高中化学第四单元研究型实验实验4_2金属镁铝锌化学性质的探究练习新人教版.docx

第四单元 实验 4-2 金属镁、铝、锌化学性质的探究一、选择题1. 下列金属不能在氧气中剧烈燃烧的是()AMgBAlCFe DCu答案：D解析：解答：镁在空气中能被点燃而剧烈燃烧，因此有些反应可用镁来“引火”，如铝热反应；铝和铁虽不能在空气中被点燃，但在氧气中能被点燃，与氧气剧烈反应而燃烧；铜在空气中或在氧气中加热，但反应不剧烈(不能称为燃烧)，铜被氧化为黑色的氧化铜。分析：本题考查常见金属与氧气的反应，题目难度不大，熟练掌握镁、铝、铁、铜的金属活泼性是解题的关键。2. 用铜锌合金制成的假金元宝欺骗人的事件屡有发生。下列不易区别其真伪的方法是()A测定密度B放入硝酸中C放入盐酸中 D观察外观答案：D解析：解答：金元宝主要成分是铂、金等贵重金属，密度大于铜锌合金；铜锌合金能与硝酸、盐酸发生反应而表面被腐蚀，而铂、金不会与硝酸、盐酸发生反应；金元宝与铜锌合金外观酷似，难以用肉眼区别。分析：本题考查金属锌和铜的化学性质、常见金属的鉴别方法，题目难度不大，熟练掌握金元宝与假元宝的组成成分是解题的关键。3. 下列叙述中，正确的是()A常温下铝和浓硫酸、浓硝酸不反应B两份相同质量的铝粉，分别与足量的稀硫酸和氢氧化钠溶液反应，产生的氢气前者多C合金的熔点一般比组成它的各成分的熔点都高D工业上常利用铝热反应冶炼难熔的金属，如钒答案：D解析：解答：A项中常温下铝遇到浓硫酸、浓硝酸发生钝化现象，是由于与其反应生成一层致密氧化膜阻碍继续反应，而不是不反应。B项中Al既与酸反应又与碱反应，但都有关系：2Al3H2，足量酸或碱，等质量的铝反应放出H2一样多。C项中合金的熔点低于各成分金属的熔点。分析：本题考查金属铝的化学性质，熟练掌握金属铝是活泼金属、能与酸和强碱反应是解题的关键。4. 锌粉、铝粉、镁粉的混合物a g与一定量的某浓度的稀硫酸恰好完全反应，蒸发水分后得固体(不含结晶水)b g，则反应中生成的氢气为()A(ba)/48 g B(ba)/49 gC(ba)/98 g D无法计算答案：A解析：解答：锌粉、铝粉、镁粉的混合物a g最后得固体(不含结晶)b g即为相应金属的硫酸盐，(ba) g为SO42-的质量，综合电荷守恒“SO42-2HH2”，m(H2)(ba)/48 g。分析：本题考查金属混合物的根据化学方程式的计算，题目难度不大，熟练掌握守恒法的应用是解题的关键。5. 下列物质不能溶于浓氨水的是()AAgClBZn(OH)2CAgOH DAl(OH)3答案：D解析：解答：本题考查常见配合物的形成。AgCl、Zn(OH)2、AgOH与氨水分别形成Ag(NH3)2、Zn(NH3)42、Ag(NH3)2而使沉淀溶解，Al(OH)3不与浓氨水反应，选D。分析：本题考查中学阶段常见能发生络合反应的物质的性质，题目难度不大。6. 下表中是各组反应的反应物和温度，反应刚开始时，放出H2速率最快的是（ ）编号 金属（粉末状） 酸的浓度及体积 反应温度 （mol） () A Mg，0.1 6 molL-1 硝酸10mL 80 B Mg，0.1 3 molL-1 盐酸10mL 60 C Fe，0.1 3 molL-1L 盐酸10mL 60 D Mg，0.1 3 molL-1 硫酸10mL 60答案：D解析：解答：在其它体积不变的情况下，增大反应物浓度，或升高温度，或使用催化剂、或增大反应物的接触面积等均可以即可反应速率。由于硝酸是氧化性酸，和金属反应得不到氢气。镁的活泼性其余铁，所以正确的答案选D。分析：考查外界条件对反应速率的影响，熟练掌握影响化学反应速率的因素是解题的关键。7. 下列实验现象、操作或反应原理的解释正确的是（）现象、操作或反应解释A铝箔在酒精灯火焰上加热熔化不滴落 铝箔对熔化的铝有吸附作用B向滴有稀硫酸的热淀粉液中滴加碘水，液体呈蓝色淀粉在此条件下未水解C向盛有足量Zn和稀硫酸的试管中滴加少量硫酸铜溶液形成锌铜原电池，使反应速率加快D鸡蛋清溶液遇乙酸铅溶液会产生沉淀 蛋白质发生盐析答案：解析：解答：A氧化铝熔点较高，铝箔在酒精灯火焰上加热生成氧化铝，导致熔化不滴落，故A错误；B淀粉遇碘变蓝色，滴加碘水液体呈蓝色，说明含有碘，但不能说明未水解，故B错误；C锌与硫酸铜发生置换反应生成铜，铜、锌、稀硫酸组成原电池，加快反应速率，正确；D铅为重金属盐，可使蛋白质变性，故D错误。分析：考查实验方案的评价，实验现象与物质的性质和制取的关系、反应原理及金属冶炼的关系等知识。8. 下列有关Na2CO3和NaHCO3性质的比较中，正确的是（ ）A.等浓度的溶液中滴入稀盐酸，放出气体的快慢Na2CO3NaHCO3B.热稳定性Na2CO3NaHCO3C.常温时水溶性Na2CO3NaHCO3D.相对分子质量Na2CO3NaHCO3，故错；C、常温时水溶性Na2CO3NaHCO3，故错；D、相对分子质量Na2CO3NaHCO3，故错。故选A。分析：本题考查Na2CO3和NaHCO3性质的异同，题目难度不大，注意把握Na2CO3和NaHCO3性质，注重基础知识的积累。9. 查阅资料发现，金属钠不仅能与氧气和水反应，还能与很多种其他物质发生反应，其中包括与酒精在常温下反应，要研究金属钠和酒精、金属钠和水反应的异同点，下列的研究方法中用不到的是（ ）A观察法 B. 分类法 C. 实验法 D. 比较法答案：B解析：解答：研究金属钠和酒精、金属钠和水反应的异同点，可以采用的研究方法有观察法，即观察两者发生反应的剧烈情况； 实验法和比较法，即通过实验比较两者反应的剧烈情况，分类法对研究金属钠和酒精、金属钠和水反应的异同点没有意义，故本题的答案选择B。分析：本题考查了化学探究过程中所采用的研究方法，所以对学生科研基本功的考查，该题比较简单。10. 为测定一小块铁铝合金样品中的含铝量，现先将其溶于足量盐酸中，然后再向其中加入足量的烧碱溶液，待沉淀全部转化为红褐色时过滤，洗涤。将沉淀物在空气中灼烧，最后得到红棕色粉末，经称量知其质量跟原合金的质量相等。合金中铝的质量分数为()A70% B30% C54% D无法计算答案：B解析：解答：红棕色粉末的质量跟原合金的质量相等，得出铝的质量与氧化铁中氧元素的质量相同，其质量分数就等于氧化铁中氧元素的质量分数，（163）/（562+163）=48/160=0.3,即30%分析：本题考查金属铝的化学性质、混合物的计算等，题目难度中等，熟练掌握化学反应过程是解题的关键。11. 在蒸发皿中加热蒸干并灼烧(低于400)下列物质的溶液，可得到该物质固体的是（ ） A氯化铝 B碳酸氢钠 C硫酸镁 D高锰酸钾答案：C解析：解答：A氯化铝溶液加热蒸干并灼烧得到氧化铝。错误。B碳酸氢钠溶液加热蒸干并灼烧得到碳酸钠。错误。C.硫酸镁是难挥发性的强酸弱碱盐，硫酸镁溶液加热蒸干并灼烧得到硫酸镁。正确。D高锰酸钾溶液加热蒸干并灼烧得到锰酸钾、二氧化锰。错误。分析：本题考查铝盐的水解反应产物的判断、盐类的水解等，题目难度不大。12. 可用于鉴别MgCl2、AlCl3与ZnCl2溶液的试剂组是（）。 A盐酸、氢氧化钠 B氢氧化钠、氨水 C盐酸、氨水 D硝酸银、氢氧化钠答案：B解析：解答：MgCl2、AlCl3与ZnCl2加入NaOH溶液都生成白色沉淀，继续加入NaOH溶液，沉淀消失的是AlCl3，在另外两种原溶液中加入过量氨水，先生成沉淀、然后溶解的是ZnCl2，只生成沉淀的是MgCl2。分析：本题考查常见化合物的检验方法和具体操作，题目难度中等，熟练掌握被检验物质的行知是解题的关键。13. 如图为实验室制氢气的简易装置。若在加稀硫酸时，发现锌粒与稀硫酸没有接触，而稀硫酸准备的又不够了，为使该反应顺利进行，则可以从长颈漏斗中加入的试剂是()食盐水KNO3溶液适量硫酸铜稀溶液Na2CO3溶液CCl4浓氨水ABC D答案：A解析：解答：原装置是锌粒与稀硫酸制氢气，从长颈漏斗中加入的试剂不能消耗硫酸，不能引发产生其他气体的副反应。Na2CO3溶液、浓氨水会消耗稀硫酸，KNO3溶液会与锌粒、稀硫酸共同反应产生一氧化氮气体。可以选用的是食盐水、适量硫酸铜稀溶液、CCl4，适量硫酸铜稀溶液还会加快反应生成H2的速率。分析：本题一金属锌与稀硫酸的反应为载体考查实验室中气体的制取方法和装置。14. 将质量相同的锌粒分别投入下列四个烧杯的溶液中，反应速率最快的是()答案：D解析：解答：由计算可知，上述A、B、C三种溶液物质的量浓度相同，反应速率应该相等，但D烧杯H2SO4溶液中H浓度较前三者大，故反应速率最快。反应速率与溶液体积大小无关，而与浓度大小有关。分析：本题考查氢离子浓度对锌的反应速率的影响，熟练掌握影响化学反应速率的因素是解题的关键。15. 下列叙述中，正确的是()A常温下铝和浓硫酸、浓硝酸不反应B两份相同质量的铝粉，分别与足量的稀硫酸和氢氧化钠溶液反应，产生的氢气前者多C合金的熔点一般比组成它的各成分的熔点都高D工业上常利用铝热反应冶炼难熔的金属，如钒答案：D解析：解答：A项中常温下铝遇到浓硫酸、浓硝酸发生钝化现象，是由于与其反应生成一层致密氧化膜阻碍继续反应，而不是不反应。B项中Al既与酸反应又与碱反应，但都有关系：2Al3H2，足量酸或碱，等质量的铝反应放出H2一样多。C项中合金的熔点低于各成分金属的熔点。分析：本题考查金属铝的化学性质，熟练掌握铝的性质是解题的关键。16. 某研究性学小组为了探索镁粉与溴水反应的机理，做了如下四组实验：将镁粉投入冷水中，未见任何现象；将镁粉放入溴水中，观察到只是开始时产生极少量的气泡，但溴水的颜色逐渐褪去；将镁粉放入液溴中，未观察到任何明显现象；向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水，观察到溴的红棕色很快褪去。则下列关于镁与溴水的反应机理的叙述中正确的是()A镁粉只能直接与溴水中的溴反应B水是镁粉与溴发生反应的催化剂C产生极少量的气泡是由镁粉与水反应得到的D镁粉与溴水中的酸发生反应，导致平衡移动使溴水褪色答案：B解析：解答：由把镁放入冷水中，未见任何现象，说明镁与冷水不反应，溴水中存在少量Br，镁粉放入溴水中有气体生成，但溴水的颜色褪去，所以Mg与溴反应导致溴水的颜色逐渐褪去；比较可知镁粉在水的催化下与溴发生反应，速率较快，所以B项正确。分析：本题是一道探究性实验题，熟练掌握金属镁的性质是解题的关键 。17. 正在火星上工作的美国“勇气号”“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及硫酸盐的信息，以证明火星上存在或曾经存在过水。以下叙述正确的是()A铝热剂就是单指Fe2O3粉和铝粉的混合物B检验从火星上带回来的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤为：样品粉碎加水溶解过滤向滤液中滴加KSCN溶液C分别还原a mol Fe2O3所需H2、Al、CO物质的量之比为323D明矾属硫酸盐，含结晶水， 是混合物答案：C解析：解答：铝热剂是指铝粉和铁、铬、锰等一些金属的氧化物的混合物，故A错；粉碎后的Fe2O3不溶于水，故B错；明矾是复盐，化学式为K2SO4Al2(SO4)324H2O，是纯净物，故D错。分析：本题考查铝、铁单质及其化合物的性质以及检验方法，题目难度不大，熟练掌握其化合物的性质是解题的关键。18. 将炭粉和铁粉均匀混合，撒入内壁分别用氯化钠溶液和稀醋酸溶液润湿过的具支试管中，并按下图装置连接好仪器，观察下图，示意图正确的是()答案：B解析：解答：发生析氢腐蚀时产生H2，具支试管内压强增大，A装置盛水试管中导管的液面应该下降而不是上升，故A错；注意D装置的具支试管没有用橡皮塞密封，故D装置盛水试管中导管的液面应该不变；发生吸氧腐蚀时，具支试管内O2被消耗，气压减小，故B对，C错。分析：将炭粉和铁粉均匀混合，撒入内壁分别用氯化钠溶液和稀醋酸溶液润湿过的具支试管中，铁粉分别发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀。19. 等量镁铝合金粉末分别与下列4种过量的溶液充分反应，放出氢气最多的是()A2 molL1 H2SO4溶液B18 molL1 H2SO4溶液C6 molL1 KOH溶液D3 molL1 HNO3溶液答案：A解析：解答：A项中镁铝均与其反应产生氢气最多；B项中浓H2SO4使铝钝化；C项中KOH溶液不与镁反应；D项中HNO3与镁铝反应不能生成氢气。分析：本题考查镁铝的化学性质、与酸碱溶液的反应等，题目难度不大。20. 下列实验不能达到预期目的的是()代号实验实验目的A观察镁、铝分别与相同浓度的稀盐酸反应的剧烈程度比较镁与铝的金属性强弱B同温下测定相同浓度的Na2CO3和Na2SO4溶液的酸碱性比较硫酸与碳酸的酸性强弱CAlCl3、MgCl2溶液中通入过量氨气比较镁与铝单质的还原性强弱D同温下用同一电路分别测定同浓度的盐酸和某一元酸溶液导电能力比较该一元酸与盐酸酸性的强弱答案：C解析：解答：AlCl3、MgCl2和氨水的反应为复分解反应，没有化合价的变化，不能比较镁、铝单质还原性的强弱。分析：本题考查镁铝的化学性质、溶液的导电能力的判断等，题目难度不大。二非选择题21. 下表是某种常见金属的部分性质：颜色状态硬度密度熔点导电性导热性延展性银白色固体较软2.70 gcm3660.4良好良好良好将该金属投入冷水中无变化，投入稀盐酸中可产生大量的无色气体。试回答： (1)推断该金属可能的一种用途：_，该金属的活泼性比铜_(填“强”或“弱”)。答案：电线电缆(或加热器皿等)|强(2)请自选试剂，设计不同的实验方案探究该金属与铁的活泼性强弱，并完成下表：猜想验证方法预测实验现象该金属比铁活泼该金属活泼性比铁弱答案：猜想验证方法预测实验现象该金属比铁活泼将该金属投入到FeCl2溶液中溶液的浅绿色逐渐消失该金属活泼性比铁弱将该金属与铁片、稀硫酸溶液组成原电池铁片溶解，该金属上有气泡产生解析：解答：根据比较金属活泼性的方法进行回答即可，注意不能将该金属投入到FeCl3溶液中来判断该金属与铁的活泼性强弱。分析：本题考查了金属的性质及验证金属活泼性的实验设计(利用金属间的置换反应或原电池原理等)。22. 资料显示：镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。某同学通过如下实验探究反应原理并验证产物。实验I：用砂纸擦去镁条表面氧化膜，将其放入盛适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的烧杯中，迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物，溶液的浅红色加深。（1）该同学对反应中产生的白色不溶物做出如下猜测：猜测1：白色不溶物可能为猜测2：白色不溶物可能为MgCO3猜测3：白色不溶物可能为碱式碳酸镁xMg(OH)2yMgCO3答案：猜测1：Mg(OH)2（2）为了确定产物成份（包括产生的气体、白色不溶物及溶液中溶质），进行以下定性实验。请填写表中空白：实验序号实 验实验现象结 论实验将实验I中收集到的气体点燃安静燃烧，火焰呈淡蓝色气体成分为 实验将实验I中的白色不溶物滤出、洗涤，取少量加入足量 白色不溶物中含有MgCO3实验取实验中的滤液，向其中加入适量 稀溶液产生白色沉淀，溶液红色变浅溶液中存在CO32-离子答案：氢气（或H2）|稀盐酸（合理均可）|产生气泡，沉淀全部溶解| CaCl2或BaCl2（3）为进一步确定实验I中白色不溶物的成分，进行以下定量实验，装置如图所示：称取干燥、纯净的白色不溶物 4.52 g，充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。实验后装置A增重0.36 g，装置B增重1.76 g。装置C的作用是 ；白色不溶物的化学式为 。答案：防止空气中的水蒸气和CO2进入装置B中，影响实验结果|Mg(OH)22MgCO3 或 Mg3(OH)2(CO3)2（4）根据以上（2）及（3）的定性定量实验，写出镁与饱和碳酸氢钠溶液反应的化学方程式_。答案： 3Mg+4NaHCO3+2H2O= Mg(OH)2 2MgCO3+2Na2CO3+3H2解析：解答：（1）根据猜测2和猜测3可判断猜测1应该是生成的白色沉淀是Mg(OH)2。（2）火焰呈淡蓝色说明产生的气体是氢气（或H2）；碳酸镁能与酸反应生成CO2气体，所以实验中所加试剂应该是稀盐酸；产生的实验现象是产生气泡，沉淀全部溶解，说明含有碳酸镁。碳酸根在溶液中水解溶液显碱性，能使酚酞试液显红色。根据实验现象有白色沉淀产生，且红色变浅可知所需要的试剂是CaCl2或BaCl2。（3）由于空气中含有水蒸气和CO2，进入装置后会干扰CO2的吸收，所以装置C的作用是防止空气中的水蒸气和CO2进入装置B中，影响实验结果。实验后装置A增重0.36 g，装置B增重1.76 g ，这说明生成的水是0.36g，CO2是1.76g，物质的量分别是0.02mol和0.04mol，即氢原子和碳原子的个数之比是1：1，因此氢氧化镁和碳酸镁的个数之比是1：2，则化学式可表示为Mg(OH)22MgCO3或Mg3(OH)2(CO3)2。（4）根据以上分析可知镁与碳酸氢钠溶液反应生成Mg(OH)22MgCO3、氢气、碳酸钠，则反应的化学方程式为3Mg+4NaHCO3+2H2O= Mg(OH)2 2MgCO3+2Na2CO3+3H2。分析：本题难度较大，考查全面，从定性和定量两个方面测定物质的种类，关键在于知道碳酸根离子与酸反应能产生二氧化碳，镁和氢离子反应生成氢气，题目难度较大23. 锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸，又能溶于强碱。但是氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌能溶于氨水，生成Zn(NH3)42+。回答下列问题：(1)单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在形式为_(用化学式表示)。答案：AlO2-(2)写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式_。答案：Zn2NaOH=Na2ZnO2H2(3)下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法即可鉴别的是_。硫酸铝和氢氧化钠硫酸铝和氨水硫酸锌和氢氧化钠硫酸锌和氨水答案： (4)写出可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式_。试解释在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备Zn(OH)2的原因_。答案：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4+|可溶性锌盐与氨水反应产生的Zn(OH)2可溶于过量的氨水中，生成Zn(NH3)42，氨水用量不易控制解析：解答：(1)Al与NaOH反应的化学方程式为2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。溶液中铝元素以AlO形式存在。(2)Zn与NaOH反应的化学方程式为Zn2NaOH=Na2ZnO2H2。(3)Al2(SO4)3滴入NaOH溶液中无沉淀，产物是AlO2-；NaOH溶液滴入Al2(SO4)3溶液中有沉淀。Al2(SO4)3溶液滴入氨水中有沉淀；氨水滴入Al2(SO4)3溶液中有沉淀，发生了同样的反应：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4+。ZnSO4溶液滴入NaOH溶液中无沉淀：Zn24OH=ZnO22-2H2O；NaOH溶液滴入ZnSO4溶液中有沉淀；Zn22OH=Zn(OH)2。ZnSO4溶液滴入氨水中无沉淀：Zn24NH3=Zn(NH3)42；氨水滴入ZnSO4溶液中有沉淀：Zn22NH3H2O=Zn(OH)22NH4+。所以用互滴的实验方法就能鉴别。(4)可溶性锌盐与氨水的反应由可以看出，一旦氨水过量就会有部分Zn(OH)2溶解：Zn(OH)24NH3=Zn(NH3)422OH，即在实验过程中加入氨水的用量不易控制。分析：本题是一道信息给定题，考查学生分析和解决问题的能力，难度较大24. (1)人的胃液呈酸性，其中主要是盐酸，胃酸过多会使身体不适形成疾病，常用胃舒平来治疗，胃舒平主要成分为Al(OH)3，试写出服用胃舒平后，胃中发生的反应：_。沿海渔民也用墨鱼骨(主要成分是CaCO3)治疗胃酸过多，反应的离子方程式为_。答案：Al(OH)33HCl=AlCl33H2O|CaCO32H=Ca2CO2H2O (2)在铝制易拉罐中收集满CO2气体，然后向其中倒入10 mL浓NaOH溶液，并迅速用胶带将易拉罐口封住。过一段时间后，罐壁内凹而瘪。再过一段时间后，瘪了的罐壁重新鼓起来(假设易拉罐不会被腐蚀烂)。解释下列变化的实验现象，写出有关化学方程式。罐壁内凹而瘪的原因是_，反应的化学方程式是_。罐重新鼓起的原因是_，化学方程式是_。答案：NaOH溶液消耗了罐内的CO2，使罐内气压小于大气压|CO22NaOH=Na2CO3H2O|铝与NaOH反应生成了气体H2，使罐内的气压又大于大气压|2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2(3)铝在人体内积累可使人慢性中毒，1989年世界卫生组织正式将铝定为“食品污染源之一”而加以控制。铝在下列使用场合须加以控制的是_。糖果和食品内包装电线电缆牙膏皮氢氧化铝胶囊(胃舒平，作内服药)用明矾净水用明矾和小苏打混合物作食品膨化剂制造炊具和餐具制防锈漆答案：解析：解