沪教版 (上海)九年级第二学期6.1 奇光异彩的金属优秀第3课时练习
展开一、单选题
1.实验是科学探究的重要手段,下列对实验现象的描述,正确的是
A.硫在空气中燃烧,产生蓝紫色火焰,生成刺激性气味气体
B.铁钉浸到硫酸铜溶液中时,铁钉表面出现浅绿色固体物质
C.向碎鸡蛋壳中加入一些醋精时,鸡蛋壳表面产生气泡
D.将干燥的紫色石蕊纸花放到盛满二氧化碳的集气瓶中时,纸花变红
【答案】C
【详解】A、硫在空气中燃烧,产生淡蓝色火焰,生成刺激性气味气体,错误;
B、铁钉浸到硫酸铜溶液中时,铁和硫酸铜反应生成浅绿色硫酸亚铁溶液和铜,铁钉表面有红色物质析出,错误;
C、向碎鸡蛋壳中加入一些醋精时,醋精的主要成分为醋酸,鸡蛋壳的主要成分为碳酸钙,醋酸能与碳酸钙反应生成醋酸钙、水和二氧化碳,所以鸡蛋壳表面产生气泡,正确;
D、将干燥的紫色石蕊纸花放到盛满二氧化碳的集气瓶中时,由于没有水,不能生成碳酸,石蕊不变色,错误。
故选C。
2.下列金属活动性最强的是
A.MgB.AgC.CuD.Zn
【答案】A
【详解】根据金属活动性顺序表:钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、锡、铅、氢、铜、汞、银、铂、金,可知金属活动性最强的是镁,故选A。
3.若金属锰(Mn)在金属活动顺序中位于铝和锌之间,则下列反应不能发生的是
A.2Al+3MnSO4=Al2(SO4)3+3MnB.Mn+2HCl=MnCl2+H2↑
C.Fe+MnSO4=FeSO4+MnD.Mg+MnSO4=MgSO4+Mn
【答案】C
【分析】常见金属的活动性顺序由强到弱为“钾钙钠镁铝,锌铁锡铅(氢),铜汞银铂金”。
【详解】A、锰位于铝和锌之间,说明在铝的后面,能被铝从其盐溶液中置换出来,不符合题意;
B、锰在氢的前面,能与酸发生置换反应生成氢气,不符合题意;
C、锰位于铝和锌之间,说明在铁的前面,铁不能与硫酸锰发生置换反应,符合题意;
D、锰位于铝和锌之间,说明在镁的后面,能被镁从其盐溶液中置换出来,不符合题意。
故选C。
4.下列事实不能用金属活动性解释的是
A.铝制品比铁制品耐腐蚀
B.用硫酸亚铁溶液和锌制取铁
C.用硫酸铜溶液、铁、银验证铁、铜、银金属活动性
D.金属铜不能与稀硫酸反应
【答案】A
【分析】由金属活动性顺序:排在氢前面的金属可置换出酸中的氢生成氢气,且金属的活动性越强,反应速度越快;排在前面的金属能把排在后面的金属从它们的化合物溶液中置换出来;据此进行分析判断。
【详解】A、铝的活动性大于铁,但铝易于与空气中氧气反应在其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,使内部的铝不易被进一步氧化,与金属活动性强弱顺序无关,故A选项符合题意;
B、锌的金属活动性比铁强,锌能与硫酸亚铁溶液发生置换反应生成铁,可用金属活动性强弱顺序加以解释,故B选项不符合题意;
C、铁能和硫酸反应生成硫酸亚铁和铜,铁能将铜从其化合物中置换出来,说明铁的金属活动性强于铜;而银和硫酸铜不反应,银不能将铜从其化合物中置换出来,说明银的金属活动性弱于铜,因此金属活动性铁>铜>银,可用金属活动性强弱顺序加以解释,故C选项不符合题意;
D、在金属活动性顺序表中,铜排在氢的后面,铜与稀硫酸不能反应,可用金属活动性强弱顺序加以解释,故D选项不符合题意。
故选A。
5.下列物质不能由金属与酸反应直接得到的是
A.MgCl2B.AlCl3C.CuCl2D.FeCl2
【答案】C
【详解】A、在金属活动性顺序中,镁排在氢的前面,能和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,故选项不符合题意;
B、在金属活动性顺序中,铝排在氢的前面,能和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,故选项不符合题意;
C、在金属活动性顺序中,铜排在氢的后面,铜稀盐酸不反应不能生成氯化铜,故选项符合题意;
D、在金属活动性顺序中,铁排在氢的前面,能和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,故选项不符合题意。
故选C。
6.下列金属中,活动性依次减弱的是
A.Mg Al Fe ZnB.Na Ca Mg Al
C.Mg Zn Hg CuD.Al Fe Cu Ag
【答案】D
【分析】常见金属活动性顺序为K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Pt、Au;在金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,金属的活动性就越强。
【详解】A、Mg、Al、Fe、Zn按金属活动性依次减弱的是Mg、Al、Zn、Fe,故选项错误;
B、Na、Ca、Mg、Al按金属活动性依次减弱的是Ca、Na、Mg、Al,故选项错误;
C、Mg、Zn、Hg、Cu按金属活动性依次减弱的是Mg、Zn、Cu、Hg,故选项错误;
D、Al Fe Cu Ag是按金属活动性依次减弱的顺序排列的,故选项正确;
故选:D。
7.废旧手机的某部件含有镁、铝、铁、铜四种金属,为回收其中的金属,向该部件中加入足量稀盐酸,充分反应后能直接得到的金属是
A.镁B.铝C.铁D.铜
【答案】D
【详解】由金属活动性顺序“K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au”可知:Mg>Al>Fe>(H)>Cu,则Mg、Al、Fe、Cu与稀盐酸反应的物质为Mg、Al、Fe,不反应的金属Cu。
故选:D。
8.向Cu(NO3)2、AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,再向滤渣中加入稀盐酸,发现有气泡产生,则滤渣中一定含有的物质是
A.FeB.Fe、Cu、AgC.CuD.Ag
【答案】B
【详解】根据金属活动性可知,铁>铜>银,因此铁会先于硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,硝酸银完全反应后,若还有铁,则会与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,充分反应后过滤,再向滤渣中加入稀盐酸,发现有气泡产生,根据只有铁排在氢前能与稀盐酸反应生成氢气,因此推断铁有剩余,因此硝酸银和硝酸铜完全反应,则滤渣中的固体是生成的银和铜,剩余的铁,故选:B。
9.我国第四套人民币硬币中使用到镍(Ni)、铜、铁等金属.已知镍能与盐酸发生置换反应放出氢气,若要比较镍、铜、铁三种金属单质的活泼性,还需要下列物质中的
A.NiSO4溶液B.CuSO4溶液C.Na2CO3溶液D.AgNO3溶液
【答案】A
【详解】已知镍能与盐酸发生置换反应放出氢气,则镍、铜、铁三种金属的活泼性是铁>铜,镍>铜,所以要比较镍和铁的活动性,所以可选用NiSO4溶液与铁反应,若能反应,则说明铁活动性比镍强,若不能反应,则说明镍活动性比铁强;
故选A。
10.下列排序正确的是
A.地壳中元素含量:B.氮元素质量分数
C.金属活动性顺序:D.S元素的化合价:
【答案】B
【详解】A、地壳中元素的含量由多到少的顺序是:O、Si、Al,故A选项排序错误;
B、氮元素的质量分数=×100%,氮元素质量分数由大到小的排序是NaN3、NaNO2、NaNO3,故B选项排序正确;
C、金属活动性由强到弱的顺序是Mg、Fe、Cu,故C选项排序错误;
D、化合物中各元素化合价的代数和为零,硫元素的化合价由高到低是顺序是:SO3 、Na2SO3、H2S,故D选项排序错误。
故选B。
11.为了验证铁、锌、铜三种金属的活动性顺序,某化学小组设计了以下四种方案,其中可行的是
A.将Cu分别加入到ZnSO4、FeSO4溶液中
B.将Fe、Cu分别加入到ZnSO4溶液中
C.将Zn、Cu分别加入到FeSO4溶液中
D.将Zn分别加入到FeSO4、CuSO4溶液中
【答案】C
【详解】A、将Cu分别加入到ZnSO4、FeSO4溶液中,会发现Cu与两种溶液均不发生反应,只能证明铜的活动性顺序小于铁和锌,无法判断铁和锌的活动性顺序,方案不可行;
B、将Fe、Cu分别加入到ZnSO4溶液中,Fe和Cu与ZnSO4溶液均不反应,只能证明Zn的活动性顺序大于Cu和Fe,无法判断铁和铜的活动性顺序,方案不可行;
C、将Zn、Cu分别加入到FeSO4溶液中,Zn可以与硫酸亚铁溶液反应置换出铁单质,证明金属活动性顺序Zn>Fe,Cu不与硫酸亚铁溶液反应,证明明金属活动性顺序Fe>Cu,综上Zn>Fe>Cu,所以方案可行;
D、将Zn分别加入到FeSO4、CuSO4溶液中,Zn与两种溶液均能发生置换反应,生成铁单质和铜单质,只能证明Zn的活动性顺序大于Cu和Fe,无法判断铁和铜的活动性顺序,方案不可行。
故选C。
12.已知X、Y、Z三种金属能发生下列反应:Y+Z(NO3)2═Y(NO3)2+Z;Z+X(NO3)2═Z(NO3)2+X.则X、Y、Z三种金属与氢的活动性由强到弱的顺序为
A.X>Y>ZB.X>Z>YC.Z>Y>XD.Y>Z>X
【答案】D
【详解】根据金属活动性顺序的应用,位于前面的金属能把位于后面的金属从其化合物的溶液中置换出来。由第一个反应方程式可知,Y能置换出Z,说明Y的活动性比Z的强;由第二个方程式可知,Z能置换出X,说明Z的活动性比X的强,所以三种金属的活动性由强到弱的顺序为:Y>Z>X,故选D。
13.现有X、Y、Z三种金属,如果把X和Y放分别放入稀硫酸中,X溶解并产生氢气,Y不反应;如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中,过一会,在Z表面有银析出。依据以上实验事实,判断X、Y和Z可能分别是以下哪种金属
A.Na、Pt、CuB.Fe、Cu、AgC.Cu、Ag、FeD.Ag、Zn、Cu
【答案】A
【分析】现有X、Y、Z三种金属,如果把X和Y放分别放入稀硫酸中,X溶解并产生氢气,Y不反应,说明在金属活动性顺序中,X排在氢前面,Y排在氢后面,即X>H>Y;如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中,过一会,在Z表面有银析出,说明Z比银活泼,银比Y活泼,即Z>Ag>Y。故三种金属的活动性顺序为:X>H>Z>Ag>Y。
【详解】A、X为Na,Y为Pt,Z为Cu,即Na>H>Cu>Ag>Pt,符合上述分析,故A正确;
B、若X为Fe,Y为Cu,Cu排在银前面,Z为Ag不能置换出银,故不符合上述分析,故B错误;
C、若X为Cu不能与稀硫酸反应产生氢气,故不符合上述分析,故C错误;
D、若X为Ag不能与稀硫酸反应放出氢气,故不符合上述分析,故D错误;
故选A。
14.金属的活动性顺序在金属的冶炼、利用和保护等方面有着重要应用,早在晋葛洪《抱朴子内篇·黄白》中就有“以曾青涂铁,铁赤色如铜”的记载。曾青又有空青、白青、石胆、胆矾等名称,其实都是天然的硫酸铜。下列有关金属活动性说法中正确的是
A.铁可以置换出硫酸铜中的铜,而钠比铁更加活泼,所以钠也可以置换出铜
B.铝具有较强的抗腐蚀性,在空气中不易发生反应,因而铝的活动性较弱
C.铁与稀硫酸的反应不如镁与稀硫酸的反应剧烈
D.可以通过该方法冶炼金
【答案】C
【详解】A、铁可以置换出硫酸铜中的铜,钠虽比铁更加活泼,但钠加入到硫酸铜溶液中会先与水反应,生成的氢氧化钠再与硫酸铜发生复分解反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,所以钠不能置换出硫酸铜中的铜,故A说法错误,不符合题意;
B、铝的性质活泼,但是具有较强的抗腐蚀性,是因为铝在常温下易与空气中的氧气反应,生成一层致密的氧化铝保护膜,阻碍了铝进一步氧化,故B说法错误,不符合题意;
C、在金属活动性顺序中,镁排在铁的前面,说明镁比铁活泼,所以铁与稀硫酸的反应不如镁与稀硫酸的反应剧烈 ,故C说法正确,符合题意;
D、“以曾青涂铁,铁赤色如铜”描述的是铁与硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸亚铁和铜,与金没有关系,故D说法错误,不符合题意;
故选C。
15.下列化学方程式与事实相符且正确的是
A.治疗胃酸过多
B.用一氧化碳还原氧化铁炼铁Fe2O3+COFe+CO2
C.洗去试管壁上附着的铜Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑
D.用铁和硫酸铜溶液发生置换反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
【答案】D
【详解】A、胃酸的主要成分为盐酸,氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水,方程式为 ,故A错误;
B、一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,其化学方程式为 ,原方程式未配平,故B错误;
C、在金属活动性顺序表中,铜的活泼性排在氢之后,所以铜和稀硫酸不能反应生成氢气,故C错误;
D、铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,其化学方程式为 ,故D正确;
故选D。
16.在AgNO3、Mg(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液中,加入一定量的铁粉充分反应后,过滤,洗涤,将滤渣放入稀盐酸中有气泡产生,则滤液中存在的阳离子是
A.Mg2+和Fe2+B.Mg2+和Cu2+C.Mg2+和Ag+D.只有Mg2+
【答案】A
【详解】镁、铁、铜、银的金属活动性顺序为镁>铁>铜>银,因此铁可以将铜和银从其盐溶液中置换出来,铁不与Mg(NO3)2反应。加入一定量的铁粉充分反应后,过滤,洗涤,将滤渣放入稀盐酸中有气泡产生,因为铜和银的活动性在氢之后,其不与酸反应,所以滤渣中肯定存在铁,可推断出加入的铁粉过量,将AgNO3、Cu(NO3)2全部反应完后仍有剩余;铁与AgNO3和Cu(NO3)2均产生Fe(NO3)2,则此时溶液中的溶质为Mg(NO3)2和Fe(NO3)2,则溶液中阳离子为Mg2+和Fe2+,故选A。
17.将一定质量的锌粉加入到 Cu(NO3)2、AgNO3的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。不列有关说法正确的是
A.若溶液为无色,则滤渣中一定含银、铜、锌
B.滤渣中加稀盐酸无气泡产生,则滤液中一定有 Zn 2+、Cu 2+,可能有 Ag +
C.若滤渣中加稀盐酸有气泡产生,则滤液中一定有 Zn 2+,滤渣中一定有锌和银,可能有铜
D.若滤液为蓝色,则滤渣中一定有银,可能有铜
【答案】D
【分析】锌粉加入到 Cu(NO3)2、AgNO3的混合溶液中,锌先与硝酸银反应生成银和硝酸锌,硝酸银反应完全后,锌再与硝酸铜反应生成铜和硝酸锌;
【详解】A、若溶液为无色,说明硝酸铜反应完,但无法确定锌是否过量,滤渣中一定含银、铜,不确定是否含锌,故A错误;
B、滤渣中加稀盐酸无气泡产生,说明加入的锌反应完,但不确定反应到哪一步,滤液中一定含有 Zn2+,不确定是否含有Ag+、Cu2+,故B错误;
C、若滤渣中加稀盐酸有气泡产生,说明加入的锌过量,则硝酸银、硝酸铜反应完全,滤液中一定有 Zn2+,滤渣中一定有锌和银和铜,故C错误;
D、若滤液为蓝色,说明溶液有硝酸铜,加入的锌和硝酸银一定发生了反应,不确定是否和硝酸铜反应,则则滤渣中一定有银,可能有铜,故D正确。
故选D。
提升篇
二、流程题
18.某工业废液中含有CuSO4、ZnSO4、FeSO4,如果将废液直接排放就会造成水污染。几位同学设计实验处理废液,并回收工业重要原料ZnSO4和有关金属。实验过程如图,请回答:
(1)操作①的名称是__________,其中玻璃棒的作用是__________。写出加过量M发生的一个化学反应的方程式__________。
(2)固体A中包含成分化学式为__________。
(3)操作④中加足量稀硫酸,充分搅拌,当观察到__________现象时,说明固体中只剩铜。
【答案】(1) 过滤 引流 Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu 或Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe
(2)Zn、Fe、Cu
(3)无气泡生成
【详解】(1)操作1是将固体和液体分离的过程,故名称是过滤。过滤操作中玻璃棒的作用是引流。由图可知,加入的M物质是过量的锌,锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,锌与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌,故反应的方程式为:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu 或Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe。
(2)由图可知,加入的M物质是过量的锌,锌可以与CuSO4、FeSO4 反应生成铜和铁和硫酸锌,与ZnSO4不反应,故固体A中一定有Zn、Fe、Cu。
(3)由图可知,固体C中含有锌和铜,稀硫酸能与锌反应产生氢气,故当观察到无气泡生成现象时,说明固体中只剩铜。
19.金属材料在我国建设中起着重要的作用。
(1)地铁是以地下运行为主的城市轨道交通系统,制成地铁列车钢轨的材料可以是______(填字母)。
A.强度好、密度小的铝合金
B.抗腐蚀性好的不锈钢
C.韧性好、硬度大的锰钢
(2)某电镀厂排放的污水中含有CuSO4、ZnSO4、FeSO4,为减少水污染及节约成本,回收重要物质硫酸锌及有关金属,设计如图所示流程:
①乙溶液是______(填化学式)。
②写出得到固体D的化学方程式______。
【答案】(1)C
(2) H2SO4
【详解】(1)制成地铁列车钢轨的材料需硬度大、韧性好,强度高,故应选择锰钢。
故选C;
(2)①该流程的目的是回收硫酸锌和有关金属,污水中含硫酸铜、硫酸锌和硫酸亚铁,故过量甲应为锌,锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,锌和硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁,固体A中含铁、铜和过量的锌,要想得到铜,应加入过量的硫酸,铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气,铜和硫酸不反应,故乙溶液是:H2SO4;
②滤液C中含硫酸亚铁、硫酸锌、硫酸,甲为锌,锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气,锌和硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁,故固体D为铁,该反应的化学方程式为:。
20.废旧电路板中主要含有塑料、铜和锡(Sn)等,为实现对锡的绿色回收,某工艺流程如下:(已知: ;假设每一步均恰好完全反应)
(1)图中“粉碎”的目的是______。
(2)步骤①中需要进行的操作名称是______。
(3)写出步骤②发生反应的化学方程式______。
(4)该流程中可循环利用的物质是______(填化学式)。
(5)最终所得锡的质量______(填“>”、“<”或“=”)废旧电路板中锡的质量。
【答案】(1)增大反应物接触面积,使反应更快、更充分
(2)过滤
(3)2SnCl2SnCl4+Sn
(4)SnCl4
(5)>
【详解】(1)将废旧电路板粉碎的目的是增大反应物接触面积,使反应更快、更充分,故填:增大反应物接触面积,使反应更快、更充分;
(2)步骤①可以将固体和液体分离,其操作名称是过滤,故填:过滤;
(3)步骤②中SnCl2通电分解生成SnCl4和Sn,反应的化学方程式为2SnCl2SnCl4+Sn,故填:2SnCl2SnCl4+Sn;
(4)该工艺流程中,步骤②中的四氯化锡可以用于步骤①,可以循环利用的物质是SnCl4,故填:SnCl4;
(5)在步骤①中加入四氯化锡,增加了样品中锡元素的质量,所以根据质量守恒定律,最终得到锡的质量将会大于原样品中所含有的锡的质量,故填:>。
三、实验题
21.小明为探究A1、Fe、Cu、Ag四种金属的活动性进行了如图实验,请你和他一起探究并回答下列问题:(实验所用金属片形状、大小均相同)
【探究1】比较铝、铁的活动性
(1)小明设计了甲、乙的对比实验,乙中反应的化学方程式为______。实验时需将铝片和铁片进行打磨,其目的是______。根据甲中产生气泡速率大于乙这一现象可知Al活动性大于Fe。
【探究2】比较铜、银的活动性
(2)小明设计了实验丙,根据______现象,可知Cu的活动性大于Ag。
【探究3】
(3)根据以上3个实验,小明发现并未得出四种金属的活动性顺序,请你帮他补充丁实验,从而得出四种金属的活动性:Al>Fe>Cu>Ag,你选择的试剂A、B名称分别为______。
【实验拓展】
(4)小敏向盛有一定质量硝酸银和硝酸铜的混合溶液的烧杯中逐渐加入锌粉,反应过程中析出固体的质量与加入锌粉的质量关系如图所示。b点时,溶液中的金属化合物有______种:d点烧杯中的固体成分为______。
【答案】(1) Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 除去金属表面的氧化物
(2)铜片表面出现银白色固体,溶液由无色变为蓝色
(3)铁片、硫酸铜溶液或铜片、5mL10%稀硫酸(合理即可)
(4) 2##两 Zn、Ag、Cu或锌、银、铜
【详解】(1)乙中发生的反应为铁和稀硫酸生成硫酸亚铁和氢气,该反应的化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。铝片表面形成一层致密的氧化膜,能与稀硫酸反应,影响实验结果;铁片表面存在铁锈,能与稀硫酸反应,影响实验结果。故实验时需将铝片和铁片进行打磨,其目的是除去金属表面的氧化物。
(2)实验丙中由于Cu的活动性大于Ag,则Cu能把Ag从其化合物溶液中置换出来,即Cu和AgNO3反应生成Cu(NO3)2和Ag,该反应的实验现象为铜片表面出现银白色固体,溶液由无色变为蓝色。
(3)通过实验甲和实验乙可知,金属活动性Al>Fe;通过实验丙可知,金属活动性Cu>Ag,因此实验丁需要验证金属活动性Fe>Cu,故可选用的试剂A是铁片,B是硫酸铜溶液、试剂A是铜片,B是5mL10%稀硫酸或试剂A是铜片,B是硫酸亚铁溶液。
(4)锌比铜活泼,铜比银活泼,向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入锌粉,锌先和硝酸银反应,如果反应后锌过量,则再和硝酸铜反应;锌和硝酸银、硝酸铜反应的化学方程式及其质量关系为: , ,由以上质量关系可知,锌和硝酸银反应后析出固体的质量增大,锌和硝酸铜反应后析出固体的质量减小,即从开始反应至b点时,是锌和硝酸银反应,b点时锌和硝酸银恰好反应,溶液中的金属化合物是新生成的硝酸锌和未反应的硝酸铜两种;b-c点是锌和硝酸铜反应,c点时锌和硝酸铜恰好反应,d点加入的锌粉过量,不再发生反应,则此时烧杯中的固体成分为Zn、Ag、Cu。
【点睛】本题判断金属活动性顺序的方法:(1)根据金属能否与稀硫酸反应以及与稀硫酸反应放出氢气的速率判断;(2)根据金属与其他金属的化合物溶液能否发生置换反应判断。
22.某同学为了探究相关金属的化学性质,做了下列实验:
(1)A试管中实验现象是______。
(2)只通过A和B实验尚不能证明铜、银两种金属的活动性强弱,需补充一个实验来证明,补充实验所用试剂合理的是______。
A.Cu、Ag、稀盐酸B.Cu、AgNO3溶液
(3)实验C中物质充分反应后,某同学对试管中固体的成分提出以下四种猜想,这四种猜想中明显不合理的是______(填编号)。
A.Zn、Cu、AgB.Zn、CuC.Cu、AgD.Ag
【答案】(1)锌片的表面有红色物质生成,溶液由蓝色转变为无色
(2)B
(3)B
【解析】(1)
A试管中,锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,现象是:锌片的表面有红色物质生成,溶液由蓝色转变为无色;
(2)
A中锌能与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,有红色固体析出,说明锌比铜活泼,B中锌和硝酸银反应生成硝酸锌和银,有银白色固体析出,说明锌比银活泼,故还需验证铜、银的金属活动性顺序。
A、铜、银与稀盐酸均不反应,均无明显现象,无法探究铜、银的金属活动性顺序,不符合题意;
B、铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,有银白色固体析出,说明铜比银活泼,符合题意。
故选B;
(3)
金属活动性:Zn>Cu>Ag,锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,待硝酸银完全反应后,锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜。
A、如果固体中含锌,则硝酸银、硝酸铜已经完全反应,故一定含铜和银,不符合题意;
B、由A可知,如果固体中含锌,一定含铜和银,符合题意;
C、固体中含铜,锌一定与硝酸银反应生成了银,故可能含铜、银,不符合题意;
D、锌一定与硝酸银反应生成了银,故一定含银,不符合题意。
故选B。
23.在探究铁、铜、锌、银的金属活动性顺序时,某小组做了如下三个实验:(所用金属的形状与大小和稀盐酸的用量均相同)
(1)在实验之前要将各金属片用砂纸打磨的目的是_______
(2)实验Ⅰ现象是 ________,反应的化学方程式是________。
(3)一段时间后,可观察到实验Ⅱ现象是_________。
(4)甲同学认为:通过实验Ⅰ和Ⅲ可比较出锌和铁金属活动性强弱。你认为他依据的实验现象是__________。
(5)乙和丙两位同学认为上述三个实验不能够得出四种金属活动性顺序,并在上述实验的基础上,补充了一个实验(如图所示),实现了探究目的。他们的实验:X是_____金属,Y是_______溶液。
【答案】(1)除去金属表面的氧化物
(2) 铁片溶解,有气体生成,溶液变为浅绿色 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
(3)铜片表面生成银白色固体,溶液变蓝
(4)锌片和稀盐酸反应,生成氢气速度比铁和稀盐酸反应更快,更剧烈
(5) 铁 硫酸铜
【解析】(1)
在实验之前要将各金属片用砂纸打磨的目的是除去金属表面的氧化物,故填:除去金属表面的氧化物。
(2)
实验I铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,现象是铁片溶解,有气体生成,溶液变为浅绿色,反应的化学方程式是Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,故填:铁片溶解,有气体生成,溶液变为浅绿色;Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。
(3)
铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,一段时间后,可观察到实验Ⅱ现象是铜片表面生成银白色固体,溶液变蓝色,反应的化学方程式是Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2,故填:铜片表面生成银白色固体,溶液变蓝;Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2。
(4)
甲同学认为:通过实验I和Ⅲ可比较出锌和铁金属活动性强弱。他依据的实验现象是锌片和稀盐酸反应,生成氢气速度比铁和稀盐酸反应更快,更剧烈,故填:锌片和稀盐酸反应,生成氢气速度,比铁和稀盐酸反应更快,更剧烈。
(5)
上述三个实验铁和锌都可与盐酸反应,但锌反应更剧列,说明锌金属活动性大于铁,铜和硝酸银反应说明铜金属活动性大于银,还需要补充实验说明金属活动性铁大于铜,可补充实验铁和硫酸铜溶液反应,铁和硫酸铜反应说明金属活动性铁大于铜,故填:铁;硫酸铜。
四、科学探究题
24.某同学收集某种铝制易拉罐,剪成条状并打磨后进行如图所示实验,发现纯铝片表面有划痕。
【发现问题】根据所学知识,合金的硬度比组成它的纯金属硬度更____ (填"大,或"小,),结合上述现象,可得出该易拉罐不是纯铝制作。那么易拉罐中除铝外,还含有什么金属呢?
【查阅资料】
I.铝制易拉罐中的主要成分是铝,可能还含有镁、铁。
Ⅱ.铝能与氢氧化钠溶液反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;
Ⅲ.镁和铁不能与氢氧化钠溶液反应。
【作出猜想】该易拉罐的金属组成除铝外 ,可能还含有镁、铁中的一种或两种。
【实验设计】小明取打磨后的铝制易拉罐样品按如下方案进行实验;
【实验结论】小明得出该易拉罐是由铝和铁组成。
【反思评价】其他同学分析后认为小明的实验方案不严谨 ,理由是____。大家认为应该补充下列实验:取步骤(1)中少量黑色粉末于试管中,加入某种金属的盐溶液后,如果无现象产生,则小明的结论正确。你认为加入的盐溶液理论上可以是____。
A.硫酸镁溶液 B.硫酸铜溶液 C.硫酸亚铁溶液 D.硫酸锌溶液
【答案】 大 NaOH Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 镁和铁得混合物中,加入稀盐酸,也会产生气泡,溶液变成浅绿色 CD
【发现问题】铝制易拉罐属于铝合金,根据实验结果纯铝片表面有划痕,说明合金的硬度比组成它的纯金属硬度更大;
【实验设计】要想证明易拉罐的金属组成除铝外还有金属镁、铁中的一种或两种,需要先将金属铝除去,根据金属铝能与氢氧化钠溶液反应,镁和铁不能与氢氧化钠溶液反应,可取一定量的样品于烧杯中,加入足量的氢氧化钠溶液,除去样品中的铝;向除去铝过滤后得到的黑色粉末中加入足量的稀盐酸,有气泡产生,溶液变成浅绿色,是铁与盐酸反应生成浅绿色的氯化亚铁,化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑;
【反思评价】由于金属镁也能与盐酸反应,若样品中含有金属镁,盐酸与金属镁反应生成的氯化镁溶液为无色,若样品中含有金属镁和铁,在样品中加入稀盐酸,也会产生气泡,溶液变成浅绿色,则不能证明易拉罐是由铝和铁组成,可能是由铝、铁和镁组成,故小明的实验方案不严谨; 补充实验,取步骤(1)中少量黑色粉末于试管中,加入某种金属的盐溶液后,如果无现象产生,则小明的结论正确,那么该金属的盐溶液中的金属元素的活动性应比金属镁的活动性弱,比金属铁的活动性强或为亚铁的盐溶液,故选CD。
25.某兴趣小组想通过实验对铁、铜、锌三种金属的活动性强弱进行探究,现提供的药品有:铁粉、铜丝、锌粒、20%稀硫酸、CuSO4溶液、ZnSO4溶液、FeSO4溶液。
(1)甲同学采用“一液加两固”的方案进行实验:
实验1:将铜丝加入FeSO4溶液中,现象是________;
实验2:将锌粒加入FeSO4溶液中,溶液逐渐由浅绿色变无色;反应方程式为_________。通过实验1和实验2,得到的结论是________。
(2)乙同学认为甲同学的实验现象不够明显,他设计了“一固加两液的方案”。请补充完整。
实验3:将铁粉加入__________溶液中,无明显现象;
实验4:将________加入CuSO4溶液,析出红色固体,溶液由蓝色变成浅绿色。
(3)丙同学将实验3和实验4实验后两支试管中的物质倒在一个洁净的烧杯中,发现烧杯内的红色固体明显增多。充分反应后过滤,选择上述提供的试剂分别对滤渣和滤液的成分展开了探究。
【作出猜想】猜想一:滤渣中一定有铜;猜想二:_________。
【进行实验】
(4)丁同学通过与大家交流学习,他认为已掌握了比较金属活动性的正确方法,于是尝试设计了一种“三固加一液的方案”:用铁粉、铜丝、锌粒分别与等质量20%稀硫酸进行实验,你认为是否合理,说说你的理由_______。
【答案】(1) 无明显现象
金属活动性Zn>Fe>Cu
(2) 硫酸锌等
铁粉
(3) 铜和铁 盐酸或稀硫酸
(4)合理,铁、锌均能与稀硫酸反应,且锌反应速度比较快,铜不能与稀硫酸反应,可通过是否有气泡及产生气泡的多少来判断金属活动性
【解析】(1)
实验1:铜不能与硫酸亚铁反应,则无明显现象;
实验2:锌能与硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁,反应的化学方程式为;由于铜不能与硫酸亚铁反应,说明铜的活动性弱于铁,锌能与硫酸亚铁反应,说明锌的活动性强与铁,则金属活动性Zn>Fe>Cu。
(2)
实验3:因为比较的是锌、铁、铜,由于铁的金属活动性比锌弱,则将铁加入可溶性的锌盐中,如硫酸锌、硝酸锌等,均无明显现象;
实验4:铁能与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,则可观察出红色固体析出,且溶液由蓝色变成浅绿色,则说明为将铁加入硫酸铜溶液中。
(3)
[作出猜想]
由于将实验3和实验4实验后两支试管中的物质倒在一个洁净的烧杯中,发现烧杯内的红色固体明显增多,说明实验4中硫酸铜过量,铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,则滤渣中一定有铜,可能有铁,即猜想二为滤渣中为铜和铁。
[进行实验]
由于铁能与酸反应,而铜不能与酸反应,则可向滤渣中加入盐酸或稀硫酸,若有气泡产生,则说明滤渣中含有铁,即猜想二正确。
(4)
由于铁、锌均能与硫酸反应,且锌与硫酸反应速率较快,铜不能与稀硫酸反应,则丁同学的方案合理。
26.为了探究金属的化学性质,某学校化学兴趣小组设计以下实验:
实验I:探究Fe、Cu、Ag、R四种金属的活动性顺序(R为未知金属)。
【实验装置】
【实验现象与结论】
(1)如图A所示,将四根金属棒同时插入烧杯中。甲烧杯中发生反应的化学方程式为____________,乙烧杯中可观察到的现象是______________。
(2)如图B所示,若丙、丁烧杯中R表面均有明显现象,可得出Fe、Cu、Ag、R的活动性顺序由强到弱为____________。
实验II:同学们在练习“金属的化学性质”实验操作时,发现几支试管中产生气泡的速率有快有慢,于是进行如下探究。
【提出问题】金属与盐酸反应的快慢受哪些因素影响呢?
【猜想与假设】猜想一:可能与盐酸的浓度有关;
猜想二:可能与金属的种类有关;
猜想三:可能与金属的形状有关。
【设计并进行实验】下表是4组实验的数据记录:
【过程分析与结论】
(3)要比较金属的形状对反应快慢的影响,应选择的实验编号是____________(填序号)。
(4)通过实验②④能得出的结论是:其他条件相同时,_____________。
【实验反思】
(5)本实验采用的定量比较产生气体速率的方法是:收集相同体积的氢气所需时间,还可以通过测定______________进行定量比较。
【答案】(1) 铁棒表面有红色固体生成,银棒表面无明显现象,溶液由蓝色变为浅绿色
(2)R>Fe>Cu>Ag
(3)①③
(4)盐酸的浓度越大,金属与酸反应的速率越快
(5)相同时间内收集氢气的体积(合理即可)
【详解】(1)甲中铜不和稀硫酸反应,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,化学方程式为。乙中银不和硫酸铜反应,铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,所以现象是铁棒表面有红色固体生成,银棒表面无明显现象,溶液由蓝色变为浅绿色。
(2)活泼金属能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来,都有明显现象则丙中可得出活动性R>Fe,丁中可得出R>Cu。又已知Fe>Cu>Ag,所以活动性由强到弱为R>Fe>Cu>Ag。
(3)要比较金属的形状对反应快慢的影响则变量只能有金属的形状,①金属形状和其他不同,结合单一变量另一组实验的盐酸浓度、金属种类应与①相同,则应选择的实验编号是①③。
(4)实验②④盐酸浓度不同,其他条件相同,④盐酸浓度大,收集50mL氢气所需时间短,则可以得出结论盐酸的浓度越大,金属与酸反应的速率越快。
(5)定量比较产生气体速率的方法是:比较收集相同体积的氢气所需时间或比较相同时间内收集氢气的体积。
实验步骤
实验现象
解释与结论
(1)取一定量的样品于烧杯中,加入足量的____溶液,充分反应后过滤、洗涤、干燥
固体表面有大量气泡产生;过滤后得到黑色粉末
样品中含铝
(2)取少量上述黑色粉末于试管中,加入足量的稀盐酸
有气泡产生,溶液变成浅绿色
样品中含铁,铁与盐酸的反应的化学方程式为____
实验步骤
实验现象
实验结论
向滤渣中加____________
有气泡产生
猜想二正确
编号
盐酸的浓度(均取20mL)
金属(均取2g)
金属的形状
收集50mL氢气所需时间/s
①
10%
铝
粉状
70
②
10%
铁
片状
120
③
10%
铝
片状
112
④
20%
铁
片状
110
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