九年级科学2.2金属化学性质（实验探究）专题训练（含解析）

第第页九年级科学2.2金属化学性质（实验探究）专题训练（含解析）1．如图为某小组探究金属化学性质的两组实验。

（1）实验Ⅰ中以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铁的活动性强弱，有同学认为不够合理，理由是（写两条）。

（2）描述实验Ⅱ中C试管内反应的实验现象。

（3）实验Ⅱ中要验证Cu、Fe、Ag的金属活动性顺序，至少要做的实验是（填字母序号）。

2.小明同学取镁、铝、锌三种金属，分别放入盛有质量和质量分数都相等的稀盐酸的锥形瓶中，实验装置如图1，采集数据，得到如图2所示的气压变化曲线。

（1）镁、铝、锌与稀盐酸反应产生的相同气体是（填化学式）。

（2）铝对应的曲线是B，反应速率先慢后快，其主要原因是。

（3）从图2分析，以下结论正确的是（填序号）。

①金属镁对应的气压变化曲线是A

②M点时参加反应的镁锌质量相等

③实验时取用的镁铝质量可能相等

3．某化学探究小组为了验证铁、铜、镁、银的金属活动性顺序，设计了如下实验方案：

①将大小相同的铁片和镁片分别加入到浓度相同的稀盐酸中；

②将铜片加入到硝酸银溶液中；

③将金属A加入到B溶液中。

(1)根据实验①可以判断出镁的活动性比铁强，依据的实验现象是________________________________；如果补充一个实验__________________________(用化学方程式表示)，也能说明镁比铁活泼。

(2)根据实验③得出铁、铜的金属活动性顺序，如果B是硫酸铜溶液，则A是________；如果A是铜，则B溶液是________。

(3)用金属活动性顺序还能解释生活中的一些现象，如：

____________________________________________________________________。

4.某同学为了探究相关金属的化学性质，做了下列实验：

(1)A试管中的实验现象是_____________________________________________。

(2)只通过A和B实验尚不能证明铜、银两种金属的活动性强弱，需补充一个实验来证明，补充实验所用试剂合理的是________。

A.Cu、Ag、稀盐酸B.Cu、AgNO3溶液

(3)实验C中物质充分反应后，某同学对试管中固体的成分提出以下四种猜想：

A.Zn、Cu、AgB.Zn、CuC.Cu、AgD.Ag

这四种猜想中明显不合理的是________(填编号)。

5．某化学兴趣小组用如图所示实验探究铁生锈的条件(每支试管中均放有完全相同的洁净铁钉)。请你填写空格：

(第10题)

(1)由A、B中出现的实验现象可知，铁生锈必需的条件之一是______________。甲同学认为，只由试管A中发生的现象就能够说明铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。乙同学不同意他的观点，认为必须全面观察试管__________________(填试管编号)发生的现象，并经过科学严谨的推理，才能得出上述结论。

(2)试管D和E实验的目的是进一步探究铁在____________________________的环境中是否更容易锈蚀。

(3)为防止金属锈蚀，除了采用覆盖保护膜等措施以外，还可以制成合金。这是因为合金与纯金属相比，其组成和内部组织结构发生变化，从而引起_______的变化。

6．久置的铜制品表面能生成绿色的铜锈[主要成分为Cu2(OH)2CO3]，某化学兴趣小组对铜生锈的条件进行了以下探究。

【提出猜想】根据铜锈的组成元素推测，铜生锈可能是铜与空气中的二氧化碳、水等物质反应的结果。

【实验设计】兴趣小组同学取打磨光亮的铜丝，设计了如图所示的四个实验。

【现象分析】若干天后，发现只有D瓶中的铜丝表面出现绿色的铜锈，其他瓶中的铜丝表面均无铜锈出现。

(1)实验B、C瓶中所使用的蒸馏水是经煮沸后迅速冷却的蒸馏水，其目的是_________________________________________________________。

(2)B瓶与D瓶中的现象对比，可以得出的结论是

____________________________________________________________________。

【实验结论】由上述四个实验可分析得出，铜生锈是铜与空气中的______________________共同作用的结果。

【答案】【现象分析】(1)除去水中溶解的氧气(2)铜生锈需要二氧化碳

【实验结论】氧气、水和二氧化碳

7.已知某合金粉末可能含有铝、铁、铜这几种金属，某兴趣小组在老师的指导下，对合金粉末中铝、铁、铜的存在情况进行了探究。

查阅资料：铝与氢氧化钠溶液反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑（产物NaAlO2溶于水）；Fe、Cu不与氢氧化钠溶液反应。

猜想：

猜想1：该合金粉末中含有铝、铁。

猜想2：该合金粉末中含有铁、铜。

猜想3：该合金粉末中含有铝、铁、铜。

实验探究：下列实验仅供选择的试剂：稀盐酸、NaOH溶液。

实验方案实验现象结论

⒈取一定量的合金粉末，加过量的___________，充分反应后过滤，滤渣备用粉末部分溶解，并有气体放出合金中一定含有___________

⒉取步骤1所得滤渣，加入过量的___________，充分反应滤渣部分溶解，并有气体放出，溶液呈___________色合金一定还含有___________

【探究结论】：猜想3成立。

反思：一般来说，活泼金属能与盐酸等酸反应，而铝与酸、碱都能反应，说明铝具有特殊的性质。写出铝与稀盐酸反应的化学方程式___________

8.某小组对纯铁丝与浓硫酸反应后的产物进行了验证。

已知：2Fe+6H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O，SO2能使品红溶液褪色。

（1）B和C位置连接品红溶液和无水硫酸铜装置接口顺序是e→________→L。

（2）将反应后的溶液稀释，取稀释液滴加足量的NaOH溶液，观察到________现象时，证明有Fe2(SO4)3存在。

（3）装置D的作用是________。

（4）将装置末端的气体经干燥后，依次通过灼热的氧化铜和无水硫酸铜粉末，发现氧化铜粉末变成红色，同时无水硫酸铜粉末变成蓝色。分析其原因可能是________。

9.小科在老师指导下探究铁与水蒸气的反应。

（1）按图装好药品、连好装置（夹持仪器已略去），A装置的作用是______。

（2）实验观察发现吹泡器吹出的气泡快速向上飞起，用燃着的木条靠近气泡，能产生爆鸣，该气体为______（填化学式）。

（3）小科思考后认为剩余的固体是“铁的一种氧化物”，玻璃管内的黑色固体中还可能含有“过量的铁”。

【查阅资料】铁有三种氧化物（FeO、Fe2O3、Fe3O4），其中FeO接触到空气会立即由黑色变为红棕色。

【实验探究】

实验步骤实验现象实验结论

倒出玻璃管中黑色固体,平铺于白纸上黑色固体不变色黑色固体中一定没有______和Fe2O3。

取上述黑色固体少许,装入试管,加入足量硫酸铜溶液黑色固体部分溶解,且有红色固体出现黑色固体中一定含有______。

10.镁的金属活动性较强，既能与氧气反应生成氧化镁，也能与氮气反应生成氮化镁。实验小组的同学利用以下装置(部分固定装置已略去)制取氮化镁(Mg3N2)，实验步骤如下：

①按图连接好实验装置，检查装置气密性。

②在硬玻璃管中装入一定质量的镁粉。

③打开活塞K井通入氮气一段时间。

⑤反应结束后，。

④点燃酒精灯加热，开始进行反应。

③拆除装置，取出产物并称量。

（1）硬质玻璃管中生成氮化镁的化学方程式是________。

（2）⑤反应结束后，应进行的操作是________。

（3）反应过程中末端导管必须始终插入试管A的水中，目的是________。

11.在学习了金属与酸之间的反应后，为进一步探究温度对金属与酸反应速度的影响。小明用如图所示装置进行实验。

可供选择的药品及器材：溶质质量分数为9.8%的稀硫酸、薄铁片、量筒、剪刀、秒表、天平、温度计、酒精灯等；

老师对实验的建议：①为减少反应放热对溶液温度的影响，每组实验铁片的质量取0.5克。

②铁片放人布袋内；

③实验至少设计3组；

④实验中采用水浴加热的方式控制反应的温度；

（1）该装置中的铜丝可，上下拉动，其作用是________。

（2）结合老师建议，补充完整实验①之后的其它步骤。

①检查装置气密性；

……

答案及解析

1．解：（1）从图可以看出选取的酸的种类不同，金属的表面积是否相同，因此以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铁的活动性强弱不够合理；

（2）由图示可知，实验Ⅱ中C试管内的反应是铜与硝酸银反应生成了硝酸铜和银，反应的现象是：铜丝表面有一层银白色物质，溶液由无色变为蓝色；

（3）由C可知，铜能置换出硝酸银中的银，说明活动性铜＞银，D中的铁能置换出硫酸铜中的铜，说明活动性铁＞铜，所以可得活动性：铁＞铜＞银，所以实验Ⅱ中要验证Cu、Fe、Ag的金属活动性顺序，至少要做的实验是CD。

故答案为：（1）酸的种类不同，金属的表面积是否相同；

（2）铜丝表面有一层银白色物质，溶液由无色变为蓝色；

（3）CD。

2.解：（1）镁、铝、锌与稀盐酸反应产生的相同气体是氢气，其化学式为H2。

（2）铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜，氧化铝先与稀盐酸反应生成氯化铝和水，氧化铝反应完，铝再与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，故铝对应的曲线是B，反应速率先慢后快。

（3）①镁、铝、锌三种金属中镁的金属活动性最强，反应速率最快，则金属镁对应的气压变化曲线是A。

②M点时AC曲线对应的气压相等，生成氢气的质量相等，生成等质量的氢气，消耗的锌的质量多，则M点时参加反应的镁锌质量不相等。

③稀盐酸的质量相等，最终铝产生的氢气的质量大于镁，等质量的镁和铝与足量的酸反应，铝产生的氢气的质量多，则实验时取用的镁铝质量可能相等。

故答案为：（1）H2；

（2）铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜，氧化铝先与稀盐酸反应生成氯化铝和水，氧化铝反应完，铝再与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气；

（3）①③。

3．(1)镁片与稀盐酸反应比铁片更剧烈；

Mg＋FeSO4===Fe＋MgSO4(合理即可)

(2)铁；盐酸(或硫酸亚铁、氯化亚铁溶液等)

(3)不能用铁、铝制成的器具盛放酸性物质(或不能用铁制容器配制农药波尔多液等，合理即可)

【解析】可以利用活泼金属与酸反应的速度不同来确定金属的活动性强弱．也能根据金属与盐溶液反应来确定金属的活动性的强弱．

4.（1）锌片上附着一层红色的物质，溶液由蓝色变为无色（2）B（3）B

【解析】(1)锌的活动性比铜强，锌能和硝酸铜反应，生成铜和硝酸锌，故现象为锌片上附着一层红色的物质，溶液由蓝色变为无色。(2)通过实验A可知锌的活动性比铜强，通过实验B可知锌的活动性比银强，还需要证明铜和银的活动性强弱，Cu、Ag与稀盐酸均不能反应，故无法证明；Cu与AgNO3溶液反应，可以证明铜的活动性比银强，可以达到实验目的。(3)当Zn过量时，固体中含有Zn、Cu、Ag，故A项合理；由于银的活动性最弱，故最先被置换出来，固体中一定有银，故B项不合理；当锌不足或恰好反应时，固体中含有Cu、Ag，故C项合理；当锌不足，未与硝酸铜反应时，固体中只含有Ag，故D项合理。

5．(1)与空气(或氧气)接触；A、B、C(2)有食盐存在或有酸存在(3)性质

【解析】（1）A中铁钉与氧气接触，B中铁钉与氧气不接触，故由A、B中出现的实验现象可知，铁生锈的条件之一是与空气（或氧气）接触；通过B可知，在没有氧气的情况下铁不容易生锈，通过C可知，在没有水的情况下铁不容易生锈，A中的铁和水、氧气同时接触容易生锈，通过ABC可知，铁在水和氧气同时存在的情况下容易生锈。（2）试管D和E中，铁钉与水和氧气接触的同时和盐、酸接触，目的是进一步探究铁在盐、酸存在的环境中是否更容易锈蚀。③合金与纯金属相比，其组成和内部组织结构发生变化，从而引起性质的变化。

方法规律：本题采用对比实验法解答。要证明铁的锈蚀是铁与氧气、水共同作用的结果，就要分别设计铁在隔绝氧气、隔绝水的条件下和铁同时与氧气、水接触的条件下是否锈蚀，通过对这三个实验现象的全面观察、分析，才能得出结论。

6．【现象分析】(1)除去水中溶解的氧气(2)铜生锈需要二氧化碳

【实验结论】氧气、水和二氧化碳

【解析】（1）实验B、C瓶中所使用的蒸馏水是经煮沸后迅速冷却的蒸馏水，其目的是除去水中溶解的二氧化碳和氧气。

（2）B瓶与D瓶中的现象对比可知，B中不含有二氧化碳，不能生锈，D中含有二氧化碳，能够生锈，可以得出的结论是铜生锈需要二氧化碳。

【实验结论】由上述四个实验可分析得出，A中不含有水，B中不含有二氧化碳，C中不含有氧气，都不能生锈，D中同时含有水、二氧化碳和氧气，能够生锈，因此铜生锈是铜与空气中的二氧化碳、水蒸气和氧气共同作用的结果。

7.NaOH溶液Al稀HCl稀盐酸浅绿Fe、Cu2Al+6HCl=3H2+2AlCl3

【详解】实验探究：

1．取一定量的合金粉末，加过量的氢氧化钠溶液，充分反应后过滤，粉末部分溶解，并有气体放出，是因为铝和氢氧化钠反应生成了氢气；

2．取步骤1所得滤渣，加过量的稀盐酸，充分反应，滤渣部分溶解，并有气体放出，溶液呈浅绿色，是因为铜不能和盐酸反应，铁能和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气。实验过程如下所示：

实验方案实现现象结论

⒈取一定量的合金粉末，加过量的氢氧化钠溶液，充分反应后过滤，滤渣备用。粉末部分溶解，并有气体放出。合金中一定含有铝。

⒉取步骤１所得滤渣，加过量的稀盐酸，充分反应。滤渣部分溶解，并有气体放出，溶液呈浅绿色。合金中一定含有铁、铜。

探究结论：

铝和稀盐酸反应，生成氯化铝和氢气，反应的方程式为：2Al+6HCl=3H2+2AlCl3。

8.（1）h→k→g→f

（2）红褐色沉淀

（3）吸收生成的SO2气体，防止污染大气

（4）随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐降低，铁与稀硫酸反应生成了H2，H2还原氧化铜生成了水，使无水硫酸铜粉末变成蓝色。

【解析】（1）根据验证二氧化硫和水时要先验证水，后验证二氧化硫分析；

（2）根据氢氧化钠与硫酸铁反应会产生红褐色沉淀分析；

（3）根据二氧化硫有毒，排放到空气中会污染空气分析；

（4）根据硫酸与铁反应产生氢气，氢气可与氧化铜反应生成铜和水分析。

【解答】（1）要验证生成物有二氧化硫和水，需先利用无水硫酸铜验证水，然后再利用品红溶液验证二氧化硫，装置接口顺序为e→h→k→g→f；

（2）氢氧化钠与硫酸铁反应会产生红褐色沉淀，所以加入氢氧化钠溶液，若面容到有红褐色沉淀生成时，证明有硫酸铁的存在；

（3）二氧化硫有毒，排放到空气中会污染空气，所以根据二氧化硫与碱溶液反应，利用装置D来吸收生成的SO2气体，防止污染大气；

（4）随着反应的进行，硫酸的浓度逐渐降低，铁与稀硫酸反应生成了H2，H2还原氧化铜生成了铜和水，氧化铜粉末变成红色，使无水硫酸铜粉末变成蓝色；

9.提供水蒸气H2FeOFe和Fe3O4

【详解】（1）A装置中水受热产生水蒸气，作用是提供水蒸气。

（2）加热一段时间后，灰色铁粉逐渐变黑，吹泡器连续吹出气泡，且气泡向上飞起；用燃着的木条靠近气泡，能产生爆鸣，说明气泡中的气体是氢气，化学式为H2。

（3）[实验探究]

倒出玻璃管中黑色固体，平铺于白纸上，黑色固体不变色，说明黑色固体中一定没有氧化亚铁和氧化铁；取上述黑色固体少许，装入试管，加入足量硫酸铜溶液，黑色固体部分溶解，并且产生红色固体，说明黑色固体中含有铁和四氧化三铁。

10.（1）3Mg+N2Mg3N2

（2）熄灭酒精灯，继续通N2，待反应管冷却至室温，停止通N2，并关闭活塞K

（3）防止反应过程是空气进入反应管

【解析】（1）镁和氮气反应，生成氮化镁，据此写出反应的方程式；

（2）高温的玻璃管遇水很容易发生炸裂；如果熄灭酒精灯后立即停止氮气的通入，会使玻璃管内气压减小，水被倒吸到玻璃管内发生爆炸；

（3）导管口浸没在水中，可以起到密封隔离的作用，防止外面的空气进入玻璃管，影响反应现象。多余的尾气可以通过导气管口排放出去，起到减压的作用。

【解答】（1）硬质玻璃管中生成氮化镁的化学方程式：Mg+N2Mg3N2；

（2）⑤反应结束后，应进行的操作是：熄灭酒精灯，继续通N2，待反应管冷却至室温，停止通N2，并关闭活塞K。

（3）反应过程中末端导管必须始终插入试管A的水中，目的：防止反应过程是空气进入反应。

11.（1）控制反应的发生或停止，

（2）用剪刀剪取三片质量为0.5克的铁片，取其中一片放入布袋中。在分液漏斗中加入50毫升9.8%的稀