阶段检测(四) 金属和金属材料 溶液
(时间:45分钟 分值:60分)
可能用到的相对原子质量:H—1 Zn—65
一、选择题(本大题包括10小题,每题2分,共20分。每小题的4个备选答案中只有1个答案符合题意,请将选出的选项序号填入题后的括号内)
1.物质的性质决定其用途,下列因果关系不成立的是( )
A.洗洁精具有乳化功能,用于去除油污
B.磷燃烧能产生白烟,用于制作烟幕弹
C.钨的熔点高且能导电,用于制作白炽灯丝
D.铁的活动性比铝弱,铁制品比铝制品在空气中更耐腐蚀
答案:D
解析:洗洁精具有乳化功能,能将油污分散成细小的液滴易于洗涤,故A正确;磷燃烧时会产生大量的白烟,可以用于制作烟幕弹,故B正确;钨的熔点很高,可以用于制作白炽灯丝,故C正确;铝在空气中表面易形成氧化铝保护膜,而铁生锈生成的铁锈是疏松多孔的结构,易于吸水,加快铁的锈蚀,故D错误。
2.(2017·江苏苏州中考)下列关于溶液的说法中,正确的是( )
A.泥土加入水中,振荡后可以形成溶液
B.蔗糖溶液上半部分溶液的甜度低于下半部分溶液的甜度
C.氢氧化钠溶液能导电,因为溶液中有较多自由移动的离子
D.氯化钠饱和溶液中不能再溶解少量硝酸钾晶体
答案:C
解析:在一定条件下溶质分散到溶剂中形成的均一稳定的混合物属于溶液,泥水不均一、不稳定,属于悬浊液,故A错;溶液具有均一性,蔗糖溶液上半部分溶液的甜度等于下半部分溶液的甜度,故B错;溶液能导电的原因:具有自由移动的带电的离子,氢氧化钠溶液能导电,因为溶液中有较多自由移动的钠离子和氢氧根离子,故C正确;饱和溶液只是对于某一溶质来说的,对其他物质可以再溶解,所以氯化钠饱和溶液中能再溶解少量硝酸钾晶体,故D错。
3.(2017·四川广安中考)下列现象和事实,可用金属活动性作出合理解释的是( )
①相同几何外形的金属镁、铝分别与相同浓度的稀盐酸反应,镁反应更剧烈,说明镁比铝的金属活动性强 ②用硫酸铜、石灰水配制农药波尔多液时,不能用铁制容器盛放 ③尽管金属的种类很多,但在自然界中,仅有少数金属(银、铂、金)以单质形式存在 ④金属铝比金属锌更耐腐蚀,说明锌比铝的金属活动性强
A.①②③ B.①②
C.③④ D.①②③④
答案:A
解析:①镁的活动性比铝强,活动性越强与酸反应越剧烈,所以相同几何外形的金属镁、铝分别与相同浓度的稀盐酸反应,镁反应更剧烈,故正确;②铁的活动性比铜强,所以铁能将硫酸铜中的铜置换出来,故不能用铁桶来配制波尔多液,故正确;③大多数金属比较活泼在自然界中不能以单质的形式存在,仅有少数金属例如银、铂、金,化学性质稳定,以单质形式存在,故正确;④金属铝更耐腐蚀是由于其化学性质活泼,在常温下就可以和氧气反应而形成致密的氧化铝薄膜,从而阻止进一步氧化,而不是说明锌的活动性比铝强,故错误。
4.(2017·海南中考)英国化学家亨利·卡文迪许是燃素说的信仰者。1766年,他用铁、锌、锡等六种金属与稀硫酸、稀盐酸作用制得“可燃空气”,并将其表示为
烧渣+ϕ金属 +酸=烧渣+酸+盐 ϕ“可燃空气”
用所学化学知识判断,下列说法正确的是( )
A.“可燃空气”是从金属中分解出来的
B.上述六种金属包括铜
C.“可燃空气”可以用排水集气法收集
D.上述反应属于复分解反应
答案:C
7
解析:A项,“可燃空气”是金属从酸中置换出来的,错误;B项,铜的金属活动性顺序排在氢之后,不会与酸反应生成氢气,错误;C项,“可燃空气”难溶于水,可以用排水集气法收集,正确;D项,金属和酸生成氢气的反应属于置换反应,错误。
5.国产大飞机C919机壳采用了先进的铝锂合金材料,已知金属锂(Li)的活动性比铝强。下列有关说法错误的是( )
A.铝锂合金硬度大、密度小
B.铝在空气中表面会形成致密的氧化膜
C.锂能与盐酸反应,放出热量、生成氢气
D.锂能与氧气反应,生成的Li2O中Li显+2价
答案:D
解析:A项,由题意可知,国产大飞机C919机壳采用了先进的铝锂合金材料,说明了铝锂合金硬度大、密度小。故A正确;B项,铝在空气中表面会形成致密的氧化膜,所以铝的耐腐蚀性强,故B正确;C项,由题意可知,锂(Li)的活动性比铝强,所以锂能与盐酸反应,放出热量、生成氢气,故C正确;D项,在Li2O中,由于氧显-2价,可推出Li显+1价,故D错误。
6.(2018·辽宁葫芦岛中考)要验证Zn、Cu、Ag三种金属的活动性顺序,同学们设计了以下四个实验。你认为其中不需要进行的是( )
A.将锌片放入稀硫酸中
B.将铜片放入稀硫酸中
C.将铜片放入硝酸银溶液中
D.将锌片放入硝酸银溶液中
答案:D
解析:A实验说明锌在氢的前面,B实验说明铜在氢的后面,C实验说明银在铜的后面,D实验说明锌在银的前面,所以由A、B、C就可以比较三种金属的活动性顺序,所以不需要的实验是D。
7.(2017·江西中考)进行“一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制”实验活动常出现以下错误操作,其中不影响所配溶液浓度的是( )
答案:D
解析:A项,氯化钠放在右盘,会造成实际所取的溶质的质量偏小,则使溶质质量分数偏小,错误;B项,氯化钠撒出,会造成实际所取的溶质的质量偏小,则使溶质质量分数偏小,错误;C项,用量筒量取水时,俯视液面,读数比实际液体体积大,会造成实际量取的水的体积偏小,则使溶质质量分数偏大,错误;D项,溶液具有均一性,将配制好的溶液转移到试剂瓶时,有液体溅出,溶质质量分数不变,正确。
8.(2017·四川自贡中考)如表是不同温度时硝酸钾的溶解度,有关说法正确的是( )
温度/℃
0
20
40
60
80
100
溶解度/g
13.3
31.6
63.9
110
169
246
A.20 ℃时,100 g水中溶解的硝酸钾越多溶解度就越大
B.40 ℃时,100 g硝酸钾饱和溶液中含有硝酸钾63.9 g
C.100 ℃的水能溶解的硝酸钾一定比80 ℃的水能溶解的硝酸钾多
D.0 ℃的硝酸钾饱和溶液一定比60 ℃的硝酸钾饱和溶液的溶质质量分数小
答案:D
7
解析:A项,20℃时,硝酸钾的溶解度是一定的,是100克水中最多溶解的质量,不是溶解的硝酸钾越多溶解度就越大,错误;B项,40℃时,163.9克硝酸钾饱和溶液中含有硝酸钾63.9克,错误;C项,100℃的水能溶解的硝酸钾不一定比80℃的水能溶解的硝酸钾多,因为没有说明水的质量,错误;D项,0℃的硝酸钾的溶解度比60℃的硝酸钾的溶解度小,因此0℃的硝酸钾饱和溶液一定比60℃的硝酸钾饱和溶液的溶质质量分数小,正确。
9.(2018·山东潍坊中考)升温、增大浓度、加大压强和使用催化剂均可以提高化学反应速率。现把镁条投入盛有稀盐酸的试管中,试管外壁发烫。产生氢气的速率变化情况(v)和反应进行的时间(t)的关系如图所示,则下列说法不正确的是( )
A.反应过程中溶液的pH逐渐增大
B.t1~t2速率变化的主要原因是反应物的量较多
C.t2~t3速率变化的主要原因是盐酸的浓度逐渐减小
D.t1~t2速率变化的主要原因是反应放热使溶液温度升高
答案:B
解析:A项,反应过程中溶液的pH逐渐增大,这是因为随着反应进行,盐酸浓度减小,酸性减弱,正确;B项,t1~t2速率变化的主要原因不是反应物的量较多,而是反应放热使反应温度升高,反应速率增大,不正确;C项,t2~t3速率变化的主要原因是盐酸的浓度逐渐减小,正确;由B项分析可知,D项说法正确。
10.(2018·广西梧州中考)如图是a、b、c三种物质的溶解度曲线,下列说法错误的是( )
A.t2℃时,溶解度:a=b>c
B.随温度的升高,c物质的溶解度减小
C.t3℃时,将30克a加入50克水中可以得到80克溶液
D.t1℃时,a的饱和溶液和c的饱和溶液的溶质质量分数相等
答案:C
解析:通过分析溶解度曲线可知,t2℃时,溶解度:a=b>c,故A正确;随温度的升高,c物质的溶解度减小,故B正确;t3℃时,a物质的溶解度是50g,所以将30ga加入50g水中可以得到75g溶液,故C错误;t1℃时,a、c物质的溶解度相等,所以a的饱和溶液和c的饱和溶液的溶质质量分数相等,故D正确。
二、填空题(本大题包括5小题,共34分)
11.(7分)看图回答下列问题:
(1)上述金属制品,利用其导热性的是 (填序号),A图中用到的合成材料是 。
(2)钢铁是常用的金属材料,写出工业上用赤铁矿(主要成分是Fe2O3)炼铁的主要化学方程式: 。
(3)铝制品比铁制品具有更好的抗腐蚀性能,原因是 (结合化学方程式进行解释)。
7
(4)铁制水龙头易生锈,写一条能防止铁制品生锈的方法 。
答案:(1)B 塑料 (2)3CO+Fe2O32Fe+3CO2 (3)4Al+3O22Al2O3 (4)在水龙头表面涂刷油漆(或其他合理答案)
12.(7分)探究学习小组在制作“叶脉书签”时,需要将树叶放在质量分数为10%的氢氧化钠溶液中煮沸,如图1所示为该小组配制10%的氢氧化钠溶液的操作过程:
(1)图1中仪器a的名称是 ,写出该仪器的另一种用途: 。
(2)操作B中,必须将氢氧化钠固体放在 里,并置于托盘天平 盘(填“左”或“右”)进行称量。
(3)操作D中,用量筒量取所需体积的蒸馏水时还用到 (填写仪器名称),某同学在读取量筒读数时的视线如图2所示,若其他操作正确,则会造成所配制氢氧化钠溶液的质量分数 (填写“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)制作“叶脉书签”结束后,刘强同学想继续测定废液的酸碱度,下列用品不需要的是 (填写字母标号)。
a.玻璃棒 b.pH试纸 c.酚酞溶液 d.白瓷板(或玻璃片)
答案:(1)烧杯 作反应容器 (2)玻璃器皿 左
(3)胶头滴管 偏小 (4)c
13.(6分)我国有丰富的钛铁矿资源,钛铁矿的主要成分是钛酸亚铁(FeTiO3),利用钛铁矿可以提取金属钛。金属钛和镁化学性质很活泼,除了与氧气反应,还可以与氮气、二氧化碳等反应。以下为某化工企业从钛铁矿中提取金属钛的流程示意图,请回答下列问题:
(1)钛酸亚铁(FeTiO3)中钛元素的化合价为 价。
(2)①中反应为2FeTiO3+6C+7Cl22X+2TiCl4+6CO,则X为 。
(3)②中为使原料全部转化为甲醇,理论上CO和H2投料的质量比为 。
(4)③中发生反应的化学方程式: ,该反应在下列哪种环境中进行? (填序号)。
A.稀有气体中 B.空气中 C.氮气中 D.二氧化碳中
答案:(1)+4 (2)FeCl3 (3)7∶1
(4)TiCl4+2MgTi+2MgCl2 A
解析:(1)设FeTiO3中Ti的化合价是x。FeTiO3中Fe的化合价是+2价,O的化合价是-2价,利用化合物中各元素的化合价的代数和为0的原则得到方程(+2)+x+(-2)×3=0,解得x=+4,所以钛酸亚铁(FeTiO3)中钛元素的化合价是+4价。(2)根据质量守恒定律,在反应前后各元素原子的个数不变,从2FeTiO3+6C+7Cl22X+2TiCl4+6CO看钛原子、氧原子、碳原子反应前后除2X外个数已经相等,故X的化学式是FeCl3。
(3)根据化学方程式2H2+COCH3OH
4 28
可知一氧化碳和氢气的质量比是28∶4=7∶1。
7
(4)③中发生反应的反应物是TiCl4与Mg,生成物是Ti和MgCl2,反应的化学方程式是TiCl4+2MgTi+2MgCl2,金属钛和镁化学性质很活泼,除了与氧气反应,还可以与氮气、二氧化碳等反应,所以该反应应该在稀有气体中进行。
14.(7分)铬(Cr)是一种具有良好的金属光泽和抗腐蚀性的重要金属材料,不锈钢中的铬表面生成一薄层致密的钝态氧化物保护膜。某校化学探究小组对Cr、Al、Cu的金属活动性顺序进行了如下探究。
【查阅资料】铬是银白色有光泽的金属,在空气中其表面能生成抗腐蚀的致密的氧化膜。铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO4)溶液。
(1)小明设计的实验方案:相同温度下,取大小相同、表面光亮的铬、铝和铜三种金属薄片,分别投入等体积等溶质质量分数的足量稀硫酸中,观察现象,记录如下:
金属
Cr
Al
Cu
与硫酸反应
气泡产生缓慢,金属逐渐溶解
气泡产生激烈,金属迅速溶解
无气泡产生,金属无变化
则Cr、Al和Cu三种金属的活动性顺序由强到弱顺序为 。(填序号)
A.Cr>Al>Cu B.Al>Cr>Cu
C.Al>Cu>Cr
(2)铬与稀硫酸反应的化学方程式为 。
(3)小鹏先用砂纸将铬片和铝片的表面擦光亮,这样做的目的是 。然后将两种金属片分别放入硫酸铜溶液中,则铬与硫酸铜反应时的现象为 。
(4)你认为(3)中小鹏的实验能否比较铬与铝的金属活动性强弱? (填“能”或“不能”),从设计思路的合理性角度,你的理由是 。
答案:(1)B (2)Cr+H2SO4CrSO4+H2↑
(3)除去氧化膜,利于直接反应 铬片表面覆盖一层紫红色金属,溶液颜色不变
(4)不能 铬与铝都能与硫酸铜反应
解析:(1)根据金属铬、金属铝和盐酸反应放出氢气,说明铬、铝排在氢的前面,且铝与盐酸反应气泡产生激烈,铬与盐酸反应气泡产生缓慢,说明铝排在铬的前面;铜不和盐酸反应,说明铜排在氢的后面,三种金属的活动性顺序为Al>Cr>Cu;(3)用砂纸将金属表面擦光亮,其目的是除去氧化膜,让金属直接反应,铬能置换出硫酸铜中的铜,生成蓝色的硫酸亚铬溶液;(4)由于铬与铝都能与硫酸铜反应,所以不能据此实验判断两金属活动性的强弱。
15.(7分)(2017·江苏南通中考)实验探究和证据推理是提升认知的重要手段。化学兴趣小组对“CO还原Fe2O3粉末”的实验进行探究:
Ⅰ.探究CO与Fe2O3的反应产物(夹持仪器已略去)
【实验过程】步骤1 在通风橱中,按装置Ⅰ连接装置并检验装置的气密性。
步骤2 装入试剂:玻璃管内装入Fe2O3粉末,试管Ⅰ中装入澄清石灰水。
步骤3 从a端通入CO一段时间,待 ,再点燃酒精灯。
【实验现象】反应一段时间后,玻璃管内粉末由 色变成黑色,生成的黑色固体均能被玻璃管上方的磁铁吸引。试管Ⅰ中出现白色沉淀,用化学反应方程式表示: 。
【查阅资料】铁粉、FeO、Fe3O4均为黑色固体;铁粉、Fe3O4均能被磁铁吸引。
【提出猜想】对磁铁吸引的黑色固体成分有以下三种猜想:
猜测Ⅰ:Fe; 猜测Ⅱ:Fe3O4; 猜测Ⅲ:Fe和Fe3O4
【实验验证】取少量反应后的黑色固体放入试管中,加入足量的硫酸铜溶液,振荡,充分反应后静置,观察到红色固体中混有黑色颗粒,说明 (填“猜想Ⅰ”“猜想Ⅱ”或“猜想Ⅲ”)是正确的。
【注意:若答对以下小题奖励4分,化学试卷总分不超过60分】
【拓展研究】进一步查阅资料,发现CO能溶于铜液[醋酸二氨合铜(Ⅰ)和氨水的混合液]。因此可在装置Ⅰ后再连接下图装置Ⅱ,其目的是 ,装置Ⅰ、Ⅱ的连接顺序:b连接 (填“c”或“d”)。
7
Ⅱ.原料气CO的制备
方法一:加热MgCO3、Zn的混合物可快速制备CO,同时还得到两种金属氧化物: 、 (填化学式)。
方法二:加热草酸晶体(H2C2O4·2H2O)制备CO:H2C2O4·2H2OCO↑+CO2↑+3H2O
已知:常压下,草酸晶体的熔点为101 ℃。比较草酸晶体的熔点和分解温度,分析若选用图中装置Ⅲ制备装置Ⅰ所需的CO,可能存在的问题是 。
答案:Ⅰ.【实验过程】装置内空气排尽后
【实验现象】红棕 CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O 【实验验证】猜想Ⅲ
【拓展研究】吸收尾气中的CO d
Ⅱ.方法一:ZnO MgO
方法二:草酸流到试管口,反应不能继续进行
解析:Ⅰ.【实验过程】在用一氧化碳还原氧化铁时,应先通入一段时间的一氧化碳气体,再点燃酒精灯加热,以免发生爆炸,所以从a端通入CO一段时间,待装置内空气排尽后,再点燃酒精灯;
【实验现象】氧化铁是红棕色固体,加热一段时间后,被一氧化碳还原为黑色的铁粉,同时生成二氧化碳,二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水,反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
【实验验证】四氧化三铁与硫酸铜溶液不反应,而铁能与其反应生成红色金属铜,因为取少量反应后的黑色固体放入试管中,加入足量的硫酸铜溶液,振荡,充分反应后静置,观察到红色固体中混有黑色颗粒,这说明原黑色固体中含有四氧化三铁与铁,即猜想Ⅲ成立。
【拓展研究】尾气中的一氧化碳有毒,所以需要将尾气吸收;气体应从长管进入铜液。
Ⅱ.方法一:加热MgCO3、Zn的混合物可快速制备CO,同时还得到两种金属氧化物,由质量守
恒定律可知,这两种氧化物是氧化镁与氧化锌。
方法二:因为常压下,草酸晶体的熔点为101℃,加热过程中草酸会熔化流到试管口,导致反应不能进行,所以不能用装置Ⅲ制备装置Ⅰ所需的CO。
三、计算题(本大题共6分)
16.(6分)(2018·山东威海中考)向20 g铜锌合金中不断加入一定溶质质量分数的稀盐酸,加入稀盐酸的质量与固体质量的关系如图所示。请计算:
(1)合金中锌的质量分数为 。
(2)所用稀盐酸的溶质质量分数。(计算结果保留一位小数)
答案:(1)32.5%
(2)12.2%(计算过程见解析)
解析:(1)根据图可以看出锌的质量为20g-13.5g=6.5g,合金中锌的质量分数为6.5g20g×100%=32.5%。
(2)设所用稀盐酸的溶质质量分数为x
Zn+2HClZnCl2+H2↑
65 73
6.5g 60gx
6573=6.5g60gx x≈12.2%
7
答:所用稀盐酸的溶质质量分数为12.2%。
7
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