内容正文:
第2章 物质的转化与材料利用(复习讲义)
1.掌握金属特性与合金应用、金属腐蚀条件与防护;金属化学性质与置换反应;金属的活动性顺序与应用;金属的冶炼原来和方法;金属污染与回收意义。
2.理解有机物定义、合成材料和环保问题;掌握物质分类方法;建立材料发展的科学观与可持续理念。
3.掌握物质转化规律,了解生成盐的反应及发生条件,灵活运用物质的转化规律解决实际物质的生成。
知识点
重点归纳
常见易错点
金属的物理性质及用途
①物理性质
颜色:大多数金属的颜色为银白色或灰色,但金(Au)呈金黄色,铜(Cu)为紫红色。
状态:除汞(俗称水银)外,所有金属在室温下都是固体。
②性质与用途
物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,另外还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利以及是否容易回收和对环境的影响等多种因素。
不了解金属的物理性质,只凭性质决定物质的用途
合金的概念和性能
①定义:把一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质,就称为合金。
②理解:合金具有金属共性;合金至少含有一种金属,可能含有非金属;合金一定是混合物;合金中各种成分保持各自原有的化学性质;合金为高温“熔合”而成,而非简单地“混合”;合金的形成过程是物理变化。
③合金的性能:合金和组成其的纯金属相比较,硬度、强度一般更大;熔点更低;抗腐蚀性更好。
不理解合金的形成过程,合金是高温熔合的产物,属于混合物;不了解合金的性能。
金属的化学性质
金属+氧气→金属氧化物;金属(金属活动性在氢之前)+ 酸 → 盐 + 氢气;金属+ 盐 → 金属+盐;
①不了解金属和氧气反应条件不同,反应现象不同,如铝常温下和氧气反应,镁和铁在氧气中燃烧,铜和氧气在加热条件下反应,金高温也不和氧气反应;
②忽视金属活动性顺序就判断置换反应进行。
金属活动性顺序
金属活动性顺序的应用
①金属的位置越靠前,金属活动性越强
②位于氢(H)之前的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢,生成氢气
③位于前面的金属能把位于后面的金属从其盐溶液中置换出来(K、Ca、Na除外,它们过于活泼先和水反应)
注意:当有多个置换反应都能发生时,在活动性顺序中金属之间间隔远的,反应先发生。一个置换反应结束后,另一个置换反应才会发生。如在硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中加入锌粒,锌先和硫酸铜反应,反应完毕后,若锌有剩余,才和硫酸亚铁反应。
无法运用金属活动性顺序结合反应物的量判断反应进行的程度;忽视探究金属活动性顺序的实验方案的设计。
有机物
通常将含碳的化合物叫做有机化合物,简称有机物。有机物大多含有C、H、O、N等元素。
注意:不是所有含有碳元素的化合物都是有机物,如碳的氧化物、碳酸 、碳酸盐等化合物,由于它们在结构、组成、性质上都跟无机物相似,故将它们划分为无机物。
泛化有机物概念,认为含有碳元素的化合物都是有机物。不了解有机物特征。
物质的分类
无法辨析混合物、纯净物、化合物、氧化物的概念,不清楚易错物质,如冰水混合物是纯净物、矿泉水是混合物等。
物质的转化
忽视反应发生的条件,不能灵活运用复分解反应的条件,忽视碱的生成及分解条件。
金属的冶炼
金属的冶炼原理:金属冶炼就是要把金属从化合态变成游离态。
常见的金属冶炼方法:让碳(C)、一氧化碳(CO)、氢气(H2)与金属氧化物在高温下反应,夺取金属氧化物中的氧,从而得到金属单质。
如、、、
忽视氢气还原氧化铜、一氧化碳还原氧化铁反应注意事项,如“氢气、一氧化碳早出晚归,酒精灯迟到早退”
题型一 金属的物理性质及用途
【例1】下列关于金属的物理性质用途描述中不正确的是( )
A.钢铁的硬度大,可作菜刀
B.金有金属光泽,是黄色,可做首饰
C.钨丝的熔点高,可作灯丝
D.银的导电性好,广泛用作电线
【变式1-1】为了减少汽车油耗,科研人员通过开发新型金属材料来减轻汽车的自重。要实现减轻汽车自重的目的,金属材料应具有的性质是( )
A.熔点高
B.密度小
C.硬度大
D.导热性差
题型二 金属材料
【例2】《吕氏春秋》中记载“金柔锡柔,合两柔则刚”,说明与纯金属相比,合金的优点是( )
A.熔点更低
B.硬度更大
C.密度更小
D.导热更好
【变式2-1】下列不属于合金的是( )
A.焊锡
B.黄铜
C.生铁
D.石墨
题型三 金属的化学性质
【例3】某学习小组做完铁与稀硫酸反应实验后,将反应后的混合物M全部倒入盛有一小块铜锌合金的烧杯中,发现有大量气泡产生。待充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。他们得出的结论中不正确的是( )
A.M中一定不含铁单质
B.滤液中可能含有两种金属离子
C.滤渣中至少含有两种金属单质
D.滤液中一定含有
【变式3-1】向溶液中加入一定量的Mg粉和Cu粉,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色的滤液。关于该滤渣和滤液有下列分析,其中正确的是( )
A.向滤渣中加入稀盐酸,可能有气泡产生
B.滤液中一定有、一定不含、可能有
C.反应后溶液的质量一定增加
D.该过程至少发生两个化学反应
题型四 金属的活动性顺序
【例4】若金属M与硫酸铜溶液反应的化学方程式为 M+CuSO4=MSO4+ Cu,.则下列分析正确的是( )
A.M不可能是铁
B.M的金属活动性比 Cu强
C.M可能是铝
D.该反应属于复分解反应
【变式4-1】为探究金属的活动性强弱,用如图装置进行实验。下列说法正确的是( )
A.若向甲、乙试管加入CuSO4溶液,锌片表面会有金属析出
B.若向甲、乙试管加入稀盐酸,铜片表面会有气泡产生
C.若向甲、乙试管加入MgSO4溶液,锌片表面会有金属析出
D.若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,能比较铜与锌的金属活动性
题型五 防止金属腐蚀的常用方法
【例5】在北京国家博物馆中陈列了许多青铜器,每一件都是精美的艺术品。青铜的主要成分是铜,由于青铜器历史悠久,铜表面会产生一层铜锈,以青绿色的锈最为常见,其主要成分是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]。
(1)根据铜锈的主要成分,猜测铜生锈可能与空气中的氧气、水和 有关。
(2)某兴趣小组同学用洁净、光亮的相同铜片设计了如图所示的实验:
①上述试管A中植物油的作用为 。
②预测现象:较长时间后,试管 中的铜片最先生锈。
【变式5-1】如图是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度一致,塞紧木塞,一周后观察a中铁生锈,b中没变化。还可以观察到L端与R端液面高度 (填“L高R低”“L低R高”或“一样高”);该实验能说明铁锈蚀的条件是 。请你根据铁生锈原理写出一条防止铁生锈的方法 。
题型六 有机物
【例6】人类生活生产中时常用到各种材料,下面说法正确的是( )
A.甲烷、尿素、碳酸都属于有机化合物
B.淀粉、橡胶、蛋白质都属于有机高分子化合物
C.棉花、羊毛、涤纶都是合成材料
D.合金熔点较组成各成分金属高
【变式6-1】下列有关建兰中学“文化产品”说法,错误的是( )
A.中性笔的塑料外壳燃烧后,产生的气体能使石灰水变浑浊
B.保温水杯内胆是不锈钢,属于金属材料
C.校服面料为100%聚酯纤维,属于有机合成材料
D.文化衫的面料100%棉,燃烧后有烧焦羽毛的味道
题型七 物质的分类
【例7】推理是一种重要的演绎思维方法。下列推理正确的是( )
A.原子是化学变化中的最小微粒,所以化学反应前后原子的种类一定不变
B.化合物含有多种元素,所以含有多种元素的物质一定是化合物
C.氧化物含有氧元素,所以含有氧元素的化合物一定是氧化物
D.氧气支持燃烧,所以支持燃烧的气体一定是氧气
【变式7-1】下列各图中•和○表示不同元素的原子,其中表示混合物的是 ,表示单质的是 ,表示化合物的是 。
题型八 物质的转化
【例8】在给定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是( )
A.溶液
B.溶液
C.溶液
D.NaOH溶液溶液NaCl溶液
【变式8-1】工业上用大理石(主要成分A)和赤铁矿(主要成分F)为原料制取B和G,其转化关系如图所示:已知D为非单质,G为金属单质,H为常见的氧化物。
(1)写出工业制取的两种物质的化学式;B ;G 。
(2)写出下列反应的化学方程式:反应②; ;反应③; 。
题型九 金属的冶炼
【例9】如图为模拟炼铁的实验改进装置图(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)实验时A处玻璃管中的现象是 ,该过程体现了CO的 。(选填“氧化性”或“还原性”)
(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。上述说法中正确的是( )。
A.只有① B.只有② C.①和②
【变式9-1】如图为氢气还原氧化铜的实验装置图,下列有关分析正确的是( )
A.在给试管内药品加热前,需先通氢气排尽试管内的空气
B.实验现象是试管内红色固体逐渐变黑色,试管口有液滴生成
C.待药品完全反应后,应先撤去通氢气的导管再熄灭酒精灯
D.本实验可以通过消耗的氢气质量来计算生成的铜的质量
基础巩固通关测
1.乙烯()是极其重要的一种化工原料,我国科学家在利用甲烷高效转化为乙烯的研究中获得重大突破,如图为该转化的微观示意图。下列说法不正确的是( )
A.反应前后分子的个数没有改变
B.反应前后物质中有两种是有机物
C.反应前后原子的个数没有改变
D.该反应属于分解反应
2.为了研究铁、锌、铜三种金属的活动性顺序,小金先将金属铁放在硫酸铜溶液中,观察到有明显现象,接下去小金还应补充下列实验中的( )
A.
B.
C.
D.
3.世界每年因锈蚀而损失大量金属,防止金属锈蚀已成为科学研究中的重大课题。下列有关金属锈蚀与保护措施的说法不正确的是( )
A.铁锈蚀的实质是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生了一系列化学变化
B.在铁制品表面刷油漆可以防止铁锈蚀
C.及时擦干被雨水淋湿的自行车可以防止自行车生锈
D.铝制品的抗锈蚀性比铁制品强,是因为铝的金属活动性比铁弱
4.分类法是学习和研究物质的一种重要方法,下列分类正确的是( )
A.生铁、黄金、金刚石——金属材料
B.空气、溶液、铝合金——混合物
C.乙醇、甲烷、碳酸钙——有机物
D.苛性钠、碳酸钠、硫酸钠——盐
5.有关金属的实验如下,能达到相应目的的是( )
A.比较合金与其组分金属的硬度
B.验证锌、铁和铜的金属活动性顺序
C.证明铜生锈与CO2、O2和H2O有关
D.验证质量守恒定律
6.冬季,德绒发热、石墨烯黑金、远红外等宣传语铺天盖地。市面的“自发热”产品主要有3类,专家对此做出解读.
A类:当环境中水分子被纤维吸引结合后,分子动能降低,通过能量转换产生吸湿发热现象。材料一般以改性腈纶、涤纶为主。
B类:用热辐射吸收较好的材料形成远红外纤维,或将材料涂在表面。它能吸收环境或人体发出的热量,以远红外线的形式辐射出来。
C类:在面料中加入导电纤维,如石墨烯纤维等,外接电源对其充电,服装就会发热。
(1)A类常用的材料属于 (选填“天然材料”或“合成材料”)区分涤纶和蚕丝的简单方法是 。
(2)B类本质上是吸收外界的热量,而非纺织品本身发热。维持体温的能量主要来自于人体细胞中发生的 作用。
(3)石墨烯是由碳原子构成材料,C类产品在发热过程中是利用了石墨烯的 性,实现电能转化为内能。
7. 金属材料的应用推动了社会的发展。兴趣小组的同学利用某废镍材料(含有金属 Ni 及少量 Fe、Cu)回收镍,设计流程如图所示(部分生成物已略去)。回答下列问题。
(1)“酸浸”的目的是将废镍材料中的镍转化成可溶性的镍离子,该过程属于 (选填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)过氧化氢具有氧化性,“氧化”时反应的化学方程式为 ,则X的化学式是 。
(3)根据所学知识和以上信息,得出 Ni、Fe、Cu的金属活动性由强到弱的顺序为 。
能力提升进阶练
1.(24-25九年级上·浙江宁波·期末)下列四个图像分别对应四个变化过程的一种趋势,其说法正确的是( )
①表示向等质量的锌粉和铁粉中分别加入溶质质量分数相等的稀硫酸
②将一定质量的氯酸钾和二氧化锰固体混合物进行加热制取氧气
③向一定量的硫酸和硫酸铜的混合溶液中逐滴加入一定质量分数的氢氧化钠溶液
④向一定量的澄清石灰水中加入适量碳酸钠,溶液的pH变化
A.上述图像只有一个正确
B.上述图像只有两个正确
C.上述图像只有三个正确
D.上述图像全部正确
2.(24-25九年级上·浙江杭州·期末)将铁丝和铜丝上端用导线相连同时插入稀硫酸中,可以组成一个电池(如图),且发现铜丝上有气泡冒出,这种电池的正负极与金属活动性强弱有关。小滨现有A、B、C三种金属,想用此方法(两两用导线连接并同时插入稀硫酸中)判断它们的金属活动性强弱,AB相连,A片上冒气泡;AC相连,A片上冒气泡;BC相连,B片上冒气泡;则这三种金属的活动性由强到弱顺序为( )
A.
B.
C.
D.
3.(24-25九年级上·浙江宁波·期末)用下列各组物质进行实验,不能验证锌、银、铜三种金属活动性顺序的是( )
A.Zn、Ag、Cu、稀盐酸
B.Zn、Ag、CuCl2溶液
C.Cu、ZnCl2溶液、AgNO3溶液
D.Zn、Cu、FeCl2溶液、AgNO3溶液
4.(24-25九年级下·浙江杭州·期末)在科学实验操作技能大赛中,小华同学用所学的科学知识迅速搭建了一套“模拟炼铁”的冶炼装置(铁矿石的主要成分为)
(1)为确保制得较纯净的CO,还需在C、D间加装盛放 (选填“碱石灰”或“氢氧化钠溶液”)的装置;
(2)装置调整好以后,按照规范步骤进行实验,当观察到D装置出现:铁矿石颜色发生变化或 时,证明铁矿石一定有部分被还原了,请写出D装置中发生的化学反应方程式 。
(3)实验结束时,在拆卸装置前得进行以下操作:先熄灭C、D中的酒精喷灯,待装置冷却后再停止滴加稀盐酸。目的是 。
5.(2025·浙江杭州·一模)某研究小组为验证铁、铜、锌、银的金属活动性顺序,设计如图1所示三个实验(三种金属均已用砂纸打磨过,其形状和大小相同,稀盐酸的浓度和用量也相同)。
(1)一段时间后,观察到实验B中的现象 。
(2)乙同学认为仅仅通过上述实验不足以得出四种金属的活动性顺序,因此在上述实验的基础上,补做了一个实验,装置均如图2所示,且实现了探究目的。
乙同学的实验:X是 金属,Y是 溶液。
(3)将表面锈蚀的铁钉放入烧杯中,然后加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸,产生氢气的质量和加入稀盐酸的质量如图所示。生成氢气的质量为多少克?
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第2章 物质的转化与材料利用(复习讲义)
1.掌握金属特性与合金应用、金属腐蚀条件与防护;金属化学性质与置换反应;金属的活动性顺序与应用;金属的冶炼原来和方法;金属污染与回收意义。
2.理解有机物定义、合成材料和环保问题;掌握物质分类方法;建立材料发展的科学观与可持续理念。
3.掌握物质转化规律,了解生成盐的反应及发生条件,灵活运用物质的转化规律解决实际物质的生成。
知识点
重点归纳
常见易错点
金属的物理性质及用途
①物理性质
颜色:大多数金属的颜色为银白色或灰色,但金(Au)呈金黄色,铜(Cu)为紫红色。
状态:除汞(俗称水银)外,所有金属在室温下都是固体。
②性质与用途
物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,另外还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利以及是否容易回收和对环境的影响等多种因素。
不了解金属的物理性质,只凭性质决定物质的用途
合金的概念和性能
①定义:把一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质,就称为合金。
②理解:合金具有金属共性;合金至少含有一种金属,可能含有非金属;合金一定是混合物;合金中各种成分保持各自原有的化学性质;合金为高温“熔合”而成,而非简单地“混合”;合金的形成过程是物理变化。
③合金的性能:合金和组成其的纯金属相比较,硬度、强度一般更大;熔点更低;抗腐蚀性更好。
不理解合金的形成过程,合金是高温熔合的产物,属于混合物;不了解合金的性能。
金属的化学性质
金属+氧气→金属氧化物;金属(金属活动性在氢之前)+ 酸 → 盐 + 氢气;金属+ 盐 → 金属+盐;
①不了解金属和氧气反应条件不同,反应现象不同,如铝常温下和氧气反应,镁和铁在氧气中燃烧,铜和氧气在加热条件下反应,金高温也不和氧气反应;
②忽视金属活动性顺序就判断置换反应进行。
金属活动性顺序
金属活动性顺序的应用
①金属的位置越靠前,金属活动性越强
②位于氢(H)之前的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢,生成氢气
③位于前面的金属能把位于后面的金属从其盐溶液中置换出来(K、Ca、Na除外,它们过于活泼先和水反应)
注意:当有多个置换反应都能发生时,在活动性顺序中金属之间间隔远的,反应先发生。一个置换反应结束后,另一个置换反应才会发生。如在硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中加入锌粒,锌先和硫酸铜反应,反应完毕后,若锌有剩余,才和硫酸亚铁反应。
无法运用金属活动性顺序结合反应物的量判断反应进行的程度;忽视探究金属活动性顺序的实验方案的设计。
有机物
通常将含碳的化合物叫做有机化合物,简称有机物。有机物大多含有C、H、O、N等元素。
注意:不是所有含有碳元素的化合物都是有机物,如碳的氧化物、碳酸 、碳酸盐等化合物,由于它们在结构、组成、性质上都跟无机物相似,故将它们划分为无机物。
泛化有机物概念,认为含有碳元素的化合物都是有机物。不了解有机物特征。
物质的分类
无法辨析混合物、纯净物、化合物、氧化物的概念,不清楚易错物质,如冰水混合物是纯净物、矿泉水是混合物等。
物质的转化
忽视反应发生的条件,不能灵活运用复分解反应的条件,忽视碱的生成及分解条件。
金属的冶炼
金属的冶炼原理:金属冶炼就是要把金属从化合态变成游离态。
常见的金属冶炼方法:让碳(C)、一氧化碳(CO)、氢气(H2)与金属氧化物在高温下反应,夺取金属氧化物中的氧,从而得到金属单质。
如、、、
忽视氢气还原氧化铜、一氧化碳还原氧化铁反应注意事项,如“氢气、一氧化碳早出晚归,酒精灯迟到早退”
题型一 金属的物理性质及用途
【例1】下列关于金属的物理性质用途描述中不正确的是( )
A.钢铁的硬度大,可作菜刀
B.金有金属光泽,是黄色,可做首饰
C.钨丝的熔点高,可作灯丝
D.银的导电性好,广泛用作电线
【解题思路】物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,但还需考虑其他因素
【易错点】只以性质作为决定用途的关键
【答案】D
【详解】A、钢铁的硬度大,所以可以用来制作菜刀,描述正确,不符合题意;
B、金的金属光泽为金黄色,所以可以用来制作首饰,描述正确,不符合题意;
C、灯丝通电后温度较高,所以需要熔点高的金属,而钨丝的熔点高,所以可以用来制作灯丝,描述正确,不符合题意;
D、银的导电性虽然好,但是由于其价格较高,故不适合制作电线,描述不正确,符合题意。
故选D。
【变式1-1】为了减少汽车油耗,科研人员通过开发新型金属材料来减轻汽车的自重。要实现减轻汽车自重的目的,金属材料应具有的性质是( )
A.熔点高
B.密度小
C.硬度大
D.导热性差
【答案】B
【详解】减轻汽车自重的核心是减少材料的总质量。金属材料的密度直接决定了其质量:在体积相同的情况下,密度越小的材料质量越轻。因此,选择密度小的金属材料可以在保证结构强度的同时降低汽车自重,从而减少油耗。
故选B。
题型二 金属材料
【例2】《吕氏春秋》中记载“金柔锡柔,合两柔则刚”,说明与纯金属相比,合金的优点是( )
A.熔点更低
B.硬度更大
C.密度更小
D.导热更好
【解题思路】合金的性能
【易错点】合金和组成其的纯金属相比较,硬度、强度一般更大
【答案】B
【详解】“金柔锡柔,合两柔则刚”,说明合金与组成它的纯金属相比,具有的优点是硬度更大。
故选B。
【变式2-1】下列不属于合金的是( )
A.焊锡
B.黄铜
C.生铁
D.石墨
【答案】D
【详解】A、焊锡是锡铝合金,选项错误;
B、黄铜是铜锌合金,选项错误;
C、生铁是铁碳合金,选项错误;
D、石墨是碳元素组成的单质,不属于合金,选项正确;
故选D。
题型三 金属的化学性质
【例3】某学习小组做完铁与稀硫酸反应实验后,将反应后的混合物M全部倒入盛有一小块铜锌合金的烧杯中,发现有大量气泡产生。待充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。他们得出的结论中不正确的是( )
A.M中一定不含铁单质
B.滤液中可能含有两种金属离子
C.滤渣中至少含有两种金属单质
D.滤液中一定含有
【解题思路】根据活泼金属能和酸反应生成氢气,则实验后混合物含有硫酸,硫酸与锌反应生成氢气。
【易错点】无法根据现象反推反应物
【答案】C
【分析】将反应后的混合物M全部倒入盛有一小块铜锌合金的烧杯中,发现有大量气泡产生,是因为稀硫酸和锌反应生成硫酸锌和氢气,说明稀硫酸和铁反应后过量,即溶液中由硫酸亚铁和硫酸锌,滤渣中一定有铜。
【详解】A、稀硫酸过量,M中一定不含铁单质,该选项说法正确;
B、滤液中可能含有两种金属离子,即亚铁离子和锌离子,该选项说法正确;
C、滤渣中至少含有1种金属单质,即铜,该选项说法不正确;
D、滤液中一定含有硫酸锌,该选项说法正确。
故选C。
【变式3-1】向溶液中加入一定量的Mg粉和Cu粉,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色的滤液。关于该滤渣和滤液有下列分析,其中正确的是( )
A.向滤渣中加入稀盐酸,可能有气泡产生
B.滤液中一定有、一定不含、可能有
C.反应后溶液的质量一定增加
D.该过程至少发生两个化学反应
【答案】D
【分析】Mg的活动性比Cu强,理论上Mg会先和AgNO3溶液反应,生成的Mg(NO3)2溶液为无色溶液,待Mg耗尽,Cu继续与AgNO3溶液反应,生成的Cu(NO3)2溶液为蓝色溶液;向AgNO3溶液中加入一定量的Mg粉和Cu粉,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色的滤液,说明AgNO3溶液耗尽Mg后一定还有剩余,也可能耗尽Cu后还有剩余,故滤渣中可能含有Cu,一定含有Ag,一定不含Mg,滤液中一定含有Mg(NO3)2和Cu(NO3)2,可能含有AgNO3。
【详解】A、得到蓝色的滤液,说明铜和硝酸银反应生成了硝酸铜,即镁完全反应,滤渣中含有银或银和铜,银和铜都不能和稀盐酸反应,不能产生气泡,故A错误;
B、根据分析,滤液中一定含有Mg(NO3)2和Cu(NO3)2,可能含有AgNO3,故B错误;
C、根据反应关系、可知,镁先和硝酸银反应生成硝酸镁和银,反应后溶液质量减小,后铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,反应后溶液质量减小,滤液的质量比原溶液质量减少,故C错误;
D、得到蓝色的滤液,说明铜和硝酸银反应生成了硝酸铜,并且镁完全反应,共发生两个化学反应,故D正确。
故选D。
题型四 金属的活动性顺序
【例4】若金属M与硫酸铜溶液反应的化学方程式为 M+CuSO4=MSO4+ Cu,.则下列分析正确的是( )
A.M不可能是铁
B.M的金属活动性比 Cu强
C.M可能是铝
D.该反应属于复分解反应
【解题思路】金属活动性顺序的应用
【易错点】位于前面的金属能把位于后面的金属从其盐溶液中置换出来
【答案】B
【详解】A、铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,与题目中M+CuSO4=MSO4+Cu形式相符,所以M可能是铁, 错误;
B、在金属活动性顺序中,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。因为M能与硫酸铜溶液反应置换出铜,所以M的金属活动性比Cu强,正确;
C、铝在化合物中显+3价,若M是铝,与硫酸铜反应的化学方程式应为2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu,不符合M+CuSO4=MSO4+Cu的形式,所以M不可能是铝, 错误;
D、该反应是一种单质M和一种化合物CuSO4反应生成另一种单质Cu和另一种化合物MSO4,属于置换反应,而不是复分解反应(复分解反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物),错误。
故选B。
【变式4-1】为探究金属的活动性强弱,用如图装置进行实验。下列说法正确的是( )
A.若向甲、乙试管加入CuSO4溶液,锌片表面会有金属析出
B.若向甲、乙试管加入稀盐酸,铜片表面会有气泡产生
C.若向甲、乙试管加入MgSO4溶液,锌片表面会有金属析出
D.若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,能比较铜与锌的金属活动性
【答案】A
【详解】A、锌的活动性比铜强,若向甲、乙试管加入硫酸铜溶液,锌能与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,锌片表面会有紫红色金属铜析出,正确;
B、在金属活动性顺序中,铜排在氢后面,不能与稀盐酸反应,所以若向甲、乙试管加入稀盐酸,铜片表面不会有气泡产生,错误;
C、镁的活动性比锌强,锌片表面不会有金属析出,错误;
D、锌和铜的活动性都比银强,都能将硝酸银中的银置换出来,无法比较铜与锌的金属活动性,错误。
故选A。
题型五 防止金属腐蚀的常用方法
【例5】在北京国家博物馆中陈列了许多青铜器,每一件都是精美的艺术品。青铜的主要成分是铜,由于青铜器历史悠久,铜表面会产生一层铜锈,以青绿色的锈最为常见,其主要成分是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]。
(1)根据铜锈的主要成分,猜测铜生锈可能与空气中的氧气、水和 有关。
(2)某兴趣小组同学用洁净、光亮的相同铜片设计了如图所示的实验:
①上述试管A中植物油的作用为 。
②预测现象:较长时间后,试管 中的铜片最先生锈。
【解题思路】探究金属锈蚀的条件
【易错点】控制变量方法
【答案】(1)二氧化碳(2)隔绝空气;D
【详解】(1)根据铜锈的主要成分碱式碳酸铜是由碳、氢、氧、铜元素组成,猜测铜生锈可能与空气中的氧气、水和二氧化碳有关;
(2)①上述试管A中植物油的作用为隔绝空气;
②铜生锈与空气中的氧气、水和二氧化碳有关,试管D中的铜片与空气中的氧气、水和二氧化碳接触,较长时间后,试管D中的铜片最先生锈。
【变式5-1】如图是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度一致,塞紧木塞,一周后观察a中铁生锈,b中没变化。还可以观察到L端与R端液面高度 (填“L高R低”“L低R高”或“一样高”);该实验能说明铁锈蚀的条件是 。请你根据铁生锈原理写出一条防止铁生锈的方法 。
【答案】L高R低;铁与水接触(合理即可);把铁放在干燥的环境中(合理即可)
【详解】a中的铁钉与水充分接触,容易生锈,b中的铁钉没有与水充分接触,不容易生锈。a中氧气减少,压强也减小,从而导致L端比R端液面高;该实验能说明铁锈蚀的条件是:铁与水接触;把铁放在干燥的环境中可以防止铁生锈。
题型六 有机物
【例6】人类生活生产中时常用到各种材料,下面说法正确的是( )
A.甲烷、尿素、碳酸都属于有机化合物
B.淀粉、橡胶、蛋白质都属于有机高分子化合物
C.棉花、羊毛、涤纶都是合成材料
D.合金熔点较组成各成分金属高
【解题思路】有机物的概念及特性
【易错点】误以为含碳元素的物质都是有机物
【答案】B
【详解】A、甲烷、尿素都属于有机化合物,碳酸虽然是含碳化合物,但其具有无机物的特性,归为无机物,选项错误;
B、淀粉、橡胶、蛋白质都属于有机高分子化合物,选项正确;
C、棉花、羊毛是天然材料,不是合成材料,涤纶是合成材料,选项错误;
D、合金的熔点较组成各成分金属的熔点低,选项错误。
故选B。
【变式6-1】下列有关建兰中学“文化产品”说法,错误的是( )
A.中性笔的塑料外壳燃烧后,产生的气体能使石灰水变浑浊
B.保温水杯内胆是不锈钢,属于金属材料
C.校服面料为100%聚酯纤维,属于有机合成材料
D.文化衫的面料100%棉,燃烧后有烧焦羽毛的味道
【答案】D
【详解】A、中性笔的塑料外壳中含有碳元素,燃烧会生成二氧化碳气体,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,故A说法正确;
B、金属材料包括纯金属与合金,保温水杯内胆是不锈钢,不锈钢是一种铁合金,属于金属材料,故B说法正确;
C、聚酯纤维是一种合成纤维,属于有机合成材料,故C说法正确;
D、文化衫的面料100%棉,燃烧后有烧纸的气味,故D说法错误。
故选:D。
题型七 物质的分类
【例7】推理是一种重要的演绎思维方法。下列推理正确的是( )
A.原子是化学变化中的最小微粒,所以化学反应前后原子的种类一定不变
B.化合物含有多种元素,所以含有多种元素的物质一定是化合物
C.氧化物含有氧元素,所以含有氧元素的化合物一定是氧化物
D.氧气支持燃烧,所以支持燃烧的气体一定是氧气
【解题思路】物质的分类及定义
【易错点】氧化物和化合物的定义
【答案】A
【详解】A、原子是化学变化中的最小微粒,在化学反应中,原子只是重新组合,所以化学反应前后原子的种类一定不变,故该选项正确;
B、化合物是由不同种元素组成的纯净物,含有多种元素的物质不一定是化合物,例如空气含有多种元素,属于混合物,故该选项错误;
C、氧化物是由两种元素组成且其中一种元素是氧元素的化合物,含有氧元素的化合物不一定是氧化物,例如KClO3含有氧元素,但不属于氧化物,故该选项错误;
D、氧气支持燃烧,但支持燃烧的气体不一定是氧气,例如二氧化碳在一定条件下也能支持某些物质燃烧,故该选项错误。
故选A。
【变式7-1】下列各图中•和○表示不同元素的原子,其中表示混合物的是 ,表示单质的是 ,表示化合物的是 。
【答案】C;BD;A
【详解】由同种物质组成的是纯净物,由不同种物质组成的是混合物。由同种元素组成的纯净物是单质,由不同种元素组成的纯净物是化合物。从微观上看,纯净物是由同种粒子构成的,混合物是由不同种粒子构成的。C 图中含有不同种分子,代表的物质属于混合物;B、D 图中都只含有一种分子,且分子是由同种原子构成的,则B、D代表的物质属于单质;因为 A 图中只含有一种分子,且分子是由不同种原子构成的,所以A代表的物质属于化合物。
题型八 物质的转化
【例8】在给定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是( )
A.溶液
B.溶液
C.溶液
D.NaOH溶液溶液NaCl溶液
【解题思路】物质的转化
【易错点】忽略反应发生的条件
【答案】A
【详解】A、铜与氧气在加热条件下生成氧化铜,氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜溶液,转化能实现,符合题意;
B、二氧化硫与水反应生成亚硫酸,不是硫酸,转化不能实现,不符合题意;
C、四氧化三铁与一氧化碳在高温下反应生成铁,铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁溶液,不是氯化铁溶液,转化不能实现,不符合题意;
D、氢氧化钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸钠溶液,碳酸钠溶液与氯化钾相互交换成分不产沉淀、气体和水,不能发生反应,转化不能实现,不符合题意。
故选A。
【变式8-1】工业上用大理石(主要成分A)和赤铁矿(主要成分F)为原料制取B和G,其转化关系如图所示:已知D为非单质,G为金属单质,H为常见的氧化物。
(1)写出工业制取的两种物质的化学式;B ;G 。
(2)写出下列反应的化学方程式:反应②; ;反应③; 。
【答案】(1)CaCl2 ;Fe(2);。
【分析】A为大理石的主要成分,则为碳酸钙;F为赤铁矿的主要成分,则为氧化铁;A和HCl反应生成B、H、C,C和D在高温条件下生成E、E和F在高温条件下生成C和G,其中D为非金属单质,G为金属单质,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,二氧化碳和碳在高温条件下生成一氧化碳,一氧化碳和氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳,且H为常见的氧化物,则B为氯化钙、H为水、C为二氧化碳、D为碳、E为一氧化碳、G为铁。
【详解】(1)由分析可知,B的化学式为CaCl2;G的化学式为Fe;
(2)反应②为碳和二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳,反应的化学方程式为:;
反应③为一氧化碳和氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为:。
题型九 金属的冶炼
【例9】如图为模拟炼铁的实验改进装置图(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)实验时A处玻璃管中的现象是 ,该过程体现了CO的 。(选填“氧化性”或“还原性”)
(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。上述说法中正确的是( )。
A.只有① B.只有② C.①和②
【解题思路】金属冶炼步骤及注意事项
【易错点】实验注意事项
【答案】(1)红棕色固体变为黑色;还原性(2)防止灼热的铁被重新氧化成氧化铁(3)C
【详解】(1)一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳,所以实验中可看到A处玻璃管里的红棕色固体变成黑色,此反应中CO得到氧元素,表现出CO具有还原性;
(2)先撤去酒精喷灯,继续通CO直至玻璃管冷却的目的是:防止空气进入玻璃管, 使灼热的铁被重新氧化成氧化铁;
(3)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,所以B装置中澄清石灰水可以检验并吸收反应生成的CO2。同时,由于CO难溶于水,当CO2被石灰水吸收后,CO会将B装置中的液体压入右侧的烧杯中,从而在B装置中收集多余的CO,所以①收集多余的CO和②检验并吸收反应生成的CO2这两个说法都正确,故C正确,AB错误。
故选C。
【变式9-1】如图为氢气还原氧化铜的实验装置图,下列有关分析正确的是( )
A.在给试管内药品加热前,需先通氢气排尽试管内的空气
B.实验现象是试管内红色固体逐渐变黑色,试管口有液滴生成
C.待药品完全反应后,应先撤去通氢气的导管再熄灭酒精灯
D.本实验可以通过消耗的氢气质量来计算生成的铜的质量
【答案】A
【详解】A、在给试管内药品加热前,需先通氢气排尽试管内的空气,防止加热时氢气与空气混合发生爆炸, 正确;
B、氢气与氧化铜加热时生成铜和水,实验现象是试管内黑色固体逐渐变红色,试管口有液滴生成,错误;
C、待药品完全反应后,应先熄灭酒精灯,继续通氢气直到试管冷却,防止生成的铜再次被氧化,错误;
D、氢气还原氧化铜的实验中,通入的氢气一部分用于排出装置内的空气,一部分用于还原氧化铜,所以不能通过消耗的氢气质量来计算生成的铜的质量,错误。
故选A。
基础巩固通关测
1.乙烯()是极其重要的一种化工原料,我国科学家在利用甲烷高效转化为乙烯的研究中获得重大突破,如图为该转化的微观示意图。下列说法不正确的是( )
A.反应前后分子的个数没有改变
B.反应前后物质中有两种是有机物
C.反应前后原子的个数没有改变
D.该反应属于分解反应
【答案】A
【分析】根据反应的微观示意图可知,该反应是甲烷在单中心铁催化剂作用下生成乙烯和氢气,反应和化学方程式为:。
【详解】A、由可知,反应前后分子的个数改变了,故说法错误;
B、甲烷、乙烯都是含碳的化合物,都属于有机物,故说法正确;
C、由质量守恒定律可知,反应前后原子数目不变,故说法正确;
D、由可知,该反应是一种物质生成两种物质的反应,属于分解反应,故说法正确。
故选A。
2.为了研究铁、锌、铜三种金属的活动性顺序,小金先将金属铁放在硫酸铜溶液中,观察到有明显现象,接下去小金还应补充下列实验中的( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】在研究金属活动性顺序时,小金将金属铁放在硫酸铜溶液中,观察到明显现象,说明了金属活动性铁>铜。为得出铁、锌、铜三种金属的活动性顺序,还需再证明锌>铁,故小瑞还应再做B实验,铁和硫酸锌溶液不反应,说明铁的金属活动性比锌弱,即锌>铁。
故选B。
3.世界每年因锈蚀而损失大量金属,防止金属锈蚀已成为科学研究中的重大课题。下列有关金属锈蚀与保护措施的说法不正确的是( )
A.铁锈蚀的实质是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生了一系列化学变化
B.在铁制品表面刷油漆可以防止铁锈蚀
C.及时擦干被雨水淋湿的自行车可以防止自行车生锈
D.铝制品的抗锈蚀性比铁制品强,是因为铝的金属活动性比铁弱
【答案】D
【详解】A、铁锈蚀的实质是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生了化学变化,生成铁锈,故选项说法正确;
B、铁表面刷油漆能使铁与水或氧气隔绝,从而达到防锈的目的,故选项说法正确;
C、及时擦干被雨水淋湿的自行车可防止自行车生锈,故选项说法正确;
D、铝的抗锈蚀性能比铁强,是因为铝易与空气中的氧气反应,生成一层致密的氧化铝保护膜,用钢丝球擦洗铝锅会破坏保护膜,故选项说法错误。
故选D。
4.分类法是学习和研究物质的一种重要方法,下列分类正确的是( )
A.生铁、黄金、金刚石——金属材料
B.空气、溶液、铝合金——混合物
C.乙醇、甲烷、碳酸钙——有机物
D.苛性钠、碳酸钠、硫酸钠——盐
【答案】B
【详解】A、金属材料包括纯金属单质以及它们的合金,生铁、黄金属于金属材料,金刚石是由碳元素组成的单质,不属于金属材料,故A错误;
B、由同种物质组成的是纯净物,由不同种物质组成的是混合物。空气、溶液、铝合金都由不同种物质组成,都属于混合物,故B正确;
C、乙醇、甲烷中都含有碳元素,都属于有机物,碳酸钙中虽然含有碳元素,但性质与无机物相似,属于无机物,故C错误;
D、苛性钠是氢氧化钠的俗称,属于碱;由金属离子(或铵根)和酸根结合形成的化合物叫盐,碳酸钠是由钠离子和碳酸根离子构成的,硫酸钠是由钠离子和硫酸根离子构成的,属于盐,故D错误。
故选B。
5.有关金属的实验如下,能达到相应目的的是( )
A.比较合金与其组分金属的硬度
B.验证锌、铁和铜的金属活动性顺序
C.证明铜生锈与CO2、O2和H2O有关
D.验证质量守恒定律
【答案】B
【详解】A、用不锈钢片和铝片相互刻画,通过观察划痕情况,能比较不锈钢和铝片的硬度大小,但不能比较合金与其组分金属的硬度,因为铝不是不锈钢的组分金属,故选项实验不能达到目的;
B、铜片放入硫酸亚铁溶液中,无明显现象,说明铜的金属活动性比铁弱;锌粒放入硫酸亚铁溶液中能置换出铁,说明锌的金属活动性比铁强,则三种金属的活动性顺序为Zn>Fe>Cu,故选项实验能达到目的;
C、实验中,左侧试管内铜片与CO2、H2O同时接触,不生锈;中间试管内铜片与O2、H2O同时接触,不生锈;右侧试管内铜片与CO2、O2、H2O同时接触,生锈,三支试管内都含有H2O,缺少铜片与CO2、O2同时接触的对照组,无法证明铜生锈与H2O有关,故选项实验不能达到目的;
D、铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应在敞口装置中进行,氢气逸散到空气中,导致天平不平衡,不能用于验证质量守恒定律,故选项实验不能达到目的。
故选B。
6.冬季,德绒发热、石墨烯黑金、远红外等宣传语铺天盖地。市面的“自发热”产品主要有3类,专家对此做出解读.
A类:当环境中水分子被纤维吸引结合后,分子动能降低,通过能量转换产生吸湿发热现象。材料一般以改性腈纶、涤纶为主。
B类:用热辐射吸收较好的材料形成远红外纤维,或将材料涂在表面。它能吸收环境或人体发出的热量,以远红外线的形式辐射出来。
C类:在面料中加入导电纤维,如石墨烯纤维等,外接电源对其充电,服装就会发热。
(1)A类常用的材料属于 (选填“天然材料”或“合成材料”)区分涤纶和蚕丝的简单方法是 。
(2)B类本质上是吸收外界的热量,而非纺织品本身发热。维持体温的能量主要来自于人体细胞中发生的 作用。
(3)石墨烯是由碳原子构成材料,C类产品在发热过程中是利用了石墨烯的 性,实现电能转化为内能。
【答案】(1)合成材料;灼烧闻气味,产生烧焦羽毛味的是蚕丝,有特殊气味的是涤纶
(2)呼吸
(3)导电
【详解】(1)根据题意,A类材料一般以改性腈纶、涤纶为主,属于合成材料;区分涤纶和蚕丝的简单方法是灼烧闻气味,产生烧焦羽毛味的是蚕丝,有特殊气味的是涤纶;
(2)B类本质上是吸收外界的热量,而非纺织品本身发热。维持体温的能量主要来自于人体细胞中发生的呼吸作用;
(3)石墨烯是由碳原子构成材料,C类产品在发热过程中是利用了石墨烯的导电性,实现电能转化为内能。
7. 金属材料的应用推动了社会的发展。兴趣小组的同学利用某废镍材料(含有金属 Ni 及少量 Fe、Cu)回收镍,设计流程如图所示(部分生成物已略去)。回答下列问题。
(1)“酸浸”的目的是将废镍材料中的镍转化成可溶性的镍离子,该过程属于 (选填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)过氧化氢具有氧化性,“氧化”时反应的化学方程式为 ,则X的化学式是 。
(3)根据所学知识和以上信息,得出 Ni、Fe、Cu的金属活动性由强到弱的顺序为 。
【答案】(1)化学变化
(2)H2O
(3)Fe、Ni、Cu
【详解】(1)“酸浸”的目的是将废镍材料中的镍转化成可溶性的镍离子,生成了新物质,属于化学变化;
(2)根据质量守恒定律,反应前后原子的个数和种类均不变,由反应的化学方程式2FeSO4+H2SO4+H2O2=Fe2(SO4)3+2X
看出,反应前有2个Fe、3个S、14个O、4个H,反应后有2个Fe、3个S、12个O,相差4个H和2个O,则1个X中含有2个H和1个O,即X的化学式为H2O;
(3)将废镍材料酸浸后,得到滤渣Cu,即Cu的活动性小于H;而镍可以溶于酸形成离子,则Ni的活动性大于H;加入适量铁粉后,可以过滤得到镍,那么金属活动性铁大于镍;比较可知,金属活动性由强到弱的顺序为Fe、Ni、Cu。
能力提升进阶练
1.(24-25九年级上·浙江宁波·期末)下列四个图像分别对应四个变化过程的一种趋势,其说法正确的是( )
①表示向等质量的锌粉和铁粉中分别加入溶质质量分数相等的稀硫酸
②将一定质量的氯酸钾和二氧化锰固体混合物进行加热制取氧气
③向一定量的硫酸和硫酸铜的混合溶液中逐滴加入一定质量分数的氢氧化钠溶液
④向一定量的澄清石灰水中加入适量碳酸钠,溶液的pH变化
A.上述图像只有一个正确
B.上述图像只有两个正确
C.上述图像只有三个正确
D.上述图像全部正确
【答案】B
【详解】①锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气,化学方程式为:,每65份质量的锌消耗98份质量的硫酸能生成2份质量的氢气;铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,化学方程式为:,每56份质量的铁消耗98份质量的硫酸能生成2份质量的氢气;在等质量的铁粉和锌粉中分别加入足量的溶质质量分数相等的稀硫酸时,产生的氢气完全来自于酸,酸不足时,产生氢气的质量相等,曲线重合,随着稀硫酸的不断加入,最终金属反应完全,且最终铁消耗的流水多,且铁和稀硫酸反应生成的氢气多,故正确;
②氯酸钾加热一段时间后开始分解,氯酸钾在二氧化锰的催化机制加热生成氯化钾和氧气,二氧化锰是催化剂,反应前后质量不变,随着反应的进行,固体质量逐渐减小,则二氧化锰的质量分数逐渐变大,至反应完全二氧化锰的质量分数不变,故正确;
③向一定量的硫酸和硫酸铜的混合溶液中逐滴加入一定质量分数的氢氧化钠溶液,氢氧化钠会先与硫酸反应生成硫酸钠和水,开始溶液质量增加,后硫酸铜再与硫酸反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,因为不确定NaOH溶液溶质质量分数,所以不确定所加溶液与氢氧化铜沉淀的大小,当硫酸铜反应完全后,随着氢氧化钠溶液的加入,溶液的总质量又会增大,故错误;
④澄清石灰水显碱性,pH>7,向一定量的澄清石灰水中加入适量碳酸钠,氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,氢氧根离子不变,则溶液的pH不变,故错误;
上述图像只有两个正确;
故选B。
2.(24-25九年级上·浙江杭州·期末)将铁丝和铜丝上端用导线相连同时插入稀硫酸中,可以组成一个电池(如图),且发现铜丝上有气泡冒出,这种电池的正负极与金属活动性强弱有关。小滨现有A、B、C三种金属,想用此方法(两两用导线连接并同时插入稀硫酸中)判断它们的金属活动性强弱,AB相连,A片上冒气泡;AC相连,A片上冒气泡;BC相连,B片上冒气泡;则这三种金属的活动性由强到弱顺序为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】将铁丝和铜丝上端用导线相连同时插入稀硫酸中,可以组成一个电池(如图),且发现铜丝上有气泡冒出,这种电池的正负极与金属活动性强弱有关,铁的活动性强于铜,在该类电池中,较不活泼的金属上产生气泡。
AB 相连,A 片上冒气泡,说明 金属的活动性由强到弱顺序为B>A;
AC 相连,A 片上冒气泡,说明金属的活动性由强到弱顺序为C>A
BC 相连,B 片上冒气泡,说明 金属的活动性由强到弱顺序为C>B
综上,这三种金属的活动性由强到弱顺序为:C>B>A。
故选C。
3.(24-25九年级上·浙江宁波·期末)用下列各组物质进行实验,不能验证锌、银、铜三种金属活动性顺序的是( )
A.Zn、Ag、Cu、稀盐酸
B.Zn、Ag、CuCl2溶液
C.Cu、ZnCl2溶液、AgNO3溶液
D.Zn、Cu、FeCl2溶液、AgNO3溶液
【答案】A
【详解】A、将锌放入稀盐酸中,锌能和稀盐酸反应,说明在金属活动性顺序中,锌排在氢前面,将银、铜放入稀盐酸中,银、铜不能和稀盐酸反应,说明在金属活动性顺序中,银、铜排在氢后面,无法比较银和铜的活动性强弱,符合题意;
B、将锌放入CuCl2溶液中,锌能和氯化铜反应,说明锌的金属活动性强于铜,将银放入CuCl2溶液中,银不能和氯化铜反应,说明铜的金属活动性强于银,所以三种金属的活动性强弱顺序为:锌>铜>银,不符合题意;
C、将铜放入ZnCl2溶液中,铜不能和氯化锌反应,说明锌的金属活动性强于铜,将铜放入AgNO3溶液中,铜能和硝酸银反应,说明铜的金属活动性强于银,所以三种金属的活动性强弱顺序为:锌>铜>银,不符合题意。
D、将锌、铜分别放入FeCl2溶液中,锌能和氯化亚铁反应而铜不能,说明:锌>铁>铜,将锌、铜分别放入AgNO3溶液中,锌、铜都能和硝酸银反应,说明:锌、铜>银,所以三种金属的活动性强弱顺序为:锌>铜>银,不符合题意。
故选A。
4.(24-25九年级下·浙江杭州·期末)在科学实验操作技能大赛中,小华同学用所学的科学知识迅速搭建了一套“模拟炼铁”的冶炼装置(铁矿石的主要成分为)
(1)为确保制得较纯净的CO,还需在C、D间加装盛放 (选填“碱石灰”或“氢氧化钠溶液”)的装置;
(2)装置调整好以后,按照规范步骤进行实验,当观察到D装置出现:铁矿石颜色发生变化或 时,证明铁矿石一定有部分被还原了,请写出D装置中发生的化学反应方程式 。
(3)实验结束时,在拆卸装置前得进行以下操作:先熄灭C、D中的酒精喷灯,待装置冷却后再停止滴加稀盐酸。目的是 。
【答案】(1)碱石灰(2)玻璃管上方的黑色固体被磁铁吸引;
(3)防止灼热的铁重新被氧气氧化
【详解】(1)碱石灰既可以吸收水分,也可以吸收二氧化碳,氢氧化钠溶液只能吸收二氧化碳,若用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳,净化后的气体中会带有水蒸气,为确保制得较纯净的CO,还需在C、D间加装盛放碱石灰的装置;
(2)氧化铁是红棕色固体,生成的铁粉是黑色固体,氧化铁不能被磁铁吸引,铁粉可以被磁铁吸引,按照规范步骤进行实验,当观察到D装置出现:铁矿石颜色发生变化或玻璃管上方的黑色固体被磁铁吸引时,说明铁矿石一定有部分被还原了;
A中石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,C中二氧化碳和碳高温下反应生成一氧化碳,D中一氧化碳和氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为
(3)还原出的铁在高温下,易被氧气氧化,因此实验结束后,先熄灭C、D中的酒精喷灯,待装置冷却后再停止滴加稀盐酸,目的是防止灼热的铁重新被氧气氧化。
5.(2025·浙江杭州·一模)某研究小组为验证铁、铜、锌、银的金属活动性顺序,设计如图1所示三个实验(三种金属均已用砂纸打磨过,其形状和大小相同,稀盐酸的浓度和用量也相同)。
(1)一段时间后,观察到实验B中的现象 。
(2)乙同学认为仅仅通过上述实验不足以得出四种金属的活动性顺序,因此在上述实验的基础上,补做了一个实验,装置均如图2所示,且实现了探究目的。
乙同学的实验:X是 金属,Y是 溶液。
(3)将表面锈蚀的铁钉放入烧杯中,然后加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸,产生氢气的质量和加入稀盐酸的质量如图所示。生成氢气的质量为多少克?
【答案】(1)析出银白色固体,溶液由无色变蓝色(2)铁;硫酸铜(3)0.2g
【详解】(1)在实验B中,铜和硝酸银溶液反应,铜能置换出硝酸银中的银,同时生成硝酸铜溶液。所以观察到的现象是析出银白色固体,溶液由无色变蓝色。
(2)A能说明铁在氢的前面,B说明铜在银的前面,C说明锌在氢的前面,A、C说明锌在铁的前面,故通过A、 B、C说明在金属活动性顺序中,Zn>Fe>H,Cu>Ag,不能说明铁和铜的活动性,故可以通过金属与酸或金属与盐溶液的反应来证明铁和铜的活动性强弱,所以应选用的金属X是Fe,Y是CuSO4。
(3)铁和稀盐酸反应消耗稀盐酸质量是60g-10g=50g。设生成氢气质量是x。
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
73 2
50g×14.6% x
解得:x=0.2g。
故生成氢气质量是0.2g。
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