1、 中考科学 （通用专用） 专题三 金属与金属材料 考点一 金属材料与金属资源 1.(2020浙江宁波,13,3分)如图为一种自热火锅的构件图。该自热火锅的发热包内有铁粉、铝粉、炭 粉、生石灰等物质,将发热包放到水中,会放出大量的热。有关该自热火锅的说法不合理的是( ) A.生石灰与水反应,会放出大量的热 B.设计出气孔的目的是为了避免使用时盒内气压过高 C.遇水能放出热量的物质都能作为发热包的内容物 D.使用过的发热包即使干燥后也不能重复使用 答案答案 C A项,生石灰与水反应生成了熟石灰,会放出大量的热,合理;B项,设计出气孔,能排出部分水蒸 气,目的是避免使用时盒内气压过高,合理;C项,有
2、些有毒、有腐蚀性物质容易造成伤害事故,不宜用作发 热包的内容物,不合理;D项,使用过的发热包内的物质,已发生了化学变化,性质发生了变化,即使干燥后 也不能重复使用,合理。 2.(2018浙江杭州,10,3分)下图为氢气还原氧化铜的实验装置图,下列有关分析正确的是( ) A.装置中试管口需略向下倾斜,主要是为了利于通入氢气 B.在给试管内药品加热前,需先通氢气排尽试管内的空气 C.待药品完全反应后,需同时撤去酒精灯和通氢气的导管 D.该实验装置也可直接用于一氧化碳还原氧化铜的实验 答案答案 B 为防止反应过程中产生的水倒流,引起试管炸裂,试管口应略向下倾斜,A错误;氢气不纯时加 热,容易发生爆炸
3、,所以加热前,需先通氢气将试管内的空气排尽,B正确;实验完毕,应先熄灭酒精灯,并继 续通入氢气至试管冷却,防止铜重新被氧化,C错误;一氧化碳有毒,不能直接排放到空气中,D错误。 3.(2019浙江杭州,16,3分)有一种古籍里称为鋈的银白色铜合金,是古代云南、四川地区的特产,其主要 成分是铜、锌、镍等金属单质。炼制时需要黑铜矿(主要成分是CuO)、硫化镍矿(主要成分是Ni2S3)等 多种矿物。下列有关说法不正确的是 ( ) A.鋈属于金属材料 B.鋈的样品在足量稀盐酸中能全部溶解 C.Ni2S3中镍元素呈+3价 D.黑铜矿跟木炭共热能生成单质铜 答案答案 B 鋈是银白色铜合金,其主要成分是铜、
4、锌、镍等金属单质,属于金属材料,A正确;鋈的主要成 分是铜、锌、镍等金属单质,铜不能和稀盐酸反应,则鋈的样品不能在足量稀盐酸中全部溶解,B错误; Ni2S3中镍元素呈+3价,C正确;黑铜矿(主要成分是CuO)和木炭共热发生还原反应,能生成单质铜,D正确。 4.(2017浙江杭州,29,8分)小金利用图示装置进行甲、乙对比实验,探究温度对CO和Fe2O3反应的影响(固 定装置略)。 (1)从实验安全角度考虑,图示装置还应采取的改进措施是 。 (2)完全反应后,两组的生成物均为黑色粉末(纯净物),分别用两组生成物进行以下实验: 步骤 操作 甲组现象 乙组现象 1 称量黑色粉末质量/g m1 m2
5、2 取黑色粉末, 用磁铁吸引 能被吸引 能被吸引 3 取黑色粉末, 加入稀盐酸 全部溶解, 有大量气泡 无明显现象 4 取黑色粉末, 加入足量CuSO4溶液 有红色物质生成 无明显现象 甲组的黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式是 。 小金查阅资料后发现Fe3O4在常温下不与稀盐酸、CuSO4溶液反应,故猜想乙组的生成物为Fe3O4。他 又发现m2恰好为 g,这可成为支持上述猜想的新证据。 (3)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响,且均体现出CO的 (填写化学 性质)。 答案答案 (1)在装置末端尖嘴导管处,放置一盏燃着的酒精灯(合理即可) (2)Fe+2HCl FeCl2+H2
6、4.64 (3)还原性和可燃性(写出还原性即可) 解析解析 (1)一氧化碳有毒,从实验安全角度考虑,应添加尾气处理装置。(2)甲组的黑色粉末为铁粉,与 稀盐酸反应的化学方程式是Fe+2HCl FeCl2+H2;若乙组的生成物为Fe3O4,则反应的化学方程式 为CO+3Fe2O3 2Fe3O4+CO2,依据Fe2O3的质量可计算出Fe3O4的质量为4.64 g。(3)甲、乙两组实验说 明温度对CO和Fe2O3的反应有影响,且均体现出CO的可燃性和还原性。 5.(2020浙江杭州,24,4分)北宋张潜在其浸铜要略序一书中对铜的冶炼有如下记载:“山麓有胆泉,土 人汲以浸铁,数日辄类朽木,刮取其屑,锻
7、炼成铜”。 (1)书中提及的“胆泉”为硫酸铜溶液,“浸铁”即将铁放入其中,写出此冶炼铜方法中生成铜的化学方 程式: 。 (2)若“浸铁”前后溶液中存在的离子种类如图所示,其中“”“”“”表示不同种类的离子,则 “”表示 (填写离子符号)。 答案答案 (1)Fe+CuSO4 FeSO4+Cu (2)Fe2+ 解析解析 (1)根据题干信息可知,该反应是湿法冶铜的反应,化学方程式为Fe+CuSO4 FeSO4+Cu;(2)反应 前溶液中存在的离子是Cu2+ 与S;由反应的化学方程式及题图可知,新增的离子为Fe2+。 2- 4 O 考点二 金属的性质与用途 6.(2020浙江绍兴,14,4分)兴趣小组
8、按如图流程进行实验(每步均充分反应)。反应结束后,将烧杯内物质 进行过滤,向滤渣中加入少量稀盐酸,无明显现象。下列说法不正确的是( ) A.由实验可判断出铁、铜、锌的活动性顺序 B.两支试管混合后,固体总质量一定增加 C.滤渣中一定有Cu,一定没有Fe和Zn D.滤液中的溶质一定有FeCl2、ZnCl2和CuCl2 答案答案 D 三种金属的活动性由强到弱的顺序是锌铁铜,在进行实验时,铁不能与氯化锌反应,能与氯 化铜反应生成氯化亚铁和铜,反应结束后,将烧杯内物质进行过滤,向滤渣中加入少量稀盐酸,无明显现 象,说明铁没有剩余。A项,根据铁不能与氯化锌反应,能与氯化铜反应,可以判断出铁、铜、锌的金属
9、活 动性顺序,正确;B项,由于每56份质量的铁能置换出64份质量的铜,所以两支试管混合后,固体总质量一定 增加,正确;C项,由上述分析可知,滤渣中一定有Cu,一定没有Fe和Zn,正确;D项,由上述分析可知,滤液中的 溶质一定有FeCl2、ZnCl2,可能含有CuCl2,错误。故选D。 解题关键解题关键 熟练掌握金属的化学性质、确定能发生的反应是正确解答此类题的关键。 7.(2019浙江宁波,12,3分)将一定量的铜锌混合粉末放入盛有硝酸银溶液的烧杯中,不断搅拌,充分反应后 过滤。向得到的滤渣和滤液中分别加入足量的稀盐酸,均无现象,则滤渣中( ) A.一定有银,可能有铜和锌 B.一定有银,可能有
10、铜,一定没有锌 C.一定有银和铜,可能有锌 D.一定有银和铜,一定没有锌 答案答案 B 金属活动性:锌铜银。锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,当锌反应完后,铜再与硝酸银反 应生成硝酸铜和银。向滤渣和滤液中分别滴加稀盐酸均无明显现象产生,说明滤渣中不含能与稀盐酸 反应的金属,滤液中不含硝酸银。所以滤渣中一定含有银,可能含有铜,一定没有锌。故选B。 8.(2018浙江杭州,19,3分)小金做了如下实验:将4.2克铁粉和4.0克氧化铜粉末均匀混合,然后一次性投入 盛有200克9.8%稀硫酸的大烧杯中。观察到如下现象:立即出现红色固体,前阶段没有明显的气泡产生, 后阶段产生大量无色气泡,充分反应后上层清
11、液呈浅绿色。由此小金作出下列判断,其中不合理的是 ( ) A.“立即出现红色固体”是由于很快发生了如下转化:CuO CuSO4 Cu B.“产生大量无色气泡”是由于发生了如下反应:Fe+H2SO4 FeSO4+H2 C.该实验条件下,硫酸铜比稀硫酸更容易跟铁粉发生反应 D.在不同浓度的硫酸铜和稀硫酸的混合溶液中投入铁粉,都是硫酸铜先跟铁粉反应 答案答案 D 出现红色固体说明生成了铜单质,发生的转化过程为氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜,硫酸 铜与铁粉反应生成铜单质(因为铁的活动性强于铜,所以铁能将铜从硫酸铜溶液中置换出来),A正确;结 合题干分析,铜与稀硫酸不发生反应,能产生气体的化学反应只有铁粉
12、与稀硫酸的反应,B正确;由“立即 出现红色固体,前阶段没有明显的气泡产生,后阶段产生大量无色气泡”可知,铁粉优先和硫酸铜反应,C 正确;D项,题目中没有对应的实验探究,D错误。 9.(2020浙江杭州,28,6分)小金利用图示装置进行“一氧化碳还原氧化铁”及产物检验的实验。实验步 骤如下: 步骤1:连接装置并检查装置的气密性,在确保装置气密性良好的基础上,按图示在各装置中添加药品; 步骤2:缓慢推注射器活塞,利用甲酸(一种无色溶液,溶质为HCOOH)与浓硫酸在80 水浴的条件下制备 一氧化碳(反应原理:HCOOH CO+H2O); 步骤3:待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下后再点燃酒精灯,当
13、W形管右侧弯管处的氧化铁全部变 为黑色时,继续加热2分钟后熄灭酒精灯; 步骤4:撤去酒精灯和盛热水的烧杯,用磁铁吸引黑色物质至W形管左侧弯管处进行固体产物的检验。 (1)进行气密性检查时,可在万用瓶中盛适量水,然后推注射器活塞,当观察到 (填写现象),说明装置气密性良好。 (2)点燃酒精灯前,需要“待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下”的原因是 。 (3)步骤3后,W形管左侧弯管处为反应后得到的稀硫酸,若固体产物全部是铁,步骤4中能观察到的现象是 。 答案答案 (1)万用瓶中的水会进入导管并形成一段稳定的水柱 (2)排尽W形管内的空气,防止点燃酒精灯进行加热时发生爆炸 (3)有气泡产生,固体有
14、溶解,且溶液呈浅绿色(写出有气泡产生即可) 解析解析 (1)可利用装置内外的压强差检验装置气密性;(2)一氧化碳具有可燃性,若一氧化碳和空气混合, 加热时可能发生爆炸,所以点燃酒精灯前,需要排尽W形管内的空气;(3)铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和 氢气,所以步骤4中能观察到的现象是有气泡产生,固体溶解,溶液变成浅绿色。 10.(2019浙江台州,28,9分)金属与酸反应属于放热反应,其反应速率除受反应物的性质影响外,还受温 度、酸的质量分数、固体表面积大小等因素影响。现探究酸质量分数对反应速率的影响,实验室提供 秒表、图甲器材和颗粒均匀的锌粒、铁片、铜片、2%稀盐酸、4%稀盐酸、2%稀硫酸、碎冰
15、、水等药 品。 (1)请选择合适器材和药品,设计实验写出步骤(可配图说明)。 甲 (2)实验结论:其他条件都相同时,酸的质量分数越大,反应越快。图乙是某资料中铁与2%稀硫酸在恒温 条件下,生成氢气体积随时间变化的图像。请根据实验结论,对曲线进行适当的修改,使其更合理。 乙 答案答案 (1)答题要点:检查装置气密性;控制反应恒温进行;药品的选择能体现控制变量;测量因 变量的方法正确;能体现避免实验偶然性;操作步骤顺序合理。 满分示例: 检查气密性;连接试管和广口瓶,往漏斗中加水,液面不持续下降;(只回答“检查装置气密性”也可)。 装药品:在烧杯中加入碎冰和一定量的水,往试管中装入锌粒,把试管放入
16、烧杯内的冰水中,用铁架台 固定,连接好其他装置。 开始反应和测量:打开止水夹,往漏斗中倒入一定量的2%稀盐酸,记录一定时间内量筒中的水量(或 “记录量筒中的水达到一定体积时所需的时间”等合理均可)。 取等量的锌粒与4%稀盐酸进行反应,重复上述实验。 用铁片代替锌粒,重复上述实验(或“多次实验”等能体现避免实验偶然性的均可) (如把第步骤改为一次实验,通过比较每隔一定时间量筒中水的体积,以判断产生气体的速度等合理 均可) (2)如图(画图要求:能体现氢气产生的速率是先快后慢,最后不变且与虚线相平)。 解析解析 (2)随着酸浓度的减小,产生氢气的速率会逐渐变慢,直至不变。 考点一 金属材料与金属资
17、源 1.(2020浙江宁波海曙一模,8)纳米铁粉在空气中不易自燃,但稍加热即可剧烈燃烧生成黑色物质,如图是 纳米铁粉在锥形瓶中燃烧的实验,下列说法不正确的是( ) A.实验中观察到气球逐渐膨胀然后缩小 B.激光手电照射为反应提供能量 C.水可防止生成物溅落炸裂瓶底 D.纳米铁粉燃烧的化学方程式为4Fe+3O2 2Fe2O3 答案答案 D A项,纳米铁粉稍加热即可剧烈燃烧,用激光手电照射,纳米铁粉燃烧,放出大量的热,再冷却至 室温,会观察到气球先膨胀后变小,正确;B项,激光手电照射为反应提供能量,正确;C项,该反应放出大量 的热,会使生成物熔化溅落,水可防止生成物溅落炸裂瓶底,正确;D项,纳米铁
18、粉燃烧生成黑色物质四氧化 三铁,反应的化学方程式为3Fe+2O2 Fe3O4,错误。 2.(2019浙江杭州富阳一模,19)某化工厂的废液中含有硝酸银、硝酸铜和硝酸锌。某同学取适量的上述 废液样品,将一定质量的铝粉加入样品中,充分反应后过滤,得到无色滤液和滤渣。下列判断正确的是 ( ) A.滤出的固体中一定含有银,可能含有铜、锌 B.滤出的固体中一定含有银和铜,可能含有锌 C.滤液中一定含有硝酸铝、硝酸锌,一定没有硝酸铜和硝酸银 D.加入铝粉反应后得到滤液的质量大于反应前废液的质量 答案答案 B 向废液中加入一定质量的铝粉,铝优先与硝酸银反应生成硝酸铝和银,当硝酸银完全反应后, 铝再与硝酸铜反
19、应生成硝酸铝和铜,当硝酸铜完全反应后,铝再与硝酸锌反应生成硝酸铝和锌。因反应 后得到无色滤液,则硝酸银、硝酸铜全部反应,而硝酸锌可能反应,则滤出的固体中一定含有银、铜,可能 含有锌,A错误、B正确;滤液中一定含有硝酸铝,一定没有硝酸铜和硝酸银,可能含有硝酸锌,C错误;加入 铝粉反应后得到滤液的质量小于反应前废液的质量,D错误。 3.(2020浙江杭州拱墅一模,29)久置的铜制品表面会有绿色的铜锈,小乐对铜锈展开了如下研究,回答下 列问题。 (1)小乐查阅资料发现,铜锈的成分复杂,主要成分有碱式碳酸铜和碱式氯化铜。考古学家从保护铜制品 的角度出发,将铜锈分为无害锈和有害锈,结构如图所示: 碱式碳
20、酸铜和碱式氯化铜分别属于无害锈和有害锈,解释原因 。 (2)小乐取44.4克纯净的碱式碳酸铜样品,利用图示装置(夹持仪器省略)验证其化学式为Cu2(OH)2CO3。 (已知:碱式碳酸铜受热分解可得到氧化铜、水和二氧化碳;碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的固体混合物) 装置丙的作用是 。 实验前、后均需对装置甲、乙、丙进行称重;当装置甲中固体质量不再减少,对装置甲、乙、丙进行 再次称重前,需打开活塞再次通入足量的N2,其目的是 。 若碱式碳酸铜的化学式为Cu2(OH)2CO3,则装置乙将增重 克。 答案答案 (1)碱式碳酸铜为致密结构,可阻止潮湿空气进入内部进一步腐蚀铜,而碱式氯化铜为疏松结构,潮 湿空
21、气可从空隙进入,将内部的铜进一步腐蚀(合理即可) (2)吸收碱式碳酸铜受热分解生成的二氧化碳气体 使装置中残留的水蒸气和二氧化碳气体被充 分吸收(合理即可) 3.6 解析解析 (2)由于碱石灰能吸收二氧化碳,所以装置丙的作用是吸收二氧化碳。实验前、后均需对装 置甲、乙、丙进行称重;当装置甲中固体质量不再减少,对装置甲、乙、丙进行再次称重前,由于装置内 有残留的水蒸气和二氧化碳,需打开活塞再次通入足量的N2,其目的是将装置内的水蒸气和二氧化碳赶 入乙、丙装置内充分吸收。 设生成水的质量为x。 Cu2(OH)2CO3 2CuO+CO2+H2O 222 18 44.4克 x = 解得x=3.6克,则
22、装置乙将增重3.6克。 222 18 44.4 x 克 应试警示应试警示 本题通过铜锈考查了物质结构决定物质的性质、二氧化碳的性质和根据化学方程式的计算 等知识,综合考查了学生的分析能力和实验探究能力,应加强化学知识的学习,提高应用知识解决问题的 能力。 4.(2019浙江舟山南海实验中学一模,30 节选)框架图有助于知识的梳理和过程的分析。某金属冶炼厂在 生产过程中产生了一定量的含铜废料。化学兴趣小组利用稀硫酸和铁粉分离回收铜,并获得硫酸亚铁 晶体。他们设计如图所示的框架图。查阅资料得知:在通入空气并加热的条件下,铜可与稀硫酸反应转 化为硫酸铜,反应的化学方程式为2Cu+2H2SO4+O22
23、CuSO4+2H2O。 (1)蓝色溶液B中的溶质是 (填化学式)。 (2)硫酸亚铁可用作治疗 (选填“贫血症”“佝偻病”或“糖尿病”)的药物。 答案答案 (1)H2SO4、CuSO4 (2)贫血症 解析解析 (1)向蓝色溶液B中加入过量铁粉有气体生成,说明含有硫酸;溶液为蓝色,说明含有硫酸铜,所以 蓝色溶液B中的溶质的化学式为H2SO4、CuSO4;(2)硫酸亚铁可用作治疗贫血症的药物。 考点二 金属的性质与用途 5.(2020浙江杭州拱墅一模,19)小乐对硝酸银、硝酸铜和硝酸锌的混合溶液进行了图示操作,下列分析正 确的是( ) A.滤渣中的物质为银、铜和铁 B.滤液中的阳离子为Fe3+和Zn
24、2+ C.滤液的质量大于混合溶液的质量 D.向滤液中滴加稀盐酸会出现白色沉淀 答案答案 A 硝酸银、硝酸铜和硝酸锌的混合溶液中加入铁粉,则铁首先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和 银,然后铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜;滤渣中加入稀硫酸有气泡产生,则滤渣中还有铁存在。A项, 滤渣中的物质为银、铜和铁,正确;B项,滤液中的阳离子为Fe2+和Zn2+,错误;C项, Fe+2AgNO3 Fe(NO3)2+2Ag 340 180 Fe+Cu(NO3)2 Fe(NO3)2+Cu 188 180 根据反应的化学方程式以及物质间的质量关系可以看出,溶质质量都减小,故溶液质量减小,即滤液的质 量小于混合溶液的质量,错
25、误;D项,滤渣中含有铁,故滤液中不含有硝酸银,加入盐酸不会产生沉淀,错误。 6.(2019浙江杭州西湖一模,19)用三块相同的铁片进行如下实验。 实验1:取第一块铁片,放入稀硫酸中,产生气泡 实验2:取第二块铁片,放入硫酸铜溶液中,铁片表面有红色物质析出 实验3:取第三块铁片,放入浓硫酸中,无明显现象 对三个实验的分析,正确的是( ) A.实验1的铁片与稀硫酸发生反应,生成硫酸铁和氢气 B.实验2的铁片取出洗净、干燥后称量,其质量比原铁片小 C.实验3的铁片与浓硫酸一定没有发生化学变化 D.实验1和3说明稀硫酸和浓硫酸的化学性质有差异 答案答案 D 实验1的铁片与稀硫酸发生反应,生成硫酸亚铁和
26、氢气,A错误;由于每56份质量的铁与硫酸铜 反应生成了64份质量的铜,所以实验2的铁片取出洗净、干燥后称量,其质量比原铁片大,B错误;浓硫酸 有强氧化性,与铁发生反应,生成了致密的铁的氧化物,C错误;实验1和3说明稀硫酸和浓硫酸的化学性质 有差异,D正确。 7.(2020浙江杭州拱墅一模,36)5G通讯需要大量光纤连接各种基站,在光纤的表面涂布Cu-Al合金层的金 属涂层光纤是其中一种。为测定金属涂层光纤的Cu-Al合金层中铝的质量分数,小乐进行了相关实验,测 得实验数据如表所示: 甲 乙 丙 加入Cu-Al合金层样品粉末的质量(g) 10 10 20 加入稀硫酸的质量(g) 100 50 5
27、0 烧杯中剩余物的质量(g) 109 59 69 (1)实验中Cu-Al合金层样品粉末与稀硫酸恰好完全反应的实验是 (选填“甲”“乙”或 “丙”)。 (2)该Cu-Al合金层样品粉末中铝的质量分数为多少?(写出计算过程) 答案答案 (1)乙 (2)90% 解析解析 (1)由实验甲和实验乙对比,可得知10 g合金样品粉末全部反应生成了1 g氢气,实验乙和实验丙对 比,可得知50 g稀硫酸全部反应生成了1 g氢气。综上所述,实验乙中的两物质恰好完全反应。 (2)设10 g Cu-Al合金层样品粉末中铝的质量为x。 2Al+3H2SO4 Al2(SO4)3+3H2 54 6 x 1 g = x=9
28、g 该合金样品粉末中铝的质量分数=100%=90%。 54 x 6 1 g 9 g 10 g 关键点拨关键点拨 (1)根据表中的数据对比分析Cu-Al合金层样品粉末与稀硫酸恰好完全反应的实验。(2)根据 生成的氢气的质量求出铝的质量,即可求出该合金样品中铝的质量分数。 一、选择题一、选择题(每小题每小题3分分,共共12分分) 1.(2020浙江杭州西湖一模,16)向Cu(NO3)2、Mg(NO3)2、Fe(NO3)2混合溶液中加入一定量的Zn,充分反应 后得到滤渣和无色滤液。下列说法正确的是( ) A.滤渣的组成有3种可能 B.Zn一定过量 C.滤液中一定有Mg(NO3)2和Zn(NO3)2
29、D.反应前后固体质量一定增加 答案答案 C 向Cu(NO3)2、Mg(NO3)2、Fe(NO3)2混合溶液中加入一定量的Zn,充分反应后过滤,得到无色滤 液,说明硝酸铜、硝酸亚铁都已经完全反应,则滤渣中一定含有的金属是反应生成的铜、铁,可能含有锌, 滤液中含有硝酸镁、硝酸锌。A项,滤渣的组成有铜、铁或铜、铁、锌2种可能,错误;B项,无法判断锌是 否过量,错误;C项,经分析,滤液中一定有Mg(NO3)2和Zn(NO3)2,正确;D项,锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和 铜,每65份质量的锌置换出64份质量的铜,固体质量减少,锌和硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁,每65份质量 的锌置换出56份质量的铁,固体质量
30、减少,所以反应后固体的质量减少,错误。 分析思路分析思路 镁比锌活泼,锌比铁活泼,铁比铜活泼,向Cu(NO3)2、Mg(NO3)2、Fe(NO3)2的混合溶液中加入 一定量的Zn时,锌先和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,再和硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁,与硝酸镁不反 应。 2.(2020 5 3改编)某废液中只含有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、Ba(NO3)2三种溶质。为了回收金属、保护环境, 小科设计了如图方案(所加试剂均过量)。下列判断正确的是( ) A.固体a是铜 B.X一定不是Na2SO4 C.溶液B中含有的盐有Ba(NO3)2、NaNO3 D.若回收到12.8 g固体a,则加入的铁屑质
31、量为11.2 g 答案答案 C 根据题意,将过量铁加入到Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、Ba(NO3)2的混合溶液中,铁与Cu(NO3)2反应 生成铜和Fe(NO3)2,故固体a是铜和过量的铁,A错误。溶液A中含有Fe(NO3)2和Ba(NO3)2,NaOH与Fe(NO3)2 反应生成Fe(OH)2沉淀和NaNO3,故沉淀b是Fe(OH)2,溶液B中含有NaNO3、NaOH和Ba(NO3)2;加入X是为 了沉淀钡离子,故X是含有硫酸根离子或碳酸根离子的物质,如Na2SO4、K2SO4、Na2CO3等,B错误,C正 确。固体a是铜和过量的铁,故若回收到12.8 g固体a,则加入的铁屑质量一定
32、大于11.2 g,D错误。 3.(2018浙江宁波海曙一模,15)现有一包由3.2 g铜、13 g锌和2 g碳组成的粉末,放到一定量的AgNO3溶液 中,完全反应后得到的固体中有m种物质,溶液中溶质有n种。下列说法错误的是( ) A.当m=2时,溶液呈蓝色 B.当m=3时,n=1或2 C.若反应后的固体中金属质量为48 g,则m=4 D.反应后固体的质量不可能超过56 g 答案答案 C 当m=2时,反应后的固体组成为银和碳,Cu和Zn全部反应,溶液中含有硝酸铜,呈蓝色,A正确。 当m=3时,反应后的固体组成为银、碳、铜,说明Zn全部反应,铜有剩余,AgNO3反应完全,此时溶液中的 溶质可能是硝
33、酸锌或硝酸锌和硝酸铜,B正确。设铜、锌可置换出的银的质量分别为x、y。 Zn+2AgNO3 2Ag+Zn(NO3)2 65 216 13 g x = x=43.2 g 65 216 13 g x Cu+2AgNO3 2Ag+Cu(NO3)2 64 216 3.2 g y = y=10.8 g 64 216 3.2 g y 当锌完全反应时,反应后的固体中金属的质量为3.2 g+43.2 g=46.4 g,铜完全反应时,反应后的固体中金属 的质量最大,为43.2 g+10.8 g=54 g,当反应后的固体中金属的质量是48 g时,锌完全反应,部分铜参加反应, 即m=3,故C错误。由上述计算分析可知
34、,反应后固体的质量不可能超过54 g+2 g=56 g,故D正确。 知识归纳知识归纳 1.在金属活动性顺序中,排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来(K、 Ca、Na除外)。2.一种金属和多种金属的混合盐溶液反应,最先被置换出来的是最不活泼的金属。 4.(2020浙江台州路桥一模,14)小柯用图甲所示的实验比较Mg、Fe、Cu三种金属的活动性强弱,实验后 他把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,过滤所得溶液中 含有金属离子的可能组成为( ) Mg2+ Mg2+和Fe2+ Mg2+和Cu2+ Mg2+、Fe2+和Cu2+ A. B. C. D
35、. 答案答案 B 由于镁的活动性大于铁,铁不能与硫酸镁反应;铁的活动性大于铜,铁能将铜从其溶液中置换 出来,由题意可知,实验后把两试管中的物质倒入烧杯中(如题图乙),发现烧杯内的红色固体明显增多,说 明乙中的铁已经完全反应,甲中的铁又与硫酸铜发生了反应。若硫酸铜完全反应了,溶液中的阳离子是 Mg2+和Fe2+;若硫酸铜没有完全反应,溶液中的阳离子是Mg2+、Fe2+和Cu2+,故选B。 二、非选择题二、非选择题(共共18分分) 5.(2020浙江杭州西湖一模,29)(5分)已知钙是一种非常活泼的金属,易与氧气、水反应,钙与水反应生成 氢氧化钙和氢气;加热条件下钙与氮气反应生成氮化钙(Ca3N2
36、)。小金设计如图装置制备氮化钙并确定 其组成CaxNy。 (1)连接好装置后检查气密性:关闭活塞K,点燃酒精灯微微加热硬质玻璃管,看到 ,说 明装置气密性良好。 (2)制备氮化钙的操作步骤:打开活塞K通入氮气;点燃酒精灯,进行反应;反应结束后熄灭酒精灯, 再关闭活塞K;拆除装置,提取产物,进行称重。 (3)按上述操作进行实验,若测得硬质玻璃管内产物的质量为4.7克,则xy= 。 (4)若测得实验结果xy=32,产生该误差的原因可能是 (填字母)。 A.钙与氮气未充分反应 B.通入的氮气中含有水蒸气 C.使用的钙部分变质为氧化钙 答案答案 (1)水中有气泡冒出 (2)继续通氮气至玻璃管冷却到室温
37、后 (3)21 (4)A 解析解析 (1)装置内部空气受热膨胀,压强增大,逸出导管,在导管口形成气泡,证明装置气密性良好。(2)酒 精灯熄灭,内部温度降低,压强减小,若不通入氮气,则试管内液体被倒吸入硬质玻璃管中,造成试管炸 裂。(3)钙元素的质量为4克,氮元素的质量为4.7克-4克=0.7克,根据化学式CaxNy可得=,得xy= 21。(4)实验测定结果为32时,说明测定结果中钙元素质量减小,或者氮元素质量增加。A项,钙与氮 气未充分反应,钙元素质量减小,正确;B项,氮气中含有水蒸气,钙与水反应生成了氢气,造成氮气不能充 分吸收,氮元素质量减小,错误;C项,钙部分生成氧化钙,氧化钙不与氮气反
38、应,所以此时增加质量变小,求 得氮元素质量减小,错误。 40 14 x y 4 0.7 克 克 6.(2019浙江衢州,28)(6分)某兴趣小组为探究锡纸中的金属成分(锡纸中以一种金属为主,其他成分对实 验无干扰),开展了以下探究活动。 【提出问题】锡纸中的金属是什么? 【建立猜想】根据锡纸有银白色金属光泽,并结合金属活动性、价格等因素,猜想其中的金属可能是 锌、铁、铝、锡中的一种。 【探究过程】 步骤 活动内容 收集证据 分析并得出结论 步骤一 查阅资料:金属锌在 室温下很脆 取锡纸反复折叠 锡纸未破损 锡纸中金属不是锌 步骤二 用磁铁靠近锡纸 锡纸没有被磁铁吸引 锡纸中金属不是 步骤三 取
39、锡纸条放入浓度 为20%的盐酸中除去可 能存在的氧化膜。当 观察到 现象时,取出锡纸 条并用蒸馏水清洗 将处理过的锡纸条 放入试管中,加入饱和 硫酸锌溶液,静置观察 中锡纸条表面无明 显现象 说明锡纸中的金属活 动性比锌弱,则锡纸中 金属不是铝,而是锡 【交流评价】小科对实验结论提出质疑:“无明显现象”并不代表没有发生反应,因为铝与硫酸锌反应 2Al+3ZnSO43Zn+Al2(SO4)3生成的金属锌为银白色,与铝颜色相同,因此无法得出结论。请在不改 变反应原理的前提下运用定量方法完善实验方案,并根据预期结果得出相应结论: 。 【继续探究】运用完善后的方案进行实验,分析实验结果,得出初步结论:
40、锡纸中金属是铝。 答案答案 【探究过程】铁 锡纸表面产生较多气泡(答“锡纸表面产生气泡”也给分) 【交流评价】取一定量锡纸,用盐酸除去可能存在的氧化膜,取出后用蒸馏水清洗并晾干,称得质量记 为m1。将锡纸放入烧杯中,加入一定量饱和ZnSO4溶液浸没锡纸,充分浸泡后,取出锡纸用蒸馏水清洗 并晾干,再次称得锡纸总质量记为m2。如果m2m1,则锡纸中金属为铝;如果m2=m1,则锡纸中金属为锡 (“两次称量”“根据预期结果得出相应结论”各1分,其他合理答案酌情给分) 解析解析 【探究过程】锡纸没有被磁铁吸引,说明锡纸中不含铁;锡纸表面是金属氧化物,与盐酸反应生成 盐和水,没有明显现象,而当氧化膜被除去
41、后,金属单质与盐酸反应会生成盐和氢气,所以当观察到锡纸表 面出现较多气泡时,则说明氧化膜被除尽。【交流评价】首先将除去氧化膜的锡纸洗净、干燥后称量 其质量,然后用饱和硫酸锌溶液浸泡,充分浸泡后,取出锡纸洗净、干燥,再次称量,如果质量增加,则锡纸 中金属是铝;如果质量不变,则锡纸中金属是锡。 7.(2020浙江宁波镇海二模,25)(7分)还原性铁粉中含有少量FexCy,小科同学在老师的指导下进行以下实 验。 资料:Fe、FexCy在加热时与O2反应能生成相应氧化物。 FexCy不与酸反应。 实验1:取29.52 g样品,加入足量稀H2SO4,充分反应后生成1.00 g H2。 实验2:另取29.
42、52 g样品,按下图进行实验(碱石灰的成分为NaOH与CaO的混合物)。 实验后A中固体全部变为红棕色,装置A、B的质量变化如下表。 装置 A B 反应前 300.00 400.00 反应后 m 400.44 (1)装配好装置后,实验前先要 。 (2)装置C的作用是 。 (3)FexCy中,xy= ,表中m的值是 。 答案答案 (1)检查装置的气密性 (2)阻止空气中的水和二氧化碳进入B装置,避免影响实验准确性 (3)52 312.48 解析解析 (1)装配好装置后,实验前先要检查装置的气密性。(2)装置C的作用是防止空气中的水蒸气和二 氧化碳进入B。 (3)设铁的质量为x, Fe+H2SO4
43、 FeSO4+H2 56 2 x 1.00 g =, x=28 g 反应生成二氧化碳质量为400.44 g-400.00 g=0.44 g,碳元素质量为0.44 g=0.12 g,样品中FexCy中铁元 素质量为29.52 g-28 g-0.12 g=1.40 g,FexCy中,xy=52; 设A装置增大质量为y,样品中铁元素质量为29.52 g-0.12 g=29.4 g,由2FeFe2O3可知, 56 x 2 1.00 g 12 44 1.40 g 56 0.12 g 12 2Fe Fe2O3 固体质量增大 112 160 160-112=48 29.4 g y =,y=12.6 g 表中m的值是300.00+12.6-0.12=312.48。 112 29.4 g 48 y 关键点拨关键点拨 (1)有气体参加的反应,应该检查装置气密性。(2)加热条件下铁、FexCy中的铁元素完全转化 为氧化铁,碳元素完全转化为二氧化碳,根据反应的化学方程式及题中数据可以进行相关方面的计算。
