专题7 金属全题型总结教师版化学《满分中考重难点题型》精准练九上.docx
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专题7金属全题型总结教师版化学《满分中考重难点题型》精准练九上
专题7金属全题型总结
出题方向
Ø根据金属活动性及金属量的多少对产物是否剩余及质量进行计算
Ø根据金属的相对原子质量进行简单的化学方程式对应的计算
Ø根据合金的相对质量进行金属组成成分的推断
Ø根据合金与酸反应后产生氢气的量进行合金成分的推断
Ø根据金属冶炼原理进行简单方程式的计算
一、通过金属相对质量算氢气及金属的相对质量(不出难题)
1.(最小公倍数法)Wg铁与足量的稀硫酸充分反应产生ag氢气,Wg锌与足量的稀盐酸充分反应产生bg氢气,则a与b的关系是
A.a>bB.a<bC.a=bD.无法比较
【答案】A
【解析】由于稀硫酸、稀盐酸过量,因此充分反应后放出氢气的质量大小由金属的质量决定,
根据化学方程式Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑知每56g铁生成2g氢气,
根据化学方程式Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑知每65g锌反应生成2g氢气,
设铁和锌的质量都是56*65,则铁能产生65分子氢气,而锌是56分子。
所以相等质量的铁和锌与足量硫酸反应铁生成氢气多,即a>b;
故选项为:
A。
2.等质量的下列金属,分别与足量稀盐酸反应,生成氢气最多的是
A.AgB.MgC.FeD.Zn
【答案】B
【解析】银不能与稀盐酸反应,不能生成氢气.
Mg的相对原子质量为24,24g镁可反应生成2g氢气,即1g镁生成
克氢气.
铁的相对原子质量56,56g铁可反应生成2g氢气,即1g铁生成
g氢气.
Zn的相对原子质量为65,65g锌可反应生成2g氢气,即1g锌生成
克氢气.
所以镁放出的氢气最多。
3.(多选)在定量研究金属与酸的化学反应时,绘制出如图所示金属与氢气质量关系的图像。
分析图像得到的以下结论中,正确的是
A.Na、Mg、Zn三种金属都能置换出酸中的氢
B.生成等质量的氢气消耗金属的质量为Na>Mg=Zn
C.生成等质量的氢气消耗Na、Mg、Zn的质量比为23∶24∶65
D.生成等质量的氢气消耗Na、Mg、Zn的原子个数比为2∶1∶1
【答案】AD
【解析】由图象中的数据,1.2g镁会生成0.1g氢气,3.25g锌会生成0.1g氢气,4.6g的钠会生成0.2g的氢气,所以
A.Na、Mg、Zn三种金属都能置换出酸中的氢,故正确;
B.生成相同质量的氢气消耗金属的质量为Zn>Na>Mg,故错误;
C.生成相同质量的氢气消耗Na、Mg、Zn三种金属的质量比为为46:
24:
65,故错误;
D.生成相同质量的氢气消耗Na、Mg、Zn三种金属的原子个数比为:
=2:
1:
1,故正确。
故选:
AD。
4.某实验小组在探究金属的化学性质时,得到金属与酸反应制取氢气的质量关系(见图).请根据图象信息判断,下列说法正确的是
A.四种金属与酸反应的速率:
Al>Mg>Fe>Zn
B.四种金属的活动性顺序:
Mg>Al>Zn>Fe
C.同质量的四种金属与足量酸反应得到氢气的质量:
Al>Mg>Fe>Zn
D.Al、Mg、Fe、Zn四种金属与酸反应得到氢气的质量比:
【答案】C
【解析】A、在金属活动性顺序中Mg>Al>Zn>Fe,活动性越强,与酸反应的速率越快,因此反应速率为:
Mg>Al>Zn>Fe,不能根据坐标判断,故选项错误;
B、在金属活动性顺序中,四种金属的活动性由强到弱的顺序为:
Mg>Al>Zn>Fe,但不能根据图象信息判断,故选项错误;
C、根据坐标可知若都是0.9g的Al、Mg、Fe、Zn四种金属,分别跟足量的酸反应产生氢气由多到少的顺序为:
Al>Mg>Fe>Zn,故选项正确;
D、观察坐标,最终不同质量的四种金属产生的氢气质量相等,故选项错误;故选:
C。
5.某小组利用实验数据,求算金属M的相对原子质量。
已知金属M和硫酸反应的化学方程式为:
M+H2SO4===MSO4+H2↑。
现取20g该金属样品于烧杯中,然后向其中加入稀硫酸,实验数据记录如下:
实验编号
1
2
3
4
5
加入硫酸的质量/g
100
200
300
400
500
烧杯中剩余物质量/g
119.8
219.6
319.4
419.4
519.4
第5次实验后,烧杯中还有0.5g剩余固体。
计算该金属的相对原子质量。
【答案】20g该金属样品中最后还有0.5g剩余固体不能参加反应,参加反应的金属质量=20g–0.5g=19.5 g
生成氢气的质量500g+20g-519.4g=0.6g
设该金属的相对原子质量为x
M+H2SO4=MSO4+H2↑
x 2
19.5g 0.6g
x=65
答:
该金属的相对原子质量为65
【解析】20g该金属样品中最后还有0.5g剩余固体不能参加反应,参加反应的金属质量=20g–0.5g=19.5g
生成氢气的质量500g+20g-519.4g=0.6g
设该金属的相对原子质量为x
M+H2SO4=MSO4+H2↑
x 2
19.5g 0.6g
x=65
答:
该金属的相对原子质量为65。
6.将100g硫酸溶液均分成5次滴加在20g含锌铜的金属片中,测得氢气的质量如表所示。
硫酸溶液的质量/g
20
40
60
80
100
氢气的质量/g
0.1
0.2
0.3
0.4
0.4
请计算:
①最终生成H2的物质的量是________。
②该金属片中含铜的质量________。
【答案】0.2mol7g
【分析】①根据表格中的数据可以知道,随着加入硫酸的质量的增加,生成气体的质量不断增加,至第四次、第五次加入的硫酸的质量不同,但是生成气体的质量相同,可以判断此时金属中锌已完全反应,生成气体的质量为0.4g,可以据此完成解答;
②根据氢气的质量可以计算出锌的质量,进而求出铜的质量即可。
二、通过产生氢气的量算合金的组成(较难)
1.现有铁与另一种金属的混合物36g,与足量酸反应生成氢气质量为3g,则混合物中的另一种金属可能是
A.MgB.AlC.ZnD.Cu
【答案】B
【解析】若36g全部是Fe,生成氢气的质量约为1.3g,题目告知金属组成的混合物生成H23g,则36g另一种金属生成氢气的质量应该大于1.3g,因为Cu不与酸反应,所以,排除D,根据等质量的金属完全反应时,相对原子质量越大,产生的氢气越少的原则,排除C,36gMg生成氢气恰好3g,错误,36gAl生成氢气为4g,大于3g,因此另一种金属可能是Al。
2.11.2g某种铁合金样品(只含两种成分)与足量的稀硫酸充分反应后,生成0.44g氢气,则该铁合金中所含的另一种成分可能是
A. Cu
B. Al
C. Zn
D. C
【答案】B
【解析】设11.2g纯铁与稀硫酸反应生成氢气的质量为x.
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56 2
11.2g x
x=0.4g<0.44g
说明等质量的铁和所含杂质相比,杂质与稀硫酸反应产生的氢气多.
同时根据金属与酸反应规律与等质量的酸反应,等价金属相对质量小的产生氢气多
3.将一定质量的铁和氧化铜的混合物粉末放入足量稀盐酸中,充分反应后产生气体0.4g,并得到残留固体6.4g。
则原混合物粉末的质量是
A.8.0gB.11.2gC.16.0gD.19.2g
【答案】D
【解析】根据题中的叙述可知,发生的反应为:
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑;CuO+2HCl==CuCl2+H2O;Fe+CuCl2==Cu+FeCl2;只有金属铁与盐酸反应产生氢气,故生成0.4g氢气,设需要的铁的质量为x;
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
562
X0.4g
X=11.2g;
因为盐酸足量故残留的固体的质量为金属铜的质量6.4g;设需要氧化铜的质量为:
6.4g÷6.4/80=8g
故原混合物粉末的质量是11.2g+8g=19.2g
4.(多选)铁铝合金xg与足量的盐酸反应后共生成2g氢气。
则x的值可能为
A.18B.20C.24D.无法确定
【答案】BC
【解析】铁铝合金中铁、铝以单质形式存在,如果2g氢气完全是由金属铁和盐酸反应得到的,根据化学方程式
,求得需要金属铁的质量为
;如果2g氢气完全是由金属铝和盐酸反应得到的,根据化学方程式
,求得需要金属铝的质量为
;那么铁铝合金和足量盐酸反应一共生成2g氢气,合金的质量应该在18g和56g之间,B和C选项正确,符合题意。
故选BC。
5.我国约在南北朝时就开始冶炼黄铜,黄铜是铜和锌的合金(Cu-Zn),它可以用来制造电器零件及日用品。
小华利用一瓶稀盐酸和相关的仪器,测定黄铜样品的组成(不考虑铜中的其它杂质)。
将30ml稀盐酸分别加入到10g黄铜粉末中,每次充分反应后,测定生成氢气的质量,实验数据见下表:
第一次
第二次
第三次
连续加入盐酸的体积/mL
10
10
10
生成氢气的质量/g
0.08
0.08
0.04
(1)从上表数据分析,小华用10g合金粉末共收集到氢气g;
(2)求该合金中铜的质量分数。
【答案】
(1)0.2
(2)35%
【解析】
(1)因三次产生的氢气的质量和为10g合金粉末总共收集到氢气的质量,则0.08g+0.08g+0.04g═0.2g,
(2)解:
设该合金中锌的质量为x,
Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑
65 2
x 0.2g
解得x=6.5g
合金中铜的质量为10g-6.5g═3.5g
该合金中铜的质量分数为:
×100%=35%
答:
该合金中铜的质量分数为35%。
三、金属冶炼的简单方程式计算
1.某钢铁厂每天需消耗1000t含氧化铁80%的赤铁矿石,该厂理论上可日产含杂质的4%生铁多少吨?
(写出具体的计算过程)
【答案】583.3t
【解析】设理论上可日产含杂质的4%生铁的质量为x.
答:
理论上可日产含杂质的4%生铁的质量为583.3t.
2.有一包黑色粉末由氧化铜和木炭混合而成,将其装入试管中充分加热,有红色物质生成,其加热过程如图所示,请回答:
(1)bc段固体质量减少的原因是因为生成了,该物质的质量为。
(2)求参加反应的氧化铜质量。
【答案】二氧化碳3.3g12g
【解析】
(1)氧化铜和木炭加热反应生成铜和二氧化碳,因此固体质量减小,则二氧化碳的质量为
。
(2)设参加反应的氧化铜质量为x
答:
参加反应的氧化铜质量为12g。
3.人类的生活离不开金属材料。
(1)金属材料应用广泛,试回答下列生活中的问题:
①多数合金的熔点_________(填“高于”或“低于”)组成它的成分金属。
②家用热水瓶内胆壁的银白色金属是___(填化学式),它在自然界中主要以____(填“单质”、“化合物”)形式存在。
③制造奥运火炬的铝合金材料具有较好的抗腐蚀性,这是因为常温下铝和空气中的氧气反应生成一层________;火炬中的燃料(C3H8)在空气中完全燃烧的化学方程式为_________________;火炬传递结束,采用关闭燃气阀门的方法熄灭火炬,其中蕴含的灭火原理是___________________。
(2)科学家发现月球的沙土中含有丰富的含氧钛铁矿,成分为TiO2、Fe2O3的混合物.现利用CO来还原TiO2、Fe2O3的混合物提炼单质钛和铁,装置如图所示,试回答:
①写出硬质玻璃管中CO和TiO2反应的化学方程式:
______________。
②用CO还原钛铁矿,得到钛和铁的混合物,请用简单的物理方法将两种物质分开_____________。
③开始实验时,A装置中首先要进行的操作是___________(填“加热”或“通CO”),这样做的理由是___________;C装置中点燃酒精灯的作用是_____________________。
④若TiO2、Fe2O3的混合物的质量为10克,充分反应后,②中分离出的铁的质量为5.6克,试计算:
含氧钛铁矿中Fe2O3的质量分数_________。
(写出计算过程)
【答案】
(1)低于Ag单质致密的氧化膜C3H8+5O2
3CO2+4H2O
(2)隔离可燃物2CO+TiO2
2CO2+Ti磁铁吸引通CO排净装置内空气,防止爆炸一氧化碳转化为二氧化碳,防止污染空气80%
【解析】
(1)①合金要比它的组成成分金属的熔点低、硬度大、耐腐蚀性强;
②银具有辐射热量的作用,在家用热水瓶内胆壁具有保温作用,由于银的化学性质稳定,主要以单质的形式存在;
③铝与氧气反应生成氧化铝是一层致密的氧化膜,对内部起到保护作用;C3H8在空气中完全燃烧的反应物是C3H8和氧气,生成物是二氧化碳和水,反应的化学方程式是:
C3H8+5O2
3CO2+4H2O;关闭燃气阀门的方法熄灭火炬,是将可燃物隔离了,没有了可燃物就不能燃烧了;
(2)①硬质玻璃管中CO和TiO2反应生成CO2和Ti,反应的化学方程式为:
2CO+TiO2
2CO2+Ti;
②因为磁铁能够吸引铁,而不能吸引其他金属,所以用磁铁吸引就行;
③开始实验时,A装置中首先要进行的操作是通CO,排净装置内空气,防止爆炸,由于CO有毒,排放到空气中污染空气,所以用酒精灯点燃,使一氧化碳转化为二氧化碳;
④含氧钛铁矿中Fe2O3的质量分数=5.6÷(
×100%)÷10×100%=80%。
四、与化合价和相对质量有关的计算
1.金属A和B的相对原子质量比为8:
9,等质量的A和B分别与足量稀盐酸反应,生成的氢气质量比为3:
4.则这两种金属的化合价之比为
A. 1:
2
B. 2:
1
C. 2:
3
D. 3:
2
【答案】C
【解析】
设金属的质量为m,AB的化合价分别是x、y;
则有
=
解得
【分析】依据金属与酸反应制得的氢气质量=
×金属的质量分析解答.
2.某正二价金属的氧化物中,金属元素和氧元素的质量之比为5:
2,该金属的相对原子质量为
A.40 B.56 C.27 D.24
【答案】A
【解析】设金属的元素符号为M,氧元素显﹣2价,则金属的氧化物的化学式为MO,金属元素和氧元素的质量之比为5:
2,设该金属的相对原子质量为x,则x:
16=5:
2,x=40。
故答案为:
A。
五、新题型
1.甲、乙两烧杯内盛有等质量、等质量分数的盐酸.将镁逐渐加入甲烧杯,铁逐渐加入乙烧杯,测量加入的金属质量m和相应的烧杯内物质质量变化量△m,画出△M﹣m曲线oac和obc的示意图,如图所示.根据图中信息,下列说法错误的是
A. m1:
m2=3:
7
B. m1﹣△M1<m2﹣△M2
C. 曲线oac表示的是甲烧杯中△M与m的变化关系
D. 当乙烧杯内加入铁的质量为m1时,溶液中溶质不止一种
【答案】B
【解析】镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应的化学方程式分别是Mg+2HCl═MgCl2+H2↑、Fe+2HCl═FeCl2+H2↑.
Mg+2HCl═MgCl2+H2↑△M1Fe+2HCl═FeCl2+H2↑△M2
24224-2=2256256-2=54
A、由图示,m1、m2时金属与稀盐酸完全反应,由反应的化学方程式可知,参加反应的稀盐酸的质量相同时,此时消耗的镁与铁的质量比为24:
56=3:
7,故选项说法正确.
B、由题意,m1﹣△M1、m2﹣△M2即为金属质量与烧杯内物质质量变化量的差值,即生成氢气的质量,由反应的化学方程式,参加反应的盐酸的质量相等,则生成氢气的质量相等,即m1﹣△M1=m2﹣△M2,故选项说法错误.
C、由A选项的分析,完全反应时消耗的镁的质量少,则曲线oac表示的是甲烧杯中△M与m的变化关系,故选项说法正确.
D、当乙烧杯内加入铁的质量为m1时,稀盐酸有剩余,溶液中溶质不止一种,为氯化亚铁和HCl,故选项说法正确.故选:
B。
2.某金属氧化物RO,取该金属氧化物8g和100g7.3%的稀盐酸恰好完全反应后,产生水和金属氧化物,则该金属氧化物中金属元素的质量分数为
A. 20% B. 30% C. 60% D. 80%
【答案】D
【解析】设R的相对原子质量是x
RO+2HCl═RCl2+H2O
x+1673
8g100g×7.3%=7.3g
解得:
x=64
所以该金属氧化物中金属元素的质量分数为:
×100%=80%.
分析所给的选项可以知道选项D符合刚才的计算.故选D。
3.天平(灵敏度极高)两边各放质量相等的烧杯,分别盛有等质量、等质量分数的稀硫酸,此时天平平衡。
将等质量的锌和铁分别放入两烧杯中,充分反应后,下列说法正确的是
A. 若天平平衡,两边烧杯中所得溶液质量相等
B. 若天平平衡,两种金属一定都有剩余
C. 若天平不平衡,参加反应的金属质量可能不相等
D. 若天平不平衡,两种金属一定完全反应
【答案】C
【解析】若天平平衡,说明反应生成氢气质量相等,生成氢气质量相等时,反应生成的硫酸锌和硫酸亚铁质量不相等,因此两边烧杯中所得溶液质量不相等,A不正确;若天平平衡,两种金属可能都有剩余,也可能是锌恰好完全反应,铁有剩余,B错误;若天平不平衡,说明反应生成氢气质量不相等,则参加反应的金属质量可能不相等,也可能相等,C正确;若天平不平衡,两种金属不一定完全反应,例如可能是锌完全反应,铁有剩余,D错误。
本题选C。
4.高温条件下,14.4g某种铁的氧化物恰好与5.6g一氧化碳完全反应,则该氧化物中铁元素与氧元素的质量比为
A.18:
7 B.7:
2 C.7:
3 D.21:
8
【答案】B
【解析】设5.6g一氧化碳完全反应需要氧元素质量为x,
x=3.2g,则该氧化物中铁元素与氧元素的质量比为:
(14.4g﹣3.2g):
3.2g=7:
2。
故答案为:
B。
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