内容正文:
第八单元金属和金属材料
一、单选题
1.阅读以下材料,完成下面小题。
化学社团同学将铁丝折成“爱”“我”“中”“华”造型,放在垫有宣纸的培养皿中,再加入硫酸铜溶液,一段时间后铁丝表面变成红色。
铁丝能折成特定的造型,体现铁丝具有的性质是
A.导电性 B.导热性 C.能弯曲 D.熔点高
2.对X、Y、Z三种金属活动性的实验研究过程如下:取形状相同、大小相等的X、Y、Z三种金属片,分别放入相同的稀盐酸中,X、Z表面都产生气泡,但X产生气泡的速度明显比Z的快,Y表面无明显现象。则X、Y、Z三种金属的活动性顺序是
A.X>Z>Y B.Z>Y>X C.X>Y> Z D.Z>X>Y
3.国产“手撕钢”在世界领先的基础上再次突破极限,将厚度降到了0.015毫米!“百炼钢做成了绕指柔”,这是习总书记对国产“手撕钢”的称赞。“百炼钢做成了绕指柔”主要利用了金属的
A.硬度大 B.导热性 C.导电性 D.延展性
4.下列关于金属材料的说法,正确的是
A.因为钢比生铁含碳量高,所以钢比生铁硬度大
B.因为银的导电性最强,所以我们通常用银做导线
C.因为合金比纯金属熔点高,所以焊锡熔点高于组成它的锡和铅的熔点
D.因为钨的熔点很高,所以用钨做灯丝
5.为了验证镁、锌、铁、铜四种金属的金属活动性强弱,某同学进行了如下实验(如图甲所示),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)。由此得出以下结论: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1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2种金属离子;⑤该实验能得出4种金属的金属活动性顺序:Mg>Zn>Fe>Cu。其中正确结论的个数是
A.1 B.2 C.3 D.4
6.不能把Cu从CuSO4溶液中置换出来的是
A.A1 B.Ag C.Fe D.Zn
7.金属材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥了重大作用。下列有关金属材料的说法正确的是
A.所有金属都呈银白色
B.人类使用铝的年代早于铜、铁
C.多数合金的熔点高于它的成分金属
D.铝制品在常温下有良好的抗腐蚀性
8.据文献报道:一种特殊的铜纳米颗粒具有与金、银极其相似的反应惰性,可替代黄金做精密电子元器件。下列对该铜纳米颗粒的判断,正确的是
A.能与盐酸反应产生氢气
B.在空气中容易锈蚀
C.能与硫酸亚铁发生置换反应
D.具有良好的导电性
9.某种金属混合物样品由Mg、Al、Fe、Cu四种金属中的两种组成。2.2 g该样品与足量的稀硫酸反应,可得到0.2 g氢气,对该样品的组成有如下猜测:①Mg和Al ②Mg和Fe ③Mg和Cu ④Al和Fe ⑤Al和Cu ⑥Fe和Cu。其中合理的个数为
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
10.金属M与AgNO3溶液发生反应:,下列说法正确的是
A.M可能是铝
B.Ag的金属活动性比M强
C.M的化合价由0价变为+2价
D.在金属活动性顺序里,M一定排在氢前
11.3月20日,四川德阳广汉市三星堆新一轮考古发掘成果公布,其中一件黄金面具残片引起了大量关注。2021年4月12日,一位95后小伙用一块500克的黄金复原三星堆黄金面具的视频在网络上走红。关于金属下列说法不正确的是
A.金块能够被锻造成薄薄的面具,说明面具有良好的延展性
B.“真金不怕火炼”的原因是金的化学性质不活泼
C.假黄金“黄铜”是铜、锌合金,鉴别真假黄金可选用的试剂是稀盐酸
D.欲确定金、银、铜三种⾦属的活动性顺序,可选用的一种盐溶液是硝酸铜溶液
二、填空题
12.铝、铜、铁是生活中常见的金属。
(1)铝在空气中具有很好的抗腐蚀性能的原因是 。
(2)波尔多液是一种农业上常用的杀菌剂,它由硫酸铜、生石灰加水配制而成。请用化学方程式表示,不能用铁质容器配制波尔多液的原因是 。
13.将一根洁净的铜丝浸入硝酸银溶液中,过一会儿取出。请回答:
(1)该反应的实验现象是 ;化学方程式是 。
(2)通过该实验得出:铜的金属活动性比银 (填“强”或“弱”)。
14.多种金属与一种化合物溶液同时接触且都能发生反应,分析反应的先后顺序和反应后溶液的组成。
方法:金属与金属化合物溶液反应,金属中最活泼的优先置换出最不活泼的金属。
(1)铁丝、铜丝插在少量的AgNO3溶液中,反应后溶液的组成。
溶液中一定含有: ,可能有 。
(2)铁丝、铜丝插在过量的AgNO3溶液中,反应后溶液的组成。
溶液中一定含有: 。
15.人类文明进步与金属材料的发展关系十分密切,金属在生活生产中有着非常广泛的应用,请回答下列问题:
(1)根据如图金属应用实例推断,金属具有的物理性质:电线电缆主要应用金属的 性,热水壶主要应用金属的 性,金属丝主要应用金属的 性。
(2)厨房刀具不使用纯金属而大多使用合金,利用了合金的特性是 。
(3)银可以形成多种合金,补牙常用到银汞合金,它塑形期柔软、成型后坚韧,为牙医提供了一种极好的镶牙材质。下列物质中属于合金且成分中含银的是______。
A.青铜 B.水银 C.不锈钢 D.18K黄金
16.在人类社会的发展进程中,金属起着重要的作用,结合所学知识回答下列问题:
(1)铝合金与铝片相互刻画,在铝片表面会留下划痕,说明铝合金比铝硬度 (选填“大”或“小”)。
(2)工人师傅切割铁板时,用硫酸铜溶液在铁板上画线,可以留下红色痕迹,产生这种现象的原因是 (用化学方程式表示)。
(3)在含有硝酸银、硝酸亚铁和硝酸铝的混合溶液中,加入一定量的锌,充分反应后,过滤,滤液仍为浅绿色,则此时滤液中一定含有的溶质是 (用化学式表示)。
(4)为探究Fe、Zn、Cu三种金属的活动性强弱,下列选项中能达到实验目的的是______。
A.铁、氯化锌溶液、氯化铜溶液
B.铜、锌、氯化亚铁溶液
C.铜、氯化锌溶液、氯化亚铁溶液
三、实验题
17.铜是生活中常见的金属。小亮同学在实验室完成镁的相关探究后,对铜产生浓厚的兴趣,请你与他一起完成下列探究实验。
【实验探究】如下图
【实验记录】
实验内容
实验现象
实验结论
实验一:在空气中加热铜丝
①铜丝表面
在加热条件下,铜能与氧气反应生成氧化铜
实验二:在盛有铜的试管中加入白醋
无明显现象
②铜 (选填“能”或“不能”)与白醋反应
18.化学兴趣小组为了探究金属与金属化合物的溶液发生置换反应的规律,进行了下列实验活动:
【提出问题】
一种金属跟多种金属化合物的混合溶液发生置换反应的规律是什么?
【实验探究】
小组同学设计实验进行探究。
【实验分析】
(1)石建认真观察了滤渣和滤液,并取蓝色滤液滴入装有铜片的B试管中,观察到铜片表面无变化,确定滤液中一定没有的金属化合物是 ,据此推断A中一定发生反应的化学方程式为 ,因而确定了反应顺序。
(2)另取少量蓝色滤液,重新加入过量的铝粉,充分反应,观察到的现象为 。加入铝粉过程中,滤液中Cu2+数目的变化趋势曲线应该是 (如图C,填序号)。
【实验结论】
通过上述实验,同学们初步得出金属与金属化合物的溶液反应的规律。
【拓展延伸】
(3)通过查阅资料,小组同学了解到金属与其他金属化合物在溶液中发生置换反应的实质是:金属原子与溶液中的金属离子之间发生了电子得失(转移),溶液中金属离子得电子能力越强,其对应金属的活动性越弱。据此可推断上述实验中涉及的三种金属离子得电子能力由强到弱依次是 。
【探究感悟】
(4)在此次探究活动中同学们再次认识到:证明物质发生化学反应,可根据明显的实验现象证明有其他物质生成或 。
四、计算题
19.镁、锌、铁三种金属各30g,分别与足量盐酸反应,生成氢气的质量各是多少?如果反应后各生成氢气30g,则需要这三种金属的质量各是多少?
试卷第1页,共3页
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1.C
【详解】铁丝能折成特定的造型,体现铁丝具有的性质是能弯曲,与导电性、导热性、熔点高无关,故选:C。
2.A
【详解】取形状相同、大小相等的X、Y、Z三种金属片,分别放入相同的稀盐酸中,X、Z表面都产生气泡,说明X、Z的活动顺序排在氢前,X产生气泡的速度明显比Z的快,说明X活动顺序排在Z前,Y表面无明显现象,说明Y的活动顺序排在氢后。故X、Y、Z三种金属的活动性顺序是X>Z>Y。
故选A。
3.D
【详解】国产“手撕钢”在世界领先的基础上再次突破极限,将厚度降到了0.015毫米,主要利用了金属的延展性,故选:D。
4.D
【详解】A、生铁的含碳量2%~4.3%,钢的含碳量0.03%~2%,即钢比生铁含碳量低,故选项说法不正确;
B、银的导电性最强,但银价格高,强度小,且导线用量大,从资源和价格考虑,不能用银做导线,故选项说法不正确;
C、合金比纯金属熔点低,所以焊锡熔点低于组成它的锡和铅的熔点,故选项说法不正确;
D、因为钨的熔点很高,所以用钨做灯丝,故选项说法正确。
故选D。
5.A
【详解】①第1支试管在反应前溶液为无色,稀盐酸与锌粉反应后生成氯化锌,溶液仍为无色。第2支试管在反应前溶液为无色,稀盐酸与铁粉反应后生成氯化亚铁,溶液变为浅绿色。第3支试管在反应前溶液为蓝色,镁粉与氯化铜溶液反应后生成氯化镁,溶液变为无色。由此可知,反应前后只有2支试管中溶液颜色发生了明显变化,故该条结论错误;
②当把三支试管中的物质全部倒入烧杯中后,最终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,故该条结论错误;
③当在甲图实验中镁粉过量时,不仅能把第3支试管中氯化铜中的铜置换出来,剩余的镁粉在倒入烧杯后,还会和氯化亚铁、氯化锌反应,把铁、锌置换出来,所以固体b中最多含有镁、锌、铁、铜四种金属,该条结论正确;
④当镁粉过量时,镁粉会和氯化铜、氯化亚铁、氯化锌反应,那么反应后的溶液只含有氯化镁一种溶质,溶液a中的金属离子只有镁离子,所以溶液a中至少含有1种金属离子。故此条结论错误;
⑤通过图甲中实验可知,锌粉与稀盐酸反应产生气泡速率比铁粉与稀盐酸反应产生气泡速率快,说明锌>铁,镁粉能把氯化铜中的铜置换出来,说明镁>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、铁的金属活动性顺序。故此条结论错误;
综上所述,故答案选A。
6.B
【详解】A、在金属活动性顺序中,铝位于铜元素前面,则铝能将铜从硫酸铜溶液中置换出来,该选项不符合题意;
B、在金属活动性顺序中,银位于铜元素后面,则银不能将铜从硫酸铜溶液中置换出来,该选项符合题意;
C、在金属活动性顺序中,铁位于铜元素前面,则铁能将铜从硫酸铜溶液中置换出来,该选项不符合题意;
D、在金属活动性顺序中,锌位于铜元素前面,则锌能将铜从硫酸铜溶液中置换出来,该选项不符合题意。
故选B。
7.D
【详解】A、不是所有金属都呈银白色,如铜是紫红色的,不符合题意;
B、金属活动性越强,使用的年代越晚,金属活动性:铝>铁>铜,故人类使用铝的年代晚于铜、铁,不符合题意;
C、合金比组成它的纯金属熔点低、硬度大,不符合题意;
D、铝的化学性质比较活泼,常温下,铝能与空气中的氧气反应,在其表面形成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步被氧化,故铝制品在常温下有良好的抗腐蚀性,符合题意。
故选D。
8.D
【详解】A、铜比较稳定,不与盐酸反应,故选项错误;
B、铜在水、二氧化碳的共同作用下才容易生成铜绿,故选项错误;
C、铜不与硫酸亚铁发生反应,故选项错误;
D、铜具有良好的导电性,故选项正确。
故选:D。
9.B
【详解】铜和稀硫酸不反应,Mg、Al、Fe三种金属分别与稀硫酸反应的关系式为:、、
①24份质量的镁和稀硫酸反应生成2份质量的氢气,假设2.2g样品全是镁,生成的氢气的质量小于0.2g,54份质量的铝和稀硫酸反应生成6份质量的氢气,假设2.2g样品全是铝,生成的氢气的质量大于0.2g,Mg和Al组合与足量的稀硫酸反应,可得到0.2 g氢气;
②假设2.2g样品全是镁,生成的氢气的质量小于0.2g,56份质量的铁和稀硫酸反应生成2份质量的氢气,假设2.2g样品全是铁,生成的氢气的质量小于0.2g,Mg和Fe组合与足量的稀硫酸反应,不能得到0.2 g氢气;
③假设2.2g样品全是镁,生成的氢气的质量小于0.2g,铜和稀硫酸不反应,Mg和Cu组合与足量的稀硫酸反应,不能得到0.2 g氢气;
④假设2.2g样品全是铝,生成的氢气的质量大于0.2g,假设2.2g样品全是铁,生成的氢气的质量小于0.2g,Al和Fe组合与足量的稀硫酸反应,可得到0.2 g氢气;
⑤假设2.2g样品全是铝,生成的氢气的质量大于0.2g,铜和稀硫酸不反应,Al和Cu组合与足量的稀硫酸反应,可得到0.2 g氢气;
⑥假设2.2g样品全是铁,生成的氢气的质量小于0.2g,铜和稀硫酸不反应,Fe和Cu组合与足量的稀硫酸反应,不能得到0.2 g氢气;
故选B。
10.C
【详解】金属M与AgNO3溶液反应 M+2AgNO3=M(NO3)2+2Ag ,说明M的金属活动性比银强,生成的化合物为 M(NO)2,硝酸根显 −1 价,则M显 +2 价。
A、该M显 +2 价,该金属不可能是铝,故选项说法错误;
B、由上述分析,M的金属活动性比银强,故选项说法错误;
C、由化学方程式知,反应前后M的化合价发生了改变,由0价变为+2价,故选项说法正确;
D、金属M的活动性比银强,但不一定排在氢的前面,故选项说法错误。
故选C。
11.D
【详解】A、金块能够被锻造成薄薄的面具,说明面具有良好的延展性,正确;
B、“真金不怕火炼”的原因是金的化学性质不活泼,非常稳定,正确
C、假黄金“黄铜”是铜、锌合金,锌和稀盐酸生成氢气;黄金和稀盐酸不反应;鉴别真假黄金可选用的试剂是稀盐酸,正确;
D、金、银和硝酸铜溶液均不反应,不能判断三者的活动性顺序,错误。
故选D。
12. 常温下,铝能与空气中的氧气反应,在其表面形成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步被氧化
【详解】(1)铝的化学性质比较活泼,常温下,铝能与空气中的氧气反应,在其表面形成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步被氧化;
(2)铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,故不能用铁质容器配制波尔多液,该反应的化学方程式为:。
13.(1) 铜丝表面析出银白色固体,溶液由无色变蓝色
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
(2)强
【分析】金属活动性顺序中,排在氢前面的金属,能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气,排在前面的金属,能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来。
【详解】(1)铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,现象为铜丝表面析出银白色固体,溶液由无色变蓝色。化学方程式为Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag。
(2)因为铜能与硝酸银发生反应,所以铜的金属活动性比银强。
14.(1) 硝酸亚铁/Fe(NO3)2 硝酸铜/Cu(NO3)2
(2)Fe(NO3)2、Cu(NO3)2和 AgNO3
【详解】(1)金属活动性顺序铁>铜>银,则将铁丝、铜丝插在少量的AgNO3溶液中,硝酸银先与铁反应生成银和硝酸亚铁,再与铜反应生成硝酸铜和银,由于不确定硝酸银是否与铜反应,则充分反应后,溶液中一定含有硝酸亚铁,可能含有硝酸铜,因硝酸银少量,全部反应。
(2)将铁丝、铜丝插在过量的AgNO3溶液中,由于硝酸银过量,则滤液中一定含有硝酸亚铁、硝酸铜和硝酸银。
15.(1) 导电(或良好的导电) 导热(或良好的导热) 延展(或良好的延展)
(2)硬度大,抗腐蚀性好
(3)D
【详解】(1)电线电缆主要应用金属的导电性,热水壶主要应用金属的导热性,金属丝主要应用金属的延展性;
(2)合金比组成它的纯金属熔点低、硬度大, 抗腐蚀性好,故厨房刀具不使用纯金属而大多使用合金,利用了合金的特性是:抗腐蚀性好,硬度大;
(3)A、青铜是铜的合金,不含银,不符合题意;
B、水银是汞的俗称,属于纯金属,不是合金,不符合题意;
C、不锈钢是铁的合金,不含银,不符合题意;
D、18K黄金中含金、银、铜等,属于合金,且含银,符合题意。
故选D。
16.(1)大
(2)Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
(3)Al(NO3)3、Zn(NO3)2、Fe(NO3)2
(4)AB
【详解】(1)铝合金与铝片相互刻画,在铝片表面会留下划痕,说明铝合金比铝硬度大。
(2)由于铁的金属活动性比铜强,则铁能与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,反应的化学方程式为。
(3)四种金属的活动性由强到弱的顺序为铝、锌、铁、银,在含有硝酸银、硝酸亚铁和硝酸铝的混合溶液中,加入一定量的锌,锌与硝酸铝不反应,先与硝酸银反应生成银和硝酸锌,然后再与硝酸亚铁反应生成铁和硝酸锌,充分反应后,过滤,滤液仍为浅绿色,说明溶液中含有硝酸亚铁,则此时滤液中一定有未参加反应的硝酸铝、反应生成的硝酸锌,未充分反应的硝酸亚铁,可能含有硝酸银,故答案为:Al(NO3)3、Zn(NO3)2、Fe(NO3)2。
(4)三种金属活动性由强到弱依次为Zn、Fe、Cu。
A、铁与氯化锌溶液不反应,铁能与氯化铜溶液发生置换反应生成铜和氯化亚铁,则说明金属活动性:锌>铁>铜,该选项符合题意;
B、铜与氯化亚铁溶液不反应,锌能与氯化亚铁溶液发生置换反应生成铁和氯化锌,则说明金属活动性:锌>铁>铜,该选项符合题意;
C、铜与氯化锌溶液、氯化亚铁溶液均不反应,只能证明铜最不活泼,无法验证锌和铁的活动性强弱。
故选AB。
17. 变黑 不能
【详解】实验一:在空气中加热铜丝,会生成黑色的氧化铜,可观察到铜丝表面变黑;
实验二:在盛有铜的试管中加入白醋,无明显现象,说明铜不能与白醋反应。
18.(1) 硝酸银/AgNO3 Al+3AgNO3=Al(NO3)3+3Ag
(2) 溶液变为无色,有红色固体析出 ③
(3)Ag+>Cu2+>Al3+
(4)原物质减少或消失
【详解】(1)铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,蓝色滤液滴入装有铜片的B试管中,观察到铜片表面无变化,因此硝酸银不存在溶液中;没有硝酸银,推断A中一定发生反应的是铝与硝酸银反应生成了硝酸铝和银,化学方程式为Al+3AgNO3=Al(NO3)3+3Ag;
(2)加入足量铝粉,铝与硝酸铜反应生成硝酸铝和铜,硝酸铝溶液为无色,铜为红色固体,所以此时溶液变为无色,有红色固体析出;加入铝粉后,铜离子参与反应,生成铜,铜离子数目减少,所以③符合此条件;。
(3)根据实验现象可知,银的金属活动性最弱,其次是铜,铝的金属活动性最强,所以三种金属离子对应离子的得电子能力则是银离子最强,其次是铜离子,最弱为铝离子; 故答案为:Ag+>Cu2+>Al3+;
(4) 实验中证明硝酸铜减少,也证明了反应发生,因此通过证明原物质减少或消失,也可以证明发生了反应。
19.设30g镁、锌、铁与足量盐酸反应生成的氢气的质量分别为x、y、z
解得:x=2. 5g
解得:y=0. 92g
解得:z=1. 07g
答:镁、锌、铁与盐酸反应,生成氢气的质量分别是2. 5g、0. 92g、1. 07g;
设反应后各生成氢气30g,设需要镁、锌、铁的质量各是a、b、c
解得:a=360g
解得:b=975g
解得:c=840g
答:镁、锌、铁与盐酸反应,需要金属的质量分别是360g、975g、840g。
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