专项四：金属探究题

1、 启航2015年中考化学重难点专练五：和金属有关的探究题1、某兴趣小组在探究金属和盐溶液反应时，发现将金属钠放入硫酸铜溶液中有气泡和沉淀产生。为了探究生成的气体和固体沉淀的成分及产生原因，同学们进行了如下探究：【提出问题】产生的气体是什么？【猜想与假设】猜想一：二氧化硫；猜想二：二氧化碳；  猜想三：氢气。你认为不合理的猜想是     ，原因是             。【查阅资料】SO2与CO2化学性质相似，都能与澄清石灰水反应生成白

2、色沉淀。钠是一种非常活泼的金属，能与冷水剧烈反应，反应的化学方程式为2Na+2H2O 2NaOH+H2。【方案设计】依据上述猜想，实验小组同学分别设计了如下实验方案：甲同学验证生成的气体是否为SO2，他将生成的气体通入澄清的石灰水中，发现                    ，确定生成的气体不是SO2。（2）乙同学利用如图所示装置验证生成的气体是H2。实验过程中可观察到玻璃管中的现象是 

3、0;                     ，发生反应的化学方程式为                       。【得出结论】猜想三正确。【拓展延伸】钠与硫酸铜溶液反应生成的沉淀是什么？【分析讨论

4、】同学们认为钠可能会先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再与硫酸铜反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀。（3）丙同学提出异议：除了上述反应，可能钠直接与硫酸铜反应生成红色的单质铜，只是蓝色的氢氧化铜沉淀掩盖了红色的铜。请设计实验证明该蓝色沉淀中不含单质铜。实验步骤与现象实验结论                           

5、60;                          该蓝色沉淀中不含单质铜（4）由上述探究，同学们认为硫酸铜溶液可能显         （填“酸性”、“中性”或“碱性”）。2、“双吸剂”是常用的袋装食品的保鲜剂，可用来吸收氧气、二氧化碳、水蒸气等气体，某

6、化学小组的同学在袋装食品中发现一包名为“504双吸剂”的保鲜剂，其标签如图所示。同学们对这包久置的“504双吸剂”固体样品很好奇，设计实验进行探究。小明对家里月饼包装中袋装防腐剂，品名为“504双吸剂”，其标签如图所示，对固体的成分产生了兴趣。于是和同学一起，设计实验进行探究：  提出问题：久置固体的成分是什么？收集资料 1.查阅资料：铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁：Fe+2FeCl3=3FCl2。2.打开固体包装袋观察：部分粉末呈黑色、部分粉末呈白色、另有少数红棕色的块状固体。作出猜想久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2和CaCO3。你猜想固体中可

7、能含有Fe2O3的依据是_。实验探究下表是甲组同学设计并记录的实验报告，请补充完整。实验操作实验现象实验结论一、取少量固体加入足量蒸馏水，搅拌溶解固体部分溶解，并放出大量的热固体中一定含有_二、过滤，取滤液滴加无色酚酞试液溶液变红色固体中一定含有氢氧化钙三、取滤渣加入足量稀盐酸固体逐渐消失，产生大量无色气体，得到浅绿色溶液固体中一定含有_，一定不含有Fe2O3四、将操作三中产生的气体通入到澄清石灰水中澄清石灰水变浑浊固体中一定含有_实验质疑乙组同学认为甲组同学在实验中得出“一定不含有Fe2O3”的结论是错误的，理由是_；你认为甲组同学哪一步操作得出的结论也不合理_，理由是（用化学方程式表示）_

8、。继续探究为验证固体中是否含有Fe2O3，乙组同学用_先分离出铁粉，向残渣固体中加入足量_，若溶液呈棕黄色，证明固体中含有Fe2O3。写出呈棕黄色的化学方程式_。3、地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，工业上主要是从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属。(1)赤铁矿在自然界中储藏丰富，其主要成分的化学式是_。(2)磁铁矿的主要成分是Fe3O4。在Fe3O4中存在两种不同价态的铁离子，其中1/3是Fe2，2/3是Fe3。请写出Fe3O4与盐酸反应的化学方程式：_。(3)工业上主要采用高炉炼铁，常用到的原料有铁矿石、焦炭、石灰石和空气。其中，焦炭的作用是_(仅答一点)。(4)由于铁的氧化

9、物中Fe3O4和FeO均为黑色，实验室用CO还原Fe2O3得到的铁中是否会含有Fe3O4和FeO，某同学设计了下列探究实验。资料：(1)FeCl3溶液与铁发生的反应是2FeCl3Fe=3FeCl2，(2)FeCl3溶液不与Fe3O4、FeO反应；(3)含有Fe3的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色，利用该反应可检验Fe3的存在。【提出问题】CO还原Fe2O3得到黑色产物的成分是什么？【猜想】猜想1：Fe 猜想2：Fe和Fe3O4； 猜想3：Fe和FeO； 猜想4：_。【实验探究】限选试剂：CO、盐酸、澄清石灰水、KSCN溶液、FeCl3溶液。实验操作实验现象实验结论.取少量黑色产物加入到装有足量

10、FeCl3溶液的烧杯中，充分反应后过滤，对过滤所得固体用蒸馏水洗涤黑色固体部分溶解猜想2和4都不成立._黑色固体全部溶解，溶液不变红色.另取少量黑色产物装入玻璃管中，通入CO，一段时间后加热，并将反应后的气体通入装有一定量的_的烧杯中_猜想l不成立，猜想3成立4、小明见妈妈买了些取暖袋，他很好奇，打开了一袋，发现里面是黑色的粉末。那么，取暖袋里是什么物质在发生反应、释放热量呢？【查阅资料】取暖袋由原料层、明胶层、无纺布袋三部分组成。原料层中黑色粉末的主要成分是铁粉、活性炭、蛭石、可溶性无机盐、吸水性树脂（含水）；蛭石是当今世界首屈一指的保温材料，起保温作用；吸水性树脂可反复释水、吸水，起吸水、

11、保水的作用；二者均不参加反应；使用时应注意：不使用产品时请勿拆开密封包装；Ag2SO4微溶于水，Ag2CO3为淡黄色固体，难溶于水。【提出猜想】可溶性无机盐可能是氯化钠、硫酸钠、碳酸钠中一种或几种；取暖袋发热时，可能是铁粉、氧气、无机盐、水、活性炭几种物质间发生了化学反应。【实验过程】分别取没有使用的取暖袋和失效后的取暖袋中的黑色粉末完成以下实验，探究无机盐的成分及参加反应的物质。序号加入试剂及操作没有使用的暖袋失效后的暖袋加入足量水观察无色溶液，大量固体在烧杯杯底部无色溶液，大量固体在烧杯底部取中上层清液，向其中滴加盐酸无变化无变化取中上层清液，向其中滴加BaCl2溶液无变化无变化取中上层清

12、液，向其中滴加AgNO3溶液白色沉淀白色沉淀另取黑色粉末加入足量盐酸大量气泡，溶液呈浅绿色无气泡，溶液呈黄褐色（1） 写出实验中一个反应的化学方程式:               。（2）通过上述实验，可以得出以下结论： 取暖袋中无机盐的成分是      ； 取暖袋发热时，原料层中一定参加反应的物质是        。（3）某兴

13、趣小组为探究氧气是否参加了反应，设计利用如图装置进行实验，其步骤为：将         加入广口瓶中，塞紧塞子，待冷却后打开止水夹，若观察到试管中的水倒吸入导管中，则氧气参加了反应。【反思与评价】（4） 小明根据中的现象判定无机盐未参加反应。他的结论       （选填“是”或“否”）合理，说明理由：             &

14、#160;                                         5、小彬从说明书上了解到水龙头是铜质镀铬的。他想起在学习金属性质时用到的金属活动性顺序中没有铬，为了解铬与常

15、见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系，进行如下探究活动。【查阅资料】铬(Cr)是银白色有光泽的金属，在空气中表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应，生成蓝色的硫酸亚铬( CrSO4)溶液【预  测】三种金属活动性：Cr Al Cu Al Cr Cu  Al Cu Cr实验一实验二实验三实验方案实验现象铬片表面产生气泡缓慢，溶液变蓝色。                   

16、0;             铝片表面产生气泡较快。结论铬能和稀硫酸发生反应，反应速率较慢。铜不与稀硫酸反应                              &

17、#160;  三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系是           【实验过程】取大小相同的三种金属薄片，用砂纸打磨光亮。【回答问题】 (1)实验一所发生反应的化学方程式是_。(2)小东提出用硫酸铜溶液代替上述实验中的稀硫酸也能得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系，小燕认为不可行，理由是             

18、0;                   。 (3)小清认为只要选用三种药品进行实验就可以得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系，这三种药品可以是                 。【归  纳】比较金属活动性强弱的方法有  

19、        （任写一种）。6、某化学兴趣小组在做锌和稀盐酸反应的实验中，发现随着反应的进行，产生气体的速度逐渐加快，一段时间后逐渐减慢，最后停止产生气体。在反应过程中，溶液的温度也先随之升高，最后下降到室温。【提出问题】锌与稀盐酸反应的快慢受哪些因素的影响呢？【猜想与假设】a.可能与盐酸的质量分数有关；b.可能与温度有关。【设计并实验】该学习小组设计了如图1的实验（所取0.5 g锌的形状相同）：实验实验实验       图1  &#

20、160; 图2(1）写出稀硫酸与锌反应的化学方程式                  。（2）小兵用图2装置收集并测量氢气的体积，其中量筒的作用是       ，氢气应从      （填“e”、“f”或“g”）管通入。【收集证据】（3）要比较不同质量分数的盐酸对反应快慢的影响，应选择的实验编号是  

21、       。在1分钟内收集氢气的体积数据如下：实验编号实验实验实验氢气的体积3.1 mL5.3 mL6.2 mL【得出结论】（4）结论是                        。【评价与反思】（5）锌与硫酸反应的快慢的变化的原因      

22、;                          。 注意：若答对第（6）小题奖励4分，化学试卷总分不超过60分。（6）影响锌与硫酸反应的快慢可能还有          ，请设计实验证明     

23、                                              。7、 铝和氧化铁的反应：2Al+Fe2O3Al

24、2O3+2e,称为“铝热反应”（如图所示），引燃镁条，漏斗内的物质熔化，镁条燃尽，漏斗下端仍持续产生大量熔融物落入沙中，该熔融物可用于焊接铁轨。                                  （1）实验中镁条的作用是   

25、;                 。氧化铁和铝粉都用粉末状的，原因是                               

26、0;              。（2）某学习兴趣小组对所得熔融物的成分进行了探究。【查阅资料】金属铝不但能和酸溶液（如稀盐酸）反应产生氢气，还能和强碱溶液（如氢氧化钠溶液）反应产生氢气。Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如下：【实验猜想】（3）某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是：该反应放热能使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理？     (填

27、“合理”或“不合理”)。（4）铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为               。（5）请你根据已有知识找出一种验证产物中有Fe的最简单的方法：                          

28、  【实验验证】（6）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的熔融物中含有金属铝，请填写下列表格：实验步骤实验现象实验结论取少量冷却后的熔融物于试管中，加入                                    &#

29、160;  熔融物中含有铝8、小明过生日时发生了一件怪事，当他许下心愿吹灭蜡烛后，蜡烛竟又重新燃烧，反复几次，蜡烛总能灭而复燃。同学们将蜡烛剥开发现：在蜡烛的棉芯里藏了一根缠绕的银白色金属丝。【提出问题】该金属丝是什么？它的存在是不是蜡烛灭而复燃的原因？【初步探究】蜡烛为什么会灭而复燃？【资料一】蜡烛的棉芯里藏有一些金属，当蜡烛燃烧时，棉芯里的金属被熔化的石蜡包裹起来，由于隔绝了氧气，金属并不燃烧；但当蜡烛熄灭后，金属接触到氧气就可以燃烧，从而使蜡烛复燃。【实验反思】蜡烛燃烧产生的火焰是由       &

30、#160; （填“固态”或“气态”）物质燃烧产生的，小明认为这种蜡烛也可以熄灭，他可以采用的方法是                          。【资料二】蜡烛内的金属是Mg、Fe或Cu中的一种。【深入探究】蜡烛芯内的金属是Mg、Fe或Cu中的哪一种？【猜想与假设】（1）根据已有的知识大家一致认为，该金属不可能是Fe和Cu，其原因是：铜是紫红

31、色的，不是银白色的；             。（2）同学们一致猜想：该金属是Mg。【查阅资料】镁可以与热水反应，生成氢氧化镁，温度越高，水中溶解的氢氧化镁越多。【进行实验】为了验证猜想，大家设计了如下实验：实验步骤实验现象实验结论将该金属丝用砂纸打磨至光亮，加入到装有热水的试管中，并将燃着的小木条放在试管口有气泡不断冒出，气体燃烧，听见爆鸣声，火焰呈淡蓝色生成的气体为         

32、     （填化学式）在反应后的溶液中滴加酚酞溶液溶液变成红色，冷却后红色褪去反应生成了Mg(OH)2，滴加酚酞溶液，溶液变为红色，说明溶液显        性【实验结论】此金属为镁，写出镁与热水反应的化学方程式                        

33、            。9、在探究金属的性质时，小明和小红两位同学在老师准备实验时，将带有铁锈的铁丝放入烧杯中并加入稀盐酸除铁锈。细心观察，发现下列现象：铁锈逐渐消失，溶液变为黄色；铁丝表面有气泡产生，溶液由黄色逐渐变为浅绿色。（1）铁丝在潮湿空气中容易生锈，铁丝生锈是由于铁与空气中 的     和    共同作用的结果。（2）写出现象的反应化学方程式：       

34、;                            ；中产生气泡的原因是                      

35、;  。（3）为弄清楚溶液由黄色变为浅绿色的原因，小明和小红进行了如下实验：【猜想与假设】小明猜测可能是氯化亚铁溶液的浅绿色遮掩了黄色；小红猜测可能是铁和溶液中的氯化铁发生了反应。【进行实验】实验操作实验现象实验结论向黄色氯化铁溶液中加入适量        溶液溶液黄色没有消失猜想不成立                    &

36、#160;                   溶液黄色逐渐消失，最后变为浅绿色猜想成立【实验结论】铁和氯化铁溶液发生反应生成氯化亚铁溶液。1、【答案】【猜想与假设】猜想二（或二氧化碳）（1分）      反应物中没有碳元素（1分）【方案设计】（1）澄清石灰水没有变浑浊（1分）   （2）黑色氧化铜粉末变成红色，玻璃管中有水珠出现（1分）H2+Cu

37、OCu+H2O（2分） 【分析讨论】（3）取少量蓝色沉淀于试管中，加入足量的稀硫酸后充分振荡，沉淀全部溶解（1分）    （4）酸性（1分）【解析】根据元素守恒，反应物中没有碳元素，则生成物中不可能含有二氧化碳；二氧化碳与二氧化硫的化学性质相似，都可以使澄清石灰水变浑浊，二氧化碳使澄清石灰水变浑浊是因为生成了白色沉淀碳酸钙的缘故；氢气可以与氧化铜发生置换反应，使黑色氧化铜粉末转化为红色的单质铜；要验证蓝色沉淀中是否含有单质铜，可加入稀硫酸，如若沉淀不完全溶解，则含有单质铜，反之则不含；由金属可与酸反应产生氢气，而金属钠可与硫酸铜溶液反应产生氢气，推断硫酸铜溶液可能

38、呈酸性，溶液的酸碱性可以用酸碱指示剂来确定。2、【答案】铁粉和氧气、水发生反应会产生氧化铁，氧化铁是红棕色固体  氧化钙  铁  碳酸钙  氧化铁和盐酸反应产生氯化铁，铁与氯化铁溶液在常温下会生成氯化亚铁  二  CaO+H2O=Ca(OH)2    磁铁  稀盐酸  6HCl + Fe2O 3   =  2FeCl3  + 3 H2O  【解析】此题考查酸和碱的化学性质。双吸剂能吸收氧气、二氧化碳和水蒸气，铁粉能和氧气、水蒸气反应产生

39、铁锈（氧化铁），另外混合物中含有少量红棕色固体，所以推测混合物中可能含有氧化铁；五种可能的物质中只有氧化钙能和水发生反应放出热量，所以通过固体溶解放热可推出固体中一定含有氧化钙；过滤，向滤液中加入无色酚酞试液变红色不能说明固体中一定含有氢氧化钙，因为氧化钙也能和水反应产生氢氧化钙；向滤渣中加入稀盐酸得到浅绿色溶液不能说明一定不含有氧化铁，因为氧化铁和盐酸反应产生氯化铁，铁与氯化铁溶液在常温下会生成氯化亚铁；气体通入澄清的石灰水中，石灰水变浑浊说明气体为二氧化碳，则固体中一定含有碳酸钙；若要证明是否含有氧化铁，可以利用铁能被磁铁吸引的性质将铁分离出来，然后再加入盐酸进行验证。3、(1)Fe2O3

40、(2)Fe3O48HCl=2FeCl3FeCl24H2O(3)生成用于还原铁矿石的还原性物质CO(合理即可)(4)猜想Fe、Fe3O4和FeO实验探究.取第步过滤所得固体装入试管中，加入足量的盐酸，随后滴入几滴(或少量)KSCN溶液.澄清石灰水澄清石灰水变浑浊4、【答案】 （1）（2） NaCl  Fe、氧气和水 （3） 潮湿铁钉  （4） 是    没有使用的取暖袋和使用后的取暖袋成分中均含有可溶性氯化物，与硝酸银反应生成氯化银沉淀（或铁粉锈蚀过程中仅仅是氧气、水和铁粉参加反应）5、实验现象：无现象    结论：

41、铝能与稀硫酸发生反应，反应速率较快    Al Cr Cu(或“”)    回答问题：    (1) Cr+H2SO4CrSO4+H2    (2) 无法比较铬和铝的金属活动性强弱(合理答案均可得分)    (3) A1、CrSO4溶液、Cu(合理答案均可得分)    归纳：通过金属与酸反应判断金属活动性强弱(合理答案均可得分)6、【答案】【设计并实验】（1）Zn+H2SO4 ZnSO4+H2（2分） &#

42、160; （2）根据进入量筒中水的体积，判断生成氢气的体积（1分）      f（1分）     【收集证据】（3）（1分）     【得出结论】（4）盐酸的质量分数越大，反应速率越快；温度越高，反应速率越快（1分）     【评价与反思】（5）随着反应的进行，反应放出的热量使反应速度加快，随着硫酸被消耗，硫酸溶质质量分数变小，速度逐渐减慢（2分） 注意：若答对第（6）小题奖励4分，化学试卷总分不超过60分。（6）锌粒的表面积

43、（2分）      取质量相等但形状不同的锌粒分别放入两只试管中，然后分别加入温度、体积和溶质质量分数相同的稀盐酸，测量收集等体积的氢气所需要的时间（只要考生有控制变量的意识即可）（2分）【解析】（1）稀硫酸与锌反应的化学方程式为Zn+H2SO4 ZnSO4+H2。（2）根据题目用图2装置收集并测量氢气的体积，氢气是气体，不能直接在测量筒内量体积，所以测量排开水的体积就知道氢气的体积，要将集气瓶中的水全部排完，排水管应伸入集气瓶的底部，进气管刚露出橡皮塞，所以氢气从f通入。（3）要比较不同质量分数的盐酸对反应快慢的影响，变量只有盐酸的浓度，其它的量都要相同，所以选择；通过上述三个实验，结合实验数据，分成两组对比得出盐酸的质量分数越大，反应速率越快；温度越高，反应速率