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文檔簡介
第二章常見的物質(zhì)
第10講金屬材料
知識點(diǎn)通關(guān)
一、純金屬
1.物理共性
①有金屬光澤,如金、銀做飾品等;導(dǎo)電性,如銅、鋁做導(dǎo)線;導(dǎo)熱性,如用鐵鍋炒菜等;
延展性,如鋁壓制成鋁箔等。
2.物理特性:
①顏色:鐵,鋁等大多數(shù)金屬呈銀白色色,但銅呈組色,金呈?色,鐵粉呈S色。
②狀態(tài):常溫下,大多數(shù)金屬都是固體,但?為液體。
【注意】不同的金屬熔點(diǎn)、硬度、密度等不同。
3.化學(xué)性質(zhì)
①金屬與氧氣反應(yīng)
通式:金屬+氧氣―金屬氧化物,屬于化合反應(yīng)
舉例:4A1+3O2==2ALO3(鋁抗腐蝕原因);2Cu+O2?2CuO
②金屬與酸反應(yīng)
通式:金屬+酸T鹽+HzT
舉例:Fe+2HCl=FeCb+H2T(注意顏色的變化:無色溶液變?yōu)闇\綠色)
2A1+3H2SO4=A12(SO4)3+3H2↑(注意化合價的變化:Al為+3價)
③金屬與鹽的反應(yīng)條件:
通式:金屬+鹽溶液T新鹽+新金屬(置換反應(yīng))
a.鹽要可溶b.活潑金屬置換不活潑金屬(鉀、鈣、鈉除外)
舉例:Fe+CuSO4=FeSO4+CuCU+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
3.常見金屬活動性順序及應(yīng)用
①常見金屬活動性順序:KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu(金屬活動性由強(qiáng)逐漸減弱)
②規(guī)律
A.金屬的位置越靠前,它的活動性越強(qiáng);
B.位于氫前面的金屬才能置換鹽酸,稀硫酸中的氫;
C.位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們的鹽溶液里置換出來。
-一?、?口?JSte
1.定義:在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬,制得具有金屬特性的合金。
2.特征:與其組分金屬相比,合金的硬度更雪,熔點(diǎn)更低,抗腐蝕性能更?.
3.常見的合金
①鐵合金:
生鐵:含碳量較高:鋼:含碳量較低。
②其他合金:鋁合金、黃銅、鈦合金等。
三、金屬資源的利用和保護(hù)
1.金屬資源的存在形式:少數(shù)很不活潑的金屬如金銀等以單質(zhì)形式存在,其余大都以化合物形式存在。
2.常見金屬礦石:磁鐵礦(主要成分Fe3O4),赤鐵礦(主要成分Fe2O3),鋁土礦(主要成分AbO3)。
3.鐵的冶煉(反應(yīng)原理):Fe2O3+3CO日型2Fe+3CCh0
4.鐵銹蝕的條件:與空氣中的水和氧氣同時接觸,故防銹原理為隔絕氧氣或水。
5.防止鐵銹蝕的措施:
①保持鐵制品表面干燥,潔凈;
②在鐵制品表面形成保護(hù)層(如:刷漆,涂油);
③制成合金(如:不銹鋼等)。
命題,點(diǎn)精講
命題點(diǎn)1—金屬材料
1.金屬和合金都是金屬材料,大多數(shù)金屬都是銀白色固體,特殊金屬有金為寶色,銅為?色,鐵粉為
黑色。(鐵片、鐵條鐵塊是銀白色),?為液體。純金屬是單質(zhì),而合金是混合物,其中金屬種
類至少有種,且各組分大多是以單質(zhì)形式存在,且保持各成分的性質(zhì)。純金屬和合金的判斷方法是看其
是否是混合物,如紫銅,紅銅是純金屬,而黃銅是銅鋅合金。
2.金屬礦物不屬于金屬材料。
3.鈦合金可用于制造人造骨等。
例題:(1)2021年3月,四川三星堆遺址已出土黃金面具、青銅藝術(shù)品、象牙、殘存的絲織品等重要文物,
其中青銅為合金。下列物質(zhì)中屬于金屬材料的有(填序號)。
A.象牙B.黃金C.絲織品D.青銅
(2)以鐵元素為主要成分的生鐵比純鐵硬度(填“大”或“小”)。
(3)紐扣電池的金屬外殼可以加工得很薄,說明金屬具有性。
【答案】(1)BD(2)大(3)延展性
【解析】(I)金屬材料包括合金和純金屬,故選BD(2)生鐵是鐵的合金,合金的硬度大于純金屬(3)
加工很薄說明金屬有延展性。
命題點(diǎn)2—金屬的化學(xué)性質(zhì)
1.大多數(shù)金屬能與氧氣化合生成金屬氧化物,如鎂鋁在常溫下就可以與氧氣反應(yīng),而在點(diǎn)燃條件下反應(yīng)更劇
烈;但活動性很弱的金屬則不能,如金在高溫條件下也不與氧氣反應(yīng)。
2.金屬能置換出酸和鹽中的陽離子且遵循金屬活動性順序中的前換后原則。這里的“前”“后”與氫的位置無關(guān);
若金屬表面有“銹”即"氧化膜應(yīng)先打磨再實驗。
例題1:下列事實能說明鋁的金屬活動性比鐵或銅強(qiáng)的是()
A.鋁在地殼中含量比鐵高B.鋁的熔點(diǎn)低于銅的熔點(diǎn)
C.空氣中鐵比鋁更容易被腐蝕D.鋁絲在硫酸銅溶液中能形成“銅樹”
【答案】D
【解析】A.鋁在地殼中含量比鐵高與金屬活動性無關(guān),故A錯誤;B.金屬活動性與熔點(diǎn)無關(guān),故B錯誤;
C.空氣中鐵比率更容易銹蝕,是因為,鋁鋁表面有一層氧化膜,不能說明。故C錯誤;D.鋁的金屬活動性
大于銅,能把銅從鹽溶液中置換出來,形成銅樹,故D正確。
故選D
例題2:假設(shè)與排除是探索未知物的一種方法?!侗静菥V目拾遺》中記載:“強(qiáng)水性最烈,能蝕五金(金、銀、
銅、鉛、鐵)“,下列物質(zhì)最可能是“強(qiáng)水”的是()
A.硫酸亞鐵溶液B.稀鹽酸
C.濃硝酸和濃鹽酸的混合物D.稀硫酸
【答案】C
【解析】金銀銅不能與硫酸亞鐵溶液,稀硫酸、稀鹽酸反應(yīng)反應(yīng),故最可能是濃硝酸和濃鹽酸的混合物。
故選C
例題3:今后學(xué)習(xí)常見物質(zhì)時,會從“價”和“類”兩個方面進(jìn)行學(xué)習(xí)。如圖表示鐵+si/::化:£_一
元素的常見化合價與含鐵物質(zhì)類別的關(guān)系。+2'-f^'
oL1------\-----!~?
(I)X的物質(zhì)類別是oX氧化物堿鹽物質(zhì)類別
(2)鐵和稀硫酸反應(yīng)生成的含鐵化合物屬于如圖中的(填序號)。
(3)某同學(xué)想用物質(zhì)a制取物質(zhì)b,設(shè)計了以下實驗步驟:
事祠崢虻仔?
物質(zhì)a與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為。溶液乙中的溶質(zhì)一定有。如果
向盛有溶液甲的燒杯中滴加NaOH溶液至過量,下列圖像能正確表示燒杯中溶液質(zhì)量變化的是一(填序號)。
【答案】(1)單質(zhì)(2)d(3)Fe2θ3+6HCl=2FeCI3+3H2ONaClD
【解析】(I)X物質(zhì)的化合價為。,是單質(zhì);(2)鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,含鐵化合物為硫
酸亞鐵,其中鐵元素的化合價是+2價,屬于圖中d;(3)物質(zhì)a與稀鹽酸反應(yīng),及氧化鐵和稀鹽酸反應(yīng)生
成氯化鐵和水;溶液甲含有剩余的稀鹽酸,稀鹽酸與氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉,氫氧化鈉和氯化鐵反應(yīng)也
生成氯化鈉,故韓氯化鈉;溶液甲含有氯化鐵、鹽酸,加氫氧化鈉至過量,氫氧化鈉先與鹽酸反應(yīng),生成
氯化鈉和水,鹽酸被反應(yīng)完后,氯化鐵和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀利氯化鈉根據(jù)方程式可知,溶液
質(zhì)量增大。故選D
命題點(diǎn)3—金屬資源的利用和保護(hù)
I.金屬礦石都是混合物,無化學(xué)式,礦石主要成分的化學(xué)式及顏色:如赤鐵礦的主要成分Fe,6為紅棕色,
磁鐵礦的主要成分Fe3O4為黑色。
2.常用金屬礦物來冶煉金屬單質(zhì):如用赤鐵礦冶煉鐵,工業(yè)煉出的鐵通常為生鐵。
3.鐵生銹的條件是鐵必須與空氣中的氧氣和水共同作用,加速鐵生銹的因素是酸或鹽(如氯化鈉)的存在。防
銹措施:如可保持鐵制品表面潔凈干燥,在表面形成保護(hù)層(如刷漆、涂油、電鍍,烤藍(lán)等),制成合金改變內(nèi)部
結(jié)構(gòu)等。
保護(hù)金屬資源的途徑:a.防止金屬銹蝕;b.回收利用廢舊金屬;c.有計劃,合理地開采;d.尋找金屬的代用品。
4.雜質(zhì)問題的計算。注意帶入化學(xué)方程式中的數(shù)據(jù)及計算出來的數(shù)據(jù)都只能是純凈物的質(zhì)量。通常告訴混
合物的質(zhì)量,要求出純凈物的質(zhì)量后再代入化學(xué)方程式進(jìn)行計算。
命題點(diǎn)4一實驗突破
實驗LCc)還原氧化鐵
①原理:Fe2θa+3Cθ32Fe+3CC>2,該反應(yīng)還原劑是其。
②工'也煉鐵產(chǎn)生Co的反應(yīng)過程是C+C>2速接=COz、C+C0z奧迪2C0:設(shè)備是高爐。
③現(xiàn)象是:紅棕色固體變黑、澄清石灰水變渾濁
④步驟:檢查氣密性后,先通£Q,再點(diǎn)燃酒精燈,目的是排凈裝置內(nèi)的空氣,防止一氧化碳與空氣混合,
加熱時發(fā)生爆炸。
⑤實驗結(jié)束后應(yīng)先通Co,再滅酒精的,這樣做的目的是防止高溫下的鐵與空氣接觸被氧化。同時,
還可防止試管內(nèi)的澄清石灰水被倒吸。。
例題:如圖是某化學(xué)小組設(shè)計的實驗裝置研究鐵的冶煉
(1)實驗室模擬工業(yè)煉鐵的原理方程式是Fe2Ch+3CO型2Fe+3CO?;裝置有一個不足之處,應(yīng)該如何改
進(jìn)?加個澄清灣灰水的裝置。
(2)實驗時,應(yīng)先注水的目的是排凈裝置內(nèi)的空氣,防止一氧化碳與空氣混合,加熱時發(fā)生爆炸,反應(yīng)
后固體質(zhì)量較反應(yīng)前減少(填“增加”“減少”或“不變”)
(3)氣球的作用是_______________________
實驗2:鐵銹蝕的條件
h
,
實驗裝置■
植
燥
干
物
一
一
蒸
氣
蒸
空
油d
儲
卜?
釘
楙
水
t≡水I
③
I①
控制條件有氧氣、無水無氧氣、有水有氧氣、有水
現(xiàn)象不生銹不生銹生銹
分析①③對比,可知鐵生銹需要水
②③對比,可知鐵生銹需要氧氣
結(jié)論鐵銹蝕的條件是同時與空氣中的水和氧氣同時接觸
例題:某同學(xué)根據(jù)同樂村的成分Cu2(OH)2CO3作出猜想:金屬銅銹蝕的條件除了氧氣和水外,還必須有Co2。
為證明“必須有Co2”,需要進(jìn)行如圖所示實驗中的()
A.甲和乙B.甲和丙C.乙和丁D.丙和丁
【答案】D
【解析】為證明必須有二氧化碳,變量是二氧化碳,其他因素相同,丁中銅與二氧化碳、氧氣、水接觸生
銹;內(nèi)銅片與氧氣、水接觸不生銹,可說明需要二氧化碳。故選D
易錯點(diǎn)消他
判斷下列說法是否正確,若正確請打7”,若錯誤,請打“X”并改正。
1.合金中一定含有金屬元素,不一定含有非金屬元素。(×)
2.紫銅屬于合金,是混合物。(×)紫銅、紅銅都是純金屬
3.氧化鋁陶瓷屬于合金,因為其中含有金屬元素。(X)氧化鋁屬于無機(jī)非金屬材料
4.黃銅和紫銅相互刻畫,黃銅表面會“傷痕累累”。(X)
5.硬鋁片和鋁片相比,硬鋁片硬度大,熔點(diǎn)更高。(X)合金熔點(diǎn)低于其組分
6.金屬利用的先后順序,與金屬活動性順序及冶煉的難易程度有關(guān)。(√)
7.鋁比鐵耐腐蝕是因為鋁比鐵活潑,更容易生成氧化物。(√)
8.銅與鹽酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:CU+2HC1=CUC12+H2↑O(×)
9.鐵和稀鹽酸反應(yīng)后,溶液由無色變成黃色。(X)
10.可以用鹽酸比較銀、銅和鐵三種金屬的活動性順序。(×)
11.金屬和鹽溶液能發(fā)生置換反應(yīng),則金屬一定比鹽溶液中的金屬活潑。(√)
12.金屬和鹽溶液能反應(yīng),則金屬一定是金屬活動性順序表中氫前的金屬。(X)
13.只用稀鹽酸和M溶液就可以驗證出Mg、Fe、Cu、Ag四種金屬的活動性,則M溶液不可能是硫酸亞
鐵溶液。(√)
14.鐵制品容易生銹是因為和氧氣接觸。(X)
15.高爐煉鐵產(chǎn)物為純鐵。(×)
實戰(zhàn)演練
1.無人機(jī)的用途越來越廣泛,可以用于航拍、噴灑農(nóng)藥等。制無人機(jī)框架宜選用密度小、強(qiáng)度高、硬度較大、
化學(xué)穩(wěn)定性好的金屬材料,下列材料中最適合做無人機(jī)框架的是(
A.生鐵B.黃銅
C.鋁合金D.純鋁
【答案】C
【解析】鋁合金耐腐蝕,質(zhì)輕,硬度強(qiáng),故選C
2.下列生活用品,利用金屬導(dǎo)電性的是()
A.鐵鍋B.銅導(dǎo)線C.鋁箔包裝紙D.金飾品
【答案】B
【解析】A.利用導(dǎo)熱性:B.利用銅的導(dǎo)電性好;C.利用金屬延展性和導(dǎo)熱性;D.利用延展性。故選B
3.用納米材料制成的用品具有很多奇特的性質(zhì)。例如:納米銅在室溫下可拉長50多倍而不出現(xiàn)裂紋,這利
用了它的()
A.導(dǎo)電性B.導(dǎo)熱性C.延展性D.硬度大
【答案】C
【解析】納米銅在室溫下可拉長50多倍而不出現(xiàn)裂紋,利用了延展性。故選C
4.下列有關(guān)金屬的說法正確的是()
A.所有金屬都呈銀白色B.常溫下,所有的金屬都是固體
C.為了增加金屬產(chǎn)量,大量開采金屬礦物D.金屬的回收利用,能減少對環(huán)境的污染
【答案】D
【解析】A.大多數(shù)金屬是銀白色,銅是紫紅色,金是黃色,故A錯誤;B.常溫下汞是液體,故B錯誤;C.
大量開采金屬礦物會造成資源匱乏,故C錯誤;D.對待金屬資源要合理利用與保護(hù)。
故選D
5.黑匣子”是飛機(jī)專用的電子記錄設(shè)備之一,能經(jīng)受住飛機(jī)爆炸解體、劇烈燃燒、入水浸泡等的破壞。選擇
制作黑匣子的材料時,不需要考慮()
A.耐高溫B.耐腐蝕
C.熔點(diǎn)高D.必須是黑色
【答案】D
【解析】黑匣子能經(jīng)受住飛機(jī)爆炸解體、劇烈燃燒、入水浸泡等的破壞,不需要考慮顏色。故選D
6.下列物質(zhì)的用途主要利用其化學(xué)性質(zhì)的是()
A.鴇用于造燈泡中的燈絲B.武德合金用于保險絲
C.汞用于水銀溫度計D.鐵用于濕法煉銅
【答案】D
【解析】濕法煉銅利用鐵的金屬活動性大于銅,可以把銅從其鹽溶液中置換出來。故選D
7.下列物質(zhì)中不屬于合金的是()
A.玻璃鋼B.黃銅C.生鐵D.硬鋁
【答案】A
【解析】玻璃鋼是玻璃纖維與合成材料復(fù)合而成的,屬于復(fù)合材料。故選A
8.鋼鐵生銹會造成安全隱患和經(jīng)濟(jì)損失。下列做法不能防止鐵生銹的是()
A.噴漆B.電鍍C.置于潮濕環(huán)境D.制成不銹鋼
【答案】C
【解析】鐵生銹是與空氣中水分和氧氣共同作用。
故選C
9.我國古代制取黃銅的原理是C+ZnCO3+Cu2O=?2CO2↑+2Cu+Zn0下列說法正確的是()
A.黃銅的硬度比純銅小B.反應(yīng)中CU20發(fā)生氧化反應(yīng)
C.氣體產(chǎn)物中可能含有CoD.黃銅是鋅、銅組成的復(fù)合材料
【答案】C
【解析】A.黃銅是合金,硬度大于純金屬,故A錯誤;B.根據(jù)方程式,C發(fā)生氧化反應(yīng),而ZnCo3、Cu2O
均發(fā)生還原反應(yīng),故B錯誤;C.反應(yīng)中有C參與,可能有CO,故C正確;D.黃銅是銅鋅合金,屬于金屬
材料,故D錯誤。
故選C
10.木炭與氧化銅的反應(yīng)裝置如圖所示。下列說法錯誤的是()
A.實驗中,木炭體現(xiàn)氧化性
C+CuO
實驗中,氧化銅發(fā)生還原反應(yīng)
酒精燈上加網(wǎng)罩的目的是使火焰集中并提高溫度
D.實驗結(jié)束時,應(yīng)先撤出導(dǎo)氣管后熄滅酒精燈
【答案】A
【解析】木炭是還原劑,具有還原性。故選A
IL春秋初期,紹興一帶是南方的一個冶鐵中心,其煉鐵方法是在1OO(TC左右的溫度下,使木炭和鐵礦石(主
要成分為Fe2O3)發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)生成含較多雜質(zhì)的海綿鐵,其中主要反應(yīng)為Fe2O3+3CO?≡=2Fe
+3Co2。下列說法正確的是()
A.海綿鐵是一種純凈物B.Fe2O3中鐵元素的化合價為+3
C.上述反應(yīng)中涉及的氧化物只有2種D.煉鐵過程中,木炭只是作為燃料使用
【答案】B
【解析】A.海綿鐵含有較多雜質(zhì),屬于混合物,故A錯誤:B.Fe2O3中鐵元素的化合價為+3價,故B正確;
C.氧化物有3種,故C錯誤;D.木炭既作為燃料,又可以提高溫度。故選B
12.鐵及其化合物用途廣泛。部分含鐵物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價關(guān)系如圖所示。下列推斷合理的是()
A.鐵銹的主要成分是bΓ~?;I!I
硫酸鹽
a在氧氣中燃燒可得到e
氧化物
a與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)可制得d
D.高溫條件下,用CO還原e可得到aF~京~?~?≡?
【答案】D
【解析】鐵銹主要成分是氧化鐵,其中鐵元素化合價是+3價,故A錯誤;B.鐵在氧氣中燃燒可得到四氧化
三鐵,e是三氧化二鐵,故B錯誤;C.a是鐵單質(zhì),與酸反應(yīng)產(chǎn)生亞鐵鹽溶液,故C錯誤;D.高溫條件下,
一氧化碳和氧化鐵反應(yīng)生成鐵單質(zhì)和二氧化碳,故D正確。故選D
13.金屬冶煉是把金屬從化合態(tài)變成游離態(tài)。如煉銅的方法有①濕法煉銅:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;②干
法煉銅:H2+CUO=^=CU+H2OO下列有關(guān)說法錯誤的是()
A.①濕法煉銅是利用鐵的金屬活動性比銅強(qiáng)
B.②干法煉銅是利用H2具有還原性
C.①②兩種方法,反應(yīng)后固體質(zhì)量都增加
D.①②兩種方法中所涉及的化學(xué)反應(yīng)都屬于置換反應(yīng)
【答案】C
【解析】氫氣還原氧化銅,反應(yīng)后固體質(zhì)量減小,故選C
14.對鐵生銹與燃燒條件的實驗探究如圖所示。下列說法正確的是()
A.對比①②可探究:接觸氧氣是否為鐵生銹的條件之一
B.對比②③可探究:接觸水是否為鐵生銹的條件之一
C.對比①④可探究:溫度達(dá)到著火點(diǎn)是否為鐵燃燒的條件之一
D.對比③④可探究:接觸氧氣是否為鐵燃燒的條件之一
【答案】C
【解析】A.對比①②,變量是水,可探究水是鐵生銹的條件之一,故A錯誤;B.無法對比②③,因為有多
個變量,故B錯誤;C對比①④,變量是溫度,可探究:溫度達(dá)到著火點(diǎn)是否為鐵燃燒的條件之一,故C
正確;D.無法對比③④,有多個變量。故選C
15.自《夢溪筆談》對寶劍的記載:“古人以劑鋼為刃,柔鐵為莖干,不爾則多斷折。”劑鋼和柔鐵都是鐵的
合金,下列關(guān)于合金的說法不正確的是()
A.劑鋼和柔鐵的硬度比純鐵大B.劑鋼和柔鐵都是混合物
C.劑鋼和柔鐵性能不同的原因是含碳量不同D.劑鋼和柔鐵的熔點(diǎn)比純鐵的高
【答案】D
【解析】合金的熔點(diǎn)比其純金屬低,故選D
16.如圖所示,將兩枚光亮的鐵釘分別用細(xì)線吊置于甲、乙中,并使部分鐵釘露出液面。放置一段時間,出
現(xiàn)了銹蝕。下列說法不氐哪的是()
A.甲、乙中,氣體含氧氣的體積分?jǐn)?shù)不相等
B.乙中,鐵釘在水面下的部分銹蝕最嚴(yán)重
C.甲中,鐵釘在植物油內(nèi)的部分沒有銹蝕
D.丙中,導(dǎo)管內(nèi)上升一段水柱
【答案】B
【解析】A.甲中有植物油隔絕了氧氣,只有植物油上部分銹蝕,而乙中鐵釘上下均銹蝕,消耗更多的氧氣,
故體積分?jǐn)?shù)不等,故A正確;B.乙中鐵釘與水接觸的地方銹蝕最嚴(yán)重,故B錯誤;C.甲中植物油隔絕了氧
氣,植物油下面沒有銹蝕,故C正確;D.因為乙中鐵銹蝕消耗氧氣,使裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小,產(chǎn)生氣壓差,故
D正確。故選B
17.2022年春晚舞蹈《只此青綠》源于宋代名作《千里江山圖》。
(1)《千里江山圖》流傳千年依舊色彩艷麗,璀璨奪目,與所用礦石顏料有關(guān)。說
明所用礦石顏料化學(xué)性質(zhì)(填“穩(wěn)定”或"不穩(wěn)定
(2)礦石顏料之一赭石(主要成分為Fe2O3)屬赤鐵礦,我國早在春秋戰(zhàn)國時就開始煉
鐵。用赤鐵礦煉鐵的主要反應(yīng)原理是(用化學(xué)方程式表示)。
(3)實驗室可用如圖所示的裝置進(jìn)行模擬煉鐵。
尾氣處理裝置
反應(yīng)前大玻璃管中加入鐵的氧化物(FeQy)試樣的質(zhì)量為12.6g。加熱前,應(yīng)先往大玻璃管中通入CO氣體的
原因是。實驗結(jié)束后,繼續(xù)通入Co氣體,直至大玻璃管冷卻。此時
NaOH溶液的質(zhì)量增加了7.7g。推算該鐵的氧化物的化學(xué)式中x、y的比為(填最簡整數(shù)比)。
【答案】(1)穩(wěn)定(2)Fe2O3+3CO^B2Fe+3CO2(3)排盡裝置內(nèi)空氣,避免加熱時爆炸1:1
【解析】(1)《千里江山圖》流傳千年依舊色彩艷麗,璀璨奪目,說明礦石顏料在常溫下具有穩(wěn)定性。(2)
利用CO還原氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳;(3)CO是可燃性氣體,加熱前為避免爆炸,需要排盡裝置
內(nèi)空氣;FeXOy與Co反應(yīng)方程式為
FexOv+yCO≡=^xFe+yCO2
56x+l6y44y
12.6g7.7g
56x+I6y_44y
12.6g7.7g
x=L
y=ι
18.某化工廠以廢金屬(主要成分為Fe和Cu,表面有少量油污)為原料回收海綿銅,并制備氯化鐵的工藝流程
如圖所示。
已知:NaNo2易溶于水且不與氫氧化鈉反應(yīng),在“氧化”中起催化作用,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeCb+4HCl
+Oz?2?4FeCh+2H2O(,
(1)“洗滌'’的目的是去除廢金屬表面的油污,試劑X最好選用(填序號)。
A.水B.氫氧化鈉溶液
C.稀硫酸D.氯化鈉溶液
(2)“酸浸”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為一
(3)濾液甲中一定含有的陽離子是
(4)向濾渣乙中加入適量鹽酸,可以觀察到的現(xiàn)象
+
【答案】(1)B(2)Fe+HCl=FeCl2+H2↑(3)Na(4)紅褐色固體溶解,得到黃色溶液
【解析】(1)氫氧化鈉能與油污發(fā)生化學(xué)反應(yīng),故選B;(2)非金屬主要是銅和鐵,故反應(yīng)的是鐵和稀
鹽酸發(fā)升反應(yīng);(3)酸浸后溶液中含有氯化亞鐵和過量的稀鹽酸,氧化中在亞硝酸鈉催化的調(diào)價下,氯化
亞鐵,稀鹽酸和氧氣反應(yīng)生成氯化鐵和水,沉鐵過程中,氯化鐵和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀和氯化
鈉,過量的稀鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉,故反應(yīng)后一定含有鈉離子(4)濾渣是氫氧化鐵沉淀,加稀
鹽酸后反應(yīng)生成氯化鐵和水,實驗中可觀察到紅褐色沉淀溶解溶液變黃
19.為了探究鐵釘銹蝕的條件,某興趣小組設(shè)計了如圖所示實驗,請回答下列問題:
包有
5/-K化
的
賽
植物油傳
臨
花
C楠
水
【實驗現(xiàn)象及分析】圖1
(I)A試管中,一周后發(fā)現(xiàn)鐵釘銹蝕最嚴(yán)重的部位是(填“甲”“乙”或"丙”)。
(2)對比(填序號)試管中的現(xiàn)象,說明鐵生銹需要與水接觸。
(3)證明鐵生銹與氧氣有關(guān)的現(xiàn)象是。
【實驗結(jié)論】
(4)鐵銹蝕的條件是與、同時接觸。
【實驗反思】
(5)實驗所用的蒸儲水須經(jīng)過煮沸并迅速冷卻,目的是
(6)試管B中植物油的作用是,試管C中氯化鈣的作用是
【實驗拓展】
圖2
(7)∣影響因素]如圖2為探究氯化鈉是否可以加快鐵銹蝕的裝置,則物質(zhì)X和物質(zhì)Y分別是.
(8)|實驗操作意外]一段時間后,發(fā)現(xiàn)圖1的B試管中的鐵釘出現(xiàn)少量銹跡,請分析原因—
(9)[創(chuàng)新裝置]有同學(xué)設(shè)計了如圖3實驗裝置探究鐵生銹的條件之一,他探究的條件是
打開KHK2,待氧氣擴(kuò)散均勻后,關(guān)閉K∏K2,一段時間后,可觀察到o
(10)[創(chuàng)新裝置I小紅設(shè)計了圖4實驗探究鐵生銹的條件。一段時間后觀察到,說明鐵銹蝕
需要與一接觸,實驗中氮?dú)獾哪康氖荗
(11)[數(shù)字化實驗]同學(xué)們利用如下裝置進(jìn)一步研究鐵銹蝕影響因素,記錄如下。下列分析不氐娜的是
__________(填序號)。
實驗裝置序號其他試劑200s時O2的含量
L氧氣傳感器①干燥劑21%
5.0g鐵粉I
②10滴水15%
0.1g炭粉I
其他試劑I
③10滴水和LOg食鹽8%
A.②③中02含量減少表明鐵已銹蝕B.①②證明水對鐵銹蝕有影響
C.②③證明食鹽能加快鐵銹蝕D.①②③證明炭粉對鐵銹蝕有影響
【答案】(1)甲(2)AC(3)A中鐵釘生銹,B中沒生銹(4)空氣、水(5)防止氧氣溶于水(6)隔絕
空氣做干燥劑,吸收水分(7)X是氧氣,Y是氯化鈉溶液(8)煮沸的蒸儲水冷卻時間過長,部分氧氣
重新溶解到水中(9)鐵生銹是否需要水參與;干燥的鐵絲無明顯現(xiàn)象,用水浸濕的鐵絲表面出現(xiàn)紅色銹跡。
(10)有氧氣的的試管中鐵絲生銹,試管中液面上升;氧氣;做對比實驗(Il)D
【解析】見答案
20.金屬種類繁多,在我們的生活中扮演著重要的角色。
(一)某化學(xué)小組設(shè)計實驗探究鈦、鐵、鋁的金屬活動性強(qiáng)弱。
(1)首先用砂紙對鋁片進(jìn)行打磨,用一種化學(xué)方法也能達(dá)到同樣的目的,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
(2)取等質(zhì)量、大小相同的鐵片和鋁片分別放入溫度相同、體積相同且足量的10%的稀鹽酸中,請在圖中畫
出該反應(yīng)的函數(shù)關(guān)系圖。[氫氣質(zhì)量/g
0反應(yīng)時間/s
(3)己知鈦的金屬活動性介于鐵、鋁之間,利用下列各組試劑,可以得出鈦、鐵、鋁的金屬活動性強(qiáng)弱的是
(填序號)。
A.鈦、鐵、鋁、20%稀鹽酸B.鈦、鐵、氯化鋁溶液
C.鋁、鈦、氯化亞鐵溶液D.鈦、氯化鋁溶液、氯化亞鐵溶液
(二)另一組同學(xué)對工業(yè)煉鐵原理及產(chǎn)物進(jìn)行了探究實驗。
(4)裝置A中的酒精燈需要添加金屬網(wǎng)罩,其作用是
(5)下列說法不氐曬的是(填序號)。
①裝置A中的反應(yīng)為放熱反應(yīng)②裝置C的作用是檢驗二氧化碳是否除盡
③裝置D可以換成盛裝燒堿的干燥管④裝置F的作用之一是防止Cc)污染空氣
【答案】(1)A12O3+6HC1===2AIC13+3H2O
巨[魚?氣質(zhì)量7g
(2)0反應(yīng)時間/s(3)A(4)集中火焰,提高溫度(5)①
【解析】(1)可以利用稀鹽酸除去氧化鋁Abθ3+6HCl===2AlCb+3H2θ(2)取等質(zhì)量、大小相同的鐵片
和鋁片分別放入溫度相同、體積相同旦足量的10%的稀鹽酸中,即酸過量,產(chǎn)生氨氣質(zhì)量由金屬決定,根
據(jù)化學(xué)方程式可知,等質(zhì)量鐵和鋁產(chǎn)生氫氣最多,鋁的活動性大于鐵,故可做圖。(3)A.可根據(jù)產(chǎn)生氣泡
速率判斷,故A正確:B.鋁活動性大于鐵和鈦,故無法比較;C.鋁和鈦都可以置換出氯化亞鐵溶液中的鐵,
無法比較;D.鈦可以把氯化亞鐵中的鐵置換出來,但無法比較鈦和鋁的活動性,故D錯誤。故選A
(4)加金屬網(wǎng)罩是集中火焰提高溫度;(5)裝置A中的是碳高溫還原二氧化碳,屬于吸熱反應(yīng)
?;?xùn)練
1.古代科學(xué)家方以智在其《物理小識》卷七《金石類》中記載“有煙水者,剪銀塊投之,則旋而為水”“確
水入五金皆成水,惟黃金不化水中,加鹽則化”。下列說法正確的是()
A.“雨水”可能是鹽酸B.“旋而為水”中的水指銀的鹽溶液
C.“硝水”可用鐵制容器盛裝D.“黃金不化水中”說明黃金的熔點(diǎn)高
【答案】B
【解析】A.根據(jù)題意可知銀能與其反應(yīng),而鹽酸不與銀反應(yīng),故A錯誤;B.銀能與確水反應(yīng),故“旋而為
水”中的水指銀的鹽溶液,故B正確;C.由題意可知“五金皆成水”說明鐵能與雨水反應(yīng),故不能用鐵制
容器盛裝;D.說明黃金不與雨水反應(yīng),與熔點(diǎn)無關(guān)。故選B
2.某同學(xué)在圖1三頸瓶中加入一定量的暖寶寶原料(主要成分為鐵粉和碳粉),并滴加幾滴水,分別用壓強(qiáng)、
氧氣濃度和溫度三種數(shù)字傳感器繪制出數(shù)據(jù)變化圖像如圖2所示,則下列說法正確的是()
A曲繡I頭J氫勺穿伊曲繡氧氣濃度
壓強(qiáng)傳感器
■溫度
B.曲線∏為溫度變化曲線傳感、∕?感器
器,
C.曲線I、∏開始上升是因為鐵緩慢氧化放熱所致空七暖寶寶
■原料
D.如果暖寶寶原料足量,壓強(qiáng)可降至O圖1
【答案】C
【解析】通過題中信息可知,暖寶寶原料主要成分為鐵粉和碳粉,滴加幾滴水后,暖寶寶中的物質(zhì)發(fā)生緩
慢氧化,消耗氧氣,使氧氣濃度降低,會導(dǎo)致容器內(nèi)氣壓減?。旱徛趸瘯懦鰺崃?,使容器內(nèi)氣體受
熱膨脹,容器內(nèi)氣壓增大,而放熱時使氣壓增大的幅度要大于因氧氣消耗而使氣壓減小的幅度,故在放熱
過程中容器內(nèi)氣壓呈上升趨勢,但當(dāng)反應(yīng)完成后,溫度冷卻至室溫,容器內(nèi)氣壓會低于原來的氣壓。由于
反應(yīng)消耗了氧氣,所以氧氣的濃度呈一直下降的趨勢;反應(yīng)過程放出大量熱量,溫度升高,待反應(yīng)結(jié)束后,
設(shè)備恢復(fù)到室溫。
A、鐵進(jìn)行氧化反應(yīng)放熱,容器內(nèi)溫度升高,反應(yīng)結(jié)束后,溫度逐漸恢復(fù)到室溫。曲線1中,反應(yīng)前后數(shù)值
相等,為溫度變化曲線,此選項錯誤;
B、由分析可知,反應(yīng)放熱導(dǎo)致氣壓增大的幅度大于氧氣被消耗導(dǎo)致氣壓被減小的幅度,所以容器內(nèi)氣壓先
升后降,當(dāng)溫度冷卻到室溫時,容器內(nèi)氣壓要比正常低。曲線II中數(shù)值先增大后減小,為壓強(qiáng)變化曲線,
此選項錯誤;
C、根據(jù)分析可知,曲線I是溫度變化曲線、曲線II是壓強(qiáng)變化曲線;曲線I、II開始上升是因為鐵緩慢氧
化放熱所致,此選項正確;
D、如果暖寶寶原料足量,壓強(qiáng)不能降至0,是因為容器內(nèi)還有不能被消耗氮?dú)?、稀有氣體等氣體;此選項
錯誤,故選C
3.向裝有等量的同種鹽酸的四支試管中,分別隨機(jī)加入相同規(guī)格的Mg、Fe、Cu、Ag片,甲和丙均有氣泡
產(chǎn)生,且丙更劇烈,乙和丁無明顯現(xiàn)象(如圖)。則甲中放置的是()
A.MgB.FeC.CuD.Ag
【答案】B
【解析】略
4.用如圖裝置進(jìn)行實驗。在2種打磨后的金屬片上滴加不同的溶液,金屬X上僅③處有現(xiàn)象,金屬Y上僅
⑤處無明顯現(xiàn)象。
(1)X>Y、鐵、銀4種金屬的活動性由強(qiáng)至弱的順序為?
(2)寫出常見金屬X(在化合物中化合價顯+2價)與硝酸銀溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式。
【答案】(1)鐵>Y>X>銀(2)X+AgN03=2Ag+X(N03)2
【解析】金屬X上有③現(xiàn)像,說明金屬X大于Ag,金屬X與稀鹽酸,硫酸亞鐵溶液不反應(yīng)。則XVH,Fe
>X,即H>X>銀,則X是銅,金屬Y有⑤現(xiàn)像,則Y與稀鹽酸硝酸銀反應(yīng),不與硫酸亞鐵溶液反應(yīng),
證明Y>H,Y>銀,鐵>銀
5.利用如圖所示實驗裝置模擬工業(yè)煉鐵。下列說法正確的是()
A.反應(yīng)前后Fe元素的化合價由+2價變?yōu)?價
B.a處參加反應(yīng)的氧化鐵和一氧化碳的質(zhì)量比為40:7
C.b處可以用澄清石灰水檢驗生成的CO2
D.可用水吸收尾氣中的CO
【答案】C
【解析】A.反應(yīng)前后Fe元素的化合價由+3價變?yōu)?價,故A錯誤;B.a處參加反應(yīng)的氧化鐵和一氧化碳
的質(zhì)量比為40:21,故B錯誤;C.b處可以用澄清石灰水檢驗生成的CCh故C正確;DCO難溶于水,不
能用水吸收。故選C
6.我國煉鐵技術(shù)領(lǐng)先西方國家一千多年。下列有關(guān)鐵的說法正確的是()
A.生鐵屬于純凈物B.工業(yè)高爐煉鐵屬于物理變化
C.純鐵比銹鋼的硬度大D.廢棄的鋼鐵制品有回收價值
【答案】D
【解析】A.生鐵是鐵的合金,屬于混合物。故A錯誤;B.高爐煉鐵產(chǎn)生了新物質(zhì),屬于化學(xué)變化,故B錯
誤;C.純鐵硬度小,故C錯誤:D.廢棄的鋼鐵有回收利用價值,可以節(jié)約資源。故選D
700-800°C
7.金屬鈉在一定條件下制取單質(zhì)鈦的化學(xué)方程式為4Na+TiCLTi+4NaCl°將鈦和鈦合金放在海水
中數(shù)年,取出后仍光亮如初。鈉元素和鈦元素在元素周期表中的相關(guān)信息如圖所示。下列有關(guān)說法不正確
的是()
A.該反應(yīng)屬于置換反應(yīng)B.鈉在反應(yīng)中容易得到電子
C.鈦的相對原子質(zhì)量是47.87D.鈦合金抗腐蝕性比鐵好
【答案】B
【解析】A、該反應(yīng)是單質(zhì)和化合物反應(yīng)生成單質(zhì)和化合物的反應(yīng),是置換反應(yīng),正確;
B、鈉原子最外層電子數(shù)為1,小于4,在反應(yīng)中容易失去電子,錯誤;
C、根據(jù)元素周期表一格最下方數(shù)字,鈦的相對原子質(zhì)量是47.87,正確;
D、根據(jù)“將鈦和鈦合金放在海水中數(shù)年,取出后仍光亮如初“,而鐵在氧氣、水共同作用下容易生銹,鈦合
金抗腐蝕性比鐵好,正確;故選B
8.下列各項比較中,正確的是()
A.含碳量:生鐵<鋼B.金屬活動性:Hg>Ag
C.含鐵量:FeO<Fe2O3D.耐腐蝕性能:鐵>鋁
【答案】B
【解析】A、生鐵和鋼都是鐵和碳的合金,生鐵的含碳量為:2%~4.3%,鋼的含碳量為:0.03%~2%,故A
錯誤;
B、根據(jù)金屬活動性順序:K、Ca、Na、Mg、AKZn,Fe、Sn、Pb,(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、AU可知,
金屬活動性:Hg>Ag,故B正確;
C、FeO中Fe、O質(zhì)量比為:56:16;Fe2O3中Fe、O質(zhì)量比為:(56×2):(16×3)=56:24;所以Feo
中含鐵量更高,故C錯誤;
D、鋁的耐腐蝕性更強(qiáng),因為鋁和氧氣反應(yīng)生成一層致密的氧化鋁薄膜,阻止鋁進(jìn)一步反應(yīng),故D錯誤。
故選B
9.將13克鎂和鋅組成的合金放入足量的稀鹽酸中,反應(yīng)后得到的氫氣的質(zhì)量可能是()
A.0.3gB.0.6gC.1.2gD.2.0g
【答案】B
【解析】解:設(shè)13g鎂可以與稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為X
Mg+2HC1=MgCl2+H2↑
2χ
242J/一E.08g
2413gS
13g
設(shè)13g鋅可以與稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為y
Zn+2HC1=ZnCl2+H2↑
2X..
652——=——,x=0.4g
6513g
13gX
所以產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量應(yīng)該大于0.4g,小于1.08g。故選B
10.走近千年文物,人們發(fā)現(xiàn)青銅器在含有Cr的環(huán)境中易生成CUCI,隨著環(huán)境條件的變化而發(fā)生銹蝕,銹層
物質(zhì)成分示意圖如圖所示。下列敘述錯誤的是()
CU2<
\7Cu2(OH)2CO3
A.銅綠中含有Cu、H、0、C四種元素≡)α
B.CUCl與。2、比0發(fā)生化合反應(yīng)生成Cs(OH)3C1
C.青銅器在銹蝕的過程中銅元素的化合價升高
D.為了有效保護(hù)銹蝕的青銅器,可用蒸儲水代替自來水反復(fù)多次漂洗銹蝕的青銅器
【答案】B
【解析】A、由銅綠的化學(xué)式Cu2(OH)2CO3可知,銅綠中含有Cu、H、O、C四種元素,故A選項敘述正確,
不符合題意;
B、青銅器銹蝕的過程中生成物為CU2(OH”CO3、Cu2(OH)3Cl兩種,不符合“多變一”的特征,該反應(yīng)不屬手
化合反應(yīng),故D選項敘述錯誤,符合題意;
C、青銅器在銹蝕的過程中,銅元素的化合價由CuCl中的+1價變?yōu)镃U2(OH)2CO3'Cu2(OH)3CI中的+2價,
銅元素的化合價升高,故C選項敘述正確,不符合題意;
D、自來水中含有氯離子,由題中信息可知,在含有CI-的環(huán)境下會加劇青銅器的腐蝕,因此用蒸儲水代替
自來水反復(fù)多次漂洗銹蝕的青銅器可有效保護(hù)銹蝕的青銅器,故D選項敘述正確,不符合題意。
故選B
11.如圖1,向燒瓶內(nèi)注入等量等濃度的稀硫酸,分別
剪取長約0.4cm、寬約0.4Cm的鎂、鐵、銅金屬條,
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