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初中第2章 物质转化与材料利用第2节 金属的化学性质第2课时课时作业
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这是一份初中第2章 物质转化与材料利用第2节 金属的化学性质第2课时课时作业，文件包含22金属的化学性质第2课时精选练习解析版doc、22金属的化学性质第2课时精选练习原卷版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共26页， 欢迎下载使用。
精选练习
一、夯实基础
1.[2018九上·杭州期中]有甲、乙、丙三种金属，甲在常温下就能与氧气反应，乙、丙在常温下几乎不与氧气反应；若将乙、丙分别放入硝酸银溶液中，在乙表面会有银析出，而丙没有变化。则甲、乙丙三种金属的活动性由强到弱依次是（ ）
A.甲、乙、丙 B.甲、丙、乙 C.丙、乙、甲 D.乙、甲、丙
【答案】A
【解析】（1）在金属活动性顺序中，位置越靠前，金属的活动性越强；
（2）位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来.
有甲、乙、丙三种金属，甲在常温下就能与氧气反应，乙、丙在常温下几乎不与氧气反应，说明甲的活动性最强，乙、丙的活动性较弱，即金属活动性甲＞乙、丙；把乙和丙分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在乙表面有银析出，说明乙的金属活动性比银强，即乙＞Ag；而丙没有变化，说明丙的金属活动性比银弱，即Ag＞丙；则甲、乙、丙三种金属的活动性由强到弱的顺序是甲＞乙＞丙。
2.[2020九上·苍南期末]X、R表示两种金属，在溶液中发生反应：X+3RNO3=3R+X(NO3)3。下列说法不正确的是( )
A.该反应是置换反应 B.若是Al，R是Ag，则反应后溶液质量减少
C.X可能是Fe，R可能是Cu D.X的金属活动性比R强
【答案】C
【解析】根据题中所给反应方程式中金属元素的化合价及置换反应发生则说明单质的化学性质活泼分析。
A、该反应反应物和生成物都一种单质和一种化合物，属于置换反应，不符合题意；
B、若是Al，R是Ag，根据方程式每27份质量的铝可生成324份质量的银，则反应后溶液质量减少 ，不符合题意；
C、铁与盐溶液发生置换反应生成+２价亚铁盐，而题中生成硝酸盐中金属元素为+３价，不可能是铁，符合题意；
D、X能与R的硝酸盐反应，说明 X的金属活动性比R强 ，不符合题意；
3.[2020·平湖模拟]分离与提纯是获得物质的重要方法。下列实验操作不能达到实验目的的是( )
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】除杂的基本原则：①不与除杂试剂反应；②不引入其它杂质。
A.杂质硫酸与氧化铜反应，生成硫酸铜和水，即除去杂质又没有引入新的杂质，故A正确不合题意；
B.杂质锌粉与稀盐酸反应，生成氯化锌和氢气，而银粉不溶于稀盐酸，通过过滤、洗涤和干燥就可以得到银粉，故B正确不合题意；
C.杂质碳酸钠和石灰水反应，生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，但是由于石灰水过量，会引入新的杂质氢氧化钙，故C错误符合题意；
D.食盐溶于水，而泥沙不溶于水，因此通过加水溶解、过滤可以将二者分离，再对滤液进行蒸发结晶得到食盐，故D正确不合题意。
4. 将砂纸打磨过的铝丝插入硫酸铜溶液中，经研究发现该反应的微观示意图如图所示(图中微粒未完全画出)，则下列说法中不正确的是（ ）
A.硫酸铜溶液中含有的微粒是Cu2+、SO42−
B.反应过程实际是金属铝与铜离子的反应，硫酸根离子反应前后没有改变
C.反应的实质是Al失电子生成Al3+、Cu2+得电子生成Cu
D.硫酸铜溶液呈蓝色，硫酸铝溶液为无色，说明蓝色与Cu2+有关
【答案】A
【解析】A.硫酸铜溶液中含有的微粒是Cu2+、SO42− ， 还有水分子H2O，故A错误符合题意；
B.反应过程实际是金属铝与铜离子的反应，硫酸根离子反应前后没有改变，故B正确不合题意；
C.反应的实质是Al失电子生成Al3+、Cu2+得电子生成Cu，故C正确不合题意；
D.硫酸铜溶液呈蓝色，硫酸铝溶液为无色，说明蓝色与Cu2+有关，故D正确不合题意。
5.为验证镁、铁、铜三种金属的活动性顺序，可选用的一组物质是（ ）
A.铜、氯化亚铁溶液、氯化镁溶液 B.铁、铜、氯化镁溶液
C.镁、氯化铜溶液、硫酸亚铁溶液 D.铁、硫酸铜溶液、氯化镁溶液
【答案】D
【解析】A、铜和氯化亚铁溶液、氯化镁溶液都不反应，说明铜在铁和镁的后面，无法判断铁和镁的活泼性；
B、铁、铜和氯化镁溶液都不反应，说明镁在铁和铜的前面，无法判断铁和铜的活泼性；
C、镁和氯化铜溶液、硫酸亚铁溶液都反应，说明镁在铁和铜的前面，无法判断铁和铜的活泼性（有时可以考虑将镁条放入氯化铜和硫酸亚铁的混合溶液，镁条表面首先变成红色（先生成的是铜），中间不断用砂纸打磨镁条，最后插入溶液中会表面变黑（此时是生成的铁），通过这样也可以考虑，但是由于镁条能够与水反应，所以导致很难察觉与铁的反应，所以不便操作）；
D、铁能和硫酸铜溶液反应，铁比铜活泼，不能和氯化镁溶液反应，说明镁比铁活泼；
6.[2019九上·浦江月考]向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的镁粉，充分反应后再加入一定量的稀盐酸，没有气体产生，将混合液过滤，则下列说法中错误的是（ ）
A.滤液中一定含有硝酸镁，可能含有硝酸铜和稀盐酸
B.滤液中一定含有硝酸镁，可能含有硝酸铜和硝酸银
C.滤出的固体中一定含银，可能含铜
D.滤出的固体中一定含银，可能含铜和氯化银
【答案】D
【解析】 向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的镁粉，镁先与硝酸银反应，然后再与硝酸铜反应，充分反应后再加入一定量的稀盐酸，没有气体产生， 说明镁一定没剩余；
A、滤液中一定含有硝酸镁，若硝酸银过量则盐酸可与硝酸银反应，不含盐酸，若硝酸银适量，则盐酸与硝酸银反应，所以滤液可能含有硝酸铜和稀盐酸 ，不符合题意；
B、滤液中一定含有硝酸镁，可能含有硝酸铜和硝酸银 ，不符合题意；
C、滤出的固体中一定含银，可能含铜 ，一定不含镁，不符合题意；
D、滤出的固体中一定含银，若含铜则硝酸银全部与镁反应，一定不含氯化银，符合题意；
7.[2020·龙湾模拟]把等质量的X、Y、Z三种金属分别加入到同质量、同质量分数的足量稀盐酸中，反应关系如图甲；再把金属Z加入到YNO3溶液中，反应关系如图乙。据此判断三种金属的活动性顺序为（ ）
A.Z>X>Y B.X>Z>Y C.X>Y>Z D.Y>Z>X
【答案】B
【解析】（1）在金属活动性顺序表中，排在前面的金属能够将后面的金属从盐溶液中置换出来；
（2）在金属和酸的反应中，反应时间越短，反应速度越快，那么它的活动性越强。
根据左图可知，X比Z产生氢气的速度快，那么金属活动性X>Z；
根据右图可知，金属Z能够将金属Y从它的盐溶液中置换出来，因此金属活动性Z>Y。
那么它们三者的金属活动性顺序为：X>Z>Y。
8.[2020·上城模拟]小金探究金属活动性顺序实验时，发现一个意外的现象:“将钠放入硫酸铜溶液沉淀产生(如图甲，滤液B非现象，为了进一步探究产生的物质，小金查阅资料得:钠的化学性质非常活泼，能与水迅速反应生成一种碱和气体。
（1）如图乙，小金重新做实验，听到轻微爆鸣声，则说明生成的气泡中的气体是________
（2）小金认为蓝色沉淀A只有氢氧化铜，小徐认为可能生成红色的单质铜，只是蓝色的Cu(OH)2掩盖了红色的铜。假设小金的说法是正确的，请设计实验证明________
（3）经检验蓝色沉淀A中只有氢氧化铜，滤液B中含有硫酸钠和氢氧化钠。可得岀结论是:意外现象的产生是由于________
【答案】（1）H2
（2）取沉淀A少许于试管中,滴加过量的稀盐酸,若沉淀全部消失则无铜
（3）钠先和水反应生成氢氧化钠和氢气,硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀
【解析】（1）氢气在纯氧中会安静的燃烧，但是在混有空气的氢气中燃烧会发生爆炸；
（2）氢氧化铜能够和稀盐酸反应生成氯化铜和水，而铜单质不能与稀盐酸反应；
（3）根据钠和水的反应，以及氢氧化钠和硫酸铜的反应解答。
【解答】（1） 如图乙，小金重新做实验，听到轻微爆鸣声，则说明生成的气泡中的气体H2；
（2）小金认为蓝色沉淀A只有氢氧化铜，小徐认为可能生成红色的单质铜，只是蓝色的Cu(OH)2掩盖了红色的铜。假设小金的说法是正确的，那么证明实验可以为：取沉淀A少许于试管中，滴加过量的稀盐酸，若沉淀全部消失则无铜；
（3）经检验蓝色沉淀A中只有氢氧化铜，滤液B中含有硫酸钠和氢氧化钠，可得岀结论是：意外现象的产生是由于：钠先和水反应生成氢氧化钠和氢气，硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀。
9.[2019九上·鄞州月考]为了比较甲、乙两种金属的活动性强弱和相对原子质量大小，小吴设计了一套实验装置（如图）。他取两种金属（表面积相同）各m克，分别加入足量的稀硫酸（相同质量和质量分数）进行反应。在相同条件下测定不同时间内收集 到的气体体积，实验记录如下表：
（1）由实验结果可知：金属活动性较强的是________。
（2）为使得到的实验数据准确，小吴开始收集气体的时间点应该是________。
A.导管口一有气泡冒出时
B.冒出气泡连续且均匀时
C.检验产生的气体纯净时
（3）根据已有实验数据，要比较甲、乙两种金属的相对原子质量大小，还需知道_______。
A.参加反应的硫酸质量
B.生成物中金属元素的化合价
【答案】（1）乙
（2）A
（3）B
【解析】（1）由图表格中的数据可以看出：最后甲生成的氢气的质量比乙大，但是乙在单位时间内产生的氢气却比甲多，所有由此判断乙的金属活动性较强。
（2）为使得到的实验数据准确，应该在有气泡冒出时就应该收集。
（3）根据金属与酸反应生成氢气的质量= ， 所以要比较甲、乙两种金属的相对原子质量大小，还需知道生成物中金属元素的化合价。
10.某校化学实验室废液桶中收集了溶解大量FeSO4、CuSO4的废水，若直接排放到下水道不仅造成重金属污染而且造成浪费．初三（2）班的同学，准备运用刚学到的“常见金属活动性顺序表”结合其他有关化学知识对废水进行处理．
（1）复习常见金属活动顺序表，在下表空格中分别填入对应的元素符号________、________、________．
（2）设计除去铜离子，回收硫酸亚铁晶体和铜的实验方案，讨论有关问题：
①废水在加入金属X前需进行过滤，目的是将其中________性杂质除去．进行过滤的操作所需的仪器有：________、________、________、________。（请从下图中选择合适仪器，并用仪器名称填写）．
②金属X是________，其加入废水后发生反应的化学方程为________；溶液Y是________，利用其除去铜中杂质，有关反应的化学方程式为________．
③从滤液中获取硫酸亚铁晶体的操作方法是________
【答案】（1）Na；Zn；Ag
（2）不溶；铁架台；漏斗；烧杯；玻璃棒；Fe；Cu+CuSO4═FeSO4+Cu；稀硫酸；Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑；结晶
【解析】（1）根据金属活动性顺序表的内容进行解答；
（2）①过滤操作可以将不溶性固体从溶液中分离出来；进行过滤操作时，用烧杯盛放液体，铁架台做支架，上放漏斗和滤纸，在将液体倒入漏斗时要用玻璃棒引流，据此确定所需器材；
②为了置换出溶液中的Cu2+ ， 必须加入活动性在铜前面的金属，且为了不引入新的杂质，只能向废液中加入过量的铁粉与硫酸铜发生置换反应，因此金属X是Fe；铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，据此写出反应的化学方程式；由于加入的铁粉过量，所以在置换出的铜里面肯定含有铁。因为铜不与硫酸反应，而铁可以，所以为把金属混合物放入足量的稀硫酸并过滤即可，溶液Y是H2SO4；铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，据此写出反应的化学方程式；
③从溶液中获取晶体的方法叫结晶。
【解答】（1）由金属活动性顺序表的内容为：K 、Ca 、Na 、Mg 、Al、Zn 、Fe 、Sn、 Pb（H）、Cu Hg 、Ag、 Pt、 Au，因此空格中对应的元素符号应该是：Na 、Zn 、Ag：
（2）①水在加入金属X前需进行过滤，目的是将其中不溶性杂质除去．进行过滤的操作所需的仪器有：铁架台、漏斗、烧杯和玻璃棒；
②金属X是Fe，其加入废水后发生反应的化学方程为：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；溶液Y是稀硫酸，利用其除去铜中杂质，有关反应的化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。
③要从滤液中获取硫酸亚铁晶体，需要采取蒸发结晶或降温结晶，使硫酸亚铁从溶液中结晶析出。
二、提升训练
1.[2020·上城模拟]小陈为确认易拉罐的主要成分是铝还是铁，剪取一小片金属，打磨除去表面氧化膜，设计以下方案进行检验，放入以下溶液中，观察现象判断正确的是（ ）
A.盐酸溶液，有气泡生成，为铝 B.氯化铝溶液，有白色金属生成，为铁
C.硝酸锌溶液，有金属生成，为铝 D.硫酸铜溶液，有白色金属生成，为铁
【答案】C
【解析】（1）铝、铁和锌都是白色金属，而铜为红色金属；
（2）在金属活动性顺序表中，排在前面的金属能将后面的金属从它的盐溶液中置换出来。
【解答】A.铁和铝都能与盐酸反应生成氢气，故A错误；
B.铁不能与氯化铝反应，故B错误；
C.铝能够和硝酸锌反应，而铁不能和硝酸锌反应，故C正确；
D.铝和铁都能和硫酸铜溶液反应，故D错误。
2.[2020·平阳模拟]小明为了比较X、Y、Z、W四种金属的活动性顺序，利用这四种金属单质、稀盐酸、Z的硝酸盐溶液和W的硝酸盐溶液，进行有关实验，结果如下表(“√”表示能反应，“一”表示不能反应，“空白”表示未做该实验)。请你判断四种金属的活动性顺序为( )
A.Y>Z>X>W B.X>Y>W>Z C.X>W>Y>Z D.W>X>Y>Z
【答案】C
【解析】在金属活动性顺序表中，排在前面的金属能够将后面的金属从盐溶液中置换出来；排在氢前面的金属，才能和酸反应生成氢气。
【解答】稀盐酸能够和X、W反应，说明X和W的活动性>H，Y、Z不能反应，说明Y和Z的活动性 Z的硝酸盐溶液能够和Y反应，说明金属活动性Y>Z；
W的硝酸盐溶液和X反应，说明金属活动性X>W；
那么它们的金属活动性顺序为：X>W>Y>Z。
3.[2019九上·杭州月考]将等质量的锌粉和铁粉,分别放入质量相等、溶质质量分数相同的稀盐酸中,生成氢气质量(m)随反应时间(t)的变化曲线如图所示,请回答下列问题。对于该图象的理解下列说法正确是（ ）
①A表示锌和稀盐酸的反应曲线 ②反应结束后两种金属一定都有剩余
③反应结束后稀硫酸都没有剩余 ④反应结束后消耗两种金属的质量相等
⑤反应结束后所得溶液质量相等。
A. ①② B. ①③⑤ C. ①③ D. ②③
【答案】C
【解析】金属越活泼，与酸反应速率越快，因此能够证明锌的活动性比铁强的实验现象是锌与稀盐酸反应速率比铁与稀盐酸反应速率快。
①锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，同时也发现一个情况，由图中可知，A和稀盐酸反应需要的时间比B短，说明A的反应速率比B快，A和稀盐酸反应需要的时间比B短，说明A的金属活动性比B强，A可以表示锌和稀盐酸的反应曲，①符合题意。
②反应结束后，如果锌恰好和稀盐酸反应，则铁过量，和铁反应的稀盐酸不足，因此两种金属不一定都有剩余，②不符合题意。
③如果稀盐酸过量，则生成的氢气质量不相等，如果铁恰好和稀盐酸反应，则锌不足，生成的氢气质量小于铁和稀盐酸反应生成氢气的质量，如果锌恰好和稀盐酸反应，则铁过量，和铁反应的稀盐酸不足，因此反应结束后稀盐酸都无剩余，③符合题意。
④因为反应的稀盐酸质量相等，因此反应结束后消耗两种金属的质量不相等，消耗锌的质量大，④不符合题意。
⑤反应结束后稀盐酸都无剩余，则生成氯化锌的质量大于氯化亚铁的质量，又因为生成氢气的质量相等，因此反应后得到两种溶液的质量不相等，⑤不符合题意。
4.[2019·杭州模拟]将一定量的铝粉和氧化铜粉末混合加热，化学方程式为：2Al+3CuO 高温 3Cu+Al2O3
反应结束后，为了检验氧化铜是否完全反应，取少量反应后的固体，加入足量的稀硫酸充分反应后，将铁片插入溶液中。下列叙述的现象中，能够说明氧化铜没有完全反应的是（ ）
①加入稀硫酸后，有气泡生成②加人稀硫酸后，没有气泡生成③插入溶液中的铁片表面有红色物质析出④加入稀硫酸后，溶液中有红色不溶物质
A.①③④ B.②③ C.只有③ D.③④
【答案】C
【解析】要说明氧化铜没有完全反应，需通过实验来证明混合物中还有氧化铜，加入足量的稀硫酸，再插入铁片，若看到铁片的表面会有红色固体析出，则说明仍有氧化铜。
①如有氧化铜剩余，说明铝完全反应，加入稀硫酸后，氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，溶液变蓝色，无气泡产生，不符合题意。
② 加人稀硫酸后，没有气泡生成 ，只能说明没有铝，不能说明是否有氧化铜，不符合题意。
③ 取少量反应后的固体，若有氧化铜剩余，加入足量的稀硫酸充分反应后生成硫酸铜，将铁片插入溶液中，铁与硫酸铜发生置换反应生成红色的铜单质， 符合题意。
④若有氧化铜剩余，加入稀硫酸后，溶液变蓝色，没有红色不溶物质 ，不符合题意。
5.[2020·杭州模拟]小金为回收金属，往含有硝酸铜、硝酸银和硝酸亚铁的废液中缓慢连续加入锌粉。图为溶液中析出的固体质量与参加反应的锌粉质量关系，则( )
A.b点溶液阳离子只有Zn2＋和Cu2＋ B.c点对应的溶液质量最大
C.cd段(不含两端点)析出的是金属铁 D.bc段溶液中加入氯化钠溶液后会有白色沉淀生成
【答案】C
【解析】锌先与硝酸银反应生成 硝酸锌和银（a-b）然后和硝酸银反应生成硝酸亚铁和铜（b-c）最后与硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁（c-d）。
A、锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银（a-b），然后锌和硝酸银反应生成硝酸亚铁和铜（b-c）最后与硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁（c-d），b点溶液阳离子只有Zn2＋ ， 因为银是单质所以不属于阳离子，A不符合题意。
B、d点对应的溶液质量最大，B不符合题意。
C、锌与硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁（c-d），C符合题意。
D、和硝酸银反应生成硝酸亚铁和铜（b-c）， 由于硝酸亚铁和氯化钠反应生成硝酸钠和氯化铁，而氯化铁的颜色是橘黄色，因此不是白色沉淀生成，D不符合题意。
6.[2020·温州模拟]已知金属活动性从强到弱的排列顺序是Mg、Zn、Cu、Ag，将一定量的锌粉加入到Mg(NO3) 2、Cu(NO3)2、AgNO3三种物质的混合溶液中，充分反应后过滤，将滤渣放入稀盐酸溶液里，有气泡产生。则下列判断错误的是( )
A.滤渣中含有Ag、Cu、Zn的单质 B.滤液中含有Zn2+、Mg2+
C.滤渣中可能含有Mg的单质 D.滤液中不含有Cu²+、Ag+
【答案】C
【解析（1）在金属活动性顺序表中，只有前面的金属才能将后面的从它的盐溶液中置换出来；
（2）排序差距最大的金属先被置换；
（3）滤渣中存在什么金属，或者溶液中存在什么离子，和反应的完全程度有关。
【解答】A.锌不能将镁置换出来，但是可以将其它两种金属置换出来。当锌粉的质量足够多时，这两种金属都可能被置换出来，故A正确不合题意；
B.当铜、银都被置换出来时，溶液中就没有它们的离子，只有没有被置换的Mg2+和进入溶液的Zn2+ ， 故B正确不合题意；
C.滤渣中不可能含有镁的单质，故C错误符合题意；
D.根据上面的分析可知，滤液中不含有Cu²+、Ag+ ，故D正确不合题意。
7.金属在日常生活中有着广泛的用途，常见金属的活动性顺序如图：
请回答下面问题：
（1）金属活动性顺序表中的X是________元素。
（2）把一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中，过了一会儿，观察到的现象有________，该反应的化学方程式为________。
（3）向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量的Zn粉，溶液质量随反应时间的变化情况如图所示，图中B点溶液中含有的溶质有________。
【答案】（1）Hg
（2）铝丝上附着红色固体，溶液蓝色变浅；2Al＋3CuSO4=3Cu＋Al2(SO4)3
（3）Cu(NO3)2、Zn(NO3)2
【解析】（1）金属活动性顺序表中的X是为汞；
（2）铝的活动性比铜强，所以铝能与 硫酸铜溶液反应生成硫酸铝和铜，因此可观察到铝丝上附着红色固体，溶液蓝色变浅，反应方程式为2Al＋3CuSO4=3Cu＋Al2(SO4)3；
（3）向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量的Zn粉，锌先与硝酸银溶液反应生成硝酸锌和银，溶液质量减少，再与硝酸铜溶液反应生成硝酸锌和铜，溶液质量增加，图B为硝酸银刚好完全反应时的图像，则溶质为硝酸锌和硝酸铜。
8.[2019九上·慈溪月考]实验室的某一废液中含有Cu(NO3)2、NaNO3和AgNO3三种溶质。小科同学设计了如下实验方案来分离、回收废液中的金属铜和银。根据以下实验过程和现象回答问题：
（1）加入适量铜粉后，废液中发生反应的化学方程式是________。
（2）滤液D中的溶质有________。
【答案】（1）Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag （2）Fe(NO3)2、NaNO3
【解析】根据在金属活动性顺序表中，排在前面的金属与排在后面的金属的盐溶液能发生反应分析。
（1）加入适量铜粉后，铜会与硝酸银溶液发生反应，方程式为 Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag ；
（2）滤液D是滤液A加适量铁粉生成，滤液A成分为硝酸铜和硝酸钠，加入铁后硝酸铜会发生反应生成硝酸亚铁，所以D成分为硝酸亚铁和硝酸钠；
9.[2020·柯桥模拟]某兴趣小组为探究金属镁的化学性质，做了镁与稀盐酸反应的实验。小柯同学做镁粉与稀盐酸反应的实验时发现试管温度明显升高，并在试管中出现灰白色沉淀，该小组同学对灰白色沉淀的成分进行如下探究：
【提出假设】
假设一：可能含有氯化镁
假设二：可能含有镁粉
假设三：可能含有氢氧化镁
【查阅资料】①镁可与热水反应生成氢氧化镁；②氢氧化镁在水中溶解度很小，水溶液呈弱碱性。
【设计并进行实验】各取少量灰白色沉淀加入2支试管中，进行如下实验：
【得出结论】根据实验2现象，说明假设 不成立。
【实验思考】
（1）如果假设三成立，请写出实验2中发生的反应方程式：________。
（2）实验后同学们请教老师得知，灰白色沉淀的主要成分是碱式氯化镁(Mg(OH)2·MgCl2)，碱式氯化镁受热易分解产生氯化氢气体。为了验证试管中的灰白色沉淀中含有碱式氯化镁，小米把灰白色沉淀放进试管进行加热，并在试管口放一张湿润的石蕊试纸。如果灰白色沉淀中含有碱式氯化镁，则小米将看到的现象是________。
（3）镁与稀盐酸反应究竟是一个怎样的过程呢？
小组同学进行了如下实验：在小烧杯中加入一定量的稀盐酸和去除氧化膜的镁带，测量溶液pH的变化，并观察实验现象。结果如下表：
根据表中信息，请你说说溶液pH值出现这样变化的原因：________。
【答案】（1）2HCl+Mg(OH)2=MgCl2+2H2O
（2）石蕊试纸变红(石蕊试纸呈现红色)
（3）镁先与稀盐酸反应，溶液pH值升高；当盐酸消耗完，pH值显中性；接着镁就与热水应生成氢氧化镁沉淀，同时溶液pH值升高呈碱性
【解析】【得出结论】如果白色沉淀中含有金属镁，那么它会与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，肯定有气泡产生，据此分析判断；
【实验思考】（1）氢氧化镁和稀盐酸反应，生成氯化镁和水，据此写出假设三中的化学方程式；
（2）碱式氯化镁受热分解产生氯化氢气体，而氯化氢溶于水形成稀盐酸，遇到湿润的石蕊试纸会使其变成红色；
（3）当试管内存在稀盐酸且温度较低时，镁与稀盐酸反应，据此分析溶液pH的改变和温度的改变。当稀盐酸完全反应后，试管内的水温度较高，镁则与水再次发生反应，据此分析沉淀的原因和溶液pH值的改变。
【解答】【得出结论】根据实验2现象，说明白色沉淀中没有金属镁的存在，即假设二不成立。
【实验思考】（1）如果假设三成立，请写出实验2中发生的反应方程式：2HCl+Mg(OH)2=MgCl2+2H2O；
（2）如果灰白色沉淀中含有碱式氯化镁，则小米将看到的现象是：石蕊试纸变红(石蕊试纸呈现红色)。
（3）溶液pH值出现变化的原因是：镁先与稀盐酸反应，溶液pH值升高；当盐酸消耗完，pH值显中性；接着镁就与热水应生成氢氧化镁沉淀，同时溶液pH值升高呈碱性。
10.善于提出问题、探究问题和解决问题是学好化学的重要方法，某研究性学习小组的同学在学习铁及其化合物知识时进行了系列研究．
I．提出问题
问题1：铁为何称为黑色金属？
问题2：铁和氧气在不同条件下能发生哪些反应？
问题3：铁有多种氧化物，它们的性质有哪些差异？
问题4：钢铁厂在选矿时，如何测定铁矿石中的含铁量？
问题5：用一氧化碳还原氧化铁得到的黑色固体一定是单质铁吗？
Ⅱ．解决问题
【问题1】上网查寻，有两种说法
a．因为在铁表面有黑色的铁的氧化物，所以叫黑色金属
b．因为铁的粉末为黑色，铁的氧化物也均为黑色，所以叫黑色金属
（1）你认为正确的说法是________ （填“a”或“b”）．
【问题2】通过学习，已经知道铁丝在潮湿的空气中能生锈，也能在纯氧中燃烧．
（2）请写出一种防止钢铁生锈的方法________
（3）请写出铁丝在纯氧中燃烧的化学方程式________ ．
【问题3】查阅资料：
a．铁常见的氧化物有氧化铁（Fe2O3）、四氧化三铁（Fe3O4）和氧化亚铁（FeO）．
b．四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体，可以近似地看怍是氧化亚铁和氧化铁的化合物．它不溶于水，能与酸反应生成两种盐．
c．氧化亚铁是不溶于水的黑色粉末，能与酸反应，无磁性，也不能被磁铁吸引．
（4）请写出四氧化三铁与盐酸反应的化学方程式________ ．
（5）有一包黑色粉末，可能是铁粉、Fe3O4粉未、FeO粉末中的一种．请你设计一种实验方案进行鉴别________ ．
【问题4】同学们参观了某钢铁厂，了解到钢铁厂在选矿时测定铁矿石中含铁量的方法较多，小明结合所学知识，设计了如图1所示的实验装置测定某赤铁矿样品中Fe203的质量分数．他称取l0.0g赤铁矿，当赤铁矿中的Fe2O3全部还原为Fe时，剩余固体在CO的保护下冷却、称量．质量为7.6g（假设赤铁矿中的杂质均不与CO反应）．
（6）图中酒精灯的作用是________ ．
（7）该赤铁矿中Fe203的质量分数为________ （列出计算过程）．
【问题5】在钢铁厂的实验室．同学们采集了用某种热分析仪记录的C0与Fe203进行反应时的有关数据，并得到固体质量与反应温度的关系曲线．如图2所示．
（8）根据图象分析，写出P点时固体成分的化学式________ ．固体质量由48.0g变为46.4g的过程中发生反应的化学方程式为________ ．
【答案】（1）a
（2）刷漆
（3）3Fe+2O2Fe3O4
（4）Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
（5）取少量样品用磁铁吸引，不能被磁铁吸引，说明是FeO；能被磁铁吸引，说明是铁粉或Fe3O4粉未，在取少量样品加入稀盐酸，产生气泡，说明是铁．若没有产生气泡，说明是Fe3O4
（6）将多余的CO气体通过燃烧除掉，防止空气的污染
（7）设该赤铁矿中Fe2Ｏ3的质量为xFe2O3 +3CO2Fe+3CO2 质量减少160 112 160﹣112=48x l0.0g﹣7.6g=2.4gx=8g该赤铁矿中Fe203的质量分数为×100%=80%
（8）Fe；Fe2O3 +3CO2Fe+3CO2
【解析】（1）由于氧化铁为红色，四氧化三铁为黑色，则b的说法不正确，a说法正确；
（2）防止铁生锈就是使铁与水或氧气隔绝，可以采用涂油或刷漆的方法；
（3）铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，反应的化学方程式为3Fe+2O2Fe3O4；
（4）四氧化三铁与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水，化学方程式为：Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O；
（5）氧化亚铁是不溶于水的黑色粉末，能与酸反应，无磁性，也不能被磁铁吸引；铁可以与稀盐酸反应生成氢气，氧化铁溶于稀盐酸生成氯化铁和水，据此可以检验混合物组成，方法为：取少量样品用磁铁吸引，不能被磁铁吸引，说明是FeO；能被磁铁吸引，说明是铁粉或Fe3O4粉未，在取少量样品加入稀盐酸，产生气泡，说明是铁．若没有产生气泡，说明是Fe3O4；
（6）由于CO有毒，不能直接排放，应该在排放尾气的导气管口放一盏燃着的酒精灯，将多余的CO气体通过燃烧除掉；
（7）设该赤铁矿中Fe203的质量为x
Fe2O3 +3CO2Fe+3CO2 质量减少
160 112 160﹣112=48
x l0.0g﹣7.6g=2.4g
x=8g
该赤铁矿中Fe203的质量分数为×100%=80%；
（8）根据氧化性Fe2O3＞Fe3O4＞FeO可知，与CO发生反应时，Fe2O3优先反应，然后Fe3O4反应，最后FeO反应，根据图象曲线可知，加热到800℃时三种氧化物反应完全，此时固体为Fe，
故答案为：Fe3O4、FeO；
②固体质量由48.0g变为46.4g时，对应温度为400﹣500℃，此时Fe2O3与CO反应，反应的化学方程式为：Fe2O3 +3CO2Fe+3CO2；
【分析】（1）铁是在高温下炼制成，高温下会和空气中的氧气反应生成四氧化三铁或氧化亚铁，颜色都是黑色氧化物，氧化铁是红色氧化物，常温下缓慢氧化或电化腐蚀生成得到，氧化铁为红色，四氧化三铁为黑色；
（2）防止铁生锈就是使铁与水或氧气隔绝；
（3）首先根据反应原理找出反应物、生成物、反应条件，根据化学方程式的书写方法、步骤进行书写即可；
（4）四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体，可以近似地看怍是氧化亚铁和氧化铁的化合物．能与酸反应生成铁盐和亚铁盐；
（5）根据Fe2O3、Fe3O4、FeO与稀盐酸的反应现象及磁铁吸引方法设计实验方案进行检验；
（6）根据一氧化碳有毒分析；
（7）根据反应前后质量变化利用质量差法分析Fe203的质量，进而计算该赤铁矿中Fe203的质量分数；
（8）根据氧化性：Fe2O3＞Fe3O4＞FeO判断与CO反应的先后顺序，然后判断反应温度800℃（P点）时残留固体的成分；根据氧化性顺序及温度判断固体质量由48.0g变为46.4g时参加反应的物质，然后写出反应的化学方程式．
实验目的
实验操作
A
除去硫酸铜溶液中少量硫酸
加入过量的氧化铜粉末，充分反应后过滤
B
除去银粉中的锌粉
加入过量稀盐酸，充分反应后过滤、洗涤、干燥
C
除去氢氧化钠中的碳酸钠
加入过量的石灰水，充分反应后过滤
D
除去粗盐中少量泥沙
溶解、过滤、蒸发
反应时间（秒）
20
40
60
80
100
120
140
收集到的气体体积（毫升）
甲金属
25
60
95
130
160
170
170
乙金属
30
75
120
150
150
150
150
X
Y
Z
W
稀盐酸
√
-
-
√
Z的硝酸盐溶液
√
W的硝酸盐溶液
√
-
编号
实验操作
实验现象
实验1
加入一定温度的蒸馏水、搅拌
沉淀未见减少
实验2
加入适量稀盐酸
沉淀全部溶解，没有气泡产生
时间/min
0
2
4
8
12
16
20
24
溶液pH
2.0
5.3
7.0
8.6
9.3
9.8
10.0
10.0
实验现象
镁带溶解较快，产生大量气泡，试管温度升高，无沉淀生成
镁带缓慢溶解，产生气泡速率减慢，溶液变浑浊，烧杯底部有灰白色沉淀
精选练习
一、夯实基础
1.[2018九上·杭州期中]有甲、乙、丙三种金属，甲在常温下就能与氧气反应，乙、丙在常温下几乎不与氧气反应；若将乙、丙分别放入硝酸银溶液中，在乙表面会有银析出，而丙没有变化。则甲、乙丙三种金属的活动性由强到弱依次是（ ）
A.甲、乙、丙 B.甲、丙、乙 C.丙、乙、甲 D.乙、甲、丙
【答案】A
【解析】（1）在金属活动性顺序中，位置越靠前，金属的活动性越强；
（2）位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来.
有甲、乙、丙三种金属，甲在常温下就能与氧气反应，乙、丙在常温下几乎不与氧气反应，说明甲的活动性最强，乙、丙的活动性较弱，即金属活动性甲＞乙、丙；把乙和丙分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在乙表面有银析出，说明乙的金属活动性比银强，即乙＞Ag；而丙没有变化，说明丙的金属活动性比银弱，即Ag＞丙；则甲、乙、丙三种金属的活动性由强到弱的顺序是甲＞乙＞丙。
2.[2020九上·苍南期末]X、R表示两种金属，在溶液中发生反应：X+3RNO3=3R+X(NO3)3。下列说法不正确的是( )
A.该反应是置换反应 B.若是Al，R是Ag，则反应后溶液质量减少
C.X可能是Fe，R可能是Cu D.X的金属活动性比R强
【答案】C
【解析】根据题中所给反应方程式中金属元素的化合价及置换反应发生则说明单质的化学性质活泼分析。
A、该反应反应物和生成物都一种单质和一种化合物，属于置换反应，不符合题意；
B、若是Al，R是Ag，根据方程式每27份质量的铝可生成324份质量的银，则反应后溶液质量减少 ，不符合题意；
C、铁与盐溶液发生置换反应生成+２价亚铁盐，而题中生成硝酸盐中金属元素为+３价，不可能是铁，符合题意；
D、X能与R的硝酸盐反应，说明 X的金属活动性比R强 ，不符合题意；
3.[2020·平湖模拟]分离与提纯是获得物质的重要方法。下列实验操作不能达到实验目的的是( )
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】除杂的基本原则：①不与除杂试剂反应；②不引入其它杂质。
A.杂质硫酸与氧化铜反应，生成硫酸铜和水，即除去杂质又没有引入新的杂质，故A正确不合题意；
B.杂质锌粉与稀盐酸反应，生成氯化锌和氢气，而银粉不溶于稀盐酸，通过过滤、洗涤和干燥就可以得到银粉，故B正确不合题意；
C.杂质碳酸钠和石灰水反应，生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，但是由于石灰水过量，会引入新的杂质氢氧化钙，故C错误符合题意；
D.食盐溶于水，而泥沙不溶于水，因此通过加水溶解、过滤可以将二者分离，再对滤液进行蒸发结晶得到食盐，故D正确不合题意。
4. 将砂纸打磨过的铝丝插入硫酸铜溶液中，经研究发现该反应的微观示意图如图所示(图中微粒未完全画出)，则下列说法中不正确的是（ ）
A.硫酸铜溶液中含有的微粒是Cu2+、SO42−
B.反应过程实际是金属铝与铜离子的反应，硫酸根离子反应前后没有改变
C.反应的实质是Al失电子生成Al3+、Cu2+得电子生成Cu
D.硫酸铜溶液呈蓝色，硫酸铝溶液为无色，说明蓝色与Cu2+有关
【答案】A
【解析】A.硫酸铜溶液中含有的微粒是Cu2+、SO42− ， 还有水分子H2O，故A错误符合题意；
B.反应过程实际是金属铝与铜离子的反应，硫酸根离子反应前后没有改变，故B正确不合题意；
C.反应的实质是Al失电子生成Al3+、Cu2+得电子生成Cu，故C正确不合题意；
D.硫酸铜溶液呈蓝色，硫酸铝溶液为无色，说明蓝色与Cu2+有关，故D正确不合题意。
5.为验证镁、铁、铜三种金属的活动性顺序，可选用的一组物质是（ ）
A.铜、氯化亚铁溶液、氯化镁溶液 B.铁、铜、氯化镁溶液
C.镁、氯化铜溶液、硫酸亚铁溶液 D.铁、硫酸铜溶液、氯化镁溶液
【答案】D
【解析】A、铜和氯化亚铁溶液、氯化镁溶液都不反应，说明铜在铁和镁的后面，无法判断铁和镁的活泼性；
B、铁、铜和氯化镁溶液都不反应，说明镁在铁和铜的前面，无法判断铁和铜的活泼性；
C、镁和氯化铜溶液、硫酸亚铁溶液都反应，说明镁在铁和铜的前面，无法判断铁和铜的活泼性（有时可以考虑将镁条放入氯化铜和硫酸亚铁的混合溶液，镁条表面首先变成红色（先生成的是铜），中间不断用砂纸打磨镁条，最后插入溶液中会表面变黑（此时是生成的铁），通过这样也可以考虑，但是由于镁条能够与水反应，所以导致很难察觉与铁的反应，所以不便操作）；
D、铁能和硫酸铜溶液反应，铁比铜活泼，不能和氯化镁溶液反应，说明镁比铁活泼；
6.[2019九上·浦江月考]向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的镁粉，充分反应后再加入一定量的稀盐酸，没有气体产生，将混合液过滤，则下列说法中错误的是（ ）
A.滤液中一定含有硝酸镁，可能含有硝酸铜和稀盐酸
B.滤液中一定含有硝酸镁，可能含有硝酸铜和硝酸银
C.滤出的固体中一定含银，可能含铜
D.滤出的固体中一定含银，可能含铜和氯化银
【答案】D
【解析】 向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的镁粉，镁先与硝酸银反应，然后再与硝酸铜反应，充分反应后再加入一定量的稀盐酸，没有气体产生， 说明镁一定没剩余；
A、滤液中一定含有硝酸镁，若硝酸银过量则盐酸可与硝酸银反应，不含盐酸，若硝酸银适量，则盐酸与硝酸银反应，所以滤液可能含有硝酸铜和稀盐酸 ，不符合题意；
B、滤液中一定含有硝酸镁，可能含有硝酸铜和硝酸银 ，不符合题意；
C、滤出的固体中一定含银，可能含铜 ，一定不含镁，不符合题意；
D、滤出的固体中一定含银，若含铜则硝酸银全部与镁反应，一定不含氯化银，符合题意；
7.[2020·龙湾模拟]把等质量的X、Y、Z三种金属分别加入到同质量、同质量分数的足量稀盐酸中，反应关系如图甲；再把金属Z加入到YNO3溶液中，反应关系如图乙。据此判断三种金属的活动性顺序为（ ）
A.Z>X>Y B.X>Z>Y C.X>Y>Z D.Y>Z>X
【答案】B
【解析】（1）在金属活动性顺序表中，排在前面的金属能够将后面的金属从盐溶液中置换出来；
（2）在金属和酸的反应中，反应时间越短，反应速度越快，那么它的活动性越强。
根据左图可知，X比Z产生氢气的速度快，那么金属活动性X>Z；
根据右图可知，金属Z能够将金属Y从它的盐溶液中置换出来，因此金属活动性Z>Y。
那么它们三者的金属活动性顺序为：X>Z>Y。
8.[2020·上城模拟]小金探究金属活动性顺序实验时，发现一个意外的现象:“将钠放入硫酸铜溶液沉淀产生(如图甲，滤液B非现象，为了进一步探究产生的物质，小金查阅资料得:钠的化学性质非常活泼，能与水迅速反应生成一种碱和气体。
（1）如图乙，小金重新做实验，听到轻微爆鸣声，则说明生成的气泡中的气体是________
（2）小金认为蓝色沉淀A只有氢氧化铜，小徐认为可能生成红色的单质铜，只是蓝色的Cu(OH)2掩盖了红色的铜。假设小金的说法是正确的，请设计实验证明________
（3）经检验蓝色沉淀A中只有氢氧化铜，滤液B中含有硫酸钠和氢氧化钠。可得岀结论是:意外现象的产生是由于________
【答案】（1）H2
（2）取沉淀A少许于试管中,滴加过量的稀盐酸,若沉淀全部消失则无铜
（3）钠先和水反应生成氢氧化钠和氢气,硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀
【解析】（1）氢气在纯氧中会安静的燃烧，但是在混有空气的氢气中燃烧会发生爆炸；
（2）氢氧化铜能够和稀盐酸反应生成氯化铜和水，而铜单质不能与稀盐酸反应；
（3）根据钠和水的反应，以及氢氧化钠和硫酸铜的反应解答。
【解答】（1） 如图乙，小金重新做实验，听到轻微爆鸣声，则说明生成的气泡中的气体H2；
（2）小金认为蓝色沉淀A只有氢氧化铜，小徐认为可能生成红色的单质铜，只是蓝色的Cu(OH)2掩盖了红色的铜。假设小金的说法是正确的，那么证明实验可以为：取沉淀A少许于试管中，滴加过量的稀盐酸，若沉淀全部消失则无铜；
（3）经检验蓝色沉淀A中只有氢氧化铜，滤液B中含有硫酸钠和氢氧化钠，可得岀结论是：意外现象的产生是由于：钠先和水反应生成氢氧化钠和氢气，硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀。
9.[2019九上·鄞州月考]为了比较甲、乙两种金属的活动性强弱和相对原子质量大小，小吴设计了一套实验装置（如图）。他取两种金属（表面积相同）各m克，分别加入足量的稀硫酸（相同质量和质量分数）进行反应。在相同条件下测定不同时间内收集 到的气体体积，实验记录如下表：
（1）由实验结果可知：金属活动性较强的是________。
（2）为使得到的实验数据准确，小吴开始收集气体的时间点应该是________。
A.导管口一有气泡冒出时
B.冒出气泡连续且均匀时
C.检验产生的气体纯净时
（3）根据已有实验数据，要比较甲、乙两种金属的相对原子质量大小，还需知道_______。
A.参加反应的硫酸质量
B.生成物中金属元素的化合价
【答案】（1）乙
（2）A
（3）B
【解析】（1）由图表格中的数据可以看出：最后甲生成的氢气的质量比乙大，但是乙在单位时间内产生的氢气却比甲多，所有由此判断乙的金属活动性较强。
（2）为使得到的实验数据准确，应该在有气泡冒出时就应该收集。
（3）根据金属与酸反应生成氢气的质量= ， 所以要比较甲、乙两种金属的相对原子质量大小，还需知道生成物中金属元素的化合价。
10.某校化学实验室废液桶中收集了溶解大量FeSO4、CuSO4的废水，若直接排放到下水道不仅造成重金属污染而且造成浪费．初三（2）班的同学，准备运用刚学到的“常见金属活动性顺序表”结合其他有关化学知识对废水进行处理．
（1）复习常见金属活动顺序表，在下表空格中分别填入对应的元素符号________、________、________．
（2）设计除去铜离子，回收硫酸亚铁晶体和铜的实验方案，讨论有关问题：
①废水在加入金属X前需进行过滤，目的是将其中________性杂质除去．进行过滤的操作所需的仪器有：________、________、________、________。（请从下图中选择合适仪器，并用仪器名称填写）．
②金属X是________，其加入废水后发生反应的化学方程为________；溶液Y是________，利用其除去铜中杂质，有关反应的化学方程式为________．
③从滤液中获取硫酸亚铁晶体的操作方法是________
【答案】（1）Na；Zn；Ag
（2）不溶；铁架台；漏斗；烧杯；玻璃棒；Fe；Cu+CuSO4═FeSO4+Cu；稀硫酸；Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑；结晶
【解析】（1）根据金属活动性顺序表的内容进行解答；
（2）①过滤操作可以将不溶性固体从溶液中分离出来；进行过滤操作时，用烧杯盛放液体，铁架台做支架，上放漏斗和滤纸，在将液体倒入漏斗时要用玻璃棒引流，据此确定所需器材；
②为了置换出溶液中的Cu2+ ， 必须加入活动性在铜前面的金属，且为了不引入新的杂质，只能向废液中加入过量的铁粉与硫酸铜发生置换反应，因此金属X是Fe；铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，据此写出反应的化学方程式；由于加入的铁粉过量，所以在置换出的铜里面肯定含有铁。因为铜不与硫酸反应，而铁可以，所以为把金属混合物放入足量的稀硫酸并过滤即可，溶液Y是H2SO4；铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，据此写出反应的化学方程式；
③从溶液中获取晶体的方法叫结晶。
【解答】（1）由金属活动性顺序表的内容为：K 、Ca 、Na 、Mg 、Al、Zn 、Fe 、Sn、 Pb（H）、Cu Hg 、Ag、 Pt、 Au，因此空格中对应的元素符号应该是：Na 、Zn 、Ag：
（2）①水在加入金属X前需进行过滤，目的是将其中不溶性杂质除去．进行过滤的操作所需的仪器有：铁架台、漏斗、烧杯和玻璃棒；
②金属X是Fe，其加入废水后发生反应的化学方程为：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；溶液Y是稀硫酸，利用其除去铜中杂质，有关反应的化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。
③要从滤液中获取硫酸亚铁晶体，需要采取蒸发结晶或降温结晶，使硫酸亚铁从溶液中结晶析出。
二、提升训练
1.[2020·上城模拟]小陈为确认易拉罐的主要成分是铝还是铁，剪取一小片金属，打磨除去表面氧化膜，设计以下方案进行检验，放入以下溶液中，观察现象判断正确的是（ ）
A.盐酸溶液，有气泡生成，为铝 B.氯化铝溶液，有白色金属生成，为铁
C.硝酸锌溶液，有金属生成，为铝 D.硫酸铜溶液，有白色金属生成，为铁
【答案】C
【解析】（1）铝、铁和锌都是白色金属，而铜为红色金属；
（2）在金属活动性顺序表中，排在前面的金属能将后面的金属从它的盐溶液中置换出来。
【解答】A.铁和铝都能与盐酸反应生成氢气，故A错误；
B.铁不能与氯化铝反应，故B错误；
C.铝能够和硝酸锌反应，而铁不能和硝酸锌反应，故C正确；
D.铝和铁都能和硫酸铜溶液反应，故D错误。
2.[2020·平阳模拟]小明为了比较X、Y、Z、W四种金属的活动性顺序，利用这四种金属单质、稀盐酸、Z的硝酸盐溶液和W的硝酸盐溶液，进行有关实验，结果如下表(“√”表示能反应，“一”表示不能反应，“空白”表示未做该实验)。请你判断四种金属的活动性顺序为( )
A.Y>Z>X>W B.X>Y>W>Z C.X>W>Y>Z D.W>X>Y>Z
【答案】C
【解析】在金属活动性顺序表中，排在前面的金属能够将后面的金属从盐溶液中置换出来；排在氢前面的金属，才能和酸反应生成氢气。
【解答】稀盐酸能够和X、W反应，说明X和W的活动性>H，Y、Z不能反应，说明Y和Z的活动性
W的硝酸盐溶液和X反应，说明金属活动性X>W；
那么它们的金属活动性顺序为：X>W>Y>Z。
3.[2019九上·杭州月考]将等质量的锌粉和铁粉,分别放入质量相等、溶质质量分数相同的稀盐酸中,生成氢气质量(m)随反应时间(t)的变化曲线如图所示,请回答下列问题。对于该图象的理解下列说法正确是（ ）
①A表示锌和稀盐酸的反应曲线 ②反应结束后两种金属一定都有剩余
③反应结束后稀硫酸都没有剩余 ④反应结束后消耗两种金属的质量相等
⑤反应结束后所得溶液质量相等。
A. ①② B. ①③⑤ C. ①③ D. ②③
【答案】C
【解析】金属越活泼，与酸反应速率越快，因此能够证明锌的活动性比铁强的实验现象是锌与稀盐酸反应速率比铁与稀盐酸反应速率快。
①锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，同时也发现一个情况，由图中可知，A和稀盐酸反应需要的时间比B短，说明A的反应速率比B快，A和稀盐酸反应需要的时间比B短，说明A的金属活动性比B强，A可以表示锌和稀盐酸的反应曲，①符合题意。
②反应结束后，如果锌恰好和稀盐酸反应，则铁过量，和铁反应的稀盐酸不足，因此两种金属不一定都有剩余，②不符合题意。
③如果稀盐酸过量，则生成的氢气质量不相等，如果铁恰好和稀盐酸反应，则锌不足，生成的氢气质量小于铁和稀盐酸反应生成氢气的质量，如果锌恰好和稀盐酸反应，则铁过量，和铁反应的稀盐酸不足，因此反应结束后稀盐酸都无剩余，③符合题意。
④因为反应的稀盐酸质量相等，因此反应结束后消耗两种金属的质量不相等，消耗锌的质量大，④不符合题意。
⑤反应结束后稀盐酸都无剩余，则生成氯化锌的质量大于氯化亚铁的质量，又因为生成氢气的质量相等，因此反应后得到两种溶液的质量不相等，⑤不符合题意。
4.[2019·杭州模拟]将一定量的铝粉和氧化铜粉末混合加热，化学方程式为：2Al+3CuO 高温 3Cu+Al2O3
反应结束后，为了检验氧化铜是否完全反应，取少量反应后的固体，加入足量的稀硫酸充分反应后，将铁片插入溶液中。下列叙述的现象中，能够说明氧化铜没有完全反应的是（ ）
①加入稀硫酸后，有气泡生成②加人稀硫酸后，没有气泡生成③插入溶液中的铁片表面有红色物质析出④加入稀硫酸后，溶液中有红色不溶物质
A.①③④ B.②③ C.只有③ D.③④
【答案】C
【解析】要说明氧化铜没有完全反应，需通过实验来证明混合物中还有氧化铜，加入足量的稀硫酸，再插入铁片，若看到铁片的表面会有红色固体析出，则说明仍有氧化铜。
①如有氧化铜剩余，说明铝完全反应，加入稀硫酸后，氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，溶液变蓝色，无气泡产生，不符合题意。
② 加人稀硫酸后，没有气泡生成 ，只能说明没有铝，不能说明是否有氧化铜，不符合题意。
③ 取少量反应后的固体，若有氧化铜剩余，加入足量的稀硫酸充分反应后生成硫酸铜，将铁片插入溶液中，铁与硫酸铜发生置换反应生成红色的铜单质， 符合题意。
④若有氧化铜剩余，加入稀硫酸后，溶液变蓝色，没有红色不溶物质 ，不符合题意。
5.[2020·杭州模拟]小金为回收金属，往含有硝酸铜、硝酸银和硝酸亚铁的废液中缓慢连续加入锌粉。图为溶液中析出的固体质量与参加反应的锌粉质量关系，则( )
A.b点溶液阳离子只有Zn2＋和Cu2＋ B.c点对应的溶液质量最大
C.cd段(不含两端点)析出的是金属铁 D.bc段溶液中加入氯化钠溶液后会有白色沉淀生成
【答案】C
【解析】锌先与硝酸银反应生成 硝酸锌和银（a-b）然后和硝酸银反应生成硝酸亚铁和铜（b-c）最后与硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁（c-d）。
A、锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银（a-b），然后锌和硝酸银反应生成硝酸亚铁和铜（b-c）最后与硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁（c-d），b点溶液阳离子只有Zn2＋ ， 因为银是单质所以不属于阳离子，A不符合题意。
B、d点对应的溶液质量最大，B不符合题意。
C、锌与硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁（c-d），C符合题意。
D、和硝酸银反应生成硝酸亚铁和铜（b-c）， 由于硝酸亚铁和氯化钠反应生成硝酸钠和氯化铁，而氯化铁的颜色是橘黄色，因此不是白色沉淀生成，D不符合题意。
6.[2020·温州模拟]已知金属活动性从强到弱的排列顺序是Mg、Zn、Cu、Ag，将一定量的锌粉加入到Mg(NO3) 2、Cu(NO3)2、AgNO3三种物质的混合溶液中，充分反应后过滤，将滤渣放入稀盐酸溶液里，有气泡产生。则下列判断错误的是( )
A.滤渣中含有Ag、Cu、Zn的单质 B.滤液中含有Zn2+、Mg2+
C.滤渣中可能含有Mg的单质 D.滤液中不含有Cu²+、Ag+
【答案】C
【解析（1）在金属活动性顺序表中，只有前面的金属才能将后面的从它的盐溶液中置换出来；
（2）排序差距最大的金属先被置换；
（3）滤渣中存在什么金属，或者溶液中存在什么离子，和反应的完全程度有关。
【解答】A.锌不能将镁置换出来，但是可以将其它两种金属置换出来。当锌粉的质量足够多时，这两种金属都可能被置换出来，故A正确不合题意；
B.当铜、银都被置换出来时，溶液中就没有它们的离子，只有没有被置换的Mg2+和进入溶液的Zn2+ ， 故B正确不合题意；
C.滤渣中不可能含有镁的单质，故C错误符合题意；
D.根据上面的分析可知，滤液中不含有Cu²+、Ag+ ，故D正确不合题意。
7.金属在日常生活中有着广泛的用途，常见金属的活动性顺序如图：
请回答下面问题：
（1）金属活动性顺序表中的X是________元素。
（2）把一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中，过了一会儿，观察到的现象有________，该反应的化学方程式为________。
（3）向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量的Zn粉，溶液质量随反应时间的变化情况如图所示，图中B点溶液中含有的溶质有________。
【答案】（1）Hg
（2）铝丝上附着红色固体，溶液蓝色变浅；2Al＋3CuSO4=3Cu＋Al2(SO4)3
（3）Cu(NO3)2、Zn(NO3)2
【解析】（1）金属活动性顺序表中的X是为汞；
（2）铝的活动性比铜强，所以铝能与 硫酸铜溶液反应生成硫酸铝和铜，因此可观察到铝丝上附着红色固体，溶液蓝色变浅，反应方程式为2Al＋3CuSO4=3Cu＋Al2(SO4)3；
（3）向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量的Zn粉，锌先与硝酸银溶液反应生成硝酸锌和银，溶液质量减少，再与硝酸铜溶液反应生成硝酸锌和铜，溶液质量增加，图B为硝酸银刚好完全反应时的图像，则溶质为硝酸锌和硝酸铜。
8.[2019九上·慈溪月考]实验室的某一废液中含有Cu(NO3)2、NaNO3和AgNO3三种溶质。小科同学设计了如下实验方案来分离、回收废液中的金属铜和银。根据以下实验过程和现象回答问题：
（1）加入适量铜粉后，废液中发生反应的化学方程式是________。
（2）滤液D中的溶质有________。
【答案】（1）Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag （2）Fe(NO3)2、NaNO3
【解析】根据在金属活动性顺序表中，排在前面的金属与排在后面的金属的盐溶液能发生反应分析。
（1）加入适量铜粉后，铜会与硝酸银溶液发生反应，方程式为 Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag ；
（2）滤液D是滤液A加适量铁粉生成，滤液A成分为硝酸铜和硝酸钠，加入铁后硝酸铜会发生反应生成硝酸亚铁，所以D成分为硝酸亚铁和硝酸钠；
9.[2020·柯桥模拟]某兴趣小组为探究金属镁的化学性质，做了镁与稀盐酸反应的实验。小柯同学做镁粉与稀盐酸反应的实验时发现试管温度明显升高，并在试管中出现灰白色沉淀，该小组同学对灰白色沉淀的成分进行如下探究：
【提出假设】
假设一：可能含有氯化镁
假设二：可能含有镁粉
假设三：可能含有氢氧化镁
【查阅资料】①镁可与热水反应生成氢氧化镁；②氢氧化镁在水中溶解度很小，水溶液呈弱碱性。
【设计并进行实验】各取少量灰白色沉淀加入2支试管中，进行如下实验：
【得出结论】根据实验2现象，说明假设 不成立。
【实验思考】
（1）如果假设三成立，请写出实验2中发生的反应方程式：________。
（2）实验后同学们请教老师得知，灰白色沉淀的主要成分是碱式氯化镁(Mg(OH)2·MgCl2)，碱式氯化镁受热易分解产生氯化氢气体。为了验证试管中的灰白色沉淀中含有碱式氯化镁，小米把灰白色沉淀放进试管进行加热，并在试管口放一张湿润的石蕊试纸。如果灰白色沉淀中含有碱式氯化镁，则小米将看到的现象是________。
（3）镁与稀盐酸反应究竟是一个怎样的过程呢？
小组同学进行了如下实验：在小烧杯中加入一定量的稀盐酸和去除氧化膜的镁带，测量溶液pH的变化，并观察实验现象。结果如下表：
根据表中信息，请你说说溶液pH值出现这样变化的原因：________。
【答案】（1）2HCl+Mg(OH)2=MgCl2+2H2O
（2）石蕊试纸变红(石蕊试纸呈现红色)
（3）镁先与稀盐酸反应，溶液pH值升高；当盐酸消耗完，pH值显中性；接着镁就与热水应生成氢氧化镁沉淀，同时溶液pH值升高呈碱性
【解析】【得出结论】如果白色沉淀中含有金属镁，那么它会与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，肯定有气泡产生，据此分析判断；
【实验思考】（1）氢氧化镁和稀盐酸反应，生成氯化镁和水，据此写出假设三中的化学方程式；
（2）碱式氯化镁受热分解产生氯化氢气体，而氯化氢溶于水形成稀盐酸，遇到湿润的石蕊试纸会使其变成红色；
（3）当试管内存在稀盐酸且温度较低时，镁与稀盐酸反应，据此分析溶液pH的改变和温度的改变。当稀盐酸完全反应后，试管内的水温度较高，镁则与水再次发生反应，据此分析沉淀的原因和溶液pH值的改变。
【解答】【得出结论】根据实验2现象，说明白色沉淀中没有金属镁的存在，即假设二不成立。
【实验思考】（1）如果假设三成立，请写出实验2中发生的反应方程式：2HCl+Mg(OH)2=MgCl2+2H2O；
（2）如果灰白色沉淀中含有碱式氯化镁，则小米将看到的现象是：石蕊试纸变红(石蕊试纸呈现红色)。
（3）溶液pH值出现变化的原因是：镁先与稀盐酸反应，溶液pH值升高；当盐酸消耗完，pH值显中性；接着镁就与热水应生成氢氧化镁沉淀，同时溶液pH值升高呈碱性。
10.善于提出问题、探究问题和解决问题是学好化学的重要方法，某研究性学习小组的同学在学习铁及其化合物知识时进行了系列研究．
I．提出问题
问题1：铁为何称为黑色金属？
问题2：铁和氧气在不同条件下能发生哪些反应？
问题3：铁有多种氧化物，它们的性质有哪些差异？
问题4：钢铁厂在选矿时，如何测定铁矿石中的含铁量？
问题5：用一氧化碳还原氧化铁得到的黑色固体一定是单质铁吗？
Ⅱ．解决问题
【问题1】上网查寻，有两种说法
a．因为在铁表面有黑色的铁的氧化物，所以叫黑色金属
b．因为铁的粉末为黑色，铁的氧化物也均为黑色，所以叫黑色金属
（1）你认为正确的说法是________ （填“a”或“b”）．
【问题2】通过学习，已经知道铁丝在潮湿的空气中能生锈，也能在纯氧中燃烧．
（2）请写出一种防止钢铁生锈的方法________
（3）请写出铁丝在纯氧中燃烧的化学方程式________ ．
【问题3】查阅资料：
a．铁常见的氧化物有氧化铁（Fe2O3）、四氧化三铁（Fe3O4）和氧化亚铁（FeO）．
b．四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体，可以近似地看怍是氧化亚铁和氧化铁的化合物．它不溶于水，能与酸反应生成两种盐．
c．氧化亚铁是不溶于水的黑色粉末，能与酸反应，无磁性，也不能被磁铁吸引．
（4）请写出四氧化三铁与盐酸反应的化学方程式________ ．
（5）有一包黑色粉末，可能是铁粉、Fe3O4粉未、FeO粉末中的一种．请你设计一种实验方案进行鉴别________ ．
【问题4】同学们参观了某钢铁厂，了解到钢铁厂在选矿时测定铁矿石中含铁量的方法较多，小明结合所学知识，设计了如图1所示的实验装置测定某赤铁矿样品中Fe203的质量分数．他称取l0.0g赤铁矿，当赤铁矿中的Fe2O3全部还原为Fe时，剩余固体在CO的保护下冷却、称量．质量为7.6g（假设赤铁矿中的杂质均不与CO反应）．
（6）图中酒精灯的作用是________ ．
（7）该赤铁矿中Fe203的质量分数为________ （列出计算过程）．
【问题5】在钢铁厂的实验室．同学们采集了用某种热分析仪记录的C0与Fe203进行反应时的有关数据，并得到固体质量与反应温度的关系曲线．如图2所示．
（8）根据图象分析，写出P点时固体成分的化学式________ ．固体质量由48.0g变为46.4g的过程中发生反应的化学方程式为________ ．
【答案】（1）a
（2）刷漆
（3）3Fe+2O2Fe3O4
（4）Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
（5）取少量样品用磁铁吸引，不能被磁铁吸引，说明是FeO；能被磁铁吸引，说明是铁粉或Fe3O4粉未，在取少量样品加入稀盐酸，产生气泡，说明是铁．若没有产生气泡，说明是Fe3O4
（6）将多余的CO气体通过燃烧除掉，防止空气的污染
（7）设该赤铁矿中Fe2Ｏ3的质量为xFe2O3 +3CO2Fe+3CO2 质量减少160 112 160﹣112=48x l0.0g﹣7.6g=2.4gx=8g该赤铁矿中Fe203的质量分数为×100%=80%
（8）Fe；Fe2O3 +3CO2Fe+3CO2
【解析】（1）由于氧化铁为红色，四氧化三铁为黑色，则b的说法不正确，a说法正确；
（2）防止铁生锈就是使铁与水或氧气隔绝，可以采用涂油或刷漆的方法；
（3）铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，反应的化学方程式为3Fe+2O2Fe3O4；
（4）四氧化三铁与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水，化学方程式为：Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O；
（5）氧化亚铁是不溶于水的黑色粉末，能与酸反应，无磁性，也不能被磁铁吸引；铁可以与稀盐酸反应生成氢气，氧化铁溶于稀盐酸生成氯化铁和水，据此可以检验混合物组成，方法为：取少量样品用磁铁吸引，不能被磁铁吸引，说明是FeO；能被磁铁吸引，说明是铁粉或Fe3O4粉未，在取少量样品加入稀盐酸，产生气泡，说明是铁．若没有产生气泡，说明是Fe3O4；
（6）由于CO有毒，不能直接排放，应该在排放尾气的导气管口放一盏燃着的酒精灯，将多余的CO气体通过燃烧除掉；
（7）设该赤铁矿中Fe203的质量为x
Fe2O3 +3CO2Fe+3CO2 质量减少
160 112 160﹣112=48
x l0.0g﹣7.6g=2.4g
x=8g
该赤铁矿中Fe203的质量分数为×100%=80%；
（8）根据氧化性Fe2O3＞Fe3O4＞FeO可知，与CO发生反应时，Fe2O3优先反应，然后Fe3O4反应，最后FeO反应，根据图象曲线可知，加热到800℃时三种氧化物反应完全，此时固体为Fe，
故答案为：Fe3O4、FeO；
②固体质量由48.0g变为46.4g时，对应温度为400﹣500℃，此时Fe2O3与CO反应，反应的化学方程式为：Fe2O3 +3CO2Fe+3CO2；
【分析】（1）铁是在高温下炼制成，高温下会和空气中的氧气反应生成四氧化三铁或氧化亚铁，颜色都是黑色氧化物，氧化铁是红色氧化物，常温下缓慢氧化或电化腐蚀生成得到，氧化铁为红色，四氧化三铁为黑色；
（2）防止铁生锈就是使铁与水或氧气隔绝；
（3）首先根据反应原理找出反应物、生成物、反应条件，根据化学方程式的书写方法、步骤进行书写即可；
（4）四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体，可以近似地看怍是氧化亚铁和氧化铁的化合物．能与酸反应生成铁盐和亚铁盐；
（5）根据Fe2O3、Fe3O4、FeO与稀盐酸的反应现象及磁铁吸引方法设计实验方案进行检验；
（6）根据一氧化碳有毒分析；
（7）根据反应前后质量变化利用质量差法分析Fe203的质量，进而计算该赤铁矿中Fe203的质量分数；
（8）根据氧化性：Fe2O3＞Fe3O4＞FeO判断与CO反应的先后顺序，然后判断反应温度800℃（P点）时残留固体的成分；根据氧化性顺序及温度判断固体质量由48.0g变为46.4g时参加反应的物质，然后写出反应的化学方程式．
实验目的
实验操作
A
除去硫酸铜溶液中少量硫酸
加入过量的氧化铜粉末，充分反应后过滤
B
除去银粉中的锌粉
加入过量稀盐酸，充分反应后过滤、洗涤、干燥
C
除去氢氧化钠中的碳酸钠
加入过量的石灰水，充分反应后过滤
D
除去粗盐中少量泥沙
溶解、过滤、蒸发
反应时间（秒）
20
40
60
80
100
120
140
收集到的气体体积（毫升）
甲金属
25
60
95
130
160
170
170
乙金属
30
75
120
150
150
150
150
X
Y
Z
W
稀盐酸
√
-
-
√
Z的硝酸盐溶液
√
W的硝酸盐溶液
√
-
编号
实验操作
实验现象
实验1
加入一定温度的蒸馏水、搅拌
沉淀未见减少
实验2
加入适量稀盐酸
沉淀全部溶解，没有气泡产生
时间/min
0
2
4
8
12
16
20
24
溶液pH
2.0
5.3
7.0
8.6
9.3
9.8
10.0
10.0
实验现象
镁带溶解较快，产生大量气泡，试管温度升高，无沉淀生成
镁带缓慢溶解，产生气泡速率减慢，溶液变浑浊，烧杯底部有灰白色沉淀
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