专题08 金属和金属材料(考点详解)(教师版含解析)-备战2023年中考化学考点微专题(全国通用)
展开这是一份专题08 金属和金属材料(考点详解)(教师版含解析)-备战2023年中考化学考点微专题(全国通用),共22页。试卷主要包含了98,3%,钢的含碳量为0,如图,研究金属的活动性顺序实验, 用下图所示实验研究金属的性质等内容,欢迎下载使用。
专题08 金属和金属材料
金属和合金
(1)金属材料:包括纯金属(单质)以及它们的合金(混合物)。
(2)金属的物理性质和用途
共性
物理性质
用途
三性
导电性
用铜丝制作导线
导热性
用铁制作炊具
延展性
用铝制作铝箔
有金属光泽
制作各种饰品
特性
①颜色:大多数金属为银白色,而铜呈紫红色,金呈黄色,铁粉是黑色
②状态:常温下,大多数金属为固体,而汞呈液态
特别提醒
金属之最:①地壳中含量最多的金属元素——铝;②熔点最高的金属——钨;③生活中使用最多且目前世界上年产量最高的金属——铁。
(3)合金及其特性
概念
在纯金属中加热熔合某些金属或非金属,就可以制得具有金属特征的合金,合金属于混合物
特性
与其组成纯金属相比,合金的硬度 大、抗腐蚀性强、熔点低
常见的合金
①铁合金:生铁和钢的区别在于含碳量不同,生铁的含碳量高于钢的含碳量。
②其他合金:铝合金、钛合金、黄铜等
1.(2022福建中考)下列物品中,由金属材料制成的是( )
A. 纯棉毛巾 B. 铁制剪刀 C. 橡胶导管 D. 陶瓷坩埚
【答案】B
【解析】A、纯棉毛巾是棉制品,属于天然有机材料,不符合题意;
B、铁制剪刀是铁合金,属于金属材料,符合题意;
C、橡胶导管是橡胶制品,是合成橡胶,属于有机合成材料,不符合题意;
D、陶瓷坩埚是陶瓷制品,属于无机非金属材料,不符合题意;
答案为:B。
2.(2022湖南湘潭中考)青铜是人类最早使用的铜锡合金。下列说法中错误的是( )
A. 青铜属于金属材料 B. 青铜的硬度比纯铜更大
C. 青铜的熔点比纯铜的熔点要低 D. 铜是目前世界年产量最高的金属
【答案】D
【解析】A、青铜是铜的合金,合金属于金属材料,选项正确;
B、根据合金的硬度一般比其组成金属的硬度大,故青铜的硬度比纯铜更大,选项正确;
C、根据合金的熔点一般比其组成金属的熔点都低,故青铜的熔点比纯铜的熔点要低,选项正确;
D、铁是目前世界年产量最高的金属,选项错误;
答案为:D。
3.(2022年云南省昆明市中考)近年昆明地铁发展迅速,修建地铁所用的钢材属于( )
A.天然材料 B.金属材料 C.合成材料 D.复合材料
【答案】B
【解析】
钢材是铁的合金,合金是由两种或两种以上的金属与金属或金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质,金属材料包括合金和纯金属,因此合金属于金属材料,故选B。
4.(2022年安徽省中考)硬铝常用于制造火箭、飞机的外壳,铝元素的相关信息如图所示,下列说法正确的是( )
A.铝元素的相对原子质量为13 B.Al2O3中Al为+2价
C.硬铝的强度和硬度比铝的大 D.铝是地壳中含量最多的元素
【答案】C
【解析】
A. 元素周期表中最下方数字为相对原子质量,铝元素的相对原子质量为26.98。错误。
B. 化合物中各元素正负化合价代数和为0,氧化铝中氧元素为-2价,所以铝元素为+3价,错误。
C. 合金的硬度一般比组成它的纯金属硬度大。硬铝是铝的合金,强度和硬度比铝的大,正确。
D. 地壳中含量前5位的元素是氧硅铝铁钙,所以氧是地壳中含量最多的元素。错误。
故选:C。
解答此类问题一要熟悉金属材料的概念,从而进行判断材料是否属于金属材料;二要熟悉纯金属的物理性质和用途。
金属材料就是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称.包括纯金属、合金、金属间化合物与特种金属材料等.〔注:金属氧化物〔如氧化铝〕不属于金属材料〕
金属的腐蚀与防护
1、 实验原理
(1)铁与空气中的氧气(空气)、水蒸气等物质发生化学反应,铁锈的主要成分是Fe2O3。
(2)铁锈疏松多孔,不能阻止铁制品内部的铁与氧气和水继续反应。
2、实验设计
条件
铁钉在干燥的空气中
铁钉在蒸馏水中
铁钉与空气和蒸馏水同时接触
铁钉与氧气和蒸馏水同时接触
图示
a
b
c
d
生锈
程度
不生锈
不生锈
生锈
最易生锈
条件
铁钉在干燥的空气中
铁钉在蒸馏水中
铁钉与空气和蒸馏水同时接触
铁钉与氧气和蒸馏水同时接触
结论
通过ac对比可知影响铁生锈的因素是③水;
通过bc对比可知影响铁生锈的因素是④空气;
通过bd对比可知影响铁生锈的因素是⑤氧气,由此可得出,铁生锈的条件是⑥铁与水和氧气(或空气)同时接触。
3、注意事项:实验中所用的水是经煮沸并迅速冷却的蒸馏水,煮沸的目的是将溶解在水中的氧气除去,迅速冷却的目的是减少或防止空气中的氧气溶于水中。
4、防护措施
(1)防止铁生锈的方法
①保持铁制品表面洁净、干燥。
②在铁制品表面加一层保护膜,如刷油漆、镀铬。
③改变铁制品的结构,如制成不锈钢等。
(2)保护金属资源的措施
①防止金属腐蚀。
②回收利用废旧金属。
③有计划、合理的开采矿物。
(3)寻找金属的代用品。
1.(2022广西贺州中考)下列措施中,不能防止金属制品锈蚀的是( )
A. 在表面刷漆 B. 在表面涂油 C. 在表面镀铬 D. 用湿布擦拭
【答案】D
【解析】A、在表面刷漆,能隔绝氧气和水,能防止金属制品锈蚀,故A错误;
B、在表面涂油,能隔绝氧气和水,能防止金属制品锈蚀,故B错误;
C、在表面镀铬,能隔绝氧气和水,能防止金属制品锈蚀,故C错误;
D、用湿布擦拭,金属制品能与氧气、水分充分接触,不能防止金属制品锈蚀,故D正确。故选D。
2.(2022湖南长沙中考)我国的矿物种类比较齐全,储量很丰富,但是矿物不能再生。下列能保护金属资源的是( )
A. 废旧金属不需要回收利用 B. 矿物资源无限,可以任意开采
C. 寻找金属代用品 D. 将铁钉放置于潮湿的空气中
【答案】C
【解析】A、废旧金属应回收利用,保护金属资源,减少污染,不符合题意;
B、矿物资源有限,应合理开采,不能任意开采,不符合题意;
C、寻找金属代用品,可以保护金属资源,符合题意;
D、将铁钉放置于潮湿的空气中,会使铁钉生锈,浪费金属资源,应防止金属锈蚀,不符合题意。
故选C。
3.(2022广东中考)对铁生锈与燃烧条件的实验探究如图所示。下列说法正确的是( )
A. 对比①②可探究:接触氧气是否为铁生锈的条件之一
B. 对比②③可探究:接触水是否为铁生锈的条件之一
C. 对比①④可探究:温度达到着火点是否为铁燃烧的条件之一
D. 对比③④可探究:接触氧气是否为铁燃烧的条件之一
【答案】C
【解析】A.对比①②发现变量为水,所以可探究:接触水是否为铁生锈的条件之一,选项错误。
B.无法对比②③,因为有多个变量:水和氧气和二氧化碳,选项错误。
C.对比①④发现变量为温度是否达到着火点,所以可探究:温度达到着火点是否为铁燃烧的条件之一,正确。
D.无法对比③④,因为有多个变量:二氧化碳和氧气,是否加热,选项错误。
故选:C。
4.(2022年陕西省中考B卷)如图所示,将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中,并使部分铁钉露出液面。放置一段时间,出现了锈蚀。下列说法不正确的是( )
A.甲、乙中,气体含氧气的体积分数不相等
B.甲中,铁钉在植物油内的部分没有锈蚀
C.乙中,铁钉在水面下的部分锈蚀最严重
D.丙中,导管内上升一段水柱
【答案】C
【解析】
A、甲中,水面上用植物油封住,阻止了氧气溶于水,只有植物油上部分锈蚀,而乙中铁钉水上水下都锈蚀,消耗更多的氧气,所以气体含氧气的体积分数不相等,故A说法正确;
B、甲中,水面上用植物油封住,阻止了氧气溶于水,铁钉在植物油内的部分因为没有接触到氧气而没有锈蚀,故B说法正确;
C、乙中,铁钉锈蚀最严重是水面接触处,因为此处铁钉与氧气和水接触最充分,故C说法错误;
D、因为乙中铁钉锈蚀消耗了氧气,使装置内的压强减小,产生了压强差,在大气压的作用下,将丙烧杯中水部分压入导管中,故D说法正确。
故选C。
5.(2022年江西省中考)“世界棉花看中国,中国棉花看新疆”,棉花在化学实验中也常被使用。
(1)实验①中棉花、细沙和小卵石在净水中的作用是__________。
(2)实验②中棉花上蘸有的酒精能燃烧,而棉花上蘸有的水不能燃烧,说明燃烧的条件之一是_______。如果加热蘸有水的棉花时间较长,可观察到的现象是______。
(3)实验③的目的是探究铁钉生锈的条件。试管c内棉花中放氯化钙的目的是________。实验几天后观察到试管_________(填序号)中的铁钉生锈,从而得出铁生锈的条件是与空气和水同时接触。
【答案】(1)过滤(或除去水中的难溶性杂质等)
(2) 需要可燃物 棉花燃烧(或棉花变黑等)
(3) 作干燥剂(或吸水等) a
【解析】
(1)实验①中棉花、细沙和小卵石在净水中的作用均是过滤,可除去难溶性杂质;
(2)实验②中棉花上蘸有的酒精属于可燃物,能燃烧,而棉花上蘸有的水,不属于可燃物,不能燃烧,说明燃烧需要可燃物;
如果加热蘸有水的棉花时间较长,水加热后蒸发,温度达到棉花的着火点,棉花燃烧,观察到棉花燃烧(或棉花变黑等);
(3)试管c内棉花中放氯化钙,可以作干燥剂,吸收试管中的水分,防止影响实验结果;
试管a中铁钉与空气和水接触,生锈,试管b中铁钉只与水接触,不生锈,试管c中铁钉只与空气接触,不生锈,说明铁生锈的条件是与空气和水同时接触。
解答此类问题一要掌握铁生锈的条件,二要通过类比法解决实验探究中探究的因素,从而知其保护金属资源的方法和措施。
掌握金属生锈的条件和保护金属资源的途径是解答此类题的关键,
(1)铁生锈的条件是与O2、水同时接触;
(2)铜锈蚀是由于铜与氧气、水、二氧化碳反应,生成碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],即铜绿;
(3)金属的保护与金属锈蚀条件相结合,破坏金属的锈蚀条件,就能达到保护金属资源的目的。
(4)而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步被氧化,因此,铝具有很好的抗腐蚀性能。
金属的冶炼
(1)常见的矿石
金属矿石
赤铁矿
黄铁矿
菱铁矿
铝土矿
黄铜矿
辉铜矿
磁铁矿
主要成分
(2)铁的冶炼
实验药品
氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体
实验仪器
铁架台、硬质玻璃管、单孔橡胶塞、酒精灯、酒精喷灯、试管、双孔橡胶塞、导管
实验装置
实验步骤
(1)检查装置的气密性;(2)装入药品,固定装置;(3)向玻璃管中通入CO气体;(4)点燃酒精灯;(5)点燃酒精喷灯;(6)反应完成后熄灭酒精喷灯;(7)玻璃管冷却后停止通CO气体;(8)熄灭酒精灯。
实验步骤可简化为:
一氧化碳早出晚归,酒精喷灯迟到早退;
前者颠倒会爆炸,后者颠倒要氧化。
实验现象
(1)红棕色粉末逐渐变为黑色;(2)澄清石灰水变浑浊;(3)尾气燃烧并产生淡蓝色火焰。
化学方程式
酒精喷灯处:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
试管中:CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
酒精灯处:2CO+O22CO2
实验结论
红棕色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁
注意事项
(1)实验开始时要先通入一氧化碳,再点燃酒精灯,以排净玻璃管中的空气,以免加热时发生爆炸。
(2)实验结束时,应先停止加热,继续通CO至冷却到室温,防止生成的高温的铁再次被氧化。
(3)由于CO有毒,不能直接排放到空气中,否则会污染空气,因此装置中酒精灯所起的作用是点燃未反应的一氧化碳气体(除尾气)。
【特别提醒】(1)刚开始加热时,澄清石灰水中有气泡产生,但澄清石灰水没变浑浊,其原因是刚开始加热时,试管中的空气受热膨胀而逸出试管,此时碳和氧化铜还没有发生反应。
(2) 若试管中红色物质又变黑色,其原因是热的铜跟空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜(或铜被氧化成黑色氧化铜)。
1.(2022年湖南省衡阳市中考)炼铁的主要原料是赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、焦炭、空气、石灰石,转化过程如图:
(1)在此转化过程中体现了焦炭的化学性质有_______。(写一条即可)
(2)③中发生反应的化学方程式是_______。
(3)世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于其年产量的20%~40%,请你写出一种防止铁制品锈蚀的方法_______。
【答案】(1)还原性或者可燃性
(2)
(3)刷漆(合理即可)
【解析】
(1)碳能在空气中燃烧、二氧化碳与碳反应生成一氧化碳,说明碳具有可燃性、还原性。
(2)一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为
(3)防止铁生锈是保护金属资源的一种有效途径,防止铁生锈的方法:涂油、刷漆、制成合金、镀一层金属等。
2.(2022黑龙江龙东中考)下图是炼铁高炉内部的物料说明和一套工业炼铁设备模型。请分析回答问题:
(1)高炉炼铁的原理是(用化学方程式表示)_____。
(2)高炉炼铁得到的产品是生铁,生铁和钢都是铁的合金,性能不同是因为_____。
(3)如图副产品中的____又回到了高炉,副产品综合利用的好处是____。
【答案】(1)
(2)含碳量不同
(3)炉气(或CO、N2、CO2) ;节约能源(或减少空气污染)
【解析】(1)高炉炼铁的原理是在高温的条件下一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式是。
(2)生铁的含碳量为2%~ 4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%,因为含碳量不同,所以生铁和钢的性能不同。
(3)由图可知,副产品中的炉气又回到了高炉可循环利用,这样可不但可以节约能源还可以减少空气污染。
3. (2022辽宁大连中考)早在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器。
(1)用赤铁矿(主要成分是Fe2O3)和一氧化碳炼铁的化学方程式为_________。
(2)常见的铁合金有_______和钢。医疗器械用不锈钢制而不用纯铁制是因为不锈钢具有______、_____的性质。
(3)铁制品锈蚀会造成金属资源的浪费,防止铁锈蚀可采用的方法之一是_________;为了保护金属资源,除防止金属的腐蚀外,还可以采取的措施有_______(写一条)。
【答案】(1)
(2) ①. 生铁 ②. 硬度大 ③. 耐腐蚀
(3) ①. 刷漆(合理即可) ②. 金属的回收利用、有计划、合理地开采矿物、寻找金属替代品
【解析】
(1)一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,该反应的化学方程式为:;
(2)生铁和钢是常见的铁合金;
不锈钢是铁的合金,合金比组成它的纯净物硬度大、耐腐蚀,故医疗器械用不锈钢制而不用纯铁制是因为不锈钢具有硬度大、耐腐蚀的性质;
(3)铁生锈的条件是铁与氧气和水接触,防止铁生锈,可以隔绝氧气和水,如刷漆;
为了保护金属资源,除防止金属的腐蚀外,还有金属的回收利用、有计划、合理地开采矿物、寻找金属替代品等。
熟悉铁冶炼的实验原理、步骤、注意事项、实验现象等,从而完成实验题有关问题,特别提醒是刚开始加热时,澄清石灰水中有气泡产生,但澄清石灰水没变浑浊,其原因是刚开始加热时,试管中的空气受热膨胀而逸出试管;若试管中红色物质又变黑色,其原因是热的铜跟空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜(或铜被氧化成黑色氧化铜)。
模拟炼铁实验:①先通入一氧化碳气体,排尽装置内的空气,防止一氧化碳与空气混合加热后,发生爆炸;
②实验完毕后要继续通入一氧化碳气体,直到玻璃管冷却,防止高温下的铁与空气接触,被氧化为氧化铁。同时,实验过程中还可防止澄清石灰水被倒吸;
③尾气中含有一氧化碳,一氧化碳有毒,所以尾气要收集或点燃,直接排放会污染空气;
④若实验中没有酒精喷灯,也可用酒精灯代替,不过要在火焰上加一个金属网罩,使火力更加集中,提高温度。
金属活动性顺序
1.金属活动性强弱比较
(1)根据金属与氧气能否反应及反应的难易程度判断(规律:金属+氧气→金属氧化物。)
金属越活泼越易和氧气反应,反应越剧烈;能与氧气反应金属比不与氧气反应的金属活泼。
(2)根据金属与酸能否反应及反应的剧烈程度判断(规律:金属+酸→盐+氢气。)
位于金属活动性顺序表(H)前的金属能与酸反应,位于(H)后的金属与酸不反应。金属越活泼与酸反应越剧烈。
(3)根据金属与盐溶液能否反应判断(规律:金属+盐→新盐+新金属)
反应发生的条件①必须是活泼金属置换不活泼金属。(K、Ca、Na除外,因为K、Ca、Na先与溶液中的水反应)②反应中盐必须可溶。
(4)三种金属活动性大小比较实验方案设计
方法一:“两金夹一盐”。即选用三种金属中活动性最强和最弱的两种金属的单质及活动性介于两种金属之间的金属盐溶液作为试剂,根据两种金属单质分别与盐溶液反应的情况进行判断。
方法二:“两盐夹一金”。即选用三种金属中活动性排在中间的金属单质及其他两种金属的盐溶液作为试剂,根据金属单质分别与两种盐溶液反应的情况进行判断。
2.金属与酸反应的计算及图表题分析
(1)酸不足,产生氢气的质量由酸的质量决定。即Mg、Al、Zn三种金属与等质量、等溶质质量分数的稀盐酸充分反应后,金属均有剩余时,产生氢气的质量一定相等。如图1所示。
(2)酸足量,产生氢气的质量由金属的质量决定,根据反应的化学方程式可知:金属与酸反应生成氢气质量
的计算公式为生成氢气质量 = ×金属质量
a.等质量的不同种金属与足量酸反应时, 的值越大,产生H2的质量越大。如图2所示。
b. 若用Mg、Al、Zn和足量的酸反应产生等质量的H2,消耗金属的质量为Zn>Mg>Al。
(3)极值法计算金属混合物与酸反应生成氢气质量
先假设一定质量的金属为某一金属,然后推断其生成H2的质量的可能范围,再与题目所给氢气质量相比较
进行分析判断即可。
(4)金属与酸的反应的图像
①m(H2)-t图像
此图反映出:越陡越活,越高越小。(斜线越陡,金属活动性越强,横线越高,产生的氢气越多,相对原子质量越小。)
(3)m(H2)- m(酸)图像
如向等质量的镁、铝、铁、锌中缓慢加入盐酸,金属锌先反应完,消耗的盐酸最少,产生的氢气也最少;
其次是铁反应完,消耗盐酸的量以及产生的氢气增多;然后是金属镁反应完,最后是金属铝。由此可以分析出向等质量的镁、铝、铁、锌中加入等量的盐酸,产生氢气的量有如下几种情况(加入盐酸的量用m g表示):
①当0<m≤a时,产生氢气的质量:Al=Mg=Fe=Zn。
②当a<m≤b时,产生氢气的质量:Al=Mg=Fe>Zn。
③当b<m≤c时,产生氢气的质量:Al=Mg>Fe>Zn。
④当c<m时,产生氢气的质量:Al>Mg>Fe>Zn。
3.金属与盐溶液反应滤渣、滤液成分分析
将金属单质加入到盐溶液中,反应的顺序是按照金属活动性顺序远距离优先原则依次进行,在滤液中没有参加反应的物质,反应后也在溶液中,以及所加金属反应后所对应的盐也在溶液中。
例如:向Al2(SO4)3、FeSO4、CuSO4、H2SO4混合液中加锌粉,反应后过滤,判断滤液和滤渣成分。
可知金属活动性:铝>锌>铁>H>铜。
(1)根据远距离优先原则,则锌能依次置换出铜、H、铁,但不与Al2(SO4)3反应。
故一定发生的反应是锌和CuSO4反应,滤渣中一定含有铜,滤液中一定含有未参加反应的溶质——Al2(SO4)3,以及反应的生成物——ZnSO4。
(2)确定反应的程度的方法
①根据反应物量的信息——若加入的锌粉过量,则FeSO4、CuSO4、H2SO4完全反应。
②根据溶液的颜色信息
若溶液为浅绿色说明溶液中一定含有FeSO4,CuSO4、H2SO4反应完,滤液中一定有的是Al2(SO4)3(未反应的)、ZnSO4(反应生成的)、FeSO4(题目提供的颜色)。
若溶液为蓝色说明一定含有CuSO4,则锌粉量不足,CuSO4部分反应,滤液中一定有的是Al2(SO4)3(未反应的)、ZnSO4(反应生成的)、FeSO4(题目提供的颜色)、CuSO4(未反应完的)、H2SO4(未反应的)。
若溶液为无色,说明锌粉过量,FeSO4、CuSO4、H2SO4完全反应,滤液中一定有的是Al2(SO4)3(未反应的)、ZnSO4(反应生成的)。
③根据滤渣的信息进行判断
若滤渣中含有红色固体,说明有铜生成,则CuSO4反应了,若滤渣不能与酸反应,则滤渣中一定含有铜,一定不含铁和锌。
若滤渣能与酸反应,则滤渣中一定含有铜、铁,可能含有锌。
④根据滤渣或溶液质量变化的信息进行判断
锌与FeSO4、CuSO4、H2SO4反应,溶液质量增大,固体质量减少
⑤根据反应后溶质的种类进行判断
若只含有两种溶质,则一定为反应生成的ZnSO4和不参加反应的Al2(SO4)3,说明FeSO4、CuSO4、H2SO4完全反应。
若只含有三种溶质,则一定为反应生成的Zn(NO3)2和不参加反应的FeSO4、和Al(NO3)3,说明CuSO4、H2SO4完全反应。同理一次类推。
1.(2022湖北黄石中考)向装有等量的同种盐酸的四支试管中,分别随机加入相同规格的Mg、Fe、Cu、Ag片,甲和丙均有气泡产生,且丙更剧烈,乙和丁无明显现象(如图)。则甲中放置的是( )
A. Mg B. Fe C. Cu D. Ag
【答案】B
【解析】活动性强的金属可以把活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来;活动性越强的金属与酸反应越剧烈,即反应放出氢气的速度越快;
活动性镁大于铁大于铜大于银;甲和丙均有气泡产生,且丙更剧烈,乙和丁无明显现象,则丙为镁、甲为铁,乙、丁为铜、银中的一种;
故选B。
2.(2022浙江杭州中考)在利用黄铜(一种合金)制作机器零件的过程中会产生黄铜屑,经测定黄铜屑主要含Zn、ZnO、Cu和CuO。下列分析错误的是( )
A.将黄铜屑加入足量稀硫酸中,会有气泡产生
B.将黄铜屑加入足量稀硫酸中,黄铜屑会全部溶解
C.根据黄铜屑的成分,可确定黄铜中含有锌和铜两种金属
D.根据黄铜屑与足量稀硫酸反应的现象,可比较锌和铜的金属活动性强弱
【答案】B
【解答】A、黄铜屑主要含Zn、Cu和CuO,因此会与稀硫酸反应生成氢气;
B、黄铜屑主要含Zn、Cu和CuO,不能与稀硫酸发生反应,故选项错误;
C、根据题目信息、ZnO,因此黄铜中含有锌和铜两种金属;
D、黄铜屑主要含Zn、Cu和CuO,Zn与稀硫酸反应生成氢气,证明Zn的活泼性强于Cu;
故选:B。
3.(2022年四川省凉山州中考)下列图像不能正确反映化学反应原理的是( )
A.等质量、等质量分数的稀硫酸与足量镁、铁反应
B.高锰酸钾受热分解制氧气
C.碳酸钙在高温下分解
D.向氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液中逐滴加入稀盐酸至过量
【答案】D
【解析】
A、等质量、等质量分数的稀硫酸与足量镁、铁反应,说明稀硫酸完全反应,所以生成氢气的质量相等,因为氢气中的氢元素全部来自于硫酸中的氢;又因为镁比铁活泼,镁消耗完等质量的稀硫酸所需的时间比铁少,故A不符合题意;
B、高锰酸钾受热分解制氧气,反应前后固体中锰元素的质量守恒,故B不符合题意;
C、碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳,固体的质量随着反应的进行不断的减少,当反应完全后,固体的质量不再变化,故C不符合题意;
D、向氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,稀盐酸先与氢氧化钠生成氯化钠和水,所以开始不产生二氧化碳,当把氢氧化钠完全反应后,稀盐酸再与碳酸钠反应,才产生二氧化碳气体,故D符合题意。
故选D。
4.(2022年四川省自贡市中考)现有X、Y两种金属,如果把X、Y分别放入稀盐酸中,X溶解并产生氢气,Y不反应;如果把Y放入到硝酸铜溶液中,无任何现象,则X、Y、Cu的金属活动性强弱顺序是( )
A.Cu>X>Y B.X>Cu>Y C.X>Y>Cu D.Y>X>Cu
【答案】B
【解析】
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。
现有X、Y两种金属,如果把X、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;如果把Y放入到硝酸铜溶液中,无任何现象,说明Y的金属活动性比铜弱,即铜>Y;X的位置排在氢的前面,则X、Y、Cu的金属活动性强弱顺序是X>Cu>Y。
故选:B。
5.(2022年四川省德阳市中考)分类是认识和研究物质及其变化的常用的科学方法,如物质可分为纯净物和混合物。下列物质属于化合物的是( )
A.盐酸 B.镁铝合金 C.氢氧化钠 D.氮气
【答案】C
【解析】物质分为混合物和纯净物,混合物是由两种或两种以上的物质组成;纯净物是由一种物质组成。纯净物又分为单质和化合物。由同种元素组成的纯净物叫单质;由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合物。
【详解】
A、盐酸属于氯化氢气体的水溶液,而溶液则是至少两种物质组成的混合物,所以盐酸是混合物,故选项错误;
B、镁铝合金属于混合物,故选项错误;
C、氢氧化钠是由氢元素、氧元素、钠元素组成的纯净物,属于化合物,故选项正确;
D、氮气是由一种元素氮元素组成的纯净物,属于单质,故选项错误。
故选:C。
6.(2022湖南郴州)下列实验事实或结论正确的是( )
A. 大小和体积都相同的锌片、铁片,分别加入等浓度的稀硫酸中,反应剧烈程度:锌片<铁片
B. 铁与稀盐酸反应的化学方程式:
C. 将一根洁净的铜丝浸入硫酸铝溶液中,一段时间后,铜丝表面有铝析出
D. 消防队员用高压水枪灭火,此举依据的灭火原理是降低可燃物的着火点
【答案】B
【解析】A、大小和体积都相同的锌片、铁片,分别加入等浓度的稀硫酸中,由于锌的金属活动性比铁强,故锌反应更剧烈,选项错误;
B、铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,化学方程式为:,选项正确;
C、将一根洁净的铜丝浸入硫酸铝溶液中,由于铜的活动性不如铝活泼,故不会发生反应,无明显现象,选项错误;
D、消防队员用高压水枪灭火,原理是降低温度至可燃物的着火点以下,而着火点是物质的固有属性,不能降低,选项错误;
答案为:B。
7.(2022年湖南省怀化市中考)现有质量相等的X、Y、Z三种金属,分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀硫酸中,X不发生反应,Y、Z在生成物中均显+2价,Y、Z反应生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示,则下列说法正确的是( )
A.X、Y、Z的金属活动性顺序为:Y>Z>X
B.相对原子质量:Y>Z
C.完全反应生成氢气的质量:Y
【答案】D
【解析】
A. 排在氢前面的金属可以和酸反应生成氢气;活动性越强的金属与酸反应越剧烈,即反应放出氢气的速度越快;X不发生反应,则X活动性最弱;由图可知,Z反应速率最快,则Z最活泼,X、Y、Z的金属活动性顺序为:Z> Y >X,错误;
B. 一定量金属与足量酸完全反应时,产生氢气质量=;Y、Z在生成物中均显+2价,且Y生成氢气质量大,则相对原子质量:Y
D. Y、Z在生成物中均显+2价,则Y与H2SO4反应的化学方程式为:,正确;
故选D。
8.(2022湖北宜昌中考)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
【解析】根据金属的活泼性顺序铁>铜>银可知,硝酸铜和硝酸银的混合液中加入铁粉,铁先和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,当硝酸银消耗完全后铁和硝酸铜继续反应生成硝酸亚铁和铜,当硝酸铜液消耗完全后反应停止。发生的反应的方程式分别为、;
A、根据分析,铁粉加入一定量的混合液后,先有银单质析出,之后铁粉继续和硝酸铜反应有铜析出,最后铁粉过量时有铁剩余,则固体种类随着铁粉的加入,由银转变为银和铜,最终剩余固体为银、铜和铁三种,故A正确;
B、根据分析,未加入铁粉时混合液中溶质为硝酸银和硝酸铜两种;当加入少量铁粉后,铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁,此时溶液中溶质包括硝酸银、硝酸铜、硝酸亚铁三种;当加入的铁粉恰好和硝酸银完全反应时,溶质包含硝酸亚铁和硝酸铜两种;当加入铁粉恰好和硝酸银、硝酸铜都恰好完全反应或者铁粉过量,反应后的溶液中溶质只有硝酸亚铁一种物质,故B正确;
C、根据分析可知,铁粉加入后先和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,56份质量的铁可以置换出216份质量的银,溶液质量快速减小;当铁和硝酸铜反应时,56份质量的铁可以置换出64份质量的铜,溶液质量较慢减小。当反应停止时,溶液总质量不再变化。故C正确;
D、根据分析可知,铁粉加入后先和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,56份质量的铁可以置换出216份质量的银,固体质量快速增大;当铁和硝酸铜反应时,56份质量的铁可以置换出64份质量的铜,溶液质量较慢增大。当反应停止时,随着铁粉的继续加入,固体质量会继续增大,而不是不变,故D错误;
故选D。
9.(2022黑龙江龙东中考)如图,研究金属的活动性顺序实验。
(1)实验a观察到的现象是_____。
(2)要验证铜、铝、银的活动性顿序,不必做的实验是____(填实验序号)。
【答案】(1)铜表面有银白色固体析出,溶液由无色变成蓝色 (2)c
【解析】(1)根据金属活动性顺序可知,铜的活动性大于银,故铜丝会与硝酸盐溶液发生置换反应,生成银单质和硝酸铜溶液,其反应现象是铜表面有银白色固体析出,溶液由无色变成蓝色;
(2)a可以证明金属活动性铜>银,b可以证明铝>铜,ab可以证明金属活动性铝>铜>银,c实验是验证铝和氢的活动性顺序,其与铜、银的活动性无关,故不需要做实验c。
10. (2022北京中考)用下图所示实验研究金属的性质。
(1)①中有气体生成,生成的气体为_______________。
(2)③中反应的化学方程式为_______________。
(3)下列实验组合中,能得出铁、铜、银的金属活动性顺序的是_______________(填序号)。
A. ①④ B. ③④ C. ①②④
【答案】(1)氢气(或 )
(2) (3)BC
【解析】
(1)铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,①中有气体生成,生成的气体为氢气(或 );
(2)铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,反应的化学方程式为:;
(3)实验①能说明铁的活动性大于氢,实验②能说明铜的活动性小于氢,实验③能说明铁的活动性大于铜,实验④能说明铜的活动性大于银。
A、①④证明活动性:①铁大于氢,④铜大于银,没有比较铁和铜,故不符合题意;
B、③④证明活动性:③铁大于铜,④铜大于银,因此铁>铜>银,符合题意;
C、①②④证明活动性:①铁大于氢,②铜小于氢,故铁大于铜,④铜大于银,故铁>铜>银。
故选:BC。
11.(2022湖南长沙中考)已知某金属材料中含有镁、锌、铁、铜中的两种。小明在老师的指导下对该金属材料的成分进行探究。
【查阅资料】金属与盐酸反应的比较,如下图所示。得出这四种金属的活动性由强到弱的顺序是
______________。
【进行实验】
实验一:
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量金属材料样品于试管中,加入过量的稀硫酸。观察现象
固体全部溶解,
_____________________
金属材料中一定有铁,一定没有____________________
实验完成后,将废液倒入废液缸中
____________________
____________________
实验二:
步骤1:另取金属材料,用砂纸打磨,称量其质量为20g:
步骤2:将打磨过的金属材料浸入过量的硫酸锌溶液中,过一会儿取出,洗净,在一定条件下烘干,称量其质量大于20g:
步骤3:实验完成后,将废液倒入废液缸中。
【得出结论】该金属材料中除铁外,还含有___________。
【实验反思】步骤2中,“一定条件”指的是____________。
【拓展提升】小红想对废液缸中的废液进行回收利用。
请你帮她分析废液成分,废液中溶质的成分是____________(填化学式)。
【答案】①. Mg>Zn>Fe>Cu ②. 产生气泡,溶液由无色变为浅绿色 ③. Cu(或铜) ④. 镁(或Mg) ⑤. 隔绝空气或氧气 ⑥. MgSO4、FeSO4、H2SO4、ZnSO4
【解析】查阅资料:由图可知,镁、锌、铁能与稀盐酸反应,产生气泡,且镁反应最剧烈,其次是锌,然后是铁,说明在金属活动性顺序里,镁、锌、铁排在氢前。且镁比锌活泼,锌比铁活泼,铜与稀盐酸不反应,无明显现象,说明在金属活动性顺序里,铜排在氢后,故这四种金属的活动性由强到弱的顺序是:Mg>Zn>Fe>Cu;
进行实验:实验一:现象为固体全部溶解,结论为金属材料中一定有铁,故取少量金属材料样品于试管中,加入过量的稀硫酸。铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,故现象为:固体全部溶解,产生气泡,溶液由无色变为浅绿色,固体全部溶解,说明金属材料中一定没有铜,因为铜与稀硫酸不反应;
实验二:得出结论:将打磨过金属材料浸入过量的硫酸锌溶液中,过一会儿取出,洗净,在一定条件下烘干,称量其质量大于20g,说明金属材料中含镁,镁和硫酸锌反应生成硫酸镁和锌,即,24份质量的镁置换出65份质量的锌,固体质量增加;
实验反思:由以上分析可知,该金属材料中含镁和铁,镁、铁均能在加热的条件下与空气中的氧气反应,故步骤2中,“一定条件”指的是隔绝空气或氧气;
拓展提升:实验一中,镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,稀硫酸过量,故实验一的废液中含硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸;实验二中镁和和硫酸锌反应生成硫酸镁和锌,硫酸锌过量,故实验二的废液中含硫酸锌、硫酸镁,故废液中的溶质为:MgSO4、FeSO4、H2SO4、ZnSO4。
利用金属活动性顺序解决问题:
1.熟悉金属的化学性质,根据反应的难易或程度进行判断金属的强弱。
2.了解图中所表示信息,二要通过金属与酸反应的规律进行有效地分析物质变化的情况,从而知其对应金属的特性。
3.理解金属与盐反应的实质--远距离优先原则,即所加金属优先与溶液中最不活泼的金属盐溶液反应,再以此类推。同时要注意所加金属的量、未反应的物质对所得的滤液和滤渣的成分的影响。
金属活动性顺序:(1)元素周期表内除稀有气体(旧称惰性气体)外元素的金属性越是在左下方越强,越是在右上方越弱。
(2)金属的活动性与反应的剧烈程度无关。
(3)金属的金属性从左到右递减,左边的金属可以将右边的金属从其盐溶液中置换出来。
(4)氢前边的金属可以和酸发生反应置换出氢气,氢之后的金属则不能。
(5)钾、钙、钠这三种金属比较活波,可以直接和水发生反应,生成氢气。
【金属活动性顺序的应用】
1.判断金属活动性的强弱
2.判断金属和酸是否可以发生置换反应
反应条件:
①排在氢前面的金属才能置换酸中的氢,金属越活泼,反应越剧烈。
②酸一般指盐酸和稀硫酸。
③Fe跟酸反应生成的是亚铁盐。
3.判断金属与盐溶液是否发生置换反应
反应条件:
①反应物中单质金属要排在盐中金属元素前面。
②反应物中盐必须是可溶性的,即是盐溶液。
③K、Ca、Na等活动性极强的金属由于常温下就能与盐溶液中的水发生反应,生成碱,故不能置换出盐中的金属。
④Fe跟盐溶液反应生成的是亚铁盐。
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