备战2021 浙教版科学中考专题训练 第38讲 金属 14页

第 - 1 - 页 共 14 页 - 1 - 第 38讲 金 属 重点突破 金属与酸反应 【例 1】(2019·南京)用粗木棍在涂有蜡的锌板上写“明”“和”两个字,露出 下面的锌板。向“明”字上滴加 CuSO4溶液,向“和”字上滴加盐酸。 (1)“明”字上的现象是 “明”字位置逐渐出现红色固体,溶液由蓝色变为无 色 。 (2)“和”字上产生气泡,用化学方程式解释: Zn+2HCl ZnCl2+H2↑ 。 1.(2020·天津)金属材料广泛应用于生产、生活中。 (1)如图台灯中,铜质插头是利用了金属铜的 导电 性(填“导电”或“导 热”)。灯管后面的反光片为铝箔。铝在空气中与氧气反应,生成氧化铝,反应的 化学方程式为 4Al+3O2 2Al2O3 。 第 - 2 - 页 共 14 页 - 2 - (2)明代宋应星所著《天工开物》中记载了我国古代炼铁方法。现代工业利用高 炉炼铁,其主要反应原理是一氧化碳与氧化铁的反应,该反应的化学方程式为 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 。 (3)某锌粉含有铜、镁中的一种杂质,取该样品 6.5 g 与足量稀盐酸充分反应,生 成氢气 0.21 g,该锌粉中含有的杂质是 镁 。另取一定量该样品放入硫酸铜溶 液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。将滤渣洗浄,滴入稀硫酸,有气泡产生, 则滤液中一定含有的溶质是 MgSO4 (填化学式)。 金属活动性顺序的应用 【例 2】(2020· 台州)铁在海水中容易被锈蚀,通常在轮船的吃水线以下焊接比 铁更活泼的金属块,用于保护铁质船壳。该金属块的材料可以是 (D) A.金 银 铜 .锌 2.(2020·江西)小组同学收集了某种铝制易拉罐,剪成条状并打磨后进行如图 所示实验,发现纯铝片表面有划痕。 【发现问题】根据所学知识,合金的硬度比组成它的纯金属硬度更 大 ,结合 上述现象,可得出该易拉罐不是纯铝制作。那么易拉罐中除铝外,还含有什么金 属呢? 【查阅资料】①铝制易拉罐中的主要成分是铝,可能还含有镁、铁。 ②铝能与氢氧化钠溶液反应:2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑;镁和铁不能 与氢氧化钠溶液反应。 第 - 3 - 页 共 14 页 - 3 - 【作出猜想】该易拉罐的金属组成除铝外,可能还含有镁、铁中的一种或两种。 【实验设计】小明取打磨后的铝制易拉罐样品按如下方案进行实验: 实验步骤 实验现象 解释与结论 (1)取一定量的样品于烧杯中, 加入足量的 氢氧化钠 溶液, 充分反应后过滤、洗涤、干燥; 固体表面有大量气泡 产生;过滤后得到黑色 粉末。 样品中含铝 (2)取少量上述黑色粉末于试管 中,加入足量的稀盐酸。 有气泡产生,溶液变成 浅绿色 样品中含铁,发生反应 的化学方程式为 Fe+2HCl FeCl2+H2↑。 【实验结论】小明得出该易拉罐是由铝和铁组成。 【反思评价】其他同学分析后认为小明的实验方案不严谨,理由是 无法确定是 否含有镁 ;大家认为应该补充下列实验:取步骤(1)中少量黑色粉末于试管中, 加入某种金属的盐溶液后,如果无现象产生,则小明的结论正确。你认为加入的 盐溶液中阳离子对应的金属理论上可以是 锌(合理即可) (填一种即可)。 【拓展应用】下图为国家颁布的“城市生活垃圾分类标志”,废弃易拉罐应放入 标有 B (填序号)图标的垃圾桶内。 金属腐蚀条件的研究 第 - 4 - 页 共 14 页 - 4 - 【例 3】(2019·广东)探究铁生锈的条件,有利于寻找防止铁制品锈蚀的方法。 下列对比实验设计与所探究的条件(蒸馏水经煮沸并迅速冷却),对应关系正确 的是(D) A.甲和乙:水 B. 乙和丙:空气 C. 甲和丙:空气 D. 甲和丁:水 3.(2020·安徽)金属防腐是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀 为项目进行如下研究。 【认识铁的腐蚀】 (1)下列环境中的铁制品最容易生锈的是 A (填字母序号)。 A.未擦干的铁锅 B.涂油漆的栏杆 C.盛水的不锈钢水杯 (2)铁锈的主要成分是 Fe2O3·xH2O,其中铁元素的化合价是 +3 价 。 【探究铁的腐蚀】 (3)该小组用下图甲装置进行实验,起始时量筒内水面处于 50 mL 刻度处,之后水 面缓慢上升。几天后水面最终处于约 40 (填“40”或“10”)mL 刻度处,原因 是 铁锈蚀消耗氧气,且氧气约占空气总体积的 1/5 。 第 - 5 - 页 共 14 页 - 5 - 【拓展探究】 (4)小强同学进行如下实验:取铁钉用砂纸打磨,称其质量,按上图乙安装装置, 放置 3天,再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验,得到铁钉质量增加情 况如下表。 温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 铁钉质量增加 /g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 0.18 小强同学的实验是探究 温度 因素对铁钉腐蚀快慢的影响,结论是 温度在 10～50℃的范围内,温度越高,铁钉腐蚀的速度越快 。 (5)有同学认为小强的实验未能真实反映50℃以后铁钉腐蚀的快慢,理由是50℃ 以后铁钉质量没有变化。请分析铁钉质量没有变化的原因: 试管内的氧气已耗 尽,剩余的铁不能继续锈蚀 ;改进实验方案证明你的分析: 向乙装置的试管 中通入氧气,并在 50℃的环境中放置 3 天;若铁钉增加的质量大于 0.18 g,则分 析成立 。 第 - 6 - 页 共 14 页 - 6 - 诊断自测 1.(2020·广州)铁制品通常比铝制品更容易锈蚀,下列说法正确的是(D) A.铁的金属活动性比铝强 B.铝在自然界中以单质形式存在 C.锈蚀的铁制品无回收价值 D.自行车链条涂油有防锈作用 2.(2019·嘉兴)科学兴趣小组对金属 R的活动性探究时发现:将 R放入稀硫酸中, 有气泡产生,同时生成正二价的盐;将 R 放入 ZnSO4溶液中无任何变化。根据以上 信息,下列化学方程式正确的是(C) A.R+MgCl2 Cl2+Mg B.R+2AgCl RCl2+2Ag C.R+2HCl RCl2+H2↑ D.Al+RSO4 AlSO4+R 3.(2020·深圳)下列实验不能达到相应目的的是(C) 4.(2020·绍兴)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。下列说法不正 确的是 (D) 第 - 7 - 页 共 14 页 - 7 - A.由实验可判断出铁、铜、锌的活动性顺序 B.两支试管混合后,固体总质量一定增加 C.滤渣中一定有 Cu,一定没有 Fe 和 Zn D.滤液中的溶质一定有 FeCl2、ZnCl2和 CuCl2 5.(2020·武汉)实验室有一包久置的生铁粉末(成分为碳、铁和氧化铁)。为测 定各组分的质量分数,小怡取两份质量均为 m的生铁粉末样品,分别进行如下实 验: Ⅰ.测定碳的含量 已知:过氧化氢溶液能将 Fe 2+ 转化为 Fe 3+ 。 (1)步骤①的具体实验操作中包括过滤,此操作中玻璃棒的作用是 引流 。 (2)生成滤渣丙的化学方程式为 Fe2(SO4)3+6NaOH 2Fe(OH)3↓+3Na2SO4 。 Ⅱ.测定氧化铁的质量分数 第 - 8 - 页 共 14 页 - 8 - 下图所示装置气密性良好。在硬质玻璃管中放入样品 2,打开止水夹 K,在球形干 燥管出口处检验氢气纯净后,点燃酒精灯,待充分反应后,熄灭酒精灯,冷却至室 温,关闭止水夹 K。 (3)打开止水夹 K,观察到装置甲中的实验现象是 液体浸没锌粒,固体逐渐减少, 产生大量气泡 。 (4)若无装置乙,会导致测得氧化铁的质量分数 偏大 (填“偏大”“偏小” 或“不变”)。 (5)实验过程中无污染性气体生成,且实验结束,硬质玻璃管中剩余固体为单质 铁,丁装置中浓硫酸质量比实验前增重了 0.54 g,则 m= 10.76 g(结果精确到 0.01)。 第 - 9 - 页 共 14 页 - 9 - 高效提分作业 1.(2020·金丽)“垃圾是放错位置的资源”。我市以创建文明城市为契机,全域 推进垃圾分类工作。把生活垃圾按图示分四类进行科学处置,实行“定时、定 点”投放。金属易拉罐属于 (A) 2.(2018·邵阳)2018年3月9日,特朗普正式签署关税令“对进口钢铁和铝分别 征收 25%的关税”,这一做法严重违反国际贸易规则,严重损害我国利益。下列选 项中不属于合金的是 (B) A.钢 B.金刚石 C.焊锡 D.黄铜 3.(2020·北京)下列不能与稀盐酸反应的金属是 (A) A.Cu B.Zn C.Al D.Mg 4.(2019·金丽)小丽为确认所回收易拉罐的主要成分是铝还是铁,剪取金属片 打磨后,设计了如图所示的两种不同方法进行检验,这样设计的依据是 (D) A.铁、铝有不同的物理性质 B.活泼金属易与氧气反应 C.排在氢前面的金属可以把酸中的氢置换出来 D.活动性较强的金属可把活动性较弱的金属从它的盐溶液中置换出来 第 - 10 - 页 共 14 页 - 10 - 5.(2019·宁波)将一定量的铜锌混合粉末放入盛有硝酸银溶液的烧杯中,不断 搅拌,充分反应后过滤。向得到的滤渣和滤液中分别加入足量的稀盐酸,均无现 象。则滤渣中 (B) A.一定有银,可能有铜和锌 B.一定有银,可能有铜,一定没有锌 C.一定有银和铜,可能有锌 D.一定有银和铜,一定没有锌 6.(2018·聊城)下列各组物质不能验证 Mg、Fe、Cu 三种金属活动性强弱的是 (B) A.稀盐酸 B.MgSO4溶液 Fe Cu C.Mg FeSO4溶液 Cu D.MgSO4溶液 Fe Cu(NO3)2溶液 7.(2020·海南)某同学探究 X、Y、Z 三种金属的活动性顺序,做了以下实验:(1) 取样,分别加入 CuSO4溶液中,发现 X、Z表面出现红色物质而 Y却没有;(2)取 X、 Z 大小相等的颗粒,分别加入溶质质量分数相等的稀 H2SO4中,发现 X表面产生气 泡的速度明显比 Z 快。则 X、Y、Z的金属活动性由强到弱依次是 (A) A.X>Z>Y B.Z>Y>X C.X>Y>Z D.Z>X>Y 8.在试管放入一根镁条(已除去氧化膜),往其中加入硝酸银溶液至浸没镁条,观 察到如下现象:①镁条表面迅速覆盖一层疏松的固体物质,经检验发现生成的固 体物质中有单质银;②镁条表面有明显的气泡产生,经检验发现气泡中有氢气。 对于上述实验现象的分析错误的是 (C) 第 - 11 - 页 共 14 页 - 11 - A.镁能从硝酸银溶液中置换出银 B.镁跟硝酸银溶液反应会生成氢气 C.镁投入硝酸银溶液中只发生 2AgNO3+Mg Mg(NO3)2+2Ag D.根据该实验可判断镁比银化学活动性强 9.(2019·黄石)用盐酸与金属单质反应,探究锌、镁、铜的金属活动性。下列有 关现象,分析或结论正确的是 (C) A.铜片表面可以观察到气泡 B.锌片的试管比镁片的试管更热 C.金属活动性由强到弱顺序为镁>锌>铜 D.三支试管中盐酸溶液的质量分数可以不同 10.(2020·武汉)有一包固体粉末 X 可能含有锌、铁、氧化铜中的一种或几种。 为探究其成分,将 m g 固体粉末加入一定质量的稀盐酸中,充分反应后剩余 n g 固体。下列说法正确的是 (B) A.若固体粉末 X含有铁,则 m 可能小于 n B.若充分反应后溶液中含有四种阳离子,则剩余固体一定为纯净物 C.若充分反应后溶液中含有三种阳离子,则固体粉末 X一定由三种物质组成 D.剩余 n g 固体可能由铁和氧化铜组成 11.(2019·青岛)金属在生产和生活中应用广泛。请回答下列问题。 (1)生活中常用铁锅做饭,主要利用了铁的 导热 性。 第 - 12 - 页 共 14 页 - 12 - (2)厨房中铁锅容易生锈,结合生活实际,写出一种防止铁锅生锈的具体方法 保持铁锅干燥 。 (3)铝合金制造的飞机外壳,具有轻量化、能抗击强大气流的冲击、耐受水雾和 雨雪侵蚀等特点。这是利用了铝合金的 耐腐蚀 、 质量轻 等优点(写出两 条即可)。 (4)某研究小组为探究铁、铜、锰(Mn)的金属活动性顺序,进行了如下三个实验 (其中金属均已打磨,且形状、大小相同,试管中所用 5%的盐酸体积相同)。 【实验记录与分析】 实验一 实验二 实验三 实验 操作 实验 现象 立即产生气泡, 速率较慢 无明显现象 立即产生气泡, 速率较快 实验 结论 铁、铜、锰的金属活动性顺序由强到弱为 锰 > 铁 > 铜 写出实验一试管中铁和盐酸发生反应的化学方程式 Fe+2HCl FeCl2+ H2↑ 。 12.(2020·安顺)金属材料的应用推动了社会的发展。新型材料的研制,已成为 现代高新技术的重要物质基础。 (1)目前常用的 1元硬币为钢芯镀镍合金,具有耐腐蚀、 光泽好、耐磨、硬度 大 等优点。 第 - 13 - 页 共 14 页 - 13 - (2)镁和铝可熔炼成 Mg17Al12镁合金,熔炼过程只能在真空中,不能在空气中进行 的原因是(写其中一个化学方程式) 2Mg+O2 2MgO(或 4Al+3O2 2Al2O3) 。 (3)某废弃物中可能含有 Cu、CuO、Mg、Zn 中的一种或几种,为确定其成分并回 收金属,取样品进行如图实验。 ①步骤Ⅱ的操作是 过滤 。 ②步骤Ⅱ中产生的现象是 有红色固体析出,溶液由蓝色变无色,有气泡产 生 。 步骤Ⅲ中锌和稀硫酸反应的化学方程式为 Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑ 。 ③若溶液 C 中只含一种溶质,则样品的成分是 CuO、Cu、Zn 。 ④通过测氢气的质量,也可确定样品的成分,则 w的值为 ≤w≤ (用 m和 n的代数式表示)。 13.(2020·温州)小明和兴趣小组同学利用铁与硫酸铜溶液反应,比较铁与铜的 活动性强弱,发现铁丝表面有红色物质析出,溶液颜色由蓝色逐渐变为浅绿色, 但有时会出现溶液颜色变为淡黄绿色或淡蓝色,甚至无明显变化的异常现象。 (1)针对上述异常现象,他们认为可能是溶液浓度或反应时间不同导致。为进一 步探究此问题,请你设计实验方案并写出实验步骤 ①将质量分数为 16%的硫酸 铜溶液稀释成 4%、8%、12%的硫酸铜溶液备用;②在相同环境下,取 4支相同的试 管各放 1 根大小相同的铁丝,分别加入 5 毫升 4%、8%、12%、16%的硫酸铜溶液;③ 第 - 14 - 页 共 14 页 - 14 - 在 20分钟内,观察反应溶液的变化,每隔 2 分钟记录各试管中溶液颜色;④比较 不同浓度的硫酸铜溶液在相同反应时间的溶液颜色,同时比较同一浓度的硫酸 铜溶液在不同时间的颜色变化,得出溶液浓度和反应时间对溶液颜色变化的影 响。 。 建议:①实验可设计 4～5 组;②实验时每支试管取用硫酸铜溶液 5毫升;③每次 实验总时间为 20分钟。实验室提供铁丝、质量分数为 16%的硫酸铜溶液、蒸馏 水及其他实验所需的仪器。 (2)列举一个因反应物浓度不同导致实验现象不同的例子,写出反应物及现象 硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰 。