2024年中考化学专题训练——金属与氧气反应

2024年中考化学专题训练——金属与氧气反应 一、选择题 1．比较、分类、分析、归纳等都是学习化学的科学方法。下列相关说法中合理的是 A．比较：铝比铁化学性质活泼，所以在空气中铝制品比铁制品更易生锈 B．分类：碱溶液的pH大于7，因为碳酸钠溶液的pH大于7，所以碳酸钠属于碱 C．分析：洗涤剂是利用乳化作用除去油污，汽油除去油污也是利用了乳化作用 D．归纳：化学反应前后，原子的种类、数目均保持不变 2．下列有关事实的解释错误的是 A．金刚石、石墨的物理性质差异大——碳原子的排列方式不同 B．二氧化碳和一氧化碳的化学性质不同——分子的构成不同 C．生铁和钢的性能不同——含碳量不同 D．“真金不怕火炼”——金的熔点高 3．逻辑推理是化学学习中常用的思维方法，下列推理正确的是 A．铁器在空气中易被腐蚀，则铝制品在空气中也易被腐蚀 B．化学变化常伴随能量变化，故化学变化一定会有热量放出 C．点燃可燃性气体前要检验纯度，所以点燃氢气前要先检验其纯度 D．分子是构成物质的微粒，因此物质都是由分子构成的 4．下列有关金属的说法错误的是 A．在潮湿的空气中铁易生锈 B．铝和金都有很好的抗腐蚀性，是因为二者的化学性质都很稳定 C．高炉炼铁的原理是在高温条件下，用一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来 D．向Mg(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2混合液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，滤纸上有Ag、Cu、Fe时，滤液中有Fe2+、Mg2+ 5．物质的用途与性质密切相关，下列说法正确的是 A．银是导电性最好的金属，因此最常用作导线的金属是银 B．干冰易升华吸热，可用作气体肥料 C．铁制栏杆表而常涂“银粉漆”(铝粉)防生锈，由于铝的活动性比铁弱 D．氮气常用作保护气，是由于低常温下氮气的化学性质不活泼 6．除去物质中的少最杂质《括号内为杂质》，拟定实验方案可行的是 A．氮气（氧气）——通过足量均热的炭粉 B．CO2（CO）——点燃 C．Cu粉中（少量的Fe粉）——用磁铁吸引 D．FeSO4溶液（CuSO4）——加入过量的Zn粉，过滤 7．下列实验现象描述正确的是 A．铁在空气中剧烈燃烧，生成黑色四氧化三铁 B．在硫酸铜溶液中加入铁钉，析出红色固体铜单质 C．氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰 D．向一块久置的铝片中加入稀盐酸，立即产生大量气泡 8．为除去下列各物质中混有的少量杂质，采用的相应除杂方案中，正确的是 选项 物质 杂质 除杂方案 A Cu 粉 CuO 在空气中充分加热 B CO2 CO 将混合气体点燃 C 生石灰 石灰石 高温煅烧 D 炭粉 MnO2 加入足量水溶解，过滤，蒸发，干燥 A．A B．B C．C D．D 9．下列实验方案不能达到实验目的的是 选项 实验目的 实验方案 A 鉴别黄铜（铜锌合金）和黄金 加入稀盐酸 B 鉴别空气、二氧化碳、氧气 分别伸入燃着的木条 C 除去碳酸钙中的少量氧化钙 高温煅烧 D 除去氮气中混有的少量氧气 通过灼热的铜粉 A．A B．B C．C D．D 10．如下图所示的四个图像，不能正确反映对应变化关系的是    A．①KMnO4受热分解 B．②在密闭容器中用足量铜粉测定空气中氧气的含量 C．③向等质量的镁粉和锌粉中分别加入足量稀硫酸 D．④一定温度下，向饱和的氯化钠溶液中加入氯化钠固体并搅拌 二、实验题 11．测定空气中氧气含量的原理是：除去一定量空气中的氧气，通过测定剩余气体的体积从而计算出氧气的含量。 (1)从测定原理上考虑，你认为可选择下列物质①炭粉②铜丝③蜡烛④白磷中的 （填序号）与氧气反应。 可用下图实验装置进行测定空气中氧气含量。请完成下列问题： (2)上图中由注射器和硬质玻璃管组成的密闭系统，你认为实验前有没有必要检查装置的气密性，你的回答是 （填“有”、“没有”）。若要检查该装置气密性。你所采用的方法是 ； (3)从安全环保角度考虑，本实验一般选择足量铜丝跟氧气反应。实验开始前注射器的活塞在15mL刻度处，玻璃管的容积是24mL（气球是瘪的）。测定玻璃管容积你采用的是 法（填“直接”、“间接”）。加热时需要用酒精灯火焰的 部分，实验过程中你看到的反应现象是 ，生成物是 ，该反应属于 反应（填“分解”、“化合”）。当看到 现象时停止加热，直至玻璃管冷却。实验过程中要保证其中的氧气充分跟氧气反应，需要进行的操作是 ； (4)装置冷却后，挤出气球内的气体，此时注射器活塞停留在7mL处。通过计算得知该实验测得的空气中氧气所占的体积分数是 %（结果保留一位小数）； (5)请你判断：反应后固体物质的质量 ，密闭系统内气体物质的质量 （以上填“增大”、“减小”或“不变”）。 12．小明在网络中看到镁是航空工业的重要材料，欲通过实验探究镁的性质。 (1)镁条在空气中能直接点燃，说明镁的金属活动性比铁 （填“强”、“弱”）。 (2)小明设计了如下探究实验。 ①取一支试管，放入一根镁条，加入一定量稀盐酸，观察到有无色气体产生，发生反应的化学方程式为 ；将镁条换为铁丝，重复上述操作，可观察到产生气体的速率 （填“变快”、“变慢”或“不变”）。 ②另取一支试管，放入一根镁条，加入一定量硫酸铜溶液，观察到镁条表面有少量气泡产生，且有黑色物质生成。 (3)镁条与硫酸铜溶液反应的现象让小明感到困惑，他去图书馆查到相关资料： 资料1：硫酸铜溶液在配制时加入了少量硫酸； 资料2：当金属粉末颗粒很小时，容易成为黑色；： 资料3：实验过程中发生了一系列复杂的反应，生成的黑色粉末可能是CuO、Cu中的一种或两种。 ①镁条与硫酸铜溶液反应的实验中产生的气体可能为 。 ②小明进一步设计实验确定黑色粉末的成分，请在下表中补全实验方案， 实验操作 实验现象 结论 将黑色粉末过滤、晾干后，分成两份 将其中一份装入硬质玻璃管中，向其中通入CO后，加热，并将生成的气体通入澄清石灰水中 澄清石灰水变浑浊 结论1 将另一份置于坩埚中，称其质量为m1，在空气中加热一段时间后冷却，称其质量为m2 现象1 黑色粉末中含Cu 表中，结论1是 ；现象1是m1 m2（填“大于”、“小于”或“等于”）。 三、计算题 13．在烧杯中加入2.4g久置的铝箔，再滴加稀硫酸，铝箔全部溶解，放出气体的质量与所加稀硫酸质量的关系如图所示，请回答下列问题： (1)产生氢气的质量为______g。 (2)计算2.4g久置的铝箔中金属铝的质量分数(写出计算过程)； (3)实验刚开始没有气泡产生的原因是______，久置的铝箔与稀硫酸恰好完全反应时所得溶液只有一种溶质，这种溶质是______(用化学式填空)，此时溶液质量为______g。 四、填空与简答 14．化学是一门以实验为基础的学科，请回答下列问题。 (1)如图1所示，调节杠杆平衡。加热细铜丝团一段时间后，观察到铜丝变黑，杠杆 (填“左”或“右”)端下沉。 (2)用图2所示装置进行电解水实验。 ①实验中B端为电源 (填“正”或“负”)极。 ②该实验说明水是由 组成的。 (3)用图3实验探究二氧化碳的性质。 ①如图甲所示，通入CO2一段时间后，观察到湿润紫色石蕊试纸变红，原因是 (用化学方程式解释)。 ②如图乙所示，在塑料瓶外点燃高低两支蜡烛，火焰分别与高低两个孔持平。通入CO2一段时间后，观察到 (填“高”或“低”)处蜡烛先熄灭。 15．金属材料广泛应用于生产、生活中。 (1)如图台灯中，铜质插头是利用了金属铜的 性（填“导电”或“导热”）。灯管后面的反光片为铝箔。铝在空气中与氧气反应，生成氧化铝，反应的化学方程式为 。 (2)明代宋应星所著《天工开物》中记载了我国古代炼铁方法。现代工业利用高炉炼铁，其主要反应原理是一氧化碳与氧化铁的反应，该反应的化学方程式为 。 (3)在钢铁表面涂油、刷漆、镀耐磨和耐腐蚀的金属，可以有效的防止钢铁生锈，其原理是 。 16．以金泥（含有Au、CuS、ZnS等）为原料制备金（Au）和Cu的流程如图所示： 查阅资料已知： ①预处理的主要目的是将含硫化合物转化为氧化物。 ②热空气流充分加热的目的是将Cu、Zn转化为氧化物，并完全分离出ZnO烟尘。 ③氧化铜能与稀硫酸发生反应： (1)“预处理”中会产生SO2，若SO2直接排放会导致 。 (2)“过程”产生的固体a中，除CuO外一定还有的物质是 。 (3)“过程Ⅲ”分离Au的操作是 ，加入过量稀硫酸后，所得滤液中含有的主要物质（除水外）有 和 。 (4)“系列过程”中有一步是向滤液中加入过量铁粉，这一步生成气体的化学方程式为 ，该反应属于 反应（填写基本反应类型）。 (5)ZnO烟尘可用NaOH溶液吸收，该反应生成锌酸钠（Na2ZnO2）和H2O。锌酸钠（Na2ZnO2）中锌元素的化合价为 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．D 【详解】A、铝比铁更易与氧气发生化学反应，铝在空气中能与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，防止内部的铝进一步被氧化，因此铝制品抗腐蚀性强，故选项A说法错误； B、碳酸钠是由钠离子与碳酸根离子构成的化合物，属于盐，而不是碱，故选项B说法错误； C、汽油能溶解油污，所以汽油除去油污是利用了溶解原理，故选项C说法错误； D、化学反应前后，原子的种类、数目均保持不变，故选项D说法正确； 故选：D。 2．D 【详解】A、金刚石和石墨都属于碳单质，且由于它们的碳原子排列方式不同，则它们的物理性质差异很大，该选项解释正确； B、二氧化碳和一氧化碳分子构成不同，则它们的化学性质不同，该选项解释正确； C、生铁和钢的含碳量不同，则它们的性能不同，该选项解释正确； D、真金不怕火炼，是因为金在高温条件下也不与氧气反应，该选项解释错误。 故选D。 3．C 【详解】A、铁器在空气中易腐蚀，铝在空气中和氧气常温下反应生成一层致密的氧化铝薄膜，可以阻止铝和空气接触进一步被腐蚀，所以铝在空气中抗腐蚀，推理错误； B、化学变化常伴随能量变化，故化学变化一定会有热量的变化，比如二氧化碳和碳单质在高温下生成一氧化碳，该反应是吸热反应，推理错误； C、点燃可燃性气体前要检验纯度，所以点燃氢气前要先检验其纯度，推理正确； D、构成物质的微粒有分子、原子、离子，不是所有的物质都是由分子构成的，推理错误。 故选C。 4．B 【详解】A、在潮湿的空气中铁易生锈，选项正确； B、铝和金都有很好的抗腐蚀性，是因为金的化学性质都很稳定，而铝常温下与空气中氧气反应生成致密的氧化铝薄膜覆盖在铝表面阻止其进一步氧化，选项错误； C、高炉炼铁的原理是在高温条件下，用一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来，选项正确； D、铁排在镁后，在铜和银前，银最不活泼，因此铁先和硝酸银反应生成银和硝酸亚铁，若铁有剩余再与硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁，根据题意，滤纸上由银，铜铁，说明铁过量，因此硝酸银和硝酸铜完全反应，则滤液中是硝酸亚铁和硝酸镁，阳离子是亚铁离子和镁离子即Fe2+、Mg2+，选项正确； 故选：B 5．D 【详解】A、银是导电性最好的金属，但银较贵，则最常用作导线的金属为铜，而不是银，故选项说法不正确； B、干冰易升华吸热，使周围的温度降低，则可用于人工降雨，故选项说法不正确； C、铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而保护内部的铝不会进一步被氧化，但铝比铁活泼，故选项说法不正确； D、常温下氮气化学性质不活泼，则常用于作保护气，故选项说法正确。 故选D。 6．C 【详解】A、碳能与氧气反应生成二氧化碳，会引入新杂质二氧化碳，该选项方案不可行； B、二氧化碳不可燃也不助燃，则二氧化碳中的一氧化碳无法点燃，该选项方案不可行； C、磁铁可吸引铁，该选项方案可行； D、锌与硫酸铜、硫酸亚铁均能反应，该选项方案不可行。 故选C。 7．C 【详解】A、铁杂空气中不能燃烧，铁在氧气中剧烈燃烧，生成黑色固体，故A错误； B、在硫酸铜溶液中加入铁钉，铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，实验现象为析出红色固体，而“析出红色固体铜单质”是实验结论，而不是实验现象，故B错误； C、氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，故C正确； D、向一块久置的铝片中加入稀盐酸，久置铝片表面有氧化铝，氧化铝先和盐酸反应生成氯化铝和水，氧化铝反应完，铝再和盐酸反应生成氢气，现象是一段时间后产生大量气泡，而不是立即产生大量气泡，故D错误； 故选：C。 8．C 【详解】A、铜加热生成氧化铜，则会除去铜，而不是氧化铜，该选项方案不正确； B、二氧化碳不可燃也不助燃，则二氧化碳中的少量一氧化碳无法点燃，该选项方案不正确； C、生石灰为氧化钙的俗称，石灰石的主要成分为碳酸钙，碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，该选项方案正确； D、碳和二氧化锰均难溶于水，则无法通过溶解过滤的方法除去其中的二氧化锰，该选项方案不正确。 故选C。 9．C 【详解】A、锌能与盐酸反应生成氢气，而金不能与盐酸反应，则能鉴别黄铜和黄金，该选项能达到实验目的； B、燃着的木条在空气中正常燃烧，在二氧化碳中会熄灭，在氧气中燃烧更旺，该选项能达到实验目的； C、碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，则出去了主要物质，该选项不能达到实验目的； D、铜能与氧气反应生成氧化铜，但不能与氮气反应，该选项能达到实验目的。 故选C。 10．A 【详解】A、高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应过程中随着氧气的放出，剩余固体质量不断减小，反应结束后剩余质量不为零，该图像不能正确反映对应变化关系，符合题意； B、铜在空气中加热生成氧化铜，随着反应进行，固体质量增大，一直到氧气耗尽后固体质量不变，该图像能正确反映对应变化关系，不符合题意； C、镁的活动性比锌强，反应速率快，至完全反应所需时间短；根据化学方程式根据化学方程式Mg+ H2SO4 ＝ MgSO4 + H2↑、Zn + H2SO4 ＝ ZnSO4 + H2↑ 可知，每24份质量镁能生成2份质量氢气，每65份质量锌能生成2份质量氢气，等质量镁、锌分别和足量稀硫酸反应，镁生成氢气的质量比锌多，该图像能正确反映对应变化关系，不符合题意； D、一定温度下，向饱和的氯化钠溶液中加入氯化钠固体并搅拌，氯化钠不能再溶解，溶液中溶质的质量保持不变，该图像能正确反映对应变化关系，不符合题意。 故选A。 11．(1)②④ (2) 有 将注射器活塞推动到一定位置后静止，过一会后观察气球体积是否减小 (3) 间接 外焰 红色粉末中有黑色物质出现 氧化铜/CuO 化合 红色粉末不再变黑 不断推拉注射器活塞 (4)20.5 (5) 增大 减小 【分析】根据加热时铜能够消耗空气中的氧气，氧气消耗后，容器中的气压减小，在外界大气压作用下，容器内体积减小，减少的体积即为容器中空气中的氧气体积，进一步可以计算出空气中氧气的含量。 【详解】（1）测空气中氧气的含量的实验原理是在密闭系统内利用铜丝或白磷与氧气反应，消耗氧气造成装置内外压强差，从而观察现象进行分析：测空气中氧气的含量药品的选择从以下几个方面：药品只与空气中的氧气反应，且本身不能是气体且生成物不能是气体，炭粉、蜡烛与氧气反应时生成二氧化碳气体，补充了消耗氧气所占的体积，不能形成内外压强差，所以无法测定，故填②④； （2）有必要检查装置的气密性，若装置漏气，会导致测量结果不准确，若要检查该装置气密性，是将将注射器活塞推动到一定位置后静止，由于气压增大，气球会变大，若过一会后气球大小不变，则装置气密性良好，若气球变小则装置漏气，故填将注射器活塞推动到一定位置后静止，过一会后观察气球体积是否减小，故填：有；将注射器活塞推动到一定位置后静止，过一会后观察气球体积是否减小； （3）测定玻璃管容积是用间接的方法测定，因为玻璃管上没有刻度，直接看不出来容积的大小，所以要用间接方法进行测定；加热时要用酒精灯的外焰加热因为外焰的温度高，加热时红色的铜能与氧气反应生成黑色的氧化铜，反应现象为红色粉末中有黑色物质出现，该反应是化合反应，实验过程中当观察到红色固体不再变黑，说明铜已经氧化为氧化铜，然后停止加热直到玻璃管冷却，交替缓慢推动两个注射器活塞的目的是：使空气中的氧气充分反应；故填：间接；外焰；红色粉末中有黑色物质出现；氧化铜（或CuO）；化合；红色粉末不再变黑；不断推拉注射器活塞； （4）刚开始活塞在15mL刻度处，反应结束冷却后活塞在7mL刻度处，说明铜在加热时消耗氧气为15mL-7mL=8mL,所以空气中氧气所占的体积分数为8mL÷（15mL+24mL）×100﹪≈20.5﹪，故填：20.5； （5）在密闭容器中，是铜与氧气反应生成氧化铜，固体由铜变为氧化铜，质量增加，氧气在反应中被消耗，所以气体质量减少，故填：增大；减少。 【点睛】本题考查可以用来测定空气中氧气含量的物质应该具备的条件是：能和空气中的氧气反应，生成物是固体，不能和空气中的其它物质发生化学反应。 12．(1)强 (2) 变慢 (3) H2/氢气 黑色固体里有CuO粉末 小于 【详解】（1）镁条在空气中能直接点燃，说明镁的金属活动性比铁强，故填：强； （2）镁条与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，反应的化学方程式为，因为在金属活动性顺序中，铁排在镁的后面，因此将镁条换为铁丝，重复上述操作，可观察到产生气体的速率变慢，故填：；变慢； （3）①根据资料，硫酸铜溶液在配制时加入了少量硫酸，因此镁条与硫酸铜溶液反应的实验中产生的气体可能为氢气，故填：氢气或H2； ②根据澄清石灰水变浑浊可知，黑色粉末中含CuO，因为CO与氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊； 根据结论“黑色粉末中含Cu”可知，样品在空气中加热一段时间后生成氧化铜，样品质量会增加，即m1小于m2； 故填：黑色粉末中含CuO；小于。 13．(1)0.2 (2)设生成0.2g氢气需要铝的质量为x， x=1.8g， 2.4g久置的铝箔中金属铝的质量分数为×100%=75%； (3)久置的铝箔表面被氧化，形成一层氧化膜，此氧化膜与硫酸反应生成硫酸铝和水，不产生氢气；Al2(SO4)3；110 【分析】根据铝箔和稀硫酸反应化学方程式，结合题干中的如图所示，看出开始加稀硫酸没产生氢气，当加入9.8g稀硫酸时才产生氢气，说明久置的铝箔表面被氧化，当加稀硫酸的量至107.8g时，铝箔和硫酸恰好完全反应，产生0.2g氢气，再根据所产生氢气的质量求出参加反应的铝的质量，那么题干中的求答问题就会迎刃而解。 【详解】(1)根据铝箔和稀硫酸反应化学方程式，结合题干中的右图所示知道产生氢气的质量是0.2g， (2)设生成0.2g氢气需要铝的质量为x， x=1.8g 2.4g久置的铝箔中金属铝的质量分数为×100%=75%； (3)刚开始滴加稀硫酸没有氢气放出的原因是：久置的铝箔表面被氧化，形成一层氧化膜，此氧化膜与硫酸反应生成硫酸铝和水，不产生氢气；由于铝与硫酸反应生成硫酸铝和氢气，氧化铝和硫酸反应生成硫酸铝和水，所以久置的铝箔与稀硫酸恰好完全反应时所得溶液只有一种溶质为硫酸铝，根据质量守定律可知，此时溶液质量为2.4g+107.8g-0.2g=110g。 【点睛】利用化学方程式进行计算，首先化学方程式要正确，再者相对分子质量要计算正确，才能解出正确的答案。 14．(1)左 (2) 正 氢元素和氧元素 (3) 低 【详解】（1）加热细铜丝团一段时间后，观察到铜丝变黑，是因为铜和氧气反应生成氧化铜，质量增大，故杠杆左端下沉。 （2）①电解水实验中，根据“正氧负氢、氧一氢二”，与B端相连的试管内产生的气体少，为氧气，则实验中B端为电源正极； ②水通电分解生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，则该实验说明水是由氢元素和氧元素组成的。 （3）①如图甲所示，通入CO2一段时间后，观察到湿润紫色石蕊试纸变红，是因为二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸显酸性使紫色石蕊试纸变红，化学方程式为：； ②如图乙所示，在塑料瓶外点燃高低两支蜡烛，火焰分别与高低两个孔持平。由于二氧化碳密度比空气大，不可燃也不助燃，则通入CO2一段时间后，观察到低处蜡烛先熄灭。 15．(1) 导电 (2) (3)隔绝氧气和水蒸气 【详解】（1）铜可作插头，是因为铜具有导电性； 铝在常温下能和氧气反应生成氧化铝，反应的化学方程式为：。 （2）一氧化碳和氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：。 （3）铁和氧气、水共同接触时会生锈，则在钢铁表面涂油、刷漆、镀耐磨和耐腐蚀的金属，能隔绝氧气和水，从而防止钢铁生锈。 16．(1)酸雨 (2)金/Au (3) 过滤 硫酸铜 硫酸 (4) 置换 (5)+2 【详解】（1）二氧化硫溶于雨水中会形成硫酸，导致酸雨。 （2）锌和氧气反应生成氧化锌，铜和氧气反应生成氧化铜，但金不和氧气反应，则固体a中除CuO外，还含有金。 （3）过程Ⅲ将固体和液体分离，则操作为过滤； 氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，则滤液中的溶质有硫酸铜和过滤的硫酸。 （4）“系列过程”中，铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为：； 该反应为一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应。 （5）锌酸钠中，钠元素化合价为+1价，氧元素化合价为-2价，设锌元素化合价为x，根据“化合物中各元素化合价代数和为零”，则（+1）×2+x+（-2）×2=0，解得x=+2。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$