第四单元金属专题培优（五）金属活动性顺序的探究与应用单元总结---2023-2024学年九年级化学鲁教版（五四学制）全一册

专题培优（五）　金属活动性顺序的探究与应用 单元总结 第四单元　金　属 知识构建 氧气　 4Al＋3O2 2Al2O3　 酸　 Zn＋H2SO4 ZnSO4＋H2↑ 盐溶液 2Al＋3CuSO4 Al2（SO4）3＋3Cu 3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2 2Al2O3 4Al＋3O2↑ 氧气 水 一种单质 一种化合物 一种单质 一种化合物 Fe＋H2SO4 FeSO4＋H2↑ 题型训练 题型一　金属材料及其应用 1. 2021年5月29日，“天舟二号”的成功发射彰显了我国航天的力量，在航天科技中 会用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法错误的是（　C　） A. 黄铜的硬度比纯铜的大 B. 生铁的含碳量比钢的高 C. 生锈的铁制品没有回收价值 D. 铝合金被广泛用于火箭、飞机、轮船等制造业 C 2. （2022·铁岭中考）下列有关金属的说法正确的是（　D　） A. 所有金属都呈银白色 B. 常温下，所有的金属都是固体 C. 为了增加金属产量，大量开采金属矿物 D. 金属的回收利用，能减少对环境的污染 D 3. “低碳生活，绿色出行。”如图为某市的公共自行车。请回答下列问题。 （1）图中所标示的各部件中，属于金属材料的是 （填序号）。 （2）公共自行车的闸线为钢丝，说明金属具有 性。 （3）车架表面喷漆不仅美观，而且可有效防止其与 接触而生锈。防止 公共自行车链条生锈的有效措施是 ⁠。 （4）公共自行车有些零件选用了铝合金材料，其优点是质量轻、硬度大和 ⁠ 。废旧自行车回收利用的意义是减少环境污染及 ⁠。 ②③　 延展　 空气、水　 涂油　 耐腐 蚀　 保护金属资源　 题型二　金属活动性顺序的探究及应用 4. 某化学兴趣小组为探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序，利用实验室中的相关 药品设计了如下实验方案（实验用到的三种金属丝均已打磨干净）：①稀盐酸、 铝、铜、银；②硫酸铜溶液、铝、银；③硫酸铝溶液、硝酸银溶液、铜；④硫酸铝 溶液、铜、银；⑤硝酸银溶液、铝、铜。其中能验证铝、铜、银金属活动性顺序的 是（　A　） A. ②③⑤ B. ①②③ C. ③④⑤ D. ①②④ A 5. （2022·黄石中考）如图所示，向装有等量的同种盐酸的四支试管中，分别随机加 入相同规格的Mg、Fe、Cu、Ag片，甲和丙均有气泡产生，且丙更剧烈，乙和丁无 明显现象。则甲中放置的是（　B　） A. Mg B. Fe C. Cu D. Ag B 6. 金属R与AgNO3溶液反应的化学方程式为R＋3AgNO3 R（NO3）3＋3Ag，则 下列说法错误的是（　B　） A. R的金属活动性比Ag强 B. 金属R可能是铁 C. 该反应属于基本反应类型中的置换反应 D. 该反应前后R的化合价发生了改变 B 7. 将一定质量的锌粉、铁粉混合物加入CuSO4溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣 和滤液，下列有关分析错误的是（　D　） A. 若滤液为无色，则可以证明锌的金属活动性大于铜 B. 若滤液为有色溶液，则滤液中至少含有2种金属离子 C. 若向滤渣中加入稀盐酸没有气泡产生，则滤液中可能含有三种溶质 D. 若向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生，则滤渣中一定含有铜、铁、锌 D 8. （2022·烟台中考）学习完金属的化学性质，兴趣小组进行了如图所示的实验。 　　 [查阅资料]硝酸铜溶液呈蓝色，硝酸亚铁溶液呈浅绿色，硝酸锌溶液呈无色。 [实验一]同学们进行如图1所示的实验，验证铁、锌、铜、银四种金属活动性强弱。 （1）试管①中观察到的实验现象是 ⁠。 试管③中反应的化学方程式是 ⁠。 有红色固体生成，溶液由蓝色变为浅绿色　 Cu＋2AgNO3 Cu（NO3）2＋2Ag　 （2）你认为通过上述图1所示的三个实验能否验证铁、锌、铜、银四种金属在溶液 中的活动性强弱？ （选填“能”或“不能”）。 [实验二]在完成实验一的过程中，同学们将试管①②③内反应后的物质都倒入废液 缸中（如图2）。小组同学对废液缸中混合物的成分产生了探究兴趣，待混合物充分 反应后，过滤，得到滤渣和浅绿色滤液。 能　 （3）小明将铁丝放入浅绿色滤液中，一段时间后，铁丝表面没有发生变化。由此判 断滤液中含有的溶质是 （填化学式）。 （4）探究滤渣的成分 [提出问题]滤渣的成分是什么？ [作出猜想]小明的猜想：银、铜、铁、锌 你的猜想： 猜想Ⅰ ⁠ 猜想Ⅱ：银、铜、铁 [分析思考]同学们认为小明的猜想不正确，结合上述的实验现象分析，小明的猜想 不正确的原因是 ⁠。 Zn（NO3）2、Fe（NO3）2　 银、铜　 锌与硝酸亚铁不能共存　 [进行实验]实验证明猜想Ⅱ正确，请你完成下列实验方案。 实验步骤 实验现象 结论 取少量滤渣样品， ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ 猜想Ⅱ正确 [反思交流]在分析化学反应后所得物质的成分时，除了考虑生成物外，还需要考 虑 ⁠。 加入稀盐酸 （合理即可）　 有气泡生成（合理即 可）　 反应物是否有剩余　 题型三　铁的冶炼 9. 如图为教材中实验室模拟炼铁的实验改进装置（部分夹持仪器略去）。实验步骤 如下： Ⅰ.连接好装置，并检查装置的气密性； Ⅱ.装好药品，先通一会儿CO，再点燃酒精喷灯； Ⅲ.实验结束，先撤去酒精喷灯，继续通CO直至玻璃管冷却。 回答下列问题。 （1）实验中可看到A处玻璃管里的粉末由红色逐渐变黑，说明Fe2O3转化为 ⁠ （填化学式）；B瓶中澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式为 ⁠ ⁠。 （2）步骤Ⅲ中先撤去酒精喷灯，继续通CO直至玻璃管冷却的目的是 ⁠ ⁠。 （3）盛满石灰水的B装置在此实验中的作用有下列说法：①收集多余的CO；②检 验并吸收反应生成的CO2。上述说法正确的是 （填字母）。 A. 只有① B. 只有② C. ①和② Fe　 CO2＋Ca （OH）2 CaCO3↓＋H2O　 防止生成的 铁被空气中的氧气氧化　 C　 10. 利用如图装置在实验室模拟炼铁，并将得到的尾气中的一氧化碳和二氧化碳进行 分离和收集。实验步骤如下： （1）检查装置气密性良好后，取一定质量的氧化铁加入硬质玻璃管中，其他容器中 各加入适量试剂（如图所示）。 （2）关闭分液漏斗开关K和K2，打开K1，通入CO气体一段时间，目的是 ⁠ 。此时装置存在的缺陷是 ⁠ ⁠。 排出装 置内的空气　 缺少尾气处理装置，一氧化碳的排放会造 成空气污染　 （3）继续通CO，在出口M处将气体干燥并用小试管收集后检验气体纯度。待装置 内气体纯净后，打开分液漏斗开关K，将足量的氢氧化钠溶液放入锥形瓶中，使液 面没过导管下端，关闭开关K，点燃酒精喷灯，装置A的玻璃管中反应的化学方程式 是 ⁠。 （4）当装置C中的现象是 时，说明装置B中的反应是充分的，立即关 闭K1，打开K2，此时装置D的作用是 ⁠。 3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2　 不变浑浊　 收集一氧化碳　 题型四　钢铁的锈蚀与防护 11. 2020年12月1日，圆明园“马首”铜像回归祖国，铜像历经百年风雨而不锈蚀。 下列有关金属锈蚀与防护的说法不正确的是（　D　） A. 铁锈蚀的实质是铁与氧气、水共同作用 B. 金属制品在潮湿的环境中比在干燥的环境中更易锈蚀 C. 在金属表面涂油可防止金属锈蚀 D. 可用稀盐酸定期清洗金属制品 D 12. 为了探究金属腐蚀的条件，如图所示的四个装置分别盛有浓盐酸、饱和食盐水、 浓硫酸、稀硫酸，并将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间，下列对实验 结果的描述不正确的是（　D　） 　　 A. 实验结束时，装置Ⅰ左侧的液面一定会下降 B. 实验结束时，装置Ⅳ中铁钉d会生锈 C. 实验结束时，装置Ⅱ左侧液面比右侧高 D. 实验结束时，装置Ⅲ铁钉c锈蚀严重 D 13. 某化学兴趣小组对金属的性质做了如下探究。 （1）用如图所示实验探究铁生锈的条件（每支试管中均有完全相同的洁净铁钉）。 ①甲同学认为，试管A发生的现象就能够说明铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸 气共同作用的结果。乙同学不同意他的观点，认为必须全面观察试管 ⁠ （填试管编号）发生的现象，并经过科学严谨的推理，才能得出上述结论。 A、B、C　 ②试管D和试管E实验的目的是进一步探究铁在 ⁠的环境中是否更容易 锈蚀。 ③为了防止金属锈蚀，除了采用涂覆保护层等措施外，还可以制成合金，这是 因为合金与纯金属相比，其组成和内部组织结构发生了变化，从而引起 ⁠ 的变化。 盐和酸存在　 性质　 （2）某同学向分别盛有等质量的铁粉和锌粒的试管中，倒入等质量、等溶质质量分 数的稀硫酸，以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断两种金属的活动性强 弱。有的同学认为这种方案不够合理，理由是 ⁠ ⁠。 （3）将一定质量的铁粉放入硝酸铜、硝酸锌的混合溶液中，充分反应后过滤，溶液 质量比反应前 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 没控制相同的条件（或：金属的表 面积不同）　 减小　 易错集训 易错点一　与金属有关的坐标图象题 14. 将质量相等的镁粉和铁粉分别投入等质量、等浓度的稀硫酸中，所得H2的质量 与稀硫酸的质量关系曲线正确的是（　B　） B 15. （2022·衡阳中考）向一定质量的Cu（NO3）2和AgNO3的混合溶液中逐渐加入锌 粉。反应过程中溶质Cu（NO3）2的质量随加入锌粉的质量变化关系如图所示。下列 说法错误的是（　C　） A. a 点时，溶液的总质量与反应前相比减小 B. b 点时，溶液为Zn（NO3）2和Cu（NO3）2的混合溶液 C. c 点时，溶液呈无色 D. d 点时，过滤所得滤渣为Cu和Ag的混合物 C [解析] a 点时，发生的是锌与硝酸银的反应，化学方程式为Zn＋2AgNO3 Zn （NO3）2＋2Ag，由反应时的质量比可知，每65份质量的锌可置换出216份质量的 银，溶液的总质量与反应前相比减小，A正确； b 点时，硝酸银恰好完全反应，溶 液为Zn（NO3）2和Cu（NO3）2的混合溶液，B正确； c 点时，硝酸铜有剩余，溶液 呈蓝色，C错误； d 点时，锌与硝酸铜恰好完全反应，过滤所得滤渣为Cu和Ag的混 合物，D正确。 16. 小明同学在一定质量的硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入铁粉，充分反应后，他 对反应过程进行了分析，得到了以下四个图象（横坐标表示加入铁的质量），其中 正确的是（　C　） C [解析]由题意可知，铁先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，后与硝酸铜反应生成硝 酸亚铁和铜，硝酸铜完全反应后铜的质量不再变化，A错误；铁与硝酸银反应过程 中溶液的质量减小，硝酸铜的质量不变，硝酸铜的质量分数增大，硝酸铜与铁反应 生成硝酸亚铁和铜，随着反应进行，硝酸铜的质量减小，质量分数也减小，直至减 小到0，B错误；由化学方程式Fe＋2AgNO3 Fe（NO3）2＋2Ag、Fe＋Cu （NO3）2 Fe（NO3）2＋Cu中各物质的质量关系知，铁与硝酸银反应时溶液的 质量减小，与硝酸铜反应时溶液的质量也减小，但铁与硝酸银反应时溶液质量减小 得快，C正确；加入铁前，溶液中溶质是硝酸银、硝酸铜，为2种，D错误。 17. （2022·天门中考）实验课上，某同学将一定质量的镁粉加入硫酸亚铁溶液中， 待反应结束后，过滤，得到滤液和滤渣，下列判断正确的是（　A　） A. 滤液中一定含有硫酸镁，可能含有硫酸亚铁 B. 若滤液为浅绿色，则滤渣中一定含有镁和铁 C. 向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，则滤渣中一定含有镁 D. 所得滤液的质量一定比原溶液的质量大 A 易错点二　金属与盐溶液反应后成分的分析 [解析]将一定质量的镁粉加入硫酸亚铁溶液中，镁能与硫酸亚铁反应生成硫酸镁和 铁，滤液中一定含硫酸镁，可能含有未反应完的硫酸亚铁，A正确；若滤液为浅绿 色，说明硫酸亚铁还未完全反应，则镁不足，所以滤渣中一定含有铁，一定没有 镁，B错误；向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，则滤渣中一定含有反应生成的 铁，可能含有过量的镁，C错误；由化学方程式可知，每152份质量的硫酸亚铁反应 生成120份质量的硫酸镁，故所得滤液的质量一定比原溶液的质量小，D错误。 18. （2022·泰安中考）有一包固体粉末X，可能含有碳酸钙、硫酸铜、硫酸亚铁、镁 粉中的两种或多种。为确定固体粉末的成分，现取固体粉末X进行下列实验，实验 过程及现象如图所示（不考虑水、稀盐酸的挥发）。下列说法中正确的是（　C　） A. 若滤液1呈无色，则滤液2中可能会有Fe2＋、Cu2＋、Mg2＋ B. 若气体1为纯净物，则原固体X一定不含碳酸钙 C. 若滤液2呈浅绿色，则滤渣1中一定含有铜、铁 D. 若气体1为混合物，则滤渣1中一定含有碳酸钙、铜、铁 C [解析]碳酸钙难溶于水，与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，硫酸铜在溶液中显蓝 色，硫酸亚铁在溶液中显浅绿色，镁难溶于水，能与稀盐酸反应产生氢气，镁的金 属活动性比铁、铜强。一包固体粉末X，可能含有碳酸钙、硫酸铜、硫酸亚铁、镁 粉，加足量水得到滤渣1，向滤渣1加入稀盐酸得到气体1、滤液2和滤渣2，说明滤渣 1和滤渣2中一定有铜，则原固体中一定有镁和硫酸铜。若滤液1呈无色，固体粉末中 含有硫酸铜、镁，镁与硫酸铜反应生成硫酸镁和铜，得到硫酸镁溶液为无色的，滤 渣1中一定有Cu，Cu不与稀盐酸反应，则滤液2中一定没有Cu2＋，A错误；若气体1 为纯净物，可能是碳酸钙与稀盐酸反应生成的二氧化碳，也可能是铁与稀盐酸或者 是镁与稀盐酸反应产生的氢气，则原固体中可能含有碳酸钙，B错误；若滤液2呈浅 绿色，滤渣1中一定含有铁、铜，铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铜不与稀盐 酸反应，C正确；若气体1为混合物，所以气体1一定是二氧化碳和氢气，滤渣1一定 含有碳酸钙、铜，还一定含有铁或镁或铁和镁混合物的一组，所以不一定含有铁， D错误。 19. 某化工厂的废液中主要含有硝酸银、硝酸铜。取一定量的该废液样品，加入镁粉 和铜粉，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。 （1）若滤渣中有镁粉，则滤渣中除镁粉外还含有 （填化学式，下 同）。 （2）若滤渣中有铜粉，则滤液中的溶质一定含有 ，可能含有 ⁠ ⁠。 （3）若滤渣中没有铜粉，则滤液中的溶质一定含有 ，可能含有 ⁠。 （4）反应后得到滤液的质量 （选填“小于”“大于”或“等于”）反应前 所取废液样品的质量。 Ag、Cu　 Mg（NO3）2　 Cu （NO3）2　 Cu（NO3）2、Mg（NO3） 2 AgNO3　 小于　 $$