内容正文:
第八单元 金属和金属材料
课题2 金属的化学性质
第1课时 金属与氧气、稀酸的反应
1.收藏家收藏的清末铝制品,至今保存完好,该艺术品不易生锈的主要原因是( )
A.铝不易发生化学反应
B.铝的氧化物容易在空气中生成铝
C.铝在空气中不易氧化
D.铝易与氧气反应,表面生成致密的氧化铝薄膜,阻止内部的铝进一步氧化
D
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基础提优题
2
2.成语和俗语是我国的文化瑰宝,其中蕴含着大量的化学知识。
(1)“火树银花”:烟花中镁、铝等金属粉末燃烧发出耀眼白光,镁在氧气中燃烧的化学方程式为______________________。铝在氧气中燃烧的化学方程式为______________________________。
2Mg+O2 2MgO
4Al+3O2 2Al2O3
基础提优题
3
(2)“烈火见真金”:高温下,金不与其他物质反应,而杂质被氧化除去,说明金的________________________。
(3)“铜墙铁壁”:常温下,铜在干燥空气中稳定,不易与氧气反应,但铜在空气中加热会与氧气反应生成________色固体氧化铜,化学方程式为___________________________。
化学性质稳定
黑
2Cu+O 2CuO
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基础提优题
3.下列物质:①MgSO4 ②FeCl3③CuSO4 ④ZnCl2,能够通过金属与稀盐酸或稀硫酸反应生成的是( )
A.①②
B.③④
C.②③
D.①④
基础提优题
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【点拨】①镁能与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气;②铁与盐酸发生置换反应时生成氯化亚铁,不能生成氯化铁;③铜不能与稀硫酸反应;④锌能与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气。故①④能够通过金属与稀盐酸或稀硫酸反应生成。
【答案】 D
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基础提优题
4.向下列试管中分别加入稀硫酸,请回答:
(1)其中没有气泡产生的是____________(填序号,下同),产生气泡速率最快的是____________。
①
③
基础提优题
7
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(2)写出下列反应的化学方程式:
②________________________________;
③________________________________;
④________________________________。
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
基础提优题
8
5.下列反应中,属于置换反应的是( )
A.CaCO3+H2O+CO2=== Ca(HCO3)2
B.CuCl2 Cu+Cl2↑
C.3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
D.CuSO4+Fe=== FeSO4+Cu
基础提优题
9
【点拨】此题应紧扣置换反应的特点“单换单”进行判断,即反应物为一种单质和一种化合物,生成物为另一种单质和另一种化合物。
【答案】 D
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基础提优题
6. [2025·合肥一模]龙是中华民族的图腾,国宝“唐鎏金铁芯铜龙”用铁铸造内芯,铁上包铜,外层鎏金。下列说法错误的是( )
A.唐鎏金铁芯铜龙使用的是金属材料
B.铁芯外表包铜可耐腐蚀,因为铜的化学性质稳定
C.鎏金是指在器物表面涂抹金汞齐(金汞合金),加热祛汞,冷却,器物表面形成金膜,利用合金熔点比组分金属熔点低
D.若保存不当表面容易变黑
综合应用题
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【点拨】唐鎏金铁芯铜龙是用铁铸造内芯,铁上包铜,外层鎏金,使用的铁、铜、金都属于金属材料,故A说法正确;铁芯外表包铜可耐腐蚀,因为铜的化学性质稳定,故B说法正确;合金熔点比组分金属熔点低,加热祛汞(汞的沸点低,加热时容易挥发),冷却,器物表面形成金膜,故C说法正确;唐鎏金铁芯铜龙是用铁铸造内芯,铁上包铜,外层鎏金,金的化学性质稳定,不易与其他物质发生反应,若保存不当,表面不容易变黑,故D说法错误;故选D。
【答案】 D
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综合应用题
7.某金属混合物由Mg、Al、Zn、Fe四种金属中的两种组成。4 g该金属混合物与足量的盐酸充分反应,得到0.2 g氢气,则该金属混合物的组成不可能是( )
A.Mg和Al
B.Fe和Al
C.Fe和Mg
D.Mg和Zn
综合应用题
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【点拨】根据镁、铝、锌、铁四种金属与盐酸反应的化学方程式可以计算出,生成0.2 g氢气,需要镁2.4 g、铝1.8 g、锌6.5 g、铁5.6 g。现4 g金属混合物与足量盐酸反应,生成0.2 g氢气,则镁铝组合不符合条件,故选A。
【答案】 A
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综合应用题
8.易拉罐主要以铝或铁中的一种作为罐体主材,设计以下方法区分罐体主材:将可乐罐和椰汁罐分别剪裁出质量、形状均相同的两片,分别置于锥形瓶中,同时加入足量的浓度相同的稀硫酸,如图1所示,用数字传感器测得瓶内气体压强变化如图2所示(已知:温度越高,压强越大;单位体积内分子数目越多,压强越大)。下列说法中错误的是( )
综合应用题
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A.时间为70 s时,椰汁罐产生的氢气更多
B.反应结束后,可乐罐产生的氢气更多
C.压强达到最高点后均略有下降,说明反应均放热
D.由传感器测得的压强变化曲线可知,可乐罐主材是铁
综合应用题
【点拨】由图可知,时间为70 s时,放有椰汁罐的锥形瓶压强较大,故椰汁罐产生的氢气更多,A选项正确;反应结束后,放有可乐罐的锥形瓶压强更大,故可乐罐产生的氢气更多,B选项正确;压强达到最高点后均略有下降,说明反应均放热,C选项正确;铁与硫酸反应生成硫酸亚
铁和氢气,Fe+H2SO4===FeSO4+H2 ↑,
铝与硫酸反应生成硫酸铝和氢气,
2
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综合应用题
【答案】 D
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2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑,
等质量的铝和铁与足量稀硫酸反应,铝生成的氢气质量更多,最终的压强更大,故可乐罐主材是铝,椰汁罐主材是铁(放有可乐罐的锥形瓶开始阶段压强无明显变化,是因为铝表面有一层氧化铝薄膜,酸与氧化铝反应过程中没有产生气体),D选项错误;故选D。
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18
6
2
综合应用题
9.向三个烧杯中分别放入足量的Mg、Al、Fe粉末,同时加入浓度相同的100 g稀盐酸,充分反应。反应的有关图像错误的是( )
综合应用题
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【点拨】根据化学方程式的质量关系可知,消耗相同质量的同浓度盐酸,对应消耗金属的质量关系为Fe>Mg>Al,故溶液质量增加关系为Fe>Mg>Al,A正确;因为酸的质量相同,金属过量,故最终生成氢气的质量相等,生成等质量的氢气,消耗金属的质量关系为Al<Mg<Fe,B正确;金属活动性为Mg>Al>Fe,则镁的反应速率最快,至完全反应所需时间最短,铝次之,铁所需时间最长,金属足量,最后生成的氢气的质量相等,C正确;根据化学方程式的质量关系可知,消耗相同质量的同浓度盐酸,同时消耗金属的质量关系为Fe>Mg>Al,D错误。
【答案】 D
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综合应用题
10.实验室常用锌和稀硫酸来制取氢气,向盛有稀硫酸的烧杯中加入足量的锌至反应完全。
(1)写出该反应的化学方程式:_______________________,该反应属于________(填基本反应类型)反应。
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
置换
综合应用题
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【点拨】向盛有稀硫酸的烧杯中加入足量的锌至反应完全,锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,化学方程式为Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,该反应符合“单换单”的特点,属于置换反应。
综合应用题
(2)如图所示, 表示反应前后溶液中解离产生的不同离子,则“ ”表示________(填离子符号)。
(3)反应结束后溶液的质量与反应前相比,________(填字母)。
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法确定
SO42-
A
综合应用题
【点拨】(2) 表示反应前后溶液中解离产生的不同离子,反应前溶液中有氢离子和硫酸根离子,反应后有锌离子和硫酸根离子,则“ ”表示硫酸根离子,离子符号为SO42-。(3)由反应的化学方程式Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑可知,锌置换出硫酸中的氢,反应结束后溶液的质量增大。
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综合应用题
11.某校化学兴趣小组在学习完金属相关知识后,对金属铝展开了项目式探究学习。
项目一:加热金属铝
将未打磨的铝片用坩埚钳夹起,置于酒精灯外焰处加热,观察到铝熔化成铝水,但并未滴落,似有一层膜将其兜住(查阅资料得知:铝的熔点为660 ℃,氧化铝的熔点> 2 000 ℃,酒精灯外焰温度最高可达800 ℃)。
创新拓展题
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(1)请解释铝熔化成铝水而未滴落的原因:___________________________________________________________________________________________________________________。
铝与氧气反应生成一层致密的氧化铝膜,氧化铝的熔点比金属铝的熔点高,酒精灯火焰的温度未能使氧化铝熔化(合理即可)
创新拓展题
项目二:图像表征
在项目一验证后,该小组同学利用如图1所示密闭装置进行未打磨的铝与稀盐酸反应的实验,测得压强随时间变化的曲线结果如图2所示,请回答下列问题:
创新拓展题
(2)OA段发生反应的化学方程式为__________________________。
(3)AB段压强迅速上升的原因是____________________________________________________________________________________。
(4)BC段压强略有下降的原因是_____________________________________________________________。
Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O
表面的氧化铝消耗完,铝开始与稀盐酸反应产生大量氢气并放热,导致密闭环境中压强迅速上升
铝与稀盐酸反应结束后,不再放热,装置内开始降温,压强下降
创新拓展题
【点拨】(1)铝熔化成铝水而未滴落是因为铝与氧气反应生成一层致密的氧化铝膜,氧化铝的熔点比金属铝的熔点高,酒精灯火焰的温度未能使氧化铝熔化。(2)OA段气体压强基本不变,是因为稀盐酸先与氧化铝薄膜反应生成氯化铝和水,反应的化学方程式为Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O。(3)AB段压强迅速上升是因为表面的氧化铝消耗完,铝开始与稀盐酸反应产生大量氢气并放热,导致密闭环境中压强迅速上升。(4)BC段压强略有下降是因为铝与稀盐酸反应结束后,不再放热,装置内开始降温,压强下降。
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创新拓展题
“”“”“”
“”“”“”
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