浙教版科学中考二轮复习:金属(含解析)

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浙教版科学中考二轮复习:金属(含解析)

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中考二轮复习:金属
一、选择题
1.据报道,杭州亚运会火炬“薪火”燃烧的一个反应是水汽和碳在高温条件产生一氧化碳和氢气。下列有关叙述中,正确的是(  )
A.反应物中有机物 B.生成物都是化合物
C.该反应中,碳具有还原性 D.该反应是放热反应
【答案】C
【知识点】常见物质的分类;非金属、非金属氧化物、酸之间的转化
【解析】【分析】从组成物质的元素的种类判断物质种类;得氧失氧角度判断物质氧化性或还原性.
【解答】A.反应物是水和碳,水中不含碳元素,碳是单质,都不符合有机物的定义,所以A答案错误
B.氢气只由一种元素组成,属于单质,所以B错误
C.反应中碳夺取了水中的氧,具有还原性,所以C正确
D.该反应需要高温,说明需要吸热,所以D错误
2.硫酸锌(ZnSO4)可用于治疗锌缺乏引起的食欲不振、生长发育迟缓等病症。下列选项中的两种物质,不能直接反应制得硫酸锌的是(  )
A.Zn和H2SO4 B.ZnO和H2SO4
C.ZnCO3和H2SO4 D.Zn和Na2SO4
【答案】D
【知识点】金属的化学性质;酸的化学性质
【解析】【分析】制得硫酸锌可以利用金属锌或者其化合物与其他化合物之间的反应制得。
【解答】A. 反应生成硫酸锌和氢气;
B.反应生成硫酸锌和水;
C.反应生成硫酸锌,水和二氧化碳;
D.这两者物质不能反应。
故答案为:D
3.在硫酸铜溶液中加入过量铁粉是古法制铜的重要原理,下列说法正确的是 (  )
A.溶液颜色不变
B.溶液质量不变
C.反应结束后,固体只有铜
D.该实验可以说明铁的活动性比铜强
【答案】D
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】金属单质能将比它不活泼的金属从其可溶性盐中置换出来,可据此判断金属的活动性强弱。
【解答】铁比铜活泼,可以将铜置换出来,方程式为。
A、溶液颜色由蓝色转换为浅绿色,故A错误;
B、铁的相对原子质量小于铜,可知溶液的质量将变小,故B错误;
C、铁粉过量,可知反应结束后的固体为铜和铁的混合物,故C错误;
D、铁将铜从其可溶性盐中置换出来,说明铁比铜活泼,故D正确。
故答案为:D。
4.为了减少汽车油耗,科学家通过研发新型泡沫金属材料,来减轻汽车的自重。要实现减轻汽车自重的目的,泡沫金属材料应具有的性质是(  )
A.熔点低 B.密度小 C.硬度大 D.着火点高
【答案】B
【知识点】常见金属与金属的物理性质及用途;金属的化学性质
【解析】【分析】重力的计算公式:G=mg;质量的计算公式:m=ρv
【解答】 要实现减轻汽车自重的目的, 就要减轻汽车的质量,在汽车体积不变的情况下,减轻质量的关键是要选取密度小的金属材料;
故答案为:B.
5.小科通过微信公众号“胜哥课程”理解了物质间的转化规律。下列物质间的转化不能实现的是(  )
A.CO2 H2CO3
B.Fe2O3 Fe
C.S FeS
D.CuOCu(OH)2
【答案】D
【知识点】非金属、非金属氧化物、酸之间的转化;金属、金属氧化物、碱之间的转化;化合物之间的相互转化
【解析】【分析】根据不同物质之间的转化方法判断。
【解答】A.二氧化碳和水反应,生成碳酸钙,故A不合题意;
B.氧化铁和一氧化碳在高温下反应,生成铁和二氧化碳,故B不合题意;
C.硫和铁在加热的条件下反应,生成硫化铁,故C不合题意;
D.氧化铜和水不能直接反应,需要先与稀盐酸反应生成氯化铜,再与氢氧化钡反应生成氢氧化铜,故D符合题意。
故选D。
6.哈尔滨成功地举办了第九届亚洲冬季运动会,主火炬塔“雪韵丁香”成为见证哈尔滨“双亚冬之城”荣耀新地标,下列说法错误的是 (  )
A.主火炬使用天然气作燃料,天然气属于纯净物
B.主火炬塔底部使用LED电光源,降低了能源消耗
C.主火炬中心结构选用耐寒钢材,钢属于金属材料
D.将此钢材卷成桶状而不出现裂痕,其韧性好
【答案】A
【知识点】常见金属与金属的物理性质及用途;新型金属材料;纯净物和混合物的区别
【解析】【分析】混合物中含有多种物质,纯净物中只含有一种物质。
【解答】A、天然气中含有其它物质,属于混合物,故A符合题意;
B、LED电光源,光电转化率高,降低了能源消耗,故B不符合题意;
C、钢的主要成分是铁,属于金属材料,故C不符合题意;
D、将此钢材卷成桶状而不出现裂痕,其韧性好,不易断,故D不符合题意。
故答案为:A。
7.如图所示为金属腐蚀的探究实验中部分装置图,由图可知,铁生锈的主要条件是直接接触(  )
A.空气 B.空气和水 C.水 D.水和食盐
【答案】B
【知识点】金属的腐蚀与防护
【解析】【分析】三幅图中的铁钉均在水和空气的交界处生锈,据此可得铁生锈需同时接触水和空气。
【解答】由图可知,锈迹出现可以同时接触水和空气的部位,可知铁生锈的主要条件是同时接触水和空气。
故答案为:B。
8.如图为“胜哥”探究镍(Ni)、锌、铜的金属活动性实验,甲试管中镍丝表面无现象,乙中镍丝表面出现红色物质,则三种金属活动性由强到弱的顺序是(  )
A.Ni、Zn、Cu B.Zn、Cu、Ni C.Cu、Ni、Zn D.Zn、Ni、Cu
【答案】D
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】金属能将比它不活泼的金属从其可溶性盐中置换出来,可据此比较两种金属的活动性强弱。
【解答】甲试管中镍丝表面无现象,说明镍不能将锌置换出来,即镍没有锌活泼;乙中镍丝表面出现红色物质,说明镍能将硫酸铜中的铜置换出来,说明镍的活动性比铜强,可知从强到弱为:锌、镍、铜。
故答案为:D。
9.“胜哥”画了关于水的知识网络图(“→”表示物质可转化)说法中,正确的是(  )
A.反应①一定是氢气在氧气中燃烧
B.反应②在电解时,负极产生氧气
C.反应③过程中一定会观察到溶液变黄
D.反应④可用于食品防潮
【答案】D
【知识点】水的组成和主要性质;非金属、非金属氧化物、酸之间的转化;金属、金属氧化物、碱之间的转化;化合物之间的相互转化
【解析】【分析】溶液显黄色是因为含有铁离子。
【解答】A、氢气和水的转化也可通过氢气还原氧化铜实现,故A错误;
B、电解水时,与外电路负极相连的一端产生氢气,与正极相连的一端产生氧气,故B错误;
C、盐酸转化成水的途径有很多,例如稀盐酸和氢氧化钠反应生成水,溶液均为无色,故C错误;
D、④的方程式为,可知能用于食品防潮,故D正确。
故答案为:D。
10.“胜哥”模拟我国古代劳动人民发明的湿法炼铜技术,在硫酸铜溶液中加入过量铁粉制铜,如图所示。下列分析正确的是 (  )
A.反应过程中,溶液的颜色保持不变
B.反应过程中,溶液的质量保持不变
C.反应结束后,烧杯中的固体仅有铜
D.反应说明铁的金属活动性比铜的强
【答案】D
【知识点】根据化学反应方程式的计算;金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】金属单质可以将其他活动性弱的金属从可溶性盐中置换出来。
【解答】铁比铜活泼,可以将铜从其可溶性盐中置换出来,铁和硫酸铜反应的方程式为,溶液由蓝色变为浅绿色,铁的质量小于铜,可知溶液的质量将变小,由于所加铁粉是过量的,所以烧杯内的固体有铜和铁。
故答案为:D。
11.“接龙 ”是科学扑克(和普通扑克相似,牌面标注物质的化学式) 的一种游戏,其规则是:当上家出牌时,下家跟出的牌所标注的物质必须是由上家所标注的物质能直接转化而成的。某局游戏中,“胜哥”出牌后能实现如图所示的牌局,则小虞所出的牌(单质)是
A.Mg B.Fe C.C D.Cu
【答案】C
【知识点】非金属、非金属氧化物、酸之间的转化;金属、金属氧化物、碱之间的转化
【解析】【分析】可溶性碱由其氧化物和水反应生成。
【解答】A、镁与氧气反应生成氧化镁,氧化镁不能与水反应生成氢氧化镁,故A错误;
B、铁与氧气反应生成氧化铁或四氧化三铁,均不能与水反应生成碱,故B错误;
C、碳和氧气反应生成二氧化碳,二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸与氢氧化钠可以生成碳酸钠,故C正确;
D、铜与氧气反应生成氧化铜,氧化铜不能与水反应生成氢氧化铜,故D错误。
故答案为:C。
12.将铜片和锌片同时插入稀H2SO4,可以组成一个电池(图甲)。那么该电池的正负极与什么有关呢?对此,“胜哥”做了三组实验,并借助灵敏电流表进行判断(图乙)。发现该电池的正负极与金属活动性强弱有关且存在一定规律。据此判断,下列金属片组合可以使电流表指针向左偏转(图丙)的是(  )
A.a铝片、b镁片 B.a铁片、b锌片
C.a铁片、b铜片 D.a铜片、b银片
【答案】C
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】根据金属活动性顺序及图示中电流表指针偏转方向分析。
【解答】 由图乙可知,至少有一种金属与稀硫酸发生反应,且电流表指针偏向活动性强的一端,要使指针向左偏转,即偏向a端,说明a端金属的活动性大于b端,铝的活动性小于镁,铁的活动性小于锌、大于铜,铜和银都不与稀硫酸反应;
故选C。
13.下列图示实验中的铁钉最容易生锈的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】金属的腐蚀与防护
【解析】【分析】 根据铁锈蚀的条件来分析。
【解答】 A.该实验中的铁钉与氧气和水同时接触,发生锈蚀,故A符合题意;
B.该实验中的铁钉只与水接触,没有发生锈蚀,故B不合题意;
C.该实验中的铁钉只与氧气接触,没有发生锈蚀,故C不合题意;
D.该实验中的铁钉与氧气和水均未接触,没有发生锈蚀,故D不合题意。
故选A。
14.“胜哥”进行实验活动,以下几个实验设计方案中,符合要求的是(  )
A.①区分铁和硫化亚铁 B.②验证铁钉生锈需要氧气
C.③干燥并收集一瓶氧气 D.④测定空气中氧气的体积分数
【答案】A
【知识点】气体装置的装配、连接、选择与气密性检查;空气的成分及探究;常见金属与金属的物理性质及用途;金属、金属氧化物、碱之间的转化;金属的腐蚀与防护
【解析】【分析】要测量空气中氧气的体积分数,应使用红磷这类不会产生气体的物质。
【解答】A、铁能被磁铁吸引而硫化亚铁不能,故A正确;
B、由图可知,两个试管的变量是水,可知探究的是铁钉生锈是否需要水,故B错误;
C、氧气密度大于空气,应长管进、短管出,故C错误;
D、木炭燃烧会产生二氧化碳气体,装置内压强不变,不能用于测定空气中氧气的体积分数,故D错误。
故答案为:A。
15.工业炼铁的部分反应如图所示,则(  )
A.X可以是木炭 B.X与CO都具有氧化性
C.③反应后的尾气可直接排放 D.Y中铁元素以游离态存在
【答案】A
【知识点】非金属、非金属氧化物、酸之间的转化
【解析】【分析】根据碳、一氧化碳、二氧化碳间的转化关系分析,结合CO的毒性及元素的存在形态解答。
【解答】A、 X与氧气反应生成二氧化碳,二氧化碳与X反应生成一氧化碳,X为碳 ,符合题意;
B、 X与CO都具有还原性,不具有氧化性 ,不符合题意;
C、 ③反应后的尾气中含有CO,不可直接排放 ,不符合题意;
D、 Y为铁的氧化物,铁元素以化合态存在 ,不符合题意;
故选A。
16.用图像能较清晰地反映化学变化中离子的个数关系。将一定质量的铁片放入某一溶液中(含 和Ag+数量相同),反应一段时间后烧杯内相关离子数量关系可能成立的是 (  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】金属单质能将比它不活泼的金属从其可溶性盐中置换出来。
【解答】铁比铜和银活泼,没有钙活泼,所以铁能将铜离子和银离子转化为单质,铁转化为亚铁离子,且铁先与银离子反应,铁不能与钙离子反应,可知钙离子的数量保持不变。
A、图中没有铜离子,说明铜离子被铁还原,但存在银离子,不符合铁先与银离子反应的原理,故A错误;
B、由方程式可知,亚铁离子数量是银离子的一半,。可知产生的亚铁离子的数量参与反应的铜离子数量相同。图中钙离子和亚铁离子个数相同,说明银离子完全反应且有一半的铜离子参与反应,则剩余的铜离子的数量是溶液中亚铁离子的一半,故B正确;
C、由B可知,参与反应的银离子的数量是生成亚铁离子的两倍,所以在铜离子未参与反应前,亚铁离子的数量少于铜离子的数量,故C错误;
D、铁与银离子、铜离子反应产生的是亚铁离子,并不是铁离子,故D错误。
故答案为:B。
17.“胜哥”将锌粉持续加入到100g含有AgNO3和Cu(NO3)2两种溶质的混合溶液中,充分反应。当加入锌粉的质量为6.5g时,溶液质量最小;当加入锌粉的质量为13.0g时,恰好完全反应。下列是反应中的相关量随加入锌的质量变化的关系图,其中正确的是(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【知识点】根据化学反应方程式的计算;金属的化学性质
【解析】【分析】 本题是图像的判断题,解答时要通过题目要求分析涉及到的各物质之间量的关系,结合变化趋势先做出判断,如随着横坐标物质量的变化,纵坐标表示的物质的量的变化趋势,增加或降低等,再确定图形中的起点、终点、转折点是否符合题意。
【解答】 将锌粉持续加入到100g含有AgNO3和Cu(NO3)2两种溶质的混合溶液中,锌先与硝酸银反应生成银和硝酸锌,化学方程式为Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag,每65份质量的锌完全反应生成216份质量的银,溶液质量减小。硝酸银反应结束,锌再与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,化学方程式为,每65份质量的锌完全反应生成64份质量的铜,溶液质量增加。当加入锌粉的质量为6.5g时,溶液质量最小,说明硝酸银恰好完全反应。
A.由以上分析可知,混合溶液中硝酸银质量为34g,当加入锌从0到6.5g,锌与硝酸银反应,硝酸银质量减小,锌为6.5g,硝酸银质量为0,故A错误;
B.锌先与硝酸银反应生成银和硝酸锌,此时硝酸铜质量不变,当锌大于6.5g锌与硝酸铜反应,硝酸铜质量减小,当锌质量为13g时硝酸铜完全反应,硝酸铜质量为0,故B错误;
C.由分析可知,6.5g锌反应生成银质量为21.6g,当锌的质量为13g时生成固体总质量为21.6g+6.4g=28.0g,故C正确;
D.当锌为6.5g时硝酸锌的质量分数为
当锌质量为13g,硝酸锌的质量分数为,
故D错误。
故选C。
二、填空题
18.北宋沈括《梦溪笔谈》中记载:“信州铅山有苦泉,流以为涧。挹其水熬之则成胆矾,烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。
(1)胆矾的化学式为CuSO4·5H2O。已知CuSO4中硫元素的化合价为+6价,则铜元素的化合价为   价;
(2)由“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”可知铁与硫酸铜溶液反应生成铜,说明铁的金属活动性比铜   。
【答案】(1)+2
(2)强
【知识点】化学式的书写及意义;元素化合价的规则与计算;金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】化学式各元素的化合价总价为零,以及考查了金属的活动性顺序。
【解答】(1)氧元素为-2价,故铜元素为+2价;
(2)活泼性强的金属可置换活泼性弱的金属, 故铁的金属活动性比铜强;
故答案为:(1)+2 ;(2)强
19.实验室处理含铜废液的过程中,部分流程如下图:
(1)操作A的名称是   。
(2)沉淀物中一定含有   。
【答案】(1)过滤
(2)铁和铜
【知识点】过滤的原理、方法、操作及其应用;金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】(1)根据过滤原理分析;(2)根据铁与硫酸铜反应生成铜及铁的用量分析。
【解答】(1)操作A分离出溶液和沉淀物,为过滤操作。
(2)硫酸铜、硫酸酸中加过量铁,铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,铁过量,所以过滤后得到沉淀物为铁和铜。
故答案为:(1)过滤;(2)铁和铜。
20.室外的铁制栏杆在多雨季节易生锈,“胜哥”对铁生锈的条件进行了探索,实验装置如图。3天后,发现只有装置C中的铁丝生锈了。
(1)装置A中生石灰的作用是   。
(2)装置B、C中的实验现象说明与   接触是铁生锈的条件之一。
【答案】(1)吸收瓶内空气中的水分
(2)空气
【知识点】金属的腐蚀与防护
【解析】【分析】(1)根据氧化钙能与水反应分析;
(2)根据铁生锈与氧气或空气有关分析。
【解答】(1) 氧化钙与水反应可生成氢氧化钙,装置A中生石灰的作用是吸收瓶内空气中的水分;
(2) 装置B中铁丝不与氧气接触,不能生锈,C中铁丝与水和氧气接触,生锈,由此对比可说明与空气或氧气接触是铁生锈的条件之一。
故答案为:(1) 吸收瓶内空气中的水分 ;(2)空气。
21.杭州宇树科技研发的H1“福兮”人形机器人在2025年央视春晚上“走红”。这场表演堪称科技与传统的完美碰撞。
(1)机器人的承重部件和结构框架中应用了大量的铝合金,铝合金属于   。(选填“金属材料”或“有机合成材料”)
(2)宇树机器选用高性能嵌入式计算机,对视觉传感器捕捉到的形状和纹理进行分析,并驱动机械系统完成相应动作。该机械系统相当于人体反射弧中的   。
(3)机器人指尖贴仿生微沟槽(模拟指纹)是通过   来增大摩擦力,大大提高了抓手绢的成功率。
【答案】(1)金属材料
(2)效应器
(3)增大接粗面的粗糙程度
【知识点】应答性反应与反射弧;增大或减小摩擦的方法;新型金属材料
【解析】【分析】(1)合金是一种金属与其他一种或多种金属或非金属组成的混合物。
(2)反射弧的结构:感受器(感受刺激)、传入神经、神经中枢(处理信息)、传出神经、效应器(执行动作)。
(3)增大接触面之间的粗糙程度、增大压力均能增大摩擦力。
【解答】(1)铝合金的主要材料是金属,可知属于金属材料。
(2)该机械系统能够执行动作,说明属于反射弧中的神经中枢。
(3)贴仿生微沟槽,可以增大接触面的粗糙程度从而增大摩擦力。
22.北宋沈括在《梦溪笔谈》中记载了用“苦泉水”(硫酸铜溶液)制取铜的方法,其主要生产流程如图所示。请回答下列问题:
(1)由硫酸铜热饱和溶液制得硫酸铜晶体的结晶方法是   
(2)方法一:炼铜原理利用铁的金属活动性   (选填“>” “=”或“<”)铜。
(3)方法二:②中反应的化学反应方程式为:   
【答案】(1)冷却热饱和溶液/降温结晶
(2)>
(3)2CuO + C2Cu + CO2↑
【知识点】结晶的概念与方法;金属的冶炼
【解析】【分析】(1)物体点的溶解度随温度的升高而增大时,采用热却热饱和溶液的方式获得晶体;溶解度随温度变化不大时,采用蒸发结晶的方式获得晶体。
(2)更活泼的金属单质,能将比它不活泼的金属从其可溶性盐中置换出来。
(3)碳和金属氧化物反应生成金属单质和二氧化碳气体,属于置换反应。
【解答】(1)硫酸铜的溶解度随温度的升高而增大,所以应采用冷却热饱和溶液的方式获得晶体。
(2)铁的活动性比铜强,可以将铜从其可溶性盐中置换出来。
(3)碳具有还原性,可用于冶炼金属,方程式为:2CuO + C2Cu + CO2↑。
23.《天工开物》记载的“生铁、熟铁连续生成工艺”,处于当时世界领先地位,是现代冶金工艺的雏形。其流程图如下所示:
(1)熔炼过程中,氧化铁与一氧化碳在高温下反应的化学方程式为   。
(2)通过搅拌向生铁中“充氧”可降低生铁的含碳量,此过程体现了氧气的   (选填“氧化性”或“还原性”)。“黑色湿泥”(有效成分为磷酸铁FePO4)作为熔剂可加快反应,磷酸铁属于   类物质(选填“酸”“碱”或“盐”)。
【答案】(1)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
(2)氧化性;盐
【知识点】酸、碱、盐的鉴别;还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)根据氧化铁与一氧化碳在高温下反应生成铁和二氧化碳分析;(2)根据氧气的氧化性,盐是由金属离子和酸根离子形成的化合物分析。
【解答】(1) 氧化铁与一氧化碳在高温下反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 ;
(2)通过搅拌向生铁中“充氧”可降低生铁的含碳量,此过程体现了氧气的氧化性, 磷酸铁由金属离子和酸根离子构成,属于盐。
故答案为:(1) Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 ;(2)氧化性;盐。
24.《天工开物》中介绍了用碳和氧化锌在高温条件下冶炼锌的方法,化学方程式为:2ZnO+C 2Zn+CO2↑.该反应中具有还原性的反应物是   ,ZnO中锌元系的化合价为   价。
【答案】C(或“碳”);+2
【知识点】元素化合价的规则与计算;还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】① 在氧化还原反应中,失去氧元素被还原,则它为氧化剂;得到氧元素被氧化,则它为还原剂;
(2)在化合物中,正负化合价的代数和为零。
【解答】(1)根据方程式 2ZnO+C 2Zn+CO2↑ 可知,C得到氧元素变成CO2,则它被氧化而具有还原性;
(2)在ZnO中,O的化合价为-2,根据正负化合价为零得到:x+(-2)=0,解得:x=+2。
25.如图是“铁粉和硫黄反应”的改进实验,将铁粉和硫黄混合物置于两块石英玻璃片之间,并铁粉与硫黄固定。在酒精灯上加热,产生红色火星,固体由棕灰色变为黑色。
(1)铁粉和硫黄在两块玻璃片之间,反应时几乎接触不到氧气,减少了   (填化学式)气体的生成,更加环保。
(2)向反应后的黑色固体滴入稀硫酸,有臭鸡蛋气味的硫化氢(H2S)气体产生,说明铁粉和硫黄发生反应。H2S中硫元素的化合价为   。
(3)反应后的黑色固体加入CuSO4溶液中,生成红色物质,说明黑色固体中有   剩余。
【答案】(1)
(2)-2
(3)铁
【知识点】元素化合价的规则与计算;置换反应及其应用;金属、金属氧化物、碱之间的转化
【解析】【分析】铁和硫在加热的条件下反应生成硫化铁;化合物中各元素的化合价代数和为0;活泼性强的金属能够把活泼性弱的金属从他的盐溶液中置换出来;
【解答】(1)S和氧气反应会生成二氧化硫气体,所以铁粉和硫黄在两块玻璃片之间,反应时几乎接触不到氧气,减少了SO2气体的生成,更加环保。
(2)化合物中各元素的化合价代数和为0;化合物中H常显+1价,所以S元素显-2价;
(3) 反应后的黑色固体加入CuSO4溶液中,生成红色物质, 说明发生了置换反应,因此可以确定黑色的固体中有单质铁剩余;
故答案为:(1) (2) -2 (3) 铁
26.“胜哥”归纳了金属及其化合物之间的部分转化关系,如图所示。
(1)请写出符合图中转化规律①的化学方程式   (写一个即可)。
(2)我国古代劳动人民最早发明使用湿法炼铜,其原理是:第一步用硫酸将铜矿中的铜转变为可溶性的硫酸铜,第二步将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来。其中利用了图中转化规律⑧的是第   步。
【答案】(1)2Mg+O2 2MgO
(2)二
【知识点】金属、金属氧化物、碱之间的转化
【解析】【分析】根据金属与氧气反应生成金属氧化物及金属与盐溶液反应生成金属分析。
【解答】(1) 转化规律①为金属与氧气的反应,如镁与氧气转化为氧化镁,方程式为 2Mg+O2 2MgO ;
(2) ⑧ 为金属与盐发生置换反应生成金属,属于第二步。
故答案为:(1) 2Mg+O2 2MgO ;(2)二。
27.如图所示的物质关系中,“一”表示两端的物质能发生化学反应,“→”表示物质的转化方向。
(1)反应①中CaO与水反应会   (选填“放出”或“吸收”)热量。
(2)反应②结束后,滴加无色酚酞试液呈红色,则溶液中一定存在的阳离子有   。
(3)将 Na2CO3换为 BaCO3,反应③将   (选填“仍能”或“不能”)发生反应。
【答案】(1)放出
(2)Ca2+
(3)不能
【知识点】酸碱指示剂及其性质;酸与碱的反应及用途;金属、金属氧化物、碱之间的转化;碱的化学性质
【解析】【分析】(1)氧化钙和水生成氢氧化钙的过程剧烈放热。
(2)酚酞在碱性条件下呈红色,可知氢氧化钙过量,则稀盐酸完全反应。
(3)碱与盐的反应要求碱和盐均可溶于水。
【解答】(1)氧化钙与水反应剧烈放热。
(2)反应②稀盐酸与氢氧化钙反应生成氯化钙和水,酚酞呈红色,说明溶液呈碱性,稀盐酸完全反应,氢氧化钙过量,可知溶液中一定含有的阳离子是钙离子,即Ca2+。
(3)碳酸钡不溶于水,不能与氢氧化钙反应,可知反应将不能发生。
28.“飞花令”是中国诗词的一种接龙游戏。“胜哥”与同学们模仿“飞花令”游戏规则,进行物质间转化的接龙比赛,其比赛规则是:从同一物质开始进行转化,接龙物质不能重复且必须含有指定元素,以转化路径长且正确者为比赛胜者。某两场比赛的过程记录如下(“→”表示某一种物质经一步反应可转化为另一种物质)。
(1)指定元素:氢元素 起始物质:HCl 比赛胜者:乙同学
甲同学:HCl→H2O
乙同学:HCl→H2O→
乙同学在方框中应填物质的化学式是   。(写一种即可);
(2)指定元素:钡元素 起始物质:BaO 比赛胜者:丁同学
丙同学:BaO→Ba(OH)2→BaSO4
下列能使丁同学获胜的方案有 (填字母)。
A.BaO→BaSO4→Ba(OH)2→BaCO3
B.BaO-BaCl2→Ba(NO3)2→BaSO4
C.BaO→Ba(OH)2→BaCO3→BaCl2→Ba(NO3)2→BaSO4
D.BaO→BaCl2→BaCO3→Ba(NO3)2→Ba(OH)2→BaSO4
【答案】(1)H2(或NaOH或H2CO3合理即可)
(2)B;C
【知识点】非金属、非金属氧化物、酸之间的转化;金属、金属氧化物、碱之间的转化
【解析】【分析】(1)从了解的物质中,寻找含有氢元素,且能够由水转化而成的物质即可;
(2)对各个转化过程进行分析,确定相邻的两种物质之间是否存在向右的转化关系即可。
【解答】(1)①水分解可以生成氢气,因此乙同学方框内可以是H2;
②水和钠反应生成氢氧化钠和水,因此方框内可以是NaOH;
③水和二氧化碳反应生成碳酸,银方框内可以是 H2CO3 。
(2)A. BaSO4 为不溶于水和酸的白色沉淀,因此无法直接转化为 Ba(OH)2 ,故A错误;
B.氧化钡和稀盐酸反应生成氯化钡,氯化钡和硝酸银反应生成硝酸钡,硝酸钡和稀硫酸反应生成硫酸钡,故B正确;
C.氧化钡和水反应生成氢氧化钡,氢氧化钡和二氧化碳反应生成碳酸钡,碳酸钡和稀盐酸反应生成氯化钡,氯化钡和硝酸银反应生成硝酸钡,硝酸钡和稀硫酸反应生成硫酸钡,故C正确;
D.硝酸钡无法直接转化为氢氧化钡,故D错误。
故选BC。
29.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   。
【答案】(1)镁
(2)弱
【知识点】金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】(1)根据金属活动性顺序表的知识,只有排在H前面的金属才能消失;
(2)根据材料二分析金属活动性强弱与电负性的对应关系。
【解答】(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。
三、实验与探究题
30.“胜哥”在参考书上看到一氧化碳还原氧化铁(Fe2O3)的两种实验装置:图1用酒精灯(火焰温度400℃~ 500℃左右)加热,图2用酒精喷灯(火焰温度可达800℃以上)加热。“胜哥”产生了疑惑:在不同温度下反应有什么不同呢?他猜想:在不同温度条件下,得到产物的成分可能不同。于是他按图组装装置并检查好气密性,进行探究:
①在硬质玻璃管中,分别装入等量氧化铁粉末,连接装置,开始实验。当红棕色粉末变成黑色时停止加热。待玻璃管内物质冷却后,停止通入一氧化碳。过程中澄清石灰水均变浑浊。
②“胜哥”把两装置中的黑色粉末分别倒在白纸上,用磁铁靠近,发现黑色粉末均能被磁铁吸引。根据已有知识他判断黑色粉末可能为Fe、Fe3O4中的一种或两种。③为进一步确定成分,“胜哥”查阅资料,了解到Fe能和稀硫酸反应产生氢气而Fe3O4不能。于是他分别取等量黑色粉末装入两支试管,加入等量同浓度稀硫酸,产生气泡的情况如下表:
实验记录表
粉末来源 产生气泡的情况
图1装置 未观察到气泡
图2装置 大量气泡
由此,“胜哥”确定两装置中产物的成分不同,证实了自己的猜想。
(1)在①中开始实验时,应该先   ,再分别加热玻璃管中的氧化铁。过程中澄清石灰水均变浑浊,说明都有   气体生成。
(2)在②中“胜哥”是利用物质的    (选填“物理"或“化学”)性质来进行判别的。
(3)结合①②③实验结果,“胜哥”判断图1硬质玻璃管中反应的化学方程式为   。
【答案】(1)先通入一氧化碳,排尽装置内的空气;CO2
(2)物理
(3)CO+3Fe2O3 CO2+2Fe3O4
【知识点】实验步骤的探究;二氧化碳的检验和验满;常见金属与金属的物理性质及用途
【解析】【分析】(1)根据一氧化碳与金属氧化物反应需先排尽装置内空气,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊分析;
(2)根据不需化学变化体现的性质为物理性质分析;
(3)根据所给实验现象确定图1中生成物,从而写出反应方程式分析。
【解答】(1) 一氧化碳与空气的混合气体加热可能发生爆炸,在①中开始实验时,应该先通入一会一氧化碳,排尽装置内空气, 再分别加热玻璃管中的氧化铁。过程中澄清石灰水均变浑浊,说明都有二氧化碳生成。
(2) 在②中小明用磁铁吸引黑色固体,是利用物质的物理性质进行判别。
(3) 图1硬质玻璃管中黑色固体加入稀硫酸未观察到气泡,说明生成物四氧化三铁和二氧化碳,则图1硬质玻璃管中反应的化学方程式为CO+3Fe2O3 CO2+2Fe3O4 。
故答案为:(1)先通入一氧化碳,排尽装置内的空气;CO2;(2)物理;(3)CO+3Fe2O3 CO2+2Fe3O4 。
31.“胜哥”在实验室研究垃圾分类处理技术。“胜哥”发现,旧电器中含有黑色铜丝网(仅含有铜和氧化铜),设计两种回收铜的方案。
方案甲:通入CO气体并加热;方案乙:加入稀硫酸微热。
(1)“胜哥”利用方案甲装置回收铜,反应一段时间后观察,硬质玻璃管中的实验现象为   。
(2)若采用方案甲将黑色铜丝网完全反应后回收到铜的质量为a,若采用方案乙将同一黑色铜丝网完全反应后回收到铜的质量为b,则a   b(选填“<”、“>”或“=”)。
(3)装置 C处的酒精灯的作用是   。
(4)“胜哥”重新收集16克黑色铜丝网,利用方案甲回收铜,实验结束后测出A装置中固体质量为14.4克,反应的氧化铜质量为   克。
【答案】(1)黑色固体变红色
(2)>
(3)处理尾气
(4)8
【知识点】有关化学式的计算和推断;金属的冶炼
【解析】【分析】(1)一氧化碳与氧化铜的反应方程式。
(2)氧化铜与稀硫酸反应的方程式。
(3)一氧化碳有毒,要进行尾气处理,一氧化碳可以燃烧,生成二氧化碳。
(4)反应前A中固体为氧化铜和铜的混合物,反应后只剩铜,说明减少的质量氧化铜中氧元素的质量,结合化学式计算氧化铜的质量。
【解答】(1)一氧化碳能与氧化铜反应将氧化铜转化为铜单质,可知现象为固体从黑色变为红色。
(2)采用方案甲,氧化铜中的全部转化为铜单质,采用方法乙,氧化铜中的铜全部转化为溶液中的铜离子,可知甲获得的铜的质量更大,即a>b。
(3)一氧化碳有毒,不能直接散失到空气中,C可将一氧化碳转化为二氧化碳,可知作用为尾气处理。
(4)A装置中固体质量的变化量为氧化铜中氧元素的质量,可知氧元素的质量为16g-14.4g=1.6g。氧化铜的质量为。
32.如图为模拟炼铁的实验改进装置图(部分夹持仪器略去)。实验步骤如下:Ⅰ.连接好装置,并检查装置的气密性;Ⅱ.装好药品,先通一会儿CO,再点燃酒精喷灯;Ⅲ.实验结束,先撤去酒精喷灯,继续通CO直至玻璃管冷却。
回答下列问题:
(1)实验时A处玻璃管中的现象是   ,该过程体现了CO的   。(选填“氧化性”或“还原性”)
(2)步骤Ⅲ中先撤去酒精喷灯,继续通CO直至玻璃管冷却的目的是   。
(3)盛满石灰水的B装置在此实验中的作用有下列说法:①收集多余的CO ②检验并吸收反应生成的CO2。上述说法中正确的是(  )。
A.只有① B.只有② C.①和②
【答案】(1)红棕色固体变为黑色;还原性
(2)防止灼热的铁被重新氧化成氧化铁
(3)C
【知识点】还原反应与金属的冶炼;金属的冶炼
【解析】【分析】(1)根据一氧化碳与氧化铁反应的实验现象及一氧化碳在此反应中表现出来的化学性质的来分析;
(2) 根据实验注意事项:防止空气进入玻璃管,生成的铁被空气中的氧气再次氧化进行分析;
(3)根据装置的特点、物质的性质来分析。
【解答】(1)一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳,所以实验中可看到A处玻璃管里的红棕色固体变成黑色,此反应中表现出CO具有还原性;
(2)先撤去酒精喷灯,继续通CO直至玻璃管冷却的目的是:防止空气进入玻璃管, 使灼热的铁被重新氧化成氧化铁。
(3)由于二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,一氧化碳不溶于水氢氧化钙溶液,因此盛满石灰水的B装置在此实验中既能检验二氧化碳,也能收集多余的二氧化碳。
故答案为:(1)红棕色固体变为黑色;还原性;(2)防止灼热的铁被重新氧化成氧化铁;(3)C。
33.为测定某氧化铜样品的纯度(杂质不与氢气反应),“胜哥”设计了以下实验装置,准确称取15 克干燥样品进行实验。
  装置丙 装置丁
反应前 48.8g 161.2g
反应后 46.5g 163.9g
(1)实验中,甲装置的作用是   。
(2)他通入足量H2,实验过程中准确称取完全反应前后装置丙和丁的质量如表所示:“胜哥”根据装置丁的质量变化进行计算,请帮他求出氧化铜样品的纯度   。
“胜哥”根据装置丙减小的质量是氧化铜中氧元素质量,求得氧化铜样品的纯度76.7%。
(3)比较两种计算结果,请分析导致这一结果的原因可能是____(填字母)。
A.装置的气密性不好
B.空气中的水分被丁处浓硫酸吸收
C.空气中的二氧化碳被丁处浓硫酸吸收
(4)针对结果,对实验装置提出你的一条改进建议:   。
【答案】(1)干燥氢气
(2)80%
(3)B
(4)在丁的后面增加一个盛有碱石灰的干燥管
【知识点】根据化学反应方程式的计算;酸的物理性质及用途;金属的冶炼
【解析】【分析】(1)浓硫酸具有吸水性,可用作干燥剂。
(2)根据水的质量通过方程式计算氧化铜的质量,从而求得样品中氧化铜的质量分数。
(3)由酸的通性可知,浓硫酸不吸收二氧化碳。
(4)由(3)可知,再加装一个干燥装置即可。
【解答】(1)甲中的液体是浓硫酸,具有吸水性,可知作用是吸收水蒸气,干燥气体。
(2)丁质量的增加量为水的质量,则水的质量为163.9g-161.2g=2.7g。由可知,,解得x=12g。氧化铜样品的纯度为。
(3)由计算数据可知,根据丁装置质量变化量计算的结果偏大,可能是因为丁装置吸收了空气中的水蒸气,导致测得的氧化铜的质量偏大。
故答案为:B。
(4)为防止空气中的水蒸气进入装置丁,可在其之后再连接一个干燥装置,例如连接一个装有碱石灰的干燥管,或再连接一个装有浓硫酸的万能瓶。
34.如图是进行一氧化碳与氧化铜反应的改进装置。请回答:
(1)图中A装置的名称是   。
(2)实验中利用了CO的   (选填“氧化性”或“还原性”)。
(3)实验中发现试管和烧杯中的饱和澄清石灰水均变浑浊,则烧杯中的澄清石灰水变浑浊的原因是   。
(4)资料1:实验过程中,一氧化碳和氧化铜反应不仅能生成铜,还可能生成中间产物氧化亚铜(红色固体);资料2:氧化亚铜能与稀盐酸(或稀硫酸)反应生成蓝色溶液。
为探究反应生成的红色固体中是否含有氧化亚铜,“胜哥”进一步设计实验方案:待充分反应使黑色粉末全部消失,冷却后取出反应后的样品于试管中,   。(请补全实验方案,写出具体的操作方法和判断的依据)
【答案】(1)酒精灯
(2)还原性
(3)烧杯中溶液温度上升,氢氧化钙溶解度降低析出固体变浑浊
(4)加入足量的稀硫酸(或稀盐酸),若溶液变蓝,则含有氧化亚铜,若不变蓝则不含氧化亚铜
【知识点】溶解度的影响因素;还原反应与金属的冶炼;酸的化学性质
【解析】【分析】(1)B是试管,C是烧杯。
(2)一氧化碳与氧化铜的反应方程式。
(3)氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小。
(4)铜是不活泼金属,不能与稀硫酸或稀盐酸反应。
【解答】(1)A为酒精灯,用于加热。
(2)一氧化碳具有还原性,能将金属氧化物还原为金属单质。
(3)试管中二氧化碳与氢氧化钙反应放热,温度升高,导致烧杯中溶液的温度升高,溶解度变小,从而析出晶体,溶液变浑浊。
(4)由氧化亚铜能与稀盐酸(或稀硫酸)反应生成蓝色溶液可知,可向样品中滴加稀硫酸或稀盐酸,若溶液变蓝,则说明含有氧化亚铜。
35.“胜哥”用耐强碱的反应管等仪器组装成如图1实验装置,以研究铜酸钠跟 的反应,此反应的化学方程式为: 实验中观察到如下现象:①固体中出现紫红色物质:②试管中无水硫酸铜由白色变为蓝色。
请回答:
(1)若实验过程中包含下列步骤(没有根据操作顺序排列):①停止通H2;②通纯净H2排净装置里空气;③点燃酒精灯加热:④熄灭酒精灯停止加热。正确的操作顺序是    (填序号)。
(2)根据题干中给出的实验现象    (选填“①”或“②”),可直接判断氢气发生了化学变化。
(3)完全反应后,为了测定固体产物中 Cu的质量,要用蒸馏水多次洗涤后晾干,称量。在洗涤环节中判断洗涤干净的操作方法是   。
(4)如图2所示装置,利用铁生锈的原理可以比较准确地测出空气中氧气的含量。 【已知:铜能与空气中氧气、水、二氧化碳反应生成铜绿。化学方程式: 若将此装置中的细铁丝换成足量的细铜丝进行实验,能否比较准确地测出空气中氧气的含量,并说明理由   。
【答案】(1)②③④①
(2)②
(3)向最后一次洗涤液中滴加酚酞,若不变色,说明已洗净
(4)不能,因为铜不仅吸收氧气,还吸收水和二氧化碳
【知识点】化学变化与物理变化的判别;还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)氢气“早出晚归”,酒精灯“迟到、早退”。
(2)无水硫酸铜遇水变蓝,可用于检验水的存在。
(3)检验固体是否洗涤干净,一般检验的是与固体同时生成的可溶于水物质是否被除尽。
(4)探究空气中氧气含量时,要求该物质只和空气中的氧气反应,不与空气中的其他成分反应。
【解答】(1)氢气不纯在加热时可能会发生爆炸,所以要先通一会氢气,再点燃酒精灯进行加热,实验结束后为防止铜被氧化,应先熄灭酒精灯,继续通氢气,直至冷却,故顺序为:②③④①。
(2)试管中无水硫酸铜由白色变为蓝色,说明有水生成,可知氢气发生了化学变化。
(3)由方程式可知,生成铜的同时还有氢氧化钠产生,所以要验证是否洗涤干净,实际是检验是否有氢氧化钠残留,故操作为:向最后一次洗涤液中滴加酚酞,若不变色,说明已洗净。
(4)由铜生锈的原理可知,铜不仅会消耗氧气,还会消耗水和二氧化碳,可知不能用于测量空气中氧气的含量。
36.某混合气体X由 (水蒸气)中的两种或两种以上组成,“胜哥”为确定该气体成分进行了如下探究(假设每步反应均完全)。
请回答:
(1)若加热前往图甲 B装置中直接通入混合气体,则混合气体成分中能被直接检验确定有无的气体是   。
(2)在图甲B装置前的虚线框内增加一个图乙A装置后进行实验,出现的现象是:A中溶液变浑浊,B中黑色粉末变红色,C中白色粉末变蓝,D中溶液变浑浊。
①图乙 A装置在实验中的作用是   。
②实验中能证明CO存在的证据是   。
(3)若要实现对四种气体的全部检验,对图乙、图甲合成后的装置还需要进一步改进,请你提出改进建议   。
【答案】(1)H2O、CO2
(2)检验并除去CO2;D中溶液变浑浊
(3)在A装置前加一个C装置,并在AB装置之间增加一个装有浓硫酸的装置
【知识点】二氧化碳的检验和验满;还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)气体检验原理:无水硫酸铜遇水变蓝,可用于检验水蒸气;澄清石灰水(氢氧化钡溶液类似)遇二氧化碳变浑浊,可检验二氧化碳。若加热前直接通入混合气体,能利用这两个特性直接检验水蒸气和二氧化碳。
(2)①装置作用分析:图乙 A 装置中是氢氧化钡溶液,二氧化碳通入会反应使溶液变浑浊,可检验二氧化碳;同时将二氧化碳反应掉,防止其干扰后续一氧化碳的检验,即起到检验并除去二氧化碳的作用。
②一氧化碳存在证据:一氧化碳具有还原性,能还原氧化铜使黑色粉末变红;其氧化产物二氧化碳能使 D 中澄清石灰水变浑浊,所以 D 中溶液变浑浊能证明有一氧化碳存在。
(3)装置改进思路:要实现四种气体全部检验,需先检验水蒸气,可在 A 装置前加无水硫酸铜(C 装置);且在检验氢气前要排除原有水蒸气干扰,所以在 AB 装置之间增加装有浓硫酸的装置来干燥气体。
【解答】(1)无水硫酸铜遇水变蓝,可用于检验水蒸气;澄清石灰水(氢氧化钡溶液类似)遇二氧化碳变浑浊,可检验二氧化碳。因此能直接检验确定有无的气体是H2O、CO2
(2)①图乙 A装置作用是检验并除去CO2。
②能证明CO存在的证据是 D 中溶液变浑浊 。
(3)改进建议是在A装置前加一个C装置,并在AB装置之间增加一个装有浓硫酸的装置 。
37.“胜哥”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,“胜哥”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)
【答案】(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;实验最后得到瓶内气压相同,产生气体相同;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
【知识点】控制变量法;金属的化学性质;金属活动性顺序及其应用
【解析】【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】(1)实验中还要控制成一致的变量是铁、锌、铝三种金属的质量;
(2)分析乙图,根据气压越大,即生成气气体积的越多,得出三个实验在相同时间内,铝与稀盐酸反应使装置内气压上升得最快,反应速度最快;根据三次实验最终气压相等,即生成氢气体积相等得出三次实验的盐酸都已反应完全;
(3)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,如图丙所示,可能的原因是反应放热,温度升高,气体热胀冷缩,盐酸和水蒸发加快,导致氢气中混有氯化氢和水蒸气,使得气压变大;
故答案为:
(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;实验最后得到瓶内气压相同,产生气体相同;
(3)氢气中混入了氯化氢气体或水蒸气。
四、综合题
38.现代人类属于“智人”,起源于20万年前的非洲,目前全球人口达到78亿。身体并不强壮的人类,为何会在短时间内数量急剧增长?
(1)人类社会经历“石器时代”青铜器时代"和“铁器时代”,可见材料在人类发展过程中发挥重要作用。铜是最先正式使用的金属材料,与石器相比,优点有   。(写出1点即可)
(2)依靠科学的力量,不断激发沉睡的巨大能量是人类变得强大的又一原因。18世纪蒸汽机(如图)的发明,提高了能量的使用效率,使人类步入工业化时代。蒸汽机工作时,能量的转化过程为   。
(3)当然随着人口的急剧增长,也带来了传染病的流行,人类通过发明疫苗、研发抗生素等开启了与传染病的“斗争史”,但期间难免会出现一些认识偏差。某地总人口500万,右表是该地公布的接种新冠疫苗与患新冠轻、重症的数据,据此有人认为,疫苗接种人数越多,患新冠的比例越高!你是否支持这种观点   ,请说出理由   。
某地2022年3月数据 未接种 全程接种
占人口比例 8% 92%
轻症病例 19% 81%
重症病例 26% 74%
【答案】(1)良好的延展性(良好的导热性等)
(2)化学能→内能→机械能
(3)否;合理即可
【知识点】传染病及其传播;传染病的预防措施;能量的转化与守恒定律;常见金属与金属的物理性质及用途
【解析】【分析】(1)金属材料的优点为: 1.强度高:金属材料具有很高的强度和刚性,可以承受很大的力和重量。2. 导电性好:金属材料是良好的导体,可以传递电流和热量。3. 耐腐蚀性好:金属材料具有很好的耐腐蚀性能,可以抵御氧化、腐蚀和磨损等。4. 易加工:金属材料易于加工成各种形状和尺寸,可以满足各种需求。5. 可回收利用:金属材料可以回收再利用,对环境友好。
(2)从接种后,对新冠病人的隔离措施来回答;例如:隔离措施的减少,导致总的患病人数增加。
故答案为:(1) 良好的延展性(良好的导热性等) (2) 化学能→内能→机械能 (3)否、合理即可
39.金属与酸反应会放出热量。为深入研究金属和酸反应的特点,“胜哥”用如图甲所示装置进行实验:在烧瓶中加入0.48克镁和足量的溶质质量分数为的稀盐酸,塞紧瓶塞,利用传感器记录160秒内瓶内气压变化。用等质量的铁和锌重复上述实验,得到相关曲线如图乙。
(1)图乙中,能支持锌比铁活动性强的证据是   。
(2)实验中,若0.48克镁完全反应,至少需要稀盐酸多少克?(镁与盐酸反应的化学方程式为:)
(3)解释镁与稀盐酸反应,0~80秒瓶内气压发生如图乙变化的原因:   。
【答案】(1)相同时间内锌与盐酸反应时增大的气压比铁大
(2)解:设需要盐酸溶质的质量为x
Mg + =
24 73  
0.48克 x  
解得: 克
稀盐酸溶液质量 克
答:需要加入稀盐酸的质量为10克。
(3)0~40秒,镁与盐酸反应生成氢气并放出大量的热,气压快速增大;40~80秒,温度降低,气压下降
【知识点】金属的化学性质;影响化学反应速率的因素
【解析】【分析】(1)根据活动性越强的金属与酸反应速率越快分析;
(2)根据反应的镁的质量及方程式中物质间质量关系计算盐酸中溶质质量,从而计算盐酸的溶质质量分数分析;
(3)根据镁与盐酸反应放热分析。
【解答】(1) 相同时间内锌与盐酸反应时增大的气压比铁大,即锌与盐酸反应速率比铁大,可证明锌比铁活动性强。
(3) 0~40秒,镁与盐酸反应生成氢气并放出大量的热,气压快速增大;40~80秒,温度降低,气压下降 ,所以镁与稀盐酸反应 0~80秒瓶内气压发生如图乙变化 。
故答案为:(1) 相同时间内锌与盐酸反应时增大的气压比铁大 ;(2)1 0克 ;(3) 0~40秒,镁与盐酸反应生成氢气并放出大量的热,气压快速增大;40~80秒,温度降低,气压下降 。
40.化学反应遵守质量守恒定律,“胜哥”设计实验进行了验证和应用(如图)。请回答:
(1)锥形瓶中盛有 40g质量分数为5%的( 溶液,要与其恰好完全反应,需固体NaOH 多少克
(2)用图1装置进行实验,发现实际使用NaOH 的量小于题(1)计算值就达到了验证质量守恒定律的目的。从实验现象的角度说明用少量NaOH 就可完成验证的理由:   。
(3)如图2所示,在矿泉水瓶中装入水、氧气和铁钉,拧紧瓶盖;保持环境条件不变,一段时间后,发现矿泉水瓶变瘪,但实验前后装置的总质量不变。结合物质变化,解释矿泉水瓶变瘪的原因:   ,
(4)从质量守恒定律的微观角度,将水电解的微观示意图补充完整。
【答案】(1)CuSO4的质量:40g×5%=2g
设需固体 NaOH的质量为x,
答:需固体 NaOH质量1g
(2)因为仅用少量 NaOH 即可观察到蓝色絮状沉淀,说明NaOH与 CuSO4发生了化学反应;天平两边保持平衡,说明反应前后质量相等
(3)铁钉生锈消耗氧气,使瓶内气压小于大气压,大气压将瓶身压瘪
(4)
【知识点】水的组成和主要性质;溶质的质量分数及相关计算;质量守恒定律及其应用;根据化学反应方程式的计算;金属的腐蚀与防护
【解析】【分析】(1)根据方程式和硫酸铜溶液中溶质质量计算消耗的氢氧化钠固体的质量。
(2)质量守恒定律只适用于化学变化。
(3)铁生锈的条件:同时接触水和氧气,铁生锈会导致瓶内压强减小。
(4)水电解的方程式为 2H2O→2H2+O2 (条件为通直流电)。
【解答】(2)验证质量守恒定律,只需观察到现象,说明发生化学变化即可,不一定要将物体完全反应,所以用少了氢氧化钠就可完成验证。
(3)矿泉水瓶变瘪的原因是铁钉与氧气和水反应生成了铁锈(Fe2O3·xH2O),消耗了瓶内的氧气,导致瓶内气压降低,在外界大气压作用下瓶子变瘪。
(4)水电解产生氢气和氧气,由质量守恒定律可知,反应前后元素的种类和个数保持不变,结合图像可知,缺少的是一个氧分子。
41.“胜哥”通过实验来验证质量守恒定律,装置如图所示。
(1)实验中用40g5%的CuSO4溶液与NaOH溶液反应,全部反应完,需要多少固体 NaOH
(2)在实验操作中,所需NaOH 的量少于(1)中计算的量就能完成目的,请你从实验角度说明少量NaOH就可以完成实验的理由。
(3)如图,在封闭的塑料瓶中加入氧气、水和钉子,一段时间后瓶子变瘪,但实验前后装置总质量不变,请你从物质变化的角度解释瓶子变瘪的原因。
(4)从质量守恒定律的微观角度,将水电解的微观示意图补充完整。
【答案】(1)解:设氢氧化钠的质量为x。
解得x=1g。
答:需要氢氧化钠固体的质量为1g。
(2)实验验证的是质量守恒定律,需要测量的是反应前后物质的总质量,与物质是否完全反应无关,所以即使氢氧化钠固体的质量小于计算值,也能完成实验。
(3)铁钉同时与水和空气接触,铁钉生锈,消耗的瓶内的氧气,导致瓶内压强减小,所以瓶子变瘪,铁生锈是化学变化的过程,符合质量守恒定律,所以装置质量不变。
(4)
【知识点】水的组成和主要性质;构成物质的粒子模型;质量守恒定律及其应用;根据化学反应方程式的计算;金属的腐蚀与防护
【解析】【分析】(1)根据方程式结合硫酸铜溶液中溶质的质量计算氢氧化钠的质量。
(2)验证质量守恒定律时,物质间发生化学反应即可,不要求一定要完全反应。
(3)根据铁生锈的条件可知,铁会消耗氧气,导致压强减小。
(4)根据反应前后原子的种类和个数保持不变进行分析。
【解答】(2)根据实验目的可知,实验验证的是质量守恒定律,只需两种物质发生反应即可,不要求完全反应,所以即使氢氧化钠的量少于计算值,也能得出正确的实验结论。
(3)铁在同时接触水和空气时会生锈,消耗氧气,所以瓶内压强减小,在外界大气压的作用下,瓶子被压瘪。铁生锈属于化学变化的过程,可知满足质量守恒定律,所以装置的总质量不变。
(4)由质量守恒定律可知,反应前后原子的种类和个数保持不变,可知需补充的是氧分子,即。
42.许多证据证明全球文明源于华夏。证据之一:明代宋应星所著的《天工开物》中有关“火法”炼锌的记载:“每炉甘石(主要成分是碳酸锌)十斤装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼(反应后生成 CO)垫盛,其底铺薪,发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅(锌)也。”此工艺过程分解模拟如图。(已知:Zn的冶炼温度为904℃,Zn 的沸点为906℃。)请结合图文信息,分析思考,解决问题:
(1)装入原料器之前,将炉甘石敲碎的目的是   。
(2)高温炉内,碳酸锌( 在高温条件下与煤(主要成分是C)发生反应生成 Zn和CO,反应的化学方程式为   。
(3)冷凝器中发生的变化属于   (选填“物理变化”或“化学变化”)。
(4)我国古代冶锌晚于铁和铜,分析说明其中的原因是   。
【答案】(1)增加反应物接触面积, 加快反应速率
(2)ZnCO3+2CZn+3CO↑
(3)物理变化
(4)锌比铁和铜活泼
【知识点】化学变化与物理变化的判别;书写化学方程式、文字表达式;金属活动性顺序及其应用;影响化学反应速率的因素;金属的冶炼
【解析】【分析】(1)增大固体的表面积可以加快反应速率。
(2)书写方程式时,要根据质量守恒定律配平方程式。
(3)锌在冷凝室内由气态转化为固态,物态变化没有新物质产生,属于物理变化。
(4)越活泼的金属,冶炼的难度往往越大,使用越晚。
【解答】(1)将炉甘石敲碎,可以增大反应物之间的接触面积,加快反应的速率。
(2)由题中所述书写方程式,注意要标注气体符号,方程式为:ZnCO3+2CZn+3CO↑。
(3)产品在冷凝室内凝华,属于物理变化。
(4)金属的使用一般与活动性有关,锌的活动性强于铜和铁,冶炼的难度更大,所以冶锌晚于铁和铜。
43.铠甲作为一种军事防护手段有悠久的历史,按材料分历史上出现过皮甲、蒢甲、靑铜甲、铁甲、棉甲等。
(1)藤多数是植物的变态茎,可延伸数十米,因为其木质部内的   粗大,可保证长距离运输营养物质。
(2)皮甲大部分为牛皮,牛皮的这种质地坚韧、厚度适中的性状主要是由   控制的。
(3) “火法炼铜”技术的出现使青铜得以诞生。使用如图装置进行“火法炼铜”,请回答:
①图中乙装置内的浓硫酸的作用是   。
②实验过程中应“先打开甲处分液漏斗活塞”还是“先点燃丙处的酒精灯”,请做出判断,并说明理由:   。
【答案】(1)导管
(2)基因
(3)吸收气体中的水蒸气 (干燥氢气);先打开甲处分液漏斗活塞,因为首先要通入氢气排尽试管内原有的空气,防止加热是爆炸。
【知识点】茎的运输作用;酸的物理性质及用途;基因工程;金属的冶炼
【解析】【分析】(1)木质部中的导管自下而上运输水分和无机盐,韧皮部中的筛管自上而下运输有机物。
(2)根据基因决定性状进行判断。
(3)可燃性气体不纯容易爆炸,所以加热前一定要先通一会该气体,排尽装置内原有的空气。
【解答】(1)木质部中有导管,可运输水分和无机盐。
(2)基因决定生物的性状,可知牛皮的这种质地坚韧、厚度适中的性状主要是由基因控制的。
(3)浓硫酸具有吸水性,作用是干燥氢气。
氢气不纯在加热时容易爆炸,所以应在加热前将装置内的空气排尽,故应先打开甲处分液漏斗活塞,再点燃酒精灯。
44.“胜哥”对“蜡烛燃烧的产物”进行探究。
【查阅资料】蜡烛的主要成分是石蜡,石蜡由碳、氢两种元素组成。
【做出猜想】蜡烛燃烧的产物是二氧化碳和水。
【实验验证一】
(1)用干冷的小烧杯罩在蜡烛火焰上,观察到   ,证明有水生成。
(2)用涂有饱和石灰水的小烧杯罩在蜡烛火焰上,石灰水变浑浊,证明有二氧化碳生成。
【交流讨论】实验中,“胜哥”观察到一个意外现象:烧杯内壁上有少量黑色物质。
经分析,“胜哥”认为黑色物质是石蜡不充分燃烧生成的   ,由此,他猜想还可能生成了一氧化碳。
为验证是否有一氧化碳生成,“胜哥”设计了如图所示的实验。
(3)【实验验证二】
实验前,“胜哥”先在玻璃管的中部放入一团棉花。将a 端插入蜡烛的焰心。用酒精灯加热b 端的糊状物,一段时间后,观察到黑色物质变成红色,证明蜡烛不充分燃烧有一氧化碳生成。为防止玻璃管中的红色物质又被氧化变成黑色,接下来的操作是   。
【答案】(1)烧杯内壁有水雾)
(2)炭黑(或碳单质)
(3)先撤去酒精灯,稍后再撤去蜡烛
【知识点】质量守恒定律及其应用;还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)烧杯内壁出现水珠,说明有水生成。
(2)由“蜡烛的主要成分是石蜡,石蜡由碳、氢两种元素组成”可知,黑色固体是碳。
(3)等固体降温后再与氧气接触不易被氧化。
【解答】(1)烧杯内壁上出现的水珠,是由水蒸气越冷液化形成的,说明有水生成。
(2)由质量守恒定律可知,该黑色固体是碳。
(3)灼热的铜接触空气容易被氧化成氧化铜,为了防止铜被氧化,应先撤去酒精灯,继续通气体,即继续加热蜡烛,直至固体冷却。
45.“波尔多液”是一种保护性的杀菌剂,它是由固体小颗粒悬浮在液体里形成的,具有杀菌谱广、持效期长、病菌不会产生抗药性、对人和畜低毒等特点,是应用历史最长的一种杀菌剂。如图所示是利用废弃铜料(只含有铜和一定量的铁)和石灰石制备“波尔多液”的流程,请回答下列问题。
(1)反应器1中将硫酸以喷淋方式注入的目的是    。
(2)以下关于反应器4中的操作及现象描述,正确的有____
A.溶液逐渐变为悬浊液
B.反应过程中溶液的温度升高
C.需控制石灰乳用量以调节产物成分
D.反应过程中产生大量气泡
(3)该石灰石的纯度为90%,则煅烧 100kg石灰石理论上能产生多少千克的二氧化碳气体
(4)反应器3和反应器4的内壁不能为铁或铝,原因是    。
【答案】(1)加快反应速率
(2)A;B;C
(3)设二氧化碳的质量为x
CaCO3+ 2HCl= CaCl2+H2O+ CO2↑
100     44
    x
       
,解得x=39.6kg。
(4)铝或铁比铜活泼,会与硫酸铜反应
【知识点】根据化学反应方程式的计算;盐的性质及用途;金属活动性顺序及其应用;金属、金属氧化物、碱之间的转化;影响化学反应速率的因素
【解析】【分析】(1)增大反应物之间的接触面积,可以加快反应速度。
(2)根据方程式分析现象,氧化钙与水反应放热,会导致溶液的温度升高。
(3)根据方程式进行计算,注意方程式中代入的是溶质的质量,即碳酸钙的质量。
(4)金属单质能将比它不活泼的金属从其可溶性盐中置换出来。
【解答】(1)将硫酸以喷淋注入,可以增大反应物之间的接触面积,加快反应速率。
(2)反应器4中发生的反应为,A、由上述方程式可知,溶液将变成悬浊液,故A正确;
B、氧化钙与水反应剧烈放热,可知溶液的温度会升高,故B正确;
C、石灰乳是反应物之一,需控制石灰乳用量以调节产物成分,故C正确;
D、反应过程中没有气泡产生,故D错误。
故答案为:ABC。
(4)铝或铁比铜活泼,会与硫酸铜反应,将硫酸铜中的铜置换出来,还会造成器壁腐蚀。
46.小科为验证铁、铜、锌、银的金属活动性顺序,设计如图1所示三个实验(三种金属均已用砂纸打磨过,其形状和大小相同,稀盐酸的浓度和用量也相同)。
(1)一段时间后,观察到实验B中的现象    。
(2)“胜哥”认为仅仅通过上述实验不足以得出四种金属的活动性顺序,因此在上述实验的基础上,补做了一个实验,装置均如图2所示,且实现了探究目的。
“胜哥”的实验:X是    金属,Y是    溶液。
(3)将表面锈蚀的铁钉放入烧杯中,然后加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸,产生氢气的质量和加入稀盐酸的质量如图所示。生成氢气的质量为多少克
【答案】(1)析出银白色固体,溶液由无色变蓝色
(2)铁;硫酸铜
(3)解:铁和稀盐酸反应消耗稀盐酸质量是60g-10g=50g。
设生成氢气质量是x。
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
73 2
50g×14.6% x
解得:x=0.2g。
答:生成氢气质量是0.2g。
【知识点】根据化学反应方程式的计算;金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】 (1)根据铜和硝酸银的反应产物解答;
(2)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。
(3)根据反应的化学方程式及其提供数据可以进行相关方面的计算和判断。
【解答】 (1)铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银。一段时间后,观察到实验B中析出银白色固体,溶液由无色变蓝色。
(2)锌和稀盐酸反应速率比铁快,说明锌比铁活泼,铜能和硝酸银反应,说明铜比银活泼,X是铁,Y是硫酸铜溶液,铁能和硫酸铜反应,说明铁比铜活泼。
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中考二轮复习:金属
一、选择题
1.据报道,杭州亚运会火炬“薪火”燃烧的一个反应是水汽和碳在高温条件产生一氧化碳和氢气。下列有关叙述中,正确的是(  )
A.反应物中有机物 B.生成物都是化合物
C.该反应中,碳具有还原性 D.该反应是放热反应
2.硫酸锌(ZnSO4)可用于治疗锌缺乏引起的食欲不振、生长发育迟缓等病症。下列选项中的两种物质,不能直接反应制得硫酸锌的是(  )
A.Zn和H2SO4 B.ZnO和H2SO4
C.ZnCO3和H2SO4 D.Zn和Na2SO4
3.在硫酸铜溶液中加入过量铁粉是古法制铜的重要原理,下列说法正确的是 (  )
A.溶液颜色不变
B.溶液质量不变
C.反应结束后,固体只有铜
D.该实验可以说明铁的活动性比铜强
4.为了减少汽车油耗,科学家通过研发新型泡沫金属材料,来减轻汽车的自重。要实现减轻汽车自重的目的,泡沫金属材料应具有的性质是(  )
A.熔点低 B.密度小 C.硬度大 D.着火点高
5.小科通过微信公众号“胜哥课程”理解了物质间的转化规律。下列物质间的转化不能实现的是(  )
A.CO2 H2CO3
B.Fe2O3 Fe
C.S FeS
D.CuOCu(OH)2
6.哈尔滨成功地举办了第九届亚洲冬季运动会,主火炬塔“雪韵丁香”成为见证哈尔滨“双亚冬之城”荣耀新地标,下列说法错误的是 (  )
A.主火炬使用天然气作燃料,天然气属于纯净物
B.主火炬塔底部使用LED电光源,降低了能源消耗
C.主火炬中心结构选用耐寒钢材,钢属于金属材料
D.将此钢材卷成桶状而不出现裂痕,其韧性好
7.如图所示为金属腐蚀的探究实验中部分装置图,由图可知,铁生锈的主要条件是直接接触(  )
A.空气 B.空气和水 C.水 D.水和食盐
8.如图为“胜哥”探究镍(Ni)、锌、铜的金属活动性实验,甲试管中镍丝表面无现象,乙中镍丝表面出现红色物质,则三种金属活动性由强到弱的顺序是(  )
A.Ni、Zn、Cu B.Zn、Cu、Ni C.Cu、Ni、Zn D.Zn、Ni、Cu
9.“胜哥”画了关于水的知识网络图(“→”表示物质可转化)说法中,正确的是(  )
A.反应①一定是氢气在氧气中燃烧
B.反应②在电解时,负极产生氧气
C.反应③过程中一定会观察到溶液变黄
D.反应④可用于食品防潮
10.“胜哥”模拟我国古代劳动人民发明的湿法炼铜技术,在硫酸铜溶液中加入过量铁粉制铜,如图所示。下列分析正确的是 (  )
A.反应过程中,溶液的颜色保持不变
B.反应过程中,溶液的质量保持不变
C.反应结束后,烧杯中的固体仅有铜
D.反应说明铁的金属活动性比铜的强
11.“接龙 ”是科学扑克(和普通扑克相似,牌面标注物质的化学式) 的一种游戏,其规则是:当上家出牌时,下家跟出的牌所标注的物质必须是由上家所标注的物质能直接转化而成的。某局游戏中,“胜哥”出牌后能实现如图所示的牌局,则小虞所出的牌(单质)是
A.Mg B.Fe C.C D.Cu
12.将铜片和锌片同时插入稀H2SO4,可以组成一个电池(图甲)。那么该电池的正负极与什么有关呢?对此,“胜哥”做了三组实验,并借助灵敏电流表进行判断(图乙)。发现该电池的正负极与金属活动性强弱有关且存在一定规律。据此判断,下列金属片组合可以使电流表指针向左偏转(图丙)的是(  )
A.a铝片、b镁片 B.a铁片、b锌片
C.a铁片、b铜片 D.a铜片、b银片
13.下列图示实验中的铁钉最容易生锈的是(  )
A. B.
C. D.
14.“胜哥”进行实验活动,以下几个实验设计方案中,符合要求的是(  )
A.①区分铁和硫化亚铁 B.②验证铁钉生锈需要氧气
C.③干燥并收集一瓶氧气 D.④测定空气中氧气的体积分数
15.工业炼铁的部分反应如图所示,则(  )
A.X可以是木炭 B.X与CO都具有氧化性
C.③反应后的尾气可直接排放 D.Y中铁元素以游离态存在
16.用图像能较清晰地反映化学变化中离子的个数关系。将一定质量的铁片放入某一溶液中(含 和Ag+数量相同),反应一段时间后烧杯内相关离子数量关系可能成立的是 (  )
A. B.
C. D.
17.“胜哥”将锌粉持续加入到100g含有AgNO3和Cu(NO3)2两种溶质的混合溶液中,充分反应。当加入锌粉的质量为6.5g时,溶液质量最小;当加入锌粉的质量为13.0g时,恰好完全反应。下列是反应中的相关量随加入锌的质量变化的关系图,其中正确的是(  )
A.
B.
C.
D.
二、填空题
18.北宋沈括《梦溪笔谈》中记载:“信州铅山有苦泉,流以为涧。挹其水熬之则成胆矾,烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。
(1)胆矾的化学式为CuSO4·5H2O。已知CuSO4中硫元素的化合价为+6价,则铜元素的化合价为   价;
(2)由“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”可知铁与硫酸铜溶液反应生成铜,说明铁的金属活动性比铜   。
19.实验室处理含铜废液的过程中,部分流程如下图:
(1)操作A的名称是   。
(2)沉淀物中一定含有   。
20.室外的铁制栏杆在多雨季节易生锈,“胜哥”对铁生锈的条件进行了探索,实验装置如图。3天后,发现只有装置C中的铁丝生锈了。
(1)装置A中生石灰的作用是   。
(2)装置B、C中的实验现象说明与   接触是铁生锈的条件之一。
21.杭州宇树科技研发的H1“福兮”人形机器人在2025年央视春晚上“走红”。这场表演堪称科技与传统的完美碰撞。
(1)机器人的承重部件和结构框架中应用了大量的铝合金,铝合金属于   。(选填“金属材料”或“有机合成材料”)
(2)宇树机器选用高性能嵌入式计算机,对视觉传感器捕捉到的形状和纹理进行分析,并驱动机械系统完成相应动作。该机械系统相当于人体反射弧中的   。
(3)机器人指尖贴仿生微沟槽(模拟指纹)是通过   来增大摩擦力,大大提高了抓手绢的成功率。
22.北宋沈括在《梦溪笔谈》中记载了用“苦泉水”(硫酸铜溶液)制取铜的方法,其主要生产流程如图所示。请回答下列问题:
(1)由硫酸铜热饱和溶液制得硫酸铜晶体的结晶方法是   
(2)方法一:炼铜原理利用铁的金属活动性   (选填“>” “=”或“<”)铜。
(3)方法二:②中反应的化学反应方程式为:   
23.《天工开物》记载的“生铁、熟铁连续生成工艺”,处于当时世界领先地位,是现代冶金工艺的雏形。其流程图如下所示:
(1)熔炼过程中,氧化铁与一氧化碳在高温下反应的化学方程式为   。
(2)通过搅拌向生铁中“充氧”可降低生铁的含碳量,此过程体现了氧气的   (选填“氧化性”或“还原性”)。“黑色湿泥”(有效成分为磷酸铁FePO4)作为熔剂可加快反应,磷酸铁属于   类物质(选填“酸”“碱”或“盐”)。
24.《天工开物》中介绍了用碳和氧化锌在高温条件下冶炼锌的方法,化学方程式为:2ZnO+C 2Zn+CO2↑.该反应中具有还原性的反应物是   ,ZnO中锌元系的化合价为   价。
25.如图是“铁粉和硫黄反应”的改进实验,将铁粉和硫黄混合物置于两块石英玻璃片之间,并铁粉与硫黄固定。在酒精灯上加热,产生红色火星,固体由棕灰色变为黑色。
(1)铁粉和硫黄在两块玻璃片之间,反应时几乎接触不到氧气,减少了   (填化学式)气体的生成,更加环保。
(2)向反应后的黑色固体滴入稀硫酸,有臭鸡蛋气味的硫化氢(H2S)气体产生,说明铁粉和硫黄发生反应。H2S中硫元素的化合价为   。
(3)反应后的黑色固体加入CuSO4溶液中,生成红色物质,说明黑色固体中有   剩余。
26.“胜哥”归纳了金属及其化合物之间的部分转化关系,如图所示。
(1)请写出符合图中转化规律①的化学方程式   (写一个即可)。
(2)我国古代劳动人民最早发明使用湿法炼铜,其原理是:第一步用硫酸将铜矿中的铜转变为可溶性的硫酸铜,第二步将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来。其中利用了图中转化规律⑧的是第   步。
27.如图所示的物质关系中,“一”表示两端的物质能发生化学反应,“→”表示物质的转化方向。
(1)反应①中CaO与水反应会   (选填“放出”或“吸收”)热量。
(2)反应②结束后,滴加无色酚酞试液呈红色,则溶液中一定存在的阳离子有   。
(3)将 Na2CO3换为 BaCO3,反应③将   (选填“仍能”或“不能”)发生反应。
28.“飞花令”是中国诗词的一种接龙游戏。“胜哥”与同学们模仿“飞花令”游戏规则,进行物质间转化的接龙比赛,其比赛规则是:从同一物质开始进行转化,接龙物质不能重复且必须含有指定元素,以转化路径长且正确者为比赛胜者。某两场比赛的过程记录如下(“→”表示某一种物质经一步反应可转化为另一种物质)。
(1)指定元素:氢元素 起始物质:HCl 比赛胜者:乙同学
甲同学:HCl→H2O
乙同学:HCl→H2O→
乙同学在方框中应填物质的化学式是   。(写一种即可);
(2)指定元素:钡元素 起始物质:BaO 比赛胜者:丁同学
丙同学:BaO→Ba(OH)2→BaSO4
下列能使丁同学获胜的方案有 (填字母)。
A.BaO→BaSO4→Ba(OH)2→BaCO3
B.BaO-BaCl2→Ba(NO3)2→BaSO4
C.BaO→Ba(OH)2→BaCO3→BaCl2→Ba(NO3)2→BaSO4
D.BaO→BaCl2→BaCO3→Ba(NO3)2→Ba(OH)2→BaSO4
29.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   。
三、实验与探究题
30.“胜哥”在参考书上看到一氧化碳还原氧化铁(Fe2O3)的两种实验装置:图1用酒精灯(火焰温度400℃~ 500℃左右)加热,图2用酒精喷灯(火焰温度可达800℃以上)加热。“胜哥”产生了疑惑:在不同温度下反应有什么不同呢?他猜想:在不同温度条件下,得到产物的成分可能不同。于是他按图组装装置并检查好气密性,进行探究:
①在硬质玻璃管中,分别装入等量氧化铁粉末,连接装置,开始实验。当红棕色粉末变成黑色时停止加热。待玻璃管内物质冷却后,停止通入一氧化碳。过程中澄清石灰水均变浑浊。
②“胜哥”把两装置中的黑色粉末分别倒在白纸上,用磁铁靠近,发现黑色粉末均能被磁铁吸引。根据已有知识他判断黑色粉末可能为Fe、Fe3O4中的一种或两种。③为进一步确定成分,“胜哥”查阅资料,了解到Fe能和稀硫酸反应产生氢气而Fe3O4不能。于是他分别取等量黑色粉末装入两支试管,加入等量同浓度稀硫酸,产生气泡的情况如下表:
实验记录表
粉末来源 产生气泡的情况
图1装置 未观察到气泡
图2装置 大量气泡
由此,“胜哥”确定两装置中产物的成分不同,证实了自己的猜想。
(1)在①中开始实验时,应该先   ,再分别加热玻璃管中的氧化铁。过程中澄清石灰水均变浑浊,说明都有   气体生成。
(2)在②中“胜哥”是利用物质的    (选填“物理"或“化学”)性质来进行判别的。
(3)结合①②③实验结果,“胜哥”判断图1硬质玻璃管中反应的化学方程式为   。
31.“胜哥”在实验室研究垃圾分类处理技术。“胜哥”发现,旧电器中含有黑色铜丝网(仅含有铜和氧化铜),设计两种回收铜的方案。
方案甲:通入CO气体并加热;方案乙:加入稀硫酸微热。
(1)“胜哥”利用方案甲装置回收铜,反应一段时间后观察,硬质玻璃管中的实验现象为   。
(2)若采用方案甲将黑色铜丝网完全反应后回收到铜的质量为a,若采用方案乙将同一黑色铜丝网完全反应后回收到铜的质量为b,则a   b(选填“<”、“>”或“=”)。
(3)装置 C处的酒精灯的作用是   。
(4)“胜哥”重新收集16克黑色铜丝网,利用方案甲回收铜,实验结束后测出A装置中固体质量为14.4克,反应的氧化铜质量为   克。
32.如图为模拟炼铁的实验改进装置图(部分夹持仪器略去)。实验步骤如下:Ⅰ.连接好装置,并检查装置的气密性;Ⅱ.装好药品,先通一会儿CO,再点燃酒精喷灯;Ⅲ.实验结束,先撤去酒精喷灯,继续通CO直至玻璃管冷却。
回答下列问题:
(1)实验时A处玻璃管中的现象是   ,该过程体现了CO的   。(选填“氧化性”或“还原性”)
(2)步骤Ⅲ中先撤去酒精喷灯,继续通CO直至玻璃管冷却的目的是   。
(3)盛满石灰水的B装置在此实验中的作用有下列说法:①收集多余的CO ②检验并吸收反应生成的CO2。上述说法中正确的是(  )。
A.只有① B.只有② C.①和②
33.为测定某氧化铜样品的纯度(杂质不与氢气反应),“胜哥”设计了以下实验装置,准确称取15 克干燥样品进行实验。
  装置丙 装置丁
反应前 48.8g 161.2g
反应后 46.5g 163.9g
(1)实验中,甲装置的作用是   。
(2)他通入足量H2,实验过程中准确称取完全反应前后装置丙和丁的质量如表所示:“胜哥”根据装置丁的质量变化进行计算,请帮他求出氧化铜样品的纯度   。
“胜哥”根据装置丙减小的质量是氧化铜中氧元素质量,求得氧化铜样品的纯度76.7%。
(3)比较两种计算结果,请分析导致这一结果的原因可能是____(填字母)。
A.装置的气密性不好
B.空气中的水分被丁处浓硫酸吸收
C.空气中的二氧化碳被丁处浓硫酸吸收
(4)针对结果,对实验装置提出你的一条改进建议:   。
34.如图是进行一氧化碳与氧化铜反应的改进装置。请回答:
(1)图中A装置的名称是   。
(2)实验中利用了CO的   (选填“氧化性”或“还原性”)。
(3)实验中发现试管和烧杯中的饱和澄清石灰水均变浑浊,则烧杯中的澄清石灰水变浑浊的原因是   。
(4)资料1:实验过程中,一氧化碳和氧化铜反应不仅能生成铜,还可能生成中间产物氧化亚铜(红色固体);资料2:氧化亚铜能与稀盐酸(或稀硫酸)反应生成蓝色溶液。
为探究反应生成的红色固体中是否含有氧化亚铜,“胜哥”进一步设计实验方案:待充分反应使黑色粉末全部消失,冷却后取出反应后的样品于试管中, 
 。(请补全实验方案,写出具体的操作方法和判断的依据)
35.“胜哥”用耐强碱的反应管等仪器组装成如图1实验装置,以研究铜酸钠跟 的反应,此反应的化学方程式为: 实验中观察到如下现象:①固体中出现紫红色物质:②试管中无水硫酸铜由白色变为蓝色。
请回答:
(1)若实验过程中包含下列步骤(没有根据操作顺序排列):①停止通H2;②通纯净H2排净装置里空气;③点燃酒精灯加热:④熄灭酒精灯停止加热。正确的操作顺序是    (填序号)。
(2)根据题干中给出的实验现象    (选填“①”或“②”),可直接判断氢气发生了化学变化。
(3)完全反应后,为了测定固体产物中 Cu的质量,要用蒸馏水多次洗涤后晾干,称量。在洗涤环节中判断洗涤干净的操作方法是   。
(4)如图2所示装置,利用铁生锈的原理可以比较准确地测出空气中氧气的含量。 【已知:铜能与空气中氧气、水、二氧化碳反应生成铜绿。化学方程式: 若将此装置中的细铁丝换成足量的细铜丝进行实验,能否比较准确地测出空气中氧气的含量,并说明理由   。
36.某混合气体X由 (水蒸气)中的两种或两种以上组成,“胜哥”为确定该气体成分进行了如下探究(假设每步反应均完全)。
请回答:
(1)若加热前往图甲 B装置中直接通入混合气体,则混合气体成分中能被直接检验确定有无的气体是   。
(2)在图甲B装置前的虚线框内增加一个图乙A装置后进行实验,出现的现象是:A中溶液变浑浊,B中黑色粉末变红色,C中白色粉末变蓝,D中溶液变浑浊。
①图乙 A装置在实验中的作用是   。
②实验中能证明CO存在的证据是   。
(3)若要实现对四种气体的全部检验,对图乙、图甲合成后的装置还需要进一步改进,请你提出改进建议   。
37.“胜哥”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,“胜哥”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)
四、综合题
38.现代人类属于“智人”,起源于20万年前的非洲,目前全球人口达到78亿。身体并不强壮的人类,为何会在短时间内数量急剧增长?
(1)人类社会经历“石器时代”青铜器时代"和“铁器时代”,可见材料在人类发展过程中发挥重要作用。铜是最先正式使用的金属材料,与石器相比,优点有   。(写出1点即可)
(2)依靠科学的力量,不断激发沉睡的巨大能量是人类变得强大的又一原因。18世纪蒸汽机(如图)的发明,提高了能量的使用效率,使人类步入工业化时代。蒸汽机工作时,能量的转化过程为   。
(3)当然随着人口的急剧增长,也带来了传染病的流行,人类通过发明疫苗、研发抗生素等开启了与传染病的“斗争史”,但期间难免会出现一些认识偏差。某地总人口500万,右表是该地公布的接种新冠疫苗与患新冠轻、重症的数据,据此有人认为,疫苗接种人数越多,患新冠的比例越高!你是否支持这种观点   ,请说出理由   。
某地2022年3月数据 未接种 全程接种
占人口比例 8% 92%
轻症病例 19% 81%
重症病例 26% 74%
39.金属与酸反应会放出热量。为深入研究金属和酸反应的特点,“胜哥”用如图甲所示装置进行实验:在烧瓶中加入0.48克镁和足量的溶质质量分数为的稀盐酸,塞紧瓶塞,利用传感器记录160秒内瓶内气压变化。用等质量的铁和锌重复上述实验,得到相关曲线如图乙。
(1)图乙中,能支持锌比铁活动性强的证据是   。
(2)实验中,若0.48克镁完全反应,至少需要稀盐酸多少克?(镁与盐酸反应的化学方程式为:)
(3)解释镁与稀盐酸反应,0~80秒瓶内气压发生如图乙变化的原因:   。
40.化学反应遵守质量守恒定律,“胜哥”设计实验进行了验证和应用(如图)。请回答:
(1)锥形瓶中盛有 40g质量分数为5%的( 溶液,要与其恰好完全反应,需固体NaOH 多少克
(2)用图1装置进行实验,发现实际使用NaOH 的量小于题(1)计算值就达到了验证质量守恒定律的目的。从实验现象的角度说明用少量NaOH 就可完成验证的理由:   。
(3)如图2所示,在矿泉水瓶中装入水、氧气和铁钉,拧紧瓶盖;保持环境条件不变,一段时间后,发现矿泉水瓶变瘪,但实验前后装置的总质量不变。结合物质变化,解释矿泉水瓶变瘪的原因:   ,
(4)从质量守恒定律的微观角度,将水电解的微观示意图补充完整。
41.“胜哥”通过实验来验证质量守恒定律,装置如图所示。
(1)实验中用40g5%的CuSO4溶液与NaOH溶液反应,全部反应完,需要多少固体 NaOH
(2)在实验操作中,所需NaOH 的量少于(1)中计算的量就能完成目的,请你从实验角度说明少量NaOH就可以完成实验的理由。
(3)如图,在封闭的塑料瓶中加入氧气、水和钉子,一段时间后瓶子变瘪,但实验前后装置总质量不变,请你从物质变化的角度解释瓶子变瘪的原因。
(4)从质量守恒定律的微观角度,将水电解的微观示意图补充完整。
42.许多证据证明全球文明源于华夏。证据之一:明代宋应星所著的《天工开物》中有关“火法”炼锌的记载:“每炉甘石(主要成分是碳酸锌)十斤装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼(反应后生成 CO)垫盛,其底铺薪,发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅(锌)也。”此工艺过程分解模拟如图。(已知:Zn的冶炼温度为904℃,Zn 的沸点为906℃。)请结合图文信息,分析思考,解决问题:
(1)装入原料器之前,将炉甘石敲碎的目的是   。
(2)高温炉内,碳酸锌( 在高温条件下与煤(主要成分是C)发生反应生成 Zn和CO,反应的化学方程式为   。
(3)冷凝器中发生的变化属于   (选填“物理变化”或“化学变化”)。
(4)我国古代冶锌晚于铁和铜,分析说明其中的原因是   。
43.铠甲作为一种军事防护手段有悠久的历史,按材料分历史上出现过皮甲、蒢甲、靑铜甲、铁甲、棉甲等。
(1)藤多数是植物的变态茎,可延伸数十米,因为其木质部内的   粗大,可保证长距离运输营养物质。
(2)皮甲大部分为牛皮,牛皮的这种质地坚韧、厚度适中的性状主要是由   控制的。
(3) “火法炼铜”技术的出现使青铜得以诞生。使用如图装置进行“火法炼铜”,请回答:
①图中乙装置内的浓硫酸的作用是   。
②实验过程中应“先打开甲处分液漏斗活塞”还是“先点燃丙处的酒精灯”,请做出判断,并说明理由:   。
44.“胜哥”对“蜡烛燃烧的产物”进行探究。
【查阅资料】蜡烛的主要成分是石蜡,石蜡由碳、氢两种元素组成。
【做出猜想】蜡烛燃烧的产物是二氧化碳和水。
【实验验证一】
(1)用干冷的小烧杯罩在蜡烛火焰上,观察到   ,证明有水生成。
(2)用涂有饱和石灰水的小烧杯罩在蜡烛火焰上,石灰水变浑浊,证明有二氧化碳生成。
【交流讨论】实验中,“胜哥”观察到一个意外现象:烧杯内壁上有少量黑色物质。
经分析,“胜哥”认为黑色物质是石蜡不充分燃烧生成的   ,由此,他猜想还可能生成了一氧化碳。
为验证是否有一氧化碳生成,“胜哥”设计了如图所示的实验。
(3)【实验验证二】
实验前,“胜哥”先在玻璃管的中部放入一团棉花。将a 端插入蜡烛的焰心。用酒精灯加热b 端的糊状物,一段时间后,观察到黑色物质变成红色,证明蜡烛不充分燃烧有一氧化碳生成。为防止玻璃管中的红色物质又被氧化变成黑色,接下来的操作是   。
45.“波尔多液”是一种保护性的杀菌剂,它是由固体小颗粒悬浮在液体里形成的,具有杀菌谱广、持效期长、病菌不会产生抗药性、对人和畜低毒等特点,是应用历史最长的一种杀菌剂。如图所示是利用废弃铜料(只含有铜和一定量的铁)和石灰石制备“波尔多液”的流程,请回答下列问题。
(1)反应器1中将硫酸以喷淋方式注入的目的是    。
(2)以下关于反应器4中的操作及现象描述,正确的有____
A.溶液逐渐变为悬浊液
B.反应过程中溶液的温度升高
C.需控制石灰乳用量以调节产物成分
D.反应过程中产生大量气泡
(3)该石灰石的纯度为90%,则煅烧 100kg石灰石理论上能产生多少千克的二氧化碳气体
(4)反应器3和反应器4的内壁不能为铁或铝,原因是    。
46.小科为验证铁、铜、锌、银的金属活动性顺序,设计如图1所示三个实验(三种金属均已用砂纸打磨过,其形状和大小相同,稀盐酸的浓度和用量也相同)。
(1)一段时间后,观察到实验B中的现象    。
(2)“胜哥”认为仅仅通过上述实验不足以得出四种金属的活动性顺序,因此在上述实验的基础上,补做了一个实验,装置均如图2所示,且实现了探究目的。
“胜哥”的实验:X是    金属,Y是    溶液。
(3)将表面锈蚀的铁钉放入烧杯中,然后加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸,产生氢气的质量和加入稀盐酸的质量如图所示。生成氢气的质量为多少克
答案
1.C
2.D
3.D
4.B
5.D
6.A
7.B
8.D
9.D
10.D
11.C
12.C
13.A
14.A
15.A
16.B
17.C
18.(1)+2
(2)强
19.(1)过滤
(2)铁和铜
20.(1)吸收瓶内空气中的水分
(2)空气
21.(1)金属材料
(2)效应器
(3)增大接粗面的粗糙程度
22.(1)冷却热饱和溶液/降温结晶
(2)>
(3)2CuO + C2Cu + CO2↑
23.(1)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
(2)氧化性;盐
24.C(或“碳”);+2
25.(1)
(2)-2
(3)铁
26.(1)2Mg+O2 2MgO
(2)二
27.(1)放出
(2)Ca2+
(3)不能
28.(1)H2(或NaOH或H2CO3合理即可)
(2)B;C
29.(1)镁
(2)弱
30.(1)先通入一氧化碳,排尽装置内的空气;CO2
(2)物理
(3)CO+3Fe2O3 CO2+2Fe3O4
31.(1)黑色固体变红色
(2)>
(3)处理尾气
(4)8
32.(1)红棕色固体变为黑色;还原性
(2)防止灼热的铁被重新氧化成氧化铁
(3)C
33.(1)干燥氢气
(2)80%
(3)B
(4)在丁的后面增加一个盛有碱石灰的干燥管
34.(1)酒精灯
(2)还原性
(3)烧杯中溶液温度上升,氢氧化钙溶解度降低析出固体变浑浊
(4)加入足量的稀硫酸(或稀盐酸),若溶液变蓝,则含有氧化亚铜,若不变蓝则不含氧化亚铜
35.(1)②③④①
(2)②
(3)向最后一次洗涤液中滴加酚酞,若不变色,说明已洗净
(4)不能,因为铜不仅吸收氧气,还吸收水和二氧化碳
36.(1)H2O、CO2
(2)检验并除去CO2;D中溶液变浑浊
(3)在A装置前加一个C装置,并在AB装置之间增加一个装有浓硫酸的装置
37.(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;实验最后得到瓶内气压相同,产生气体相同;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
38.(1)良好的延展性(良好的导热性等)
(2)化学能→内能→机械能
(3)否;合理即可
39.(1)相同时间内锌与盐酸反应时增大的气压比铁大
(2)解:设需要盐酸溶质的质量为x
Mg + =
24 73  
0.48克 x  
解得: 克
稀盐酸溶液质量 克
答:需要加入稀盐酸的质量为10克。
(3)0~40秒,镁与盐酸反应生成氢气并放出大量的热,气压快速增大;40~80秒,温度降低,气压下降
40.(1)CuSO4的质量:40g×5%=2g
设需固体 NaOH的质量为x,
答:需固体 NaOH质量1g
(2)因为仅用少量 NaOH 即可观察到蓝色絮状沉淀,说明NaOH与 CuSO4发生了化学反应;天平两边保持平衡,说明反应前后质量相等
(3)铁钉生锈消耗氧气,使瓶内气压小于大气压,大气压将瓶身压瘪
(4)
41.(1)解:设氢氧化钠的质量为x。
解得x=1g。
答:需要氢氧化钠固体的质量为1g。
(2)实验验证的是质量守恒定律,需要测量的是反应前后物质的总质量,与物质是否完全反应无关,所以即使氢氧化钠固体的质量小于计算值,也能完成实验。
(3)铁钉同时与水和空气接触,铁钉生锈,消耗的瓶内的氧气,导致瓶内压强减小,所以瓶子变瘪,铁生锈是化学变化的过程,符合质量守恒定律,所以装置质量不变。
(4)
42.(1)增加反应物接触面积, 加快反应速率
(2)ZnCO3+2CZn+3CO↑
(3)物理变化
(4)锌比铁和铜活泼
43.(1)导管
(2)基因
(3)吸收气体中的水蒸气 (干燥氢气);先打开甲处分液漏斗活塞,因为首先要通入氢气排尽试管内原有的空气,防止加热是爆炸。
44.(1)烧杯内壁有水雾)
(2)炭黑(或碳单质)
(3)先撤去酒精灯,稍后再撤去蜡烛
45.(1)加快反应速率
(2)A;B;C
(3)设二氧化碳的质量为x
CaCO3+ 2HCl= CaCl2+H2O+ CO2↑
100     44
    x
       
,解得x=39.6kg。
(4)铝或铁比铜活泼,会与硫酸铜反应
46.(1)析出银白色固体,溶液由无色变蓝色
(2)铁;硫酸铜
(3)解:铁和稀盐酸反应消耗稀盐酸质量是60g-10g=50g。
设生成氢气质量是x。
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
73 2
50g×14.6% x
解得:x=0.2g。
答:生成氢气质量是0.2g。
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