第2章物质转化及材料利用(金属的化学性质)期中复习(含解析)

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第2章物质转化及材料利用(金属的化学性质)期中复习(含解析)

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第二章金属的化学性质期中复习
一.选择题(共10小题)
1.(2024秋 余姚市期中)下表中不同的金属被开发和利用的年代不同,从化学反应的角度看,决定这一年代先后顺序的关键因素是(  )
A.金属的活动性
B.金属的导电性
C.金属的延展性
D.地壳中金属元素的含量
2.(2025 德清县二模)碲化镉薄膜电池是一种重要的太阳能电池,其材料之一镉(Cd)的制备是在铜镉渣(主要含有Cd、Zn、Cu等单质)中加入足量的稀硫酸充分反应,过滤出铜渣,再加入锌粉置换出镉,下列金属的活动性顺序正确的是(  )
A.Zn>Cu>Cd B.Zn>Cd>Cu C.Cu>Zn>Cd D.Cd>Zn>Cu
3.(2024秋 鹿城区校级期中)下列物质能由金属与酸直接反应制得的是(  )
A.FeCl3 B.MgSO4 C.CuCl2 D.AgCl
4.(2024秋 鹿城区期中)我国是世界上最早使用湿法炼铜技术的国家,其中关键的一步是将铁放入硫酸铜溶液中,发生的反应是:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。下列有关分析正确的是(  )
A.铁表面会出现红色固体
B.该反应说明铁的活动性比铜弱
C.该反应中铁的化合价不变
D.反应过程中溶液颜色逐渐变黄
5.(2024 钱塘区三模)钴(Co)的金属活动性与铁相似,钴的化合物相关性质如表。下列预测合理的是(  )
物质 CoO Co(OH)2 CoCl2 CoCO3
在水中的溶解性 难溶,灰绿色 固体 难溶,粉红色 固体 易溶,溶液呈 粉红色 难溶,粉红色 固体
A.Co能从MgCl2溶液中置换出Mg
B.CoO能与盐酸反应得到粉红色溶液
C.CoCO3能与盐酸反应生成H2
D.Co(OH)2可由Co与NaOH溶液反应制得
6.(2024秋 慈溪市期中)小浔同学通过实验探究某种金属R的活动性强弱,并根据实验现象编制检索表如图,根据检索表可知,金属R的活动性强弱排序正确的是(  )
A.Zn>R>Cu>Ag
B.Zn>Cu>R>Ag
C.R>Zn>Cu>Ag
D.Zn>Cu>Ag>R
7.(2024秋 苍南县期中)向两份装有等质量的镁粉和铁粉的烧杯中逐渐加入等浓度的稀硫酸直至过量,下列图像中正确的是(  )
A. B. C. D.
8.(2024秋 绍兴期中)为比较Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序,小柯进行了如图甲所示的实验,实验后把两试管中的物质倒入烧杯中(如图乙),发现烧杯内的红色固体明显增多,充分反应后过滤。则下列有关滤液中含有金属离子的说法正确的是(  )
A.只含Mg2+
B.只含Mg2+和Fe2+
C.一定含Mg2+和Fe2+,可能含Cu2+
D.一定含Mg2+和Cu2+,可能含Fe2+
9.(2024秋 杭州校级期中)化学的“美”一直在陶冶着我们。小游同学在验证A1、Cu、Ag三种金属活动性顺序创造了美丽的“金属树”。向两个放有宣纸的培养皿中分别滴入适量的CuSO4溶液、AgNO3溶液,再放入铝丝,一段时间后观察到的实验现象如图,下列说法正确的是(  )
A.实验前需要打磨铝丝是因为除去表面致密的氧化膜
B.该实验能证明Al、Cu、Ag三种金属活动性顺序
C.得到“铜树”后的溶液一定是无色的
D.得到“银树”反应方程式是Al+AgNO3=Ag+Al(NO3)3
10.(2023秋 杭州期末)将一定质量的Fe粉加入Mg(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液中,充分反应后过滤,得滤渣和滤液。下列说法正确的是(  )
A.滤渣质量与加入的Fe粉质量可能相等
B.滤液中一定有Mg(NO3)2、Fe(NO3)2,可能有Cu(NO3)2
C.若加入的Fe粉过量,则得到的滤液呈无色
D.若向滤渣中加入稀盐酸,有气泡生成,则滤渣中一定有Cu、Fe、Mg
二.填空题(共9小题)
11.(2024秋 衢州校级期中)人类从石器时代进入青铜器时代,继而进入铁器时代。金属的使用是一个重要标志。
(1)铁锅清洗后应及时擦干,目的是为了减缓铁锅    。
(2)铜合金比纯铜更    (填“合适”或“不合适”)用于制作耐磨齿轮。
(3)制作易拉罐主要是利用了金属的    性。
12.(2024秋 杭州校级期中)2022年8月1日,国产大飞机C919完成取证试飞。中铝西南铝已为C919提供了30个规格、600余件铝合金材料,是飞机的关键结构件。
(1)铝合金材料,铝合金密度小、硬度大、耐腐蚀。铝制品耐腐蚀的原因是     。
(2)铝合金中主要含有铝、铜、镁三种金属,科学实验小组同学为验证这三种金属的活动性顺序,某同学设计了如图3个实验。甲实验出现的现象是     。经仔细分析,同学们一致认为三个实验中只需选做其中2个实验即可验证铝、铜、镁三种金属的活动性顺序,选择的2个实验是     。
13.(2024 西湖区模拟)人类对科学规律的认识常需经历漫长的探索过程,对金属活动性规律的认识正是如此。
(1)1625年格劳贝尔发现将金属放入稀盐酸中会“消失”,为发现金属活动性顺序奠定了基础。小明选用镁、铜、锌三种金属进行验证实验,则“消失”的金属有     。
(2)1766年卡文迪许用金属与酸反应制取了一种可燃性气体,称之为“可燃空气”,为探索金属活动性打开了新思路。“可燃空气”是     。
(3)1865年贝开托夫设想找到一种化合物,使之与金属发生反应,根据反应的难易程度来判断金属活动性的强弱。小明运用该规律开展实验,在硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中加入锌粉,充分反应后所得溶液的质量与加入锌粉的质量关系如图所示,则a点时溶液中金属阳离子有     。
14.(2024秋 鹿城区校级期中)人类对金属活动性顺序的认识经历了漫长的过程:
(1)请写出葛洪“点铁成金”的化学方程式:    。
(2)根据贝采利乌斯的推测,比较铁和铝的电负性:    。
(3)基于贝开托夫的想法,比较铁和镁的金属活动性强弱的参比物还可以是     。
15.(2023秋 温州期末)下列是光亮铁钉的系列变化。请回答问题:
(1)②中铁钉与空气中的     发生化学反应。
(2)若③中稀盐酸足量,观察到以下现象:铁钉表面变得光亮,溶液呈黄色,铁钉表面还有     产生。
(3)若①和②参加反应的铁质量相同,则光亮铁钉A、红色铁钉B、无锈铁钉C三者质量由大到小顺序为     。(用ABC字母表示)
16.(2024秋 杭州校级期中)2018年,我国首艘001A型国产航母开始海试,标志着我国在航海及军事领域取得重大突破。根据所学知识填空。
(1)金属和金属材料在生产生活中有广泛的用途。请回答下列问题。
我国自主研制的C919大型客机试飞成功,标志着我国飞机制造技术又有了新的突破。飞机外壳的主要材料是铝合金,“铝合金”属于     (填“金属材料”或“合成材料”)。
(2)为了探究航母材料中锌、铁、铜三种金属活动性强弱,某同学设计了下列实验(每步均充分反应),其中能达到目的的是     (填序号)。
A.稀盐酸中加入足量铁粉后,再加铜粉,最后加入锌粉
B.ZnCl2溶液中加入足量铁粉后,再加入CuCl2溶液
C.ZnCl2溶液中加入足量铜粉后,再加入铁粉
(3)根据上述实验结论,下列措施中能有效防止金属锈蚀的是     。
①金属表面涂抹油漆
②改变金属的内部结构
③用湿布擦拭,保持金属表面清洁
④在金属表面进行电镀
⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜
17.(2024秋 余姚市期中)小实将包口香糖的“锡纸”剪成中间窄、两端宽的条状,并将其两端搭在电池的正负极上,过一会儿,“锡纸”中间部分燃烧起来,如图所示。锡纸是什么材料呢?
小实查阅资料:“锡纸”是锡箔或铝箔和纸粘合而成。
小实进行实验探究:取包口香糖的“锡纸”,将有金属的一面打磨后,朝上放在点滴板上;并向其表面滴加氯化锌溶液,观察到有深灰色固体析出。
实验分析:
(1)实验中打磨“锡纸”的目的是     。
(2)通过上述实验现象,可知“锡纸”是     (选填“锡”或“铝”)箔和纸粘合而成。
(3)下列物质的溶液可以替代氯化锌溶液完成上述探究实验的是     (选填字母)。
A.硝酸银 B.稀盐酸 C.硫酸亚铁 D.氯化镁
18.(2024秋 杭州期中)金属在日常生活中有着广泛的用途,常见金属的活动性顺序如图甲:
请回答下面问题:
(1)金属活动性顺序表中的X是     元素。
(2)把一根用砂纸打磨过的铁丝浸入硫酸铜溶液中,过了一会儿,观察到的现象有     ,该反应的化学方程式为     。
(3)向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量的Zn粉,溶液质量随反应时间的变化情况如图乙所示,图中B点溶液中含有的溶质有     。
19.(2024秋 滨江区校级期中)回答以下问题:
(1)应用金属活动性顺序能帮助我们进一步学习金属性质.已知下列各组物质间均能发生置换反应.
A.Fe 和CuSO4 溶液 B.Mg和MnSO4 溶液 C.Mn和FeSO4 溶液
①写出Fe 和CuSO4 溶液反应的化学方程式    .
②在相同条件下,四种金属中能与盐酸反应且最剧烈的是    .
(2)氯化铁能腐蚀铜,工业上常用此原理生产印刷线路板.印刷线路板的生产及废液的处理过程如图:
①步骤Ⅱ中发生了两个反应:Fe+2FeCl3=3FeCl2和Fe+CuCl2=FeCl2+Cu.滤渣的成分是    ,滤液中的溶质是    .
②步骤Ⅲ中发生反应的化学方程式为    .
③氯化铁能腐蚀铜的原因是(用化学方程式表示)    .
三.实验探究题(共3小题)
20.(2024春 婺城区校级期中)食品脱氧剂的主要成分是铁粉(一定条件下能与氧气反应),另有少量氯化钠等物质。有人认为氯化钠可以增强铁粉的除氧能力,即能将容器中的氧气浓度降到更低。为验证该说法是否正确,小明利用一端塞有橡皮塞的玻璃管进行了如下实验:
①将1克铁粉(足量)迅速装入玻璃管,立即向管口注入一滴水将玻璃管密封,水滴的下端标为A,轻弹玻璃管使铁粉分布均匀且紧密,铁粉的上端标为O,如图甲所示。
②静置至水滴不再移动时,水滴的下端标为B,如图乙所示。
③用刻度尺测量出AO段和AB段的长度,将数据记录在表格中。
④另取1克铁粉与少量氯化钠,混合均匀后,重复上述实验。
实验组别 AO/毫米 AB/毫米
1克铁粉 523.5 109.5
1克铁粉+少量氯化钠 530.5 111.0
(1)脱氧剂中的铁粉和氧气的反应,产物可简化为氧化铁,请根据以上信息写出反应的化学方程式:    。
(2)实验前,需检查装置的气密性:向管口注入一滴水将玻璃管密封,双手握住玻璃管中间部分,当观察到     时,说明装置气密性良好。
(3)实验中,小明将氧气消耗的量转化为AB的长度,在我们科学的许多实验中,也常用到类似的方法,请举一例。     。
(4)结合实验数据,判断氯化钠能否增强铁粉的除氧能力。     (“能”或“不能”)。
21.(2024秋 杭州期中)小科同学发现铜制眼镜框表面出现了绿色物质,通过学习知道该物质为铜锈,俗称铜绿,主要成分是Cu2(OH)2CO3,小科对此进行了探究:
【提出问题】铜是在什么条件下锈蚀的?
【猜想】(1)根据铜锈的化学式,猜想铜生锈可能是铜与水、氧气、    (填物质名称)共同作用的结果。
【设计与实验】借鉴“铁钉锈蚀条件的探究”实验,小科设计并进行了“铜片锈蚀条件的探究”实验,观察现象如下:
实验装置
实验现象 铜片不生锈 铜片生锈且水面附近锈蚀最严重 钢片不生锈 铜片不生锈 铜片不生锈
(2)从优化实验的角度考虑,你认为哪组实验是多余的?并说明理由     。
(3)比较B、D两组实验,得出的结论是     。
【反思与应用】(4)利用所得结论填空:写出一种防止铜生锈的具体方法     。
22.(2024 金华三模)锰钢(含Fe、Mn、C等)是具有优良金属性能的合金,在生产生活中有广泛的应用。
查阅文献得知:①锰是难溶于水的固体。②锰在水溶液中反应常显+2价,使溶液呈肉色。
兴趣小组同学为了解Mn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序,进行了如下探究。
(1)根据金属活动性顺序(Fe>Cu),对Mn的金属活动性提出了三种猜想:
猜想Ⅰ:Mn>Fe>Cu;猜想Ⅱ:Fe>Cu>Mn;猜想Ⅲ:Fe>Mn>Cu。
(2)初步探究:
实验序号 操作 现象 结论
1 将三种打磨好、粗细质量相同的金属片,分别放入相同的稀硫酸中 放入铁片溶液呈浅绿色,放入锰片溶质为肉色,放入铜片溶液为无色 猜想     错误
2 将打磨好的锰片放入硫酸亚铁溶液中
    猜想Ⅰ正确
(3)进一步探究:兴趣小组同学认为有不同的方法可以比较铁、锰的活动性,兴趣小组又进行了新的探究:在盐酸中加入铁或锰进行反应。实验结果记录如下表:
实验编号 盐酸的浓度(均取20毫升) 金属(均取2克) 金属的形状 收集50毫升氢气所需时间/秒
① 10% 锰 粉状 70
② 10% 铁 片状 120
③ 20% 铁 片状 110
①依据以上实验结果能否推断出锰、铁活动性顺序?请判断并说明依据:    。
②你认为金属与酸的反应速度除了表中的影响因素还受哪些因素影响?    (说出一项即可)
第二章金属的化学性质期中复习
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B B A B A B C A B
一.选择题(共10小题)
1.【分析】由表分析可知,金属活动性越强,越不容易冶炼;反之,金属活动性顺序越弱,越容易冶炼。金属的活动性不同,则不同的金属被开发和利用的年代不同。
【解答】解:由上表可知,因为金属活动性越强,越不容易冶炼;反之,金属活动性顺序越弱,越容易冶炼。金属的活动性不同,则不同的金属被开发和利用的年代不同;所以上表中不同的金属被开发和利用的年代不同,从化学反应的角度看,决定这一年代先后顺序的关键因素是:金属的活动性。
故选:A。
2.【分析】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。
【解答】解:在铜镉渣(主要含有Cd、Zn、Cu单质)中加入足量的稀硫酸充分反应,过滤出铜渣,说明Cd、Zn均能与稀硫酸反应,Cu不与稀硫酸反应,说明Cd、Zn的位置排在氢的前面,Cu的位置排在氢的后面,即Cd、Zn>H>Cu。
再加入锌粉置换出镉,说明锌的金属活动性比镉强,即Zn>Cd。
则三种金属的金属活动性顺序为:Zn>Cd>Cu。
故选:B。
3.【分析】利用金属活动性顺序回答,排在氢前面的金属能与酸反应生成盐和氢气,氢后面的金属不与酸反应,铁和酸反应生成亚铁盐,不能生成正三价的铁盐。
【解答】解:A、铁和盐酸反应生成氯化亚铁,不能生成氯化铁,故A错误;
B、镁排在氢前面,能和硫酸反应生成硫酸镁,故B正确;
C、在金属活动性顺序中,铜排在氢的后面,不能用铜和稀盐酸反应制的,故C错误;
D、在金属活动性顺序中,银排在氢的后面,不能用银和盐酸反应制的,故D错误。
故选:B。
4.【分析】根据将铁放入硫酸铜溶液中,发生的反应是:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4,结合题意进行分析判断。
【解答】解:A、将铁放入硫酸铜溶液中,发生的反应是:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4,铁表面会出现红色固体,故选项说法正确。
B、Fe+CuSO4=Cu+FeSO4,该反应说明铁的活动性比铜强,故选项说法错误。
C、反应物是铁是单质,铁元素的化合价为0,生成物硫酸亚铁中铁元素显+2价,该反应中铁的化合价发生了改变,故选项说法错误。
D、Fe+CuSO4=Cu+FeSO4,反应过程中溶液颜色逐渐变浅绿色,故选项说法错误。
故选:A。
5.【分析】A、根据钴的金属活动性与铁相似,则活动性比镁弱进行分析;
B、根据CoO是金属氧化物,可以和酸反应生成盐和水进行分析;
C、根据碳酸盐和酸反应生成盐、水、二氧化碳进行分析;
D、根据金属不会与碱反应进行分析。
【解答】解:A、钴的金属活动性与铁相似,所以活动性比镁弱,不会和氯化镁反应,故A错误;
B、CoO是金属氧化物,可以和酸反应生成盐和水,所以CoO和盐酸反应生成CoCl2和H2O,CoCl2易溶,溶液呈粉红色,故B正确;
C、碳酸盐和酸反应生成盐、水、二氧化碳,所以CoCO3能与盐酸反应生成二氧化碳,故C错误;
D、Co与NaOH溶液不反应,故D错误。
故选:B。
6.【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:锌能与稀盐酸反应,说明锌的位置排在氢的前面,锌>氢。2指代的金属是不与稀盐酸反应的金属,说明2a和2b对应金属的活动性位于H后;3指代的金属能与硝酸银溶液反应,说明3中金属的位置排在银的前面;3a中的金属R能与硝酸铜反应,说明位置排在铜的前面,即R>Cu。故金属R的活动性强弱排序正确的是Zn>R>Cu>Ag。
故选:A。
7.【分析】根据开始阶段,等质量的硫酸与足量的镁、铁反应时,酸完全反应,生成的氢气质量相等;镁的相对原子质量小于铁的相对原子质量,最后生成的氢气质量镁大于铁进行分析。
【解答】解:开始阶段,等质量的硫酸与足量的镁、铁反应时,酸完全反应,生成的氢气质量相等;镁的相对原子质量小于铁的相对原子质量,最后生成的氢气质量镁大于铁,故选:B。
8.【分析】根据金属活动性顺序为Mg>Fe>Cu,铁不能与MgSO4溶液反应,铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,进行分析判断。
【解答】解:由金属活动性顺序为Mg>Fe>Cu,铁不能与MgSO4溶液反应,铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,实验后把两试管中的物质倒入烧杯中,发现烧杯内的红色固体明显增多,是a中的铁与硫酸铜反应生成了铜,充分反应后过滤,滤液中肯定存在镁离子和亚铁离子,由于无法判断铜是否被完全置换出来,因此可能含有铜离子,C选项说法正确。
故选:C。
9.【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,并且金属越活泼,越容易先和盐溶液反应。
【解答】解:A、实验前需要打磨铝丝是因为除去表面致密的氧化膜,该选项正确。
B、该实验能证明铝最活泼,不能比较铜和银的活动性顺序,不能证明Al、Cu、Ag三种金属活动性顺序,该选项不正确。
C、如果硫酸铜过量,则得到“铜树”后的溶液是蓝色溶液,该选项不正确。
D、得到“银树”反应方程式是Al+3AgNO3=Al(NO3)3+3Ag,该选项不正确。
故选:A。
10.【分析】由金属活动性Mg>Fe>Cu,将一定质量的Fe粉加Mg(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液中,不能与Mg(NO3)2溶液反应,铁能与Cu(NO3)2反应生成硝酸亚铁和铜,进行分析判断。
【解答】解:A、由金属活动性Mg>Fe>Cu,将一定质量的Fe粉加Mg(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液中,不能与Mg(NO3)2溶液反应,铁能与Cu(NO3)2反应生成硝酸亚铁和铜。反应的化学方程式为Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu可知,每56份质量的铁能置换出64份质量的铜,滤渣质量大于加入的Fe粉质量,故选项说法错误。
B、无法确定反应进行的程度,硝酸铜可能有剩余,滤液中一定有Mg(NO3)2、Fe(NO3)2,可能有Cu(NO3)2,故选项说法正确。
C、若加入的Fe粉过量,则得到的滤液中溶质是Mg(NO3)2、Fe(NO3)2,含有Fe(NO3)2的溶液呈浅绿色,故选项说法错误。
D、若向滤渣中加入稀盐酸,有气泡生成,说明铁是过量的,滤渣中一定有Cu、Fe,由于铁不能与Mg(NO3)2反应,滤渣中一定没有镁,故选项说法错误。
故选:B。
二.填空题(共6小题)
11.【分析】(1)根据铁锈蚀的原因分析;
(2)根据合金的特点分析;
(3)根据金属的性质分析。
【解答】解:(1)铁锅清洗后应及时擦干,保持铁锅表面干燥,目的是为了减缓铁锅锈蚀。
(2)合金的硬度比纯金属大,所以铜合金比纯铜更合适用于制作耐磨齿轮。
(3)制作易拉罐主要是利用了金属的延展性。
故答案为:(1)锈蚀;
(2)合适;
(3)延展。
12.【分析】(1)铝能和氧气反应生成致密的氧化铝保护膜。
(2)金属铝能够氯化铜反应生成氯化铝和铜,由于铝的活泼性小于镁,所以铝与氯化镁不能发生反应,铜的活泼性小于铝,铜与氯化铝不能发生反应。
【解答】解:(1)铝制品耐腐蚀的原因是常温下铝能和氧气反应生成致密的氧化铝保护膜,阻止反应的继续进行。
(2)能与硫酸铜反应生成了硫酸铝和铜,发生反应的化学方程式:2Al+3CuCl2=2AlCl3+3Cu,甲试管中铝表面有紫红色固体析出,溶液由蓝色转化为无色,铝能够置换铜,能够证明铝的活动性大于铜;乙试管中没有明显现象,铝不能置换镁,乙试管可以证明铝的活动性小于镁;丙试管中没有明显现象,铜不能置换铝,可以证明铝的活动性大于铜;所以要验证铝、铜、镁三种金属的活动性,只需做甲和乙两个实验即可。
故答案为:(1)常温下铝能和氧气反应生成致密的氧化铝保护膜,阻止反应的继续进行;
(2)铝表面有紫红色固体析出,溶液由蓝色转化为无色;甲和乙。
13.【分析】(1)根据在金属活动性顺序中,镁、锌位于氢前,能和稀盐酸反应,铜位于氢后,不能和稀盐酸反应来分析;
(2)根据活泼金属与酸反应生成可燃性的氢气来分析;
(3)根据在硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中加入锌粉,锌先和硝酸银反应生成硝酸锌和银,硝酸银反应完后,锌再和硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁来分析。
【解答】解:(1)小明选用镁、铜、锌三种金属进行验证实验,在金属活动性顺序中,镁、锌位于氢前,能和稀盐酸反应,铜位于氢后,不能和稀盐酸反应,则“消失”的金属有镁、锌。
(2)活泼金属与酸反应生成可燃性的氢气,卡文迪许称之为“可燃空气”,则“可燃空气”是氢气。
(3)在硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中加入锌粉,锌先和硝酸银反应生成硝酸锌和银,由化学方程式的质量关系可知,反应后溶液质量减小,硝酸银反应完后,锌再和硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁,由化学方程式的质量关系可知,反应后溶液质量增大,则a点时硝酸银恰好完全反应,溶液中所含的金属阳离子有Zn2+、Fe2+。
故答案为:
(1)镁、锌;
(2)氢气;
(3)Zn2+、Fe2+。
14.【分析】(1)根据铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜来分析;
(2)根据金属的活动性越弱,电负性越强来分析;
(3)根据铁不能和氯化亚铁溶液反应,镁能和氯化亚铁溶液反应生成氯化镁和铁来分析。
【解答】解:(1)葛洪“点铁成金”的反应是铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应的化学方程式为:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
(2)根据贝采利乌斯的推测,金属的活动性越弱,电负性越强,铁的金属活动性比铝弱,所以铁和铝的电负性为:Fe>Al。
(3)基于贝开托夫的想法,铁不能和氯化亚铁溶液反应,镁能和氯化亚铁溶液反应生成氯化镁和铁,则比较铁和镁的金属活动性强弱的参比物还可以是氯化亚铁溶液。
故答案为:
(1)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;
(2)Fe>Al;
(3)氯化亚铁溶液。
15.【分析】(1)根据铁锈蚀,进行分析解答;
(2)根据金属的化学性质、酸的化学性质,进行分析解答;
(3)根据金属的化学性质,进行分析解答。
【解答】解:(1)②中铁钉与空气中的氧气和水发生化学反应;
(2)若③中稀盐酸足量,盐酸先与铁锈(氧化铁)反应生成氯化铁和水,氧化铁反应完全,铁和盐酸反应生成氯化铁和水,故可观察到以下现象:铁钉表面变得光亮,溶液呈黄色,铁钉表面还有气泡产生。
(3)铁与空气中的氧气和水蒸气共同作用生成铁锈,铁锈的主要成分氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水,则无锈铁钉的质量小于光亮铁钉。
故三者质量由大到小顺序为B>A>C。
16.【分析】(1)根据金属材料包括纯金属以及它们的合金进行分析。
(2)根据金属的活动性进行分析。
(3)根据金属的防锈措施进行分析。
【解答】解:(1)金属材料包括纯金属以及它们的合金,铝合金属于金属材料;
(2)A、稀盐酸中加入足量铁粉后,生成了氯化亚铁和氢气,再加铜粉,不反应,说明了铁的金属活动性大于铜,最后加入锌粉,能将铁置换出来,说明了锌的活动性大于铁,可以比较三种金属的活动性强弱;
B、ZnCl2溶液中加入足量铁粉后,不能反应,说明了锌的活动性大于铁,再加入CuCl2溶液,能反应,说明了铁的活动性大于铜,可以比较三种金属的活动性强弱;
C、ZnCl2溶液中加入足量铜粉后,再加入铁粉,都不反应,说明了锌的活动性大于铜、铁,但不能比较铜和铁的活动性强弱,不可以比较三种金属的活动性强弱;
(3)①金属表面涂抹油漆使铁制品与氧气和水隔绝,可以防止生锈;②改变金属的内部结构可以使金属抗腐蚀性增强,不容易生锈;③保持金属表面清洁干燥,金属不容易生锈;④在金属表面进行电镀,使铁制品与氧气和水隔绝,可以防止生锈;⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜,可使铁制品与氧气和水隔绝,防止生锈。
故答案为:(1)金属材料;
(2)AB;
(3)①②③④⑤。
三.解答题(共3小题)
17.【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,并且金属越活泼,越容易和盐反应。
【解答】解:(1)实验中打磨“锡纸”的目的是除去表面的氧化物和污物。故答案为:除去表面的氧化物和污物。
(2)取包口香糖的“锡纸”,将有金属的一面打磨后,朝上放在点滴板上;并向其表面滴加氯化锌溶液,观察到有深灰色固体析出,是因为金属和氯化锌反应生成了锌,说明金属比锌活泼,通过上述实验现象,可判断“锡纸”是铝箔和纸粘合而成,故答案为:铝。
(3)A.不能用硝酸银,是因为铝、锡都能和硝酸银反应,故A错误。
B.不能用稀盐酸,是因为铝、锡都能和稀盐酸反应,故B错误。
C.可以用硫酸亚铁,是因为铝能和硫酸亚铁反应,锡不能和硫酸亚铁反应,故C正确。
D.不能用氯化镁,是因为铝和锡都不能和氯化镁反应,故D错误。
故答案为:C。
18.【分析】(1)根据常见的金属的活动性大小顺序分析缺少的金属即可;
(2)在金属活动性花顺序中,位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来;
(3)根据金属与盐溶液的反应进行分析,在金属活动性顺序中,位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来,且置换时先把最弱的金属置换出来。
【解答】解:(1)由金属的活动性顺序表可知,金属活动性顺序表中的X是Hg元素。
(2)在金属活动性顺序中,铁在铜的前面,能与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,反应的现象是:铁丝上附着红色固体,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色,反应的化学方程式是:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。
(3)在金属活动性顺序中,Zn>Cu>Ag,向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入Zn,与两种溶质依次发生反应
Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag
65 216
所以析出银的过程是溶液质量减少的过程;
Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+Cu
65 64
所以析出铜的过程是溶液质量增加的过程
B点时锌与AgNO3恰好完全反应,没有与Cu(NO3)2反应,此时溶液中含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2。
故答案为:(1)Hg;
(2)铁丝上附着红色固体,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色;Fe+CuSO4=Cu+FeSO4;
(3)Cu(NO3)2、Zn(NO3)2。
19.【分析】(1)根据金属与酸或盐的反应规律,利用四种金属及其化合物间可发生的反应,推断四种金属活动性由强至弱的顺序,判断四种金属中能与盐酸反应且最剧烈的金属;
(2)①根据铁与废液中物质反应的规律,分析加入过量铁粉所发生的反应,判断过滤后所得滤渣及滤液的组成;
②根据铁、铜的活动性,判断所加入盐酸能滤渣发生的反应,写出化学方程式;
③根据印刷线路板的生产中所得废液,分析氯化铁能腐蚀铜发生的反应,写出化学方程式.
【解答】解:(1)①铁的活动性比铜强,可与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁,化学方程式为Fe+CuSO4═FeSO4+Cu;
②由Fe 和CuSO4 溶液反应,得铁比铜强;由Mg和MnSO4 溶液反应,得镁比锰强;由Mn和FeSO4 溶液反应,得锰比铁强;四种金属活动性由强至弱的顺序Mg>Mn>Fe>Cu则四种金属中能与盐酸反应且最剧烈的金属为Mg;
(2)①向FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中加入过量铁粉,铁粉与FeCl3反应生成FeCl2、与CuCl2反应生成Cu和FeCl2,因此可知过滤所得滤渣中含有Fe和Cu,滤液中含FeCl2;
②向含有Fe和Cu滤渣中加入稀盐酸,铁与盐酸反应生成FeCl2和H2,反应的化学方程式为Fe+2HCl═FeCl2+H2↑;
③印刷线路板的生产中所得废液中含FeCl3、FeCl2、CuCl2,可推断氯化铁能腐蚀铜生成FeCl2与CuCl2,反应的化学方程式为Cu+2FeCl3═2FeCl2+CuCl2;
故答案为:
(1)①Fe+CuSO4═FeSO4+Cu;②Mg;
(2)①Fe和Cu;FeCl2;②Fe+2HCl═FeCl2+H2↑;③Cu+2FeCl3═2FeCl2+CuCl2.
四.实验探究题(共3小题)
20.【分析】(1)一定条件下铁和氧气反应生成氧化铁。
(2)根据双手紧握试管时,装置温度升高,压强增大,进而分析现象;
(3)根据将不易观察的现象转化为容易观察的现象进行分析;
(4)根据表中数据进行分析。
【解答】解:(1)脱氧剂中的铁粉和氧气的反应,产物可简化为氧化铁,反应的化学方程式:4Fe+3O2═2Fe2O3。
(2)双手紧握玻璃管中间部分时,装置温度升高,其中的气体受热膨胀,压强增大,则若装置气密性良好,可观察到水滴向上移动。
(3)实验中,小明将氧气消耗的量转化为AB的长度,在我们科学的许多实验中,也常用到类似的方法,例如将磁性的强弱转化为吸引小铁钉的数量(转换法)。
(4)该实验的原理为铁粉消耗氧气,则装置中的压强减小,水滴向下移动,AB的值为消耗的氧气的值,而由于加入氯化钠后,AB的值较大,则说明氯化钠能增强铁粉的除氧能力。
故答案为:(1)4Fe+3O2═2Fe2O3。
(2)水滴缓缓向上移动。
(3)将磁性的强弱转化为吸引小铁钉的数量(转换法)。
(4)能。
21.【分析】铜与水、氧气、二氧化碳同时接触容易生锈。
【解答】解:(1)根据铜锈的化学式(含有碳元素),猜想铜生锈可能是铜与水、氧气、二氧化碳共同作用的结果。
故答案为:二氧化碳。
(2)A是多余的,是因为C中能够证明没有二氧化碳不能生锈,D中能够证明没有氧气不能生锈。
故答案为:A是多余的,是因为C中能够证明没有二氧化碳不能生锈,D中能够证明没有氧气不能生锈。
(3)比较B(与氧气接触,生锈)、D(与氧气隔绝,不能生锈)两组实验,得出的结论是铜生锈需要氧气。
故答案为:铜生锈需要氧气。
(4)一种防止铜生锈的具体方法:隔绝氧气或隔绝水或隔绝二氧化碳。
故答案为:隔绝氧气或隔绝水或隔绝二氧化碳。
22.【分析】(2)实验1:根据铁片和锰片能与稀硫酸反应,而铜不与稀硫酸反应,则锰的活动性大于铜来分析解答;
实验2:根据锰与硫酸亚铁溶液反应生成硫酸锰和铁来分析解答;
(3)①根据实验过程中变量不唯一来分析解答;
②根据金属与酸的反应速度除了表中的影响因素还受酸的种类影响来分析解答。
【解答】解:(2)实验1:将三种打磨好、粗细质量相同的金属片,分别放入相同的稀硫酸中,放入铁片溶液呈浅绿色,放入锰片溶质为肉色,说明铁片和锰片能与稀硫酸反应,而放入铜片溶液为无色,说明铜不与稀硫酸反应,则锰的活动性大于铜,因此猜想Ⅱ错误;
实验2:结论是猜想Ⅰ正确,说明锰的活动性比铁强,则将打磨好的锰片放入硫酸亚铁溶液中,锰与硫酸亚铁溶液反应生成硫酸锰和铁,则可观察到溶液由浅绿色变为肉色;
(3)①实验①②的金属种类不同、金属形状不同,实验中存在两个变量,不能通过金属与酸反应的快慢来比较铁、锰的活动性,实验①③的盐酸浓度、金属种类、金属形状都不同,实验中存在三个变量,不能通过金属与酸反应的快慢来比较铁、锰的活动性,则依据以上实验结果不能推断出锰、铁活动性顺序,依据是实验过程中变量不唯一;
②同形状、同质量的铁分别与同浓度的稀盐酸和稀硫酸反应,生成相同体积氢气所用时间不同,则金属与酸的反应速度还与酸的种类有关。
故答案为:(2)实验1:Ⅱ;
实验2:溶液由浅绿色变为肉色;
(3)①不能,实验过程中变量不唯一;
②酸的种类。
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