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2010届初三化学复习:金属和金属矿物典型例题

发布时间:2014-01-08 14:50:52  

2010届初三化学复习:金属和金属矿物典型例题

例1.我们中华民族的祖先在世界冶金史上曾谱写过辉煌的篇章。早在距今2000余年前的西汉时期,就有“曾青得铁则化为铜”的记述,此乃现代湿法冶金术的先驱。从现代化学观点理解,“曾青”应赋予的最恰当涵义为( )

A.铜(单质)

B.硫酸铜(溶液)

C.铜的化合物

D.可溶性铜盐(溶液)

答案 D

解析

铁能将在金属活动性顺序中排列在其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。不可把Fe与CuSO4溶液的反应局限于某一个反应,而应理解为金属与盐溶液的置换反应。凡符合条件都可发生。

例2.下列有关铁与其他物质反应的化学方程式,正确的是( )

A.Fe+CuSO4==Cu+FeSO4

B.4Fe+3O2点燃2Fe2O3

C.2Fe+6HCl==2FeCl3+3H2↑

D.2Fe+3H2SO4==Fe2(SO4)3+3H2↑

答案 A

解析

本题主要考查铁的化学性质,当铁单质与酸(稀盐酸、稀硫酸)、盐溶液反应时只能生成+2价铁的化合物,所以C、D两个选项均错;而铁在氧气中燃烧时生成的是Fe3O4,B也错误。

例3.在氧化铜和铁粉的混合物中,加入一定量的稀硫酸并加热,反应停止后滤出不溶物,再向滤液中插入铁片,铁片上无变化,则滤液中( )

A.一定无硫酸铜,一定含有硫酸亚铁

B.一定无硫酸铜,可能含有硫酸亚铁

C.一定含有硫酸亚铁和硫酸铜

D.一定含有硫酸亚铁,可能含有硫酸铜

答案 A

解析

根据题中所给出信息,借助金属活动性顺序,可推断滤液及滤渣的成分。题中氧化铜、铁粉都能和稀硫酸反应,同时铁粉又可能与硫酸铜溶液反应。因反应停止后滤液中插入铁片无反应,说明CuSO4与H2SO4皆已反应完,故滤液中一定只有FeSO4。

例4.根据你的生活经验和下表所提供的信息,并查阅有关资料分析并回答下列问题:

(1)为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制? (2)银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜制而不用银制?

(3)为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制?如果用锡制的话,可能会出现什么情况? (4)为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬?如果镀金怎么样?

答案(1)因为铁的硬度比铅大,且铅有毒,故常用铁而不用铅做菜刀、锤子、镰刀。 (2)银和铜的导电性相近,但银比铜贵得多,且电线用量大,所以用铜不用银。 (3)因为钨的熔点高(3410℃),而锡的熔点(232℃)太低,通电时锡就熔化了,所以用钨丝而不用锡丝做灯泡的灯丝。

(4)因为铁制水龙头易生锈而腐蚀性强,而铬的硬度大(9),且抗腐蚀性强,所以有的水龙头等要镀铬。如果镀金,虽然外观美观,光泽好,但金的硬度小(2.5~3),耐磨性差,且资源很少,价格贵。

解析

此题联系生活实际考查金属材料及其物理性质等。是中考的常考题。解题的关键是了解金属的物理性质,看懂题给信息,知道物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,但同时还需要考虑如价格、资源以及废料是否易于回收等其他因素,认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。

例5.中国铁锅盛行世界,铝制炊具正在淘汰。下面对铁、铝两种金属的叙述中,错误的是( )

A.铁与盐酸反应生成FeCl3 B.铝与盐酸反应生成AlCl3

C.铁的金属活动性不如铝的金属活动性强 D.常见化合物中,铁有+2、+3价,铝只有+3价 答案 A 解析

在金属活动顺序表中,铝排在铁的前面,因此铝比铁的金属性强,故C正确,铝与盐酸反应生成AlCl3,而铁与盐酸反应生成FeCl2而不是FeCl3,故A错,B正确;常见化合物中,铁有+2、+3价,而铝只有+3价,故D正确。

方法总结:铁、铝均排在金属活动性顺序表中氢以前且铁排在铝的后面,在金属活动性顺序中,排在氢以前的金属均能置换出稀盐酸、稀硫酸等酸中的氢,金属的位置越靠前,金属的活动性越强,铁单质与酸或盐的溶液发生置换反应生成+2价的亚铁盐。

例6.某中学使用如下图所示装置试验一氧化碳与氧化铜的反应。回答下列有关问题。

(1)实验开始时,应先__________,然后__________。

(2)实验进行一段时间后,A装置中出现的现象为__________,说明有__________生成;B装置中出现的现象为__________,说明有__________生成。

(3)由上述实验可知,一氧化碳具有__________性。在我们已经学习过的物质中,具有这种性质的还有_________和__________,因此,它们在工业上常用来_________。

(4)在C处放置燃着的酒精灯,目的是__________。

(5)100t含氧化铁80%的铁矿石在理论上可制得__________t含杂质4%的生铁。 答案 (1)通入CO一会儿;再加热;(2)黑色氧化铜逐渐变为红色;铜;澄清石灰水变浑浊;二氧化碳。(3)还原;氢气;碳;作还原剂,冶炼金属。(4)用煅烧法除去尾气中的CO,以免造成人体中毒和污染环境。(5)58.3。

解析

本题是一道综合性较强的实验题。主要考查了一氧化碳还原氧化铜的实验步骤、实验现象、一氧化碳的用途、毒性、有关反应的化学方程式及含杂质物质的化学方程式的计算等知识。解答此题的关键是在平时学习中不仅要掌握好所学的每一个知识点,同时还要掌握好知识之间的联系,多观察、多思考,知其然更要知其所以然。如,第(5)问是有关含杂质物质的化学方程式的计算问题,首先要理解化学方程式所反映的是纯净物之间的反应关系和质量关系,因此当化学反应中的物质含有杂质时。要先把杂质的物质换算成纯净物质的质量,再利用纯净物质的质量根据化学方程式进行计算。

设可制得含杂质4%的生铁的质量为x,则其中含纯铁的质量为(1–4%)x=96%x Fe2O3?3CO高温2Fe?3CO2

160    112

100t?80%  96%x

160︰112=100t×80%︰96%x

x=58.3t

方法规律:(1)一氧化碳与空气混合加热易发生爆炸,因此实验开始时应先通入一氧化碳再加热;(2)C、H2、CO均具有还原性,在工业上常用来冶炼金属;(3)一氧化碳有剧毒,因此尾气中的一氧化碳应进行处理,以防止污染空气;(4)进行含杂质物质的化学方程式的计算时先应将含杂质物质的质量换算成纯净物质的质量,再根据化学方程式进行有关的计算。

例7.新型材料纳米级α-Fe粉具有超强的磁性能,用作高密度磁记录的介质以及高效催化剂等。实验室采用气相还原法制备纳米α-Fe,方法是:将固体粉料FeCl2·nH2O脱水、真空干燥,然后在高温条件下通入高纯氮气(作保护气)和氢气(作还原剂)的混合气体,生成纳米α-Fe,请回答问题:

(1)写出生成纳米α-Fe的化学方程式__________;

(2)反应中保护气的作用是__________。

答案(1)FeCl2?nH2O?FeCl2?nH2O,

(2)防止生成的α-Fe被氧化。

解析

根据题给信息知,首先是FeCl2?nH2O脱水,即FeCl2?nH2O?FeCl2?nH2O,然后是在高温氮气作保护气的条件下,FeCl2与H2发生反应生成α-Fe和HCl,即

,由于铁的化学性质比较活泼,高温下生成的α-Fe易与空气中

的氧气反应,被氧化,因此,反应中保护气的作用是防止生成的α-Fe被氧化。

误区:因不会理解题给信息,没有掌握有关知识及不会正确书写化学方程式而错答。解题的关键是理解、获取题给信息,及时检索出相关知识,并与所获取的信息有机地结合在一起用于解决问题之中。

例8.世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一。铝的下列应用必须加以控制的是( )

A.用铝合金制门窗

B.用铝合金制飞机材料

C.用金属铝制装碳酸饮料的易拉罐

D.用金属铝制电线

答案 C

解析

金属铝是一种常见金属,也被广泛的应用在生产、生活等领域,由于铝在应用上有着一些优于铁的性质而替代铁,但作为组成金属铝的铝元素以其他形态存在时,就会污染食品,而不像铁元素对人体有益。由此看出物质的性质、用途都有利、弊两方面。解题时只要将题中4个选项内容联系实际、联系所学化学知识即可知A、B、D三项正是金属铝广泛应用的实例。而C项用途过程中金属铝能发生化学反应变成可溶性的铝元素对人体产生危害。

变式总结:关键是理解题给信息及物质的用途与物质的性质之间的关系,获取有效信息并对获取的信息进行加工提炼并运用于解决问题之中。即:铝是食品污染源之一,因此凡是与食品接触的铝制品(包括盛装碳酸饮料的易拉罐都必须加以控制)。 FeCl2?H2高温Fe?2HCl; FeCl2?H2高温Fe?2HCl

例9.某中学化学研究性学习小组的同学对盐的溶液跟某些金属的反应进行研究。

(1)提出问题,盐的溶液能否跟某些金属发生化学反应?若能反应,金属的活动性跟盐溶液的反应有什么规律性?

(2)设计方案:用实验证明。

①实验条件控制Ⅰ:在A、B两支盛有氯化铜溶液的试管里,分别浸入一段洁净的铁丝和铂丝,过一会儿取出,观察有什么变化。

②实验条件控制Ⅱ:在C、D两支盛有硝酸汞溶液和硫酸锌溶液的试管里,分别浸入一段洁净的铜丝,过一会儿取出,观察有什么变化。

(3)实验事实(将能发生化学反应的实验现象、化学方程式填写在下表相应的空格内;不能发生化学反应的填写“没有变化”)。

(4)结论:①____________________________;

②________________________________________。

答案(3)

(4)结论见下面解析。

解析

金属活动性顺序可以作为金属能否在溶液中发生置换反应的一种判断依据。在金属活动性顺序里,位于前面的金属也能把位于后面的金属从它们化合物的溶液中置换出来。由于铂在铜的后面,所以铂不能把铜从其盐溶液中置换出来,因此没有变化;而铜在汞的前面,所以铜能把汞从其盐溶液中置换出来,因此铜丝表面覆盖一层银白色的汞;而铜却排在锌之后,因此铜不能将锌从其盐溶液中置换出来,因此没有变化。由上述探究实验的实验事实可得出下列结论:①盐(溶液)能跟某些金属发生化学反应②活动性较强的金属能把活动性较弱的金属从其盐溶液中置换出来。

方法规律:此题是一道设计独特、构思巧妙的探究性学习的填空简答题。体现了新大纲、新教材的特点,考查的知识虽然都是初中的基础知识,但提问的角度均设置于实际应用的场景当中,使学生感受到用化学知识解决实际问题,用化学知识探究问题的乐趣。解答此类试题的关键是了解金属活动性顺序是判断金属与化合物(盐)溶液发生置换反应的一种依据,能利用题给信息和金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。

例10.180t含氧化铁70%的赤铁矿是经高炉冶炼可炼出多少吨铁?(解答此题时要求用下列两种方法,即根据化学方程式和化学式计算)

答案

解法一 设可炼出铁的质量为x。

3CO?Fe2O3高温2Fe?3CO2

160 112

180t?70% x

160︰180t×70%=112︰x

解之得 x=88.2 t

答案(略)

解法二 炼出铁的质量=180t×70%×[(2×铁的相对原子质量)/ Fe2O3的相对分子质量]×100%=180t×70%×(112/160)×100%=88.2t

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