内容正文:
· 第八单元 金属与金属材料(B卷·拔高卷)
(考试时间:70分钟 试卷满分:70分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5
· 第I卷 选择题(共20分)
一、选择题(本大题共10个小题。每小题2分,共20分。在每小题给出的4个选项中,只有1个选项符合题目要求。)
1.《天工开物•五金》关于黄金有下列记载:“凡黄金为五金之长,熔化成形之后,住世永无变更……凡金性又柔,可屈折如枝柳……凡金箔每金七厘,造方寸金一千片”。下列说法错误的是
A.黄金的化学性质活泼 B.黄金的硬度较小
C.黄金制成金箔发生了物理变化 D.黄金是一种古老而珍贵的金属
【答案】A
【详解】A、“住世永无变更”说明黄金的化学性质不活泼,该选项说法错误;
B、“凡金性又柔,可屈折如枝柳”说明黄金的硬度小,该选项说法正确;
C、黄金制成金箔过程中,没有新物质生成,属于物理变化,该选项说法正确;
D、黄金是一种古老而珍贵的金属,该选项说法正确。
故选A。
2.下列与金属有关的说法正确的是
A.合金的强度和硬度一般比组成他们的纯金属更大、更硬
B.废旧电池可以随意丢弃,不会对环境造成污染.
C.银的导电性比铜强,所以一般用银作电线
D.铁矿石在地壳中含量最丰富,可以随意开采
【答案】A
【详解】A、合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高,抗腐蚀性能等也更好,故A说法正确;
B、废旧电池内含有汞等重金属,随意丢弃会造成水土的污染,故B说法错误;
C、银的导电性比铜强,但是银的价格较贵,所以一般用铜作电线而不用银,故C说法错误;
D、铁矿石的含量在地壳中分布不均匀,资源有限,应合理、有计划开采,故D不正确;
故选:A。
3.下列化学方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A、铁和盐酸反应生成氯化亚铁,而不是氯化铁,反应的化学方程式为:,该选项书写不正确;
B、碳和氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳,反应的化学方程式为:,该选项书写不正确;
C、氧化镁的化学式为MgO,反应的化学方程式为:,该选项书写不正确;
D、铝和硫酸反应生成硫酸铝和氢气,方程式书写正确,该选项书写正确。
故选D。
4.
为比较金属M与Fe、Zn的金属活动性强弱,实验小组设计了如图装置。待甲中充分反应后打开,使甲中溶液全部进入乙中,乙中无明显现象,打开使乙中溶液全部进入丙中,Zn片表面变黑(金属片均足量)。下列有关说法正确的是
A.甲中反应后得到黄色溶液
B.丙中反应后溶液质量减小
C.三种金属的活动性顺序为
D.将M片和Zn片互换位置仍能达到实验目的
【答案】C
【详解】A、甲中铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,溶液由无色变为浅绿色,甲中反应后得到浅绿色溶液,故A说法错误;
B、乙中无明显现象,说明M与氯化亚铁不反应,则丙中锌与氯化亚铁反应生成铁和氯化锌,化学方程式为:,每65份质量的锌能置换出56份质量的铁,反应后固体质量减小,所以反应后溶液的质量增大,故B说法错误;
C、因为乙中无明显现象,说明M与氯化亚铁不反应,则M的金属活动性比Fe弱,故三种金属的活动性顺序为Zn>Fe>M,故C说法正确;
D、由C可知三种金属的活动性顺序为Zn>Fe>M,将M片与Zn片互换位置,乙中锌能与氯化亚铁反应,生成氯化锌和铁,可得到Zn>Fe,丙中M不能与氯化锌反应,可得到Zn>M,并不能比较M与Fe的金属活动性,故D说法错误;
故选:C。
5.某学习小组利用数字化仪器对镁与盐酸的反应进行研究。将打磨后的镁条放入锥形瓶中,再将注射器中某浓度的盐酸压入锥形瓶中,并保持注射器活塞固定不动,测得实验过程中密闭容器内压强与时间的关系如图所示。下列说法错误的是
A.ab段产生氢气的速率比bc段快
B.cd段压强减小的原因可能是热量向外扩散
C.盐酸的注入也会使装置内压强上升
D.随着温度降低,待冷却至室温,压强会回到P1
【答案】D
【详解】A、镁与稀盐酸反应生成氯化镁、氢气,根据图像,ab段曲线斜率比bc段大,说明ab段压强上升较快,则ab段产生氢气的速率比bc段快,A选项正确;
B、相同条件下,气体温度越高,气压越大。镁与稀盐酸反应过程放热,会导致锥形瓶内气体温度升高,而cd段压强减小的原因可能是热量向外扩散,导致锥形瓶内气压下降,B选项正确;
C、盐酸的注入会导致锥形瓶内气体体积减小,也会使装置内压强上升,C选项正确;
D、镁与稀盐酸反应生成氯化镁、氢气,随着温度降低,待冷却至室温,锥形瓶内气体增多,压强会大于初始气压P1,D选项错误。
故选:D。
6.下列四个图象反映了对应实验过程中相关量的变化,其中正确的是( )
A.一定温度下,等体积、等浓度的过氧化氢溶液制取氧气
B.一定压强下,O2的溶解度受温度影响的变化曲线
C.一定温度下,等质量的Mg粉和Fe粉与足量同浓度的稀盐酸反应
D.一定温度下,足量的锌和铁分别与一定量的同浓度的稀硫酸反应
【答案】C
【详解】A、有无催化剂不会影响生成氧气的质量,只会影响反应速率,故A错误;
B、由于气体的溶解度随温度的升高而降低,所以该图象应该是一条下降的曲线,故B错误;
C、镁的金属活动性比铁强,故与稀盐酸反应时镁的反应速度要快一些(图象更陡一些),由于金属与酸反应生成氢气的质量=金属的质量×,所以同质量的镁要比铁生成的氢气要多,故最终镁的曲线应该在铁的上面,故C正确;
D、由于足量的锌和铁,所以随着稀硫酸的加入会不断有氢气产生,反应不会停止,故D错误。
故选C。
7.
化学兴趣小组同学在探究金属与酸的反应时,分别将形状、质量相同的和放入同等大小的烧瓶中,再注入足量体积和浓度均相同的稀硫酸,利用压强传感器采集数据,得到如图所示的气压变化曲线。下列有关说法错误的是
A.五种金属中与酸的反应最剧烈
B.充分反应后与稀硫酸反应产生的质量比少
C.反应结束后消耗稀硫酸最少的金属是
D.由图可知金属不能与稀硫酸反应
【答案】C
【详解】A、由图可知,镁与稀硫酸反应压强变化最快,反应最剧烈,故A不符合题意;
B、根据化学方程式:、可知,每65份质量的锌能生成2份质量的氢气,每56份质量的铁能生成2份质量的氢气,等质量的锌和铁与足量稀硫酸反应,与稀硫酸反应产生的质量比少,故B不符合题意;
C、由图可知,反应结束后,产生压强最大,说明生成氢气质量最多,根据质量守恒定律,产生的氢气来源于酸中的氢元素,说明反应结束后消耗稀硫酸最多的金属是,故C符合题意;
D、由图可知,的压强始终不变,说明没有气体放出,金属不能与稀硫酸反应,故D不符合题意。
故选C。
8.现有铁粉和其他物质组成的混合物一共,加入足量的稀盐酸中,充分反应,共产生的氢气,则其组成可能是
A.铁、镁、锌 B.铁、铜、铝 C.铁、镁、碳 D.铁、银、锌
【答案】B
【详解】设生成0.5g氢气需要铁的质量为x
设生成0.5g氢气需要铝的质量为y
设生成0.5g氢气需要镁的质量为z
设生成0.5g氢气需要锌的质量为a
铜、银与稀盐酸不反应,
A、若混合物为铁、镁、锌,则生成氢气的质量小于0.5g,故选项错误;
B、若混合物为铁、铜、铝,则生成氢气的质量大于0.5g,故选项错误;
C、若混合物为铁、镁、碳,则生成氢气的质量小于0.5g,故选项错误;
D、若混合物为铁、银、锌,则生成氢气的质量小于0.5g,故选项错误;
故选:B。
9.同学们在做实验的过程中惊奇的发现,把一定量的铁粉加入到稀硫酸和硫酸铜的混合溶液中,恰好完全反应,反应后过滤,所得固体质量与所加铁粉的质量相等,则原混合液中硫酸和硫酸铜的质量比
A.7: 80 B.7: 8 C.1: 1 D.49: 80
【答案】A
【分析】在金属活动性顺序中,铁>氢>铜,铁能与稀硫酸反应生成氢气,能与硫酸铜反应生成铜,完全反应后剩余固体物质的质量与所加铁粉的质量相等,则参加反应的铁的质量等于生成的铜的质量
【详解】完全反应后剩余固体物质的质量与所加铁粉的质量相等,则参加反应的铁的质量等于生成的铜的质量;由化学方程式Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu可知,反应中硫酸铜与铜的质量比为160:64,假设生成质量为64 g的铜,需要硫酸铜的质量为160 g,与硫酸铜反应的铁的质量为56 g,则与硫酸反应的铁的质量为64 g-56g=8g;
设 :8g 铁消耗的硫酸质量为x。
x=14g;
混合溶液中硫酸和硫酸铜的质量比为14 g:160 g=7:80。
故选A。
10.向含有硝酸银和硝酸铜的废液中加入一定量锌粉,充分反应后过滤,将滤渣洗涤、干燥、称量,所得滤渣质量与加入锌粉质量相等。下列说法错误的是
A.滤液可能呈蓝色
B.向滤液中滴加稀盐酸,一定没有沉淀产生
C.滤渣中至少含有两种物质
D.向滤渣中滴加稀盐酸,一定没有气泡产生
【答案】D
【分析】锌排在铜和银的前面,先和硝酸银反应生成硝酸锌和银,硝酸银完全反应后,若锌有剩余会再和硝酸铜反应生成硝酸铜和锌,根据反应物质的质量关系可以得出锌和硝酸银反应时生成的金属质量大于锌,与硝酸铜反应时生成的金属质量小于反应的锌,根据题意最终得到的金属与反应加入的锌质量相等,说明硝酸银完全反应后锌又与硝酸铜反应,据此分析。
【详解】A、根据分析可知锌与硝酸铜反应生成了铜,但由于题干未指明物质的具体质量,因此无法得出硝酸铜是否完全反应的结论,因此滤液可能呈蓝色,选项正确;
B、根据分析,硝酸银完全反应,因此加入稀盐酸后一定没有沉淀生成,选项正确;
C、根据分析,滤渣中一定含有银和铜,但无法确定锌是否有剩余,因此滤渣至少含有两种物质,选项正确;
D、根据分析可知,锌可能有剩余,滤渣一定含有银和铜,银和铜都不能与酸反应,因此加入稀盐酸可能有气体生成,选项错误;
故选:D
第II卷 非选择题(共70分)
二、工程、技术应用题(本题共5个小题。化学方程式每空2分,除标注外每空1分,共20分)
【化学与工程】 应用广泛的金属
国宝“鎏金铁芯铜龙”是以铁铸造内芯,铁上包铜,外层鎏金(鎏金是一种金属加工工艺,经过鎏金处理后,金属表面会覆盖一层金)。整个龙身飞扬舒展,反映了唐代高超的铸造工艺。
11.国宝历经千年,出土后表面仍金光灿灿,原因是 。《淮南万毕术》中记载“曾青得铁则化为铜,外化而内不化”,“曾青”即硫酸铜溶液,该炼铜反应的原理是 (用化学方程式表示),此反应的基本反应类型是 ,“外化而内不化”的原因是 。
铝制易拉罐主要由铝合金制成,除铝外,还含有锌、铜、硅等。
12.合金与纯金属相比较,性质存在差异。对比分析图甲内原子排列,从微观角度解释原
因 (答两条)。
图甲 图乙 图丙
13.合金中元素的配比不同会导致性能有差异(图乙)。根据实际需求,罐盖硬度应大于罐体硬度,结合如图分析,生产易拉罐时,罐盖中铜元素的含量应 (填“大于”“小于”或“等于”)罐体中铜元素的含量。为比较铝、铜、锌的金属活动性,进行如图丙实验,则可以选用的物质是 。
【答案】11.金的化学性质稳定 Fe + CuSO4=Cu + FeSO4 置换反应 铁和硫酸铜反应生成的铜覆盖在铁的表面,阻止内部的铁继续反应
12原子的排列方式不同、物质的原子构成种类不同(2分)
13大于 铝、铜、硫酸锌溶液(合理即可)(2分)
【详解】11国宝历经千年,出土后表面仍金光灿灿,是因为金的化学性质稳定,不易与其他物质发生反应;铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应的化学方程式为:Fe + CuSO4= Cu + FeSO4;该反应是由一种单质和一种化合物反应生成一种单质和一种化合物的反应,属于置换反应;“外化而内不化”的原因是是因为铁和硫酸铜反应生成的铜覆盖在铁的表面,阻止内部的铁继续反应;
12合金与纯金属相比较,性质存在差异,根据图示可知,其原因是原子的排列方式不同、物质的原子构成种类不同;
13由图示可知,铜的含量越高,铝合金硬度越大,则生产易拉罐时,罐盖中铜元素的含量应大于罐体中铜元素的含量;铝和硫酸锌反应生成硫酸铝和锌,说明铝的金属活动性强于锌,铜和硫酸锌不反应,说明锌的金属活动性强于铜,所以比较铝、铜、锌的金属活动性,a、b、c可以选用的物质是铝、铜、硫酸锌溶液。
14.小明同学在探究常见金属的活动性顺序后,明确了A、B、C三种金属在常见金属的活动性顺序表中的位置如下,请回答下列问题。
(1)在A、B、C三种金属中,能与稀盐酸发生反应的是 ,最不活泼的是 。
(2)若B是铜,则下列有关的化学方程式书写正确的是 (填序号)。
a.Cu + MgSO4=CuSO4 + Mg
b.Fe + CuSO4=FeSO4 + Cu
(3)国际上推广使用生铁铸造的锅。因为食入的少量铁与人体胃液中的盐酸反应,生成的盐能预防缺铁性贫血。写出该反应的化学方程式: 。
【答案】(1) A C (2)b (3)Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
【详解】(1)在A、B、C三种金属中,A排在氢的前面,能与稀盐酸发生反应,C排在最后面,最不活泼;
(2)金属活动顺序表中,前边的金属可以把后边的金属从其盐溶液中置换出来,因为铜在镁、铁之后,所以a不会反应,而b会反应,故选:b;
(3)铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应的化学方程式为:Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑;
【化学与技术】
15.2024年5月8日下午,我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航母“福建舰”完成为期8天的首次试航,顺利返回码头。 “福建舰”建造用到了钛合金。工业上用金红石(主要成分为TiO2)制备金属钛的工艺流程如图所示,分析流程,回答下列问题。
【查阅资料】 钛、镁在高温下与空气中的氧气、二氧化碳等反应。
(1)氯化炉中发生反应的化学方程式为:TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2X,X是 。
(2)还原炉内通入氩气的目的是 。
(3)蒸馏炉中利用海绵钛和氯化镁的 不同,将氯化镁分离。
(4)流程中可循环利用的物质是 和 。
【答案】CO 防止镁在高温条件下与空气中的O2和CO2反应 沸点 Cl2 Mg
【详解】(1)氯化炉中发生反应的化学方程式为,根据质量守恒定律可知,化学反应前后原子种类及数目不变,化学方程式左边有1个钛原子、2个氧原子、4个氯原子和2个碳原子,化学方程式右边有1个钛原子、4个氯原子和2个X分子,则2个X分子中含有2个氧原子和2个碳原子,则1个X分子中含有1个氧原子和1个碳原子,故X的化学式为CO;
(2)还原炉内通入氩气的目的是防止镁在高温条件下与空气中的O2和CO2反应;
(3)蒸馏是利用液体混合物中各成分沸点不同进行分离提纯的操作,则蒸馏炉中利用海绵钛和氯化镁的沸点不同,将氯化镁分离;
(4)由流程图可知,流程中可循环利用的物质是Cl2和Mg;
三、科普阅读题(本题共1个小题。化学方程式每空2分,其余每空1分,共6分)
16.阅读下列科技短文,回答问题。
2021年3月20日,“考古中国”重大项目工作进展会在四川省成都市召开,通报三星堆遗址重要考古成果—新发现6座三星堆文化“祭祀坑”,新出土重要文物500多件,有高2.62米的青铜大立人、高3.95米的青铜神树、由金箔包裹的权杖、重约286克的金面具及玉石器和象牙等,多属前所未见的稀世之珍。
青铜是金属冶铸史上最早出现的合金,与纯铜相比,其强度高、熔点低、铸造性好、耐磨且耐腐蚀。《周礼•考工记》中对制作钟鼎、斧斤、戈戟等青铜器物中铜锡的比例作了详细的规定(见图)。在地下埋藏的青铜器表面会出现绿色的铜锈,其主要成分为碱式碳酸铜。
(1)下列属于金属材料的是 (填字母序号)。
A 青铜大立人 B 金面具 C 象牙 D 玉石器
(2)青铜与纯铜相比,提升了哪些性能 (答一条即可)。
(3)依据图2可知,用于生产戈戟的青铜器中,铜和锡的比例为 。
(4)铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3,其中铜元素的化合价是 ,请写出铜生锈的化学方程式 。
【答案】 AB 强度高(或熔点低或铸造性好或耐磨且耐腐蚀) 4:1 +2价
【详解】(1)金属材料为含有金属单质的材料,A中含铜和锌;B中含金;C和D的象牙与玉石中都不含金属单质,故该空填AB;
(2)合金比纯金属的性质优点有:硬度高、熔点低、常具有耐腐蚀性等,选一条答即可;
(3)从图中可知生产戈戟的青铜器中铜和锡的质量比为80%:20%=4:1;
(4)氢氧根离子显-1价,碳酸根离子显-2价,设铜元素的化合价为x,根据化合物中元素化合价代数和为0,可得:2x+(-1)×2+(-2)=0,x=+2,可以算得铜元素的化合价为+2价;
根据铜锈的化学式可知铜生锈是铜与空气中的氧气和二氧化碳、水反应生成,方程式为。
四、物质性质及应用题(本题共1个小题。化学方程式每空2分,其余每空1分,共5分)17.A~F是初中化学常见的六种物质,A是铁锈的主要成分,B常温下为气体,E俗称生石灰,F属于碱。它们之间相互关系如图所示(“→ ”表示一种物质经一步反应可转化为另一种物质,“—— ”表示相连两物质能发生化学反应,部分反应物、生成物及反应条件已略去)。请回答。
(1)B的化学式为 。
(2)写出D物质的一种用途 。
(3)E→F的基本反应类型是 。
(4)A→C反应的化学方程式为 。
【答案】 CO 作补钙剂(合理即可) 化合反应 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(或2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑)
【分析】A为铁锈的主要成分,A为氧化铁;E俗称生石灰,E为氧化钙;E(氧化钙)能转化为F,F属于碱,则F为氢氧化钙;D能转化为E(氧化钙),则D为碳酸钙;D(碳酸钙)能与C相互转化,C可能为二氧化碳或钙盐,A(氧化铁)能转化为C,则C为二氧化碳;B常温下为气体,能和A(氧化铁)反应,能和C(二氧化碳)相互转化,则B为一氧化碳。
【详解】根据以上分析得:
(1)B为一氧化碳,化学式为CO;
(2)D(碳酸钙)可以用于建筑、补钙剂等;
(3)E氧化钙和水反应转化为F氢氧化钙,是两种物质生成一种物质的反应,符合化合反应定义;
(4)A→C反应可以是一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳的反应:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(其它合理也可)
【点睛】本题是推断题,解题时往往需要从题目中挖出一些明显或隐含的条件,抓住突破口(突破口往往是现象特征、反应特征等),获得结论,最后把结论代入原题中验证。
五、定量计算题(本题共1个小题。(1)2分,(2)4分,共6分)
18.黄铜是铜和锌的合金,化学兴趣小组的同学测定实验室中某黄铜样品中锌的质量分数(不考虑黄铜中的其他杂质),请你参与他们的探究过程。称取10g粉末状黄铜样品放入烧杯中,量取45mL稀硫酸分三次加到其中,每次充分反应后,测定生成氢气的质量,实验数据如表:
第一次
第二次
第三次
加入稀硫酸的体积(mL)
15
15
15
生成氢气的质量(g)
0.04
m
0.02
试求:
(1)m的数值
(2)此黄铜样品中锌的质量分数是多少?(写出计算过程)
【答案】(1)0.04
(2)解:设反应消耗的锌的质量为x。
生成氢气的总质量为
则该黄铜样品中锌的质量分数为
答:该黄铜样品中锌的质量分数为32.5%。
【详解】(1)黄铜是铜和锌的合金,根据金属活动顺序:锌>氢>铜,锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,铜与稀硫酸不反应,由表格数据可知,第一次加入15mL稀硫酸生成氢气的质量为0.04g,第三次加入15mL稀硫酸生成氢气的质量为0.02g<0.04g,说明第三次加入15mL稀硫酸时锌完全反应,则第二次加入15mL稀硫酸时生成氢气的质量与第一次加入15mL稀硫酸生成氢气的质量相同,因此m的数值为0.04;
(2)计算过程见答案。
六、科学探究题(本题共2个小题。化学方程式每空2分,其余每空1分,共13分)
【实验设计】
19.某化学兴趣小组设计如下图实验,模拟工业炼铁原理并验证实验产物。
【查阅资料】①CO还原Fe2O3是分步进行的,还原产物还可能有四氧化三铁、氧化亚铁。
②铁的氧化物中只有四氧化三铁能被磁铁吸引。③浓硫酸常用作气体干燥机。
【进行实验】按图装入药品,连好装置,确保不漏气。
(1)先点燃A处的酒精喷灯,稍后点燃E处的酒精喷灯;待E装置玻璃管内红棕色粉末全部变为黑色时,先熄灭 (填“A”或“E”)处酒精喷灯。
实验结束,待装置冷却后,称量,取出黑色粉末;再用磁铁吸引,发现黑色粉末全部被吸引。
【问题讨论】
(2)A装置的作用是 ,D瓶中应盛放的试剂是 。
(3)B中反应的化学方程式是 。
(4)针对上述实验,下列分析正确的是______(填字母)
A.装置B、C的作用分别是除去CO2、检验CO2是否除尽
B.如果缺少D装置,E装置中的玻璃管可能会炸裂
C.E装置玻璃管中的固体质量比反应前减少了,说明一定有铁生成
【答案】(1)E (2) 产生CO 浓硫酸
(3)
(4)AB
【详解】(1)先点燃A处的酒精喷灯,稍后点燃E处的酒精喷灯;待E装置玻璃管内红棕色粉末全部变为黑色时,先熄灭E处酒精喷灯,继续通入一氧化碳使玻璃管冷却,防止装置F中澄清石灰水倒流使试管破裂。
(2)A中二氧化碳与碳高温下反应生成一氧化碳,装置A的作用是产生一氧化碳。一氧化碳气体经干燥后进入E中与氧化铁反应,浓硫酸具有吸水性,可以除去混合气体中的水蒸气,则D中盛放的是浓硫酸。
(3)B中的反应是氢氧化钠与A中没有反应的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为:。
(4)A、该实验中,装置B中二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,作用是除去CO2,C中澄清的石灰水作用是检验CO2是否除尽,说法正确,符合题意;
B、装置D用来除去一氧化碳气体中的水蒸气,如果缺少D装置,E装置中的玻璃管可能会炸裂,说法正确,符合题意;
C、E中一氧化碳与氧化铁高温时反应生成铁和二氧化碳,反应后玻璃管中的固体质量减少了,说明氧元素的质量减少了,不能说明一定有铁生成,因为CO还原Fe2O3是分步进行的,还原产物还可能有四氧化三铁、氧化亚铁,说法错误,不符合题意;
故选:AB。
【科学探究】
20.萱萱同学发现,金店里有两种不同的“白金”,单价相差悬殊,萱萱同学很好奇,打算对这两种不同的“白金”进行研究。
任务一:鉴别两种“白金”
【查阅资料】
I.市场上所谓的“白金”通常有两种:一种是铜、锌、金、镍(元素符号Ni)的合金,称为白色金;另一种是铂金,铂是一种银白色的贵重金属,化学性质稳定不与氧气反应,用于制作耐腐蚀的化学仪器及首饰等,俗称白金,元素符号Pt。
II.NiCl2、NiSO4、Ni(NO3)2都可溶于水
【探究活动一】
萱萱结合学习的金属的性质,想知道家中首饰的“白金”是哪种金属,她和兴趣小组的同学一起展开探究活动。
(1)设计实验一:将这两种“白金”样品分别放在陶土网上用酒精灯加热,观察到金属表面 ,则这种“白金”样品为白色金。
(2)设计实验二:将这两种“白金”样品放入 中,观察到金属表面冒气泡,则这种“白金”样品为白色金。
(3)设计实验三:将这两种“白金”样品放入硝酸银溶液中,观察到金属表面有银白色物质附着,则这种“白金”样品为白色金。写出其中一个反应的化学方程式 。
任务二:探究Zn、Ni、Cu的金属活动性顺序
【提出问题】萱萱同学提出:Zn、Ni、Cu三种金属的活动性顺序是怎样的呢?
【作出假设】
(4)假设①Zn>Ni>Cu;假设②Zn>Cu>Ni;假设③ 。
【探究活动二】
同温下,取大小、形状相同的这三种金属薄片,分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸中,通过三种金属与酸反应的不同现象来探究三种金属的活动性顺序。
【实验观察】
金属
Ni
Zn
Cu
与稀盐酸反应的现象
银白色固体表面有气泡冒出
银白色固体表面有气泡冒出
无明显现象
【得出结论】
(5)原假设中错误的是 (填序号)。
【反思交流】
(6)上述【探究活动二】没有得出三种金属的活动性顺序,兴趣小组同学需改变思路重新设计实验以达到探究实验的目的。同学们讨论用下列各组药品来验证Zn、Ni、Cu的金属活动性顺序,其中一定能达到实验目的的是______(填字母)。
A.Zn、Cu、稀盐酸、NiSO4溶液 B.Zn、Ni、NiCl2溶液、Cu(NO3)2溶液
【归纳总结】
通过上述探究过程,我们能够总结出探究金属活动性顺序时,应采用适当的探究实验方案,在设计实验方案时,需要考虑选择合适的药品才能使探究活动顺利完成。
【答案】(1)变黑 (2)稀盐酸(或者稀硫酸)
(3)/
(4)Ni>Zn>Cu (5)② (6)AB
【详解】(1)白色金是铜、锌、金、镍的合金,其中铜和氧气在加热的条件下反应生成黑色的氧化铜;所以将这两种白金样品分别放在石棉网上用酒精灯加热,铜和氧气在加热条件下生成黑色的氧化铜,观察到金属表面变黑,则这种白金为“白色金”,故填:变黑;
(2)白色金中的锌与稀盐酸或稀硫酸反应生成氢气,而铂不与酸反应;所以将这两种白金样品放入稀盐酸中,锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气,所以观察到金属表面产生气泡,则这种白金为“白色金”,故填:稀盐酸(或者稀硫酸);
(3)锌、铜的金属活动性大于银,铂的金属活动性小于银,将这两种白金样品放入硝酸银溶液中,锌、铜与硝酸银反应置换出银,而铂不与硝酸银反应,所以观察到金属表面有银白色物质附着,则这种白金样品为“白金色”,其反应为锌与硝酸银反应生成硝酸锌和银,反应的化学方程式为,或铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,反应的化学方程式为,故填:或者;
(4)由金属活动性顺序表可知锌的活动性大于铜,所以镍的活动性可能在锌、铜之间、可能在铜后、也可能在锌前,所以假设③为Ni>Zn>Cu,故填:Ni>Zn>Cu;
(5)由记录现象可知:Zn、Ni与稀盐酸反应,银白色固体表面有气泡冒出,说明Ni和Zn在金属活动性顺序中排在氢前面;Cu不反应,说明Cu在金属活动性顺序中排在氢后面,则Ni和Zn的金属活动性比铜强,所以原假设中错误的是②,故填:②;
(6)A、同温下,取大小、形状相同的Zn和Cu,分别放入NiSO4溶液中,在Zn片上有固体生成,说明Zn的金属活动性强于Ni,放有铜片的溶液中无明显现象,说明铜的减少活动性比Ni弱,则Zn、Ni、Cu的金属活动性顺序为Zn>Ni>Cu故A符合题意;
B、同温下,取大小、形状相同的Zn和Ni,将Zn插入到NiCl2溶液中,可观察到Zn片上有固体析出,说明Zn的金属活动性比Ni强,将Ni片放入Cu(NO3)2溶液中,可观察到Ni片表面有红色固体析出,说明Ni的金属活动性比铜强,则Zn、Ni、Cu的金属活动性顺序为Zn>Ni>Cu故B符合题意。
故选AB;
试卷第22页,共23页
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· 第八单元 金属与金属材料(B卷·拔高卷)
(考试时间:70分钟 试卷满分:70分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5
· 第I卷 选择题(共20分)
一、选择题(本大题共10个小题。每小题2分,共20分。在每小题给出的4个选项中,只有1个选项符合题目要求。)
1.《天工开物•五金》关于黄金有下列记载:“凡黄金为五金之长,熔化成形之后,住世永无变更……凡金性又柔,可屈折如枝柳……凡金箔每金七厘,造方寸金一千片”。下列说法错误的是
A.黄金的化学性质活泼 B.黄金的硬度较小
C.黄金制成金箔发生了物理变化 D.黄金是一种古老而珍贵的金属
2.下列与金属有关的说法正确的是
A.合金的强度和硬度一般比组成他们的纯金属更大、更硬
B.废旧电池可以随意丢弃,不会对环境造成污染.
C.银的导电性比铜强,所以一般用银作电线
D.铁矿石在地壳中含量最丰富,可以随意开采
3.下列化学方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
4.
为比较金属M与Fe、Zn的金属活动性强弱,实验小组设计了如图装置。待甲中充分反应后打开,使甲中溶液全部进入乙中,乙中无明显现象,打开使乙中溶液全部进入丙中,Zn片表面变黑(金属片均足量)。下列有关说法正确的是
A.甲中反应后得到黄色溶液
B.丙中反应后溶液质量减小
C.三种金属的活动性顺序为
D.将M片和Zn片互换位置仍能达到实验目的
5.某学习小组利用数字化仪器对镁与盐酸的反应进行研究。将打磨后的镁条放入锥形瓶中,再将注射器中某浓度的盐酸压入锥形瓶中,并保持注射器活塞固定不动,测得实验过程中密闭容器内压强与时间的关系如图所示。下列说法错误的是
A.ab段产生氢气的速率比bc段快
B.cd段压强减小的原因可能是热量向外扩散
C.盐酸的注入也会使装置内压强上升
D.随着温度降低,待冷却至室温,压强会回到P1
6.下列四个图象反映了对应实验过程中相关量的变化,其中正确的是( )
A.一定温度下,等体积、等浓度的过氧化氢溶液制取氧气
B.一定压强下,O2的溶解度受温度影响的变化曲线
C.一定温度下,等质量的Mg粉和Fe粉与足量同浓度的稀盐酸反应
D.一定温度下,足量的锌和铁分别与一定量的同浓度的稀硫酸反应
7.
化学兴趣小组同学在探究金属与酸的反应时,分别将形状、质量相同的和放入同等大小的烧瓶中,再注入足量体积和浓度均相同的稀硫酸,利用压强传感器采集数据,得到如图所示的气压变化曲线。下列有关说法错误的是
A.五种金属中与酸的反应最剧烈
B.充分反应后与稀硫酸反应产生的质量比少
C.反应结束后消耗稀硫酸最少的金属是
D.由图可知金属不能与稀硫酸反应
8.现有铁粉和其他物质组成的混合物一共,加入足量的稀盐酸中,充分反应,共产生的氢气,则其组成可能是
A.铁、镁、锌 B.铁、铜、铝 C.铁、镁、碳 D.铁、银、锌
9.同学们在做实验的过程中惊奇的发现,把一定量的铁粉加入到稀硫酸和硫酸铜的混合溶液中,恰好完全反应,反应后过滤,所得固体质量与所加铁粉的质量相等,则原混合液中硫酸和硫酸铜的质量比
A.7: 80 B.7: 8 C.1: 1 D.49: 80
10.向含有硝酸银和硝酸铜的废液中加入一定量锌粉,充分反应后过滤,将滤渣洗涤、干燥、称量,所得滤渣质量与加入锌粉质量相等。下列说法错误的是
A.滤液可能呈蓝色
B.向滤液中滴加稀盐酸,一定没有沉淀产生
C.滤渣中至少含有两种物质
D.向滤渣中滴加稀盐酸,一定没有气泡产生
第II卷 非选择题(共70分)
二、工程、技术应用题(本题共5个小题。化学方程式每空2分,除标注外每空1分,共20分)
【化学与工程】 应用广泛的金属
国宝“鎏金铁芯铜龙”是以铁铸造内芯,铁上包铜,外层鎏金(鎏金是一种金属加工工艺,经过鎏金处理后,金属表面会覆盖一层金)。整个龙身飞扬舒展,反映了唐代高超的铸造工艺。
11.国宝历经千年,出土后表面仍金光灿灿,原因是 。《淮南万毕术》中记载“曾青得铁则化为铜,外化而内不化”,“曾青”即硫酸铜溶液,该炼铜反应的原理是 (用化学方程式表示),此反应的基本反应类型是 ,“外化而内不化”的原因是 。
铝制易拉罐主要由铝合金制成,除铝外,还含有锌、铜、硅等。
12.合金与纯金属相比较,性质存在差异。对比分析图甲内原子排列,从微观角度解释原
因 (答两条)。
图甲 图乙 图丙
13.合金中元素的配比不同会导致性能有差异(图乙)。根据实际需求,罐盖硬度应大于罐体硬度,结合如图分析,生产易拉罐时,罐盖中铜元素的含量应 (填“大于”“小于”或“等于”)罐体中铜元素的含量。为比较铝、铜、锌的金属活动性,进行如图丙实验,则可以选用的物质是 。
14.小明同学在探究常见金属的活动性顺序后,明确了A、B、C三种金属在常见金属的活动性顺序表中的位置如下,请回答下列问题。
(1)在A、B、C三种金属中,能与稀盐酸发生反应的是 ,最不活泼的是 。
(2)若B是铜,则下列有关的化学方程式书写正确的是 (填序号)。
a.Cu + MgSO4=CuSO4 + Mg
b.Fe + CuSO4=FeSO4 + Cu
(3)国际上推广使用生铁铸造的锅。因为食入的少量铁与人体胃液中的盐酸反应,生成的盐能预防缺铁性贫血。写出该反应的化学方程式: 。
【化学与技术】
15.2024年5月8日下午,我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航母“福建舰”完成为期8天的首次试航,顺利返回码头。 “福建舰”建造用到了钛合金。工业上用金红石(主要成分为TiO2)制备金属钛的工艺流程如图所示,分析流程,回答下列问题。
【查阅资料】 钛、镁在高温下与空气中的氧气、二氧化碳等反应。
(1)氯化炉中发生反应的化学方程式为:TiO2+2Cl2+2CTiCl4+2X,X是 。
(2)还原炉内通入氩气的目的是 。
(3)蒸馏炉中利用海绵钛和氯化镁的 不同,将氯化镁分离。
(4)流程中可循环利用的物质是 和 。
三、科普阅读题(本题共1个小题。化学方程式每空2分,其余每空1分,共6分)
16.阅读下列科技短文,回答问题。
2021年3月20日,“考古中国”重大项目工作进展会在四川省成都市召开,通报三星堆遗址重要考古成果—新发现6座三星堆文化“祭祀坑”,新出土重要文物500多件,有高2.62米的青铜大立人、高3.95米的青铜神树、由金箔包裹的权杖、重约286克的金面具及玉石器和象牙等,多属前所未见的稀世之珍。
青铜是金属冶铸史上最早出现的合金,与纯铜相比,其强度高、熔点低、铸造性好、耐磨且耐腐蚀。《周礼•考工记》中对制作钟鼎、斧斤、戈戟等青铜器物中铜锡的比例作了详细的规定(见图)。在地下埋藏的青铜器表面会出现绿色的铜锈,其主要成分为碱式碳酸铜。
(1)下列属于金属材料的是 (填字母序号)。
A 青铜大立人 B 金面具 C 象牙 D 玉石器
(2)青铜与纯铜相比,提升了哪些性能 (答一条即可)。
(3)依据图2可知,用于生产戈戟的青铜器中,铜和锡的比例为 。
(4)铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3,其中铜元素的化合价是 ,请写出铜生锈的化学方程式 。
四、物质性质及应用题(本题共1个小题。化学方程式每空2分,其余每空1分,共5分)17.A~F是初中化学常见的六种物质,A是铁锈的主要成分,B常温下为气体,E俗称生石灰,F属于碱。它们之间相互关系如图所示(“→ ”表示一种物质经一步反应可转化为另一种物质,“—— ”表示相连两物质能发生化学反应,部分反应物、生成物及反应条件已略去)。请回答。
(1)B的化学式为 。
(2)写出D物质的一种用途 。
(3)E→F的基本反应类型是 。
(4)A→C反应的化学方程式为 。
五、定量计算题(本题共1个小题。(1)2分,(2)4分,共6分)
18.黄铜是铜和锌的合金,化学兴趣小组的同学测定实验室中某黄铜样品中锌的质量分数(不考虑黄铜中的其他杂质),请你参与他们的探究过程。称取10g粉末状黄铜样品放入烧杯中,量取45mL稀硫酸分三次加到其中,每次充分反应后,测定生成氢气的质量,实验数据如表:
第一次
第二次
第三次
加入稀硫酸的体积(mL)
15
15
15
生成氢气的质量(g)
0.04
m
0.02
试求:
(1)m的数值
(2)此黄铜样品中锌的质量分数是多少?(写出计算过程)
六、科学探究题(本题共2个小题。化学方程式每空2分,其余每空1分,共13分)
【实验设计】
19.某化学兴趣小组设计如下图实验,模拟工业炼铁原理并验证实验产物。
【查阅资料】①CO还原Fe2O3是分步进行的,还原产物还可能有四氧化三铁、氧化亚铁。
②铁的氧化物中只有四氧化三铁能被磁铁吸引。③浓硫酸常用作气体干燥机。
【进行实验】按图装入药品,连好装置,确保不漏气。
(1)先点燃A处的酒精喷灯,稍后点燃E处的酒精喷灯;待E装置玻璃管内红棕色粉末全部变为黑色时,先熄灭 (填“A”或“E”)处酒精喷灯。
实验结束,待装置冷却后,称量,取出黑色粉末;再用磁铁吸引,发现黑色粉末全部被吸引。
【问题讨论】
(2)A装置的作用是 ,D瓶中应盛放的试剂是 。
(3)B中反应的化学方程式是 。
(4)针对上述实验,下列分析正确的是______(填字母)
A.装置B、C的作用分别是除去CO2、检验CO2是否除尽
B.如果缺少D装置,E装置中的玻璃管可能会炸裂
C.E装置玻璃管中的固体质量比反应前减少了,说明一定有铁生成
【科学探究】
20.萱萱同学发现,金店里有两种不同的“白金”,单价相差悬殊,萱萱同学很好奇,打算对这两种不同的“白金”进行研究。
任务一:鉴别两种“白金”
【查阅资料】
I.市场上所谓的“白金”通常有两种:一种是铜、锌、金、镍(元素符号Ni)的合金,称为白色金;另一种是铂金,铂是一种银白色的贵重金属,化学性质稳定不与氧气反应,用于制作耐腐蚀的化学仪器及首饰等,俗称白金,元素符号Pt。
II.NiCl2、NiSO4、Ni(NO3)2都可溶于水
【探究活动一】
萱萱结合学习的金属的性质,想知道家中首饰的“白金”是哪种金属,她和兴趣小组的同学一起展开探究活动。
(1)设计实验一:将这两种“白金”样品分别放在陶土网上用酒精灯加热,观察到金属表面 ,则这种“白金”样品为白色金。
(2)设计实验二:将这两种“白金”样品放入 中,观察到金属表面冒气泡,则这种“白金”样品为白色金。
(3)设计实验三:将这两种“白金”样品放入硝酸银溶液中,观察到金属表面有银白色物质附着,则这种“白金”样品为白色金。写出其中一个反应的化学方程式 。
任务二:探究Zn、Ni、Cu的金属活动性顺序
【提出问题】萱萱同学提出:Zn、Ni、Cu三种金属的活动性顺序是怎样的呢?
【作出假设】
(4)假设①Zn>Ni>Cu;假设②Zn>Cu>Ni;假设③ 。
【探究活动二】
同温下,取大小、形状相同的这三种金属薄片,分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸中,通过三种金属与酸反应的不同现象来探究三种金属的活动性顺序。
【实验观察】
金属
Ni
Zn
Cu
与稀盐酸反应的现象
银白色固体表面有气泡冒出
银白色固体表面有气泡冒出
无明显现象
【得出结论】
(5)原假设中错误的是 (填序号)。
【反思交流】
(6)上述【探究活动二】没有得出三种金属的活动性顺序,兴趣小组同学需改变思路重新设计实验以达到探究实验的目的。同学们讨论用下列各组药品来验证Zn、Ni、Cu的金属活动性顺序,其中一定能达到实验目的的是______(填字母)。
A.Zn、Cu、稀盐酸、NiSO4溶液 B.Zn、Ni、NiCl2溶液、Cu(NO3)2溶液
【归纳总结】
通过上述探究过程,我们能够总结出探究金属活动性顺序时,应采用适当的探究实验方案,在设计实验方案时,需要考虑选择合适的药品才能使探究活动顺利完成。
试卷第22页,共23页
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