内容正文:
第八单元 金属和金属材料
8.2 金属的化学性质 第2课时
【基础练】
1. 中华民族的发明创造为人类文明进步作出了巨大贡献。下列我国古代发明及应用中不涉及化学变化的是
A.湿法炼铜 B.蚕丝织布 C.粮食酿酒 D.火药爆炸
2. 常见金属的活动性顺序如图:
根据金属活动性顺序进行分析,下列描述或判断错误的是
A.在氧气中灼烧时,铁丝要比铜丝反应剧烈
B.常温下,金属镁在空气中要比铁容易氧化
C.在同一盐酸中反应时,锌片比铁片反应剧烈
D.铜活动性不强,故铜不能与硝酸银溶液反应得到金属银
3. 已知甲、乙、丙三种不同金属,甲在空气中加热后仍保持原金属光泽,乙在空气中会缓慢氧化而腐蚀,丙在空气中会迅速氧化需保存在煤油中,则甲、乙、丙三种金属化学活动性大小关系为
A.甲>乙>丙 B.乙>丙>甲 C.丙>甲>乙 D.丙>乙>甲
4. 下列物质可以由相应的金属和酸发生置换反应生成的是
A.FeCl3 B.CuSO4 C.AgCl D.ZnCl2
5. 下列生活中做法正确的是
A.氢能源市域列车已广泛应用
B.光伏发电相较火力发电可减少对环境的污染
C.用铁桶配制波尔多液
D.燃气燃烧出现黄色火焰,应调小进风口
6. 下列化学方程式中,完全正确的是
A.2Fe + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2↑ B.Cu + H2SO4=CuSO4 + H2↑
C.Zn+CuSO4 =ZnSO4+Cu D.H2↑+ CuO =Cu + H2O
7. 根据金属活动性顺序判断,下列各组物质不能发生化学反应的是
A.Hg与溶液 B.Cu与溶液
C.Zn与溶液 D.Al与稀盐酸
8. 下列过程主要发生化学变化的是
A.比较黄铜片和铜片的硬度
B.铝与硫酸铜溶液混合
C.利用稀盐酸鉴别纯金饰品
D.金属铜制成导线
9. 根据金属活动性顺序判断,下列各组物质不能发生化学反应的是
A.Hg与溶液 B.Cu与溶液
C.Zn与溶液 D.Al与稀盐酸
10. 在硝酸银,硝酸铜的混合溶液中加入一定量锌粉,反应停止后过滤,滤液仍为蓝色,下列有关判断不正确的
A.滤渣中一定有银 B.滤渣中一定没有锌
C.滤液中一定有硝酸锌 D.滤液中一定有硝酸锌,硝酸铜,硝酸银
11. 向一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入m克Zn,充分反应后过滤,将滤渣洗涤、干燥、称量,得到质量为m克的滤渣。下列说法正确的是
A.反应后的滤液中可能含有AgNO3、Cu(NO3)2,一定含有Zn(NO3)2
B.取反应后的滤液观察,滤液一定呈蓝色
C.取滤渣滴加硫酸,可能有气泡产生
D.滤液中的溶质至多有两种,滤渣中的物质至少有两种
12. 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
13.
向含有、的混合溶液中加入一定量锌粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。关于滤渣和滤液的成分有如下描述:
①滤液中一定含有
②滤渣中一定含有Ag,可能含有Cu和Zn
③若滤液呈蓝色,则向滤渣中滴加稀盐酸无明显现象
④若向滤渣中滴加稀盐酸有气泡产生,则滤液中一定没有和,
以上四种描述中正确的是
A.①②③ B.②③④ C.②④ D.①②③④
14. 人类开发利用金属的时间和金属的活动性有关。为探究金属的活动性强弱,用如图装置进行实验。下列说法不正确的是
A.实验前需要打磨金属片,除去表面的氧化膜
B.若向甲、乙试管加入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡
C.若向乙试管加入ZnSO4溶液,能得出锌的金属活动性比铜强
D.若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,能得出三种金属的活动性:Zn>Cu>Ag
15. 在稀硫酸和硫酸铜的混合液中,加入适量铁粉,使其恰好反应。反应后得到的固体质量与所加铁粉质量相等。则原混合液中硫酸和硫酸铜的质量比为
A.7∶8 B.8∶7 C.7∶80 D.80∶7
16.
将过量的粉投入一定质量的和,的混合溶液中发生反应,溶液的质量随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是
A.a点对应的溶液中含有三种金属阳离子
B.b点处的固体中含有和
C.b点到c点过程中金属的质量增大
D.c点处的溶液为无色
17.
向溶液中加入一定量的镁粉和铁粉,充分反应后过滤,再向过滤出的固体中滴加稀盐酸,发现有气泡产生,则下列结论正确的个数是
①滤渣中一定含有和②滤渣中一定含有和
③滤液中一定不含,一定含有④滤液一定是浅绿色
A.4 B.3 C.2 D.1
18.
向和的混合溶液中加入一定量的锌粉后溶液褪为无色,过滤后向滤渣中加入稀盐酸无明显现象,下列说法正确的是
A.一定有锌粉剩余 B.所得溶液中可能有
C.一定有单质银和铜生成 D.所得溶液中一定有、
【提升练】
19. 同学们一起探究铝、铁、铜三种金属的活动性,小刚同学设计了用铜丝、铁丝、铝丝和稀盐酸,只用一支试管,取了一次盐酸的探究方案。请你和他们一起完善下表的探究方案并回答有关问题。
(1)填表
实验步骤
观察到的现象
①在试管中加入少量盐酸,插入铁丝充分反应
②在①所得的溶液中,插入 ,充分反应
无明显现象
③在②所得的溶液中,插入 ,充分反应
结论:金属活动性
(2)将铝丝插入前应进行的操作是 ;
(3)小华同学认为在小刚设计的方案中,只要补充一个实验,就可得出的结论。小华要补充的实验是 。
(4)小强同学认为要得到的结论,不必做补充补实验,只需将小刚同学方案中插入金属的顺序调整即可,你认为调整后插入金属的是 。
(5)归纳:比较金属活动性强弱的方法有① ② 。
20. 现有铁、铜、银三种金属,某研究小组的同学为验证银、铜、铁的金属活动性顺序,设计了如图所示的三个实验。
(1)实验Ⅰ中的现象是 ,有关反应的化学方程式为 。
(2)实验Ⅱ中银片表面是否有气泡产生 (填“是”或“否”)。
(3)实验Ⅲ中的现象是 ,铁和硫酸铜反应的化学方程式为 。由该实验可得出的结论是 。
(4)在金属活动性顺序里,金属能否置换出其他金属,判断的依据是 。
21. 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。
【拓展应用】
(7)学习和探究了金属活动性顺序后,化学兴趣小组同学想利用如图所示实验验证铁、铜、铝三种金属的活动性顺序。实验结束充分反应后,将所有物质倒入同一废液缸中,下列说法正确的是______(填字母)。
A.若废液缸底部紫红色物质增多,则实验一反应后CuSO4溶液一定有剩余
B.废液缸中溶液质量与混合前实验一、实验二烧杯中溶液质量之和一定相等
C.将废液缸中的物质过滤,并向滤渣中加入稀盐酸,一定有气泡产生
22. 应用广泛的金属
Ⅰ.国宝中的金属
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。
(1)国宝历经千年,出土后表面仍金光灿灿,原因是 。
(2)《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 。
Ⅱ.生活中的金属
铝制易拉罐主要由铝合金制成,除铝外,还含有锌、铜、硅等。
(3)合金与纯金属相比较,性质存在差异。对比分析图内原子排列,从微观角度解释原因 (答两条)。
(4)合金中元素的配比不同会导致性能有差异。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。
(5)为比较铝、铜、锌的金属活动性,进行如图实验,则可以选用的物质是 。
23. 金属用途广泛,金属的用途与其性质密切相关。
(1)如图中将两块金属片相互刻画,该实验的目的是什么?
(2)将一定质量的锌粒投入到含有和的混合溶液中,充分反应后过滤,若滤液呈无色,则滤渣中一定含有 ,滤液中一定含有的溶质是 ,请任写出一个反应的化学方程式 。
24. 某实验小组同学做了如图A所示实验,并绘制了反应过程中硝酸铜的质量随加入锌粉质量的变化关系如图B所示。
(1)a点时,发生反应的化学方程式为 。
(2)b点时,溶液的总质量与反应前相比 (填“减少”或“不变”或“增多”)。
(3)c点时,溶液中含有的金属的化合物的化学式为 。
(4)d点时,将固液混合物过滤,所得滤渣中含有 。
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第八单元 金属和金属材料
8.2 金属的化学性质 第2课时
【基础练】
1. 中华民族的发明创造为人类文明进步作出了巨大贡献。下列我国古代发明及应用中不涉及化学变化的是
A.湿法炼铜 B.蚕丝织布 C.粮食酿酒 D.火药爆炸
【答案】B
【详解】A、湿法炼铜的原理是铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,该过程中有新物质生成,属于化学变化,不符合题意;
B、蚕丝织布的过程中没有新物质生成,属于物理变化,符合题意;
C、粮食酿酒的过程中有新物质生成,属于化学变化,不符合题意;
D、火药爆炸的过程中有新物质生成,属于化学变化,不符合题意。
故选:B。
2. 常见金属的活动性顺序如图:
根据金属活动性顺序进行分析,下列描述或判断错误的是
A.在氧气中灼烧时,铁丝要比铜丝反应剧烈
B.常温下,金属镁在空气中要比铁容易氧化
C.在同一盐酸中反应时,锌片比铁片反应剧烈
D.铜活动性不强,故铜不能与硝酸银溶液反应得到金属银
【答案】D
【分析】在金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,它的活动性越强,同一条件下与其他物质的反应越剧烈;且位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的化合物溶液中置换出来。
【详解】A、铁位于铜之前,所以在氧气中灼烧时铁比铜反应剧烈,故A描述正确;
B、镁位于铁之前,所以常温下镁比铁易氧化,故B描述正确;
C、锌位于铁之前,所以在同一盐酸中反应时,锌片比铁片反应剧烈,故C描述正确;
D、铜虽然活动性不强,但铜位于银之前,所以铜可以和硝酸银溶液反应得到银,故D判断错误。
故选D。
3. 已知甲、乙、丙三种不同金属,甲在空气中加热后仍保持原金属光泽,乙在空气中会缓慢氧化而腐蚀,丙在空气中会迅速氧化需保存在煤油中,则甲、乙、丙三种金属化学活动性大小关系为
A.甲>乙>丙 B.乙>丙>甲 C.丙>甲>乙 D.丙>乙>甲
【答案】D
【详解】丙在空气中会迅速氧化需保存在煤油中,说明丙很容易和氧气发生反应,乙在空气中会缓慢氧化而腐蚀,说明乙能和氧气发生反应,甲在空气中加热后仍保持原金属光泽,说明甲在加热条件下也不能和氧气反应,因此甲、乙、丙三种金属化学活动性大小关系为丙>乙>甲。
故选D。
4. 下列物质可以由相应的金属和酸发生置换反应生成的是
A.FeCl3 B.CuSO4 C.AgCl D.ZnCl2
【答案】D
【详解】A、铁与盐酸发生置换反应后生成氯化亚铁和氢气,不生成氯化铁(FeCl3),错误;
B、铜位于金属活动性顺序表中氢的后面,不能与酸反应生成硫酸铜,错误;
C、银位于金属活动性顺序表中氢的后面,不能与酸反应生成氯化银,错误;
D、锌位于金属活动性顺序表中氢的前面,能够与稀盐酸发生中反应生成氯化锌和氢气,正确;
故选D。
5. 下列生活中做法正确的是
A.氢能源市域列车已广泛应用
B.光伏发电相较火力发电可减少对环境的污染
C.用铁桶配制波尔多液
D.燃气燃烧出现黄色火焰,应调小进风口
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A、由于氢气的制取成本高和贮存困难,因此氢能源还未能广泛应用,故A错误;
B、火力发电会产生大量的污染物,光伏发电相较火力发电可减少对环境的污染,故B正确;
C、配制波尔多液利用的是氢氧化钙和硫酸铜反,而铁金属活动性比铜强,能够与硫酸铜溶液发生反应,因此不能用铁桶配制波尔多液,故C错误;
D、燃气燃烧出现黄色火焰,说明燃气没有充分燃烧,要增大灶具的进风口,而不是减小灶具的进风口,故D错误;
故选:B。
6. 下列化学方程式中,完全正确的是
A.2Fe + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2↑ B.Cu + H2SO4=CuSO4 + H2↑
C.Zn+CuSO4 =ZnSO4+Cu D.H2↑+ CuO =Cu + H2O
【答案】C
【详解】A、铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,不能生成氯化铁,该反应的化学方程式为:,不符合题意;
B、在金属活动性顺序里,铜排在氢后,铜和稀硫酸不反应,不符合题意;
C、锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,该反应的化学方程式为:,符合题意
D、氢气和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和水,该反应的化学方程式为:,缺少反应条件,氢气无需标注气体符号,不符合题意。故选C。
7. 根据金属活动性顺序判断,下列各组物质不能发生化学反应的是
A.Hg与溶液 B.Cu与溶液 C.Zn与溶液 D.Al与稀盐酸
【答案】B
【详解】在金属活动性顺序中,位于氢前面的金属能置换出酸中的氢,位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来,据此分析判断.
选项
原理
分析结果
判断
A
金属活动性:汞>银
Hg与溶液能发生置换反应
√
B
金属活动性:铜<镁
Cu与溶液不反应
×
C
金属活动性:锌>铁
Zn与溶液能发生置换反应
√
D
金属活动性顺序中铝排在氢前
铝和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气
√
8. 下列过程主要发生化学变化的是
A.比较黄铜片和铜片的硬度
B.铝与硫酸铜溶液混合
C.利用稀盐酸鉴别纯金饰品
D.金属铜制成导线
【答案】B
【详解】A、比较黄铜片和铜片的硬度,只是通过相互刻画观察其划痕来比较,没有新物质生成,属于物理变化,不符合题意;
B、铝与硫酸铜溶液混合,铝将硫酸铜中的铜置换出来,生成硫酸铝和铜,有新物质生成,属于化学变化,符合题意;
C、 在金属活动顺序中,金排在氢之后,不与稀盐酸反应,利用稀盐酸鉴别纯金饰品,没有新物质生成,属于物理变化,不符合题意;
D、金属铜制成导线,只是形状发生改变,没有新物质生成,属于物理变化,不符合题意。
故选B。
9. 根据金属活动性顺序判断,下列各组物质不能发生化学反应的是
A.Hg与溶液 B.Cu与溶液
C.Zn与溶液 D.Al与稀盐酸
【答案】B
【分析】在金属活动性顺序中,位于氢前面的金属能置换出酸中的氢,位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来。
【详解】A、金属活动性:汞>银,Hg与硝酸银溶液能发生置换反应,生成银和硝酸汞,故A不符合题意;
B、金属活动性:铜<镁,Cu与硝酸镁溶液不发生化学反应,故B符合题意;
C、金属活动性:锌>铁,Zn与硫酸亚铁溶液能发生置换反应,生成铁和硫酸锌,故C不符合题意;
D、金属活动性顺序中铝排在氢前,铝和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,故D不符合题意;
故选:B。
10. 在硝酸银,硝酸铜的混合溶液中加入一定量锌粉,反应停止后过滤,滤液仍为蓝色,下列有关判断不正确的
A.滤渣中一定有银
B.滤渣中一定没有锌
C.滤液中一定有硝酸锌
D.滤液中一定有硝酸锌,硝酸铜,硝酸银
【答案】D
【详解】由于金属活动性顺序:锌>铜>银,则向硝酸银、硝酸铜的混合溶液中加入锌,锌先和硝酸银反应生成银和硝酸锌,待硝酸银完全反应后,锌和硝酸铜反应生成铜和硝酸锌,由于溶液仍为蓝色,硫酸铜溶液显蓝色,则说明溶液中一定含有硝酸锌、硝酸铜,可能含有硝酸银,滤渣中一定含有银,可能含有铜,一定不含锌,分析各选项,故选D。
11. 向一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入m克Zn,充分反应后过滤,将滤渣洗涤、干燥、称量,得到质量为m克的滤渣。下列说法正确的是
A.反应后的滤液中可能含有AgNO3、Cu(NO3)2,一定含有Zn(NO3)2
B.取反应后的滤液观察,滤液一定呈蓝色
C.取滤渣滴加硫酸,可能有气泡产生
D.滤液中的溶质至多有两种,滤渣中的物质至少有两种
【答案】C
【分析】在金属活动性顺序表中,金属活动性锌>铜>银,向一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入m克Zn,锌先和硝酸银反应生成硝酸锌和银,多余的锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,反应是关系式为,,反应前后固体质量都是mg,说明硝酸银被置换完了,硝酸铜也发生了置换反应,因此滤渣一定含有银和铜,可能含有锌;滤液一定含有硝酸锌,可能含有硝酸铜,一定没有硝酸银。
【详解】A、反应是关系式为,,反应前后固体质量都是mg,说明硝酸银被置换完了,硝酸铜也发生了置换反应,因此滤液一定含有硝酸锌,可能含有硝酸铜,一定没有硝酸银,故A选项不符合题意;
B、反应前后固体质量都是mg,说明硝酸银被置换完了,硝酸铜也发生了置换反应,因此滤液一定含有硝酸锌,可能含有硝酸铜,则取反应后的滤液观察,滤液可能呈蓝色,故B选项不符合题意;
C、反应前后固体质量都是mg,说明硝酸银被置换完了,硝酸铜也发生了置换反应,因此滤渣一定含有银和铜,可能含有锌,锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,则取滤渣滴加稀硫酸,可能有气泡产生,故C选项符合题意;
D、反应前后固体质量都是mg,说明硝酸银被置换完了,硝酸铜也发生了置换反应,因此滤渣一定含有银和铜,可能含有锌,则滤渣中的物质至少有两种;滤液一定含有硝酸锌,可能含有硝酸铜,一定没有硝酸银,则滤液中的溶质至多有两种,故D选项不符合题意。
故选C。
【点睛】在金属活动性顺序中,位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来,且置换时先把最弱的金属置换出来。
12. 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。
13.
向含有、的混合溶液中加入一定量锌粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。关于滤渣和滤液的成分有如下描述:
①滤液中一定含有
②滤渣中一定含有Ag,可能含有Cu和Zn
③若滤液呈蓝色,则向滤渣中滴加稀盐酸无明显现象
④若向滤渣中滴加稀盐酸有气泡产生,则滤液中一定没有和,
以上四种描述中正确的是
A.①②③ B.②③④ C.②④ D.①②③④
【答案】D
【详解】金属活动性:Zn>Cu>Ag,向含有硝酸银、硝酸铜的混合溶液中加入一定量锌粉,锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,待硝酸银完全反应后,锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜。
①锌一定与硝酸银反应生成了硝酸锌,故滤液中一定含有硝酸锌,正确;
②锌一定与硝酸银反应生成了银,故滤渣中一定含有银,锌是否与硝酸铜反应未知,锌是否过量未知,故滤渣中可能含有铜和锌,正确;
③若滤液呈蓝色,说明滤液中一定含硝酸铜,则锌已经完全反应,则滤渣中一定含银,可能含铜,向滤渣中滴加稀盐酸,铜和银均与稀盐酸不反应,则一定无明显现象,正确;
④若向滤渣中滴加稀盐酸有气泡产生,则滤渣中一定含锌,则硝酸银、硝酸铜已经完全反应,则滤液中一定没有硝酸银和硝酸铜,正确。
故正确的是①②③④。
故选D。
14. 人类开发利用金属的时间和金属的活动性有关。为探究金属的活动性强弱,用如图装置进行实验。下列说法不正确的是
A.实验前需要打磨金属片,除去表面的氧化膜
B.若向甲、乙试管加入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡
C.若向乙试管加入ZnSO4溶液,能得出锌的金属活动性比铜强
D.若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,能得出三种金属的活动性:Zn>Cu>Ag
【答案】D
【详解】A、实验前需要打磨金属片,是为了除去表面的氧化膜,从而防止氧化膜阻碍反应的进行,故选项说法正确;
B、由金属活动性:锌>氢>铜可知,若向甲、乙试管加入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡,故选项说法正确;
C、若向乙试管加入ZnSO4溶液,无明显现象,说明铜不与硫酸锌溶液反应,即铜的活动性比锌弱,锌的金属活动性比铜强,故选项说法正确;
D、由金属活动性锌>铜>银可知,若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,锌和铜都能与硝酸银反应置换出银,能得出金属的活动性:Zn>Ag,Cu>Ag,但无法比较锌和铜的金属活动性,故选项说法错误;
故选:D。
15. 在稀硫酸和硫酸铜的混合液中,加入适量铁粉,使其恰好反应。反应后得到的固体质量与所加铁粉质量相等。则原混合液中硫酸和硫酸铜的质量比为
A.7∶8 B.8∶7 C.7∶80 D.80∶7
【答案】C
【详解】在稀硫酸和硫酸铜的混合液中,加入适量铁粉,使其恰好反应。反应后得到的固体质量与所加铁粉质量相等,铁和硫酸铜反应:,参加反应的铁和硫酸铜与生成铜的质量比为:56:160:64,假设生成铜的质量为64g,则加入铁的质量为64g,则与硫酸铜反应的铁的质量为56g,参加反应的硫酸铜的质量为160g,则与稀硫酸反应的铁的质量为:64g-56g=8g,铁与稀硫酸反应:,参加反应的铁、硫酸的质量比为:56:98,则参加反应的硫酸的质量为:14g,则原混合液中硫酸和硫酸铜的质量比为:14g:160g=7:80。
故选C。
16.
将过量的粉投入一定质量的和,的混合溶液中发生反应,溶液的质量随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是
A.a点对应的溶液中含有三种金属阳离子
B.b点处的固体中含有和
C.b点到c点过程中金属的质量增大
D.c点处的溶液为无色
【答案】C
【分析】根据金属活动性顺序为,将过量的粉投入一定质量的和的混合溶液中,锌先与反应生成硝酸锌和银,反应完,锌再与反应生成硝酸锌和铜。
【详解】A、a点时锌和硝酸银反应,且硝酸银还未完全反应,此时溶液中的溶质为硝酸锌、硝酸铜和硝酸银,溶液中的阳离子有锌离子、铜离子和银离子,说法正确,不符合题意;
B、b点时锌和硝酸银恰好完全反应,则固体为银和锌,说法正确,不符合题意;
C、由图可知,b点到c点过程中溶液质量增大,发生的是锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,反应的化学方程式为,每65份质量的锌能生成64份质量的铜,则金属的质量减小,说法错误,符合题意;
D、c点时锌和硝酸铜恰好完全反应,c点时的溶液为硝酸锌溶液,溶液为无色,说法正确,不符合题意。
故选C。
17.
向溶液中加入一定量的镁粉和铁粉,充分反应后过滤,再向过滤出的固体中滴加稀盐酸,发现有气泡产生,则下列结论正确的个数是
①滤渣中一定含有和②滤渣中一定含有和
③滤液中一定不含,一定含有④滤液一定是浅绿色
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】C
【详解】向溶液中加入一定量的镁粉和铁粉,硝酸银先和镁反应生成硝酸镁和银,后和铁反应生成硝酸亚铁和银,充分反应后过滤,滤渣中一定有,再向过滤出的固体中滴加稀盐酸,发现有气泡产生,说明滤渣中含有排在氢前的金属,一定含有铁,可能含有镁,则滤液中一定含有硝酸镁,一定不含硝酸银,可能含有硝酸亚铁(浅绿色)。
根据上述分析①③正确,②④错误;故选C。
18.
向和的混合溶液中加入一定量的锌粉后溶液褪为无色,过滤后向滤渣中加入稀盐酸无明显现象,下列说法正确的是
A.一定有锌粉剩余
B.所得溶液中可能有
C.一定有单质银和铜生成
D.所得溶液中一定有、
【答案】C
【分析】金属活动性顺序中,排在前面的金属能将排在后面的金属从其化合物的水溶液中置换出来,且金属活动性差距越大越易发生反应。向AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的锌粉,首先发生的反应是:Zn+2AgNO3=2Ag+Zn(NO3)2,当AgNO3完全反应后,锌才与硝酸铜溶液反应,Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+Cu。加入一定量的锌粉后褪为无色,说明硝酸银中的银和硝酸铜中的铜全部被置换出来;过滤后向滤渣中加入稀盐酸无明显现象,说明锌全部参加了反应,无剩余。
【详解】A、由以上分析知,锌全部参加了反应,没有剩余,此选项错误;
B、所得溶液中一定有Zn2+,一定没有Cu2+、Ag+,此选项错误;
C、一定有银和铜生成,此选项正确;D、所得溶液中一定有Zn2+,没有Ag+、Cu2+,此选项错误。故选C。
【提升练】
19. 同学们一起探究铝、铁、铜三种金属的活动性,小刚同学设计了用铜丝、铁丝、铝丝和稀盐酸,只用一支试管,取了一次盐酸的探究方案。请你和他们一起完善下表的探究方案并回答有关问题。
(1)填表
实验步骤
观察到的现象
①在试管中加入少量盐酸,插入铁丝充分反应
②在①所得的溶液中,插入 ,充分反应
无明显现象
③在②所得的溶液中,插入 ,充分反应
结论:金属活动性
(2)将铝丝插入前应进行的操作是 ;
(3)小华同学认为在小刚设计的方案中,只要补充一个实验,就可得出的结论。小华要补充的实验是 。
(4)小强同学认为要得到的结论,不必做补充补实验,只需将小刚同学方案中插入金属的顺序调整即可,你认为调整后插入金属的是 。
(5)归纳:比较金属活动性强弱的方法有① ② 。
【答案】(1) 有气泡产生,溶液变为浅绿色 铜丝 铝丝 铝丝表面有黑色固体,溶液由浅绿色变为无色
(2)将铝丝用砂纸打磨光亮
(3)盐酸与铜丝的反应实验
(4)先放铜丝,后放铁丝,最后放铝丝
(5) 金属与酸反应 金属与金属盐溶液反应
【详解】(1)①铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,所以现象是有气泡产生,溶液变为浅绿色。
②铜的活动性比铁弱,不能置换出铁,无明显现象。所以插入的是铜丝。
③剩余铝丝,所以插入铝丝,铝和氯化亚铁反应生成铁和氯化铝,所以现象是铝丝表面有黑色固体,溶液由浅绿色变为无色。
(2)为防止氧化铝等杂质阻碍铝与氯化亚铁接触。所以应进行的操作是将铝丝用砂纸打磨光亮。
(3) 以上实验可得出活动性Fe>H,Fe>Cu,Al>Fe。无法判断H、Cu的活动性,所以需要补充的实验是盐酸与铜丝的反应实验。
(4) 可以调整为先向稀盐酸中放入铜丝,可证明活动性H>Cu。然后放入铁丝,铁与盐酸反应,说明活动性Fe>H。最后放入铝丝,铝与氯化亚铁反应,说明活动性Al>Fe。
(5)比较金属活动性强弱,可以通过金属与酸反应,如金属与酸反应放出氢气,则金属活动性比氢强,否则比氢弱。也可以通过金属与金属盐溶液反应,活泼金属能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来。
20. 现有铁、铜、银三种金属,某研究小组的同学为验证银、铜、铁的金属活动性顺序,设计了如图所示的三个实验。
(1)实验Ⅰ中的现象是 ,有关反应的化学方程式为 。
(2)实验Ⅱ中银片表面是否有气泡产生 (填“是”或“否”)。
(3)实验Ⅲ中的现象是 ,铁和硫酸铜反应的化学方程式为 。由该实验可得出的结论是 。
(4)在金属活动性顺序里,金属能否置换出其他金属,判断的依据是 。
【答案】(1) 产生大量气泡,溶液由无色变为浅绿色
(2)否
(3) 铁片表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色 铁的金属活动性比铜强
(4)金属是否比需要置换的金属活泼(钾、钙、钠除外)
【详解】(1)实验Ⅰ中铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,故现象是:产生大量气泡,溶液由无色变为浅绿色;该反应的化学方程式为:;
(2)在金属活动性顺序里,银排在氢后,银和稀硫酸不反应,故实验Ⅱ中银片表面无气泡产生,故填:否;
(3)实验Ⅲ中铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,现象是:铁片表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色;该反应的化学方程式为:;
铁能将硫酸铜溶液中的铜置换出来,说明铁的金属活动性比铜强;
(4)在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。故在金属活动性顺序里,金属能否置换出其他金属,判断的依据是:金属是否比需要置换的金属活泼(钾、钙、钠除外),金属比需要置换的金属活泼,就能将其置换出来, 否则不能。
21. 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。
【拓展应用】
(7)学习和探究了金属活动性顺序后,化学兴趣小组同学想利用如图所示实验验证铁、铜、铝三种金属的活动性顺序。实验结束充分反应后,将所有物质倒入同一废液缸中,下列说法正确的是______(填字母)。
A.若废液缸底部紫红色物质增多,则实验一反应后CuSO4溶液一定有剩余
B.废液缸中溶液质量与混合前实验一、实验二烧杯中溶液质量之和一定相等
C.将废液缸中的物质过滤,并向滤渣中加入稀盐酸,一定有气泡产生
【答案】(1)变黑
(2)稀盐酸(或者稀硫酸)
(3)/
(4)Ni>Zn>Cu
(5)②
(6)AB
(7)A
【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;
(7)A、由于红色物质增加,说明有铜被置换出,而实验二中铁未反应,那么则应为实验二中铁和实验一中CuSO4剩余反应,故A正确;
B、硫酸铜与铁反应生成硫酸亚铁和铜,根据可知,反应后溶质质量减少,而实验二中物质不反应,故反应后溶液质量减少,故B错误;
C、加入稀盐酸后,若铁有剩余,则有气泡,若铁反应完,则没有气泡,故C错误。
故选A。
22. 应用广泛的金属
Ⅰ.国宝中的金属
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。
(1)国宝历经千年,出土后表面仍金光灿灿,原因是 。
(2)《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 。
Ⅱ.生活中的金属
铝制易拉罐主要由铝合金制成,除铝外,还含有锌、铜、硅等。
(3)合金与纯金属相比较,性质存在差异。对比分析图内原子排列,从微观角度解释原因 (答两条)。
(4)合金中元素的配比不同会导致性能有差异。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。
(5)为比较铝、铜、锌的金属活动性,进行如图实验,则可以选用的物质是 。
【答案】(1)金的化学性质稳定
(2) Fe + CuSO4= Cu + FeSO 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
(3)原子的排列方式不同、物质的原子构成种类不同
(4)大于
(5)铝、铜、硫酸锌溶液(合理即可)
【详解】(1)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;
(2)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;
(3)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;
(4)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;
(5)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。
23. 金属用途广泛,金属的用途与其性质密切相关。
(1)如图中将两块金属片相互刻画,该实验的目的是什么?
(2)将一定质量的锌粒投入到含有和的混合溶液中,充分反应后过滤,若滤液呈无色,则滤渣中一定含有 ,滤液中一定含有的溶质是 ,请任写出一个反应的化学方程式 。
【答案】(1)比较黄铜和纯铜的硬度
(2) Cu、Fe 硝酸锌/Zn(NO3)2 或
【详解】(1)如图中将两块金属片相互刻画,铜片上留下较多划痕,说明黄铜比纯铜的硬度大,故实验目的是:比较黄铜和纯铜的硬度;
(2)金属活动性:Zn>Fe>Cu,将一定质量的锌粒投入到含有硝酸铜和硝酸亚铁的混合溶液中,锌先与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,待硝酸铜完全反应后,锌和硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁,充分反应后过滤,若滤液呈无色,说明硝酸铜、硝酸亚铁已经完全反应,锌与硝酸铜反应生成了铜,锌与硝酸亚铁反应生成了铁,则滤渣中一定含有反应生成的铜和铁;锌与硝酸铜、硝酸亚铁反应生成了硝酸锌,硝酸铜、硝酸亚铁完全反应,则滤液中一定含有硝酸锌;
发生反应为锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,该反应的化学方程式为:,锌和硝酸亚铁反应生成了硝酸锌和铁,该反应的化学方程式为:。
24. 某实验小组同学做了如图A所示实验,并绘制了反应过程中硝酸铜的质量随加入锌粉质量的变化关系如图B所示。
(1)a点时,发生反应的化学方程式为 。
(2)b点时,溶液的总质量与反应前相比 (填“减少”或“不变”或“增多”)。
(3)c点时,溶液中含有的金属的化合物的化学式为 。
(4)d点时,将固液混合物过滤,所得滤渣中含有 。
【答案】(1)
(2)减少
(3)
(4)
【分析】金属活动性:Zn>Cu>Ag,向硝酸铜和硝酸银的混合溶液中加入一定质量的锌粉,锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,待硝酸银完全反应后,锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜。
【详解】(1)由图可知,a点时,硝酸铜的质量不变,此时发生反应为锌和硝酸银反应生成硝酸锌和银,该反应的化学方程式为:;
(2)b点时,锌和硝酸银恰好完全反应,锌和硝酸银反应:,65份质量的锌置换出216份质量的银,固体质量增加,溶液质量减小,故溶液的总质量与反应前相比减少;
(3)c点时,硝酸银已经完全反应,硝酸铜部分反应,锌和硝酸银反应生成了硝酸锌和银,锌和硝酸铜反应生成了硝酸锌和铜,硝酸铜部分反应,故c点时,溶液中含有的金属的化合物的化学式为:Zn(NO3)2、Cu(NO3)2;
(4)d点时,锌和硝酸铜恰好完全反应,锌和硝酸铜反应生成了铜,锌和硝酸银反应生成了银,故此时将固液混合物过滤,所得滤渣中含有Cu、Ag。
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