初中化学中考复习专题05 金属重难点工艺流程题专练（二）-2020年中考化学金属活动性特训（原卷版）

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这是一份初中化学中考复习专题05 金属重难点工艺流程题专练（二）-2020年中考化学金属活动性特训（原卷版），共14页。试卷主要包含了根据如图所示实验回答问题，金属材料与生产生活紧密联系等内容，欢迎下载使用。
专题05 工艺流程题专练（二）

1．已知甲酸（ HCOOH）具有挥发性，在热的浓硫酸中分解生成一氧化碳和水。用如图微型实验装置然后用CO还原Fe3O4，并检验气体产物。

（1）要得到纯净、干燥的CO，固体M是　　。
（2）请写出B中Fe3O4发生反应的化学方程式　　。
2．2018年5月13日，我国首艘001A型国产航母开始海试，标志着我国在航海及军事领域取得重大突破。根据所学知识填空。
（1）建造航母用到了钛合金，构成金属钛的粒子是　　（填“原子”“分子”或“离子”），工业制钛有一种反应为：TiF4+2H2SO4═4HF+2X+TiO2，X的化学式为　　。
（2）航母外壳用涂料覆盖，是为了防止钢铁材料与　　接触而锈蚀。
（3）为了探究航母材料中锌、铁、铜三种金属活动性强弱，某同学设计了下列实验（每步均充分反应），其中能达到目的是　　（填序号）。
A．稀盐酸中加入足量铁粉后，再加铜粉，最后加入锌粉
B．ZnCl2溶液中加入足量铁粉后，再加入CuCl2溶液
C．ZnCl2溶液中加入足量铜粉后，再加入铁粉
（4）铝制品形成致密保护膜的化学方程式是　　。
（5）氢化镁（MgH2）是一种贮氢合金，当它与H2O混合时释放出氢气，同时生成一种碱，该反应的化学方程式是　　。
3．根据如图所示实验回答问题：
（1）甲图是一氧化碳还原氧化铁的实验装置图。参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为　　，该实验中能体现出一氧化碳的化学性质有　　（填序号）。
a．氧化性 b．还原性 c．可燃性 d．毒性
（2）为了研究铜在空气中生锈的条件，利用了图乙所示的实验装置进行实验。实验中对于蒸馏水的要求是　　，据所学实验 B 装置中除铜外，应该还有的物质是　　。铜与铁相比，　　（填“铜”“铁”）更易生锈。
4．如图装置可以做CO还原Fe2O3的实验并检验该反应的气体生成物。已知由一氧化碳发生装置得到的CO中混有杂质CO2和H2O。

（1）为了避免装置B中玻璃管在加热时可能发生爆炸，加热前　　。
（2）写出B装置玻璃管内反应的化学方程式　　，该反应利用了一氧化碳的哪种化学性质　　。
（3）从环保角度考虑，请写出一种尾气处理方法　　。
（4）若没有A装置，则该实验不能达到检验气体生成物的目的，请说明原因　　。
5．如图为一氧化碳还原氧化铁的实验装置。

（1）A中化学方程式为　　，B中的实验现象为　　。
（2）小美对装置A中反应后的固体物质进行如下探究：
实验方案
实验现象
有关化学方程式
实验结论
取少量反应后的固体，滴加
　　
　　
　　
固体中含有铁粉
【实验反思】实验安全很重要。
①实验前要检验CO的纯度，其目的是　　；
②实验结束后拆卸装置时，小红发现A处玻璃管炸裂，可能的原因是　　（答一点即可）。
③小明在通CO之前用点燃的方法处理尾气，发现火焰顺着导管进入装置B中而发出轻微的爆鸣声。对此，下列说法正确的是　　（填字母序号）。
a．改用气球收集尾气
b．个别现象，无关紧要，不予理睬
c．发生爆鸣的原因可能是装置B中空气未排尽
6．金属材料与生产生活紧密联系
（1）下列选项为金属材料的有　　。
A、塑料 B、腈纶 C、铝粉 D、氧化镁 E、金刚石 F、铝锂合金
（2）同学们用“W”型玻璃管进行实验室模拟炼铁的实验，如图1所示。

①a处固体颜色如何变化？　　。
②b处澄清石灰水的作用是什么？　　。
③若证明反应后a处固体中含有单质铁，请设计简单实验方案　　。
（3）探究小组的同学利用如图2装置验证某混合气体中是否含有CO2和CO。
①A、B装置中应分别盛放什么试剂？　　。
②若原混合气体中含有CO，可观察到什么实验现象？　　。
③写出D中可能发生反应的化学方程式　　。
7．某些铜制品在空气中久置，表面生成绿色的铜锈[化学式是Cu2（OH）2CO3]．某化学实验小组设计并进行实验，探究铜锈的组成和铜生锈的条件。
I．探究铜锈的组成
【查阅资料】①铜锈受热易分解②硫酸铜粉末遇水由白色变为蓝色③氧化铜是黑色粉末
【进行实验】小组同学从铜器上取下适量的干燥铜锈，按如图所示装置实验（部分夹持装置已略去）。观察到A试管中绿色粉末逐渐变为黑色，B中白色粉末变为蓝色，C中澄清石灰水变浑浊。

【解释与结论】
（1）A试管中反应的化学方程式是　　。
（2）C中发生反应的化学方程式是　　。
Ⅱ．探究铜生锈的条件
【提出猜想】根据铜锈的组成推测，铜生锈可能与CO2、H2O和O2有关。
【进行实验】实验小组同学取直径、长度均相同的铜丝，并打磨光亮。设计了如图所示的5个实验并持续观察。
编号
①
②
③
④
⑤
实验

现象
无明显现象
无明显现象
铜丝表面
有绿色物质
无明显现象
无明显现象
【解释与结论】
（3）实验中使用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”，其目的是　　。
（4）得出“铜生锈一定与O2有关”的结论，依据的两个实验是　　（填编号）。
（5）对比实验①和③，得出的结论是　　。
（6）为验证猜想，实验⑤广口瓶中除铜丝外，还应有的物质是　　。
（7）由上述实验可推知，铜生锈的条件是　　。
【反思与应用】
（8）结合上述实验，你对保存铜制品的建议是　　。
8．研究金属的腐蚀对资源的利用和保护意义重大。
（1）为了探究铁锈蚀的条件，进行如图1所示实验。

①通过观察实验A、B、C中的现象，经过科学严谨的推理得出结论：铁锈蚀是铁与　　发生化学反应的过程。
②实验D和E的目的是进一步探究铁在盐溶液和酸的环境中是否更容易锈蚀，铁跟醋酸（ CH3COOH）反应生成醋酸亚铁[（ CH3COOH）2Fe]和氢气，请写出反应的化学方程式　　。
（2）家中的刀具若沾有食盐水锈蚀更快。为了进一步探究影响铁锈蚀速率的因素，做了如下的实验。
【提出问题】铁锈蚀速率与哪些因素有关。
【查阅资料】氯化钠溶液能导电：乙醇溶液不能导电。
【猜想假设】铁的锈蚀速率与下列因素有关：I．　　；Ⅱ．氧气的含量：Ⅲ．水溶液的导电性，
【实验探究】每次取两套如图2所示的装置，编号为甲、乙。向两套装置中分别装入质量、大小相同的铁钉和等体积的蒸馏水，进行如下三组对比实验（实验开始时，各瓶内气体压强保持一致）。
影响因素
实验设计
实验现象
实验结论及解释
Ⅰ．
将装置甲放入25℃恒温环境中，装置乙放入40℃恒温环境中。
两套装置中铁钉均锈蚀，且U型管中液面均由b处上升至a处，则所需时间甲＞乙。
　　。
Ⅱ．
在相同温度下，向甲、乙两套装置的集气瓶中分别通入氧气和空气。
铁钉均锈蚀，且U型管中液面均由b处上升至a处，则所需时间甲　　乙
铁的锈蚀速率与氧气的含量有关，氧气的含量越多，铁的锈蚀越快。
Ⅲ．
　　
两套装置中铁钉均锈蚀，且U型管中液面均由b处上升至a处，则所需时间甲＜乙
铁的锈蚀速率与水溶液的导电性有关，在能导电的溶液中，铁的锈蚀速率加快。
【反思与提高】根据该探究实验以及你所学的知识，判断下列说法正确的是　　（填序号）。
A．金属的腐蚀是指金属单质与其它物质发生化学反应的过程
B．金属腐蚀不一定要有氧气参加
C．金属越活泼，就越容易被锈蚀
9．实验室根据工业炼铁的原理设计了如图所示装置进行实验。请回答：

（1）工业炼铁投放的原料为铁矿石、焦炭和石灰石，用化学方程式表示焦炭的作用：C+O2CO2；　　；不采取直接通入一氧化碳的方式来炼铁的原因是　　。
（2）“加热”和“通气”（通入CO）的操作顺序是　　。
（3）图中发生了　　个化学反应，主要成分为氧化铁的矿石名称为　　；图中还原氧化铁的化学方程式为：　　。
10．某兴趣小组利用废旧电话线中的金属铜丝进行了如图1一系列实验。

①如图所示，将铜丝分别放入盛有氯化锌溶液、稀硫酸、硝酸银溶液的试管中，观察到的现象是　　，发生反应的化学方程式为：　　。
②用细线吊着的长玻璃棒的两端分别绕有40cm长的铜丝（如图2所示），使玻璃棒保持平衡，用酒精灯加热玻璃棒左端2分钟后冷却，可以观察到的现象是　　，产生该现象的原因是　　。
③为了研究金属铜生锈的条件，实验中将四段相同长度的铜丝分别按如图所示放置一个月，观察并记录现象如下：

E
F
G
H
实验装置

实验现象
铜丝不生锈
铜丝不生锈
铜丝不生锈
铜丝生锈
该实验设计体现的思想方法是　　（选填：控制变量、对比与观察、定量分析、节能环保），结论：铜生锈是铜与　　作用的结果。
11．工业铁红的主要成分是Fe2O3，还含有少量的FeO、Fe3O4．草酸晶体（H2C2O4•3H2O）在浓硫酸作用下会受热分解：H2C2O4•3H2O CO2↑+CO↑+4H2O．为了测定铁红中铁的质量分数，兴趣小组的同学在教师的指导下，利用如图所示装置（部分固定装置已略去）开展探究，并得到正确的结论。已知碱石灰是由固体氢氧化钠和氧化钙组成的混合物，整套装置气密性良好，反应所需试剂均足量。请回答下列问题：

（1）用草酸晶体制取一氧化碳气体，其发生装置与实验室用氯酸钾制取氧气装置　　（填“相同”或“不相同”）。
（2）进入D中的气体是纯净、干燥的CO，则 A、C中的试剂依次是　　（填字母编号）。
a．浓硫酸
b．碳酸氢钠溶液
c．氢氧化钠溶液
（3）对D装置加热前和停止加热后，都需要通入过量的CO，其作用分别是：加热前将装置中的空气排出，防止发生爆炸；停止加热后　　。
（4）写出D装置中所发生反应的一个化学方程式　　。
（5）称取铁红样品10.0g，用上述装置进行实验，测定铁红中铁的质量分数。若实验前后称得E装置增重6.6g，则此铁红中铁的质量分数是　　（精确到0.1%）。
（6）本实验中如果缺少C装置（不考虑其它因素），则测得样品中铁的质量分数会　　（填“偏小”、“不变”或“偏大”）。
12．如图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器，某化学小组同学欲利用其进行下列化学实验。

（1）以石灰石和稀盐酸为原料，制取并收集干燥、纯净的二氧化碳气体（提示：挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收）。
①所选装置的连接顺序为　　（从左至右填写装置序号字母）。
②制取气体时，要先　　，再加入药品。
③制取二氧化碳所发生的化学方程式为　　。
（2）用一氧化碳气体（含少量水蒸气）测定某铁的氧化物（FexOy）的元素组成比例，所选装置按“混合气体→B→D→F”的顺序连接，实验前检查装置气密性，进行实验，收集有关实验数据（假设所发生的化学反应都充分反应）。
①反应前装置D的玻璃管中放入的纯净的铁的氧化物（FexOy）的质量为11.6g，实验结束后，继续通入一氧化碳气体至玻璃管冷却。再次称量玻璃管内剩余固体质量为8.4g，试推算铁的氧化物（FexOy）中x：y＝　　。
②装置F的作用是　　。
13．如图所示，在杠杆的两端分别挂上铜丝团和钩码，用细绳系在杠杆中点，恰好保持平衡。
（1）点燃酒精灯，加热铜丝团一段时间后移走酒精灯，可观察到什么现象？并说明原因。
现象：　　；
原因　　；
（2）在不增减实验器材的前提下，为使杠杆再次保持平衡，应如何操作？　　。

14．某兴趣小组的同学为探究金属的活动性、以及铜锈蚀的条件进行了以下系列实验，仔细分析后回答下列问题：
（1）实验一：小明按图1所示以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铝、铁的活动性强弱，有同学认为不够合理，理由是　　。铝与稀盐酸刚接触时无现象，一段时间后剧烈，铝与稀盐酸刚接触时无现象其原因可能是　　。

（2）实验二：为探究铁、铜、银三种金属活动性的顺序，小红提出按上图2进行两步实验，即可证明三种金属活动性顺序。你认为其方案可行吗？　　（填“可行”或“不可行”）。
a．试管①中现象是　　。
b．试管②中发生反应的化学方程式为　　。
（注意：若答对（3）小题奖励2分，化学试卷总分不超过40分）
（3）实验三：某化学兴趣小组对金属钙能否与水反应实验探究，取一粒金属钙投入盛有50mL水的烧杯中，钙粒与水剧烈反应，四处游动，产生气泡，溶液出现浑浊，用手触摸烧杯外壁，感觉发热。反应结束放置一段时间后，溶液又变澄清。
【实验结论】查阅资料后可知金属钙能与水反应生成氢氧化钙和一种气体。经进一步检验，产生的气体能燃烧。请写出钙与水反应的化学方程式　　。
【交流与反思】反应结束放置一段时间后，溶液变澄清的原因是　　。
15．我国是一个钢铁大国，钢铁产量为世界第一。请回答下列问题：
（1）加铁麦片中含微量铁粉，食用后可与胃酸（主要成分是盐酸）反应转化成可被人体吸收的亚铁离子，亚铁离子符号为　　。反应的化学方程式为　　。
（2）某兴趣小组的同学用图一实验模拟炼铁。一段时间后，观察到A处红棕色固体全部变为黑色，反应的化学方程式　　。

（3）检验A处产物是否只有铁
①初步检验：用物理方法证明A处产物有铁，操作及现象为　　。
②进一步验证：取A处的产物样品于试管中，加入足量的硫酸铜溶液，发现只有部分变红。写出生成红色物质的化学方程式　　，说明 A处产物只有部分是铁。
（4）工业生产中，若用490万吨含氧化铁60%的赤铁矿炼铁，得到含杂质4%的生铁。计算：
③赤铁矿中含氧化铁的质量为　　万吨。
④得到含杂质4%的生铁质量为　　万吨（结果精确到0.1）。
（5）改进模拟炼铁的装置进行实验，探究气体及黑色粉末成分（如图二）。当某纯净气体通过C装置发生化学反应时，观察到B、C处现象如下：
⑤若B处石蕊试液不变色，C处无明显实验现象，则C处的黑色粉末是　　。
⑥若B处石蕊试液变成红色，C处固体减少，则C处发生反应的化学方程式是　　。
（6）通过学习知道，铁与　　同时接触易生锈。请你写出防止车船表面锈蚀的具体做法　　。
16．如图A是教材中铁的锈蚀实验装置图，实验一段时间后观察到导管中有一段水柱上升。该实验中浓食盐水的作用是　　。冬天用暖宝宝取暖是缓慢氧化在生活中的应用之一。某品牌暖宝宝的成分为：铁粉（主要成分）、活性炭、蛭石、吸水性树脂、食盐。

【资料】
①蛭石：一种天然矿物，加工后具有极强的保温隔热性能。
②吸水性树脂：一种新型高分子材料，吸水能力强，可反复吸收水、释放水。
【实验探究】一、暖宝宝发热原理
某化学兴趣小组设计了如图B所示的实验装置，用温度传感器（曲线①）、氧气浓度传感器（曲线②）和湿度传感器（曲线③）进行实验。三颈烧瓶内为暖宝宝贴片填充物5g，测量时间为1100s。

（1）由图①可知，暖宝宝发热是利用铁在缓慢氧化过程中将　　能转变成热能。
（2）结合图②分析，图A导管中水柱上升的原因　　。
（3）图③与我们所学知识不相符，原因可能与暖宝宝成分中的　　有关。
（4）某同学结合图A提出，本实验中除使用氧气浓度传感器外，还可用压强传感器间接测量氧气的消耗量。经讨论后，同学们结合图①、③一致认为该方案不可行，理由是　　。
【实验探究】二、暖宝宝能较快且持续放热的原因
实验
药品
现象
1
铁粉（12g）、空气、10%NaCl溶液
200s时，温度升高到35.9℃，但不能保持
2
铁粉（12g）、空气、10%NaCl溶液、活性炭（8g）
200s时，温度升高到46.4℃，但不能保持
3
暖宝宝成分（12g）
200s时，温度升高到60℃，并长时间保持
（1）对比实验1和实验2：暖宝宝成分中的　　显著加快了铁粉锈蚀的速率。
（2）对比实验2和实验3：暖宝宝成分中蛭石的作用是　　。
【知识延伸】除增大接触面积外，还有许多因素可以加快化学反应速率，请任举一例　　。
17．学习了铁在空气中生锈条件后，小明和小红对铜在空气中生锈条件产生了浓厚的兴趣，他们进行了如下探究过程：
【查阅资料】铜锈是绿色的，俗称铜绿，主要成分是碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]，铜绿加热能分解生成一种常见的氧化物。
【猜测】小红猜测铜生锈与空气中的下列物质有关：①CO2②O2③N2 ④H2O
小明认为铜生锈与氮气一定无关，依据是　　。
【实验探究】小明设计了如图所示的实验，几天后观察到，A试管中铜片在水面附近有绿色物质，B、C、D试管中铜片均无明显现象。请帮助分析实验过程并回答下列问题：

（1）根据上述实验得出，铜生锈与空气中相关物质有　　；
（2）上述实验　　（用序号表示）说明铜生锈与氧气一定有关。
【实验反思】通过学习，他们认为铁和铜在空气中更易生锈的是　　。
【探究拓展】设计实验探究铜绿受热分解的生成物是什么：
（3）若有CO2生成，检验生成CO2的化学方程式为　　。
（4）若生成物中有氧化铜，可观察到的现象是　　。
（5）请写出铜绿受热分解的化学方程式　　。
18．铁的冶炼和探究
取20.0g Fe2O3粉末，小组同学用如图装置模拟炼铁，并测定反应后固体成分。

资料：碱石灰可吸收H2O和CO2。
（1）连接装置，先　　，再装入药品。
（2）实验时先通入CO，目的是　　。
（3）该实验装置有一个明显缺陷，你认为是　　。
（4）控制A中温度在700℃至固体全部变黑，继续通CO至冷却。
①通过测定装置B中固体的质量变化，可准确求得装置A中剩余固体质量。装置C的作用是　　。
②现直接测得装置A中剩余固体质量为17.2g。则装置B中固体应增重　　g。
（5）经分析A中剩余固体17.2g为Fe和FexOy的混合物，向其中加入足量的稀H2SO4，充分反应，得H2质量为0.1g。（FexOy和稀H2SO4反应，但无气体产生）
①固体中Fe质量为　　g。
②FexOy的化学式为　　。
19．某化学兴趣小组对铁生锈的条件及生锈快慢的因素进行探究活动，实验装置设计如下：
（1）检查装置气密性：连接好装置，关闭分液漏斗的活塞，将C导管接入到装有水的烧杯中，微热甲装置，说明气密性良好的现象是　　。
（2）装好药品，打开分液漏斗，一段时间后观察：A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，D处铁丝依然光亮。A、B对比说明铁生锈主要与　　有关；B、D对比说明铁生锈的快慢与　　有关。
乙同学听说菜刀沾有盐水生锈更快。这种说法对吗？同学广泛查阅资料。
资料一：导电性强的溶液都可加速铁的生锈。
资料二：海上航行的轮船在与海水接触的部分镶嵌一锌块，能有效降低钢材被腐蚀的速率。
（3）根据资料推测：将上述D装置的烧杯中加入少量下列液体中的　　可使铁生锈的速率加快。
a．硫酸钠溶液 b．无水乙醇 c．蔗糖溶液
20．有关金属的性质。
I．把一定质量的锌粉投入到硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液A中，充分搅拌，过滤。回答下列问题。

（1）若向滤渣C中加入适量稀硫酸，有气体生成。滤渣C中一定有　　，滤液B中除水外，一定有　　。
（2）若向溶液A中加入过量的锌粉，写出向滤渣C中加入足量硫酸，发生的反应的化学方程式为　　。
II．为了验证金属活动性强弱和验证质量守恒定律，同学们设计了如图所示的实验。

（1）利用实验一和实验二，既能验证铜、锌金属活动性强弱，同时能验证质量守恒定律，则溶液A可以是　　（填序号）。
a．稀硫酸 b．硝酸银溶液 c．氯化亚铁溶液 d．硫酸锌溶液 e．硫酸铜溶液
（2）利用以上试剂设计反应，验证铜和银的金属活动性，化学反应方程式为　　，现象为　　。
III．某同学为了探究铁钉生锈条件，设计了如下实验。
序号
①
②
③
④
实验内容

实验现象
铁钉无明显变化
铁钉生锈
铁钉无明显变化
铁钉生锈
（1）通过实验①、②对比得出的结论是　　。
（2）实验④中，一段时间后，观察到U型管左侧液面　　（填“上升”、“不变”或“下降”），原因是　　。