺的发展密不可分,钢和生铁都是铁的合金,它们的区别在于钢的含碳量______(填“高于”或“低于”)生铁。合金跟纯金属相比,其组成和内部结构发生变化,从而引起______的变化(填一条物理性质即可)。
金属在生产、生活中应用广泛.
(1)在汽车电路中,经常用铜作导线,这是利用了铜的______;汽车车体表面喷漆不仅美观,而且可有效防止与______接触而生锈.
(2)某兴趣小组的同学从实验室收集到含有H2SO4、FeSO4、CuSO4的废液,他们想从中回收金属铜和一些盐类物质,设计了如下实验方案(部分产物省略).请结合实际方案回答:
操作①中发生反应的化学方程式为______(写1个),A~F中含铁元素的有(填序号)______.
(3)某钢铁厂每天需消耗980t含Fe2O380%的赤铁矿,该厂理论上可日产含铁98%的生铁的质量是______t.
三、计算题(本大题共1小题,共5.0分)
普通黄铜仅由铜和锌组成,广泛用于制造板材、管材等,也用于铸造机械零件.为测定黄铜中铜的质量分数,取样品10g,分四次向其中加入稀硫酸使之充分反应,实验数据记录如下表:
认真分析数据,回答下列问题:
(1)黄铜中铜的质量分数为
(2)恰好完全反应时,溶液中溶质的质量分数是.
四、探究题(本大题共2小题,共20.0分)
在学习金属的化学性质时,老师在课堂上给学生们演示了如图实验:
【给出资料】M是一种金属,MSO4溶液是无色液体。
【实验目的】探究M与铜、铝的活动性顺序。
【猜想与假设】
猜想Ⅰ:Al>Cu>M;
猜想Ⅱ:Al>M>Cu;
猜想Ⅲ:______。
【进行实验】
第一步:老师取出M丝、铜丝、铝丝用砂纸进行打磨,目的是______。
第二步:老师按照如图进行实验操作,要求同学们填写如下表格:
第三步:根据表格,可判断猜想______正确。
【交流表达】
老师要求同学们写出试管丙中反应的化学方程式______。然后经同学们讨论后大家认为该实验可以优化,去掉试管______(填试管编号)中的实验,也可以得出正确的结论。
【评价与反思】
实验结束后,同学们对实验过程进行了如下反思:探究金属M.、铜、铝活动性顺序时,除了上述实验中已经用到的方法外,还可以根据______进行判断(任写一种)。
一般不用K、Ca、Na等活泼金属来置换盐溶液中的其他金属元素,这是教科书上的一句话。小科对此进行了思考,并查阅资料,对金属钠和硫酸铜溶液的反应进行探究。
【查阅资料】钠常温下就能与水发生剧烈反应,反应方程式为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
【提出猜想】猜想一:金属钠和硫酸铜溶液反应会有铜生成。
猜想二:金属钠和硫酸铜溶液反应,生成的沉淀只有氢氧化铜。
【实验及现象】切取不同大小的钠块分别投入到两种不同浓度的硫酸铜溶液中,有关产生沉淀的现象如表所示
小科咨询老师后得知蓝绿色沉淀为碱式铜盐。
【实验结论】(1)上述实验中均未观察到______色固体生成,由此判断猜想一错误。
(2)实验①中观察到的沉淀是蓝绿色的,由此判断猜想二也错误。
【实验反思】
(1)实验中生成氢氧化铜沉淀的原理是______。
(2)由上述实验可知,导致钠和硫酸铜溶液反应的产物不同的因素有______。
(3)为了用钠置换硫酸铜中的铜元素,小科设计了如下实验方案
方案一:把钠块和无水硫酸铜直接混合,在干燥的空气中加热。
方案二:把钠块和无水硫酸铜直接混合,隔绝空气加热。
请从两个方案中选出合理的方案,并说明理由。______。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】
解:A、黄铜是锌和铜的合金,属于合金。
B、不锈钢是钢的一种,主要成分是铁,属于铁的合金。
C、氧化汞属于氧化物,不属于合金。
D、生铁是铁的合金,主要成分是铁。
故选:C。
合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质;合金具有以下特点:①一定是混合物;②合金中至少有一种金属等.
本题难度不大,主要考查合金的特征,掌握合金的特征是正确解答本题的关键.
2.【答案】B
【解析】
解:铜能被加工成厚度仅为7微米的超薄铜箔,说明铜具有良好的延展性。
故选:B。
物质的性质决定物质的用途,根据金属的物理性质与用途,进行分析判断.
本题难度不大,物质的性质决定物质的用途,掌握金属的性质和用途是正确解答此类题的关键.
3.【答案】D
【解析】
解:A、活泼金属与酸反应有气体产生,与酸反应产生气体的不一定是活泼金属,也可能是碳酸钠等盐,故选项类推错误。
B、酸与碱发生中和反应生成盐和水,但生成盐和水的反应不一定是中和反应,如CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O,故选项类推错误。
C、单质是由同种元素组成的纯净物,单质由同种元素组成,但由同种元素组成的物质不一定属于单质,也可能是混合物,如氧气和臭氧的混合物,故选项类推错误。
D、无色酚酞溶液遇酸性溶液不变色,遇碱性溶液变红色,碱性溶液能使酚酞溶液变红,则能使酚酞溶液变红的溶液一定是碱性溶液,故选项类推正确。
故选:D。
A、根据酸能与活泼金属、碳酸盐等反应生成气体,进行分析判断。
B、中和反应是酸与碱作用生成盐和水的反应,反应物是酸和碱,生成物是盐和水,进行分析判断。
C、根据单质是由同种元素组成的纯净物,进行分析判断。
D、无色酚酞溶液遇酸性溶液不变色,遇碱性溶液变红色。
本题难度不大,掌握酸的化学性质、中和反应的特征、单质的特征等并能灵活运用是正确解答本题的关键。
4.【答案】C
【解析】
解:A、金银铜铁都是重要的金属资源,故选项说法正确。
B、金银的化学性质比铜铁更稳定,故选项说法正确。
C、除少数很不活泼的金属(如金、银等)以单质形式存在外,其余的都以化合物的形式存在,没有天然的金属铁,故选项说法错误。
D、在验证三种金属活动性强弱时,通常采取“三取中”的方法,即取中间金属单质与两端的金属的盐溶液反应或取中间金属的盐溶液与两端金属的单质反应,银不能与硫酸铜溶液反应,铁能与硫酸铜溶液反应,能验证银、铁、铜三种金属的活动性顺序是铁>铜>银,故选项说法正确。
故选:C。
A、根据常见的金属资源进行分析判断。
B、根据铜、铁、金、银的金属活动性进行分析判断。
C、根据除少数很不活泼的金属(如金、银等)以单质形式存在外,其余的都以化合物的形式存在,进行分析判断。
D、在验证三种金属活动性强弱时,通常采取“三取中”的方法,进行分析判断。
本题难度不大,掌握金属的化学性质、金属活动性顺序应用、金属元素的存在等是正确解答本题的关键。
5.【答案】C
【解析】
解:A、活性炭常温下不与氧气、水分反应,不能用作“双吸剂”,故选项错误。
B、生石灰只能吸收水分,不能与氧气反应,不能用作“双吸剂”,故选项错误。
C、铁粉能和水、氧气反应生成铁锈,铁锈很疏松,易吸水,可以用作“双吸剂”,故选项正确。
D、熟石灰具有吸水性,但不与氧气反应,不能用作“双吸剂”,故选项错误。
故选:C。
根据题意,某些食品包装袋内有一小包物质,用来吸收氧气和水分,以防止食品腐败,常称“双吸剂”,则可作用“双吸剂”的物质必须具备:常温下能与空气中氧气、水分发生化学反应,反应的产物又易吸水.
本题难度不大,食品干燥剂是化学考查的热点,了解防食品变质的条件、常见物质的性质与用途等是正确解答本题的关键.
6.【答案】B
【解析】
解:
A、根据图示验证的是铜能否导电,故A正确;
B、潜水员潜水需要氧气,因为氧气具有支持呼吸的用途不能证明氧气易溶于水,故B不正确;
C、氢气球升空能证明氢气的密度比空气密度小,故C正确;
D、玻璃刀的刀头就是使用的金刚石,玻璃刀能切割玻璃说明金刚石密度大,故D正确.
选B.
本题是图形结合题,先分析图中的实验或物质的用途,对应图示解答.
本题是对物质物理性质的综合考查,考查了常见的氢气和氧气的物理性质,考查了金属铜的导电性,同时考查了金刚石硬度大的特点.
7.【答案】B
【解析】
解:
A、木炭能在氧气中燃烧,说明氧气具有助燃性,不是可燃性,故错误;
B、不锈钢是合金,属于金属材料,它属于混合物而不是金属单质,故正确;
C、原子核由质子和中子构成,并不是所有的原子核中都含有质子和中子,如氢原子原子核内没有中子,故错误;
D、催化剂在反应前后质量不变,但在化学反应前后质量不变的物质不一定是催化剂,可能是杂质,故错误。
故选:B。
A、根据氧气得出性质和用途分析判断;
B、根据不锈钢是合金,属于金属材料进行分析判断。
C、根据氢原子原子核内没有中子进行分析判断。
D、根据化学反应前后质量不变的物质不一定是催化剂,可能是杂质进行分析判断。
本题考查了常见概念的推断,完成此题,可以依据已有的知识进行。
8.【答案】A
【解析】
【分析】
根据金属与酸或盐的反应规律,利用X、Y、Z三种金属及其化合物间可发生的反应,推断X、Y、Z三种金属活动性由强至弱的顺序.
金属活动性顺序中位于氢之前的金属能从酸中置换出氢,活动性强的金属能将活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来.
【解答】
①取大小相等的三种金属片,分别放入相同的CuSO4溶液中,一段时间后,X、Z表面出现红色物质,Y没有现象,可判断X、Z的活动性比Cu强而Y的活动性不如Cu强.
②取大小相等的X、Z两种金属片,分别放入相同的稀盐酸中,X、Z表面都产生气泡,但X产生气泡的速度明显比Z的快,可判断在金属活动性顺序中,X、Z都位于氢之前且X的活动性比Z强.
综合以上分析,则X、Y、Z三种金属的活动性顺序是X>Z>Y;
故选A.
9.【答案】C
【解析】
解:
A、锌和硫酸反应生成氢气,根据质量守恒定律可知,生成氢气的质量比消耗锌的质量小,溶液质量增加.故不选.
B、在金属活动顺序表中锌排在铁的前面,硫酸亚铁可以和锌片反应置换出铁,但是根据质量守恒定律可知,生成56份质量的铁,需要消耗65份质量的锌,溶液质量增加.故不选.
C、硝酸银溶液可以和锌片反应置换出银,根据质量守恒定律可知,生成216份质量的银,需要消耗65份质量的锌,溶液质量减少;
D、在金属活动顺序表中锌排在镁的后面,氯化镁溶液和锌片不发生发应,所以溶液质量不变,故不选.
故选:C.
本题考查的是一些金属和一些酸反应放出氢气,以及金属与一些盐的反应.要想金属与酸反应是在金属活动顺序表中排在前面的金属把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来.
本题考查的是金属活动顺序表,记住一些常见金属和一些盐的反应,判断金属的还原性强弱.
10.【答案】C
【解析】
解:由于将镍丝插入硫酸锰溶液中,无变化,说明镍的活动性比锰弱;将镍丝插入硫酸铜溶液中,镍丝上有铜析出,说明镍的活动性比铜强,因此这三种金属的金属活动性由强到弱的顺序是锰>镍>铜,故选C。
在金属活动性顺序中,只有前面的金属可以把排在它后面的金属从盐溶液中置换出来,根据这一规律可以判断反应的发生或者验证金属的活动性强弱.
本题难度不大,主要考查了根据化学反应的发生来判断金属的活动性强弱,从而培养学生对金属活动性顺序的理解和应用.
11.【答案】B
【解析】
解:A、铁与盐酸反应生成的氯化亚铁和氢气,不会生成氯化铁,故A错误;
B、铝和盐酸反应生成氯化铝和氢气,故B正确;
C、铜在氢之后,不能与盐酸反应生成氯化铜,故C错误;
D、银在氢之后,不能与盐酸反应生成氯化银,故D错误。
故选:B。
根据金属的性质进行分析,在金属活动性顺序中,氢前的金属能与酸反应生成相应的盐.
本题考查了金属与酸反应的性质,完成此题,可以依据金属的性质结合金属活动性顺序进行,需要注意的是铁与盐酸反应生成的是亚铁盐.
12.【答案】A
【解析】
解:锌的金属活动性比银、铜强,能与硝酸铜、硝酸银发生置换反应,当同一种金属同时能置换两种活动性较弱的金属时,首先被置换出来的是金属活动性最弱的金属,即锌先与硝酸银溶液反应生成硝酸锌溶液和银,当银离子被全部置换出来,若有锌存在,才能继续与硝酸铜溶液发生置换反应,生成硝酸锌溶液和铜。
A、溶液中含有硝酸银,则银离子还没有被全部置换出来,硝酸铜还没参加反应,则此时溶液中的溶质是Zn(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3,滤液A中所含的溶质不可能为Zn(NO3)2、AgNO3,故选项符合题意。
B、溶液中含有硝酸银,则银离子还没有被全部置换出来,硝酸铜还没参加反应,则此时溶液中的溶质是Zn(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3,此种情况可能存在,故选项不符合题意。
C、若溶液中的硝酸银前后被完全置换,则此时溶液中的溶质是Zn(NO3)2、Cu(NO3)2,此种情况可能存在,故选项不符合题意。
D、若锌是足量的,能与硝酸银、硝酸铜溶液完全反应,则此时溶液中的溶质是Zn(NO3)2,此种情况可能存在,故选项不符合题意。
故选:A。
根据锌的金属活动性比银、铜强,能与硝酸铜、硝酸银发生置换反应,当同一种金属同时能置换两种活动性较弱的金属时,首先被置换出来的是金属活动性最弱的金属,据此进行分析判断.
本题难度不大,掌握金属的化学性质(尤其是当同一种金属同时能置换两种活动性较弱的金属时,首先被置换出来的是金属活动性最弱的金属)是正确解答本题 的关键.
13.【答案】B
【解析】
解:锌比铁活泼,与稀硫酸反应时,锌比铁反应剧烈,产生气体的速率大;稀硫酸中加入锌粉和铁粉时,产物分别为硫酸锌和硫酸亚铁,铁的相对原子质量比锌小,等质量的金属,铁生成的氢气比锌多,观察图象,描述正确的是B。
故选:B。
根据金属活动性顺序的意义分析:金属越活泼,和酸反应的速率越快,金属的相对原子质量越小,产生的氢气越多。
本题通过坐标的形式考查物质的性质,正确辨别坐标所表示的意义及坐标所表示的量的关系是解决问题的关键。
14.【答案】B
【解析】
解:甲试管的铜片与氧气、水和二氧化碳同时接触发生了锈蚀;乙中的铜片与二氧化碳和水接触,没有锈蚀,说明铜的锈蚀与氧气有关;丙中的铜片与二氧化碳和氧气接触,没有锈蚀,说明铜的锈蚀与水有关;丁中的铜片与氧气和水接触没有锈蚀,说明了铜的锈蚀与二氧化碳有关。
由以上分析可知,通过实验甲与丁的对比得出:铜的锈蚀必须有二氧化碳参与。
故选:B。
欲验证铜的锈蚀与二氧化碳有关,则需要做一个没有二氧化碳存在的对比实验。
本题难度不是很大,考查同学们实验分析能力、灵活运用知识进行解题的能力,对“铁钉锈蚀条件的探究”进行技能进行迁移应用对解答本题显得尤其重要。
15.【答案】B
【解析】
【分析】
根据一氧化碳具有还原性,能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,结合一氧化碳具有可燃性、实验的现象、注意事项进行分析解答。
【解答】
A.一氧化碳具有还原性,能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,a处红棕色粉末变为黑色,故A说法正确,不符合题意;
B.该化学方程式没有注明反应条件,且B说法错误,符合题意;
C.二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,b处澄清石灰水变浑浊,证明有CO2生成,故C说法正确,不符合题意;
D.根据一氧化碳具有可燃性,为防止污染空气,可利用点燃的方法进行尾气处理,故D说法正确,不符合题意。
故选B。
16.【答案】钛合金或钢;塑料;导电;水和氧气;低于;硬度
【解析】
解:(1)金属材料包括纯金属与合金,则钛合金和钢属于金属材料;有机合成材料包括塑料、合成纤维和合成橡胶,所以塑料属于有机合成材料;石墨具有导电性,可以用来制电刷;故填:钛合金或钢;塑料;导电;
(2)喷上油漆是为了防止铁与水和氧气接触发生反应而生锈,故填:水和氧气;
(3)生铁的含碳量在2%-4.3%之间,钢的含碳量在0.02%-2%之间,钢的含碳量低于生铁;合金跟纯金属相比,其组成和内部结构发生变化,从而引起硬度、熔点等物理性质的改变;故填:低于;硬度。
(1)根据材料的分类以及物质的性质来分析解答;
(2)根据铁生锈的条件来分析;
(3)根据生铁和钢的含碳量以及结构决定性质来分析。
本题考查的是常见的金属的应用,完成此题,可以依据已有的物质的性质进行。
17.【答案】导电性;氧气和水蒸气;Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑或Fe+CuSO4=Cu+FeSO4;ABCDE;560
【解析】
解:(1)铜用作导线,是因为铜具有良好的导电性;铁在与氧气和水蒸气同时接触时会生锈,在车体表面喷漆可以防止铁与氧气、水蒸气接触而生锈;故填:导电性;氧气和水蒸气;
(2)由物质C为浅绿色,可知C为硫酸亚铁溶液,B为铁,为能把硫酸及硫酸铜全部反应掉,则铁应过量,反应的方程式为:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,Fe+CuSO4=Cu+FeSO4;则D为铁和铜的混合物,向D中加盐酸将铁反应掉,剩余F为铜,E为硫酸亚铁溶液,故含铁元素的物质有ABCDE;
故答案为:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑或Fe+CuSO4=Cu+FeSO4;ABCDE;
(3)解:设理论上可日产含Fe98%的生铁的质量为x.
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 112
980t×80% 98%x
x=560t
故填:560.
(1)根据铜用作导线,是因为铜具有良好的导电性进行解答;根据铁在与氧气和水蒸气同时接触时会生锈,在车体表面喷漆可以防止铁与氧气、水蒸气接触而生锈进行解答;
(2)根据物质间的相互反应进行分析判断;
(3)由赤铁矿石的质量、氧化铁的质量分数、生铁中铁的质量分数,根据赤铁矿炼铁的化学方程式可以列式计算出炼出生铁的质量.
本题难度不大,考查含杂质物质的化学方程式的计算,注意代入方程式计算的必须是纯物质的质量是正确解答此类题的关键.
18.【答案】解:(1)剩余固体质量为7g而不再减少,则样品中铜的质量为7g,黄铜中铜的质量分数=7g10g×100%=70%;
(2)设样品中锌完全反应时生成硫酸锌的质量为x,放出氢气质量为y
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
65 161 2
10g-7g x y
6510g−7g=161x=2y
x≈7.43g,y≈0.09g
由第一次反应的数据,样品中锌完全反应时消耗稀硫酸的质量=3g10g−8.7g×10g≈23.08g
则恰好完全反应时,溶液中溶质的质量分数=7.43g(10g−7g)+23.08g−0.09g×100%≈28.6%
答:(1)黄铜样品中铜的质量分数为70%;
(2)恰好完全反应时,溶液中溶质的质量分数为28.6%.
【解析】
(1)由于锌能与稀硫酸反应而铜不与稀硫酸反应,因此当稀硫酸过量时所剩余固体全部为铜;根据实验记录数据可知,第四次所加入的稀硫酸并未发生发生,此时剩余固体为铜;据此可计算黄铜中铜的质量分数;
(2)由于第一次实验中稀硫酸完全反应,因此可由实验数据中第一次中锌与稀硫酸的质量关系,判断样品中锌完全反应时消耗稀硫酸的质量及生成硫酸锌、氢气的质量,利用这些物质的质量关系可完成恰好完全反应时溶液中溶质的质量分数的计算.
根据质量守恒定律,恰好完全反应时所得溶液的质量=样品中锌的质量+恰好完全反应时消耗稀硫酸的质量-放出氢气的质量.
19.【答案】M>Al>Cu;除去金属表面的锈或氧化膜;Al>M;由蓝色变为无色;Ⅱ;2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu;丙;金属与酸反应的剧烈程度等
【解析】
解:【提出问题】通过分析小敏、小强同学的猜想可知,我的猜想是:M>Al>Cu;
【进行实验】第一步:由于金属易与空气中的氧气反应会生成锈或氧化膜,所以老师取出M丝、铜丝、铝丝用砂纸进行打磨,目的是:除去金属表面的锈或氧化膜。
第二步:甲:由实验的现象可知,铝能将M从其盐溶液中置换出来,所以金属的活动性是:Al>M;
乙:由于M的金属活动性大于铜的金属活动性,M能将铜从其盐溶液中置换出来生成了铜和MSO4,所以实验的现象是:M丝表面出现一层红色物质,溶液的颜色由蓝色变为无色
第三步:根据表格可知,三种金属的活动性强弱是:Al>M>Cu,可判断猜想Ⅱ正确。
【交流表达】丙试管中铝与硫酸铜反应生成硫酸铝和铜,发生反应的化学方程式为,故填:2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu.然后经同学们讨论后大家认为该实验可以优化,去掉试管丙中的实验,也可以得出正确的结论。
【评价与反思】要验证三种金属的活动性顺序,可以采用三取其中的方法,故除了上述实验外,还可以将铝丝、M丝、铜丝分别插入到盛有酸溶液的试管中,根据金属与酸反应的剧烈程度等进行判断。
故答为:【猜想与假设】猜想Ⅲ:M>Al>Cu。
【进行实验】第一步:除去金属表面的锈或氧化膜;第二步:甲:Al>M,乙:由蓝色变为无色;第三步:
Ⅱ;
【交流表达】2Al+3CuSO4═Al2(SO4)3+3Cu,丙;
【评价与反思】金属与酸反应的剧烈程度等。
【提出问题】根据其余两种猜想推断第三种猜想;
【进行实验】第一步:根据金属易与空气中的氧气反应会生成锈或氧化膜进行分析;
第二步:甲:根据铝与MSO4溶液的反应比较金属的活动性;
乙:根据M的金属活动性大于铜的金属活动性进行分析;
第三步:根据甲、乙、丙三个实验得出的金属活动性顺序进行分析;
【交流与表达】根据铝和硫酸铜反应生成硫酸铝和铜进行分析;
【评价与反思】根据金属会与酸、盐、氧气等物质反应进行分析。
验证三种金属活动性强弱关系时,通常采取“三取中”即:取中间金属单质与两端的金属的盐溶液反应或取中间金属的盐溶液与两端金属的单质反应。
20.【答案】红 生成的氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜蓝色沉淀 钠块的大小、硫酸铜溶液的浓度 方案二;隔绝空气加热,能避免钠在空气中被氧化
【解析】
解:【实验结论】(1)猜想一猜想有铜生成,铜是红色金属,由实验结论,猜想一错误,则上述实验中均未观察到红色固体生成。
(2)
【实验反思】(1)由题意,钠常温下就能与水发生剧烈反应,生成氢氧化钠,生成的氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠。
(2)由实验及现象,切取不同大小的钠块分别投入到两种不同浓度的硫酸铜溶液中,有关产生沉淀的现象,则钠块大小相同,硫酸铜溶液浓度不同,产生的沉淀不同;钠块大小不同,硫酸铜溶液浓度相同,产生的沉淀不同;则导致钠和硫酸铜溶液反应的产物不同的因素有钠块的大小、硫酸铜溶液的浓度。
(3)钠的金属活动性很强,能与空气中的氧气反应,要避免钠在空气中被氧化,方案二隔绝空气加热,能避免钠在空气中被氧化,故方案二是合理的。
故答案为:【实验结论】(1)红;
【实验反思】(1)钠和水先反应生成氢氧化钠,生成的氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜蓝色沉淀。
(2)钠块的大小、硫酸铜溶液的浓度;
(3)方案二;隔绝空气加热,能避免钠在空气中被氧化。
【实验结论】(1)根据题意,猜想一猜想有铜生成,铜是红色金属,进行分析解答。
【实验反思】(1)由题意,钠常温下就能与水发生剧烈反应,生成氢氧化钠,氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,进行分析解答。
(2)由实验及现象,切取不同大小的钠块分别投入到两种不同浓度的硫酸铜溶液中,有关产生沉淀的现象,进行分析解答。
(3)根据钠的金属活动性很强,能与空气中的氧气反应,进行分析解答。
本题有一定难度,熟练掌握控制变量法的应用、金属的物理性质与化学性质、碱的化学性质等是正确解答本题的关键。
第一次
第二次
第三次
第四次
加入稀硫酸的质量/g
10
10
10
10
剩余固体的质量/g
8.7
7.4
7
7
实验操作
实验想象
实验结论
铝丝插入装有MSO4溶液的试管中(图甲)
铝丝表面出现一层黑色物质
______
M丝插入装有CuSO4溶液的试管中(图乙)
M丝表面出现一层红色物质,溶液的颜色
______ 。
M>Cu
铝丝插入装有CuSO4溶液的试管中(图丙)
M丝表面出现一层红色物质,颜色由蓝色变为无色
Al>Cu
实验编号
钠块大小
硫酸铜溶液
实验中产生沉淀的现象
①
绿豆大小
稀溶液10ml
产生蓝绿色沉淀
②
绿豆大小
浓溶液10ml
产生蓝色絮状沉淀
③
豌豆大小
稀溶液10ml
产生蓝色絮状沉淀
④
豌豆大小
浓溶液10ml
产生蓝色絮状沉淀,并出现黑色固体
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