当前位置: 金属 >> 金属介绍 >> 第2课金属化学性质02重点练
一、选择题:
1.等质量的稀硫酸分别与足量的镁、铁、锌三种金属反应,下列图象能正确生产氢气质量与反应时间之间关系的是( )
2.两个烧杯中装有等质量的金属锌和镁,然后分别逐渐加入同浓度的稀硫酸,产生氢气的质量与加入硫酸的质量关系如图所示。下列说法正确的是()
A.该图反映出镁比锌的金属活动性强
B.a点时,两个烧杯中的酸都恰好完全反应
C.b点时,两个烧杯中产生氢气的质量相等
D.c点时,两个烧杯中都有金属剩余
3.向一定质量FeCl2和CuCl2的混和溶液中逐渐加入足量的锌粒,下列图象不能正确反映对应关系的是()
4.将一定量的锌粉加入到硝酸亚铁、硝酸银的混合溶液中,溶液最终变为无色.下列图象能表示对应变化关系的是()
5.如图是等质量的X、Y、Z三种金属与足量的稀硫酸反应,已知三种金属与酸反应时生成的盐中的金属的化合价均显示+2价。生成氢气的质量随时间的变化如图所示。请根据图示判断,下列说法中正确的是()
A.产生氢气的质量由大到小的关系是YXZ
B.三种金属的活动性顺序由强到弱的顺序是XYZ
C.相对原子质量的大小关系是ZYX
D.三种金属与酸反应时溶液质量增加的顺序是XYZ
6.向等质量的锌粉和铁粉中分别加入质量相等、溶质质量分数也相等的稀硫酸,下列图像中与之不相符的是()
7.质量相同质量分数相同的稀H2SO4与足量Mg、Al、Zn、Fe充分反应,生成氢气质量与金属质量的关系如图所示,分析图像信息,得出结论正确的是
A.四种金属都能与酸反应生成H2
B.四种金属的活动性顺序:AlMgFeZn
C.相同质量的四种金属与稀H2SO4反应,消耗酸的质量相等
D.相同质量的四种金属与足量稀H2SO4反应氢气质量:ZnFeMgAl
8.向等质量的镁粉和铁粉中分别逐滴加入同浓度的稀盐酸至过量,酸溶液的质量与生成盐的质量关系如下图所示,请根据题干和图象信息判断,下列说法正确的是()
A.镁粉消耗稀盐酸的质量多
B.参加反应的稀盐酸的质量相等
C.生成盐的质量相等
D.铁粉与稀盐酸反应更快
9.将一定量的铁和铝的混合物与足量的盐酸反应,得到气体0.2g,则该固体混合物的质量可能是()
A.1.8gB.2.7gC.5.6gD.6.3g
10.某兴趣小组的同学将一块不纯的铁片5.6g投入到足量的稀盐酸中,充分反应后生成了0.2g气体,则该铁片中混有的杂质一定不可能是()
A.铝和锌B.镁和锌C.镁和铜D.锌和铜
二、填空题:
11.在天平(灵敏度极高)两边的烧杯中分别盛有同质量、同溶质质量分数的稀硫酸,天平平衡,再向两烧杯中分别加入相同质量的镁和铁,充分反应后,若天平平衡,则反应物中一定有剩余的物质是_____________,一定没有剩余的物质是_______________;若天平失去平衡,则一定没有剩余的物质是______________________.
12.如图所示,在托盘天平两边各放一只烧杯,调至平衡.往右边烧杯里注入一定量的稀硫酸,左边烧杯里注入相同质量的盐酸.
(1)如图甲所示,两边烧杯中各投入少量相同质量的锌粒,锌粒完全溶解后,天平指针有何变化?________,理由是________________________________。
(2)如图乙所示,若左边投入锌粒,右边投相同质量的镁条,锌、镁全部溶解后,天平指针有何变化?________________________________________________________,理由是________________________。
13.近年来,我国航空、航海、高铁等得到长足发展,跻身世界前列。大飞机C试飞成功,标志着我国强国梦又迈出了一大步。大飞机使用的化学材料如甲图。请回答:
(1)钛合金属于__________(填“金属”或“合成”)材料。
(2)图乙是钛原子结构示意图,则x=_______;钛元素位于元素周期表第_______周期。
(3)建造航母也使用了钛合金,构成金属钛的粒子是________(填“原子”“分子”或“离子”),工业制取钛的反应为:,X的化学式为__________。
(4)利用新技术能将不锈钢加工成柔软的金属丝,用它和棉纤维一起编织成性能优良的劳保防护服,这是利用了不锈钢_________。
A延展性B导热性C导电性
(5)早在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器。以磁铁矿为原料炼铁的化学方程式为____________。
(6)为了探究航母材料中锌、铁、铜三种金属活动性强弱,下列选用的药品可行的是_________(填序号)。
AZn、FeSO4溶液、Cu
BZnSO4溶液、Cu、Fe
CZnSO4溶液、Fe、CuSO4溶液
DFeSO4溶液、CuSO4溶液、Zn
(7)为探究铁和锌两种金属与酸反应的状况,将等质量的两种金属分别与等质量的溶质质量分数相同的稀硫酸反应,产生氢气的质量与反应时间的函数关系如下图所示。下列相关判断中,正确的是___________。
A甲是铁,乙是锌
B甲是锌,乙是铁
C图1中金属乙与稀硫酸充分反应后,稀硫酸一定还有剩余
D图2中金属甲与稀硫酸充分反应,金属甲可能有剩余
三、实验题:
14.学完金属的化学性质后,小华用下列仪器和试剂验证影响金属与硫酸反应速率的因素:
仪器:烧杯、试管夹、酒精灯、药匙、托盘天平,镊子。
药品:铝丝、铁丝、铁粉、6%硫酸、25%硫酸。
Ⅰ、不同状态的金属与酸反应的速率不同
取质量相等的铁丝和铁粉,分别放入等浓度,等体积的稀盐酸中,生成氢气的质量(m)与反应时间(t)的关系曲线如图所示。
(1)为完成该实验,需要补充的一种仪器是_______。
(2)曲线B对应的物质是_____。
(3)请写出铁与稀硫酸反应的化学方程式:_______________。
(4)由此实验得到的结论是__________________。
Ⅱ、金属与不同溶质质量分数的硫酸反应的速率不同
取质量相等的铁丝,分别放入6%、25%的等量且足量稀硫酸中。请画出生成氢气的质量与反应时间的关系曲线图。__________
Ⅲ、______对金属与盐酸的反应速率也有影响
实验设计:___________
四、推断题:
15.从ZnSO4、CuSO4和FeSO4的混合液中回收金属铜,设计了如下方案:
①操作a的名称是______,加入锌后,写出发生反应的一个化学方程式__,该反应体现了铜的金属活动性比锌____(选填“强”或“弱”)。
②操作a后的固体中一定有的物质是____,生成气体的化学式是_____。
16.已知,A~E物质之间存在如图转化关系。其中A、C、D是单质,E是相对分子质量最小的氧化物,B为蓝色溶液。
(1)写出E物质的化学式:_____。
(2)浅绿色溶液中一定含有的金属离子是_____。
(3)A→D的基本反应类型为_____。
(4)A和B反应的化学方程式为_____。
五、计算题:
17.为了测定某铜锌合金中铜的质量分数,某同学利用该合金与稀盐酸反应,进行了三次实验,有关实验数据记录如下(实验中的误差忽略不计)。
(1)分析表格数据可知,合金与所用稀盐酸的质量比为_____时,合金中的锌与稀盐酸中的HCl恰好完全反应。
(2)试计算该铜锌合金中铜的质量分数_____。
1.
B
等质量的稀硫酸分别与足量的镁、铁、锌三种金属反应,只有氢离子得电子生成氢气,根据原子守恒得到生成氢气质量相等,因为金属活泼性不同导致反应速率不同,金属活泼性越强,其反应速率越大导致反应时间越短,金属活泼性Mg>Zn>Fe,所以反应速率大小顺序是Mg>Zn>Fe,则反应时间大小顺序是Fe>Zn>Mg。故选B。
2.
D
A选项是错误的叙述,该图横坐标是硫酸,所以不能反应金属的活动性强弱;B选项是错误的叙述,a点盛金属锌的烧杯中酸有剩余;C选项是错误的叙述,b点时金属锌产生的氢气少;D选项c点时,两个烧杯中都有金属剩余,是正确的叙述;故答案选择D
3.
D
由于金属的活动性是锌>铁>铜,向一定质量FeCl2和CuCl2的混和溶液中逐渐加入足量的锌粒,锌先与氯化铜反应,当氯化铜反应完全后再与氯化亚铁反应,反应的方程式是:
Zn+CuCl2=Cu+ZnCl2溶液增量
-64=1
Zn+FeCl2=Fe+ZnCl2溶液增量
-56=9
A、由上述分析可知,锌先与氯化铜反应,生成了铜和氯化锌,铜的质量不断增加,当氯化铜反应完全后不再增加,故A正确;B、由上述分析可知,锌先与氯化铜反应,当氯化铜反应完全后再与氯化亚铁反应,前者溶液增加的幅度小于后者,故B正确;C、当锌与氯化铜反应完全后再与氯化亚铁反应,随着锌与氯化亚铁反应,氯化亚铁的逐渐减小,完全反应后质量为0,故C正确;D、原溶液中不存在氯化锌,起始点应为0,故D错误。
4
D
A.每65份质量的锌会置换出份质量的银,会置换出56份质量的铁,所以溶液的质量是先减小,然后增大,最后不变,故A错误;B.锌是先置换银,然后再置换出铁的,所以铁的质量不能从零开始,故B错误;C.溶液中锌元素的质量是从零开始逐渐增大,然后不变的,故C错误;D.每65份质量的锌会置换出份质量的银,会置换出56份质量的铁,所以固体的质量是先增大,然后减小,最后不变,故D正确;故选D。
5.
C
A、纵坐标为氢气质量,由图可知,产生氢气的质量由大到小的关系是XYZ,错误;B、横坐标为时间,由图可知单位时间生成氢气大小顺序为YXZ,故三种金属的活动性顺序由强到弱的顺序是YXZ,错误;C、金属的化合价均显示+2价,等质量的金属生成氢气质量与相对原子质量成反比;故相对原子质量的大小关系是ZYX,正确;D、等质量的金属生成氢气的质量由大到小的关系是XYZ,所以溶液质量增加的顺序是ZYX,错误;故选C。
6.
C
向等质量的锌粉和铁粉中分别加入质量相等、溶质质量分数也相等的稀硫酸,锌的活动性比铁的活动性强,质量的锌和铁与硫酸反应,锌反应的时间短,铁反应的时间长。(1)若锌、铁过量,硫酸完全反应,最终生成氢气的质量相等。选项B正确;(2)若硫酸过量,锌、铁完全反应,由Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑可知,每65份质量锌反应生成2份质量氢气,由Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑可知,每56份质量铁反应生成2份质量氢气。等质量的锌和铁完全反应,锌生成的氢气少,铁生成的氢气多。选项A正确;选项C错误;(3)等质量的金属中,逐渐加入稀硫酸,由于加入的氢元素质量相等,产生氢气的质量相等,但等质量的锌和铁完全反应,根据(2)的分析可知,锌生成的氢气少,铁生成的氢气多,故选项D正确。故选:C。
7.
A
A、Mg、Al、Zn、Fe活动性均比氢强,可以与酸反应生成氢气。正确。B、四种金属的活动性顺序MgAlZnFe。错误。C、从图像可知,当酸足量时(开始阶段),同质量的不同金属放出的氢气质量不等,说明消耗的酸的质量不相等。错误。D、从图像可知,当酸足量时(开始阶段),同质量的不同金属放出的氢气质量AlMgFeZn。错误。故选A。
8.
A
A、根据图示可知,镁粉消耗稀盐酸的质量多,故选项说法正确。B、根据图示可知,镁粉消耗稀盐酸的质量多,故选项说法错误。C、根据图示可知,镁与稀盐酸反应生成盐的质量多,故选项说法错误。D、镁的金属活动性比铁强,与稀盐酸反应反应更快,故选项说法错误。故选A。
9.
B
铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,设铁的质量为x,
混合金属和盐酸反应得到氢气0.2g,则该混合金属的质量应在1.8g至5.6g之间,故选B。
10.
D
5.6g铁与稀盐酸完全反应时,能够生成0.2g氢气;如果杂质是铝和锌,根据化学方程式可以计算,5.6g铝和稀盐酸完全反应时能够生成0.62g氢气,5.6g锌和稀盐酸完全反应时能够生成0.17g氢气,5.6g铝、锌分别于稀盐酸完全反应时,生成的氢气的质量一个大于0.2g,一个小于0.2g,所以铁中可能含有铝和锌;
以此类推,铁中可能含有镁和锌;铜不能与稀盐酸反应,5.6g镁与稀盐酸反应时生成的氢气的质量大于0.2g,所以铁中可能含有镁和铜;5.6g锌和稀盐酸完全反应时能够生成0.17g氢气,铜不能与稀盐酸反应,所以当铁中含有锌和铜时,生成氢气的质量应该小于0.2g;综上所述,该铁片中混有的杂质一定不可能是锌和铜.
故选D。
11.
Mg或镁稀硫酸Fe或铁
若天平平衡,说明生成的氢气质量相等,氢气是金属从稀硫酸中置换出来的氢组成的,故消耗的硫酸质量相等且没有剩余;根据等质量金属完全反应放出氢气质量=
,因为镁原子的相对质量<铁原子的相对原子质量,所以如果生成氢气的质量相等,则反应的铁的质量应该大于镁的质量,故一定有剩余的是镁(Mg),可能有剩余的是铁,一定没有剩余的是稀硫酸。“加入质量相等的镁和铁”,若天平失去平衡,因为
,所以一定是镁产生的氢气多,则指针一定偏向放入金属铁的一方,铁(Fe)一定没有剩余。
12.
(1)无变化,仍平衡因为两烧杯中锌粒的质量相等,生成的氢气质量相等(2)左偏相同质量的锌、镁与足量的酸反应时.镁放出的氢气多,故左边重,指针指向左边
质量相同的同种金属与不同的酸反应,当金属全部消耗时生成氢气的质量相等;质量相同的不同金属,与相同的酸完全反应,当金属全部消耗时生成氢气的质量不相等.常见金属中,质量相同时,生成氢气的质量由多到少的顺序是:Al>Mg>Fe>Zn。
13.
(1)金属(2)8四(3)原子SO3(4)A
(5)
(6)AC(7)AC
(1)金属材料包括纯金属和合金,故钛合金属于金属材料。(2)在原子中,质子数=核外电子数,由钛原子结构示意图,22=2+x+10+2,则x=22-(2+10+2)=8;钛原子核外有4个电子层,故钛元素位于元素周期表第四周期。(3)金属是由原子构成的,故构成金属钛的粒子是原子,由质量守恒定律可知,反应前后原子种类和数目均相同,工业制取钛的反应为:
,反应前有1个钛原子,4个氟原子,4个氢原子,2个硫原子,8个氧原子,反应后有4个氢原子,4个氟原子,1个钛原子,2个氧原子,还有2个硫原子,6个氧原子,X前面的化学计量数为2,故X的化学式为SO3。
(4)利用新技术能将不锈钢加工成柔软的金属丝,用它和棉纤维一起编织成性能优良的劳保防护服,这是利用了不锈钢延展性,故选A。(5)以磁铁矿为原料炼铁的反应是四氧化三铁和一氧化碳高温生成铁和二氧化碳,故反应的化学方程式为
。(6)A、锌和硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌,则锌的金属活动性强于铁,铜和硫酸亚铁不反应,则铁的金属活动性强于铜,则三种金属的活动性顺序为锌、铁、铜,故A正确;B、Cu、Fe均和ZnSO4溶液不反应,说明铜、铁的金属活动性弱于锌,不能比较铜、铁的金属活动,故B不正确;C、铁和硫酸锌不反应,说明锌的金属活动性强于铁,铁和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,说明铁的金属活动性强于铜,则三种金属的活动性顺序为锌、铁、铜,故C正确;
D、锌和硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌,锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,说明锌的金属活动性强于铁、铜,不能比较铜、铁的金属活动,故D不正确。故选AC。(7)A、在金属活动性顺序表中,锌的金属活动性强于铁,和稀硫酸反应速率较快,反应需要时间短,反应的关系式为
65份的锌和稀硫酸反应生成2份的氢气,56份的铁和稀硫酸反应生成2份的氢气,等质量的两种金属,最终铁和稀硫酸反应生成的氢气多,因此甲是铁,乙是锌,故A正确;
B、锌的金属活动性强于铁,和稀硫酸反应速率较快,反应需要时间短,等质量的两种金属,最终铁和稀硫酸反应生成的氢气多,甲是铁,乙是锌,故B不正确;C、图1中由生成氢气的质量可知,当锌完全反应后,铁还继续反应生成氢气,说明和锌反应的稀硫酸有剩余,故C正确;D、图2中最终生成氢气质量相等,说明稀硫酸完全反应,铁一定有剩余,故D不正确。故选AC。
14.
(1)托盘天平(或者电子天平)(2)铁粉(3)Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑(4)金属的颗粒越小(或者金属的表面积越大),与酸反应的速率越快
(Ⅱ)
(Ⅲ)温度取两个烧杯,分别加入等质量的同种金属,再分别加入足量的溶质质量分数相同的稀硫酸,给其中的一种试管加热,观察到加热的试管内产生气泡的速率快,温度越高,化学反应的速率越快
Ⅰ、(1)为完成该实验,需要补充的一种仪器是托盘天平(或者电子天平);故填:托盘天平(或者电子天平);(2)铁粉与酸的接触面积大,反应速率快,由图可知:曲线B对应的物质是铁粉;故填:铁粉;(3)铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,化学方程式为:Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑;故填:Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑;(4)由此实验得到的结论是:金属的颗粒越小(或者金属的表面积越大),与酸反应的速率越快;故填:金属的颗粒越小(或者金属的表面积越大),与酸反应的速率越快;Ⅱ、取质量相等的铁丝,分别放入6%、25%的等量且足量稀硫酸中,生成氢气的质量相等,25%的稀硫酸反应速率大于6%的稀硫酸,所以25%的稀硫酸最先反应结束;故填:;Ⅲ、温度对金属与硫酸的反应速率也有影响;故填:温度;要验证温度对金属与硫酸的反应速率也有影响,可以取两个烧杯,分别加入等质量的同种金属,再分别加入足量的溶质质量分数相同的稀硫酸,给其中的一种试管加热,观察到加热的试管内产生气泡的速率快;故填:取两个烧杯,分别加入等质量的同种金属,再分别加入足量的溶质质量分数相同的稀硫酸,给其中的一种试管加热,观察到加热的试管内产生气泡的速率快,温度越高,化学反应的速率越快。
15.
①过滤Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu弱
②Fe、CuH2
操作a能将不溶固体与液体分离,是过滤,加入锌后,由于活动性锌铁铜,所以锌先与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,后与硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁,锌和硫酸铜的反应一定发生反应,化学方程式Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,该反应体现了铜的金属活动性比锌弱;锌和硫酸铜的反应一定发生,操作a后的固体中一定有铜,加入过量的硫酸后,产生气体,操作a后的固体中一定还有的物质是铁,即固体中一定有铜和铁,可能有锌,铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,生成气体的化学式是H2。
16.
(1)H2O(2)Fe2+(3)置换反应(4)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
E是相对分子质量最小的氧化物,E是水,A(单质)和稀硫酸反应会使浅绿色溶液和D(单质),A是铁,浅绿色溶液是硫酸亚铁,D(单质)是氢气,氢气和氧气点燃生成水,B为蓝色溶液,铁和B会生成硫酸亚铁和C,B是硫酸铜,C是铜。(1)由分析可知,E是水,故E物质的化学式是H2O。(2)亚铁离子溶液是浅绿色的,故浅绿色溶液中一定含有的金属离子是Fe2+。(3)A→D的反应是铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应符合一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物,故基本反应类型为置换反应。(4)A和B反应是铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应的化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
17.
(1)25:或1:4(2)74%
(1)由于生成氢气的质量相等,所以金属和酸质量最小时为恰好完全反应,即25g合金和g稀盐酸恰好完全反应生成0.2g氢气,即合金与所用稀盐酸的质量比为1:4时,合金中的锌与稀盐酸中的HCl恰好完全反应。(2)设该铜锌合金中铜的质量分数为x
x=74%
答:该铜锌合金中铜的质量分数74%。故答案为:(1)1:4;(2)74%。