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浙教版科学九上物质转化与材料利用2.2.1金属的化学性质（含答案）
一、选择题
1．下列物质中不能通过金属与硫酸反应得到的是（　　）
A．FeSO4 B．Fe2（SO4）3 C．Al2（SO4）3 D．ZnSO4
2．取一定量打磨后的铝片于某容器中，再逐渐加入稀盐酸。加入稀盐酸的质量与有关量的变化关系图错误的是（　　）
A． B． C． D．
3．下列实验现象描述正确的是（　　）
A．红磷在氧气中燃烧产生大量白雾
B．将镁粉加入稀盐酸中，产生大量气泡，试管壁发烫
C．细铁丝在空气中燃烧火星四射，生成黑色固体
D．硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰，生成二氧化硫
4．有元素化合价均为+2价的A、B两种金属。取等质量的A、B分别与足量盐酸反应时，产生氢气的质量与反应时间的函数关系如图所示。从图示说明的函数关系，可得出的结论是（　　）
A．金属活动性顺序：A＜B，相对原子质量：A＜B
B．金属活动性顺序：A＜B，相对原子质量：A＞B
C．金属活动性顺序：A＞B，相对原子质量：A＞B
D．金属活动性顺序：A＞B，相对原子质量：A＜B
5．镁与稀硫酸反应时会放出大量热，将一段表面有氧化镁层的镁带与过量稀硫酸在密闭容器中混合，用压强传感器测得容器内压强和反应时间的变化曲线如图所示，下列分析正确的是（　　）
A．AB段主要反应是镁和稀硫酸反应
B．B点溶液中溶质含有MgSO4和H2SO4
C．D点时刻容器内镁带恰好完全消失
D．反应放热是容器内压强升高的唯一原因
6．如图所示，烧杯中盛有质量相等、质量分数相等的稀盐酸，天平调平后，同时向其中分别加入等质量的锌片和铁片，则从反应开始到金属完全反应的过程中，天平指针指向的变化是（　　）
A．向左偏 B．向右偏
C．先向左偏后向右偏 D．先向右偏后向左偏
7．向三个烧杯中分别放入足量的Mg、Al、Fe粉末，同时加入质量分数相同的100g稀盐酸，充分反应。反应的有关图像错误的是（　　）
A． B．
C． D．
二、填空题
8．将足量的稀盐酸加入一定量的铁、铜混合物中，写出其中反应的化学方程式　 　。图下图是实验过程生成气体或剩余固体的质量随反应时间的变化关系，其中表示正确的是 （填标号）。
9．如图所示，调节杠杆平衡。
（1）实验1：加热细铜丝团一段时间后移走酒精灯，观察到铜丝变为黑色（CuO），细铜丝团
　 　（填“上升”或“下沉”）。
（2）实验2：一段时间后，铁粉包下沉，是因为铁粉与 　 　发生反应。将铁粉换成下列固体物质中　 　（填标号），杠杆也会出现相似现象。
A．NaCl B．NaOH C．CaO
（3）实验3：通入CO2一段时间，左边乒乓球 　 　（填“上升”或“下沉”）。再往集气瓶中加入足量NaOH溶液，杠杆重新平衡，发生反应的化学方程式是 　 　。
三、探究题
10．小丽和小科在做“金属与酸反应”的实验时，他们分别将镁条投入盛有稀盐酸的试管中，小丽加入少量镁条，而小科加入了足量镁条。一段时间后，小科的试管底部“意外”地出现了灰白色固体。为探究该固体是什么物质，他们开展了如下探究：
【提出问题】足量镁和稀盐酸反应生成的灰白色固体是什么？
【查阅资料】氢氧化镁和碱式氯化镁[Mg（OH）Cl]都难溶于水，但都能与稀硝酸反应，后者能生成Mg（NO3）2和HCl。
【建立假设】假设1：未溶解完的氯化镁；假设2：氢氧化镁；假设3：碱式氯化镁；……
【进行实验】将灰白色固体过滤、充分洗涤后进行如下实验：
序号 实验操作 实验现象 实验结论
实验一 取灰白色固体于试管中，加入足量蒸馏水，充分振荡 固体不溶解 假设1
实验二 取灰白色固体于试管中，加入足量稀硝酸，充分振荡 固体溶解 假设2不成立
往上述溶液中滴加硝酸银溶液 　 　
【评价交流】小丽认为该灰白色固体一定是碱式氯化镁。小科认为上述探究还不足以说明该固体就是碱式氯化镁，其理由是 　 　。
【继续探究】……
11．小乐做了“铝与酸反应”的系列实验，回答问题。
实验1：小乐在试管中放入一块未打磨的铝片，然后注入适量pH＝4的稀盐酸。铝片与稀盐酸反应产生氢气的速率随时间变化的图线如图甲所示。
（1）铝片和稀盐酸在开始阶段不产生氢气的原因：　 　（用相关化学反应方程式解释）。
（2）从a点到b点曲线上升的原因可能是　 　。
实验2：小乐将另一块打磨过的铝片与适量pH＝4的稀硫酸反应，结果生成氢气的速率很慢。
针对铝片与稀盐酸和稀硫酸反应速率不同的现象，小乐提出了如下猜想：
猜想1：盐酸中的氯离子对反应起促进作用；
猜想2：硫酸中的硫酸根离子对反应起阻碍作用。为了验证猜想，小乐设计了如图乙所示实验。
（3）实验中加入的铝片有何要求？　 　。
（4）加入的两种固体物质A和B分别是　 　。
12．学习了金属的化学性质后，科学兴趣小组同学利用数字化仪器对镁与盐酸反应进行研究。实验前先用砂纸将镁条打磨，将打磨后的镁条放入锥形瓶中，再将注射器中稀盐酸快速压入锥形瓶中，通过数字传感器测定实验过程中密闭容器内压强与时间的关系如图1所示。（装置气密性良好）
（1）实验前先将镁条打磨的原因是 　 　。
（2）在注射器刚注入盐酸时镁条表面无明显气泡，但此时压强上升迅速，原因可能是 　 　。
（3）ac段容器内压强增大，而cd段容器内压强逐渐减小，观察发现，至图2中c点镁条恰好完全溶解，说明镁与盐酸反应还会 　 　（选填“吸收”或“放出”）热量。
四、解答题
13．某兴趣小组用10g镁条与溶质质量分数为49%的稀硫酸反应．测得产生氢气的质量与稀硫酸的质量关系如图（假设镁条中除表面含有氧化镁外，没有其它杂质）．
（1）当稀硫酸的质量为70g，产生的氢气的质量为______g．
（2）用化学方程式说明当稀硫酸的质量为10g时，为什么不产生氢气______．
（3）计算镁条中镁元素的质量分数（写出计算过程）．
答案
1．解：A、铁排在金属活动性顺序表中氢前面，可以与硫酸反应，铁和硫酸发生置换反应时生成硫酸亚铁和氢气，符合题意，故A正确；
B、铁排在金属活动性顺序表中氢前面，可以与硫酸反应，但铁和硫酸发生置换反应时生成硫酸亚铁，不会生成硫酸铁，不符合题意，故B错误；
C、铝在金属活动性顺序中排在氢的前面，能和硫酸反应生成硫酸铝和氢气，符合题意，故C正确；
D、锌在金属活动性顺序中排在氢的前面，能和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，符合题意，故D正确。
故选：B。
2．解：A、第一个过程，铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，反应后氢气逸出，但参加反应的铝的质量大于生成氢气的质量，溶液的质量增加；至完全反应，继续加入稀盐酸，第二个过程增加的幅度要小；故选项图象错误。
B、铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，至完全反应不再发生改变，故选项图象正确。
C、铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，随着反应的进行，铝的质量逐渐减少，至完全反应不再发生改变，故选项图象正确。
D、由质量守恒定律，反应前后铝元素的质量不变，故选项图象正确。
故选：A。
3．解：A、红磷在氧气中燃烧产生大量白烟，该选项说法不正确；
B、将镁粉加入稀盐酸中，产生大量气泡，试管壁发烫，该选项说法正确；
C、铁丝在空气中不能燃烧，该选项说法不正确；
D、硫在氧气中燃烧生成二氧化硫是实验结论，不是实验现象，该选项说法不正确。
故选：B。
4．解：由氢气质量与反应时间的关系图，等质量的两种常见金属A和B，至完全反应，B用的时间少，A用的时间多，由金属的活动性越强，与酸反应的速率越快，则金属活动性顺序B＞A。
金属与足量的酸反应时，当金属在生成物中的化合价相同时，通常金属的相对原子质量越大，产生的氢气越少，据图可以看出A产生的氢气多，B产生的氢气少，故B的相对原子质量大于A的相对原子质量。故有结论：金属活动性顺序：A＜B，相对原子质量：A＜B。
故选：A。
5．解：A、镁的表面有一层氧化镁薄膜，氧化镁与稀硫酸反应生成硫酸镁和水，AB段主要反应是氧化镁和稀硫酸反应，故选项说法错误。
B、氧化镁和稀硫酸恰好完全反应，B点溶液中溶质含有MgSO4和H2SO4，故选项说法正确。
C、至C点压强最多，此时镁带恰好完全消失，至D点时刻温度恢复至常温，故选项说法错误。
D、反应放热不是容器内压强升高的唯一原因，还因为反应生成氢气，使装置内压强增大，故选项说法错误。
故选：B。
6．解：天平的指针总是偏向质量大的一方；在两边的金属都没反应完时，由于锌的活动性比铁强，锌与稀盐酸反应放出氢气的速率大于铁，因此，此段时间内，加铁一边因放出氢气的速度慢而质量大，天平指针偏向加铁一边即偏向图中的右边；当金属锌完全反应后，图中天平左边的质量不再减小，而铁继续与稀盐酸反应，最终放出氢气的多少将决定天平指针的偏转，根据金属与酸反应放出氢气的质量＝×金属质量，可判断两种金属都完全反应后，铁与盐酸放出氢气的质量大于等质量的锌与盐酸反应放出氢气的质量，所以，天平左边加锌的一端因放出氢气质量少而质量大于加铁的右边，天平指针最终将偏向加锌的左边；
综上所述，天平指针就先右偏后向左；
故选：D。
7．解：A、向三个烧杯中分别放入足量的Mg、Al、Fe粉末，同时加入质量分数相同的100g稀盐酸，若消耗盐酸相同，则生成氢气质量相同，根据方程式的质量关系可知消耗相同质量的盐酸，同时消耗金属的质量关系为Fe＞Mg＞Al，故溶液质量增加关系为Fe＞Mg＞Al，故选项图像正确。
B、金属与酸反应时氢气来源于酸中的氢元素，因为酸的量相同，金属过量，故最终生成的氢气应该相等，生成等质量的氢气，消耗的金属的质量为Fe＞Mg＞Al，故选项图像正确。
C、金属活动性为Mg＞Al＞Fe，则镁的反应速率最快，至完全反应所需时间短，铝的次之，最后是铁；向三个烧杯中分别放入足量的Mg、Al、Fe粉末，同时加入质量分数相同的100g稀盐酸，充分反应，最后生成的氢气的质量相等，故选项图像正确。
D、金属活动性为Mg＞Al＞Fe，所以相同时间消耗金属的质量关系为：Mg＞Al＞Fe，根据方程式的质量关系可知消耗相同质量的盐酸，同时消耗金属的质量关系为Fe＞Mg＞Al，故选项图像错误。
故选：D。
8．解：根据金属的活动性顺序可知，铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，而铜与稀盐酸不反应；反应的方程式是：Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑；随着反应的进行，氢气的质量增加，当铁完全反应后，氢气的质量不再改变；随着铁的反应，金属混合物的质量不断减小，当铁完全反应后，剩余固体是铜，质量不再减小．所以AC正确．
故答案为：Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑；A、C．
9．解：（1）在加热的条件下，铜与空气中的氧气反应生成氧化铜，由质量守恒定律可知，加热一段时间后，细铜丝团的质量增大，因此细铜丝团一端下沉；故答案为：下沉；
（2）实验2中的铁丝与氧气、水同时接触，发生锈蚀，由质量守恒定律可知，铁粉包的质量增大，一段时间后，铁粉包下沉。氯化钠与空气中的成分不反应，也没有吸水性，杠杆不会出现相似现象；氢氧化钠易潮解，且能吸收空气中的二氧化碳而生成碳酸钠，质量会增大，氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙，质量也会增大，因此将铁粉换成下列固体物质中氢氧化钠或氧化钙时，杠杆也会出现相似现象；故答案为：氧气、水；BC；
（3）实验3中，通入CO2一段时间，二氧化碳的密度比空气的大，左侧乒乓球受到的浮力增大，左边的乒乓球上升，右边乒乓球下降。再往集气瓶中滴入足量NaOH溶液，二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，杠杆重新平衡，反应的化学方程式为：CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O。故答案为：上升；CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O。
10．【进行实验】实验一：氯化镁溶于水，取灰白色固体于试管中，加入足量蒸馏水，充分振荡固体不溶解，说明白色固体不是未溶解的氯化镁，故假设1不成立；故答案为：不成立；
实验二：假设2不成立，说明白色固体不是氢氧化镁，取灰白色固体于试管中，加入足量稀硝酸，充分振荡，固体溶解，说明固体可能是碱式氯化镁，或碱式氯化镁和氢氧化镁的混合物，根据碱式氯化镁[Mg（OH）Cl]难溶于水，但能与稀硝酸反应，生成Mg（NO3）2和HCl，故往上述溶液中滴加硝酸银溶液，盐酸与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀和硝酸，因此可以观察到的现象为产生白色沉淀；故答案为：产生白色沉淀；
【评价交流】通过以上探究，只证明了氯元素的存在，未证明碱式氯化镁中的其它元素，因此上述探究还不足以说明该固体就是碱式氯化镁；故答案为：只证明了氯元素的存在，未证明碱式氯化镁中的其它元素。
11．解：（1）铝片和稀盐酸在开始阶段不产生氢气的原因：表面的氧化铝和稀盐酸反应生成氯化铝和水，反应的化学方程式：Al2O3+6HCl═2AlCl3+3H2O。
故填：Al2O3+6HCl═2AlCl3+3H2O。
（2）从a点到b点曲线上升的原因可能是反应放热，加快了反应速率。
故填：反应放热，加快了反应速率。
（3）实验中加入的铝片的质量、形状相同。
故填：质量、形状相同。
（4）加入的两种固体物质A和B分别是氯化钠（检验氯离子是否具有促进作用）、硫酸钠（具有硫酸根离子是否具有阻碍作用）。
故填：氯化钠、硫酸钠。
12．解：（1）实验前先将镁条打磨的原因是除去表面的氧化物。
（2）将注射器刚注入盐酸时镁条表面无明显气泡，但此时压强上升迅速，原因可能是盐酸占据一定体积，使容器中气体收缩，气压增大。
（3）ac段容器内压强增大，而cd段容器内压强逐渐减小，观察发现，至图中c点镁条恰好完全溶解，说明镁与盐酸反应还会放出热量。
故答案为：（1）除去表面的氧化物。
（2）盐酸占据一定体积，使容器中气体收缩，气压增大。
（3）放出。
13．（1）由产生氢气的质量与稀硫酸的质量关系图可知，当稀硫酸的质量为70g，产生的氢气的质量为0.5g；
（2）由于镁易于空气中的氧气反应在镁条的表面生成了氧化镁，稀硫酸首先与镁条表面的氧化镁薄膜发生了反应，所以不产生氢气，反应的方程式是：MgO+H2SO4＝MgSO4+H2O．
（3）设镁元素的质量为x
由Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑
MgO+H2SO4＝MgSO4+H2O
得：H2SO4～MgSO4～Mg
98 24
70g×49% x
解得：x＝8.4g
镁条中镁元素的质量分数是：×100%＝84%
故答案为：（1）0.5（2）MgO+H2SO4＝MgSO4+H2O；（3）84%．
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