专题06 金属(期末压轴题训练)九年级科学上学期浙教版
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内容正文:
专题06 金属
1. 向等质量的锌粉和铁粉中分别加入足量的浓度相同的稀盐酸,下列图象描述正确的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:锌比铁活泼,与稀盐酸反应时,锌比铁反应剧烈,产生气体的速率大;稀盐酸中加入锌粉和铁粉时,产物分别为氯化锌和氯化亚铁,铁的相对原子质量比锌小,等质量的金属,铁生成的氢气比锌多,观察图象,描述正确的是B。
故选:B。
2. 有等质量的A、B两金属,相对原子质量Ar(A)<Ar(B),将A放入质量分数为15%的稀硫酸中,B放入质量分数为15%的稀盐酸中,在反应中A、B均为正二价,产生氢气的质量随反应时间变化曲线如图。下列说法正确的是( )
A.产生氢气的速率A<B
B.反应后A、B一定都有剩余
C.消耗的稀硫酸和稀盐酸质量一定不相等
D.消耗B的质量一定小于A的质量
【解答】解:A、金属的活动性越强的,和酸溶液反应时产生气体的速率也就越快,根据图象不难看出,金属A完全反应后所需要的时间短,即A的活动性强,故A错误;
B、等质量的不同金属得到的氢气一样多,说明参与反应的金属的质量一定不一样多,因此至少有一种金属剩余,故B错误;
C、由于得到的氢气一样多,根据元素的质量守恒可知,参加反应的稀盐酸和稀硫酸的溶质中氢元素的质量一定相等,又因这两种酸溶液中溶质的质量分数相同,从而说明参与反应的两种酸的质量一定不一样多,故C正确;
D、由于A的相对原子质量小,因此得到相同质量的氢气,参加反应的金属A的质量要少一些,故D错误;
故选:C。
3. 在已经调平的托盘天平两边各放一只等质量的烧杯,向烧杯中各加入质量相等、溶质质量分数相同的稀盐酸,然后在左边烧杯中放入镁,在右边的烧杯中放入与镁质量相等的铝。待充分反应后,下列分析错误的是( )
A.天平保持平衡,左边烧杯中,酸没有剩余,镁可能有剩余
B.天平保持平衡,右边烧杯中,酸没有剩余,铝一定有剩余
C.天平失去平衡,左边烧杯中,酸一定剩余,镁一定没剩余
D.天平失去平衡,右边烧杯中,酸可能剩余,铝一定没剩余
【解答】解:根据化学方程式可得:
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
24 73 2
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
54 219 6
18 73 2
A、天平保持平衡,生成的氢气的质量相同,酸都没有剩余,镁可能剩余,故A对;
B、天平保持平衡,生成的氢气的质量相同,酸都没有剩余,生成相同质量的氢气,铝反应的质量少,一定能有剩余,故B对;
C、天平失去平衡,左边烧杯中,酸一定剩余,镁一定没剩余,生成的氢气的质量不同。故C对;
D、天平失去平衡,生成的氢气的质量不同,令盐酸溶质73g,当金属质量小于18g时,天平失去平衡,右盘酸剩余;金属质量大于等于18g,小于24g时,右盘酸不剩余,铝剩余。所以,右盘酸和铝都可能剩余,故D错误。
故选:D。
4. 室外的铁制栏杆在多雨季节易生锈,小海对铁生锈的条件进行了探索,实验装置如图。3天后,他发现只有装置C中的铁丝生锈了。
(1)装置A中生石灰的作用是 。
(2)装置B、C中的实验结果说明 是铁生锈的必要条件之一。
(3)将C中的铁丝换成纯铁丝,3天后,铁丝不生锈,这说明铁生锈还和 有关。
【解答】解:(1)生石灰是氧化钙的俗称,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,装置A中生石灰的作用是吸收装置中的水蒸气。
(2)铁在空气中锈蚀,实际上是铁跟空气中的氧气、水共同作用的结果,B中铁丝只能与水接触,C中铁丝能与氧气、水充分接触,一段时间后,C中铁丝生锈,B中铁丝没有生锈,根据B、C装置中的对比实验现象,能说明与氧气接触是铁生锈的条件之一。
(3)将C中的铁丝换成纯铁丝后,铁丝不生锈,说明铁生锈还和铁的纯度(或杂质)有关(普通铁丝含有碳等杂质,纯铁不含,杂质的存在会促进铁的锈蚀)。故答案为:铁的纯度(或杂质)。
5. 如图是关于铁化学性质的知识网络。请回答下列问题:
(1)写出防止铁生锈的一种方法 。
(2)若要证明Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序,只需选用Fe、Ag和X溶液三种试剂。X是 溶液,写出发生反应的化学方程式 。
(3)若X为稀硫酸,向B溶液中加入一定量的锌粉和铜粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,向滤渣中加稀盐酸,有气泡产生。下列对滤渣和滤液中溶质的成分分析不正确的是 。
A.滤液中溶质只有FeSO4和ZnSO4
B.滤渣中一定含有Fe,Zn
C.滤液中可能含有FeSO4一定有ZnSO4
D.滤渣中一定含有Cu,Zn
【解答】解:(1)铁生锈是铁与空气中的氧气、水发生的缓慢氧化过程,所以隔绝氧气和水就能防止铁制品生锈。在铁制品表面涂一层油漆,可使铁与外界的氧气和水隔绝,从而防止铁制品生锈;
(2)要证明Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序,利用“两金夹一盐”的方法,即选用活动性最强和最弱的两种金属单质,以及活动性介于两者之间的金属的盐溶液。在Fe、Cu、Ag中,Fe活动性最强,Ag活动性最弱,所以X可以是Cu的盐溶液,如硫酸铜(CuSO4)、氯化铜(CuCl2)或硝酸铜(Cu(NO3)2)溶液。以硫酸铜为例,铁会与硫酸铜发生置换反应,化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,通过该反应能得出铁的活动性比铜强,而银不与硫酸铜反应,又能得出铜的活动性比银强,进而证明三种金属的活动性顺序;
(3)X为稀硫酸时,黑色固体A与稀硫酸反应生成浅绿色溶液B(含有FeSO4),向B溶液中加入一定量的锌粉和铜粉,锌粉会先与FeSO4反应生成硫酸锌和铁,因为向滤渣中加稀盐酸有气泡产生,说明滤渣中一定有铁,即锌粉过量,已经将FeSO4完全反应。滤渣中一定有过量的锌和反应生成的铁,可能有铜(如果铜没有完全反应);滤液中一定只有硫酸锌(ZnSO4),因为锌粉过量,FeSO4已完全反应;A.铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,向反应后的溶液中加入锌粉,若锌过量,锌会将硫酸亚铁中的铁全部置换出来,此时滤液中只含有ZnSO4,不含有FeSO4,所以该选项说法不正确;
B.因为有气泡产生,说明锌先和剩余的稀硫酸反应,之后锌会和硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁,所以滤渣中一定含有铁,可能含有锌,该选项说法不正确;
C.锌和稀硫酸反应会生成硫酸锌,所以滤液中一定含ZnSO4。若锌不能将硫酸亚铁完全反应,滤液中就会含有硫酸亚铁,该选项说法正确;
D.如果锌过量,滤渣中会含有Zn和Fe;若锌适量,锌只将硫酸亚铁部分置换或刚好完全置换,滤渣中就不含有锌,所以该选项说法不正确。
综上,答案选ABD。
故答案为:
(1)在铁制品表面涂一层油漆(合理即可);(2)CuSO4(合理即可);Fe+CuSO4=FeSO4+Cu(合理即可);
(3)ABD。
6. 某同学发现学校草地周围都做上新的铁栅栏,师傅们在上面涂油漆。铁栅栏上为什么要涂油漆呢?
【方案】取四支试管编号为①、②、③、④,分别做如图处理,两周后,观察铁钉表面的锈蚀情况。
(1)编号③用冷却的沸水进行实验的目的是 。
(2)若两周后观察到①号试管中铁钉生锈,而④号试管中铁钉未生锈。据此可得出结论:导致铁钉生锈的因素为 。
(3)若得出“食盐会加速金属锈蚀”,则实验中支持该结论的证据是 。
【应用】
(4)后续调查中发现,也可以通过在铁表面镀镍防止其锈蚀。已知镍的金属活动性位于镁和铜之间,能验证镁、镍、铜三种金属的活动性顺序的方案有 (填写字母)。
【解答】解:(1)因为气体溶解度随温度升高而减小,所以编号③用冷却的沸水进行实验的目的是除去水中溶解的氧气。故答案为:除去水中溶解的氧气;
(2)①号试管中铁钉与水和氧气接触生锈,而④号试管中铁钉没接触水分未生锈,据此可得出结论:导致铁钉生锈的因素为水。故答案为:水;
(3)①号试管中没有食盐,②号试管中有食盐,其他因素都相同,②号试管中铁钉锈蚀比①号试管中快,说明食盐会加速金属锈蚀。故答案为:②号试管中铁钉锈蚀比①号试管中快;
(4)A、镍与硫酸铜反应与硫酸镁不反应,说明镁>镍>铜,能验证镁、镍、铜三种金属的活动性顺序,故A符合题意;
B、镁和镍都与硫酸铜反应,只能说明镁和镍比铜活泼,但不知道镁和镍谁的活动性强,无法验证镁、镍、铜三种金属的活动性顺序,故B不符合题意;
C、镁和硫酸镍反应,说明镁>镍,铜和硫酸镍不反应,说明镍>铜,能验证镁、镍、铜三种金属的活动性顺序,故C符合题意。
故选:AC。
7. 小龙利用生活中常见的器材进行金属生锈条件的探究(图甲)。
【实验现象】试管①中的钢丝棉表面出现明显铁锈;试管②中的钢丝棉表面无明显变化;试管③中的钢丝棉表面无明显变化。
(1)对比①、②、③试管中的实验现象,说明影响金属生锈的条件是 。
(2)相比于课本中的铁钉,使用钢丝棉的好处是 。
【深入探究】为了进一步研究金属生锈快慢的影响因素,在其他条件适宜的情况下,小龙通过调整试管中氧气的体积,使得④⑤⑥三支试管中氧气和空气混合的体积比分别为1:4,1:1和4:1(图乙),记录观察到生锈的时间如表。
氧气与空气混合的体积比例
1:4
1:1
4:1
观察到生锈的时间
3分12秒
2分32秒
1分56秒
(3)根据进一步探究的表格记录结果可得出的实验结论为 。
【解答】解:(1)对比①(与水和氧气同时接触,生锈)、②(与水隔绝,不生锈)、③(与氧气隔绝,不生锈)试管中的实验现象,说明影响金属生锈的条件是与水和氧气同时接触。
故答案为:与水和氧气同时接触。
(2)相比于课本中的铁钉,使用钢丝棉的好处是反应物接触面积更大,反应速率更快,实验现象更明显。
故答案为:反应物接触面积更大,反应速率更快,实验现象更明显。
(3)根据进一步探究的表格记录结果可得出的实验结论为其它条件相同时,氧气体积分数越大,铁生锈速率越快。
故答案为:其它条件相同时,氧气体积分数越大,铁生锈速率越快。
8. 某兴趣小组以“铁锈蚀”为主题展开了探究。
【查阅资料】①氯化钙固体可作干燥剂。
②一定条件下,碳可加快铁的锈蚀,但碳本身不参加反应。
【实验一】
取三枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管,进行图1实验,现象如表所示。
试管
A
B
C
一周后现象
铁钉表面有一层铁锈
铁钉表面无明显变化
铁钉表面无明显变化
(1)对比A、B、C试管中的实验现象,说明铁锈蚀是铁与 发生反应。
(2)锈蚀是影响金属制品寿命的关键因素。请以共享单车的铁质车架为例,根据本实验结果,提出一条可行的金属防锈蚀措施。 。
【实验二】
小组设计了如图2的装置,检查气密性后,先将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶,t1时刻加入2mL饱和NaCl溶液后,再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上。
(3)据图3可知铁锈蚀的过程 (选填“吸热”或“放热”)。
(4)分析t3时刻后压强突然变大的原因是 。
【解答】解:(1)对比A(铁与水和氧气同时接触,生锈)、B(与氧气隔绝,不能生锈)、C(与水隔绝,不能生锈)试管中的实验现象,说明铁锈蚀主要是与空气中的水和氧气发生反应。故答案为:水和氧气。
(2)铁锈蚀需要水和氧气,所以针对共享单车铁质车架,可行的防锈措施可以是:给车架刷漆(隔绝水和氧气),给车架镀一层耐腐蚀的金属,保持车架表面干燥清洁;故答案为:涂漆或镀一层金属等(答案不唯一)。
(3)据图3可知铁锈蚀的过程中温度升高,是放热反应。故答案为:放热。
(4)t3时刻后压强突然变大的原因是把注射器中的稀盐酸注入三颈烧瓶中,稀盐酸和铁反应生成氯化亚铁和氢气,同时放热,气体增多,温度升高,导致气压增大。故答案为:把注射器中的稀盐酸注入三颈烧瓶中,稀盐酸和铁反应生成氯化亚铁和氢气,同时放热,气体增多,温度升高,导致气压增大。
9. 铁是应用最广泛的金属,全世界每年被锈蚀损耗的钢铁材料,约占全年钢铁产量的40%。某科学小组围绕铁的锈蚀及防护展开了探究。
(1)如图1所示实验探究的是铁生锈是否需要 。
(2)实验开始一段时间后,可观察到图1中U形管两侧液面高低情况是 。(选填“左低右高”或“左高右低”)
(3)为进一步探究温度对铁生锈快慢的影响。将该装置(每组装置内铁片质量均相等且足量)分别置于不同温度下进行实验,4小时后记录每组U管两端液面高度差,具体数据如表:
温度/摄氏度
10℃
20℃
30℃
40℃
50℃
U形管两端液面高度差/厘米
2
4
6
7
8
分析数据得出的结论是 。
(4)有同学发现:海边铁制渔船上的锈迹比江边铁制渔船的多。提出猜测:海水中富含的氯化钠可能会加快铁的生锈。为验证这一猜测,设计了如图2所示实验,记录并绘制了A、B装置导管中水柱高度随时间变化的图像如图3,请你分析得出海水会加快铁生锈的证据是 。
(5)写出一条防止铁锈蚀的具体措施: 。
【解答】解:(1)图1中,左侧试管有干燥剂,除去了水,右侧试管有水,其他条件相同,所以探究的是铁生锈是否需要水。故答案为:水;
(2)右侧铁生锈消耗氧气,使装置内压强减小,左侧铁没有生锈,所以U形管左侧液面下降,右侧液面上升,即左低右高。故答案为:左低右高;
(3)由表格数据可知,在其他条件相同的情况下,温度越高,U形管两端液面高度差越大,说明温度越高,铁生锈的速率越快,得出的结论是:在其他条件相同时,温度越高,铁生锈的速率越快。故答案为:在其他条件相同时,温度越高,铁生锈的速率越快;
(4)图3中,A装置(含氯化钠)导管中水柱高度上升得比B装置(不含氯化钠)快,说明A装置中铁生锈消耗氧气的速率更快,即相同时间内,A装置导管中水柱高度比B装置的高,可得出海水会加快铁生锈。故答案为:相同时间内,A装置导管中水柱高度比B装置的高;
(5)防止铁锈蚀的原理是隔绝氧气或水,具体措施有:刷漆(或涂油、镀一层其他金属等)。故答案为:刷漆(答案不唯一)。
10. 铜、铁、锌是常见的金属,它们的活动性不同。
(1)等质量的锌、铁与足量的稀硫酸反应,产生氢气的质量图线如图,其中合理的是 。
(2)向100gCuSO4溶液中先逐渐加入一定量锌粉,再逐渐加入铁粉,测得剩余固体质量与加入金属质量关系如图。据图回答:
①a点对应的溶液为 色。
②图像中m对应的值为 。
【解答】解:(1)金属活动性:Zn>Fe,所以锌与稀硫酸反应速率比铁快,即反应过程中,相同时间内锌产生氢气更多,表现在图像上是锌的曲线更陡。等质量的锌、铁与足量稀硫酸反应,根据化学方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑、Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,铁的相对原子质量小于锌,所以铁产生氢气的质量更多;
A、最终铁和锌产生氢气质量相等,图像不合理,故A不符合题意;
B、锌反应速率快,先反应完,且最终铁产生氢气更多,图像合理,故B符合题意;
C、锌反应速率快,且最终铁产生氢气更多,图像合理,故C符合题意;
D、锌反应速率比铁慢,不符合金属活动性顺序,图像不合理,故D不符合题意;
故选:BC;
(2)①向CuSO4溶液中先加锌粉,a点时硫酸铜有剩余,由于硫酸铜溶液呈蓝色,则a点对应的溶液为蓝色;
②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,每65份质量的锌反应生成64份质量的铜,生成6.4g铜时消耗6.5g锌,则n=6.5,再加入铁粉,铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应的化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,每56份质量的铁反应生成64份质量的铜,反应的铁的质量为14.9g﹣6.5g=8.4g,则8.4g铁反应生成铜的质量为9.6g,故m=6.4+9.6=16。
故答案为:(1)BC;
(2)①蓝;
②16。
11. 下列装置放置在空气中足够长时间后,天平指针会指向左侧的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A、氯化亚铁不能和铜反应,和锌反应生成氯化锌和铁,不产生气体,天平指针不偏转,故选项不符合题意。
B、稀盐酸和氧化钙反应生成氯化钙和水,和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,二氧化碳逸出装置,天平指针向左偏转,故选项符合题意。
C、浓盐酸易挥发,浓硫酸能够吸收水蒸气,天平指针向右偏转,故选项不符合题意。
D、稀盐酸不足,最终两边产生氢气质量相等,天平指针不偏转,故选项不符合题意。
故选:B。
12. 将锌粉持续加入到100g含有AgNO3和Cu(NO3)2两种溶质的混合溶液中,充分反应。生成固体的总质量与加入锌的质量的关系如图。下列分析错误的是( )
A.当加入锌粉的质量为6.5g时,溶液质量最小
B.当加入锌粉的质量为13.0g时,恰好完全反应
C.原混合液中AgNO3的质量分数为34%
D.混合液中的溶质恰好完全反应时,硝酸锌的质量分数为37.8%
【解答】解:A、锌与硝酸银反应的化学方程式为Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag,每65份质量的锌能置换出216份质量的银,溶液质量减小,锌与硝酸铜的反应的化学方程式为Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+Cu,每65份质量的锌能置换出64份质量的铜,溶液的质量增大,则当加入锌粉的质量为6.5g时,锌与硝酸银恰好完全反应,溶液质量最小,分析正确,故A不符合题意;
B、由图像可知,当加入锌粉的质量为13.0g时,生成固体的总质量不再增加,说明此时混合溶液中的溶质恰好完全反应,分析正确,故B不符合题意;
C、由图像可知,当加入锌粉的质量为6.5g时,锌与硝酸银恰好完全反应,
设原混合液中AgNO3的质量为x,
Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag
65 340
6.5g x
x=34g
原混合液中AgNO3的质量分数为100%=34%,分析正确,故C不符合题意;
D、混合溶液中的溶质恰好完全反应时,加入锌粉的质量为13.0g,由方程式Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag,Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+Cu可得关联式为Zn~Zn(NO3)2,
设生成硝酸锌的质量为y,
Zn~Zn(NO3)2
65 189
13.0g y
y=37.8g
反应后溶液的质量为100g+13.0g﹣28g=85g,则硝酸锌的质量分数为100%≈44.5%,分析错误,故D符合题意。
故选:D。
13. 下列图象能正确反应其对应操作中各量变化关系的是( )
A.分别向等质量的铝、铁中加入溶质质量分数相等的稀盐酸至过量
B.向稀盐酸中逐渐加入蒸馏水
C.向一定温度下的饱和澄清石灰水中加入少量氧化钙固体
D.向等质量的稀硫酸中加入足量的镁、铁、锌三种金属
【解答】解:A、向等质量的铝和铁中加入溶质质量分数相同的稀盐酸至过量,则铁和铝全部参加反应,
2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑
54 6
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
56 2
通过反应的化学方程式以及金属与酸反应生成氢气的质量关系可以看出,铝生成的氢气大于铁,故A正确;
B、盐酸呈酸性,其pH小于7,加水稀释,其酸性减弱,PH增大,但不会大于7,观察图象,故B错误;
C、氧化钙能与水反应生成氢氧化钙,水的质量减少,故有一部分氢氧化钙会析出,溶质的质量会减小,观察图象,故C错误;
D、镁、铁、锌三种金属的活动性顺序为镁>锌>铁,与酸反应的速度为镁>锌>铁,观察图象,故D错误。
故选:A。
14. 把一些锌粉放入Fe(NO3)2和 AgNO3的混合溶液中,完全反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸有气体产生,根据以上现象,得出正确结论是( )
A.滤渣中一定有Zn、Fe、Ag
B.滤渣中一定有Fe、Ag,可能有Zn
C.滤渣中一定有Zn、Fe,可能有Ag
D.滤渣中一定有Ag,可能有Zn、Fe
【解答】解:由金属活动性由强到弱的顺序为:Zn>Fe>H>Ag可知,向溶液中加入一定量的锌粉,根据优先原则,锌先与硝酸银溶液反应生成银和硝酸锌,当硝酸银完全反应完之后,锌才能与硝酸铁反应生成铁和硝酸锌,在滤渣中加入盐酸有气体产生,说明滤渣中一定有活动性处于H前的活泼金属。所以:
A、滤渣中一定有Ag、Fe,Zn不能确定。故A错误;
B、滤渣中一定有Fe、Ag,可能有Zn.故B正确;
C、滤渣中一定有Ag,故C错误;
D、滤渣中一定有Ag、Fe.故D错误。
故选:B。
15. 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.关于该滤渣和滤液有下列四种说法:①向滤渣中加入稀盐酸,可能有气泡产生;②向滤液中加入稀盐酸一定有沉淀产生;③滤渣中一定有Ag;④滤液中一定有Cu(NO3)2、一定不含AgNO3、可能有Mg(NO3)2,以上说法中正确的个数为( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【解答】解:①充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色的滤液,说明镁已经完全反应,铜和硝酸银反应生成了硝酸铜,向滤渣中加入稀盐酸,不可能有气泡产生,该选项说法不正确;
②铜和硝酸银反应时,如果硝酸银有剩余,向滤液中加入稀盐酸一定有沉淀产生,如果硝酸银没有剩余,则向滤液中加入稀盐酸没有沉淀产生,该选项说法不正确;
③滤渣中一定有Ag,该选项说法正确;
④滤液中一定有Cu(NO3)2、可能含AgNO3、一定有Mg(NO3)2,该选项说法不正确。
故选:A。
16. 如图所示,将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中,并使部分铁钉露出液面。放置一段时间,出现了锈蚀。下列说法不正确的是( )
A.甲、乙中,气体含氧气的体积分数不相等
B.甲中,铁钉在植物油内的部分没有锈蚀
C.乙中,铁钉在水面下的部分锈蚀最严重
D.丙中,导管内上升一段水柱
【解答】解:A、甲中的植物油中没有溶解氧气,且植物油把空气与下面的水隔离,乙中铁钉生锈消耗了一部分氧气,所以甲、乙中,气体含氧气的体积分数不相等,故A说法正确;
B、甲中,铁钉在植物油内的部分没有锈蚀,因为没有与水、氧气接触,故B说法正确;
C、乙中,铁钉在水面下的部分锈蚀不严重,在水面与空气接触的部位锈蚀最严重,故C说法错误;
D、铁钉生锈消耗了氧气,使乙瓶内气体压强减小,在外界大气压的作用下。右侧导管内液面上升,故D说法正确。
故选:C。
17. 将质量相等的A,B,C三种金属,同时分别放入三份溶质质量分数相同且足量的稀盐酸中,反应生成H2的质量与反应时间的关系如图所示。根据图中所提供的信息,得出的结论正确的是(已知:A,B,C在生成物中均为+2价)( )
A.放出H2的质量是B>A>C
B.三种金属反应完所需要的时间相同
C.相对原子质量是A>B>C
D.反应结束时,A金属消耗的稀盐酸溶液质量最多
【解答】解:A、由图象可知,完全反应后生成氢气的质量A>B>C,故不正确;
B、由图象可知,三种金属反应完所需要的时间不相同,B时间最短,A时间最长,故不正确;
C、三种金属的化合价、金属的质量都相等,完全反应放出氢气的质量与金属的相对原子质量成反比,即产生氢气多的相对原子质量小;根据反应生成H2的质量与反应时间的关系图所示,在三种金属完全反应后,放出H2的质量是A>B>C;因此可判断相对原子质量是C>B>A,故不正确;
D、根据质量守恒定律可知,氢元素全部来自酸,生成氢气的质量A>B>C,所以反应结束时,A金属消耗的稀盐酸溶液质量最多,故正确。
故选:D。
18. 北宋张潜在其《浸铜要略序》一书中对铜的冶炼有以下记载:“山有胆泉,土人汲以浸铁,数日辄类朽木,刮取其屑,锻炼成铜。”
(1)书中提及的“胆泉”为硫酸铜溶液,“浸铁”即将铁放入其中。若“浸铁”前后溶液中存在的离子种类如图1所示,其中“”、“”和“”表示不同种类的离子,则“”表示 (填离子符号)。
(2)18K金是金和铜熔合而成的具有金属特性的物质,如图2表示18K金熔点的是 (选填“a”、“b”或“c”)。
(3)制造一辆燃油车需要耗费的钢材总量为1.16吨,需要铜约80kg。在汽车尾气净化装置内装有含钯等元素的催化剂,钯存在6种稳定的天然同位素原子,是其中之一。则一个微粒中含有的电子数是 。
【解答】解:(1)硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜,其中“”、“”和“”表示不同种类的离子,则“”表示反应生成的硫酸亚铁中的亚铁离子,可以表示为Fe2+。
故答案为:Fe2+。
(2)合金的熔点低于组成成分的熔点。18K金是金和铜熔合而成的具有金属特性的物质,如图2表示18K金熔点的是a。
故答案为:a。
(3)是其中之一,元素符号左下角是质子数,左上角是质子数和中子数之和。则一个微粒中含有的电子数是46﹣2=44。
故答案为:44。
19. 以下是质量分数相同的稀盐酸与Zn、Fe金属反应生成氢气的四个关系图,图中纵坐标Y均表示生成氢气的质量。根据下面的描述选择对应的图象(填写字母)
(1)足量的Zn和Fe分别跟足量的稀盐酸反应,横坐标X表示所用金属质量的图 。
(2)足量的Zn和Fe分别跟等质量的稀盐酸反应,横坐标X表示反应时间的图 。
(3)等量的Zn和Fe分别跟足量的稀盐酸反应,横坐标X表示反应时间的图 。
(4)等量Zn和Fe分别跟足量的稀盐酸反应,横坐标X表示稀盐酸质量的图 。
【解答】解:(1)足量的Zn和Fe分别跟足量的稀盐酸反应,则锌反应的快,则产生的氢气的质量一直增大,且铁产生的氢气的质量大于锌,故填:B;
(2)足量的Zn和Fe分别跟等质量的稀盐酸反应,最终产生的氢气的质量相等,故填:C;
(3)等量的Zn和Fe分别跟足量的稀盐酸反应,横坐标X表示反应时间的图,则最终铁产生的氢气的质量大于锌,故填:D;
(4)等量Zn和Fe分别跟足量的稀盐酸反应,横坐标X表示稀盐酸质量的图,则等量的盐酸产生的氢气的质量相等,故填:A。
20. 化学视角认识蒸汽眼罩。蒸汽眼罩逐渐走进日常生活,它借助铁生锈产生热量,使材料内部的水分稳定蒸发,利用产生的热度和湿度缓解眼部疲劳。
药品
方案一
4g铁粉、2mL水
方案二
4g铁粉,2mL水、2g氯化钠
方案三
4g铁粉、2mL水、2g活性炭
方案四
4g铁粉、2mL水,2g活性炭、2g氯化钠
【实验探究】蒸汽眼罩快速发热的原因。
(1)铁生锈,是铁与 共同作用的结果,但放热缓慢。哪些因素能加快反应,使蒸汽眼罩快速发热?某小组同学采用对照实验展开探究,设计实验方案如表。(查阅资料:蒸汽眼罩内部材料有铁粉、活性炭、氯化钠、水等。)使用温度传感器收集数据并生成图像如图:
(2)对比分析图像,你获得的结论是 。
【反思评价】
(3)如何保存蒸汽眼罩 。
【解答】解:(1)铁生锈,是铁与氧气和水共同作用的结果;
(2)方案二和方案四中一个有活性炭,一个没有,其它条件均相同,对比可知活性炭对反应的影响;方案一和方案四中有两个变量,则不能形成对照,对比方案一、二,只加入氯化钠对反应没有影响,对比方案一、三,只加入活性炭对反应也没有影响,但对比二、三、四,在其他条件相同时,同时加入氯化钠和活性炭能加快反应,使蒸汽眼罩快速发热;
(3)由于铁与氧气和水共同接触会生锈,则蒸汽眼罩需要密封保存。
故答案为:(1)氧气和水;
(2)在其他条件相同时,同时加入氯化钠和活性炭能加快反应,使蒸汽眼罩快速发热;
(3)密封保存。
21. 向AgNO3溶液中加入一定质量铜和锌的混合物,充分反应后过滤,得到无色溶液和滤渣,下列说法正确的是( )
A.反应后所得的滤渣中一定含有Cu,可能含有Zn和Ag
B.反应后所得的滤渣中一定含有Ag,一定不含Cu和Zn
C.反应后所得的溶液中一定含有Zn(NO3)2,可能含有Cu(NO3)2和AgNO3
D.反应后所得的溶液中一定含有Zn(NO3)2,一定不含Cu(NO3)2和AgNO3
【解答】解:向AgNO3溶液中加入一定质量铜和锌的混合物,硝酸银先和锌反应生成硝酸锌和银,后和铜反应生成硝酸铜和银,充分反应后过滤,得到无色溶液和滤渣,说明铜没有反应;
A、反应后所得的滤渣中一定含有Cu、Ag,可能含有Zn,该选项说法不正确;
B、反应后所得的滤渣中一定含有Cu、Ag,可能含有Zn,该选项说法不正确;
C、反应后得到无色溶液,说明溶液中不会有硝酸铜,该选项说法不正确;
D、反应后所得的溶液中一定含有Zn(NO3)2,一定不含Cu(NO3)2和AgNO3,是因为如果含有硝酸银,则铜和硝酸银反应,该选项说法正确。
故选:D。
22. 向Zn(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后,过滤。向滤渣中再加入稀盐酸,有气体放出。下列说法正确的是( )
A.滤渣中一定有锌
B.滤渣中一定有铜
C.所得溶液中一定有Zn2+、Cu2+
D.所得溶液中一定有Cu2+、Fe2+
【解答】解:因为向滤渣中滴加稀盐酸,有气泡产生,说明滤渣中有铁粉,即所加的铁粉过量,那说明原混合溶液中的铜全部被置换出来,即滤液中肯定没有Cu(NO3)2;因为铁和Cu(NO3)2反应时生成的是Fe(NO3)2,所以滤液中肯定有Fe(NO3)2;又因为铁不能从Zn(NO3)2溶液中置换出锌,所以滤液中肯定含有Zn(NO3)由以上分析可知:
A、由于铁是过量的,所以滤渣中一定含有铁和铜,一定没有锌,故A错;
B、由于铁是过量的,所以滤渣中一定含有被置换出来的铜,以及剩余的铁,故B正确;
C、向滤渣中滴加稀盐酸,有气泡产生,说明滤渣中有铁粉,即所加的铁粉过量,那说明原混合溶液中的铜全部被置换出来,即滤液中肯定没有Cu(NO3)2;因为铁和Cu(NO3)2反应时生成的是Fe(NO3)2,所以滤液中肯定有Fe(NO3)2;又因为铁不能从Zn(NO3)2溶液中置换出锌,所以滤液中肯定含有Zn(NO3)即滤液中含有Zn2+和Fe2+;故C错;
D、向滤渣中滴加稀盐酸,有气泡产生,说明滤渣中有铁粉,即所加的铁粉过量,那说明原混合溶液中的铜全部被置换出来,即滤液中肯定没有Cu(NO3)2;因为铁和Cu(NO3)2反应时生成的是Fe(NO3)2,所以滤液中肯定有Fe(NO3)2;又因为铁不能从Zn(NO3)2溶液中置换出锌,所以滤液中肯定含有Zn(NO3)即滤液中含有Zn2+和Fe2+;故D错。
故选:B。
23. 向装有过量锌粉的烧杯中,加入一定质量含有AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液,烧杯中固体的质量随反应时间t变化的情况如图所示。下列说法正确的是( )
A.t<t1时,若向溶液中滴加NaCl溶液,无明显变化
B.t=t1时,若向溶液中插入铝丝,反应过程中铝丝表面有红色固体析出
C.t1<t<t2时,溶液中金属离子有2种,固体中金属单质有2种
D.若将题中的锌粉改用铁粉,则固体的质量随反应时间t变化的情况不变
【解答】解:A、t<t1时,硝酸银没有完全反应,若向溶液中滴加NaCl溶液,氯化钠和硝酸银反应生成白色沉淀氯化银和硝酸钠,有明显现象,故选项不正确。
B、t=t1时,硝酸银恰好完全反应,若向溶液中插入铝丝,铝和硝酸铜反应生成硝酸铝和铜,反应过程中铝丝表面有红色固体析出,故选项正确。
C、t1<t<t2时,溶液中金属离子有2种,即锌离子和铜离子,固体中金属单质有3种,即银、铜和锌,故选项不正确。
D、铁和硝酸银、硝酸铜反应后固体质量都增大,若将题中的锌粉改用铁粉,则固体的质量随反应时间t变化的情况改变,故选项不正确。
故选:B。
24. 向一定量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入Zn,溶液质量与加入Zn的质量关系如下图所示,下列说法正确的是( )
A.a点溶液中有2种阳离子
B.c点溶液中溶质为Zn(NO3)2
C.若取b~c段溶液,滴加稀盐酸,会产生白色沉淀
D.若取d点固体,有反应生成的铜与银,加入稀盐酸则无气泡产生
【解答】解:由金属活动性Zn>Cu>Ag知,向一定量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入Zn,锌先与AgNO3反应生成硝酸锌和银,反应的化学方程式为:Zn+2AgNO3═Zn(NO3)2+2Ag,每65份质量的锌可置换出216份质量的银,溶液的质量会减少,即ab段;AgNO3反应完,锌才能与Cu(NO3)2反应生成硝酸锌和铜,由Zn+Cu(NO3)2═Zn(NO3)2+Cu,每65份质量的锌可置换出64份质量的铜,溶液的质量会增加,即bc段;当硝酸铜完全反应后,锌不再参加反应,因此溶液的质量保持不变,即cd段。
A、a点时,锌正在和硝酸银反应,而硝酸铜还没有开始反应,此时溶液中的阳离子为Zn2+、Cu2+和没有反应完的Ag+,故选项说法错误。
B、c点时,硝酸银和硝酸铜恰好完全反应,此时的溶质只有反应产物硝酸锌,故选项说法正确。
C、b~c段,发生的是锌和硝酸铜的反应,此时溶质为硝酸锌和硝酸铜,滴加稀盐酸,不会产生沉淀,故选项说法错误。
D、d点时,加入的锌过量,此时固体为锌、铜和银,加入稀盐酸后,锌会和稀盐酸反应生成氢气,故选项说法错误。
故选:B。
25. 下列根据实验操作所绘制的图象中,不正确的是( )
A.甲图是向一定量的AgNO3、Cu(NO3)2、Fe(NO3)2的混合溶液中加入铁粉
B.乙图是向室温下的饱和石灰水中加入生石灰,溶液中的溶质质量与时间的关系
C.丙图是向足量的金属镁和铝中加入等质量且质量分数相等的稀硫酸,生成氢气的质量与加入稀硫酸质量的关系
D.丁图是分别向同质量、同质量分数的稀盐酸中不断加入碳酸镁和氧化镁固体,加入固体质量与生成氯化镁的质量关系
【解答】解:A、向一定量的AgNO3、Cu(NO3)2、Fe(NO3)2混合溶液中加入铁粉,铁会首先将硝酸银中的银置换出来,随着铁的量不断增加,会将硝酸铜中的铜置换出来,铁不会与硝酸亚铁反应,所以最后溶液中只剩下硝酸亚铁,故A正确;
B、氧化钙溶于水会放热导致溶液温度升高,氢氧化钙溶解度下降,溶液中的溶质变少,过一会儿后溶液温度恢复到室温其溶解度会恢复到原来的量,但由于氧化钙溶于水时消耗了水,所以溶液中的能溶解的溶质一定比原来要少,图像能反映该过程,故B正确;
C、向足量的金属镁和铝中加入等质量且质量分数相等的稀硫酸,生成的氢气完全来自于酸中的氢元素,消耗酸的量相同时,生成氢气的量相同,图像不能反映该过程,故C不正确;
D、根据质量守恒定律可知:两者与同质量、同质量分数的稀盐酸反应生成的氯化镁质量相等,由方程式MgCO3+2HCl═MgCl2+H2O+CO2↑、MgO+2HCl═MgCl2+H2O可得到,生成相同质量的氯化镁时消耗碳酸镁质量应大于氧化镁的质量,图像能反映该过程,故D正确。
故选:C。
26. 相同质量的镁、铁、锌三种金属,分别与足量的、相同质量分数的稀硫酸充分反应,生成氢气质量与反应时间关系如图,分析图像判断,下列说法正确的是( )
A.金属锌反应最先完成
B.金属锌的活动性最强
C.金属镁生成氢气质量最多
D.金属铁消耗稀硫酸质量最多
【解答】解:A、由图象可知,至完全反应,镁用的时间最短,金属镁反应速率最大,故A错误;
B、由图象可知,至完全反应,镁用的时间最短,金属镁的活动性最强,故B错误;
C、纵坐标表示生成氢气的质量,金属镁生成氢气质量最多,故C正确;
D、由质量守恒定律,生成的氢气中氢元素的质量来自于硫酸中氢元素的质量,金属镁与稀硫酸反应生成氢气质量最多,金属镁消耗稀硫酸质量最多,故D错误。
故选:C。
27. 某兴趣小组在探究金属化学性质时,将锌粉和铜粉的混合物加入到盛有一定量硝酸银溶液的烧杯中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。下列说法正确的是( )
A.滤渣中一定含有铜 B.滤渣中一定含有锌
C.滤液中一定含有Cu2+ D.滤液中一定含有Zn2+
【解答】解:A、铁和铜的金属活动性均比银强,将锌粉和铜粉的混合物加入到盛有一定量硝酸银溶液的烧杯中,锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,铁反应完,若还有硝酸银溶液,铜再与硝酸银反应生成硝酸铜和银,无法确定反应进行的程度,可能是铜与硝酸银恰好完全反应,滤渣中不一定含有铜,故选项说法错误。
B、可能是锌有剩余,可能是锌恰好与硝酸银溶液反应,也可能是发生了铜与硝酸银溶液的反应,滤渣中不一定含有锌,故选项说法错误。
C、若没有发生铜与硝酸银溶液的反应,滤液中不含有Cu2+,故选项说法错误。
D、一定发生了锌与硝酸银溶液的反应,则滤液中一定含有Zn2+,故选项说法正确。
故选:D。
28. 某金属加工厂生产过程中的废液含有少量的硝酸银和硝酸铜,为回收利用资源和防止污染,该厂向废液中加入一定量的铁粉,反应停止后过滤,向滤液中加入少量的稀盐酸,无沉淀产生,则下列有关说法中正确的是( )
A.滤液中一定含有硝酸亚铁,一定没有硝酸银
B.滤液中一定含有有硝酸亚铁,可能含有硝酸银和硝酸铜
C.滤出的固体中一定含有铜,可能含有银
D.滤出的固体中一定含有银和铜,一定不含有铁
【解答】解:由题意可知,在金属活动性顺序中,铁排在铜和银的前边,可以和硝酸银及硝酸铜溶液反应,生成银和铜以及硝酸亚铁。向滤液中加入少量的稀盐酸,无沉淀产生,说明滤液中一定没有硝酸银。滤出的固体中一定有银。滤液中一定有硝酸亚铁。由以上分析可知:
A、滤液中一定有硝酸亚铁,一定没有硝酸银,可能含有硝酸铜。故正确。
B、滤液中一定有硝酸亚铁,一定没有硝酸银,无法确定是否含有硝酸铜。故错误;
C、滤出的固体中一定含有银,无法确定是否含有铜,可能含有铜和铁。故错误;
D、滤出的固体中一定含有银,如果可能有铜和铁。故错误;
故选:A。
29. 将铁粉(on段)和稀硫酸(n点后)先后加入到一定量的硫酸铜溶液中,搅拌使之充分反应。过程中加入物质的质量与烧杯中剩余固体的质量关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.a、b点对应的剩余固体只有一种
B.m<6.4
C.实验过程中共产生FeSO4的质量为15.2g
D.n点对应的横坐标数值为11.2
【解答】解:A、a点是铁与硫酸铜还没有反应完,此时剩余固体中含有剩余的铁和生成的铜;b点是铁把硫酸铜反应完了,铁又和硫酸反应,此时铁还没有把硫酸反应完,还存在铁,所以剩余固体中含有铁和铜,故A错误;B、设5.6g铁与硫酸铜反应生成铜的质量为x,则:
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
56 64
5.6g x
x=6.4g,所以m点含有6.4g铜,故B错误;
C、由图示可知,与硫酸铜反应的铁质量是5.6g,与硫酸铜反应完剩余的铁是:12g﹣6.4g=5.6g,所以反应前铁的总质量是5.6g+5.6g=11.2g,设生成硫酸亚铁的质量为y,根据:
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
56 152
11.2g y
y=30.4g,故C错误;
D、由选项C分析,n点对应的横坐标数值为11.2g,故D正确;
故选D。
30. 兴趣小组按如图流程进行实验(每步均充分反应),反应结束后,将烧杯内物质进行过滤,向滤渣中加入少量稀盐酸,无明显现象,下列说法正确的是( )
A.由实验不能判断出铁、铜、锌的活动性顺序
B.两支试管混合后,固体总质量一定减少
C.滤渣一定有Cu,一定没有Fe和Zn
D.滤液中的溶质一定有FeCl2、ZnCl2和CuCl2
【解答】解:由于金属的活动性强弱是:锌>铁>铜,在进行实验时,铁不能与氯化锌反应,能与氯化铜反应生成了氯化亚铁和铜,反应结束后,将烧杯内物质进行过滤,向滤渣中加入少量稀盐酸,无明显现象,说明了铁没有剩余,滤渣中一定有Cu,一定没有Fe和Zn。所以:
A、根据铁不能与氯化锌反应,说明金属活动性锌>铁;能与氯化铜反应,说明金属活动性铁>铜;可以判断出铁、铜、锌的活动性顺序,故说法不正确;
B、由于每56份质量的铁能置换出64份质量的铜,所以两支试管混合后,固体总质量一定增加,故说法不正确;
C、由上述分析可知,滤渣中一定有Cu,一定没有Fe和Zn,故说法正确。
D、由上述分析可知,滤液中的溶质一定有FeCl2、ZnCl2,可能含有CuCl2,故说法不正确;
故选:C。
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专题06 金属
1. 向等质量的锌粉和铁粉中分别加入足量的浓度相同的稀盐酸,下列图象描述正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 有等质量的A、B两金属,相对原子质量Ar(A)<Ar(B),将A放入质量分数为15%的稀硫酸中,B放入质量分数为15%的稀盐酸中,在反应中A、B均为正二价,产生氢气的质量随反应时间变化曲线如图。下列说法正确的是( )
A.产生氢气的速率A<B
B.反应后A、B一定都有剩余
C.消耗的稀硫酸和稀盐酸质量一定不相等
D.消耗B的质量一定小于A的质量
3. 在已经调平的托盘天平两边各放一只等质量的烧杯,向烧杯中各加入质量相等、溶质质量分数相同的稀盐酸,然后在左边烧杯中放入镁,在右边的烧杯中放入与镁质量相等的铝。待充分反应后,下列分析错误的是( )
A.天平保持平衡,左边烧杯中,酸没有剩余,镁可能有剩余
B.天平保持平衡,右边烧杯中,酸没有剩余,铝一定有剩余
C.天平失去平衡,左边烧杯中,酸一定剩余,镁一定没剩余
D.天平失去平衡,右边烧杯中,酸可能剩余,铝一定没剩余
4. 室外的铁制栏杆在多雨季节易生锈,小海对铁生锈的条件进行了探索,实验装置如图。3天后,他发现只有装置C中的铁丝生锈了。
(1)装置A中生石灰的作用是 。
(2)装置B、C中的实验结果说明 是铁生锈的必要条件之一。
(3)将C中的铁丝换成纯铁丝,3天后,铁丝不生锈,这说明铁生锈还和 有关。
5. 如图是关于铁化学性质的知识网络。请回答下列问题:
(1)写出防止铁生锈的一种方法 。
(2)若要证明Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序,只需选用Fe、Ag和X溶液三种试剂。X是 溶液,写出发生反应的化学方程式 。
(3)若X为稀硫酸,向B溶液中加入一定量的锌粉和铜粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,向滤渣中加稀盐酸,有气泡产生。下列对滤渣和滤液中溶质的成分分析不正确的是 。
A.滤液中溶质只有FeSO4和ZnSO4
B.滤渣中一定含有Fe,Zn
C.滤液中可能含有FeSO4一定有ZnSO4
D.滤渣中一定含有Cu,Zn
6. 某同学发现学校草地周围都做上新的铁栅栏,师傅们在上面涂油漆。铁栅栏上为什么要涂油漆呢?
【方案】取四支试管编号为①、②、③、④,分别做如图处理,两周后,观察铁钉表面的锈蚀情况。
(1)编号③用冷却的沸水进行实验的目的是 。
(2)若两周后观察到①号试管中铁钉生锈,而④号试管中铁钉未生锈。据此可得出结论:导致铁钉生锈的因素为 。
(3)若得出“食盐会加速金属锈蚀”,则实验中支持该结论的证据是 。
【应用】
(4)后续调查中发现,也可以通过在铁表面镀镍防止其锈蚀。已知镍的金属活动性位于镁和铜之间,能验证镁、镍、铜三种金属的活动性顺序的方案有 (填写字母)。
7. 小龙利用生活中常见的器材进行金属生锈条件的探究(图甲)。
【实验现象】试管①中的钢丝棉表面出现明显铁锈;试管②中的钢丝棉表面无明显变化;试管③中的钢丝棉表面无明显变化。
(1)对比①、②、③试管中的实验现象,说明影响金属生锈的条件是 。
(2)相比于课本中的铁钉,使用钢丝棉的好处是 。
【深入探究】为了进一步研究金属生锈快慢的影响因素,在其他条件适宜的情况下,小龙通过调整试管中氧气的体积,使得④⑤⑥三支试管中氧气和空气混合的体积比分别为1:4,1:1和4:1(图乙),记录观察到生锈的时间如表。
氧气与空气混合的体积比例
1:4
1:1
4:1
观察到生锈的时间
3分12秒
2分32秒
1分56秒
(3)根据进一步探究的表格记录结果可得出的实验结论为 。
8. 某兴趣小组以“铁锈蚀”为主题展开了探究。
【查阅资料】①氯化钙固体可作干燥剂。
②一定条件下,碳可加快铁的锈蚀,但碳本身不参加反应。
【实验一】
取三枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管,进行图1实验,现象如表所示。
试管
A
B
C
一周后现象
铁钉表面有一层铁锈
铁钉表面无明显变化
铁钉表面无明显变化
(1)对比A、B、C试管中的实验现象,说明铁锈蚀是铁与 发生反应。
(2)锈蚀是影响金属制品寿命的关键因素。请以共享单车的铁质车架为例,根据本实验结果,提出一条可行的金属防锈蚀措施。 。
【实验二】
小组设计了如图2的装置,检查气密性后,先将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶,t1时刻加入2mL饱和NaCl溶液后,再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上。
(3)据图3可知铁锈蚀的过程 (选填“吸热”或“放热”)。
(4)分析t3时刻后压强突然变大的原因是 。
9. 铁是应用最广泛的金属,全世界每年被锈蚀损耗的钢铁材料,约占全年钢铁产量的40%。某科学小组围绕铁的锈蚀及防护展开了探究。
(1)如图1所示实验探究的是铁生锈是否需要 。
(2)实验开始一段时间后,可观察到图1中U形管两侧液面高低情况是 。(选填“左低右高”或“左高右低”)
(3)为进一步探究温度对铁生锈快慢的影响。将该装置(每组装置内铁片质量均相等且足量)分别置于不同温度下进行实验,4小时后记录每组U管两端液面高度差,具体数据如表:
温度/摄氏度
10℃
20℃
30℃
40℃
50℃
U形管两端液面高度差/厘米
2
4
6
7
8
分析数据得出的结论是 。
(4)有同学发现:海边铁制渔船上的锈迹比江边铁制渔船的多。提出猜测:海水中富含的氯化钠可能会加快铁的生锈。为验证这一猜测,设计了如图2所示实验,记录并绘制了A、B装置导管中水柱高度随时间变化的图像如图3,请你分析得出海水会加快铁生锈的证据是 。
(5)写出一条防止铁锈蚀的具体措施: 。
10. 铜、铁、锌是常见的金属,它们的活动性不同。
(1)等质量的锌、铁与足量的稀硫酸反应,产生氢气的质量图线如图,其中合理的是 。
(2)向100gCuSO4溶液中先逐渐加入一定量锌粉,再逐渐加入铁粉,测得剩余固体质量与加入金属质量关系如图。据图回答:
①a点对应的溶液为 色。
②图像中m对应的值为 。
11. 下列装置放置在空气中足够长时间后,天平指针会指向左侧的是( )
A. B.
C. D.
12. 将锌粉持续加入到100g含有AgNO3和Cu(NO3)2两种溶质的混合溶液中,充分反应。生成固体的总质量与加入锌的质量的关系如图。下列分析错误的是( )
A.当加入锌粉的质量为6.5g时,溶液质量最小
B.当加入锌粉的质量为13.0g时,恰好完全反应
C.原混合液中AgNO3的质量分数为34%
D.混合液中的溶质恰好完全反应时,硝酸锌的质量分数为37.8%
13. 下列图象能正确反应其对应操作中各量变化关系的是( )
A.分别向等质量的铝、铁中加入溶质质量分数相等的稀盐酸至过量
B.向稀盐酸中逐渐加入蒸馏水
C.向一定温度下的饱和澄清石灰水中加入少量氧化钙固体
D.向等质量的稀硫酸中加入足量的镁、铁、锌三种金属
14. 把一些锌粉放入Fe(NO3)2和 AgNO3的混合溶液中,完全反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸有气体产生,根据以上现象,得出正确结论是( )
A.滤渣中一定有Zn、Fe、Ag
B.滤渣中一定有Fe、Ag,可能有Zn
C.滤渣中一定有Zn、Fe,可能有Ag
D.滤渣中一定有Ag,可能有Zn、Fe
15. 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.关于该滤渣和滤液有下列四种说法:①向滤渣中加入稀盐酸,可能有气泡产生;②向滤液中加入稀盐酸一定有沉淀产生;③滤渣中一定有Ag;④滤液中一定有Cu(NO3)2、一定不含AgNO3、可能有Mg(NO3)2,以上说法中正确的个数为( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
16. 如图所示,将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中,并使部分铁钉露出液面。放置一段时间,出现了锈蚀。下列说法不正确的是( )
A.甲、乙中,气体含氧气的体积分数不相等
B.甲中,铁钉在植物油内的部分没有锈蚀
C.乙中,铁钉在水面下的部分锈蚀最严重
D.丙中,导管内上升一段水柱
17. 将质量相等的A,B,C三种金属,同时分别放入三份溶质质量分数相同且足量的稀盐酸中,反应生成H2的质量与反应时间的关系如图所示。根据图中所提供的信息,得出的结论正确的是(已知:A,B,C在生成物中均为+2价)( )
A.放出H2的质量是B>A>C
B.三种金属反应完所需要的时间相同
C.相对原子质量是A>B>C
D.反应结束时,A金属消耗的稀盐酸溶液质量最多
18. 北宋张潜在其《浸铜要略序》一书中对铜的冶炼有以下记载:“山有胆泉,土人汲以浸铁,数日辄类朽木,刮取其屑,锻炼成铜。”
(1)书中提及的“胆泉”为硫酸铜溶液,“浸铁”即将铁放入其中。若“浸铁”前后溶液中存在的离子种类如图1所示,其中“”、“”和“”表示不同种类的离子,则“”表示 (填离子符号)。
(2)18K金是金和铜熔合而成的具有金属特性的物质,如图2表示18K金熔点的是 (选填“a”、“b”或“c”)。
(3)制造一辆燃油车需要耗费的钢材总量为1.16吨,需要铜约80kg。在汽车尾气净化装置内装有含钯等元素的催化剂,钯存在6种稳定的天然同位素原子,是其中之一。则一个微粒中含有的电子数是 。
19. 以下是质量分数相同的稀盐酸与Zn、Fe金属反应生成氢气的四个关系图,图中纵坐标Y均表示生成氢气的质量。根据下面的描述选择对应的图象(填写字母)
(1)足量的Zn和Fe分别跟足量的稀盐酸反应,横坐标X表示所用金属质量的图 。
(2)足量的Zn和Fe分别跟等质量的稀盐酸反应,横坐标X表示反应时间的图 。
(3)等量的Zn和Fe分别跟足量的稀盐酸反应,横坐标X表示反应时间的图 。
(4)等量Zn和Fe分别跟足量的稀盐酸反应,横坐标X表示稀盐酸质量的图 。
20. 化学视角认识蒸汽眼罩。蒸汽眼罩逐渐走进日常生活,它借助铁生锈产生热量,使材料内部的水分稳定蒸发,利用产生的热度和湿度缓解眼部疲劳。
药品
方案一
4g铁粉、2mL水
方案二
4g铁粉,2mL水、2g氯化钠
方案三
4g铁粉、2mL水、2g活性炭
方案四
4g铁粉、2mL水,2g活性炭、2g氯化钠
【实验探究】蒸汽眼罩快速发热的原因。
(1)铁生锈,是铁与 共同作用的结果,但放热缓慢。哪些因素能加快反应,使蒸汽眼罩快速发热?某小组同学采用对照实验展开探究,设计实验方案如表。(查阅资料:蒸汽眼罩内部材料有铁粉、活性炭、氯化钠、水等。)使用温度传感器收集数据并生成图像如图:
(2)对比分析图像,你获得的结论是 。
【反思评价】
(3)如何保存蒸汽眼罩 。
21. 向AgNO3溶液中加入一定质量铜和锌的混合物,充分反应后过滤,得到无色溶液和滤渣,下列说法正确的是( )
A.反应后所得的滤渣中一定含有Cu,可能含有Zn和Ag
B.反应后所得的滤渣中一定含有Ag,一定不含Cu和Zn
C.反应后所得的溶液中一定含有Zn(NO3)2,可能含有Cu(NO3)2和AgNO3
D.反应后所得的溶液中一定含有Zn(NO3)2,一定不含Cu(NO3)2和AgNO3
22. 向Zn(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后,过滤。向滤渣中再加入稀盐酸,有气体放出。下列说法正确的是( )
A.滤渣中一定有锌
B.滤渣中一定有铜
C.所得溶液中一定有Zn2+、Cu2+
D.所得溶液中一定有Cu2+、Fe2+
23. 向装有过量锌粉的烧杯中,加入一定质量含有AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液,烧杯中固体的质量随反应时间t变化的情况如图所示。下列说法正确的是( )
A.t<t1时,若向溶液中滴加NaCl溶液,无明显变化
B.t=t1时,若向溶液中插入铝丝,反应过程中铝丝表面有红色固体析出
C.t1<t<t2时,溶液中金属离子有2种,固体中金属单质有2种
D.若将题中的锌粉改用铁粉,则固体的质量随反应时间t变化的情况不变
24. 向一定量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入Zn,溶液质量与加入Zn的质量关系如下图所示,下列说法正确的是( )
A.a点溶液中有2种阳离子
B.c点溶液中溶质为Zn(NO3)2
C.若取b~c段溶液,滴加稀盐酸,会产生白色沉淀
D.若取d点固体,有反应生成的铜与银,加入稀盐酸则无气泡产生
25. 下列根据实验操作所绘制的图象中,不正确的是( )
A.甲图是向一定量的AgNO3、Cu(NO3)2、Fe(NO3)2的混合溶液中加入铁粉
B.乙图是向室温下的饱和石灰水中加入生石灰,溶液中的溶质质量与时间的关系
C.丙图是向足量的金属镁和铝中加入等质量且质量分数相等的稀硫酸,生成氢气的质量与加入稀硫酸质量的关系
D.丁图是分别向同质量、同质量分数的稀盐酸中不断加入碳酸镁和氧化镁固体,加入固体质量与生成氯化镁的质量关系
26. 相同质量的镁、铁、锌三种金属,分别与足量的、相同质量分数的稀硫酸充分反应,生成氢气质量与反应时间关系如图,分析图像判断,下列说法正确的是( )
A.金属锌反应最先完成
B.金属锌的活动性最强
C.金属镁生成氢气质量最多
D.金属铁消耗稀硫酸质量最多
27. 某兴趣小组在探究金属化学性质时,将锌粉和铜粉的混合物加入到盛有一定量硝酸银溶液的烧杯中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。下列说法正确的是( )
A.滤渣中一定含有铜 B.滤渣中一定含有锌
C.滤液中一定含有Cu2+ D.滤液中一定含有Zn2+
28. 某金属加工厂生产过程中的废液含有少量的硝酸银和硝酸铜,为回收利用资源和防止污染,该厂向废液中加入一定量的铁粉,反应停止后过滤,向滤液中加入少量的稀盐酸,无沉淀产生,则下列有关说法中正确的是( )
A.滤液中一定含有硝酸亚铁,一定没有硝酸银
B.滤液中一定含有有硝酸亚铁,可能含有硝酸银和硝酸铜
C.滤出的固体中一定含有铜,可能含有银
D.滤出的固体中一定含有银和铜,一定不含有铁
29. 将铁粉(on段)和稀硫酸(n点后)先后加入到一定量的硫酸铜溶液中,搅拌使之充分反应。过程中加入物质的质量与烧杯中剩余固体的质量关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.a、b点对应的剩余固体只有一种
B.m<6.4
C.实验过程中共产生FeSO4的质量为15.2g
D.n点对应的横坐标数值为11.2
30. 兴趣小组按如图流程进行实验(每步均充分反应),反应结束后,将烧杯内物质进行过滤,向滤渣中加入少量稀盐酸,无明显现象,下列说法正确的是( )
A.由实验不能判断出铁、铜、锌的活动性顺序
B.两支试管混合后,固体总质量一定减少
C.滤渣一定有Cu,一定没有Fe和Zn
D.滤液中的溶质一定有FeCl2、ZnCl2和CuCl2
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