23、人类发展的历史进程中人们不断研制出各种不同的用具,制造用具的材料也在不断地发生变化,金属制品因其美观、耐用、轻便易成型而被人们广泛利用,请根据所学知识及生活知识参与有关金属制品探究.
(1)以下工具的制作过程中没有发生化学变化的是(
A

A.原始人制作石刀;B.冶炼青铜;C.炼铁
(2)请将以下金属材料的冶炼按年代的先后顺序排序
B.A.C
(填序号).
A.铁;B.青铜;C.铝
从以上顺序可以看出,金属制品的出现顺序与
金属活动性
有关,那么金属钾的制得应排在
C
之后.
(3)金属区别于非金属的主要物理性质是,金属具有
金属光泽
,金属区别于非金属的主要化学特征是
良好的传热导电性
.在化学变化中金属原子通常表现为
延展性易失去电子

(4)孔雀石主要成分为碱式碳酸铜,经加热会发生反应:Cu2(OH)2CO3△2CuO+H2O+CO2↑,古代人们发现翠绿的孔雀石在森林大火中会变成红色的铜,请写出转化为铜的另一个反应方程式:
2CuO+2C═2Cu+CO2

(5)古代术士将炉甘石(主要成分为ZnCO3)与赤铜矿(Cu2O)、木炭放在炼炉中高温灼烧,炼出金光灿灿的“黄金”,被称为“炼石成金”.
①请你用学过的知识回答,真的可以“炼石成金”吗?
不能,在化学变化过程中元素种类不可能发生改变


②那么你认为这金光灿灿的金属是什么?它是怎么炼出来的?写出有关化学方程式
该金属可能是
铜锌合金
,炼出它的化学方程式为
ZnCO3═ZnO+CO2
2ZnO+C═2Zn+CO2
2Cu2O+C═4Cu+CO2

(6)到西汉时期我国的劳动人民又发明了“湿法炼铜”,在西汉刘安所著的《淮南万毕术》中就有“曾青得铁则化为铜”的记载(“曾青”是指铜的化合物),请用反应方程式表示其冶炼原理:
Fe+CuSO4═Cu+FeSO4

(7)磁悬浮的核心技术得制备超导材料.有一种超导材料的化学式为Y2BaCu6O10,它是以YmOn、BaCO3和CuO为原料经研磨烧结而成.假设此过程中所有元素的化合价不变,试填写以下空白:
a.超导材料Y2BaCu6O10是由
种元素组成的,YmOn的化学式是:
Y2O3

b.在合成该超导材料的同时还生成-种产物,该物质是
CO2
(写化学式).
金属的使用及冶炼历史也引起同学们极大兴趣,初三同学组织化学兴趣小组继续进行(8)(9)探究:
(8)首先他们收集大量有关钢铁的成语与民间谚语.其中有说明钢的性能比铁好的有
恨铁不成钢
,知道“百炼成钢”是指铁在高温条件下反复敲打发生的反应是:
C+O2═CO2
,从而了解钢与铁的机械性能不同是因为两者
含碳量不等

(9)钛(Ti)因为具有许多神奇的性能而越来越引起人们的关注.化学兴趣小组对Mg、Ti、Ag的金属活动性顺序进行探究.
[提出假设]a. Ti的金属活动性比Mg强;
b.Ti的金属活动性介于Mg和Ag之间.
[查阅资料]在相同条件下,金属与酸反应,产生气泡的速率越快,则该金属活动性越强.
[实验设计]同温下,取大小相同的这三种金属薄片,分别投入等体积、等浓度的足量稀盐酸中,观察现象.
请回答:三种金属加入盐酸前都先用砂纸将表面擦光亮,其目的是
除去氧化膜利于直接反应

[实验现象]

[实验结论]原假设中
a
不正确,理由是
镁反应速率比钛快

[结论]用不同浓度的足量稀盐酸反应,是否也能得出同样结论?
,请说明理由
反应速率与反应物浓度有关

(10)小刚与小红分别做相同质量的不同金属与同质量、同质量分数的稀H2SO4反应的实验,实验
结束后,分别交上的实验报告,并绘制出金属Zn、Fe分别与稀H2SO4反应放出H2的函数图象(如图所示).

两个图象中存在有错误的是
小红
的图象,判断错误的理由是
图象中Fe与Zn标反了,Zn的反应速率较Fe快

图象不同的原因是
小刚取的金属量较少,金属反应完,而小红取的酸量较少,酸完全反应完

由该实验可以得到的结论:
①金属与酸反应的速率与
金属活动性
有关.
②金属与酸反应中若生成盐中金属价态相同,则生成的氢气量与
相对原子质量
有关.
(11)将铁粉加到一定量的硝酸银、硝酸铜、硝酸锌的混合溶液中,充分反应后过滤,在滤液中滴加盐酸,没有白色沉淀生成,则滤渣中一定有
Ag、Zn(NO32
,肯定滤液中有
Fe(NO32

(12)现一块铜合金,可能是黄铜(铜锌合金)、青铜(铜、锡合金)、白铜[铜、镍(Ni)合金]中的一
种,现欲测定其组成.
[查阅资料]Ⅰ.锌、锡、镍皆能与稀硫酸发生置换反应,生成+2价的金属离子;
Ⅱ.相对原子质量Zn-65,Sn一119,Ni一59.
[实验步骤及数据]取5g合金粉碎后放入烧杯中,将20g15%稀H2SO4分四次加入烧杯中充分反应后,测定剩余固体质量数据记录如下:

试求:①合金中铜的质量分数
64%
.②合金中另一金属为何种金属.
另一种金属为锌
某兴趣小组在复习铁的冶炼时,在参考资料上发现以下一段文字:已知在不同的温度下,CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物(或铁单质)和CO2.他们不禁产生了疑问:课本上册124页的实验中,CO与Fe2O3反应生成的黑色物质真的是Fe粉吗?于是他们进行了以下探究.
[查阅资料]
资料一:Fe粉和Fe3O4粉末能被磁铁吸引而FeO(黑色)不能;
资料二:Fe3O4中铁元素有+2、+3两种化合价,其化学式可用FeO?Fe2O3 的形式表示;
[提出猜想]黑色物质可能是Fe3O4、FeO和Fe粉中的一种或几种.
[进行实验]兴趣小组收集了CO与Fe2O3反应生成的黑色物质进行了下列实验:
实验方案 实验现象
取少量黑色物质用磁铁吸引 黑色物质全部被磁铁吸引
取少量黑色物质加入30%热的盐酸中 无气泡、溶液颜色变成黄绿色
取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中 无任何现象
[实验结论]
(1)甲实验现象说明黑色物质中没有
FeO
FeO
,乙、丙实验现象说明黑色物质中没有
Fe
Fe

(2)生成的黑色物质应为Fe3O4
(3)写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O

[拓展探究]同学们对Fe3O4产生了兴趣,从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档Fe3O4粉的工艺流程简图.
[生产流程]

[查阅资料]
资料一:硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如表所示:
温度/℃ 0 10 30 50 60 70 80 90
溶解度/g 14.0 17.0 25.0 33.0 35.3 33.0 30.5 27.0
资料二:Fe(OH)2受氧气氧化反应原理为:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
资料三:获得Fe3O4的反应原理为:Fe(OH)2+2Fe(OH)3
  △  
.
 
Fe3O4+4H2O
[问题讨论]
(1)溶解时,用50℃至80℃的热水目的是
在50℃~80℃时,硫酸亚铁的溶解度较大,有利于溶解的更多,提高产率
在50℃~80℃时,硫酸亚铁的溶解度较大,有利于溶解的更多,提高产率

(2)写出加入适量NaOH溶液时发生反应的化学方程式
2NaOH+FeSO4═Fe(OH)2↓+Na2SO4
2NaOH+FeSO4═Fe(OH)2↓+Na2SO4

(3)上述过程中,要控制“通一定量空气”的目的是
控制Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的量
控制Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的量

(4)要使四氧化三铁的产率最高,则上述流程中产生的Fe(OH)2和Fe(OH)3的最佳质量比为
90:214
90:214

(5)副产品P是硫酸钠,由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→
c
c
a
a
→d.
a.过滤   b.加热浓缩     c.冷却结晶    d.晶体加热至完全失去结晶水
[组成确定]为确定用以上方法制得的四氧化三铁中可能含有的杂质,同学们又进行了下列实验探究.
[查阅资料]
资料一:难溶性碱受热时能分解产生金属氧化物和水(反应中各种元素的化合价不变);
资料二:Fe2O3和CO反应是随温度升高而逐步进行的,先生成Fe3O4,再生成FeO(黑色),最后生成Fe;
[提出猜想]Fe3O4中可能含有的杂质是Fe2O3和FeO中的一种或两种.
[实验设计]同学们称取了23.28g该Fe3O4样品进行了下列实验:

[实验分析]因探究思路不同,兴趣小组分成甲、乙两小组.
甲组:
(1)该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该Fe3O4样品中的杂质.
B中的最佳试剂是
(填序号)
①澄清石灰水     ②氢氧化钠浓溶液    ③稀盐酸         ④水
(2)上述实验过程中,CO气体除作为反应物外,能起到的作用是:
①实验开始时,排尽装置中的空气,防止
防止爆炸
防止爆炸

②停止加热后,继续通CO气体,防止
防止生成物被氧化
防止生成物被氧化
,以及B中的溶液倒吸入A中;
在本实验中,CO气体还能起到的作用是③
让二氧化碳全部进入B瓶中
让二氧化碳全部进入B瓶中

(3)尾气如何处理?
点燃
点燃

乙组:
利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线(如图)

(1)写出BC段发生反应的化学方程式:
Fe3O4+CO
 高温 
.
 
3FeO+CO2
Fe3O4+CO
 高温 
.
 
3FeO+CO2

(2)通过分析计算确定:该Fe3O4样品中含有的杂质是
Fe2O3
Fe2O3
.(不需要写过程)
在老师的指导下,同学们进行了有趣的化学实验探究:
一、测定空气中氧气含量
图1所示的是小亮同学用红磷在空气中燃烧的测定方法.过程是:
第1步:将集气瓶容积划分为五等份,并做好标记.
第2步:点燃燃烧匙内的红磷,伸入集气瓶中并把塞子塞紧.
第3步:待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,发现水被吸入集气瓶中,进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的
1
5
.请回答下列问题:
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①第2步红磷燃烧时的现象
 
,化学反应表达式
 

②实验完毕,若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5,你认为导致这一结果的原因可能是
 

A、集气瓶底部的水占了一部分体积
B、红磷过少
C、红磷没有燃烧完就急着打开了止水夹
③小博同学对实验进行反思后,提出了改进方法(如图2所示),小博在正式开始实验前,夹紧弹簧夹,将注射器活塞从20mL刻度处推至15mL处,然后松开活塞,观察到活塞返回至20mL刻度处.该操作的主要目的是
 
,你认为改进后的优点是
 

二、小余阅读课外资料得知:双氧水分解除了用二氧化锰(MnO2)还可用氧化铜(CuO)等物质作催化剂,于是他对氧化铜产生了探究兴趣.
【提出问题】氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂?它是否比二氧化锰催化效果更好?
【设计实验】小余以生成等体积的氧气为标准,设计了下列三组实验(其它可能影响实验的因素均忽略) 
实验序号 氯酸钾质量 其他物质质量 待测数据
1.2g /  
1.2g CuO  0.5g  
1.2g MnO2 0.5g  
①上述实验应测 量的“待测数据”是
 

②若实验②比实验①的“待测数据”更
 
(填“大”或“小”),说明氧化铜能加快氯酸钾的分解.
③将实验②反应剩余的固体取出后经洗涤、干燥,再次精确称量得到0.5g黑色粉末,这样做的目的是
 
,小余同学认为氧化铜肯定是氯酸钾分解的催化剂,但小淳同学对此提出了异议,小淳同学设计了如下实验:将第二次精确称量得到的0.5g黑色粉末和1.2g氯酸钾混合放入试管中,加热,伸入带火星木条,发现木条很快复燃.小淳同学这样做目的是
 

【预期结论】氧化铜也能作氯酸钾的催化剂.
【评价设计】你认为小余设计实验③和实验②对比的目的是
 
; 写出实验②反应的表达式
 

三、有趣的改进实验
①小晴同学学了分子性质这节内容后,改进了书本上 探究分子运动的实验.小晴同学找来废弃的医疗用品--微型Y 形管,设计如图1所示实验,
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她进行该实验是为了探究
 
,实验过程中能看到的现象是
 
,小晴同学设计的实验优点
 

 ②利用如图装置进行“硫燃烧”的实验:用气卿(能不断鼓入空气的装置)不断地向弯型具支试管中鼓入空气,同时用酒精灯给硫粉加热至燃烧,移去酒精灯,可观察到微弱的淡蓝色火焰;然后停止鼓入空气,再用酒精灯给高锰酸钾加热,使硫在纯氧中继续燃烧,观察到
 
火焰.
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写出实验中硫磺燃烧的化学反应表达式:
 
.该实验装置的主要优点是在消除有害气体对环境污染的前提下有利于
 
.你推断烧杯中的氢氧化钠溶液的作用是
 

“家事国事天下事事事关心”。作为新时代的中学生,我们不仅要学习文化知识,而且要关注社会,关注生活。

(1)2013年4月20日8点02分四川省雅安市芦山县发生7.0级地震。地震发生后,全国人民抗震救灾,众志成城,彰显了中华民族巨大的凝聚力。

①救灾需要大量的消毒剂,我国研制出比漂白粉更高效的饮用水消毒剂“ClO2”,其反应的微观过程图如下:

(其中    表示氯原子,●表示钠原子,表示氧原子)
试回答:ClO2叫做                ,其中氯的化合价为              

根据反应的微观过程图写出反应的化学方程式为                             

②国家药监局公布的抗震救灾急需药械目录中包括:一次性防护服、活性炭防护口罩、骨科内外固定材料等。其中防护口罩主要是利用活性炭的              性。

③地震发生后,全国各地为灾区紧急提供包括方便面在内的各种救灾物品。据下表回答:

方便面营养成分表(每100g中含量)

糖类
(g)

脂肪
(g)

蛋白质
(g)

水分
(g)


(mg)


(mg)


(mg)


(mg)

维生素C
(mg)

其他

61.6

21.1

9.5

3.6

1144

134

80

25

0

方便面所含的营养素主要有蛋白质、                   、油脂、无机盐和水。

(2)有机高分子材料、金属材料和无机非金属材料是人类使用的三大类基础材料,它们以各自的特点满足着人类多方面的需要。

①有机高分子材料“玉米塑料”因其可降解被广泛用来替代一次性泡沫塑料,“玉米塑料”的使用可减少“         污染”。

②金属材料中,有一类贮氢合金能够结合氢气形成金属化合物,并在一定条件下分解释放出氢气,该贮运原理属于         变化(选填“物理”或“化学”)。

③无机非金属材料中,用于电子工业的高纯碳酸钙和高纯氧化钙生产流程如下:

实验室常采用           操作进行沉淀分离,生产高纯碳酸钙时,选择“220℃恒温干燥”,而不选择“高温”条件下完成此操作的原因是                                   (用化学方程式说明)。

(3)创新利用CO2,倡导低碳生活,发展低碳经济已成为一种环保时尚。现在许多城市倡导“135”出行,即1公里以内步行,3公里以内骑自行车,5公里乘坐公共交通工具,提倡“低碳城市”、“绿色出行”。

①为减少CO2排放,人们积极寻找不含碳元素的燃料。经研究发现燃烧的产物没有污染,且释放大量能量,有一定应用前景。请将燃烧反应的化学方程式补充完整:      

②法国化学家PaulSabatier采用“组合转化”技术使CO2和H2在催化剂作用下生成CH4和H2O。试写出该反应的化学方程式                                  

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