1、 中考化学 （福建专用） 专题四 金属和金属材料 考点一 金属材料 1.(2020河南,6,1分)金属材料在生产、生活中使用广泛。下列金属的用途利用了金属导电性的是 ( ) A.铜制电线 B.铁制铁锅 C.金制项链 D.铝制饮料罐 答案答案 A A项,铜制电线,是利用了铜的导电性;铁制铁锅,是利用了铁的导热性;金制项链,是利用金的化 学性质稳定且有金属光泽的性质;铝制饮料罐,是利用了铝的延展性。故选A。 2.(2016福建龙岩,15节选).“圆珠”制作要求高,不仅要光滑、圆整,而且直径不能超过510-6m的误 差。 (3)圆珠笔书写时,“圆珠”与纸面摩擦而滚动,将笔芯内油墨带出而留下字迹。好的
2、圆珠笔能写出两公 里长的字,这就需要“圆珠”具有很好的 (填一条性质)。 (4)碳化钨(由碳、钨两种元素组成)是制作“圆珠”的材料。 下图为元素周期表中钨的相关信息。“183.8”指的是相对原子质量,“74”指的是 ; 已知,碳化钨中碳元素的质量分数约为6.13%,则碳化钨的化学式为 。 答案答案 (3)耐磨性 (4)原子序数 WC 解析解析 (3)由题给信息知,好的圆珠笔能写出两公里长的字,说明“圆珠”具有很好的耐磨性。 (4)“74”指的是钨的原子序数;设碳化钨的化学式为WxCy,则100%=6.13%,xy1 1,故碳化钨的化学式为WC。 12 183.812 y xy 3.(2020山
3、东潍坊,24,8分)航空航天技术是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。南京理工大学 陈光教授团队研究成功的“PST高温TiAl合金单晶”大幅度提高了耐高温性能,显著改善了材料塑性, 对于新型轻质高温结构材料的发展和应用具有非常重要的意义。“PST TiAl单晶”实现了高强高塑的 优异结合,持久寿命优于已经成功应用于GEnx发动机的4822合金12个数量级,有望将目前TiAl合金的 使用温度从650750 提高到900 以上,其抗压能力是第四代单晶合金的3倍,有了这种材料技术,中国 也能够制造出世界一流的航空发动机。 (1)关于TiAl合金单晶的说法错误的是 。 A.TiAl合金属于单质 B
4、.“PST TiAl单晶”密度小、耐高温、强度大、可塑性强 C.“PST TiAl单晶”持久寿命明显优于4822合金 D.钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料,医疗上可用来制造人造骨等 (2)工业上常用铝土矿(主要成分为Al2O3,含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝,工艺流程如下。请回答下列问题。 已知:氧化铝与酸、碱都能发生反应; 氧化铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O。 试剂X是 (填“氢氧化钠溶液”或“盐酸”),反应后过滤所得的沉淀是 ; 中反应的化学方程式是 ; 列举产物NaHCO3的一种用途 ; 电解氧化铝的化学方程式是 。 答案答案 (
5、1)A (2)氢氧化钠溶液 Fe2O3(或氧化铁) NaAlO2+CO2+2H2OAl(OH)3+NaHCO3 焙制糕点(或治疗胃酸过多) 2Al2O34Al+3O2 解析解析 (1)TiAl合金属于混合物,故A错误;由题干信息可知,“PST TiAl单晶”是一种新型轻质高温结构 材料,具有高强高塑的特点,持久寿命明显优于4822合金,故B、C正确;钛和钛合金被认为是21世纪的重 要金属材料,医疗上可用来制造人造骨等,故D正确。(2)由题干信息可知,铝土矿中的Al2O3和氢氧化钠 溶液能发生反应,氧化铁和氢氧化钠溶液不反应,故试剂X是氢氧化钠溶液,反应后过滤所得的沉淀为 氧化铁。NaAlO2溶
6、液中通入过量的二氧化碳,反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,化学方程式为 NaA-lO2+CO2+2H2OAl(OH)3+NaHCO3。碳酸氢钠可用来治疗胃酸过多或用于发酵。电解氧化铝 生成铝和氧气,化学方程式为2Al2O34Al+3O2。 采分要点采分要点 本题得分的要点在于熟悉每一步反应的反应物和生成物,并且能够正确书写反应的化学方 程式。 易错警示易错警示 本题易错在(2)题,NaAlO2溶液中通入过量的二氧化碳,书写方程式时因为疏忽或不能够判 断水参加反应导致出错。 考点二 金属的化学性质 1.(2020北京,6,1分)下列不能与稀盐酸反应的金属是( ) A.Cu B.Zn C.Al D.
7、Mg 答案答案 A 在金属活动性顺序中,排在氢后面的金属不能与稀盐酸发生置换反应。铜是位于氢后的金 属,不能和稀盐酸发生反应,故选A。 知识拓展知识拓展 金属活动性顺序的应用:金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,金属的活动性越强。在 金属活动性顺序中,位于氢前的金属能够与稀盐酸或稀硫酸发生置换反应生成盐和氢气。在金属活 动性顺序中,位于前面的金属(除K、Ca、Na外)能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。 2.(2016福建福州,8,3分)以下实验能比较出铜和银的金属活动性强弱的是( ) A.测定两种金属的密度 B.铜片放入硝酸银溶液中 C.将两种金属片相互刻画 D.铜片、银片分别放入稀
8、硫酸中 答案答案 B A项,金属的密度与金属的活动性强弱没有关系。C项,两种金属相互刻画,比较的是两种金属 的硬度。D项,在金属活动性顺序中,铜和银都排在氢的后面,放入稀硫酸中都没有现象,不能比较两者的 金属活动性强弱。 易错警示易错警示 两种金属片相互刻画,能比较两种金属的硬度,与金属活动性强弱无关。 思路分析思路分析 根据在金属活动性顺序中,铜排在银的前面进行分析。 3.(2020河南,14,1分)已知镁和铝的相对原子质量之比为89。若镁和铝分别与足量盐酸反应,生成氢气 的质量相等,则参加反应的镁和铝的质量比为( ) A.32 B.43 C.11 D.12 答案答案 B Mg+2HCl M
9、gCl2+H2,2Al+6HCl 2AlCl3+3H2,可以将铝与盐酸反应的化学方程式 看成Al+2HCl AlCl3+H2,由此可见,当产生等质量的氢气时,消耗镁和铝的质量比为Ar(Mg) Ar(Al)=8(9)=43。 2 3 2 3 2 3 2 3 难点突破难点突破 要计算产生等质量氢气时消耗金属的质量比,可将化学方程式中氢气的化学计量数均转化 为“1”进行对比,然后根据镁和铝的相对原子质量之比为89,计算出消耗金属的质量比。 4.(2019北京,21,2分)用粗木棍在涂有蜡的锌板上写“明”“和”两个字,露出下面的锌板。向“明”字 上滴加CuSO4溶液,向“和”字上滴加盐酸。 (1)“明
10、”字上的现象是 。 (2)“和”字上产生气泡,用化学方程式解释: 。 答案答案 (1)有红色固体生成,溶液颜色变浅 (2)Zn+2HCl ZnCl2+H2 解析解析 (1)锌与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸锌溶液,故“明”字上的现象是出现红色固体,溶液颜色变 浅。(2)向“和”字上滴加盐酸,锌与盐酸反应生成氯化锌和氢气,化学方程式为Zn+2HCl ZnCl2+H2。 考点三 金属资源的利用和保护 1.(2017福建,5,3分)下列四支试管中,铁钉锈蚀最快的是 ( ) 答案答案 D 铁与氧气、水同时接触会生锈,盐溶液会加快铁生锈的速度,故选D。 2.(2019福建,14,8分)天工开物中介绍了锌的冶
11、炼方法:把炉甘石(ZnCO3)和煤炭饼装入炼锌罐(如图 所示),泥封,“其底铺薪,发火煅红”“冷定毁罐取出”。(已知:锌的熔点为419 ,沸点为907 ) (1)反应区中,ZnCO3分解生成ZnO和另一种氧化物,反应的化学方程式为 。 C与ZnO发生置换反应得到Zn,反应中化合价升高的元素是 。 (2)冷凝区中,锌由气态转化为液态,理论上该区应控制的温度范围是 。 (3)“冷定”后方能“毁罐”取锌,从化学变化角度解释其原因: 。 答案答案 (8分)(1)ZnCO3 ZnO+CO2 C(或“碳”) (2)419907 (3)防止生成的锌在较高温度下又被氧化成氧化锌(或“2Zn+O2 2ZnO”)
12、 解析解析 (1)碳酸锌分解生成氧化锌和另一种氧化物,根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,所以另一 种氧化物是二氧化碳,反应的化学方程式为ZnCO3 ZnO+CO2;碳与氧化锌发生置换反应生成锌和 碳的氧化物,碳的化合价升高。(2)由于锌的熔点为419 ,沸点为907 ,所以在冷凝区,锌由气态转化为 液态的温度应控制在419907 之间。(3)要等冷却之后才能取出锌是因为在较高温度下,锌如果暴露 在空气中跟氧气接触,会发生氧化反应生成氧化锌。 3.(2016福建厦门,11节选)中国古代文献记载了丰富的化学知识。 (1)我国是最早生产钢铁的国家之一。“百炼成钢”是指将生铁转化成钢,其主要原理
13、是降低生铁中 (填符号)元素的含量。 (2)黑火药是我国的“四大发明”之一,爆炸时发生的主要反应如下,请完成配平(在方框内配上化学计量 数,化学计量数“1”也要写): KNO3+ S+ C K2S+ N2+ CO2。 (3)我国是最早采用湿法冶铜的国家。文献记载“胆铜法”:用铁与“胆水”(含CuSO4)反应获得铜。写 出反应的化学方程式: 。 答案答案 (1)C (2)2 1 3 1 1 3 (3)Fe+CuSO4 FeSO4+Cu 解析解析 (1)生铁比钢的含碳量更高,炼钢主要原理是降低生铁中的含碳量使之转化成钢;(3)湿法冶铜的化 学方程式为Fe+CuSO4 FeSO4+Cu。 4.(20
14、16福建龙岩,15节选)在“化解过剩产能”座谈会上,李克强总理指出:我国钢铁产能过剩,却不具备 生产模具钢、圆珠笔“圆珠”的能力,产业结构极不合理。根据要求回答问题: .模具钢是制造仪器仪表加工模具的特种钢。 (1)生铁和钢属于铁的 。 (2)铁是制造模具钢的原材料。工业炼铁的原理是 (填化学方程式)。 答案答案 (1)合金 (2)3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2(或其他合理答案) 解析解析 (1)生铁和钢都是含碳的铁合金。 (2)工业炼铁是利用一氧化碳的还原性,将铁的氧化物中的铁还原出来。 5.(2020安徽,16,6分)金属防腐是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如
15、下研 究。 【认识铁的腐蚀】 (1)下列环境中的铁制品最容易生锈的是 (填字母序号)。 A.未擦干的铁锅 B.涂油漆的栏杆 C.盛水的不锈钢水杯 (2)铁锈的主要成分是Fe2O3 xH2O,其中铁元素的化合价是 。 【探究铁的腐蚀】 (3)该小组用下图甲装置进行实验,起始时量筒内水面处于50 mL刻度处,之后水面缓慢上升。几天后水 面最终处于约 (填“40”或“10”)mL刻度处,原因是 。 【拓展探究】 (4)小强同学进行如下实验:取铁钉用砂纸打磨,称其质量,按上图乙安装装置,放置3天,再取出铁钉称量。 在不同温度下重复上述实验,得到铁钉质量增加情况如下表。 温度/ 10 20 30 40
16、50 60 70 铁钉质量 增加/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 0.18 小强同学的实验是探究 因素对铁钉腐蚀快慢的影响,结论是 。 注意:若答对第(5)小题奖励3分,化学试卷总分不超过40分。 (5)有同学认为小强的实验未能真实反映50 以后铁钉腐蚀的快慢,理由是50 以后铁钉质量没有变 化。请分析铁钉质量没有变化的原因: ;改进实验方案证明你的分析: 。 答案答案 (1)A (2)+3 (3)40 铁腐蚀消耗O2,且空气中的氧气含量约占1/5 (4)温度 温度越高,铁腐蚀越快(其他合理答案均可) (5)50 以后,试管中的氧气耗尽,铁钉的腐蚀停止(其他合理
17、答案均可) 用容积较大的容器代替装置乙 中的试管,分别在50 、60 ,70 下重复上述实验(其他合理答案均可) 解析解析 (1)未擦干的铁锅同时接触水和氧气,最容易生锈,故选A。(2)设Fe2O3中铁元素的化合价为x,氧元 素的化合价为-2,根据化合物中各元素的化合价代数和为0可得, 2x+(-2)3=0,解得x=+3。 (3)空气中氧气 的体积分数约为1/5,铁锈蚀消耗氧气,氧气被完全消耗,液面上升约50 mL1/5=10 mL,所以液面最终处于 约40 mL刻度处。(4)根据放置3天不同温度下铁钉的质量可知,小强同学探究的是温度对铁钉锈蚀快慢 的影响,随着温度的升高,铁钉的质量增加,说明
18、温度越高,铁钉锈蚀越快。(5)由于实验是在一个封闭的 试管中进行的,若50 以后,氧气被耗尽,铁钉的锈蚀就会停止,铁钉的质量将不再变化,这时实验就不能 真实反映出50 以后铁钉锈蚀的快慢。为了保证氧气在50 以后不被完全消耗,可以用容积较大的容 器代替装置乙中的试管,分别在50 、60 、70 下重复题述实验。 易错警示易错警示 设计实验探究50 、60 、70 下铁钉锈蚀的快慢,要注意控制变量。 教师专用题组 考点一 金属材料 1.(2019河北,3,2分)下列有关金属及合金的说法错误的是 ( ) A.常温下所有的金属都是固体 B.铁制品在潮湿的空气中易生锈 C.生铁和不锈钢都是金属材料 D
19、.铝片表面易生成致密的氧化膜 答案答案 A 金属在常温下大多数呈固态,但汞在常温下呈液态,A错误;铁生锈的条件是同时与水和氧气 接触,故铁在潮湿的空气中易生锈,B正确;生铁和钢都是铁的合金,合金属于金属材料,C正确;铝在常温下 与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝保护膜,故铝制品不易生锈,D正确。 知识拓展知识拓展 生铁和钢都属于铁的合金,二者的主要区别是含碳量的高低,生铁的含碳量较高,为2%4.3%, 钢的含碳量较低,为0.03%2%,钢又分为碳素钢和合金钢。 2.(2020云南,24,7分)金属在生产、生活和社会发展中的应用较为广泛。 (1)铜丝、铝丝常用作导线,是因为它们具有良好的 性。
20、(2)早在明代宋应星所著的天工开物里就对铁器的生产和使用有所记载,到了现代,炼铁技术得到进 一步发展,炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁的反应,请写出该反应的化学方程式: ,该反应 (填“属于”或“不属于”)置换反应。 (3)钢窗表面喷漆不仅美观,而且可有效防止铁与空气中的 接触而生锈。 (4)某同学对含X、Y、铜、银四种金属的混合物进行如下探究,根据实验流程回答下列问题: 四种金属的活动性由强到弱的顺序是 ; 溶液C中所含溶质的成分可能有 种情况。 答案答案 (1)导电 (2)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 不属于 (3)水蒸气和氧气(错填和漏填均不给分) (4)YXCuAg 3 解析解
21、析 (1)性质决定用途,铜丝、铝丝常用作导线,是因为它们具有良好的导电性。(2)置换反应是指一种 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,而反应3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2不符 合置换反应的特征。(3)铁生锈的条件是铁与氧气、水同时接触,所以钢窗表面喷漆防锈的原理是防止 铁与空气中的水、氧气接触。(4)向X、Y、Cu、Ag中加入一定量稀硫酸后,有气体产生,则混合金属 中一定有氢前金属;将混合物过滤,则固体甲中一定含有Cu、Ag;滤液A和过量金属Y反应后,得到固体混 合物乙,说明滤液A中含有X的盐溶液。综合以上分析可得四种金属的活动性由强到弱的顺序为YX CuAg。固体混
22、合物乙中含有X、Y两种金属,且金属活动性YX,加入一定量硝酸银溶液后,有以下 三种可能:金属Y足量时,滤液C中溶质为Y的硝酸盐;金属Y不足量,金属X足量时,滤液C中溶质为Y的硝 酸盐和X的硝酸盐;金属Y、X均不足量时,滤液C中溶质为Y的硝酸盐、X的硝酸盐和硝酸银。 考点二 金属的化学性质 1.(2020湖北黄冈,27,1分)已知金属R和Fe、H活动性强弱关系为FeRH,下列说法正确的是( ) A.金属R放入Zn(NO3)2溶液中,有锌析出 B.金属R放入CuSO4溶液中,金属表面有红色固体析出 C.金属铁(足量)放入R(NO3)2溶液中,溶液变黄色 D.金属铁放入AgNO3溶液中,一段时间后溶
23、液质量变大 答案答案 B 由于活动性:ZnFeR,故金属R放入硝酸锌溶液中不能置换出锌,A错误;由于活动性:RH Cu,故R放入硫酸铜溶液中,可以置换出Cu,B正确;金属铁放入R(NO3)2溶液中,由于活动性:FeR,故铁能置 换出R,同时生成硝酸亚铁,溶液显浅绿色,不是黄色,C错误;金属铁放入硝酸银溶液中,由于金属活动性: FeAg,故铁能置换出银,且每56份质量的铁可以置换出216份质量的银,一段时间后溶液质量变小,D错 误。 2.(2019新疆,10,2分)小明将未打磨的铝片和稀盐酸放入密闭容器中, 用传感器探究反应过程中温度和压 强的变化,如图所示。从图中所获信息不正确的是( ) A.
24、反应过程中有热量放出 B.50 s时,溶液中溶质为AlCl3 C.050 s,发生Al2O3+6HCl 2AlCl3+3H2O反应 D.100140 s,压强减小是因为温度降低 答案答案 B 未打磨的铝片和稀盐酸反应时,铝片表面的氧化铝先与盐酸反应,然后铝与盐酸反应生成氢 气。根据温度时间图可知,随着反应的进行,温度升高,说明反应过程中有热量放出,故A正确;根据压强 时间图可知,前50 s铝片表面的氧化铝先与盐酸反应,50 s时,溶液中的溶质不仅有生成的AlCl3,还有剩 余的HCl,故B不正确;050 s,发生的反应为Al2O3+6HCl 2AlCl3+3H2O,故C正确;根据温度和压强的变
25、 化可知,反应结束后,由于温度降低,压强减小,故D正确。 3.(2019重庆A,19,5分)成功着陆月球背面的“嫦娥四号”探测器使用了多种材料。 (1)探测器上的五星红旗含有一种叫聚酰亚胺的有机高分子材料。该材料属于 (填“金属”或 “合成”)材料。 (2)探测器使用的铝合金硬度比纯铝的硬度 (填“大”或“小”)。 (3)探测器广泛使用了Al、Fe、Cu。利用它们完成如下实验: 将未打磨的铝片放入FeSO4溶液中,没有明显现象 将打磨过的铝片放入FeSO4溶液中,铝片表面有明显变化 将打磨过的铁片放入CuSO4溶液中,铁片表面变红 实验中无现象是因为铝片表面有一层致密的 (填化学式)薄膜。 实
26、验中发生反应的化学方程式为 。 实验中铁片足量,充分反应后溶液变为 色。 答案答案 (5分)(1)合成(1分) (2)大(1分) (3)Al2O3(1分) 2Al+3FeSO4 Al2(SO4)3+3Fe(1分) (浅)绿(1分) 解析解析 (1)聚酰亚胺是有机高分子材料,属于合成材料;(2)铝合金的硬度比纯铝的硬度大;(3)常温下铝可 与空气中的氧气发生反应,其表面被氧化生成一层致密的氧化铝薄膜,氧化铝的化学式为Al2O3;实验中 铝和硫酸亚铁发生反应,生成硫酸铝和铁;将打磨过的足量铁片放入硫酸铜溶液中,铁片表面变红,说 明铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,充分反应后溶液变为浅绿色。 4.
27、(2020吉林,20,6分)北宋沈括编撰的梦溪笔谈中,记录了用CuSO4溶液熬制胆矾的铁釜,使用时间久 了也可以化作铜。 (1)由上述材料分析,Fe比Cu的金属活动性 (填“强”或“弱”)。 (2)如果向足量的CuSO4溶液中加入5.6 g Fe粉,充分反应后,理论上可以得到Cu的质量是多少? 答案答案 (1)强(1分) (2)解:设理论上可以得到Cu的质量为x。 Fe+CuSO4 FeSO4+Cu(2分) 56 64 5.6 g x(1分) =(或=)(1分) x=6.4 g(1分) 答:理论上可得到Cu的质量为6.4 g。 56 5.6 g 64 x 56 64 5.6 g x 解析解析
28、(1)根据铁可以与硫酸铜溶液反应可判断铁与铜金属活动性的强弱。(2)已知铁的质量,根据铁与 硫酸铜反应的化学方程式计算出理论上得到铜的质量。 考点三 金属资源的利用和保护 1.(2019广东,12,2分)探究铁生锈的条件,有利于寻找防止铁制品锈蚀的方法。下列对比实验设计与所探 究的条件(蒸馏水经煮沸并迅速冷却),对应关系正确的是( ) A.甲和乙:水 B.乙和丙:空气 C.甲和丙:空气 D.甲和丁:水 答案答案 D 探究铁生锈的条件要采用控制变量法,通过甲和丁可探究水对铁钉生锈的影响,故选D。 2.(2020吉林,16,3分)化学为5G助力。 (1)承载基站的铁塔表面涂漆,是为了隔绝 和水,从
29、而防止锈蚀。 (2)基站供电系统的导线多为铜线,使用铜是因为它具有延展性和 。 (3)使用人造金刚石薄膜做基体材料,是未来芯片研究的发展方向,金刚石与石墨物理性质有明显差异的 原因是 。 答案答案 (1)氧气(或O2或空气) (2)导电性 (3)碳原子排列方式不同(或原子排列方式不同) 解析解析 (1)铁与氧气、水接触会发生锈蚀,承载基站的铁塔表面涂漆,是为了防止其与空气中的氧气、水 发生反应而生锈。(2)基站供电系统的导线多为铜线,使用铜是因为它具有延展性和导电性。(3)金刚石 与石墨物理性质有明显差异的原因是碳原子排列方式不同。 3.(2020山东青岛,29,6分)回收利用废旧金属具有重要
30、意义。某机械厂金属废料的成分是Zn、Cu、ZnO 和CuO,某化学小组利用该金属废料回收铜并制取氧化锌和硫酸铜。请回答下列问题。 【活动一】回收铜并制取氧化锌,实验方案如下: (1)步骤所得滤液a中溶质的成分是 (填写化学式)。 (2)步骤加入试剂甲的名称是 。 (3)步骤加入适量NaOH溶液的目的是 。 【活动二】利用活动一回收的铜制取硫酸铜,设计方案如下: 方案A:Cu CuO CuSO4 方案B:Cu CuSO4 【信息】Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H2O (4)方案A中氧化铜与稀硫酸反应的化学方程式为 。 (5)小组同学从绿色化学的视角分析方案B不合理,理由是 (写
31、出一条即可)。 答案答案 (1)ZnSO4、CuSO4、H2SO4 (2)稀硫酸 (3)除去过量的稀硫酸,把硫酸锌转化为氢氧化锌 (4)CuO+H2SO4 CuSO4+H2O (5)反应生成二氧化硫,污染空气 解析解析 (1)锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,氧化锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和水,氧化铜和稀硫酸反 应生成硫酸铜和水,还有过量的稀硫酸,所以滤液a中的溶质是ZnSO4、CuSO4、H2SO4。 (2)从题图可知,滤液b的溶质是硫酸锌,滤渣是锌和铜,滤液b和滤液c中加入氢氧化钠溶液反应得到氢氧 化锌沉淀和硫酸钠溶液,说明滤液c的溶质含有硫酸锌,所以试剂甲是稀硫酸。 (3)加入适量NaOH溶
32、液的目的是除去过量的稀硫酸,把硫酸锌转化为氢氧化锌沉淀,用来制取氧化锌。 (4)氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,化学方程式为CuO+H2SO4 CuSO4+H2O。 (5)铜和浓硫酸反应生成的二氧化硫会污染空气。 4.(2018浙江杭州,28,6分)小金为探究铁制品锈蚀的条件,进行如下实验: 步骤1:利用图甲所示装置,将干燥的O2从导管a通入U形管(装置气密性良好,药品如图所示);待U形管内 充满O2后,在导管b处连接一活塞推至底部的注射器,收集20 mL O2后在导管a处连接乳胶管并用止水夹 夹紧,如图乙所示。 步骤2:一段时间后,观察U形管内的铁丝,其现象如表所示。 观察对象 现象 干燥
33、的普通铁丝 没有明显变化 潮湿的普通铁丝 较多红褐色锈斑 潮湿的纯铁丝 没有明显变化 (1)步骤1中,检查U形管内是否已充满O2的方法是 。 (2)铁制品锈蚀的条件之一是需要O2,在此实验中能支持此条件的证据是 。 (3)通过对比实验现象,此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是 。 答案答案 (1)将带火星的木条放置在b导管口,若木条复燃,则证明U形管内已充满O2 (2)观察到注射器活塞向左移动(或注射器内O2体积减少) (3)水分和金属的内部结构 解析解析 (1)因为是从a 口通入氧气,若想知道U形管内是否充满氧气,可在b口处放一带火星的木条;(2)注 射器中有氧气,铁生锈需要氧气参与,故注射器内
34、的压强会减小,现象是活塞向左移动;(3)对比的现 象可知铁生锈除了需要氧气外,还需要水分;对比的现象可知铁制品锈蚀与金属的内部结构有关。 5.(2017陕西A,19,5分)我国每年报废的手机超过1亿部。废旧手机的电路板中含有铝、铁、铜、银、金 等多种金属,随意丢弃既会造成资源浪费,也会污染土壤和水体。化学兴趣小组为回收其中的铜,设计并 进行了如下实验。 已知:Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O;不考虑金、银发生类似反应。 (1)将电路板粉碎成粉末的目的是 。 (2)步骤所得滤液中的溶质除硫酸外,还有 。 (3)步骤中的实验现象是:固体部分溶解, 。 (4)步骤中反应的化学方程式是
35、。 答案答案 (1)增大接触面积,使反应更充分,加快反应速率(答案合理即可) (2)FeSO4和Al2(SO4)3或硫酸亚铁和硫酸铝(只写一种物质或有错不得分) (3)溶液由无色变为蓝色或溶液变为蓝色 (4)Fe+H2SO4 FeSO4+H2 解析解析 (1)将电路板粉碎是为了增大接触面积,和稀硫酸充分反应,加快反应速率;(2)铝和铁可以和稀硫 酸反应生成硫酸铝和硫酸亚铁,所以步骤所得滤液中除硫酸外,还有硫酸亚铁和硫酸铝;(3)由已知信息 知,步骤中铜溶解得到硫酸铜溶液,因此实验现象为固体部分溶解,溶液变为蓝色;(4)步骤得到的滤 渣为铜和过量的铁,步骤中稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气。 易
36、错警示易错警示 铁与稀硫酸的反应属于置换反应,生成的化合物中铁元素显+2价,即铁与稀硫酸反应生成硫 酸亚铁,而不是硫酸铁。 考点一 金属材料 1.(2020福建泉州质检,11)国庆70周年阅兵中,“东风-41”核导弹惊艳亮相。 (1)铝合金是制造导弹外壳的材料之一。铝合金的硬度比纯铝的硬度 (填“大”或“小”)。 (2)钚-239是制造一种核弹的重要原料,钚-239的相关信息如下图所示。 Pu属于 (填“金属”或“非金属”)元素,该元素原子的核外电子数为 。 “239”表示 。 (3)氢元素的一种原子可用于制造氢弹,其原子核内含有1个质子和1个中子,该原子的原子结构示意图为 (填标号)。 A
37、B C (4)高氯酸铵(NH4ClO4)是导弹推进剂的成分之一,其受热分解会生成氯气(Cl2)、水蒸水以及空气中两种 主要气体,该反应的化学方程式为 。 答案答案 (1)大 (2)金属 94 钚原子的相对原子质量 (3)A (4)2NH4ClO4N2+2O2+Cl2+4H2O 解析解析 (1)通常合金比组成它的纯金属硬度更大,故铝合金的硬度比纯铝的硬度大。 (2)钚的元素名称有“钅”字旁属于金属元素,钚原子的核外电子数=质子数=原子序数=94;钚元素 名称下方对应的数字239是钚的相对原子质量。 (3)原子核内有一个质子,则核外有一个电子,因此A是钚原子的原子结构示意图。 (4)高氯酸铵分解生
38、成氯气、水蒸气、氮气和氧气,故生成物有四种。 知识归纳知识归纳 元素的中文名称造字有规律,从它们的偏旁可以知道它们属于哪一类元素,有“钅”字旁的 是金属元素,有“石”字旁的是固态非金属元素,有“气”字头的是气态非金属元素,有“氵”字旁的是 液态非金属元素,只有金属元素汞例外,通常状况下它是液态。 2.(2020福建厦门质检,15)某合金的主要成分为Zn、Fe、Cu,还含有少量这三种金属的氧化物。利用该 合金制成的机械零件废弃物制取高纯度ZnO,其部分工艺流程如下图所示。已知Zn(OH)2溶于NaOH等 强碱溶液形成可溶性盐。回答相关问题: (1)滤渣中一定有 。 (2)加酸溶解废弃物时需要通风
39、并远离火源,其原因是 ,此过程中Zn还能起到除去含 铜化合物的作用,写出该反应的化学方程式 。 (3)图示“除杂”环节中,先将Fe2+转化成Fe3+,再加入NaOH溶液除去含铁化合物,写出除去含铁化合物的 化学方程式: 该反应属于 (填基本反应类型)。 (4)图示中“调节pH”可用NaOH,但不能过量,其原因是 。若这一过程中,用pH试纸测溶液的 酸碱度,其操作方法为 。 答案答案 (1)Cu (2)Zn、Fe与稀硫酸反应产生氢气,氢气与空气混合遇明火易发生爆炸 Zn+CuSO4ZnSO4+Cu (3)6NaOH+Fe2(SO4)33Na2SO4+2Fe(OH)3 复分解反应 (4)Zn(OH
40、)2溶于NaOH溶液 取一小段pH试纸置于表面皿上,用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液滴于pH试 纸中部,待颜色变化稳定后与标准比色卡对照读数 解析解析 (1)向该废弃物中加入稀硫酸后,Zn、Fe和Zn、Fe、Cu的氧化物,都能跟酸反应生成水和可溶于 水的盐,只有铜不能反应,故滤渣中一定有Cu。 (2)由于Zn、Fe能与稀硫酸反应产生氢气,氢气与空气混合遇明火易发生爆炸,故加酸溶解废弃物时需要 通风并远离火源;Zn的金属活动性比Cu强,故能将Cu从其盐溶液中置换出来。 (3)“除杂”环节中,先将Fe2+转化成Fe3+,则溶液中的硫酸亚铁转化成硫酸铁,硫酸铁和氢氧化钠反应生成 红褐色的氢氧化铁沉淀,故
41、硫酸铁和氢氧化钠发生的反应属于复分解反应。 (4)“调节pH”可用NaOH,但由于反应生成的Zn(OH)2会溶于过量的NaOH等强碱溶液形成可溶性盐,会 使得到的产物减少;用pH试纸测溶液的酸碱度时,应取一小段pH试纸置于表面皿上,再用洁净干燥的玻 璃棒蘸取待测液滴于pH试纸中部,待试纸上显示的变色情况稳定后与标准比色卡比对,读出相应的pH。 考点二 金属的化学性质 1.(2020福建宁德质检,14)金属是生活、生产中应用广泛的一类材料。 (1)人类利用铜、铁、铝三种金属的年代存在先后顺序,其原因与下列因素有关的是 。 A.金属在地壳中的含量 B.金属活动性的强弱 C.金属导电性的强弱 (2)
42、古代湿法冶铜常用“胆水”(含可溶性铜盐如:CuSO4)浸没铁片,待充分反应后刮取铁片上的铜粉。 写出铁片与“胆水”反应的化学方程式: 。 (3)铁在空气中锈蚀,是铁与 、 等物质作用的过程。不同铁制品防锈方法有所不 同,其中防止自行车链条生锈可用的方法是 。 (4)钛合金是一种新型金属材料。钛元素在元素周期表中的信息如图所示,钛的相对原子质量是 。TiCl4是“镁热还原法”生产金属钛的原料之一,其中钛元素的化合价是 。 答案答案 (1)B (2)Fe+CuSO4FeSO4+Cu (3)氧气(或空气) 水(或水蒸气) 涂润滑油(或涂防锈油、使用合金链条) (4)47.87 +4 解析解析 (1)
43、人类利用金属的先后顺序跟金属活动性的强弱有关,越早使用的金属往往越不活泼,相对而言 冶炼该金属的工艺难度也越小。(3)铁生锈是铁与空气中的氧气、水共同作用的结果;防锈就是要将铁 制品和空气中的水和氧气隔绝,其中防止自行车链条生锈通常采用涂润滑油的办法,也可以涂防锈油或 者使用合金链条。(4)由钛元素在周期表中的信息可知,钛的相对原子质量为47.87(书写时要注意按表 中的数据填写,保留原来的精确位,不能随意四舍五入);由化学式TiCl4及化合价原则可知,化合物中各元 素正、负化合价代数和为零,TiCl4中氯元素的化合价为-1,则x+4(-1)=0,故钛元素的化合价为+4。 2.(2019福建龙
44、岩一检,17)生活中常用锡纸包装食品。市售的锡纸也称作铝箔、铝箔锡纸。某研究小组 对锡纸中的金属到底是锡还是铝展开了如下探究。 查阅资料:在空气中锡和铝的表面会形成一层致密的氧化膜,从而对金属起到保护作用;四氯化碳不与金 属、水反应,且不溶于水。 【实验1】如图1,在U形管内注入四氯化碳液体,从右侧注入5 mL 20%的盐酸,从左侧注入5 mL 15%的盐 酸,然后将锡纸卷成圆筒状并伸入U形管右侧,观察到锡纸筒表面先有少量气泡,稍后有大量气泡。此时, 将锡纸筒推入四氯化碳层备用(如图2)。 【实验2】取一根粗细与锡纸筒一致的铁钉,用砂纸打磨后放入试管中,倒入5 mL稀盐酸(如图4),同时将 U
45、形管中的锡纸筒推入左侧盐酸中(如图3)。对比观察图3左侧和图4的实验现象。 【实验结论】锡纸中的金属是铝。 (1)“实验1”中,U形管右侧盛装的20%的盐酸的作用是 。 (2)当锡纸筒表面产生大量气泡时,才能把锡纸筒推入四氯化碳层备用的原因是 ,产生大量气泡的化学方程式是 。 (3)图4试管中盐酸的溶质质量分数应为 。 (4)研究小组的同学“对比观察图3左侧和图4的实验现象”,推断出“锡纸中的金属是铝”。你认为该 现象是 ,推断的理由是 。 答案答案 (1)除去锡纸表面的氧化膜 (2)使锡纸筒表面的氧化膜完全除去 2Al+6HCl2AlCl3+3H2 (3)15% (4)图3左侧锡纸筒与盐酸反
46、应比铁钉与盐酸反应更剧烈 铝比铁活泼,而铁又比锡活泼 解析解析 (1)右侧盐酸主要是为了除去锡纸表面的氧化膜;(2)当锡纸筒表面产生大量气泡时,说明锡纸筒表 面的氧化膜已完全除去,此时才能把锡纸筒推入四氯化碳层备用,产生大量气泡的化学方程式为2Al+6HCl 2AlCl3+3H2。(3)研究小组的同学“对比观察图3左侧和图4的实验现象”,故图4试管是与图3 左侧形成对照实验,故图4中盐酸的溶质质量分数需与图3左侧中相同,即为15%;(4)铝比铁活泼,而铁又 比锡活泼,故图3左侧锡纸筒与盐酸反应比铁钉与盐酸反应更剧烈。 3.(2019福建宁德一检,17)天工开物中记载的“倭铅”即是金属锌,说明我
47、国炼锌工艺在明代就已出 现。 探究一 用锌制取氢气 甲同学拟用下图实验装置完成制取氢气和测量生成气体的体积实验: (1)写出锌与稀硫酸反应的化学方程式: 。 (2)装置连接顺序是A D(填字母)。 乙同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率,为此展开 探究。 【设计实验】 在锥形瓶中分别放入足量的、等质量的、颗粒大小相同的锌粒,再向分液漏斗中加入由31.5%的硫酸、 不同体积水、5%的硫酸铜溶液组成的混合液,试剂用量记录如下表: 混合液(试管编号) 31.5%的H2SO4溶液/mL 10 V1 10 10 10 5%的CuSO4溶液/mL 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 蒸馏水/mL 16.4 16.2 16.0 15.8 V2 收集70 mL水所用时间/s 21.20 20.45 19.69 20.49 21.33 探究二 硫酸铜对氢气生成速率的影响 (3)表中的V1= ,V
