第八单元 金属和金属材料单元测试-2024-2025学年九年级化学人教版（2024）下册

第八单元 金属和金属材料 一、选择题 1．黄金是一种贵重金属，下列事实不能解释金的化学性质稳定的是（　　） A．自然界黄金能以单质形式存在 B．“真金不怕火炼” C．黄金质地比较软 D．黄金在潮湿的空气中不会锈蚀 2．下列物质的用途仅与其物理性质有关的是 A．氧气用于急救病人B．氢气作清洁燃料C．铜用于导线 D．稀有气体作保护气 3．下列对实验现象的描述中，错误的是 A．铜丝和硝酸银溶液反应，溶液由无色变成蓝色 B．将冷碟子放在蜡烛火焰的上方，出现黑色物质 C．将干燥的紫色石蕊小花放到装有二氧化碳的集气瓶中，小花变红 D．碳还原氧化铜，黑色粉末变红 4．中国科学家从头设计出11步反应的非自然二氧化碳固定与人工合成淀粉的新途径，在实验室中首次实现了从二氧化碳到淀粉分子的全合成，其中第一步反应的微观示意图如图，下列有关说法错误的是 A．该反应不属于置换反应 B．参加反应的甲和乙的质量比为22：1 C．反应前后分子总数改变 D．该设计为缓解温室效应提供了新途径 5．汽车安装三元催化装置，可以有效减少尾气污染，其反应原理之一是：。下列有关说法正确的是 A．汽车尾气的氮氧化合物主要来源汽油的不充分燃烧 B．该反应是置换反应 C．氮元素的化合价在化学反应前后发生了变化 D．催化剂的质量和化学性质在化学反应前后发生了变化 6．下列实验设计能实现其对应实验目的的是 A．验证质量守恒定律 B．探究燃烧条件之一：需要有氧气 C．探究铁钉锈蚀的条件 D．测定空气中氧气含量 7．称取5.00g锌粉，放入100mL饱和硫酸铜溶液(该温度下硫酸铜的溶解度为20g/100gH2O)中，搅拌，完全反应后过滤，用水洗涤滤出固体2～3次，然后加热烘干固体，称量其质量为5.00g，可能的原因是 A．置换反应不完全 B．混入硫酸锌 C．烘干时部分铜被氧化 D．混入硫酸铜 8．往AgNO3、Cu（NO3）2的混合溶液中加入一些铁粉，待充分反应后再过滤，不可能存在的情况是 A．滤纸上有Ag、Cu，滤液中有AgNO3、Fe（NO3）2 B．滤纸上有Ag，滤液中有Cu（NO3）2、Fe（NO3）2 C．滤纸上有Ag、Cu，滤液中有Cu（NO3）2、Fe（NO3）2 D．滤纸上有Ag、Cu、Fe，滤液中只有Fe（NO3）2 二、填空与简答 9．回答有关问题 (1)冬奥会火炬飞扬采用的是氢气作燃料，燃烧时碳排放为零，体现“绿色”办奥理念。氢气在空气中燃烧的化学方程式为 。 (2)将铁钉放入稀盐酸中，产生气泡，溶液变成浅绿色。请写出有关反应的化学方程式： 。 10.向Fe（NO3）2和AgNO3的混合溶液中，加入一定量镁粉和锌粉的混合物，充分反应后过滤，滤液为浅绿色。 (1)写出一个一定发生的反应的化学方程式。 (2)请分析滤液中溶质的成分。 11．(1)下图是一种家用电热水壶，所用材料属于合金的是 (填字母序号，下同)，属于单质的是 ， 属于合成材料的是 ；   (2)学习化学需要在宏观物质的性质与其微观结构之间建立联系。 1个CO2分子由 构成。在氢氧化钠、氯化钠、硫酸三种物质中，由阴阳离子构成的是 ，这三种物质的水溶液中pH<7的是 。 (3)A～G七种物质之间具有如下图所示转化关系。已知：A是一种含铁的矿石的主要成分，其中金属与非金属元素的原子个数比为1:2；B中铁的质量分数为70%；C是有刺激性气味的无色气体，它是形成酸雨的物质之一；F可溶于G的稀溶液并产生气体，该气体是有利于环境保护的理想燃料。请回答下列问题: ①A的化学式为 ，已知A转化为B时金属元素的化合价升高，则A中非金属元素的化合价是 。 ②B与CO反应的化学方程式是 。 ③C→D反应的化学方程式是 。 ④B与G的稀溶液反应的化学方程式是 。 12．向一定量的和的混合溶液中加入锌粒，溶液质量与溶液加入锌粒的质量关系如图所示。    请回答： (1)写出a点发生反应的化学方程式 。 (2)b点所得溶液中的溶质是 。 (3)过滤c点所得溶液，所得滤渣的成分是 。 13．钛具有硬度小，密度小，熔点高，抗腐蚀性远优于不锈钢等优良性能，被誉为“未来金属”，地球表面富含铁矿石，钛铁石的主要成分是FeTiO3. (1)已知FeTiO3中钛化合价为+4价，则铁的化合价为 。 (2)TiC14与Na在一定条件下反应生成Ti和NaCl，请写出该化学反应方程式 ，其反应类型是 。 (3)铁比钛易生锈，请写出防止铁生锈的一种方法 。 14．对金属材料的研究，在人类发展的历史长河中起着非常重要的作用。 (1)《天工开物》中记载“铁器淬与胆矾水中，即成铜色也”。书中提及的“胆矾水”为硫酸铜溶液，该反应的化学方程式为 。 (2)公元1世纪时，铁在我国已经广泛使用。然而一般铁制品容易生锈，一种防锈的方法是在金属表面喷漆，其防锈原理是 。 (3)铝是大自然赐予人类的宝物，是现代文明不可缺少的物质基础。 ①人类冶炼和使用金属铝的时间较晚，可能是因为 (填字母)。 a地壳中铝元素含量少         b冶炼铝的技术要求高 ②用铝锂合金可以制造“神舟号”航天飞船的一些部件。其中铝锂合金属于 (选填“合成材料”或“金属材料”)。 ③用砂纸去除铝片表面的氧化膜。将其浸入硫酸铜溶液中，一段时间后观察到铝片表面有红色物质析出，并有气泡产生，经检验气体为氢气。由此推断硫酸铜溶液中的阳离子有 (填离子符号)。 ④原子簇是若干个原子的聚集体，有望开发成新材料。某铝原子簇由14个铝原子构成其最外层电子数的总和为40时相对稳定。写出该稳定铝原子簇的微粒符号： 。 15．发展利用太阳能可以推进节能减排。晶体硅是制造太阳能电池板的重要原料。下图是工业上以石英砂（SiO2）为主要原料制取纯硅的一种方法。请回答以下问题： (1)将石英砂粉碎的目的是 。 (2)焦炭在反应①中作 。 (3)写出流程中一种氧化物的名称 。 (4)写出步骤②的化学反应方程式 ，该反应的类型是 。 三、判断题 16．合金中可能含有非金属( ) 17．比较铜和银的金属活动性：2Ag+Cu（NO3）2═Cu+2AgNO3( ) 18．有单质和化合物生成的反应也不一定是置换反应。( ) 19．铝的金属活动性比铁强，则铝制品比铁制品更容易生锈( ) 四、计算题 20．生铁是铁和碳的合金，为测定某炼铁厂生产的生铁样品中铁的质量分数，科学兴趣小组的同学称得该生铁样品6.0g，放入烧杯中，向其中加入一定量的稀硫酸，恰好完全反应（假设杂质不参与反应）。测得的实验数据如下： 反应前 反应后 烧杯及其中物质的质量 107.0g 106.8g 请你完成有关计算： (1)生成氢气的质量为 g (2)该生铁样品中铁的质量分数是多少？（计算结果保留一位小数） 21．某实验小组将未经打磨的铝片放入盛有足量稀盐酸的敞口容器中，一开始无明显现象，一段时间后有大量气泡产生，待完全反应后测得总质量减少(忽略水分蒸发等其他因素)。 (1)请计算出该铝片中铝单质的质量。 (2)若上述反应在密闭容器中进行，请结合题意在图中画出容器内气体压强随反应时间的变化趋势。 五、实验题 22．实验室部分装置如下图所示，回答下列问题（制取时将 A 中的药品混合）： (1)制取并收集不同的气体，填写下表空白： 固体 M 溶液 N 制取气体 收集装置（填写字母） 大理石 CO2 锌粒 稀硫酸 B 或 O2 或 C (2)收集干燥的 CO2 还需要用装置 E，E 中盛装的试剂为 。 (3)用上述装置 A 制取 O2 时发生反应的化学方程式为 。 23．为探究铝、铁、铜三种金属的活动性顺序，甲、乙、丙三位同学设计了如下实验方案(金属片已打磨)，如图所示： ①甲同学根据铜片表面无变化, 的现象，判断出三种金属的活动性顺序为Al>Fe>Cu。 ②乙同学只用一支试管，取一次稀盐酸也能证明Al>Fe>Cu。他在稀盐酸中插入金属的顺序为： 或 ，写出其中一个反应的化学方程式 。 ③丙同学把一定量的铁粉放入CuCl2和AlCl3的混合溶液中，充分反应后过滤，向滤出的固体中加入稀盐酸，无明显现象，则滤液中一定含有的溶质是 和 。 六、科学探究题 24．用如图装置在相应条件下完成下列实验 （1）探究燃烧条件：B盛木炭粉。 ①由A处通N2一段时间后，加热B，B、C无明显变化。 ②待B冷却至室温，由A处通入O2一段时间，B、C无明显变化。 ③由A处继续通入O2，加热B，木炭粉燃烧，C中溶液变浑浊。 结论：由①、③可知燃烧需要 ；由②、③可知燃烧需要 。 （2）探究CO与金属氧化物反应：B盛金属氧化物。 I、模拟工业炼铁：A处通CO，B盛Fe2O3粉末，B处下方放酒精喷灯，D处放酒精灯。 实验：在A处通入CO时，应立即点燃 处（填“B”或“D”）酒精（喷）灯。在B处加热一段时间后可观察到的现象是 。 II、探究金属氧化物的组成：A处通CO，B盛金属氧化物，B处下方放酒精喷灯、D处放酒精灯。 已知：CuO、Fe3O4均为黑色物质，B中所盛粉末：CuO或Fe3O4或两者混合物。 实验：同Ⅰ操作、B中可观察到既有红色固体生成，又有黑色固体生成。 实验结论（定性）：该黑色粉末为 。 定量分析：经测定反应前B重180克，完全反应后B重170.4克。将反应后B中固体全部加入到足量的稀硫酸中，完全反应后经过滤、洗涤、干燥，测得剩余固体12.8克。 实验结论（定量）：m（CuO）：m（Fe3O4）＝ （写最简整数比）。 25．实验探究和证据推理是提升认知的重要手段。 查阅资料知：草酸钙（CaC2O4）加热易分解为氧化钙、二氧化碳、一氧化碳。 （一）为验证分解产物中既有CO又有CO2，小明设计如图实验装置。请回答下列问题： (1)B中实验现象是 ，据此可证明有CO2存在，化学反应方程式为 。 (2)小华认为在D装置后再增加装置B才能验证CO的存在，小明认为不加装置B就可验证，小明的理由是反应一段时间后，观察到装置D玻璃管内 ，即可证明有CO存在，写出D中发生反应的化学方程式： 。 (3)从实验环保角度出发D装置后应增加 装置。 （二）实验结束后发现：生成的黑色固体都能被磁铁吸引，小明和小华对黑色粉末继续进行探究： 【查阅资料】铁粉、Fe3O4均为黑色固体；铁粉、Fe3O4均能被磁铁吸引。 【提出猜想】 (4)猜想Ⅰ：铁粉；猜想Ⅱ：Fe3O4；猜想Ⅲ： 。 【实验验证】 (5)取少量反应后的黑色固体放入试管中，加入足量的 溶液，充分反应，然后过滤，所得固体中既有红色固体也有黑色颗粒。 【实验结论】 (6)根据以上实验现象可知 （选填“猜想Ⅰ”“猜想Ⅱ”或“猜想Ⅲ”）是正确的。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．C 【详解】A、金的化学性质很稳定，在自然界中，因为性质稳定，不与水、空气、土壤中成分反应，能以单质形式存在，故A不符合题意； B、由于黄金的性质很稳定，即使在高温时也不易与其他物质反应，所以“真金不怕火炼”，故B不符合题意； C、黄金的质地软是其物理性质，不是化学性质，故C符合题意； D、因为黄金性质稳定，在潮湿的空气中黄金都不会发生化学变化，属于化学性质，故D不符合题意。 故选C。 2．C 【详解】A、根据物理性质与化学性质的本质区别和氧气能供给呼吸的性质判断； B、根据物理性质与化学性质的本质区别和氢气的可燃性及燃烧产物判断； C、根据物理性质与化学性质的本质区别和铜的导电性判断； D、根据物理性质与化学性质的本质区别和稀有气体化学性质不活泼判断。 解：物理性质与化学性质的本质区别，是否需要通过化学变化表现出来，物理性质不通过化学变化就表现出来，化学性质是在化学变化中表现出来的。 A、氧气用于急救病人，是利用氧气能供给呼吸的性质，这一性质必须通过呼吸作用这一化学反应表现出来，是化学性质，所以错误； B、氢气用作清洁燃料，是利用氢气燃烧生成水的同时能放出大量的热，这一性质必须通过燃烧这一化学反应表现出来，是化学性质，所以错误。 C、铜丝做电线是利用了铜的导电性，导电性不通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，所以正确。 D、稀有气体做保护气是利用它的稳定性，这一性质必须通过化学反应表现出来，是化学性质，所以错误。 故选C。 点睛：物质的性质在一定程度上决定了物质的用途，在判断物质的用途时，首先要考虑物质相关的性质，所以掌握物质的性质以及性质和用途的关系是解题的关键。 3．C 【详解】A、铜与硝酸银溶液反应生成硝酸铜和银，可观察到溶液由无色变成蓝色，故选项实验现象的描述正确； B、蜡烛不充分燃烧时生成一氧化碳和黑色的炭黑，将冷碟子放在蜡烛火焰的上方，出现黑色物质，故选项实验现象的描述正确； C、二氧化碳不能使紫色石蕊变色，将干燥的紫色石蕊小花放到装有二氧化碳的集气瓶中，小花不变色，故选项实验现象的描述不正确； D、碳具有还原性，碳与氧化铜在高温条件下生成铜和二氧化碳，黑色粉末变红，故选项实验现象的描述正确。 故选C。 4．B 【分析】通过微观示意图得知该反应是二氧化碳与氢气反应生成甲醇和水，其化学方程式为：。 【详解】A、置换反应是单质与化合物反应生成另外的单质和化合物的化学反应，上述反应生成物中无单质，故其不是置换反应，不符合题意； B、通过上述化学方程式得知，反应物甲、乙的质量比为44:6=22:3，符合题意； C、通过上述化学方程式得知，反应前反应物有4个分子，反应后生成物变为2个分子，反应前后分子总数减小，不符合题意； D、该设计反应物是二氧化碳，生成物是有机物和水，可以固碳，有利于固定二氧化碳，可以缓解由二氧化碳超量排放引起的温室效应，不符合题意。 故选 B。 5．C 【详解】A、汽车尾气中的氮氧化合物主要来源汽油的燃烧，故错误； B、该反应的反应物是两种化合物，不属于置换反应，故错误； C、NO中氮元素显+2价，N2中氮元素显0价，由+2价变为0价，故正确； D、催化剂的质量和化学性质在化学反应前后不变化，故正确。 故选C。 6．A 【详解】A、红磷燃烧放热，气球变大，反应前后质量不变，能验证质量守恒定律，该选项能达到实验目的； B、过程中，乒乓球碎片、滤纸碎片先后燃烧起来，说明燃烧需要温度达到着火点，该选项不能够达到实验目的； C、左边试管中的铁钉只和水接触，不能生锈，右边试管中的铁钉不能和水接触不能生锈，不能验证铁钉生锈的条件，该选项不能达到实验目的； D、木炭燃烧生成二氧化碳，气压几乎不变，导致水不能进入集气瓶，该选项不能达到实验目的。 故选：A。 7．C 【详解】锌与硫酸铜反应的化学方程式为：Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu，参加反应的锌与生成的铜的质量比为65: 64，可以看出，反应后固体的质量减少，而经过加热烘干固体，其质量仍为5.00g，则可能是生成的铜部分被氧化，且经过过滤操作和洗涤，硫酸铜和硫酸锌不会留在固体中，故选C。 8．A 【分析】 向AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中加入一些铁粉，铁粉先与硝酸银反应，待硝酸银反应完，再和硝酸铜反应。 【详解】A、滤纸上有Cu，说明铁粉与硝酸铜发生了反应，则原溶液中的硝酸银应全部参加了反应，溶液中没有硝酸银剩余，溶液中不可能有AgNO3，故A错误； B、向AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中加入一些铁粉，铁粉先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，如果硝酸银完全反应后铁粉无剩余，反应后过滤，滤纸上有Ag滤液中有Cu(NO3)2、Fe(NO3)2，故B正确； C、向AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中加入一些铁粉，铁粉先与硝酸银反应，如果硝酸银完全反应后铁粉有剩余，则铁粉再与硝酸铜反应，如果铁粉将硝酸银全部还原后剩余少量的铁粉，少量的铁粉只能与部分硝酸铜反应，所以反应后过滤，滤纸上有Ag、Cu，滤液中有Cu(NO3)2、Fe(NO3)2，故C正确； D、如果滤纸上有Ag、Cu、Fe三种固体，说明铁粉则将硝酸银与硝酸铜全部还原为金属单质，并且铁粉有剩余，溶液中的溶质只有硝酸亚铁，不可能含有AgNO3、Cu(NO3)2，故D正确。 故选A。 9．(1)2H2+O22H2O (2)Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 【详解】（1）氢气和氧气点燃生成水，化学方程式为： （2）铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为： 10．(1)Mg + 2AgNO3=Mg（NO3）2+2Ag (2)一定有硝酸镁、硝酸锌、硝酸亚铁，可能有硝酸银 【详解】（1）金属镁、锌、铁、银的活动性为：镁>锌>铁>银，又因为滤液为浅绿色，说明有亚铁离子存在，故金属镁一定发生了反应，有银被置换出来，故一定发生反应的是镁和硝酸银，化学方程式为：Mg + 2AgNO3=Mg（NO3）2+2Ag。 （2）因为反应后的滤液为浅绿色，说明溶液中有亚铁离子存在，即硝酸亚铁存在，故金属镁和锌全部发生了反应，生成了硝酸镁和硝酸锌，而硝酸银可能被完全置换或有部分被置换，所以滤液中的溶质，一定有硝酸镁、硝酸锌、硝酸亚铁，可能有硝酸银。 11． A D BC 一个碳原子和两个氧原子 氢氧化钠、氯化钠 硫酸 FeS2 -1 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 SO2+H2O=H2SO3 Fe2O3+3H2SO4= Fe2(SO4)3+3H2O 【详解】(1)根据合金的概念，合金中必须有金属，不锈钢外壳是合金；单质是由一种元素组成的纯净物，纯铜导线属于单质；合成材料包括塑料、合成纤维、合成橡胶；聚氯乙烯线套和酚醛塑料手柄属于塑料，为合成材料； (2)二氧化碳是由分子构成的，一个二氧化碳分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的；由金属元素和非金属元素组成的化合物一般属于离子化合物，由阴阳离子构成，故氯化钠、氢氧化钠是由阴阳离子构成的；金属单质是由原子构成的； (3)根据题中信息“C是有刺激性气味的无色气体，它是形成酸雨的物质之一”可得出C是SO2，由C溶于水生成D，SO2+H2O=H2SO3，可得出D是H2SO3；由D和氧气反应生成G，2H2SO3+O2=2H2SO4，可推出G是H2SO4；根据A是含铁的矿石的成分和C是SO2可推出A中含Fe和S两种元素，根据“A中金属与非金属元素的原子个数比为1：2”，可推出A的化学式为FeS2，根据B中铁的质量分数为70%，验证正好是三氧化二铁，在Fe2O3中铁的化合价为+3，所以在FeS2中铁的化合价为+2价，根据化合价代数和为零的原则可知S元素的化合价为-1价；B在高温下和CO反应将铁还原为单质，方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，所以B和G反应，方程式为Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O。 12．(1) (2)硝酸锌、硝酸铜 (3)锌、铜、银 【分析】金属活动性：Zn＞Cu＞Ag，向一定量的硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入锌粒，锌先和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）a点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，硝酸银已经完全反应，硝酸铜部分反应，锌和硝酸银、硝酸铜反应生成了硝酸锌，故b点所得溶液中的溶质是：硝酸锌、硝酸铜； （3）c点锌过量，此时硝酸银、硝酸铜已经完全反应，故所得滤渣的成分是：锌、铜、银。 13．(1)+2/+2价 (2) 置换反应 (3)刷油漆 【详解】（1）在FeTiO3中钛化合价为+4价，氧的化合价是－2价，设铁的化合价为。根据化合物中各元素化合价代数和为0的规则，可得+（+4）+（－2）×3=0，解得：+2。即铁的化合价为+2。 （2）TiC14与Na在一定条件下反应生成Ti和NaCl，化学反应方程式为。 该反应是一种化合物与一种单质起反应生成另一单质、另一化合物的反应，属于置换反应。即其反应类型是置换反应。 （3）防止铁生锈的方法很多，组成合金，在铁中加入一些其它的元素，以改变铁内部的组织结构，增加铁的抗生锈能力；涂保护层，涂矿物性油、油漆或烧制搪瓷、喷塑等。 14． 隔绝氧气和水 b 金属材料 Cu2+和H+ 【详解】（1）铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式为：； （2）铁在潮湿的空气中易生锈，在金属表面喷漆防锈的原理是：隔绝氧气和水； （3）①铝在地壳中含量排第三位，是地壳中含量最多的金属元素，人类冶炼和使用金属铝的时间较晚，可能是因为冶炼铝的技术要求高，故选b； ②用铝锂合金可以制造“神舟号”航天飞船的一些部件。纯金属和合金均属于金属材料，铝锂合金属于金属材料； ③用砂纸去除铝片表面的氧化膜。将其浸入硫酸铜溶液中，一段时间后观察到铝片表面有红色物质析出，说明硫酸铜溶液中有铜离子；有气泡产生，经检验气体为氢气，说明溶液中有氢离子。故填：Cu2+和H+； ④14个铝原子最外层电子数一共42个，构成其最外层电子数的总和为40时相对稳定，即1个单位的该原子簇中带2个单位的正电荷，该稳定铝原子簇的微粒符号为：。 15．(1)增大反应物接触面积，使反应更充分； (2)还原剂 (3)一氧化碳或二氧化硅 (4) 置换反应 【详解】（1）将石英砂粉碎，能增大接触面积，目的是增大石英砂与焦炭的接触面积； （2）反应①中焦炭与二氧化硅反应生成硅和一氧化碳，焦炭夺取了二氧化硅中的氧，具有还原性，作为还原剂； （3）一氧化碳、二氧化硅均是由两种元素组成的且有一种是氧元素的化合物，均属于氧化物； （4）步骤②，即氢气与四氯化硅在高温下反应生成硅和氯化氢气体，反应的化学方程式为：；该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应。 16．正确 【详解】合金是金属与金属，或金属与非金属熔合而成具有金属特性的材料，故合金中可能含有非金属，正确。 17．错误 【详解】比较铜和银的金属活动性，由于铜排在银的前面，故可选用铜和银的盐溶液即硝酸银溶液，反应生成银和硝酸铜，故证明铜的活动性比银强，而题中的银是不会与硝酸铜反应的，化学方程式错误，故判断为：错误。 18．正确 【详解】有单质和化合物生成的反应也不一定是置换反应。如一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，反应物是两种化合物，所以不是置换反应。正确。 19．错误 【详解】铝的金属活动性比铁强，但是铝制品比铁制品耐腐蚀，原因是铝在空气中易被氧化，表面形成一层致密的氧化铝薄膜，会阻止铝的进一步氧化，故则铝制品比铁制品更耐腐蚀，故错误。 20．(1)0.2 (2)设参加反应铁的质量为x， x=5.6g 该生铁样品中铁的质量分为：， 答：该生铁样品中铁的质量分为93.3%。 【详解】（1）根据质量守恒定律可知，生成氢气的质量为：107.0g-106.8g=0.2g； （2）见答案。 21．(1)根据质量守恒定律可知，反应后测得总质量减少的0.3g质量为氢气的质量 解：设铝单质的质量为x 答：该铝片中铝单质的质量2.7g； (2) 【详解】（1）见答案； （2）未经打磨的铝片表面有一层氧化铝薄膜，加入盐酸后，氧化铝先与盐酸反应，反应过程中没有气体生成且温度无明显变化，所以压强不变，当氧化铝被反应掉后，铝与盐酸反应产生氢气并放出热量，造成压强逐渐增大，当完全反应时，压强达到峰值，随后温度逐渐恢复到室温，气体体积缩小，压强有所回落，故图像如图： 22．(1) 稀盐酸 C H2 D 二氧化锰 过氧化氢溶液 B (2)浓硫酸 (3)2H2O22H2O+O2↑ 【分析】制取装置包括加热和不需加热两种，如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，如果用高锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热．氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集。实验室制取CO2，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热．二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集。实验室是用锌粒和稀硫酸在常温下反应制氢气的，氢气难溶于水，密度比空气的密度小，因此可以用排水法和向下排空气法收集。 【详解】（1）实验室制取二氧化碳的药品是大理石和稀盐酸，不用稀硫酸的原因是稀硫酸会与大理石生成硫酸钙，硫酸钙微溶，覆盖在大理石表面，阻止反应的进一步进行；不用浓盐酸的原因是浓盐酸有强挥发性，会使收集到的气体中含有氯化氢，气体不纯。二氧化碳的密度比空气大，且能溶于水，所以只能用装置 C 来收集。 锌与稀硫酸反应生成氢气，这也是实验室制取氢气的原理，因为氢气密度比空气小且不溶于水，所以可以用装置 B 或 D 来收集氢气。 实验室制取氧气有 3 种方法，其中只有过氧化氢和二氧化锰反应不需要加热，所以固体M是二氧化锰，溶液N是过氧化氢溶液，氧气密度比空气大且不易溶于水，所以可用装置 B 或 C 来收集氧气。 （2）浓硫酸有吸水性，可以干燥酸性气体，二氧化碳为酸性气体。 （3）装置A制取O2利用的是过氧化氢和二氧化锰制取氧气，过氧化氢在二氧化锰催化的条件下生成水和氧气，该反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。 23． 铝片和铁片表面都有气泡产生，铝片表面反应更剧烈 Fe、Cu、Al Cu、Fe、Al Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ AlCl3 FeCl2 【分析】①依据三者与盐酸反应的速度及情况分析解答； ②依据氢前金属能与稀酸反应生成氢气，而活动性强的金属能从盐溶液中置换出活动性比它弱的金属，据此分析设计即可； ③以及金属活动性顺序的应用分析解答即可； 【详解】①三者与盐酸反应的速度及情况不同：铜不会与盐酸反应，而铝片和铁片能与稀盐酸反应，表面都有气泡产生，且铝比铁反应剧烈，说明在金属活动性顺序里，铝、铁排在氢前，铜排在氢后，且铝比铁活泼。 ②由于氢前金属能与稀酸反应生成氢气，而活动性强的金属能从盐溶液中置换出活动性比它弱的金属，所以可以先放入铁，则能生成氯化亚铁和氢气，再放入铜不能置换出铁，而后放入铝能置换出铁，所以可知三者的活动性是Al＞Fe＞Cu；也可先放入铜，不会与酸反应再放入铁能反应并生成氢气，最后放入铝则铝能置换出氯化亚铁中的铁，也可证明三者的活动性，据此方法与原理可知以下方案可完成三者金属活动性的顺序：Fe、Cu、Al（或Cu．Fe、Al）（名称也可） Cu、Fe、Al（或Fe、Cu、Al）（名称也可），其方程式可依据设计的情况完成，铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，该反应的化学方程式为：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；铝与氯化亚铁反应生成氯化铝和铁，该反应的化学方程式为：3FeCl2+2A1=2AlCl3+3Fe； ③金属活动性：铝＞铁＞铜，把一定量的铁粉放入CuCl2和AlCl3的混合溶液中，铁与氯化铜反应生成氯化亚铁和铜，铁和氯化铝不反应，向滤出的固体中加入稀盐酸，无明显现象，说明铁已经完全反应，所以可知溶液中一定存在氯化铝AlCl3和氯化亚铁FeCl2，可能存在氯化铜。 24． 与氧气接触 温度达到着火点 D 红棕色粉末逐渐变黑 CuO和Fe3O4的混合物 20：29 【详解】（1）①可燃物在氮气中加热不燃烧，③可燃物在氧气中加热燃烧，由①、③可知燃烧需要与氧气接触；②可燃物通入氧气未加热不燃烧，③可燃物通入氧气加热燃烧，由②、③可知燃烧需要温度达到着火点； （2）Ⅰ 一氧化碳还原氧化铁实验中先通入一氧化碳排出装置内的空气再加热，在实验时要注意一氧化碳有毒，要点燃D处酒精灯进行尾气处理，所以在A处通入CO时，应立即点燃D处酒精灯；一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，一氧化碳还原氧化铁实验现象为红棕色粉末逐渐变黑； Ⅱ、实验结论：（定性） B中可观察到既有红色固体生成，证明生成了铜，故反应物中有氧化铜，又有黑色固体生成，证明有铁生成，反应物中有四氧化三铁，故黑色粉末是CuO和Fe3O4的混合物； 实验结论：（定量） 将反应后B中固体全部加入到足量的稀硫酸中，完全反应后经过滤、洗涤、干燥，测得剩余固体12.8克， 12.8g固体物质是不与硫酸反应的铜，根据铜的质量可求得氧化铜的质量＝；反应前B重180克，完全反应后B重170.4克，反应减少的质量为氧元素的质量＝180g﹣170.4g＝9.6g；氧化铜中氧元素的质量＝，四氧化三铁中氧元素的质量＝反应减少的氧元素质量﹣氧化铜中氧元素质量＝9.6g﹣3.2g＝6.4g；四氧化三铁的质量＝；故m（CuO）：m（Fe3O4）＝16g：23.2g＝20：29。 25．(1) 澄清石灰水变浑浊 (2) 粉末由红棕色变成黑色 (3)尾气处理 (4)铁粉和Fe3O4 (5)硫酸铜 (6)猜想Ⅲ 【详解】（1）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则B中澄清石灰水变浑浊，证明有二氧化碳存在，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为； （2）装置D中一氧化碳和氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，观察到玻璃管内粉末由红棕色变成黑色，即可证明有CO存在，化学方程式为； （3）一氧化碳有毒，直接排放会污染空气，从实验环保角度出发D装置后应增加尾气处理装置，防止污染空气； （4）由题干信息可知，生成的黑色固体都能被磁铁吸引，铁粉、四氧化三铁均为黑色固体，且均能被磁铁吸引，猜想Ⅰ为铁粉，猜想Ⅱ为Fe3O4，则猜想三为铁粉和Fe3O4； （5）铁能与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，铜为红色固体，四氧化三铁不与硫酸铜反应，故取少量反应后的黑色固体放入试管中，加入足量的硫酸铜溶液，充分反应后过滤，所得固体中既有红色固体也有黑色颗粒； （6）取少量反应后的黑色固体放入试管中，加入足量的硫酸铜溶液，充分反应后过滤，所得固体中既有红色固体也有黑色颗粒，说明该固体中含有铁粉和四氧化三铁，则猜想Ⅲ是正确的。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$