1.7 金属与金属矿物
真题精粹——陕西真题精选及拓展
考向1 金属材料
1.(2024·陕西)关于铝、铁、银三种金属,下列有关说法正确的是 ( )
A.三种金属在空气中均易锈蚀
B.用稀硫酸可以区分三种金属
C.用铁、银和硝酸铝溶液可以验证三种金属的活动性顺序
D.三种金属均是生活中常用导线的制作材料
2.(2024·陕西节选)人类文明的进步,得益于化学的不断发展。
青铜时代:青铜的硬度远比纯铜的 (选填“大”或“小”),因而能够取代石器和陶器,在当时的生产、生活中发挥了重要作用。
3.(2023·陕西节选)(1)曾在央视新闻联播亮相的非物质文化遗产——打铁花,是一种传统的民间焰火表演艺术。其原理是将生铁烧至熔化成为铁水,再将铁水在空中用力击打而形成四处飞溅的耀眼“铁花”。
(1)生铁属于 (选填“单质”或“合金”)。
(2)打铁花在冬季表演更安全,因打开的铁花会迅速降温。这说明金属材料导热的性能 (选填“良好”或“不好”)。
4.(2023·陕西节选)(1)“石榴花”形的西安奥体中心主会场,建造时使用了大量钢铁。钢的硬度比纯铁的 (选填“大”或“小”)。
考向2 金属活动性顺序的判断、验证及探究
5.(2023·陕西)用下列各组物质进行实验,能验证Mg、Ag、Cu三种金属活动性强弱的是 ( )
A.Mg、Ag、Cu、稀硫酸
B.Mg、Ag、CuSO4溶液
C.Ag、Cu、MgCl2溶液
D.Ag、CuCl2溶液、MgSO4溶液
6.(2024·陕西)化学课堂上,老师为同学们演示了下图所示的实验。
(1)铜丝插入AgNO3溶液中一段时间后,观察到的两个现象分别是 ,发生反应的化学方程式是 。
(2)铝丝表面析出红色固体时,试管内溶液中的溶质一定有 。
7.(2023·陕西副题节选)(3)制造地铁、高铁轨道的材料常用锰钢。已知锰的金属活动性比锌的强,要验证Zn、Mn、Fe三种金属的活动性强弱,可以选择三种金属与稀硫酸进行实验,写出Fe与稀硫酸反应的化学方程式: ;还可以选择MnCl2溶液、FeCl2溶液和 进行实验。
8.(2023·陕西)如图所示,将金属X插入烧杯内的AgNO3溶液中,观察到溶液颜色变蓝后取出X,向烧杯内再加入一定量锌粉,振荡后,溶液蓝色逐渐消失。
(1)金属X是 。
(2)加入锌粉,溶液蓝色消失的原因是 (用化学方程式表示)。
(3)实验结束后,烧杯内的溶液中一定 (选填“存在”或“不存在”)AgNO3。
9.(2024·陕西)白铜是铜镍(Ni)合金,某学习小组同学欲利用废弃的白铜回收铜、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的 (选填“强”或“弱”)。查阅资料可知,镍与稀硫酸反应的化学方程式为 。
(2)接下来,同学们设计了如下实验流程回收铜和镍。
流程中,固体A是 ,②中反应的化学方程式是 (只写一个)。
(3)要验证Ni、Zn、Cu的金属活动性顺序,用下列各组试剂进行实验,不能达到实验目的的是
(填字母)。
A.Ni、Zn、Cu、稀盐酸
B.Ni、Cu、ZnSO4溶液
C.Zn、Cu、NiSO4溶液
D.Ni、ZnSO4溶液、CuSO4溶液
考向3 金属的冶炼
10.(2024·陕西)某工业尾气中可能含有H2、CO和CO2中的一种或几种,为检验其成分,小明同学按下图装置进行实验时,观察到黑色固体变红,澄清石灰水变浑浊,由此实验现象得出尾气的组成情况可能有 ( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
考向4 金属的锈蚀与防护
11.(2023·陕西副题节选)(1)骑摩托车时必须佩戴头盔。头盔某些部件连接处的铁质铆钉表面常进行电镀处理,其目的是 ,同时兼顾美观。
12.(2024·陕西)如图所示,将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中,并使部分铁钉露出液面。放置一段时间,出现了锈蚀。下列说法不正确的是 ( )
A.甲、乙中,气体含氧气的体积分数不相等
B.甲中,铁钉在植物油内的部分没有锈蚀
C.乙中,铁钉在水面下的部分锈蚀最严重
D.丙中,导管内上升一段水柱
考向5 金属综合题
13.(2023·陕西)黄金、黄铜(铜锌合金)、黄铁矿(主要成分是FeS2)都是金黄色固体。
(1)将黄铜片和纯铜片相互刻画时,有明显划痕的是 。
(2)将黄铜片放入稀硫酸中,发生反应的化学方程式是 。
(3)工业上用黄铁矿为原料生产硫酸,第一步的反应为4FeS2+11O28X+2Fe2O3,则X的化学式为 。
14.(2023·陕西)金属的发现与使用历史体现了人们对其性质的认识和科技发展的水平。
(1)2023年3月,三星堆遗址再次出土的文物中,黄金面具残片最为引人瞩目,其历经三千年依旧金光灿灿,这是因为金的化学性质非常 。
(2)唐宋时期流行的“湿法炼铜”的原理是铁和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,该反应的化学方程式为 。
(3)《周礼·考工记》中有关将铜、锡以不同比例熔合制成功能各异的青铜器的记载。将铜片和锡片分别伸入稀盐酸中,锡片表面有气泡生成而铜片没有,说明金属活动性锡 (选填“>”或“<”)铜。
15.(2023·陕西副题)同学们利用Fe、稀硫酸、CuO制取单质铜,设计了两种不同方案。
方案一:CuO CuSO4Cu。
方案二:Fe H2Cu。
(1)两种方案中,方案 更加安全节能。
(2)写出两种方案中任意一个置换反应的化学方程式: 。
(3)实际操作时,步骤②需加入过量Fe粉,过滤后再向滤渣中加入足量的稀硫酸。加入足量稀硫酸的目的是 。
16.(2023·陕西)学习小组同学在探究Cu、Al、Ag的活动性顺序时,做了如下两个实验,并由此展开了一系列学习探究活动。
【学习交流】
(1)实验中观察到,甲中铝丝表面附着一层 色固体,乙中溶液颜色变为 色。
(2)通过上述实验 (选填“能”或“不能”)得出三种金属的活动性强弱。
【拓展探究】
上述实验后,同学们想进行废液的处理与回收,于是将甲、乙中的溶液倒入同一只烧杯中,观察到混合溶液(废液)澄清透明。同学们认为应该先确定废液中是否含有未反应完的CuSO4和AgNO3,为此,他们进行了实验并记录如下:
序号 实验操作 实验现象 实验结论
取少量废液于试管中,加入 溶液 无明显现象 废液中没有AgNO3
取少量废液于试管中,加入 产生白色沉淀 废液中含有未反应完的CuSO4
【反思评价】
讨论后大家一致认为实验2所得结论不合理,理由是 (用化学方程式表示)。
【拓展应用】
同学们尝试从废液中回收铜,将过量铝粉加入废液中,充分反应后过滤,滤液中存在的金属阳离子是 (填离子符号)。
17.(2023·陕西)化学兴趣小组为测定某铜锌合金中成分金属的含量,称取10 g样品放入烧杯中,向其中加入100 g稀硫酸,恰好完全反应后,测得烧杯内所有物质的总质量为109.8 g。
请完成下列分析及计算:
(1)反应中共生成气体 g。
(2)计算合金中铜的质量分数。
回归教材 —— 陕西中考核心考点梳理
【单元构建】
一、有关铁的反应
1.写出化学式。甲 ;乙 。
2.写出图中对应标号的化学方程式。
① ;
② ;
③ ;
④ ;
⑤ ;
⑥ ;
⑦ 。
二、有关铜的反应
1.写出化学式。甲 。
2.写出图中对应标号的化学方程式。
①2Cu+O22CuO;
②H2+CuOCu+H2O(或CO+CuOCu+CO2);
③Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag;
④CuO+H2SO4CuSO4+H2O;
⑤ +2NaOHCu(OH)2↓+ 。
【知识清单】
考点1 金属材料 (5年4考)
1.纯金属
2.合金
考点2 金属的化学性质 (5年5考)
1.与氧气反应
2.与酸反应
3.与某些盐溶液反应
4.金属活动性顺序表:
5.判断依据
考点3 金属资源的利用和保护 (5年5考)
1.金属的锈
蚀与防护
2.常见的矿石:赤铁矿(主要成分是 )、磁铁矿(主要成分是 )、铝土矿(主要成分是 )、菱铁矿(主要成分是 )。
3.铁的冶炼
4.保护金属资源的途径
【核心突破】
重难点一、 金属与酸反应的图像题
将质量相等的 A、B、C 三种金属同时放入三份质量分数相同且足量的稀盐酸中,反应生成的 H2 质量与反应时间的关系如图所示,得出结论正确的是(已知 A、B、C 在生成物中均为+2 价) ( )
A.金属的活动性顺序:A>B>C
B.生成H2 的质量:C>B>A
C.相对原子质量:C>B>A
D.消耗稀盐酸的质量:C>B>A
[思维破冰] 图像中曲线的倾斜程度表示金属与酸反应产生氢气的速率,倾斜程度越大,反应速率越快,金属活动性越强,故此题中金属活动性顺序为B>A>C,A错误;“平台”高低表示金属与酸反应生成氢气的多少,“平台”越高,生成氢气的质量越大,故此题中生成氢气的质量为A>B>C,B错误;酸过量,金属的量不足时,产生氢气的质量由金属的质量决定,当金属的化合价相等时,金属的相对原子质量越小,生成氢气的质量越大,故此题中相对原子质量为C>B>A,C正确;因为氢气是由酸产生的,消耗稀盐酸的质量的排序与生成氢气的质量的排序一致,故顺序为A>B>C,D错误。
向质量相等的镁粉和铁粉中分别加入足量等质量、等浓度的稀硫酸,所得H2质量与稀硫酸质量的关系曲线正确的是 ( )
A. B.
C. D.
【归纳总结】 金属与酸反应生成氢气的图像问题的分析方法:
1.当等质量的金属与足量的酸反应时,氢气质量=金属质量×金属的化合价/金属的相对原子质量,因为金属质量相等,所以“金属的化合价/金属的相对原子质量”的值越大(注:Al为+3价),产生氢气越多,即Al>Mg>Fe>Zn。
2.当等质量的酸与足量的金属反应时,酸不足,以酸来计算,与哪种金属及金属质量都无关。如为同种酸且酸的质量、浓度都相等,则产生氢气的量相等。
3.当横坐标的意义不同时,图像也会不同。常见的类型有以下几种(以镁、锌、铁为例):
类型一 等量的金属与足量的稀盐酸反应(氢气与时间的关系图)
1.反应特点:金属消耗完,酸过量。
2.图像:
3.分析:横坐标是时间,金属活动性越强,金属与酸反应得越快,开始时曲线越陡。酸足量,金属完全反应,“化合价/相对原子质量”的值越大,产生的氢气越多,当金属的化合价相等时,金属的相对原子质量越小,生成的氢气越多,“平台”越高。 可简单概括为越陡越活(斜线越陡,金属的活动性越强),越高越小(“平台”越高,金属的相对原子质量越小)。
类型二 等量的金属与足量的稀盐酸反应(氢气与酸的关系图)
1.反应特点:金属消耗完,酸过量。
2.图像:
3.分析:横坐标是酸的质量,开始时,金属过量,酸完全反应,加入等质量的酸产生气体的质量相等,曲线重合。“化合价/相对原子质量”的值越大,最终产生的气体越多。
【易错警示】纵坐标表示产生氢气的质量,当横坐标表示反应时间时,可根据曲线的倾斜程度判断金属活动性顺序,倾斜程度越大,金属的活动性越强;当横坐标表示酸的质量时,则无法判断金属活动性的强弱。
类型三 等量的稀盐酸与足量的金属反应
1.反应特点:酸消耗完,金属过量。
2.图像:
3.分析:横坐标是时间,金属活动性越强,金属与酸反应得越快,曲线越陡,越先将酸消耗完。由于金属足量,酸一定,最终生成氢气的质量相等。
重难点二、 金属活动性顺序的探究
现有X、Y两种金属,如果把X、Y分别放入稀盐酸中,X溶解并产生氢气,Y不反应;如果把Y放入硝酸铜溶液中,无明显现象,则X、Y、Cu的金属活动性强弱顺序是 ( )
A.Cu>X>Y B.X>Cu>Y
C.X>Y>Cu D.Y>X>Cu
[思维破冰] 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,据此进行分析判断。现有X、Y两种金属,如果把X、Y分别放入稀盐酸中,X溶解并产生氢气,Y不反应,说明X的位置排在氢的前面,Y的位置排在氢的后面,即X>H>Y;如果把Y放入硝酸铜溶液中,无明显现象,说明Y的金属活动性比铜弱,即铜>Y。X的位置排在氢的前面,则X、Y、Cu的金属活动性强弱顺序是X>Cu>Y。
向Cu(NO3)2溶液中分别加入金属X、Y,反应一段时间后,X表面有红色物质析出,Y表面无明显变化,则X、Y、Cu三种金属的活动性由强到弱的顺序为 ( )
A.Cu>X>Y B.X>Cu>Y
C.X>Y>Cu D.Y>Cu>X
【归纳总结】 探究金属活动性顺序的解题思路
1.探究两种金属A、B的活动性顺序时,可以通过它们与酸反应的剧烈程度或能否与酸反应加以判断,若A比B反应剧烈或A能反应B不反应,则说明A的金属活动性大于B,反之,说明B的金属活动性大于A(提示:A、B中最多只能有一种金属排在H后);
2.比较三种金属A、B、C(A>B>C)的活动性强弱时,可用的方法有(1)“两边金属中间盐”:选用三种金属中活动性最强( )和最弱的( )两种金属的单质及活动性介于两种金属之间的金属( )的盐溶液作为试剂,将金属A、C分别插入B的盐溶液中,A能置换出B而C不能置换出B,说明金属活动性A>B>C。(2)“中间金属两边盐”:选用三种金属中活动性排在两种金属之间的金属单质( )及另外两种金属(A、C)的盐溶液作为试剂,将金属B分别插入A和C的盐溶液中,B能置换出C但不能置换出A,说明金属活动性A>B>C。
实验探究 —— 学科核心素养提升
【围绕课标】
必做实验7 常见金属的物理性质及化学性质
【实验目的】
1.认识生活中常见金属的物理性质;
2.实验探究金属的化学性质,初步理解金属的活动性强弱。
【实验用品】
实验仪器:酒精灯、坩埚钳、陶土网、烧杯、试管(含橡胶塞)、砂纸、干电池、小灯泡、导线等。
实验试剂:镁条、铁丝、铝片、锌片、铜片、稀硫酸(或稀盐酸)、硫酸铜溶液等。
【实验过程】
1.金属的物理性质
实验步骤 外观(状态、颜色) 硬度 导电性 延展性
(1)观察镁条、铁丝、锌片、铝片和铜片的外观,并测试此金属样品是否容易被折弯、扭断; (2)用打磨好的金属样品和导线连接一节干电池和小灯泡,观察小灯泡是否会发光 打磨后的镁条、铁丝、锌片、铝片均为 色,有金属光泽;铜为 色,有金属光泽
2.金属的化学性质
实验步骤 实验现象 实验原理(化学方程式) 实验结论
(1)用砂纸打磨金属样品,观察外观是否有变化;用 分别夹持一小段打磨后的洁净镁条和铜片,用酒精灯外焰加热;将铁丝在氧气中点燃 铝片表面逐渐变暗,失去光泽 在不同条件下,镁、铝、铁、铜都能与 化合生成
镁条燃烧,发出耀眼的白光,放出热量
铁丝
铜片
(2)另取5支试管,分别加入一小段打磨后的洁净镁条、铝片、锌片、铁丝和铜片,然后分别滴加5 mL 稀硫酸(或稀盐酸),观察现象 镁条表面迅速产生大量气泡 五种金属的活动性由强到弱的顺序为
铝片表面产生气泡较快
锌片表面产生气泡较快
铁丝表面 ,溶液由无色逐渐变为 色
铜片表面没有明显现象 二者不反应
(3)将一段无锈铁丝放入试管中,加入少量硫酸铜溶液 铁丝表面有 析出,溶液由
【实验分析与评价】
1.银的导电性比铜的好,一般情况下不用银制造电线、电缆的原因是 。
2.选择铸造钱币的金属材料需要考虑的因素有 。
3.将一段铁丝放入试管中,加入少量稀盐酸后没有气泡产生,可能的原因是 。
【实验拓展】
在常温下,锌能与稀盐酸(或稀硫酸)发生置换反应生成氢气。氢气的密度比空气的小,难溶于水。请设计一个简便的实验,用锌片与稀硫酸制取氢气。
实验原理
实验装置
收集装置
实验步骤 (1)查:检查装置的气密性; (2)装:将试管(或锥形瓶)横放,用镊子将适量锌片放在试管(或锥形瓶)口,再将试管(或锥形瓶)慢慢竖立起来,再向其中加入适量的稀硫酸; (3)定:将试管(或锥形瓶)固定在铁架台上; (4)收:采用 收集气体
实验结论 锌能置换出稀硫酸中的
【对接中考】
常见实验3 实验室模拟炼铁
【实验目的】通过实验研究冶炼铁的化学原理。
【实验过程】
实验仪器或用品 硬质粗玻璃管、酒精喷灯、酒精灯、导管、橡胶塞、试管、铁架台;白纸、磁铁等
实验试剂 氧化铁粉末、一氧化碳、澄清石灰水等
实验装置
实验原理 在高温条件下,用还原剂一氧化碳将铁从氧化铁中还原出来,反应的化学方程式为
实验步骤 实验现象 实验结论 注意事项
(1)连接装置并检查装置的气密性,在硬质粗玻璃管中,放入少量氧化铁粉末,先通入一氧化碳 — 氧化铁与一氧化碳反应生成了 1.先通入一氧化碳,以排尽装置内的空气; 2.停止加热后,要继续通入一氧化碳直至装置冷却; 3.要对尾气进行处理
(2)点燃酒精喷灯,加热玻璃管中的氧化铁 红棕色粉末变成 ,澄清石灰水
(3)停止加热后,继续通入一氧化碳,直到玻璃管内物质冷却 —
(4)把得到的黑色粉末倒在白纸上观察,并用磁铁吸引
(5)将黑色粉末加入稀盐酸中
【实验分析与评价】
(1)实验开始前应先通入一会儿 ,再点燃 加热,目的是 。
(2)反应结束时应先熄灭酒精喷灯,同时还需继续通入 至温度降低至室温,目的是 ,同时能防止澄清石灰水倒吸入热的玻璃管内,使玻璃管炸裂。
(3)一氧化碳有毒,实验装置中必须要有尾气处理装置。可以在导管末端放一盏 ,将尾气中的一氧化碳点燃(或在导管末端连一个气球,将尾气收集起来),目的是防止一氧化碳污染空气。
【实验拓展】
1.右图是CO还原Fe2O3的微型装置图,利用该实验装置模拟工业炼铁。
(1)该装置的优点有 。
(2)充分加热,a处的现象为 。
(3)b处可以用 检验生成的CO2。
(4)可用 处理尾气中的CO。
2.利用甲酸(HCOOH)与浓硫酸制备CO,并用下图所示实验装置验证CO的有关性质。
已知:HCOOHCO↑+H2O
(1)操作时,先滴加HCOOH再点燃乙处酒精灯,目的是 。
(2)装置丙的作用是 。
(3)装置丁的作用为 。
3.右下图是一氧化碳还原氧化铜的实验装置图:
(1)A处的现象是 ,反应的化学方程式为 ,B处的实验现象是 ,反应的化学方程式为 。
(2)实验开始时,要先 (选填“加热氧化铜”或“通入一氧化碳”),目的是 。
(3)该装置存在的主要问题是 ,改进的具体措施是 。
常见实验4 铁制品锈蚀条件的探究
【实验目的】探究钢铁锈蚀的条件,了解在生产和生活中怎样防止钢铁生锈。
【实验过程】
实验仪器 试管、橡胶塞等
实验试剂 无锈铁钉、生石灰(或无水氯化钙)、食盐水、稀盐酸(或醋酸溶液)、蒸馏水等
实验装置 A B C D E
实验原理 铁与空气中的 、 等物质发生复杂的化学反应,生成铁锈
实验步骤 实验现象 实验结论 注意事项
(1)在试管A中加入少量干燥剂(生石灰或无水氯化钙),再放一团干棉花,把铁钉放在干棉花上,塞紧橡胶塞 一段时间后,试管内铁钉表面无明显变化 铁生锈的条件是 ;稀盐酸、醋酸和氯化钠溶液等物质存在时会 1.铁钉要打磨至无锈后再使用; 2.橡胶塞要塞紧; 3.试管B中要使用煮沸并迅速冷却的蒸馏水
(2)在试管B中注满煮沸并迅速冷却的蒸馏水,使铁钉完全浸没,塞紧橡胶塞 一段时间后,试管内铁钉表面无明显变化
(3)在试管C中加入少量蒸馏水,使铁钉的一半浸没在水中 一段时间后,试管C中铁钉
(4)在试管D中加入稀盐酸或醋酸溶液,浸没铁钉后,倒去溶液 一段时间后,试管D中铁钉严重锈蚀
(5)在试管E中加入少量氯化钠溶液,使铁钉的一半浸没在溶液中 一段时间后,试管E中铁钉
【实验分析与评价】
1.试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”,其目的是 ;由A、B、C的现象可知,铁的锈蚀是铁与 等物质作用的过程。
2.比较C、D或C、E中的现象可得出 。
3.探究铁生锈的条件,有利于寻找防止铁制品锈蚀的方法。请根据铁生锈的条件,提出两条防止铁生锈的建议: 。
【实验拓展】
1.某校化学兴趣小组的同学发现长期露置在空气中的金属M表面会被锈蚀,于是他们一起探究金属M锈蚀的原因。经检测,锈蚀物中除含有M元素外,还含有C、H、O三种元素。甲同学依据锈蚀物的组成元素,推测空气中的 (填化学式)肯定参加了反应,但不能确定空气中的氧气是否参与了反应。为了确认空气中的氧气是否参加反应,设计下图所示系列实验,你认为其中必须要做的对照实验是 (填字母);若观察到 ,则证明氧气参加了反应。
2.为了探究水样的pH、水中溶解氧的浓度与钢铁腐蚀速率的关系,同学们查阅相关文献得到如下资料:
(1)图1表示水样温度为22 ℃、氧含量为6 mL·L-1时,钢铁腐蚀速率与水样pH的关系。当pH<4时,钢铁腐蚀速率明显增大的原因是 。
(2)图2表示温度=22 ℃、pH=7时,钢铁腐蚀速率与水中溶解氧的浓度的关系。当溶解氧的浓度超过20 mL·L-1时,钢铁腐蚀速率明显下降的原因可能是 。
3.U形玻璃管是常见的化学仪器,在实验中应用广泛。借助U形玻璃管探究钢铁锈蚀的条件的装置如图所示:
①一段时间后潮湿的钢丝棉有明显锈迹,干燥的钢丝棉没有锈迹,此现象说明 。
②实验结束时,细心的同学发现浸没在凉开水中的钢丝棉也有少量锈迹,说明本实验有不完善之处。请利用原有装置提出具体的改进方案: 。
答案
真题精粹
1.B 【解析】A.三种金属中铁在空气中易锈蚀,铝在空气中能与氧气反应,在铝表面生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止内部的铝进一步被氧化,具有良好的抗腐蚀性,银的化学性质稳定,在空气中不易锈蚀,故选项说法错误;B.用稀硫酸可以区分三种金属,分别取样,加入稀硫酸,产生气泡较快的是铝,产生气泡较慢的是铁,没有气泡产生的是银,故选项说法正确;C.铁、银均不能与硝酸铝溶液反应,说明了金属活动性铝>铁,铝>银,但无法确定铁和银的活动性强弱,故选项说法错误;D.三种金属中,铝是生活中常用导线的制作材料,银的价格较高,一般不用作导线,铁的电阻较大,易锈蚀,一般不用作导线,故选项说法错误。
2.大
3.(1)合金 (2)良好
4.(1)大
【解析】(1)钢是铁的合金,合金比组成它的纯金属的硬度大、强度高。
5.B
6.(1)铜丝表面有银白色固体析出 ,溶液由无色变为蓝色 Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag (2)Al(NO3)3
【解析】(1)铜和硝酸银反应生成银和硝酸铜,则可观察到铜丝表面有银白色固体析出,溶液由无色变为蓝色;反应的化学方程式为Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag。
(2)若溶液中有硝酸银和硝酸铜,铝先和硝酸银反应生成银和硝酸铝,待硝酸银完全反应后,铝才和硝酸铜反应生成铜和硝酸铝,铜为紫红色,则铝丝表面析出红色固体时,试管内溶液中的溶质一定有硝酸铝,可能含有硝酸铜。
7.(3)Fe+H2SO4FeSO4+H2↑ 锌片
【解析】Fe与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的化学方程式为Fe+H2SO4FeSO4+H2↑;已知锰的金属活动性比锌的强,锌比铁活泼,因此要验证Zn、Mn、Fe三种金属的活动性强弱,可以选择MnCl2溶液、FeCl2溶液和锌片进行实验。
8.(1)铜 (2)Zn+Cu(NO3)2Cu+Zn(NO3)2 (3)不存在
9.(1)弱 Ni+H2SO4NiSO4+H2↑ (2)Cu(或铜) Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑(或Zn+NiSO4Ni+ZnSO4) (3)B
【解析】(1)分析实验现象可知,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,则两种金属的活动性强弱顺序是Zn>Ni。
(2)根据金属活动性顺序,铜排在氢的后面,不与酸发生反应,因此固体A为铜;Ni+H2SO4NiSO4+H2↑,硫酸过量,因此滤液B中含有硫酸和硫酸镍,锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应的化学方程式为Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,锌比镍活泼,可以将镍置换出来,锌与硫酸镍反应生成硫酸锌和镍,反应的化学方程式为Zn+NiSO4Ni+ZnSO4。
(3)A.锌和稀盐酸反应的速率比锌的快,说明锌比镍活泼,铜不能和稀盐酸反应,说明金属活动性锌>镍>铜,该选项能够达到实验目的;B.镍、铜都不能和硫酸锌反应,说明锌最活泼,不能比较镍和铜的金属活动性,该选项不能达到实验目的;C.锌能和硫酸镍反应,说明锌比镍活泼,铜不能和硫酸镍反应,说明金属活动性锌>镍>铜,该选项能够达到实验目的;D.镍不能和硫酸锌反应,说明锌比镍活泼,镍能和硫酸铜反应,说明镍比铜活泼,说明金属活动性锌>镍>铜,该选项能够达到实验目的。
10.D 【解析】黑色固体变红说明含有还原剂一氧化碳或者氢气,澄清石灰水变浑浊说明通过氧化铜后的气体中含有二氧化碳,二氧化碳可能是原来的,也可能是一氧化碳与氧化铜反应生成的,是否含有氢气不能确定,所以尾气的组成有以下情况:①CO;②CO和CO2;③H2、CO;④H2、CO和CO2;⑤H2、CO2。
11.(1)防止锈蚀
12.C 【解析】A.甲中的植物油中没有溶解氧气,且植物油把空气与下面的水隔离,乙中水内会溶解一部分氧气,所以甲、乙中,气体含氧气的体积分数不相等,故A说法正确;B.甲中,铁钉在植物油内的部分没有锈蚀,因为没有与水、氧气接触,故B说法正确;C.乙中,铁钉在水面下的部分锈蚀不严重,在水面与空气接触的部位锈蚀最严重,故C说法错误;D.铁钉生锈消耗了氧气,使乙瓶内气体压强减小,在外界大气压的作用下,右侧导管内液面上升,故D说法正确。
13.(1)纯铜片(或纯铜) (2)Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑ (3)SO2
【解析】(1)黄铜是铜锌合金,合金跟组成它的成分金属相比,硬度更大,所以将黄铜片和纯铜片相互刻画时,纯铜片上有明显的划痕。
(2)黄铜中的锌在金属活动性顺序表中位于氢前,铜位于氢后,所以将黄铜放入稀硫酸中,锌会与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,据此写出化学方程式。
(3)根据化学反应前后元素种类和原子个数均不变,分析如下:
元素种类 Fe S O
反应物中原子个数 4 8 22
已知生成物中原子个数 4 0 6
差值(8X) 0 8 16
X的化学式 SO2
14.(1)稳定 (2)Fe+CuSO4FeSO4+Cu (3)>
【解析】(1)黄金面具经过三千年从潮湿的土中被挖出仍然金光灿灿,说明金的化学性质非常稳定。
(2)湿法炼铜的原理是铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,据此写出反应的化学方程式。
(3)将铜片和锡片分别伸入稀盐酸中,锡片表面有气泡生成而铜片没有,说明锡在金属活动性顺序中位于氢前,铜位于氢后,即金属活动性顺序为锡>铜。
15.(1)一 (2)Fe+CuSO4FeSO4+Cu(或Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,或H2+CuOCu+H2O) (3)除去过量的Fe粉
【解析】(1)方案二中,需要加热,加热时,如果装置中有氢气,容易发生爆炸,因此方案一更加安全节能。
(2)两种方案中的置换反应:铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,加热时氧化铜和氢气反应生成铜和水,反应的化学方程式为Fe+CuSO4FeSO4+Cu、Fe+H2SO4FeSO4+H2↑、H2+CuOCu+H2O。
(3)加入足量稀硫酸的目的是除去过量的Fe粉。
16.【学习交流】(1)红 蓝 (2)能 【拓展探究】氯化钠(或氯化氢,或氯化钾等,合理即可) Ba(NO3)2溶液 【反思评价】Al2(SO4)3+3Ba(NO3)23BaSO4↓+2Al(NO3)3 【拓展应用】Al3+
【解析】【学习交流】(1)铝丝插入硫酸铜溶液中,铝与硫酸铜溶液反应生成硫酸铝和铜,因此可观察到铝丝表面有红色固体附着;铜丝插入硝酸银溶液中,铜与硝酸银溶液反应生成硝酸铜和银,观察到溶液变为蓝色。(2)铝与硫酸铜溶液反应,说明铝的金属活动性大于铜;铜与硝酸银溶液反应,说明铜的金属活动性大于银。因此,可以得出三种金属的活动性顺序由强到弱的顺序为铝>铜>银。
【拓展探究】将甲、乙烧杯中的溶液倒入同一只烧杯,得到澄清透明溶液,溶液中肯定存在硫酸铝和硝酸铜,可能有未反应完的硫酸铜及硝酸银。取少量废液于试管中,滴入一种溶液后,无明显现象,根据废液中无硝酸银的结论,可知加入的溶液中含有氯离子,可以是氯化氢或氯化钠或氯化钾等。
【反思评价】取少量废液于试管中,滴入硝酸钡溶液,产生白色沉淀,不能说明一定含有硫酸铜,因为溶液中的硫酸铝与硝酸钡溶液反应也能生成硫酸钡白色沉淀和硝酸铝,反应的化学方程式是Al2(SO4)3+3Ba(NO3)23BaSO4↓+2Al(NO3)3。
【拓展应用】将过量铝粉加入废液中,铝与硝酸铜溶液及可能存在的硫酸铜溶液会反应生成铜和硝酸铝、硫酸铝,则滤液中存在的金属阳离子是Al3+。
17.(1)0.2
(2)解:设合金中Zn的质量为x。
Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
65 2
x 0.2 g
= x=6.5 g
合金中铜的质量分数为×100%=35%。
答:合金中铜的质量分数为35%。
回归教材
一、1.CuSO4 Fe2O3
2.3Fe+2O2Fe3O4 Fe+H2SO4FeSO4+H2↑ Fe+2HClFeCl2+H2↑ Fe+CuSO4FeSO4+Cu Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
二、1.CuO
2.CuSO4 Na2SO4
考点清单
考点1
1.导电 导热 延展 银白 铜 汞 铝 铁 钙 银
2.大 低 合金的硬度大于组成它们的纯金属 生铁 钢 含碳量不同 人造骨骼
考点2
1.剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出热量,生成白色固体 剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体 铜表面有黑色固体生成 铝能与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜,该薄膜 覆盖在铝表面,保护内部的铝不再被腐蚀
2.剧烈反应,有大量气泡产生 Mg+2HClMgCl2+H2↑(或Mg+H2SO4MgSO4+H2↑) 反应较剧烈,有较多气泡产生 Zn+2HClZnCl2+H2↑(或Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑) 有少量气泡产生,溶液由无色变为浅绿色 Fe+2HClFeCl2+H2↑(或Fe+H2SO4FeSO4+H2↑)
3.铁表面出现红色物质,溶液由蓝色变为浅绿色 Fe+CuSO4FeSO4+Cu 铜表面有银白色固体析出,溶液由无色变为蓝色 Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2 铝表面生成红色固体,溶液由蓝色变为无色 2Al+3CuSO4Al2(SO4)3+3Cu
5.强 氢 前面 后面 强
考点3
1.水 氧气 Fe2O3(或Fe2O3·xH2O) 用稀盐酸(或稀硫酸) Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O[或Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O] 涂油 刷漆
2.Fe2O3 Fe3O4 Al2O3 FeCO3
3.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
核心突破
例题1 C
变式训练 B 【解析】横坐标是酸的质量,开始时,金属过量,酸完全反应,加入等质量的酸产生气体的质量相等,曲线重合;当酸足量时,“化合价/相对原子质量”的值越大,最终产生的氢气越多,故Mg产生的H2多。
例题2 B
变式训练 B
必做实验7 常见金属的物理性质及化学性质
【实验过程】
1.银白 红 较硬 良好 良好
2.(1)坩埚钳 4Al+3O22Al2O3 2Mg+O22MgO 剧烈燃烧、火星四射、放出热量,生成黑色固体 3Fe+2O2Fe3O4 表面变黑 2Cu+O22CuO 氧气 金属氧化物
(2)Mg+H2SO4MgSO4+H2↑(或Mg+2HClMgCl2+H2↑) 2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑(或2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑) Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑(或Zn+2HClZnCl2+H2↑) 产生气泡较慢 浅绿 Fe+H2SO4FeSO4+H2↑(或Fe+2HClFeCl2+H2↑) Mg、Al、Zn、Fe、Cu
(3)红色固体 蓝色变为浅绿色 Fe+CuSO4Cu+FeSO4 铁比铜活泼
【实验分析与评价】
1.银比较昂贵
2.硬度大小、是否耐腐蚀、耐高温、美观等
3.铁丝表面有铁锈
【实验拓展】
Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑ 排水法或向下排气法 氢
常见实验3 实验室模拟炼铁
【实验过程】
3CO+Fe2O32Fe+3CO2 黑色 变浑浊 黑色粉末被磁铁吸引 黑色粉末逐渐消失,溶液中有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色 铁和二氧化碳
【实验分析与评价】(1)一氧化碳 酒精喷灯 排尽装置内的空气,以免加热时发生爆炸
(2)一氧化碳 防止高温下生成的铁再次被氧化
(3)燃着的酒精灯
【实验拓展】
1.(1)操作简单,节约试剂
(2)固体由红棕色变为黑色
(3)澄清石灰水
(4)点燃法(合理即可)
2.(1)排尽装置中的空气,防止加热时引起爆炸
(2)防止澄清石灰水倒吸
(3)检验CO2,收集CO
3.(1)黑色粉末逐渐变为红色 CO+CuOCu+CO2 澄清石灰水变浑浊 CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
(2)通一氧化碳 排尽装置中的空气,防止加热一氧化碳和空气的混合气体引起爆炸
(3)缺少尾气处理装置 在装置的末端放一盏点燃的酒精灯(或在装置的末端接一个气球将尾气收集起来,合理即可)
常见实验4 铁制品锈蚀条件的探究
【实验过程】
氧气 水 锈蚀,且在铁钉与水、空气同时接触的部分锈蚀最严重 严重锈蚀 铁与氧气和水同时接触 加快铁的锈蚀
【实验分析与评价】
1.除去蒸馏水中溶解的氧气且防止氧气再溶于水 水、氧气
2.稀盐酸、醋酸和氯化钠溶液等物质存在时会加快铁的锈蚀
3.在车船表面喷涂油漆、在机械表面涂防锈油(或在脸盆、杯子等表面搪瓷,合理即可)
【实验拓展】
1.CO2、H2O AC A中金属M生锈,C中金属M不生锈
2.(1)钢铁与水样中的氢离子发生了化学反应(合理即可)
(2)钢铁表面生成较致密的氧化膜,阻碍氧气、水与钢铁的接触
3.①钢铁锈蚀需要与水接触 ②在盛有凉开水的U形管两端液面上滴加植物油(合理即可)
