2021年化学中考真题分类汇编详解通用卷 专题11 金属和金属矿物(3)
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专题 11 金属和金属矿物
1.(2020广东广州)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
【解析】A、在金属活动性顺序表中,铁在铝的后面,则铁的金属活动性比铝弱,故A不正确;B、铝的化学性质活泼,铝在自然界中以化合物形式存在,故B不正确;C、锈蚀的铁制品除去铁锈,可以回收,有回收价值,故C不正确;D、自行车链条涂油可以防止铁和水和氧气接触,有防锈作用,故D正确。故选D。
2.(2020四川内江)下列有关模拟工业炼铁的叙述不正确的是( )
A.硬质玻璃管中红色固体变为银白色
B.用燃着的酒精灯可防止CO污染空气
C.赤铁矿的主要成分是Fe2O3
D.实验结束后先移去酒精喷灯,继续通CO直至硬质玻璃管冷却
【答案】A
【解析】A. 一氧化碳还原氧化铁,红色的氧化铁被还原成黑色铁粉而不是银白色。故A符合题意;B. 没有参加反应的一氧化碳直接通入空气中会造成空气污染,所以可以用一只燃着的酒精灯将一氧化碳燃烧掉。故B不符合题意;C. 赤铁矿颜色是红色的,因为其主要成分氧化铁为红色固体。故C不符合题意;D. 实验结束后先移去酒精喷灯,继续通CO直至硬质玻璃管冷却,目的是让还原出来的铁粉在一氧化碳气流中冷却。如果先停止通一氧化碳,后移去酒精喷灯,还原的铁粉又会与空气中的氧气反应。故D不符合题意。故选A。
3.(2020云南昆明)为验证Mg、Cu、Sn的金属活动性顺序,不可选用的一组物质是( )
A.MgCl2溶液、Cu、Sn B.Mg、Cu、SnCl2溶液
C.Mg、Sn、Cu、盐酸 D.MgCl2溶液、Sn、CuCl2溶液
【答案】A
【解析】A、MgCl2溶液与Cu、Sn均不反应,不能验证Mg、Cu、Sn的金属活动性顺序;B、Mg与SnCl2溶液反应生成略带蓝色的Sn,而Cu与SnCl2溶液不反应,能验证Mg、Cu、Sn的金属活动性顺序;C、Mg、Sn与盐酸均能反应产生氢气,且镁与盐酸反应更加剧烈,Cu与盐酸不反应,能验证Mg、Cu、Sn的金属活动性顺序;D、MgCl2溶液与Sn不反应,可知金属活动性Mg>Sn,Sn、CuCl2溶液反应,有红色的铜生成,可知金属活动性Sn>Cu,能验证Mg、Cu、Sn的金属活动性顺序;故选A。
4.(2020甘肃天水)将金属M的粉末放入盛有硝酸铜溶液的烧杯中,充分反应后,溶液呈无色,继续向烧杯中加入一定量的硝酸银溶液,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。根据上述实验分析,下列说法错误的是( )
A.金属活动性强弱顺序:M>Cu>Ag B.滤渣中可能有金属M
C.滤液中至少含有两种溶质 D.滤渣中一定有Ag
【答案】B
【解析】A、溶液呈无色,M和硝酸铜溶液反应,则M的金属活动性强于铜,加入一定量的硝酸银溶液,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液,铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,则铜的金属活动性强于银,则金属活动性强弱顺序:M>Cu>Ag,故A正确;B、M的金属活动性最强,M和硝酸铜溶液和硝酸银均反应,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液,故滤渣中没有金属M,故B不正确;C、加入一定量的硝酸银溶液,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液,则滤液中含有M的盐溶液和硝酸铜,可能含有硝酸银,故至少含有两种溶质,故C正确;D、加入一定量的硝酸银溶液,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液,铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,则滤渣中一定有Ag,故D正确。故选B。
5.(2020湖北十堰)某学习小组同学做完铁与稀硫酸反应实验后,将反应后的混合物M全部倒入盛有一小块铜锌合金的烧杯中,发现有大量气泡产生。待充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。他们得出的现象或结论如下:①M中一定不含铁单质;②烧杯中溶液由浅绿色变成蓝色;③滤液中一定含有ZnSO4;④滤渣中可能含有三种金属单质;⑤滤液中可能含有两种金属离子。其中正确的个数有:( )
A.4个 B.3个
C.2个 D.1个
【答案】A
【解析】将铁与稀硫酸反应后的混合物M全部倒入盛有一小块铜锌合金的烧杯中,发现有大量气泡产生。说明混合物M中稀硫酸过量,锌与稀硫酸反应生成氢气,故产生大量气泡,故M中铁已经完全反应,M中含稀硫酸、硫酸亚铁,锌先与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,待稀硫酸完全反应后,锌再与硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁,铜与稀硫酸、硫酸亚铁不反应。①由分析可知,M中一定不含铁单质,正确;②铜与稀硫酸和硫酸亚铁都不反应,烧杯中溶液不会由浅绿色变成蓝色,错误;③锌一定与稀硫酸反应生成了硫酸锌和氢气,故滤液中一定含有ZnSO4,正确;④铜不参与反应,滤渣中一定含铜,如果锌过量,锌与硫酸亚铁反应生成了硫酸锌和铁,滤渣中含锌、铁,故滤渣中可能含有三种金属单质,正确;⑤如果锌过量,锌将稀硫酸、硫酸亚铁完全反应,滤液中只含锌离子一种金属离子,如果锌含量不足,则溶液中含锌离子和亚铁离子两种金属离子,正确。故正确的有4个。故选A。
6.(2020甘肃金昌)某同学为验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序,他设计了以下四种实验方案,其中能达到目的是( )
A.将Fe、Cu分别加入AgNO3溶液中
B.将Fe、Cu、Ag分别加入稀盐酸中
C.将Fe分别加入CuSO4、AgNO3溶液中
D.将Fe、Ag分别加入CuSO4溶液中
【答案】D
【解析】A、铁、铜都能与AgNO3溶液反应,证明铁、铜的活动性比银强,但不能比较铁、铜的活动性的强弱,故该方案不能达到目的;B、铁和稀盐酸反应,铜、银和稀盐酸不反应,而则得出:铁>铜、银,但不能比较铜、银的活动性的强弱,故该方案不能达到目的;C、铁与CuSO4、AgNO3溶液反应,说明了活动性铁>铜、银,但不能比较铜、银的活动性的强弱,故该方案不能达到目的;D、铁与CuSO4溶液反应置换出铜,说明了活动性铁>铜;银与CuSO4溶液不反应,说明了活动性铜>银,由此可得的三种金属活动性铁>铜>银,故该方案能达到目的。故选D。
7.(2020四川内江)下列有关金属资源的利用与防护解释不合理的是( )
A.在001A型国产航母金属外壳覆盖涂料,主要是为了美观
B.用“烤蓝”的方法处理钢铁表面,可减缓钢铁的腐蚀
C.用铝合金制造国产大飞机C919机壳,是利用铝合金强度大、质量轻、抗腐蚀
D.切菜后的菜刀用清水洗净擦干,可减缓菜刀生锈
【答案】A
【解析】A、在001A型国产航母金属外壳覆盖涂料,除了美观,更重要的是可以隔绝氧气和水,起到防锈的目的,符合题意;B、用“烤蓝”的方法处理钢铁表面,可以隔绝氧气和水,减缓钢铁的腐蚀,不符合题意;C、铝合金是铝的合金,具有质轻、硬度大,耐腐蚀等特点,故可用铝合金制造国产大飞机C919机壳,不符合题意;D、铁生锈的条件是铁与氧气和水接触,切菜后的菜刀用清水洗净擦干,保持菜刀表面干燥,可减缓菜刀生锈,不符合题意。故选A。
8.(2020内蒙古通辽)在溶质为Cu(NO3)2、AgNO3和Al(NO3)3的溶液中加入一定量的锌粉,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。下列判断正确的是( )
A.向滤渣中加入稀盐酸可能有气泡产生
B.滤渣中一定有Ag,可能有Cu和Zn
C.滤液中一定无AgNO3
D.滤液中可能有四种金属离子
【答案】D
【详解】A、滤液中含有硝酸铜,则锌不可能有剩余,则向滤渣中加入稀盐酸,不可能有气泡产生,故选项说法错误;B、滤渣中一定有Ag,无法确定硝酸铜是否参加了反应,可能是部分参加了反应,可能有Cu,但不可能含有锌,故选项说法错误;C、滤液中含有硝酸铜,无法确定硝酸银是否完全参加了反应,滤液中可能含有AgNO3,故选项说法错误;D、滤液中含有硝酸铜,无法确定硝酸银是否完全参加了反应,滤液中可能含有AgNO3,则滤液中可能有银离子、铜离子、锌离子、铝离子四种金属离子,故选项说法正确。故选D。
9.(2020内蒙古包头)利用废旧电池铜帽(含Cu、Zn)制取海绵铜(Cu),并得到硫酸锌溶液的主要流程如下:(反应条件已略去)
已知:
下列说法正确的是( )
A.步骤II中分离操作必须用到的玻璃仪器是烧杯和漏斗
B.溶液A中溶质是H2SO4、CuSO4
C.上述流程中物质B是锌,物质D是盐酸
D.A~E中都含有铜、锌两种元素的物质有A和C
【答案】D
【解析】A、依据框图可知:操作Ⅱ后得到固体和液态,所以操作Ⅱ为过滤,用到的玻璃仪器:烧杯、漏斗、玻璃棒,说法错误;B、铜与氧气、稀硫酸反应生成硫酸铜,锌与稀硫酸反应生成硫酸锌,所以溶液A含有溶质硫酸铜、硫酸锌,和过量的硫酸,说法错误;C、上述流程中加入的物质B为锌,物质D为盐酸,则溶液E中含有杂质氯化锌,所以D不能用盐酸,应该用硫酸,说法错误;D、依据分析可知:A为硫酸铜、硫酸锌、稀硫酸,B为锌,C为铜和锌,D为硫酸,E为硫酸锌,所以A~E中含铜、锌两种元素的物质有A和C,说法正确;故选D。
10.(2020辽宁锦州)将一定量的锌粉加入到硝酸镁和硝酸铜的混合液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。下列判断正确的是( )
A.若滤液为蓝色,则滤渣中一定有锌、镁、铜
B.若向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,则滤液中一定有硝酸镁、硝酸锌、硝酸铜
C.若向滤液中加入氢氧化钠溶液,则一定有氢氧化铜生成
D.滤渣中一定含有铜,滤液中一定含有硝酸镁和硝酸锌
【答案】D
【解析】A、若滤液为蓝色,说明硝酸铜未完全反应,锌不足,已经完全反应,锌与硝酸镁不反应,故滤渣中一定有铜,一定没有锌、镁,不符合题意;B、若向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,说明锌过量,硝酸铜已经完全反应,锌与硝酸镁不反应,故滤液中一定有硝酸镁、硝酸锌,不符合题意;C、如果锌过量,锌能将硝酸铜完全置换,则向滤液中加入氢氧化钠溶液,没有氢氧化铜生成,不符合题意;D、锌一定与硝酸铜反应生成了硝酸锌和铜,锌与硝酸镁不反应,故滤渣中一定含有铜,滤液中一定含有硝酸镁和硝酸锌,符合题意。故选D。
11.(2020吉林长春)下列有关金属材料的说法错误的是( )
A.在潮湿的空气中铁易生锈
B.金属的回收利用是保护金属资源的有效途径之一
C.铝和金都有很好的抗腐蚀性,是因为二者的化学性质都很稳定
D.高炉炼铁的原理是在高温条件下,用一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来
【答案】C
【解析】A、铁生锈的条件是铁与氧气、水接触,故在潮湿的空气中铁易生锈,正确;B、金属的回收利用是保护金属资源的有效途径之一,正确;C、铝有很好的抗腐蚀性,是因为铝在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。不是铝的化学性质稳定,错误,符合题意;D、高炉炼铁的原理是在高温条件下,用一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来,正确。故选C。
12.(2020贵州毕节)向一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中加入足量锌粉,先后发生反应Ⅰ、Ⅱ,对反应前后溶液质量变化的下列分析正确的是( )
A.Ⅰ减小、Ⅱ增大 B.Ⅰ减小、Ⅱ减小
C.Ⅰ增大、Ⅱ增大 D.Ⅰ增大、Ⅱ减小
【答案】A
【解析】锌的金属活动性比银、铜强,向一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中加入足量锌粉,锌先与AgNO3反应生成硝酸锌和银,AgNO3反应完,若还有锌粉,锌才能与Cu(NO3)2反应生成硝酸锌和铜。反应Ⅰ:Zn+2AgNO3═Zn(NO3)2+2Ag,由反应时的质量比可知,每65份质量的锌可置换出216份质量的银,溶液的质量会减少;反应Ⅱ:Zn+Cu(NO3)2═Zn(NO3)2+Cu,每65份质量的锌可置换出64份质量的铜,溶液的质量会增加。故反应前后溶液质量变化是Ⅰ减小、Ⅱ增大。故选A。
13.(2020云南省卷)生铁和钢都是铁的合金,它们都属于( )
A.混合物 B.纯净物
C.单质 D.化合物
【答案】A
【解析】生铁和钢都是铁的合金,属于混合物。故选A。
14.(2020四川绵阳)钨是熔点最高的金属。工业上用黑钨矿(主要成分为钨酸亚铁)冶炼钨的主要反应有:
①
②
③
④
下列说法错误的是( )
A.FeWO4中 W 的化合价为+6
B.反应①中 X 的化学式为 CO2
C.②、③反应前后所有元素的化合价均无变化
D.上述 4 步反应分别涉及 4 种基本反应类型
【答案】D
【解析】A、FeWO4中已知铁元素的化合价为+2价,氧元素的化合价为-2价;设FeWO4中钨元素(W)的化合价为x,根据化合价的原则(在化合物中正、负化合价的代数和为零),则(+2)+x+4×(-2)=0,解得x=+6,故钨元素(W)的化合价是+6价,不符合题意;B、反应①中反应前有铁原子4个,碳原子4个,氧原子30个,钨原子4个,钠原子8个,反应后现有4个钠原子,4个铁原子,4个钨原子,8个钠原子,22个氧原子,剩余4个碳原子和8个氧原子,有个公因数4,剩余一个碳原子和两个氧原子,为二氧化碳化学式,所以X为CO2碳;不符合题意;C、②是复分解反应,各元素的化合价不变,反应③反应前后氢元素的化合价是+1价,氧元素的化合价是-2价;设中钨的化合价是y,在化合物中正、负化合价的代数和为零,则(+1)×2+y+4×(-2)=0,解得y=+6;设中钨的化合价是z,在化合物中正、负化合价的代数和为零,则z+3×(-2)=0,解得z=+6;则所有元素的化合价均无变化,不符合题意;D、①不是基本反应类型,②是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的复分解反应,③是一种物质生成多种物质的分解反应,④是一种化合物和一种单质反应生成一种单质和一种化合物的置换反应,上述4步反应涉及3种基本反应类型,不符合题意。故选D。
15.(2020内蒙古呼和浩特)在金属材料中,铝是目前最经济实用的材料之一。
(1)由铝制成的铝箔厚度仅为0.01mm,广泛用于食品包装等。铝能制成铝箔,主要利用铝的性质是_____。
(2)某小组同学将铝箔在酒精灯上加热,发现铝箔逐渐变软,中间有液体被外面的固体包裹住。由此可以推测氧化铝的熔点比金属铝_____(填“高”或“低”)。
(3)将铝片和稀盐酸放在密闭容器中,用传感器探究反应容器内的温度随时间变化如图,50s时溶液中的溶质为_____;溶液温度升高的原因是_____。
【答案】(1)延展性;(2)高;(3)氯化铝和盐酸 ;铝与稀盐酸反应放热,使溶液温度升高
【解析】(1)铝能制成铝箔,主要利用铝具有良好的延展性。(2)铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜,将铝箔在酒精灯上加热,发现铝箔逐渐变软,中间有液体被外面的固体包裹,说明外面的固体的熔点高,推测氧化铝的熔点比金属铝高。(3)氧化铝先与稀盐酸反应生成氯化铝和水,50s时溶液中的溶质为氯化铝和盐酸。溶液温度升高,是因为铝与稀盐酸反应生成氯化铝和水,该反应属于放热反应。故答案为:(1)延展性;(2)高;(3)氯化铝和盐酸;铝与稀盐酸反应放热,使溶液温度升高。
16.(2020四川内江)在疫情期间,非接触红外人体测温仪应用十分广泛,能及时检测体温异常情况,其结构如图。
(1)其中属于有机合成材料的是_______________。
(2)干电池中有金属铜和锌,请写出一个使比较二者金属活动性强弱的化学方程式:_____________。
【答案】(1)塑料外壳;(3)
【解析】(1)据图可以看出,属于有机合成材料的是塑料外壳;(2)比较铜和锌的金属活动性,可以将锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,证明锌的活动性强于铜,化学方程式为。
17.(2020辽宁锦州)金属材料在生活、生产中有广泛的应用。请回答下列问题:
(1)生活中用铁锅炒菜,主要利用了铁的_____________性。
(2)工业上用赤铁矿(主要成分为氧化铁)炼铁,其反应原理是____________(用化学方程式表示)。
(3)2020年6月21日,时速600公里的高速磁悬浮试验样车成功试跑,制造样车外壳的主要材料是铝合金。铝合金与纯铝相比具有的优点是____________(写出一点即可)。
(4)金属资源有限,不能再生。写出防止铁生锈的一种方法_________________。
【答案】导热 硬度大等合理答案 涂油(或喷漆;或镀上一层耐腐蚀的金属等合理答案)
【解析】(1)生活中用铁锅炒菜,主要利用了铁的导热性;(2)工业上用赤铁矿炼铁,其反应原理是氧化铁和一氧化碳在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳,用化学方程式表示为;(3)合金的优点硬度比组成的金属大、抗腐蚀性比组成的金属更强和熔点比组成的金属更低等;所以铝合金与纯铝相比具有的优点是硬度大等(合理答案);(4)铁生锈的条件是铁与水、氧气同时接触,所以防止铁生锈的常见方法是保持铁制品表面的洁净和干燥、在铁制品表面形成一层保护膜,如涂油(或喷漆;或镀上一层耐腐蚀的金属等合理答案)。
18.(2020四川绵阳)文宏同学利用“金属树”趣味实验来验证 Zn、Cu、Ag 三种金属的活动性顺序。
(1)为确保实验效果,CuCl2 溶液和 AgNO3溶液需现配。配制 50 g 质量分数为 12%的 CuCl2溶液,应称量____g CuCl2,加水时应选用_____mL 的量筒。除量筒外,配制溶液还需要的玻璃仪器有____。
(2)向两个放有宣纸的培养皿中分别滴入适量 CuCl2溶液、AgNO3 溶液,再放入锌粒,一段时间后观察到的实验现象如图。
①形成“铜树”时发生反应的化学方程式是_________。
②仅用“铜树”和“银树”实验尚不能验证________的金属活动性顺序,需补充一个实验来证明,应选用的药品是___________(可供选择的药品有:锌粒、铜丝、银丝、稀盐酸、CuCl2 溶液、AgNO3 溶液)。
【答案】(1)6.0 ;50;烧杯、玻璃棒、胶头滴管(未答胶头滴管不扣分);(2)①; ② Cu、Ag(或铜、银); 铜丝、AgNO3溶液
【解析】(1)配制 50 g 质量分数为 12%的 CuCl2溶液,应称量50g×12%=6.0g CuCl2,加水46mL ,量取水时应选用50mL 的量筒。除量筒外,配制溶液还需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管。(2)①形成“铜树”时发生反应为锌与氯化铜反应生成氯化锌和铜,反应的化学方程式是。
②仅用“铜树”和“银树”实验证明金属活动性:锌>银、锌>铜,尚不能验证Cu、Ag(或铜、银)的金属活动性顺序,需补充一个实验来证明,应选用的药品是铜丝、AgNO3溶液,若铜能置换出银,则可知金属活动性:铜>银。
19.(2020内蒙古呼和浩特)某校化学兴趣小组的同学发现长期露置在空气中的金属M表面会被锈蚀,于是他们一起探究金属M锈蚀的原因。经检测,锈蚀物中除含有M元素外,还含有C、H、O三种元素。
(1)甲同学依据锈蚀物中的组成元素,推测空气中_____肯定参加了反应,但不能确定空气中的氧气是否参与反应。为了确认空气中的氧气是否参加反应,设计如图系列实验,你认为其中必须要做的对照实验是_____(填字号)。
若观察到_____(填现象),证明氧气参加了反应。
(2)若金属M是铜,铜器据长期露置在空气中会生成绿色铜锈,它的主要成分是碱式碳酸铜(铜Cu2(OH)2CO3)。小组同学欲探究Cu2(OH)2CO3的性质。
查阅资料:①Cu2(OH)2CO3的化学性质与Cu(OH)2和CuCO3混合物的性质相同
②Cu(OH)2受热分解生成CuO和H2O,CuCO3的化学性质和CaCO3相似
③白色CuSO4粉末遇水变蓝色
结合以上信息分析Cu2(OH)2CO3加热分解产物为_____。
(实验探究)
为进一步验证Cu2(OH)2CO3受热分解产物,从如图中选择部分装置进行实验。装置的连接顺序为_____;实验中可观察到的现象是_____。
(实验结论)碱式碳酸铜受热易分解。
【答案】CO2和H2O AC A中M生锈,C中M不生锈 CuO、CO2和H2O ADB A中固体由绿色变为黑色,D中白色固体变为蓝色,B中澄清石灰水变浑浊
【解析】(1)根据题目信息,锈蚀物除了含有M元素,还含有C、H、O三中元素,这三种元素则来自于空气,而空气中含有碳元素为二氧化碳,含有氢元素为水,这两种物质包含了C、H、O三中元素,所以这两种一定参与了反应;空气也有氧气的存在,含有氧元素,因此为了确定氧气是否参与的反应,设计实验验证氧气的影响,将氧气作为唯一变量,而A和C只是将氧气作为了变量,所以选择其为对照实验;若观察到A中生锈,B不生锈,说明氧气存在可以使M生锈,得出实验结论,氧气参加了反应;故答案为:CO2和H2O;AC;A中M生锈,C中M不生锈。(2)根据题目信息,碱式碳酸铜可以看做是氢氧化铜和碳酸铜的混合物,而碳酸铜与碳酸钙性质相似,氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水,碳酸铜则加热会生成氧化铜和二氧化碳,所以碱式碳酸铜受热分解则会生成氧化铜、水和二氧化碳;故答案为:CuO、CO2和H2O。
【实验探究】反应物为固体且需要加热,所以选择A为发生装置,氧化铜为黑色固体,因此在A中通过固体颜色变化确定,二氧化碳可以用澄清石灰水验证,水可以利用无水硫酸铜验证,而验证水的存在是先放在澄清石灰水之前,避免气体先通过澄清石灰水带出水蒸气,影响实验结果判断,所以顺序为ADB;A中固体变为黑色,证明氧化铜的存在,D中无色变为蓝色,证明水的存在,澄清石灰水变浑浊,证明了二氧化碳的存在;故答案为:ADB;A中固体由绿色变为黑色,D中白色柜体变为蓝色,B中澄清石灰水变浑浊。
20.(2020内蒙古鄂尔多斯)金属在生产、生活中应用广泛,金属的回收利用有利于保护环境、节约资源。
(1)用体温计测量体温时,水银柱会上升。用微观知识解释产生该现象的原因 ____ 。
(2)我国古代典籍中有“银针验毒”的记载。“银针验毒”的反应原理之一是: , 的化学式为 ______ 。
(3)某工厂欲从溶质是 和 的生产废液中回收 和 。实验员取样,向其中加入一定量的锌,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。
①若所得滤液为蓝色,则滤液中一定含有金属离子 ______ (填离子符号)。
②若向所得滤渣中加入一定量稀硫酸产生气泡,则滤渣中一定含有 ______ 。
【答案】温度升高,汞原子间的间隔增大 Cu2+、Zn2+ (填名称不得分) (或锌、银、铜。金属顺序随机)
【解析】(1)水银柱会上升是因为温度升高,汞原子间的间隔增大,体积膨胀,故答案为温度升高,汞原子间的间隔增大;(2)根据反应的化学方程式可知,反应前银原子、氢原子、硫原子、氧原子的数目分别为:4、4、2、2,反应后银原子、氢原子、硫原子、氧原子的数目分别为:2、2,根据质量守恒定律可知,化学反应前后元素的种类和数量不变,故X为Ag2S;(3)在金属活动顺序中,锌的活动性强于铜,铜强于银。混合物加入锌,锌先于硝酸银反应,等硝酸银完全反应后,再与硝酸铜反应。若所得滤液为蓝色,说明滤液中含有铜离子,则锌完全置换出了银,但没有把溶液里的铜离子完全置换出来,故滤液中一定含有金属离子为Cu2+、Zn2+;若向所得滤渣中加入一定量稀硫酸产生气泡,说明滤渣里含有锌,即银、铜全部置换出来,故滤渣中一定含有Zn、Ag、Cu 。
21.(2020吉林省卷)北宋沈括编撰的《梦溪笔谈》中,记录了用CuSO4溶液熬制胆矾的铁釜,使用时间久了也可以化作铜。
(1)由上述材料分析,Fe比Cu的金属活动性 (填“强”或“弱”)。
(2)如果向足量的CuSO4溶液中加入5.6gFe粉,充分反应后,理论上可以得到Cu的质量是多少?
【答案】(1)强;(2)6.4g
【解析】(1)用CuSO4溶液熬制胆矾的铁釜,使用时间久了也可以化作铜,说明铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,说明Fe比Cu的金属活动性强;
(2)设理论上可以得到Cu的质量为x。
x=6.4g
答:理论上可得到Cu的质量为6.4g。
22.(2020黑龙江龙东)将一定量的Zn粉和Cu粉投入到硝酸银溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液,则滤渣中可能含有__________,滤液中一定含有的溶质是________;请用化学方程式解释溶液变蓝的原因________________。
【答案】铜 硝酸锌和硝酸铜
【解析】将一定量的Zn粉和Cu粉投入到硝酸银溶液中,金属活动性:Zn>Cu>Ag,故锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,待锌完全反应后,铜再与硝酸银反应生成硝酸铜和银,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液,说明铜已经参与了反应,锌已经完全反应,铜可能置换了部分硝酸银,这时滤渣中含有银,滤液中含有硝酸锌、硝酸铜、硝酸银,铜也可能恰好与硝酸银完全反应,这时滤渣中含有银,滤液中含有硝酸锌,硝酸铜,铜也可能过量,这时滤渣中含有铜、银、滤液中含有硝酸铜、硝酸锌,故滤渣中一定含有银,可能含有铜,滤液中一定含有的溶质是:硝酸锌和硝酸铜;铜与硝酸银反应生成了硝酸铜和银,溶液变为蓝色,该反应的化学方程式为:。
23.(2020云南省卷)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_____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滤液C中所含溶质的成分可能有______种情况。
【答案】导电 不属于 氧气和水 Y>X>铜>银 3
【解析】(1)铜丝,铝丝常用作导线,是因为它们具有良好的导电性;(2)一氧化碳与氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳,该反应的化学方程式为:;该反应的反应物是两种化合物,不属于置换反应;(3)铁生锈的条件是铁与氧气和水接触,故防止铁生锈可以隔绝氧气和水,起到防锈的目的,故填:氧气和水;(4)①向含X、Y、铜、银四种金属的混合物中加入一定量的稀硫酸,得到滤液A、气体和固体甲,铜、银与稀硫酸不反应,故X、Y中至少一种与稀硫酸反应,向滤液A中加入过量Y,得到气体、滤液B和固体混合乙,说明Y能与稀硫酸反应生成氢气,且滤液A中含有X的盐溶液,Y能与X的盐溶液反应生成X,固体混合物乙是X、Y的混合物,说明在金属活动性顺序中,X、Y在氢前,且Y比X活泼,故四种金属的金属活动性顺序为:Y>X>铜>银;②由①可知,固体混合物乙是X、Y的混合物,向固体混合物乙中加入一定量的硝酸银溶液,由①可知,金属活动性:Y>X>铜>银,故Y先与硝酸银反应生成Y的盐溶液和银,待Y完全反应后,X再与硝酸银反应生成X的盐溶液和银,如果硝酸银含量不足,只能与Y反应,则溶质只有Y的硝酸盐,如果硝酸银恰好和X完全反应,则溶质有X的硝酸盐和Y的硝酸盐,如果硝酸银过量,则溶质有X的硝酸盐、Y的硝酸盐和硝酸银,故滤液C中所含溶质的成分可能有3种情况。
24.(2020广西北部湾)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mg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mg,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);(3)A>C>B ;C ;(4)C、D
【解析】(1)用铜作导线,利用了铜的延展性和导电性,故填:导电。(2)镁和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,化学方程式为,故填:。(3)由图可知将等质量的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,A先反应完,C再反应完,B最后反应完,故金属活动性A>C>B;化合价相等时,等质量金属完全反应相对原子质量越小,生成氢气越多,相对原子质量最大,生成氢气最少,故C生成氢气最少,相对原子质量最大,故填:A>C>B;C。(4)A、向一定量的硝酸银和硝酸亚铁混合溶液中加入mg锌粉,锌会先和硝酸银反应生成硝酸锌和银,再和硝酸亚铁反应,生成铁和硝酸锌,若滤渣只含一种金属,一定是银,可能硝酸银部分反应,滤液溶质硝酸银,硝酸亚铁和硝酸锌,也可能硝酸银完全反应,滤液溶质硝酸亚铁和硝酸锌,故A错。B、向一定量的硝酸银和硝酸亚铁混合溶液中加入mg锌粉,锌会先和硝酸银反应生成硝酸锌和银,再和硝酸亚铁反应,生成铁和硝酸锌,若滤液中含有两种金属离子,故溶质为硝酸锌和硝酸亚铁,离子为锌离子和亚铁离子,硝酸亚铁可能和锌没反应,也可能部分反应,滤渣固体可能为银,也可能为银和铁,B错。C、 由化学方程式可知65份质量锌生成216份质量银,65份质量锌生成56份质量铁,向一定量的硝酸银和硝酸亚铁混合溶液中加入mg锌粉,若最终得到的滤渣质量仍为mg,说明锌和硝酸银以及硝酸亚铁都发生了反应,硝酸亚铁可能有剩余也可能完全反应,硝酸亚铁部分反应溶质为硝酸锌和硝酸亚铁,硝酸亚铁完全反应,溶质是硝酸锌,则滤液中溶质最多有两种,C正确。D、若向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,滤渣中一定有铁,铁和稀盐酸生成气体,此时硝酸亚铁可能完全反应,也可能部分反应,硝酸亚铁部分反应溶质为硝酸锌和硝酸亚铁,硝酸亚铁完全反应,溶质是硝酸锌,则滤液中溶质最多有两种,D正确。故选CD。
25.(2020辽宁沈阳)人类的生产、生活离不开金属。
(1)下列生活用品主要是由金属材料制成的是_____(填字母)。
(2)锂是最轻的金属,是制造电池的理想物质,锂离子电池是新一代可充电的绿色电池。如图是锂原子的结构示意图,在化学反应中,锂原子容易_____(填“得到”或“失去”)电子形成锂离子,锂离子的化学符号为_____。
(3)沈阳地铁的修建使用了大量的钢铁。工业上用赤铁矿(主要成分是Fe2O3)和一氧化碳反应冶炼铁,写出该反应的化学方程式:_____。由氧化铁变成铁时,铁元素化合价的具体变化是_____。
(4)金属的应用与金属活动性密切相关。利用下列提供的试剂,设计可行的实验方案验证铁、铜的金属活动性强弱。现有试剂:铁片、铜片、硫酸铜溶液、稀硫酸。(金属均已打磨)
实验操作
实验现象
实验结论
_____
_____
铁的金属活动性比铜强
【答案】(1)AC;(2)失去;Li+ ;(3); +3→0 ;(4)取打磨后的铁片于试管中,加入适量的硫酸铜溶液;铁片表面覆盖一层红色物质(其他合理答案均可)
【解析】(1)A、一角硬币是由金属材料制成的;B、陶瓷餐具由陶瓷制成,属于无机非金属材料;C、铜质水壶由金属铜等金属材料制成D、塑料椅子由塑料制成,属于合成材料;故填AC。(2)根据锂原子的结构示意图,锂原子最外层电子数为1,小于4个,在化学反应中,锂原子容易失去1个电子形成带一个单位正电荷的锂离子,锂离子的化学符号为Li+。 (3)氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,该反应的化学方程式:,中氧元素化合价为-2,则铁元素化合价为+3,单质中铁元素的化合价为0,故由氧化铁变成铁时,铁元素化合价的具体变化是+3→0。(4)验证铁、铜的金属活动性强弱,可根据较活泼金属能将较不活泼的金属从其盐溶液中置换出来的原理设计实验:取打磨后的铁片于试管中,加入适量的硫酸铜溶液,铁片表面覆盖一层红色物质,说明铁的金属活动性比铜强;
实验操作
实验现象
实验结论
取打磨后的铁片于试管中,加入适量的硫酸铜溶液
铁片表面覆盖一层红色物质
铁的金属活动性比铜强
26.(2020四川绵阳)2020年6月23日,长征三号乙运载火箭将北斗三号最后一颗组网卫星成功送入预定轨道,我国北斗导航地位将进一步提升。从化学视角回答下列问题:
(1)卫星制造使用了黄金、钛合金,其中用作天线的是_______。使用黄金制作卫星的电子元件,利用了金的什么化学性质?__________(填序号)。
A.光泽好 B.耐磨、易加工
C.容易导电 D.很难被氧化
(2)卫星的太阳能电池帆板用先进的砷化镓主板和铝合金边框制成,砷(As)原子的结构示意图如图,其中x=______。铝合金比纯铝具有的优势是___________(写出1条即可)。
(3)运载火箭用偏二甲肼(C2H8N2)作燃料,N2O4作氧化剂。偏二甲肼中C、H、N的质量比为___(填最简整数比)。火箭发射时,燃料与氧化剂剧烈反应放出大量的热,并生成对空气无污染的两种氧化物和一种单质,这种单质的化学式为_________,两种氧化物中相对分子质量较大的是______。
【答案】(1)钛合金;D;(2)5 ;硬度大、强度大、耐腐蚀等;(3) 6:2:7 ; ;CO2(或二氧化碳)
【解析】(1)卫星制造使用了黄金、钛合金,其中用作天线的是钛合金,其硬度大。使用黄金制作卫星的电子元件,利用了金的化学性质稳定,很难被氧化的性质;故填:D。(2)卫星的太阳能电池帆板用先进的砷化镓主板和铝合金边框制成,砷(As)原子的结构示意图如图,原子中质子数=核外电子数,其中x=33-2-8-18=5。铝合金比纯铝具有的优势是硬度大、强度大、耐腐蚀等(写出1条即可)。(3)偏二甲肼(C2H8N2)中C、H、N的质量比为(12×2):(1×8):(14×2)=6:2:7。火箭发射时,燃料与氧化剂剧烈反应放出大量的热,并生成对空气无污染的两种氧化物和一种单质,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,反应物中含C、H、N、O,故生成物中也应含C、H、N、O,故应是生成二氧化碳、水和氮气,则这种单质的化学式为,两种氧化物中相对分子质量较大的是CO2(或二氧化碳)。
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