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浙教版初中科学 《金属和物质转化》中考冲刺二轮复习课件
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这是一份浙教版初中科学 《金属和物质转化》中考冲刺二轮复习课件，共60页。PPT课件主要包含了知识回顾，金属活动性顺序，例题回放，技巧传授，技巧一题型，技巧二解题技巧，实战演练，催化剂，题组二金属置换反应，题组四金属计算习题等内容，欢迎下载使用。
知识回顾一：金属物理性质
一、金属：1.物理性质：大多数金属都具有金属光泽，密度和硬度较大，熔、沸点高，具有良好的导电性、导热性和延展性。在室温下，除汞外，金属都是固体。2.金属和非金属的区别：(1)金属一定能导电、导热，但能导电、导热的单质不一定是金属。如非金属石墨也能导电和导热。(2)金属在常温下，除汞是液态外，一般都是固态。非金属在常温下，除溴是液态外，一般都是气态或固态。
知识回顾一：金属化学性质
一.化学性质：(1)与O2的反应(写化学方程式，下同)O2与镁2Mg＋O2 === 2MgO与铁3Fe＋2O2 === Fe3O4与铝4Al＋3O2 === 2Al2O3(2)与酸反应锌与盐酸Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑与硫酸Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 铁与盐酸Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑与硫酸Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
(3)与某些盐溶液反应，如①铁与硫酸铜溶液Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu②铜与硝酸银溶液Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu(NO3)2
知识回顾三：金属活动顺序
2．应用： (1)在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它的活动性越强。(2)排在氢前面的金属能与酸反应放出H2 ，而排在氢后面的金属不能与酸反应。(3)位置在前面的金属可以把位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
3．注意： (1)金属活动性顺序只适用于溶液中的反应。(2)浓硫酸、HNO3具有强氧化性，与金属反应不能得到H2，发生的反应不是置换反应。(3)金属与盐的反应必须在“盐溶液”中进行，否则不能反应，如：Cu可以与AgNO3溶液反应置换出Ag，但不能与AgCl反应。 (4)K、Ca、Na三种金属的活动性特别强，所以与盐溶液反应时先与溶液中的水反应，而不是与盐反应。
例1-1．用三块相同的铝片（均已去除氧化膜）进行如下实验。实验1：取第一块铝片，放入稀硫酸中，有明显的现象实验2：取第二块铝片，放入硫酸铜溶液中，铝片表面有红色物质析出实验3：取第三块铝片，放入浓硫酸中，无明显的现象实验4：将实验3中的铝片取出，洗净后放入硫酸铜溶液中，没有明显的现象下列说法不正确的是（ ） A、在实验1中可以观察到铝片表面有气泡产生B、由实验2可以得出金属铝比铜活泼C、铝片与浓硫酸不能发生化学反应D、浓硫酸与稀硫酸的化学性质有差别
【答案】C【解析】A、排在氢前面的金属会与酸反应生成氢气，故A正确；B、排在前面的金属会将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，故B正确；C、浓硫酸具有强氧化性，可以将铝氧化成氧化铝，所以铝可以与浓硫酸反应，故C错误；D、浓硫酸据强氧化性，稀硫酸没有，故D正确。
例2.将一定质量金属M的粉末放入盛有Cu（NO3）2溶液的烧杯中，充分反应后溶液呈无色；继续向烧杯中加入一定量的AgNO3溶液，待充分反应后过滤，得蓝色滤液和滤渣．根据实验分析，以下结论错误的是（ ） A、金属活动性顺序：M＞Cu＞Ag B、滤液中一定含有M的阳离子和Cu2+C、滤渣中一定含有Ag和Cu D、向滤液中滴加稀盐酸，可能产生白色沉淀
【答案】C【解析】在金属活动性顺序中，排在前面的金属会将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，氯离子和银离子会生成氯化银沉淀。A、将一定质量金属M的粉末放入盛有Cu（NO3）2溶液的烧杯中，充分反应后溶液呈无色，M比铜活泼，向烧杯中加入一定量的AgNO3溶液，待充分反应后过滤，得蓝色滤液和滤渣，铜比银活泼，所以金属活动性顺序：M＞Cu＞Ag，故A正确；B、滤液中一定含有M的阳离子和Cu2+ ，故B正确；C、铜可能刚好与硝酸银反应，所以滤渣中一定含有Ag，可能含有铜，故C错误；D、滤液中可能含硝酸银，所以向滤液中滴加稀盐酸，可能产生白色沉淀，故D正确。
例3. 硅钢可用于制造变压器的铁芯，某化学兴趣小组的同学为了验证硅钢（主要含有Fe、C、Si），设计了如图的试验流程（有些反应的部分反应物和生成物已省略）。查阅资料发现常温下，单质硅（Si）不能与盐酸反应，但能与氢氧化钠溶液反应（Si+2NaOH+H2O===Na2SiO2+2H2↑）。
根据以上信息，回答下列问题： (1)固体A的成分为________ ，滤液B中的金属阳离子为________ ； (2)写出步骤⑦中发生反应的化学方程式________ ；其基本反应类型为________； (3)在过滤操作时，若发现滤液浑浊，应________； (4)步骤⑤中发生的是化合反应，尝试写出其化学方程式________________________。
【答案】（1）C、Si；Fe2+；（2）3C+2Fe2O3 === 4Fe+3CO2↑；置换反应；（3）再过滤一次；（4）4Fe（OH）2+O2+2H2O===4Fe（OH)3。
【解析】（1）硅钢中主要含有Fe、C、Si，只有Fe能与稀盐酸反应生成氯化亚铁，故剩余的固体A的成分中含有C、Si，滤液B中的金属阳离子为Fe2+；（2）碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为3C+2Fe2O3 === 4Fe+3CO2↑；该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应；
【解析】（3）过滤后发现滤液仍浑浊，先查找原因后根据原因调整改进后再重新过滤；（4）反应物是Fe（OH）2与氧气和水，写在等号的左边，生成物是氢氧化铁写在等号的右边，用观察法配平即可，所以方程式是：4Fe（OH）2+O2+2H2O===4Fe（OH）3 。
一、金属活动顺序重点1、在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它的活动性就越强，2、排在氢前面的金属能与酸反应放出H2；而排在氢后面的金属不能与酸反应放出H2。(注：酸不能浓硫酸和硝酸)3.在金属活动顺序中，位置靠前的金属可以把位于其后的金属从它们的盐溶液中置换出来。(注：盐要溶，K、Ca、Na要避开。)二、应对技巧1.工厂或者金属除杂注意：⑴抓住题中的关键词，如“过量”、“有无气泡”、“溶液颜色变化”等；⑵注意金属的置换顺序。
2.金属与混合盐溶液（1）同一金属与不同的盐都反应时, 该金属先与活动性较弱的金属盐溶液反应（2）不同活动性金属与同一种盐或者酸反应时，活泼性较强的金属先与酸或者盐发生反应。3.实验探究：设计证明三种金属的活动性顺序时最简方案首先排好三种金属正确的活动性强弱顺序：两边金属中间盐，中间金属两边盐
题组一：铁的性质及生锈条件
1.对比法”是实验探究中常用的一种科学方法，分析以下铁钉生锈实验的设计，得出的结论不正确的是( ) A. 对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加B. 对比②③可以说明铁生锈一定要有水参加C. 对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加D. 对比①②③可以说明铁生锈必需水和氧气同时参加
【答案】B【解析】A．对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加，故A正确；B．②既有氧气又有水，③既没氧气也没水，因此不能说明铁生锈一定要有水参加，故B错误；C．对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加，故C正确；D．对比①②③可以说明铁生锈必须有水和氧气同时参与，故D正确．
2.金属与我们的生活息息相关，在各个领域中用途广泛。(1)我国第四套人民币硬币从1999年开始发行，一元为钢芯镀镍(Ni)，五角币为钢芯镀铜合金，一角币为铝合金或不锈钢。选择铸造硬币的材料不需要考虑的因素是______(填序号)。A. 金属的硬度 B. 金属的导电C. 金属的耐腐蚀性 D. 金属价格与硬币面值的吻合度(2)在“南海一号”打捞出来的文物中，“金龙纹手镯”光彩夺目，完好无损；铜镜表面有铜锈；铁器则锈迹斑斑，残存很少。这说明金、铜、铁这三种金属的活动性由强到弱的顺序是______________________。
(3)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种“绿色环保高效”消毒剂。高铁酸钠中铁元素的化合价为________价。(4)在质量相等、溶质质量分数相同的稀硫酸中，分别加入等质量的锌粉和铁粉，生成氢气质量(m)随反应时间(t)的变化曲线如下图所示。下列表述正确的是____________(填序号)。①A表示锌和稀硫酸的反应曲线②反应结束后消耗两种金属的质量相等③反应结束后稀硫酸都没有剩余 ④反应结束后两种金属一定都有剩余⑤反应结束后生成的氢气质量相等
【答案】(1)B；(2)铁＞铜＞金或Fe＞Cu＞Au；(3)+6；(4)①③⑤
【解析】（1）根据硬币的流通特点可知：铸造出的硬币要有较强的耐腐蚀性、硬度较大、且硬币价值与面值的吻合度要接近，而金属的导电性不是铸造硬币所考虑的因素；（2）金属活动性越强，越容易生锈，由“金龙纹手镯”光彩夺目，完好无损；铜镜表面有铜锈；铁器则锈迹斑斑，残存很少，可知铁最活泼，铜次之，金最不活泼．所以，三种金属的活动顺序由强到弱的顺序是铁＞铜＞金；（3）设铁元素化合价为X则：（+1）×2+x+（-2）×4=0解得x=+6；
【解析】（4）由已知：“等质量的锌粉和铁粉，分别放入质量相等、溶质质量分数相同的稀硫酸充分反应”进行分析：①锌的活动性比铁的活动性强，所以等质量的金属，锌反应的时间短，所以A表示锌反应的曲线，故①正确；②由图示可知：生成的氢气的质量相等，所以硫酸均反应完；Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑，Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑，由方程式分析可知：如果锌恰好反应，则铁有剩余，所以反应结束后消耗两种金属的质量不相等；故②错误；
【解析】③置换反应是金属置换酸中的氢元素，所以若生成的氢气的质量相等，硫酸均反应完；故③正确；④由图示可知：生成的氢气的质量相等，所以硫酸均反应完；Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑，Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑，由方程式分析可知：如果锌恰好反应，则铁有剩余，或者两种金属都有剩余，故④错误；⑤由图示可知：生成的氢气的质量相等，故⑤正确．即①③⑤正确．
3.已知A﹣H为初中常见物质，A为红棕色，是赤铁矿的主要成分，F为紫红色金属，甲是黑色固体，它们相互转化关系如图所示（反应条件和部分产物已略去）．请按要求回答下列问题：（1）写出甲的化学式 _________ ； 写出C的化学式 _________ ．（2）写出A+B→E的化学方程式： _________ ； 写出E+G→F的化学方程式： _________ ．
【答案】（1）CuO；（2）3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2； Fe+CuSO4===Cu+FeSO4．
【解析】根据题目中的突破口：“A为红棕色，是赤铁矿的主要成分”、“F为紫红色金属，甲是黑色固体”，则可推测：A是氧化铁，F是紫色金属属于铜；结合图框，可推测H为二氧化碳，B为一氧化碳，C为氧化铜，E为铁，G为硫酸铜，D为硫酸，再进一步进行分析，代入进行验证，符合题意，则：（1）由分析可知，甲为黑色固体碳，其化学式是C；物质C为氧化铜，其化学式为CuO；（2）A+B→E的反应为一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成二氧化碳和铁，其反应的化学方程式为：3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2E+G→F的反应为铁与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，其反应的化学方程式：Fe+CuSO4===Cu+FeSO4．
4.以黄铁矿为原料（主要成分是FeS2）为原料，生产硫酸的简要流程图如下：（1）写出流程图中一种氧化物的名称___________。（2）将黄铁矿粉碎，目的是______________________________________________。
（3）流程中SO2转化为SO3的化学方程式为_________________________________。（4）实验室稀释浓硫酸应注意什么？_______________________________________________________。（5）炉渣（Fe2O3）在工业上可用来_____________________________________________。
【答案】（1）二氧化硫或三氧化硫或三氧化二铁。（2）增大反应物的接触面积。（3）2SO2+O2 2SO3。（4）将浓硫酸没器壁慢慢倒入水中，边倒边搅拌，且不可将水倒入浓硫酸中。（5）做冶铁原料。
【解析】（1）氧化物:由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物。本题中的氧化物有：二氧化硫（SO2）、三氧化硫（SO3）、三氧化二铁（Fe2O3）三种，可任选其一。（2）在反应中，可通过增大反应物间的接触面积或提高反应物的浓度以加快反应速度，所以本题的目的是：增大反应物的接触面积。（3）从图中可知，反应物为SO2和O2，反应条件为加热、有催化剂；生成物为SO3。
【解析】（4）稀释浓硫酸时，一定要将浓硫酸缓慢倒入水中,切忌不可将水向浓硫酸中倒。因为在浓硫酸的稀释过程中,要放出大量的热可能使水沸腾,而水的密度又比浓硫酸的密度小,所以必须酸入水,否则水在上面极容易造成水沸腾而溅出伤人。搅拌的目的是加快散热。 浓硫酸注入水中,放出大量热,用玻璃棒不断搅拌,使热量迅速分散,防止液体飞溅。（5）工业上可利用铁矿石（主要成分是Fe2O3）来冶炼钢铁。点评：本题通过以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺图，考查了氧化物、化学方程式的书写、浓硫酸的稀释等知识点，综合性较强。
5.已知在不同的温度下，CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物（或铁单质）和CO2。现利用下图1的实验装置进行实验，反应过程中管内的固体质量随温度的变化曲线如图2。注：图1中的仪器甲是一种加热仪器，图2中A、B点的固体组成分别是FeO、Fe3O4中的一种。（1）查阅资料发现，酒精灯加热时玻璃管的受热温度是400～500℃，酒精喷灯加热时玻璃管的受热温度是800～1200℃。实验室要利用图1来制取金属铁，仪器甲应选用的加热仪器是 （ ） （填“酒精灯”或“酒精喷灯”）；图1装置明显存在的不足之处是 （ ） 。
（2）利用图2显示的相关信息，回答如下问题。 ①在0～400℃温度范围内，管内固体质量不变，其原因是（ ） 。 ②图中x= （ ） g。③试据图计算并推断A点固体的合理化学式 （ ） 。
【答案】（1）酒精喷灯； 没有对尾气进行处理（2）①没有达到CO与氧化铁反应的温度； ②1.68； ③Fe3O4【解析】推断过程如下：设A点固体的化学式为FexOy，根据反应前后铁元素守恒2.4g氧化铁中铁元素的质量=2.32gFexOy中铁元素的质量，2.4g×（112/160）=2.32g×[56x/（56x+16y）]，得x：y=3：4
1.如图所示，弹簧称下挂一重物，重物浸没在AgNO3溶液中，稳定时弹簧称读数F1．再向烧杯中加入适量的铜粉，充分搅拌并配制足够的时间后，溶液体积未变，此时弹簧秤的读数为F2．已知重物与前、后溶液均不发生任何反应，对于F1和F2的相对大小，下列说法正确的是（ ）A．无法判断B．F1＜F2C．F1＞F2D．F1=F2
【答案】B【解析】根据“弹簧称下挂一重物，重物浸没在AgNO3溶液中，稳定时弹簧称读数F1．再向烧杯中加入适量的铜粉，充分搅拌并配制足够的时间后，溶液体积未变，此时弹簧秤的读数为F2”，可知铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银，反应的化学方程式为：Cu+2AgNO3===Cu（NO3）2+2Ag，则可推测溶液质量减小，溶液体积不变而质量减小，则溶液密度减小，溶液密度的减小使重物所受浮力减小，浮力的减小而使弹簧秤的读数增大．
2. X、Y、Z、W是四种不同的金属，为比较金属活动性的强弱，某同学利用这四种金属单质、盐酸、Z的硝酸盐、W的硝酸盐，进行有关实验，结果如下表（能发生置换反应的记为“√”，不能反应的记为“一”，无标记的表示未做该实验）．这四种金属的活动性顺序为（ ）A. Y＞W＞Z＞XB. X＞Y＞W＞ZC. W＞X＞Y＞ZD. X＞W＞Y＞Z
【答案】D【解析】首先根据X、Y、Z、W是四种不同的金属，其中X、W可以和盐酸反应，说明X和W金属活动性强于Y和Z，所以排除AB项；然后根据Y能置换出Z的硝酸盐中的Z，说明，Y的金属活动性强于Z，Y＞Z；又X能置换出W的硝酸盐，说明X＞W；综合以上分析得到：X＞W＞Y＞Z
3.某样品除含有铁粉外还可能混有C粉、CuO粉末中的一种或两种,将该粉末加入到一定量的稀硫酸中,充分反应后过滤,向滤液中加入锌粉,锌粉的表面有气泡产生,将滤渣在氧气中充分灼烧,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体并有固体残留.下列说法正确的是( )(1)样品中一定含有C粉和CuO粉末(2)样品中一定含有CuO粉末,可能含有C粉(3)残留固体的质量等于样品中CuO的质量(4)滤液中一定含有FeSO4、H2SO4,可能含有CuSO4(5)滤渣中一定含有C粉和Cu.A. (1)(2)(3) B. (1)(4)(5)C. (2)(3)(4) D. (2)(3)(5)
【答案】B【解析】因为在金属活动性顺序中,铁在氢前,因此可以和稀硫酸反应,而若有氧化铜的话氧化铜也可以和稀硫酸反应生成硫酸铜;向滤液中加入锌粉有气泡生成,说明滤液中有硫酸,则铁全部参与反应生成了硫酸亚铁,说明滤液中一定含有亚铁离子;而将滤渣在氧气中充分灼烧,并产生了二氧化碳气体且有固体残留,说明滤渣中一定含有碳粉和铜,说明原样品 一定含有碳粉和氧化铜粉末,所以B选项是正确的.
题组三：金属的活动性的图像习题
1.等质量的X、Y两种金属分别和足量的同体积、同浓度的盐酸反应，产生气体的质量与时间的关系如图所示．下列说法中不正确的是（ ）A．t1时，产生气体的质量：X＞YB．t1时，消耗盐酸的质量：X=YC．t2时，消耗金属的质量：X＞YD．t3时，消耗金属的质量：X=Y
【答案】B【解析】A、t1时，产生气体的质量是：X＞Y，故A正确；B、t1时，产生气体的质量是：X＞Y，所以消耗盐酸的质量应该是：X＞Y，故B错误；C、由图可知，t2 时，X已经消耗完，Y还没有消耗完，又开始时两者的质量相等且酸是过量的，所以t2时消耗金属的质量：X＞Y，故C正确；D、由题干可知，金属的质量相等，且酸是足量的，所以最后金属全部反应完，图示中t3 时刻两者的气体质量不再变化，说明金属已经完全反应，又金属的质量相等，所以消耗金属的质量X=Y，故D正确．
2.等质量的稀硫酸分别与足量的镁、铁、锌三种金属反应，下列图像能正确反映氢气质量与反应时间之间关系的是（ ）。
【答案】B【解析】B项，因为镁、铁、锌均是足量，所以只有酸会消耗完全，最终产生的氢气必定为等量，金属活动性镁>锌>铁，所以产生氢气的速率也是镁锌铁，故B项正确；A项，因为镁、铁、锌均是足量，所以只有酸会消耗完全，最终产生的氢气必定为等量，故A项错误；C项，金属活动顺序表里锌排在铁的前面，反应速度会比铁快，故C项错误；D项，因为镁、铁、锌均是足量，所以只有酸会消耗完全，最终产生的氢气必定为等量，故D项错误。综上所述，本题正确答案为B。
3.相同质量的M、N两种活泼金属，分别与足量的稀盐酸在室温下发生反应（M、N在生成物中的化合价为均为+2价），生成H2的质量m和反应时间t的关系如右下图所示。 （1）金属活动顺序是M比N ( ) (填“强”或“弱”)；相对原的相对原子质量是M比N的 ( )（填“大”或“小”）。（2）M与稀盐酸反应结束后，消耗稀盐酸中溶质的质量为( )g。
【答案】（1）强；小 （2）36.5【解析】（1）根据图象可以看出，金属M需要的时间短，因此M的金属活动性强；而M得到的氢气多，说明M的相对原子质量小，故答案为：强，小（2）设消耗掉的HCl的质量为xM+2HCl===MCl2+H2↑73 2x 1g73/X=2/1x=36.5g
题组三：金属活动性实验探究
1.为研究锌和铝的金属活动性，某研究小组进行了如下探究。（1）小明设计的实验方案：向表面积相同的铝片和锌粒中分别加入盐酸。写出锌与盐酸反应的化学方程式__________________。（2）小芳将去膜和未去膜的铝片分别放入盐酸中，发现前者比后者反应快，原因是___________。（3）小芳在（2）实验中，还观察到有“灰黑色沉淀”这一异常现象出现。
【提出问题】铝与盐酸反应出现的灰黑色沉淀的组成是什么？【查阅文献】铝在颗粒较小时为灰黑色；AlCl3为无色透明晶体或白色而微带浅黄色的固体，易溶于水和乙醇。【提出合理假设】假设a：该灰黑色沉淀可能含有_________；假设b：该灰黑色沉淀可能含有AlCl3；假设c：该灰黑色沉淀可能含有难溶于酸的物质。【设计并完成实验】取灰黑色沉淀分别进行如下实验。
【得出结论】由实验①可判断假设c________（填“成立”或“不成立”），再集合②和③可得出该灰黑色沉淀的成分是________。（4）你认为①中小明的实验能否比较锌和铝的金属活动性强弱？________（填“能”或“不能”），分别从设计方法和操作可行性的角度，具体说明理由_______________________________。
【答案】（1）Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑（2）未去膜的铝片表面有氧化铝（氧化膜），氧化铝先与盐酸反应（3）铝（或铝和氯化铝）；不成立；铝和氯化铝（4）不能；小明的实验方案中未控制金属的纯度，盐酸的浓度等相关变量相同，操作中难以做到铝片和锌粒的表面积相同
【解析】（1）活泼金属锌与盐酸发生置换反应，生成氯化锌和氢气，该反应的化学方程式为Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑（2）原因：后者未去膜，盐酸要先与其表面的氧化铝发生反应，待氧化铝除去后，再与稀盐酸反应；（4）对于金属纯度的影响、所用盐酸浓度的影响等，小明的方案中都没进行必要的控制且操作中也难以做到铝片和锌粒的表面积相同，所以不能据此实验判断两金属活动性的强弱。
【解析】（3）【提出合理假设】铝在颗粒较小时为灰黑色与反应中出现的“灰黑色沉淀”颜色相同，可猜测灰黑色可能为未完全反应的铝或是铝与未完全溶解的氯化铝的混合物；【得出结论】实验①加入适量稀盐酸固体全部溶解，说明该灰黑色沉淀不含有难溶于酸的物质，即猜想不能成立；实验②加入适量蒸馏水和③加入适量无水乙醇都可观察到有固体物质被溶解，说明固体中还含有易溶于水和乙醇的氯化铝，因此，通过三个实验的探究可判断沉淀为铝和氯化铝的混合物；
2.小明在学习金属活动性顺序时,对课本上“活动性较强的金属一般可以将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来”这句话产生了好奇.为什么用“一般”这个词呢?难道还有例外吗?[查阅资料]Na性质活泼,常温下,与氧气反应,也可以与水反应放出氢气.[实验与分析](1)在实验室中,金属钠保存在煤油中;(2)用镊子从煤油中取出金属钠,放在滤纸上,用小刀切下一小块,投人蒸馏水中,发现钠块立刻熔化成银白色小球,在水面 上到处游动,滴人酚酞试液后溶液变成红色;(3)往硫酸铜溶液中,投入一小块钠,又出现蓝色沉淀,但没有红色物质析出.
(1)金属钠保存在煤油中的原因（ ） ．(2)从实验(2)中,你能得出哪些关于钠性质的结论?(任写两条）．(3)写出钠与硫酸铜溶液反应的化学方程式(分两步,钠先与水反应,产物再与硫酸铜反应) （ ）； [结论]活动性较强的金属不一定将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来.
【答案】（1）防止钠与水、氧气反应（2）钠为银白色金属、密度比水小、质软、熔点低、反应放热、与水反应的生成物中有碱性物质等合理答案均可．（3）2Na+2H2O===2NaOH+H2↑；2NaOH+CuSO4===Na2SO4+Cu（OH）2↓
【解析】(1)因为Na性质活泼,常温下,与氧气反应,所以要保存在煤油中,答案:常温下,与氧气反应.(2)从实验(2)的现象分析,用小刀切下一小块钠,说明钠的硬度小;投人蒸馏水中,钠块立刻熔化成银白色小球,说明熔点低,答案为:硬度小,熔点低.(3)钠放入硫酸铜溶液中,先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再和硫酸铜溶液反应,化学方程式为:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑；2NaOH+CuSO4===Na2SO4+Cu（OH）2↓
某兴趣小组探究金属的反应规律．【探究】在室温条件下进行如图所示实验．（1）实验室稀释浓硫酸时，需要用到的实验仪器有______．（2）将形状和大小相同、表面均打磨洁净的镁和铁放入试管内，在两试管内同时加入等质量、等质量分数的稀硫酸．若要比较镁和铁的金属活动性，观察到的实验现象是______．
（3）若实验所用的金属均过量，则装置甲中产生的H2的质量______（选填“大于”、“小于”或“等于”）装置乙中产生的H2质量．【探究】将一定量的镁粉加入到硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中，充分反应后过滤，将滤出的固体放入少量稀硫酸中，没有气泡产生．那么，滤出的固体和滤液中分别一定含有______．
【答案】（1）玻璃棒、烧杯； （2）镁和稀硫酸产生气泡的速率比铁和稀硫酸产生气泡的速率快； （3）等于； （4）铜、硫酸镁和硫酸亚铁。
【解析】（1）实验室稀释浓硫酸时，需要用到的实验仪器有玻璃棒、烧杯． （2）因为镁比铁活泼，所以分别于等质量、等质量分数的稀硫酸反应时，镁和稀硫酸产生气泡的速率比铁和稀硫酸产生气泡的速率快． （3）若镁和铁均过量，则装置甲中产生的H2的质量等于装置乙中产生的H2质量． （4）将滤出的固体放入少量稀硫酸中，没有气泡产生，说明固体中不含有镁和铁，镁完全反应，与硫酸铜反应生成铜和硫酸镁，硫酸铜是否完全反应无法确定，硫酸亚铁没有参加反应，所以滤出的固体中只有铜，滤液中一定含有硫酸镁和硫酸亚铁，是否含有硫酸铜无法确定． 故填：铜、硫酸镁和硫酸亚铁．
1.将Mg、Al、Zn分别放入相同溶质质量分数的盐酸中，反应完成后，放出的氢气质量相同，其可能的原因是（ ）A．放入的三种金属质量相同，盐酸足量B．放入的Mg、Al、Zn的质量比为12：9：32.5，盐酸足量C．盐酸的质量相同，放入足量的三种金属D．放入的盐酸质量比为3：2：1，反应后无盐酸剩余
【答案】BC【解析】A、放入三种金属的质量相同，盐酸足量，则铝产生的氢气质量最多，其次是镁，最少的是锌，产生氢气质量不同，故A错误；B、盐酸足量，设12g镁产生氢气的质量为x，则有Mg+2HCl===MgCl2+H2↑24 212g x24/12g = 2/x x=1g
【解析】设9g铝产生氢气的质量为y2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑54 69g y54/9g = 6/y y=1g设32.5g锌产生氢气的质量为zZn+2HCl===ZnCl2+H2↑65 232.5g z65/32.5g = 2/z z=1g 故B正确；
【解析】C、盐酸的质量相同，放入足量的三种金属，则盐酸全部参加反应，相同质量的盐酸所含氢的质量相同，故产生的氢气的质量相同，故C正确；D、放入的盐酸质量比为3：2：1，反应后无盐酸剩余，则盐酸全部参加反应，盐酸的质量不同，产生的氢气质量不同，故D错误，故选BC．
2.金属镁可用于火箭、飞机、轮船的制造。镁在现代材料工业中需求量逐渐增大。海水中含有约0.129%的镁元素，仅次于氯化钠，总储量约1 800亿吨，开发潜力很大。(1)在提取镁的生产过程中，需要浓缩海水，提高海水中氯化镁的质量分数，你认为既环保又经济的方法是 ；(2)浓缩海水中MgCl2的质量分数为9.5%，求要将150吨浓缩海水中MgCl2都转化为Mg(OH)2，理论上需要Ca(OH)2多少吨？
【答案】(1)利用太阳能、风能等蒸发海水(2)理论上需用Ca(OH)2 11.1 t【解析】(1)蒸发水分可以达到浓缩目的，环保经济的蒸发方法就是利用自然界的风能、太阳能等来达到目的。(2)设理论上需Ca(OH)2的质量为x，则m(MgCl2)＝150t × 9.5%＝14.25 tMgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl295 7414.25 t x95∶14.25 t＝74∶x 解得x＝11.1 t
3.某学习小组用如下图所示装置测定锌铜合金中锌、铜的质量分数．（1）实验前，先将锌铜合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是：_____（2）实验操作步骤有：检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，再进行的操作还有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B滴加足量试剂；⑤检查气密性．上述再进行的操作的顺序是 _________ （填序号）；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应 _________ ；
（3）B中发生反应的化学方程式为 _________ ；（4）若实验用锌铜合金的质量为a g，与酸充分反应后，测得氢气体积为V L，为求出合金中锌、铜的质量分数，还缺少的一个数据是 _________ ；A．反应前加入稀酸的体积 B．反应前加入稀酸的质量分数C．实验前反应装置中空气的体积 D．实验条件下氢气的密度（5）若实验用锌铜合金的质量为a g，与酸充分反应后，B中剩余固体的质量为b g，则锌的质量分数为 _________ ；（6）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得锌的质量分数将 _________ （填“偏大”“偏小”或“不受影响”）．
【答案】（1）除去合金表面的氧化膜（2）⑤①④③②；使D和C的液面相平（3）Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑（4）D（5）（a﹣b）/a ×100%（6）偏小
【解析】(1)铜锌合金表面有氧化膜,实验前,先将锌铜合金在稀酸中浸泡片刻,除去合金表面的氧化膜,因此，本题正确答案是除去合金表面的氧化膜;(2)要根据排开液体的体积来测定生成氢气的体积,首先需记录C的液面,然后使反应进行,当充分反应时在记下C的位置,最后可以对剩余固体进行处理,记录C的液面位置时,除视线平视外,还应使D和C的液面相平,因此，本题正确答案是:(5)(1)(4)(3)(2);使D和C的液面相平;
知识回顾一：金属物理性质
一、金属：1.物理性质：大多数金属都具有金属光泽，密度和硬度较大，熔、沸点高，具有良好的导电性、导热性和延展性。在室温下，除汞外，金属都是固体。2.金属和非金属的区别：(1)金属一定能导电、导热，但能导电、导热的单质不一定是金属。如非金属石墨也能导电和导热。(2)金属在常温下，除汞是液态外，一般都是固态。非金属在常温下，除溴是液态外，一般都是气态或固态。
知识回顾一：金属化学性质
一.化学性质：(1)与O2的反应(写化学方程式，下同)O2与镁2Mg＋O2 === 2MgO与铁3Fe＋2O2 === Fe3O4与铝4Al＋3O2 === 2Al2O3(2)与酸反应锌与盐酸Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑与硫酸Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 铁与盐酸Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑与硫酸Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
(3)与某些盐溶液反应，如①铁与硫酸铜溶液Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu②铜与硝酸银溶液Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu(NO3)2
知识回顾三：金属活动顺序
2．应用： (1)在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它的活动性越强。(2)排在氢前面的金属能与酸反应放出H2 ，而排在氢后面的金属不能与酸反应。(3)位置在前面的金属可以把位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
3．注意： (1)金属活动性顺序只适用于溶液中的反应。(2)浓硫酸、HNO3具有强氧化性，与金属反应不能得到H2，发生的反应不是置换反应。(3)金属与盐的反应必须在“盐溶液”中进行，否则不能反应，如：Cu可以与AgNO3溶液反应置换出Ag，但不能与AgCl反应。 (4)K、Ca、Na三种金属的活动性特别强，所以与盐溶液反应时先与溶液中的水反应，而不是与盐反应。
例1-1．用三块相同的铝片（均已去除氧化膜）进行如下实验。实验1：取第一块铝片，放入稀硫酸中，有明显的现象实验2：取第二块铝片，放入硫酸铜溶液中，铝片表面有红色物质析出实验3：取第三块铝片，放入浓硫酸中，无明显的现象实验4：将实验3中的铝片取出，洗净后放入硫酸铜溶液中，没有明显的现象下列说法不正确的是（ ） A、在实验1中可以观察到铝片表面有气泡产生B、由实验2可以得出金属铝比铜活泼C、铝片与浓硫酸不能发生化学反应D、浓硫酸与稀硫酸的化学性质有差别
【答案】C【解析】A、排在氢前面的金属会与酸反应生成氢气，故A正确；B、排在前面的金属会将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，故B正确；C、浓硫酸具有强氧化性，可以将铝氧化成氧化铝，所以铝可以与浓硫酸反应，故C错误；D、浓硫酸据强氧化性，稀硫酸没有，故D正确。
例2.将一定质量金属M的粉末放入盛有Cu（NO3）2溶液的烧杯中，充分反应后溶液呈无色；继续向烧杯中加入一定量的AgNO3溶液，待充分反应后过滤，得蓝色滤液和滤渣．根据实验分析，以下结论错误的是（ ） A、金属活动性顺序：M＞Cu＞Ag B、滤液中一定含有M的阳离子和Cu2+C、滤渣中一定含有Ag和Cu D、向滤液中滴加稀盐酸，可能产生白色沉淀
【答案】C【解析】在金属活动性顺序中，排在前面的金属会将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，氯离子和银离子会生成氯化银沉淀。A、将一定质量金属M的粉末放入盛有Cu（NO3）2溶液的烧杯中，充分反应后溶液呈无色，M比铜活泼，向烧杯中加入一定量的AgNO3溶液，待充分反应后过滤，得蓝色滤液和滤渣，铜比银活泼，所以金属活动性顺序：M＞Cu＞Ag，故A正确；B、滤液中一定含有M的阳离子和Cu2+ ，故B正确；C、铜可能刚好与硝酸银反应，所以滤渣中一定含有Ag，可能含有铜，故C错误；D、滤液中可能含硝酸银，所以向滤液中滴加稀盐酸，可能产生白色沉淀，故D正确。
例3. 硅钢可用于制造变压器的铁芯，某化学兴趣小组的同学为了验证硅钢（主要含有Fe、C、Si），设计了如图的试验流程（有些反应的部分反应物和生成物已省略）。查阅资料发现常温下，单质硅（Si）不能与盐酸反应，但能与氢氧化钠溶液反应（Si+2NaOH+H2O===Na2SiO2+2H2↑）。
根据以上信息，回答下列问题： (1)固体A的成分为________ ，滤液B中的金属阳离子为________ ； (2)写出步骤⑦中发生反应的化学方程式________ ；其基本反应类型为________； (3)在过滤操作时，若发现滤液浑浊，应________； (4)步骤⑤中发生的是化合反应，尝试写出其化学方程式________________________。
【答案】（1）C、Si；Fe2+；（2）3C+2Fe2O3 === 4Fe+3CO2↑；置换反应；（3）再过滤一次；（4）4Fe（OH）2+O2+2H2O===4Fe（OH)3。
【解析】（1）硅钢中主要含有Fe、C、Si，只有Fe能与稀盐酸反应生成氯化亚铁，故剩余的固体A的成分中含有C、Si，滤液B中的金属阳离子为Fe2+；（2）碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为3C+2Fe2O3 === 4Fe+3CO2↑；该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应；
【解析】（3）过滤后发现滤液仍浑浊，先查找原因后根据原因调整改进后再重新过滤；（4）反应物是Fe（OH）2与氧气和水，写在等号的左边，生成物是氢氧化铁写在等号的右边，用观察法配平即可，所以方程式是：4Fe（OH）2+O2+2H2O===4Fe（OH）3 。
一、金属活动顺序重点1、在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它的活动性就越强，2、排在氢前面的金属能与酸反应放出H2；而排在氢后面的金属不能与酸反应放出H2。(注：酸不能浓硫酸和硝酸)3.在金属活动顺序中，位置靠前的金属可以把位于其后的金属从它们的盐溶液中置换出来。(注：盐要溶，K、Ca、Na要避开。)二、应对技巧1.工厂或者金属除杂注意：⑴抓住题中的关键词，如“过量”、“有无气泡”、“溶液颜色变化”等；⑵注意金属的置换顺序。
2.金属与混合盐溶液（1）同一金属与不同的盐都反应时, 该金属先与活动性较弱的金属盐溶液反应（2）不同活动性金属与同一种盐或者酸反应时，活泼性较强的金属先与酸或者盐发生反应。3.实验探究：设计证明三种金属的活动性顺序时最简方案首先排好三种金属正确的活动性强弱顺序：两边金属中间盐，中间金属两边盐
题组一：铁的性质及生锈条件
1.对比法”是实验探究中常用的一种科学方法，分析以下铁钉生锈实验的设计，得出的结论不正确的是( ) A. 对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加B. 对比②③可以说明铁生锈一定要有水参加C. 对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加D. 对比①②③可以说明铁生锈必需水和氧气同时参加
【答案】B【解析】A．对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加，故A正确；B．②既有氧气又有水，③既没氧气也没水，因此不能说明铁生锈一定要有水参加，故B错误；C．对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加，故C正确；D．对比①②③可以说明铁生锈必须有水和氧气同时参与，故D正确．
2.金属与我们的生活息息相关，在各个领域中用途广泛。(1)我国第四套人民币硬币从1999年开始发行，一元为钢芯镀镍(Ni)，五角币为钢芯镀铜合金，一角币为铝合金或不锈钢。选择铸造硬币的材料不需要考虑的因素是______(填序号)。A. 金属的硬度 B. 金属的导电C. 金属的耐腐蚀性 D. 金属价格与硬币面值的吻合度(2)在“南海一号”打捞出来的文物中，“金龙纹手镯”光彩夺目，完好无损；铜镜表面有铜锈；铁器则锈迹斑斑，残存很少。这说明金、铜、铁这三种金属的活动性由强到弱的顺序是______________________。
(3)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种“绿色环保高效”消毒剂。高铁酸钠中铁元素的化合价为________价。(4)在质量相等、溶质质量分数相同的稀硫酸中，分别加入等质量的锌粉和铁粉，生成氢气质量(m)随反应时间(t)的变化曲线如下图所示。下列表述正确的是____________(填序号)。①A表示锌和稀硫酸的反应曲线②反应结束后消耗两种金属的质量相等③反应结束后稀硫酸都没有剩余 ④反应结束后两种金属一定都有剩余⑤反应结束后生成的氢气质量相等
【答案】(1)B；(2)铁＞铜＞金或Fe＞Cu＞Au；(3)+6；(4)①③⑤
【解析】（1）根据硬币的流通特点可知：铸造出的硬币要有较强的耐腐蚀性、硬度较大、且硬币价值与面值的吻合度要接近，而金属的导电性不是铸造硬币所考虑的因素；（2）金属活动性越强，越容易生锈，由“金龙纹手镯”光彩夺目，完好无损；铜镜表面有铜锈；铁器则锈迹斑斑，残存很少，可知铁最活泼，铜次之，金最不活泼．所以，三种金属的活动顺序由强到弱的顺序是铁＞铜＞金；（3）设铁元素化合价为X则：（+1）×2+x+（-2）×4=0解得x=+6；
【解析】（4）由已知：“等质量的锌粉和铁粉，分别放入质量相等、溶质质量分数相同的稀硫酸充分反应”进行分析：①锌的活动性比铁的活动性强，所以等质量的金属，锌反应的时间短，所以A表示锌反应的曲线，故①正确；②由图示可知：生成的氢气的质量相等，所以硫酸均反应完；Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑，Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑，由方程式分析可知：如果锌恰好反应，则铁有剩余，所以反应结束后消耗两种金属的质量不相等；故②错误；
【解析】③置换反应是金属置换酸中的氢元素，所以若生成的氢气的质量相等，硫酸均反应完；故③正确；④由图示可知：生成的氢气的质量相等，所以硫酸均反应完；Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑，Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑，由方程式分析可知：如果锌恰好反应，则铁有剩余，或者两种金属都有剩余，故④错误；⑤由图示可知：生成的氢气的质量相等，故⑤正确．即①③⑤正确．
3.已知A﹣H为初中常见物质，A为红棕色，是赤铁矿的主要成分，F为紫红色金属，甲是黑色固体，它们相互转化关系如图所示（反应条件和部分产物已略去）．请按要求回答下列问题：（1）写出甲的化学式 _________ ； 写出C的化学式 _________ ．（2）写出A+B→E的化学方程式： _________ ； 写出E+G→F的化学方程式： _________ ．
【答案】（1）CuO；（2）3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2； Fe+CuSO4===Cu+FeSO4．
【解析】根据题目中的突破口：“A为红棕色，是赤铁矿的主要成分”、“F为紫红色金属，甲是黑色固体”，则可推测：A是氧化铁，F是紫色金属属于铜；结合图框，可推测H为二氧化碳，B为一氧化碳，C为氧化铜，E为铁，G为硫酸铜，D为硫酸，再进一步进行分析，代入进行验证，符合题意，则：（1）由分析可知，甲为黑色固体碳，其化学式是C；物质C为氧化铜，其化学式为CuO；（2）A+B→E的反应为一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成二氧化碳和铁，其反应的化学方程式为：3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2E+G→F的反应为铁与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，其反应的化学方程式：Fe+CuSO4===Cu+FeSO4．
4.以黄铁矿为原料（主要成分是FeS2）为原料，生产硫酸的简要流程图如下：（1）写出流程图中一种氧化物的名称___________。（2）将黄铁矿粉碎，目的是______________________________________________。
（3）流程中SO2转化为SO3的化学方程式为_________________________________。（4）实验室稀释浓硫酸应注意什么？_______________________________________________________。（5）炉渣（Fe2O3）在工业上可用来_____________________________________________。
【答案】（1）二氧化硫或三氧化硫或三氧化二铁。（2）增大反应物的接触面积。（3）2SO2+O2 2SO3。（4）将浓硫酸没器壁慢慢倒入水中，边倒边搅拌，且不可将水倒入浓硫酸中。（5）做冶铁原料。
【解析】（1）氧化物:由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物。本题中的氧化物有：二氧化硫（SO2）、三氧化硫（SO3）、三氧化二铁（Fe2O3）三种，可任选其一。（2）在反应中，可通过增大反应物间的接触面积或提高反应物的浓度以加快反应速度，所以本题的目的是：增大反应物的接触面积。（3）从图中可知，反应物为SO2和O2，反应条件为加热、有催化剂；生成物为SO3。
【解析】（4）稀释浓硫酸时，一定要将浓硫酸缓慢倒入水中,切忌不可将水向浓硫酸中倒。因为在浓硫酸的稀释过程中,要放出大量的热可能使水沸腾,而水的密度又比浓硫酸的密度小,所以必须酸入水,否则水在上面极容易造成水沸腾而溅出伤人。搅拌的目的是加快散热。 浓硫酸注入水中,放出大量热,用玻璃棒不断搅拌,使热量迅速分散,防止液体飞溅。（5）工业上可利用铁矿石（主要成分是Fe2O3）来冶炼钢铁。点评：本题通过以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺图，考查了氧化物、化学方程式的书写、浓硫酸的稀释等知识点，综合性较强。
5.已知在不同的温度下，CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物（或铁单质）和CO2。现利用下图1的实验装置进行实验，反应过程中管内的固体质量随温度的变化曲线如图2。注：图1中的仪器甲是一种加热仪器，图2中A、B点的固体组成分别是FeO、Fe3O4中的一种。（1）查阅资料发现，酒精灯加热时玻璃管的受热温度是400～500℃，酒精喷灯加热时玻璃管的受热温度是800～1200℃。实验室要利用图1来制取金属铁，仪器甲应选用的加热仪器是 （ ） （填“酒精灯”或“酒精喷灯”）；图1装置明显存在的不足之处是 （ ） 。
（2）利用图2显示的相关信息，回答如下问题。 ①在0～400℃温度范围内，管内固体质量不变，其原因是（ ） 。 ②图中x= （ ） g。③试据图计算并推断A点固体的合理化学式 （ ） 。
【答案】（1）酒精喷灯； 没有对尾气进行处理（2）①没有达到CO与氧化铁反应的温度； ②1.68； ③Fe3O4【解析】推断过程如下：设A点固体的化学式为FexOy，根据反应前后铁元素守恒2.4g氧化铁中铁元素的质量=2.32gFexOy中铁元素的质量，2.4g×（112/160）=2.32g×[56x/（56x+16y）]，得x：y=3：4
1.如图所示，弹簧称下挂一重物，重物浸没在AgNO3溶液中，稳定时弹簧称读数F1．再向烧杯中加入适量的铜粉，充分搅拌并配制足够的时间后，溶液体积未变，此时弹簧秤的读数为F2．已知重物与前、后溶液均不发生任何反应，对于F1和F2的相对大小，下列说法正确的是（ ）A．无法判断B．F1＜F2C．F1＞F2D．F1=F2
【答案】B【解析】根据“弹簧称下挂一重物，重物浸没在AgNO3溶液中，稳定时弹簧称读数F1．再向烧杯中加入适量的铜粉，充分搅拌并配制足够的时间后，溶液体积未变，此时弹簧秤的读数为F2”，可知铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银，反应的化学方程式为：Cu+2AgNO3===Cu（NO3）2+2Ag，则可推测溶液质量减小，溶液体积不变而质量减小，则溶液密度减小，溶液密度的减小使重物所受浮力减小，浮力的减小而使弹簧秤的读数增大．
2. X、Y、Z、W是四种不同的金属，为比较金属活动性的强弱，某同学利用这四种金属单质、盐酸、Z的硝酸盐、W的硝酸盐，进行有关实验，结果如下表（能发生置换反应的记为“√”，不能反应的记为“一”，无标记的表示未做该实验）．这四种金属的活动性顺序为（ ）A. Y＞W＞Z＞XB. X＞Y＞W＞ZC. W＞X＞Y＞ZD. X＞W＞Y＞Z
【答案】D【解析】首先根据X、Y、Z、W是四种不同的金属，其中X、W可以和盐酸反应，说明X和W金属活动性强于Y和Z，所以排除AB项；然后根据Y能置换出Z的硝酸盐中的Z，说明，Y的金属活动性强于Z，Y＞Z；又X能置换出W的硝酸盐，说明X＞W；综合以上分析得到：X＞W＞Y＞Z
3.某样品除含有铁粉外还可能混有C粉、CuO粉末中的一种或两种,将该粉末加入到一定量的稀硫酸中,充分反应后过滤,向滤液中加入锌粉,锌粉的表面有气泡产生,将滤渣在氧气中充分灼烧,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体并有固体残留.下列说法正确的是( )(1)样品中一定含有C粉和CuO粉末(2)样品中一定含有CuO粉末,可能含有C粉(3)残留固体的质量等于样品中CuO的质量(4)滤液中一定含有FeSO4、H2SO4,可能含有CuSO4(5)滤渣中一定含有C粉和Cu.A. (1)(2)(3) B. (1)(4)(5)C. (2)(3)(4) D. (2)(3)(5)
【答案】B【解析】因为在金属活动性顺序中,铁在氢前,因此可以和稀硫酸反应,而若有氧化铜的话氧化铜也可以和稀硫酸反应生成硫酸铜;向滤液中加入锌粉有气泡生成,说明滤液中有硫酸,则铁全部参与反应生成了硫酸亚铁,说明滤液中一定含有亚铁离子;而将滤渣在氧气中充分灼烧,并产生了二氧化碳气体且有固体残留,说明滤渣中一定含有碳粉和铜,说明原样品 一定含有碳粉和氧化铜粉末,所以B选项是正确的.
题组三：金属的活动性的图像习题
1.等质量的X、Y两种金属分别和足量的同体积、同浓度的盐酸反应，产生气体的质量与时间的关系如图所示．下列说法中不正确的是（ ）A．t1时，产生气体的质量：X＞YB．t1时，消耗盐酸的质量：X=YC．t2时，消耗金属的质量：X＞YD．t3时，消耗金属的质量：X=Y
【答案】B【解析】A、t1时，产生气体的质量是：X＞Y，故A正确；B、t1时，产生气体的质量是：X＞Y，所以消耗盐酸的质量应该是：X＞Y，故B错误；C、由图可知，t2 时，X已经消耗完，Y还没有消耗完，又开始时两者的质量相等且酸是过量的，所以t2时消耗金属的质量：X＞Y，故C正确；D、由题干可知，金属的质量相等，且酸是足量的，所以最后金属全部反应完，图示中t3 时刻两者的气体质量不再变化，说明金属已经完全反应，又金属的质量相等，所以消耗金属的质量X=Y，故D正确．
2.等质量的稀硫酸分别与足量的镁、铁、锌三种金属反应，下列图像能正确反映氢气质量与反应时间之间关系的是（ ）。
【答案】B【解析】B项，因为镁、铁、锌均是足量，所以只有酸会消耗完全，最终产生的氢气必定为等量，金属活动性镁>锌>铁，所以产生氢气的速率也是镁锌铁，故B项正确；A项，因为镁、铁、锌均是足量，所以只有酸会消耗完全，最终产生的氢气必定为等量，故A项错误；C项，金属活动顺序表里锌排在铁的前面，反应速度会比铁快，故C项错误；D项，因为镁、铁、锌均是足量，所以只有酸会消耗完全，最终产生的氢气必定为等量，故D项错误。综上所述，本题正确答案为B。
3.相同质量的M、N两种活泼金属，分别与足量的稀盐酸在室温下发生反应（M、N在生成物中的化合价为均为+2价），生成H2的质量m和反应时间t的关系如右下图所示。 （1）金属活动顺序是M比N ( ) (填“强”或“弱”)；相对原的相对原子质量是M比N的 ( )（填“大”或“小”）。（2）M与稀盐酸反应结束后，消耗稀盐酸中溶质的质量为( )g。
【答案】（1）强；小 （2）36.5【解析】（1）根据图象可以看出，金属M需要的时间短，因此M的金属活动性强；而M得到的氢气多，说明M的相对原子质量小，故答案为：强，小（2）设消耗掉的HCl的质量为xM+2HCl===MCl2+H2↑73 2x 1g73/X=2/1x=36.5g
题组三：金属活动性实验探究
1.为研究锌和铝的金属活动性，某研究小组进行了如下探究。（1）小明设计的实验方案：向表面积相同的铝片和锌粒中分别加入盐酸。写出锌与盐酸反应的化学方程式__________________。（2）小芳将去膜和未去膜的铝片分别放入盐酸中，发现前者比后者反应快，原因是___________。（3）小芳在（2）实验中，还观察到有“灰黑色沉淀”这一异常现象出现。
【提出问题】铝与盐酸反应出现的灰黑色沉淀的组成是什么？【查阅文献】铝在颗粒较小时为灰黑色；AlCl3为无色透明晶体或白色而微带浅黄色的固体，易溶于水和乙醇。【提出合理假设】假设a：该灰黑色沉淀可能含有_________；假设b：该灰黑色沉淀可能含有AlCl3；假设c：该灰黑色沉淀可能含有难溶于酸的物质。【设计并完成实验】取灰黑色沉淀分别进行如下实验。
【得出结论】由实验①可判断假设c________（填“成立”或“不成立”），再集合②和③可得出该灰黑色沉淀的成分是________。（4）你认为①中小明的实验能否比较锌和铝的金属活动性强弱？________（填“能”或“不能”），分别从设计方法和操作可行性的角度，具体说明理由_______________________________。
【答案】（1）Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑（2）未去膜的铝片表面有氧化铝（氧化膜），氧化铝先与盐酸反应（3）铝（或铝和氯化铝）；不成立；铝和氯化铝（4）不能；小明的实验方案中未控制金属的纯度，盐酸的浓度等相关变量相同，操作中难以做到铝片和锌粒的表面积相同
【解析】（1）活泼金属锌与盐酸发生置换反应，生成氯化锌和氢气，该反应的化学方程式为Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑（2）原因：后者未去膜，盐酸要先与其表面的氧化铝发生反应，待氧化铝除去后，再与稀盐酸反应；（4）对于金属纯度的影响、所用盐酸浓度的影响等，小明的方案中都没进行必要的控制且操作中也难以做到铝片和锌粒的表面积相同，所以不能据此实验判断两金属活动性的强弱。
【解析】（3）【提出合理假设】铝在颗粒较小时为灰黑色与反应中出现的“灰黑色沉淀”颜色相同，可猜测灰黑色可能为未完全反应的铝或是铝与未完全溶解的氯化铝的混合物；【得出结论】实验①加入适量稀盐酸固体全部溶解，说明该灰黑色沉淀不含有难溶于酸的物质，即猜想不能成立；实验②加入适量蒸馏水和③加入适量无水乙醇都可观察到有固体物质被溶解，说明固体中还含有易溶于水和乙醇的氯化铝，因此，通过三个实验的探究可判断沉淀为铝和氯化铝的混合物；
2.小明在学习金属活动性顺序时,对课本上“活动性较强的金属一般可以将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来”这句话产生了好奇.为什么用“一般”这个词呢?难道还有例外吗?[查阅资料]Na性质活泼,常温下,与氧气反应,也可以与水反应放出氢气.[实验与分析](1)在实验室中,金属钠保存在煤油中;(2)用镊子从煤油中取出金属钠,放在滤纸上,用小刀切下一小块,投人蒸馏水中,发现钠块立刻熔化成银白色小球,在水面 上到处游动,滴人酚酞试液后溶液变成红色;(3)往硫酸铜溶液中,投入一小块钠,又出现蓝色沉淀,但没有红色物质析出.
(1)金属钠保存在煤油中的原因（ ） ．(2)从实验(2)中,你能得出哪些关于钠性质的结论?(任写两条）．(3)写出钠与硫酸铜溶液反应的化学方程式(分两步,钠先与水反应,产物再与硫酸铜反应) （ ）； [结论]活动性较强的金属不一定将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来.
【答案】（1）防止钠与水、氧气反应（2）钠为银白色金属、密度比水小、质软、熔点低、反应放热、与水反应的生成物中有碱性物质等合理答案均可．（3）2Na+2H2O===2NaOH+H2↑；2NaOH+CuSO4===Na2SO4+Cu（OH）2↓
【解析】(1)因为Na性质活泼,常温下,与氧气反应,所以要保存在煤油中,答案:常温下,与氧气反应.(2)从实验(2)的现象分析,用小刀切下一小块钠,说明钠的硬度小;投人蒸馏水中,钠块立刻熔化成银白色小球,说明熔点低,答案为:硬度小,熔点低.(3)钠放入硫酸铜溶液中,先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再和硫酸铜溶液反应,化学方程式为:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑；2NaOH+CuSO4===Na2SO4+Cu（OH）2↓
某兴趣小组探究金属的反应规律．【探究】在室温条件下进行如图所示实验．（1）实验室稀释浓硫酸时，需要用到的实验仪器有______．（2）将形状和大小相同、表面均打磨洁净的镁和铁放入试管内，在两试管内同时加入等质量、等质量分数的稀硫酸．若要比较镁和铁的金属活动性，观察到的实验现象是______．
（3）若实验所用的金属均过量，则装置甲中产生的H2的质量______（选填“大于”、“小于”或“等于”）装置乙中产生的H2质量．【探究】将一定量的镁粉加入到硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中，充分反应后过滤，将滤出的固体放入少量稀硫酸中，没有气泡产生．那么，滤出的固体和滤液中分别一定含有______．
【答案】（1）玻璃棒、烧杯； （2）镁和稀硫酸产生气泡的速率比铁和稀硫酸产生气泡的速率快； （3）等于； （4）铜、硫酸镁和硫酸亚铁。
【解析】（1）实验室稀释浓硫酸时，需要用到的实验仪器有玻璃棒、烧杯． （2）因为镁比铁活泼，所以分别于等质量、等质量分数的稀硫酸反应时，镁和稀硫酸产生气泡的速率比铁和稀硫酸产生气泡的速率快． （3）若镁和铁均过量，则装置甲中产生的H2的质量等于装置乙中产生的H2质量． （4）将滤出的固体放入少量稀硫酸中，没有气泡产生，说明固体中不含有镁和铁，镁完全反应，与硫酸铜反应生成铜和硫酸镁，硫酸铜是否完全反应无法确定，硫酸亚铁没有参加反应，所以滤出的固体中只有铜，滤液中一定含有硫酸镁和硫酸亚铁，是否含有硫酸铜无法确定． 故填：铜、硫酸镁和硫酸亚铁．
1.将Mg、Al、Zn分别放入相同溶质质量分数的盐酸中，反应完成后，放出的氢气质量相同，其可能的原因是（ ）A．放入的三种金属质量相同，盐酸足量B．放入的Mg、Al、Zn的质量比为12：9：32.5，盐酸足量C．盐酸的质量相同，放入足量的三种金属D．放入的盐酸质量比为3：2：1，反应后无盐酸剩余
【答案】BC【解析】A、放入三种金属的质量相同，盐酸足量，则铝产生的氢气质量最多，其次是镁，最少的是锌，产生氢气质量不同，故A错误；B、盐酸足量，设12g镁产生氢气的质量为x，则有Mg+2HCl===MgCl2+H2↑24 212g x24/12g = 2/x x=1g
【解析】设9g铝产生氢气的质量为y2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑54 69g y54/9g = 6/y y=1g设32.5g锌产生氢气的质量为zZn+2HCl===ZnCl2+H2↑65 232.5g z65/32.5g = 2/z z=1g 故B正确；
【解析】C、盐酸的质量相同，放入足量的三种金属，则盐酸全部参加反应，相同质量的盐酸所含氢的质量相同，故产生的氢气的质量相同，故C正确；D、放入的盐酸质量比为3：2：1，反应后无盐酸剩余，则盐酸全部参加反应，盐酸的质量不同，产生的氢气质量不同，故D错误，故选BC．
2.金属镁可用于火箭、飞机、轮船的制造。镁在现代材料工业中需求量逐渐增大。海水中含有约0.129%的镁元素，仅次于氯化钠，总储量约1 800亿吨，开发潜力很大。(1)在提取镁的生产过程中，需要浓缩海水，提高海水中氯化镁的质量分数，你认为既环保又经济的方法是 ；(2)浓缩海水中MgCl2的质量分数为9.5%，求要将150吨浓缩海水中MgCl2都转化为Mg(OH)2，理论上需要Ca(OH)2多少吨？
【答案】(1)利用太阳能、风能等蒸发海水(2)理论上需用Ca(OH)2 11.1 t【解析】(1)蒸发水分可以达到浓缩目的，环保经济的蒸发方法就是利用自然界的风能、太阳能等来达到目的。(2)设理论上需Ca(OH)2的质量为x，则m(MgCl2)＝150t × 9.5%＝14.25 tMgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl295 7414.25 t x95∶14.25 t＝74∶x 解得x＝11.1 t
3.某学习小组用如下图所示装置测定锌铜合金中锌、铜的质量分数．（1）实验前，先将锌铜合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是：_____（2）实验操作步骤有：检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，再进行的操作还有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B滴加足量试剂；⑤检查气密性．上述再进行的操作的顺序是 _________ （填序号）；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应 _________ ；
（3）B中发生反应的化学方程式为 _________ ；（4）若实验用锌铜合金的质量为a g，与酸充分反应后，测得氢气体积为V L，为求出合金中锌、铜的质量分数，还缺少的一个数据是 _________ ；A．反应前加入稀酸的体积 B．反应前加入稀酸的质量分数C．实验前反应装置中空气的体积 D．实验条件下氢气的密度（5）若实验用锌铜合金的质量为a g，与酸充分反应后，B中剩余固体的质量为b g，则锌的质量分数为 _________ ；（6）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得锌的质量分数将 _________ （填“偏大”“偏小”或“不受影响”）．
【答案】（1）除去合金表面的氧化膜（2）⑤①④③②；使D和C的液面相平（3）Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑（4）D（5）（a﹣b）/a ×100%（6）偏小
【解析】(1)铜锌合金表面有氧化膜,实验前,先将锌铜合金在稀酸中浸泡片刻,除去合金表面的氧化膜,因此，本题正确答案是除去合金表面的氧化膜;(2)要根据排开液体的体积来测定生成氢气的体积,首先需记录C的液面,然后使反应进行,当充分反应时在记下C的位置,最后可以对剩余固体进行处理,记录C的液面位置时,除视线平视外,还应使D和C的液面相平,因此，本题正确答案是:(5)(1)(4)(3)(2);使D和C的液面相平;
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