一轮复习-金属的化学性质(含解析)

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一轮复习-金属的化学性质(含解析)

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一轮复习-金属的化学性质
【知识梳理】
考点一 金属材料与金属资源
一、金属与非金属
1、金属和非金属的物理性质比较
物质 颜色 延展性 导电性 导热性 可锻性 硬度 密度 熔点
金属 有金属光泽,大多数为银白色或灰色 良好 良好 良好 良好 大 大 高(汞除外)
非金属 大多数没有光泽,外表暗淡 不具有 除石墨外通常不导电 差 不具有 清脆易碎 小 一般 较低
2、常见金属的性质和用途
金属 主要特性 用途
铁 纯铁质软,密度较大,熔、沸点较高,具有铁磁性 机械制品、建筑材料、刀具、炊具
铜 具有紫红色的金属光泽,密度大,有良好的导电性和导热性 导线、导热器皿
铝 密度小,有良好的延展性、导电性和导热性 制造电线和电缆、铝箱包装、建筑装饰材料和航天材料
金 延展性是金属中最好的,性质稳定 首饰装饰品
银 良好的金属光泽,质软,是电、热的优良导体 首饰、装饰品
钨 熔点高 灯丝
钛 耐腐蚀、质轻 眼镜架、制造飞船
★ 注意:(1)大多数金属的颜色是银白色或灰色,但金呈金黄色,铜为紫红色;除汞(俗称水银)外,其他金属在室温下都是固体。
金属是一定能导电、导热的单质,但能导电、导热的单质不一定是金属,如非金属单质石墨也能导电、导热。
(3)在常温下,大多数非金属单质是气体,也有一些是固体,溴是唯一在常温下呈液态的非金属单质;非金属中碳单质熔点较高,如金刚石的熔点是3550 ℃,硬度也很大。是天然存在的最硬的物质。
二、常见的金属材料
物质 金属 合金
概念 是一类具有特定物理和化学性质的物质 把一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质,就称为合金
分类 纯净物 混合物
性能 延展性、导电、导热性 ①硬度大②熔点低③抗腐蚀性强
用途 钨:灯丝 钢:汽车车身、刀具、量具和模具
危害 铝等金属在自然界不会自行分解,积累在土壤中,破坏土壤结构;铅、镉等有毒的金属被腐蚀后会溶于水中形成金属离子,污染土壤和地下水源
回收 (1)垃圾进行分类。(2)使用无铅汽油。(3)废旧电池不能任意丢弃。4)工业废水和废渣处理后排放。(5)回收各种废弃的金属材料。
考点二 金属的化学性质与应用
金属与氧气的反应
金属 与空气、氧气反应的现象 在空气中缓慢氧化
铝 发出耀眼的白光,生成白色固体,放出热量,4A1+3O2 = 2Al2O3 金属铝的表面易生成一层致密的氧化铝保护膜,它能阻止金属铝继续被空气氧化
铁 剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,放出热量,3Fe+2O2Fe3O4 铁在潮湿的空气中会被氧化而生锈,铁锈的主要成分是Fe2O3
铜 铜丝表面由紫红色变成黑色,2Cu+O2 △ 2CuO, 铜在潮湿的空气中会被氧化而生锈,铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3
镁 剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成白色固体,放出热量,2Mg+O22MgO /
注意:洗涤铝制容器时,不能用钢丝球擦洗,以免破坏氧化膜,Al2O3 + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2O 铝制品不能盛放酸、碱性物质。
金属与酸反应
金属与酸反应现象 化学方程式
固体溶解,有气体生成 Mg+ 2HCl = MgCl2+H2↑; Mg+H2SO4 = MgSO4+H2↑
固体溶解,有气体生成 Zn+ 2HCl = ZnCl2+H2↑; Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑(实验室制氢气原理)
固体溶解,有气体生成,溶液由无色变成浅绿色 Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑; Fe+H2SO4 = FeSO4+ H2↑
铜、银、铂、金等金属不与稀盐酸或稀硫酸反应,放入两种酸中无明显现象
金属与某些盐溶液的反应
实验操作 实验现象 化学方程式
铁丝浸入硫酸铜溶液中 铁丝表面覆盖一层红色物质, 溶液由蓝色变成浅绿色 Fe+CuSO4 = FeSO4+Cu
铜丝浸入硫酸亚铁溶液中 无现象 /
铜丝浸入硝酸银溶液中 铜丝表面覆盖一层银白色物质, 溶液由无色变成蓝色 Cu+2AgNO3 =Cu(NO3)2+2Ag
结论:铁、铜、银的金属活动性顺序为铁>铜>银,即:活动性较强的金属能把活动性较弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来。
注意:
(1)在金属的活动性顺序中,金属位置越靠前,活动性就越强。
(2)排在氢前面的金属可以把酸(非氧化性酸)里的氢置换出来,而排在氢后面的金属不能把酸(非氧化性酸)里的氢置换出来。这里的酸通常指盐酸和稀硫酸而不是浓硫酸(或硝酸),因为金属与浓硫酸(或硝酸)等反应不产生氢气。
(3)K、Ca、Na三种金属的活动性太强,在与盐溶液反应时,会先与溶液中的水发生反应,生成对应的碱和H2,碱再与盐发生复分解反应;盐必须可溶于水。
(4)Fe若参与反应,一定生成Fe2+(亚铁离子)。
(5)在金属活动顺序中距离远的优先置换(例:将铁放在硝酸铜和硝酸银混合溶液中,铁先置换出银)。
金属与酸溶液反应的图像问题
1、足量的金属(Mg、Al、Zn、Fe)+等量的酸(酸不足)
①产生的H2质量相同;
②生成H2质量—反应时间图像的斜率表示:反应速率的快慢(金属活动性);
③产生相同质量的氢气,消耗金属的质量关系:Al④若加入相同质量的金属,则剩余金属的质量:Al>Mg>Fe>Zn(只有Zn是可能剩余,其他都是一定剩余)。
2、等量的金属(Mg、Al、Zn、Fe)+足量的酸(金属不足)
①根据斜率判断(谁更活泼,谁的斜率更大)
②根据相同质量的金属产生氢气的质量的多少判断(看等效相对原子质量)
3、等质量金属与足量的酸反应(酸逐滴滴加)
等量的酸与足量的金属反应(金属逐渐加入)
四、四大基本反应类型
反应类型 概念 特点 形式
化合反应 由两种或两种以上物质生成一种物质的反应 多变一 A+B+...→ C
分解反应 由一种物质生成两种或两种以上物质的反应 一变多 A → B+C+...
置换反应 由一种单质跟一种化合物发生反应生成另一种单质和另一种化合物反应 单换单 AB+C → A+CB
复分解反应 两种化合物互相交换成分生成两种新化合物反应 两交换 价不变 AB+CD→AD+CB
五、防止金属腐蚀的常用方法
金属锈蚀的条件 水、空气、金属内部的结构
实验装置
实验步骤 ①实验在3支试管中进行:A试管中是水和空气,B试管中是刚煮沸过的蒸馏水,C试管中是装有干燥剂(生石灰)的干燥空气,在3支试管中各放一枚铁钉,并用塞子塞紧试管口。 ②一段时间后A中铁钉锈蚀严重,B、C中铁钉基本不锈蚀,说明铁生锈条件是与水和空气(氧气)同时接触。 ③因为纯铁和铁钉的内部结构不同,纯铁并未生锈。
防止金属生锈的方法 ①保持金属制品(特别是钢铁)表面的洁净和干燥。 ②在金属制品(特别是钢铁)表面覆盖保护膜。如:在金属表面覆盖保护层(涂油、刷漆,覆盖搪瓷、塑料等)、镀耐磨和耐锈蚀的金属(镀铬等),在钢铁表面高温制成一层致密氧化膜等。 ③改变金属的内部组织结构(制成合金)。如:加入铬、镍制成不锈钢等。
【巩固练习】
一、金属的锈蚀与防锈
1.(2025·浙江金华·三模)聚脲是一种新型的涂料,其致密无缝的涂层结构能有效隔绝氧气、水等,具有很强的防锈蚀能力。以下防锈蚀措施与其原理不一致的是 (  )
A.铁与铬、镍制成合金不锈钢 B.在钢铁表面喷涂油漆
C.菜刀洗净后擦干并刷油保存 D.金属表面镀防护层
2.(2025·浙江温州·三模)“金属保护一小步,资源节约一大步”,下列关于金属及金属材料防护的说法正确的是(  )
A.为了增加经济效益,应加大力度开采金属矿物资源
B.纯金属的抗腐蚀性比合金更好
C.在金属表面涂油、刷漆等可以防止金属生锈
D.废弃金属直接丢弃,无需回收利用
3.(2025·浙江·一模)钛合金因具有高强度、低密度和耐腐蚀等优异性质,在我国C919大飞机的研制中得到了广泛应用。查阅资料知:钛的金属活动性介于铝和铁之间。请回答下列问题:
(1)钛合金属于 (选填“纯净物”或“混合物”) 。
(2)将钛条放入硫酸铜溶液中能观察到的现象 。
(3)下列关于钛合金性质的描述中,属于化学性质的是___________。
A.高强度 B.耐腐蚀 C.低密度 D.抗氧化
4.(2024·浙江·一模)小科利用如图甲所示装置探究“溶液中的阴离子种类对铁钉锈蚀的快慢是否有影响”,实验是根据不同溶液上方的氧气浓度变化的快慢来判断锈蚀快慢。实验中测得装置中溶液上方氧气浓度变化曲线如图乙所示。下列分析正确的是(  )
A.实验装置里将铁钉一半浸在溶液中,是为了看清铁钉生锈情况
B.此实验可证明阳离子对铁钉锈蚀的快慢不影响
C.实验所用三种溶液中,铁钉在含氯离子的溶液中锈蚀最快
D.三条曲线都是先陡后缓,是由于阴离子种类影响了锈蚀快慢
5.(2024·浙江湖州·三模)在入役10年后,“辽宁”舰正式返回大连造船厂进行维护。进入船坞的“辽宁”舰可谓是“饱经风霜”,舰身上挂满了锈迹。同学们设计了如图1所示实验,探究“辽宁舰”锈蚀的主要原因。研究小组,实验一周后,发现试管A中铁钉几乎没有生锈,试管B中铁钉稍有生锈,试管C中铁钉明显锈蚀。
(1)试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”,目的是 。
(2)试管C中铁钉明显锈蚀而试管A中铁钉几乎没有生锈,由此可得出的结论是 。
(3)你能否设置一个试管D来尝试验证,“辽宁舰”在海上更容易生锈的原因?请标识在图中,并用简单文字说明。
(4)对于试管B中铁钉稍有生锈,同学们深入研究,将煮沸并迅速冷却的蒸馏水倒入烧杯中,迅速倒入植物油铺满水面。然后将溶解氧传感器插入水中,通风环境中持续三天采集得到数据图像如图2所示(室温下,自然状况的水中溶解氧约为8-9mg/L)。据此可知B试管中铁钉也稍有生锈的原因是 。
6.(2025·浙江·三模)某同学发现学校草地周围都做上新的铁栅栏,师傅们在上面涂油漆。铁栅栏上为什么要涂油漆呢 某兴趣小组为此进行研究:
【方案】取四支试管编号为①、②、③、④,分别做如图处理,两周后,观察铁钉表面的锈蚀情况。
【分析】
(1)编号③用冷却的沸水进行实验的目的是 。
(2)若两周后观察到①号试管中铁钉生锈,而④号试管中铁钉未生锈。据此可得出结论:导致铁钉生锈的因素为 。
(3)若得出“食盐会加速金属锈蚀”这样的结论,则实验中支持该结论的证据是 。
【解释】请根据以上实验,解释学校铁栅栏油漆能防锈的原因: 。
二、金属与酸反应
7.(2024·浙江杭州·三模)如图所示,倾斜锥形瓶使试管内的稀盐酸流入瓶中与固体发生反应,利用数字化设备采集瓶内气压,瓶内气压与时间关系如曲线所示。有关说法正确的是( )
A.曲线①表示锌粒与稀盐酸的反应
B.d点表示反应停止
C.反应结束后,稀盐酸可能有剩余
D.比较b、c两点,说明影响反应速率的因素之一是反应物的接触面积
8.(2019·浙江杭州·一模)两个烧杯中装有等质量的金属锌和镁,然后分别逐渐加入同浓度的稀硫酸,产生氢气的质量与加入硫酸的质量关系如图所示。下列说法正确的是(  )
A.该图反映出镁比锌的金属活动性强
B.a点时,两个烧杯中的酸都恰好完全反应
C.b点时,两个烧杯中产生氢气的质量相同
D.c点时,两个烧杯中都有金属剩余
9.(2024·浙江·一模)常温下,相同质量的镁和铁分别与足量的溶质质量分数相同的稀硫酸反应,以下图像中纵坐标表示生成氢气的质量,横坐标表示相关的量。其中图像表示正确的是(  )
A. B.
C. D.
10.(2024·浙江·三模)两个烧杯中装有等质量的金属锌和镁,然后分别逐渐加入同浓度的稀硫酸,产生氢气的质量与加入硫酸的质量关系如图所示。下列由图获得的信息正确的是(  )
A.镁比锌的金属活动性强
B.a、b、c三点中,两个烧杯中都有金属剩余的是b点
C.完全反应后,Mg消耗稀H2SO4的质量大于Zn
D.两种金属与稀H2SO4恰好反应后生成的ZnSO4质量大于MgSO4
11.(2024·浙江温州·一模)某兴趣小组在研究Zn-Cu合金、Zn-Fe合金、Fe-Al合金、Fe-Cu合金时,发现其中一种合金9g与足量稀盐酸充分反应产生了0.4g气体,该合金可能是( )
A.Zn-Cu合金 B.Zn-Fe合金 C.Fe-Al合金 D.Fe-Cu合金
12.(2024·浙江金华·一模)两个烧杯中装有等质量的铁和锌,然后分别与过量相同浓度的稀硫酸完全反应,产生氢气的质量与稀硫酸质量的关系如图所示。
完成下列问题:
(1)比较图中a点时参加反应的金属质量, (选填“大于”“等于”或“小于”)
(2)该图像能否反映出铁和锌金属活动性的强弱,请解释说明 。
三、金属的滤液滤渣问题
13.(2024·浙江金华·模拟预测)小乐将一定量的锌粉加入到Al(NO3)3、Fe(NO3)2和AgNO3的混合溶液中,充分反应后将混合物过滤得到滤液和滤渣。已知混合溶液中的某些阳离子个数随时间的变化如图所示,则下列分析正确的是(  )
A.②表示的阳离子是Ag+
B.③表示的阳离子是Zn2+
C.过滤得到的滤渣中只有Ag和Fe
D.过滤得到的滤液中只有Zn(NO3)2和Al(NO3)3
14.(2019·浙江宁波·一模)某化学小组在AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定质量的锌粉,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。他们对所得滤液和滤渣有如下描述
①滤液中一定含有Zn(NO3)2
②滤渣中一定含有单质Ag
③若滤液呈蓝色,则向滤渣中滴加稀盐酸无明显现象
④若向滤渣中滴加稀盐酸有气泡产生,则滤液中一定没有AgNO3和Cu(NO3)2
上述四种描述中正确的个数为(  )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
15.(23-24九年级上·浙江金华·月考)某废液中含有硝酸银和硝酸铜,为回收利用和减少污染,往废液中加入一定量的铁粉,充分反应后,过滤得到滤渣和滤液,向滤渣中加入少量稀盐酸,产生气泡,则下列判断正确的是(  )
A.滤渣中一定含有银,可能含有铜
B.滤渣中一定含有银和铜,可能含有铁
C.滤液中一定含有硝酸亚铁,一定没有硝酸银和硝酸铜
D.滤液中一定含有硝酸亚铁,可能含有硝酸银和硝酸铜
16.(2023·浙江·一模)向一定质量CuSO4、FeSO4的混合溶液中加入一定质量的锌粉,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。下列说法正确的是(  )
A.若滤渣中只有一种金属,则滤液中的溶质一定有三种
B.若滤渣中有两种金属,则滤液中的溶质一定有两种
C.若滤液中只有一种溶质,则向滤渣中加入稀盐酸一定有气泡产生
D.若滤液中有两种溶质,则向滤渣中加入稀盐酸不可能有气泡产生
三、金属活动性顺序
17.(2024·浙江温州·二模)如图为小明为比较甲、乙、丙三种金属的活动性而进行的实验,根据图中现象可得三种金属的活动性顺序为(  )
A.乙>甲>丙 B.甲>乙>丙 C.丙>乙>甲 D.丙>甲>乙
18.(2024·浙江衢州·一模)为了测定金属活动性强弱,小科设计了如图所示的实验,向打磨过的金属X和金属Y上滴加不同溶液,金属X上仅①处有明显现象,金属Y上③和④处均有明显现象。据此可判断出金属X、金属Y、铁和银的活动性由强到弱的顺序为( )
A.X>Y>Fe>Ag B.Y>Fe>X>Ag C.Y>X>Fe>Ag D.X>Fe>Y>Ag
19.(2025·浙江绍兴·二模)人类在认识金属活动性规律的过程中经历了漫长的探索。
材料一:1625年德国化学家格劳贝尔意外发现,有些金属放入酸中会“消失”。
材料二:贝采利乌斯是最早对金属活动性排序的科学家,他依靠定性的推测,对元素的电化次序排序为: Ag、Cu、Zn、Mg、Na。其中 Na的电正性最强, Ag的电负性最强。
(1)根据材料一,用Ag、Cu、Mg三种金属重复格劳贝尔实验,会“消失”的金属是 。
(2)由材料二可推测金属元素的电负性越强,金属活动性越 。
20.(2024·浙江嘉兴·一模)为比较Zn、Fe、Cu的金属活动性,在锌粉、铁粉的混合物中加入一定量的硫酸铜溶液,反应前后的微观模型如图所示。
(1)反应后微观模型中的“?”处应填写的数值是 。
(2)由该反应微观模型可得出的金属活动性顺序为 (选填字母)。
A.Zn>Cu B.Cu>Fe C.Zn>Fe
(3)向反应后的混合物中添加过量的硫酸铜溶液,反应结束后溶液中一定存在的金属离子是 。
21.(2024·浙江杭州·一模)A、B、C、D为金属活动顺序表中常见的四种金属。已知:① ② ③ 请完成以下填空:
(1)金属C在金属活动顺序表中排在氢 (选填“前面”或“后面”)。
(2)根据上述反应能判断出其中三种金属的活动性,其金属活动性由强到弱的顺序是 (用字母填写)。
(3)若A、B、C、D分别为锌、铁、铜、银中的一种,反应③的化学方程式为 。
22.(2023·浙江·一模)在学习金属的化学性质时,同学们做了如下实验:

(1)图1实验甲中可观察到的现象是 。
(2)某同学向硝酸亚铁、硝酸银的混合溶液中加入一定量锌粉。充分反应后得到液体A和滤渣B。
①加入锌粉后,一定发生的化学反应是 。(用化学方程式表示)
②若滤渣B的质量与加入锌粉的质量相等,则滤渣B中一定含有的物质是 。
五、金属的回收
23.(2025·浙江台州·二模)金属材料的应用推动了社会的发展。兴趣小组的同学利用某废镍材料(含有金属 Ni 及少量 Fe、Cu)回收镍,设计流程如图所示(部分生成物已略去)。回答下列问题。
(1)“酸浸”的目的是将废镍材料中的镍转化成可溶性的镍离子,该过程属于 (选填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)过氧化氢具有氧化性, “氧化”时反应的化学方程式为 ,则X的化学式是 。
(3)根据所学知识和以上信息,得出 Ni、Fe、Cu的金属活动性由强到弱的顺序为 。
24.(23-24九年级下·浙江杭州·阶段练习)电子工业常用30%的溶液腐蚀覆盖有一薄层铜的绝缘板,制成印刷电路板。为了从废腐蚀液(含有、和)中回收金属铜,并重新得到溶液,设计如下实验流程:(已知:①,②能将氧化成)
(1)反应①②后都要进行的分离操作名称是: 。
(2)试剂A的名称是 。
(3)反应③的基本反应类型是 。
25.(2024·浙江杭州·模拟预测)工业上用铝土矿(含有Al2O3、SiO2,不考虑其它杂质)制取金属铝的基本流程如图所示:
(1)滤液Ⅰ中含有的阳离子是 (写离子符号)。
(2)Al2O3通电后产物是两种单质,写出该反应的学方程式 。
(3)在生活中铝制品比铁抗腐蚀性好,原因是 。
26.(2024·浙江宁波·三模)在一次科学拓展课中,曙光学习小组欲从废旧电脑的某些零部件中回收金属银,设计如下流程:
(1)步骤Ⅰ和步骤Ⅱ都涉及的实验操作是 。
(2)溶液X中只含有一种溶质,该溶质的化学式为 。
27.(2022·浙江温州·二模)菜品牌电器的废旧电路板中含有Fe、Cu、Ag、Ni 等金属,如图是某车间回收部分金属的工艺流程,已知:2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O。
(1)操作I的名称是 。
(2)根据以上工艺流程图,可以判断Ni和Fe比较,金属活动性较强的是 。
(3)固体A中主要含有铜,还含有一定量的铁,为了进一步提纯铜,可以向固体A中加入 。
28.(2024·浙江宁波·三模)铜版画是版画的一种,其中涉及印刷版面的制作。若用腐蚀法制作版面,先要在铜板上涂上不与化学药剂反应的防腐层,再用刻针作画,以刻除相应的防腐层,再用硝酸等腐蚀没有防腐层的铜,以使画线处形成凹陷的线条。在缺乏硝酸的情况下,某同学用过量溶液与铜反应的方法尝试版面制作,因成本较高,故对废液进行Cu、Ag回收。具体流程如下:
(1)从化学反应的基本类型看,步骤①是 反应。
(2)在该流程中,收集滤渣 (填字母)可获得金属Ag。
(3)在步骤③中,能够观察到的实验现象为 。
29.(2024·浙江·一模)我国早在西汉时期就已经发现“湿法炼铜”的反应,到宋朝时期把此反应一定规模地应用于生产中。小乐在实验室进行了此反应,回答问题:
(1)小乐将一铁片放入硫酸铜溶液中,一段时间后取出。若硫酸铜溶液反应前后主要离子种类如图甲所示,则“”表示 (填写离子的符号);
(2)小乐继续向反应后的溶液中缓慢加入锌粉至过量,溶液的质量随加入锌粉的质量的变化情况如图乙所示。当加入锌粉的质量为a克时,溶液中的溶质为 (填写化学式)。
六、实验探究题
30.(2025·浙江温州·一模)小明发现处于潮湿环境中的铜制器具表面容易出现绿色铜锈,为了探究铜锈产生的原因以及其成分,小明进行如图所示的实验。
(1)①号试管中试管塞的作用是 。
(2)在④号试管中产生的气体是 。(写出化学式)
(3)本实验不能通过比较①号和③号试管中的现象探究铜锈产生的原因,请说明理由: 。
(4)若④号试管中的盐酸浓度过高,会导致⑤号试管中不会出现浑浊现象,请简要说明原因: 。
31.(2025·浙江·二模)钢铁是现代工业的筋骨,保护金属资源,防止金属腐蚀已成为科学研究和技术领域中的重大问题。某科技小组以“铁锈蚀”为主题开展如下项目式学习。
【任务一】探究铁锈蚀的条件
对比实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的现象,说明铁锈蚀主要是铁与空气中的氧气和水发生化学反应。
(1)实验I中铁丝足量,时间足够长,打开止水夹后,观察到现象 。
【任务二】探究影响铁锈蚀的因素
小组设计了图2装置,检查气密性,将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶,连接压强传感器、数据采集器,采集数据,绘制出压强随时间变化的曲线如图3。t1时刻利用注射器加入2mL饱和NaCl溶液,再将一只装有稀盐酸的注射器插到烧瓶上。
(2)根据图3,对比AB段和BC段说明 ,t3时刻后压强突然变大的原因是 。
【分析总结】
(3)为防止铁制品锈蚀,应保持铁制品表面 。
32.(2025·浙江宁波·一模)铁是常见的金属材料,在许多领域都有所应用。然而,铁丝容易生锈,这不仅影响其外观,还会降低其机械性能。某校科学兴趣小组以“铁的生锈”为主题展开项目化学习。
【任务一】探究铁丝生锈的条件
(1)如图所示,常温下将铁丝球置于不同的试管中,一段时间后,试管 (填字母)中的铁丝球先生锈。
【任务二】小组成员使用不同温度的热水浴加热铁丝球,探究温度对铁丝生锈速率的影响。结果如表所示:
温度(℃) 55 80 100
观察到生锈的时间(s) 306 108 /
(2)该实验中水浴加热的目的是 。
(3)使用100°C沸水浴加热时,未观察到有红棕色铁锈生成,而是铁丝表面生成黑色固体,推测该固体可能是 (填化学式)。
【拓展延伸】小组成员发现专用于切柠檬的菜刀比普通菜刀容易生锈;海边的轮船比河边的轮船更易生锈。同学们将铁丝球置于不同液体中,进行水浴加热,并记录观察到的生锈时间。结果如表所示:
液体种类 3%柠檬酸溶液 3%氯化钠溶液 蒸馏水
观察到生锈的时间(s) 43 78 108
(4)结合上述实验,除了干燥和覆盖保护膜隔绝氧气外,其他有效的防锈措施还有 。
33.(2025·浙江台州·一模)为探究金属活动性顺序,小科同学按以下步骤开展探究:
步骤一:在编号为A、B、C、D的4支空试管中各注入5mL稀盐酸。
步骤二:用砂纸打磨大小相同的镁片、铜片、锌片和银片,同一时间分别投入A、B、C、D试管中,再立即将带有相同气球的橡皮塞塞紧。观察试管中的现象。
步骤三:将砂纸打磨后的铜片投入E试管,注入5mL浓度为10%的硝酸银溶液,观察实验现象,进一步探究铜和银的金属活动性顺序。
请回答:
(1)用砂纸打磨金属表面的目的是 。
(2)实验过程中能够产生气泡的试管是 (填A~E的字母)。
(3)对于能与酸反应的金属,通过产生气泡的速率不能准确判断活动性的强弱。请另外设计一个实验,比较锌和铁的活动性(实验药品自选,简单叙述实验过程和预期结果): 。
(4)为探究E试管反应后的溶液质量变化,小科向试管中加入质量为m1的硝酸银溶液,然后放入铜片反应一段时间,得到反应后的溶液质量为m2,则反应前后溶液质量大小关系为m1 m2。
34.(2025·浙江·一模)小塘利用图甲装置来比较不同金属与稀盐酸反应的快慢情况,压强传感器能够测出密闭容器内的气压大小.现将铁、锌、铝与等质量、等质量分数的稀盐酸反应,相关数据记录如图乙.已知在等温、等体积条件下,装置内气压与气体的质量成正比.
(1)实验选择的金属,除了颗粒大小相似外,还要控制成一致的变量是 .
(2)分析图乙数据后,小塘得出“本次实验的三种金属,铝与稀盐酸反应最快”这一结论,他基于的依据是 .同时又根据 可判断出三次实验的盐酸都已经反应完全.
(3)在进行上述实验过程中,发现每组的实验测得的装置内压强的实际值都比计算得到的理论值大,请分析可能的原因有 .(写出1点)
35.(2025·浙江绍兴·二模)科学小组在比较铝、铜金属活动性强弱时,将等量未打磨的铝片(含铝的氧化膜)分别放入一定浓度的等量氯化铜(CuCl2)溶液和硫酸铜(CuSO4)溶液中。发现前者铝片表面覆盖红色固体,溶液蓝色逐渐变浅,一段时间后有气泡产生,而后者无明显变化。
【问题1】为什么未打磨的铝片在两种溶液中会产生不同的现象
【猜想】
(1)可能是 离子破坏了铝的氧化膜。
【实验与结论】
取等量未打磨的铝片,进行了A、B实验,如图1。观察到A实验无现象,B实验铝片表面覆盖红色固体,溶液蓝色逐渐变浅,一段时间后有气泡产生,说明猜想是正确的。
【问题2】铝片与氯化铜溶液反应为什么会出现气泡
【猜想】可能是氯化铜溶液呈酸性,铝片与溶液中的H反应产生气泡。
【实验与结论】
(2)小科用 测得氯化铜溶液的pH<7,证实了自己的猜想。
【拓展与应用】
(3)一位同学提出可以将A、B实验替换成C、D实验来解决问题1,如图2。请你对该方案进行评价: 。
(4)根据实验结果,请解释生活中为什么不能用铝质器皿盛放咸菜: 。
36.(2025·浙江宁波·一模)兴趣小组探究锌、铁、银三种金属的活动性,按步骤做了以下实验:
【步骤Ⅰ】在试管中取少量盐酸,插入铁丝,充分作用;
【步骤Ⅱ】在①所得的溶液中,插入银丝,充分作用;
【步骤Ⅲ】在②所得的溶液中插入锌丝,充分作用。
完成下列问题:
(1)写出步骤③的化学方程式: 。
(2)小鹏认为在上述实验方案中补充一个实验,就可得出的结论,补充的实验是 。
(3)小晗认为要得到的结论,不必做补充实验,只需调整实验步骤即可,你认为调整插入金属的顺序是 。
37.(2025·浙江绍兴·二模)金属材料在生产生活中应用广泛。高铁轨道、车厢、附属设施使用大量的铁合金和铝合金。小明探究合金中金属的化学性质。
【实验一】在分别装有质量相等和外形相同的Cu、Fe、Al和Mg的四只烧杯中,加入相同质量溶质质量分数为7.3%的盐酸,如图1所示。
(1)证明金属活动性Fe>Cu的实验现象是 ,反应的化学方程式为
(2)在丙、丁烧杯中,使用温度传感器,测得反应过程中温度的变化曲线如图2所示,据图分析可知,金属活动性Mg>Al,其理由是 。
【实验二】把一定质量的Al放入刚反应结束的乙烧杯中,观察现象,得出结论:金属活动性Al>Fe。
(3)分析实验一和实验二,下列说法正确的是______。
A.由实验一、二可知,金属活动性Mg>Al>Fe>Cu
B.实验二,反应后所得溶液中一定有AlCl3
C.实验二充分反应后,所得溶液质量一定变小
D.实验一,若丁中固体有剩余,则丙、丁中参加反应的盐酸的质量相等
试卷第1页,共3页
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《一轮复习-金属的化学性质》参考答案
题号 1 2 4 7 8 9 10 11 13 14
答案 A C C C D C C C C A
题号 15 16 17 18
答案 C C A B
1.A
【详解】A、制成合金不锈钢防锈蚀的原理是改变金属的内部结构,增强金属的抗腐蚀性能,而不是隔绝氧气和水,与聚脲防锈蚀原理不一致,故A符合题意;
B、漆在钢铁表面形成一层保护膜,隔绝氧气和水,与聚脲防锈蚀原理一致,故B不符合题意;
C、擦干是去除水分,刷油是隔绝氧气和水,与聚脲防锈蚀原理一致,故C不符合题意;
D、防护层可以隔绝氧气和水,与聚脲防锈蚀原理一致,故D不符合题意。
故选A。
2.C
【详解】A、加大力度开采金属矿物资源,可能会导致金属资源的浪费,应合理开采,故A错误;
B、合金比纯金属熔点低、硬度大、耐腐蚀,故B错误;
C、在金属表面涂油、刷漆等可以隔绝氧气、水等,可以防止金属生锈,故C正确;
D、废弃金属直接丢弃,会造成金属资源的浪费,应回收利用,故D错误。
故选C。
3.(1)混合物
(2)钛条表面有红色物质析出,溶液颜色逐渐变浅
(3)BD
【详解】(1)合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质,则钛合金属于混合物。
(2)钛的金属活动性介于铝和铁之间,则钛的金属活动性比铜强,将钛条放入硫酸铜溶液中,钛和硫酸铜反应生成硫酸钛和铜,能观察到的现象是钛条表面有红色物质析出,溶液颜色逐渐变浅。
(3)A.高强度,不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质,故A不符合题意;
B.耐腐蚀,需要通过化学反应才能表现出来,属于化学性质,故B符合题意;
C.低密度,不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质,故C不符合题意;
D.抗氧化,需要通过化学反应才能表现出来,属于化学性质,故D符合题意。
故选BD。
4.C
【详解】A、实验装置里将铁钉一半浸在溶液中,不是为了看清铁钉生锈情况,而是让铁钉与氧气和水同时接触而生锈,故分析错误;
B、此实验中阳离子均为铵根离子,不可证明阳离子对铁钉锈蚀的快慢不影响,故分析错误;
C、实验所用三种溶液中,含有氯离子的溶液,氧气的浓度降低得更多,则铁钉在含氯离子的溶液中锈蚀最快,故分析正确;
D、三条曲线都是先陡后缓,不是由于阴离子种类影响了锈蚀快慢,而是因为氧气被消耗,氧气的浓度降低,故分析错误。
故选C。
5. 除去水中的溶解氧 铁生锈需要水 设置一组铁钉放入盐水的实验组,如图: 随着时间的推移,空气中的氧能穿过植物油进入水中,使水中溶解氧增多
【详解】(1)试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”,目的是排出溶于水的氧气;
(2)试管C中铁钉明显锈蚀而试管A中铁钉几乎没有生锈,由此可得出的结论是铁生锈需要水;
(3)设置一组铁钉放入盐水的实验组,如图:;
(4)B试管中铁钉也稍有生锈的原因是随着时间的推移,水中溶解的氧气增多。
6.(1)除去水中的空气
(2)水分
(3) 试管②中铁钉生锈速度比①中快 涂油漆可以使栅栏隔绝空气和水分,有利于减慢栅栏生锈速度
【详解】(1)试管③中用冷却的沸水进行实验的目的是除去溶于水的氧气;
(2)试管①中铁钉与氧气和水接触,生锈,试管④中铁钉只与氧气接触,不生锈,说明导致铁钉生锈的因素为水(H2O);
(3)试管①中未加食盐,试管②中加入了食盐,其他因素均相同,且试管②中铁钉生锈速度比①中快,说明食盐会加速金属锈蚀;
[解释]
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,涂油漆可以使栅栏隔绝氧气和水分,有利于减慢栅栏生锈速度。
7.C
【详解】A、接触面积越大,反应越快,曲线①反应比曲线②快,则说明曲线①表示锌粉与稀盐酸的反应,该选项说法不正确;
B、由图可知,d点后气压还在增加,说明此时还未反应停止,该选项说法不正确;
C、由于不确定锌和稀盐酸的质量,则可能恰好反应,也可能锌过量或稀盐酸过量,则稀盐酸可能有剩余,该选项说法正确;
D、b、c两点对应的时间也不相同,气压也不相同,变量不唯一,则无法说明影响反应速率的因素之一是反应物的接触面积,该选项说法不正确。
故选C。
8.D
【详解】A、根据图示可知,由产生氢气的质量与加入硫酸的质量关系图,镁产生的氢气质量多,无法确定金属和酸的反应快慢,无法反映出镁比锌的金属活动性强,错误;
B、根据图示可知,a点时,镁与稀硫酸恰好完全反应,锌早已完全反应,烧杯中稀硫酸有剩余,错误;
C、根据图示可知,b点时金属锌产生的氢气少,错误;
D、根据图示可知,c点后,随着硫酸的加入氢气质量增加,所以c点时,锌与镁均还没有完全反应,两个烧杯中都有金属剩余,正确.
故选D。
9.C
【详解】A、镁的活泼性强于铁,所以等量金属足量酸的情况下,镁放气泡的速度大于铁,即镁的曲线斜率大于铁,故A错误;
B、等量金属足量酸的情况下,产生氢气质量,镁、铁二者质量、反应后的化合价相等,镁的相对原子质量小于铁,所以生成氢气的质量镁大于铁,故B错误;
C、在该反应过程中,生成氢气中的氢原子来自于酸,而反应开始时,消耗相同质量的酸产生的氢气质量相等,图像重合;而后镁的相对原子质量小于铁的相对原子质量,最终镁生成的氢气质量大于铁产生的氢气质量,故C正确;
D、等量金属足量酸的情况下,镁产生的氢气质量大于铁产生的氢气质量,故D错误;
故选C。
10.C
【分析】镁、锌金属活动性均比氢强,均能与稀硫酸反应,等质量的金属锌和镁,分别逐渐加入同浓度的稀硫酸,由生氢气的质量与加入硫酸的质量关系图,最终镁产生的氢气质量多。
【详解】A、由产生氢气的质量与加入硫酸的质量关系图,镁产生的氢气质量多,但无法得出镁与锌的金属活动性的关系,故说法错误;
B、a点时,镁与稀硫酸恰好完全反应,锌早已完全反应;b点时,没有剩余,锌早已完全反应;c点时,锌与镁均还没有完全反应,两个烧杯中都有金属剩余;故说法错误;
C、由反应关系、可知,完全反应后,最终镁产生的氢气质量多,所以Mg消耗稀H2SO4的质量大于Zn,故说法正确;
D、由反应关系、可知,等质量的两种金属与稀H2SO4恰好反应后生成的ZnSO4质量小于MgSO4,故说法错误。
故选C。
11.C
【分析】金属活动性顺序中,氢前面的金属能与稀盐酸反应生成氢气,氢后面的金属不能与稀盐酸反应产生氢气。铜位于氢后,不与稀盐酸反应,锌、铁、铝位于氢前,都能与稀盐酸反应产生氢气。
设生成0.4g氢气时消耗的锌、铁、铝的质量分别为x、y、z,则:
x=13g,
y=11.2g,
z=3.6g,
由于合金9g与足量稀盐酸充分反应产生了0.4g气体,那么合金中成分金属生成0.4g氢气,需要金属质量要有大于9g和小于9g的,或有金属与酸不反应生成氢气和需要金属质量小于9g的。
【详解】A、生成0.4g氢气,需要Zn质量13g>9g,Cu不反应,不符合题意;
B、生成0.4g氢气,需要Zn质量13g>9g,Fe质量11.2g>9g,不符合题意;
C、生成0.4g氢气,需要Fe质量11.2g>9g,Al质量3.6g<9g,符合题意;
D、生成0.4g氢气,需要Fe质量11.2g>9g,Cu不反应,不符合题意。
故选C。
12. 小于 该图反映的是产生氢气质量与硫酸的关系,不能反映产生氢气速度,不能成为比较金属活动性强弱的依据
【详解】(1)根据化学方程式Fe + H2SO4= FeSO4 + H2↑ 、Zn+ H2SO4= ZnSO4 + H2↑可知,56份质量的铁完全反应生成2份质量的氢气,65份锌完全反应生成2份质量的氢气,图中a点时生成氢气质量相等,参加反应的金属质量,m铁小于m锌;
(2)该图反映的是产生氢气质量与硫酸的关系,不能反映产生氢气速度,不能成为比较金属活动性强弱的依据。
13.C
【分析】向硝酸铝、硝酸亚铁和硝酸银的混合溶液中加入一定量的锌,锌先与硝酸银反应,再与硝酸亚铁反应,而硝酸铝不参与反应,因此先减少的阳离子是银离子,硝酸银完全反应后,再减少的阳离子是亚铁离子,一直不变的阳离子是铝离子;由图像可知,银离子的个数最终减为零,亚铁离子的个数不是零,说明锌把硝酸银反应完了,硝酸亚铁有剩余,所以锌不足,因此最终得到的滤渣中一定有银和铁,没有锌和铝,滤液中一定有硝酸铝、硝酸锌和硝酸亚铁,一定没有硝酸银。
【详解】A、由分析可知,先减少的阳离子是银离子,硝酸银完全反应后,再减少的阳离子是亚铁离子,所以②表示的阳离子是Fe2+,错误;
B、由分析可知,个数一直不变的阳离子是铝离子,所以③表示的阳离子是Al3+,错误;
C、由分析可知,过滤得到的滤渣中只有Ag和Fe,正确;
D、由分析可知,过滤得到的滤液中只有Zn(NO3)2和Al(NO3)3和硝酸亚铁,错误。
故选C。
14.A
【详解】由题意可知金属活动性顺序可知,锌>铜>银。向含有AgNO3、Cu(NO3)2的混合液中加入一定量的锌粉,锌粉会首先置换硝酸银中的银,待硝酸银完全反应后继续与硝酸铜发生反应。
①滤液中一定含有Zn(NO3)2,正确;
②滤渣中一定含有Ag,可能含有Cu和Zn,正确;
③若滤液呈蓝色,则Cu(NO3)2未反应完或未反应,AgNO3可能完全反应也可能部分反应,滤渣中为银或银和铜,向滤渣中滴加稀盐酸无明显现象,正确;
④若向滤渣中滴加稀盐酸有气泡产生,说明锌粉过量,AgNO3和Cu(NO3)2完全反应,则滤液中一定没有AgNO3和Cu(NO3)2,正确。
故选A。
15.C
【分析】由题意可知,在金属活动性顺序中,铁排在铜和银的前边,可以和硝酸银及硝酸铜溶液反应,生成银和铜以及硝酸亚铁。向滤渣中加入少量的稀盐酸,有气泡产生,说明滤渣中一定有铁、一定有银、铜。滤液中一定有硝酸亚铁,一定不含有硝酸银、硝酸铜,由以上分析可知:
【详解】A、滤渣中一定含有银、铜、铁,故A错误;
B、滤渣中一定含有银,铜、铁,故B错误;
C、滤液中一定有硝酸亚铁,一定没有硝酸银和硝酸铜,故C正确;
D、 滤液中一定有硝酸亚铁,一定没有硝酸银和硝酸铜,故D错误,故选:C。
16.C
【分析】根据锌、铁、铜活动性顺序为锌>铁>氢>铜,向一定质量CuSO4、FeSO4的混合溶液中加入一定质量的锌粉,锌粉先与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,若锌有剩余,则锌再与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌。加入稀盐酸,锌和铁会与盐酸反应,铜不与盐酸反应。
【详解】A、由分析可得,若滤渣中只有一种金属,一定为铜,可能硫酸铜部分反应,此时滤液中的溶质有硫酸锌、硫酸亚铁、硫酸铜;也可能硫酸铜恰好完全反应,此时滤液中的溶质为硫酸锌、硫酸亚铁,错误;
B、由分析可得,若滤渣中有两种金属,则金属为铜和铁,硫酸铜反应完全,滤液中一定没有硫酸铜,硫酸亚铁可能部分反应,此时滤液中的溶质有硫酸锌、硫酸亚铁,硫酸亚铁可能恰好完全反应,此时滤液中只有硫酸锌,错误;
C、由分析可得,若滤液中只有一种溶质,则一定为硫酸锌,说明硫酸铜和硫酸亚铁全部反应完全,即滤渣中一定有铜和铁,可能有锌,向滤渣中加入稀盐酸一定有气泡产生(铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气),正确;
D、由分析可得,若滤液中有两种溶质,则为硫酸锌和硫酸亚铁,说明硫酸铜一定反应完全,滤渣中一定有铜,但是硫酸亚铁不一定反应完全,有可能硫酸亚铁反应了一部分,此时滤渣中有铜和铁,加入稀盐酸有气泡产生,也有可能硫酸亚铁没有反应,此时滤渣中只有铜,加入稀盐酸不会产生气泡,错误。
故选C。
17.A
【详解】由题图可知,取甲、乙两金属,分别放入相同的稀硫酸中,乙表面有气泡,但甲无明显现象,说明了乙的活动性大于甲。由取甲、丙两金属片,分别放入氯化铜溶液中,一段时间后,甲表面有红色物质析出,丙没有现象,说明了金属的活动性是甲大于丙;综合以上分析可知,三种金属的活动性的大小是:乙>甲>丙。故选A。
18.B
【详解】向打磨过的金属X上滴加硝酸银溶液、氯化亚铁溶液,金属X上仅①处有明显现象,说明X的金属活动性比银强,比铁弱,即Fe>X>Ag;向打磨过的金属Y上滴加硝酸银溶液、氯化亚铁溶液,金属Y上③和④处均有明显现象,说明Y的金属活动性比银、铁强,即Y>Ag,Y>Fe;可判断出金属X、金属Y、铁和银的活动性由强到弱的顺序为Y>Fe>X>Ag。
故选B。
19.(1)镁/Mg
(2)弱
【详解】(1)在金属活动性顺序表中,Ag和Cu排在H后面,Mg排在H前面,则会“消失”的金属是镁(或Mg);
(2)根据材料二可知,Ag的电负性最强,但是它的金属活动性最弱,则得到: 金属元素的电负性越强,金属活动性越弱。
20. 20 AC 、、(或锌离子,亚铁离子,铜离子)
【详解】(1)由反应前后粒子的相对数量可知,铁原子相对数量反应前后没有发生变化,铜离子全部转化成了铜原子,部分锌原子转化成了离子,是因为锌将硫酸铜中的铜离子置换出来了,故反应后锌原子相对数量为:,故填:20。
(2)由反应示意图可知,铜离子全部转化成了铜原子,部分锌原子转化成了离子,是因为锌将硫酸铜中的铜离子置换出来了,说明锌的活动性大于铜,但铁原子相对数量反应前后没有发生变化,说明铁不能将锌离子置换成锌,铁的活动性小于锌,故选AC。
(3)根据金属活动性:Zn>Fe>Cu,加入过量的硫酸铜后,锌和铁都要与硫酸铜发生置换反应,所以应结束后溶液中一定存在的金属离子是锌离子,亚铁离子,铜离子,故填:、、(或锌离子、亚铁离子、铜离子)。
21. 前面 A>B>D
【详解】(1)反应②中C置换出稀硫酸的氢,所以金属C在金属活动顺序表中排在氢前面;
(2)由反应①可知,活动性A>B;由反应②可知,金属C排在氢前;由反应③可知,活动性B>D;所以A、B、D三种金属的活动性强弱的关系是A>B>D;
(3)若A、B、C、D分别为锌、铁、铜、银中的一种,金属C能与H2SO4反应,C可能是Zn或Fe;根据A>B>D可知,A是Zn或Fe,B是铜,D是Ag,所以反应③是铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜,化学方程式为。
22. 析出红色固体,溶液由蓝色变成无色 银和铁/Ag、Fe
【详解】(1)图1实验甲中,铝和硫酸铜反应生成硫酸铝和铜,可能出现的现象是析出红色固体,溶液由蓝色变成无色;
(2)在金属活动顺序中,锌排在铁之前,铁排在银之前,向硝酸亚铁、硝酸银的混合溶液中加入一定量锌粉。锌先和硝酸银反应生成硝酸锌和银,硝酸银完全反应后,锌再与硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁。
①加入锌粉后,一定发生的化学反应是锌和硝酸银反应生成硝酸锌和银,反应的化学方程式是;
②根据化学方程式可知,每65份质量的锌能置换出216份质量的银,反应后固体质量增加,根据化学方程式可知,每65份质量的锌能置换出56份质量的铁,反应后固体质量减少,若滤渣B的质量与加入锌粉的质量相等,则以上两个反应都已发生,则滤渣B中一定含有的物质是银和铁,可能存在锌。
23.(1)化学变化
(2)H2O
(3)Fe、Ni、Cu
【详解】(1)“酸浸”的目的是将废镍材料中的镍转化成可溶性的镍离子,生成了新物质,属于化学变化;
(2)根据质量守恒定律,反应前后原子的个数和种类均不变,由反应的化学方程式2FeSO4+H2SO4+H2O2=Fe2(SO4)3+2X
看出,反应前有2个Fe、3个S、14个O、4个H,反应后有2个Fe、3个S、12个O,相差4个H和2个O,则1个X中含有2个H和1个O,即X的化学式为H2O;
(3)将废镍材料酸浸后,得到滤渣Cu,即Cu的活动性小于H;而镍可以溶于酸形成离子,则Ni的活动性大于H;加入适量铁粉后,可以过滤得到镍,那么金属活动性铁大于镍;比较可知,金属活动性由强到弱的顺序为Fe、Ni、Cu。
24. 过滤 盐酸 化合反应
【详解】(1)反应①②实现了固、液分离,都要进行的分离操作名称是过滤;
(2)铁与氯化铜反应生成氯化亚铁和铜,滤渣为生成的铜和过量的铁;在反应②后得到含有氯离子的亚铁盐,因此加入的试剂A含有氯离子,且能与金属反应,因此可知A为盐酸;
(3)反应反应②得到的滤液主要成分为氯化亚铁,与氯气反应生成了氯化铁,该反应是由两种物质生成一种物质的反应,属于化合反应。
25. H+、Al3+/ Al3+、H+ 2Al2O34Al+3O2↑ 常温下,铝与空气中的氧气反应,生成致密的氧化铝薄膜,防止反应的进一步进行,具有保护作用
【详解】(1)稀硫酸与氧化铝生成硫酸铝和水,由于稀硫酸过量,滤液Ⅰ中含有的阳离子是H+、Al3+;
(2)Al2O3通电后产物是两种单质,根据质量守恒定律和单质的概念可知,两种单质分别为铝和氧气,该反应的学方程式:2Al2O34Al+3O2↑;
(3)在生活中铝制品比铁抗腐蚀性好,原因是:常温下,铝与空气中的氧气反应,生成致密的氧化铝薄膜,防止反应的进一步进行,具有保护作用。
26. 过滤 Cu(NO3)2
【详解】(1)过滤可以将不溶性固体从溶液中分离出来,所以步骤Ⅰ和步骤Ⅱ都涉及的实验操作是:过滤;
(2)铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,溶液X中只含有一种溶质,该溶质的化学式为Cu(NO3)2。
27. 过滤 Fe 足量的稀硫酸
【详解】(1)操作①的名称是过滤,通过过滤把固体和液体分离;
(2)根据以上工艺流程图,操作②中加入足量铁得到铁和镍的混合物,是因为铁能和硫酸镍反应生成硫酸亚铁和镍,可以判断Ni和Fe比较,金属活动性较强的是铁;
(3)固体A中主要含有铜,还含有一定量的铁,为了进一步提纯铜,可以向固体A中加入足量稀硫酸,是因为稀硫酸能和铁反应,不能和铜反应,过滤得到铜。
28. 置换 A、B/B、A 有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色
【详解】(1)步骤①是铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,该反应是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,属于置换反应;
(2)铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,因此滤渣A是银,废液中含有硝酸铜和过量的硝酸银,加入铜粉会发生反应生成硝酸铜和银,滤渣B是银,滤液是硝酸铜,在该流程中,收集滤渣A、B可获得金属Ag;
(3)根据第(2)小题的分析可知,步骤②中滤液中溶质是硝酸铜,步骤③中发生的反应是铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,能够观察到有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。
29. Fe2+ ZnSO4
【详解】
(1)将一铁片放入硫酸铜溶液中,一段时间后取出,若硫酸铜溶液反应前后主要离子种类如图甲所示,“”表示Fe2+;
(2)继续向反应后的溶液中缓慢加入锌粉至过量,溶液的质量随加入锌粉的质量的变化情况如图乙所示,后面增加的幅度大,再与硫酸亚铁反应,溶液中的溶质为ZnSO4。
30.(1)隔绝空气
(2)CO2
(3)①号和③号试管存在水和空气两个不同变量
(4)盐酸中的氯化氢气体进入⑤号试管,与澄清石灰水发生化学反应生成可溶于水的氯化钙
【详解】(1)①号试管中试管塞的作用是“隔绝空气”,使铜片既浸在水中又尽量不与空气接触;
(2)铜锈(碱式碳酸铜等)与盐酸反应放出二氧化碳,化学式为:CO2;
(3)由于①和③两支试管都没有同时具备“水和氧气”这两个生成铜锈的必要条件,都没有产生铜锈,现象相同,无法判定究竟是缺水还是缺氧导致不生锈,故不能通过它们的对比来探究铜锈的成因;
(4)若④号试管中盐酸浓度过高,就会有大量HCl气体随同CO2一起进入⑤号试管;HCl会与澄清石灰水先反应生成可溶于水的氯化钙,因而不能形成碳酸钙沉淀,⑤号试管中就不会出现浑浊现象。
31.(1)左端液面上升至刻度线1(答“左端液面上升”给1分)
(2) 氯化钠溶液会加速铁的生锈 铁生锈消耗氧气,使烧瓶内气体减少,压强变小,在外界大气压的作用下,注射器内的稀盐酸会进入到烧瓶内,稀盐酸与烧瓶中的铁反应产生氢气,烧瓶内气体增多,压强变大
(3)洁净、干燥或涂一层油
【详解】(1)实验 I 中铁丝足量,时间足够长,铁丝在潮湿空气中生锈会消耗氧气,使装置内压强减小,空气中氧气约占空气体积的,打开止水夹后,观察到的现象是:左端液面上升至刻度线1;
(2)AB 段压强变化不大,t1 时刻加入 2mL 饱和 NaCl 溶液后,BC 段压强迅速减小,说明氯化钠溶液会加速铁的生锈;t3时刻后压强突然变大的原因是铁生锈消耗氧气,使烧瓶内气体减少,压强变小,在外界大气压的作用下,注射器内的稀盐酸会进入到烧瓶内,稀盐酸与烧瓶中的铁反应产生氢气,烧瓶内气体增多,压强变大;
(3)铁生锈需要氧气和水,保持干燥能破坏铁生锈的条件,为防止铁制品锈蚀,应保持铁制品表面清洁干燥。
32.(1)A
(2)使铁丝球均匀受热,且便于控制加热温度(合理即可)
(3)
(4)远离酸或盐(合理即可)
【详解】(1)经过一段时间后观察到,只有装置A中铁钉出现明显的锈迹,B、C中的铁无明显变化;A装置中铁与氧气、水接触,铁生锈;B装置中铁只与氧气接触,铁不生锈;C装置中铁只与水接触,铁不生锈,铁生锈是因为铁与空气中的氧气和水发生了化学反应;
(2)选择水浴加热的目的是:使铁丝球均匀受热,且便于控制加热温度;
(3)铁丝表面生成黑色固体是四氧化三铁,化学式为:;
(4)由表中数据可知,在酸溶液或盐溶液中,铁生锈的速率会加快,所以除了干燥和覆盖保护膜隔绝氧气外,其他有效的防锈措施还有:远离酸或盐。
33.(1)去除表面的氧化膜
(2)AC
(3)把铁片伸入硫酸锌溶液中,铁片没有明显现象,证明锌比铁活泼(合理即可)
(4)小于
【详解】(1)由于金属易与空气中的氧气反应在其表面生成了氧化膜,实验前要用砂纸打磨金属片的目的是去除表面的氧化膜;
(2)金属活动性顺序表可知三种金属的活动性镁>铁>氢>铜>银,其中镁、铁和稀盐酸反应得到氢气,铜、银不能跟稀盐酸反应;铜和硝酸银反应生成银和硝酸铜,没有气泡冒出,故填AC;
(3)锌比铁活泼,可以用铁片和硫酸锌溶液。具体方案为:把铁片伸入硫酸锌溶液中,铁片没有明显现象,证明锌比铁活泼;
(4)铜和硝酸银反应生成银和硝酸铜,根据反应关系可知,反应后溶液的质量小于反应前溶液的质量,所以m1小于m2。
34.(1)金属的质量
(2) 在相同时间内,铝与稀盐酸反应使装置内气压上升得最快 最终装置内气压相同
(3)氢气中混入了氯化氢气体或水蒸气
【详解】(1)在比较不同金属与稀盐酸反应快慢的实验中,除了要控制金属颗粒大小相似外,还要控制金属的质量一致,因为金属质量不同,与酸反应产生氢气的量不同,会干扰对反应速率的判断;
(2)从图乙可以看出,在相同时间内,铝与稀盐酸反应使装置内气压上升得最快,而在等温、等体积条件下,装置内气压与气体的质量成正比,气压上升快说明相同时间内产生氢气的速率快,所以铝与稀盐酸反应最快;
从图乙可知,最终三种金属与稀盐酸反应后装置内气压相同,由于在等温、等体积条件下,装置内气压与气体的质量成正比,说明最终产生氢气的质量相同;根据金属与稀盐酸反应的化学方程式可知,若盐酸足量,等质量的不同金属产生氢气质量不同,现在最终产生氢气质量相同,所以可判断三次实验的盐酸都已经反应完全;
(3)在金属和稀盐酸反应的过程中,由于不断放热,因此会生成水蒸气,挥发出HCl气体,它们与氢气混合在一起,使装置内的压强增大。在进行上述实验过程中,发现每组实验测得的装置内压强的实际值都比计算得到的理论值大。可能的原因:氢气中混入了氯化氢气体或水蒸气。
35.(1)Cl-
(2)pH试纸/pH计(合理即可)
(3)不科学;酸中的氢离子会与氧化铝反应,干扰实验
(4)食盐中的Cl-会破坏铝制器皿表面的氧化膜
【详解】(1)根据实验现象,未打磨的铝片(含铝的氧化膜)能与氯化铜(CuCl2)溶液反应,但不和硫酸铜(CuSO4)溶液反应,氯化铜和硫酸铜的不同点为阴离子不同,故猜想可能是氯离子破坏了氧化膜;
(2)实验室中一般采用pH试纸(或pH计)来测定溶液的pH;
(3)盐酸和硫酸中均含有氢离子,可以氧化铝发生反应,所以换成稀硫酸或稀盐酸,会干扰实验;
(4)食盐的主要成分NaCl中含有氯离子,Cl-会破坏铝制器皿表面的氧化膜。
36.(1)Zn+FeCl2═Fe+ZnCl2
(2)取一试管装入少量稀盐酸,插入银丝,观察是否有气泡产生(合理即可)
(3)银丝、铁丝、锌丝
【详解】(1)根据金属活动性顺序进行判断,步骤①中发生铁与稀盐酸的反应,步骤②中银不能与氯化亚铁溶液发生反应,所以步骤③锌与氯化亚铁溶液反应生成铁和氯化锌,反应的化学方程式为:Zn+FeCl2═Fe+ZnCl2;
(2)步骤①能证明铁排在氢的前面,步骤②银不与氯化亚铁溶液反应,证明银排在铁的后面,步骤③能证明锌排在铁的前面,综上分析,银排在氢的哪里,不太清楚,所以需要证明银排在氢的哪里,需要选择酸溶液来实验,方案为:取一试管装入少量稀盐酸,插入银丝,观察是否有气泡产生;
(3)如果步骤①中放稀盐酸,插入银丝,充分作用,无明显现象,可以证明,银排在氢的后面,步骤②在①中所得溶液中,插入铁丝,充分作用,产生气泡,可以证明铁排在氢的前面,步骤③在②中所得溶液中,插入锌丝,充分作用,可以证明锌排在铁的前面,从而证明Zn>Fe>H>>Ag。
37.(1) 甲烧杯中无明显现象,乙烧杯中有气泡产生,溶液由无色变成浅绿色 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
(2)镁完全反应的时间小于铝完全反应的时间
(3)ABD
【详解】(1)在金属活动性顺序中,铁位于氢之前,能与盐酸反应生成氢气和氯化亚铁,氯化亚铁溶液呈浅绿色;铜位于氢之后,不与盐酸反应。所以证明金属活动性Fe>Cu的实验现象是甲烧杯中无明显现象,乙烧杯中有气泡产生,溶液由无色变成浅绿色;
(2)金属与酸的反应是放热反应,反应速率越快,单位时间内放出的热量越多,温度升高得就越快。从图2中可以看出,镁完全反应的时间小于铝完全反应的时间,说明镁与盐酸反应的速率比铝快,所以金属活动性Mg>Al;
(3)A、由实验一可知Mg>Al,Fe>Cu,由实验二可知Al>Fe,所以金属活动性Mg>Al>Fe>Cu,故说法正确;
B、因为Al的活动性比Fe强,把Al放入刚反应结束的乙烧杯(含有氯化亚铁溶液)中,Al会与氯化亚铁反应生成氯化铝和铁,所以反应后所得溶液中一定有AlCl3,故说法正确;
C、Al与氯化亚铁反应的化学方程式为2Al+3FeCl2=2AlCl3+3Fe,每54份质量的Al置换出168份质量的Fe,固体质量增加,溶液质量会减小;但如果乙烧杯中盐酸有剩余,Al也会与盐酸反应,2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,每54份质量的Al置换出6份质量的H2,溶液质量会增大,所以无法确定所得溶液质量一定变小,故说法错误;
D、实验一,若丁中固体有剩余,说明镁过量,盐酸完全反应。2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,Mg+2HCl═MgCl2+H2↑,消耗相同质量的氯化氢,反应的铝和镁的质量比为18:24,镁有剩余,则说明铝也有剩余,盐酸都没有剩余,因为丙、丁中加入的盐酸相同质量、相同溶质质量分数,且金属都有剩余,所以丙、丁中参加反应的盐酸的质量相等,故说法正确;
故选ABD。
答案第1页,共2页
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