第八单元 金属和金属材料 复习-【拔尖特训】2024-2025学年新教材九年级下册化学(人教版2024)

12 第八单元复习 ▶ “答案与解析”见P7 考点一 金属的性质和用途 典例1 (2024·盐城期末)小明同学取镁、铝、 锌三种金属,分别放入盛有质量和浓度都相等 的稀盐酸的锥形瓶中,实验装置如图甲所示,采 集数据,得到如图乙所示的压强变化曲线(不考 虑反应放热对压强的影响)。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 化学(人教版)九年级下 13 (典例1图) 已知:氧化铝可以和稀盐酸反应生成氯化铝和水。 (1) 镁、铝、锌与稀盐酸反应产生的相同气体是 (填化学式)。 (2) 铝对应的曲线是B,反应速率先小后大,其 主要原因是 。 (3) 由图乙分析,下列结论中,正确的是 (多选,填序号)。 ① 金属镁对应的压强变化曲线是A ② M 点时参加反应的镁、锌质量相等 ③ 实验时取用的镁、铝质量可能相等 跟踪训练 1. 如图所示,天平两端的烧杯中分别盛有质量 和浓度均相同的稀硫酸,调整天平平衡后,同 时向天平两端的烧杯中分别加入等质量的锌 粒和铁粒。下列情况中,不可能出现的是 ( ) (第1题) A. 反应时天平指针先向右偏转 B. 反应结束后天平指针居中 C. 反应结束后天平指针偏左 D. 反应结束后天平指针偏右 考点二 金属活动性顺序及其应用 典例2 为了验证镁、锌、铁、铜四种金属的活动 性强弱,某同学进行了如图甲所示的实验,充分 反应后发现试管中均有少量固体残留。实验结 束后,将三支试管中的物质全部倒入一只洁净的 烧杯中,最终得到无色溶液a和固体b(如图乙 所示)。由此得出下列结论: ① 反应前后三支试管中溶液的颜色均发生明显 变化。 ② 固体b中至少含有一种金属。 ③ 固体b中最多含有四种金属。 ④ 溶液a中至少含有两种金属离子。 ⑤ 该实验能得出四种金属的活动性顺序:Mg> Zn>Fe>Cu。 其中正确结论的个数是 ( ) (典例2图) A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 跟踪训练 2. (2024·白银调研)为验证铁、铜、银的金属活 动性顺序,某同学设计了如图所示的四组实 验。下列说法中,错误的是 ( ) (第2题) A. 通过实验①②,能 验 证 金 属 活 动 性: Fe>Cu B. 通过实验①②③,能验证金属活动性: Fe>Cu>Ag C. 若实验④中X为Cu、Y为FeSO4 溶液, 则能验证金属活动性:Fe>Cu D. 若实验④中X为Cu、Y为AgNO3 溶液, 则能验证金属活动性:Cu>Ag 典例3 在5.6g铁粉中,先逐滴加入 一定量的Cu(NO3)2溶液,充分反应后 再逐滴加入AgNO3 溶液,剩余固体的 质量与所加溶液的总质量的关系如图所示。下 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第八单元　金属和金属材料 14 列说法中,正确的是 ( ) (典例3图) A. 所加溶液的总质量为M1g时,生成的Cu的 质量为m1g B. bc段发生的是Cu和AgNO3溶液的反应 C. m3的值为21.6 D. e点溶液中不含Cu(NO3)2 跟踪训练 3. (2024·黄冈模拟)某化学兴趣小组的同学向 含有一定量的AgNO3 和Cu(NO3)2 的混合 溶液中加入铜粉和锌粉,充分反应后过滤,得 到溶液甲和固体乙,如图所示。下列说法中, 不正确的是 ( ) (第3题) A. 若溶液甲呈蓝色,则固体乙中一定不含锌 B. 若向固体乙中滴加稀盐酸有气泡产生,则 溶液甲一定呈无色 C. 若溶液甲的质量等于反应前混合溶液的 质量,则固体乙中一定含有三种金属 D. 若固体乙是纯净物,则溶液甲的质量一定 小于反应前混合溶液的质量 考点三 金属资源的利用和保护 典例4 ★小文同学利用如图所示的实 验装置测定某赤铁矿石样品中Fe2O3 的质量分数,取10g样品与足量CO充 分反应后,测得剩余固体的质量为7.6g(杂质不 参加反应)。下列说法中,正确的是 ( ) (典例4图) A. 玻璃管中的固体由黑色逐渐变成红棕色 B. 剩余的7.6g固体是生成的铁 C. 生成CO2的质量为2.4g D. 赤铁矿石样品中Fe2O3的质量分数为80% 典例5 (2023·苏州段考)如图所示为探究铁 钉锈蚀条件的四个实验,实验中使用的蒸馏水是 煮沸后迅速冷却得到的,一段时间后观察现象。 下列说法中,错误的是 ( ) (典例5图) A. 使用煮沸后迅速冷却的蒸馏水是为了除去 水中溶解的氧气且防止氧气再溶于水 B. 实验①②对比,说明铁生锈需要氧气,实验① ③对比,说明铁生锈需要水 C. 实验③中附着在棉花上的氯化钙的作用是作 干燥剂 D. 四个实验中,生锈最快的是实验①中的铁钉 跟踪训练 4. (2024·沈阳调研)某化学兴趣小组的同学利 用如图甲所示的实验装置探究铁生锈的条件。 [提出问题] 铁生锈的条件是什么? [设计实验] 取3根无锈的铁丝设计如图甲 所示的三个实验。 (第4题甲) [实验现象] 实验Ⅰ中铁丝生锈,当铁丝足 量,时间足够长时,打开弹簧夹后,还能观察 到的现象是 。 [实验结论] 对比实验 (填序号),可 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 化学(人教版)九年级下 15 以得出“铁生锈需要与氧气接触”这一结论, 所依据的现象是 。 [拓展延伸] 小明在旅途中发现,海边铁制渔 船上的锈迹比江边铁制渔船的多,他提出问 题:海水会加快铁生锈吗? 为验证这一问题, 设计如表所示的数字化实验,得到如图乙所 示的图像。 实 验 实验用品 实验1 长5 cm、直径1 mm的铁丝,15 mL蒸 馏水 实验2 长5 cm、一定粗细的铁丝,15 mL海水 (第4题乙) ① 实验2里铁丝的直径最好是 。 ② 根据图乙,说明铁生锈会 (填“吸 收”或“放出”)热量。 ③ 根据图乙,可以得出结论: 。 [反思与评价] 生活中使用铁制品时如何防 止生锈? (写一点即可)。 考点四 与金属有关的化学计算 典例6 (2024·许昌质检)有镁、铝、锌的混合 物共14.4 g,与足量稀盐酸反应,生成氢气的质 量可能是 ( ) A. 0.4 g B. 1.2 g C. 1.6 g D. 1.8 g 跟踪训练 5. (2024·南通段考)将CO 通入盛有16 g Fe2O3固体的试管中,在高温的条件下反应, 并将产生的气体用足量的澄清石灰水充分吸 收。反应一段时间后,停止加热,继续通入 CO至试管冷却,此时试管内残留固体的质量 为14.4 g。下列说法中,错误的是 ( ) A. 反应后剩 余 固 体 中 铁 元 素 的 质 量 为 11.2 g B. 通入CO的质量一定大于2.8 g C. 理论上,试管内残留固体可以是FeO D. 反应后澄清石灰水增重1.6 g 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 1. (2023·苏州)铁是应用最广泛的金属。下列 说法中,正确的是 ( ) A. 炼铁原理是用合适的物质将单质铁转化 为氧化铁 B. 将生铁中的大部分碳通过反应除去后得 到的钢是纯净物 C. 铁制品高温处理后,其表面形成的致密氧 化膜有防腐作用 D. 日常生活中的废旧铁制品直接填埋处理 2. (2023·衡阳)向MgCl2和CuCl2的混合溶液 中加入一定量的锌粉,充分反应后过滤,得到 滤渣和滤液。下列说法中,正确的是 ( ) A. 若滤液为蓝色,则滤渣中一定含有Cu 和Zn B. 若滤液不为蓝色,则滤液中可能不含 MgCl2 C. 若往滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,则 滤渣中一定含有Mg D. 所得滤液的质量一定比原溶液的质量大 3. 把一定质量的锌粉和铁粉分别加入等质量、 等浓度的稀盐酸中,生成氢气的质量与反应 时间的关系如图所示。下列叙述中,错误 的是 ( ) (第3题) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第八单元　金属和金属材料 16 A. 曲线a表示锌粉与稀盐酸的反应,曲线b 表示铁粉与稀盐酸的反应 B. 充分反应后铁一定有剩余,锌一定没有 剩余 C. 反应结束后,消耗稀盐酸的质量相等 D. 参加反应的锌和铁的质量比一定是65∶56 4. 金属及其化合物是中学化学学习的 重要内容。 (1) 某兴趣小组的同学为探究 Zn、 Fe、Cu、Ag 四种金属的活动性顺序,进行如 图Ⅰ所示的甲、乙、丙三个实验。 (第4题Ⅰ) ① 乙实验中的现象是 ;丙中发生反应的化学 方程式为 。 ② 小组的同学随后发现该实验无法得出 四种金属的活动性顺序,于是补充丁实验,最 终得出四种金属的活动性顺序,若丁中的X 为铜,则Y可以是 (填试剂名称)。 (2) 从含有CuSO4、ZnSO4、FeSO4 的废液中 回收重要原料硫酸锌和有关金属,实验流程 如图Ⅱ所示。 (第4题Ⅱ) ① 写出步骤①中发生反应的化学方程式: (写出一个)。 ② 固体D的化学式为 。 ③ 溶液F可能为 (多选,填字母)。 a. CuSO4溶液 b. 稀硫酸 c. ZnSO4溶液 5. (2023·广州改编)我国古代科技璀璨夺目, 金属的冶炼与使用在当时已处于世界先进 水平。 (1) 明代《天工开物》描述了锡的冶炼方法, 如图甲所示。 ① 原料锡砂中的SnO2和木炭在高温条件下 反应得到锡和二氧化碳,反应的化学方程式 为 。 ② 炼锡时混入少许铅形成合金,产物更易熔 化流出,原因是 。 (第5题) (2) 如图乙所示为古代炼锌工艺原理示意 图。炉甘石的主要成分是ZnCO3,高温条件 下易分解生成ZnO。 ① 泥罐外煤饼的主要作用是燃烧提供热量, 泥罐内煤粉的主要作用是 。 ② 已知锌的沸点为907 ℃。泥罐下部温度 可达1 200 ℃,上部温度约为600 ℃,该工艺 从反应混合物中收集液态锌的方法属于 (填字母)。 A. 结晶 B. 蒸发 C. 蒸馏 D. 升华 ③ 必须冷却后才能取锌,是为了防止发生反 应: (填化学方程式)。 (3) 湿法冶金利用了置换反应。向Cu(NO3)2、 AgNO3的混合溶液中加入Fe粉,充分反应 后过滤。若滤渣中有两种金属,则滤液中一 定不含的金属阳离子是 。 6. (2023·安徽)某兴趣小组的同学进行铁锈蚀 的实验探究。 [知识回顾] 铁是一种化学性质比较活泼的 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 化学(人教版)九年级下 17 金属,常温下能与稀盐酸、氧气等物质反应。 (1) 铁与稀盐酸反应的化学方程式为 。 (2) 铁锈的颜色是 。 [实验探究] 该小组的同学利用如图甲所示 的装置对铁钉锈蚀的条件进行探究,一段时 间后,在A和B中没有观察到明显现象,C 和D中铁钉锈蚀。 (第6题甲) (3) B中将蒸馏水煮沸的目的是 。 (4) A、B、D对比,说明铁钉锈蚀需要的物质 是 ;C中的铁钉比D中的锈蚀 更严重,原因是 。 [拓展探究] (5) 为进一步探究铁钉锈蚀过程中气态物质 的变化,该小组按如图乙所示的装置完成如 下实验:恒温下,向锥形瓶中加入少量稀盐 酸,同时测量锥形瓶内气体压强随时间的变 化,直至反应完全。 (第6题) ① 测量过程中要保持恒温,理由是 。 ② 请在图丙中绘制整个反应过程中锥形瓶 内气体压强的变化趋势。 7. 某兴趣小组的同学为探究生铁中铁的含量, 按如图所示的装置设计如下方案:取0.58g 生铁放于试管中,将注射器内76mL 稀硫酸 (足量)完全注入试管中。当试管中不再产生 气泡时立刻读数,得到量筒中水的体积为 300mL。已知该实验条件下氢气的密度为 0.09g ·L-1。 (第7题) (1) 计算生铁中铁的质量分数。(写出计算 过程,结果保留整数) (2) 上述方法测得的生铁中铁的质量分数偏 小,下列可能的原因中,合理的是 (填字母)。 A. 没等装置冷却就读数 B. 试管中有氢气没有排出 C. 将注射器中稀硫酸全部注入试管中后忘 记关闭弹簧夹 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第八单元　金属和金属材料 11. (1) ②③ (2) ①② (3) 加入食盐后的耗氧量增加 (或食盐能加速铁的锈蚀) (4) 防止与空气中的水和氧气 接触,影响实验结果(合理答案均可) (5) 5.0 g铁粉、 10滴水 (6) 不能,因为空气中二氧化碳的含量是0.03%, 铜不能把装置中的氧气耗尽 (7) C [解析] (5) 根据控 制变量法的要求,铁粉与水的用量应相同,所以欲探究纯 铁粉与含少量碳的铁粉的锈蚀快慢,现用广口瓶④连接以 上数据采集器,在其他条件相同的情况下完成实验,则在 广口瓶④中应装入的试剂及用量为5.0 g铁粉、10滴水。 (6) 由于空气中二氧化碳的含量是0.03%,则铜不能把装 置中的氧气耗尽,所以将广口瓶②中的铁炭混合物换成足量 的铜粉进行实验,足够长的时间后不能比较准确地测定空气 中氧气的含量。(7) 由于2Fe(OH)3􀪅􀪅Fe2O3·3H2O, 即氢氧化铁可以看作Fe2O3·3H2O,此时没有失水,A错 误。若生成Fe2O3·2H2O,设生成此铁锈的质量为m。 2Fe(OH)3 214 42.8 g 􀪅􀪅Fe2O3·2H2O 196 m +H2O 214 196= 42.8 g m m=39.2 g 39.2 g≠35.6 g,B错误。若生成Fe2O3·H2O,设生成此 铁锈的质量为n。 2Fe(OH)3 214 42.8 g 􀪅􀪅Fe2O3·H2O 178 n +2H2O 214 178= 42.8 g n n=35.6 g C正确。若生成Fe2O3,设生成此铁锈的质量为x。 2Fe(OH)3 214 42.8 g 􀪅􀪅Fe2O3 160 x +3H2O 214 160= 42.8 g x x=32 g 32 g≠35.6 g,D错误。 第八单元复习 ［知识体系构建］ 导电 导热 延展 混合 高 大 好 低 4Al+3O2􀪅􀪅 2Al2O3(合理答案均可) Fe+H2SO4􀪅􀪅FeSO4+H2↑ (合理答案均可) Cu+2AgNO3􀪅􀪅2Ag+Cu(NO3)2(合 理答案均可) K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn> Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au 赤铁矿石 石灰石 焦炭 Fe2O3+3CO 高温 􀪅􀪅2Fe+3CO2 高炉 生铁 铁与 空气和水(或水蒸气)直接接触 隔绝空气或水 ［高频考点突破］ 典例1 (1) H2 (2) 铝的表面有一层致密的氧化铝薄 膜,氧化铝先与稀盐酸反应生成氯化铝和水,氧化铝反应 完,铝再与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气 (3) ①③ [解析] (2) 铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜,氧化铝先 与稀盐酸反应生成氯化铝和水,氧化铝反应完,铝再与稀 盐酸反应生成氯化铝和氢气,故铝对应的曲线是B,反应速 率先小后大。(3) ① 镁、铝、锌三种金属中镁的金属活动 性最强,反应速率最大,则金属镁对应的压强变化曲线是 A;② M 点时A、C曲线对应的压强相等,即生成氢气的质 量相等,生成等质量的氢气,消耗的锌的质量大,则M 点时 参加反应的镁、锌质量不相等;③ 稀盐酸的质量相等,最终 铝产生的氢气的质量大于镁,等质量的镁和铝与足量的酸 反应,铝产生氢气的质量大,则实验时取用的镁、铝质量可 能相等。 [跟踪训练] 1. D [解析] 锌的金属活动性强于铁,反应开 始时左盘产生氢气的速率较大,故天平指针先向右偏转。 若稀硫酸完全反应,则左、右两盘中产生氢气的质量相等, 且加入的金属质量也相等,故反应结束后天平指针居中。 若稀硫酸过量,设锌粒和铁粒的质量均为x,产生的氢气的 质量分别是y、z。 Zn 65 x +H2SO4􀪅􀪅ZnSO4+H2 2 y ↑ 65 2= x y y= 2x 65 Fe 56 x +H2SO4􀪅􀪅FeSO4+H2 2 z ↑ 56 2= x z z= 2x 56 因为y z= 56 65<1 ,所以左盘产生的氢气质量小于右盘,故反 应结束后天平指针偏左。 典例2 A [解析] 第一支试管中反应前溶液为无色,稀 盐酸与锌反应生成氯化锌和氢气,反应后溶液仍为无色; 第二支试管中反应前溶液为无色,稀盐酸与铁反应生成氯 化亚铁和氢气,反应后溶液变为浅绿色;第三支试管中反 应前溶液为蓝色,镁与氯化铜溶液反应生成氯化镁和铜, 反应后溶液可能变为无色,①结论错误。当把三支试管中 的物质全部倒入一只洁净的烧杯中后,得到无色溶液和固 体,由此可知,溶液中的氯化亚铁和氯化铜都已完全反应, 则固体b中至少含有铁和铜两种金属,②结论错误。若图 甲实验中镁粉过量,将三支试管中物质倒入烧杯后,镁能 和氯化亚铁、氯化锌反应,把铁、锌置换出来,若镁粉仍过 量,则溶液a中只存在Mg2+一种金属离子,固体b中含有 镁、锌、铁、铜四种金属,③结论正确、④结论错误。通过图 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 7 甲实验可知,锌粉与稀盐酸反应产生气泡的速率比铁粉与 稀盐酸反应产生气泡的速率大,说明金属活动性:锌>铁, 镁能把氯化铜中的铜置换出来,说明金属活动性:镁>铜; 把三支试管中的物质全部倒入一只烧杯中,最后得到无色 溶液和固体,此现象无法比较镁与锌或铁的金属活动性顺 序,故无法得出四种金属的活动性顺序,⑤结论错误。 [跟踪训练] 2. B [解析] 实验①中铁与稀硫酸反应生成 硫酸亚铁和氢气,说明在金属活动性顺序中铁排在氢前 面,实验②中铜不与稀硫酸反应,说明在金属活动性顺序 中铜排在氢后面,通过实验①②,可知铁比铜活泼,A正 确;实验③中铁与硝酸银溶液反应生成硝酸亚铁和银,通 过实验①②③可知三种金属中铁最活泼,无法比较铜、银 的金属活动性强弱,B错误;若实验④中X为铜、Y为硫酸 亚铁溶液,铜不与硫酸亚铁溶液反应,可知铁比铜活泼, C正确;若实验④中X为铜、Y为硝酸银溶液,铜与硝酸银 溶液反应生成硝酸铜和银,说明铜比银活泼,D正确。 典例3 C [解析] 根据图像中出现三个拐点可知,在不 断滴加溶液的过程中发生了三个反应,即ab段铁与硝酸铜 发生置换反应,直至b点时硝酸铜被完全消耗,bc段铁与 硝酸银发生置换反应,直至c点时铁粉被完全消耗,cd 段 为之前生成的铜与硝酸银发生置换反应,直至d点时铜被 完全消耗。设有质量为x的铁与硝酸铜反应,并生成质量 为y的铜。 Fe 56 x +Cu(NO3)2􀪅􀪅Fe(NO3)2+Cu 64 y 56 64= x y x y= 7 8 5.6 g+y-x=m1 g,化简得y=8(m1-5.6)g,A错误。 bc段是铁与硝酸银发生置换反应,B错误。d 点时铁粉被 完全消耗,剩余固体全部是Ag,整个反应过程相当于铁与 硝酸银发生置换反应,生成Ag的质量为m3 g。 Fe 56 5.6 g ~2Ag 216 m3g 56 216= 5.6 g m3 g m3=21.6 C正确。cd段为之前生成的铜与硝酸银发生置换反应,生 成了银单质和硝酸铜,后面再滴加硝酸银溶液也不会与硝 酸铜反应,因此e点对应溶液中含有AgNO3、Cu(NO3)2、 Fe(NO3)2,D错误。 [跟踪训练] 3. C [解析] 若溶液甲呈蓝色,说明溶液中有 硝酸铜,而锌和硝酸铜不能共存,则固体乙中一定不含锌, A正确;若向固体乙中滴加稀盐酸有气泡产生,说明固体 乙中一定有锌,则溶液甲中一定没有硝酸铜,溶液甲一定呈 无色,B正确;锌和硝酸银反应生成硝酸锌和银,铜和硝酸银 反应生成硝酸铜和银,由Zn 65 +2AgNO3 􀪅􀪅Zn(NO3)2+ 2Ag 216 、Cu 64 +2AgNO3􀪅􀪅Cu(NO3)2+2Ag 216 可知,反应后溶 液的质量均减小,锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,由 Zn 65 +Cu(NO3)2􀪅􀪅Zn(NO3)2+Cu 64 可知,反应后溶液的 质量增大,若要溶液甲的质量等于反应前混合溶液的质量, 则发生的反应为锌和硝酸银反应生成硝酸锌和银,锌和硝酸 铜反应生成硝酸锌和铜,固体乙中一定有银和铜,可能有锌, C错误;若固体乙是纯净物,乙只能是银,发生的反应为锌和 硝酸银反应生成硝酸锌和银,铜和硝酸银反应生成硝酸铜和 银,由C的分析可知,反应后溶液的质量均减小,则溶液甲 的质量一定小于反应前混合溶液的质量,D正确。 典例4 D [解析] 氧化铁在高温条件下被一氧化碳还原 成铁,同时生成二氧化碳,玻璃管中的固体由红棕色逐渐 变成黑色,A错误。剩余的7.6 g固体是杂质与生成的铁, B错误。设反应生成二氧化碳的质量为x,消耗氧化铁的 质量为y。 3CO+Fe2O3 160 y 高温 􀪅􀪅2Fe 112 +3CO2 132 x 固体减少量 160-112=48 10 g-7.6 g=2.4 g 132 48= x 2.4 g x=6.6 g 160 48= y 2.4 g y=8 g 赤铁矿石样品中氧化铁的质量分数为8 g 10 g×100%=80% , C错误、D正确。 差量法的应用 用差量法解题时,先根据题目的已知条件求出两种 物质的质量之差,再根据化学方程式求出这两种物质的 相对分子(或原子)质量与化学计量数的乘积之差,而要 求的物质的质量应当与刚才所述的两种物质的质量之 差成正比,据此列出比例式,计算出待求物质的质量。 用差量法计算的关键是找出正确的差量,这通常是化学 反应前后同一状态的物质间的质量差,即固态反应物和 固态生成物之间、气态反应物和气态生成物之间、液态 反应物和液态生成物之间的质量差。 典例5 D [解析] 使用煮沸后迅速冷却的蒸馏水是为了 除去水中溶解的氧气且防止氧气再溶于水,故A正确。实 验①中的铁钉能与氧气、水同时接触;实验②中的铁钉只 能与水接触;实验③中的铁钉只能与干燥的空气接触,一 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 8 段时间后,实验①中的铁钉生锈,实验②③中的铁钉没有 生锈,实验①②对比,说明铁生锈需要氧气,实验①③对 比,说明铁生锈需要水,故B正确。为使实验③中的铁钉 不与水接触,需要对试管中的空气进行干燥,因此附着在 棉花上的氯化钙的作用是作干燥剂,故C正确。四个实验 中,实验④中的铁钉与氧气、水同时接触,且接触最充分, 生锈最快,故D错误。 [跟踪训练] 4. [实验现象] 右边玻璃管内液面下降,左边玻 璃管内液面上升至约1刻度线处 [实验结论] Ⅰ、Ⅲ 实验 Ⅰ中铁丝生锈,实验Ⅲ中铁丝不生锈 [拓展延伸] ① 1 mm ② 放出 ③ 海水会加快铁生锈 [反思与评价] 铁制品用 后擦干置于干燥处(合理答案均可) [解析] [实验现象] 实验Ⅰ中铁丝生锈,消耗了氧气,当铁丝足量,时间足够长 时,能将左边玻璃管内的氧气耗尽,由于消耗了氧气,左边 玻璃管内压强减小,且氧气约占空气体积的1 5 ,故打开弹 簧夹后,可观察到的现象是右边玻璃管内液面下降,左边 玻璃管内液面上升至约1刻度线处。[实验结论] 实验Ⅰ 中铁丝与氧气和水接触,生锈,实验Ⅲ中铁丝只与水接触, 不生锈,故对比实验Ⅰ、Ⅲ,可以得出“铁生锈需要与氧气 接触”这一结论,所依据的现象是实验Ⅰ中铁丝生锈,实验 Ⅲ中铁丝不生锈。[拓展延伸] ① 该实验探究的是海水能 否加快铁生锈,故除了水的种类不同外,其他因素均应相 同,实验2里铁丝的直径最好是1 mm。② 根据图乙可知, 铁生锈过程中温度逐渐升高,说明铁生锈会放出热量。 ③ 根据图乙可知,在其他条件相同的情况下,实验2中温 度上升得快,说明海水会加快铁生锈。[反思与评价] 铁生 锈的条件是铁与氧气和水等接触,防止铁生锈,可以隔绝 氧气或水,如铁制品用后擦干置于干燥处、刷漆、涂油等。 典例6 B [解析] 假设只含镁、铝、锌其中的一种金属。 Mg 24 14.4 g +2HCl􀪅􀪅MgCl2+ H2 2 1.2 g ↑ 14.4 g的镁与稀盐酸反应生成氢气的质量为1.2 g。 2Al 54 14.4 g +6HCl􀪅􀪅2AlCl3+3H2 6 1.6 g ↑ 14.4 g的铝与稀盐酸反应生成氢气的质量为1.6 g。 Zn 65 14.4 g +2HCl􀪅􀪅ZnCl2+ H2 2 约0.44 g ↑ 14.4 g的锌与稀盐酸反应生成氢气的质量约为0.44 g。由 于金属是镁、铝、锌的混合物,则生成氢气的质量介于0.44 g 和1.6 g之间。 [跟踪训练] 5. D [解析] 根据质量守恒定律可知,反应前 后元素的种类和质量不变,反应后剩余固体中铁元素的质量 等于16 g Fe2O3中铁元素的质量,即16 g× 56×256×2+16×3× 100% =11.2 g,A正确。由反应原理可知,固体减少的质 量为参加反应的氧化铁中氧元素的质量,即16 g-14.4 g= 1.6 g,氧化铁中的氧元素和一氧化碳结合生成二氧化碳, 设参加反应的一氧化碳的质量为x。 O 16 1.6 g ~CO 28 x 16 28= 1.6 g x x=2.8 g 但是反应前要先通一段时间一氧化碳,排尽装置内的空 气,防止加热时发生爆炸,停止加热后要继续通入CO至试 管冷却,所以通入CO的质量一定大于2.8 g,B正确。试 管内残留固体中铁元素的质量为11.2 g,则氧元素的质量 为14.4 g-11.2 g=3.2 g,则试管内残留固体中铁元素与 氧元素的原子个数比为11.2 g 56 ∶ 3.2 g 16 =1∶1 ,理论上,试 管内残留固体可以是FeO,C正确。设生成二氧化碳的质 量为y。 O 16 1.6 g ~CO~CO2 44 y 16 44= 1.6 g y y=4.4 g 故反应后澄清石灰水应增重4.4 g,D错误。 ［综合素能提升］ 1. C [解析] 炼铁的原理是用合适的物质将化合物中的 铁元素转化为单质铁,A错误;将生铁中的大部分碳通过 反应除去后得到的钢中仍含有铁和碳,属于混合物,B错 误;铁制品经高温处理后,表面形成的致密氧化膜能阻止 铁进一步锈蚀,有防腐作用,C正确;日常生活中的废旧铁 制品不能直接填埋处理,应回收利用,既可以节约金属资 源,还可以减少对环境的污染,D错误。 2. D [解析] 向MgCl2 和CuCl2 的混合溶液中加入一定 量的锌粉,氯化铜与锌反应生成氯化锌和铜,氯化镁与锌 不反应。若滤液为蓝色,说明滤液中还含有氯化铜,锌完全 反应,则滤渣中一定含有Cu,一定没有Zn和Mg,A错误; 若滤液不为蓝色,说明滤液中不含有氯化铜,但氯化镁与 锌不反应,则滤液中一定含有 MgCl2,B错误;若往滤渣中 加入稀盐酸,有气泡产生,说明滤渣中含有锌,氯化镁与锌 不反应,则滤渣中一定含有Cu和Zn,一定没有 Mg,C错 误;氯化铜和锌反应生成氯化锌和铜,每65份质量的锌能 置换出64份质量的铜,所以所得滤液的质量一定比原溶液 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 9 的质量大,D正确。 3. B [解析] 由题图可知,a的反应速率大于b,锌比铁活 泼,则曲线a表示锌粉与稀盐酸的反应,曲线b表示铁粉 与稀盐酸的反应,A正确;由题图可知,反应生成氢气的质 量相等,则消耗稀盐酸的质量相等,但加入锌粉、铁粉的质 量未知,故充分反应后铁、锌可能都有剩余,B错误、C正 确;参加反应的氯化氢的质量相等,依据化学方程式可知 反应中锌与氯化氢的质量比为65∶73,铁与氯化氢的质量 比为56∶73,则参加反应的锌、铁的质量比一定是65∶56, D正确。 4. (1) ① 溶液中有气泡冒出,溶液由无色变成浅绿色 Cu+ 2AgNO3􀪅􀪅Cu(NO3)2+2Ag ② 稀盐酸(合理答案均可) (2) ① Zn+CuSO4 􀪅􀪅ZnSO4+Cu(或Zn+FeSO4 􀪅􀪅 ZnSO4+Fe) ② Fe ③ ab [解析] (1) ① 铁和稀盐酸 反应生成氯化亚铁和氢气,所以乙实验中的现象是溶液中有 气泡冒出,溶液由无色变成浅绿色;丙中铜与硝酸银反应 生成硝酸铜和银,反应的化学方程式为Cu+2AgNO3􀪅􀪅 Cu(NO3)2+2Ag。② 甲实验中溶液由浅绿色变为无色, 说明两种金属的活动性:Zn>Fe;乙实验中有气泡产生,溶 液由无色变成浅绿色,说明在金属活动性顺序中,铁排在 氢前面;丙实验中铜表面有银白色固体析出,溶液由无色 变成蓝色,说明两种金属的活动性:Cu>Ag;则丁实验中加 入的试剂为铁和硫酸铜溶液或铜和稀盐酸等,可比较得出 活动性:Fe>Cu[或(H)>Cu],进而得出四种金属的活动 性:Zn>Fe>Cu>Ag。(2) ① 据图Ⅱ分析可知,过量A是 加入的锌,锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,反应的化学 方程式为Zn+CuSO4􀪅􀪅ZnSO4+Cu;锌与硫酸亚铁反应 生成硫酸锌和铁,反应的化学方程式为Zn+FeSO4 􀪅􀪅 ZnSO4+Fe。② 由于锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,锌 与硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁,且加入的锌是过量的, 所以固体B中含有锌、铁、铜,溶液C是硫酸锌溶液,用磁 铁可以把固体B中的铁吸引出来,所以固体D是铁。③ 固 体E中含有锌和铜,由于锌能与稀硫酸反应,铜不能与稀 硫酸反应,所以加入的溶液F可以是稀硫酸或硫酸铜溶 液,反应后所得溶液G是硫酸锌溶液。 5. (1) ① SnO2+C 高温 􀪅􀪅Sn+CO2↑ ② 形成合金后熔点 降低 (2) ① 将ZnO还原为Zn ② C ③ 2Zn+O2 高温 􀪅􀪅 2ZnO (3) 银离子(或Ag+) [解析] (1) ② 合金的熔点 一般低于其组分金属的熔点,炼锡时混入少许铅能形成合 金,产物更易熔化流出。(2) ① 煤粉的主要成分是碳,在 高温条件下,碳能夺取氧化锌中的氧将其还原为锌,所以 泥罐内煤粉的主要作用是将ZnO还原为Zn。② 锌的沸点 为907 ℃,泥罐下部温度可达1 200 ℃,锌在泥罐下部为气 态,泥罐上部温度约为600 ℃,锌由气态转化为液态,故从 反应混合物中收集液态锌的方法属于蒸馏。③ 必须冷却 后才能取锌,是为了防止生成的锌在较高温度下又被氧化 成氧化锌。(3) 向Cu(NO3)2、AgNO3 的混合溶液中加入 铁粉,铁先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,待硝酸银反 应完全,若铁有剩余,则铁会继续与硝酸铜反应生成硝酸 亚铁和铜。充分反应后过滤,若滤渣中有两种金属,则为银 和铜,可确定硝酸银中的银被全部置换出来,无法判断硝 酸铜是否有剩余,则滤液中一定不含的金属阳离子是银 离子。 6. [知识回顾] (1) Fe+2HCl􀪅􀪅FeCl2+H2↑ (2) 红 棕色(或红褐色;或红色) [实验探究] (3) 除去水中溶解 的氧气,防止对实验造成干扰 (4) 氧气和水(或O2 和 H2O) C中的铁钉接触的氧气比D中的多(合理答案均 可) [拓展探究] (5) ① 防止温度变化影响气体压强的测 定(合理答案均可) ② 如图所示 (第6题) [解析] [实验探究] (3) 蒸馏水中可能溶解有少量的氧气, 煮沸可以将氧气排出,防止对实验造成干扰。(4) A中铁 钉只与氧气接触,B中铁钉只与水接触,在A和B中没有 观察到明显现象,D中铁钉与水和氧气同时接触,D中铁钉 锈蚀,A、B、D对比,说明铁钉锈蚀的条件是需要与氧气和 水同时接触;C试管敞口,D试管密封,C中的铁钉比D中 的锈蚀更严重,原因是C中的铁钉接触的氧气比D中的 多。[拓展探究] (5) ① 气体的压强受温度变化影响较大, 温度升高压强增大,温度降低压强减小,保持恒温状态,可 以防止温度变化影响气体压强的测定。② 恒温下,向锥形 瓶中加入少量稀盐酸,稀盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢 气,此时,容器容积一定,随着氢气的生成,容器内压强不断 增大,待稀盐酸完全反应,压强达到最大值,随着时间的推 移,铁钉慢慢开始生锈,最后完全消耗掉空气中的氧气,导 致压强减小,最终压强小于起始压强。 7. (1) 解:由题中信息可知,生成氢气的体积为300 mL- 76 mL=224 mL,即0.224 L,故氢气的质量为0.224 L× 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 01 0.09 g/L≈0.02 g。设生成0.02 g氢气需要铁的质量为x。 Fe 56 x +H2SO4􀪅􀪅FeSO4+ H2 2 0.02 g ↑ 56 2= x 0.02 g x=0.56 g 生铁中铁的质量分数为0.56 g 0.58 g×100% ≈97%。 答:生铁中铁的质量分数约为97%。 (2) C [解析] (2) 没等装置冷却就读数,装置中的气体受 热膨胀,气体的体积偏大,导致排到量筒中水的体积偏大, 使测得的生铁中铁的质量分数偏大,A不符合题意;试管 中有氢气没有排出不影响排出水的体积,不影响最终的测 量结果,B不符合题意;将注射器中稀硫酸全部注入试管中 后忘记关闭弹簧夹,会导致少量气体进入注射器,使测得 的氢气质量偏小,从而造成测得的生铁中铁的质量分数偏 小,C符合题意。 第九单元　溶　液 课题1　溶液及其应用 1. A 2. C 3. B 4. (从左到右,从上到下)硫酸 水 碘 酒精 酒精 水 氢氧化钠 水 5. D [解析] 溶液中的溶剂只有一种,溶质可以有多种, 溶液中的溶质可以是固体、液体或气体;无色、透明的液体 不一定是溶液,例如水是无色、透明的液体,但水为纯净 物,不是溶液;溶液的质量等于溶质质量与溶剂质量之和。 对溶液组成的理解 1. 溶液至少由两种物质组成,它属于混合物;均一、 稳定的液体不一定是溶液,如蒸馏水、无水乙醇等都不 是溶液。 2. 一种物质里可以分散一种物质或同时分散几种物 质,如海水中溶解有氯化钠、氯化镁、硝酸钾等多种物质。 3. 溶液一般是澄清、透明的,但不一定是无色的,如 硫酸铜溶液呈蓝色。 4. 溶液的质量等于溶质与溶剂的质量之和,但溶液 的体积不等于溶质体积与溶剂体积之和。 6. B [解析] 上层液体的体积比下层液体的体积小,故上 层液体为汽油,说明汽油的密度比水小,且不溶于水,A正 确;振荡静置后,下层液体由黄色变为无色,上层液体变为 紫红色,说明碘转移到了汽油中,故碘在汽油中的溶解性 比在水中强,C正确;碘在水溶液中呈黄色,在汽油中呈紫 红色,所以碘在不同溶剂中形成的溶液颜色可能不同,D正 确;通过该实验不能得出汽油易挥发,沸点比水低的结论, B错误。 7. A [解析] 实验①和②中,溶质的质量、形态和溶剂的 质量完全相同,只是溶剂的温度不同,通过对比可探究水 的温度对溶质在水中溶解速率的影响,故A正确;实验② 和③中,溶质的质量、溶剂的温度相等,而溶质的形态、溶剂 的质量均不同,无法探究水的温度和固体溶质的形态对溶 质在水中溶解速率的影响,故B、C错误;实验①和③中,固 体溶质的形态不同,溶剂的质量和温度也不同,不能探究 固体溶质的形态对溶质在水中溶解速率的影响,故 D 错误。 8. (1) ① 硝酸铵 ② 氢氧化钠 ③ 氯化钠 (2) ① 伸入 水中的导管口有气泡逸出 氢氧化钠溶于水时放热,使溶 液温度显著升高,吸滤瓶中的空气受热体积膨胀,吸滤瓶 内压强增大,大于外界大气压,从而使伸入水中的导管口 有气泡逸出 ② 烧杯中的水倒吸入导管中 硝酸铵溶于 水时吸热,使溶液温度显著降低,导致吸滤瓶内压强减小,小 于外界大气压,从而使水倒吸入导管中 [解析] (1) ① 若 发现U形管中a液面比b液面高,是因为该物质溶于水后 吸收热量,使试管内的压强减小,小于外界大气压,硝酸铵 溶于水吸热,则试管中的固体是硝酸铵。② 若发现U形 管中a液面比b液面低,是因为该物质溶于水后放出热量, 使试管内的压强增大,大于外界大气压,氢氧化钠溶于水 放热,则试管中的固体是氢氧化钠。③ 若发现U形管中a 液面与b液面保持相平,是因为该物质溶于水后溶液的温 度基本保持不变,使试管内的压强基本保持不变,氯化钠 溶于水后溶液的温度基本保持不变,则试管中的固体是氯 化钠。(2) ① 若试管中的固体是氢氧化钠,氢氧化钠溶解 时使溶液的温度显著升高,从而使吸滤瓶内的压强增大, 大于外界大气压,所以观察到的现象是伸入水中的导管口 有气泡逸出。② 若试管中的固体是硝酸铵,硝酸铵溶解时 使溶液的温度显著降低,从而使吸滤瓶内的压强减小,小 于外界大气压,外界大气压会将烧杯中的水压入导管中。 9. [知识回顾] 溶液具有稳定性 [实验探究1] (1) 蔗糖 分子 (2) 氯化钠溶液中不同位置的电导率相同 [实验 探究2] 刚开始时液体电导率几乎为零,说明蒸馏水几乎不 导电,当氯化钠溶解后,随着溶液中离子浓度的增加,电导 率增大,当氯化钠完全溶解后,电导率不变 [拓展延伸] 先在两烧杯中加入相同体积的水,分别用温度计测量两杯 水的温度,然后分别加入等量的氯化钠和氢氧化钠固体, 充分溶解后再分别用温度计测量溶液温度 其中一杯溶 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 11