2021年中考化学实验探究题：金属性质探究(创新型)

2021中考化学实验探究题： 金属性质探究（创新型） （考频：★★★★★）

1. 每年的 CES（国际消费类电子产品展览会）都会有一大波“黑科技”产品发布，而这些产品大多是由金属材料制成，铜是其中重要的金属材料。

（1） I．自然界中的铜主要以化合物形式存在于铜矿石中，从“绿色化学”的理念分析，以下铜矿最适宜炼铜的是（ ）（填序号）。

A . 黄铜矿（CuFeS2） B . 辉铜矿（Cu2S）

C . 蓝铜矿[Cu（OH）2（CO3）2] D . 斑铜矿（Cu5FeS4）

（2） Ⅱ．某化学兴趣小组用如下实验装置制取一氧化碳，再用一氧化碳还原氧化铜模拟炼铜。

【查阅资料】

①实验室常用甲酸（H2CO2）和浓硫酸混合加热制备CO，同时生成H2O。

②浓硫酸具有吸水性。 【进行实验】

小组同学组装好如图装置并检查装置气密性之后开始实验，先让A装置反应一会儿，然后熄灭A中的酒精灯，再点燃C装置中的酒精灯。

①装置B的作用是________；装置C中发生反应的化学方程式是________。

②装置D的作用是________；该装置的组装存在的不正确是

________； 改正之后，该装置中发生反应的化学方程式是________。

③为避免一氧化碳污染空气，回收利用一氧化碳，方框中应连接装置E，与a导管接口相接的是________（填“b”或“d”）。 （3） 实验结束之后，得到带有金属光泽的砖红色粉末，小组决定对该固体的成分进行探究。 【提出问题】 红色的固体是什么？ 【查阅资料】

氧化亚铜（Cu2O）是红色粉末状固体；

会与稀硫酸反应：Cu2O+H2SO4═CuSO4+Cu+H2O。 【提出猜想】

猜想一：该固体全部为Cu； 猜想二：该固体全部为Cu2O；

猜想三：该固体为Cu2O和Cu的混合物。 【实验方案】 实验步骤 实验现象及实验结论

取少量固体粉末于试管中，加入过量________溶液。 若无明显变化，则猜想一成立；若溶液变为________色，则猜想二或猜想三成立。 为了进一步确定混合物的组成，另取mg固体，重复上述实验，然后将反应后的物质过滤、洗涤、干燥，再次称量得到ng固体，若m和n满足________的量的关系，则猜想三成立。 【得出结论】

该固体为Cu2O和Cu的混合物。 （4） 【交流讨论】

①从实验安全的角度考虑，本实验存在的危险是________，改进的方法是________；

②从物质的转化程度考虑，小组同学针对如何将氧化铜全部转化为铜单质展开讨论，查阅了大量资料之后知道，反应条件是影响生成物的重要因素，因此一致认为在下次实验中需要适当加大CO的通入量或者________。

2. 为了探究金属铝的化学性质，某兴趣小组的同学进行了如下探究。

（1） 铝的金属活动性

甲同学将打磨过的铝片放入硫酸铜溶液中，看到的现象是________，说明铝的金属活动性比铜________(填“强”或“弱”)。 （2） 铝与酸的反应

①铝片与稀硫酸反应产生氢气的速度与时间的关系如图所示，反应过程中，试管外壁发烫，说明该反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。图中从c点到d点反应速率变慢的主要原因可能是________。

②将大小相同的铝片与氢离子浓度相同的足量的稀硫酸和稀盐酸反应，结果是生成氢气的速度前者比后者慢很多，乙同学对比了盐酸和硫酸的化学式后，认为可能是溶液中的________(选填“H+”“C1-”或“SO42-”)对反应产生了促进作用。

（3） 铝与水的反应 （提出问题）

铝能否与水反应生成氢气? （查阅资料）

铝能与氯化汞(HgCl2)反应，形成铝汞齐(铝汞合金)破坏铝表面致密的氧化膜且防止其重新生成。 （实验探究）

将铝片完全浸入氯化汞(HgCl2)溶液中1min左右取出，立即用流水冲洗干净后加入到蒸馏水中(如图)，其表面生成大量气泡、周围出现白色沉淀。铝与氯化汞溶液发生置换反应的化学方程式为________。在导管口e处涂肥皂水，发现导管口有气泡形成，当气泡离开导管后，气泡________(选填“下沉”或“上升”)，用燃着的木条点燃气泡，发出爆鸣声。

（实验结论）

铝能与水反应生成氢气。

（4） 如图，在铝与水反应的过程中，若关闭导管上的活塞K，反应停止，其原理是________；当再次打开活塞K，反应继续，产生气泡。铝未能生成氧化铝，其原因是________。

3. 化学是一门研究物质的科学，我们一般从物质的存在、性质、制备、用途等方面研究一种物质或一类物质，以金属为例，请你参与其中回答相关问题．

（1） 如图4金属制品中，利用金属的物理性质是________（至少两条）．

（2） 亮亮做家务时接触到一袋脱氧剂（主要成分是还原铁粉），拆开后看到还原铁粉已生锈，铁生锈的原因是________，废旧钢铁表面的铁锈可用盐酸除去，其原理是________（写化学方程式）． （3） 利用废旧电池铜帽（含Cu、Zn）制取海绵铜（Cu），并得到硫酸锌溶液，主要流程如图1（反应条件略去）．已知：2Cu+2H2SO4+O2加热2CuSO4+2H2O

①A﹣E中含铜、锌两种元素的物质有________（填字母序号）． ②我国早在西汉时期，就有“曾青得铁则化为铜”的记述，该反应的化学方程式可表示为________

（4） 炼铁产生的废渣中含有大量CuS，及少量铁和铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl2的流程图如图2所示： ①在Ⅱ中CuS、NaCl和O2在高温条件下反应生成了CuCl2和Na2SO4 ， 其反应的化学方程式是________．

②Ⅲ的操作名称是________，分离混合物的一般思路，首先分析混合物的组成成分，寻找各成分的差异，然后利用其差异选择合适方法进行分离，该方法就是利用混合物中不同成分________差异进行分离的方法．

（5） 等质量的A、B两种金属分别与等质量溶质质量分数的稀盐酸充分反应，反应产生气体的质量与反应时间的关系如图3所示，若A、B为Mg、Zn中的一种，则A是________，反应结束后只有一种金属剩余，则剩余金属为________．

4. 金属铁及其合金是世界上年产量最高、应用最广泛的金属材料，也是我们初中重点学习的金属单质。

（1） 金属的化学性质主要是由金属的活动性决定的。

用如图①②所示实验证明铝的活动性比铜强，观察到的现象是________，反应的化学方程式为________；用图中③实验可以直接证明铝比铜活泼，则X和Y溶液分别是________；

（2） 某同学用如图装置，进行还原氧化铁的实验（图中夹持已略去），检查装置气密性，加入药品，在装置中充满二氧化碳后进行实验。

①缓缓通入CO2 ， 点燃A处酒精喷灯，加热一段时间，硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为________。

②点燃B处酒精喷灯，加热一段时间后B处玻璃管内观察到的实验现象是________，硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为________。 ③请解释储气装置C中收集到的气体及这些气体有剩余的原因是________。

④该实验说明________具有还原性

（3） 工业上利用赤铁矿炼铁的过程如图所示：

炼铁原料的选择：图中缺少的炼铁原料是________，我们一般选择赤铁矿（主要成分Fe2O3）而不用黄铁矿（主要成分FeS2）来炼铁，原因是________；高炉炼铁的产物：将高炉气体的主要成分补充完整________，高炉炼铁的产物还有________；

（4） 为了探究钢铁锈蚀的条件，取4枚洁净无锈的铁钉，分别放入4支试管中如图所示：

为了证明铁生锈需要同时接触水和氧气，我们必须进行的实验是________（填序号，下同）；若要证明其他条件相同时，有氯化钠存在会加速铁的锈蚀， 需要进行的实验是________；

（5） 保护金属资源人人有责，我们保护金属资源的有效途径主要是：

①合理开釆，寻找替代品； ②防止金属锈蚀； ③________等。

5. 一个兴趣小组同学们在一起探究金属及金属矿物的性质，做了如下实验。

（1） 探究铝、铁、铜三种金属的活动性，小刚同学设计了用铜丝、铁丝、铝丝和稀盐酸，只用一只试管，取一次盐酸的探究方案。请你和他们一起完善下表的探究方案并回答有关问题。 实验步骤 ①在试管中取少量盐酸，插入铜丝，充分作用。 ②在①所得的溶液中，插入铁丝，充分作用。 观察到的现象 无明显现象 ________

③在②所得的溶液中插入铝丝，充分作用。 结论：金属活动性由强到弱的顺序________。

________ （2） 小明同学将铝片、锌片打磨后，分别投入盛有等体积、等浓度稀盐酸的试管中，观察到铝与稀盐酸反应较锌与稀盐酸反应快。

（提出问题）

金属与盐酸反应快慢，除与金属的种类有关外，还受哪些因素的影响呢？ （猜想与假设）

a．可能与盐酸的浓度有关； b．可能与反应时的温度有关； c．你的猜想是________。 （设计并实验）

小明利用如图甲所示装置，用不同质量分数的盐酸和相同形状的铝片进行如下实验。 （交流讨论）

请写出铝与盐酸反应的化学方程式：________。 （3） （分析数据） 实验编号 ① ② ③ ④ 盐酸的浓度（均取20mL） 5% 10% 5% 10% 温度/℃ 30 20 20 30 记录的数据 实验中记录的数据可能是：________；对比实验②③可知________对金属与酸反应的速率有影响。

（4） （拓展延伸1）

小明进行铝与稀盐酸反应时，试管外壁发烫，并测得实验过程中生成氢气的体积随时间变化的曲线如图乙所示，根据曲线归纳铝与稀盐酸反应速率的变化规律：________。 （5） （拓展延伸2）

图丙为测得的室温下足量的铝片与20ml10%的稀盐酸反应产生氢气的量与时间关系曲线，发现实验测得的实际值比通过计算得到的理论值偏大，请分析可能的原因（至少答两点）。 ①________， ②________。 （6） （拓展延伸3）

利用铝与盐酸产生的氢气来做下列实验，称取5.2g氧化铁样品，放入重48.48g的玻璃管中，按图丁装置连接，完全反应后，冷却至室温，称得玻璃管和固体的总质量为52.24g，计算氧化铁样品中氧化铁的质量分数________。 （7） （拓展延伸4）

已知氢氧化钠溶液与氢氧化铝反应，生成偏铝酸钠溶液。在铝与过量盐酸反应后的溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液过程中现象为________（下列图像中，纵坐标为沉淀质量，横坐标为氢氧化钠溶液质量 ）

6. 金属的用途与性质密切相关。

（1） 如图所示赤铁矿的主要成分是________（填名称）； （2） 家用电线常用铜制，但在高压远距离输电中，常用铝代替铜，请根据信息分析，其原因是________；

密度/（gcm-3） 地壳中含量（质量分数/%） 导电性（以银的导电性为100做标准） 铜 8.92 0.007 铝 2.70 7.73 （3） 在空气中，铝具有很好的抗腐蚀性，其原因是________； （4） 为探究铁、铜的金属活动性，分别将铁丝、铜丝插入稀硫酸中（如图所示），说明铁比铜的金属活动性更强的实验现象是________，反应的化学方程式是________，后来，小贝选择两种药品，通过一步实验，也达到了实验目的，她选用的药品是________（写出一种药品组合即可）；

（5） 将一定质量的铁粉加入到Al(NO3)3、Cu(NO3)2、AgNO3三种物质的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。下列有关说法正确的是____（填字母）。

A . 若滤液为蓝色，则滤渣中一定有银，可能有铜

B . 若滤渣中含有银、铜、铁，则滤液中一定含有Al3+、Fe3+、NO3

﹣

C . 若滤液为浅绿色，则滤渣中一定含银、铜、铝

D . 若滤渣中加稀盐酸无气泡产生，则滤液中一定有Al3+、Fe2+、Cu2+ ， 可能有Ag+

7. 人们的日常生活离不开金属。

（1） 奥运场馆“鸟巢”使用了大量的钢铁。钢铁与________直接接触容易生锈造成损失，在钢铁表面涂油、刷漆等，都能防止钢铁生锈。

（2） 实验室用图示实验模拟炼铁反应的原理，回答下列问题。

a处可观察到的现象是________；

b处点燃酒精灯的目的是________。

（3） 取某溶液少许放入试管中，向其中加入适量的铁粉，充分反应后，向试管中继续加入足量的另一种金属，溶液中 FeSO4 的质量随时间的变化如图所示。试分析：

①若 b 点表示的溶液中只含一种溶质，则 a 点表示的溶液中的溶质可能是________（写出 1 种情况即可），从 a 点到 b 点的过程中，反应的化学方程式是________。

②若从 b 点到 c 点的过程中，溶液的质量不断增加，则加入的另一种金属是________。