内容正文:
第八节 金属和金属矿物
1.[2023陕西,7]用下列各组物质进行实验,能验证Mg、Ag、Cu三种金属活动性强弱的是( )
A.Mg、Ag、Cu、稀硫酸
B.Mg、Ag、CuSO4溶液
C.Ag、Cu、MgCl2溶液
D.Ag、CuCl2溶液、MgSO4溶液
2.[2022陕西,8]如图所示,将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中,并使部分铁钉露出液面。放置一段时间,出现了锈蚀。下列说法不正确的是( )
第2题图
A.甲、乙中,气体含氧气的体积分数不相等
B.甲中,铁钉在植物油内的部分没有锈蚀
C.乙中,铁钉在水面下的部分锈蚀最严重
D.丙中,导管内上升一段水柱
3.[2023陕西,12(1)(3)]曾在央视新闻联播亮相的非物质文化遗产——打铁花,是一种传统的民间焰火表演艺术。其原理是将生铁烧至熔化成为铁水,再将铁水在空中用力击打而形成四处飞溅的耀眼“铁花”。
(1)生铁属于 (填“单质”或“合金”)。
(2)打铁花在冬季表演更安全,因打开的铁花会迅速降温。这说明金属材料传导热的性能 (填“良好”或“不好”)。
4.[2020陕西,14(1)(2)]黄金、黄铜(铜锌合金)、黄铁矿(主要成分是FeS2)都是金黄色固体。
(1)将黄铜片和纯铜片相互刻划时,有明显划痕的是 。
(2)将黄铜片放入稀硫酸中,发生反应的化学方程式是 。
5.[2023陕西,14]如图,将金属X插入烧杯内的AgNO3溶液中,观察到溶液颜色变蓝后取出X,向烧杯内再加入一定量锌粉,振荡后,溶液蓝色逐渐消失。
第5题图
(1)金属X是 。
(2)加入锌粉,溶液蓝色消失的原因是 (用化学方程式表示)。
(3)实验结束后,烧杯内的溶液中一定 (填“存在”或“不存在”)AgNO3。
6.[2022陕西,14]白铜是铜、镍(Ni)合金,某学习小组同学欲利用废弃的白铜回收铜、镍两种金属。
(1)先向盛有等量镍粉和锌粉的两支试管中分别加入溶质质量分数相同的稀硫酸,观察到都有气泡产生,且锌粉与稀硫酸反应更剧烈,镍粉与稀硫酸反应后的溶液为绿色,说明镍的金属活动性比锌 (填“强”或“弱”)。查阅资料可知,镍与稀硫酸反应的化学方程式为Ni+H2SO4==== NiSO4+H2↑。
(2)接下来,同学们设计了如下实验流程回收铜和镍。
第6题图
上图中,固体A是 ,②中反应的化学方程式是 (只写一个即可)。
(3)要验证Ni、Zn、Cu的金属活动性顺序,用下列各组药品进行实验,不能达到目的的是 (填字母)。
A.Ni、Zn、Cu、稀盐酸
B.Ni、Cu、ZnSO4溶液
C.Zn、Cu、NiSO4溶液
D.Ni、ZnSO4溶液、CuSO4溶液
7.[2021陕西,13]金属的发现与使用历史体现了人们对其性质的认识和科技发展的水平。
(1)2021年3月,三星堆遗址再次出土的文物中,黄金面具残片最为引人瞩目,其历经三千年依旧金光灿灿,这是因为金的化学性质非常 。
(2)唐宋时期流行的“湿法炼铜”的原理是铁和硫酸铜溶液的反应,该反应的化学方程式为 。
(3)《周礼·考工记》中有关于将铜、锡以不同比例熔合制成功能各异的青铜器的记载。将铜片和锡片分别伸入稀盐酸中,锡片表面有气泡生成而铜片没有,说明金属活动性锡
(填“>”或“<”)铜。
8.[2019陕西,19]学习金属的化学性质时,小亮同学将一称重后的铜片伸入盛有AgNO3溶液的烧杯中,待溶液颜色变蓝后,取出铜片直接称量,发现其质量增加了a g。
请回答:
(1)写出上述反应的化学方程式: 。
(2)取出铜片后,烧杯内溶液质量减少了 g。
(3)小建同学将一定量的铁粉加入取出铜片后的溶液中,充分振荡后过滤,向滤渣中加入稀硫酸,有气泡生成,则可推断,滤液中的溶质是 。
9.[2018陕西,19]人类文明进步与金属材料发展关系十分密切。
(1)铝合金被广泛应用于制造飞机、高铁等,这是因为铝合金具有 、质量轻、耐腐蚀等特性。
(2)化学兴趣小组同学为了鉴别某黄色金属是黄金还是黄铜(铜锌合金),设计了如下方案:
①取样,在空气中加热;
②取样加入硝酸银溶液;
③取样,加入硫酸锌溶液。
其中不合理的是 (填序号)。某同学提出还可以用稀硫酸鉴别,他所依据的反应原理是 (用化学方程式表示)。
提能力·综合提升
夯基础
1.[2023江西]大国工匠秦世俊展现数控技术所使用的0.01 mm铝箔,是由铝块加工而成,这体现了铝具有( )
A.密度小 B.导电性
C.导热性 D.延展性
2.[2023怀化]向Cu(NO3)2溶液中分别加入金属X、Y,反应一段时间后在X表面有红色物质析出,Y表面无明显变化,则X、Y、Cu三种金属的活动性由强到弱的顺序为( )
A.Cu>X>Y
B.X>Cu>Y
C.X>Y>Cu
D.Y>Cu>X
3.[2023湘潭]2023年5月28日,国产大型客机C919首次商业载客飞行成功,C919在制造过程中使用了铝锂合金、钛合金、超高强度钢等大量金属材料。下列有关金属材料的说法错误的是( )
A.合金中一定只含金属元素
B.金属材料包括纯金属和合金
C.钛合金的硬度比纯钛更大
D.超高强度钢属于一种铁合金
4.[2023潍坊]某化学学习小组同学为探究铁丝生锈、铁丝燃烧的影响因素,进行如下实验(点燃操作已略去)。下列说法错误的是( )
第4题图
A.对比①③可知:水是铁丝生锈的条件之一
B.对比①②可知:氧气是铁丝生锈的条件之一
C.对比②③可知:氧气是铁丝燃烧的条件之一
D.对比③④可知:铁丝形状能影响铁丝的燃烧
5.[2023永州]三种金属X、Y、Z相互之间的反应关系如下:
①Y+H2SO4====YSO4+H2↑,Z和H2SO4不反应
②Z+2XNO3====Z(NO3)2+2X
则X、Y、Z的金属活动性顺序为( )
A.X>Y>Z B.X>Z>Y
C.Y>X>Z D.Y>Z>X
6.[2023广州]钴(Co)的金属活动性与铁相似,钴的化合物相关性质如表。下列预测合理的是( )
物质
CoO
Co(OH)2
CoCl2
CoCO3
在水中的
溶解性
难溶,灰绿色
固体
难溶,粉红色
固体
易溶,溶液呈
粉红色
难溶,粉红色
固体
A.Co能从MgCl2溶液中置换出Mg
B.CoO能与盐酸反应得到粉红色溶液
C.CoCO3能与盐酸反应生成H2
D.Co(OH)2可由Co与NaOH溶液反应制得
7.[2023巴中]明代宋应星所著《天工开物》一书中,介绍了“火法炼锌”的方法,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”。下列说法错误的是( )
第7题图
A.炉甘石(ZnCO3)加入锌罐之前,将其粉碎的目的是增大反应物之间的接触面积
B.反应区中发生的反应之一:C+2ZnO2Zn+CO2↑,该反应中体现了C的还原性
C.“冷定毁罐取出”的目的是防止锌在较高温度下再次被氧化
D.“火法炼锌”符合低碳发展理念
8.[2023呼和浩特]某兴趣小组同学为探究Zn、Fe、Cu三种金属的活动性,进行如图所示探究实验。下列有关实验的说法不正确的是( )
第8题图
A.甲试管中观察到的现象是Fe表面产生气泡,溶液由无色变为浅绿色
B.通过乙试管的实验可以比较Zn与Fe的金属活动性强弱
C.若a是Zn,b是CuSO4溶液,即可实现实验目的
D.若a是Fe,b是CuSO4溶液,则无需甲试管的实验也能实现实验目的
9.[2023宿迁]将一定质量的Fe粉加入到Mg(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。下列说法正确的是( )
A.滤渣质量与加入的Fe粉质量可能相等
B.滤液中一定有Mg(NO3)2、Fe(NO3)2,可能有Cu(NO3)2
C.若加入的Fe粉过量,则得到的滤液呈无色
D.若向滤渣中加入稀盐酸,有气泡生成,则滤渣中一定有Cu、Fe、Mg
10.向盛有一定量的黄铜(铜锌合金)粉末的烧杯中逐滴加入稀盐酸,反应过程中烧杯内剩余固体的质量与加入稀盐酸的质量关系如图所示。下列分析错误的是( )
第10题图
A.b点时溶液的颜色为蓝色
B.c点时剩余的固体为铜
C.d点时溶液的pH小于7
D.a、c两点的质量差即为锌的质量
11.[2023襄阳]金属在生活、生产中有着广泛的应用,金属材料已成为社会发展的重要物质基础。
(1)我国“天问一号”火星探测器成功降落火星,实现了中国航天史无前例的突破。在探测器运行系统中使用了铜丝作电线,是因为铜具有良好的 性和延展性。
(2)第24届冬奥会纪念币的材质为黄铜合金,强度高,耐腐蚀。若将少量黄铜合金投入到足量稀盐酸中, (填“有”或“没有”)固体剩余。
(3)“嫦娥五号”使用的记忆合金再次让全世界关注新合金材料。Mg2Cu是一种能够储存氢能源的合金,它吸氢后生成MgCu2合金和MgH2,而MgH2和稀盐酸反应能产生氢气。MgH2和HCl反应的化学方程式是 。
12.[2023常德]常德滨湖公园的“金刚塔”,俗称“铁树”,始建于北宋建隆年间。湖南省博物馆典藏技术部曾实地考察“金刚塔”的保存状况,专家认为由于常德天气潮湿多雨,加上“金刚塔”主要成分为铁,导致表面局部锈蚀严重,需作保护处理。请回答相应问题:
(1)铁生锈的条件为 ,铁锈主要成分为 (填化学式)。
(2)常德“金刚塔”表面局部锈蚀严重,以下合理的除锈措施是 (填字母)。
A.直接喷洒稀盐酸
B.小心打磨生锈处
C.用水清洗
(3)请你写出一种防止铁制品锈蚀的措施: 。
13.[2023呼和浩特]人类社会的文明进步与金属材料的发展密切相关:
第13题图
(1)商代文物黄金面罩,其制作工艺先进,薄如蝉翼,利用了黄金良好的 性。
(2)明代《天工开物》中记载“炒钢法”的生产工艺是现代钢铁冶炼的先者。现代高炉炼铁中一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式为 (用化学方程式回答,下同),原料中焦炭的作用是提供热量和 。
(3)铝被广泛应用,原因之一是铝的抗腐蚀性能良好。铝具有良好抗腐蚀性能的原因是 。
14.[2023临沂改编]金属及其制品是现代生活中不可缺少的材料和工具。请完成下列问题:
第14题图
(1)铜经常用作导线,这是利用了铜的 性。
(2)如图是探究铜、铝、银三种金属活动性顺序的实验。
①实验b中发生反应的化学方程式是 。
②通过实验a、b得出三种金属活动性由强到弱的顺序是 。
15.[2023连云港改编]钢铁是使用最多的金属材料。生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金,其中生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%。
(1)从公元1世纪开始,铁便成了一种最主要的金属材料。
①历史上遗留下来的铜制品远比铁制品多。从物质性质的角度看,原因是 。
②下列铁制品中,利用了金属导热性的是 (填字母)。
③下列关于铁及铁制品的说法中,正确的是 (填字母)。
a.铁是地壳中含量最高的金属元素
b.沙漠地区的铁制品锈蚀较慢
c.不锈钢保温杯可长时间盛放酸性饮品
(2)工业上冶炼钢铁的主要工艺流程如下:
第15题图
①石灰石(主要成分为CaCO3)在高温下可将铁矿石中的SiO2转变为炉渣(CaSiO3),同时生成一种氧化物。该反应的化学方程式为 。
②从物质组成的角度分析,炼钢炉中通入O2的目的是 。
16.[2023大连]化学小组设计图1实验来验证铁、铜、银的金属活动性顺序,并在实验后按照图2所示流程从试管B的溶液中回收铜和银。
第16题图
(1)针对图1中的方案,只利用所给的四种试剂,再补充一个实验,即可达到实验目的,写出补充实验的操作及现象: 。
(2)分析图2的处理流程:滤渣里一定含有的物质是 ,成分最复杂的滤渣所对应的滤液中溶质的成分有 。判断所加铁粉是否已达成实验目的的方法是 。
(3)图2流程中,加入铁粉的质量与所得滤渣的质量关系是 (填“前者大于后者”“前者小于后者”或“无法确定”)。
提能力
17.[2023潍坊改编]向两个盛有相同质量铝粉和铁粉的烧杯中,分别滴加相同浓度的稀硫酸,产生氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示。下列说法正确的是( )
第17题图
A.a点时,两个烧杯中的酸都恰好完全反应
B.b点时,两个烧杯中产生氢气的质量相同
C.c点时,两个烧杯中只有铁粉剩余
D.右侧曲线不能反映铁和铝的金属活动性强弱
参考答案
【真题模拟·认知陕西中考】
1.B
2.C 【解析】A.甲中的植物油没有溶解氧气,且植物油把空气与下面的水隔离开,阻止下面的水溶解空气中的氧气;乙中水内溶解一部分氧气,铁钉锈蚀消耗一部分氧气,所以甲、乙中气体含氧气的体积分数不相等,故正确。B.甲中,铁钉在植物油内的部分没有锈蚀,因为铁钉没有与水、氧气接触,故正确。C.乙中,铁钉在水面与空气接触的部位锈蚀最严重,故错误。D.铁钉生锈消耗了氧气,使乙瓶内压强减小,在外界大气压的作用下,丙中导管内上升一段水柱,故正确。
3.(1)合金 (2)良好
4.(1)纯铜片 (2)Zn+H2SO4=====ZnSO4+H2↑
5.(1)铜(或Cu) (2)Zn+Cu(NO3)2======Cu+Zn(NO3)2
(3)不存在
6.(1)弱 (2)铜(或Cu) Zn+NiSO4====== ZnSO4+Ni
(或Zn+H2SO4====== ZnSO4+H2↑) (3)B
7.(1)稳定 (2)Fe+CuSO4====== FeSO4+Cu (3)>
8.(1)Cu+2AgNO3===== 2Ag+Cu(NO3)2 (2)a
(3)硝酸亚铁
9.(1)硬度大(合理即可)
(2)③ Zn+H2SO4===== ZnSO4+H2↑
【立足素养·着眼全国真题】
1.D 2.B 3.A 4.B 5.D
6.B 【解析】A.钴的金属活动性与铁相似,所以金属活动性比镁弱,不会和氯化镁反应,故错误。B.CoO是金属氧化物,可以和酸反应生成盐和水,所以CoO能与盐酸反应生成CoCl2和H2O,CoCl2易溶于水,溶液呈粉红色,故正确。C.碳酸盐和酸反应生成盐、水和二氧化碳,所以CoCO3能与盐酸反应生成CoCl2、H2O和CO2,故错误。D.Co与NaOH溶液不反应,故错误。
7.D 【解析】A.炉甘石(ZnCO3)加入锌罐之前,将其粉碎的目的是增大反应物之间的接触面积,使反应进行得更快、更充分,故正确。B.由C+2ZnO2Zn+CO2↑可知,该反应中C得到氧化锌中的氧,将氧化锌中的锌置换出来,体现了C的还原性,故正确。C.锌能与氧气在高温下反应生成氧化锌,故“冷定”后方能“毁罐”取锌,其原因是防止生成的锌在较高温度下再次被氧化成氧化锌,故正确。D.“火法炼锌”过程中生成大量二氧化碳,不符合低碳发展理念,故错误。
8.C 【解析】A.铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,甲试管中观察到的现象是Fe表面产生气泡,溶液由无色变为浅绿色,故正确。B.铁与硫酸锌不反应,通过乙试管的实验可以比较Zn与Fe的金属活动性Zn>Fe,故正确。C.若 a是Zn,b是CuSO4溶液,Zn与硫酸铜反应生成铜和硫酸锌,则金属活动性Zn>Cu,结合三组实验现象无法比较出Fe和Cu的金属活动性,无法实现实验目的,故错误。D.通过乙试管的实验可知金属活动性Zn>Fe,若a是Fe,b是CuSO4溶液,铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,则金属活动性Fe>Cu,结合乙、丙两试管的实验现象可得出金属活动性Zn>Fe>Cu,则无需甲试管的实验也能实现实验目的,故正确。
9.B 【解析】A.由金属活动性Mg>Fe>Cu可知,将一定质量的Fe粉加入到Mg(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液中,铁不能与Mg(NO3)2溶液反应,能与Cu(NO3)2反应生成硝酸亚铁和铜,反应的化学方程式为Fe+Cu(NO3)2=====Fe(NO3)2+Cu,每56份质量的铁能置换出64份质量的铜,滤渣质量大于加入的Fe粉质量,故错误。B.无法确定反应进行的程度,硝酸铜可能有剩余,滤液中一定有Mg(NO3)2、Fe(NO3)2,可能有Cu(NO3)2,故正确。C.若加入的Fe粉过量,硝酸铜完全反应,则得到的滤液中溶质是Mg(NO3)2、Fe(NO3)2,含有Fe(NO3)2的溶液呈浅绿色,故错误。D.若向滤渣中加入稀盐酸,有气泡生成,说明铁是过量的,滤渣中一定有Cu、Fe,由于铁不能与Mg(NO3)2溶液反应,滤渣中一定没有镁,故错误。
10.A 【解析】向盛有一定量的黄铜(铜锌合金)粉末的烧杯中逐滴加入稀盐酸,稀盐酸与锌反应,与铜不反应,所以a点是黄铜的质量,c点后固体质量保持不变,c点锌恰好完全反应。A.b点稀盐酸和锌反应生成氯化锌和氢气,有气泡生成,氯化锌溶液是无色的,故错误。B.c点锌恰好完全反应,此时溶质为氯化锌,剩余的固体为铜,故正确。C.d点稀盐酸过量,此时溶质为氯化锌和盐酸,溶液的pH小于7,故正确。D.a点是黄铜的质量,c点锌恰好完全反应,剩余固体的质量为铜的质量,则a、c两点的质量差即为锌的质量,故正确。
11.(1)导电 (2)有
(3)MgH2+2HCl====MgCl2+2H2↑
12.(1)与水和氧气同时接触 Fe2O3 (2)B
(3)刷漆(合理即可)
13.(1)延展 (2)3CO+Fe2O32Fe+3CO2
C+CO22CO (3)铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,保护内部的铝不被腐蚀
14.(1)导电 (2)①Cu+2AgNO3=====Cu(NO3)2+2Ag ②Al>Cu>Ag
15.(1)①铁的金属活动性比铜强,容易被腐蚀 ②c
③b (2)①CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑ ②降低生铁中碳元素的含量
16.(1)取少量稀盐酸于试管中,向其中插入铜丝,铜丝表面无变化
(2)Ag Fe(NO3)2 向滤液中插入铁丝,观察是否有红色物质析出 (3)前者小于后者
17.D 【解析】A.盛有铁粉的烧杯中氢气的质量在b点之前就不再增加;盛有铝粉的烧杯中氢气的质量在a点时恰好达到最大值,则a点时Al粉与烧杯中的稀硫酸恰好完全反应,盛有Fe粉烧杯中的稀硫酸有剩余,故错误。B.b点之前,盛有铁粉的烧杯中氢气的质量就不再增加,而盛有铝粉的烧杯中还能继续产生氢气,b点时,两个烧杯中产生氢气的质量不同,故错误。C.c点之后,两个烧杯都能继续产生氢气,则c点时,两个烧杯中都有金属剩余,故错误。D.图中右侧曲线不能反映反应的速率,故不能反映铁和铝的金属活动性强弱,故正确。
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