内容正文:
专题18 金属的化学性质
考向1 金属与氧气、酸的反应
【母题来源】2021年中考贵州安顺卷
【母题题文1】
人类的生产、生活离不开金属材料。金属材料的应用推动了社会发展。
(1)甲同学通过查阅资料知道铜锌合金俗称黄铜,黄铜属于 _____(填“混合物”或“纯净物”)。用黄铜作为建党100周年颁发的“光荣在党50年”纪念章的制作材料,利用了黄铜的 _____优点。
(2)乙同学通过实验研究铁的性质,如图1所示。
①做如图A的实验,未观察到剧烈燃烧、火星四射的现象,其原因可能是 _____(写一条)。
②若B中为稀盐酸,反应的化学方程式为 _____。
③若B中为水,一周后,观察到的现象是 _____。
(3)丙同学通过实验探究镁、锌、铁与稀盐酸的反应。
①镁、锌、铁与稀盐酸的反应都属于 _____反应(填基本反应类型)。
②实验中镁与稀盐酸反应的试管外壁发烫,结合图2分析,镁与稀盐酸反应产生氢气的速率随时间变化的原因 _____。
(4)丁同学通过实验探究镁和铜的活动性
操作
主要现象
结论
镁条表面有红色固体析出
镁条表面有气泡产生
活动性Mg>Cu
丁同学查阅资料获知:配制硫酸铜溶液时,常加入少量硫酸。
(拓展提升)若实验前加入的镁条质量为ag,反应一段时间后过滤,将所得固体洗涤、干燥,称其质量仍为ag。则生成的气体与铜的质量比为 _____。
【答案】
(1)混合物 耐腐蚀,有金属光泽,硬度大
(2)氧气不纯(合理即可)
铁钉生锈
(3)置换反应 t2之前,因为反应放热,温度升高,反应速率加快,t2之后,因为稀盐酸浓度逐渐变小,反应速率逐渐减慢
(4)5:96
【分析】
(1)根据合金的概念和性能上的优点来进行分析;
(2)根据铁与氧气的反应、铁与酸的反应、铁的生锈条件和现象进行分析;
(3)①根据基本反应类型的认识来进行分析;
②根据坐标图像分析可知反应速率刚开始时逐渐增大,一段时间后又逐渐减小,结合反应速率的影响因素来进行分析;
(4)根据化学方程式和题中的数据进行计算。
(1)黄铜是锌-铜合金,属于混合物;黄铜合金具有耐腐蚀的特点,能够长时间保存;
(2)铁丝与氧气反应时,未观察到剧烈燃烧、火星四射的现象,可能是氧气不纯导致的;铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,化学方程式为:
;铁丝与水和空气接触会生锈,若B中为水,一周后,观察到的现象是铁钉表面有红棕色物质产生;
(3)镁、锌、铁与稀盐酸的反应都是一种单质和一种化合物反应生成一种新的单质和一种新的化合物,属于基本反应类型中的置换反应;从坐标图像分析可知反应速率刚开始时逐渐增大,一段时间后又逐渐减小,可能的原因是反应放热,反应开始时速率增大,随着反应进行,稀盐酸浓度逐渐减小,反应速率减慢;
(4)由实验内容可知,该实验过程中Mg和稀硫酸反应生成氢气导致固体质量减少,镁和硫酸铜溶液反应生成硫酸镁和铜导致固体质量增加。因为反应后固体的质量等于反应前固体的质量,可知Mg和稀硫酸反应固体减少的质量,等于Mg和硫酸铜反应固体增加的质量。
设Mg和稀硫酸反应生成氢气的质量为 m(H2),固体减小的质量为 x;
固体减少质量为
;
设Mg和硫酸铜反应生成铜的质量为m(Cu),消耗镁的质量为 y
固体增加的质量为
根据等量关系可知
则生成的气体与铜的质量比为5:96。
【点睛】
本题主要考查物质的性质,解答时要根据物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
【命题意图】
本题考查金属与氧气、酸反应的实验探究等。
【命题方向】
常见金属与氧气反应的现象、方程式的书写;金属与酸反应的规律、现象等。
【得分要点】
1.金属与氧气反应
(1)规律:金属+氧气→金属氧化物
(2)大多数金属都能与氧气反应,但反应的难易程度和剧烈程度不同,主要与金属的活动性有关。
(3)常见金属与氧气的反应
条件
金属
反应的化学方程式
现象
常温下反应
铝
4Al+3O2===2Al2O3
(铝耐腐蚀的原因)
缓慢氧化,放出热量,表面生成一层致密的氧化铝薄膜
点燃或加热
反应
镁
2Mg+O2_2MgO
发出耀眼的白光,放出大量的热,生成白色固体
铁
3Fe+2O2_Fe3O4
剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体
铜
2Cu+O2_2CuO
生成黑色物质
不反应
金
很稳定,高温时也不与氧气反应(“真金不怕火炼”)
结论
铝、镁比较活泼,铁、铜次之,金最不活泼
【特别提醒】①铝的抗腐蚀性能好不是因为其化学性质稳定,而是因为铝在常温下与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜覆盖在铝表面,阻止铝进一步被氧化。②物质与氧气的反应,主要注意反应条件的选择、实验现