金属与金属材料学生版

金属与金属材料1.(2022丽水,7,3分)一般地说,金属越活泼,冶炼越困难,人类使用该金属的时间就越迟。如图为铁、铜、钠、锌四种金属的最早冶炼历史年代,则甲代表的金属是()A.铁B.铜C.钠D.锌2.(2022嘉兴、舟山,12,4分)取一段镁条放入盛有少量稀盐酸的试管中,用手摸试管外壁会感觉发烫,反应的化学方程式为Mg+2HClMgCl2+H2↑。下列有关说法正确的是()A.反应中无明显现象B.反应是一个吸热反应C.反应后溶液中溶质质量减少D.反应说明镁能置换出酸中的氢3.(2022丽水,25,6分)小丽和小科在做“金属与酸反应”的实验时,他们分别将镁条投入盛有稀盐酸的试管中,小丽加入少量的镁条,而小科加入了足量镁条。一段时间后,小科的试管底部“意外”地出现了灰白色固体。为探究该固体是什么物质,他们开展了如下探究:【提出问题】足量镁和稀盐酸反应生成的灰白色固体是什么?【查阅资料】氢氧化镁和碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]都难溶于水,但都能与稀硝酸反应,后者能生成Mg(NO3)2和HCl。【建立假设】假设1:未溶解完的氯化镁。假设2:氢氧化镁。假设3:碱式氯化镁。……【进行实验】将灰白色固体过滤、充分洗涤后进行如下实验:序号实验操作实验现象实验结论实验一取灰白色固体于试管中,加入足量蒸馏水,充分振荡固体不溶解假设1不成立

实验二取灰白色固体于试管中,加入足量稀硝酸,充分振荡固体溶解假设2不成立往上述溶液中滴加硝酸银溶液产生白色沉淀

【评价交流】小丽认为该灰白色固体一定是碱式氯化镁。小科认为上述探究还不足以说明该固体就是碱式氯化镁,其理由是。

【继续探究】……4.(2020杭州,28,6分)小金利用图示装置进行“一氧化碳还原氧化铁”及产物检验的实验。实验步骤如下:步骤1:连接装置并检查装置的气密性,在确保装置气密性良好的基础上,按图示在各装置中添加药品;步骤2:缓慢推注射器活塞,利用甲酸(一种无色溶液,溶质为HCOOH)与浓硫酸在80℃水浴的条件下制备一氧化碳(反应原理:HCOOHCO↑+H2O);步骤3:待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下后再点燃酒精灯,当W形管右侧弯管处的氧化铁全部变为黑色时,继续加热2分钟后熄灭酒精灯;步骤4:撤去酒精灯和盛热水的烧杯,用磁铁吸引黑色物质至W形管左侧弯管处进行固体产物的检验。(1)进行气密性检查时,可在万用瓶中盛适量水,然后推注射器活塞,当观察到(填写现象),说明装置气密性良好。

(2)点燃酒精灯前,需要“待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下”的原因是。

(3)步骤3后,W形管左侧弯管处为反应后得到的稀硫酸,若固体产物全部是铁,步骤4中能观察到的现象是。

5.(2022杭州,28,6分)小金通过实验研究一氧化碳和氧化铜的反应,其操作步骤及观察到的现象如下:甲乙步骤1:连接装置并检查装置气密性。步骤2:按图甲所示向双具支试管内加入木炭粉和氧化铜,用向上排空气法使双具支试管内集满二氧化碳后塞上带有导管和瘪气球的橡皮塞。步骤3:按图乙所示将双具支试管固定在铁架台上,并使木炭粉平铺于试管底部;用酒精喷灯加热氧化铜一段时间,未观察到明显现象。步骤4:将酒精喷灯移至木炭粉处﹐加热一段时间,观察到气球明显胀大;再次将酒精喷灯移至氧化铜处,加热一段时间,观察到黑色粉末变为紫红色固体。(1)步骤2中,可用燃着的木条检验二氧化碳是否集满,燃着的木条应(选填“放置在双具支试管口”或“伸入双具支试管内”)。

(2)小金设计步骤3的目的是。

(3)实验中能表明一氧化碳具有还原性的实验现象是。

6.(2022温州,11,4分)如图所示,两个燃烧匙里装有相同质量的镁粉与锌粉,分别在空气中加热燃烧。根据燃烧难易及剧烈程度不同,可推测镁与锌具有不同的()A.颜色B.熔点C.金属延展性D.金属活动性7.(2021温州,14,4分)通过实验可以比较铁、铜、银三种金属的活动性强弱。下列装置能够达到实验目的的是(D)ABCD8.(2022宁波,14,3分)将锌粉持续加入100g含有AgNO3和Cu(NO3)2两种溶质的混合溶液中,充分反应。当加入锌粉的质量为6.5g时,溶液质量最小;当加入锌粉的质量为13.0g时,恰好完全反应。下列是反应中的相关量随加入锌的质量变化的关系图,其中正确的是()ABCD9.(2022金华,18,4分)性能神奇的金属钛(Ti)是航空、军工、电力等领域的重要原材料。常温下钛不与非金属及强酸反应,加热时却可以和常见的非金属单质反应。金红石(主要成分TiO2)是钛矿石之一,目前利用金红石大规模生产钛的过程是:①在高温条件下往金红石与碳粉混合物中通入氯气,反应制得四氯化钛(TiCl4)和一种可燃性气体;②在氩气的气流中,高温下用过量的镁跟四氯化钛反应制得钛和氯化镁。完成下列问题:(1)过程①中发生反应的化学方程式为;

(2)过程②中发生的反应属于基本反应类型中的。

10.(2021嘉兴、舟山,23,6分)人类对科学规律的认识常需经历漫长的探索过程,对金属活动性规律的认识也是如此。(1)1625年格劳贝尔发现将金属放入稀盐酸中会“消失”,这为发现金属活动性顺序奠定了基础。小嘉选用锡、铜、锌三种金属重温实验,则会“消失”的金属有。

(2)1766年卡文迪许用金属与酸反应制取了一种可燃性气体,他称之为“可燃空气”,其实该气体就是。从此为探索金属活动性打开了新思路。

(3)1865年贝开托夫经过大量的实验得出了金属活动性规律。小嘉运用该规律开展实验,向硝酸铜和硝酸银的混合溶液中逐渐加入铁粉,溶液质量变化如图所示,则B点时溶液中所含的金属阳离子有。

11.(2021衢州,26,6分)钢丝棉是一种由低碳钢制成的细丝,直径约0.125~0.189毫米。小科利用钢丝棉探究铁制品锈蚀的条件,实验如下:步骤一:取3个50mL活塞润滑性良好的注射器,检查气密性后备用。步骤二:称取3团等质量的钢丝棉(每团体积约为6cm3),A保持干燥,B用少量蒸馏水润湿,C用少量食盐水润湿,分别放入甲、乙、丙注射器中。步骤三:移动活塞,使它们均处于46mL刻度处,再用橡皮帽封住注射孔(如图所示)。步骤四:每隔一定时间,观察到的实验现象如下表。5分钟20分钟1小时5小时甲无现象无现象无现象无现象乙出现少许锈斑,活塞未明显移动出现明显锈斑,活塞移动少许锈斑增多,活塞移动明显锈蚀严重,活塞处于39mL刻度处丙出现明显锈斑,活塞移动少许锈斑增多,活塞移动明显锈蚀严重,活塞处于39mL刻度处锈蚀严重,活塞处于39mL刻度处(1)检查注射器气密性:先用橡皮帽封住注射孔,用手向外拉动活塞,放手后观察到,则气密性良好。

(2)比较乙、丙实验现象得到的结论:。

(3)钢铁生锈还需要氧气,请你利用本实验数据计算出空气中氧气的体积分数为。

12.(2021金华,28,7分)科学学习小组同学在完成盐酸除铁锈实验时,发现生锈的铁钉表面有气泡生成。同学们对此现象感到很好奇,针对“气体是由什么反应生成的”这一问题,设计实验进行探究。【设计实验】小组同学经过认真分析思考,提出了自己的假设,并设计了图甲所示的实验A和B进行探究。实验时,观察到试管A中有气泡,试管B中没有气泡,从而验证了自己的假设是成立的。(1)小组同学设计图甲所示实验基于的假设是。

(2)小金同学认为图甲实验A和B对照设置不够严谨,溶液中的水可能会对气体生成产生影响。于是在图甲实验基础上补充设计了如图乙对照实验C和D。但小科同学认为对照实验D的设置没有必要,他提出这一观点的理由是。

【反思提高】设置对照实验首要问题是找准找全影响因素,通过控制变量,来进行对照实验的设置,实现对照实验组设置的有效性和完整性。【迁移应用】一次课外实验的意外现象:镁条放入Na2CO3溶液中,快速产生气泡。请结合设置对照实验的思想,完成“气体是由什么反应生成的”问题探究。【实验探究】查阅资料:①镁能与水缓慢反应生成氢气;②Na2CO3溶液呈碱性,其溶液中除了Na+、CO32−、水分子外,还有OH小组同学设计了如图丙对照实验E、F和G。丙(3)往镁条中分别加入等量的水、Na2CO3溶液、X溶液进行实验。一段时间后,观察到试管E、G中有气体产生,但缓慢且少,试管F中产生气体既快又多。从对照实验设置的角度分析,实验G所加“X溶液”应该是溶液。

(4)分析图丙实验可知,镁条放入Na2CO3溶液中,气体是由镁与水反应生成的。试管F中快速产生气体,是因为Na2CO3溶液中存在能促进镁与水反应的离子,该离子是。

13.(2021杭州,29,8分)小金为了探究氧化铜与氢气的反应和反应产物,用如图所示装置进行实验。注射器内装满氢气,并将注射器针头扎入橡皮塞中。将少许氧化铜粉末送入长柄U形石英玻璃管内并平铺于管底。将少量白色的无水硫酸铜粉末送入长柄U形石英玻璃管中并平铺于直管中部。然后将一个气球套在长柄U形石英玻璃管的直管出口处,连接好整个实验装置并检查装置气密性……(1)为确保实验安全,在点燃酒精灯加热前的操作是。

(2)装置末端连接的气球的作用是。

(3)实验过程中,当观察到现象时可判断一定有产物水生成。

(4)实验开始时加入a克纯氧化铜粉末,实验结束后取出U形管底的固体称量为b克,当b为(用含有a式子表示)时,可判断氧化铜已完全转化为铜。

14.(2019台州,28,9分)金属与酸反应属于放热反应,其反应速率除受反应物的性质影响外,还受温度、酸的质量分数、固体表面积大小等因素影响。现探究酸质量分数对