第5章金属的冶炼与利用 素养特训金属的化学性质-2023-2024学年九年级化学沪教版上册

沪教版 九年级上 第5章 金属的冶炼与利用 金属的化学性质 素养特训 【2022·温州】如图所示,两只燃烧匙里装有相同质量的镁粉与锌粉,分别在空气中加热,镁粉和锌粉燃烧。根据燃烧难易及剧烈程度的不同,可推测镁与锌具有不同的(　　) A. 颜色 B. 熔点 C. 金属延展性 D. 金属活动性 1 D 【点拨】 镁粉比锌粉燃烧更剧烈，说明镁的金属活动性比锌强。 2 某化学兴趣小组的同学将光亮的铜片放在酒精灯的外焰灼烧，发现铜片表面变黑。他们对黑色物质的来源产生了兴趣，铜片表面的黑色物质是什么呢？ 【猜想与假设】甲、乙、丙三位同学的猜想如下： 甲：是烟灰； 乙：是氧气与铜反应生成的新物质； 丙：既有烟灰又有氧气与铜反应生成的新物质。 2 3 【查阅资料】 ①酒精不充分燃烧时产生炭黑(即黑烟)。 ②氧气的化学性质比较活泼，在加热条件下能与金属铜反应生成黑色的氧化铜。 【进行实验】实验一：取一支试管，将一小段光亮的铜片放入试管中，用试管夹夹持试管，放在酒精灯的外焰加热。由铜片变黑、试管外表面无黑色物质出现，推知__________同学的猜想错误，说明黑色物质的出现可能与空气中的________有关。 甲、丙 氧气 4 实验二：取一支试管，将一小段光亮的铜片放入试管中，塞上橡皮塞，用注射器抽出试管内的空气，封好橡皮塞，用试管夹夹持试管，放在酒精灯的外焰加热。趁热取下橡皮塞，观察现象。取下橡皮塞前的现象是______________，取下橡皮塞后的现象是______________，说明乙同学的猜想正确。 无明显现象 铜片变黑 5 【反思拓展】(1)实验一将铜片放入试管中加热，目的是排除____________________________的干扰。 (2)实验二用注射器抽出试管内的空气，目的是________________________。 (3)通过对黑色物质来源的探究，写出金属铜与氧气反应的化学方程式：__________________________。 酒精不充分燃烧产生炭黑 使铜片不与氧气接触 2Cu＋O2=====2CuO △ 6 【点拨】 【进行实验】实验一：铜片变黑、试管外表面无黑色物质出现，说明黑色物质不是烟灰，即甲、丙同学的猜想错误，黑色物质可能与空气中的氧气有关。实验二：取下橡皮塞前无明显现象，取下橡皮塞后铜片与空气中的氧气接触，铜片变黑，说明乙同学的猜想正确。 【反思拓展】(1)实验一将铜片放入试管中加热，实验中观察试管外表面有无黑色物质出现，目的是排除酒精不充分燃烧产生炭黑的干扰。(2)实验二用注射器抽出试管内的空气，目的是探究铜片不与氧气接触时表面是否变黑。(3)通过对黑色物质来源的探究可知，黑色物质是铜在加热条件下和氧气反应生成的氧化铜，反应的化学方程式为2Cu＋O2=====2CuO。 △ 结合图片，判断下列说法不正确的是(　　) A. 镁与盐酸反应的速率最快 B. 四种金属的活动性由弱到强的顺序是Mg＜Zn＜Fe＜Cu C. 此实验应该保证金属与盐酸的接触面积相同 D. 金属活动性的强弱可以依据金属是否与酸反应及反应的剧烈程度来确定 3 B 9 【点拨】 由图可以看出，镁反应最剧烈，说明镁与盐酸的反应速率最快，故A正确；镁反应最剧烈，其次是锌和铁，铜不与盐酸反应，四种金属的活动性由弱到强的顺序是Cu＜Fe＜Zn＜Mg，故B不正确；此实验是对比实验，金属与盐酸的接触面积要相同，才能比较金属的活动性强弱，故C正确；金属活动性的强弱可以依据金属是否与酸反应及反应的剧烈程度来确定，故D正确。 【2022·舟山改编】取一段镁条放入盛有少量稀盐酸的试管中，用手摸试管外壁会感觉发烫，反应的化学方程式为Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑。下列有关说法正确的是(　　) A. 反应中无明显现象 B. 反应是一个吸热反应 C. 反应后溶液的质量减小 D. 反应说明镁能置换出酸中的氢 4 D 11 【点拨】 镁与稀盐酸反应生成氢气，有气泡产生，故A错误；用手摸试管外壁会感觉发烫，说明反应放热，故B错误；由反应的化学方程式Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑可知，每24份质量的镁可置换出2份质量的氢气，反应后溶液的质量增大，故C错误。 【2022·河池模拟】已知一包铁粉中含有两种杂质，小明同学取5. 6 g该粉末，向其中加入足量的稀硫酸，充分反应后，得到0. 5 g氢气。则该样品中的杂质可能是(　　) A. Mg和Zn B. Al和Zn C. Zn和Cu D. Mg和Cu 5 B 13 【点拨】 本题采用极值法解答。分析Fe＋H2SO4=== FeSO4＋H2↑可知，每56份质量的铁与足量的稀硫酸反应能生成2份质量的氢气，则5. 6 g铁完全反应生成0. 2 g氢气，5. 6 g杂质与稀硫酸反应生成氢气的质量应大于0. 5 g。Mg、Zn、Al中，只有5. 6 g Al与稀硫酸反应生成氢气的质量大于0. 5 g，故选B。 【中考·绥化】在已平衡的天平两边分别放一个等质量的烧杯，两个烧杯中装有等质量、等浓度的足量稀盐酸，在左边烧杯中加入5. 6 g铁，在右边烧杯中加入5. 5 g镁和铜的混合物，充分反应后天平仍保持平衡，则右边烧杯中加入的镁和铜的混合物中，镁和铜的质量比为(　　) A. 36：19 B. 12：43 C. 24：31 D. 13：42 6 B 15 【点拨】 反应后天平仍然平衡，必须使两个烧杯中实际增加的质量相等，若左边烧杯中实际增加的质量为5. 6 g－0. 2 g＝5. 4 g，那么右边烧杯中只能产生0. 1 g(5. 5 g－5. 4 g＝0. 1 g)氢气，产生0. 1 g氢气需1. 2 g镁，那么铜的质量为5. 5 g－1. 2 g＝4. 3 g，镁和铜的混合物中，镁、铜的质量比为12：43。 【2023·邢台十九中期末】相同质量的M、N两种活泼金属，分别与足量稀盐酸反应(M、N在生成物中均为＋2价)，生成氢气的质量和反应时间的关系如图。下列叙述错误的是(　　) A. 金属活动性：N＞M B. 完全反应后生成氢气的质量：N＜M C. 相对原子质量：N＞M D. 完全反应后消耗稀盐酸的质量：N＜M 7 A 17 【点拨】 纵坐标表示氢气的质量，横坐标表示反应时间，斜率越大则反应速率越快，所以M比N反应的速率快，故金属活动性：M＞N，A错误；根据图像可以看出，M产生的氢气比N多，B正确；M、N在生成物中均为＋2价，说明N的相对原子质量较大，C正确；反应生成的氢气中，氢元素完全来自稀盐酸，生成氢气的质量越大，消耗的稀盐酸越多，M反应生成的氢气较多，因此M消耗的稀盐酸较多，D正确。 【点方法】 本题采用图像分析法解答，解法是“一看、二点、三走向”。“一看”横轴、纵轴分别表示的是什么量；“二点”是看图像的起点和终点；“三走向”是看图像的走势。 钛(Ti)因为具有许多神奇的性能而越来越引起人们的关注，化学兴趣小组的同学们对Ti、Mg、Ag的金属活动性顺序进行探究。 【提出假设】①Ti的金属活动性比Mg强； ②Ti的金属活动性介于Mg和Ag之间。 【查阅资料】在相同条件下，金属与酸反应，产生气泡的速率越快，则该金属活动性越强。 8 20 【实验设计】同温下，取大小相同的Ti、Mg、Ag三种金属的薄片，分别投入等体积、等浓度的足量稀盐酸中，观察现象。三种金属加入稀盐酸前，都要用砂纸将表面擦光亮，其目的是____________________。 【实验现象】 金属 Ti Mg Ag 反应现象 反应缓慢 反应剧烈 无明显现象 除去表面的氧化物 21 【实验结论】原假设________不正确，理由是__________________________。 【讨论】若三种金属与不同浓度的足量稀盐酸反应，是否也能得出相同的结论？_________，请说明理由：______________________________。 ① Ti的金属活动性比Mg弱 不能 反应速率与反应物的浓度有关 22 【2022·桂林】向一定量CuSO4溶液中加入过量铁粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。下列判断正确的是(　　) A. 得到的滤液呈蓝色 B. 所得滤渣的质量比加入铁粉的质量大 C. 向滤渣中滴加稀盐酸，无气泡产生 D. 滤液中一定有FeSO4，可能有CuSO4 9 B 23 【点拨】本题采用推理法解答。向硫酸铜溶液中加入过量铁粉，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，最终所得滤液为硫酸亚铁溶液，呈浅绿色，故A错误；反应的化学方程式为Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，每56份质量的铁可置换出64份质量的铜，所得滤渣的质量比加入铁粉的质量大，故B正确；滤渣是铜和铁的混合物，向滤渣中滴加稀盐酸，铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，有气泡产生，故C错误；铁粉是过量的，滤液中一定有硫酸亚铁，不可能有硫酸铜，故D错误。 某中学化学兴趣小组的同学，从钢铁厂收集到一桶含有FeSO4、CuSO4的废液，他们想从中回收金属铜和FeSO4晶体，设计如图实验方案。结合实验方案回答下列问题： 10 含FeSO4、CuSO4的废液 ①过量的金属X 过滤 滤液 金属混合物 ②过量稀硫酸 过滤 金属铜 滤液 蒸发 硫酸 亚铁 晶体 25 (1)步骤①中，金属X是________。 (2)步骤②中，加入过量稀硫酸的目的是_______________ _______________，该反应的化学方程式为____________________________。 含FeSO4、CuSO4的废液 ①过量的金属X 过滤 滤液 金属混合物 ②过量稀硫酸 过滤 金属铜 滤液 蒸发 硫酸 亚铁 晶体 铁 将金属混合物 中的铁除去 Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 26 【2022·山西节选】我国西汉时期就有用胆矾湿法炼铜的记载。现阶段，这种方法在生产有色金属方面的作用越来越大。为了验证铁和硫酸铜溶液的反应，认识其反应原因，同学们设计了如下实验方案，请根据下列提示，补全实验内容： 【实验方案】 (1)实验方法：将洁净的铁丝伸入盛有硫酸铜溶液的试管中。 11 27 (2)实验原理：__________________________________ (用化学方程式表示)。 (3)实验现象：__________________________________ __________________________。 【问题与交流】 (4)该实验成功的关键是什么？____________________ ____________________________________(答一点)。 Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu 铁丝表面覆盖一层红色固体，溶液由蓝色变成浅绿色 铁丝要打磨干净(或硫酸铜溶液的浓度要适宜等，合理即可) 28 $$