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6. 在5.6 g铁粉中先逐滴加入一定量的$\ce{Cu(NO_{3})_{2}}$溶液，充分反应后再逐滴加入$\ce{AgNO_{3}}$溶液，剩余固体质量与所加溶液总质量的关系如图所示。下列说法正确的是（
A.所加溶液质量为$M_{1}\ \mathrm{g}$时，生成$\ce{Cu}$的质量为$m_{2}\ \mathrm{g}$
B.c点对应的固体中含有$\ce{Fe}$、$\ce{Cu}$
C.$m_{3}$的值为21.6
D.e点溶液中不含$\ce{Cu(NO_{3})_{2}}$
C
）A.所加溶液质量为$M_{1}\ \mathrm{g}$时，生成$\ce{Cu}$的质量为$m_{2}\ \mathrm{g}$
B.c点对应的固体中含有$\ce{Fe}$、$\ce{Cu}$
C.$m_{3}$的值为21.6
D.e点溶液中不含$\ce{Cu(NO_{3})_{2}}$
答案
6. C 解析:首先,ab段,铁粉与硝酸铜发生置换反应,b点时,硝酸铜被完全消耗,之后,bc段,铁粉与硝酸银发生置换反应,直到c点时铁粉消耗完毕,然后cd段,之前生成的铜与硝酸银发生置换反应,直至d点时,铜被完全消耗。
设有质量为x的铁粉与硝酸铜反应,并生成质量为y的铜。
$\ce{Fe + Cu(NO_{3})_{2}\xlongequal{\;\;}Fe(NO_{3})_{2} + Cu}$
56 64
x y
$\begin{cases}\dfrac{56}{64}=\dfrac{x}{y}\\5.6\ \mathrm{g}+y-x=m_{1}\end{cases}$
解方程组得$y=8(m_{1}-5.6)\ \mathrm{g}$,A错误;bc段是铁粉与硝酸银发生置换反应,c点时铁粉消耗完毕,固体中不含有铁,B错误;
d点时铁粉被完全消耗,沉淀完全是Ag,整体反应过程相当于铁粉与硝酸银发生置换反应,设生成Ag的质量为z,则有:
$\ce{Fe ～ 2Ag}$
56 216
5.6 g z
$\dfrac{56}{216}=\dfrac{5.6\ \mathrm{g}}{z}$
解得$z=21.6\ \mathrm{g}$,C正确;cd段,之前生成的铜与硝酸银发生置换反应生成了银单质和硝酸铜溶液,后面再滴加硝酸银也不会与硝酸铜反应,因此e点含有硝酸铜,D错误。
设有质量为x的铁粉与硝酸铜反应,并生成质量为y的铜。
$\ce{Fe + Cu(NO_{3})_{2}\xlongequal{\;\;}Fe(NO_{3})_{2} + Cu}$
56 64
x y
$\begin{cases}\dfrac{56}{64}=\dfrac{x}{y}\\5.6\ \mathrm{g}+y-x=m_{1}\end{cases}$
解方程组得$y=8(m_{1}-5.6)\ \mathrm{g}$,A错误;bc段是铁粉与硝酸银发生置换反应,c点时铁粉消耗完毕,固体中不含有铁,B错误;
d点时铁粉被完全消耗,沉淀完全是Ag,整体反应过程相当于铁粉与硝酸银发生置换反应,设生成Ag的质量为z,则有:
$\ce{Fe ～ 2Ag}$
56 216
5.6 g z
$\dfrac{56}{216}=\dfrac{5.6\ \mathrm{g}}{z}$
解得$z=21.6\ \mathrm{g}$,C正确;cd段,之前生成的铜与硝酸银发生置换反应生成了银单质和硝酸铜溶液,后面再滴加硝酸银也不会与硝酸铜反应,因此e点含有硝酸铜,D错误。
7. 在新型航空航天材料研发中,某科研团队研制出一种新型材料。该材料主体结构由一种含钛(Ti)、铝(Al)的合金构成,表面涂层是一种特殊的有机聚合物。
(1)钛铝合金属于
(2)在研制过程中会发生铝热反应,其反应方程式为 $2Al+Fe_{2}O_{3}\stackrel{高温}{=\!=\!=}Al_{2}O_{3}+2Fe$。
①该化学反应属于
②此类反应也可用于判断金属活动性强弱,且判断方法与金属和盐溶液反应相似。据此判断Cu和$Al_{2}O_{3}$能否发生反应?
(1)钛铝合金属于
金属材料
(填“金属材料”或“有机合成材料”)。(2)在研制过程中会发生铝热反应,其反应方程式为 $2Al+Fe_{2}O_{3}\stackrel{高温}{=\!=\!=}Al_{2}O_{3}+2Fe$。
①该化学反应属于
置换
(填写基本反应类型)反应。②此类反应也可用于判断金属活动性强弱,且判断方法与金属和盐溶液反应相似。据此判断Cu和$Al_{2}O_{3}$能否发生反应?
不能
。答案
7.(1)金属材料 (2)①置换 ②不能
解析:(1)金属材料包括纯金属和合金;有机合成材料主要是通过化学合成将小分子有机物如烯烃等合成大分子聚合物;常见的有机合成材料包括塑料、合成纤维和合成橡胶等;钛铝合金是由钛和铝组成的合金,所以钛铝合金属于金属材料。(2)由方程式可知,该反应是由一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,属于置换反应;在金属活动顺序中铜的活动性弱于铝,可知铜和氧化铝不能发生反应。
解析:(1)金属材料包括纯金属和合金;有机合成材料主要是通过化学合成将小分子有机物如烯烃等合成大分子聚合物;常见的有机合成材料包括塑料、合成纤维和合成橡胶等;钛铝合金是由钛和铝组成的合金,所以钛铝合金属于金属材料。(2)由方程式可知,该反应是由一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,属于置换反应;在金属活动顺序中铜的活动性弱于铝,可知铜和氧化铝不能发生反应。
三、实验与探究题
8. 化学兴趣小组利用垃圾处理站的金属片，开展了“制作金属书签”的项目活动，请你一起参与下列活动。
任务一:走近废弃金属
(1)同学们来到垃圾站，从
A. 有害垃圾 B. 可回收垃圾 C. 厨余垃圾 D. 其他垃圾
任务二:处理废弃金属
(2)兴趣小组分别用相同浓度的稀盐酸和稀硫酸去除铁片表面的铁锈，发现用稀硫酸除锈的速率比稀盐酸慢很多。对这一“异常现象”进一步探究，大家猜想可能与酸溶液中酸根离子的种类有关。于是在装有稀硫酸的烧杯中继续加入氯化钠固体，发现除锈速率明显加快。大家认为猜想正确，
任务三:制作金属书签
(3)首先将有镂空图案的不干胶保护膜(能隔绝蚀刻液与铁片接触)贴到处理好的铁片上，接着将铁片浸入足量的硫酸铜溶液中，一段时间后取出。小组同学看到铁片上出现红色附着物图案，请写出反应的化学方程式
任务四:废液回收利用
(4)为减少污染并促进废物利用，小组同学设计以下流程回收Cu和$\ce{FeSO_{4}}$。加入的X是
(5)活动反思:项目小组同学讨论交流后认为任务二的“异常现象”探究实验不够严谨，请你指出该实验的不足之处
8. 化学兴趣小组利用垃圾处理站的金属片，开展了“制作金属书签”的项目活动，请你一起参与下列活动。
任务一:走近废弃金属
(1)同学们来到垃圾站，从
B
(填字母)箱中筛选制作书签的铁片。A. 有害垃圾 B. 可回收垃圾 C. 厨余垃圾 D. 其他垃圾
任务二:处理废弃金属
(2)兴趣小组分别用相同浓度的稀盐酸和稀硫酸去除铁片表面的铁锈，发现用稀硫酸除锈的速率比稀盐酸慢很多。对这一“异常现象”进一步探究，大家猜想可能与酸溶液中酸根离子的种类有关。于是在装有稀硫酸的烧杯中继续加入氯化钠固体，发现除锈速率明显加快。大家认为猜想正确，
Cl⁻
(填符号)可加快除锈的速率。除去铁片表面的铁锈后，将铁片清洗干净，烘干备用。任务三:制作金属书签
(3)首先将有镂空图案的不干胶保护膜(能隔绝蚀刻液与铁片接触)贴到处理好的铁片上，接着将铁片浸入足量的硫酸铜溶液中，一段时间后取出。小组同学看到铁片上出现红色附着物图案，请写出反应的化学方程式
$\ce{Fe+CuSO_{4}\xlongequal{\;\;}FeSO_{4}+Cu}$
。将蚀刻好的铁片清洗干净，去掉不干胶保护膜，进行装饰。任务四:废液回收利用
(4)为减少污染并促进废物利用，小组同学设计以下流程回收Cu和$\ce{FeSO_{4}}$。加入的X是
Fe
。(5)活动反思:项目小组同学讨论交流后认为任务二的“异常现象”探究实验不够严谨，请你指出该实验的不足之处
未控制单一变量排除钠离子的干扰
。答案
8.(1)B (2)Cl⁻ (3)$\ce{Fe+CuSO_{4}\xlongequal{\;\;}FeSO_{4}+Cu}$ (4)Fe (5)未控制单一变量排除钠离子的干扰
解析:(1)可回收垃圾是可以再生循环的垃圾,铁片可回收利用,属于可回收垃圾。(2)结论为猜想正确,则除锈的速率与酸溶液中的酸根离子种类有关,则氯离子可以加快除锈的速率。(3)铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,该反应的化学方程式为$\ce{Fe+CuSO_{4}\xlongequal{\;\;}FeSO_{4}+Cu}$。(4)该流程的目的是回收铜和硫酸亚铁,故加入的足量X应是铁,铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,可得到硫酸亚铁溶液和铁、铜的混合物,铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铜与稀硫酸不反应,故可加入适量稀硫酸除去铁,得到铜。(5)任务二的目的是探究酸根离子种类对除锈速率的影响,根据控制变量法,除了酸根离子不同,其他因素相同,则该实验的不足之处是未控制单一变量排除钠离子的干扰。
解析:(1)可回收垃圾是可以再生循环的垃圾,铁片可回收利用,属于可回收垃圾。(2)结论为猜想正确,则除锈的速率与酸溶液中的酸根离子种类有关,则氯离子可以加快除锈的速率。(3)铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,该反应的化学方程式为$\ce{Fe+CuSO_{4}\xlongequal{\;\;}FeSO_{4}+Cu}$。(4)该流程的目的是回收铜和硫酸亚铁,故加入的足量X应是铁,铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,可得到硫酸亚铁溶液和铁、铜的混合物,铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铜与稀硫酸不反应,故可加入适量稀硫酸除去铁,得到铜。(5)任务二的目的是探究酸根离子种类对除锈速率的影响,根据控制变量法,除了酸根离子不同,其他因素相同,则该实验的不足之处是未控制单一变量排除钠离子的干扰。
