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初中化学人教版九年级下册第八单元 金属和金属材料课题 2 金属的化学性质优秀课堂检测
展开\l "_Tc16452" 【题型1 金属的化学性质】 PAGEREF _Tc16452 \h 1
\l "_Tc5338" 【题型2 金属活动性顺序及其应用】12
\l "_Tc31833" 【题型3 金属元素的存在及常见的金属矿物】18
\l "_Tc846" 【题型4 金属材料及其应用】21
\l "_Tc846" 【题型5 含杂质物质的化学反应的有关计算】25
\l "_Tc846" 【题型6 置换反应及其应用】29
\l "_Tc16452" 【题型1 金属的化学性质】
1.(2023•东城区校级模拟)下列金属中,不能从CuSO4溶液中置换出Cu的是( )
A.ZnB.AlC.FeD.Ag
【答案】D
【分析】根据活动性强的金属可以把活动性弱的金属从它的盐溶液中置换出来进行解答.
【解答】解:A、锌的活动性大于铜,所以锌可以从CuSO4溶液中置换出铜,故A不符合题意;
B、铝的活动性大于铜,所以铝可以从CuSO4溶液中置换出铜,故B不符合题意;
C、铁的活动性大于铜,所以铁可以从CuSO4溶液中置换出铜,故C不符合题意;
D、银的活动性小于铜,所以银不可以从CuSO4溶液中置换出铜,故D符合题意。
故选:D。
2.(2023秋•巴彦县校级期中)下列实验现象描述正确的是( )
A.镁条与稀硫酸反应:银白色固体表面出现气泡、固体减少或消失、放热
B.镁在空气中燃烧:发出强光,放出热量,产生大量的白雾
C.向硫酸铜溶液中伸入镁片:银白色表面覆盖一层白色物质,溶液变成浅绿色
D.在空气中点燃一氧化碳:产生蓝紫色火焰,放热
【答案】A
【分析】A、根据镁的金属活动性比氢强,进行分析判断.
B、根据镁在空气中燃烧的现象,进行分析判断.
C、根据镁铁的金属活动性比铜强,进行分析判断.
D、根据一氧化碳燃烧的现象,进行分析判断。
【解答】解:A、镁的金属活动性比氢强,能与稀硫酸反应,向镁条中滴加足量稀硫酸,银白色固体表面出现气泡、固体减少至消失、放热,故选项说法正确。
B、镁在空气中燃烧,发出强光,放出热量,产生大量的白烟,而不是白雾,故选项说法错误。
C、镁的金属活动性比铜强,向硫酸铜溶液中伸入镁片,银白色固体表面覆盖一层紫红色物质,溶液变成浅绿色,故选项说法错误。
D、在空气中点燃一氧化碳,产生明亮的蓝色火焰,放出热量,故选项说法错误。
故选:A。
3.(2023•博山区三模)现将等质量且形状相同的甲、乙、丙三种金属,分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中,产生氢气的质量随反应时间的关系如图所示(已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为+2)。下列说法不正确的是( )
A.相对原子质量:甲<乙<丙
B.金属活动性:乙<丙<甲
C.消耗硫酸的质量:甲<乙<丙
D.甲、乙、丙可能分别是镁、铁、锌
【答案】C
【分析】根据相同时间内产生氢气较多(即反应剧烈)的金属活动性较强,结合产生氢气的关系图判断三种金属活动性;结合三种金属的化合价及完全反应放出氢气的质量大小,判断三种金属的相对原子质量的大小。据此分析。
【解答】解:A、等质量的金属与足量的稀硫酸反应且生成物中金属元素均为+2价时,产生氢气的质量与金属的相对原子质量成反比,结合图像可知,相对原子质量由大到小的顺序为丙>乙>甲,故该项正确,不符合题意;
B、金属越活泼,与酸反应产生气体速率越快,单位时间内产生的气体越多,结合图像可知,金属活泼性为甲>丙>乙,故该项正确,不符合题意;
C、金属与酸反应生成氢气时,氢气来源于酸中的氢元素,所以生成的氢气与消耗的酸的多少顺序一致,故消耗酸的质量为甲>乙>丙,故该项错误,符合题意;
D、由金属的活泼性:甲>丙>乙,及相对原子质量:丙>乙>甲,镁、铁、锌的相对原子质量分别为24、56、65,且金属活动性顺序为镁>锌>铁,故可知甲、乙、丙可能是镁、铁、锌,故该项正确,不符合题意。
故选:C。
4.(2023秋•襄都区校级月考)纳米铁粉在空气中不易自燃,但稍加热即可剧烈燃烧,如图是纳米铁粉在锥形瓶中燃烧的实验,下列说法不正确的是( )
A.纳米铁粉燃烧的化学反应表达式为:铁+氧气三氧化二铁
B.水可防止生成物溅落炸裂瓶底
C.激光手电照射为纳米铁粉燃烧提供了热量
D.反应过程中气球先变大后变小
【答案】A
【分析】A、根据铁燃烧反应分析;
B、根据实验的注意事项分析;
C、根据燃烧的条件分析;
D、根据铁燃烧放出大量的热、消耗了氧气分析。
【解答】解:A、纳米铁粉在空气中燃烧生成四氧化三铁,反应文字表达式为:铁+氧气四氧化三铁,故A不正确;
B、纳米铁粉在空气中燃烧,放出大量的热,锥形瓶中的水可防止生成物溅落炸裂瓶底,故B正确;
C、激光手电照射为反应提供能量,使温度达到了着火点,使纳米铁粉燃烧,故C正确;
D、铁粉燃烧放热,则气球膨胀,且随着氧气的消耗,冷却后气球又减小,故D正确。
故选:A。
5.(2023•仙桃校级一模)向装有一定量硝酸铜和硝酸银混合溶液的试管中,缓慢加入细铁粉,充分反应。下列关于试管中物质的变化关系图错误的是( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【分析】向装有一定量硝酸铜和硝酸银混合溶液的试管中,缓慢加入细铁粉,铁、铜、银三种金属的活动性顺序为:铁>铜>银,则铁粉先和硝酸银反应,硝酸银反应完后,铁粉再和硝酸铜反应;据此分析解答。
【解答】解:A、向装有一定量硝酸铜和硝酸银混合溶液的试管中,缓慢加入细铁粉,铁粉先和硝酸银反应生成银和硝酸亚铁,一开始试管中只有银一种金属;硝酸银反应完后,铁粉再和硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁,此时试管中有银和铜两种金属;当硝酸铜也反应完之后,继续加入铁粉,没有物质反应,此时试管中有银、铜、铁三种金属;故选项图像正确。
B、一开始没有加入铁粉时,溶质只有硝酸银和硝酸铜两种,开始加入铁粉后,铁粉和硝酸银反应生成银和硝酸亚铁,溶质有硝酸银、硝酸铜和生成的硝酸亚铁三种,随着硝酸银反应完,溶质有硝酸铜和硝酸亚铁两种,硝酸铜也反应完后,溶质只有硝酸亚铁,故选项图像正确。
C、铁、铜、银三种金属的相对原子质量由大到小的顺序是:银>铜>铁,一开始铁置换硝酸银中的银时,溶液总质量减小的快,硝酸银反应完后,铁置换硝酸铜中的铜时,溶液总质量减小的慢,完全反应后,溶液总质量不变,故选项图像正确。
D、铁、铜、银三种金属的相对原子质量由大到小的顺序是:银>铜>铁,一开始铁置换硝酸银中的银时,固体总质量增加的快,硝酸银反应完后,铁置换硝酸铜中的铜时,固体总质量增加的慢,完全反应后,随着铁粉的不断加入,固体总质量不断增大,故选项图像错误。
故选:D。
6.(2023秋•绥棱县校级期中)(多选)在已经调平的托盘天平两边各放一个等质量的烧杯,向烧杯中各加入质量相等,溶质质量分数相同的稀盐酸,然后在左边烧杯中放入镁,在右边的烧杯中放入与镁质量相等的铝。待充分反应后,下列分析错误的是( )
A.天平保持平衡,左边烧杯中,酸没有剩余,镁可能有剩余
B.天平保持平衡,右边烧杯中,酸没有剩余,铝一定有剩余
C.天平保持平衡,左边烧杯中,酸一定剩余,镁一定没剩余
D.天平保持平衡,右边烧杯中,酸可能剩余,铝一定没剩余
【答案】CD
【分析】根据铝和镁分别与盐酸反应的化学方程式,以及铝和镁的与酸反应的质量关系进行分析,生成氢气质量相等天平平衡进行分析。
【解答】解:由化学方程式可得:
左边:Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
24 73 2
右边:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
54 219 6
18 73 2
A、天平保持平衡,生成的氢气的质量相同,酸都没有剩余,生成相同质量的氢气,铝反应的质量少,一定能有剩余,镁可能剩余,即左边烧杯中,酸一定没有剩余,镁可能有剩余,故A正确;
B、天平保持平衡,生成的氢气的质量相同,右边烧杯中,酸一定没有剩余,铝一定有剩余,故B正确;
C、天平保持平衡,生成的氢气的质量相同,左边烧杯中,酸一定没有剩余,镁可能有剩余,故C错误;
D、天平保持平衡,生成的氢气的质量相同,右边烧杯中,酸一定没有剩余,铝一定有剩余,故D错误。
故选:CD。
7.(2022秋•莱芜区期末)(多选)实验室中有一定质量的Cu(NO3)2和Mg(NO3)2的混合溶液,向其中加agZn粉,充分反应后过滤,得到一定温度下的滤液(不饱和)和滤渣,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡冒出。下列说法中,不合理的是( )
A.滤液一定是无色溶液
B.滤渣中一定含有Cu、Mg
C.滤液中一定含有Zn2+、Mg2+
D.滤渣的质量一定大于ag
【答案】BD
【分析】金属活动性顺序中,排在氢前面的金属,能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气,排在前面的金属,能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来。
【解答】解:A、三种金属的活动性由强到弱的顺序为镁>锌>铜,向硝酸铜和硝酸镁的混合溶液中加入锌,锌只能与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡冒出,则锌有剩余,硝酸铜完全反应,硝酸锌和硝酸镁溶液呈无色,所以滤液一定是无色溶液,故不符合题意;
B、向硝酸铜和硝酸镁的混合溶液中加入锌,锌只能与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,硝酸镁不反应,不会生成镁,即滤渣中一定含有Cu,一定没有Mg,故符合题意;
C、向硝酸铜和硝酸镁的混合溶液中加入锌,锌只能与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,溶液中一定含有锌离子,硝酸镁不参加反应,所以滤液中一定含有镁离子,故不符合题意;
D、锌与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,反应的化学方程式为:Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+Cu,参加反应的锌与生成的铜的质量比为65:64,硝酸镁不参加反应,则滤渣的质量一定小于ag,故符合题意。
故选:BD。
8.(2022秋•魏都区校级期末)在Cu(NO3)、Al(NO3)3和AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤出的固体上滴加稀盐酸时有气泡产生。则过滤后所得溶液中含有的金属离子有 Al3+,Fe2+ ,反应后溶液的质量比原混合溶液质量变 小 (“大”或“小”),有关反应的化学方程式为 Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag或Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu (写一个即可)。
【答案】Al3+,Fe2+;小;Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag或Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu。
【分析】根据金属活动性Al>Fe>Cu>Ag分析。
【解答】解:混合溶液中的Cu(NO3)2、AgNO3与Fe发生置换反应,得到Cu、Ag,因为向滤出的固体上滴加稀盐酸时有气泡产生,故铁粉过量,所以滤出固体中还含Fe;反应后的溶液中即滤液不再含的Cu(NO3)2、AgNO3,而是含有生成的Fe(NO3)2;由于Al(NO3)3不与Fe发生反应,所以滤液中还含有Al(NO3)3,故过滤后所得溶液中含有的金属离子有Al3+,Fe2+;依据该置换反应的过程是Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag;Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu,反应的铁与铜银的相对原子质量关系可知:该两个反应发生时铁置换银与铜时,反应的铁的质量都小于生成的铜和银,所以固体质量增大了,故溶液质量就减小;该过程中共发生两个反应:铁和硝酸铜的置换反应,铁和硝酸银的置换反应;故化学方程式为:Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag、Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu。故答案为:Al3+,Fe2+;小;Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag或Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu。
9.(2023•肇源县开学)请你回答:
(1)天然水中含有许多杂质,可利用吸附、沉淀、过滤和蒸馏等方法净化,其中净化程度最高的方法是 蒸馏 。
(2)硬水给生活和生产带来很多麻烦,生活中可用 肥皂水 来区分硬水和软水,常用 煮沸 的方法来降低水的硬度。
(3)乙醇可做环保汽车的燃料,它完全燃烧的化学方程式 。
(4)铝的金属活动性比铁强,但铝比铁更耐腐蚀,其原因是 铝在空气中易形成致密的氧化铝氧化膜,能阻止反应的进一步进行,铁在空气中形成铁锈是疏松多孔的物质,反应一直进行,直至铁完全锈蚀 。
(5)生铁和钢是铁的合金,二者的区别 含碳量的不同 。
(6)CO2在空气中含量增多会导致温室效应,科学家研究得出可以利用二氧化碳和氨气(NH3)进行反应生成化学肥料尿素[CO(NH2)2]和水,既能缓解温室效应,也能给庄稼提供氮肥,写出化学反应方程式 CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O 。
【答案】(1)蒸馏;
(2)肥皂水;煮沸;
(3);
(4)铝在空气中易形成致密的氧化铝氧化膜,能阻止反应的进一步进行,铁在空气中形成铁锈是疏松多孔的物质,反应一直进行,直至铁完全锈蚀;
(5)含碳量的不同;
(6)CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O。
【分析】(1)根据水的净化过程来解答该题;
(2)根据硬水和软水的区别及性质来解答该题;
(3)根据甲烷燃烧生成二氧化碳和水进行分析;
(4)根据铝制品在空气中易与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜回答;
(5)根据生铁与钢的区别来分析;
(6)根据二氧化碳和氨气在一定条件下生成尿素和水来分析。
【解答】解:(1)天然水中含有许多杂质,可利用吸附、沉淀、过滤和蒸馏等方法净化,蒸馏能除去水中的不溶性杂质、可溶性杂质和微生物,所得蒸馏水是纯水,净化程度最高的方法是蒸馏;
(2)硬水给生活和生产带来很多麻烦,水中加入肥皂水搅拌,产生泡沫多是软水,泡沫少的是硬水,生活中可用肥皂水来区分硬水和软水;天然水加热煮沸时,水中的可溶性钙镁化合物转化为沉淀,水的硬度降低,常用煮沸的方法来降低水的硬度;
(3)乙醇可做环保汽车的燃料,它完全燃烧生成水和二氧化碳,反应的化学方程式:;
(4)铝的金属活动性比铁强,但铝比铁更耐腐蚀,其原因是铝在空气中易形成致密的氧化铝氧化膜,能阻止反应的进一步进行,铁在空气中形成铁锈是疏松多孔的物质,反应一直进行,直至铁完全锈蚀;
(5)生铁是指含碳量为2%~4.3%的铁的合金,钢是指含碳量为0.03%~2%的铁的合金,可知二者的主要区别为含碳量的不同;
(6)二氧化碳和氨气(NH3)在一定条件下,进行反应生成化学肥料尿素(CO(NH2)2)和水,反应方程式为:CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O。
故答案为:
(1)蒸馏;
(2)肥皂水;煮沸;
(3);
(4)铝在空气中易形成致密的氧化铝氧化膜,能阻止反应的进一步进行,铁在空气中形成铁锈是疏松多孔的物质,反应一直进行,直至铁完全锈蚀;
(5)含碳量的不同;
(6)CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O。
10.(2022秋•高碑店市期末)将一定质量的锌粉加入硫酸铝和硫酸铜的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。向滤渣中加入稀硫酸,有气泡产生。请回答下列问题:
(1)将锌粉加入硫酸铝和硫酸铜的混合溶液中,请写出发生反应的化学方程式 Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu ,该反应的基本反应类型是 置换反应 。
(2)过滤时需要的仪器除固定装置、烧杯、玻璃棒外,还需要 漏斗 。
(3)过滤后所得滤渣的成分是 Zn、Cu ,滤渣和稀硫酸反应的化学方程式为 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 。
【答案】(1)Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu;置换反应;
(2)漏斗;
(3)Zn、Cu;Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
【分析】由金属活动性顺序表可知,金属的活动性是:铝>锌>氢>铜;将一定质量的锌粉加入硫酸铝和硫酸铜的混合溶液中,锌只与硫酸铜反应生成铜和硫酸锌,在滤出的固体中滴加稀硫酸,有气泡产生,说明固体中含有氢前金属锌,说明锌已经将硫酸铜完全反应,则该滤渣是铜、锌的混合物。
【解答】解:(1)锌与硫酸铜反应生成铜和硫酸锌,方程式是:Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu;该反应是一种单质和一种化合物反应,生成另外一种单质和一种化合物的反应,属于置换反应;
(2)过滤时需要固定装置、烧杯、玻璃棒外,还需要漏斗;
(3)根据分析,滤渣是铜和锌,锌和硫酸反应产生硫酸锌和氢气,方程式是:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
故答案为:(1)Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu;置换反应;
(2)漏斗;
(3)Zn、Cu;Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
11.(2023•富平县二模)如图1为某学习小组探究金属化学性质时所做的三个实验,仔细分析后回答下列问题:
(1)a中刚开始无气泡产生,一段时间后产生大量气泡,原因是 未打磨铝丝或铝的表面有一层致密的氧化膜或氧化铝先和盐酸反应 。
(2)写出b中发生反应的化学方程式 Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag 。
(3)图2是实验c中反应的微观示意图。根据图2分析可知金属的活动性:R > (填“>”或“<”)Ag。
【答案】(1)未打磨铝丝或铝的表面有一层致密的氧化膜或氧化铝先和盐酸反应;
(2)Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag;
(3)>。
【分析】(1)根据铝化学性质活泼,常温下铝和氧气会反应生成氧化铝。氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水进行分析;
(2)根据铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银进行分析;
(3)根据活泼金属能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来进行分析。
【解答】解:(1)铝化学性质活泼,常温下铝和氧气会反应生成氧化铝,氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水,属于始无气泡产生的原因是铝的表面有一层致密的氧化铝先和盐酸反应;
(2)b中铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,化学方程式为:Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag;
(3)活泼金属能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来,R能将银从其盐溶液中置换出来,所以活动性R>Ag。
故答案为:(1)未打磨铝丝或铝的表面有一层致密的氧化膜或氧化铝先和盐酸反应;
(2)Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag;
(3)>。
12.(2022秋•醴陵市期末)我国古代就有用胆矾湿法炼铜的记载。为了验证铁和硫酸铜的反应,认识反应原理,同学们进行了如下实验:
实验方法:将洁净的铁丝伸入盛有硫酸铜溶液的试管中。
实验原理: Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 。(用化学方程式表示)
实验现象: 铁丝表面析出红色物质,溶液由蓝色变为浅绿色 。
实验拓展:若用天平分别称量反应前各物质的总质量为m1、反应后各物质的总质量为m2,可以得到的结果是 m1=m2 。
【答案】Fe+CuSO4=Cu+FeSO4;铁丝表面析出红色物质,溶液由蓝色变为浅绿色;m1=m2。
【分析】根据铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,结合题意进行分析解答。
【解答】解:实验方法:将洁净的铁丝伸入盛有硫酸铜溶液的试管中;
实验原理:铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,该反应的化学方程式为:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;
实验现象:生成的铜为红色的,硫酸铜溶液为蓝色的,硫酸亚铁溶液为浅绿色的,故可观察到铁丝表面析出红色物质,溶液由蓝色变为浅绿色;
实验拓展:根据质量守恒定律,该反应没有气体参与和生成,所以若用天平分别称量反应前各物质的总质量为 m1 、反应后各物质的总质量为 m2,可以得到的结果是m1=m2。
故答案为:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4;铁丝表面析出红色物质,溶液由蓝色变为浅绿色;m1=m2。
13.(2022秋•浉河区期末)某同学在探究金属与化合物溶液反应的实验时,向Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中加入一定质量的锌粉,充分反应后过滤,请回答。
(1)写出Zn与AgNO3溶液反应的化学方程式 Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag ;
(2)向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生则滤渣中一定含有的物质是什么 Ag、Cu、Zn ;
(3)若滤液仍呈蓝色,写出滤液中一定含有的物质的化学式 Zn(NO3)2、Cu(NO3)2 。
【答案】(1)Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag;
(2)Ag、Cu、Zn;
(3)Zn(NO3)2、Cu(NO3)2。
【分析】根据金属活动性Zn>Cu>Ag,向Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中加入一定质量的锌粉,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,进行分析解答。
【解答】解:(1)锌和硝酸银溶液反应生成硝酸锌和银,该反应的化学方程式为:Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag。
(2)根据金属活动性Zn>Cu>Ag,向Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中加入一定质量的锌粉,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。充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,说明滤渣中含有排在氢前面的金属,即滤渣中含有锌,说明硝酸银和硝酸铜的均反应完全,故此时滤渣中含有的固体是Ag、Cu、Zn。
(3)充分反应后过滤,若滤液仍呈蓝色,说明溶液中有铜离子,即硝酸铜有剩余,而硝酸银可能已经完全反应,也可能有剩余,无法确定是否存在硝酸银,则滤液中一定含有Zn(NO3)2、Cu(NO3)2。
故答案为:
(1)Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag;
(2)Ag、Cu、Zn;
(3)Zn(NO3)2、Cu(NO3)2。
14.(2023•万荣县四模)向Cu(NO3)2、Al(NO3)3,和AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤出的固体中滴加稀硫酸时有气泡产生。
(1)写出反应后所得溶液中含有的金属阳离子。
(2)反应前后溶液质量如何变化?请用化学方程式解释。(写一个即可)
【答案】见试题解答内容
【分析】金属活动性顺序中,排在氢前面的金属,能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气,排在前面的金属,能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来。
【解答】解:(1)向滤出的固体中滴加稀硫酸时有气泡产生,是因为铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,即铁过量,反应后所得溶液中含有的金属阳离子:铝离子、亚铁离子。
故答案为:铝离子、亚铁离子。
(2)反应前后溶液质量减小,这是因为铁和硝酸银、硝酸铜反应后生成的金属质量大于反应的铁的质量,反应的化学方程式及其质量关系:
Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag,
56 216
Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu,
56 64
故答案为:
Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag
56 216或
Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu,
56 64。
\l "_Tc5338" 【题型2 金属活动性顺序及其应用】
15.(2023秋•望奎县校级月考)小岳同学发现桌上有三瓶没标签的金属,为了探究它们的活泼性,他分别将它们标注为X、Y、Z并进行了以下实验,把X和Y分别放入稀盐酸中,X溶解并产生氢气,Y不反应;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,而Y没有变化,根据以上实验事实,下列有关三种金属活动性正确的是( )
A.Y>X>ZB.X>Z>YC.Z>X>YD.X>Y>Z
【答案】B
【分析】根据在金属活动性顺序中,位于氢前面的金属能置换出酸中的氢,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,判断能否发生反应,进而可确定三种金属活动性由强到弱的顺序。
【解答】解:把X和Y分别放入稀盐酸中,X溶解并产生氢气,Y不反应,说明X的位置排在氢的前面,Y的位置排在氢的后面,即X>H>Y。
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,而Y没有变化,说明Z的金属活动性比银强,Y的金属活动性比银弱,即Z>Ag>Y。
则X、Y和Z的金属活动性顺序为:X>Z>Y。
故选:B。
16.(2023春•皇姑区校级月考)能验证Mg、Zn、Cu三种金属活动性顺序的一组试剂是( )
①Zn、Mg、Cu、稀硫酸
②Mg(NO3)2溶液、Zn、Cu(NO3)2溶液
③Mg(NO3)2溶液、Zn(NO3)2溶液、Cu
④Zn、Cu、Mg(NO3)2溶液、稀硫酸
A.①②③B.①②④C.②③④D.①③④
【答案】B
【分析】根据氢前金属能与酸反应,氢后金属不能与酸反应,金属活动性顺序表中,排在前面的金属能将其后面的金属从其盐溶液中置换出来进行分析。
【解答】解:①金属活动性顺序表中,锌和镁都排在氢前后,都能与稀硫酸反应,镁与酸反应速率快,镁的活动性强于锌,铜与稀硫酸不反应,活动性最弱,故①可以验证三种金属活动性顺序;
②锌能与硝酸铜反应,说明锌活动性比铜强,锌与硝酸镁不反应,说明镁的活动性强于锌,故②可以验证三种金属活动性顺序;
③铜与硝酸镁和硝酸锌都不反应,铜的活动性最弱,无法判断锌和镁的活动性强弱,故③不能验证三种金属活动性顺序;
④锌、铜都不能与硝酸镁反应,镁的活动性最强,锌能与稀硫酸反应,铜不能,锌的活动性强于铜,故④可以验证三种金属活动性顺序。
故选:B。
17.(2023春•仁寿县校级月考)为验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序,设计了下列四种方案,其中不合理的是( )
A.锌、CuSO4溶液、银
B.ZnSO4溶液、铜、银
C.ZnSO4溶液、铜、AgNO3溶液
D.锌、铜、稀盐酸、AgNO3溶液
【答案】B
【分析】根据金属活动性顺序,验证金属的活动性顺序是否合理,可根据“反应则活泼,不反应则不活泼”进行分析判断,通过分析方案所能得到的结论,确定是否能得出锌、铜、银三种金属的活动性顺序。
【解答】解:A、锌与CuSO4溶液不反应,说明了活动性锌>铜;银与CuSO4溶液不反应,说明了活动性铜>银;由此可得出三种金属活动性锌>铜>银,方案合理,故选项错误。
B、铜、银均不能与ZnSO4溶液反应,说明了活动性锌>铜,锌>银,但无法确定银和铜的活动性强弱,方案不合理,故选项正确。
C、铜与ZnSO4溶液不反应,说明了活动性锌>铜;铜能与硝酸银溶液反应置换出银,说明了活动性铜>银;由此可得出三种金属活动性锌>铜>银,方案合理,故选项错误。
D、锌能与稀盐酸反应生成氢气,铜不与稀盐酸反应,说明了活动性锌>氢>铜;铜能与硝酸银溶液反应置换出银,说明了活动性铜>银;由此可得出三种金属活动性锌>铜>银,方案合理,故选项错误。
故选:B。
18.(2023•阳谷县二模)(多选)下列验证Mg、Zn、Ag三种金属活动性顺序的实验方案中(“﹣”表示未进行金属与盐溶液之间的实验),不能达到实验目的的是( )
A.AB.BC.CD.D
【答案】AB
【分析】根据在金属活动性顺序中,位于氢前面的金属能置换出酸中的氢,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,进行分析判断。
【解答】解:A、锌不能与硫酸镁溶液反应,说明了金属活动性镁>锌;但不能确定与银的活动性,不能达到实验目的,故该选项符合题意;
B、银不能与硫酸镁溶液反应,但不能确定三个金属的活动性,不能达到实验目的,故该选项符合题意;
C、Mg能与硫酸锌溶液置换出锌,说明了金属活动性镁>锌;锌能与硝酸银溶液反应置换出银,说明了金属活动性锌>银;则三种金属活动性顺序为:镁>锌>银,能达到实验目的,故该选项不符合题意;
D、锌不能与硫酸镁溶液反应,说明了金属活动性镁>锌;锌能与硝酸银溶液反应置换出银,说明了金属活动性锌>银;则三种金属活动性顺序为:镁>锌>银,能达到实验目的,故该选项不符合题意。
故选:AB。
19.(2022秋•大武口区校级期末)我国自主设计的大型客机成功试飞,标志着我国的合金制造技术取得重大突破。根据所学知识回答问题。
(1)大型客机的外壳用铝合金制作,其优点是 硬度大、耐腐蚀、密度小 。
(2)某合金中含有金属钪(Sc)。相同条件下,取相同状态的金属钪和锌分别与相同浓度的盐酸反应,钪产生气泡速率明显更快,则金属活动性Sc > Zn(填“>”或“<”)。根据上述结论,下列说法不正确的是 B (填序号)。
A.将Sc投入CuSO4溶液中有红色物质析出
B.仅用Fe(NO3)2溶液、Sc(NO3)3溶液、Ag能验证钪和铁的活动性强弱
C.仅用Fe、Sc、稀H2SO4溶液能验证钪和铁的活动性强弱
(3)已知Sc与稀盐酸发生置换反应,生成+3价化合物,写出该反应的化学方程式 2Sc+6HCl═2ScCl3+3H2↑ 。
【答案】(1)硬度大、耐腐蚀、密度小;
(2)>;B;
(3)2Sc+6HCl═2ScCl3+3H2↑.
【分析】(1)从铝合金的优点分析;
(2)根据金属活动性越强的金属与酸反应越剧烈,金属活动性Zn>Cu,金属活动性顺序的判断进行分析;
(3)根据置换反应是指单质与化合物反应生成另一种单质与另一种化合物进行分析。
【解答】解:(1)大型客机的外壳用铝合金制作,其优点是硬度大、耐腐蚀、密度小;
(2)在金属活动顺序表中,金属的位置越靠前,金属的活动性越强。与酸反应的速率越快。相同条件下,取相同状态的钪和锌分别与相同浓度的盐酸反应,钪产生气泡速率明显更快,则Sc与Zn的金属活动性顺序是Sc>Zn;
A、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。将Sc投入CuSO4溶液中,钪能与硫酸铜反应生成铜,钪的表面有红色物质析出,说法正确;
B、仅用Fe(NO3)2溶液、Sc(NO3)3溶液、Ag不能验证钪和铁的活动性强弱,因为银与两种溶液都不能发生反应,只能验证Fe、Sc的活动性强于Ag,不能证明铁和钪的活动性强弱,说法错误;
C、仅用Fe、Sc、稀H2SO4溶液能验证钪和铁的活动性强弱,因为在相同条件下,钪与酸反应比铁快,说法正确;
(3)Sc与稀盐酸发生置换反应,生成+3价化合物,该反应的化学方程式为2Sc+6HCl═2ScCl3+3H2↑。
故答案为:
(1)硬度大、耐腐蚀、密度小;
(2)>;B;
(3)2Sc+6HCl═2ScCl3+3H2↑.
20.(2023春•琼山区校级期末)回答下列与金属有关的问题。
(1)铝合金和纯铝,硬度较大的是 铝合金 ;
(2)金属活动顺序表中没有排列金属Mn、Pd(钯),现请探究Mn、Pd(钯)、Cu三种金属的活动性顺序:①将Mn片、Pd片分别加入到稀盐酸中,Mn片表面有气泡产生,Pd片没有变化。根据上述实验现象,得出的结论是 Mn的活泼性比Pd强 ;
②要确切得出这三种金属的活动性顺序,还需将Pd片加入到 硫酸铜 溶液中,观察现象。
【答案】(1)铝合金;
(2)①Mn的活泼性比Pd强;
②硫酸铜。
【分析】(1)根据合金的优点进行解答;
(2)根据金属活动顺序表中Mn、Pd(钯)、Cu的金属活动性强弱去分析解答。
【解答】解:(1)一般说来合金的硬度一般比各成分金属大,合金的熔点一般低于组成它的成分金属的熔点;
(2)①将Mn片、Pd片分别加入到稀盐酸中,Mn片表面有气泡产生,Pd片没有变化,说明Mn的活泼性比Pd强.②要确切得出这三种金属的活动性顺序,还需将Pd片加入到铜盐中,如硫酸铜溶液中,观察Pd片表面是否有红色的金属铜出现,如有,说明Pd的活泼性比铜强,没有,则说明Pd的活泼性不如铜;
故答案为:
(1)铝合金;
(2)①Mn的活泼性比Pd强;
②硫酸铜。
21.(2023•兴庆区校级三模)兴趣小组欲探究Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序,进行了如下实验:
(1)进行实验前先将金属打磨干净的目的是 除去金属表面的氧化物 。如图所示,将四根金属丝同时插入烧杯中,则甲中发生反应的化学方程式是 Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑ ,乙中的现象是 铁丝表面出现红色固体,银丝表面无明显变化 ,由此可以得到三种金属的活动性由弱到强的顺序是 银、铜、铁 。
(2)若将一定量的铁加入含有硝酸银和硝酸铜的混合溶液中,充分反应后过滤,得到的滤液依旧是蓝色的,则滤液中一定含有的溶质是 Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 (填化学式)。
【答案】(1)除去金属表面的氧化物;Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑;铁丝表面出现红色固体,银丝表面无明显变化;银、铜、铁;
(2)Fe(NO3)2、Cu(NO3)2。
【分析】(1)根据金属的性质和金属活动性顺序的知识进行分析;
(2)根据在金属活动性顺序中,位置靠前的金属能把位于其后的金属从它的盐溶液中置换出来来进行分析。
【解答】解:(1)实验前先将金属打磨干净的目的是除去金属表面的氧化物,
故答案为:除去金属表面的氧化物;
烧杯甲中,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,化学方程式为:Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑,
故答案为:Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑;
烧杯乙中,铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,观察到铁丝表面出现红色固体,银与硫酸铜不反应,观察到银丝表面无明显变化,
故答案为:铁丝表面出现红色固体,银丝表面无明显变化;
实验甲铁与稀硫酸反应生成氢气,铜不与稀硫酸反应,说明铁的活动性比铜强,实验乙中银不与硫酸铜反应,说明铜的活动性比银强,由上述可知,三种金属的活动性由弱到强的顺序是银、铜、铁,
故答案为:银、铜、铁。
(2)铁、铜、银三种金属的活动性由弱到强的顺序是银、铜、铁,将一定量的铁加入含有硝酸银和硝酸铜的混合溶液中,铁先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,硝酸银完全反应后,铁再与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,充分反应后过滤,得到的滤液依旧是蓝色的,即滤液中含有硝酸铜,还有铁与硝酸银反应生成的硝酸亚铁,铁先与硝酸银反应,硝酸银可能完全反应,也可能有剩余,即溶液中可能还含有硝酸银,所以滤液中一定含有的溶质是Fe(NO3)2、Cu(NO3)2,
故答案为:Fe(NO3)2、Cu(NO3)2。
22.(2023春•新乡期中)金属和合金在工业和生活中具有广泛的用途。
(1)合金的性能一般比纯金属好,所以合金比纯金属应用更广泛。请写出合金相对于纯金属的一个优点。
(2)根据反应现象可以判断金属活动性顺序。请你写出一组能验证铁、铜、银三种金属的活动性强弱的试剂。
(3)根据(2)中提供的试剂写出有关的化学方程式(一个即可)。
【答案】(1)硬度增大(合理即可);
(2)铁丝、硝酸铜溶液、银丝(合理即可);
(3)Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu。
【分析】(1)根据合金具有硬度大、强度大、熔点低、耐腐蚀性好进行分析;
(2)根据金属活动性铁>铜>银,则铁能与硝酸铜溶液反应,银不能与硝酸铜溶液反应进行分析;
(3)根据铁能与硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁进行分析。
【解答】解:(1)与纯金属相比,合金具有硬度大、强度大、熔点低、耐腐蚀性好等。
(2)由于金属活动性铁>铜>银,则铁能与硝酸铜溶液反应,银不能与硝酸铜溶液反应,则试剂为:铁、硝酸铜溶液、银。(合理即可)
(3)铁能与硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁,反应的化学方程式为Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu。
故答案为:(1)硬度增大(合理即可);
(2)铁丝、硝酸铜溶液、银丝(合理即可);
(3)Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu。
\l "_Tc31833" 【题型3 金属元素的存在及常见的金属矿物】
23.(2023•金溪县校级模拟)诗词是民族灿烂文化中的瑰宝。对下列诗词隐含的化学现象解释不合理的是( )
A.遥知不是雪,为有暗香来—分子在不断地运动着
B.美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来—金的化学性质稳定,在自然界以单质的形式存在
C.千里冰封,万里雪飘—有新物质生成,发生化学变化
D.何意百炼钢,化为绕指柔—生铁经不断煅烧锤打氧化,降低碳的含量后变成钢
【答案】C
【分析】A、根据分子不断运动分析;
B、根据金的化学性质稳定分析;
C、根据是否有新物质生成判断是否是化学变化;
D、根据生铁炼钢的原理来分析。
【解答】解:A、闻到香味,说明分子在不断地运动,向四周扩散,使人们闻到香味,故A解释合理,不符合题意;
B、金的化学性质稳定,不易发生反应,在自然界以单质的形式存在,故B解释合理,不符合题意;
C、千里冰封,万里雪飘,是物质状态的改变,没有新物质生成,属于物理变化,故C解释不合理,符合题意;
D、生铁和钢的区分在于含碳量不同,钢中的含碳量更低,生铁经不断煅烧锤打氧化,降低碳的含量后变成钢,故D解释合理,不符合题意。
故选:C。
24.(2023•天宁区校级模拟)同学们收集的下列矿石样品中,主要成分为Fe3O4的是( )
A.赤铁矿B.磁铁矿C.孔雀石D.铝土矿
【答案】B
【分析】根据常见矿石的主要成分,进行分析解答。
【解答】解:A、赤铁矿的主要成分是Fe2O3,故选项错误。
B、磁铁矿的主要成分是Fe3O4,故选项正确。
C、孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜【Cu2(OH)2CO3】,故选项错误。
D、铝土矿的主要成分是Al2O3,故选项错误。
故选:B。
25.(2023•南海区校级模拟)如图1是一幅敦煌壁画。古代敦煌的颜料制作技术已经居世界领先水平。敦煌壁画中的色彩主要来自彩色矿石和色土。
(1)一千多年前的敦煌壁画色彩依然鲜艳如初,说明彩色矿石和色土常温下 不易 (填“易”或“不易”)被氧化。
(2)壁画绿色来自氯铜矿、石绿、石青等,氯铜矿主要成分的化学式为Cu2(OH)xCl,则x= 3 。
(3)铜矿是古代绘画颜料的主要来源,如图2是铜元素的价类转化二维图,丁的化学式为Cu2(OH)2CO3。
①写出下列物质的化学式:甲 Cu ,乙 Cu2O ;
②反应a可以是乙和Cu2S反应,同时得到SO2,反应过程中化合价升高的元素是 硫元素 ;
③属于化合反应的是 c和e (填序号);反应d是丙和碳反应,则d的化学方程式为 C+2CuO2Cu+CO2↑ 。
【答案】(1)不易;
(2)3;
(3)①Cu;Cu2O;
②硫元素;
③c和e;C+2CuO2Cu+CO2↑。
【分析】(1)根据彩色矿石和色土常温下不易被氧化,化学性质稳定进行分析;
(2)根据化合物中正负化合价代数和为0的原则进行分析;
(3)根据甲为单质,即为Cu,乙为含有+1价铜的氧化物,即为Cu2O,反应a可以是乙(Cu2O)和Cu2S反应生成甲(Cu),同时得到SO2,化合反应是由两种或两种以上物质反应生成一种物质的反应进行分析。
【解答】解:(1)一千多年前的敦煌壁画色彩依然鲜艳如初,说明彩色矿石和色土常温下不易被氧化,化学性质稳定;
(2)氯铜矿主要成分的化学式为Cu2(OH)xCl,其中氯元素显示﹣1价,铜元素显示+2价,氢氧根显示﹣1价,根据在化合物中正负化合价代数和为0的原则,则有(+2)×2+(﹣1)×x+(﹣1)=0,解得x=3;
(3)①甲为单质,即为Cu,乙为含有+1价铜的氧化物,即为Cu2O,丙为含有+2价铜的氧化物,即为CuO,丁为Cu2(OH)2CO3;
②反应a可以是乙(Cu2O)和Cu2S反应生成甲(Cu),同时得到SO2,反应过程中铜元素由+1价变为0价,硫元素由﹣2价变为+4价,即反应过程中化合价升高的元素是硫元素(S);
③化合反应是由两种或两种以上物质反应生成一种物质的反应,故其中c铜与氧气加热生成氧化铜,属于化合反应,e铜与氧气、二氧化碳和水反应得到丁,属于化合反应;故属于化合反应的是c和e;
反应d是氧化铜和碳在高温下反应生成铜和二氧化碳,该反应方程式为:C+2CuO2Cu+CO2↑。
故答案为:(1)不易;
(2)3;
(3)①Cu;Cu2O;
②硫元素;
③c和e;C+2CuO2Cu+CO2↑。
26.(2023•碑林区校级模拟)中华文化源远流长、博大精深,古籍中蕴含着丰富的化学知识!
(1)《浪淘沙》:“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”,金在自然界以 单质 (填“单质”或“化合物”)的形式存在。
(2)《咏梅》:“遥知不是雪,为有暗香来”,从微观角度解释原因 分子是在不断运动的 。
(3)《四言诗》:“烟消火灭”,消防员使用高压水枪灭火的原理是 使温度降到可燃物的着火点以下 。
【答案】(1)单质;
(2)分子是在不断运动的;
(3)使温度降到可燃物的着火点以下。
【分析】(1)根据金属在自然界的存在,进行分析解答。
(2)根据分子的基本性质,进行分析解答。
(3)根据灭火的原理,进行分析解答。
【解答】解:(1)“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”,能得到黄金,说明金在自然界以单质的形式存在。
(2)“遥知不是雪,为有暗香来”,是因为花香中含有的分子是在不断运动的,向四周扩散,使人们闻到花香。
(3)消防员使用高压水枪灭火,利用的是水汽化吸热,使温度降到可燃物的着火点以下。
故答案为:
(1)单质;
(2)分子是在不断运动的;
(3)使温度降到可燃物的着火点以下。
\l "_Tc846" 【题型4 金属材料及其应用】
27.(2022秋•南阳期末)分类法是学习化学的重要方法,下列有关分类正确的是( )
A.混合物:空气,冰水共存物
B.氧化物:氧气、五氧化二磷
C.化石燃料:煤、石油
D.金属材料:氧化铁、不锈钢
【答案】C
【分析】根据已有的物质的类别进行分析解答即可。
【解答】解:A.混合物含有多种物质,故空气属于混合物,而冰水共存物只含一种物质属于纯净物;
B.氧化物是含有两种元素且其中一种是氧元素的纯净物,故氧气不属于氧化物,五氧化二磷属于氧化物;
C.三大矿物燃料分别是煤、石油和天然气,故煤、石油属于化石燃料;
D.金属材料是指金属单质和合金,而氧化铁既不是金属单质也不属于合金,故不是金属材料,不锈钢属于合金,是金属材料;
故选:C。
28.(2022秋•驻马店期末)人类的生产与生活离不开金属材料,下列不属于金属材料的是( )
A.黄铜B.水银C.氧化铁D.焊锡
【答案】C
【分析】根据金属材料包括纯金属和合金,以此作答。
【解答】解:A、青铜是铜的合金,属于金属材料,故A错误;
B、水银是纯金属,属于金属材料,故B错误;
C、氧化铁是铁的氧化物,不是金属材料,故C正确;
D、焊锡是合金,属于金属材料,故D错误。
故选:C。
29.(2023•兴庆区校级一模)金、铜、银按一定比例制成合金,具有柔和的粉红玫瑰色彩,被称为“玫瑰金”,广泛用于首饰设计和加工。下列叙述不正确的是( )
A.“玫瑰金”的硬度比金、铜、银大
B.“玫瑰金”是一种混合物
C.“玫瑰金”的熔点比金、铜、银高
D.“玫瑰金”属于金属材料
【答案】C
【分析】A、根据合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大,进行分析判断。
B、金、铜、银按一定比例制成合金,具有柔和的粉红玫瑰色彩,被称为“玫瑰金”。
C、根据合金的熔点比组成它的纯金属的熔点大,进行分析判断。
D、根据金属材料包括纯金属以及它们的合金,进行分析判断。
【解答】解:A、合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大,“玫瑰金”为金、铜、银的合金,“玫瑰金”的硬度比金、铜、银大,故选项说法正确。
B、金、铜、银按一定比例制成合金,具有柔和的粉红玫瑰色彩,被称为“玫瑰金”,则“玫瑰金”中含有多种物质,属于混合物,故选项说法正确。
C、合金的熔点比组成它的纯金属的熔点大,“玫瑰金”的熔点比金、铜、银低,故选项说法错误。
D、合金属于金属材料,故选项说法正确。
故选:C。
30.(2023•松北区一模)2022年中国航天继续开启“超级模式”,中国空间站“T”字基本构型在轨组装完成也入选年度世界航天十大新闻,彰显了我国在航天领域的实力。请回答下列问题:
(1)神舟十四号载人飞船使用的燃料为液态四氧化二氮和偏二甲肼【C2H8N2】,两者燃烧生成空气中含量最多的物质和两种常见的氧化物。请写出此反应化学方程式① 2N2O4+C2H8N23N2↑+2CO2↑+4H2O 。四氧化二氮中两种元素的化合价分别为② 氮元素显+4价、氧元素显﹣2价 。
(2)神舟十四号载人飞船运行过程的能量转化为 电能转化为机械能 。
(3)载人飞船的主体材料除大量采用高温合金外还使用了航空陶瓷,其中合金属于 金属 材料(填“金属”或“合成”)。
【答案】(1)2N2O4+C2H8N23N2↑+2CO2↑+4H2O;氮元素显+4价、氧元素显﹣2价。
(2)电能转化为机械能。
(3)金属。
【分析】(1)根据化学反应的原理以及元素的化合价来分析;
(2)根据能量的变化来分析;
(3)根据材料的分类来分析。
【解答】解:(1)液态四氧化二氮(N2O4)与液态偏二甲肼(C2H8N2),混合反应后可得三种物质:空气中含量最多的气体即氮气,根据质量守恒定律可知两种常见氧化物即二氧化碳和水,所以化学方程式为2N2O4+C2H8N23N2↑+2CO2↑+4H2O;四氧化二氮中,氮元素显+4价,氧元素显﹣2价;故答案为:2N2O4+C2H8N23N2↑+2CO2↑+4H2O;氮元素显+4价、氧元素显﹣2价。
(2)神舟十四号载人飞船运行过程的能量转化为电能转化为机械能;故答案为:电能转化为机械能。
(3)合金属于金属材料;故答案为:金属。
31.(2023•池州模拟)阅读下列科技短文,回答问题。
2020年7月23日12时41分,“天问一号”搭乘长征五号遥四运载火箭,在文昌发射场顺利升空,开启了中国人的首次火星之旅,“天问一号”执行的是中国首次行星探测任务,该名称源于屈原长诗《天问》,寓意探求科学真理征途漫漫,追求科技创新永无止境。
长征五号遥四运载火箭使用了YF﹣77发动机,该发动机采用航空煤油、液氢、液氧为推进剂。火箭的姿控系统使用耐辐射石英玻璃作为光学材料,其主要成分为二氧化硅。火星车使用钛合金、铝合金、复合记忆纤维材料制造,火箭推进器喷嘴的超级合金中含有金属铌。
(1)文中涉及的金属材料有 钛合金(或铝合金) (填1种即可)。
(2)利用石油中各成分的 沸点 不同,可以将其分离得到航空煤油(含C12H26等)。为了节能,燃烧前常将航空煤油喷成雾状,目的是 增大可燃物与氧气的接触面积,促进燃烧 。
(3)氢气是一种高效的绿色能源,氢气燃烧的化学方程式为 2H2+O22H2O 。下列有关氢气在液化过程中的分析正确的是 D (填字母)。
A.分子体积减小
B.分子数目减小
C.分子质量变小
D.分子间间隔减小
【答案】(1)钛合金(或铝合金);
(2)沸点;增大可燃物与氧气的接触面积,促进燃烧;
(3)2H2+O22H2O;D。
【分析】(1)金属材料包括纯金属与合金;
(2)根据石油分馏的原理、促进燃料充分燃烧的措施来分析;
(3)根据化学反应的原理以及物质三态变化的微观实质来分析。
【解答】解:(1)钛合金、铝合金属于金属材料;故填:钛合金(或铝合金);
(2)利用石油中各成分的沸点不同,可以将其分离得到航空煤油(含C12H26等)。为了节能,燃烧前常将航空煤油喷成雾状,目的是增大可燃物与氧气的接触面积,促进燃烧;故填:沸点;增大可燃物与氧气的接触面积,促进燃烧;
(3)在点燃的条件下,氢气和氧气反应生成水,化学方程式为2H2+O22H2O,氢气在液化过程中,分子的数目、体积、质量不变,而分子间的间隔减小,故填:2H2+O22H2O;D。
32.(2022•绿园区开学)厨房中蕴含着许多化学知识,回答问题。
(1)下列厨房用品,使用金属材料制作的是 B (填序号)。
(2)炒菜时油锅着火,可迅速盖上锅盖,其灭火原理是 使可燃物与O2隔绝 。
(3)家用燃气为天然气,主要成分是甲烷。写出甲烷燃烧的化学方程式 CH4+2O2CO2+2H2O 。
(4)厨房中常见的下列用品,其主要成分由离子构成的是 AD (填序号)。
A.食盐(主要成分是氯化钠:NaCl)
B.食醋(主要成分是乙酸:CH3COOH)
C.料酒(主要成分是乙醇:C2H5OH)
D.纯碱(主要成分是碳酸钠:Na2CO3)
【答案】(1)B;
(2)使可燃物与O2隔绝;
(3)CH4+2O2CO2+2H2O;
(4)AD。
【分析】(1)金属材料包括纯金属和合金;
(2)根据灭火的方法与原理来分析;
(3)根据甲烷燃烧的原理来分析;
(4)根据物质的构成情况来分析。
【解答】解:(1)棉线属于天然材料;铁锅是由生铁制成的,生铁属于金属材料;保鲜膜是一种塑料,属于合成材料;故答案为:B;
(2)炒菜时油锅着火,可迅速盖上锅盖,其灭火原理是使可燃物与O2隔绝;故答案为:使可燃物与O2隔绝;
(3)在点燃的条件下,甲烷与氧气反应生成二氧化碳和水,化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O;故答案为:CH4+2O2CO2+2H2O;
(4)A.食盐的主要成分是氯化钠——NaCl,氯化钠是由钠离子与氯离子构成的,符合题意;
B.食醋的主要成分是乙酸——CH3COOH,乙酸是由分子构成的,不合题意;
C.料酒的主要成分是乙醇——C2H5OH,乙醇是由分子构成的,不合题意;
D.纯碱的主要成分是碳酸钠:Na2CO3,碳酸钠是由钠离子与碳酸根离子构成的,符合题意。
故答案为:AD。
\l "_Tc846" 【题型5 含杂质物质的化学反应的有关计算】
33.(2023秋•南岗区校级月考)某钢铁厂用含氧化铁70%的赤铁矿炼制生铁,炼制过程中损失4%,则用1000t该铁矿石能生产出含纯铁96%的生铁多少吨( )
A.480tB.490tC.500tD.700t
【答案】B
【分析】由要生产出含纯铁96%的生铁的质量、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铁的质量,再根据损失的铁和生铁的质量分数计算。
【解答】解:设能生产出铁的质量x。
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 112
1000t×70% x
解得:x=490t
炼制过程中损失4%的铁元素,则能生产出含纯铁96%的生铁的质量为:490t×(1﹣4%)÷96%=490t。
故选:B。
34.(2022秋•勃利县期末)赤铁矿石是常用的炼铁原料之一,其主要成分是氧化铁。氧化铁的化学式为 Fe2O3 ,如果用100吨含氧化铁80%的赤铁矿石炼铁,理论上可以炼出 58.3 吨含铁量为96%的生铁。(结果保留一位小数。假设在反应过程中氧化铁中的铁元素全部转化成铁单质,且杂质中不含铁)
【答案】Fe2O3;58.3。
【分析】根据化学式书写,显正价的元素其符号写在左边,显负价的写在右边,化合价的绝对值交叉约减,得化学式右下角的数字,数字为1时不写;化学式中元素符号右下角的数字为一个分子中原子的个数,Fe2O3+3CO2Fe+3CO2进行分析。
【解答】解:氧化铁中铁元素显+3价,氧元素显﹣2价,化学式书写,显正价的元素其符号写在左边,显负价的写在右边,化合价的绝对值交叉约减,得化学式右下角的数字,数字为1时不写;化学式中元素符号右下角的数字为一个分子中原子的个数,氧化铁的化学式为Fe2O3;工业上炼铁,用一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,设100吨含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可以炼出含铁量为96%的生铁的质量为x,
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 112
100t×80% x×96%
x≈58.3t,
答:理论上可以炼出含铁量为96%的生铁的质量为58.3t。
故答案为:Fe2O3;58.3。
35.(2022秋•河东区校级期末)金属材料与人类的生产和生活密切相关。请回答:
(1)下列用品中,主要利用金属导热性的是 B (填字母)。
A.铂金饰品
B.铁锅
C.铝导线
(2)有A、B、C三种金属,将C和B浸入稀盐酸中,B溶解而C不溶解,将C浸入A的硝酸盐溶液中,其表面有析出的A,则这三种金属活动性顺序是 A (填字母)。
A.B>C>A
B.B>A>C
C.A>B>C
D.C>B>A
(3)某钢铁厂每天需消耗5000t含Fe2O376%的赤铁矿石,该厂理论上可日产含Fe95%的生铁的质量是 2714.3 t(结果保留到0.1)。
【答案】(1)B;
(2)A;
(3)2714.3。
【分析】(1)根据金属的性质与用途来分析;
(2)金属活动性顺序表中位于氢前面的金属能和稀盐酸或稀硫酸反应;金属活动性顺序表中,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的化合物溶液里置换出来;
(3)根据氧化铁的质量代入化学反应方程式来计算铁的质量,进而计算生铁的质量。
【解答】解:(1)A、铂金饰品,是利用了铂金性质稳定、特殊色泽的性质,故选项错误;
B、铁锅,是利用了铁具有良好的导热性,故选项正确;
C、铝导线,是利用了铝具有良好的导电性,故选项错误;
(2)将B、C浸入盐酸中,B溶解而C不溶解,说明金属B位于金属活动性顺序表中氢的前面,而金属C位于氢的后面;将C浸入A的硝酸盐溶液中,其表面上有A析出,说明金属C位于金属A的前面,所以此三种金属的活动性顺序为:B>C>A;
(3)由5000t含氧化铁76%的赤铁矿,则氧化铁的质量为5000t×76%=3800t;
设可炼得铁的质量为x。
Fe2O3+3CO3CO2+2Fe
160 112
3800t x
x=2660t
则可得含铁98%的生铁的质量是≈2714.3t
答:该厂理论上可日产含Fe 98%的生铁的质量约是2714.3t。
故答案为:(1)B;
(2)A;
(3)2714.3。
36.(2023•东方校级二模)某钢铁厂每天消耗1000t含氧化铁76%的赤铁矿石,该厂理论上可炼得日产含杂质5%的生铁质量为多少?(高炉炼铁的原理为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2)
【答案】560t。
【分析】根据氧化铁的质量和化学方程式的计算来分析。
【解答】解:1000t含氧化铁76%的赤铁矿石中,氧化铁的质量为:1000t×76%=760t,
设该厂理论上每天可炼得铁的质量为x。
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 112
760t x
x=532t
则该厂理论上可炼得日产含杂质5%的生铁质量为:532t÷(1﹣5%)=560t。
答:该厂理论上可炼得日产含杂质5%的生铁质量为560t。
37.(2023•眉山)磁铁矿石(主要成分为Fe3O4)是常用的炼铁原料,工业上可通过如下反应:Fe3O4+4CO3Fe+4CO2将其中的Fe3O4转化为Fe。
(1)Fe3O4中铁、氧的微观粒子数目之比为 3:4 ;
(2)假设炼铁过程中铁没有损耗,用含348吨Fe3O4的磁铁矿石理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少(写出计算过程)?
【答案】(1)3:4;
(2)262.5t。
【分析】(1)根据化学式的含义,进行分析解答。
(2)由四氧化三铁的质量、生铁中铁的质量分数,根据反应的化学方程式可以列式计算出炼出生铁的质量。
【解答】解:(1)由化学式可知,Fe3O4中铁、氧的微观粒子数目之比为3:4。
故答案为:3:4。
(2)设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x。
Fe3O4+4CO3Fe+4CO2
232 168
348t 96%x
x=262.5t
答:理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为262.5t。
\l "_Tc846" 【题型6 置换反应及其应用】
38.(2023•沿河县模拟)多视角下化学反应包含了多种信息,以下对化学反应的认识中错误的是( )
A.从反应类型看:木炭还原氧化铜的反应属于置换反应
B.从能量变化看:金属镁与稀硫酸的反应属于放热反应
C.从元素守恒看:物质在氧气中燃烧生成了水和二氧化碳,则该物质中一定含有碳、氢两种元素
D.从反应现象看:铁丝在氧气中燃烧生成了黑色的四氧化三铁
【答案】D
【分析】A、根据置换反应的概念来分析;
B、根据化学反应中的能量变化来分析;
C、根据质量守恒定律来分析;
D、根据实验现象的描述方法来分析。
【解答】解:A、木炭还原氧化铜生成铜和二氧化碳,该反应是由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物的反应,属于置换反应,故A正确;
B、金属镁与稀硫酸的反应属于放热反应,故B正确;
C、某物质在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水,CO2和H2O两种物质中含有碳、氢、氧三种元素,根据质量守恒定律,反应前后,元素种类不变,反应物氧气中只含有氧元素,则某化合物中一定含有碳、氢两种元素,可能含有氧元素,故C正确;
D、铁丝在氧气中燃烧生成了黑色的四氧化三铁,这是实验结论而不是实验现象,故D错误。
故选:D。
39.(2022秋•谷城县期末)推理是化学学习中常用的思维方法。下列推理正确的是( )
A.单质是由一种元素组成的纯净物,所以由一种元素组成的纯净物一定是单质
B.同种元素的原子具有相同的质子数,所以具有相同质子数的粒子一定属于同种元素
C.置换反应生成单质和化合物,所以生成单质和化合物的反应一定是置换反应
D.燃烧都伴随着发光、放热现象,所以有发光、放热现象的变化一定是燃烧
【答案】A
【分析】A、根据单质是由同种元素组成的纯净物,进行分析判断。
B、根据元素是质子数(即核电荷数)相同的一类原子的总称,进行分析判断。
C、置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。
D、根据常见的发光、放热的现象,进行分析判断。
【解答】解:A、单质是由一种元素组成的纯净物,由一种元素组成的纯净物一定是单质,故选项推理正确。
B、同种元素的原子具有相同的质子数,但具有相同质子数的粒子不一定属于同种元素,如水分子和氖原子,故选项推理错误。
C、置换反应生成单质和化合物,生成单质和化合物的反应不一定是置换反应,如氯酸钾加热生成氯化钾和氧气,有单质和化合物生成但该反应属于分解反应,故选项推理错误。
D、燃烧都伴随着发光、放热现象,有发光、放热现象的不一定是燃烧,如灯泡通电发光放热不是燃烧,故选项推理错误。
故选:A。
40.(2022秋•仪征市期末)对反应进行分类有助于认识与研究。下列反应属于置换反应的是( )
A.3Fe+2O2Fe3O4
B.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
C.H2+CuOCu+H2O
D.2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓
【答案】C
【分析】根据已有的化学反应结合特点进行分析解答即可。
【解答】解:A、3Fe+2O2Fe3O4,是两种物质反应生成一种物质,属于化合反应,故A错误;
B、Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,是两种物质生成两种物质,不属于基本反应类型,故B错误;
C、H2+CuOCu+H2O,是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应,故C正确;
D、2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓,是两种反应物交换成分反应生成两种新物质,属于复分解反应,故D错误。
故选:C。
41.(2022•西湖区校级二模)实现“碳中和”的措施之一是“碳转化”,其反应原理如图所示,即一定条件下,将二氧化碳分子和氢分子按照个数比 1:3 在催化剂表面转化成某种有机清洁燃料,该化学反应 不是 置换反应。(填“是”或“不是”)
【答案】1:3;不是。
【分析】根据微观反应示意图的信息以及置换反应的概念来分析。
【解答】由微观反应示意图可知,该反应是一定条件下,二氧化碳和氢气在催化剂的作用下反应生成甲醇和水,反应的化学方程式为:CO2+3H2CH3OH+H2O,则二氧化碳分子和氢分子的个数比为1:3,由于生成物都是化合物,所以反应不属于置换反应。
故答案为:1:3;不是。
42.(2020•成武县校级模拟)已知A+B=C+D,其中A、C是化合物,B、D是单质。
(1)该反应所属的基本反应类型是什么? 置换反应 。
(2)写出三个符合上述要求的有关反应的化学方程式 H2+CuOCu+H2O 、 Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑ 、 Fe+CuSO4═FeSO4+Cu 。(要求:三个化学方程式中的A应分属于不同类别的物质)
【答案】(1)置换反应;
(2)①H2+CuOCu+H2O;
②Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑;
③Fe+CuSO4═FeSO4+Cu.
【分析】(1)根据置换反应的含义进行解答,置换反应是指由一种单质和一种化合物反应,生成另外一种单质和一种化合物的反应;
(2)根据置换反应的含义写出符合条件的化学方程式。
【解答】解:(1)置换反应是指由一种单质和一种化合物反应,生成另外一种单质和一种化合物的反应,所以化合物A+单质B 化合物D+单质E的反应所属的基本反应类型是置换反应;
(2)符合此表达式的化学方程式①H2+CuOCu+H2O;②Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑;③Fe+CuSO4═FeSO4+Cu.
故答案为:(1)置换反应;
(2)①H2+CuOCu+H2O;
②Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑;
③Fe+CuSO4═FeSO4+Cu.
选项金属盐溶液
A
B
C
D
MgSO4溶液
Zn
Ag
﹣
Zn
ZnSO4溶液
﹣
﹣
Mg
﹣
AgNO3溶液
﹣
﹣
Zn
Zn
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