核心考点集训学案-九上科学第二章【学生版+教师版】

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核心考点第二章本章内含五个核心考点考点01金属与酸的反应考点02金属与酸反应的图象问题考点03滤液滤渣问题考点04金属冶炼考点05混合气体成分探究考点1金属与酸的反应考点梳理1. 金属与酸的反应规律：（1）金属活动性顺序（2）金属与酸的反应规律 2.常见金属与酸反应的质量关系方法点拨解决金属与酸的反应问题，需要熟练掌握以下解题方法：（1）利用质价比快速解题：质价比=相对原子质量化合价，数值上等于生成1g氢气消耗金属质量；质价比越小，产氢力越强。（2）如何判定生成氢气质量多少若为等质量的活泼金属与足量相同酸反应，则比较金属的质价比，质价比越小，生成氢气越多；若为等质量等浓度的相同酸与足量的活泼金属反应，则生成氢气质量相同。（3）如何判定金属组成根据题目数据推出混合物/样品的质价比，则组成它的金属必有大于此数值的和小于此数值的，再分析给出的可能金属即可。考查方式例1 经典真题 ★★★★☆某学习小组用如图所示装置测定锌铜合金中锌、铜的质量分数。（1）实验前，先将锌铜合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是_________________________；（2）实验操作步骤有：检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，再进行的操作还有：①将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；②待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；③由A向B滴加足量试剂。上述再进行的操作的顺序是___________（填序号）；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应_______________________；（3）B中发生反应的化学方程式为_______________________；（4）若实验用锌铜合金的质量为ag，与酸充分反应后，测得氢气体积为VL，为求出合金中锌、铜的质量分数，还缺少的一个数据是_________；A．反应前加入稀酸的体积 B．反应前加入稀酸的质量分数C．实验前反应装置中空气的体积 D．实验条件下氢气的密度（5）若实验用锌铜合金的质量为ag，与酸充分反应后，B中剩余固体的质量为bg，则锌的质量分数为____________________；（6）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得锌的质量分数将___________（填“偏大”、“偏小”或“不受影响”）。【答案】（1）除去表面的氧化物；（2）③②①，使左右两液面相平；（3）Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；（4）D；（5）a−ba×100%；（6）偏小。【解析】（1）实验前，先将锌铜合金在稀酸中浸泡片刻，除去合金表面的氧化膜；（2）实验操作步骤应为：检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，由A向B滴加足量试剂，待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置，然后将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重，所以上述再进行的操作的顺序是③②①；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应使左右两液面相平，这样才能准确测出产生氢气的体积；（3）依据锌能与酸反应生成氢气而铜不可以来进行，锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，所以方程式为：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑；（4）为求出合金中锌、铜的质量分数，应求出锌、铜各自的质量，实验中通过测量氢气来达成，所以除了知道氢气的体积，还需要知道氢气的密度，所以本题答案为：D；（5）若实验用锌铜合金的质量为a g，与酸充分反应后，B中剩余固体为铜，质量为bg，则锌的质量为(a−b)g，故锌的质量分数为a−ba×100%；（6）未洗涤过滤所得的不溶物，会导致测得的铜的质量偏大，从而锌的质量偏小，得到锌的质量分数将偏小。考点2金属与酸反应的图象问题考点梳理1. 金属与酸反应的图象分析（1）金属与酸反应的图象类型：表中所说的酸指相同质量分数的同种酸。方法点拨金属与酸反应的图象问题的关键在于横纵坐标、图象斜率、最终平台：（1）若横坐标为反应时间，纵坐标为产生氢气的质量，则图象斜率表示产生氢气的速率，再根据题目中若为等浓度的同种酸，则斜率就与金属活动性相对应，金属越活泼，斜率越大。（2）图象最终平台对应产生氢气的质量：等质量等浓度同种酸+足量活泼金属，最终产生氢气质量相等；等质量金属+足量等浓度同种酸，最终产生氢气质量由质价比推算，质价比越小，最终产生氢气越多。考查方式例2 经典真题 ★★★☆☆“铁、锌、铜、镁、铝”是生活中常见的金属，请根据所学知识回答下列问题：（1）铝块能制成铝箔是利用了铝的_____________。（2）黄铜是铜锌合金，其硬度比纯铜________（填“大”或“小”）。（3）将一定质量的锌粒投入含有Cu(NO3)2和Fe(NO3)2的混合溶液中，充分反应后过滤，若滤液中只含一种溶质，则滤渣中一定含有______。（4）将等质量的镁、铁、锌三种金属分别放入三份溶质质量分数相等的稀盐酸中，生成H2的质量与反应时间的关系如图所示。反应后一定有剩余的金属是________（填化学式）。【答案】（1）延展；（2）大；（3）Cu、Fe；（4）Mg。【解析】（1）铝块能制成铝箔是利用了铝的延展性；（2）黄铜是铜锌合金，其硬度比纯铜大；（3）由于金属的活动性强弱是：锌＞铁＞铜，将一定质量的锌粒投入含有Cu(NO3)2和Fe(NO3)2的混合溶液中，锌会先与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，反应过程中溶液内有Cu(NO3)2、Fe(NO3)2、Zn(NO3)2三种溶质；当硝酸铜完全反应时，溶液内有Fe(NO3)2、Zn(NO3)2两种溶质；接下来锌与硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁，反应过程中溶液内有Fe(NO3)2、Zn(NO3)2两种溶质；当硝酸亚铁完全反应时，溶液内只有Zn(NO3)2这一种溶质。故若滤液中只含一种溶质，溶质就是硝酸锌，说明了铁、铜完全置换出来，则滤渣中一定含有Cu、Fe，可能有Zn。（4）横坐标为反应时间，纵坐标为生成氢气的质量，所以斜率对应金属活动性，由于金属的活动性强弱是：镁＞锌＞铁，故结合图象可知，金属x是Mg，y是Zn，z是Fe；24份质量的镁会生成2份质量的氢气，56份质量的铁会生成2份质量的氢气，65份质量的锌会生成2份质量的氢气，反应后可能已经反应完的金属是Zn、Fe,一定有剩余的金属是Mg。考点3滤液滤渣问题考点梳理1. 滤液与滤渣的成分分析（1）1种金属+1种盐：以铁粉投入硫酸铜溶液中（Fe+CuSO4=Cu+FeSO4）为例。（2）1种金属+2种盐：以锌粉投入硝酸铜和硝酸银的混合溶液中为例。第1步：Zn+2AgNO3=2Ag+Zn(NO3)2；第2步：Zn+Cu(NO3)2= Cu+Zn(NO3)2 （3）2种金属+1种盐：以锌、铁混合物投入硫酸铜溶液中为例。第1步：Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4；第2步：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4方法点拨解决滤液滤渣问题的思路：（1）根据金属的活动性顺序，分析溶液中可能发生的化学反应，写出涉及到的化学方程式；（2）如果涉及到有先后顺序的，直接按照“先远后近”原则进行逐步分析，第一步，第二步，第三步，反应必须是逐步反应，然后在逐步反应过程中，设想反应物的量的问题，再进行分析各种可能出现的情况；（3）实验过程中的现象：a. 溶液中的颜色：①蓝色Cu2+、②浅绿色Fe2+、③黄色Fe3+；b. 对滤渣：加酸有气泡产生则有活泼金属；c. 对滤液：加稀盐酸有沉淀产生则有Ag+。考查方式例3 经典真题 ★★★☆☆金属材料在生产、生活中有着广泛的应用，人类的生产和生活都离不开金属。（1）新型材料纳米级铁粉具有广泛的用途，它比普通铁粉更易与氧气反应，其制备的主要流程如图所示。高温反应器中反应的化学方程式为______________________________。（2）金属活动性顺序有重要的应用。铜、铝、铁为日常生活中常见的金属，某化学兴趣小组的同学在探究铝、铜、铁三种金属的有关性质时，进行了如图的实验：将A实验结束后①、②试管内的物质倒入烧杯中，发现烧杯中的红色固体物质明显增多，其原因是__________________________________，一段时间后过滤，滤液中的溶质一定有_______________________（填化学式）。（3）某同学在一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后，他对反应过程进行了分析，得到了以下几个图象（横坐标表示加入铁的质量），其中错误的是__________。A. B. C. D. 【答案】（1）FeCl2+H2Fe+2HCl；（2）未反应的铁继续与硫酸铜反应；FeSO4、Al2(SO4)3；（3）D。【解析】（1）氯化亚铁和氢气在高温的条件下生成铁和氯化氢，化学方程式为：FeCl2+H2Fe+2HCl；（2）铁不会与硫酸铝反应，会与硫酸铜反应置换出铜，所以将A实验结束后①、②试管内的物质倒入烧杯中，发现烧杯中的红色固体物质明显增多，其原因是：未反应的铁继续与硫酸铜反应，一段时间后过滤，滤液中的溶质一定有FeSO4、Al2(SO4)3；（3）在一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁粉，铁会先与硝酸银反应，硝酸银反应结束，再与硝酸铜反应，所以A、铁先于硝酸银反应，所以铜质量不会增加，然后在与硝酸铜反应时，铜的质量逐渐增多，然后不变，故A正确；B、根据铁与硝酸银反应的化学方程式，铁置换硝酸银的过程中溶液质量逐渐减小，而溶液中硝酸铜的质量不变，因此该阶段硝酸铜的质量分数逐渐增大；等铁粉开始与硝酸铜反应时，硝酸铜不断减小至完全反应，溶液硝酸铜的质量分数开始逐渐减小直至为0，故B正确；C、铁与硝酸银、硝酸铜的反应过程中，溶液的质量都不断减小，由于银的相对原子质量比铜大，所以与硝酸银反应阶段溶液质量减小的速度比与硝酸铜反应时要更大些；两种物质完全反应后所得到的硝酸亚铁溶液质量不再改变；故C正确D、在未加入铁粉时，混合溶液中只含有硝酸银和硝酸铜两种溶质，而不是三种溶质，故D错误。考点4金属冶炼考点梳理1. 氢气还原氧化铜（1）实验原理：H2+CuOEQ \O(\s\up7(△),=)Cu+H2O（置换反应）（2）实验操作（3）实验现象：黑色固体逐渐变为红色，同时试管口出现小水珠。2. 一氧化碳还原氧化铁（1）实验原理：3CO+Fe2O3EQ \O(\s\up7(高温),=)2Fe+3CO2（2）实验操作（3）实验现象：红色粉末逐渐变为黑色，澄清石灰水变浑浊。方法点拨金属冶炼部分基本两个方向，一考查实验细节的掌握，需要记忆相关操作、顺序及每步的意义；二考查金属氧化物样品纯度测定实验类问题（举例如图），会涉及到误差分析：此类问题原理分为以下两种：①通过测定 E 中反应前后质量，即测定出金属氧化物与氢气反应生成的水的质量，利用化学方程式就可求出样品中金属氧化物的质量。此原理误差来源较多，应注意装置B与C不能颠倒，且E后面最好有一干燥装置；②通过测定 D中金属氧化物样品反应前后的质量，其差值即为金属氧化物失去的氧元素的质量，利用化学方程式就可计算出金属氧化物的质量。（该方法测定出的结果不受B与C的顺序和E后是否有一干燥装置的影响）考查方式例4 经典真题 ★★★★☆金属冶炼就是要把金属从化合态变成游离态，使金属氧化物还原成金属单质，如图为有关实验室用一氧化碳还原氧化铜的实验装置，装置乙中的溶液为澄清石灰水，请回答与该实验有关的问题：（1）实验时，从甲装置的玻璃管中观察到的现象　 　；（2）装置乙中发生反应的化学方程式是　 　；（3）现有含杂质的氧化铜样品（假设杂质不参加反应），为测定该样品中氧化铜的质量分数，某同学用如图所示的装置进行实验，得到下列两组数据：关于这两组数据，下列说法不正确的是　 　（选填相关的字母）A．玻璃管中固体减少的质量即为氧化铜中氧元素的质量B．利用这两个数据都可以计算出样品中氧化铜的质量分数C．装置乙中石灰水增重的质量与反应产生二氧化碳的质量不相等D．如果实验称量很准确，则玻璃管中固体减少的质量应等于装置乙中石灰水增重的质量【答案】（1）黑色固体变成红色；（2）CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O；（3）BD。【解析】（1）一氧化碳还原氧化铜，把黑色氧化铜还原成红色的铜，实验时，从甲装置的玻璃管中观察到的现象是黑色固体变成红色；（2）装置乙中发生反应是二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀；化学方程式是：CO2+ Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O；（3）A、玻璃管中氧化铜还原成铜，固体减少的质量是氧元素的质量，故A正确；B、第一组数据装置乙中石灰水增重的质量和反应产生二氧化碳的质量不相等，且装置中本身含有二氧化碳，因此不能计算氧化铜的质量分数，但第二组数据可以通过氧元素的质量计算出氧化铜的质量，进而计算氧化铜的质量分数，故B错误；C、澄清石灰水一般用于检验二氧化碳，但不能保证将二氧化碳完全吸收，故C正确；D、玻璃管中固体减少的质量是氧元素的质量（也就是二氧化碳和一氧化碳的质量差），如果实验称量很准确装置乙中石灰水增重的质量是反应生成的二氧化碳的质量，故D错误。考点5混合气体成分探究考点梳理1. 常见气体的检验方法2. 气体检验的顺序：以N2、CO、CO2、H2、水蒸气的混合气体为例。操作顺序：无水硫酸铜粉末检验H2O→澄清石灰水检验CO2→NaOH溶液除去CO2→浓硫酸除去H2O→灼热CuO转化H2、CO→无水硫酸铜检验H2→澄清石灰水检验CO→NaOH溶液除去CO2→浓硫酸除去H2O→残余气体为N2方法点拨混合气体成分探究问题：①有水先验水，其他气体检验往往通过溶液，会影响对混合气体中水的检验；②有水后除水，其他气体检验、吸收往往通过溶液，所以一般最后一个除水；③CO2的存在会对CO的检验造成干扰，因此在通入氧化铜前应先通入氢氧化钠溶液除去气体中的CO2；H2O的存在会对H2的检验造成干扰，因此在通入氧化铜前应先通入氢氧化钠溶液除去气体中的H2O。考查方式例5 经典真题 ★★★★☆（2022•杭州模拟）某混合气体可能有CO2、CO、H2中的一种或几种，某学习小组的同学为了探究气体的组成，设计了如下装置进行实验（夹持装置已省略）。实验中出现的现象及在反应前后测量C、D装置的质量（各步反应均完全）记录如表：试分析回答下列问题：（1）请写出A装置中反应的化学方程式______________________________。（2）能证明原混合气体中有氢气存在的实验现象应该是__________________________________________________。（3）若混合气体中含有CO，则a、b、c、d之间满足的关系式为_____________________。【答案】（1）CO2+Ba(OH)2＝BaCO3↓+H2O；（2）C中黑色固体变红色，D中白色固体变蓝色；（3）（a﹣c）＞89（d﹣b）。【解析】（1）A装置中二氧化碳和氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀和水，反应的化学方程式是CO2+Ba(OH)2＝BaCO3↓+H2O。（2）加热时氧化铜和氢气反应生成铜和水，水和硫酸铜反应生成蓝色固体五水硫酸铜，能证明原混合气体中有氢气存在的实验现象应该是C中黑色固体变红色，D中白色固体变蓝色。（3）C反应前后的质量差是反应的氧化铜中的氧元素质量，即反应的氧化铜中的氧元素质量是（a﹣c）g，D反应前后的质量差是反应生成的水的质量，即反应生成水的质量是（d﹣b）g，若混合气体中含有CO，则部分氧化铜和一氧化碳反应，因此水中的氧元素质量和反应生成的二氧化碳中的氧元素质量和等于反应的氧化铜中的氧元素质量，反应生成的水中氧元素质量是（d﹣b）g×1618=89（d﹣b）g，根据题意有（a﹣c）g＞89（d﹣b）g，即（a﹣c）＞89（d﹣b）。反应通式金属+酸→盐+氢气反应类型置换反应反应条件金属的活动性位于氢之前剧烈程度其它条件相同时，金属越活泼，反应越剧烈反应举例Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑金属种类化学方程式金属与氢气的质量比镁Mg+2HCl=MgCl2+H2↑12:1铝2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑9:1锌Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑32.5:1铁Fe+2HCl=FeCl2+H2↑28:1物质的质量情况反应图象图象解读等质量酸中加入足量的金属反应速率：Mg>Al>Zn>Fe氢气质量：Al=Mg=Fe=Zn金属消耗：Zn>Fe>Mg>Al氢气质量：Al=Mg=Fe=Zn等质量金属中加入足量的酸反应速率：Mg>Al>Zn>Fe氢气质量：Al>Mg>Fe>Zn酸的消耗：Al>Mg>Fe>Zn氢气质量：Al>Mg>Fe>Zn铁粉的量滤液的溶质组成滤渣的成分不足CuSO4、FeSO4Cu恰好反应完FeSO4Cu过量FeSO4Fe、Cu锌粉的量滤液溶质组成滤渣成分只能与部分AgNO3反应AgNO3、Cu(NO3)2、Zn (NO3)2Ag恰与AgNO3完全反应Cu(NO3)2、Zn (NO3)2Ag与部分Cu(NO3)2反应Cu(NO3)2、Zn (NO3)2Ag、Cu恰与Cu(NO3)2完全反应Zn (NO3)2Ag、Cu过量Zn (NO3)2Ag、Cu、ZnCuSO4的量滤液溶质组成滤渣成分只能与部分Zn反应ZnSO4Zn、Fe、Cu恰与Zn完全反应ZnSO4Fe、Cu与部分Fe反应 ZnSO4、FeSO4Fe、Cu恰与Fe完全反应ZnSO4、FeSO4Cu过量CuSO4、ZnSO4、FeSO4Cu步骤目的验检验氢气的纯度防止爆炸通通H2排尽试管内空气，防止爆炸点点燃酒精灯/熄反应结束后，先熄灭酒精灯防止生成的Cu在温度较高时再次被O2氧化成CuO停等试管冷却后停止通入H2步骤目的查检查装置气密性/装装入药品并固定/点点燃酒精灯燃烧掉尾气中的CO，防止污染空气通向玻璃管中通入CO排尽试管内空气，防止发生爆炸点点燃酒精喷灯/熄反应完后，先熄灭酒精喷灯一是防止铁粉在高温下被氧化；二是防止试管内液体倒吸，使试管炸裂停等试管冷却后停止通入CO熄熄灭酒精灯/反应前10g氧化铜完全反应后Ⅰ组洗气瓶和石灰水的质量为185g洗气瓶和瓶内物质的总质量为187gⅡ组玻璃管和氧化铜样品的质量为57.9g玻璃管和玻璃管内物质的质量为56.1g气体检验方法现象水蒸气通过白色的无水硫酸铜粉末白色粉末变蓝O2带火星的木条木条复燃CO2通入澄清石灰水澄清石灰水变浑浊NH3湿润的红色石蕊试纸红色石蕊试纸变蓝HCl通入稀硝酸酸化的硝酸银溶液中有白色沉淀生成H2先通过灼热的氧化铜，再通过无水硫酸铜黑色固体逐渐变红，白色粉末变蓝点燃，在火焰上罩一只干而冷的烧杯产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水珠出现CO先通过灼热的氧化铜，再通入澄清石灰水黑色固体逐渐变红，澄清石灰水变浑浊点燃，在火焰上罩一只内壁涂有澄清石灰水的烧杯产生蓝色火焰，烧杯内壁石灰水变浑浊装置现象反应前总质量/g反应后总质量/gA溶液变浑浊╲╲C黑色变红色acD白色变蓝色bdF有水滴入╲╲