金属活动性顺序及其应用 专项训练(能力提升题)(含解析) 2024-2025学年人教版九年级化学上学期期末

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金属活动性顺序及其应用 专项训练(能力提升题)(含解析) 2024-2025学年人教版九年级化学上学期期末

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金属活动性顺序及其应用
能力提升题
1.(23-24九年级上·陕西咸阳·期末)同学们进行锌、铜、银三种金属活动性顺序的探究活动。老师提供的药品有:锌片、铜片、银片、硫酸铜溶液、硝酸银溶液和稀硫酸。
【制定计划】在老师的指导下,经过讨论,同学们设计出了以下几种实验方案。
方案一:铜片、锌片、银片、稀硫酸;
方案二:锌片、银片、硫酸铜溶液;
方案三:锌片、铜片、硫酸铜溶液、硝酸银溶液。
【讨论分析】
(1)有同学认为方案一不可行,原因是 。
(2)方案二中涉及反应的化学方程式为 。
【进行实验】
(3)小华同学选用方案三进行如下探究,请你帮他完成表格中的空白:
实验一 实验二
实验操作 (简述实验操作)
实验现象 铜片表面析出银白色固体,溶液由无色变 色 锌片表面有红色物质析出,溶液由蓝色变为无色
实验结论 三种金属活动性由强到弱的顺序为
【拓展与延伸】
(4)同学们将试管中的金属回收再利用,这样做的意义是 。
(5)好奇地小明在老师的指导下,把一定量的锌粒加入硫酸铜和硝酸银的混合溶液中,充分反应一段时间后,过滤,发现滤液呈无色。此时,滤渣中一定含有 (填化学式)。
2.(23-24九年级上·云南曲靖·期末)不锈钢材料中含有的金属铬(Cr)能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性。为了解金属铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系,小娟与小涛进行了如下探究活动。
【猜想和假设】
(1)根据所学知识,猜想三种金属在金属活动顺序中的相对位置关系:
猜想一:Cr Al Cu
猜想二:Al Cr Cu
猜想三:
【实验和探究】
小娟的实验:
取大小相同的铝、铬、铜三种金属片(用砂纸打磨光亮)
【实验步骤】分别取三支试管,向其中入等质量、等浓度的稀硫酸然后将铝、铬、铜三种金属分别插入三支试管中。
【实验现象】铝片表面产生的气泡较快;铬片表面产生气泡较缓慢,溶液变蓝色;铜片无明显现象。
【解释与结论】
(2)猜想 成立。铬与稀硫酸反应生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO4)溶液,该反应的化学方程式为 。
(3)小涛的实验:
小涛只选用了三种药品进行实验,也得出了三种金属在金属活动顺序中的相 对位置关系。则他选用的三种药品可能是 (填化学式)。
【总结与归纳】
(4)总结与归纳由上述实验得出比较金属活动性强弱的方法有:① ② 。
【反思与交流】
(5)铝制容器也不能用来盛波尔多液(主要成分含硫酸铜)的原因是 。(用化学方程式表示)。
3.(23-24九年级上·吉林·期末)某化学兴趣小组的同学以金属为对象进行项目式学习。
项目一:探究铁、铜、锌的金属活动性顺序。
同学们设计了如图实验:(已知①中铁丝足量)
(1)①中观察到的现象是 。
(2)②中发生反应的化学方程式为 。
(3)该实验的结论是 。
项目二:金属的锈蚀与保护。
小组同学用实验研究铁锈蚀的影响因素,记录如表:
实验装置 序号 其他试剂 100min后O2的含量
① 干燥剂 21%
② 10滴水 15%
③ 10滴水和0.1g食盐 X
④ 10滴水和1.0g食盐 8%
(4)表格中X的取值范围是 。
(5)实验①②对比得到的结论是 。
(6)实验②③④对比得到的结论是 。
(7)铝制品的表面不需要像铁那样做防锈处理,原因是 。
4.(23-24九年级上·吉林·期末)学习完金属的化学性质,同学们来到实验室进行锌、铜、银三种金属活动性顺序的探究活动。实验桌上老师提供的药品有:锌片、铜片、银片、硫酸锌溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液和稀硫酸。
【制定计划】在老师的指导下,经过讨论,同学们设计出了以下几种实验方案:
方案一:铜片、硫酸锌溶液、硝酸银溶液;
方案二:锌片、银片、硫酸铜溶液;
方案三:锌片、铜片、硫酸铜溶液、硝酸银溶液;
(1)你的设计方案是 ;
【进行实验】
(2)小华同学选用方案三进行如下探究,请你帮他完成表格中的空白(注:表格中实验操作一栏用文字描述或图示表示均可):
实验步骤 实验现象 分析与结论
; 金属活动性:Cu Ag;
; 锌片表面附着一层红色物质,溶液由蓝色逐渐变为无色。 发生反应的化学方程式为 。
【解释与结论】
(3)根据上述实验,小华得出三种金属活动性由强到弱的顺序是 ;
【反思与交流】
(4)探究活动结束后,同学们分享自己的收获与不足,并进行反思:有同学提出,小华的实验中不用硫酸铜溶液也能得到相同的实验结论。
简要说明其验证方法: 。
5.(23-24九年级上·安徽六安·期末)关于金属的研究是一项重要的课题。某小组以“铜的化学性质”为主题开展项目式学习。
【任务一】铜与氧气的反应。
(1)将红色的铜片在酒精灯上加热,观察到的现象是 。
【任务二】铜与酸的反应。
(2)小林根据金属活动性顺序得出铜常温下不能与稀盐酸、稀硫酸反应,理由是铜 (“有”或“没有”)氢活泼。小明同学提出问题,如果改变温度或酸的浓度,铜能否与盐酸、硫酸反应呢?于是小组同学进行如下探究。
【进行实验】
取10支试管,分别加入大小相同的光亮铜片,配制不同浓度的盐酸和硫酸分别倒入试管,浸没铜片,用酒精灯加热(其中倒入盐酸的试管中,加一层石蜡油液封,用小火持续加热,使盐酸处于微沸状态30min)。
硫酸浓度% 17 63 65 81 98
现象 加热20min,铜表面光亮 加热20min,铜表面光亮 加热15min,铜表面变黑 加热5min,铜表面变黑,10min后反应剧烈 加热1min,铜表面变黑,3min后反应剧烈
铜片表面都有气泡产生,有刺激性气味,溶液变为蓝色
盐酸浓度% 12 14 16 27 37
现象 溶液无色,铜片没有变化 溶液几乎无色,铜片没有变化 溶液呈很淡的黄色,铜片没有变化 溶液呈淡黄色,铜片表面有极细小极少气泡 溶液呈明显的黄色,铜片表面气泡明显
【解释与结论】
(3)铜与98%硫酸反应生成的气体可能为 (写化学式)。
(4)盐酸加热时,用石蜡油液封的目的是 。
(5)由实验得出,与铜不反应的盐酸浓度范围是 。
【任务三】铜与硝酸银溶液的反应。
(6)小组同学将打磨光亮的铜片放入硝酸银溶液中,观察到了现象,发生反应的化学方程式是 ,说明铜的活动性强于银。
【任务四】小李同学发现他的铜制眼镜架变绿了,猜想铜生锈了,于是用四片铜片分别进行如下实验来探究铜生锈的条件。(碱石灰可用来吸收水和二氧化碳)
【实验方案】用四片铜片分别进行如下实验来探究铜生锈的条件。
实验装置
实验现象 铜片不生锈 铜片不生锈 铜片不生锈 铜片生锈
【实验分析】
(7)通过实验可知,铜生锈是铜与氧气、水、 作用的结果。实验②中,足量澄清石灰水的作用是 。小组同学利用如图装置进行实验,能否准确测空气中氧气的含量,并说明理由 。
6.(23-24九年级下·河北石家庄·期末)某化学兴趣小组为了测定某稀硫酸的溶质质量分数,向盛有100g稀硫酸的烧杯中,分两次加入粗锌粒(其中的杂质不反应也不溶解),充分反应后,有关数据如下表所示,请计算:
实验次数 第一次 第二次
粗锌粒质量/g 15 15
烧杯中物质总质量/g 114.6 129.4
(1)共生成氢气的质量为 g。
(2)所用稀硫酸的溶质质量分数是多少?
7.(23-24九年级下·黑龙江大庆·期末)某同学为了测定黄铜屑(由锌、铜形成的合金)样品的组成,取样品100g放入烧杯中,把200g稀硫酸平均分成4等份,分4次加入烧杯中,每次都在充分反应之后测量出烧杯内混合物的质量,并记录如表所示:
次数 第1次 第2次 第3次 第4次
烧杯内混合物质量/g 149.6 199.2 249.0 299.0
(1)黄铜属于 (填“金属”或“合成”)材料。
(2)反应在第 次停止了。
(3)计算黄铜屑中铜的质量分数。
8.(23-24九年级下·安徽淮南·期末)金属涂层光纤是在光纤的表面涂合金层的光纤。为测定金属涂层光纤材料合金中铝的质量分数,进行如图所示实验(假设不含其他杂质)。
(1)合金样品中铝的质量是 g。
(2)求反应中生成硫酸铝的质量是多少?(写出计算过程)
9.(23-24九年级上·新疆乌鲁木齐·期末)小明欲用化学方法鉴别黄铜(铜锌合金)和黄金,他可向样品中加入足量稀 (填名称),通过观察是否产生气泡来进行区分。相关数据如图所示,若恰好完全反应,请计算黄铜中锌的质量分数 。
10.(23-24九年级下·广东潮州·期末)我国古代就掌握炼铜技术,青铜是铜冶铸史上最早得到的合金。
Ⅰ.用孔雀石[主要成分Cu2(OH)2CO3]炼铜。高温煅烧孔雀石,可得黑色固体和两种非金属氧化物。如图是铜元素的“价类二维图”。
(1)图中Cu2(OH)2CO3位于A点,黑色固体位于 (填B、C或D)点。A→B的反应属于 (填基本反应类型)。
(2)高温下利用CO可实现B→D的转化,使黑色固体变 色,同时产生的气体可使澄清石灰水 。该过程体现了CO具有 性。
Ⅱ.《大冶赋》记载由硫化铜矿(主要成分Cu2S)制取CuSO4溶液,再用铁片浸取铜的方法。硫化铜矿中Cu2S转化的流程如下:
(3)硫化铜矿焙烧前要进行粉碎处理,这样做的目的是 。
(4)Cu2S中Cu与S的质量比为 。写出“铁浸”过程中反应的化学方程式 。
(5)在冶炼中加入锡等金属可得到青铜,下列说法正确的是_____。
A.青铜是金属材料 B.纯铜比青铜的硬度大 C.青铜比纯铜的熔点高
11.(23-24九年级上·河南郑州·期末)金属与金属材料的学习对促进科学研究及人类社会发展具有重要作用。
(1)日常生活:照明台灯铜质插头利用了金属铜的 性;铝制品具有很好的抗腐蚀性能的原因是 。
(2)实验探究:某化学小组用下图实验装置探究铝、铜、银的金属活动性顺序。
①从操作简单,现象明显的角度考虑,证明铝、铜、银活动性顺序的最优组合方案是 。
②请写出装置A或B中发生反应的化学方程式 。
③除图中实验方案外,某同学认为保持装置B中药品不变,只将装置A、C中的溶液都换成某等质量等浓度的同种溶液,同样可达到实验目的。该溶液可为 。
(3)科技前沿:华为开创了“中国芯”时代。“中国芯”的主要材料是高纯度的单质硅,工业上可用SiO2和碳单质在高温条件下反应来制取,同时生成一种可燃性气体。其反应的化学方程式为 ,所属基本反应类型为 。
(4)传统文化:明代《天工开物》记载了多种金属的冶炼技术。在锌的冶炼中发生的主要反应之一为 ZnO + CO Zn + CO2。若制得130 kg Zn,计算参加反应的ZnO的质量是多少?
12.(23-24九年级下·安徽合肥·期末)金属在生产生活中发挥着重要的作用,1班化学兴趣小组的同学围绕金属铜开展了项目式的学习。
【项目一】铜的性质
小组同学通过如图所示实验认识铜的性质:
(1)实验1,观察到火柴头燃烧,说明铜具有的物理性质是 。
(2)实验2的现象是 ,写出该反应的化学方程式 。
【项目二】
铜锈赋予青铜器历史感。铜锈主要有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl,考古界根据铜锈是否会加速铜的锈蚀分为“有害锈”和“无害锈”,其作用如图所示:
(3)据图可知Cu2(OH)3Cl具有 (填“致密”或“疏松”)结构,因此属于 (填“有害锈”或“无害锈”)。
【项目三】铜的冶炼
铜是人类最早使用的金属之一,炼铜工艺的发展史如图所示。
(4)火法炼铜涉及的化学反应之一为:,该反应是 。(填基本反应类型)
【附加题】
我国古代制黄铜的原理如图所示。
(5)高温还原过程中涉及的主要反应有,得到的黄铜比纯铜硬度 (填“大”或“小”)。
(6)为了测定某黄铜中铜的质量分数,取10g黄铜粉末加入足量稀硫酸,产生氢气0.1g。则该混合物中铜的质量分数为 。
13.(23-24九年级上·宁夏固原·期末)某校课外活动小组的同学在老师的帮助下,探究用赤铁矿(主要成分是Fe2O3)炼铁的主要反应原理。他们设计的实验装置如下图所示。
(1)写出一氧化碳还原氧化铁的化学方程式 。
(2)实验中在甲装置中观察到的实验现象 。
(3)甲装置中,设置酒精灯的目的 ,实验时应先点燃 灯。
(4)乙装置与甲装置相比,它的主要优点是 。
(5)为测定某生铁(铁碳合金)样品中碳的质量分数,小军同学取5.8g生铁样品盛放在烧杯中,并向其中加入100g稀盐酸,恰好完全反应后烧杯内剩余物质的总质量为105.6g。请分析并计算:
①生成氢气的质量为 g;
②生铁样品中碳的质量分数。 (结果精确到0.1%)
14.(2024·河南洛阳·一模)金属及金属材料在生产、生活、航天中应用广泛。
(1)三星堆出土的文物使用了贴金技艺,贴金技艺利用了金具有良好的 性,将黄金锤成极薄的薄片。
(2)铝具有很好的抗腐蚀性,是因为其表面生成一层致密的薄膜,该薄膜是 (填化学式)。
(3)等质量的铜、铁、铝中所含原子个数由多到少的顺序是 。
(4)某同学们到实验室进行锌、铜、银三种金属活动性顺序的探究活动。以下几种实验方案不可行的是_____(填字母编号)。
A.铜片、硫酸锌溶液、硝酸银溶液
B.锌片、银片、硫酸铜溶液
C.锌片、铜片、硝酸银溶液
D.锌片、铜片、稀硫酸、硝酸银溶液
(5)早在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器。一氧化碳还原氧化铁的微型装置如图所示。A处V形管内反应的化学方程式为 ;B处的实验现象为 ;写出一种尾气处理方法: 。
(6)黄铜是铜锌合金,常用于制造机器、电器的零部件。为测定某黄铜样品中铜的质量分数,取20g该黄铜样品加入100g稀硫酸中,恰好完全反应,产生氢气0.2g,计算该黄铜样品中铜的质量分数。
15.(23-24九年级上·内蒙古通辽·期末)日常生活用品很多是由金属材料制成的。金属的使用推动了人类的文明与进步。
(1)三星堆出土的文物使用了贴金技艺,贴金技艺利用了金具有良好的 性,将黄金锤成极薄的薄片。
(2)某同学用相同的铁钉探究铁生锈与哪些因素有关,设计的实验如图所示。通过对比 (填字母)组实验,可得出铁生锈需要与氧气接触。
(3)某同学在探究金属与盐溶液反应的实验时,向铝粉和锌粉的混合物中加入一定质量的硝酸镁和硝酸银混合溶液,充分反应后,过滤,可得到滤渣和滤液。则反应后滤液的质量比反应前混合溶液的质量 (填“增大”或“减小”);若向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定含有的金属是 (填化学式)。
16.(23-24九年级下·安徽合肥·期末)某兴趣小组的同学为从含有FeSO4、CuSO4的废液中回收金属铜和硫酸亚铁晶体,设计了如下实验方案。结合实验方案回答下列问题:
(1)步骤①中,加入的金属X是 ;
(2)金属混合物的成分是 ,写出步骤②反应的化学方程式 ;
(3)若实验过程中的物质损失可以忽略,最终得到的硫酸亚铁晶体的质量 (填“>”、“=”或“<”)原废液中硫酸亚铁的质量。
17.(23-24九年级下·黑龙江牡丹江·期末)某兴趣小组的同学从实验室收集到一桶含有FeSO4、CuSO4的废液,他们想从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体,设计了如图操作方案,结合方案回答下列问题:
(1)固体 A 中含有 (填化学式);
(2)操作 a 的名称是 ;
(3)加入过量 Fe 的目的是 ;
(4)写出①步骤的方程式 。
(5)最终得到的硫酸亚铁晶体的质量 原废液中的硫酸亚铁质量(填“大于”、“等于”或“小于”)
18.(23-24九年级上·河北衡水·期末)某化工厂排出的废液中含有AgNO3、Zn(NO3)2和Fe(NO3)2三种物质。为了从废液中回收金属银,并得到副产品硫酸亚铁,他们设计了如图实验方案:
试回答:Y的化学式为 ,滤液C所含溶质为 。
19.(2023·河南郑州·模拟预测)为了探究镍(Ni)的金属活动性,某化学小组进行了以下探究实验:把镍片放入稀硫酸中,有气泡产生;把镍片放入硫酸锌溶液中,无明显现象。(已知:镍显+2 价,硫酸镍溶液呈绿色)
(1)写出镍片和稀硫酸反应的化学方程式 。
(2)若把锌片放入硫酸镍溶液中,溶液颜色会发生的变化是 。
(3)通过上述实验,铜、镍、锌的金属活动性由强到弱的顺序是 。
20.(23-24九年级上·湖北武汉·期末)2022年奥运会奖牌制作原料来自于电子垃圾中提炼出来的金属。某工厂利用废旧电器预处理的产品粗铜回收铜和银的操作流程如图所示:
回答下列问题:
(1)“装置Ⅰ”中加入过量的稀硫酸后,还需进行固液分离操作,其操作名称是 。
(2)“滤液1”中除H2O外,还含有的物质有 (填“化学式”)。
(3)“装置Ⅱ”中发生反应的化学方程式为 。
(4)试剂X为 (填“物质名称”)。
(5)设计“装置Ⅳ”的目的是 。
21.(23-24九年级上·新疆乌鲁木齐·期末)某实验小组探究金属与化合物溶液的反应,推断铁、铜、银三种金属活动性顺序。
(1)写出实验乙发生反应的化学方程式 。
(2)通过上述实验,不能证明铁、铜、银三种金属的活动性顺序,请写出需要补充的实验 。
(3)将甲、乙试管反应后的溶液混合后得到蓝色废液,此蓝色废液中除水外一定还有 (填化学式)。
(4)向上述蓝色废液中加入过量的铁粉,充分反应后过滤得到滤渣A,再对滤渣A按如下流程处理:(已知()
滤渣A中一定含有的金属成分是 (填化学式),在滤液C中加入少量的 可以检测所加的硫酸是否过量。
22.(23-24九年级下·广东·期末)探秘古钱币。
(1)古币金属知多少。我国古代的钱币有多种,如金币、银铜币、铁币等。小民同学家里收藏有一枚古币,可以被磁铁吸引,该古币是 (填币种)。
(2)金属性质的探究。实验小组的同学做了下列实验:
①如图1,铜片表面有黑色物质生成,该反应的化学方程式是 。
②如图2,三支试管里的液体均为稀盐酸,铁丝表面有气泡冒出,银丝和铜丝无明显变化。由此可得出有关金属活动性的结论是 。
③铜币长时间放置不用,表面容易产生一层铜绿【主要成分】,根据化合物的分类,属于 ,从组成预测其能与 反应。
(3)货币流通有原因。铁硬度比铜大,密度比铜小,金和银做成的钱币比铜币腐蚀速度要慢得多,似乎更适合铸造钱币,但是中国历史上铜币的使用量远大于其它材质的货币。综上所述,古代铸造钱币选择金属考虑的两个因素是:① ;② 。
23.(23-24九年级上·陕西西安·期末)如下图所示,甲、乙、丙烧杯中均盛有等质量、等质量分数的稀硫酸,将形状、大小均相同的三种金属片Zn、X、Cu分别放入其中,请根据图示回答。
(1)实验前Zn、X、Cu均要使用砂纸打磨,目的是 。
(2)Zn、X、Cu三种金属的活动性强弱顺序为 。
(3)写出甲烧杯中发生反应的化学方程式: 。
(4)将上述实验中的金属X更换为Ag,要验证Zn、Ag、Cu的金属活动性顺序,可将上图烧杯中的稀硫酸更换为 溶液。
24.(23-24九年级上·湖北随州·期末)人类的生活和生产都离不开金属材料。铁是应用最广泛的金属。
(1)下列金属制品的用途中,利用金属导热性的是___________(填字母序号),
A.铁锅 B.铜导线 C.铝箔
(2)还原铁粉又称“双吸剂”,常用于食品保鲜,其原理是: ,
(3)久置的铜制品表面会生成绿色的铜锈[主要成分为Cu2(OH)2CO3],如图是以锈蚀严重的废铜屑为原料,设计的两种回收铜的实验方案。
已知:;
①步骤Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ都需要进行的实验操作是 。
②步骤Ⅱ的实验现象为 。
③步骤Ⅴ中发生反应的化学方程式为 。
④同一份废铜屑分别通过上述两种方案最终得到铜的质量:方案一 (填“>”“=”或“<”)方案二。
25.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)从某废旧电子产品中可以提炼贵重金属金和铂,并得到硫酸铜溶液。工艺流程如图所示:
(1)图中“操作”的名称是 ,该操作用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 (填仪器名称)。
(2)①中发生反应的基本类型为 。
(3)分析流程,可以得出铜和金相比,活泼性较强的是 。
26.(23-24九年级上·陕西西安·期末)镍的抗腐性佳,主要用来制造不锈钢和其他抗腐蚀合金。白铜是锌、铜、镍(Ni)合金,我国在公元前200年就已开始使用。东晋的《华阳国志》中记载:“螳螂县因山名也。出银、白铜、杂药”。某学习小组同学欲探究镍的金属活动性并从废弃的白铜回收铜、镍两种金属。
(1)先向盛有等量镍粉和锌粉的两支试管中分别加入溶质质量分数相同的稀硫酸,观察到都有气泡产生,且锌粉与稀硫酸反应更剧烈,镍粉与稀硫酸反应后的溶液为绿色,说明镍的金属活动性比锌 (填“强”成“弱”)。
查阅资料可知:镍与稀硫酸反应的化学方程式为Ni+H2SO4=NiSO4+H2↑。
(2)接下来,同学们设计了如图实验流程回收铜和镍。
图中,固体A是 (填化学符号),②中生成镍的化学方程式 。
(3)要验证Ni、Zn、Cu的金属活动性顺序,用下列各组药品进行实验,不能达到目的的是 (填字母)。
A.Ni、Zn、Cu、稀盐酸 B.Ni、Cu、ZnSO4溶液
C.Zn、Cu、ZnSO4溶液 D.Ni、ZnSO4溶液、CuSO4溶液
答案和解析
1.(23-24九年级上·陕西咸阳·期末)同学们进行锌、铜、银三种金属活动性顺序的探究活动。老师提供的药品有:锌片、铜片、银片、硫酸铜溶液、硝酸银溶液和稀硫酸。
【制定计划】在老师的指导下,经过讨论,同学们设计出了以下几种实验方案。
方案一:铜片、锌片、银片、稀硫酸;
方案二:锌片、银片、硫酸铜溶液;
方案三:锌片、铜片、硫酸铜溶液、硝酸银溶液。
【讨论分析】
(1)有同学认为方案一不可行,原因是 。
(2)方案二中涉及反应的化学方程式为 。
【进行实验】
(3)小华同学选用方案三进行如下探究,请你帮他完成表格中的空白:
实验一 实验二
实验操作 (简述实验操作)
实验现象 铜片表面析出银白色固体,溶液由无色变 色 锌片表面有红色物质析出,溶液由蓝色变为无色
实验结论 三种金属活动性由强到弱的顺序为
【拓展与延伸】
(4)同学们将试管中的金属回收再利用,这样做的意义是 。
(5)好奇地小明在老师的指导下,把一定量的锌粒加入硫酸铜和硝酸银的混合溶液中,充分反应一段时间后,过滤,发现滤液呈无色。此时,滤渣中一定含有 (填化学式)。
【答案】(1)只能证明Zn比Cu、Ag活泼,无法比较Cu和Ag的金属活动性强弱
(2)Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4
(3)将打磨后的锌片置于硫酸铜溶液中 蓝 Zn>Cu>Ag
(4)保护金属资源或防止污染环境等
(5)Ag和Cu
【解析】(1)方案一,铜和银都不能喝稀硫酸反应,只有锌能和稀硫酸反应,只能证明Zn比Cu、Ag活泼,无法比较Cu和Ag的金属活动性强弱。
(2)方案二中锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,该反应的化学方程式为Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4。
实验一中将打磨过的铜片伸入硝酸银溶液中,铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,铜片表面析出银白色固体,溶液由无色变蓝色,证明铜的活动性强于银。根据实验二的现象为锌片表面有红色物质析出,溶液由蓝色变为无色可知,该实验操作为将打磨后的锌片置于硫酸铜溶液中,锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,证明锌和活动性强于铜,由此可知实验结论是三种金属活动性由强到弱的顺序为Zn>Cu>Ag。
(3)金属回收利用可以节约金属资源,还可以防止污染环境。
(4)把一定量的锌粒加入硫酸铜和硝酸银的混合溶液中,锌先和硝酸银反应生成硝酸锌和银,当硝酸银完全反应后,锌再和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,充分反应一段时间后,过滤,发现滤液呈无色,说明溶液中没有硝酸铜,则硝酸银和硝酸铜都完全反应,故滤渣中一定含有银和铜,故填:Ag和Cu。
2.(23-24九年级上·云南曲靖·期末)不锈钢材料中含有的金属铬(Cr)能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性。为了解金属铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系,小娟与小涛进行了如下探究活动。
【猜想和假设】
(1)根据所学知识,猜想三种金属在金属活动顺序中的相对位置关系:
猜想一:Cr Al Cu
猜想二:Al Cr Cu
猜想三:
【实验和探究】
小娟的实验:
取大小相同的铝、铬、铜三种金属片(用砂纸打磨光亮)
【实验步骤】分别取三支试管,向其中入等质量、等浓度的稀硫酸然后将铝、铬、铜三种金属分别插入三支试管中。
【实验现象】铝片表面产生的气泡较快;铬片表面产生气泡较缓慢,溶液变蓝色;铜片无明显现象。
【解释与结论】
(2)猜想 成立。铬与稀硫酸反应生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO4)溶液,该反应的化学方程式为 。
(3)小涛的实验:
小涛只选用了三种药品进行实验,也得出了三种金属在金属活动顺序中的相 对位置关系。则他选用的三种药品可能是 (填化学式)。
【总结与归纳】
(4)总结与归纳由上述实验得出比较金属活动性强弱的方法有:① ② 。
【反思与交流】
(5)铝制容器也不能用来盛波尔多液(主要成分含硫酸铜)的原因是 。(用化学方程式表示)。
【答案】(1)Al Cu Cr
(2)二
(3)Al、CrSO4、Cu(合理即可)
(4)通过金属与酸反应的比较 通过金属与盐溶液反应比较
(5)
【解析】(1)Al的金属活动性比Cu强,则Al、Cu、Cr这三种金属在金属活动顺序中的相对位置关系可能是Al Cu Cr或Cr Al Cu或Al Cr Cu,猜想一为Cr Al Cu,猜想二为Al Cr Cu,则猜想三为Al Cu Cr。
(2)铝片表面产生的气泡较快;铬片表面产生气泡较缓慢,溶液变蓝色;铜片无明显现象,说明这三种金属中Al的金属活动性最强,Cr次之,Cu的金属活动性最弱,则猜想二成立;
由题中信息可知,铬能与稀硫酸反应生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO4)溶液,实验一中铬与稀硫酸反应有气泡产生,应该是氢气,则铬与稀硫酸反应生成硫酸铬、氢气,化学方程式为。
(3)如果已知三种金属的活动性顺序,用活动性位于中间的金属与另两种金属的盐溶液反应;或用活动性位于中间的金属的盐溶液与另两种金属反应,都可以验证三种金属的活动性顺序。题中三种金属的金属活动性顺序为Al Cr Cu,故可选择:Al、CrSO4 、Cu或Al2(SO4)3、Cr、CuSO4等。
(4)由上述实验得出比较金属活动性强弱的方法有:①通过金属与酸反应比较;②通过金属与盐溶液反应比较。
(5)Al的金属活动性比Cu强,因此铝能与硫酸铜反应生成硫酸铝、铜,导致波尔多液失效,该反应的化学方程式为。
3.(23-24九年级上·吉林·期末)某化学兴趣小组的同学以金属为对象进行项目式学习。
项目一:探究铁、铜、锌的金属活动性顺序。
同学们设计了如图实验:(已知①中铁丝足量)
(1)①中观察到的现象是 。
(2)②中发生反应的化学方程式为 。
(3)该实验的结论是 。
项目二:金属的锈蚀与保护。
小组同学用实验研究铁锈蚀的影响因素,记录如表:
实验装置 序号 其他试剂 100min后O2的含量
① 干燥剂 21%
② 10滴水 15%
③ 10滴水和0.1g食盐 X
④ 10滴水和1.0g食盐 8%
(4)表格中X的取值范围是 。
(5)实验①②对比得到的结论是 。
(6)实验②③④对比得到的结论是 。
(7)铝制品的表面不需要像铁那样做防锈处理,原因是 。
【答案】(1)铁丝表面有一层红色物质覆盖,溶液由蓝色变为浅绿色
(2)
(3)铁、铜、锌的金属活动性顺序为锌>铁>铜
(4)8%~15%
(5)铁生锈需要水
(6)食盐可加快铁生锈
(7)铝被氧化后生成致密的氧化铝薄膜阻止反应的继续进行
【解析】(1)铁丝与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,硫酸铜溶液为蓝色,铁为银白色金属,铜为紫红色金属,硫酸亚铁溶液是浅绿色。所以①中观察到的现象是铁丝表面有一层红色物质覆盖,溶液由蓝色变为浅绿色。故填:铁丝表面有一层红色物质覆盖,溶液由蓝色变为浅绿色。
(2)②中发生反应是锌与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌,化学方程式为。故填:。
(3)据①实验可知,金属活动性铁>铜;据②实验可知,金属活动性锌>铁。所以铁、铜、锌的金属活动性顺序为锌>铁>铜。该实验的结论是铁、铜、锌的金属活动性顺序为锌>铁>铜。故填:铁、铜、锌的金属活动性顺序为锌>铁>铜。
(4)据表格分析可知,X应在8%~15%之间取值。所以表格中X的取值范围是8%~15%。故填:8%~15%。
(5)对比实验①②可知,①中铁不与水接触,②中铁与水接触,相同时间内,①中氧气含量不变,②中氧气含量减少,即①中未生锈,②中已生锈。因此,实验①②对比得到的结论是铁生锈需要水。故填:铁生锈需要水。
(6)对比实验②③④可知,随着食盐加入量的增多,氧气含量减少更多,说明食盐对铁锈蚀有影响。因此得出:食盐可加快铁生锈。所以实验②③④对比得到的结论是食盐可加快铁生锈。故填:食盐可加快铁生锈。
(7)由于铝被氧化后生成致密的氧化铝薄膜阻止反应的继续进行,所以铝制品的表面不需要像铁那样做防锈处理。故填:铝被氧化后生成致密的氧化铝薄膜阻止反应的继续进行。
4.(23-24九年级上·吉林·期末)学习完金属的化学性质,同学们来到实验室进行锌、铜、银三种金属活动性顺序的探究活动。实验桌上老师提供的药品有:锌片、铜片、银片、硫酸锌溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液和稀硫酸。
【制定计划】在老师的指导下,经过讨论,同学们设计出了以下几种实验方案:
方案一:铜片、硫酸锌溶液、硝酸银溶液;
方案二:锌片、银片、硫酸铜溶液;
方案三:锌片、铜片、硫酸铜溶液、硝酸银溶液;
(1)你的设计方案是 ;
【进行实验】
(2)小华同学选用方案三进行如下探究,请你帮他完成表格中的空白(注:表格中实验操作一栏用文字描述或图示表示均可):
实验步骤 实验现象 分析与结论
; 金属活动性:Cu Ag;
; 锌片表面附着一层红色物质,溶液由蓝色逐渐变为无色。 发生反应的化学方程式为 。
【解释与结论】
(3)根据上述实验,小华得出三种金属活动性由强到弱的顺序是 ;
【反思与交流】
(4)探究活动结束后,同学们分享自己的收获与不足,并进行反思:有同学提出,小华的实验中不用硫酸铜溶液也能得到相同的实验结论。
简要说明其验证方法: 。
【答案】(1)锌片、铜片、硝酸银溶液和稀硫酸(合理即可,注意:不能实现比较活动性的方案,不给分)
(2)铜片表面有银白色物质析出,溶液变为蓝色 >(或大于) 将打磨过的锌片放入硫酸铜溶液中,观察现象
(3)Zn>Cu>Ag
(4)先将铜片放入硝酸银溶液中,铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,说明金属活动性:Cu>Ag;再将打磨过的锌片放入反应后的溶液中,锌与硝酸铜能反应生成硝酸锌和铜,说明金属活动性:Zn>Cu,从而证明Zn>Cu>Ag(答案合理即可)
【解析】(1)将锌片、铜片、银片分别放入到硫酸溶液中,只有锌表面有气泡产生,说明锌比铜和银活泼,将铜片放入到硝酸银溶液中,铜片表面有银析出,说明铜比银活泼,从而证明锌>铜>银,所以可选用,锌片、铜片、硝酸银溶液和稀硫酸验证三种金属的活动性强弱;
(2)铜的金属活动性比银强,将铜片放入到硝酸银溶液中能置换出银,故现象为:铜片表面有银白色物质析出,溶液变为蓝色;
通过实验现象证明了铜的金属活动性大于银;
根据实验现象:锌片表面附着一层红色物质,溶液由蓝色逐渐变为无色,结合方案三所提供药品,可推出实验步骤为:将打磨过的锌片放入硫酸铜溶液中,观察现象;
锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,方程式为:;
(3)实验步骤一证明铜>银,步骤二证明锌>铜,从而得出三种金属活动性由强到弱的顺序是:锌>铜>银;
(4)先将铜片放入硝酸银溶液中,铜与硝酸银反应,说明金属活动性:Cu>Ag;铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜,此时溶液为硝酸铜溶液,再将打磨过的锌片放入反应后的硝酸铜溶液中,锌与硝酸铜能反应,说明金属活动性:Zn>Cu,从而证明了锌>铜>银。
5.(23-24九年级上·安徽六安·期末)关于金属的研究是一项重要的课题。某小组以“铜的化学性质”为主题开展项目式学习。
【任务一】铜与氧气的反应。
(1)将红色的铜片在酒精灯上加热,观察到的现象是 。
【任务二】铜与酸的反应。
(2)小林根据金属活动性顺序得出铜常温下不能与稀盐酸、稀硫酸反应,理由是铜 (“有”或“没有”)氢活泼。小明同学提出问题,如果改变温度或酸的浓度,铜能否与盐酸、硫酸反应呢?于是小组同学进行如下探究。
【进行实验】
取10支试管,分别加入大小相同的光亮铜片,配制不同浓度的盐酸和硫酸分别倒入试管,浸没铜片,用酒精灯加热(其中倒入盐酸的试管中,加一层石蜡油液封,用小火持续加热,使盐酸处于微沸状态30min)。
硫酸浓度% 17 63 65 81 98
现象 加热20min,铜表面光亮 加热20min,铜表面光亮 加热15min,铜表面变黑 加热5min,铜表面变黑,10min后反应剧烈 加热1min,铜表面变黑,3min后反应剧烈
铜片表面都有气泡产生,有刺激性气味,溶液变为蓝色
盐酸浓度% 12 14 16 27 37
现象 溶液无色,铜片没有变化 溶液几乎无色,铜片没有变化 溶液呈很淡的黄色,铜片没有变化 溶液呈淡黄色,铜片表面有极细小极少气泡 溶液呈明显的黄色,铜片表面气泡明显
【解释与结论】
(3)铜与98%硫酸反应生成的气体可能为 (写化学式)。
(4)盐酸加热时,用石蜡油液封的目的是 。
(5)由实验得出,与铜不反应的盐酸浓度范围是 。
【任务三】铜与硝酸银溶液的反应。
(6)小组同学将打磨光亮的铜片放入硝酸银溶液中,观察到了现象,发生反应的化学方程式是 ,说明铜的活动性强于银。
【任务四】小李同学发现他的铜制眼镜架变绿了,猜想铜生锈了,于是用四片铜片分别进行如下实验来探究铜生锈的条件。(碱石灰可用来吸收水和二氧化碳)
【实验方案】用四片铜片分别进行如下实验来探究铜生锈的条件。
实验装置
实验现象 铜片不生锈 铜片不生锈 铜片不生锈 铜片生锈
【实验分析】
(7)通过实验可知,铜生锈是铜与氧气、水、 作用的结果。实验②中,足量澄清石灰水的作用是 。小组同学利用如图装置进行实验,能否准确测空气中氧气的含量,并说明理由 。
【答案】(1)固体由红色变成黑色
(2)没有
(3)SO2
(4)防止HCl挥发
(5)小于14%
(6)
(7)二氧化碳/CO2 除去空气中的二氧化碳 利用如图装置进行实验,不能准确测空气中氧气的含量,原因铜锈蚀时,需要二氧化碳和氧气体积相等时,反应才能恰好完成,而空气中二氧化碳的含量只有0.03%,所以铜不能将装置中的氧气全部耗尽
【解析】(1)将红色的铜片在酒精灯上加热,铜与空气中的氧气反应生成氧化铜,观察到的现象是固体由红色变成黑色;
(2)在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢;小林根据金属活动性顺序得出铜常温下不能与稀盐酸、稀硫酸反应,理由是在金属活动顺序中,铜排在氢之后,没有氢活泼;
(3)铜与98%硫酸反应生成的气体根据质量守恒定律可知,可能为氢气、氧气或二氧化硫,实验过程中铜片表面都有气泡产生,有刺激性气味,氢气、氧气为无味气体,二氧化硫气体具有刺激性气味,铜与98%硫酸反应生成的气体不可能为氢气、氧气,可能二氧化硫,化学式SO2;
(4)盐酸具有挥发性,盐酸加热时,用石蜡油液封的目的是防止HCl挥发;
(5)盐酸浓度14%溶液几乎呈无色,铜片没有变化,16%时溶液呈很淡的黄色,铜片没有变化,可知浓度小于14%时,盐酸与铜不反应;
(6)铜片与硝酸银反应生成硝酸铜和银,反应的化学方程式为:;
(7)实验①中铜与氧气、二氧化碳接触,观察到铜不生锈;实验②中二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,铜只与水和氧气接触,观察到铜不生锈;实验③中铜片与水、二氧化碳接触,观察到铜不生锈,实验④中铜与水、二氧化碳、氧气接触,观察到铜片生锈,通过实验可知,铜生锈是铜与氧气、水、二氧化碳(CO2)作用的结果。实验②中,足量澄清石灰水的作用是除去空气中的二氧化碳;铜在空气是锈蚀的反应方程式是2Cu+H2O+O2+CO2=Cu2(OH)2CO3,利用如图装置进行实验,不能准确测空气中氧气的含量,原因铜锈蚀时,需要二氧化碳和氧气体积相等时,反应才能恰好完成,而空气中二氧化碳的含量只有0.03%,所以铜不能将装置中的氧气全部耗尽,所以不能比较准确地测定空气中氧气的含量。
6.(23-24九年级下·河北石家庄·期末)某化学兴趣小组为了测定某稀硫酸的溶质质量分数,向盛有100g稀硫酸的烧杯中,分两次加入粗锌粒(其中的杂质不反应也不溶解),充分反应后,有关数据如下表所示,请计算:
实验次数 第一次 第二次
粗锌粒质量/g 15 15
烧杯中物质总质量/g 114.6 129.4
(1)共生成氢气的质量为 g。
(2)所用稀硫酸的溶质质量分数是多少?
【答案】(1)0.6
(2)解:设所用稀硫酸的溶质质量分数是x
x=29.4%
答:所用稀硫酸的溶质质量分数是29.4%。
【解析】(1)锌与稀硫酸反应生成硫酸锌、氢气,化学方程式为,杂质不反应也不溶解,随着反应的进行,不断产生氢气,烧杯中物质总质量不断减小。根据表格信息,第一次加入15g粗锌粒,产生的氢气质量为,第二次加入15g粗锌粒,产生的氢气质量为,说明第一次加入的粗锌粒完全反应,且15g粗锌粒能反应生成0.4g氢气,第二次加入的粗锌粒有剩余,则稀硫酸完全反应,共生成氢气的质量为0.6g。
(2)根据(1)的分析,100g稀硫酸反应生成的氢气质量为0.6g,据此可通过化学方程式计算出所用稀硫酸的溶质质量分数,详见答案。
7.(23-24九年级下·黑龙江大庆·期末)某同学为了测定黄铜屑(由锌、铜形成的合金)样品的组成,取样品100g放入烧杯中,把200g稀硫酸平均分成4等份,分4次加入烧杯中,每次都在充分反应之后测量出烧杯内混合物的质量,并记录如表所示:
次数 第1次 第2次 第3次 第4次
烧杯内混合物质量/g 149.6 199.2 249.0 299.0
(1)黄铜属于 (填“金属”或“合成”)材料。
(2)反应在第 次停止了。
(3)计算黄铜屑中铜的质量分数。
【答案】(1)金属
(2)3
(3)解:生成氢气的质量为:;
设参加反应的锌的质量为
黄铜屑中铜的质量为
黄铜屑中铜的质量分数为
答:黄铜屑中铜的质量分数为。
【解析】(1)黄铜为合金,属于金属材料;
(2)将200g稀硫酸平均分成4等份,每次加入50g稀硫酸,第一次:向100g样品中加50g稀硫酸,反应结束后,烧杯内混合物质量为 149.6g,根据质量守恒定律,说明产生H2的质量为:100g+50g-149.6g=0.4g;第二次:继续向其中加入50g稀硫酸,反应结束后,烧杯内混合物质量为 199.2g,根据质量守恒定律,说明产生H2的质量为149.6g+50g-199.2g=0.4g;通过前两次可得出,在前2次中,每次加入50g稀硫酸,会被完全反应,每次都生成0.4gH2;第三次:再加入50g稀硫酸,反应结束后,烧杯内混合物质量为249g,根据质量守恒定律说明产生H2的质量为199.2g+50g-249g=0.29g,0.2g<0.4g,故第三次50g稀硫酸有剩余,样品中锌被反应完了,第四次再加入50g稀硫酸时,不会发生反应,所以反应在第3次停止了;
(3)解析见答案。
8.(23-24九年级下·安徽淮南·期末)金属涂层光纤是在光纤的表面涂合金层的光纤。为测定金属涂层光纤材料合金中铝的质量分数,进行如图所示实验(假设不含其他杂质)。
(1)合金样品中铝的质量是 g。
(2)求反应中生成硫酸铝的质量是多少?(写出计算过程)
【答案】(1)5.4
(2)
解:设反应中生成的硫酸铝的质量为x

答:反应中生成硫酸铝的质量为
【解析】(1)铝能与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,铜和稀硫酸不反应,故最后剩余固体的质量为铜的质量,则合金样品中铝的质量为:10g-4.6g=5.4g;
(2)见答案。
9.(23-24九年级上·新疆乌鲁木齐·期末)小明欲用化学方法鉴别黄铜(铜锌合金)和黄金,他可向样品中加入足量稀 (填名称),通过观察是否产生气泡来进行区分。相关数据如图所示,若恰好完全反应,请计算黄铜中锌的质量分数 。
【答案】 盐酸或硫酸 由图可知产生氢气的质量为0.2g。
设消耗锌的质量为x。
x=6.5g
则黄铜中锌的质量分数为:
答:黄铜中锌的质量分数为32.5%。
【解析】铜锌合金中的锌可以和酸反应产生气泡,金的化学性质稳定不能和酸反应,故可以用稀盐酸或者稀硫酸鉴别;
计算过程:见答案。
10.(23-24九年级下·广东潮州·期末)我国古代就掌握炼铜技术,青铜是铜冶铸史上最早得到的合金。
Ⅰ.用孔雀石[主要成分Cu2(OH)2CO3]炼铜。高温煅烧孔雀石,可得黑色固体和两种非金属氧化物。如图是铜元素的“价类二维图”。
(1)图中Cu2(OH)2CO3位于A点,黑色固体位于 (填B、C或D)点。A→B的反应属于 (填基本反应类型)。
(2)高温下利用CO可实现B→D的转化,使黑色固体变 色,同时产生的气体可使澄清石灰水 。该过程体现了CO具有 性。
Ⅱ.《大冶赋》记载由硫化铜矿(主要成分Cu2S)制取CuSO4溶液,再用铁片浸取铜的方法。硫化铜矿中Cu2S转化的流程如下:
(3)硫化铜矿焙烧前要进行粉碎处理,这样做的目的是 。
(4)Cu2S中Cu与S的质量比为 。写出“铁浸”过程中反应的化学方程式 。
(5)在冶炼中加入锡等金属可得到青铜,下列说法正确的是_____。
A.青铜是金属材料 B.纯铜比青铜的硬度大 C.青铜比纯铜的熔点高
【答案】(1)B 分解反应
(2)红/紫红 变浑浊 还原
(3)增大接触面积,使其充分反应
(4)4:1
(5)A
【解析】(1)高温煅烧孔雀石,可得黑色固体和两种非金属氧化物,根据反应前后元素种类不变,则生成黑色的氧化铜、二氧化碳和水,氧化铜属于氧化物,且其中铜元素化合价为+2价,则位于B点;
该反应为一种物质生成多种物质的反应,属于分解反应。
(2)一氧化碳和黑色的氧化铜反应生成红色的铜和二氧化碳,则黑色固体变红色;
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;
该反应中,一氧化碳将氧化铜中的氧夺取,体现了一氧化碳的还原性。
(3)将硫化铜矿粉碎,能增大反应物接触面积,使其充分反应。
(4)Cu2S中Cu与S的质量比为(64×2):32=4:1;
结合流程可知,Cu2S和氧气反应生成氧化铜和二氧化硫,氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水,铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,则“铁浸”过程中反应的化学方程式为:。
(5)A、青铜为铜合金,属于金属材料,该选项说法正确;
B、合金的硬度比纯金属硬度大,则纯铜比青铜硬度小,该选项说法不正确;
C、合金的熔点比纯金属低,则青铜比纯铜的熔点低,该选项说法不正确。
故选A。
11.(23-24九年级上·河南郑州·期末)金属与金属材料的学习对促进科学研究及人类社会发展具有重要作用。
(1)日常生活:照明台灯铜质插头利用了金属铜的 性;铝制品具有很好的抗腐蚀性能的原因是 。
(2)实验探究:某化学小组用下图实验装置探究铝、铜、银的金属活动性顺序。
①从操作简单,现象明显的角度考虑,证明铝、铜、银活动性顺序的最优组合方案是 。
②请写出装置A或B中发生反应的化学方程式 。
③除图中实验方案外,某同学认为保持装置B中药品不变,只将装置A、C中的溶液都换成某等质量等浓度的同种溶液,同样可达到实验目的。该溶液可为 。
(3)科技前沿:华为开创了“中国芯”时代。“中国芯”的主要材料是高纯度的单质硅,工业上可用SiO2和碳单质在高温条件下反应来制取,同时生成一种可燃性气体。其反应的化学方程式为 ,所属基本反应类型为 。
(4)传统文化:明代《天工开物》记载了多种金属的冶炼技术。在锌的冶炼中发生的主要反应之一为 ZnO + CO Zn + CO2。若制得130 kg Zn,计算参加反应的ZnO的质量是多少?
【答案】(1)导电 表面生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止铝进一步氧化
(2)AB 2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)3 /Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2 稀盐酸或稀硫酸或硫酸亚铁溶液或硫酸锌溶液等合理即可
(3)SiO2+2CSi+2CO↑ 置换反应
(4)解:设参加反应的ZnO的质量为x,则
x= 162kg
答:参加反应的ZnO的质量为162kg。
【解析】(1)铜可作插头,利用了铜的导电性;
铝具有抗腐蚀性,是因为铝在常温下能和氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化。
(2)①A中铝能将铜从硫酸铜溶液中置换出来,说明铝比铜活泼,B中铜能将银从硝酸银溶液中置换出来,说明铜比银活泼,C中铜不能将铝从硫酸铝溶液中置换出来,说明铜没有铝活泼,AB均有明显现象,且可证明铝、铜、银活动性顺序。
②A中铝和硫酸铜反应生成铜和硫酸铝,反应的化学方程式为:;B中铜和硝酸银反应生成银和硝酸铜,反应的化学方程式为:。
③若想保持装置B中药品不变,且只将装置A、C中的溶液都换成某等质量等浓度的同种溶液,由于装置B能证明铜比银活泼,则需要证明铝和铜的金属活动性顺序,铝能和硫酸反应,但铜不能,则可将溶液换成稀硫酸。
(3)SiO2和碳单质在高温条件下反应生成硅,根据反应前后元素种类不变,则另一种生成物中应含有碳元素和氧元素,由于两一种物质为可燃性气体,则为CO,反应的化学方程式为:;
该反应为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,属于置换反应。
(4)见答案。
12.(23-24九年级下·安徽合肥·期末)金属在生产生活中发挥着重要的作用,1班化学兴趣小组的同学围绕金属铜开展了项目式的学习。
【项目一】铜的性质
小组同学通过如图所示实验认识铜的性质:
(1)实验1,观察到火柴头燃烧,说明铜具有的物理性质是 。
(2)实验2的现象是 ,写出该反应的化学方程式 。
【项目二】
铜锈赋予青铜器历史感。铜锈主要有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl,考古界根据铜锈是否会加速铜的锈蚀分为“有害锈”和“无害锈”,其作用如图所示:
(3)据图可知Cu2(OH)3Cl具有 (填“致密”或“疏松”)结构,因此属于 (填“有害锈”或“无害锈”)。
【项目三】铜的冶炼
铜是人类最早使用的金属之一,炼铜工艺的发展史如图所示。
(4)火法炼铜涉及的化学反应之一为:,该反应是 。(填基本反应类型)
【附加题】
我国古代制黄铜的原理如图所示。
(5)高温还原过程中涉及的主要反应有,得到的黄铜比纯铜硬度 (填“大”或“小”)。
(6)为了测定某黄铜中铜的质量分数,取10g黄铜粉末加入足量稀硫酸,产生氢气0.1g。则该混合物中铜的质量分数为 。
【答案】(1)导热性
(2)铜片表面有银白色固体析出,溶液由无色变为蓝色
(3)疏松 有害锈
(4)分解反应
(5)大
(6)67.5%
【解析】(1)实验1加热铜片,观察到火柴头燃烧,说明铜具有的物理性质是导热性;
(2)实验2中铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜,实验现象是铜片表面有银白色固体析出,溶液由无色变为蓝色;该反应的化学方程式为;
(3)由图可知Cu2(OH)3Cl具有疏松结构,会吸附潮湿空气,加速铜的锈蚀,因此属于有害锈;
(4)根据可知,该反应符合“多变一”的特点,属于分解反应;
(5)黄铜是铜的合金,其硬度比纯铜硬度大;
(6)黄铜是铜锌合金,取10g黄铜粉末加入足量稀硫酸,锌与稀硫酸反应生成氢气和硫酸锌,铜与稀硫酸不反应,产生氢气0.1g,设锌的质量为x,
则该混合物中铜的质量分数为。
13.(23-24九年级上·宁夏固原·期末)某校课外活动小组的同学在老师的帮助下,探究用赤铁矿(主要成分是Fe2O3)炼铁的主要反应原理。他们设计的实验装置如下图所示。
(1)写出一氧化碳还原氧化铁的化学方程式 。
(2)实验中在甲装置中观察到的实验现象 。
(3)甲装置中,设置酒精灯的目的 ,实验时应先点燃 灯。
(4)乙装置与甲装置相比,它的主要优点是 。
(5)为测定某生铁(铁碳合金)样品中碳的质量分数,小军同学取5.8g生铁样品盛放在烧杯中,并向其中加入100g稀盐酸,恰好完全反应后烧杯内剩余物质的总质量为105.6g。请分析并计算:
①生成氢气的质量为 g;
②生铁样品中碳的质量分数。 (结果精确到0.1%)
【答案】(1)
(2)玻璃管内红色固体变黑色,澄清石灰水变浑浊
(3)进行尾气处理减少空气污染 酒精
(4)节约能源
(5)0.2 解:生铁样品中铁的质量为x,
x=5.6g
则生铁样品中碳的质量分数为:
答:生铁样品中碳的质量分数为3.4%。
【解析】(1)一氧化碳高温下还原氧化铁生成铁和二氧化碳,化学方程式为:;
(2)甲装置中一氧化碳高温下还原氧化铁生成铁和二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,可观察到试管中红色固体变黑色,澄清石灰水变浑浊;
(3)一氧化碳有毒,排放到空气中会污染空气,一氧化碳与氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳,设置酒精灯的目的进行尾气处理减少空气污染;
实验时应先通一氧化碳排空气防止加热时发生爆炸,而一氧化碳有毒不能排放到空气中,故先点燃酒精灯;
(4)乙装置与甲装置相比,尾气中的一氧化碳被点燃放出的热量供反应的需要,所以它的主要优点是:节约能源;
(5)①铁和稀盐酸反应生产氯化亚铁和氢气,根据质量守恒定律,生成氢气的质量为5.8g+100g-105.6g=0.2g;
②见答案。
14.(2024·河南洛阳·一模)金属及金属材料在生产、生活、航天中应用广泛。
(1)三星堆出土的文物使用了贴金技艺,贴金技艺利用了金具有良好的 性,将黄金锤成极薄的薄片。
(2)铝具有很好的抗腐蚀性,是因为其表面生成一层致密的薄膜,该薄膜是 (填化学式)。
(3)等质量的铜、铁、铝中所含原子个数由多到少的顺序是 。
(4)某同学们到实验室进行锌、铜、银三种金属活动性顺序的探究活动。以下几种实验方案不可行的是_____(填字母编号)。
A.铜片、硫酸锌溶液、硝酸银溶液
B.锌片、银片、硫酸铜溶液
C.锌片、铜片、硝酸银溶液
D.锌片、铜片、稀硫酸、硝酸银溶液
(5)早在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器。一氧化碳还原氧化铁的微型装置如图所示。A处V形管内反应的化学方程式为 ;B处的实验现象为 ;写出一种尾气处理方法: 。
(6)黄铜是铜锌合金,常用于制造机器、电器的零部件。为测定某黄铜样品中铜的质量分数,取20g该黄铜样品加入100g稀硫酸中,恰好完全反应,产生氢气0.2g,计算该黄铜样品中铜的质量分数。
【答案】(1)延展
(2)Al2O3
(3)铝、铁、铜
(4)C
(5) 澄清石灰水变浑浊 导管口放燃着的酒精灯
(6)解:设黄铜样品中锌的质量为x,则
则黄铜样品中铜的质量分数为:
答:该黄铜样品中铜的质量分数为67.5%。
【解析】(1)黄金能锤成极薄的薄片,说明黄金具有良好的延展性。
(2)铝在常温下能与氧气反应生成致密的氧化铝(Al2O3)薄膜。
(3)相对原子质量Cu>Fe>Al,故相同质量的三种金属,其原子数量为铝、铁、铜。
(4)A、铜不能与硫酸锌反应,但能与硝酸银反应,则可知金属活动性顺序:锌>铜>银,该方案可行;
B、锌能与硫酸铜反应,但银不能与硫酸铜反应,则可知金属活动性顺序:锌>铜>银,该方案可行;
C、锌、铜均能与硝酸银反应,则说明银的活动性最弱,但不能比较锌、铜的金属活动性顺序,该方案不可行;
D、锌能与硫酸反应,但铜不能与硫酸反应,且铜能与硝酸银反应,则可知金属活动性顺序:锌>铜>银,该方案可行。
故选C。
(5)一氧化碳能与氧化铁高温条件下反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为;二氧化碳和氢氧化钙溶液反应生成白色沉淀碳酸钙和水,澄清石灰水遇二氧化碳会变浑浊;一氧化碳有毒,尾气中含有一氧化碳,则需要尾气处理,且一氧化碳具有可燃性,则可在导管口放燃着的酒精灯或用气球收集排气口的尾气等。
(6)见答案。
15.(23-24九年级上·内蒙古通辽·期末)日常生活用品很多是由金属材料制成的。金属的使用推动了人类的文明与进步。
(1)三星堆出土的文物使用了贴金技艺,贴金技艺利用了金具有良好的 性,将黄金锤成极薄的薄片。
(2)某同学用相同的铁钉探究铁生锈与哪些因素有关,设计的实验如图所示。通过对比 (填字母)组实验,可得出铁生锈需要与氧气接触。
(3)某同学在探究金属与盐溶液反应的实验时,向铝粉和锌粉的混合物中加入一定质量的硝酸镁和硝酸银混合溶液,充分反应后,过滤,可得到滤渣和滤液。则反应后滤液的质量比反应前混合溶液的质量 (填“增大”或“减小”);若向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定含有的金属是 (填化学式)。
【答案】(1)延展
(2)AB
(3)减小 Ag、Zn
【解析】(1)金能被锤成极薄的薄片,是因为金具有良好的延展性。
(2)A中铁只和水接触,B中铁和水、氧气共同接触,对比可知铁生锈需要与氧气接触。
(3)由于金属活动性顺序:镁>铝>锌>银,则锌、铝能和硝酸银反应,不能和硝酸镁反应,且铝先和硝酸银反应生成银和硝酸铝,待铝完全反应后,锌和硝酸银反应生成银和硝酸锌,由于、,两个反应后,固体质量均增大,根据质量守恒定律,可知反应后滤液质量会减小;
由于铝、锌能和盐酸反应,但银不能和盐酸反应,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定含有的金属是Ag、Zn,可能含有Al。
16.(23-24九年级下·安徽合肥·期末)某兴趣小组的同学为从含有FeSO4、CuSO4的废液中回收金属铜和硫酸亚铁晶体,设计了如下实验方案。结合实验方案回答下列问题:
(1)步骤①中,加入的金属X是 ;
(2)金属混合物的成分是 ,写出步骤②反应的化学方程式 ;
(3)若实验过程中的物质损失可以忽略,最终得到的硫酸亚铁晶体的质量 (填“>”、“=”或“<”)原废液中硫酸亚铁的质量。
【答案】(1)铁/Fe
(2)铁和铜
(3)>
【解析】(1)铁的活动性比铜强,能够与硫酸铜溶液生成铜和硫酸亚铁,因此可以加入铁来回收金属铜和硫酸亚铁,故步骤①中,加入的金属X是铁,故填:铁或者Fe;
(2)根据题意,加入过量铁后和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,由于铁过量则金属混合物是铁和铜;由于铁能和酸反应,而铜不与酸反应,因此步骤②中,加入适量的稀硫酸的目的是除去剩余的铁,铁与稀硫酸反应产生硫酸亚铁和氢气,反应的化学方程式为,故填:铁和铜;;
(3)回收过程中,有硫酸亚铁生成,因此最终得到的硫酸亚铁比原溶液中的硫酸亚铁质量大,故填:>。
17.(23-24九年级下·黑龙江牡丹江·期末)某兴趣小组的同学从实验室收集到一桶含有FeSO4、CuSO4的废液,他们想从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体,设计了如图操作方案,结合方案回答下列问题:
(1)固体 A 中含有 (填化学式);
(2)操作 a 的名称是 ;
(3)加入过量 Fe 的目的是 ;
(4)写出①步骤的方程式 。
(5)最终得到的硫酸亚铁晶体的质量 原废液中的硫酸亚铁质量(填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】(1)Fe和Cu
(2)过滤
(3)与硫酸铜充分反应
(4)CuSO4+Fe=FeSO4+Cu
(5)大于
【分析】向FeSO4、CuSO4的废液加入过量的Fe,Fe与CuSO4反应生成FeSO4和Cu,所以固体A是剩余的Fe和置换出来的Cu,此时溶液中的成分是FeSO4,向固体A中加入适量稀硫酸,Fe与稀硫酸反应生成FeSO4和氢气,所以气体X是氢气,此时溶液中的成分是FeSO4,故从溶液中可回收硫酸亚铁晶体。
【解析】(1)由分析可知,固体A是剩余的Fe和置换出来的Cu;
(2)通过操作a将固体和溶液分离,所以操作a是过滤;
(3)铁会与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,加入过量Fe的目的是将硫酸铜中的铜全部置换出来,得到纯净的硫酸亚铁溶液;
(4)①步骤是铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,反应的化学方程式为:CuSO4+Fe=FeSO4+Cu;
(5)最终所得硫酸亚铁晶体的质量>原废液中硫酸亚铁的质量,理由是:实验中加入的铁粉与硫酸铜和稀硫酸反应都生成了硫酸亚铁。
18.(23-24九年级上·河北衡水·期末)某化工厂排出的废液中含有AgNO3、Zn(NO3)2和Fe(NO3)2三种物质。为了从废液中回收金属银,并得到副产品硫酸亚铁,他们设计了如图实验方案:
试回答:Y的化学式为 ,滤液C所含溶质为 。
【答案】 H2SO4 硝酸锌和硝酸亚铁
【分析】根据滤液D中只有一种盐是硫酸亚铁,可以分析出Y是硫酸,B是银,所以固体A就是铁和银,所以X就是铁,将推出的各种物质代入验证即可。
【解析】滤液D中只有一种盐是硫酸亚铁,可以分析出Y是硫酸,化学式为:H2SO4,故填写:H2SO4;
B是银,所以固体A就是铁和银,所以X就是铁,过量的铁是为了将硝酸银中的银全部置换出来,铁和硝酸银反应产生硝酸亚铁,和硝酸锌不反应,因此利用C中含有硫酸锌和硫酸亚铁,过量的硫酸是为了将铁全部反应完,故填写:硝酸锌和硝酸亚铁。
19.(2023·河南郑州·模拟预测)为了探究镍(Ni)的金属活动性,某化学小组进行了以下探究实验:把镍片放入稀硫酸中,有气泡产生;把镍片放入硫酸锌溶液中,无明显现象。(已知:镍显+2 价,硫酸镍溶液呈绿色)
(1)写出镍片和稀硫酸反应的化学方程式 。
(2)若把锌片放入硫酸镍溶液中,溶液颜色会发生的变化是 。
(3)通过上述实验,铜、镍、锌的金属活动性由强到弱的顺序是 。
【答案】(1)Ni+H2SO4=NiSO4+H2↑
(2)由绿色变为无色
(3)Zn>Ni>Cu
【解析】(1)镍和稀硫酸反应生成硫酸镍和氢气,反应的化学方程式为:Ni+H2SO4=NiSO4+H2↑;
(2)把镍片放入硫酸锌溶液中,无明显现象,说明锌比镍活泼;硫酸镍溶液呈绿色,若把锌片放入硫酸镍溶液中,锌和硫酸镍反应生成硫酸锌和镍,所以溶液的颜色会由绿色变为无色;
(3)把镍片放入稀硫酸中,有气泡产生,说明镍的金属活动性在氢的前面;把镍片放入硫酸锌溶液中,无明显现象,说明锌的金属活动性强于镍;铜不与稀硫酸反应,故铜、镍、锌的金属活动性由强到弱的顺序是:Zn>Ni>Cu。
20.(23-24九年级上·湖北武汉·期末)2022年奥运会奖牌制作原料来自于电子垃圾中提炼出来的金属。某工厂利用废旧电器预处理的产品粗铜回收铜和银的操作流程如图所示:
回答下列问题:
(1)“装置Ⅰ”中加入过量的稀硫酸后,还需进行固液分离操作,其操作名称是 。
(2)“滤液1”中除H2O外,还含有的物质有 (填“化学式”)。
(3)“装置Ⅱ”中发生反应的化学方程式为 。
(4)试剂X为 (填“物质名称”)。
(5)设计“装置Ⅳ”的目的是 。
【答案】(1)过滤
(2)H2SO4、FeSO4、MgSO4
(3)Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
(4)稀硫酸
(5)回收铜
【解析】(1)“装置Ⅰ”中加入过量的稀硫酸后,还需进行固液分离操作,操作名称是过滤;
(2)铜、银和稀硫酸不反应,铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,镁和硫酸反应生成硫酸镁和氢气,以及加入的硫酸是过量的,所以“滤液1”中除H2O外,还含有的物质有H2SO4、FeSO4、MgSO4;
(3)经过装置Ⅰ过滤后得到的固体1中含有银、铜,“装置Ⅱ”中发生的反应是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;
(4)经过装置Ⅱ过滤后得到的滤液2中含有硝酸铜,加入过量的铁,铁和硝酸铜反应生产铜和硝酸亚铁,经过装置Ⅲ过滤后得到的固体3中一定含有铜和过量的铁,经过装置Ⅳ过滤后得到铜,则加入的足量试剂X可以除去铁且不能引入新的杂质,则试剂X为稀硫酸,铁和稀硫酸反应生产硫酸亚铁和氢气,铜不和稀硫酸反应;
(5)根据题干要求,某工厂利用废旧电器预处理的产品粗铜回收铜和银,则“装置Ⅳ”的目的是回收铜。
21.(23-24九年级上·新疆乌鲁木齐·期末)某实验小组探究金属与化合物溶液的反应,推断铁、铜、银三种金属活动性顺序。
(1)写出实验乙发生反应的化学方程式 。
(2)通过上述实验,不能证明铁、铜、银三种金属的活动性顺序,请写出需要补充的实验 。
(3)将甲、乙试管反应后的溶液混合后得到蓝色废液,此蓝色废液中除水外一定还有 (填化学式)。
(4)向上述蓝色废液中加入过量的铁粉,充分反应后过滤得到滤渣A,再对滤渣A按如下流程处理:(已知()
滤渣A中一定含有的金属成分是 (填化学式),在滤液C中加入少量的 可以检测所加的硫酸是否过量。
【答案】(1)
(2)将铜片放入硝酸银溶液中,若铜片表面有银白色固体析出,溶液由无色变为蓝色,则铜的活动性比银强
(3)
(4)Cu、Fe、Ag 铁粉
【解析】(1)铁的活动性比银强,故可以置换出硝酸银中的银,化学方程式为:;
(2)实验中可以证明活动性Fe>Cu,Fe>Ag,但无法证明铜和银的活动性,股和可补充实验将铜片放入硝酸银溶液中,若铜片表面有银白色固体析出,溶液由无色变为蓝色,则铜的活动性比银强;
(3)蓝色废液说明废液中有铜离子, 可能是甲中硝酸铜有剩余,也可能是乙中硝酸银有剩余,甲中的铜和硝酸银反应产生了硝酸铜,总之一定含有硝酸铜,可能含有硝酸银,硝酸亚铁是产物也一定有,故填;
(4)由上述分析可知,废液中一定含有,硝酸铜能和过量铁粉反应生成铜单质,所以滤渣A中含有铜,还有过量的铁,根据后面得到银,故滤渣A中一定有银、铜、铁;
(6)因为铁可以和硫酸反应生成氢气和硫酸亚铁,所以可以在滤液C中加入少量的铁粉检测所加的硫酸是否过量,若有气泡产生,则硫酸过量。
22.(23-24九年级下·广东·期末)探秘古钱币。
(1)古币金属知多少。我国古代的钱币有多种,如金币、银铜币、铁币等。小民同学家里收藏有一枚古币,可以被磁铁吸引,该古币是 (填币种)。
(2)金属性质的探究。实验小组的同学做了下列实验:
①如图1,铜片表面有黑色物质生成,该反应的化学方程式是 。
②如图2,三支试管里的液体均为稀盐酸,铁丝表面有气泡冒出,银丝和铜丝无明显变化。由此可得出有关金属活动性的结论是 。
③铜币长时间放置不用,表面容易产生一层铜绿【主要成分】,根据化合物的分类,属于 ,从组成预测其能与 反应。
(3)货币流通有原因。铁硬度比铜大,密度比铜小,金和银做成的钱币比铜币腐蚀速度要慢得多,似乎更适合铸造钱币,但是中国历史上铜币的使用量远大于其它材质的货币。综上所述,古代铸造钱币选择金属考虑的两个因素是:① ;② 。
【答案】(1)铁币
(2) 铁>氢,银<氢,铜<氢,铁>铜,铁>银,铜、银活动性不能比较 盐 酸
(3)光泽好 易加工
【解析】(1)金币、银铜币、铁币中只有铁币有磁性,可被磁铁吸引,该古币可被磁铁吸引,则该古币是铁币。故填:铁币。
(2)①氧化铜是黑色的,铜片表面有黑色物质生成说明铜与氧气加热条件下反应生成氧化铜,化学方程式为。故填:。
②三支试管里的液体均为稀盐酸,铁丝表面有气泡冒出,银丝和铜丝无明显变化。即铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,银、铜与稀盐酸不反应。说明金属活动性铁>氢,银<氢,铜<氢,铁>铜,铁>银,铜、银活动性不能比较。故填:铁>氢,银<氢,铜<氢,铁>铜,铁>银,铜、银活动性不能比较。
③Cu2(OH)2CO3含有金属离子铜离子和酸根离子碳酸根离子,所以属于盐;Cu2(OH)2CO3中含有碳酸根和氢氧根,则铜绿能与酸反应,且生成水和放出气体二氧化碳。故填:盐;酸。
(3)物质的性质决定物质的用途,但这不是唯一的决定因素,还需考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利、对环境的影响等,选择铸造硬币的金属材料需要考虑的因素有:光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工等。故填:光泽好;易加工。
23.(23-24九年级上·陕西西安·期末)如下图所示,甲、乙、丙烧杯中均盛有等质量、等质量分数的稀硫酸,将形状、大小均相同的三种金属片Zn、X、Cu分别放入其中,请根据图示回答。
(1)实验前Zn、X、Cu均要使用砂纸打磨,目的是 。
(2)Zn、X、Cu三种金属的活动性强弱顺序为 。
(3)写出甲烧杯中发生反应的化学方程式: 。
(4)将上述实验中的金属X更换为Ag,要验证Zn、Ag、Cu的金属活动性顺序,可将上图烧杯中的稀硫酸更换为 溶液。
【答案】(1)除去金属表面的氧化膜
(2)X>Zn>Cu/Cu(3)
(4)CuSO4/CuCl2/Cu(NO3)2
【解析】(1)实验前Zn、X、Cu均要使用砂纸打磨,目的是除去金属表面的氧化膜,故填:除去金属表面的氧化膜;
(2)由图可知,实验过程中,Zn、X能与稀硫酸反应,X与稀硫酸的反应比Zn的反应剧烈,Cu不与稀硫酸反应,则Zn、X、Cu三种金属的活动性强弱顺序为X>Zn>Cu,故填:X>Zn>Cu或Cu(3)甲烧杯中锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应的化学方程式,故填:;
(4)
将上述实验中的金属X更换为Ag,要验证Zn、Ag、Cu的金属活动性顺序,可以利用“三取中”的实验方法,已经有了金属的单质,可以可将上图烧杯中的稀硫酸更换为CuSO4、CuCl2或Cu(NO3)2溶液,故填:CuSO4或CuCl2或Cu(NO3)2。
24.(23-24九年级上·湖北随州·期末)人类的生活和生产都离不开金属材料。铁是应用最广泛的金属。
(1)下列金属制品的用途中,利用金属导热性的是___________(填字母序号),
A.铁锅 B.铜导线 C.铝箔
(2)还原铁粉又称“双吸剂”,常用于食品保鲜,其原理是: ,
(3)久置的铜制品表面会生成绿色的铜锈[主要成分为Cu2(OH)2CO3],如图是以锈蚀严重的废铜屑为原料,设计的两种回收铜的实验方案。
已知:;
①步骤Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ都需要进行的实验操作是 。
②步骤Ⅱ的实验现象为 。
③步骤Ⅴ中发生反应的化学方程式为 。
④同一份废铜屑分别通过上述两种方案最终得到铜的质量:方案一 (填“>”“=”或“<”)方案二。
【答案】(1)A
(2)铁能与氧气和水同时反应
(3)过滤 黑色固体变红色 =
【解析】(1)A、铁制铁锅,利用了铁的导热性,故选项符合题意;
B、铜制铜导线,利用了铜的导电性,故选项不符合题意;
C、铝制成铝箔,利用了铝的延展性,故选项不符合题意;
故选A。
(2)铁与空气中的氧气和水接触生锈,因此还原铁粉又称“双吸剂”,常用于食品保鲜,故填:铁能与氧气和水同时反应;
(3)①步骤Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ都能将固体和液体分离,进行的实验操作是过滤,故填:过滤;
②步骤Ⅱ中一氧化碳与氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳,可观察到黑色固体变红色,故填:黑色固体变红色;
③废铜屑中加入过量的硫酸,则溶液A中含有硫酸铜和硫酸,步骤Ⅳ中加入过量的铁粉,则固体B中含有铁和铜,因此步骤Ⅴ中铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的化学方程式为,故填:;
④同一份废铜屑分别通过上述两种方案最终得到铜的质量:方案一与方案二的质量相等,是因为加入的试剂中不含有铜元素,并且样品中的铜元素最终都完全转化成铜,故填:=。
25.(23-24九年级上·湖南长沙·期末)从某废旧电子产品中可以提炼贵重金属金和铂,并得到硫酸铜溶液。工艺流程如图所示:
(1)图中“操作”的名称是 ,该操作用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 (填仪器名称)。
(2)①中发生反应的基本类型为 。
(3)分析流程,可以得出铜和金相比,活泼性较强的是 。
【答案】(1)过滤 漏斗
(2)置换反应
(3)铜/Cu
【解析】(1)根据工艺流程图可知,操作后得到固体和液体,所以图中“操作”的名称是过滤;
过滤操作用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗;
(2)①中发生的反应是铝、铁与稀硫酸生成盐和氢气的反应,均属于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的反应,属于置换反应;
(3)根据工艺流程图可知,铝、铁与稀硫酸发生反应,反应后得到金属混合物是铜、金、铂,铜和氧气、硫酸加热会生成硫酸铜和水,金不会,所以可以得出铜和金相比,活泼性较强的是铜。
26.(23-24九年级上·陕西西安·期末)镍的抗腐性佳,主要用来制造不锈钢和其他抗腐蚀合金。白铜是锌、铜、镍(Ni)合金,我国在公元前200年就已开始使用。东晋的《华阳国志》中记载:“螳螂县因山名也。出银、白铜、杂药”。某学习小组同学欲探究镍的金属活动性并从废弃的白铜回收铜、镍两种金属。
(1)先向盛有等量镍粉和锌粉的两支试管中分别加入溶质质量分数相同的稀硫酸,观察到都有气泡产生,且锌粉与稀硫酸反应更剧烈,镍粉与稀硫酸反应后的溶液为绿色,说明镍的金属活动性比锌 (填“强”成“弱”)。
查阅资料可知:镍与稀硫酸反应的化学方程式为Ni+H2SO4=NiSO4+H2↑。
(2)接下来,同学们设计了如图实验流程回收铜和镍。
图中,固体A是 (填化学符号),②中生成镍的化学方程式 。
(3)要验证Ni、Zn、Cu的金属活动性顺序,用下列各组药品进行实验,不能达到目的的是 (填字母)。
A.Ni、Zn、Cu、稀盐酸 B.Ni、Cu、ZnSO4溶液
C.Zn、Cu、ZnSO4溶液 D.Ni、ZnSO4溶液、CuSO4溶液
【答案】(1)弱
(2)Cu Zn+NiSO4=Ni+ZnSO4、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
(3)BC
【解析】(1)根据题意可知,镍和锌都能与酸反应但是锌与稀硫酸反应更剧烈,说明镍的金属活动性比锌弱,故填:弱;
(2)①根据资料可知镍能与稀硫酸反应,而铜排在氢后不与酸反应,故此第一步加入的稀硫酸会与镍反应生成硫酸镍和氢气,故固体A是铜;②由于酸过量则溶液B中含有硫酸镍和剩余的硫酸,锌会与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,由于锌排在镍前,锌能与硫酸镍反应生成硫酸锌和镍,故化学方程式为:;
(3)A、镍和锌均能与稀盐酸反应生成氢气产生冒气泡现象,锌粉与稀硫酸反应更剧烈,而铜不能,故此证明铜排在最后,锌在镍前,最终证明锌>镍>铜,选项正确;
B、镍和铜均不能与硫酸锌反应,说明锌的活动性最强,但无法证明镍和铜的活动性,选项错误;
C、锌不能与硫酸锌反应,铜不与硫酸锌反应,说明铜在锌后,但无法证明镍和铜的活动性,也无法证明镍和锌的活动性,选项错误;
D、镍不能与硫酸锌反应说明锌在镍前,镍能与硫酸铜反应有红色物质析出,说明镍在铜前,最终证明锌>镍>铜,选项正确;
故选:BC。
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